KR101426477B1

KR101426477B1 - 아날로그 반도체 구동 칩 및 구동장치

Info

Publication number: KR101426477B1
Application number: KR1020120121570A
Authority: KR
Inventors: 정세진; 최유수; 이포; 김형욱
Original assignee: 주식회사 실리콘핸즈
Priority date: 2012-10-30
Filing date: 2012-10-30
Publication date: 2014-08-05
Also published as: KR20140055161A

Abstract

아날로그 반도체 구동 칩 및 이를 이용한 구동 장치가 개시된다.
아날로그 반도체 구동 칩은,
제1전압 노드를 통하여 AC 전원에 대한 정류전압을 제공받아서 복수의 LED 그룹의 구동 및 제어를 위한 전압과 정전류원을 제공하는 기준전류 생성부 및 전압부;
상기 복수의 LED 그룹에 대하여 점등을 제어하는 스위치 제어부;
상기 기준전류 생성부 및 전압부에 의한 기준전류와 기준전압과 연계하여 LED부하전류를 제어하는 출력구동부;
를 포함하되,
상기 기준전류 생성부 및 전압부는 외부에서 상기 제1전압 노드와의 사이에 제1기준저항을 접속시키도록 형성된 제2전압 노드를 포함하며
상기 제2전압 노드는 제1, 2 BJT 트랜지스터에 의한 딜링턴 접속을 거쳐서 제어저항 노드에서 제어저항과 접속되며,
상기 제1전압 노드와 드레인이 접속되는 제1정전류부 FET의 게이트는 상기 제2전압 노드와 접속되며 상기 제1정전류부 FET의 소스는 제3기준저항를 거쳐서 상기 제어저항 노드에 접속되고,
상기 제어저항은 직렬로 연결된 저항으로 일정 저항값마다 일정한 전압이 출력되는 복수개의 기준전압탭 노드가 형성되며, 일단이 상기 제어저항 노드에 접속되고 타단이 공통접지 노드와 접속되는 것을 특징으로 한다.

Description

아날로그 반도체 구동 칩 및 구동장치{Analogue semiconductor driving chip and driving device}

본 발명은 간단한 회로로서 엘이디 부하에 안정적인 전력을 공급하는 아날로그 반도체 구동 칩 및 구동장치에 관한 것이다.

일반적으로 LED를 발광시키는 구동회로의 입력으로는 직류 정전압을 사용하고, 전압 세기의 제어 또는 정전류 제어를 통하여 LED 빛의 밝기를 조절하며, LED의 ON/OFF 제어는 직류전압의 ON/OFF 제어 또는 LED의 전류통로 ON/OFF 제어 등을 통하여 제어한다.

직류 정전압을 사용하여 LED를 구동하는 기술들은 매우 향상되어 있어서 안정화, 밝기 제어, 소모전력의 감소 등에 관련된 다양한 기술들이 구현되고 있다.

이 중 SMPS와 같은 외부 변환장치를 사용하는 방법으로, 이는 이러한 장치는 추가적인 비용과 설치 공간이 요구되며, 또한 SMPS의 효율이 통상 80% 수준이므로, LED에 의한 전력소모 절약 효과가 SMPS 효율에 의하여 감소하는 단점이 있다.

또한, 직류 정전압의 입력 전원으로 사용되는 교류 전원이 짧은 주기를 갖고 지속적으로 ON/OFF를 반복할 경우 정전압 장치에 전기적 충격이 지속적으로 가해지므로 수명이 짧아지고 고장이 자주 발생되며 전력이 많이 소모되는 문제점이 있었다.

이에 대하여 국내 공개특허공보 10-2012-0058367호에는 교류 전원에 정류기를 사용하여 엘이디 어레이를 직접 구동하는 회로가 제시되고 있는데, 이는 LED에 순간적인 높은 전압이 공급되기 때문에 LED를 보호할 수 있는 수단이 필요하고 엘이디 부하에 맞추어 제어방법을 조절할 수 있는 수단이 필요하게 된다.

10-2012-0058367호 엘이디 어레이 교류구동회로

본 발명은 간단한 아날로그 회로구조를 이용하여 LED를 안정적으로 구동할 수 있으면서 칩 사이즈를 줄일 수 있는 아날로그 반도체 구동 칩을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 또 다른 목적은 엘이디 스위칭 FET의 게이트에 안정적인 바이어스 전압을 제공하고, 사용자가 엘이디 어레이의 사양에 맞추어 바이어스 전압을 선택적으로 제어할 수 있는 아날로그 반도체 구동 칩을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 또 다른 목적은 간단한 회로구조를 이용하여 LED를 안정적으로 구동할 수 있으면서 칩 사이즈를 줄일 수 있는 아날로그 반도체 구동 칩을 이용하여 LED를 안정적으로 구동할 수 있는 아날로그 반도체 구동장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 일 측면에 따른 아날로그 반도체 구동 칩은,

제1전압 노드를 통하여 AC 전원에 대한 정류전압을 제공받아서 복수의 LED 그룹의 구동 및 제어를 위한 전압과 정전류원을 제공하는 기준전류 생성부 및 전압부;

상기 복수의 LED 그룹에 대하여 점등을 제어하는 스위치 제어부;

상기 기준전류 생성부 및 전압부에 의한 기준전류와 기준전압과 연계하여 LED부하전류를 제어하는 출력구동부;

를 포함하되,

상기 기준전류 생성부 및 전압부는 외부에서 상기 제1전압 노드와의 사이에 제1기준저항을 접속시키도록 형성된 제2전압 노드를 포함하며

상기 제2전압 노드는 제1, 2 BJT 트랜지스터에 의한 딜링턴 접속을 거쳐서 제어저항 노드에서 제어저항과 접속되며,

상기 제1전압 노드와 드레인이 접속되는 제1정전류부 FET의 게이트는 상기 제2전압 노드와 접속되며 상기 제1정전류부 FET의 소스는 제3기준저항를 거쳐서 상기 제어저항 노드에 접속되고,

상기 제어저항은 직렬로 연결된 저항으로 일정 저항값마다 일정한 전압이 출력되는 복수개의 기준전압탭 노드가 형성되며, 일단이 상기 제어저항 노드에 접속되고 타단이 공통접지 노드와 접속되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 측면에 따르면,

상기 아날로그 반도체 구동 칩을 이용한 구동장치는,

상기 제2전압 노드는 AC 전원과 연결된 브릿지 다이오드의 일단이 저항을 거쳐서 접속되고, 상기 복수의 LED단 접속노드는 복수의 LED가 직렬로 접속된 각 LED Group의 말단부의 캐소드와 각각 접속되며,

상기 기준전압탭 노드와 상기 스위치 제어부의 각 스위칭게이트노드를 선택적으로 접속하여 상기 복수의 직렬로 연결된 LED Group의 점등을 제어하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 기준전류 생성부 및 전압부에 넓은 입력 범위에서 선형적인 동작을 하는 BJT회로를 채용함으로써, 회로가 간단하면서도 급격한 변화에 둔감하게 반응하며 과전류에 대하여 신속한 보호 기능을 갖게 되는 효과를 가지게 된다.

본 발명의 일 실시예 따르면, 간단하면서 LED전류를 제어할 수 있는 구동회로를 채택함으로써, 칩 사이즈를 줄이고 보다 경제적인 구동 드라이버 칩을 구현할 수 있게 된다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, LED부하전력의 출력 범위를 사용자의 선택에 의하여 0 ~ 2배까지 조절하여 사용할 수 있는 효과를 가진다.

본 발명의 일 실시예 따르면, LED군을 제어하는 스위칭게이트에 다양한 바이어스 전압을 LED군의 형식 및 조건에 맞추어 적절하게 조합하여 사용할 수 있는 회로를 제공함으로써 효율을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 아날로그 반도체 구동장치 회로를 도시한 것이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전력보상부가 동작하였을 때의 전력이 변화되는 것을 도시한 것이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 아날로그 반도체 구동 칩의 구조를 개략적으로 도시한 것이다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 이를 상세한 설명을 통해 상세히 설명하고자 한다.

그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시를 위한 구체적인 내용을 설명하도록 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 아날로그 반도체 구동장치 회로를 도시한 것이다.

본 발명의 일 실시예에 의한 아날로그 반도체 구동장치는 전원공급부(11 power supply block), 기준전류 생성부 및 전압부(12, reference current & voltage block), 스위치 제어부(13 switch control block), 출력구동부(14, out driver biock), 전력보상부(16 power compensation block), led 그룹부(15 led group block)를 포함하며 리니어 방식의 아날로그 소자로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 의한 아날로그 반도체 구동 칩은 기준전류 생성부 및 전압부(12, reference current & voltage block), 스위치 제어부(13 switch control block), 출력구동부(14, out driver biock), 전력보상부(16 power compensation block)로 이루어진다.

기준전류 생성부 및 전압부(12)는 led 그룹부(15 led group block)에 구동 및 제어를 위한 전압과 정전류원을 제공한다.

도 1을 참조하면, 기준전류 생성부 및 전압부(12)는 전원공급부(11 power supply block)의 브릿지 다이오드에 연결되는 제1전압 노드(VDDX) 및 제2전압 노드(VREF) 사이에 외부에서 연결되는 제1기준저항(REX)을 포함한다.

정전류부 제2전압노드(VREF)는 제1, 2 BJT TR(QP1, QN2)의 달링턴 접속을 거쳐서 제어저항노드(VRnode)에 접속된다.

제어저항 노드(VRnode)는 제어저항(Rcont)의 일단이 접속되는 지점이며 제어저항(Rcont)의 타단은 공통접지 노드(VSSX)와 접속된다.

제1 정전류부 FET(FET1)의 드레인은 제1전압노드(VDDX)에, 제1정전류부 FET(FET1)의 게이트는 정전류부 제2전압노드(VREF)에 접속되며, 제1정전류부 FET(FET1)의 소스는 제3기준저항(R3)를 거쳐서 제어저항 노드(VRnode)에 접속된다.

또한, 상기 제1정전류부 FET(FET1)의 소스는 제2 BJT TR의 베이스에 제2기준저항(R2)을 거쳐 접속된다.

입력전압이 상승하여 제1전압 노드(VDDX)의 전압이 상승하면 제1정전류부 FET(FET1)의 게이트 전류가 상승하고, 제1정전류부 FET(FET1)가 active 영역에서 on이 되면, 제1정전류부 FET(FET1)의 드레인과 소스 사이에 전류가 흐르게 된다. 이 전류에 의하여 제3기준저항(R3)에 걸리는 전압이 높아지게 되면 제2 BJT TR(QN2)가 on 되어 정전류부 제2전압노드(VREF)의 전압이 떨어지게 되면서 제1정전류부 FET(FET1)가 차단되며, 제1정전류부 FET(FET1)의 드레인과 소스로 흐르는 전류를 차단하게 된다.

위와 같은 구성에 의하여 기준전류 생성부 및 전압부(12)는 제어저항(Rcont)에 항상 일정한 전류(constant current)가 흐르도록 제어될 수 있게 된다.

AC 전압은 전압 및 전류가 주기적으로 급격하게 변화하게 된다.

본 발명의 일 실시예에 의한 기준전류 생성부 및 전압부(12)는 넓은 입력 범위에서 선형적인 동작을 하는 아날로그 소자로 이루어진 BJT회로를 채용함으로써, 회로가 간단하면서도 급격한 변화에 둔감하게 반응하며 과전류에 대하여 신속한 보호 기능을 갖게되는 효과를 가지게 된다.

따라서, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 아날로그 소자로 이루어진 간단한 회로 구성으로 외란에 둔감하게 반응하면서 과전류에 대하여는 신속하게 제어할 수 있는 효과가 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 제어저항(Rcont)은 직렬로 연결된 저항으로 일정 저항값마다 일정한 전압이 출력되는 복수개의 기준전압탭 노드(SVC1 ~ SVC7)가 형성된다.

상기 기준전압탭 노드(SVC1 ~ SVC7)는 스위치 제어부(13 switch control block)의 제1, 2 스위칭게이트 노드(TCV1, TCV2)와 선택적으로 접속되어 LED Group1, 2, 3의 점등을 제어하게 된다.

스위치 제어부(13 switch control block)는 복수의 LED GRoup(LED Group1, 2, 3)에 대응하는 복수의 스위칭 FET(FET1-1, FET1-2)가 접속된다.

도 1을 참조하면, 스위칭 FET(FET1-1, FET1-2)의 게이트는 각각 복수의 게이트 노드((TCV1, TCV2))와 접속되고, 스위칭 FET(FET1-1, FET1-2)의 드레인은 각각 복수의 LED단 접속노드(LTAB1, 2)에 접속되며, 스위칭 FET(FET1-1, FET1-2)의 소스는 각각 스위칭부 다이오드(D2-1, D2-2)를 거쳐서 LED군 종단 접속 노드(EOL)에 접속되고, LED군 종단 접속 노드(EOL)는 출력구동부(14, out driver biock)의 출력구동부 FET(FET2)의 드레인과 접속된다. 또한, 복수의 LED단 접속노드(LTAB1, 2)는 복수의 LED가 직렬로 접속된 각 LED Group의 말단부 LED의 캐소드와 각각 접속된다.

제1, 2 스위칭게이트 노드(TCV1, TCV2)는 상기 기준전압탭 노드들(SVC1 ~ SVC7)에서 선택적으로 접속되는 각 기준 전압값을 기준으로 각 LED Group별로 피크전류 변화에 의하여 점등되면서 제어된다.

종래에 TR을 이용하여 LED군을 제어하는 패턴을 구성하기 위한 회로에서는, 최소한 LED1 Current Patch는 Switch → Diode→Switch →Diode → Out Driver로 구성되고, LED2 Current Patch는 Switch →Diode → Out Driver의 회로가 구성되어야 했었다. 종래에는 기준전압으로부터 Switching용 TR Gate까지 저항으로 Current Patch를 만들어 Switch Gate 전압을 제어하여야 하기 때문에 LED Current Patch로 인하여 leakage Current가 발생하게 된다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, LED1 Current Patch와 LED2 Current Patch 는 각각 Switch →Diode → Out Driver로 간단하게 구성하고 각각 기준전압탭 노드(SVC1 ~ SVC7)의 Reference Voltage 1~7로 제어하도록 함으로써, 스위칭부로 인한 leakage Current를 줄일 수 있게 된다.

또한, 기준전류 생성부 및 전압부(12)가 정전류 회로를 채택함으로써, 제어저항(Rcont)에 항상 균일한 전압이 형성되어 각각 기준전압탭 노드(SVC1 ~ SVC7)의 Reference Voltage는 안정적인 전압을 제공할 수 있게 된다.

따라서, 본 발명의 일 실시예에 따르면 안정적인 바이어스 전압으로 스위칭 FET의 게이트 전압을 제어할 수 있게 된다.

본 발명의 일 실시예에 따른 출력구동부(14, out driver biock)는 출력구동부 FET(FET2)와 출력구동부 저항(Rout)으로 구성된다.

도 1을 참조하면, 출력구동부 FET(FET2)의 게이트는 제어저항 노드(VRnode)에 접속되고, 출력구동부 FET(FET2)의 드레인은 상기 스위치 제어부(13 switch control block)의 LED군 종단 접속노드(EOL)와 접속되며, 출력구동부 FET(FET2)의 소스는 출력구동부 노드(PWRC)에 접속된다. 출력구동부 저항(Rout)은 출력 구동부 노드(PWRC)를 거쳐서 공통접지 노드(VSSX)와 접속된다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 출력구동부(14, out driver biock)는) 기준전류 생성부 및 전압부(12)에 의한 기준전류(Reference Current)와 제어저항(Rcon)에 의해 생성된 기준전압(Reference Voltage)과 연계하여 출력구동부 FET(FET2)의 Gate전압을 제어하여 LED 부하전류를 제어한다.

종래에 정전압식 전압공급부를 채택한 방식에서는 부하전류를 제어하기 위하여 출력구동부에 통상적으로 CURRENT MIRRER형식을 채택한 정전류부를 LED 부하측의 출력제어용으로 구성하였기 때문에 최소한 2개의 TR이 사용되었으나, 본 발명의 일 실시예에서는 보다 간단하면서 LED전류를 제어할 수 있는 출력구동부(14)를 채용함으로써 칩 사이즈를 줄이고 보다 경제적인 구동 드라이버 칩을 구현할 수 있게 된다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 출력구동부 저항(Rout)의 저항값을 줄이면, LED Peak current를 더 많이 흘릴 수 있게 되며, 출력구동부 저항(Rout)의 저항값을 높이면, LED Peak current가 줄어들게 된다.

본 발명의 일 실시예에서는 출력구동부 저항(Rout)을 0[Ω]으로 Setting했을 시 Target Spec(220Vrms)의 30W급에서 최대 60W급까지 증가할 수 있었다.

상기 출력구동부 저항(Rout)은 설계자가 선택에 의하여 사용하도록 하기 위해서, 상기 출력구동부 저항(Rout)과 출력구동부 FET(FET2)의 소스 사이에 출력구동부 노드(PWRC)를 두고 출력구동부 저항(Rout)은 본 발명의 일 실시예에 따른 구동 드라이버 칩의 외부에서 출력 구동부 노드(PWRC)를 거쳐서 접속하도록 하였다.

따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 출력구동부(14)에 의하면 구동회로의 출력을 사용자의 선택에 의하여 0 ~ 2배까지 조절하여 사용할 수 있는 효과를 가진다.

즉, 복수의 LED 그룹의 부하전력은 상기 출력구동부 저항의 저항값에 따라 부하전력의 범위가 조정될 수 있다.

전력보상부(16 power compensation block)는 입력전압이 높아질 때, 평균소비전력을 일정하게 유지시키는 기능을 수행한다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 전력보상부(16 power compensation block)는 전력보상부 FET(FET3), 전력보상부 주저항(RCO), 제1 ~ 3 전력보상부 저항(RC1 ~ RC3), 전력보상부 콘덴서(CC1)을 포함한다.

도 1을 참조하면, 전력보상부 FET(FET3)의 드레인은 제어저항 노드(VRnode)에 접속되고 전력보상부 FET(FET3)의 소스는 전력보상부 주저항(RCO)을 거쳐서 공통접지 노드(VSSX)에 연결된다.

또한, 전력보상부 FET(FET3)의 게이트는 전력보상부 게이트 노드(CDV)에 접속된다.

한편, LED군 종단접속 노드(EOL)에서 제1, 2 전력보상부 저항(RC1, RC2)을 거쳐서 전력보상부 접속소자 노드(CCV)에 접속되며, 전력보상부 접속소자 노드(CCV)는 전력보상부 다이오드(CDV)를 거쳐서 전력보상부 게이트 노드(CDV)에 접속된다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제1, 2 전력보상부 저항(RC1, RC2)은 구동 드라이버 칩의 외부에서 상기 LED군 종단접속 노드(EOL)와 전력보상부 접속소자 노드(CCV)에 접속될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 전력보상부 다이오드(CDV)는 구동 드라이버 칩의 외부에서 전력보상부 게이트노드(CDV)와 전력보상부 접속소자 노드(CCV)에 접속될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제3 전력보상부 저항(RC3) 및 전력보상부 콘덴서(CC1)는 구동 드라이버 칩의 외부에서 전력보상부 게이트 노드(CDV)와 전력보상부 접속소자 노드(CCV)에 접속될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 전력보상부(16 power compensation block)는, 전압이 일정전위 이상으로 상승하게 되면 전력보상부 FET(FET3)가 동작되어 LED군의 출력전류가 전력보상부 저항(RCO)을 거쳐서 공통접지 노드(VSSX)로 흐르도록 한다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 전력보상부(16 power compensation block)는 필요에 따라 선택적으로 구동할 수 있도록 설계되었으며, 전력보상부(16 power compensation block)를 사용하지 않을 경우는 전력보상부 게이트 노드(CDV)와 전력보상부 접속소자 노드(CCV)를 각각 공통접지(VSSX)로 접속하도록 하였다.

도 2는 전력보상부가 동작하였을 때의 전력이 변화되는 것을 도시한 것이다.

도 2를 참조하면, 제1전압노드(VDDX)의 전압이 247.5V에서 전력보상부 FET(FET3)의 게이트 전압이 형성되면서 전력이 제어되는 것을 알 수 있다.

이때 LED군 종단접속 노드(EOL)의 전압은 87.7V이며 전력보상부 접속소자 노드(CCV)에는 2.066V가 인가되어 전력보상부 FET(FET3)가 동작을 하게 된다.

도 2에서 NC는 전력보상부를 동작하지 않았을 때의 전력변화이며, C는 전력보상부가 동작되었을 때의 전력변화를 나타낸다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 출력구동부(14, out driver biock)는 기준전류 생성부 및 전압부(12)에 의한 기준전류(Reference Current)와 제어저항(Rcont)에 의해 생성된 기준전압(Reference Voltage)과 연계하여 출력구동부 FET(FET2)의 Gate전압을 제어하여 LED 부하전류를 제어한다.

도 1을 참조하면 상기 제어저항(Rcont)에는 저항에 따라 순차적으로 전압이 작아지도록 7개의 기준전압탭 노드(SVC1 ~ SVC7)가 형성된다.

사용자는 상기 기준전압탭 노드(SVC1 ~ SVC7)를 사용하고자 하는 LED의 형식 및 조건에 맞추어 스위칭 FET의 스위칭게이트 노드(TCV1, 2)에 적절하게 조합함으로써, 전체적으로 효율 및 역률을 향상시킬 수 있게 된다.

[표 1]은 2개의 LED군에 대하여 2TAB 구성 후 switch FET의 게이트 노드(TCV1)를 SCV1 ~ SCV7 까지 변경하면서 측정한 효율을 나타낸다.

위 [표 1]을 보면 상기 LED군에 대하여는 제1LED군의 양단 평균전압이 제2 LED군의 양단전압에 비하여 상대적으로 높고 또한 게이트 전압을 제일 적은 전압으로 인가하였을 때, 효율이 95.12%로 나타났다.

GROUP	전압[V]	전류[mA]	P [W]
LED1	73.1	100.4	7.33924
LED1	61.13	98.33	6.01091
LED1	45.55	92.38	4.2079
Total	188.4	100.7	18.9718
효율[%] 92.55		역률: 0.9

[표 2]는 AC 220Vrms를 입력하고 LED군을 3개로 하였을 때, 본 발명의 일 실시예에 따른 구동드라이버 회로에 의하여 구동하였을 때, 평균 출력을 나타낸 것이다.

LED군을 3개로 하였을 때의 평균 효율은 약 92.55% 역률은 0.9로 측정되었다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 아날로그 반도체 구동 칩의 구조를 개략적으로 도시한 것이다.

도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 아날로그 반도체 구동 칩의 외부단자는 제1전압 노드(101, VDDX), 복수의 LED단 접속노드(102 ~ 105 ,LTAB1, 2, N), LED군 종단접속 노드(106 ~ 109 EOL), 전력보상부 게이트 노드(CDV 110), 전력보상부 접속소자 노드(CCV 111), 출력구동부 노드(PWRC 112 ~ 114),), 공통접지 노드(118, VSSX), 기준전압탭 노드(SCV, 115 ~ 1147, 119 ~ 122), 스위칭게이트 노드(TCV, 123, 124), 정전류부 제2전압 노드(VREF)로 구성된다.

또한, 제1전압 노드(101, VDDX)는 칩 외부에서 전원공급부(11 power supply block)의 브릿지 다이오드의 일단이 저항을 거쳐서 접속된다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 정전류부 제2전압 노드(VREF)와 제1전압 노드(101, VDDX)는 칩 외부에서 제1기준저항(REX)이 접속된다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 복수의 LED단 접속 노드(102 ~ 105)는 칩 외부에서 각 LED Group의 말단부의 LED 캐소드가 각각 접속된다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, LED군 종단접속 노드(106 ~ 109 EOL)는 칩 외부에서 직렬로 연결된 각 LED Group의 말단부가 접속되며, 또한 제1 전력보상부 저항(RC1)의 일단이 접속된다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 전력보상부 게이트 노드(CDV 110)는 칩 외부에서 전력보상부 다이오드(D3) 및 전력보상부 콘덴서(CC1)가 접속될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 전력보상부 접속소자 노드(CCV,111)은 칩 외부에서 제2, 3 전력보상부 저항(RC2, RC3)의 일단이 각각 연결된다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 기준전압탭 노드(SCV, 115 ~ 1147, 119 ~ 122)와 스위칭 게이트 노드(TCV, 123, 124)는 칩 외부에서 설계자의 LED군 조건에 적합하도록 조합하여 선택적으로 접속할 수 있다.

11; 전원공급부
12: 기준전류 생성부 및 전압부
13: 스위치 제어부
14: 출력구동부
15: LED 그룹부
16: 전력보상부
101, VDDX: 제1전압 노드
102 ~ 105 ,LTAB1, 2,:LED 접속 노드
106 ~ 109 EOL: LED군 종단접속노드
110 CDV: 전력보상부 게이트 노드
111, CCV: 전력보상부 접속소자 노드
112 ~ 114, PWRC: 출력구동부 노드
118, VSSX: 공통접지 노드
115 ~ 117, 119 ~ 122, SCV: 기준전압탭 노드
123, 124 TCV: 스위칭게이트 노드
VREF: 정전류부 제2전압 노드
FET: Field Effect Transistor

Claims

제1전압 노드를 통하여 AC 전원에 대한 정류전압을 제공받아서 복수의 LED 그룹의 구동 및 제어를 위한 전압과 정전류원을 제공하는 기준전류 생성부 및 전압부;
상기 복수의 LED 그룹에 대하여 점등을 제어하는 스위치 제어부;
상기 기준전류 생성부 및 전압부에 의한 기준전류와 기준전압과 연계하여 LED부하전류를 제어하는 출력구동부;
를 포함하되,
상기 기준전류 생성부 및 전압부는 외부에서 상기 제1전압 노드와의 사이에 제1기준저항을 접속시키도록 형성된 제2전압 노드를 포함하며
상기 제2전압 노드는 제1, 2 BJT 트랜지스터에 의한 달링톤 접속을 거쳐서 제어저항 노드에서 제어저항과 접속되며,
상기 제1전압 노드와 드레인이 접속되는 제1정전류부 FET의 게이트는 상기 제2전압 노드와 접속되며 상기 제1정전류부 FET의 소스는 제3기준저항를 거쳐서 상기 제어저항 노드에 접속되고,
상기 제어저항은 직렬로 연결된 저항으로 일정 저항값마다 일정한 전압이 출력되는 복수개의 기준전압탭 노드가 형성되며, 일단이 상기 제어저항 노드에 접속되고 타단이 공통접지 노드와 접속되는 것을 특징으로 하는 아날로그 반도체 구동 칩
제 1 항에 있어서,
상기 스위치 제어부는 상기 복수의 LED 그룹에 대하여 각 직렬로 연결된 각 LED 그룹의 말단부 캐소드가 접속되도록 형성된 복수의 LED단 접속 노드와 복수의 스위칭 FET를 포함하며,
상기 복수의 스위칭 FET의 게이트는 각각 복수의 게이트 노드와 접속되고,
상기 복수의 스위칭 FET의 드레인은 각각 상기 복수의 LED단 접속노드에 접속되며
상기 복수의 스위칭 FET의 소스는 각각 스위칭부 다이오드를 거쳐서 상기 복수의 LED 그룹의 최종단의 LED 캐소드와 접속되도록 형성된 LED군 종단접속 노드에 접속되는 것을 특징으로 하는 아날로그 반도체 구동 칩
제 2 항에 있어서,
상기 출력구동부는 출력구동부 FET와 출력구동부 저항이 접속될 수 있는 출력 구동부 노드를 포함하며,
상기 출력구동부 FET의 게이트는 상기 제어저항 노드에 접속되고, 출력구동부 FET의 드레인은 상기 LED군 종단접속 노드에 접속되며, 출력구동부 FET의 소스는 상기 출력구동부 노드에 접속되는 것을 특징으로 하는 아날로그 반도체 구동 칩
제 2 항에 있어서,
상기 복수의 LED 그룹의 입력전압이 높아질 때, 평균소비전력을 일정하게 유지시키는 전력보상부를 더 포함하며,
상기 전력보상부는 전력보상부 FET, 상기 공통접지 노드와 일단이 접속되고 타단이 상기 전력보상부 FET의 소스와 접속되는 전력보상부 주저항 및 상기 전력보상부 FET의 게이트와 접속되는 전력보상부 게이트 노드와 외부에서 상기 LED군 종단접속 노드로부터 전력보상부 저항을 접속할 수 있는 전력보상부 접속소자 노드를 포함하는 것을 특징으로 하는 아날로그 반도체 구동 칩
제 3 항에 의한 아날로그 반도체 구동 칩을 이용하는 구동장치에 있어서,
상기 제2전압 노드는 AC 전원과 연결된 브릿지 다이오드의 일단이 저항을 거쳐서 접속되고,
상기 복수의 LED단 접속노드는 복수의 LED가 직렬로 접속된 각 LED Group의 말단부의 캐소드와 각각 접속되며,
상기 기준전압탭 노드와 상기 스위치 제어부의 각 스위칭 게이트 노드를 선택적으로 접속하여 상기 복수의 직렬로 연결된 LED Group의 점등을 제어하는 것을 특징으로 하는 아날로그 반도체 구동장치
제 5 항에 있어서
상기 복수의 LED 그룹의 부하전력은 상기 출력구동부 저항의 저항값에 따라 부하전력의 범위가 조정되는 것을 특징으로 하는 아날로그 반도체 구동장치
제 5 항에 있어서
상기 복수의 LED 그룹의 입력전압이 높아질 때, 평균소비전력을 일정하게 유지시키는 전력보상부를 더 포함하며,
상기 전력보상부는 전력보상부 FET, 상기 공통접지 노드와 일단이 접속되고 타단이 상기 전력보상부 FET의 소스와 접속되는 전력보상부 주저항 및 상기 전력보상부 FET의의 게이트와 접속되는 전력보상부 게이트 노드와 외부에서 상기 LED군 종단접속 노드로부터 전력보상부 저항을 접속할 수 있는 전력보상부 접속소자 노드를 포함하되,
상기 전력보상부는 상기 전력보상부 게이트 노드와 전력보상부 접속소자 노드에 의하여 필요에 따라 선택적으로 구동하도록 접속할 수 있는 것을 특징으로 하는 아날로그 반도체 구동장치