KR101688381B1 - Light emitting diode driving circuit reducing sub harmonic oscillation of driving current - Google Patents

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KR101688381B1 KR1020150081834A KR20150081834A KR101688381B1 KR 101688381 B1 KR101688381 B1 KR 101688381B1 KR 1020150081834 A KR1020150081834 A KR 1020150081834A KR 20150081834 A KR20150081834 A KR 20150081834A KR 101688381 B1 KR101688381 B1 KR 101688381B1
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Abstract

LED 구동 회로는 구동 트랜지스터, LED 블록, 부하 저항, 평균 전류 유지 제어부, 서브 하모닉 발진 제어부, 논리합 연산기, 비활성화 구간 제어부 및 SR 래치를 포함한다. LED 블록은 입력 전압에 상응하는 구동 전류로서 LED를 구동하고, 구동 전류를 구동 트랜지스터의 드레인으로 출력한다. 부하 저항은 구동 트랜지스터의 소스와 연결되는 일 말단 및 접지 전압이 인가되는 타 말단을 포함한다. 평균 전류 유지 제어부는 구동 트랜지스터의 소스의 부하 전압 및 기준 전압에 기초하여 구동 전류의 평균 값을 유지시키는 제1 리셋 신호를 생성한다. 서브 하모닉 발진 제어부는 부하 전압이 부하 전압의 이전 평균 값과 오프셋 전압을 더한 값보다 작도록 유지시키는 제2 리셋 신호를 생성한다. 논리합 연산기는 제1 리셋 신호와 제2 리셋 신호를 논리합 연산하여 제3 리셋 신호를 생성한다. 비활성화 구간 제어부는 출력 신호가 비활성화되고 일정 시간이 흐른 후 셋 신호를 활성화한다. SR 래치는 셋 신호를 셋 포트로 입력받고, 제3 리셋 신호를 리셋 포트로 입력 받아, 출력 포트를 통해 출력 신호를 구동 트랜지스터의 게이트에 제공한다.The LED driving circuit includes a driving transistor, an LED block, a load resistance, an average current holding control section, a sub harmonic oscillation control section, an OR circuit, an inactive section control section, and an SR latch. The LED block drives the LED as the driving current corresponding to the input voltage and outputs the driving current to the drain of the driving transistor. The load resistance includes one terminal connected to the source of the driving transistor and the other terminal to which the ground voltage is applied. The average current holding control section generates a first reset signal for maintaining the average value of the driving current based on the load voltage and the reference voltage of the source of the driving transistor. The sub harmonic oscillation control section generates a second reset signal that keeps the load voltage smaller than the sum of the previous average value of the load voltage and the offset voltage. The OR operator performs an OR operation on the first reset signal and the second reset signal to generate a third reset signal. The inactivation period control unit activates the set signal after the output signal is inactivated and a certain time passes. The SR latch receives the set signal as a set port, receives the third reset signal as a reset port, and provides an output signal to the gate of the driving transistor through the output port.

Description

구동 전류의 서브 하모닉 발진을 줄이는 발광 다이오드 구동 회로{LIGHT EMITTING DIODE DRIVING CIRCUIT REDUCING SUB HARMONIC OSCILLATION OF DRIVING CURRENT}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a light emitting diode (LED) driving circuit for reducing sub-

본 발명은 발광 다이오드(LED) 구동 회로에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 구동 전류의 서브 하모닉 발진을 줄이는 발광 다이오드 구동 회로에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a light emitting diode (LED) driving circuit, and more particularly, to a light emitting diode driving circuit for reducing sub harmonic oscillation of a driving current.

조명 및 디스플레이 소자로 각광받는 LED의 조도는 LED에 흐르는 평균 전류에 의해 결정된다. LED 구동 회로는 LED에 흐르는 전류를 제어하며, 구동 방식에 따라 크게 두 가지로 나뉠 수 있다. 첫 번째 방식은 LED 에 흐르는 전류를 일정하게 유지하도록 제어하는 선형 제어(Linear regulating) 방식이며, 두 번째 방식은 동작 주기 동안 온/오프 스위칭을 반복하여 LED에 흐르는 전류를 제어하는 스위칭 제어(Switching regulating) 방식이다. 이 중, 효율이 좋은 스위칭 제어 방식의 구동 회로가 널리 사용되고 있다.The illuminance of an LED spotlighted as an illumination and display device is determined by the average current flowing through the LED. The LED driving circuit controls the current flowing through the LED, and can be largely divided into two types according to the driving method. The first method is a linear regulating method that controls the current flowing through the LED to be constant. The second method is a switching regulating method which controls the current flowing through the LED by repeating on / off switching during the operation period. ) Method. Among them, a drive circuit of a switching control system with good efficiency is widely used.

스위칭 제어 방식은 (1) 입력 전압과 LED 부하 전압의 차이에 따라서 Buck, Boost, Buck-boost의 세 가지 종류로 나뉠 수 있으며, (2) 스위칭 신호를 만드는 방법에 따라 피크 전류 제어 모드(Peak current mode) 또는 평균 전류 제어 모드(Average current mode)로 나뉠 수 있다. 일반적으로 LED 부하 전압은 입력 전압보다 낮기 때문에 LED 드라이버 회로는 대부분 Buck 구조를 가지며, LED의 조도를 보다 정밀하게 조절하기 위해 평균 전류 제어 모드를 주로 사용한다.The switching control method can be classified into (1) Buck, Boost and Buck-boost according to the difference between the input voltage and the LED load voltage, (2) the peak current control mode mode or an average current mode. Because the LED load voltage is generally lower than the input voltage, the LED driver circuit usually has a Buck structure, and the average current control mode is mainly used to more precisely control the illuminance of the LED.

종래의 평균 전류 제어 모드는 서브 하모닉 발진(Sub harmonic oscillation) 문제를 야기할 수 있다. 이상적인 상황에서 구동 전류의 리플(Ripple)은 동작 주기 동안 하나의 값을 유지해야 하지만, 구동 전류의 시작점에 따라서 전류 리플이 두 개의 값으로 나뉘는 것을 서브 하모닉 발진이라 한다. 구동 전류의 서브 하모닉 발진은 구동 전류의 피크 값을 동작 주기에 따라 변화시키고, 변화량이 큰 경우 LED 구동 회로를 연속 전류 모드(Continuous current mode)로 동작시키지 않고 이산 전류 모드(Discrete current mode)로 동작시킬 수 있는 문제점을 가지고 있다. 보다 정밀하고 안정된 구동 전류 제어를 위해 서브 하모닉 발진을 줄이는 방법이 필요하다.The conventional average current control mode may cause a sub harmonic oscillation problem. Under ideal conditions, the ripple of the drive current should remain at one value for the duration of the operation, but sub-harmonic oscillation is defined as the division of the current ripple into two values according to the starting point of the drive current. The sub harmonic oscillation of the driving current changes the peak value of the driving current according to the operation period. When the variation is large, the LED driving circuit operates in the discrete current mode without operating in the continuous current mode It has a problem that can be made. A method for reducing sub harmonic oscillation is needed for more precise and stable drive current control.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 일 목적은 LED 구동 전류의 서브 하모닉 발진을 줄이는 LED 구동 회로를 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to provide an LED driving circuit for reducing sub harmonic oscillation of an LED driving current.

상술한 본 발명의 일 목적을 달성하기 위하여, LED 구동 회로는 구동 트랜지스터, LED 블록, 부하 저항, 평균 전류 유지 제어부, 서브 하모닉 발진 제어부, 논리합 연산기, 비활성화 구간 제어부 및 SR 래치(Latch)를 포함한다. 상기 LED 블록은 입력 전압에 상응하는 구동 전류로서 발광 다이오드(LED)를 구동하고, 상기 구동 전류를 상기 구동 트랜지스터의 드레인으로 출력한다. 상기 부하 저항은 상기 구동 트랜지스터의 소스와 연결되는 일 말단 및 접지 전압이 인가되는 타 말단을 포함한다. 상기 평균 전류 유지 제어부는 상기 구동 트랜지스터의 상기 소스의 부하 전압 및 기준 전압에 기초하여 상기 구동 전류의 평균 값을 유지시키는 제1 리셋 신호를 생성한다. 상기 서브 하모닉 발진 제어부는 상기 부하 전압이 상기 부하 전압의 이전 평균 값과 오프셋 전압을 더한 값보다 작도록 유지시키는 제2 리셋 신호를 생성한다. 상기 논리합 연산기는 상기 제1 리셋 신호와 상기 제2 리셋 신호를 논리합 연산하여 제3 리셋 신호를 생성한다. 상기 비활성화 구간 제어부는 출력 신호가 비활성화되고 미리 정의된 시간이 흐른 후 셋(Set) 신호를 활성화한다. 상기 SR 래치는 상기 셋 신호를 셋 포트로 입력받고, 상기 제3 리셋 신호를 리셋 포트로 입력 받아, 출력 포트를 통해 상기 출력 신호를 상기 구동 트랜지스터의 게이트에 제공한다.In order to accomplish one object of the present invention, an LED driving circuit includes a driving transistor, an LED block, a load resistance, an average current holding controller, a sub harmonic oscillation controller, an OR circuit, an inactive section controller, and an SR latch . The LED block drives a light emitting diode (LED) as a driving current corresponding to an input voltage, and outputs the driving current to the drain of the driving transistor. The load resistor includes one end connected to the source of the driving transistor and the other end to which a ground voltage is applied. The average current holding control section generates a first reset signal for maintaining an average value of the driving current based on the load voltage and the reference voltage of the source of the driving transistor. The sub harmonic oscillation control unit generates a second reset signal that keeps the load voltage smaller than the sum of the previous average value of the load voltage and the offset voltage. The OR operator performs an OR operation on the first reset signal and the second reset signal to generate a third reset signal. The deactivation period control unit deactivates the output signal and activates a set signal after a predetermined time has elapsed. The SR latch receives the set signal as a set port, receives the third reset signal as a reset port, and provides the output signal to the gate of the driving transistor through an output port.

일 실시예에 있어서, 상기 출력 신호가 활성화된 경우 상기 구동 전류는 시간에 비례하여 선형적으로 증가하고, 상기 출력 신호가 비활성화된 경우 상기 구동 전류는 시간에 비례하여 선형적으로 감소할 수 있다.In one embodiment, the drive current increases linearly with time when the output signal is activated, and the drive current may decrease linearly with time when the output signal is inactive.

일 실시예에 있어서, 상기 서브 하모닉 발진 제어부는 인에이블 신호가 활성화된 경우 동작할 수 있다.In one embodiment, the sub harmonic oscillation control unit may operate when the enable signal is activated.

일 실시예에 있어서, 상기 인에이블 신호가 비활성화된 경우, 상기 부하 전압이 피크 값(Peak value)을 가질 때마다 상기 제1 리셋 신호가 펄스 형태로 활성화될 수 있다.In one embodiment, when the enable signal is inactive, the first reset signal may be activated in a pulse form whenever the load voltage has a peak value.

일 실시예에 있어서, 상기 인에이블 신호가 활성화된 경우, 상기 부하 전압이 피크 값을 가질 때마다 상기 제1 리셋 신호와 상기 제2 리셋 신호가 번갈아 가며 펄스 형태로 활성화될 수 있다.In one embodiment, when the enable signal is activated, the first reset signal and the second reset signal may be alternately activated in a pulse form whenever the load voltage has a peak value.

일 실시예에 있어서, 상기 인에이블 신호가 활성화되고 상기 부하 전압이 제1 피크 값 및 상기 제1 피크 값보다 작은 제2 피크 값을 번갈아 가며 가지는 경우, 상기 부하 전압이 상기 제1 피크 값을 가질 때 상기 제2 리셋 신호가 펄스 형태로 활성화되고 상기 부하 전압이 상기 제2 피크 값을 가질 때 상기 제1 리셋 신호가 펄스 형태로 활성화될 수 있다.In one embodiment, when the enable signal is activated and the load voltage alternately has a first peak value and a second peak value that is smaller than the first peak value, the load voltage has the first peak value The first reset signal may be activated in a pulse form when the second reset signal is activated in a pulse form and the load voltage has the second peak value.

일 실시예에 있어서, 상기 제1 피크 값과 상기 제2 피크 값의 차이가 상기 오프셋 전압의 두 배일 수 있다.In one embodiment, the difference between the first peak value and the second peak value may be twice the offset voltage.

일 실시예에 있어서, 상기 LED 블록은 상기 발광 다이오드, 커패시터, 다이오드 및 인덕터를 포함할 수 있다. 상기 발광 다이오드는 제1 노드를 통해 상기 입력 전압을 입력받는 제1 말단 및 제3 노드와 연결되는 제2 말단을 구비할 수 있다. 상기 커패시터는 상기 제1 노드와 연결되는 제1 말단 및 상기 제3 노드와 연결되는 제2 말단을 구비할 수 있다. 상기 다이오드는 상기 제1 노드와 연결되는 제1 말단 및 상기 제2 노드와 연결되는 제2 말단을 구비할 수 있다. 상기 인덕터는 상기 제2 노드에 연결되는 제1 말단 및 상기 제3 노드에 연결되는 제2 말단을 구비할 수 있다.In one embodiment, the LED block may include the light emitting diode, the capacitor, the diode, and the inductor. The light emitting diode may have a first terminal coupled to the input voltage through a first node and a second terminal coupled to a third node. The capacitor may have a first end coupled to the first node and a second end coupled to the third node. The diode may have a first end coupled to the first node and a second end coupled to the second node. The inductor may have a first end coupled to the second node and a second end coupled to the third node.

일 실시예에 있어서, 상기 서브 하모닉 발진 제어부는 제1 스위치, 제2 스위치, 제3 스위치, 제1 커패시터, 제2 커패시터, 덧셈기 및 비교기를 포함할 수 있다. 상기 제1 스위치는 상기 부하 전압을 입력받는 제1 말단과 제1 노드에 연결되는 제2 말단을 제1 제어 신호에 응답하여 전기적으로 연결할 수 있다. 상기 제2 스위치는 상기 제1 노드에 연결되는 제1 말단과 제2 노드에 연결되는 제2 말단을 제2 제어 신호에 응답하여 전기적으로 연결할 수 있다. 상기 제3 스위치는 상기 제1 노드에 연결되는 제1 말단과 상기 제2 노드와 연결되는 제2 말단을 제3 제어 신호에 응답하여 전기적으로 연결할 수 있다. 상기 제1 커패시터는 상기 제1 노드에 연결되는 제1 말단 및 접지 전압을 입력받는 제2 말단을 구비할 수 있다. 상기 제2 커패시터는 상기 제2 노드에 연결되는 제1 말단 및 상기 접지 전압을 입력받는 제2 말단을 구비할 수 있다. 상기 덧셈기는 상기 제2 노드의 전압과 상기 오프셋 전압을 더하여 한계 전압을 생성할 수 있다. 상기 비교기는 상기 부하 전압이 상기 한계 전압을 초과하는 경우 상기 제2 리셋 신호를 활성화시킬 수 있다.In one embodiment, the sub harmonic oscillation control unit may include a first switch, a second switch, a third switch, a first capacitor, a second capacitor, an adder, and a comparator. The first switch may electrically connect the first terminal receiving the load voltage and the second terminal connected to the first node in response to the first control signal. The second switch may electrically connect the first end connected to the first node and the second end connected to the second node in response to a second control signal. The third switch may electrically connect a first terminal coupled to the first node and a second terminal coupled to the second node in response to a third control signal. The first capacitor may have a first terminal connected to the first node and a second terminal receiving a ground voltage. The second capacitor may have a first terminal coupled to the second node and a second terminal receiving the ground voltage. The adder may add the voltage of the second node and the offset voltage to generate a threshold voltage. The comparator may activate the second reset signal when the load voltage exceeds the threshold voltage.

일 실시예에 있어서, 상기 제1 제어 신호와 상기 제2 제어 신호는 상보적인 값을 가질 수 있다.In one embodiment, the first control signal and the second control signal may have complementary values.

일 실시예에 있어서, 초기화 구간 동안 제3 제어 신호가 활성화되고, 상기 초기화 구간이 지난 후 상기 제3 제어 신호는 비활성화될 수 있다.In one embodiment, the third control signal is activated during the initialization interval, and the third control signal may be deactivated after the initialization interval.

일 실시예에 있어서, 상기 제2 커패시터의 양단 전압은 상기 부하 전압의 이전 평균 값일 수 있다.In one embodiment, the voltage across the second capacitor may be a previous average value of the load voltage.

일 실시예에 있어서, 상기 비교기는 인에이블 신호가 활성화된 경우 상기 제2 리셋 신호를 출력할 수 있다.In one embodiment, the comparator may output the second reset signal when the enable signal is activated.

일 실시예에 있어서, 상기 평균 전류 유지 제어부는 기준 전압 생성기, 제1 비교기, 제2 비교기, 제3 비교기 및 적분기를 포함할 수 있다. 상기 기준 전압 생성기는 상기 제3 리셋 신호 및 업/다운 신호에 기초하여 피크 전압을 생성할 수 있다. 상기 제1 비교기는 상기 기준 전압과 상기 부하 전압을 비교하여 제1 카운트 신호를 생성할 수 있다. 상기 적분기는 상기 제1 카운트 신호를 적분하여 적분 신호를 생성할 수 있다. 상기 제2 비교기는 상기 적분 신호를 기준 값과 비교한 결과를 상기 업/다운 신호로서 출력할 수 있다. 상기 제3 비교기는 상기 부하 전압이 상기 피크 전압보다 커지는 경우 상기 제1 리셋 신호를 펄스 형태로 활성화시킬 수 있다.In one embodiment, the average current holding control unit may include a reference voltage generator, a first comparator, a second comparator, a third comparator, and an integrator. The reference voltage generator may generate a peak voltage based on the third reset signal and the up / down signal. The first comparator may compare the reference voltage and the load voltage to generate a first count signal. The integrator may integrate the first count signal to generate an integration signal. The second comparator may output a result of comparing the integrated signal with a reference value as the up / down signal. The third comparator may activate the first reset signal in a pulse form when the load voltage is greater than the peak voltage.

일 실시예에 있어서, 상기 제2 비교기는 상기 적분 신호가 상기 기준 값보다 큰 경우 상기 업/다운 신호를 활성화하고, 상기 제2 비교기는 상기 적분 신호가 상기 기준 값보다 작은 경우 상기 업/다운 신호를 비활성화할 수 있다.In one embodiment, the second comparator activates the up / down signal when the integrated signal is greater than the reference value, and the second comparator activates the up / down signal when the integrated signal is smaller than the reference value. Can be deactivated.

일 실시예에 있어서, 상기 기준 전압 생성기는 상기 제3 리셋 신호가 활성화되고 상기 업/다운 신호가 활성화된 경우 상기 피크 전압을 증가시키고, 상기 기준 전압 생성기는 상기 제3 리셋 신호가 활성화되고 상기 업/다운 신호가 비활성화된 경우 상기 피크 전압을 감소시킬 수 있다.In one embodiment, the reference voltage generator increases the peak voltage when the third reset signal is activated and the up / down signal is activated, and the reference voltage generator generates the third reset signal, / Down < / RTI > signal is deactivated.

본 발명의 실시예들에 따른 LED 구동 회로는 서브 하모닉 발진에 의한 구동 전류의 리플 변화를 줄여 보다 정밀하고 안정된 구동 전류를 생성할 수 있다.The LED driving circuit according to the embodiments of the present invention can reduce the ripple change of the driving current due to the sub harmonic oscillation to generate a more precise and stable driving current.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 구동 회로를 나타내는 블록도이다.
도 2는 도 1의 LED 구동 회로에 포함되는 LED 블록을 나타내는 블록도이다.
도 3은 도 1의 LED 구동 회로에 포함되는 서브 하모닉 발진 제어부를 나타내는 블록도이다.
도 4는 도 1의 LED 구동 회로에 포함되는 비활성화 구간 제어부를 나타내는 블록도이다.
도 5는 도 1의 LED 구동 회로에 포함되는 평균 전류 유지 제어부를 나타내는 블록도이다.
도 6은 도 1의 LED 구동 회로의 신호들의 동작을 나타내는 타이밍도이다.
1 is a block diagram showing an LED driving circuit according to an embodiment of the present invention.
2 is a block diagram showing an LED block included in the LED driving circuit of FIG.
3 is a block diagram showing a sub harmonic oscillation control unit included in the LED driving circuit of FIG.
4 is a block diagram showing an inactivation period control part included in the LED driving circuit of FIG.
5 is a block diagram showing an average current holding control unit included in the LED driving circuit of FIG.
6 is a timing chart showing the operation of the signals of the LED driving circuit of Fig.

본문에 개시되어 있는 본 발명의 실시예들에 대해서, 특정한 구조적 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며 본문에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니 된다. For the embodiments of the invention disclosed herein, specific structural and functional descriptions are set forth for the purpose of describing an embodiment of the invention only, and it is to be understood that the embodiments of the invention may be practiced in various forms, The present invention should not be construed as limited to the embodiments described in Figs.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 구성요소에 대해 사용하였다. The present invention is capable of various modifications and various forms, and specific embodiments are illustrated in the drawings and described in detail in the text. It should be understood, however, that the invention is not intended to be limited to the particular forms disclosed, but includes all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention. Similar reference numerals have been used for the components in describing each drawing.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위로부터 이탈되지 않은 채 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. The terms first, second, etc. may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another. For example, without departing from the scope of the present invention, the first component may be referred to as a second component, and similarly, the second component may also be referred to as a first component.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다. It is to be understood that when an element is referred to as being "connected" or "connected" to another element, it may be directly connected or connected to the other element, . On the other hand, when an element is referred to as being "directly connected" or "directly connected" to another element, it should be understood that there are no other elements in between. Other expressions that describe the relationship between components, such as "between" and "between" or "neighboring to" and "directly adjacent to" should be interpreted as well.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시(說示)된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. The terminology used in this application is used only to describe a specific embodiment and is not intended to limit the invention. The singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In the present application, the terms "comprises" or "having", etc., are intended to specify the presence of stated features, integers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof, But do not preclude the presence or addition of other features, numbers, steps, operations, elements, parts or combinations thereof.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다. Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. Terms such as those defined in commonly used dictionaries are to be interpreted as having a meaning consistent with the contextual meaning of the related art and are to be interpreted as either ideal or overly formal in the sense of the present application Do not.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The same reference numerals are used for the same constituent elements in the drawings and redundant explanations for the same constituent elements are omitted.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 구동 회로를 나타내는 블록도이다.1 is a block diagram showing an LED driving circuit according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, LED 구동 회로(100)는 구동 트랜지스터(170), LED 블록(160), 부하 저항(RL), 평균 전류 유지 제어부(120), 서브 하모닉 발진 제어부(110), 논리합 연산기(130), 비활성화 구간 제어부(140) 및 SR 래치(Latch)(150)를 포함한다.1, the LED driving circuit 100 includes a driving transistor 170, an LED block 160, a load resistor RL, an average current holding control section 120, a sub harmonic oscillation control section 110, 130, an inactivation period control unit 140, and an SR latch 150. [

LED 블록(160)은 입력 전압(VIN)에 상응하는 구동 전류(ILED)로서 발광 다이오드(LED)를 구동하고, 구동 전류(ILED)를 구동 트랜지스터(170)의 드레인으로 출력한다. LED 블록(160)에 대하여 도 2를 참조하여 후술한다.The LED block 160 drives the light emitting diode (LED) as the driving current ILED corresponding to the input voltage VIN and outputs the driving current ILED to the drain of the driving transistor 170. The LED block 160 will be described later with reference to Fig.

부하 저항(RL)은 구동 트랜지스터(170)의 소스와 연결되는 일 말단 및 접지 전압(GND)이 인가되는 타 말단을 포함한다. 평균 전류 유지 제어부(120)는 구동 트랜지스터(170)의 소스의 부하 전압(VL) 및 기준 전압(VREF)에 기초하여 구동 전류(ILED)의 평균 값을 유지시키는 제1 리셋 신호(RST1)를 생성한다. 평균 전류 유지 제어부(120)에 대하여 도 5를 참조하여 후술한다.The load resistor RL includes one end connected to the source of the driving transistor 170 and the other end to which the ground voltage GND is applied. The average current holding control section 120 generates a first reset signal RST1 that holds the average value of the driving current ILED based on the load voltage VL of the source of the driving transistor 170 and the reference voltage VREF do. The average current holding control unit 120 will be described later with reference to Fig.

서브 하모닉 발진 제어부(110)는 부하 전압(VL)이 부하 전압(VL)의 이전 평균 값과 오프셋 전압(VOS)을 더한 값보다 작도록 유지시키는 제2 리셋 신호(RST2)를 생성한다. 논리합 연산기(130)는 제1 리셋 신호(RST1)와 제2 리셋 신호(RST2)를 논리합 연산하여 제3 리셋 신호(RST3)를 생성한다. 비활성화 구간 제어부(140)는 출력 신호(QSIG)가 비활성화되고 미리 정의된 시간이 흐른 후 셋(Set) 신호(SET)를 활성화한다. SR 래치는 셋 신호(SET)를 셋 포트(SP)로 입력받고, 제3 리셋 신호(RST3)를 리셋 포트(RP)로 입력 받아, 출력 포트(QP)를 통해 출력 신호(QSIG)를 구동 트랜지스터(170)의 게이트에 제공한다. 서브 하모닉 발진 제어부(110)에 대하여 도 3을 참조하여 후술하고, 비활성화 구간 제어부(140)에 대하여 도 4를 참조하여 후술한다.The sub harmonic oscillation control section 110 generates a second reset signal RST2 that keeps the load voltage VL smaller than the value obtained by adding the offset voltage VOS to the previous average value of the load voltage VL. The OR operator 130 performs a logical sum operation on the first reset signal RST1 and the second reset signal RST2 to generate a third reset signal RST3. The inactivation period control unit 140 activates the set signal SET after the output signal QSIG is inactivated and a predetermined time elapses. The SR latch receives the set signal SET as a set port SP and receives the third reset signal RST3 as a reset port RP to output the output signal QSIG through the output port QP to the driving transistor TR. (170). The sub harmonic oscillation control unit 110 will be described later with reference to FIG. 3, and the inactivity period control unit 140 will be described later with reference to FIG.

일 실시예에 있어서, 출력 신호(QSIG)가 활성화된 경우, 구동 트랜지스터(170)는 턴-온되고, LED 블록(160)을 통해 생성되는 구동 전류(ILED)는 시간에 비례하여 선형적으로 증가한다. 일 실시예에 있어서, 출력 신호(QSIG)가 비활성화된 경우, 구동 트랜지스터(170)는 턴-오프되고, LED 블록(160)을 통해 생성되는 구동 전류(ILED)는 시간에 비례하여 선형적으로 감소한다.In one embodiment, when the output signal QSIG is activated, the drive transistor 170 is turned on and the drive current ILED generated through the LED block 160 increases linearly with time do. In one embodiment, when the output signal QSIG is inactive, the driving transistor 170 is turned off and the driving current ILED generated through the LED block 160 is linearly reduced in proportion to time do.

일 실시예에 있어서, 서브 하모닉 발진 제어부(110)는 인에이블 신호(EN)가 활성화된 경우 동작할 수 있다.In one embodiment, the sub harmonic oscillation control unit 110 may operate when the enable signal EN is activated.

도 2는 도 1의 LED 구동 회로에 포함되는 LED 블록을 나타내는 블록도이다.2 is a block diagram showing an LED block included in the LED driving circuit of FIG.

도 2를 참조하면, LED 블록(160)은 발광 다이오드(LED), 커패시터(C1), 다이오드(DIODE) 및 인덕터(L)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 2, the LED block 160 may include a light emitting diode (LED), a capacitor C1, a diode DIODE, and an inductor L. Referring to FIG.

입력 전압(VIN)은 제1 노드(N1)를 통해 인가된다. 발광 다이오드(LED)의 일 말단은 제1 노드(N1)와 연결되고, 발광 다이오드(LED)의 타 말단은 제3 노드(N3)와 연결된다. 커패시터(C1)의 일 말단은 제1 노드(N1)와 연결되고, 커패시터(C1)의 타 말단은 제3 노드(N3)와 연결된다. 다이오드(DIODE)의 일 말단은 제1 노드(N1)와 연결되고 다이오드(DIODE)의 타 말단은 제2 노드(N2)와 연결된다. 인덕터(L)의 일 말단은 제2 노드(N2)에 연결되고 인덕터(L)의 타 말단은 제3 노드(N3)에 연결된다.The input voltage VIN is applied through the first node N1. One end of the light emitting diode (LED) is connected to the first node (N1), and the other end of the light emitting diode (LED) is connected to the third node (N3). One end of the capacitor C1 is connected to the first node N1 and the other end of the capacitor C1 is connected to the third node N3. One end of the diode DIODE is connected to the first node N1 and the other end of the diode DIODE is connected to the second node N2. One end of the inductor L is connected to the second node N2 and the other end of the inductor L is connected to the third node N3.

구동 트랜지스터(170)가 턴-온되는 경우 구동 전류(ILED)는 시간에 비례하여 선형적으로 증가하고, 구동 트랜지스터(170)가 턴-오프되는 경우 구동 전류(ILED)는 시간에 비례하여 선형적으로 감소할 수 있다.When the driving transistor 170 is turned on, the driving current ILED linearly increases in proportion to time, and when the driving transistor 170 is turned off, the driving current ILED is linearly proportional to the time . ≪ / RTI >

도 3은 도 1의 LED 구동 회로에 포함되는 서브 하모닉 발진 제어부를 나타내는 블록도이다.3 is a block diagram showing a sub harmonic oscillation control unit included in the LED driving circuit of FIG.

도 3을 참조하면, 서브 하모닉 발진 제어부(110)는 제1 스위치(SW1), 제2 스위치(SW2), 제3 스위치(SW3), 제1 커패시터(CS), 제2 커패시터(CH), 덧셈기(111) 및 비교기(112)를 포함할 수 있다.3, the sub harmonic oscillation control unit 110 includes a first switch SW1, a second switch SW2, a third switch SW3, a first capacitor CS, a second capacitor CH, (111) and a comparator (112).

제1 스위치(SW1)는 부하 전압(VL)을 입력받는 제1 말단과 제1 노드(N4)에 연결되는 제2 말단을 제1 제어 신호(CS1)에 응답하여 전기적으로 연결할 수 있다. 제2 스위치(SW2)는 제1 노드(N4)에 연결되는 제1 말단과 제2 노드(N5)에 연결되는 제2 말단을 제2 제어 신호(CS2)에 응답하여 전기적으로 연결할 수 있다. 제3 스위치(SW3)는 제1 노드(N4)에 연결되는 제1 말단과 제2 노드(N5)와 연결되는 제2 말단을 제3 제어 신호(SW3)에 응답하여 전기적으로 연결할 수 있다. 제1 커패시터(CS)는 제1 노드(N4)에 연결되는 제1 말단 및 접지 전압(GND)을 입력받는 제2 말단을 구비할 수 있다. 제2 커패시터(CH)는 제2 노드(N5)에 연결되는 제1 말단 및 접지 전압(GND)을 입력받는 제2 말단을 구비할 수 있다. 덧셈기(111)는 제2 노드(N5)의 전압(VSH)과 오프셋 전압(VOS)을 더하여 한계 전압(VSHP)을 생성할 수 있다. 비교기(112)는 부하 전압(VL)이 한계 전압(VSHP)을 초과하는 경우 제2 리셋 신호(RST2)를 활성화시킬 수 있다.The first switch SW1 may electrically connect the first terminal receiving the load voltage VL and the second terminal connected to the first node N4 in response to the first control signal CS1. The second switch SW2 may electrically connect the first end connected to the first node N4 and the second end connected to the second node N5 in response to the second control signal CS2. The third switch SW3 may electrically connect the first end connected to the first node N4 and the second end connected to the second node N5 in response to the third control signal SW3. The first capacitor CS may have a first terminal connected to the first node N4 and a second terminal receiving the ground voltage GND. The second capacitor CH may have a first terminal connected to the second node N5 and a second terminal receiving the ground voltage GND. The adder 111 can generate the limit voltage VSHP by adding the voltage VSH and the offset voltage VOS of the second node N5. The comparator 112 can activate the second reset signal RST2 when the load voltage VL exceeds the limit voltage VSHP.

일 실시예에 있어서, 제1 제어 신호(CS1)와 제2 제어 신호(CS2)는 상보적인 값을 가질 수 있다. 일 실시예에 있어서, 초기화 구간 동안 제3 제어 신호(SW3)가 활성화되고, 초기화 구간이 지난 후 제3 제어 신호(SW3)는 비활성화될 수 있다.In one embodiment, the first control signal CS1 and the second control signal CS2 may have a complementary value. In one embodiment, the third control signal SW3 is activated during the initialization period, and the third control signal SW3 may be inactive after the initialization period.

초기화 구간 동안 제1 제어 신호(CS1) 및 제3 제어 신호(SW3)는 활성화되고, 제1 커패시터(CS) 및 제2 커패시터(CH)의 양단에 부하 전압(VL)이 인가된다. The first control signal CS1 and the third control signal SW3 are activated and the load voltage VL is applied to both ends of the first capacitor CS and the second capacitor CH during the initialization period.

t=0에서 초기화 구간이 끝나고, t=T0에서 제1 제어 신호(CS1)가 활성화되고 제2 제어 신호(CS2)가 비활성화되는 경우, 제1 커패시터(CS)의 양단에는 t=T0에서의 부하 전압(VL)이 인가된다. t=T1에서 제1 제어 신호(CS1)가 비활성화되고 제2 제어 신호(CS2)가 활성화되는 경우, 제1 커패시터(CS)의 양단 및 제2 커패시터(CH)의 양단에는 t=T0에서의 부하 전압(VL)과 t=T1에서의 부하 전압(VL)의 제1 평균 값이 저장된다. t=T2에서 제1 제어 신호(CS1)가 활성화되고 제2 제어 신호(CS2)가 비활성화되는 경우, 제1 커패시터(CS)의 양단에는 t=T2에서의 부하 전압(VL)이 인가된다. t=T3에서 제1 제어 신호(CS1)가 비활성화되고 제2 제어 신호(CS2)가 활성화되는 경우, 제1 커패시터(CS)의 양단 및 제2 커패시터(CH)의 양단에는 상기 제1 평균 값과 t=T2에서의 부하 전압(VL)의 제2 평균 값이 저장된다. 결과적으로 제2 커패시터(CH)의 양단 전압은 부하 전압(VL)의 이전 평균 값일 수 있다.When the initialization period ends at t = 0 and the first control signal CS1 is activated and the second control signal CS2 is deactivated at t = T0, both ends of the first capacitor CS are loaded with a load at t = T0 The voltage VL is applied. When the first control signal CS1 is deactivated and the second control signal CS2 is activated at t = T1, both ends of the first capacitor CS and both ends of the second capacitor CH are loaded with a load at t = T0 The first average value of the voltage VL and the load voltage VL at t = T1 is stored. When the first control signal CS1 is activated and the second control signal CS2 is deactivated at t = T2, the load voltage VL at t = T2 is applied to both ends of the first capacitor CS. both ends of the first capacitor CS and both ends of the second capacitor CH are connected to the first average value and the second average value at both ends of the first capacitor CS when the first control signal CS1 is deactivated and the second control signal CS2 is activated at t = The second average value of the load voltage VL at t = T2 is stored. As a result, the voltage across the second capacitor CH may be the previous average value of the load voltage VL.

비교기(112)는 인에이블 신호(EN)가 활성화되고, 부하 전압(VL)이 한계 전압(VSHP)을 넘어설 때 펄스 형태로 제2 리셋 신호(RST)를 활성화할 수 있다.The comparator 112 can activate the second reset signal RST in a pulse form when the enable signal EN is activated and the load voltage VL exceeds the threshold voltage VSHP.

도 4는 도 1의 LED 구동 회로에 포함되는 비활성화 구간 제어부를 나타내는 블록도이다.4 is a block diagram showing an inactivation period control part included in the LED driving circuit of FIG.

도 4를 참조하면, 비활성화 구간 제어부(140)는 인버터(141), 전류원(142), 제4 스위치(SW4), 제5 스위치(SW5), 제2 커패시터(C2) 및 비교기(143)를 포함할 수 있다. 비활성화 구간 제어부(140)는 도 4와 다른 형태의 구조로 구현될 수도 있다.4, the inactivation period control unit 140 includes an inverter 141, a current source 142, a fourth switch SW4, a fifth switch SW5, a second capacitor C2, and a comparator 143 can do. The inactivity period control unit 140 may be implemented in a structure different from that of FIG.

인버터(141)는 출력 신호(QSIG)를 입력 받아 반전 출력 신호(IQSIG)를 생성한다. 전류원(142)의 일 말단에 전원 전압(VDD)이 인가되고, 전류원(142)의 타 말단은 제4 스위치(SW4)의 일 말단에 연결되고, 제4 스위치(SW4)의 타 말단은 제6 노드(N6)에 연결되고, 제4 스위치(SW4)는 반전 출력 신호(IQSIG)에 응답하여 일 말단과 타 말단을 연결한다. 제5 스위치(SW5)의 일 말단에 접지 전압(GND)이 인가되고, 제5 스위치(SW5)의 타 말단은 제6 노드(N6)와 연결되고, 제5 스위치(SW5)는 출력 신호(QSIG)에 응답하여 일 말단과 타 말단을 연결한다. 제2 커패시터(C2)의 일 말단에 접지 전압(GND)이 인가되고, 제2 커패시터(C2)의 타 말단은 제6 노드(N6)와 연결된다. 비교기(143)의 + 입력 단자는 제6 노드(N6)와 연결되고, 비교기(143)의 입력 단자에 바이어스 전압(VBIAS)이 인가되고, 비교기(143)는 셋 신호(SET)를 출력한다.The inverter 141 receives the output signal QSIG and generates an inverted output signal IQSIG. The power source voltage VDD is applied to one terminal of the current source 142 and the other terminal of the current source 142 is connected to one terminal of the fourth switch SW4 and the other terminal of the fourth switch SW4 is connected to the terminal of the sixth Node N6, and the fourth switch SW4 connects one terminal to the other terminal in response to the inverted output signal IQSIG. The ground voltage GND is applied to one terminal of the fifth switch SW5 and the other terminal of the fifth switch SW5 is connected to the sixth node N6 and the fifth switch SW5 receives the output signal QSIG ) To connect one end and the other end. The ground voltage GND is applied to one terminal of the second capacitor C2 and the other terminal of the second capacitor C2 is connected to the sixth node N6. The positive input terminal of the comparator 143 is connected to the sixth node N6 and the bias voltage VBIAS is applied to the input terminal of the comparator 143. The comparator 143 outputs the set signal SET.

출력 신호(QSIG)가 활성화된 경우, 제4 스위치(SW4)의 양 말단은 전기적으로 분리되고 제5 스위치(SW5)의 양 말단은 전기적으로 연결되어 제2 커패시터(C2)의 양단 전압은 0V로 초기화된다. 이후, 출력 신호(QSIG)가 비활성화된 경우, 제4 스위치(SW4)의 양 말단은 전기적으로 연결되고 제5 스위치(SW5)의 양 말단은 전기적으로 분리되어 전류원(142)에서 제공하는 바이어스 전류(IBIAS)에 의해 제2 커패시터(C2)에 전하가 쌓이게 되고, 제2 커패시터(C2)의 타 말단이 연결된 제6 노드(N6)의 전압이 시간에 비례하여 증가하게 된다. 비교기(143)는 제6 노드(N6)의 전압이 바이어스 전압(VBIAS)보다 커질 때 셋 신호(SET)를 펄스 형태로 활성화시킬 수 있다. 일 실시예에 있어서, 상기 미리 정의된 시간은 바이어스 전압(VBIAS)과 바이어스 전류(IBIAS)의 비율에 의해 결정될 수 있다.When the output signal QSIG is activated, both terminals of the fourth switch SW4 are electrically disconnected and both terminals of the fifth switch SW5 are electrically connected so that the voltage across the second capacitor C2 is 0V Is initialized. Thereafter, when the output signal QSIG is inactivated, both ends of the fourth switch SW4 are electrically connected and both ends of the fifth switch SW5 are electrically disconnected and the bias current Charge is accumulated in the second capacitor C2 by the IBIAS and the voltage of the sixth node N6 connected to the other end of the second capacitor C2 increases in proportion to the time. The comparator 143 can activate the set signal SET in a pulse form when the voltage of the sixth node N6 becomes larger than the bias voltage VBIAS. In one embodiment, the predefined time may be determined by the ratio of the bias voltage (VBIAS) and the bias current (IBIAS).

도 5는 도 1의 LED 구동 회로에 포함되는 평균 전류 유지 제어부를 나타내는 블록도이다.5 is a block diagram showing an average current holding control unit included in the LED driving circuit of FIG.

도 5를 참조하면, 평균 전류 유지 제어부(120)는 기준 전압 생성기(REFGEN), 제1 비교기(CMP1), 제2 비교기(CMP2), 제3 비교기(CMP3) 및 적분기(INT)를 포함할 수 있다. 평균 전류 유지 제어부(120)는 도 5와 다른 형태의 구조로 구현될 수도 있다.5, the average current holding control unit 120 may include a reference voltage generator REFGEN, a first comparator CMP1, a second comparator CMP2, a third comparator CMP3, and an integrator INT have. The average current maintenance controller 120 may be implemented in a structure different from that of FIG.

기준 전압 생성기(REFGEN)는 제3 리셋 신호(RST3) 및 업/다운 신호(UDS)에 기초하여 피크 전압(VPEAK)을 생성할 수 있다. 제1 비교기(CMP1)는 기준 전압(VREF)에서 부하 전압(VL)을 뺀 값을 제1 카운트 신호(COUT1)로서 생성할 수 있다. 적분기(INT)는 제1 카운트 신호(COUT1)를 적분하여 적분 신호(IOUT)를 생성할 수 있다. 제2 비교기(CMP2)는 적분 신호(IOUT)를 기준 값과 비교한 결과를 업/다운 신호(UDS)로서 출력할 수 있다. 제3 비교기(CMP3)는 부하 전압(VL)이 피크 전압(VPEAK)보다 커지는 경우 제1 리셋 신호(RST1)를 펄스 형태로 활성화시킬 수 있다. 일 실시예에 있어서, 상기 기준 값은 0V 일 수 있다.The reference voltage generator REFGEN may generate the peak voltage VPEAK based on the third reset signal RST3 and the up / down signal UDS. The first comparator CMP1 may generate a value obtained by subtracting the load voltage VL from the reference voltage VREF as the first count signal COUT1. The integrator INT may integrate the first count signal COUT1 to produce the integral signal IOUT. The second comparator CMP2 may output the result of the comparison of the integral signal IOUT with the reference value as the up / down signal UDS. The third comparator CMP3 may activate the first reset signal RST1 in a pulse form when the load voltage VL is larger than the peak voltage VPEAK. In one embodiment, the reference value may be 0V.

일 실시예에 있어서, 제2 비교기(CMP2)는 적분 신호(IOUT)가 기준 값보다 큰 경우 업/다운 신호(UDS)를 활성화하고, 제2 비교기(CMP2)는 적분 신호(IOUT)가 기준 값보다 작은 경우 업/다운 신호(UDS)를 비활성화할 수 있다.In one embodiment, the second comparator CMP2 activates the up / down signal UDS when the integration signal IOUT is greater than the reference value and the second comparator CMP2 activates the up / The up / down signal UDS can be deactivated.

일 실시예에 있어서, 기준 전압 생성기(REFGEN)는 제3 리셋 신호(RST3)가 활성화되고 업/다운 신호(UDS)가 활성화된 경우 피크 전압(VPEAK)을 증가시키고, 기준 전압 생성기(REFGEN)는 제3 리셋 신호(RST3)가 활성화되고 업/다운 신호(UDS)가 비활성화된 경우 피크 전압(VPEAK)을 감소시킬 수 있다.In one embodiment, the reference voltage generator REFGEN increases the peak voltage VPEAK when the third reset signal RST3 is activated and the up / down signal UDS is activated, and the reference voltage generator REFGEN It is possible to reduce the peak voltage VPEAK when the third reset signal RST3 is activated and the up / down signal UDS is inactivated.

도 6은 도 1의 LED 구동 회로의 신호들의 동작을 나타내는 타이밍도이다.6 is a timing chart showing the operation of the signals of the LED driving circuit of Fig.

도 6을 참조하면, 제1 시점(211)부터 제3 시점(213)까지 인에이블 신호(EN)가 비활성화된 경우, 부하 전압(VL)은 제1 시점(211)에서 제1 피크 값을 가지고, 부하 전압(VL)은 제3 시점(213)에서 제2 피크 값을 가진다. 다시 말해, 부하 전압(VL)이 나타내는 구동 전류(ILED)에서 서브 하모닉 발진 현상이 발생하고 있다. 이 경우, 부하 전압(VL)이 피크 값을 가질 때마다(211, 213) 제1 리셋 신호(RST1)가 펄스 형태로 활성화될 수 있다.6, when the enable signal EN is inactivated from the first time point 211 to the third time point 213, the load voltage VL has a first peak value at the first time point 211 , And the load voltage (VL) has a second peak value at the third time point (213). In other words, a sub harmonic oscillation phenomenon occurs in the drive current ILED indicated by the load voltage VL. In this case, the first reset signal RST1 may be activated in a pulse form whenever the load voltage VL has a peak value (211, 213).

제3 시점(213)부터 제7 시점(217)까지는 한계 전압(VSHP)이 안정화 과정을 거치고, 제7 시점(217) 이후 한계 전압(VSHP)은 안정화 된다.The limit voltage VSHP is stabilized from the third time point 213 to the seventh time point 217 and the limit voltage VSHP after the seventh time point 217 is stabilized.

인에이블 신호(EN)가 활성화된 경우, 부하 전압(VL)이 피크 값을 가질 때마다(217, 219, 221, 223) 제1 리셋 신호(RST1)와 제2 리셋 신호(RST2)가 번갈아 가며 펄스 형태로 활성화될 수 있다. 자세히 설명하면, 인에이블 신호(EN)가 활성화되고 부하 전압(VL)이 제7 시점(217)과 제11 시점(221)에서 제3 피크 값 및 제9 시점(219)과 제13 시점(223)에서 제4 피크 값을 가지는 경우, 제7 시점(217)과 제11 시점(221)에서 제2 리셋 신호(RST2)가 펄스 형태로 활성화되고 제9 시점(219)과 제13 시점(223)에서 제1 리셋 신호(RST1)가 펄스 형태로 활성화될 수 있다.When the enable signal EN is activated, the first reset signal RST1 and the second reset signal RST2 alternate each time the load voltage VL has a peak value (217, 219, 221, 223) It can be activated in pulse form. More specifically, when the enable signal EN is activated and the load voltage VL is higher than the third peak value at the seventh time point 217 and the eleventh time point 221 and the third peak value and the ninth time point 219 and the thirteenth time point 223 The second reset signal RST2 is activated in the form of a pulse at the seventh time point 217 and the eleventh time point 221 and the ninth time point 219 and the thirteenth time point 223 are activated in a pulse form, The first reset signal RST1 may be activated in a pulse form.

제7 시점(217) 이후로 한계 전압(VSHP)이 안정화 된 경우, 제7 시점(217)과 제11 시점(221)에서의 상기 제3 피크 값과 제9 시점(219)과 제13 시점(223)에서의 상기 제4 피크 값의 차이가 오프셋 전압(VOS)의 두 배로 설정된다. 제3 시점(213) 이전보다 부하 전압(VL) 및 구동 전류(ILED)의 서브 하모닉 발진이 줄어들었음을 알 수 있다.The third peak value at the seventh time point 217 and the third peak value at the ninth time point 219 and the thirteenth time point 221 at the seventh time point 217 223) is set to twice the offset voltage (VOS). It can be seen that the sub harmonic oscillation of the load voltage VL and the drive current ILED is reduced before the third time 213.

본 발명의 실시예들에 따른 LED 구동 회로는 전기적으로 LED를 사용하는 조명 기기 또는 디스플레이 기기에 응용될 수 있다. 자세하게는, 상기 LED 구동 회로는 LED를 사용하는 전등 및 자동차 헤드 램프 등의 조명 기기에 응용될 수 있으며, 모니터, 노트북, TV 및 스마트폰 등에 포함되는 디스플레이 장치에 응용될 수 있다.The LED driving circuit according to embodiments of the present invention can be applied to a lighting device or a display device that uses an LED electrically. Specifically, the LED driving circuit can be applied to a lighting apparatus such as a lamp using an LED and an automobile head lamp, and can be applied to a display apparatus included in a monitor, a notebook, a TV, and a smart phone.

상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.Although the preferred embodiments of the present invention have been disclosed for illustrative purposes, those skilled in the art will appreciate that various modifications, additions and substitutions are possible, without departing from the scope and spirit of the invention as disclosed in the accompanying claims. It will be understood that the invention may be modified and varied without departing from the scope of the invention.

Claims (16)

구동 트랜지스터;
입력 전압에 상응하는 구동 전류로서 발광 다이오드(LED)를 구동하고, 상기 구동 전류를 상기 구동 트랜지스터의 드레인으로 출력하는 LED 블록;
상기 구동 트랜지스터의 소스와 연결되는 일 말단 및 접지 전압이 인가되는 타 말단을 포함하는 부하 저항;
상기 구동 트랜지스터의 상기 소스의 부하 전압 및 기준 전압에 기초하여 상기 구동 전류의 평균 값을 유지시키는 제1 리셋 신호를 생성하는 평균 전류 유지 제어부;
상기 부하 전압이 상기 부하 전압의 이전 평균 값과 오프셋 전압을 더한 값보다 작도록 유지시키는 제2 리셋 신호를 생성하는 서브 하모닉 발진 제어부;
상기 제1 리셋 신호와 상기 제2 리셋 신호를 논리합 연산하여 제3 리셋 신호를 생성하는 논리합 연산기;
출력 신호가 비활성화되고 미리 정의된 시간이 흐른 후 셋(Set) 신호를 활성화하는 비활성화 구간 제어부; 및
상기 셋 신호를 셋 포트로 입력받고, 상기 제3 리셋 신호를 리셋 포트로 입력 받아, 출력 포트를 통해 상기 출력 신호를 상기 구동 트랜지스터의 게이트에 제공하는 SR 래치(Latch)를 포함하고,
상기 서브 하모닉 발진 제어부는,
상기 부하 전압을 입력받는 제1 말단과 제1 노드에 연결되는 제2 말단을 제1 제어 신호에 응답하여 전기적으로 연결하는 제1 스위치;
상기 제1 노드에 연결되는 제1 말단과 제2 노드에 연결되는 제2 말단을 제2 제어 신호에 응답하여 전기적으로 연결하는 제2 스위치;
상기 제1 노드에 연결되는 제1 말단과 상기 제2 노드와 연결되는 제2 말단을 제3 제어 신호에 응답하여 전기적으로 연결하는 제3 스위치;
상기 제1 노드에 연결되는 제1 말단 및 접지 전압을 입력받는 제2 말단을 구비하는 제1 커패시터;
상기 제2 노드에 연결되는 제1 말단 및 상기 접지 전압을 입력받는 제2 말단을 구비하는 제2 커패시터;
상기 제2 노드의 전압과 상기 오프셋 전압을 더하여 한계 전압을 생성하는 덧셈기; 및
상기 부하 전압이 상기 한계 전압을 초과하는 경우 상기 제2 리셋 신호를 활성화시키는 비교기를 포함하는 LED 구동 회로.
A driving transistor;
An LED block driving a light emitting diode (LED) as a driving current corresponding to an input voltage and outputting the driving current to a drain of the driving transistor;
A load resistor including one end connected to a source of the driving transistor and the other end to which a ground voltage is applied;
An average current holding control unit for generating a first reset signal for maintaining an average value of the driving current based on a load voltage and a reference voltage of the source of the driving transistor;
A sub harmonic oscillation control unit for generating a second reset signal for maintaining the load voltage smaller than a sum of the previous average value and the offset voltage of the load voltage;
An OR operator for performing a logical sum operation on the first reset signal and the second reset signal to generate a third reset signal;
An inactivation period control unit for activating a set signal after the output signal is inactivated and a predetermined time elapses; And
And an SR latch that receives the set signal as a set port, receives the third reset signal as a reset port, and provides the output signal to the gate of the driving transistor through an output port,
Wherein the sub harmonic oscillation control unit comprises:
A first switch electrically connecting a first terminal receiving the load voltage and a second terminal connected to the first node in response to a first control signal;
A second switch electrically connecting the first end connected to the first node and the second end connected to the second node in response to a second control signal;
A third switch electrically connecting a first end connected to the first node and a second end connected to the second node in response to a third control signal;
A first capacitor having a first terminal coupled to the first node and a second terminal receiving a ground voltage;
A second capacitor having a first terminal coupled to the second node and a second terminal receiving the ground voltage;
An adder for adding a voltage of the second node and the offset voltage to generate a threshold voltage; And
And a comparator for activating said second reset signal when said load voltage exceeds said threshold voltage.
제1 항에 있어서,
상기 출력 신호가 활성화된 경우 상기 구동 전류는 시간에 비례하여 선형적으로 증가하고,
상기 출력 신호가 비활성화된 경우 상기 구동 전류는 시간에 비례하여 선형적으로 감소하는 LED 구동 회로.
The method according to claim 1,
Wherein when the output signal is activated, the drive current linearly increases in proportion to time,
Wherein the drive current is linearly decreased in proportion to time when the output signal is inactivated.
제1 항에 있어서,
상기 서브 하모닉 발진 제어부는 인에이블 신호가 활성화된 경우 동작하는 LED 구동 회로.
The method according to claim 1,
And the sub harmonic oscillation control unit operates when the enable signal is activated.
제3 항에 있어서,
상기 인에이블 신호가 비활성화된 경우, 상기 부하 전압이 피크 값(Peak value)을 가질 때마다 상기 제1 리셋 신호가 펄스 형태로 활성화되는 LED 구동 회로.
The method of claim 3,
Wherein the first reset signal is activated in a pulse form whenever the load voltage has a peak value when the enable signal is inactivated.
제3 항에 있어서,
상기 인에이블 신호가 활성화된 경우, 상기 부하 전압이 피크 값을 가질 때마다 상기 제1 리셋 신호와 상기 제2 리셋 신호가 번갈아 가며 펄스 형태로 활성화되는 LED 구동 회로.
The method of claim 3,
Wherein when the enable signal is activated, the first reset signal and the second reset signal are alternately activated in a pulse form whenever the load voltage has a peak value.
제3 항에 있어서,
상기 인에이블 신호가 활성화되고 상기 부하 전압이 제1 피크 값 및 상기 제1 피크 값보다 작은 제2 피크 값을 번갈아 가며 가지는 경우, 상기 부하 전압이 상기 제1 피크 값을 가질 때 상기 제2 리셋 신호가 펄스 형태로 활성화되고 상기 부하 전압이 상기 제2 피크 값을 가질 때 상기 제1 리셋 신호가 펄스 형태로 활성화되는 LED 구동 회로.
The method of claim 3,
When the enable signal is activated and the load voltage has a first peak value and a second peak value alternately smaller than the first peak value, when the load voltage has the first peak value, Is activated in a pulse form and the first reset signal is activated in a pulse form when the load voltage has the second peak value.
제6 항에 있어서,
상기 제1 피크 값과 상기 제2 피크 값의 차이가 상기 오프셋 전압의 두 배인 LED 구동 회로.
The method according to claim 6,
Wherein the difference between the first peak value and the second peak value is twice the offset voltage.
제1 항에 있어서, 상기 LED 블록은
제1 노드를 통해 상기 입력 전압을 입력받는 제1 말단 및 제3 노드와 연결되는 제2 말단을 구비하는 상기 발광 다이오드;
상기 제1 노드와 연결되는 제1 말단 및 상기 제3 노드와 연결되는 제2 말단을 구비하는 커패시터;
상기 제1 노드와 연결되는 제1 말단 및 제2 노드와 연결되는 제2 말단을 구비하는 다이오드; 및
상기 제2 노드에 연결되는 제1 말단 및 상기 제3 노드에 연결되는 제2 말단을 구비하는 인덕터를 포함하는 LED 구동 회로.
The LED module according to claim 1, wherein the LED block
The light emitting diode having a first terminal receiving the input voltage through a first node and a second terminal coupled to a third node;
A capacitor having a first end coupled to the first node and a second end coupled to the third node;
A diode having a first terminal coupled to the first node and a second terminal coupled to the second node; And
An inductor having a first terminal coupled to the second node and a second terminal coupled to the third node.
삭제delete 제1 항에 있어서,
상기 제1 제어 신호와 상기 제2 제어 신호는 상보적인 값을 가지는 LED 구동 회로.
The method according to claim 1,
Wherein the first control signal and the second control signal have complementary values.
제1 항에 있어서,
초기화 구간 동안 제3 제어 신호가 활성화되고,
상기 초기화 구간이 지난 후 상기 제3 제어 신호는 비활성화되는 LED 구동 회로.
The method according to claim 1,
During the initialization period, the third control signal is activated,
And the third control signal is inactivated after the initialization period.
제1 항에 있어서,
상기 제2 커패시터의 양단 전압은 상기 부하 전압의 이전 평균 값인 LED 구동 회로.
The method according to claim 1,
Wherein a voltage across the second capacitor is a previous average value of the load voltage.
제1 항에 있어서,
상기 비교기는 인에이블 신호가 활성화된 경우 상기 제2 리셋 신호를 출력하는 LED 구동 회로.
The method according to claim 1,
And the comparator outputs the second reset signal when the enable signal is activated.
제1 항에 있어서, 상기 평균 전류 유지 제어부는
상기 제3 리셋 신호 및 업/다운 신호에 기초하여 피크 전압을 생성하는 기준 전압 생성기;
상기 기준 전압과 상기 부하 전압을 비교하여 제1 카운트 신호를 생성하는 제1 비교기;
상기 제1 카운트 신호를 적분하여 적분 신호를 생성하는 적분기;
상기 적분 신호를 기준 값과 비교한 결과를 상기 업/다운 신호로서 출력하는 제2 비교기; 및
상기 부하 전압이 상기 피크 전압보다 커지는 경우 상기 제1 리셋 신호를 펄스 형태로 활성화시키는 제3 비교기를 포함하는 LED 구동 회로.
The apparatus of claim 1, wherein the average current maintenance controller
A reference voltage generator for generating a peak voltage based on the third reset signal and the up / down signal;
A first comparator for comparing the reference voltage with the load voltage to generate a first count signal;
An integrator for integrating the first count signal to generate an integrated signal;
A second comparator that outputs a result of comparing the integrated signal with a reference value as the up / down signal; And
And a third comparator for activating the first reset signal in a pulse form when the load voltage is greater than the peak voltage.
제14 항에 있어서,
상기 제2 비교기는 상기 적분 신호가 상기 기준 값보다 큰 경우 상기 업/다운 신호를 활성화하고,
상기 제2 비교기는 상기 적분 신호가 상기 기준 값보다 작은 경우 상기 업/다운 신호를 비활성화하는 LED 구동 회로.
15. The method of claim 14,
And the second comparator activates the up / down signal when the integrated signal is greater than the reference value,
And the second comparator deactivates the up / down signal when the integrated signal is smaller than the reference value.
제15 항에 있어서,
상기 기준 전압 생성기는 상기 제3 리셋 신호가 활성화되고 상기 업/다운 신호가 활성화된 경우 상기 피크 전압을 증가시키고,
상기 기준 전압 생성기는 상기 제3 리셋 신호가 활성화되고 상기 업/다운 신호가 비활성화된 경우 상기 피크 전압을 감소시키는 LED 구동 회로.
16. The method of claim 15,
The reference voltage generator increases the peak voltage when the third reset signal is activated and the up / down signal is activated,
The reference voltage generator decreasing the peak voltage when the third reset signal is activated and the up / down signal is inactive.
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