KR101189434B1

KR101189434B1 - 전원 공급 장치

Info

Publication number: KR101189434B1
Application number: KR1020100136074A
Authority: KR
Inventors: 김성은
Original assignee: 엘지이노텍 주식회사
Priority date: 2010-12-27
Filing date: 2010-12-27
Publication date: 2012-10-10
Also published as: US20130278154A1; TW201230860A; EP2659745B1; US9301370B2; JP5840225B2; EP2659745A1; CN103392382A; TWI450629B; WO2012091258A1; KR20120074115A; EP2659745A4; JP2014509170A; CN103392382B

Abstract

실시 예는 전원 공급 장치에 관한 것이다
실시 예에 따른 전원 공급 장치는, 직렬로 연결된 복수의 발광 다이오드를 포함하는 적어도 하나의 발광부; 상기 발광부에 직류 전원을 공급하는 전원부; 상기 발광부의 발광 다이오드들 중 적어도 하나의 발광 다이오드의 양 단으로부터 검출된 전압에 의해 기준 전위를 가변시켜 주는 오픈 상태 검출 회로; 및 상기 오픈 상태 검출 회로의 기준 전위에 따라 상기 전원부의 출력 전류를 제어하기 위한 피드백 제어부를 포함한다.

Description

전원 공급 장치{POWER SUPPLY APPARATUS}

실시 예는 전원 공급 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 액정 표시 장치는 전계 인가 전극이 구비된 두 표시 평판과 그사이에 배치되어 있는 유전율 이방성을 갖는 액정층을 구비한다. 전계 인가 전극에 전압을 인가하여 액정층에 전기장을 생성하고, 전압을 변화시켜 이 전기장의 세기를 조절함으로써 액정층을 통과하는 빛의 투과율을 조정하여 원하는 화상을 표시한다.

이러한 액정 표시 장치는 자체 발광을 하지 못하므로, 백라이트라고 불리는 별도의 광원이 필요하며, 상기 광원은 발광 다이오드로 대체되고 있다. 상기 발광 다이오드는 반도체 소자이므로 수명이 길고, 점등 속도가 빠르며, 소비 전력이 적고, 색 재현성이 뛰어나다. 또한, 충격에 강하며, 소형화 및 박형화에 유리하다.

따라서 휴대 전화기 등의 소형 액정 표시 장치뿐만 아니라 컴퓨터 모니터나 TV와 같은 중대형 액정 표시 장치에도 발광 다이오드를 이용한 백라이트가 장착되고 있는 추세이다.

실시 예는 새로운 오픈 상태 검출 회로를 갖는 전원 공급 장치를 제공한다.

실시 예는 복수의 발광 다이오드를 갖는 적어도 발광부 내에 구비된 적어도 한 발광 다이오드의 회로 오픈 상태를 검출하여 공급 전원을 조절할 수 있도록 한 전원 공급 장치를 제공한다.

실시 예는 발광부 내의 임의의 발광 다이오드의 회로 오픈 상태에 따라 공급되는 전류를 자동으로 가변시켜 줄 수 있도록 한 전원 공급 장치를 제공한다.

실시 예에 따른 전원 공급 장치는, 직렬로 연결된 복수의 발광 다이오드를 포함하는 적어도 하나의 발광부; 상기 발광부에 직류 전원을 공급하는 전원부; 상기 발광부의 발광 다이오드들 중 적어도 하나의 발광 다이오드의 양 단으로부터 검출된 전압에 의해 기준 전위를 가변시켜 주는 오픈 상태 검출 회로; 및 상기 오픈 상태 검출 회로의 기준 전위에 따라 상기 전원부의 출력 전류를 제어하기 위한 피드백 제어부를 포함한다.

실시 예는 발광 다이오드를 갖는 발광부 및 이를 갖는 라이트 유닛과 같은 조명 시스템의 신뢰성을 개선시켜 줄 수 있다.

실시 예는 정상적으로 동작하는 발광 다이오드를 보호할 수 있는 효과가 있다.

실시 예는 발광부 내의 임의의 발광 다이오드의 회로 오픈 상태를 검출하여 공급되는 전류를 자동으로 가변시켜 줄 수 있도록 함으로써, 발광부의 회로 오픈 상태에 대응하는 오픈 검출 회로를 제공할 수 있다.

도 1은 실시 예에 따른 전원 공급 장치를 나타낸 회로 구성도이다.
도 2는 실시 예에 있어서, 정전류 제어 방식의 예를 나타낸 회로도이다.
도 3은 도 2의 회로도에서 일부 발광부의 오픈에 따른 전류 흐름을 나타낸 회로도이다.
도 4는 발광부에 흐르는 전압과 전류의 관계를 나타낸 그래프이다.
도 5는 실시 예에 따른 개별 발광부의 오픈 상태를 검출하기 위한 전원 공급 장치의 일 예를 나타낸 회로 구성도이다.
도 6는 실시 예에 따른 개별 발광부의 오픈 상태를 검출하기 위한 전원 공급 장치의 다른 예를 나타낸 회로 구성도이다.
도 7은 실시 예에 따른 복수의 발광부들의 오픈 상태를 검출하기 위한 전원 공급 장치를 나타낸 회로 구성도이다.
도 8은 실시 예에 따른 발광 장치를 나타낸 도면이다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 보다 상세히 설명하기로 한다.

도 1을 참조하면, 전원 공급 장치는 전원부(101), 적어도 하나의 발광부(121)를 갖는 발광 모듈(120), 및 피드백 제어부(110)를 포함한다.

상기 전원부(101)는 직류 전원을 공급하며, 예컨대 SMPS(switched mode power supply)를 포함할 수 있다. 상기 전원부(101)의 출력 단에 병렬로 연결된 필터(102)를 포함하며, 상기 필터(102)는 캐패시터(C1)를 포함하며 상기 직류 전원에 포함된 리플을 제거하게 된다.

상기 발광 모듈(120)은 적어도 하나의 보드를 포함하며, 상기 각 보드에는 적어도 하나의 발광부(121)를 포함한다. 상기 보드는 플렉시블 기판이거나, 리지드(Rigid)한 기판일 수 있으며, 그 재질은 수지 재질, 세라믹 재질, 메탈 코아 PCB일 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.

상기 각 보드에는 적어도 발광부(121)를 포함하며, 상기 각 발광부(121)에는 복수의 발광 다이오드(LD1~LDn)을 포함하며, 상기 복수의 발광 다이오드(LD1~LDn)는 서로 직렬로 연결될 수 있다. 여기서, 상기 각 보드에 발광부(121)가 복수인 경우, 서로 병렬로 연결될 수 있다.

상기 각 발광 다이오드(LD1~LDn)는 LED로서, 청색, 적색, 녹색, 백색 등과 같은 가시 광선 대역의 광을 발광하거나, 자외선 대역의 광을 발광할 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.

각 발광부(121)의 입력 단은 상기 전원부(101)의 정 극성 단에 공통으로 연결되며, 그 출력 단은 상기 전원부(101)의 부 극성 단에 공통으로 연결된다.

상기 각 발광부(121)에 연결된 발광 다이오드(LD1~LDn)의 개수는 상기 전원부(101)에 의해 공급된 전압에 따라 변경될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 각 발광부(121)에 흐르는 전류는 피드백 제어부(110)의 전류 조절부(111)를 거쳐 전원부(101)에 전달된다.

상기 발광 모듈(120)은 오픈 상태 검출 회로(125)를 포함할 수 있으며, 상기 오픈 검출 회로(125)는 각 보드 내에 배치되거나, 메인 보드 상에 배치될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.

상기 오픈 상태 검출 회로(125)는 기준 전압 조정부(125), 전압 검출부(126), 전압 비교부(128), 스위칭부(129), 및 부하 검출부(130)를 포함하며, 상기 각 발광부(11)의 회로 오픈 여부를 검출하여 제어 전압을 출력하게 된다. 상기 피드백 제어부(110)는 기준 전위부(112) 및 비교기(113)을 포함하며, 상기 제어 전압에 의해 비교기(113)의 출력을 변화시켜 주어 상기 전원부(101)의 출력을 차단하거나 출력 전류를 조절하도록 제어할 수 있다.

상기 기준 전압 조정부(125)는 상기 각 발광부(121)의 입력 단에 연결되어 상기 각 발광부(121)에 입력된 전압에 의해 동작할 수 있다. 다른 예로서, 기준 전압 조정부(125)는 다른 전압을 공급받아 동작할 수 있다.

상기 전압 검출부(126)는 적어도 하나의 발광 다이오드(LDn)의 양단 즉, 애노드 및 캐소드에 연결되며, 상기 발광 다이오드(LDn)의 양단에 걸리는 전압을 체크하여 상기 발광 다이오드(LDn)의 오픈 상태일 때의 전압 또는 정상 상태일 때의 전압을 검출할 수 있다. 상기 전압 비교부(128)는 상기 전압 검출부(126)의 검출 전압과 상기 기준 전압 조정부(127)의 기준 전압을 비교하게 되며, 그 비교 결과에 따라 제어 신호를 출력하게 된다.

상기 전압 비교부(128)는 전압 검출부(125)에 연결된 N번째 발광 다이오드(LDn)가 오픈된 경우, 전압 검출부(125)에 검출된 전압을 이용하여 스위칭부(129)를 온/오프시켜 줌으로서, 기준 전위(V1)를 가변시켜 준다.

상기 전압 비교부(128)는 전압 검출부(125)에 연결된 N번째 발광 다이오드(LDn)가 아닌 LD~LDm 중 어느 하나가 오픈된 경우, 전압 검출부(125)에 검출된 전압을 이용하여 스위칭부(129)를 온/오프시켜 줌으로서, 기준 전위(V1)를 가변시켜 준다. 여기서, 발광부(121)의 발광 다이오드(LD1~LDn)는 제1그룹(LD1~LDm)과 제2그룹(LDn)로 구분될 수 있으며, 제1그룹의 발광 다이오드(LD1~LDm)은 전압 검출부(126)의 양단이 연결된 발광 다이오드(LDn)을 제외한 발광 다이오드들이며, 제2그룹의 발광 다이오드(LDn)는 제1그룹을 이외의 발광 다이오드를 포함한다. 여기서, 제1그룹과 제2그룹으로 나누었으나, 2개 이상의 그룹으로 나눌 수 있고, 또한 제2그룹을 하나의 발광 다이오드가 아닌 복수의 발광 다이오드의 양단 전압을 검출하도록 연결할 수 있다.

상기 전압 비교부(128)는 전압 검출부(126)의 제1전압을 출력하거나, 상기 기준 전압 조정부(127)의 제2전압을 출력할 수 있다.

상기 스위칭부(129)는 제1전압 또는 제2전압과 같은 전압 비교부(128)의 제어 신호에 따라 온/오프되며, 상기 부하 검출부(130)는 상기 스위칭(129)의 온/오프에 따라 기준 전위(V1)를 가변시켜 준다.

상기 피드백 제어부(110)의 기준 전위부(112)는 상기 부하 검출부(130)의 기준 전위를 출력하며, 상기 비교기(113)는 제1단자(+)로 입력되는 기준 전위(V1)과 제2단자(-)로 입력되는 전압(V3)을 비교하여, 그 비교 결과에 따른 신호(V4)를 전원부(101)로 출력하게 된다. 상기 비교기(113)의 제2단자(-)로 입력되는 전압(V3)은 상기 발광부(121)의 출력 단에 걸리는 전압 또는 상기 전류 조절부(111)에 걸리는 전압이다. 상기 전류 조절부(111)는 저항을 포함하며, 상기 전류 조절부(111)에 흐르는 미세한 전류 변화를 감지하여 상기 발광부(121)의 발광 다이오드(LD1~LDn)에 일정한 전류가 흐르도록 조절하게 된다.

상기 기준 전위(V1)의 가변에 따라 상기 비교기(113)의 출력은 가변되며, 상기 비교기(113)의 출력(V4)은 전원부(101)의 출력 전류를 제어하게 된다. 상기 피드백 제어부(110)에 의해 상기 전원부(101)의 출력 전류를 차단하거나, 증가 또는 감소시켜 줄 수 있다. 예컨대, 상기 피드백 제어부(110)는 입력되는 오픈 상태 검출 회로(125)로부터 출력되는 기준 전위(V1)가 감소되면 상기 비교기(113)의 출력(V4)은 증가하게 되며, 반대로 상기 기준 전위(V1)가 증가하게 되면 상기 비교기(113)의 출력(V4)은 감소하게 된다.

상기 전원부(101)는 상기 비교기(113)의 출력(V4)에 따라 상기 직류 전원의 전류 값을 조절해 주게 된다. 예컨대, 상기 비교기(113)의 출력(V4)이 높아지면 공급 전류를 감소시켜 주게 된다. 또한 상기 비교기(113)의 출력(V4)이 감소함에 따라 상기 공급 전류를 증가시켜 준다. 상기 전원부(101)는 피드백 제어부(110)로부터 오픈 상태에 따른 기준 전위(V1)에 따라 전류를 차단하거나, 감소시켜 줄 수 있다.

실시 예는 하나의 발광부(121)의 발광 다이오드(LD1~LDn) 중 어느 하나의 오픈 상태를 검출할 수 있으며, 상기 오픈 여부에 따라 상기 전원부(101)에 제어 신호를 피드백하여 상기 전원부(101)의 출력 전류를 제어할 수 있다.

또한 실시 예는 하나의 발광 모듈(120)의 오픈 상태 검출 회로(125)에 대해 설명하였으나, 복수의 발광 모듈(120) 각각의 오픈 상태 검출 회로(125)를 배치할 수 있으며, 상기 복수의 오픈 상태 검출 회로(125)의 기준 전위(V1)를 가변시켜 줄 수 있다. 이에 따라 피드백 제어부(110)는 상기 복수의 오픈 상태 검출 회로(125)의 기준 전위(V1)에 따라 상기 전원부(101)의 출력 전류를 차단하거나, 증가 또는 감소와 같이 변화시켜 줄 수 있다.

여기서, 발광 다이오드 어레이의 전류 및 전압 특성에 대해 도 2 내지 도 4를 참조하기로 한다.

도 2를 참조하면, 각 발광부(121,122,123,124)에는 복수의 발광 다이오드가 직렬로 연결되며, 입력 전류(I)는 분배되어 각 발광부(121,122,123,124)에 동일한 전류(I1,I2,I3,I4)로 흐르게 된다. 예컨대, 입력 전류 I가 1000mA인 경우, 각 발광부(121,122,123,124)에 흐르는 전류 I1,I2,I3,I4는 각각 250mA씩 흐르게 된다. 그리고 각 발광부(121,122,123,124)의 출력 단에서는 상기 각 발광부(121,122,123,124)의 전류가 합해져 1000mA의 출력 전류(I)가 감지된다. 이와 같이, 병렬로 접속된 발광부(121,122,123,124)의 전체 용량에 맞추어 기준 출력 전류를 설정하여 정 전류로 제어하게 된다.

도 3을 참조하면, 복수의 발광부(121,122,12n) 중 제2 및 제3발광부(122,123)의 LED 회로가 오픈된 경우, 상기 제2 및 제3발광부(122,123)에 전류가 흐르지 않게 된다. 이때 입력 전류(I)는 1000Ma로 계속 공급된 경우 제1 및 제4발광부(121,124)에 흐르는 전류 I1, I4는 500mA가 각각 흐르게 된다. 이와 같이, 복수의 발광부(121-124)에 공급되는 전류는 적어도 한 발광부(122,123)의 LED 회로가 오픈되더라도, 즉, 부하 용량이 감소하더라도, 상기 전원부(101)로부터 출력되는 전류는 유지하게 되므로, 다른 발광부(121,124)의 발광 다이오드에 흐르는 전류는 증가하게 된다. 정상적인 발광부(121,124)의 발광 다이오드는 증가된 전류에 의해 발열이 더 상승하게 되고, 발광 다이오드의 열화가 가속되고 수명은 짧아지는 원인이 된다. 상기 발광부(121,124)의 발광 다이오드가 오픈된 경우 정격 초과의 과 전류가 될 수 있다. 또한 발광 다이오드의 발열은 더욱 증가하게 되며 납땜 부분인 납땜 크랙이 발생될 수 있으며, 전기적인 스파크(spark)가 발생하여 화재의 원인이 될 수 있다. 실시 예는 적어도 한 발광부의 발광 다이오드가 오픈된 경우, 오픈 여부를 검출하여 전원부에서 출력되는 전류를 감소시켜 주거나 차단해 주어, 발광 다이오드를 보호해 줄 수 있다.

도 3과 같이, 발광 다이오드의 전압-전류 특성은 입력 전압이 작게 변화되더라도, 입력 전류는 큰 변화를 나타내게 된다. 높은 전압으로 갈수록 변화의 기울기가 급격하게 상승하게 된다. 따라서, 오픈 상태 검출 회로를 이용하여 발광부의 LED 회로가 오픈되더라도 각 발광부에 흐르는 전류가 비 정상적으로 상승하지 않고 일정하게 유지토록 제어하거나 차단해 줌으로써, 일정한 밝기 제어가 가능하고 발광 다이오드를 보호할 수 있다.

도 5는 도 1의 오픈 상태 검출 회로를 상세하게 나타낸 도면이다.

도 5를 참조하면, 발광부(121)의 양 단은 도 1의 전원부의 양단에 연결되며, 직류 전원을 공급 받는다. 상기 발광부(121)의 입력 단은 상기 기준 전압 조정부(127)의 전압 단(140)에 연결될 수 있으며, 이는 도 1의 설명을 참조하기로 한다.

상기 전압 검출부(126)는 저항(R7)을 포함하며, 제2그룹의 발광 다이오드(LDn)의 양단에 연결된다. 상기 저항(R7)은 상기 제2그룹의 발광 다이오드(LDn)의 애노드 및 캐소드에 병렬로 연결되며, 상기 제2그룹의 발광 다이오드(LDn)가 오픈된 경우 상기 전압 검출부(126)에 검출된 전압은 고 전압 예컨대, 정상 동작일 때의 제1그룹의 발광 다이오드(LDn)에 걸리는 전압보다는 하이 전압이 검출된다.

또한 제1그룹의 발광 다이오드(LD1~LDm) 중 적어도 하나가 오픈된 경우, 상기 전압 검출부(126)에 검출된 전압은 로우 전압으로서, 정상 동작일 때의 제2그룹의 발광 다이오드(LDn)에 걸리는 전압보다는 로우 전압 예컨대, 0V가 검출된다.

상기 기준 전압 조정부(127)는 전원부(101)로부터 각 발광부(121)에 공급되는 전압(140)을 공급받거나 별도의 전압을 공급받아 동작하게 된다. 상기 기준 전압 조정부(127)는 제1스위칭 소자(Q1)를 포함하며, 상기 제1스위칭 소자(Q1)의 베이스에는 상기 전압(140)에 저항(R9)이 연결되고, 제너다이오드(Z3)와 커패시터(C1)이 접지 단과 병렬 회로로 연결되며, 콜렉터에는 상기 전압(140)에 저항(R8)이 연결된다. 상기 제1스위칭 소자(Q1)는 전압 비교부(128)의 제2스위칭 소자(Q2)에 의해 온/오프 동작하게 된다. 상기 제1스위칭 소자(Q1)의 에미터는 상기 제2스위칭 소자(Q2)의 에미터에 연결되며, 상기 제2스위칭 소자(Q2)가 온되면 온 되고, 오프되면 오프된다.

상기 제1스위칭 소자(Q1)과 상기 제2스위칭 소자(Q2) 중 적어도 하나는 바이폴라 정션 트랜지스터(Bipolar Junction Transistor; BJT) 또는 모스 트랜지스터(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor; MOSFET)으로 구성될 수 있다.

상기 전압 비교부(128)는 제2스위칭 소자(Q2)의 베이스에 저항(R15)이 연결되며, 상기 저항(R15)에 다이오드(D6)의 애노드가 연결되며, 상기 다이오드(D6)의 캐소드는 전압 검출부(126)의 저항(R7) 일단에 연결된다. 상기 스위칭부(28)는 제1전압 출력부(128A)를 포함하며, 상기 제1전압 출력부(128A)는 상기 전압 검출부(126)에 하이 전압이 검출될 때 제1전압을 출력하게 되고, 하이 전압보다 낮은 전압이 입력될 때에는 전류(I2)는 차단된다. 여기서, 상기 제1전압 출력부(128A)는 상기 제2스위칭 소자(Q2)의 콜렉터에 연결된 저항(R4), 상기 저항(R4)에 애노드가 연결된 제너 다이오드(Z2), 상기 제너 다이오드(Z2)의 캐소드에 캐소드가 연결된 다이오드(D2), 상기 다이오드(D2)의 애노드에 저항(R7)의 일단이 연결된다. 여기서, 상기 제너 다이오드(Z2)는 비 정상적인 전압을 차단하여 스위칭부(129)의 비 정상적인 동작을 방지할 수 있다.

상기 제1전압 출력부(128A)는 제2그룹의 발광 다이오드(LDn)가 오픈될 때 상기 전압 검출부(126)에 의해 검출된 전압을 출력(I1)하게 되며, 이때의 상기 제1전압은 다이오드들의 드롭 전압을 반영하지 않는 전압으로서, 상기 전압 검출부(126)의 검출 전압보다는 낮은 전압일 수 있다.

상기 제2스위칭 소자(Q2)는 제2전압 출력부로 기능하며, 상기 제2스위칭 소자(Q2)는 상기 제1그룹의 발광 다이오드(LD1~LDn)이 오픈될 때 전압 검출부(126)에 걸리는 전압이 로우 전압이 되며, 상기 로우 전압은 상기 제2스위칭 소자(Q2)의 베이스에 걸리게 되므로, 상기 제2스위칭 소자(Q2)는 온 된다.

이에 따라 상기 제2스위칭 소자(Q2)는 제1스위칭 소자(Q1)으로 입력되는 전압을 콜렉터를 통해 제2전압을 출력하게 된다(I2).

이러한 상기 스위치부(129)의 제2스위칭 소자(Q2)는 전압 검출부(126)에 검출된 비 정상적인 전압에 의해 동작하게 된다.

상기 전압 비교부(128)의 출력 단에는 저항(R11) 및 커패시터(C2) 각각이 병렬로 연결되어, 필터로 기능하게 된다.

상기 스위칭부(129)는 제3스위칭 소자(Q3)를 포함하며, 상기 스위칭 소자(Q3)의 게이트에는 전압 비교부(128)가 연결되며, 드레인에는 제1노드(N1)가 연결되며, 소오스에는 접지단에 연결된 제2노드(N2)가 연결된다. 상기 제3스위칭 소자(Q3)는 바이폴라 정션 트랜지스터(Bipolar Junction Transistor; BJT) 또는 모스 트랜지스터(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor; MOSFET)으로 구성될 수 있다.

상기 스위칭부(129)의 출력 단에는 부하 검출부(130)가 연결되며, 상기 부하 검출부(130)는 상기 스위칭부(129)의 온/오프 동작에 따라 기준 전위(V1)을 제어하게 된다.

여기서, 상기 제3스위칭 소자(Q3)의 드레인 단에는 부하 검출부(130)의 부하 저항(131) 및 기준 저항(Rf)이 연결된다. 상기 부하 저항(131)의 타단은 접지 단에 연결되며, 상기 기준 저항(Rf)의 타단은 기준 전압(142, Vref)이 연결된다. 여기서, 기준 전압(Rf)와 기준 전압(142)는 부하 검출부(130)에 포함되지 않고 피드백 제어부(도 1의 110)에 포함될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다

상기 제3스위칭 소자(Q3)의 드레인인 제1노드(N1)과 소오스 단인 제2노드(N2)에는 부하 저항(131)이 연결되며, 상기 부하 저항(131)은 상기 제3스위칭 소자(Q3)의 온/오프에 따른 기준 전위(V1)를 기준 전위부(112)로 출력하게 된다.

상기 제3스위칭 소자(Q3)는 상기 게이트 단의 입력 전압에 의해 온/오프되는데, 발광부(121)의 발광 다이오들(LD1~LDn) 중 적어도 하나의 그룹이 오픈될 때 온 되며, 오픈 상태가 아닐 때 오프된다.

상기 제3스위칭 소자(Q3)가 온 되면 상기 부하 저항(131)에 걸리는 기준 전위(V1)는 로우 전압이 되며, 상기 제3스위칭 소자(Q3)가 오프되면, 상기 부하 저항(131)에 걸리는 기준 전위(V1)는 하이 전압 또는 정상 전압이 된다.

상기 기준 전위(V1)은 도 1의 패드백 제어부(110)의 기준 전위부(112)를 통해 비교기(113)의 제2단자(-)에 입력됨으로써, 비교기(113)의 출력(V4)을 가변시켜 줄 수 있으며, 상기 비교기(113)의 출력(V4)이 가변됨으로써, 상기 전원부(101)의 출력 전류를 차단하거나 감소시켜 줄 수 있다.

여기서, 상기 제1노드(N1)은 다른 발광 모듈의 제1노드(N1)에 각각 연결되며, 제2노드(N2)는 다른 발광 모듈의 제2노드(N2)에 각각 연결될 수 있다. 이에 따라 부하 저항(131)은 복수의 발광 모듈의 노드(N1,N2)에 각각 병렬로 연결될 수 있으며, 병렬 저항 값에 의해 복수의 발광 모듈 내에서의 오픈 여부를 검출할 수 있다. 또한 부하 저항(131)의 병렬 저항 값에 따라 기준 전위(V1)이 달라지므로, 복수의 발광부에 흐르는 전류를 조절할 수 있다.

도 6은 도 5의 다른 예로서, 각 발광부의 출력 전류와 오픈 상태를 검출하기 위한 회로이다.

도 6을 참조하면, 오픈 상태 검출 회로(125A)는 스위칭부(129A)를 변형한 예이다. 상기 스위칭부(129A)는 제3 및 제4스위칭 소자(Q3,Q4)를 포함하며, 상기 제3스위칭 소자(Q3)의 게이트 단에는 전압 비교부(128)이 연결되며, 드레인 단에는 기준 전압 조정부(127)의 제1스위칭 소자(Q1)의 베이스 측에 연결되며, 소오스 단에는 접지단에 연결된다.

상기 제4스위칭 소자(Q4)의 게이트 단은 제3스위칭 소자(Q3)의 드레인 단 및 상기 제1스위칭 소자(Q1)의 베이스 단에 연결되며, 드레인 단은 부하 저항(131)에 연결되며, 소오스 단은 접지 단에 연결된다

상기 스위칭부(129A)의 제3스위칭 소자(Q3)는 발광부(121)의 적어도 한 발광 다이오드(LD1~LDn)가 오픈일 때 온 되며, 제4스위칭 소자(Q4)는 오프되고, 이때 부하 검출부(130)의 부하 저항(131)에 걸리는 기준 전위(V1)은 하이 전압이 출력된다. 반대로, 제3스위칭 소자(Q3)는 발광부(121)의 적어도 한 발광 다이오드(LD1~LDn)가 정상일 때 오프 되며, 제4스위칭 소자(Q4)는 온되고, 이때 부하 검출부(130)의 부하 저항(131)에 걸리는 기준 전위(V1)은 로우 전압이 출력된다.

상기 스위칭부(129A)는 각 발광부(121)의 발광 다이오드의 오픈일 때의 전압에 의해 온 되고, 부하 검출부(130)의 기준 전위(V1)을 하이 전압으로 출력하게 된다. 또한 스위칭부(129A)는 각 발광부(121)의 발광 다이오드가 정상일 대 오프되며, 부하 검출부(130)의 기준 전위(V1)를 로우 전압으로 출력하게 된다. 도 1의 피드백 제어부는 상기 부하 검출부(130)의 기준 전위(V1)가 하이일 때 로우 신호를 전원부(101)에 출력하게 되며, 상기 전원부(101)는 피드백 제어부의 로우 신호에 의해 출력 전류를 감소 또는 차단시켜 줄 수 있다.

여기서, 상기 부하 검출부(130)의 부하 저항(131)이 도 7과 같이 복수의 발광부의 부하 저항(132,13n)들과 같이 병렬로 연결될 수 있다. 이때 부하 검출부(131)의 부하 저항들의 병렬 저항 값에 의해 상기 기준 전위(V1)가 달라짐으로써, 상기 기준 전위(V1)의 변화에 따라 각 발광부(121,122,12n)에 입력되는 출력 전류를 조절할 수 있게 된다. 즉, 피드백 제어부는 상기 부하 검출부(130)의 기준 전위(V1)에 따라 전원부의 출력 전류를 가변시켜 줄 수 있는데, 예컨대 1000mA의 전류를 4개의 발광부에 분배하여 250mA씩 공급된 경우, 5개의 발광부가 연결된 경우 200mA씩이 아닌 250mA씩 다시 공급될 수 있도록 출력 전류를 1250mA로 증가시켜 줄 수 있다.

도 1, 도 5 및 도 6은 하나의 발광부에 연결된 오픈 상태 검출 회로의 부하 검출부에서 부하 저항(131)으로부터 부하 상태를 검출하였으나, 도 7과 같이 전체 부하 검출부(130A)는 복수의 부하 저항(131~13n)으로부터 전체 발광부의 오픈 상태를 검출할 수 있고, 전체 발광부에 공급되는 출력 전류를 제어할 수 있다.

상기 각각의 부하 저항(131,132,13n)은 각 발광부의 오픈 상태 검출 회로에 연결되며, 서로 병렬로 연결된다. 즉, 각 부하 저항(131,132,13n)은 각 발광부에 연결된 오픈 상태 검출 회로의 부하 저항으로서, 도 5의 회로도에서 부하 검출부(130)의 제1노드(N1)과 제2노드(N2)에 각각 병렬로 연결될 수 있다. 여기서, 각 발광 모듈의 오픈 상태 검출 회로는 기준 전압(142) 및 기준 저항(141)은 공통으로 사용될 수 있다.

도 1의 피드백 제어부는 전체 부하 검출부(130A)로부터 입력되는 발광 다이오드의 오픈 상태를 검출하여 각 발광부에 공급되는 전류를 차단하고, 병렬 부하 저항 값에 따라 각 발광부에 공급되는 전류를 조절할 수 있다.

도 8을 참조하면, 전원부(101)와 어느 하나의 보드(B1)는 커넥터(151,152)로 서로 연결되며, 보드(B1~Bn)은 커넥터(152,153)으로 서로 연결될 수 있다. 각 보드(B1~Bn)에 배치된 발광부(121~12n)들은 서로 병렬로 연결될 수 있으며, 이는 보드(B1~Bn)의 배선으로 구현될 수 있다. 각 발광부(121~12n)에는 복수의 발광 다이오드가 직렬로 연결된다.

상기 각 보드(B1~Bn), 각 발광부(121~12n) 및 오픈 상태 검출 회로(125)는 발광 모듈(120~12n)로 각각 정의될 수 있다.

각 보드(B1~Bn)에는 발광부(121)에는 오픈 상태 검출 회로(125)가 각각 배치될 수 있으며, 이러한 구조는 일 예이다. 다른 예로서, 상기 오픈 상태 검출 회로(125)는 각 보드가 아닌 메인 보드 상에 배치될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.

복수의 오픈 상태 검출 회로(125)로부터 검출된 각 발광부의 오픈 여부에 따른 전압은 통합 부하 검출부(130A)의 기준 전위를 가변시켜 주게 되며, 상기 통합 부하 검출부(130A)의 기준 전위는 피드백 제어부(110)의 출력을 가변시켜 줌으로써, 전원부(101)의 출력 전류를 차단하거나, 감소 또는 증가시켜 줄 수 있다.

여기서, 상기 통합 부하 검출부(130A)는 오픈 상태 검출 회로(125)와 분리하여 배치하였으며, 이는 설명의 편의를 위해 예시적인 구성이다.

상기 피드백 제어부(110)는 통합 부하 검출부(130A)의 기준 전위 값에 의해 각 발광부(121~12n)의 오픈 여부를 검출할 수 있으며, 오픈 상태 검출 회로(125)는 각 보드의 병렬 저항 값으로 각 보드(B1~Bn)의 증가 또는 감소를 검출하여 각 보드 수량에 맞는 출력 전류를 조절할 수 있다. 즉, 각 보드에 하나의 부하 저항이 배치되고, 각 보드별 부하저항들을 병렬로 연결한 경우, 도 6 및 도 7의 회로도 내에서 부하 저항 값이 변화게 되며, 이러한 부하 저항의 변화 값으로 기준 전위의 변화에 따라 보드가 증가되었는지, 감소되었는지를 체크할 수 있어, 전원부의 출력 전류를 증가 또는 감소시켜 줄 수 있다. 또한 개별 부하 저항 값의 변화를 통해 개별 보드의 변화를 감지할 수 있어, 피드백 제어부(110)의 출력 전류를 각 보드의 증가 또는 감소분만큼 변화시켜 줄 수 있다. 상기 보드(B1~Bn) 간의 커텍터 접속 방식은 직접 접속되거나 간접 접속할 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.

상기와 같은 전원 공급 장치는 백라이트 유닛, 각 종 표시 장치, 전조등, 가로등, 실내등, 실외등, 신호등, 조명등 등과 같은 조명 시스템에 적용될 수 있다.

이상은 바람직한 실시 예와 관련하여 설명하고 도시하였지만, 본 발명은 그와 같이 도시되고 설명된 그대로의 구성 및 작용으로 한정되는 것이 아니다. 오히려, 첨부된 청구범위의 사상 및 범주를 일탈함이 없이 본 발명에 대한 다수의 변경 및 수정이 가능함을 당업자들은 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 그러한 모든 적절한 변경 및 수정과 균등물들도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주되어야 할 것이다.

101: 전원부, 111: 피드백 제어부, 112:기준 전위부, 113: 비교기, 120: 발광 모듈, 121~12n: 발광부, 125: 오픈 상태 검출 회로, 126:전압 검출부, 127: 기준 전압 조정부, 128: 전압 비교부, 129: 스위칭부, 130: 부하 검출부

Claims

직렬로 연결된 복수의 발광 다이오드를 포함하는 적어도 하나의 발광부;
상기 발광부에 직류 전원을 공급하는 전원부;
상기 적어도 하나의 발광 다이오드 양단에 연결된 전압 검출부;
직류 전압을 출력하는 기준 전압 조정부;
상기 전압 검출부로부터 검출된 전압에 의해 상기 기준 전압 조정부 및 상기 전압 검출부의 출력 중 적어도 하나를 출력하는 전압 비교부;
상기 전압 비교부의 출력에 의해 온/오프 동작하는 스위칭부; 및
상기 스위칭부의 동작 상태에 따라 서로 다른 기준 전위를 출력하는 부하 검출부; 및
상기 부하 검출부를 통해 출력되는 기준 전위에 따라 상기 전원부의 출력 전류를 제어하기 위한 피드백 제어부를 포함하는 전원 공급 장치.
삭제
제1항에 있어서,
상기 전압 검출부는 마지막 번째의 발광 다이오드의 양 단에 연결되며, 상기 기준 전압 조정부는 상기 발광부의 입력단에 연결되는 전원 공급 장치.
제1항에 있어서,
상기 전압 비교부는 상기 전압 검출부로부터 검출된 제1레벨의 전압에 의해 제1전압을 출력하여 상기 스위칭부를 구동시키는 제1전압 출력부; 및
상기 전압 검출부로부터 검출된 제2레벨의 전압에 의해 상기 기준전압 조정부로부터 입력된 제2전압을 출력하여 상기 스위칭부를 구동시켜 주는 스위칭 소자를 포함하는 전원 공급 장치.
제4항에 있어서,
상기 제1전압 출력부는 상기 적어도 하나의 발광 다이오드의 회로 오픈으로 인해 제1전압을 출력하며,
상기 스위칭 소자는 상기 발광 다이오드들 중 다른 발광 다이오드들의 회로 오픈으로 인해 제2전압을 출력하는 전원 공급 장치.
제1항에 있어서,
상기 부하 검출부는 상기 스위칭부의 온 또는 오프에 의해 기준 전위를 다르게 출력하는 부하 저항을 포함하는 전원 공급 장치.
제6항에 있어서,
상기 발광부, 전압 검출부, 기준 전압 조정부, 전압 비교부 및 스위칭부는 복수 개로 구성되며,
상기 부하 검출부는 각 전압 검출부, 기준 전압 조정부, 전압 비교부 및 스위칭부에 배치되고 서로 병렬로 연결된 복수의 부하 저항을 포함하는 전원 공급 장치.
제7항에 있어서, 상기 스위칭부는 상기 전압 비교부에 의해 온/오프되는 제1스위칭 소자; 및 상기 제1스위칭 소자의 동작과 반대로 동작하여 상기 부하 검출부의 기준 전위를 변화시켜 주는 제2스위칭 소자를 포함하는 전원 공급 장치.
제1항에 있어서, 상기 피드백 제어부는 상기 부하 검출부의 기준 전위가 변화되면 상기 전원부의 출력 전류를 차단시켜 주는 전원 공급 장치.
제7항에 있어서, 상기 피드백 제어부는 상기 부하 검출부의 기준 전위의 변화에 따라 상기 전원부의 출력 전류를 차단, 증가, 및 감소 중 어느 하나로 제어하는 전원 공급 장치.
제1항에 있어서, 상기 피드백 제어부는 상기 부하 검출부의 기준 전위와 상기 발광부의 출력 단의 전위를 비교하여 출력하는 비교기를 포함하는 전원 공급 장치.