KR101273384B1 - 다채널 발광 다이오드 구동 장치 - Google Patents

다채널 발광 다이오드 구동 장치 Download PDF

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KR101273384B1
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Abstract

본 발명은 다채널 발광 다이오드 구동 장치에 관한 것으로, 본 발명의 다채널 발광 다이오드 구동 장치는 외부로부터 공급된 전원을 공급하는 전원공급부; 상기 전원공급부의 (+)단자에 연결되고, 적어도 하나 이상의 발광 다이오드로 이루어진 하나 이상의 발광 다이오드 그룹을 포함하는 발광 다이오드 블록; 상기 발광 다이오드 블록의 캐소드(cathode)에 연결되고, 발광 다이오드 그룹에 흐르는 전류를 절환하는 전류절환부; 상기 전류절환부와 전기적으로 연결되고, 상기 전류절환부에 기준전압을 제공하는 기준전압부; 및 상기 전원공급부로부터 전원을 공급받아 상기 전류절환부를 통해 상기 발광 다이오드 블록을 구동시키고, 발광 다이오드 그룹에 흐르는 구동전류를 결정하는 전류구동부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 구성을 갖춘 본 발명에 따른 다채널 발광 다이오드 구동 장치는 입력전압의 정보 없이 각 발광 다이오드 그룹이 점등하기에 충분한 전압인지를 판단하기 때문에 각기 다른 발광다이오드 그룹의 사용이 가능하며 발광다이오드의 전압강하 변동에도 안정된 구동이 가능하고 회로구성이 간단하여 다 채널 구동에 매우 적합하다.

Description

다채널 발광 다이오드 구동 장치{APPARATUS FOR DRIVING MULTI-CHANNEL LIGHT EMITTING DIODE}
본 발명은 다채널 발광 다이오드 구동 장치에 관한 것으로, 리니어 구동 방식으로 구동되는 다채널 발광 다이오드 구동 장치에 대한 것이다.
기존의 발광 다이오드는 휴대폰, PDA, 노트북 등에 사용되는 액정 표시 장치의 백라이트로 많이 사용되어 왔다. 그리고 발광 다이오드 제조 기술의 발달로 효율이 증가되고 휘도가 크게 개선되어, 발광 다이오드는 TV와 같은 대형 액정 표시 장치의 광원으로 사용될 뿐만 아니라, 일반 조명, 보안등, 가로등에도 널리 사용되고 있다. 발광 다이오드는 긴 수명, 친환경성의 특징이 있으며, 지속적인 광효율 개선 노력으로 향우 일반 조명용으로 널리 사용될 것이 예상된다.
일반적으로 발광 다이오드는 전류 구동 방식을 사용하는데, 일반 조명용으로 발광 다이오드를 사용하는 경우에는 상용전원 AC 220V나 110V를 사용한다. 그리고 구동 방식은 크게 SMPS(switching mode power supply)와 같은 인덕터와 캐패시터를 사용하는 컨버터(converter) 방식과 SMPS를 사용하지 않는 리니어(linear) 방식으로 구분할 수 있다. 컨버터 방식의 경우, 리니어 방식에 비해 전기적 효율 및 광 효율은 높으나, 시스템의 구성이 복잡하고 스위칭 시 나타나는 노이즈가 커서 EMI와 EMC를 발생시킬 수 있다. 또한 컨버터 방식의 경우, 역률 향상을 위해서는 별도의 역률 보정 회로를 사용해야 하며 스위칭 시 발생하는 전자파 발생을 억제하기 위한 추가적인 회로를 구성해야 하므로 시스템이 복잡하고 가격이 높은 있다. 일반적인 리니어 방식은 시스템의 구성은 간단하나 전기적 효율과 역률이 낮아 널리 사용되지 못하였다. 그러나 이를 극복하기 위해서 개선된 리니어 방식이 소개되면서 역률 및 효율 개선에 많은 노력을 보이고 있으나 기존에 소개된 방식으로는 아직까지 개선의 여지가 많다.
도 12의 (a)는 종래의 초기 리니어 구동 방식의 발광다이오드 구동회로를 나타낸다. 입력전압이 전체 발광다이오드의 턴온에 필요한 전압보다 높은 구간에서 전체 발광다이오드를 동시에 턴온/턴오프시켜 구동하는 방식으로 역률과 효율이 낮은 특성을 나타내지만 간단한 구성이 가능한 구조이다.
도 12의 (b)는 종래의 개선된 리니어 구동 방식의 발광다이오드 구동회로를 나타낸다. 발광다이오드를 3-4개의 채널로 분리하여 입력전압에 따라 순차적으로 발광다이오드 채널을 구동하는 방식을 적용하여 역률과 효율을 향상시켰다. 그러나 이 방식은 입력전압을 센싱하여 각 채널이 동작되는 구간을 사전에 설정해야 하며 설정된 전압 범위 내에서 발광다이오드의 전압이 변할 경우 효율이 감소하거나 특성이 저하되는 문제가 발생하여 다채널을 구성하기가 매우 어려운 한계를 가지고 있다. 또한 다채널 구성을 위한 회로의 구성도 매우 복잡하게 된다. 채널의 수가 증가하면 조명에서 가장 중요한 특성인 효율과 역률을 동시에 개선할 수 있어 현실적으로 구현 가능한 다 채널 리니어 구동 방식의 요구가 지속되고 있다.
4채널 구동의 경우 AC 220V 입력 기준으로 하나의 채널은 60V 내외의 전압강하를 갖는다. 입력전압 별 동작 채널의 수와 평균 전압을 계산하여 개략적인 효율을 계산하면 아래와 같다.
Vin(V) LED전압강하(V)
/동작채널수 		구간
평균전압(V)		 구간별
효율(%)
구간 1 0 - 60 0/0 30 -
구간 2 60 - 120 60/1 90 66.7
구간 3 120 - 180 120/2 150 80.0
구간 4 180 - 240 180/3 210 85.7
구간 5 240 - 311 240/4 275.5 87.1
개략적 계산을 위해서 전체효율을 구간별 효율을 평균하여 계산하며 79.9% 이다. 순차적 턴온을 하지 않고 구간 5만 사용하는 경우 전기적 효율은 높으나 발광다이오드가 턴온하는 구간이 짧아 광효율이 낮고 역률이 낮은 단점이 있다.
8채널 구동의 경우 한 채널의 전압 강하를 35V로 가정하여 같은 방식으로 효율을 계산하면 아래와 같다.
Vin(V) LED전압강하(V)
/동작채널수 		구간
평균전압(V)		 구간별
효율(%)
구간 1 0 - 35 0/0 35
구간 2 35 - 70 35/1 52.5 66.7
구간 3 70 - 105 70/2 87.5 80.0
구간 4 105 - 140 105/3 122.5 85.7
구간 5 140 - 175 140/4 157.5 88.9
구간 6 175 - 210 175 192.5 90.9
구간 7 210 - 245 210 227.5 92.3
구간 8 245 - 280 245 262.5 93.3
구간 9 280 - 311 280 295.5 94.6
위와 같이 8채널의 경우 전체효율은 86.8% 로 4채널의 79.9%에 비해 6.9%의 상승을 나타낸다. 그러나 입력전압이 정현파 형태이므로 구간 1과 2에서의 기울기가 구간 8-9에 비해서 매우 가파르기 때문에 시간기준으로 보면 구간 1-2가 차지하는 비중이 매우 낮다. 구간 1-2를 제외하고 전체효율을 다시 계산하면 90.9%로 더 크게 나타나게 된다.
그러나 도 12의 (b)와 같이 입력전압을 검출하여 각 LED 그룹이 턴온하는 영역을 선택하여 발광다이오드 그룹의 수(구동부의 채널수와 동일)를 늘리고자 할 경우 각 발광다이오드기 동작하는 전압범위가 좁아져 LED 전압의 변동에 따른 동작범위 설정이 매우 어려운 단점이 있다. 또한, 온도에 따른 발광다이오드의 전압강하 변동은 채널수를 늘리는데 있어 매우 큰 장애요소로 작용한다. 이외에도 채널의 수가 늘어나면 입력전압을 검출하기 위한 블록의 크기가 증가하게 된다. 그 결과 대부분이 3-4 채널 발광다이오드 그룹만을 사용하여 조명시스템을 구성하고 있다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명은 인덕터나 커패시터를 포함하지 않는 리니어 방식의 발광다이오드를 구동시킬 때, 입력전압의 검출이 없어도 정확히 순차적으로 점등 및 소등이 가능하도록 구동시킬 수 있는 다채널 발광 다이오드 구동 회로를 제공하는데 그 목적이 있다.
이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 다채널 발광 다이오드 구동 장치는 외부로부터 공급된 전원을 공급하는 전원공급부; 상기 전원공급부의 (+)단자에 연결되고, 적어도 하나 이상의 발광 다이오드로 이루어진 하나 이상의 발광 다이오드 그룹을 포함하는 발광 다이오드 블록; 상기 발광 다이오드 블록의 캐소드(cathode)에 연결되고, 발광 다이오드 그룹에 흐르는 전류를 절환하는 전류절환부; 상기 전류절환부와 전기적으로 연결되고, 상기 전류절환부에 기준전압을 제공하는 기준전압부; 및 상기 전원공급부로부터 전원을 공급받아 상기 전류절환부를 통해 상기 발광 다이오드 블록을 구동시키고, 발광 다이오드 그룹에 흐르는 구동전류를 결정하는 전류구동부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 전류절환부는 상기 발광 다이오드 블록에 포함된 하나 이상의 발광 다이오드 그룹과 각각 전기적으로 연결되는 하나 이상의 트랜지스터를 포함할 수 있고, 상기 하나 이상의 트랜지스터는 N-타입 모스펫(MOSFET) 또는 NPN 트랜지스터일 수 있다.
그리고 상기 전류절환부에 포함되는 하나 이상의 트랜지스터 각각은, 컬렉터(collector)가 상기 발광 다이오드 그룹의 캐소드에 연결되고, 베이스(base)가 상기 기준전압부와 전기적으로 연결되며, 이미터(emitter)가 상기 전류구동부와 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 한다. 여기서, 상기 전류구동부에서 결정되는 구동전류는 입력전압에 비례하게 결정되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 발광 다이오드 블록에는 다수의 발광 다이오드 그룹이 포함되고, 상기 전류구동부는 다수의 발광 다이오드 그룹의 구동에 따라 각각 다른 크기의 전류가 흐르도록 구동전류를 결정하는 것을 특징으로 한다.
그리고 상기 전류구동부는 저항을 포함하고, 상기 발광 다이오드 블록에는 다수의 발광 다이오드 그룹이 포함되며, 상기 기준전압부는 상기 다수의 발광 다이오드 그룹과 각각 전기적으로 연결되는 다수의 기준전압원을 포함하고, 상기 전류구동부는 상기 다수의 기준전압원 각각에서 제공된 기준전압과 저항에 따라 다수의 발광 다이오드 그룹에 서로 다른 전류가 흐르도록 구동전류를 결정하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 발광 다이오드 블록에는 다수의 발광 다이오드 그룹이 포함되고, 상기 전류절환부에는 다수의 트랜지스터가 포함되며, 상기 기준전압부는 상기 전류구동부에 저항에 포함될 때 결정된 구동전류의 온도특성을 개선하기 위해 공통 컬렉터 회로를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 기준전압부내 공통 컬렉터 회로의 바이어스 회로는 외부로부터 전원을 공급받거나 또는 공통 베이스의 이미터(emitter)에 연결될 수 있다.
또한, 상기 공통 컬렉터 회로의 바이어스 회로는 전류원 또는 저항을 사용할 수 있다.
그리고 상기 발광 다이오드 블록에는 다수의 발광 다이오드 그룹이 포함되고, 상기 전류절환부에는 다수의 트랜지스터가 포함되며, 상기 전류절환부는 공통 베이스를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 발광 다이오드 블록에는 다수의 발광 다이오드 그룹이 포함되고, 상기 전류절환부에는 다수의 트랜지스터가 포함되며, 상기 다수의 트랜지스터는 서로 다른 사이즈의 트랜지스터가 이용될 수 있다.
또한, 상기 발광 다이오드 블록에는 다수의 발광 다이오드 그룹이 포함되고, 상기 전류절환부에는 다수의 트랜지스터가 포함되며, 상기 전류전환부는 상기 다수의 트랜지스터의 이미터 각각에 연결된 다수의 저항을 더 포함할 수 있고, 상기 다수의 트랜지스터에 연결된 다수의 저항은 서로 다른 저항 값을 가지는 것을 특징으로 한다.
그리고 상기 기준전압부는 상기 전류절환부에 하나의 기준전압을 제공하는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 전류절환부는 상기 기준전압부에서 입력되는 전압을 증폭하는 엠프를 포함하고, 상기 하나 이상의 트랜지스터 각각의 베이스는 상기 엠프와 전기적으로 연결될 수 있다.
또한, 상기 엠프의 입력전압은 전원을 공급받거나 또는 공통 베이스의 이미터(emitter)에서 연결될 수 있다.
또한, 상기 전류절환부는 BJT(bipolar junction transistor) 또는 MOSFET를 사용하여 달링톤(Darlington) 회로가 구성되는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 발광 다이오드 블록에는 다수의 발광 다이오드 그룹이 포함되고, 상기 기준전압부는 상기 다수의 발광 다이오드 그룹과 각각 전기적으로 연결되는 다수의 기준전압원을 포함하며, 상기 다수의 기준전압원은 서로 다른 전압이 설정되되, 상기 다수의 기준전압원의 전압차는 상기 전류구동부에서 결정된 구동전류에 의해 상기 전류절환부에서 발광 다이오드 그룹에 흐르는 전류를 절환할 수 있는 전압차인 것을 특징으로 한다.
그리고 상기 발광 다이오드 블록에는 다수의 발광 다이오드 그룹이 포함되고, 상기 다수의 발광 다이오드 그룹은 직렬로 연결되는 것을 특징으로 한다.
한편, 이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 다채널 발광 다이오드 구동 장치는 외부로부터 공급된 전원을 공급하는 전원공급부; 상기 전원공급부의 (-)단자에 연결되고, 적어도 하나 이상의 발광 다이오드로 이루어진 하나 이상의 발광 다이오드 그룹을 포함하는 발광 다이오드 블록; 상기 발광 다이오드 블록의 애노드(anode)에 연결되고, 발광 다이오드 그룹에 흐르는 전류를 절환하는 전류절환부; 상기 전류절환부와 전기적으로 연결되고, 상기 전류절환부에 기준전압을 제공하는 기준전압부; 및 상기 전원공급부로부터 전원을 공급받아 상기 전류절환부를 통해 상기 발광 다이오드 블록을 구동시키고, 발광 다이오드 그룹에 흐르는 구동전류를 결정하는 전류구동부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 전류절환부는 상기 발광 다이오드 블록에 포함된 하나 이상의 발광 다이오드 그룹과 각각 전기적으로 연결되는 하나 이상의 트랜지스터를 포함하는 것을 특징으로 한다.
그리고 상기 전류절환부에 포함되는 하나 이상의 트랜지스터 각각은, 컬렉터(collector)가 상기 발광 다이오드 그룹의 애노드에 연결되고, 베이스(base)가 상기 기준전압부와 전기적으로 연결되며, 이미터(emitter)가 상기 전류구동부와 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 전류구동부에서 결정되는 구동전류는 입력전압에 비례하게 결정되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 발광 다이오드 블록에는 다수의 발광 다이오드 그룹이 포함되고, 상기 전류구동부는 다수의 발광 다이오드 그룹의 구동에 따라 각각 다른 크기의 전류가 흐르도록 구동전류를 결정하는 것을 특징으로 한다.
그리고 상기 전류구동부는 저항을 포함하고, 상기 발광 다이오드 블록에는 다수의 발광 다이오드 그룹이 포함되며, 상기 기준전압부는 상기 다수의 발광 다이오드 그룹과 각각 전기적으로 연결되는 다수의 기준전압원을 포함하고, 상기 전류구동부는 상기 다수의 기준전압원 각각에서 제공된 기준전압과 저항에 따라 다수의 발광 다이오드 그룹에 서로 다른 전류가 흐르도록 구동전류를 결정하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 발광 다이오드 블록에는 다수의 발광 다이오드 그룹이 포함되고, 상기 전류절환부에는 다수의 트랜지스터가 포함되며, 상기 기준전압부는 상기 전류구동부에 저항에 포함될 때 결정된 구동전류의 온도특성을 개선하기 위해 공통 컬렉터 회로를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 기준전압부내 공통 컬렉터 회로의 바이어스 회로는 외부로부터 전원을 공급받거나 또는 공통 베이스의 이미터(emitter)에서 연결될 수 있다.
또한, 상기 공통 컬렉터 회로의 바이어스 회로는 전류원 혹은 저항을 사용할 수 있다.
그리고 상기 발광 다이오드 블록에는 다수의 발광 다이오드 그룹이 포함되고, 상기 전류절환부에는 다수의 트랜지스터가 포함되며, 상기 전류절환부는 공통 베이스를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 발광 다이오드 블록에는 다수의 발광 다이오드 그룹이 포함되고, 상기 전류절환부에는 다수의 트랜지스터가 포함되며, 상기 다수의 트랜지스터는 서로 다른 사이즈의 트랜지스터가 이용될 수 있다.
또한, 상기 발광 다이오드 블록에는 다수의 발광 다이오드 그룹이 포함되고, 상기 전류절환부에는 다수의 트랜지스터가 포함되며, 상기 전류전환부는 상기 다수의 트랜지스터의 이미터 각각에 연결된 다수의 저항을 더 포함할 수 있고, 상기 다수의 트랜지스터에 연결된 다수의 저항은 서로 다른 저항 값을 가지는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 기준전압부는 상기 전류절환부에 하나의 기준전압을 제공하는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 전류절환부는 상기 기준전압부에서 입력되는 전압을 증폭하는 엠프를 포함하고, 상기 하나 이상의 트랜지스터 각각의 베이스는 상기 엠프와 전기적으로 연결될 수 있다.
또한, 상기 엠프의 입력전압은 외부로부터 전원을 공급받거나 또는 공통 베이스의 이미터(emitter)에서 연결될 수 있다.
그리고 상기 기준전압부와 전류구동부는 상기 전압공급부의 (+)단자를 기준전압으로 설정하고, 상기 전류절환부는 P-타입 모스펫(MOSFET) 또는 PNP 트랜지스터로 구성되는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 발광 다이오드 블록에는 다수의 발광 다이오드 그룹이 포함되고, 상기 기준전압부는 상기 다수의 발광 다이오드 그룹과 각각 전기적으로 연결되는 다수의 기준전압원을 포함하며, 상기 다수의 기준전압원은 서로 다른 전압이 설정되되, 상기 다수의 기준전압원의 전압차는 상기 전류구동부에서 결정된 구동전류에 의해 상기 전류절환부에서 발광 다이오드 그룹에 흐르는 전류를 절환할 수 있는 전압차인 것을 특징으로 한다.
그리고 상기 발광 다이오드 블록에는 다수의 발광 다이오드 그룹이 포함되고, 상기 다수의 발광 다이오드 그룹은 직렬로 연결되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 전류절환부는 상기 기준전압부에서 입력되는 전압을 증폭하는 엠프를 포함할 수 있고, 상기 기준전압부에서 입력되는 둘 이상의 기준전압을 비교하는 비교기를 포함할 수 있다.
그리고 상기 발광 다이오드 블록은 상기 하나 이상의 발광 다이오드 그룹과 전기적으로 연결되는 저항, 제너 다이오드 및 다이오드 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있다.
상기와 같은 구성을 갖춘 본 발명에 따른 다채널 발광 다이오드 구동 장치는 입력전압의 정보 없이 각 발광 다이오드 그룹이 점등하기에 충분한 전압인지를 판단하기 때문에 각기 다른 발광다이오드 그룹의 사용이 가능하며 발광다이오드의 전압강하 변동에도 안정된 구동이 가능하고 회로구성이 간단하여 다 채널 구동에 매우 적합하다.
또한, 다채널 발광 다이오드 구동 장치는 다채널 발광 다이오드 그룹 구동 시 매우 높은 효율과 고역율을 동시에 달성할 수 있고 인덕터나 캐패시터를 포함하지 않아 EMI나 EMC의 발생을 줄일 수 있다.
도 1은 본 발명의 다채널 발광 다이오드 구동 장치를 도시한 블록도이다.
도 2는 본 발명의 다채널 발광 다이오드 구동 장치의 실시예로 2채널일 때를 도시한 회로도이다.
도 3은 본 발명의 다채널 발광 다이오드 구동 장치에서 입력 전압의 크기에 따른 본 발명의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 다채널 발광 다이오드 구동 장치의 실시예로 4채널일 때를 도시한 회로도이다.
도 5는 본 발명의 다채널 발광 다이오드 구동 장치의 실시예로 공통 게이트(베이스) 회로를 추가한 것을 도시한 회로도이다.
도 6은 본 발명의 다채널 발광 다이오드 구동 장치의 실시예로 저항을 사용하여 전류구동부를 구성한 것을 도시한 회로도이다.
도 7은 본 발명의 다채널 발광 다이오드 구동 장치의 실시예로 소스(이미터) 커플 페어의 트랜지스터 크기를 달리하여 전류절환부를 구성한 것을 도시한 회로도이다.
도 8은 본 발명의 다채널 발광 다이오드 구동 장치의 실시예로 소스(이미터) 커플 페어에 저항을 추가하여 전류절환부를 구성한 것으로 도시한 회로도이다.
도 9는 본 발명의 다채널 발광 다이오드 구동 장치의 실시예로 기준전압부에 공통드레인(컬렉터) 회로를 추가한 것을 도시한 회로도이다
도 10 및 도 11은 본 발명의 다채널 발광 다이오드 구동 장치의 실시예로 상보적인 회로로 구성한 것을 도시한 회로도이다.
도 12는 도 1에 도시한 다채널 발광 다이오드 구동 장치의 전류절환부에 엠프가 추가된 것을 도시한 회로도이다.
도 13은 도 12의 회로도에서 2채널일 때를 도시한 회로도이다.
도 14는 본 발명의 다채널 발광 다이오드 구동 장치의 실시예로 전류구동부에 저항을 사용한 것을 도시한 회로도이다.
도 15는 본 발명의 다채널 발광 다이오드 구동 장치의 실시예로 전류절환부에 공통 게이트(베이스) 회로를 추가한 것을 도시한 회로도이다.
도 16은 본 발명의 다채널 발광 다이오드 구동 장치의 실시예로 공통 게이트(베이스)의 소스(이미터)에 엠프를 연결한 것을 도시한 회로도이다.
도 17은 본 발명의 다채널 발광 다이오드 구동 장치의 실시예로 전류절환부에 공통 게이트(베이스)를 사용한 것을 도시한 회로도이다.
도 18은 본 발명의 다채널 발광 다이오드 구동 장치의 실시예로 공통 게이트(베이스)의 소스(이미터)에 기준전압부의 전류원을 연결한 것을 도시한 회로도이다.
도 19는 본 발명의 다채널 발광 다이오드 구동 장치의 실시예로 발광 다이오드 그룹에 저항이 포함된 것을 도시한 블록도이다.
도 20은 종래의 리니어 방식의 발광 다이오드 구동 회로를 나타낸다.
본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 더 구체적으로 설명하되, 이미 주지되어진 기술적 부분에 대해서는 설명의 간결함을 위해 생략하거나 압축하기로 한다.
본 발명의 다채널 발광 다이오드 구동 장치(100)는 전원공급부(110), 발광 다이오드 블록(120), 전류절환부(130), 기준전압부(140) 및 전류구동부(150)를 포함하여 구성되고, 이에 대해서 도 1 내지 도11에 도시된 도면을 참조하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 다채널 발광 다이오드 구동 장치(100)를 도시한 블록도이다.
전원공급부(110)는 외부로부터 공급받은 전원을 공급하는데, 외부에서 교류전원이 브리지 다이오드(bridge diode)를 통해 정류해서 양의 전원을 공급한다. 이때, 브리지 다이오드에서 출력되는 전압은 Vin 혹은 입력전압으로 표현한다.
발광 다이오드 블록(120)은 N 개의 발광 다이오드 그룹이 직렬로 연결되어 있으며, 각 발광 다이오드 그룹에는 적어도 하나 이상의 발광 다이오드가 포함된다.
전류절환부(130)는 각 발광 다이오드 그룹의 캐소드(cathode)와 전기적으로 연결되고, 발광 다이오드 블록(120)에 포함된 다수의 발광 다이오드 그룹이 순차적으로 점등 혹은 소등하도록 전류를 절환한다.
기준전압부(140)는 전류절환부(130)와 전기적으로 연결되고, 전류절환부(130)가 다수의 발광 다이오드 그룹이 순차적으로 점등 혹은 소등시킬 수 있도록 기준 전압을 제공한다. 이때, 기준전압부(140)는 하나 이상의 기준전압원이 포함될 수 있다.
전류구동부(150)는 발광 다이오드 그룹에 흐르는 전류의 크기를 결정하는데, 각 발광 다이오드 그룹의 전압강하는 동일하게 일어나지 않아도 무관하다. 그래서 전류구동부(150)에서 결정되는 전류는 일정하거나 혹은 입력전압에 비례할 수 있고, 각 발광 다이오드 그룹이 점등되는 조건에 따라 다르게 결정될 수도 있다.
도 2는 본 발명의 동작원리를 설명하기 위한 도면으로 다 채널 구동의 기본요소인 두 채널인 경우의 다채널 발광 다이오드 구동 장치(100)의 한 예를 나타낸 회로도이다. 전류절환부(130)는 두 개의 트랜지스터가 소스(이미터) 커플 페어(source/emitter couple pair)로 구성되며 각 트랜지스터의 게이트(베이스)는 기준전압원에 연결되고 드레인(컬렉터)은 각 발광 다이오드 그룹의 캐소드(cathode)에 연결되며 두 트랜지스터의 소스(이미터)는 단락되어 전류구동부(150)에 연결되는 구조를 갖는다. 기준전압원 V2는 V1의 전압보다 커야 하며 이는 두 트랜지스터가 동시에 전류원으로 동작하는 액티브 영역에서 동작할 경우 전류구동부(150)의 모든 전류가 I2로 흐르게 한다.
Vin의 크기에 따라 동작 구간을 아래와 같이 나눌 수 있다.
1) Vin < VLED1
2) VLED1 < Vin < VLED2
3) Vin > VLED1 + VLED2
여기에서 Vin은 입력전압, VLED1은 제1발광 다이오드 그룹의 순방향 전압강하, VLED2는 제2발광 다이오드 그룹의 순방향 전압강하를 나타낸다.
1)의 경우 입력전압이 LED1의 순방향 턴온(turn-on) 전압보다 작기 때문에 LED1과 LED2는 모두 턴오프(turn-off) 상태가 되고 전류구동부(150)는 전류 Path가 없어지게 된다. 1)의 조건에서 중요 전압과 전류 상태는 아래와 같다.
I1 = I2 = 0A, Vs = Vx = Vy = 0[V]
여기에서 I1은 Q1의 드레인(컬렉트) 전류, I2는 Q2의 드레인(컬렉트) 전류, Vs는 공통 소스(이미터) 전압, Vx는 Q1의 드레인(컬렉트) 전압, Vy는 Q2의 드레인(컬렉트) 전압을 나타낸다.
2)의 경우 입력전압이 LED1이 턴온 하기에는 충분하고 LED2가 턴온하기에는 충분하지 않아 LED1은 턴온되고 LED2는 턴오프 상태가 된다. 그 결과 I는 Q1을 통해서 흐르게 되어 LED1 만 I의 전류를 흘리게 된다. 2) 조건에서 중요 전압과 전류 상태는 아래와 같다.
I1 = I, I2 = 0A, Vs = V1 - VGS1, Vy = Vs
여기에서 V1은 제 1 기준전압, VGS1은 Q1의 게이트-소스 간(베이스-이미터 간) 전압을 나타낸다.
3)의 경우 입력전압이 LED1과 LED2의 전압강하 합보다 크기 때문에 Q1과 Q2는 모두 전류를 흘릴 수 있는 조건이 되지만 Q1과 Q2는 소스(이미터) 커플 페어 회로를 구성하고 V2가 V1 보다 크기 때문에 전류구동부(150)의 전류는 모두 Q2로 흐르게 되어 LED1 과 LED2는 I의 전류를 흘리게 된다. 즉 Vs의 값이 상승하면서 VGS1은 아래와 같은 수식으로 감소하여 Q1이 턴온하기에 부족하여 I1 = 0[A]가 된다.
VGS1 = V1 - Vs = V1 - (V2 -VGS2) = (V1 + VGS2) - V2
여기에서 V2는 제 2 기준전압, VGS2는 Q2의 게이트-소스 간(베이스-이미터 간) 전압을 나타낸다.
LED2가 턴온되는 조건에서는 최대효율을 위해서는 I1 = 0[A]가 되어야 한다. 이를 만족하는 V2의 전압 조건은 이미 많은 기본 전자회로 관련 서적에서도 잘 설명된 소스(이미터) 커플 페어의 동작에서 구할 수 있다. 비교적 간단한 BJT(bipolar junction transistor)를 사용한 이미터 커플 페어의 경우를 예를 들면 아래와 같다.
V2 - V1 = 0.1[V] 이면 I2 > 0.99 × I
즉 V1과 V2의 작은 전압차이에도 전류의 절환조건을 설정할 수 있어 다 채널 구성에 매우 용이하다.
도 3은 도 2에서 입력전압이 증감할 때의 I1과 I2 사이의 절환 동작을 설명하는 도면이다. Vin을 검출하지 않더라도 Vin이 LED1을 턴온하기에 충분한 전압이면 전류구동부(150)의 전류는 I1을 통해서 흐르고, LED2까지 턴온하기에 충분한 전압이면 I1 = 0[A] 가 되고 전류구동부(150)의 전류는 I2를 통해서 LED1과 LED2에 동시에 흘리게 된다. I1에서 I2로 혹은 그 반대인 I2에서 I1로 천이되는 과도 구간에서는 소스(이미터) 커플 페어의 동작이 그대로 나타나게 되어 I1과 I2의 합이 I로 유지한 채 전류를 절환하게 되어 입력전압원에서의 전류 리플이 최소화되는 좋은 특성을 나타낸다.
전체적으로 동작을 정리하면 기준전압원 V1과 V2의 크기를 다르게 적용하고 소스(이미터) 커플 페어의 특성을 조합하여 미리 설정된 전류가 흐르게 설정하면 입력전압이 상승하면서 발광다이오드에 전류를 흘릴 조건을 만족하면 입력전압의 검출 없이도 자동적으로 필요한 발광다이오드 그룹에 설정된 전류를 흘리면서도 각 발광다이오드간의 전류절환도 매끄럽게 할 수 있게 된다.
또 다른 장점은 각 발광다이오드 그룹의 전압이 다르거나 온도에 따라 각 발광다이오드 그룹의 전압강하가 변동하더라도 자동적으로 전류 절환 시점을 조정하게 된다. 그 결과 본 발명은 다수의 채널을 사용하여도 안정된 동작을 하게 되고 전기적 효율 및 광학적 효율을 크게 상승시킴과 동시에 높은 역률을 달성하게 한다.
도 4는 다채널 발광 다이오드 구동 장치(100)의 구동회로의 예를 보여주는 회로도로 4채널 구동회로를 나타낸다. 이를 기준으로 채널의 증감에 따른 회로의 변화를 쉽게 예측할 수 있다. 채널이 증가할수록 채널수에 해당하는 기준전압원과 전류절환부(130)의 트랜지스터가 추가된다. 채널의 수가 증가하더라도 Vin 값에 따라 Q1~Q4 중 하나의 트랜지스터만 턴온하며 상위번호의 트랜지스터가 턴온하면 모든 하위번호의 트랜지스터는 턴오프되는 동작을 수행한다. 천이구간에서는 Q1~Q2, Q2~Q3 및 Q3~Q4와 같이 상호 인접한 두 개의 트랜지스터만 전류를 절환하게 되며 이는 도 2에 도시된 기본회로와 동일하게 동작한다.
도 5는 도 2에서 Q3과 Q4의 공통 게이트(베이스) 회로를 추가한 회로를 나타낸다. 이 구조에서는 Q3과 Q4를 고전압용 트랜지스터로 사용하고 Q1과 Q2를 저전압 트랜지스터로 사용한다. 기본 동작은 도 2에 도시된 기본회로와 동일하다.
도 6은 도 2에서 전류구동부(150)의 구성을 전류원 대신 저항을 사용한 회로를 나타낸다. 이 구조에서는 Q1이 턴온할 때의 I1과 Q2가 턴온할 때의 I2를 다르게 설정할 수 있으면 아래의 수식으로 정할 수 있다.
I1 = Vs/R = (V1 - VGS1)/R
I2 = Vs/R = (V2 - VGS2)/R
도 7은 도 2에서 하나의 기준전압원을 사용하고 Q1과 Q2의 크기를 다르게 하여 Q2가 턴온 시 Q1을 턴오프시키는 전류절환을 구현한 회로를 나타낸다.
도 8은 도 2에서 하나의 기준전압원을 사용하고 R1과 R2의 크기를 다르게 하여 Q2가 턴온시 Q1을 턴오프시키는 전류절환을 구현한 회로를 나타낸다.
도 9는 도 6에서 기준전압부(140)에 P-MOSFET(PNP) 공통 드레인(콜렉터)회로를 추가한 회로를 나타낸다. 이 경우 I1과 I2는 아래의 수식으로 정해진다.
I1 = (V1 + VGS3 - VGS1)/R ≒ V1/R
I2 = (V2 + VGS4 - VGS2)/R ≒ V2/R
위의 수식에서와 같이 P-MOSFET의 VGS 전압을 N-MOSFET의 VGS 전압과 동일하게 설정하면 VGS의 온도 변화에 따른 I1과 I2의 변화량을 최소화 할 수 있다.
도 10은 도 1에 도시된 다채널 발광 다이오드 구동 장치(100)의 상보적(complementary)으로 동작하는 다채널 발광 다이오드 구동 장치(100)를 도시한 블록도이다. 전류구동부(150), 기준전압부(140) 및 전류절환부(130)는 모두 입력전압원의 상측에 연결되고 발광 다이오드 블록(120)은 입력전압의 상측이 아닌 하측 부분에 연결되어 내려오는 전류를 흘리는 형태가 된다. 도 1에 도시된 도면과 비교하면 전체 블록이 상하로 뒤집어진 형태이며 이는 N-type MOSFET(NPN Transistor) 회로를 P-type MOSFET (PNP Transistor) 회로로 변환할 때 흔히 볼 수 있는 것과 동일하다.
도 11은 상보적 회로의 구성의 예를 나타내기 위한 회로도이다. P-MOSFET(PNP 트랜지스터)을 사용하여 구현한 회로를 나타낸다. 도 11은 상보적 회로로 도 2에 도시된 기본회로의 상하가 뒤집어진 형태이나 동작원리는 도 2에 도시된 기본회로와 동일하다. 그 결과 도 2 내지 도 9에 도시된 회로를 상보적으로 변형시켜 동일하게 적용 가능하다.
도 12는 도 1에 도시한 다채널 발광 다이오드 구동장치(100)에서 전류절환부(130)에 엠프(C)를 추가한 것을 도시한 블록도이다. 도 1에 도시된 것과 비교하면, 전류절환부(130)에 연결된 엠프(C)를 제외한 전압공급부, 발광 다이오드 블록(120), 전류절환부(130), 기준전압부(140) 및 전류구동부(150)는 동일하다.
엠프(C)는 기준전압부(140)의 기준전압차가 작은 경우에도 전류절환부(130)의 전류절환동작이 원활하게 동작할 수 있도록 하는 역할을 한다. 이때, 엠프(C)는 비교기일 수도 있다. 그러므로 엠프(C)는 전류절환부(130)의 기능을 상승시키는 역할을 하기 때문에 본 발명의 실시예에서 엠프(C)는 전류절환부(130)에 포함될 수 있다. 즉, 전류절환부(130)에 엠프(C)가 포함된 개념으로 볼 수 있으며, 하기의 회로에서는 전류절환부(130)에 엠프(C)가 포함된 것에 대해 한다.
도 13은 도 12에서 도시된 블록도의 동작원리를 설명하기 위한 도면이다. 즉 전류절환부(130)에 엠프(C)가 추가된 다채널 발광다이오드 구동장치(100)에서 2채널인 경우를 도시한 도면이다.
엠프(C)는 기준전압부(140)의 V1과 V2를 전류구동부(150)의 Vs와 비교하고 증폭한다. 이렇게 피드백을 형성하여 Q1과 Q2의 게이트(베이스)의 전압차가 증폭되어 입력전압 차이가 작은 경우에도 확실하게 전류절환을 할 수 있도록 한다. 입력전압이 VLED1 < Vin < VLED2인 구간에서 제1발광 다이오드 그룹에 흐르는 전류 I1은 전류구동부(150)의 전류 I와 같다. 이때, Vs에서의 전압은 엠프(C)의 피드백 동작에 의해 V1과 같아진다. 그리고 V2가 입력인 엠프(C)의 출력은 최대출력전압까지 상승하지만 VLED2가 턴오프 상태가 되므로 I2 = 0A가 된다.
입력전압이 Vin > VLED1 + VLED2인 구간에서는 Q2의 게이트(베이스) 전압이 높게 설정되어 있으므로 I2가 흐르기 시작하여 Vs의 전압은 상승한다. Vs 전압의 상승은 Q1의 게이트(베이스) 전압을 감소시켜 결국 Vs = V2가 되면 I2 = I가 되고, I1 = 0A가 된다. I1에서 I2로의 천이는 VLED2에서 공급할 수 있는 전류가 흐르는 조전에서 발생하며, 이는 입력전압이 VLED1과 VLED2의 전압을 합한 값이 되는 근처이다.
도 14는 도 13에서 전류구동부(150)를 전류원 대신 저항을 사용한 것을 도시한 블록도이다. 전류구동부(150)는 항상 전류원이나 저항을 사용하여 구성할 수 있으며, 다만 전류의 설정 조건이 달라진다. 전류절환동작은 도 13에서와 동일하게 엠프(C)의 동작으로 V1과 V2의 작은 전압 차이세도 절환이 용이하게 동작한다. 다만, 전류구동부(150)를 저항으로 사용할 경우에는 엠프(C)의 피드백 동작에 의해 I1과 I2가 기준전압 V1, V2와 R의 크기에 의해 결정된다. 이때, 입력조건에 따른 각 발광 다이오드 그룹에 흐르는 전류는 다음과 같다.
입력전압구간 VLED1 < Vin < VLED2 에서 제1발광 다이오드 그룹에 흐르는 전류 I1은,
I1 = V1/R, I2 = 0A 이며,
입력전압구간 Vin > VLED2 에서 제1 및 제2발광 다이오드 그룹에 흐르는 전류 I2는,
I2 = V2/R, I1 = 0A이다.
전류절환 동작은 도 13에 대한 설명과 동일하여 설명을 생략한다. 즉, 입력전압이 증가하여 VLED2까지 전류가 흐르기 시작하며, Vs의 전압이 상승하며, I1의 전류를 감소시키고 I2의 전류를 증가시켜 최종적으로 I1 = 0A, I2 = V2/R이 된다.
반대로 입력전압이 감소하여 VLED2에 흐르는 전류가 줄어들면 Vs의 전압은 감소하여 제1발광 다이오드 그룹에 I1의 전류가 흐르기 시작한다. 그리고 입력전압이 계속적으로 감소하여 VLED2에서 전류가 0A가 되면, I1 = V1/R, I2 = 0A가 된다.
이때, 도13에 도시된 회로도와 도 14에 도시된 회로도에서 I1과 I2 사이의 전류절환시간은 도 2에서의 회로도에서보다 적게 걸릴 수 있다. 이는 엠프(C)의 증폭동작이 Q1과 Q2의 게이트(베이스) 전압차를 크게 하기 때문이다. 전류절환시간을 결정하는 최대 변수는 입력전압의 상승 및 하강 기울기로 입력전압의 동작주파수가 높을수록 전류절환시간은 줄어들 수 있다.
도 15는 도 5에서와 같이, 도13 및 도 14의 전류절환부(130)에 공통 게이트(베이스) 회로를 추가한 회로도이다. 전류구동부(150)는 항상 전류원이나 저항을 사용할 수 있다. 또한, 도 2 및 도 4내지 도 11에 도시된 회로도에 도 13에서와 같이, 전류절환기에 엠프(C)를 추가하여 전류절환동작을 할 수 있도록 적용할 수 있다.
도 16은 도 15에서 사용한 엠프(C)의 동작전원을 상측의 공통 게이트(베이스)의 소스(이미터)에 연결한 것을 도시한 회로도이다. 이 경우, 제2발광 다이오드 그룹이 동작하기에 충분한 입력전압이 형성되기 전까지 제2발광 다이오드 그룹에 연결된 엠프(C)에는 전원공급이 되지 않는다. 그러므로 제2발광 다이오드 그룹이 동작하지 않는 동안 소모되는 전류를 감소시킬 수 있다.
도 17은 도 9에 도시된 회로도의 전류절환부(130)에 공통 게이트(베이스)를 사용한 것을 도시한 회로도이다. 이때, 기준전압부(140)에 사용된 전류원은 저항으로 대체할 수 있다.
도 18은 도 17의 회로도에서 기준전압부(140)의 전류원이 공통전압부가 아닌 상측의 공통 게이트(베이스)의 소스(이미터)에 연결하여 사용하도록 구성된 회로도이다. 그러므로 도 16의 회로도에서와 같이 제2발광 다이오드 그룹이 동작하기에 충분한 입력전압이 형성되기 전까지 기준전압부(140)에 전원공급이 되지 않는다. 그러므로 제2발광 다이오가 그룹이 동작하지 않는 동안 소모되는 전류를 감소시킬 수 있다.
도 19는 도 1에 도시된 블록도에 N+1번째 발광 다이오드 그룹 영역에 저항을 사용한 것을 도시한 블록도이다. 도 1의 블록도에서 입력전압이 정격 전압 이상으로 과도하게 상승할 경우 N번째 발광 다이오드 그룹을 구동하는 전류절환부(130)의 트랜지스터에 인가되는 전압이 상승한다. 그 결과, 온도가 상승하여 트랜지스터의 신뢰성에 문제가 발생할 수 있다.
이를 해결하기 위해, 하나의 채널을 추가하고, 발광 다이오드 그룹 대신 저항을 사용하여 트랜지스터에 걸리는 전압을 저항으로 이동시켜 트랜지스터에서 발생하는 전력소모를 저항으로 돌릴 수 있다. 이에 따라 트랜지스터와 트랜지스터를 포함한 IC나 모듈에서 발생하는 열을 줄일 수 있다.
저항은 값이 저렴하고, 열을 잘 방출하며 고열에서도 고유 특성 변화가 없는 강한 특성이 있으므로 고전압인 조건에서 조명시스템의 열특성 개선에 크게 도움이 된다. 또한, 저항 대신 제너 다이오드나 일반 다이오드와 같은 전자부품을 사용할 수 있으며, 저항, 제너 다이오드 및 일반 다이오드의 조합을 사용할 수도 있고, 또는 발광 다이오드, 저항, 제어 다이오드 및 일반 다이오드의 조합을 수용할 수도 있다.
상기에서의 설명 및 도면에 사용된 트랜지스터는 MOSFET을 기준으로 표현하였으며, 일반적인 트랜지스터에 대해서는 괄호에 표현하였다. 그리고 본 발명에서 사용할 수 있는 트랜지스터는 BJT와 MOSFET을 사용한 달링톤(Darlington) 및 캐스코드(Cascode) 형태로 사용하는 것을 포함하여 절연 게이트 양극성 트랜지스터(IGBT), 접합형 트랜지스터(BJT), 접합형 전계효과 트랜지스터(JFET) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
위에서 설명한 바와 같이 본 발명에 대한 구체적인 설명은 첨부된 도면을 참조한 실시예에 의해서 이루어졌지만, 상술한 실시예는 본 발명의 바람직한 예를 들어 설명하였을 뿐이기 때문에, 본 발명이 상기의 실시예에만 국한되는 것으로 이해되어져서는 아니 되며, 본 발명의 권리범위는 후술하는 청구범위 및 그 등가개념으로 이해되어져야 할 것이다.
100: 다채널 발광 다이오드 구동장치
110: 전원공급부 120: 발광 다이오드 블록
130: 전류절환부 140: 기준전압부
150: 전류구동부 C: 엠프

Claims (38)

  1. 외부로부터 공급된 전원을 공급하는 전원공급부;
    상기 전원공급부의 (+)단자에 연결되고, 적어도 하나 이상의 발광 다이오드로 이루어진 복수의 발광 다이오드 그룹을 포함하는 발광 다이오드 블록;
    상기 발광 다이오드 블록의 캐소드(cathode)에 연결되고, 상기 복수의 발광 다이오드 그룹과 각각 전기적으로 연결되는 하나 이상의 트랜지스터를 포함하여 상기 발광 다이오드 그룹에 흐르는 전류를 절환하는 전류절환부;
    상기 전류절환부와 전기적으로 연결되고, 상기 전류절환부에 기준전압을 제공하는 기준전압부; 및
    상기 전원공급부로부터 전원을 공급받아 상기 전류절환부를 통해 상기 발광 다이오드 블록을 구동시키고, 발광 다이오드 그룹에 흐르는 구동전류를 결정하는 전류구동부를 포함하고,
    상기 전류절환부에 포함되는 하나 이상의 트랜지스터 각각은,
    컬렉터(collector)가 상기 발광 다이오드 그룹의 캐소드에 연결되고, 베이스(base)가 상기 기준전압부와 전기적으로 연결되며, 이미터(emitter)가 상기 전류구동부와 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 다채널 발광 다이오드 구동 장치.
  2. 삭제
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 하나 이상의 트랜지스터는 N-타입 모스펫(MOSFET) 또는 NPN 트랜지스터인 것을 특징으로 하는 다채널 발광 다이오드 구동 장치.
  4. 삭제
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 전류구동부에서 결정되는 구동전류는 입력전압에 비례하게 결정되는 것을 특징으로 하는 다채널 발광 다이오드 구동 장치.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 발광 다이오드 블록에는 다수의 발광 다이오드 그룹이 포함되고,
    상기 전류구동부는 다수의 발광 다이오드 그룹의 구동에 따라 각각 다른 크기의 전류가 흐르도록 구동전류를 결정하는 것을 특징으로 하는 다채널 발광 다이오드 구동 장치.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 전류구동부는 저항을 포함하고,
    상기 발광 다이오드 블록에는 다수의 발광 다이오드 그룹이 포함되며,
    상기 기준전압부는 상기 다수의 발광 다이오드 그룹과 각각 전기적으로 연결되는 다수의 기준전압원을 포함하고,
    상기 전류구동부는 상기 다수의 기준전압원 각각에서 제공된 기준전압과 저항에 따라 다수의 발광 다이오드 그룹에 서로 다른 전류가 흐르도록 구동전류를 결정하는 것을 특징으로 하는 다채널 발광 다이오드 구동 장치.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 발광 다이오드 블록에는 다수의 발광 다이오드 그룹이 포함되고,
    상기 전류절환부에는 다수의 트랜지스터가 포함되며,
    상기 기준전압부는 상기 전류구동부에 저항에 포함될 때 결정된 구동전류의 온도특성을 개선하기 위해 공통 컬렉터 회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 다채널 발광 다이오드 구동 장치.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 공통 컬렉터 회로의 바이어스 회로는 외부로부터 전원을 공급받거나 공통 베이스의 이미터(emitter)에 연결되는 것을 특징으로 하는 다채널 발광 다이오드 구동 장치.
  10. 청구항 8에 있어서,
    상기 공통 컬렉터 회로의 바이어스 회로에는 전류원 또는 저항을 사용하는 것을 특징으로 하는 다채널 발광 다이오드 구동 장치.
  11. 청구항 1에 있어서,
    상기 발광 다이오드 블록에는 다수의 발광 다이오드 그룹이 포함되고,
    상기 전류절환부에는 다수의 트랜지스터가 포함되며,
    상기 전류절환부는 공통 베이스를 포함하는 것을 특징으로 하는 다채널 발광 다이오드 구동 장치.
  12. 청구항 1에 있어서,
    상기 발광 다이오드 블록에는 다수의 발광 다이오드 그룹이 포함되고,
    상기 전류절환부에는 다수의 트랜지스터가 포함되며,
    상기 다수의 트랜지스터는 서로 다른 구동전류 크기를 가지는 트랜지스터가 이용되는 것을 특징으로 하는 다채널 발광 다이오드 구동 장치.
  13. 청구항 1에 있어서,
    상기 발광 다이오드 블록에는 다수의 발광 다이오드 그룹이 포함되고,
    상기 전류절환부에는 다수의 트랜지스터가 포함되며,
    상기 전류절환부는 상기 다수의 트랜지스터의 이미터 각각에 연결된 다수의 저항을 더 포함하고,
    상기 다수의 트랜지스터에 연결된 다수의 저항은 서로 다른 저항 값을 가지는 것을 특징으로 하는 다채널 발광 다이오드 구동 장치.
  14. 청구항 12에 있어서,
    상기 기준전압부는 상기 전류절환부에 하나의 기준전압을 제공하는 것을 특징으로 하는 다채널 발광 다이오드 구동 장치.
  15. 청구항 1에 있어서,
    상기 전류절환부는 상기 기준전압부에서 입력되는 전압을 증폭하는 엠프를 포함하고,
    상기 하나 이상의 트랜지스터 각각의 베이스는 상기 엠프와 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 다채널 발광 다이오드 구동 장치.
  16. 청구항 15에 있어서,
    상기 엠프의 입력전압은 전원을 공급 받거나 공통 베이스의 이미터(emitter)에 연결되는 것을 특징으로 하는 다채널 발광 다이오드 구동 장치.
  17. 청구항 1에 있어서,
    상기 전류절환부는 BJT(bipolar junction transistor) 또는 MOSFET를 사용하여 달링톤(Darlington) 회로가 구성되는 것을 특징으로 하는 다채널 발광 다이오드 구동 장치.
  18. 외부로부터 공급된 전원을 공급하는 전원공급부;
    상기 전원공급부의 (-)단자에 연결되고, 적어도 하나 이상의 발광 다이오드로 이루어진 복수의 발광 다이오드 그룹을 포함하는 발광 다이오드 블록;
    상기 발광 다이오드 블록의 애노드(anode)에 연결되고, 발광 다이오드 그룹에 흐르는 전류를 절환하는 전류절환부;
    상기 전류절환부와 전기적으로 연결되고, 상기 전류절환부에 기준전압을 제공하는 기준전압부; 및
    상기 전원공급부로부터 전원을 공급받아 상기 전류절환부를 통해 상기 발광 다이오드 블록을 구동시키고, 발광 다이오드 그룹에 흐르는 구동전류를 결정하는 전류구동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 다채널 발광 다이오드 구동 장치.
  19. 청구항 18에 있어서,
    상기 전류절환부는 상기 발광 다이오드 블록에 포함된 하나 이상의 발광 다이오드 그룹과 각각 전기적으로 연결되는 하나 이상의 트랜지스터를 포함하는 것을 특징으로 하는 다채널 발광 다이오드 구동 장치.
  20. 청구항 19에 있어서,
    상기 전류절환부에 포함되는 하나 이상의 트랜지스터 각각은,
    컬렉터(collector)가 상기 발광 다이오드 그룹의 애노드에 연결되고, 베이스(base)가 상기 기준전압부와 전기적으로 연결되며, 이미터(emitter)가 상기 전류구동부와 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 다채널 발광 다이오드 구동 장치.
  21. 청구항 20에 있어서,
    상기 전류구동부에서 결정되는 구동전류는 입력전압에 비례하게 결정되는 것을 특징으로 하는 다채널 발광 다이오드 구동 장치.
  22. 청구항 20에 있어서,
    상기 발광 다이오드 블록에는 다수의 발광 다이오드 그룹이 포함되고,
    상기 전류구동부는 다수의 발광 다이오드 그룹의 구동에 따라 각각 다른 크기의 전류가 흐르도록 구동전류를 결정하는 것을 특징으로 하는 다채널 발광 다이오드 구동 장치.
  23. 청구항 20에 있어서,
    상기 전류구동부는 저항을 포함하고,
    상기 발광 다이오드 블록에는 다수의 발광 다이오드 그룹이 포함되며,
    상기 기준전압부는 상기 다수의 발광 다이오드 그룹과 각각 전기적으로 연결되는 다수의 기준전압원을 포함하고,
    상기 전류구동부는 상기 다수의 기준전압원 각각에서 제공된 기준전압과 저항에 따라 다수의 발광 다이오드 그룹에 서로 다른 전류가 흐르도록 구동전류를 결정하는 것을 특징으로 하는 다채널 발광 다이오드 구동 장치.
  24. 청구항 20에 있어서,
    상기 발광 다이오드 블록에는 다수의 발광 다이오드 그룹이 포함되고,
    상기 전류절환부에는 다수의 트랜지스터가 포함되며,
    상기 기준전압부는 상기 전류구동부에 저항에 포함될 때 결정된 구동전류의 온도특성을 개선하기 위해 공통 컬렉터 회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 다채널 발광 다이오드 구동 장치.
  25. 청구항 24에 있어서,
    상기 공통 컬렉터 회로의 바이어스 회로는 외부로부터 전원을 공급받거나 공통 베이스의 이미터(emitter)에 연결되는 것을 특징으로 하는 다채널 발광 다이오드 구동 장치.
  26. 청구항 24에 있어서,
    상기 공통 컬렉터 회로의 바이어스 회로에는 전류원 또는 저항을 사용하는 것을 특징으로 하는 다채널 발광 다이오드 구동 장치.
  27. 청구항 20에 있어서,
    상기 발광 다이오드 블록에는 다수의 발광 다이오드 그룹이 포함되고,
    상기 전류절환부에는 다수의 트랜지스터가 포함되며,
    상기 전류절환부는 공통 베이스를 포함하는 것을 특징으로 하는 다채널 발광 다이오드 구동 장치.
  28. 청구항 20에 있어서,
    상기 발광 다이오드 블록에는 다수의 발광 다이오드 그룹이 포함되고,
    상기 전류절환부에는 다수의 트랜지스터가 포함되며,
    상기 다수의 트랜지스터는 서로 다른 구동전류 크기를 가지는 트랜지스터가 이용되는 것을 특징으로 하는 다채널 발광 다이오드 구동 장치.
  29. 청구항 20에 있어서,
    상기 발광 다이오드 블록에는 다수의 발광 다이오드 그룹이 포함되고,
    상기 전류절환부에는 다수의 트랜지스터가 포함되며,
    상기 전류절환부는 상기 다수의 트랜지스터의 이미터 각각에 연결된 다수의 저항을 더 포함하고,
    상기 다수의 트랜지스터에 연결된 다수의 저항은 서로 다른 저항 값을 가지는 것을 특징으로 하는 다채널 발광 다이오드 구동 장치.
  30. 청구항 28에 있어서,
    상기 기준전압부는 상기 전류절환부에 하나의 기준전압을 제공하는 것을 특징으로 하는 다채널 발광 다이오드 구동 장치.
  31. 청구항 18에 있어서,
    상기 전류절환부는 상기 기준전압부에서 입력되는 전압을 증폭하는 엠프를 포함하고,
    상기 하나 이상의 트랜지스터 각각의 베이스는 상기 엠프와 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 다채널 발광 다이오드 구동 장치.
  32. 청구항 31에 있어서,
    상기 엠프의 입력전압은 외부로부터 전원을 공급받거나 공통 베이스의 이미터(emitter)에 연결되는 것을 특징으로 하는 다채널 발광 다이오드 구동 장치.
  33. 청구항 18에 있어서,
    상기 기준전압부와 전류구동부는 상기 전원공급부의 (+)단자를 기준전압으로 설정하고,
    상기 전류절환부는 P-타입 모스펫(MOSFET) 또는 PNP 트랜지스터로 구성되는 것을 특징으로 하는 다채널 발광 다이오드 구동 장치.
  34. 청구항 1 또는 청구항 18에 있어서,
    상기 발광 다이오드 블록에는 다수의 발광 다이오드 그룹이 포함되고,
    상기 기준전압부는 상기 다수의 발광 다이오드 그룹과 각각 전기적으로 연결되는 다수의 기준전압원을 포함하며,
    상기 다수의 기준전압원은 서로 다른 전압이 설정되되, 상기 다수의 기준전압원의 전압차는 상기 전류구동부에서 결정된 구동전류에 의해 상기 전류절환부에서 발광 다이오드 그룹에 흐르는 전류를 절환할 수 있는 전압차인 것을 특징으로 하는 다채널 발광 다이오드 구동 장치.
  35. 청구항 1 또는 청구항 18에 있어서,
    상기 발광 다이오드 블록에는 다수의 발광 다이오드 그룹이 포함되고,
    상기 다수의 발광 다이오드 그룹은 직렬로 연결되는 것을 특징으로 하는 다채널 발광 다이오드 구동 장치.
  36. 청구항 1 또는 청구항 18에 있어서,
    상기 전류절환부는 상기 기준전압부에서 입력되는 전압을 증폭하는 엠프를 포함하는 것을 특징으로 하는 다채널 발광 다이오드 구동 장치.
  37. 청구항 1 또는 청구항 18에 있어서,
    상기 전류절환부는 상기 기준전압부에서 입력되는 둘 이상의 기준전압을 비교하는 비교기를 포함하는 것을 특징으로 하는 다채널 발광 다이오드 구동 장치.
  38. 청구항 1 또는 청구항 18에 있어서,
    상기 발광 다이오드 블록은 상기 하나 이상의 발광 다이오드 그룹과 전기적으로 연결되는 저항, 제너 다이오드 및 다이오드 중 어느 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 다채널 발광 다이오드 구동 장치.
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