KR101224958B1 - Driving Method For Light Emitting Diode using a current comparator And Driving Circuit operating based on the same - Google Patents

Driving Method For Light Emitting Diode using a current comparator And Driving Circuit operating based on the same Download PDF

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Abstract

본 발명은 전류 비교기를 이용한 발광 다이오드 구동 방법 및 이를 기반으로 운용되는 발광 다이오드 구동 회로에 관한 것으로, 정전류 구동을 위해 필요한 전류-전압 변환 기반의 전류 센싱 없이 전류 비교기를 이용하여 직접 부하전류와 목표 전류 값의 차이를 감지하여 전류 센싱 과정에서 발생하는 추가적인 전력손실이나 오차를 줄이고, DC-DC 변환회로를 제어함에 있어 디지털 방식을 적용함으로써 보다 정밀하고 안정적인 구동 기능과 설계 편이성을 향상시키기 위한 것이다. 본 발명에 따르면, 적어도 하나의 발광 다이오드들이 직렬로 연결된 적어도 하나의 발광 다이오드 칩셋에 구동 전압을 제공하는 과정, 적어도 하나의 발광 다이오드 칩셋과 정전류원을 직렬로 연결하고 발광 다이오드 칩셋과 정전류원 사이의 참조 전류를 전류 비교기를 이용하는 비교하는 과정, 참조 전류가 0보다 작은 경우 구동 전압을 승압하고 참조 전류가 0보다 크거나 같은 경우 구동 전압을 감압하여 발광 다이오드 칩셋에 흐르는 전류를 정전류원의 전류와 동일하게 유지하도록 구동하는 구동 과정을 포함하는 전류 비교기를 이용하는 발광 다이오드 구동 방법의 구성을 개시한다.The present invention relates to a method of driving a light emitting diode using a current comparator and a light emitting diode driving circuit operated based on the same. A direct load current and a target current using a current comparator without current-voltage conversion-based current sensing required for constant current driving are provided. It is to improve the precision and stable driving function and design convenience by applying digital method to control the DC-DC conversion circuit by reducing the additional power loss or error occurring in the current sensing process by detecting the difference of values. According to the present invention, a process of providing a driving voltage to at least one light emitting diode chipset in which at least one light emitting diode is connected in series, connecting the at least one light emitting diode chipset and a constant current source in series and between the light emitting diode chipset and the constant current source The process of comparing the reference current with a current comparator.If the reference current is less than 0, boost the driving voltage, and if the reference current is greater than or equal to 0, reduce the driving voltage to make the current flowing through the LED chipset equal to the current of the constant current source. Disclosed is a configuration of a light emitting diode driving method using a current comparator including a driving process for driving to maintain the same.

Description

전류 비교기를 이용한 발광 다이오드 구동 방법 및 이를 기반으로 운용되는 발광 다이오드 구동 회로{Driving Method For Light Emitting Diode using a current comparator And Driving Circuit operating based on the same}Driving method for light emitting diode using a current comparator and driving circuit operating based on the same}

본 발명은 발광 다이오드 구동 기술에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 아날로그 전류 비교기와 공정 편차에 둔감하면서도 설계 편이성을 높일 수 있는 디지털 제어 방식을 이용한 발광 다이오드 구동 방법 및 이를 기반으로 운용되는 발광 다이오드 구동 회로에 관한 것이다.The present invention relates to a light emitting diode driving technology, and more particularly, to a light emitting diode driving method using a digital control method which is insensitive to an analog current comparator and process variation and can increase design convenience, and a light emitting diode driving circuit operated based on the same. It is about.

일반적으로 PN 접합구조의 다이오드 칩에 순방향 전류를 인가하면 칩의 활성 영역(active region)에 전자와 정공(hole)이 쌓이면서 재결합하여 활성영역의 밴드갭(bandgap) 에너지에 상당하는 에너지를 가진 광자가 방출된다. 이러한 현상을 주입형 전계발광이라 하며, 이것을 이용한 발광소자를 발광 다이오드라 한다.In general, when a forward current is applied to a diode chip of a PN junction structure, electrons and holes accumulate in the active region of the chip and recombine to form photons having an energy corresponding to the bandgap energy of the active region. Is released. This phenomenon is called injection type electroluminescence, and a light emitting device using the same is called a light emitting diode.

이러한 발광 다이오드 램프는 대체로 수명이 길고 신뢰도가 높으며, 진동에 강하고 또한 소비전력이 작다는 등의 특징으로 인하여, 각종 표시장치와 전광판 등에 사용되어 왔는데, 최근에는 백열등의 밝기를 능가하는 고휘도 발광 다이오드 램프가 등장함에 따라 거리 조명용 경광등 및 차량 조명등에 관련된 상품 이외에 가정에서 일부 특정목적으로 손전등, 스탠드 조명등, 교통 신호등을 포함한 일반 조명분야에까지 사용되기에 이르렀다. Such LED lamps have been generally used in various display devices and electronic displays due to their long lifespan, high reliability, strong vibration, and low power consumption. Recently, high-brightness LED lamps have surpassed the brightness of incandescent lamps. In addition to the products related to street lighting beacons and vehicle lights, they have also been used in homes for general lighting, including flashlights, stand lights and traffic signals.

상술한 바와 같이 발광 다이오드의 광출력은 순방향전류에 의해 결정되고, 다이오드는 전류-전압 특성곡선에서 알 수 있듯이 작은 순방향전압의 변화에 대해 매우 큰 순방향전류의 변화를 갖는다. 이러한 이유로 발광 다이오드 구동회로는 순방향 전압 제어에 매우 민감하게 반응하게 된다.As described above, the light output of the light emitting diode is determined by the forward current, and the diode has a very large forward current change with respect to a small forward voltage change as can be seen from the current-voltage characteristic curve. For this reason, the LED driving circuit is very sensitive to forward voltage control.

도 1은 종래 발광 다이오드 구동 회로의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.1 is a view schematically showing a configuration of a conventional LED driving circuit.

상기 도 1을 참조하면, 종래 발광 다이오드 구동 회로(100)는 전원 공급부(110), 발광 다이오드 칩셋(120), 센싱 저항(140), 오차 증폭기(150), PWM 변조기(160), 광출력 제어기(130)를 포함한다.Referring to FIG. 1, the conventional LED driving circuit 100 includes a power supply unit 110, a light emitting diode chipset 120, a sensing resistor 140, an error amplifier 150, a PWM modulator 160, and an optical output controller. 130.

여기서 상기 전원 공급부(110)는 입력 DC 전압원(Vin)에 의하여 공급된 입력 DC 전압을 PWM 변조기(160) 신호에 의하여 인덕터(L1)의 승압 또는 감압 변화를 제어하는 제1 스위치(M1), 인덕터(L1), 다이오드(D1), 커패시터(COUT)로 구성된다. 이러한 전원 공급부(110)는 Boost DC-DC 변환기 역할을 수행한다. 즉 상기 전원 공급부(110)는 입력 DC 전압(Vin)을 이용하여 입력 DC 전압(Vin)을 발광 다이오드 부하를 구동할 수 있는 출력 DC 전압으로 승압(Buck 변환기의 경우 감압)시킨다. 승압(감압)된 출력 DC 전압에 따라 직렬 연결된 발광 다이오드 칩셋(120)의 순방향전압과 이에 따른 순방향전류가 결정된다. 이 순방향전류를 센싱하기 위해 발광 다이오드 칩셋(120)에 직렬로 센싱 저항(140)이 연결된다. 이때 종래 발광 다이오드 구동 회로(100)는 센싱 저항(140)에 걸린 전압을 피드백 시켜 내부 연산을 통해 제1 스위치(M1)의 게이트 입력신호를 펄스폭 변조방법으로 제어하여 전원 공급부(110)의 출력전압을 변화시키는 방법으로 원하는 발광 다이오드 칩셋(120)의 순방향전류를 얻는다. 상기 제2 스위치(M2)는 게이트 신호의 펄스폭 변조를 통해 발광 다이오드의 광출력을 제어(dimming control)하는 역할을 한다.Here, the power supply unit 110 is a first switch (M1), the inductor for controlling the change in the step-up or decompression of the inductor (L1) by the input of the input DC voltage supplied by the input DC voltage source (Vin) PWM modulator 160 signal (L1), a diode D1, and a capacitor C OUT . The power supply 110 serves as a boost DC-DC converter. That is, the power supply unit 110 boosts the input DC voltage Vin to the output DC voltage capable of driving the LED load by using the input DC voltage Vin to reduce the pressure in the case of a Buck converter. The forward voltage and thus forward current of the LED chipset 120 connected in series are determined according to the boosted (decompressed) output DC voltage. In order to sense this forward current, a sensing resistor 140 is connected in series to the LED chipset 120. In this case, the conventional LED driving circuit 100 feeds back the voltage applied to the sensing resistor 140 to control the gate input signal of the first switch M1 by a pulse width modulation method through an internal operation to output the power supply 110. The forward current of the desired LED chipset 120 is obtained by changing the voltage. The second switch M2 controls the light output of the light emitting diode through pulse width modulation of the gate signal.

이와 같은 종래 발광 다이오드 구동회로(100)는 부하전류를 제어하기 위해 발광 다이오드에 직렬로 연결된 저항에 걸리는 전압을 피드백 시키는 방법을 사용한다. 그러나 이러한 구조의 발광 다이오드 구동회로(100)는 고휘도 발광 다이오드를 사용할 경우 순방향전류가 상당히 커서 외부 저항에 의한 전력손실도 커지게 된다. 뿐만 아니라, 부하전류의 오차 및 편차를 줄이기 위해서 정확도(accuracy)가 높은 저항을 사용하여야 하는데, 이 경우 제작비용이 증가하는 단점이 있다. 또한 오차 증폭기(150) 등을 이용하여 피드백 된 전압을 처리하는 과정이 아날로그 방식이라 공정편차에 민감하고 출력 전류/전압 사양 변화에 따른 설계 편이성이 떨어지는 단점이 있다.The conventional LED driving circuit 100 uses a method of feeding back a voltage applied to a resistor connected in series to the LED in order to control the load current. However, the light emitting diode driving circuit 100 having such a structure has a large forward current when a high brightness light emitting diode is used, thereby increasing power loss due to external resistance. In addition, in order to reduce errors and deviations in the load current, a high accuracy (accuracy) resistor should be used. In this case, manufacturing cost increases. In addition, since the process of processing the feedback voltage by using the error amplifier 150, etc. is an analog method, it is sensitive to the process deviation and has a disadvantage in inferior design convenience due to a change in output current / voltage specification.

따라서 본 발명의 목적은 정전류 구동을 위해 필요한 전류-전압 변환 기반의 전류 센싱 없이 전류 비교기를 이용하여 직접 부하전류와 목표 전류 값의 차이를 감지하여 전류 센싱 과정에서 발생하는 추가적인 전력손실이나 오차를 줄이고, DC-DC 변환회로를 제어함에 있어 디지털 방식을 적용함으로써 보다 정밀하고 안정적인 구동 기능과 설계 편이성을 향상시킬 수 있는 전류 비교기를 이용한 발광 다이오드 구동 방법 및 이를 기반으로 운용되는 발광 다이오드 구동 회로를 제공함에 있다.Therefore, an object of the present invention is to detect the difference between the direct load current and the target current value using a current comparator without current-voltage conversion-based current sensing required for constant current driving to reduce the additional power loss or error that occurs during the current sensing process To provide LED driving method using current comparator which can improve more precise and stable driving function and design convenience by applying digital method to control DC-DC conversion circuit and LED driving circuit operated based on this. have.

상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 전류 비교기를 이용한 발광 다이오드 구동 방법은 적어도 하나의 발광 다이오드들이 직렬로 연결된 적어도 하나의 발광 다이오드 칩셋에 구동 전압을 제공하는 과정, 상기 적어도 하나의 발광 다이오드 칩셋과 정전류원을 직렬로 연결하고 상기 발광 다이오드 칩셋과 상기 정전류원 사이의 참조 전류를 전류 비교기를 이용하는 비교하는 과정, 상기 참조 전류가 0보다 작은 경우 상기 구동 전압을 승압하고 상기 참조 전류가 0보다 크거나 같은 경우 상기 구동 전압을 감압 또는 유지하여 상기 발광 다이오드 칩셋에 흐르는 전류를 상기 정전류원의 전류와 동일하게 유지하도록 구동하는 구동 과정을 포함하는 구성을 개시한다.In accordance with an aspect of the present invention, there is provided a method of driving a light emitting diode using a current comparator, including providing a driving voltage to at least one light emitting diode chipset in which at least one light emitting diode is connected in series. Connecting at least one light emitting diode chipset and a constant current source in series and comparing a reference current between the light emitting diode chipset and the constant current source using a current comparator, when the reference current is less than zero, boosting the driving voltage and When the reference current is greater than or equal to 0, a configuration including a driving process for driving the current flowing through the LED chipset to maintain the same as the current of the constant current source by reducing or maintaining the driving voltage.

여기서 상기 구동 과정은 상기 참조 전류의 부호에 따라 업/다운 카운터가 카운트-업 신호 또는 카운트-다운 신호를 생성하는 과정, 상기 업/다운 카운터의 카운트 값에 따라 상기 구동 전압 승압 또는 감압을 위한 스위칭 신호의 듀티 비율을 조정하는 과정을 포함할 수 있다.Here, the driving process is a process of generating a count-up signal or a count-down signal by the up / down counter according to the sign of the reference current, switching for boosting or depressing the driving voltage according to the count value of the up / down counter. Adjusting the duty ratio of the signal.

한편 본 발명은 적어도 하나의 발광 다이오드가 직렬로 배열되어 구성된 적어도 하나의 발광 다이오드 칩셋, 적어도 하나의 상기 발광 다이오드 칩셋과 직렬로 연결되는 적어도 하나의 정전류원, 상기 발광 다이오드 칩셋과 상기 정전류원 사이의 적어도 하나의 노드에 연결되는 적어도 하나의 전류 비교기, 상기 전류 비교기의 출력과 연결되는 적어도 하나의 업/다운 카운터, 상기 업/다운 카운터와 연결되는 펄스폭 변조 컨버터, 상기 펄스폭 변조 컨버터에 반도체 스위치가 연결되고 입력 전압을 감압 또는 승압 하여 상기 적어도 하나의 발광 다이오드 칩셋의 구동 전압으로 출력하는 적어도 하나의 전원 공급부를 포함하는 전류 비교기를 이용하는 발광 다이오드 구동 회로의 구성을 개시한다.Meanwhile, the present invention provides at least one light emitting diode chipset having at least one light emitting diode arranged in series, at least one constant current source connected in series with at least one light emitting diode chipset, and between the light emitting diode chipset and the constant current source. At least one current comparator connected to at least one node, at least one up / down counter connected to the output of the current comparator, a pulse width modulated converter connected to the up / down counter, a semiconductor switch to the pulse width modulated converter Is connected to and decompresses or boosts an input voltage to disclose a configuration of a light emitting diode driving circuit using a current comparator including at least one power supply for outputting a driving voltage of the at least one light emitting diode chipset.

여기서 상기 전류 비교기는 입력 전류 떨림으로 발생하는 비안정 출력 천이를 방지하기 위한 이력 특성을 가질 수 있다.In this case, the current comparator may have a hysteresis characteristic for preventing an unstable output transition caused by the input current tremor.

또한 상기 구동 회로는 상기 펄스폭 변조 컨버터와 상기 업/다운 카운터에 메인 클럭을 제공하는 클럭 생성기를 더 포함하고, 상기 업/다운 카운터의 해상도는 상기 클럭 생성기의 메인 클럭 주파수와 상기 전원 공급부의 스위칭 주파수의 비에 의해 결정될 수 있으며, 상기 승압 또는 감압을 위한 상기 전원 공급부의 스위칭의 주파수는 상기 메인 클럭에 의하여 변화되거나 상기 펄스폭 변조 컨버터의 디지털 회로에 의해 가변될 수 있다.The driving circuit may further include a clock generator configured to provide a main clock to the pulse width modulation converter and the up / down counter, and the resolution of the up / down counter is changed by the main clock frequency of the clock generator and the power supply unit. The frequency of the switching of the power supply for the boost or deceleration may be changed by the ratio of frequencies, or may be changed by the main clock or by the digital circuit of the pulse width modulation converter.

그리고 본 발명의 구동 회로에서 상기 전류 비교기는 상기 노드 점의 전류가 0보다 작은 경우 논리신호 "0"에 해당하는 로우 신호를 출력하고, 상기 노드 점의 전류가 0보다 크거나 같은 경우 논리신호 "1"에 해당하는 하이 신호를 출력하며, 상기 업/다운 카운터는 상기 전류 비교기로부터 로우 신호를 수신하는 경우 카운트-업을 수행하고, 상기 전류 비교기로부터 하이 신호를 수신하는 경우 카운트-다운을 수행하며, 상기 펄스폭 변조 컨버터는 상기 업/다운 카운터로부터 카운트-업 된 값을 수신하는 경우 펄스폭 변조된 스위칭 신호에서 논리신호 "1"인 구간을 일정 크기만큼 증가시켜 펄스폭 변조 신호의 듀티 비율을 증가시키고, 카운트-다운 신호를 수신하는 경우 펄스폭 변조된 스위칭 신호에서 논리신호 "0"인 구간을 일정 크기만큼 증가시켜 펄스폭 변조 신호의 듀티 비율을 감소시킨다. In the driving circuit of the present invention, the current comparator outputs a low signal corresponding to a logic signal "0" when the current of the node point is less than zero, and a logic signal "when the current of the node point is greater than or equal to zero. Outputs a high signal corresponding to 1 ", the up / down counter performs a count-up when receiving a low signal from the current comparator, and performs a count-down when receiving a high signal from the current comparator; When the pulse width modulated converter receives the counted up value from the up / down counter, the pulse width modulated converter increases the duty ratio of the pulse width modulated signal by increasing a section of the logic signal “1” by a predetermined magnitude in the pulse width modulated switching signal. In the case of receiving the count-down signal, the pulse width is increased by a certain amount of the interval of the logic signal "0" in the pulse width modulated switching signal. Reduce the duty ratio of the modulated signal.

또한 본 발명의 구동 회로에서 상기 적어도 하나의 발광 다이오드 칩셋은 복수의 발광 다이오드 칩셋이 상기 전원 공급부에 대하여 병렬로 연결되는 다중 채널로 구성되며, 상기 정전류원은 복수개가 마련되어 상기 복수의 발광 다이오드 칩셋과 각각 직렬로 연결되고, 상기 전류 비교기는 상기 복수의 발광 다이오드 칩셋과 상기 복수의 정전류원들 사이의 각 노드들에 연결되어, 각 노드들에 형성되는 참조 전류가 모두 "0"보다 크거나 같은 경우 논리 신호 "1"에 해당하는 하이 신호를 출력하며, 상기 업/다운 카운터는 상기 전류 비교기로부터 "1"의 신호가 수신되는 경우 전원 공급부의 스위칭 신호에서 논리 신호 "1"에 해당하는 구간을 감소시키도록 카운트-다운을 수행하고, "0"의 신호가 수신되는 경우 카운트-다운과 반대인 카운트-업을 수행하며, 상기 펄스폭 변조 컨버터는 상기 업/다운 카운터로부터 전달된 카운트-업 또는 카운트-다운 된 값에 따라 상기 전원 공급부의 승압 또는 감압을 위한 스위칭 제어 신호를 상기 전원 공급부에 제공할 수 있다.In addition, in the driving circuit of the present invention, the at least one light emitting diode chipset includes a plurality of light emitting diode chipsets connected in parallel to the power supply, and the plurality of constant current sources are provided with the plurality of light emitting diode chipsets. Each of which is connected in series, and the current comparator is connected to respective nodes between the plurality of light emitting diode chipsets and the plurality of constant current sources, so that the reference currents formed in the respective nodes are all greater than or equal to "0". A high signal corresponding to a logic signal "1" is output, and the up / down counter decreases the section corresponding to the logic signal "1" in the switching signal of the power supply when a signal of "1" is received from the current comparator. Count-down to perform a count-down, and if a signal of " 0 " is received, perform count-up opposite to count-down, Pulse-width modulation converter is the count received from the up / down counter may provide a switching control signal for the step-up or pressure of the power supplier in accordance with the value down to the power supply-up or count.

추가로 본 발명의 구동 회로에서 상기 적어도 하나의 발광 다이오드 칩셋은 복수의 발광 다이오드 칩셋이 상기 복수개의 전원 공급부에 각각 연결되는 다중 채널로 구성되며, 상기 정전류원은 복수개가 마련되어 상기 복수의 발광 다이오드 칩셋과 각각 직렬로 연결되고, 상기 전류 비교기는 복수개 마련되어 상기 복수의 발광 다이오드 칩셋과 상기 복수의 정전류원들 사이의 각 노드들에 대하여 각각 연결되며, 상기 업/다운 카운터는 복수개 마련되어 상기 복수의 전류 비교기 각각과 연결되고, 상기 업/다운 카운터의 출력을 순차적으로 상기 펄스폭 변조 컨버터에 제공하기 위한 래치를 더 포함할 수 있다. Further, in the driving circuit of the present invention, the at least one light emitting diode chipset includes a plurality of channels in which a plurality of light emitting diode chipsets are connected to the plurality of power supply units, respectively, and the plurality of constant current sources are provided in the plurality of light emitting diode chipsets. And a plurality of current comparators are respectively provided for each node between the plurality of light emitting diode chipsets and the plurality of constant current sources, and a plurality of up / down counters are provided for the plurality of current comparators. It may further comprise a latch connected to each, for sequentially providing the output of the up / down counter to the pulse width modulation converter.

본 발명에 따른 전류 비교기를 이용한 발광 다이오드 구동 방법 및 이를 기반으로 운용되는 발광 다이오드 구동 회로에 따르면, 목표 전류 값인 정전류원 회로의 전류 값을 획득하기 위하여 전류-전압 변환 없이 발광 다이오드의 순방향전류를 직접 제어함으로써 부하전류의 리플을 최소화 할 수 있으며, 기존 외부 저항에 의한 전력손실과 부하전류의 오차 및 편차를 줄일 수 있다.According to the LED driving method using the current comparator and the LED driving circuit operated based on the present invention, in order to obtain the current value of the constant current source circuit which is the target current value, the forward current of the light emitting diode directly without current-voltage conversion is obtained. By controlling, the ripple of load current can be minimized, and power loss and load error and deviation caused by existing external resistance can be reduced.

또한 본 발명은 종래 오차증폭기, 전압비교기 등을 이용하여 피드백 전압을 처리하는 아날로그 방식의 정전류 제어를 디지털 방식으로 처리함으로써 공정편차에 둔감하고 출력 전류 및 전압 사양에 따라 설계 편이성을 향상시킬 수 있다.In addition, the present invention can be analogous to process variation by digitally processing the constant current control of the analog method for processing the feedback voltage using a conventional error amplifier, a voltage comparator, and can improve the design ease according to the output current and voltage specifications.

도 1은 종래 발광 다이오드 구동 회로의 일예를 개략적으로 나타낸 도면,
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 발광 다이오드 구동 회로의 일예를 나타낸 도면,
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 다중 채널 발광 다이오드 구동 회로의 일예를 나타낸 도면,
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 다중 채널 발광 다이오드 구동 회로의 다른 형태를 나타낸 도면.1 is a view schematically showing an example of a conventional LED driving circuit;
2 is a view showing an example of a light emitting diode driving circuit according to an embodiment of the present invention;
3 is a diagram illustrating an example of a multi-channel LED driving circuit according to an exemplary embodiment of the present invention;
4 is a view showing another form of a multi-channel LED driving circuit according to an embodiment of the present invention.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기의 설명에서는 본 발명의 실시 예에 따른 동작을 이해하는데 필요한 부분만이 설명되며, 그 이외 부분의 설명은 본 발명의 요지를 흩트리지 않도록 생략될 것이라는 것을 유의하여야 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following description, only parts necessary for understanding the operation according to the embodiment of the present invention will be described, and the description of other parts will be omitted so as not to disturb the gist of the present invention.

이하에서 설명되는 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념으로 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 실시 예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.The terms and words used in the present specification and claims should not be construed as limited to ordinary or dictionary meanings and the inventor is not limited to the meaning of the terms in order to describe his invention in the best way. It should be interpreted as meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention. Therefore, the embodiments described in the present specification and the configuration shown in the drawings are only the most preferred embodiments of the present invention, and do not represent all of the technical idea of the present invention, and various equivalents may be substituted for them at the time of the present application. It should be understood that there may be water and variations.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 발광 다이오드 구동 회로의 구성을 개략적으로 나타낸 회로도이다.2 is a circuit diagram schematically showing the configuration of a LED driving circuit according to an embodiment of the present invention.

상기 도 2를 참조하면, 본 발명의 발광 다이오드 구동 회로(1)는 전원 공급부(10), 발광 다이오드 칩셋(20), 정전류원(30), 전류 비교기(40), 업/다운 카운터(50), 이진 PWM(Pulse Width Modulation : 펄스폭 변조) 컨버터(60), 클럭 생성기(70)를 포함한다.Referring to FIG. 2, the LED driving circuit 1 according to the present invention includes a power supply unit 10, a light emitting diode chipset 20, a constant current source 30, a current comparator 40, and an up / down counter 50. And a binary PWM (Pulse Width Modulation) converter 60 and a clock generator 70.

이와 같은 구성을 가지는 본 발명의 발광 다이오드 구동 회로(1)는 발광 다이오드 칩셋(20)과 정전류원(30) 사이의 제1 노드(N1)에 전류 비교기(40)를 연결하여 발광 다이오드 칩셋(20)과 상기 정전류원(30) 사이의 제1 노드(N1)에 형성되는 참조 전류(ICP) 값을 검측한다. 그리고 본 발명의 발광 다이오드 구동 회로(1)는 상기 전류 비교기(40)의 출력에 따라 업/다운 카운터(50)를 동작시킴으로써 이진-PWM 컨버터(60)의 출력을 조정할 수 있다. 이진-PWM 컨버터(60)의 출력이 조정되면, 조정된 출력이 전원 공급부(10)에 포함된 스위치(M1)에 전달되고, 스위치(M1) 동작에 의하여 전원 공급부(10)에서 출력되는 출력 전압이 조정될 수 있다. 이에 따라 본 발명의 발광 다이오드 구동 회로(1)는 발광 다이오드 칩셋(20)을 구동을 업/다운 카운터(50) 동작에 따라 디지털 방식으로 출력 전압을 조절하도록 지원함으로써 발광 다이오드 칩셋(20) 구동에 필요한 적절한 목표 전류치를 달성 및 유지하도록 지원할 수 있다. 이하 상기 발광 다이오드 구동 회로(1)의 각 구성들의 기능과 역할에 대하여 보다 상세히 설명하기로 한다.In the LED driving circuit 1 of the present invention having the configuration as described above, the LED comparator 20 is connected by connecting the current comparator 40 to the first node N1 between the LED chipset 20 and the constant current source 30. ) And the reference current I CP value formed at the first node N1 between the constant current source 30 and the constant current source 30. The LED driving circuit 1 of the present invention can adjust the output of the binary-PWM converter 60 by operating the up / down counter 50 according to the output of the current comparator 40. When the output of the binary-PWM converter 60 is adjusted, the adjusted output is transmitted to the switch M1 included in the power supply 10, and the output voltage output from the power supply 10 by the operation of the switch M1. This can be adjusted. Accordingly, the LED driving circuit 1 of the present invention supports driving the LED chipset 20 to digitally adjust the output voltage according to the operation of the up / down counter 50 so as to drive the LED chipset 20. It can help to achieve and maintain the proper target current required. Hereinafter, functions and roles of the components of the LED driving circuit 1 will be described in more detail.

상기 전원 공급부(10)는 입력 DC 전압원(Vin), 입력 DC 전압원(Vin)과 직렬로 연결되는 코일인 인덕터(L1), 상기 인덕터(L1)와 직렬로 연결되는 다이오드(D1), 상기 인덕터(L1)와 다이오드(D1) 사이에 병렬로 연결되어 상기 이진-PWM 컨버터(60)의 출력에 따라 출력 전압의 크기 변경을 위한 스위칭 동작을 수행하는 스위치(M1), 상기 다이오드(D1)의 끝단에 병렬로 연결되어 리플 성분을 제거하는 커패시터(COUT)를 포함할 수 있다. 이와 같은 구성을 가지는 본 발명의 전원 공급부(10)는 입력 DC 전압원(Vin)에서 출력된 입력 DC 전압을 스위치(M1) 동작에 의하여 승압하거나 감압하여 발광 다이오드 칩셋(20)으로 공급한다. 이때 상기 스위치(M1)는 이진-PWM 컨버터(60)에 연결되기 때문에 상기 이진-PWM 컨버터(60)의 듀티 비율 변화로 인하여 온/오프 스위칭 동작이 변경될 수 있다. 결과적으로 상기 이진-PWM 컨버터(60)의 출력에 의하여 스위치(M1) 동작이 변경되면 상기 전원 공급부(10)에 의하여 출력되는 출력 전압이 이전 출력 전압에 비하여 감압되거나 승압될 수 있다. 상술한 DC-DC 변환회로의 기능을 수행하는 전원 공급부(10)의 스위칭 주파수는 클럭 생성기(70)의 메인 클럭 변화에 따라 조정되거나, 상기 이진-PWM 컨버터(60)의 디지털 회로에 의하여 가변될 수 있다.The power supply 10 includes an input DC voltage source Vin, an inductor L1 that is a coil connected in series with the input DC voltage source Vin, a diode D1 connected in series with the inductor L1, and the inductor ( A switch M1 connected in parallel between L1) and the diode D1 to perform a switching operation for changing the magnitude of the output voltage according to the output of the binary-PWM converter 60, at the end of the diode D1. It may include a capacitor (C OUT ) connected in parallel to remove the ripple component. The power supply unit 10 of the present invention having such a configuration boosts or decompresses the input DC voltage output from the input DC voltage source Vin to the LED chipset 20 by operating the switch M1. In this case, since the switch M1 is connected to the binary-PWM converter 60, an on / off switching operation may be changed due to a change in the duty ratio of the binary-PWM converter 60. As a result, when the operation of the switch M1 is changed by the output of the binary-PWM converter 60, the output voltage output by the power supply unit 10 may be reduced or boosted compared to the previous output voltage. The switching frequency of the power supply unit 10 performing the function of the DC-DC conversion circuit described above may be adjusted according to the change of the main clock of the clock generator 70 or may be changed by the digital circuit of the binary-PWM converter 60. Can be.

상기 발광 다이오드 칩셋(20)은 상기 전원 공급부(10)와 정전류원(30) 사이에 배치되어 전원 공급부(10)에 공급되는 구동 전압(VLED)에 의하여 구동하게 된다. 여기서 상기 구동 전압(VLED)이 상기 발광 다이오드 칩셋(20)의 동작전압과 정전류원(30)의 최소 동작전압의 합보다 작은 경우에는 발광 다이오드 칩셋(20)에 흐르는 전류 값이 정전류원(30) 방향으로 설정된 전류치 예를 들면 목표 전류치(ILED)보다 작게 된다. 결과적으로, 발광 다이오드 칩셋(20)과 정전류원(30) 사이에 연결된 전류 비교기(40)에서 정전류원(30) 방향으로 전류가 흐르게 된다. 이에 따라 전류 비교기(40) 방향으로 설정된 참조 전류(ICP) 값은 0보다 작은 값이 되어, 전류 비교기(40)의 출력은 참조 전류(Icp) "0"에 해당하는 특정 값 예를 들면 "로우("0")" 신호가 출력될 수 있다.The light emitting diode chipset 20 is disposed between the power supply unit 10 and the constant current source 30 to be driven by the driving voltage V LED supplied to the power supply unit 10. Here, when the driving voltage V LED is smaller than the sum of the operating voltage of the LED chipset 20 and the minimum operating voltage of the constant current source 30, the current value flowing through the LED chipset 20 is a constant current source 30. ), for example, the current value is set in the direction is smaller than the target current value (I LED). As a result, current flows in the direction of the constant current source 30 in the current comparator 40 connected between the LED chipset 20 and the constant current source 30. Accordingly, the value of the reference current I CP set in the direction of the current comparator 40 becomes smaller than zero, so that the output of the current comparator 40 is a specific value corresponding to the reference current I cp "0", for example. A "low" signal may be output.

상기 정전류원(30)은 상기 발광 다이오드 칩셋(20)에 직렬로 연결되어 전류 비교기(40) 방향으로 흐르는 전류 값의 부호를 결정하는 구성이다. 즉 상기 정전류원(30)은 상기 발광 다이오드 칩셋(20)에 흐르는 전류 값이 정전류원(30)의 전류 값보다 작은 경우 전류 비교기(40) 방향에 설정된 참조 전류(ICP)가 음의 값이 되도록 한다. 한편 상기 발광 다이오드 칩셋(20)에 흐르는 전류 값이 정전류원(30)의 전류 값보다 크거나 같은 경우 상기 전류 비교기(40) 방향에 설정된 참조 전류(ICP)는 0보다 크거나 같은 값이 될 수 있다. 결과적으로 상기 정전류원(30)의 배치로 인하여 상기 전류 비교기(40)는 상기 발광 다이오드 칩셋(20)에 흐르는 전류 값이 목표 전류치(ILED)가 될 때까지 일정 신호 예를 들면 "로우" 신호를 출력할 수 있으며 목표 전류치(ILED)를 넘어서는 순간 예를 들면 "하이" 신호를 출력할 수 있어 발광 다이오드 칩셋(20)에 흐르는 전류가 목표 전류치(ILED)가 되도록 조절하는 역할을 수행한다.The constant current source 30 is connected to the LED chipset 20 in series to determine a sign of a current value flowing in the direction of the current comparator 40. That is, the reference current I CP set in the direction of the current comparator 40 has a negative value when the current value flowing through the LED chipset 20 is smaller than the current value of the constant current source 30. Be sure to Meanwhile, when the current value flowing through the LED chipset 20 is greater than or equal to the current value of the constant current source 30, the reference current I CP set in the direction of the current comparator 40 may be greater than or equal to 0. Can be. As a result, due to the arrangement of the constant current source 30, the current comparator 40 has a constant signal, for example, a "low" signal until the current value flowing through the LED chipset 20 becomes a target current value I LED . can be output and the moment exceeds the target current value (I LED) for example, serves to control such that the "high" it is possible to output a signal current to the target current value (I LED) flowing through the light-emitting diode chip 20, the .

상기 전류 비교기(40)는 발광 다이오드 칩셋(20)과 정전류원(30)사이의 제1 노드(N1)와 업/다운 카운터(50) 사이에 배치된다. 이러한 전류 비교기(40)는 발광 다이오드 칩셋(20)에 흐르는 전류 값이 정전류원(30)의 전류 값보다 작은 경우 흐르는 전류가 음의 방향이 되기 때문에 특정 값 예를 들면 "로우" 신호를 업/다운 카운터(50)에 전달할 수 있다. 또한 전류 비교기(40)는 발광 다이오드 칩셋(20)에 흐르는 전류 값이 정전류원(30)의 전류 값보다 크거나 같은 경우 흐르는 전류가 흐르지 않거나 양의 방향이 되기 때문에 특정 값 예를 들면 "하이("1")" 신호를 업/다운 카운터(50)에 전달할 수 있다. 즉 상기 전류 비교기(40)는 제1 노드 사이에 설정된 참조 전류(ICP)의 부호에 따라 "로우"신호 또는 "하이"신호를 업/다운 카운터(50)에 전달할 수 있다. 이에 따라 본 발명의 발광 다이오드 구동 회로(1)는 발광 다이오드에 공급되는 전압 값을 제어함으로써 전류 비교기(40)에 입력되는 참조 전류(ICP)의 평균이 0이 되도록 하여 발광 다이오드에 흐르는 전류를 정전류원(30)의 전류와 동일하게 만들도록 지원한다. 이러한 전류 비교기(40)는 입력되는 참조 전류(ICP)의 흔들림에 따라 불안정한 출력의 천이를 방지하기 위하여 이력특성을 가지는 회로 또는 소자로 구성될 수 있다. 이에 따라 본 발명의 전류 비교기(40)는 참조 전류(ICP)가 "0"근처에서 흔들리는 경우 발생할 수 있는 논리 신호 0 또는 1의 불안정한 천이 상태를 방지하고 보다 안정적인 발광 다이오드 구동을 지원할 수 있다.The current comparator 40 is disposed between the first node N1 and the up / down counter 50 between the LED chipset 20 and the constant current source 30. The current comparator 40 up / closes a specific value, for example, a “low” signal because the current flowing in the negative direction when the current value flowing through the LED chipset 20 is smaller than the current value of the constant current source 30. It may be delivered to the down counter 50. In addition, the current comparator 40 has a specific value, for example, "high" because the current flowing through the LED chipset 20 is greater than or equal to the current value of the constant current source 30 because the current does not flow or becomes positive. "1") "signal may be passed to the up / down counter 50. That is, the current comparator 40 may transmit a "low" signal or a "high" signal to the up / down counter 50 according to the sign of the reference current I CP set between the first nodes. Accordingly, the LED driving circuit 1 of the present invention controls the voltage value supplied to the LED so that the average of the reference current I CP input to the current comparator 40 becomes 0 so that the current flowing through the LED is adjusted. It supports to make the same as the current of the constant current source (30). The current comparator 40 may be composed of a circuit or an element having a hysteresis characteristic in order to prevent an unstable output transition due to the shaking of the input reference current I CP . Accordingly, the current comparator 40 of the present invention can prevent the unstable transition state of the logic signal 0 or 1 that may occur when the reference current I CP is shaken around " 0 " and can support more stable LED driving.

상기 업/다운 카운터(50)는 전류 비교기(40)의 출력에 따라 카운트-업을 수행하거나, 카운트-다운을 수행한다. 그리고 상기 업/다운 카운터(50)는 생성된 카운트-업 또는 카운트-다운 된 값을 이진-PWM 컨버터(60)에 전달할 수 있다. 예를 들면 본 발명의 업/다운 카운터(50)는 전류 비교기(40)의 출력이 제1 신호 예를 들면 "로우" 신호인 경우 카운트-업을 수행하고, 전류 비교기(40)의 출력이 제2 신호 예를 들면 "하이" 신호인 경우 카운트-다운을 수행할 수 있다. 여기서 상기 업/다운 카운터(50)는 전류 비교기(40)의 출력에 따라 상술한 설명과는 반대의 카운트를 수행하여 이진-PWM 컨버터(60)에 전달할 수 도 있다. 이러한 업/다운 카운터(50)의 해상도는 클럭 생성기(70)에서 얻는 메인 클럭 주파수와 DC-DC 변환회로 기능을 하는 상기 전원 공급부(10)의 스위칭 주파수의 비에 의해 결정될 수 있다.The up / down counter 50 performs a count-up or a count-down according to the output of the current comparator 40. The up / down counter 50 may transfer the generated count-up or count-down value to the binary-PWM converter 60. For example, the up / down counter 50 of the present invention performs a count-up when the output of the current comparator 40 is a first signal, for example, a "low" signal, and the output of the current comparator 40 is reset. Count-down can be performed for two signals, for example a "high" signal. In this case, the up / down counter 50 may transfer the counter to the binary-PWM converter 60 by performing a counter opposite to that described above according to the output of the current comparator 40. The resolution of the up / down counter 50 may be determined by a ratio between the main clock frequency obtained by the clock generator 70 and the switching frequency of the power supply unit 10 serving as a DC-DC conversion circuit.

상기 이진-PWM 컨버터(60)는 업/다운 카운터(50)로부터 전달되는 2진수 값을 이용하여 PWM 신호의 주파수 및 듀티 비율(Duty ratio)을 계산한다. 그리고 상기 이진-PWM 컨버터(60)는 상기 주파수 및 듀티 비율에 따라 상기 전원 공급부(10)의 스위치(M1)의 온/오프를 제어할 수 있다. 결과적으로 본 발명의 이진-PWM 컨버터(60)는 발광 다이오드 칩셋(20)에 흐르는 전류 크기에 따라 PWM 신호의 듀티 비율을 결정하고, 이를 전원 공급부(10)에 제어 신호로 전달한다. 이에 따라 본 발명은 발광 다이오드 칩셋(20)에 목표 전류치(ILED)에 해당하는 전류가 흐를 수 있는 구동 전압(VLED)을 정확히 얻을 수 있다. 이러한 이진-PWM 컨버터(60)의 듀티 비율은 업/다운 카운터(50)가 8bit counter로 구성되는 경우, 레지스터 값이 00h 일 때 "0", ffh 일 때 "1"이 되거나 또는 그 반대가 될 수 있으며, 00h와 ffh 사이 값에서는 01h 증가에 대해 1/(28 - 1) 만큼 증가 또는 감소할 수 있다.The binary-PWM converter 60 calculates the frequency and duty ratio of the PWM signal using binary values transmitted from the up / down counter 50. The binary-PWM converter 60 may control on / off of the switch M1 of the power supply unit 10 according to the frequency and duty ratio. As a result, the binary-PWM converter 60 of the present invention determines the duty ratio of the PWM signal according to the amount of current flowing through the LED chipset 20, and transmits the duty ratio to the power supply 10 as a control signal. Accordingly, the present invention can accurately obtain the driving voltage V LED through which the current corresponding to the target current value I LED can flow in the LED chipset 20. The duty ratio of the binary-PWM converter 60 may be "0" when the register value is 00h, "1" when ffh, or vice versa when the up / down counter 50 is configured as an 8-bit counter. The value between 00h and ffh may increase or decrease by 1 / (2 8-1 ) for 01h increase.

상기 클럭 생성기(70)는 상기 업/다운 카운터(50)와 상기 이진-PWM 컨버터(60)의 동기화를 위한 클럭을 생성한다. 그리고 상기 클럭 생성기(70)는 생성된 클럭을 이진-PWM 컨버터(60)와 업/다운 카운터(50)에 전달하여 각 구성의 동기화를 지원한다.The clock generator 70 generates a clock for synchronizing the up / down counter 50 and the binary-PWM converter 60. The clock generator 70 transfers the generated clock to the binary-PWM converter 60 and the up / down counter 50 to support synchronization of each component.

상술한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명 발광 다이오드 구동 회로(1)는 초기 상태의 구동 전압(VLED) 값을 0이라 가정하면 전원 공급부(10)를 통해 상기 구동 전압(VLED)을 순차적으로 증가시키게 된다. 이때 구동 전압(VLED) 값이 발광 다이오드 칩셋(20)의 총 동작 전압과 정전류원(30)의 동작전압의 합보다 작은 경우 발광 다이오드 칩셋(20)에 흐르는 전류 값이 정전류원(30)의 목표 전류치(ILED) 보다 작게 되어 전류 비교기(40)의 출력이 "로우"신호를 출력할 수 있다. 이러한 환경에서 이진-PWM 컨버터(60)는 전류 비교기(40)의 출력 및 업/다운 카운터(50)의 출력을 기반으로 발광 다이오드 칩셋(20)에 공급되는 전압을 승압하도록 제어할 수 있다. 한편 상기 발광 다이오드 칩셋(20)에 흐르는 전류 값이 목표 전류치(ILED) 이상이 되는 경우 상기 전류 비교기(40)의 출력은 "하이" 신호가 될 수 있으며, 업/다운 카운터(50)의 출력은 이진-PWM 컨버터(60)가 전원 공급부(10)의 출력 전압을 감압하도록 변경될 수 있다. 결과적으로 발광 다이오드 칩셋(20)의 구동 전압(VLED)이 감압되어 발광 다이오드 칩셋(20)의 구동을 목표 전류치(ILED)를 기준으로 정확하게 구동하도록 제어할 수 있다.In the LED driving circuit 1 having the above-described configuration, assuming that the initial voltage of the driving voltage V LED is 0, the driving voltage V LED is sequentially increased through the power supply unit 10. Let's go. At this time, when the driving voltage (V LED ) is less than the sum of the total operating voltage of the LED chipset 20 and the operating voltage of the constant current source 30, the current value flowing through the LED chipset 20 is determined by the constant current source 30. It becomes smaller than the target current value I LED and the output of the current comparator 40 can output a "low" signal. In such an environment, the binary-PWM converter 60 may control to boost the voltage supplied to the LED chipset 20 based on the output of the current comparator 40 and the output of the up / down counter 50. Meanwhile, when the current flowing through the LED chipset 20 becomes equal to or greater than a target current value I LED , the output of the current comparator 40 may be a “high” signal, and the output of the up / down counter 50 may be used. The binary-PWM converter 60 may be changed to reduce the output voltage of the power supply 10. As a result, the driving voltage V LED of the light emitting diode chipset 20 is reduced to control the driving of the light emitting diode chipset 20 to be accurately driven based on the target current value I LED .

도 3은 본 발명의 다중 채널 발광 다이오드 칩셋 구동을 위한 발광 다이오드 구동 회로를 설명하기 위한 도면이다.3 is a view for explaining a light emitting diode driving circuit for driving a multi-channel light emitting diode chipset of the present invention.

상기 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 다중 채널 발광 다이오드 구동 회로(1)는 전원 공급부(10), 발광 다이오드 칩셋 그룹(20), 정전류원 그룹(30), 전류 비교기(40), 업/다운 카운터(50), 이진-PWM 컨버터(60), 클럭 생성기(70)를 포함한다.Referring to FIG. 3, the multi-channel LED driving circuit 1 according to an embodiment of the present invention includes a power supply unit 10, a light emitting diode chipset group 20, a constant current source group 30, and a current comparator 40. Up / down counter 50, binary-PWM converter 60, and clock generator 70.

이와 같은 구성을 가지는 본 발명의 다중 채널 발광 다이오드 구동 회로(1)는 다중 채널로 구성된 발광 다이오드 칩셋 그룹(20)들이 모두 일정 밝기 이상으로 정전류 구동될 수 있도록 지원한다. 이를 보다 상세히 설명하면, 본 발명의 다중 채널 발광 다이오드 구동 회로(1)는 직류 변환 회로를 포함하는 전원 공급부(10)가 구동 전압(VLED)을 기반으로 발광 다이오드 칩셋 그룹(20)에 전원을 공급한다. 이때 발광 다이오드 칩셋 그룹(20)에 포함된 각각의 발광 다이오드 칩셋들(21, 22, ,,, , 2Y)은 각각 정전류원들(30)이 개별적으로 연결된다. 이에 따라 전원 공급부(10)는 발광 다이오드 칩셋들(21, 22, ,,, , 2Y)에 흐르는 전류가 정전류원들(30)의 목표 전류치(ILED)와 동일하도록 업/다운 카운터(50) 및 이진-PWM 컨버터(60)의 제어에 따라 전원 공급을 지원할 수 있다. 실질적으로 상기 전류 비교기(40)는 각 노드들(N1, N2, ,,, , NY)에 흐르는 참조 전류들(ICP1, ICP2, ,,, , ICPY)을 기반으로 "로우"신호 또는 "하이"신호를 출력할 수 있으며, 이때 전류 비교기(40)는 각 참조 전류들(ICP1, ICP2, ,,, , ICPY)이 모두 "0"보다 크거나 같은 경우 "하이"신호를 출력하도록 설계될 수 있다. 그러면 상기 전원 공급부(10)는 업/다운 카운터(50) 및 이진-PWM 컨버터(60) 제어에 따라 발광 다이오드 칩셋들(21, 22, ,,, , 2Y)에 목표 전류치(ILED)의 전류가 흐르도록 구동 전압(VLED)을 조정하게 된다. 이하 상기 다중 채널 발광 다이오드 구동 회로(1)의 각 구성들에 대하여 보다 상세히 설명하기로 한다. The multi-channel LED driving circuit 1 of the present invention having such a configuration supports all of the LED chipset groups 20 composed of multi-channels to be driven with constant current above a predetermined brightness. In more detail, in the multi-channel LED driving circuit 1 of the present invention, the power supply unit 10 including the DC conversion circuit supplies power to the LED chipset group 20 based on the driving voltage V LED . Supply. In this case, each of the light emitting diode chipsets 21, 22,,,, and 2Y included in the light emitting diode chipset group 20 is connected to the constant current sources 30 individually. Accordingly, the power supply unit 10 may adjust the up / down counter 50 so that the current flowing through the LED chipsets 21, 22,,,, and 2Y is equal to the target current value I LED of the constant current sources 30. And a power supply under control of the binary-PWM converter 60. Substantially, the current comparator 40 has a " low " signal based on reference currents I CP1 , I CP2 ,,,, I CPY flowing through the nodes N1, N2,,,,, NY Outputs a "high" signal, wherein the current comparator 40 outputs a "high" signal when each of the reference currents I CP1 , I CP2 ,,,,, and I CPY is greater than or equal to "0". Can be designed to output. Then, the power supply unit 10 supplies the current of the target current value I LED to the LED chipsets 21, 22,,,, and 2Y under the control of the up / down counter 50 and the binary-PWM converter 60. The driving voltage (V LED ) is adjusted to flow. Hereinafter, respective components of the multi-channel LED driving circuit 1 will be described in detail.

상기 전원 공급부(10)는 발광 다이오드 칩셋 그룹(20)에 전원을 공급하는 구성이다. 이러한 전원 공급부(10)는 앞서 도 2에서 설명한 전원 공급부(10)와 동일한 구성을 가질 수 있다. 즉 상기 전원 공급부(10)는 입력 DC 전압원(Vin)으로부터 공급되는 입력 DC 전압을 승압회로(또는 감압 회로)를 이용하여 일정 크기의 DC 전압으로 승압 또는 감압한다. 그리고 상기 전원 공급부(10)는 조정된 DC 전압을 발광 다이오드 칩셋들(21, 22, ,,, , 2Y)의 구동 전압(VLED)으로 제공한다. 이러한 전원 공급부(10)는 발광 다이오드 칩셋 그룹(20)에 포함된 각 발광 다이오드 칩셋들(21, 22, ,,, , 2Y)이 일정 크기 이상 즉 각각 연결된 정전류원(30)에 의해 설정된 목표 전류치(ILED)에 해당하는 전류로 구동될 수 있도록 구동 전압(VLED)을 제공할 수 있다.The power supply unit 10 is configured to supply power to the LED chipset group 20. The power supply unit 10 may have the same configuration as the power supply unit 10 described above with reference to FIG. 2. That is, the power supply unit 10 boosts or decompresses an input DC voltage supplied from an input DC voltage source Vin to a DC voltage having a predetermined magnitude using a boost circuit (or a decompression circuit). The power supply unit 10 provides the adjusted DC voltage to the driving voltage V LED of the LED chipsets 21, 22,,,, and 2Y. The power supply unit 10 has a target current value set by the constant current source 30 to which each of the LED chipsets 21, 22,,,, and 2Y included in the LED chipset group 20 is connected by a predetermined size or more. The driving voltage V LED may be provided to be driven by a current corresponding to (I LED ).

상기 발광 다이오드 칩셋 그룹(20)은 제1 발광 다이오드 칩셋(21), 제2 발광 다이오드 칩셋(22)...제Y 발광 다이오드 칩셋(2Y)을 포함한다. 여기서 "Y"는 임의의 숫자가 될 수 있으며, 이에 따라 상기 발광 다이오드 칩셋 그룹(20)은 복수의 발광 다이오드 칩셋들(21, 22, ,,, , 2Y)을 포함할 수 있다. 각 발광 다이오드 칩셋들(21, 22, ,,, , 2Y)은 직렬로 연결된 다수개의 발광 다이오드를 포함한다. 예를 들면, 제1 발광 다이오드 칩셋(21)은 제1 발광 다이오드(LED11), 제2 발광 다이오드(LED12)...제X 발광 다이오드(LED1X)를 포함할 수 있다. 여기서 "X" 또는 1보다 큰 임의의 숫자가 될 수 있다. 제2 발광 다이오드 칩셋(22) 및 제Y 발광 다이오드 칩셋(2Y) 또는 제1 발광 다이오드 칩셋(21)과 동일한 개수의 발광 다이오드들을 포함하는 형태로 구성될 수 있다. 각 발광 다이오드는 해당 칩셋 내에서 직렬로 연결되고 전원 공급부(10)가 공급하는 전원에 의하여 전류 구동될 수 있다.The light emitting diode chipset group 20 includes a first light emitting diode chipset 21, a second light emitting diode chipset 22, and a Y th light emitting diode chipset 2Y. Here, "Y" may be any number, and accordingly, the LED chipset group 20 may include a plurality of LED chipsets 21, 22,,,, and 2Y. Each light emitting diode chipset 21, 22,,,,, 2Y includes a plurality of light emitting diodes connected in series. For example, the first light emitting diode chipset 21 may include a first light emitting diode LED 11 , a second light emitting diode LED 12 , and an X- th light emitting diode LED 1X . Where "X" or any number greater than one. The second light emitting diode chipset 22 and the Y th light emitting diode chipset 2Y or the first light emitting diode chipset 21 may be configured to include the same number of light emitting diodes. Each light emitting diode may be connected in series in a corresponding chipset and may be driven by a power supplied by the power supply 10.

상기 정전류원 그룹(30)은 상기 발광 다이오드 칩셋 그룹(20)에 마련된 각각의 발광 다이오드 칩셋들(21, 22, ,,, , 2Y)과 직렬로 연결되는 정전류원들(30)을 포함한다. 이러한 정전류원 그룹(30)은 발광 다이오드 칩셋들(21, 22, ,,, , 2Y)이 각각 목표 전류치(ILED)를 기준으로 동작할 수 있도록 지원하는 구성이다.The constant current source group 30 includes constant current sources 30 connected in series with the respective LED chipsets 21, 22,,,, 2Y provided in the LED chipset group 20. The constant current source group 30 is configured to support the LED chipsets 21, 22,,,,, and 2Y to operate based on the target current value I LED , respectively.

상기 전류 비교기(40)는 상기 발광 다이오드 칩셋 그룹(20)과 정전류원 그룹(30) 사이에 형성되는 제1 내지 제Y 노드들(N1, N2, ,,, , NY)과 각각 연결되어 각 노드들(N1, N2, ,,, , NY)에 형성되는 참조 전류들(ICP1, ICP2, ,,, , ICPY)을 기준으로 논리 신호 1 또는 0을 출력하거나 그에 대응하는 "로우"신호 또는 "하이"신호를 업/다운 카운터(50)에 전달할 수 있다. 이러한 상기 전류 비교기(40)는 상기 제1 내지 제Y 노드들(N1, N2, ,,, , NY)에 흐르는 참조 전류들(ICP1, ICP2, ,,, , ICPY)이 모두 0보다 크거나 같은 경우 "하이" 신호를 출력하고 적어도 하나가 0보다 작은 경우에는 "로우" 신호를 출력하도록 설계될 수 있다. 상기 전류 비교기(40)는 앞서 설명한 바와 같이 보다 안정적인 발광 다이오드 구동을 위하여 이력 특성을 가지는 소자로 구성될 수 있을 것이다.The current comparator 40 is connected to each of the first to Y th nodes N1, N2,,,, NY that are formed between the LED chipset group 20 and the constant current source group 30, respectively. The logic signal 1 or 0 based on the reference currents I CP1 , I CP2 , ,,, and I CPY formed in the fields N1, N2,,,, and NY, or the "low" signal corresponding thereto. Or a high signal to the up / down counter 50. The current comparator 40 has reference currents I CP1 , I CP2 ,,,, I CPY flowing through the first to Y th nodes N1, N2,,,, NY all greater than zero. It may be designed to output a "high" signal if greater than or equal and to output a "low" signal if at least one is less than zero. As described above, the current comparator 40 may be configured as a device having hysteresis characteristics for driving a more stable LED.

상기 업/다운 카운터(50)는 상기 전류 비교기(40)의 출력 신호에 따라 카운트 값을 변경하는 구성이다. 즉 상기 업/다운 카운터(50)는 전류 비교기(40)로부터 "로우" 신호가 전달되면 카운트-업을 수행하고, 이를 이진-PWM 컨버터(60)에 전달할 수 있다. 또한 상기 업/다운 카운터(50)는 전류 비교기(40)로부터 "하이"신호가 전달되면 카운트-다운을 수행하고, 이를 이진-PWM 컨버터(60)에 전달할 수 있다.The up / down counter 50 is configured to change the count value according to the output signal of the current comparator 40. That is, the up / down counter 50 may perform a count-up when the “low” signal is transmitted from the current comparator 40, and transfer the count-up to the binary-PWM converter 60. In addition, the up / down counter 50 may perform a count-down when the “high” signal is transmitted from the current comparator 40, and transmit the countdown to the binary-PWM converter 60.

상기 이진 PWM-컨버터(60)는 업/다운 카운터(50)가 전달하는 카운터 값에 따라 0과 1의 듀티 비율을 조절하고, 조절된 듀티 비율에 해당하는 제어 신호를 전원 공급부(10)에 전달한다. 특히 상기 이진-PWM 컨버터(60)는 업/다운 카운터(50)에서 카운트-업 된 신호가 전달된 경우 "1"의 구간을 늘려 듀티 비율을 늘리고, 카운트-다운 된 신호가 전달된 경우 "0"의 구간을 늘려 듀티 비율을 줄임으로써 전원 공급부(10)의 스위치(M1) 온/오프 타이밍을 조정하도록 지원한다. 결과적으로 스위치(M1)의 온/오프 타이밍 변경에 따라 전원공급부(10)에 출력되는 구동 전압(VLED)이 증가 또는 감소하게 되면 상기 구동 전압(VLED)에 의하여 구동되는 발광 다이오드 칩셋들(21, 22, ,,, , 2Y)이 목표 전류치(ILED)에 해당하는 전류를 기반으로 구동될 수 있다. 상기 이진-PWM 컨버터(60)가 전원 공급부(10)에 공급하는 제어 신호는 발광 다이오드 칩셋들(21, 22, ,,, , 2Y)이 모두 정전류원(30)의 목표 전류치(ILED)의 전류로 구동되도록 구동 전압(VLED)을 조절한다. 즉 상기 이진-PWM 컨버터(60)는 참조 전류들(ICP1, ICP2, ,,, , ICPY)이 0 이상이 될 때까지 구동 전압을 승압시킬 수 있다.The binary PWM-converter 60 adjusts the duty ratio of 0 and 1 according to the counter value transmitted by the up / down counter 50, and transmits a control signal corresponding to the adjusted duty ratio to the power supply 10. do. In particular, the binary-PWM converter 60 increases the duty ratio by increasing the interval of "1" when the signal counted up from the up / down counter 50 is transmitted, and "0" when the counted-down signal is transmitted. By increasing the interval of " to reduce the duty ratio, it supports to adjust the switch M1 on / off timing of the power supply (10). As a result, when the driving voltage V LED output to the power supply unit 10 increases or decreases as the on / off timing of the switch M1 is changed, LED chipsets driven by the driving voltage V LED ( 21, 22,,,,, 2Y may be driven based on a current corresponding to the target current value I LED . The control signal supplied from the binary-PWM converter 60 to the power supply unit 10 is that all of the LED chipsets 21, 22,,,, and 2Y have the target current value I LED of the constant current source 30. Adjust the driving voltage (V LED ) to be driven by current. That is, the binary-PWM converter 60 may boost the driving voltage until the reference currents I CP1 , I CP2 ,,,, and I CPY become zero or more.

상기 클럭 생성기(70)는 클럭을 생성하는 구성으로서, 상기 이진-PWM 컨버터(60) 및 업/다운 카운터(50) 구동에 필요한 클럭을 생성하여 제공한다. 이러한 클럭은 이진-PWM 컨버터(60) 및 업/다운 카운터(50)의 동기에 이용될 수 있다. 상기 클럭 생성기(70)는 클럭을 변경하여 전원 공급부(10)의 스위치 주파수를 변경하도록 지원할 수 도 있다.The clock generator 70 generates a clock and generates and provides a clock required to drive the binary-PWM converter 60 and the up / down counter 50. This clock can be used to synchronize the binary-PWM converter 60 and the up / down counter 50. The clock generator 70 may support to change a switch frequency of the power supply unit 10 by changing a clock.

상술한 바와 같이 발광 다이오드 칩셋이 다중 채널로 구성되는 경우, 각 채널의 발광 다이오드 칩셋들(21, 22, ,,, , 2Y)이 동작전압의 편차를 가지므로 특정 구동 전압(VLED)에 대해 각 채널의 참조 전류들(ICP1, ICP2, ,,, , ICPY)이 다르게 나타날 수 있다. 이에 따라 본 발명의 다중 채널 발광 다이오드 구동 회로(1)는 하나의 전원 공급부(10)를 마련하고, 각 채널의 참조 전류들(ICP1, ICP2, ,,, , ICPY)이 모두 0 이상의 값이 될 때까지 전류 비교기(40)의 논리 출력 값을 천이시켜 카운트-다운을 수행하도록 하고, 그렇지 않은 경우는 카운트-업을 수행하도록 지원한다. 즉 본 발명의 다중 채널 발광 다이오드 구동 회로(1)는 하나의 전원 공급부(10)에서 제공되는 구동 전압(VLED)이 다중 채널 발광 다이오드 칩셋들(21, 22, ,,, , 2Y)의 구동 전류가 각각 연결된 정전류원들(30)의 목표 전류치가 되도록 제어할 수 있다.As described above, when the LED chipset is composed of multiple channels, the LED chipsets 21, 22,,,, and 2Y of each channel have variations in operating voltages, and thus, for a specific driving voltage (V LED ). Reference currents I CP1 , I CP2 ,,,, and I CPY of each channel may appear differently. Accordingly, in the multi-channel LED driving circuit 1 of the present invention, one power supply unit 10 is provided, and reference currents I CP1 , I CP2 ,,,,, and I CPY of each channel are all zero or more. The logic output value of the current comparator 40 is shifted until the value becomes a value so that the count-down is performed, otherwise the count-up is supported. That is, in the multi-channel LED driving circuit 1 of the present invention, the driving voltage V LED provided from one power supply unit 10 drives the multi-channel LED chipset 21, 22,,,,, 2Y. The current may be controlled to be a target current value of the connected constant current sources 30, respectively.

도 4는 다중 채널 발광 다이오드 칩셋 구동을 위한 다른 형태의 발광 다이오드 구동 회로를 설명하기 위한 도면이다.4 is a view for explaining another type of LED driving circuit for driving a multi-channel LED chipset.

상기 도 4를 참조하면, 본 발명의 다른 형태의 다중 채널 발광 다이오드 구동 회로(1)는 전원 공급부 그룹(10), 발광 다이오드 칩셋 그룹(20), 정전류원 그룹(30), 전류 비교기 그룹(40), 업/다운 카운터 그룹(50), 래치(80), 이진 PWM 컨버터(60), 클럭 생성기(70)를 포함한다.Referring to FIG. 4, the multi-channel LED driving circuit 1 according to another embodiment of the present invention includes a power supply group 10, a light emitting diode chipset group 20, a constant current source group 30, and a current comparator group 40. ), Up / down counter group 50, latch 80, binary PWM converter 60, clock generator 70.

상기 전원 공급부 그룹(10)은 발광 다이오드 칩셋 그룹(20)에 전원을 공급하는 구성이다. 이러한 전원 공급부 그룹(10)의 각 전원 공급부들(11, 12, ,,, , 1Y)은 앞서 도 2에서 설명한 전원 공급부(10)와 동일한 구성을 가질 수 있다. 즉 상기 전원 공급부들(11, 12, ,,, , 1Y)은 입력 DC 전압원(Vin)으로부터 공급되는 입력 DC 전압을 승압회로(또는 감압 회로)를 이용하여 일정 크기의 DC 전압으로 승압 또는 감압한다. 그리고 상기 전원 공급부들(11, 12, ,,, , 1Y)은 조정된 DC 전압을 각각의 발광 다이오드 칩셋들(21, 22, ,,, , 2Y)의 구동 전압(VLED)으로 제공한다. 이러한 전원 공급부들(11, 12, ,,, , 1Y)은 발광 다이오드 칩셋 그룹(20)에 포함된 각 발광 다이오드 칩셋들(21, 22, ,,, , 2Y)이 일정 크기 즉 각각 연결된 정전류원들(30)에 의해 설정된 목표 전류치(ILED)로 구동될 수 있도록 구동 전압(VLED)을 제공할 수 있다. 즉 본 발명의 전원 공급부 그룹(10)에 포함된 전원 공급부들(11, 12, ,,, , 1Y)은 각각의 발광 다이오드 칩셋들(21, 22, ,,, , 2Y)과 개별적으로 연결되어 각각의 구동 전압(VLED)을 제공한다. 상기 전원 공급부들(11, 12, ,,, , 1Y)은 이진-PWM 컨버터(60)와 연결되며, 이진-PWM 컨버터(60)로부터 전달되는 제어 신호에 따라 출력할 구동 전압(VLED)을 승압하거나 감압할 수 있다. 상기 전원 공급부들(11, 12, ,,, , 1Y)은 발광 다이오드 칩셋들(21, 22, ,,, , 2Y)과 각각 1대1 대응하도록 마련될 수 있으며, 설계자의 의도에 따라 하나의 전원 공급부에 복수의 발광 다이오드 칩셋들이 연결될 수 도 있다. 하나의 전원 공급부에 복수의 발광 다이오드 칩셋들이 연결되는 경우 도 3에서 설명한 방식에 따라 발광 다이오드 칩셋 구동이 이루어질 수 있다.The power supply group 10 is configured to supply power to the LED chipset group 20. Each of the power supply units 11, 12,,,, and 1Y of the power supply group 10 may have the same configuration as the power supply unit 10 described above with reference to FIG. 2. That is, the power supply units 11, 12,,,, 1Y boost or reduce the input DC voltage supplied from the input DC voltage source Vin to a DC voltage having a predetermined magnitude using a boost circuit (or a decompression circuit). . The power supplies 11, 12,,,, and 1Y provide the adjusted DC voltage to the driving voltage V LED of the respective LED chipsets 21, 22,,,, and 2Y. These power supplies 11, 12,,,, 1Y are constant current sources to which each of the LED chipsets 21, 22,,,,, 2Y included in the LED chipset group 20 is connected in a predetermined size, respectively. The driving voltage V LED may be provided to be driven to the target current value I LED set by the fields 30. That is, the power supplies 11, 12,,,, and 1Y included in the power supply group 10 of the present invention are individually connected to the LED chipsets 21, 22,,,,, 2Y. Each drive voltage V LED is provided. The power supply units 11, 12,,,, 1Y are connected to a binary-PWM converter 60, and output a driving voltage V LED to be output according to a control signal transmitted from the binary-PWM converter 60. The pressure can be increased or reduced. The power supply units 11, 12,,,, 1Y may be provided to correspond one-to-one with the LED chipsets 21, 22,,,,, and 2Y, respectively. A plurality of light emitting diode chipsets may be connected to the power supply. When a plurality of light emitting diode chipsets are connected to one power supply, driving of the light emitting diode chipsets may be performed according to the method described with reference to FIG. 3.

상기 발광 다이오드 칩셋 그룹(20)은 제1 발광 다이오드 칩셋(21), 제2 발광 다이오드 칩셋(22), ,,, , 제Y 발광 다이오드 칩셋(2Y)을 포함한다. 여기서 "Y"는 임의의 숫자가 될 수 있으며, 이에 따라 상기 발광 다이오드 칩셋 그룹(20)은 복수의 발광 다이오드 칩셋들(21, 22, ,,, , 2Y)을 포함할 수 있다. 각 발광 다이오드 칩셋들(21, 22, ,,, , 2Y)은 직렬로 연결된 다수개의 발광 다이오드를 포함한다. 예를 들면, 제1 발광 다이오드 칩셋(21)은 제1 발광 다이오드(LED11), 제2 발광 다이오드(LED12)...제X 발광 다이오드(LED1X)를 포함할 수 있다. 여기서 "X" 또는 1보다 큰 임의의 숫자가 될 수 있다. 제2 발광 다이오드 칩셋(22) 및 제Y 발광 다이오드 칩셋(2Y)은 제1 발광 다이오드 칩셋(21)과 동일한 또는 다른 개수의 발광 다이오드들을 포함하는 형태로 구성될 수 있다. 각 발광 다이오드는 해당 칩셋 내에서 직렬로 연결되고 전원 공급부들(11, 12, ,,, , 1Y)이 공급하는 전원에 의하여 전류 구동될 수 있다. 예를 들어 제1 발광 다이오드 칩셋(21)은 제1 전원 공급부(11)로부터 구동 전압(VLED)을 공급받을 수 있으며, 제2 발광 다이오드 칩셋(22)은 제2 전원 공급부(12)로부터 구동 전압(VLED)을 공급받을 수 있다.The light emitting diode chipset group 20 includes a first light emitting diode chipset 21, a second light emitting diode chipset 22, and a y th light emitting diode chipset 2Y. Here, "Y" may be any number, and accordingly, the LED chipset group 20 may include a plurality of LED chipsets 21, 22,,,, and 2Y. Each light emitting diode chipset 21, 22,,,,, 2Y includes a plurality of light emitting diodes connected in series. For example, the first light emitting diode chipset 21 may include a first light emitting diode LED 11 , a second light emitting diode LED 12 , and an X- th light emitting diode LED 1X . Where "X" or any number greater than one. The second light emitting diode chipset 22 and the Yth light emitting diode chipset 2Y may be configured to include the same or different number of light emitting diodes as the first light emitting diode chipset 21. Each light emitting diode may be connected in series in the corresponding chipset and may be driven by a power supplied by the power supplies 11, 12,,,, and 1Y. For example, the first LED chipset 21 may receive a driving voltage V LED from the first power supply 11, and the second LED chipset 22 may be driven from the second power supply 12. The voltage (V LED ) can be supplied.

상기 정전류원 그룹(30)은 상기 발광 다이오드 칩셋 그룹(20)에 마련된 각각의 발광 다이오드 칩셋들(21, 22, ,,, , 2Y)과 직렬로 연결되는 복수개의 정전류원들을 포함한다. 이러한 정전류원 그룹(30)은 발광 다이오드 칩셋들(21, 22, ,,, , 2Y)이 각각 목표 전류치(ILED)를 기준으로 동작할 수 있도록 지원하는 구성이다. 상기 발광 다이오드 칩셋들(21, 22, ,,, , 2Y)과 상기 정전류원 그룹(30)들 사이에는 각각 제1 내지 제Y 노드들(N1, N2, ,,, , NY)이 마련될 수 있다.The constant current source group 30 includes a plurality of constant current sources connected in series with the respective LED chipsets 21, 22,,,, 2Y provided in the LED chipset group 20. The constant current source group 30 is configured to support the LED chipsets 21, 22,,,,, and 2Y to operate based on the target current value I LED , respectively. First to Y-th nodes N1, N2,,,, NY may be provided between the LED chipsets 21, 22,,,,, 2Y and the constant current source groups 30, respectively. have.

상기 전류 비교기 그룹(40)[도 4에 (40)의 표기가 없음]은 복수개의 전류 비교기들(41, 42, ,,, , 4Y) 즉 제1 내지 제Y 전류 비교기들(41, 42, ,,, , 4Y)을 포함한다. 상기 복수개의 전류 비교기들(41, 42, ,,, , 4Y)은 각각 제1 내지 제Y 노드들(N1, N2, ,,, , NY)과 연결되어 제1 내지 제Y 노드들(N1, N2, ,,, , NY) 각각에 형성되는 참조 전류들(ICP1, ICP2, ,,, , ICPY)을 각각 공급받을 수 있다. 즉 제1 전류 비교기(41)는 제1 노드(N1)에 형성되는 제1 참조 전류(ICP1)에 따라 출력 신호가 결정된다. 또한 제2 전류 비교기(42)는 제2 노드(N2)에 형성되는 제2 참조 전류(ICP2)에 따라 출력 신호가 결정되며, 제Y 전류 비교기(4Y)는 제Y 노드(NY)에 형성되는 제Y 참조 전류(ICPY)에 따라 출력 신호가 결정될 수 있다. 상기 전류 비교기들(41, 42, ,,, , 4Y)은 앞서 설명한 바와 같이 보다 안정적인 발광 다이오드 구동을 위하여 이력 특성을 가지는 회로 또는 소자로 구성될 수 있을 것이다.The current comparator group 40 (not shown 40 in FIG. 4) is a plurality of current comparators 41, 42,,,, 4Y, that is, the first to Y th current comparators 41, 42,. ,,,, 4Y). The plurality of current comparators 41, 42,..., 4Y are connected to the first to Yth nodes N1, N2,..., NY, respectively, so that the first to Yth nodes N1, Reference currents I CP1 , I CP2 ,,,,, and I CPY formed in each of N2, ,,, and NY may be supplied. That is, the first current comparator 41 determines the output signal according to the first reference current I CP1 formed in the first node N1. In addition, the second current comparator 42 determines the output signal according to the second reference current I CP2 formed at the second node N2, and the Y th current comparator 4Y is formed at the Y node NY. The output signal may be determined according to the Y th reference current I CPY . As described above, the current comparators 41, 42,,,, and 4Y may be configured as a circuit or an element having hysteresis characteristics for driving a more stable LED.

상기 업/다운 카운터 그룹(50)[도 4에 (50)의 표기가 없음]은 제1 내지 제Y 업/다운 카운터들(51, 52, ,,, ,5Y)을 포함할 수 있다. 이러한 업/다운 카운터 그룹(50)은 상기 전류 비교기들(41, 42, ,,, , 4Y)의 출력 신호에 따라 카운트 값을 변경하는 구성이다. 즉 상기 업/다운 카운터 그룹(50)은 전류 비교기들(41, 42, ,,, , 4Y)로부터 "로우" 신호가 전달되면 카운트-업을 수행하고, 이를 이진-PWM 컨버터(60)에 전달할 수 있다. 또한 상기 업/다운 카운터들(51, 52, ,,, ,5Y)은 전류 비교기들(41, 42, ,,, , 4Y)로부터 "하이"신호가 전달되면 카운트-다운을 수행하고, 이를 이진-PWM 컨버터(60)에 전달할 수 있다. 이때 상기 업/다운 카운터 그룹(50)은 래치(80)를 통하여 카운트-업 또는 카운트-다운 된 값을 이진-PWM 컨버터(60)에 전달할 수 있다.The up / down counter group 50 (not shown in FIG. 4 in FIG. 4) may include first to Yth up / down counters 51, 52,,,, and 5Y. The up / down counter group 50 is configured to change the count value according to the output signal of the current comparators 41, 42,,,, and 4Y. That is, the up / down counter group 50 performs a count-up when a “low” signal is transmitted from the current comparators 41, 42,..., 4Y, and transmits the count-up to the binary-PWM converter 60. Can be. In addition, the up / down counters 51, 52, ,,, and 5Y perform a count-down when a “high” signal is transmitted from the current comparators 41, 42, ,,, and 4Y. -Can be passed to the PWM converter 60. In this case, the up / down counter group 50 may transfer the count-up or count-down value to the binary-PWM converter 60 through the latch 80.

상기 래치(80)는 복수의 업/다운 카운터들(51, 52, ,,, ,5Y)과 연결되어 각각의 업/다운 카운터들(51, 52, ,,, ,5Y)이 제공하는 카운트-다운 또는 카운트-업 된 값을 저장하였다가 이진 PWM 컨버터(60)에 순차적으로 전달하도록 마련된 구성이다.The latch 80 is connected to a plurality of up / down counters 51, 52,,,, and 5Y to provide a count-up provided by each of the up / down counters 51, 52,,,, and 5Y. It is a configuration provided to store the down or count-up value and then sequentially deliver to the binary PWM converter (60).

상기 이진-PWM 컨버터(60)는 래치(80)와 연결되어 특정 업/다운 카운터로부터 전달된 카운터-업 또는 카운터-다운 된 값을 수신하고, 수신된 신호에 따른 스위칭 제어 신호를 생성하여 해당 전원 공급부에 전달하는 구성이다. 예를 들어, 상기 이진-PWM 컨버터(60)는 제1 발광 다이오드 칩셋(21), 제1 전류 비교기(41), 제1 업/다운 카운터(51)로 연결된 패스에 따라 제1 발광 다이오드 칩셋(21)의 구동 전압(VLED)을 조절할 수 있는 제1 전원 공급부(11)에 제어 신호를 전달한다. 동일한 방식으로 상기 이진-PWM 컨버터(60)는 제2 업/다운 카운터(52)의 출력에 따라 제2 전원 공급부(12)에 제어 신호를 전달하여 제2 발광 다이오드 칩셋(22)에 공급되는 구동 전압(VLED)을 조절하도록 제어할 수 있다. 이때 상기 이진-PWM 컨버터(60)는 업/다운 카운터들(51, 52, ,,, ,5Y)이 각각 전달하는 카운터 값에 따라 0과 1의 듀티 비율을 조절하고, 조절된 듀티 비율에 해당하는 제어 신호를 래치(80)을 통해 각각의 전원 공급부들(11, 12, ,,, , 1Y)에 전달한다. 상기 이진-PWM 컨버터(60)는 전원 공급부들(11, 12, ,,, , 1Y)에 대하여 공통으로 배치되어 각각의 전원 공급부들(11, 12, ,,, , 1Y)을 구동하기 위한 제어 신호를 전달할 수 있다.The binary-PWM converter 60 is connected to the latch 80 to receive a counter-up or counter-down value transmitted from a specific up / down counter, generate a switching control signal according to the received signal, and generate a corresponding power supply. It is the structure to transfer to a supply part. For example, the binary-PWM converter 60 may include the first LED chipset 21 according to a path connected to the first LED chipset 21, the first current comparator 41, and the first up / down counter 51. The control signal is transmitted to the first power supply 11 capable of adjusting the driving voltage V LED of 21. In the same manner, the binary-PWM converter 60 transmits a control signal to the second power supply 12 according to the output of the second up / down counter 52 and is supplied to the second LED chipset 22. It can be controlled to regulate the voltage (V LED ). At this time, the binary-PWM converter 60 adjusts the duty ratio of 0 and 1 according to the counter value transmitted by the up / down counters 51, 52,,,, and 5Y, respectively, and corresponds to the adjusted duty ratio. The control signal is transmitted to the respective power supply units 11, 12,,,, 1Y through the latch 80. The binary-PWM converter 60 is disposed in common with respect to the power supplies 11, 12,,,, 1Y to control each of the power supplies 11, 12,,,, 1Y. Can carry a signal.

상기 클럭 생성기(70)는 클럭을 생성하는 구성으로서, 상기 이진-PWM 컨버터(60), 래치(80) 및 업/다운 카운터들(51, 52, ,,, ,5Y) 구동에 필요한 클럭을 생성하여 제공한다. 상기 클럭은 이진-PWM 컨버터(60), 래치(80) 및 업/다운 카운터들(51, 52, ,,, ,5Y)의 동기에 이용될 수 있다. 상기 클럭 생성기(70)는 클럭을 변경하여 전원 공급부들(11, 12, ,,, , 1Y)의 스위치 주파수를 변경하도록 지원할 수 도 있다.The clock generator 70 is configured to generate a clock, and generates a clock required to drive the binary-PWM converter 60, the latch 80, and the up / down counters 51, 52,,,,, 5Y. To provide. The clock may be used to synchronize the binary-PWM converter 60, the latch 80 and the up / down counters 51, 52, ..., 5Y. The clock generator 70 may support changing the clock to change the switch frequency of the power supplies 11, 12,,,, 1Y.

상술한 바와 같이 본 발명의 다중 채널 발광 다이오드 구동 회로(1)는 다수의 DC-DC 변환회로에 해당하는 전원 공급부들(11, 12, ,,, , 1Y)을 두고 각 채널의 구동 전압(VLED)을 독립적으로 제어하도록 지원한다. 이에 따라 본 발명의 다중 채널 발광 다이오드 구동 회로(1)는 이진-PWM 컨버터(60)를 공통으로 사용함으로써 구동회로의 크기를 줄일 수 있다.As described above, the multi-channel LED driving circuit 1 of the present invention has the power supply units 11, 12,,,, 1Y corresponding to the plurality of DC-DC conversion circuits, and the driving voltage V of each channel. LED ) to control independently. Accordingly, the multi-channel LED driving circuit 1 of the present invention can reduce the size of the driving circuit by using the binary-PWM converter 60 in common.

한편, 상기 도 2 내지 도 4에서는 전원 공급부(10)의 형태를 승압형인 Boost 형 DC-DC 변환 회로 형태로 구성하고 있는데 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 즉 본 발명의 전원 공급부(10)는 입력 DC 전압의 크기와 부하로 사용되는 발광 다이오드 칩셋의 개수, 발광 다이오드 칩셋들과의 연결 관계 예를 들면 직렬, 병렬 또는 직병렬 혼합형 등에 따라 감압형인 Buck 형 DC-DC 변환 회로를 적용할 수 도 있으며, 설계자의 의도에 따라 승압 및 감압의 혼합 형태인 Buck-Boost 형 DC-DC 변환 회로가 적용될 수 도 있다. 즉 본 발명의 전원 공급부(10)에 포함되는 변환회로는 Boost type, Buck type, Buck-Boost type, Cuk type 등 다양한 타입으로 구성될 수 있다.2 to 4, the power supply unit 10 is configured in the form of a boost type DC-DC conversion circuit, which is a boost type, but the present invention is not limited thereto. That is, the power supply unit 10 of the present invention is a Buck type which is pressure-sensitive depending on the magnitude of the input DC voltage and the number of light emitting diode chipsets used as a load and the connection relationship with the light emitting diode chipsets, for example, a series, parallel or series-parallel mixed type. The DC-DC conversion circuit may be applied, and according to the intention of the designer, the Buck-Boost type DC-DC conversion circuit may be applied, which is a mixture of boosting and reducing. That is, the conversion circuit included in the power supply unit 10 of the present invention may be configured in various types such as a boost type, a buck type, a buck-boost type, and a cuk type.

이상 본 발명을 몇 가지 바람직한 실시 예를 사용하여 설명하였으나, 이들 실시 예는 예시적인 것이며 한정적인 것이 아니다. 이와 같이, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 지닌 자라면 본 발명의 사상과 첨부된 특허청구범위에 제시된 권리범위에서 벗어나지 않으면서 균등론에 따라 다양한 변화와 수정을 가할 수 있음을 이해할 것이다. While the present invention has been described with reference to several preferred embodiments, these embodiments are illustrative and not restrictive. As such, those of ordinary skill in the art will appreciate that various changes and modifications may be made according to equivalents without departing from the spirit of the present invention and the scope of rights set forth in the appended claims.

100, 1 : 발광 다이오드 구동 회로
10, 11, 12, 1Y : 전원 공급부
20, 21, 22, 2Y : 발광 다이오드 칩셋
30 : 정전류원
40, 41, 42, 4Y : 전류 비교기
50, 51, 52, 5Y : 업/다운 카운터
60 : 이진 PWM 컨버터
70 : 클럭 생성기
80 : 래치100, 1: light emitting diode driving circuit
10, 11, 12, 1Y: power supply
20, 21, 22, 2Y: Light Emitting Diode Chipset
30: constant current source
40, 41, 42, 4Y: Current Comparator
50, 51, 52, 5Y: Up / Down Counter
60: binary PWM converter
70: clock generator
80: latch

Claims (8)

적어도 하나의 발광 다이오드가 직렬로 배열되어 구성된 적어도 하나의 발광 다이오드 칩셋;
적어도 하나의 상기 발광 다이오드 칩셋과 직렬로 연결되는 적어도 하나의 정전류원;
상기 발광 다이오드 칩셋과 상기 정전류원 사이의 적어도 하나의 노드에 연결되는 적어도 하나의 전류 비교기;
상기 전류 비교기의 출력과 연결되는 적어도 하나의 업/다운 카운터;
상기 업/다운 카운터와 연결되는 펄스폭 변조 컨버터;
상기 펄스폭 변조 컨버터에 스위치가 연결되고 입력 전압을 감압 또는 승압 하여 상기 적어도 하나의 발광 다이오드 칩셋의 구동 전압으로 출력하는 적어도 하나의 전원 공급부;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 전류 비교기를 이용하는 발광 다이오드 구동 회로.At least one light emitting diode chipset configured with at least one light emitting diode arranged in series;
At least one constant current source connected in series with at least one of the light emitting diode chipsets;
At least one current comparator coupled to at least one node between the light emitting diode chipset and the constant current source;
At least one up / down counter coupled with the output of the current comparator;
A pulse width modulation converter connected to the up / down counter;
At least one power supply connected to a switch of the pulse width modulation converter and configured to reduce or boost an input voltage to output the driving voltage of the at least one light emitting diode chipset;
LED driving circuit using a current comparator comprising a. 제1항에 있어서,
상기 전류 비교기는
입력 전류 떨림으로 발생하는 비안정 출력 천이를 방지하기 위한 이력 특성을 가지며,
상기 전원 공급부는
Boost type, Buck type, Buck-Boost type, Cuk type 중 적어도 하나로 구성되는 것을 특징으로 하는 전류 비교기를 이용하는 발광 다이오드 구동 회로.The method of claim 1,
The current comparator
Has a hysteresis characteristic to prevent unstable output transition caused by input current tremor,
The power supply unit
Light-emitting diode driving circuit using a current comparator, characterized in that at least one of the boost type, Buck type, Buck-Boost type, Cuk type. 제1항에 있어서,
상기 펄스폭 변조 컨버터와 상기 업/다운 카운터에 메인 클럭을 제공하는 클럭 생성기;를 더 포함하고,
상기 업/다운 카운터의 해상도는
상기 클럭 생성기의 메인 클럭 주파수와 상기 전원 공급부의 스위칭 주파수의 비에 의해 결정되며,
상기 승압 또는 감압을 위한 상기 전원 공급부의 스위칭의 주파수는
상기 메인 클럭에 의하여 변화되거나 상기 펄스폭 변조 컨버터의 디지털 회로에 의해 가변되는 것을 특징으로 하는 전류 비교기를 이용하는 발광 다이오드 구동 회로.The method of claim 1,
And a clock generator for providing a main clock to the pulse width modulation converter and the up / down counter.
The resolution of the up / down counter is
It is determined by the ratio of the main clock frequency of the clock generator and the switching frequency of the power supply,
The frequency of switching of the power supply unit for the boost or
And a current comparator, which is changed by the main clock or by a digital circuit of the pulse width modulation converter. 제1항에 있어서,
상기 전류 비교기는
상기 노드 점의 전류가 0보다 작은 경우 논리신호 "0"에 해당하는 로우 신호를 출력하고, 상기 노드 점의 전류가 0보다 크거나 같은 경우 논리신호 "1"에 해당하는 하이 신호를 출력하며,
상기 업/다운 카운터는
상기 전류 비교기로부터 로우 신호를 수신하는 경우 카운트-업을 수행하고, 상기 전류 비교기로부터 하이 신호를 수신하는 경우 카운트-다운을 수행하며,
상기 펄스폭 변조 컨버터는
상기 업/다운 카운터로부터 카운트-업 된 값을 수신하는 경우 스위칭 신호에서 "1"의 구간을 일정 크기만큼 증가시켜 듀티 비율을 증가시키고, 카운트-다운 된 값을 수신하는 경우 스위칭 신호에서 "0"의 구간을 일정 크기만큼 증가시켜 듀티 비율을 감소시키는 것을 특징으로 하는 전류 비교기를 이용하는 발광 다이오드 구동 회로.The method of claim 1,
The current comparator
Outputs a low signal corresponding to a logic signal "0" when the current of the node point is less than 0, and outputs a high signal corresponding to a logic signal "1" when the current of the node point is greater than or equal to 0,
The up / down counter is
Count-up when receiving a low signal from the current comparator, count-down when receiving a high signal from the current comparator,
The pulse width modulation converter
In case of receiving the count-up value from the up / down counter, the duty cycle is increased by increasing the interval of “1” by a certain amount in the switching signal, and in case of receiving the count-down value, “0” in the switching signal. The LED driving circuit using the current comparator, characterized in that to reduce the duty ratio by increasing the interval of by a predetermined amount. 제1항에 있어서,
상기 적어도 하나의 발광 다이오드 칩셋은 복수의 발광 다이오드 칩셋이 상기 전원 공급부에 대하여 병렬로 연결되는 다중 채널로 구성되며,
상기 정전류원은 복수개가 마련되어 상기 복수의 발광 다이오드 칩셋과 각각 직렬로 연결되고,
상기 전류 비교기는 상기 복수의 발광 다이오드 칩셋과 상기 복수의 정전류원들 사이의 각 노드들에 연결되어, 각 노드들에 형성되는 참조 전류가 모두 "0"보다 크거나 같은 경우 논리 신호 "1"에 해당하는 하이 신호를 출력하며,
상기 업/다운 카운터는 상기 전류 비교기로부터 "1"의 신호가 수신되는 경우 전원 공급부의 스위칭 신호 중 논리 신호 "1"에 해당하는 구간을 감소시키는 카운트-다운을 수행하고, "0"의 신호가 수신되는 경우 카운트-다운과 반대인 카운트-업을 수행하며,
상기 펄스폭 변조 컨버터는
상기 업/다운 카운터로부터 전달된 카운트-업 또는 카운트-다운 된 값에 따라 상기 전원 공급부의 승압 또는 감압을 위한 펄스폭 변조된 스위치 제어 신호를 상기 전원 공급부에 제공하는 것을 특징으로 하는 전류 비교기를 이용하는 발광 다이오드 구동 회로.The method of claim 1,
The at least one light emitting diode chipset is composed of multiple channels in which a plurality of light emitting diode chipsets are connected in parallel with the power supply,
The plurality of constant current sources are provided in series with the plurality of light emitting diode chipset, respectively,
The current comparator is connected to each node between the plurality of light emitting diode chipsets and the plurality of constant current sources, so that when the reference currents formed at each node are all greater than or equal to " 0 " Output the corresponding high signal,
When the up / down counter receives a signal of “1” from the current comparator, the up / down counter performs a count-down to decrease a section corresponding to the logic signal “1” among switching signals of the power supply unit, and the signal of “0” When received, performs a count-up opposite to the count-down.
The pulse width modulation converter
Using a current comparator to provide a pulse width modulated switch control signal for boosting or depressurizing the power supply according to the count-up or count-down value transmitted from the up / down counter. LED drive circuit. 제1항에 있어서,
상기 적어도 하나의 발광 다이오드 칩셋은 복수의 발광 다이오드 칩셋이 상기 복수개의 전원 공급부에 각각 연결되는 다중 채널로 구성되며,
상기 정전류원은 복수개가 마련되어 상기 복수의 발광 다이오드 칩셋과 각각 직렬로 연결되고,
상기 전류 비교기는 복수개 마련되어 상기 복수의 발광 다이오드 칩셋과 상기 복수의 정전류원들 사이의 각 노드들에 대하여 각각 연결되며,
상기 업/다운 카운터는 복수개 마련되어 상기 복수의 전류 비교기 각각과 연결되고,
상기 업/다운 카운터의 출력을 순차적으로 상기 펄스폭 변조 컨버터에 제공하기 위한 래치;
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전류 비교기를 이용하는 발광 다이오드 구동 회로.The method of claim 1,
The at least one light emitting diode chipset includes a plurality of channels in which a plurality of light emitting diode chipsets are connected to the plurality of power supplies, respectively.
The plurality of constant current sources are provided in series with the plurality of light emitting diode chipset, respectively,
A plurality of current comparators are provided and connected to each node between the plurality of light emitting diode chipsets and the plurality of constant current sources, respectively.
A plurality of up / down counters are provided and connected to each of the plurality of current comparators;
A latch for sequentially providing an output of the up / down counter to the pulse width modulation converter;
LED driving circuit using a current comparator, characterized in that it further comprises. 적어도 하나의 발광 다이오드들이 직렬로 연결된 적어도 하나의 발광 다이오드 칩셋에 구동 전압을 제공하는 과정;
상기 적어도 하나의 발광 다이오드 칩셋과 정전류원을 직렬로 연결하고 상기 발광 다이오드 칩셋과 상기 정전류원 사이의 참조 전류를 전류 비교기를 이용하는 비교하는 과정;
상기 참조 전류가 0보다 작은 경우 상기 구동 전압을 승압하고 상기 참조 전류가 0보다 크거나 같은 경우 상기 구동 전압을 감압하여 상기 발광 다이오드 칩셋에 흐르는 전류를 상기 정전류원의 전류와 동일하게 유지하도록 구동하는 구동 과정;을 포함하고,
상기 구동 과정은
상기 참조 전류의 부호에 따라 업/다운 카운터가 카운트-업 또는 카운트-다운을 수행하는 과정;
상기 업/다운 카운터의 카운트 값에 따라 상기 구동 전압 승압 또는 감압을 위한 스위칭 신호의 듀티 비율을 조정하는 과정;
을 포함하는 것을 특징으로 하는 전류 비교기를 이용하는 발광 다이오드 구동 방법.Providing a driving voltage to at least one light emitting diode chipset in which at least one light emitting diodes are connected in series;
Connecting the at least one light emitting diode chipset and a constant current source in series and comparing a reference current between the light emitting diode chipset and the constant current source using a current comparator;
When the reference current is less than 0, the driving voltage is boosted, and when the reference current is greater than or equal to 0, the driving voltage is reduced to drive the current flowing through the LED chipset to maintain the current of the constant current source. A driving process;
The driving process
Performing an up / down counter counting up or counting down according to the sign of the reference current;
Adjusting a duty ratio of the switching signal for increasing or decreasing the driving voltage according to the count value of the up / down counter;
LED driving method using a current comparator comprising a. 삭제delete
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