KR101968923B1 - 정전류 구동 회로 및 정전류 구동 회로를 사용한 엘이디 백라이트 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하고, 출력측에 검출부를 접지 설치할 필요 없이, 컨버터부만으로 정전류 제어가능한 회로를 제공한다.
본 발명에 따른 정전류 구동 회로는, 스위칭 신호를 생성하는 제어 IC, 입력 전원을 수신하는 입력 단자가 구비되고, 상기 스위칭 신호를 수신하며, 상기 스위칭 신호에 근거하여 상기 입력 전원을 스위칭하는 스위칭 소자 및 상기 스위칭 소자에 의해 스위칭된 전원 전류를 정류하고, 평활화하며, 출력 전류를 출력하는 정류 다이오드, 평활 인덕터, 및 평활 콘덴서를 포함한다. 상기 제어 IC는 목표 정전류에 대한 정보를 갖는 참조 신호를 생성하는 참조 신호 생성부, 상기 입력 전원의 전류와 상기 참조 신호를 수신하고 상기 입력 전원의 전류와 상기 목표 정전류를 비교하여 리세트 신호를 출력하는 비교부, 외부 클럭을 세트 신호로 수신하고 상기 리세트 신호를 수신하며 세트 상태를 유지하는 시간 정보를 갖는 플립플롭 신호를 출력하는 플립플롭부, 상기 플립플롭 신호를 수신하고 상기 플립플롭 신호에 근거하여 상기 스위칭 신호를 상기 스위칭 소자로 출력하여 상기 스위칭 소자를 제어하는 지연부를 포함한다.
본 발명에 따른 정전류 구동 회로는, 스위칭 신호를 생성하는 제어 IC, 입력 전원을 수신하는 입력 단자가 구비되고, 상기 스위칭 신호를 수신하며, 상기 스위칭 신호에 근거하여 상기 입력 전원을 스위칭하는 스위칭 소자 및 상기 스위칭 소자에 의해 스위칭된 전원 전류를 정류하고, 평활화하며, 출력 전류를 출력하는 정류 다이오드, 평활 인덕터, 및 평활 콘덴서를 포함한다. 상기 제어 IC는 목표 정전류에 대한 정보를 갖는 참조 신호를 생성하는 참조 신호 생성부, 상기 입력 전원의 전류와 상기 참조 신호를 수신하고 상기 입력 전원의 전류와 상기 목표 정전류를 비교하여 리세트 신호를 출력하는 비교부, 외부 클럭을 세트 신호로 수신하고 상기 리세트 신호를 수신하며 세트 상태를 유지하는 시간 정보를 갖는 플립플롭 신호를 출력하는 플립플롭부, 상기 플립플롭 신호를 수신하고 상기 플립플롭 신호에 근거하여 상기 스위칭 신호를 상기 스위칭 소자로 출력하여 상기 스위칭 소자를 제어하는 지연부를 포함한다.
Description
본 발명은, 정전류의 전원 회로 및 정전류 구동 회로를 사용한 LED 백라이트 장치에 관한 것이다.
종래의 정전류 구동 회로는, 구동되는 부하 회로에 흐르는 전류를 상시 검출하도록 구성되어 있고, 예를 들어, 도 11 및 도 12와 같이 구성되어 있다. 이들의 종래의 정전류 구동 회로는, 다음과 같은 기본 동작을 행한다.
(1) n 개(n>1)의 LED로 이루어지는 LED 스트링(500)에 전류 검출부(RR)를 직렬로 연결하고, 상기 전류 검출부(RR)는 전압(Vsen)을 측정한다.
(2)검출된 전압(Vsen)이 목표값(REF)과 항상 같게 되도록, 출력 전압(Vout)을 제어하고, 출력 전류(Iout)를 일정하게 제어한다. 상기 출력 전압(Vout)과 상기 출력 전류(Iout)는, 스위칭 소자(SI)의 게이트 전압을 제어함으로써 제어된다. 구체적으로는, 도 13을 참조하면, 온-상태의 시간폭(Ton)과 오프-상태의 시간폭(Toff)의 비율을 제어함으로써 제어된다.
상기한 종래의 정전류 구동 회로는, 스위칭 소자(SI)의 온-상태 및 오프-상태에 관계없이, 항상, 전류 검출부(RR)의 전압(Vsen)을 검출할 필요가 있다. 그러나, 전류 검출부(RR)는 구동되는 부하 회로에 직렬로 배치 접속되기 때문에, 상기 전류 검출부(RR)는 전력의 손실 요인으로서, 출력 전류(Iout)의 증가에 따라, 상기 전류 검출부(RR)에 의한 전력 손실도 증가한다는 문제가 있다.
또한, 상기 전류 검출부(RR)가 부하 회로의 고압측에 직렬로 배치되어 있는 경우, 제어 IC는 고전압에 대한 내압성이 요구된다. 한편, 상기 전류 검출부(RR)가 부하 회로의 저압측에 직렬로 배치되어 있는 경우, 부하 회로는 직접적으로 접지될 수 없는 구조로 이루어진다.
또한, 전류 검출부(RR)의 신호를 제어IC로 송신하기 때문에, 구동되는 부하 회로의 출력측에 입력핀을 마련할 필요가 있다.
특허문헌1(일본국 특허 공개 2010-40509)에는, 도 11 및 도 12 이외의 구성을 갖는 정전류 구동 회로가 제안되어 있다. 이 특허 문헌에 나타낸 구동 회로는 스위칭 소자와 직렬로 배치되고 상기 스위칭 소자에 접속된 전류 검출 저항기(RISEN_i) 및 부하 회로와 직렬로 배치되고 상기 부하 회로에 접속된 인덕턴스 코일을 구비하고, 이하의 기본 동작을 행한다.
(1) 승산기는 원하는 LED 전류값인 기준 신호(REF)와 스위칭 소자(SI)의 온/오프 제어 신호(PWM 신호)(PWM_i)를 곱한다.
(2) 전류 검출 저항기(RISEN_i)에 의해, 감시 신호(ISEN_i)을 검출한다. 전류 검출 저항기(RISEN_i)는 스위칭 소자(SI)과 직렬로 접속되어 있기 때문에, 감시 신호(ISEN_i)는 스위칭 소자(SI)에 흐르는 전류와 같다. 여기서, 아래의 식1 및 식2 에 근거하여 감시 신호(ISEN_i)을 산출한다. 이어서, 오차 증폭기에 의해, 식1의 결과값과 감시 신호(ISEN_i)를 비교하고, 새로운 제어 신호(PWM_i)를 생성한다.
Iled = ISEN_i/PWM_i (식1)
ISEN_i = REF × PWM_i (식2)
도 14는 LED 전류 “Iled”과, 감시 신호 “ISEN_i”, PWM 신호 “PWM_i”과의 사이의 관계를 나타낸다.
(3) 식 2의 결과값 “REF × PWM_i”와 감시 신호(ISEN_i)이 같도록 제어 신호(PWM_i)를 피드백 제어한다. 다시말해서, LED 전류(Iled)가 원하는 LED 전류값과 같도록, 제어 신호(PWM_i)을 피드백 제어한다.
상기 기준 신호(REF), 상기 감시 신호(ISEN_i) 및 상기의 인덕턴스 코일의 전류는, 특허 문헌1의 도 9에 나타내는 파형의 신호이다
그러나, 특허 문헌1에 개시된 회로는, 승산기를 필요로 하기 때문에, 스위칭 밸런스 제어부의 회로 구성이 복잡하다는 문제가 있다. 또한, PMW 신호인 제어 신호(PWM_i)를 생성하는 오차 증폭기는 제어 대상인 PWM 신호인 제어 신호(PWM_i)를 이용한 값이 기준치가 된다. 즉, 특허 문헌1에 개시된 회로에 의하면, 제어 대상인 PWM_i가 수렴(convergence) 해야 할 대상이 되므로, 피드백 제어의 수렴성(convergence)이 결여된다는 문제가 있다.
(1) n 개(n>1)의 LED로 이루어지는 LED 스트링(500)에 전류 검출부(RR)를 직렬로 연결하고, 상기 전류 검출부(RR)는 전압(Vsen)을 측정한다.
(2)검출된 전압(Vsen)이 목표값(REF)과 항상 같게 되도록, 출력 전압(Vout)을 제어하고, 출력 전류(Iout)를 일정하게 제어한다. 상기 출력 전압(Vout)과 상기 출력 전류(Iout)는, 스위칭 소자(SI)의 게이트 전압을 제어함으로써 제어된다. 구체적으로는, 도 13을 참조하면, 온-상태의 시간폭(Ton)과 오프-상태의 시간폭(Toff)의 비율을 제어함으로써 제어된다.
상기한 종래의 정전류 구동 회로는, 스위칭 소자(SI)의 온-상태 및 오프-상태에 관계없이, 항상, 전류 검출부(RR)의 전압(Vsen)을 검출할 필요가 있다. 그러나, 전류 검출부(RR)는 구동되는 부하 회로에 직렬로 배치 접속되기 때문에, 상기 전류 검출부(RR)는 전력의 손실 요인으로서, 출력 전류(Iout)의 증가에 따라, 상기 전류 검출부(RR)에 의한 전력 손실도 증가한다는 문제가 있다.
또한, 상기 전류 검출부(RR)가 부하 회로의 고압측에 직렬로 배치되어 있는 경우, 제어 IC는 고전압에 대한 내압성이 요구된다. 한편, 상기 전류 검출부(RR)가 부하 회로의 저압측에 직렬로 배치되어 있는 경우, 부하 회로는 직접적으로 접지될 수 없는 구조로 이루어진다.
또한, 전류 검출부(RR)의 신호를 제어IC로 송신하기 때문에, 구동되는 부하 회로의 출력측에 입력핀을 마련할 필요가 있다.
특허문헌1(일본국 특허 공개 2010-40509)에는, 도 11 및 도 12 이외의 구성을 갖는 정전류 구동 회로가 제안되어 있다. 이 특허 문헌에 나타낸 구동 회로는 스위칭 소자와 직렬로 배치되고 상기 스위칭 소자에 접속된 전류 검출 저항기(RISEN_i) 및 부하 회로와 직렬로 배치되고 상기 부하 회로에 접속된 인덕턴스 코일을 구비하고, 이하의 기본 동작을 행한다.
(1) 승산기는 원하는 LED 전류값인 기준 신호(REF)와 스위칭 소자(SI)의 온/오프 제어 신호(PWM 신호)(PWM_i)를 곱한다.
(2) 전류 검출 저항기(RISEN_i)에 의해, 감시 신호(ISEN_i)을 검출한다. 전류 검출 저항기(RISEN_i)는 스위칭 소자(SI)과 직렬로 접속되어 있기 때문에, 감시 신호(ISEN_i)는 스위칭 소자(SI)에 흐르는 전류와 같다. 여기서, 아래의 식1 및 식2 에 근거하여 감시 신호(ISEN_i)을 산출한다. 이어서, 오차 증폭기에 의해, 식1의 결과값과 감시 신호(ISEN_i)를 비교하고, 새로운 제어 신호(PWM_i)를 생성한다.
Iled = ISEN_i/PWM_i (식1)
ISEN_i = REF × PWM_i (식2)
도 14는 LED 전류 “Iled”과, 감시 신호 “ISEN_i”, PWM 신호 “PWM_i”과의 사이의 관계를 나타낸다.
(3) 식 2의 결과값 “REF × PWM_i”와 감시 신호(ISEN_i)이 같도록 제어 신호(PWM_i)를 피드백 제어한다. 다시말해서, LED 전류(Iled)가 원하는 LED 전류값과 같도록, 제어 신호(PWM_i)을 피드백 제어한다.
상기 기준 신호(REF), 상기 감시 신호(ISEN_i) 및 상기의 인덕턴스 코일의 전류는, 특허 문헌1의 도 9에 나타내는 파형의 신호이다
그러나, 특허 문헌1에 개시된 회로는, 승산기를 필요로 하기 때문에, 스위칭 밸런스 제어부의 회로 구성이 복잡하다는 문제가 있다. 또한, PMW 신호인 제어 신호(PWM_i)를 생성하는 오차 증폭기는 제어 대상인 PWM 신호인 제어 신호(PWM_i)를 이용한 값이 기준치가 된다. 즉, 특허 문헌1에 개시된 회로에 의하면, 제어 대상인 PWM_i가 수렴(convergence) 해야 할 대상이 되므로, 피드백 제어의 수렴성(convergence)이 결여된다는 문제가 있다.
본 발명의 목적은, 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하고, 출력측에 검출부을 설치할 필요가 없이, 컨버터부로 정전류 제어 가능한 회로를 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은, 스위칭 소자의 온-상태 의 검출에 의해, 정전류 제어 가능한 회로를 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은, 스위칭 소자의 온-상태 의 검출에 의해, 정전류 제어 가능한 회로를 제공하는데 있다.
본 발명에 따른 정전류 구동 회로는, 스위칭 신호를 생성하는 제어 IC, 스위칭 소자, 정류 다이오드, 평활 인덕터, 및 평활 콘덴서를 포함한다. 상기 스위칭 소자는 입력 전원을 수신하는 입력 단자가 구비되고, 상기 스위칭 신호를 수신하며, 상기 스위칭 신호에 근거하여 상기 입력 전원을 스위칭한다. 상기 정류 다이오드, 평활 인덕터, 및 평활 콘덴서는 상기 스위칭 소자에 의해 스위칭된 전원 전류를 정류하고, 평활화하며, 출력 전류를 출력한다. 상기 제어 IC는 목표 정전류에 대한 정보를 갖는 참조 신호를 생성하는 참조 신호 생성부, 상기 입력 전원의 전류와 상기 참조 신호를 수신하고 상기 입력 전원의 전류와 상기 목표 정전류를 비교하여 리세트 신호를 출력하는 비교부, 외부 클럭을 세트 신호로 수신하고 상기 리세트 신호를 수신하며 세트 상태를 유지하는 시간 정보를 갖는 플립플롭 신호를 출력하는 플립플롭부, 상기 플립플롭 신호를 수신하고 상기 플립플롭 신호에 근거하여 상기 스위칭 신호를 상기 스위칭 소자로 출력하여 상기 스위칭 소자를 제어하는 지연부를 포함한다.
상기의 정전류 구동 회로에 따르면, 승산기를 이용하지 않고 부하 회로에 공급되는 정전류를 원하는 크기로 되도록 제어할 수 있고, 구조를 간소화할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 정전류 구동 회로는, 정전류 구동되는 부하 회로, 상기 부하 회로의 고전위측에 접속된 고정 전압 전원, 상기 부하 회로의 저전위측에 접속된 컨버터부, 및 상기 컨버터부에 접속되고 스위칭 신호를 생성하는 제어IC를 포함한다. 상기 컨버터부는 스위칭 소자, 정류 다이오드, 평활 인덕터, 평활 콘덴서, 및 저항을 포함한다. 상기 스위칭 소자는 입력 전원을 수신하는 입력 단자가 구비되고, 상기 스위칭 신호를 수신하며, 상기 스위칭 신호에 근거하여 상기 입력 전원을 스위칭한다. 상기 정류 다이오드, 평활 인덕터, 및 평활 콘덴서는 상기 스위칭 소자에 의해 스위칭된 상기 입력 전원의 전류를 정류하여 정전류를 출력한다. 상기 저항은 일단이 상기 스위칭 소자의 상기 저전위측에 접속되고, 타단이 접지된다.
상기 제어 IC는 목표 정전류에 대한 정보를 포함하는 참조 신호를 생성하는 참조 신호 생성부, 상기 저항에 흐르는 전류에 근거하여 계측된 상기 스위칭 소자의 전류와 상기 참조 신호를 수신하고, 상기 스위칭 소자의 전류와 상기 목표 정전류를 비교하여 리세트 신호를 출력하는 비교부, 외부 클럭으로부터 세트 신호를 수신하고, 상기 리세트 신호를 수신하며, 세트 상태를 유지하는 시간 정보를 갖는 플립플롭 신호를 출력하는 플립플롭부, 및 상기 플립플롭 신호를 수신하고, 상기 플립플롭 신호에 근거하여, 상기 스위칭 신호를 상기 스위칭 소자로 출력하여 상기 스위칭 소자를 제어하는 지연부를 포함한다.
상기 정전류 구동 회로에 따르면, 스위칭 소자 전류가 원하는 전류값에 이르기까지의 시간에서 제어되기 때문에, 자기 인덕터 및 전압에 의존하지 않고, 원하는 전류값을 설정하여 정전류 제어할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 정전류 구동 회로는, 상기 스위칭 소자에 공급되는 전류를 검출하는 전류 검출부와, 이 전류 검출부와 상기 비교부 사이에 슬로프 보상 회로가 구비되어 있는 구성으로 할 수 있다. 이 정전류 구동 회로에 따르면, 듀티싸이클이 50% 이상일지라도, 인덕터 전류를 안정화할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 정전류 구동 회로는, 스위칭 소자의 온-상태 및 오프-상태에서 상기 평활 인덕터에 흐르는 전류가 양의 값을 갖도록, 평활 인덕터의 자기 인덕턴스, 평활 콘덴서의 용량 및 외부 클럭의 세트 신호의 주기를 정할 수 있다. 상기 정전류 구동 회로에 따르면, 연속 모드 및 임계 모드에서, 부하 회로를 구동할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 정전류 구동 회로는, 지연부와 독립하여 상기 스위칭 소자로 오프 신호를 보내고, 상기 스위칭 소자를 강제적으로 오프-상태로 하는 기능을 갖는 구성으로 할 수 있다. 상기 정전류 구동 회로에 따르면 부하 회로의 정지 및 작동을 자유롭게 제어할 수 있다.
또한, 본 발명은 병렬로 접속된 복수의 발광 소자와, 이 복수의 발광 소자를 정전류 구동하는 상기의 구성의 정전류 구동 회로로 이루어지는 발광 장치를 제공할 수 있다. 이 발광 장치에 의하면, LED 스트링의 캐소드단을 공통 GND으로 할 수 있기 때문에, 배선 접속이 용이하게 된다.
또한, 본 발명은, 액정 패널과, 상기 액정 패널의 백라이트로서 마련되는 상기 발광 장치를 구비하는 액정 표시 장치를 제공할 수 있다. 상기 액정 표시 장치에 따르면, 본 발명의 정전류 구동 회로를 구비하고 있기 때문에, 소비 전력이 감소될 수 있다.
상기의 정전류 구동 회로에 따르면, 승산기를 이용하지 않고 부하 회로에 공급되는 정전류를 원하는 크기로 되도록 제어할 수 있고, 구조를 간소화할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 정전류 구동 회로는, 정전류 구동되는 부하 회로, 상기 부하 회로의 고전위측에 접속된 고정 전압 전원, 상기 부하 회로의 저전위측에 접속된 컨버터부, 및 상기 컨버터부에 접속되고 스위칭 신호를 생성하는 제어IC를 포함한다. 상기 컨버터부는 스위칭 소자, 정류 다이오드, 평활 인덕터, 평활 콘덴서, 및 저항을 포함한다. 상기 스위칭 소자는 입력 전원을 수신하는 입력 단자가 구비되고, 상기 스위칭 신호를 수신하며, 상기 스위칭 신호에 근거하여 상기 입력 전원을 스위칭한다. 상기 정류 다이오드, 평활 인덕터, 및 평활 콘덴서는 상기 스위칭 소자에 의해 스위칭된 상기 입력 전원의 전류를 정류하여 정전류를 출력한다. 상기 저항은 일단이 상기 스위칭 소자의 상기 저전위측에 접속되고, 타단이 접지된다.
상기 제어 IC는 목표 정전류에 대한 정보를 포함하는 참조 신호를 생성하는 참조 신호 생성부, 상기 저항에 흐르는 전류에 근거하여 계측된 상기 스위칭 소자의 전류와 상기 참조 신호를 수신하고, 상기 스위칭 소자의 전류와 상기 목표 정전류를 비교하여 리세트 신호를 출력하는 비교부, 외부 클럭으로부터 세트 신호를 수신하고, 상기 리세트 신호를 수신하며, 세트 상태를 유지하는 시간 정보를 갖는 플립플롭 신호를 출력하는 플립플롭부, 및 상기 플립플롭 신호를 수신하고, 상기 플립플롭 신호에 근거하여, 상기 스위칭 신호를 상기 스위칭 소자로 출력하여 상기 스위칭 소자를 제어하는 지연부를 포함한다.
상기 정전류 구동 회로에 따르면, 스위칭 소자 전류가 원하는 전류값에 이르기까지의 시간에서 제어되기 때문에, 자기 인덕터 및 전압에 의존하지 않고, 원하는 전류값을 설정하여 정전류 제어할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 정전류 구동 회로는, 상기 스위칭 소자에 공급되는 전류를 검출하는 전류 검출부와, 이 전류 검출부와 상기 비교부 사이에 슬로프 보상 회로가 구비되어 있는 구성으로 할 수 있다. 이 정전류 구동 회로에 따르면, 듀티싸이클이 50% 이상일지라도, 인덕터 전류를 안정화할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 정전류 구동 회로는, 스위칭 소자의 온-상태 및 오프-상태에서 상기 평활 인덕터에 흐르는 전류가 양의 값을 갖도록, 평활 인덕터의 자기 인덕턴스, 평활 콘덴서의 용량 및 외부 클럭의 세트 신호의 주기를 정할 수 있다. 상기 정전류 구동 회로에 따르면, 연속 모드 및 임계 모드에서, 부하 회로를 구동할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 정전류 구동 회로는, 지연부와 독립하여 상기 스위칭 소자로 오프 신호를 보내고, 상기 스위칭 소자를 강제적으로 오프-상태로 하는 기능을 갖는 구성으로 할 수 있다. 상기 정전류 구동 회로에 따르면 부하 회로의 정지 및 작동을 자유롭게 제어할 수 있다.
또한, 본 발명은 병렬로 접속된 복수의 발광 소자와, 이 복수의 발광 소자를 정전류 구동하는 상기의 구성의 정전류 구동 회로로 이루어지는 발광 장치를 제공할 수 있다. 이 발광 장치에 의하면, LED 스트링의 캐소드단을 공통 GND으로 할 수 있기 때문에, 배선 접속이 용이하게 된다.
또한, 본 발명은, 액정 패널과, 상기 액정 패널의 백라이트로서 마련되는 상기 발광 장치를 구비하는 액정 표시 장치를 제공할 수 있다. 상기 액정 표시 장치에 따르면, 본 발명의 정전류 구동 회로를 구비하고 있기 때문에, 소비 전력이 감소될 수 있다.
본 발명에 따른 정전류 구동 회로는, 출력측에 검출부를 설치할 필요가 없이 컨버터부 만으로 정전류 제어가 가능하고, 스위칭 소자의 온-상태 만의 검출에 의해, 정전류를 제어할 수 있다.
또한, 스위칭 소자의 전류가 목표 전류값에 이르기까지의 시간에서 제어되기 때문에 목표 전류값은 상기의 평활 인덕터 전류의 증가율에 의존하지 않고 일정값으로 설정할 수 있다.
또한, 출력측에 검출부을 설치할 필요가 없기 때문에, 스위칭 소자의 전류를 검출하기 위하여 발생하는 전력의 손실을 절감할 수 있다. 이 전력의 손실은 출력 전류값에 의존하여 증가하기 때문에 출력 전류의 고출력화에서 전력 손실이 크다. 따라서, 출력측에 검출부를 설치하지 않음으로써 얻을 수 있는 효과가 높다.
또한, LED 스트링의 캐소드단의 직접 접지가 가능하게 된다. 복수의 LED 스트링이 있는 경우, 그들의 캐소드단을 공통 GND로 가능하기 때문에, 배선 접속이 용이하게 된다.
또한, 스위칭 소자의 전류가 목표 전류값에 이르기까지의 시간에서 제어되기 때문에 목표 전류값은 상기의 평활 인덕터 전류의 증가율에 의존하지 않고 일정값으로 설정할 수 있다.
또한, 출력측에 검출부을 설치할 필요가 없기 때문에, 스위칭 소자의 전류를 검출하기 위하여 발생하는 전력의 손실을 절감할 수 있다. 이 전력의 손실은 출력 전류값에 의존하여 증가하기 때문에 출력 전류의 고출력화에서 전력 손실이 크다. 따라서, 출력측에 검출부를 설치하지 않음으로써 얻을 수 있는 효과가 높다.
또한, LED 스트링의 캐소드단의 직접 접지가 가능하게 된다. 복수의 LED 스트링이 있는 경우, 그들의 캐소드단을 공통 GND로 가능하기 때문에, 배선 접속이 용이하게 된다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 회로 구성을 모식적으로 나타내는 블럭도이다.
도 2(a)는 도 1의 외부로부터 공급된 클럭(CLK)인 세트 신호를 도시한 도면이다.
도 2(b)는 도 1의 스위칭 소자(SI)를 게이트 제어하는 지연부(DLY)의 신호를 도시한 도면이다.
도 2(c)는, 도 1의 평활 인덕터(L1)에 흐르는 전류의 파형 및 목표 정전류(Itarget)을 도시한 도면이다.
도 2(d)는 도 1의 스위칭 소자(SI)의 전류(Is)의 파형을 도시한 도면이다.
도 2(e)는 도 1의 비교부(CMP)에서 출력되어 플립플롭부 (FF)의 리세트 단자(R)에 입력되는 리세트 신호(RS_R)를 도시한 도면이다.
도 2(f)는 도 1의 플립플롭부(FF)의 출력 단자(Q)로부터 출력되어, 지연부(DLY)로 입력되는 플립플롭 신호를 도시한 도면이다.
도 2(g)는 도 1의 지연부(DLY)가 스위칭 소자(SI)을 게이트 제어하는 스위칭 신호를 도시한 도면이다.
도 3(a)는 도 2(c)의 확대도이고, 도 3(b)는 도 2(d)의 확대도이다.
도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 회로 구성을 모식적으로 나타내는 블럭도이다.
도 5는 본 발명의 제3실시예에 따른 회로 구성을 모식적으로 나타내는 블럭도이다.
도 6은 도 5에 나타낸 정전류 구동 회로의 동작을 시뮬레이션하기 위한 회로 구성을 나타낸다.
도 7(a)는 도 5의 검출신호(CS)가 증폭기(10)에 의해 증폭된 출력 신호를 도시한 도면이다.
도 7(b)는 입력 단자(S)로 입력된 외부 클럭(V6)인 세트 신호, 플립플롭 회로(RS-FF)의 리세트 단자(R)로 입력되는 리세트 신호를 도시한 도면이다.
도 7(c)는 지연부로부터의 펄스 신호 LED 스트링의 캐소드단의 출력 전압(Vout)을 나타낸다.
도 7(d)는 인덕터(L1)의 전류(IL)을 나타낸다.
도 7(e)는 다이오드(D8)의 전류(I(D8))을 나타낸다.
도 8은 본 발명의 제 4 실시예에 따른 정전류 구동 회로의 구성을 나타내는 회로도이다.
도 9는 본 발명의 제 5 실시예에 따른 액정 표시 장치를 설명하기 위한 블록도이다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치를 도시한 분해 사시도이다.
도 11은 종래의 정전류 구동 회로의 구성도이다.
도 12는 종래의 정전류 구동 회로의 구성도이다.
도 13은 도 11 및 도 12에 나타내는 종래의 정전류 구동 회로의 제어 IC내의 신호의 파형을 나타내는 도면이다
도 14는 특허 문헌1의 정전류 구동 회로의 기본 동작을 나타내는 도면이다.
도 2(a)는 도 1의 외부로부터 공급된 클럭(CLK)인 세트 신호를 도시한 도면이다.
도 2(b)는 도 1의 스위칭 소자(SI)를 게이트 제어하는 지연부(DLY)의 신호를 도시한 도면이다.
도 2(c)는, 도 1의 평활 인덕터(L1)에 흐르는 전류의 파형 및 목표 정전류(Itarget)을 도시한 도면이다.
도 2(d)는 도 1의 스위칭 소자(SI)의 전류(Is)의 파형을 도시한 도면이다.
도 2(e)는 도 1의 비교부(CMP)에서 출력되어 플립플롭부 (FF)의 리세트 단자(R)에 입력되는 리세트 신호(RS_R)를 도시한 도면이다.
도 2(f)는 도 1의 플립플롭부(FF)의 출력 단자(Q)로부터 출력되어, 지연부(DLY)로 입력되는 플립플롭 신호를 도시한 도면이다.
도 2(g)는 도 1의 지연부(DLY)가 스위칭 소자(SI)을 게이트 제어하는 스위칭 신호를 도시한 도면이다.
도 3(a)는 도 2(c)의 확대도이고, 도 3(b)는 도 2(d)의 확대도이다.
도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 회로 구성을 모식적으로 나타내는 블럭도이다.
도 5는 본 발명의 제3실시예에 따른 회로 구성을 모식적으로 나타내는 블럭도이다.
도 6은 도 5에 나타낸 정전류 구동 회로의 동작을 시뮬레이션하기 위한 회로 구성을 나타낸다.
도 7(a)는 도 5의 검출신호(CS)가 증폭기(10)에 의해 증폭된 출력 신호를 도시한 도면이다.
도 7(b)는 입력 단자(S)로 입력된 외부 클럭(V6)인 세트 신호, 플립플롭 회로(RS-FF)의 리세트 단자(R)로 입력되는 리세트 신호를 도시한 도면이다.
도 7(c)는 지연부로부터의 펄스 신호 LED 스트링의 캐소드단의 출력 전압(Vout)을 나타낸다.
도 7(d)는 인덕터(L1)의 전류(IL)을 나타낸다.
도 7(e)는 다이오드(D8)의 전류(I(D8))을 나타낸다.
도 8은 본 발명의 제 4 실시예에 따른 정전류 구동 회로의 구성을 나타내는 회로도이다.
도 9는 본 발명의 제 5 실시예에 따른 액정 표시 장치를 설명하기 위한 블록도이다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치를 도시한 분해 사시도이다.
도 11은 종래의 정전류 구동 회로의 구성도이다.
도 12는 종래의 정전류 구동 회로의 구성도이다.
도 13은 도 11 및 도 12에 나타내는 종래의 정전류 구동 회로의 제어 IC내의 신호의 파형을 나타내는 도면이다
도 14는 특허 문헌1의 정전류 구동 회로의 기본 동작을 나타내는 도면이다.
이하의 실시예1 내지 실시예5 에 기초하여 본 발명에 따른 정전류 구동 회로 및 이를 사용한LED 백라이트 장치를 구체적으로 설명하고자 한다. 그러나, 이하에 나타내는 실시예는 본 발명의 실시예의 일 예로서 설명된 것이고, 본 발명은 이들의 실시예에 한정되는 것은 아니다.
[제 1 실시예]
도 1은 n 개 (n>1)의 LED로 이루어지는 LED 스트링(500)을 구동하기 위한 LED 구동 회로의 회로 구성을 모식적으로 나타내는 블록도이다. 도 1에 도시된 상기 LED 구동 회로에 마련된 정전류 구동 회로는 강압형이다.
본 발명의 정전류 구동 회로는 목표 정전류(Itarget)의 전류값이 미리 설정되어 있고, 상기 목표 전류값(Itarget)에서 상기 LED 스트링(500)이 구동된다.
상기 LED구동 회로는 스위칭 소자(SI), 제어 IC(100), 정류 다이오드(D1), 평활 인덕터(L1), 평활 콘덴서(C1), 및 n개(n>1)의 LEDi (1≤i≤n)로 구성된 LED 스트링(500)을 포함한다.
상기 스위칭 소자(SI)는 일측의 단자가 입력 전원(VIN)의 단자에 직접적으로 접속된다.
상기 스위칭 소자(SI)는 제어 IC에 의해 게이트 제어된다. 상기 스위칭 소자(SI)는 외부로부터 공급된 클럭(CLK)을 세트 신호(RS_S)(도 2(a))로서 수신한다. 상기 스위칭 소자(SI)는 상기 세트 신호(RS_S)에 근거하며 제어 IC에 의해 생성된 스위칭 신호에 의해 온 또는 오프 동작을 수행한다. 스위칭 소자(SI)의 출력 전류(ISO)는 정류 다이오드(D1), 평활 인덕터(L1) 및 평활 콘덴서(C1)에 의해 평활화되어 상기 LED 스트링(500)으로 전류(Iout)를 공급한다.
상기 제어 IC(100)는 참조 신호 생성부(REF), 비교부(CMP), 플립플롭부(FF), 지연부(DLY)를 포함한다.
상기 참조 신호 생성부(REF)에는 목표 정전류(Itarget)가 미리 설정되어 있고, 상기 참조 신호 생성부(REF)는 상기 목표 정전류(Itarget)에 대한 정보를 갖는 참조 신호(ref_s)를 생성한다. 상기 참조 신호 생성부(REF)는 상기 참조 신호(ref_s)를 상기 비교부(CMP)로 출력한다.
상기 비교부(CMP)는 입력 전원(VIN)로부터 상기 스위칭 소자(SI)에 직접 공급되는 입력 전원의 전류(Is, 이하 스위칭 소자의 전류)와 상기 목표 정전류(Itarget)를 비교한다. 상기 스위칭 소자(SI)의 온-상태에서, 상기 스위칭 소자(SI)의 전류(Is)와 평활 인덕터(L1)의 전류(IL)는, 도 2(c) 및 (d)에 나타낸 바와 동일하다.
즉, 상기 스위칭 소자(SI)의 전류(Is)는 온 구간에서 도 3(a)의 파형(IL)과 동일하게 선형적으로 증가한다. 상기 스위칭 소자(SI)의 전류(Is)의 파형은 전류 검출부(Di)에 의해 검출된다.
그러나, 도 2(a) 및 도 2(g)에 도시된 스위칭 소자(SI)의 게이트 제어 신호의 온 듀티가 50% 이상일 때, 상기 스위칭 소자(SI)의 전류(Is)는 발진할 가능성이 높아진다. 여기서, 제1실시예의 정전류 구동 회로에서는 상기 발진을 보상할 수 있도록, 슬로프 보상 회로(SLOPE)가 마련되어 있다. 이하, 전류 검출부(Di)에 의해 검출된 스위칭 소자(SI)의 전류(Is)를 슬로프 보상하여 얻어진 전류를 스위칭 소자(SI)의 전류(Is)라 약칭한다.
상기 스위칭 소자(SI)의 전류(Is)는 도 2(d) 및 도 3(b)에 나타낸 파형을 갖는다.
상기 비교부(CMP)는 상기 스위칭 소자(SI)의 전류(Is)가 목표 정전류(Itarget)와 일치하는 타이밍 Point 1을 검출하여, 도 2(e)에 도시된 리세트 신호(RS_R)를 출력한다.
상기 플립플롭부(FF)는 입력 단자(S), 리세트 단자(R), 및 출력 단자(Q)를 포함한다.
상기 플립플롭부(FF)의 입력 단자(S)에는 상기 외부로부터 공급된 클럭(CLK)이 세트 신호(RS_S)(도 2(a))로서 입력된다. 상기 입력 단자(S)에 상기 세트 신호(RS_S)가 입력되면 상기 플립플롭부(FF)는 세트 상태로 된다. 이후, 상기 Point 1이 검출된 시점에서, 도 2(e)의 리세트 신호(RS_R)가 상기 리세트 단자(R)에 입력된다. 플립플롭부(FF)가 세트 상태를 유지하는 시간은 상기 세트 신호(RS_S)가 입력된 시점부터 상기 리세트 신호(RS_R)가 입력되는 상기 Point 1까지의 시간폭(Ta1)이다. 상기 플립플롭부(FF)는 플립플롭 신호(RS_Q)를 상기 출력 단자(Q)에서 출력하고, 상기 플립플롭 신호(RS_Q)는 상기 지연부(DLY)에 입력된다. 상기 플립플롭 신호(RS_Q)는 상기 시간폭(Ta1)에 대한 정보를 갖는 펄스 신호(도 2(f))이다.
상기 지연부(DLY)는 스위칭 신호(Delay_o)(도 2(g))를 상기 스위칭 소자(SI)에 출력한다. 상기 스위칭 소자(SI)는 상기 스위칭 신호(Delay_o)에 의해 상기 시간폭(Ta1)의 2배의 시간폭(Ton)(=2×Ta1) 동안 온-상태가 된다. 따라서, 상기 스위칭 소자(SI)는 도 2(b)에 도시한 바와 같이 게이트 제어된다.
상기 스위칭 소자(SI)는 상기 세트 신호(RS_S)(도 2(a))와 같은 주기(Tsw)로 제어되고, 도 2(b)에 도시한 바와 같이 상기 시간폭(Ton) 동안 온-상태이지만, Toff(=Tsw-Ton) 동안 오프-상태로 된다. 즉, 스위칭 소자(SI)는, 온-상태 개시로부터 Ton 시간 후에 오프-상태로 전환된다.
본 발명의 정전류 구동 회로는 동작 주파수 또는 동작 주기를 일정하게 하여, 상기 스위칭 소자(SI)의 온/오프 시간을 상기 제어 IC에서 제어하고, 펄스 전압폭을 변화시키는 펄스폭 제어(Pulse Width Modulation: PWM) 기술을 사용한다.
본 발명의 정전류 구동 회로는, 동작 주기로서의 상기 주기(Tsw)를 한정하지 않는다. 도 2(c) 및 도 3(a)에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 정전류 구동 회로의 상기 스위칭 소자(SI)의 오프-상태에서 상기 평활 인덕터 (L1)의 전류(IL)가 0이상의 값을 갖는다. 소위 연속 모드 및 임계 모드로 구동하는 것이 바람직하다. 여기서, 상기 평활 인덕터 소자(L1)에 흐르는 전류(IL)가 상기 스위칭 소자(SI)의 온-상태 및 오프-상태에서 0이상의 값을 갖도록 상기 평활 인덕터(L1)의 자기 인덕턴스, 평활 콘덴서의 용량 및 외부로부터 공급된 클럭(CLK)인 세트 신호의 주기(Tsw)을 결정하는 것이 바람직하다.
상기한 바와 같이, 본 발명의 정전류 구동 회로에 있어서, 평활 인덕터 (L1)의 전류(IL)는 상기 시간폭(Ton) 내에서 선형적으로 증가한다. 따라서, 상기 시간폭(Ton)의 중간을 기준으로, 상기 시간폭(Ton)의 전반에 있어서 목표 정전류(Itarget)에 미달된 전류분(S1)과 시간폭(Ton)의 후반에 있어서 목표 정전류(Itarget)로부터 초과된 전류분(S2)은 같고, 아래 식이 성립한다.
S1=1/2×(Itarget-h1)×Ton=S2=1/2×h2×Ton (식 3)
단, h1은 상기 스위칭 소자(SI)의 온-상태 개시 시의 상기 평활 인덕터 (L1)의 전류(IL)의 값이고, h2는 스위칭 소자(SI)의 오프-상태 개시 시의 평활 인덕터(L1)의 전류(IL)의 값과 상기 전류값(h1)과의 차를 나타낸다.
h1과 Itarget의 차 및 h2가 작을수록, 동작 주기(Tsw)에 있어서 평활 인덕터(L1)의 전류(IL)의 변동은 적고, 상기 LED 스트링(500)은 상기 스위칭 소자(SI)의 온, 오프에 관계없이 목표 정전류(Itarget)에 가까운 전류로 연속적으로 구동되게 된다.
여기서, 상기 식 3의 상기 스위칭 소자(SI)의 온-상태의 시간은 상기 스위칭 소자(SI)의 온-상태 개시 후, 상기 스위칭 소자(SI)의 전류(Is)가 상기 목표 정전류(Itarget)에 도달하기까지의 시간의 2배인것을 전제로 한다.
한편, 상기 스위칭 소자(SI)가 온-상태일 때, 상기 평활 인덕터(L1)가 충전되는 것은 상기 평활 인덕터(L1)의 성능 및 상기 평활 인덕터(L1)에 인가되는 전압의 크기에 영향을 받지 않는다. 그러므로, 상기 평활 인덕터(L1)가 대형화되면, 상기 평활 인덕터(L1)의 충전 시간도 증대하고, 계측 시간도 증가한다.
상기 목표 정전류(Itarget)의 도중의 전류값(I)에 도달하기까지의 시간(T) 만을 계측하고, 상기 계측된 시간(T)에 기초하여 상기 스위칭 소자의 온-상태 시간폭(Ton)을 결정할 수도 있다. 이 경우, 아래 식 4에 의해, 상기 시간폭(Ton)이 결정된다.
Ton=2×Itarget/I×T (식 4)
[제 2 실시예]
상기 제 1 실시예는 강압형의 정전류 구동 회로이지만, 동일한 기술 사상으로 승압형의 정전류 구동 회로를 형성하는 것도 물론 가능하다. 도 4는 본 발명의 제 2 실시의 형태에 따른 승압형의 스위칭 전원 회로를 도시한 회로도이다. 또한, 도 4에서, 도 1의 구성과 기능적으로 대응하는 구성에는 동일 번호를 부여하고, 중복되는 설명은 생략한다.
[제3 실시예]
도 5는 제3 실시예에 따른 정전류 구동 회로의 구성을 도시한 회로도이다. 상기 제 3 실시예에 있어서, LED 스트링(500)의 고전위측은 고정 전압 전원(Vconst)에 접속되고, 저전위측은 컨버터부(600)에 접속된다.
상기 컨버터부(600)는 스위칭 소자(SI), 정류 다이오드(D1), 평활 인덕터(L1), 평활 콘덴서(C1), 및 저항(R1)으로 구성되고, 목표 전류값(Itarget)에서 상기 LED 스트링(500)이 구동되도록 제어 IC(200)에 의해 구동된다.
제3 실시예를 구성하는 제어IC는 상기 스위칭 소자(SI)와 지연부(DLY)와의 사이에 제어 회로부(CC)가 마련되어 있는 점 및 상기 저항(R1)을 더 포함한다는 점에서 제1 및 제2 실시예와 다르지만, 기본적인 구성 및 동작은, 제1 및 제2 실시예와 동일하다.
또한, 상기 제어 회로부(CC)는 상기 지연부(DLY)와 독립하여, 상기 스위칭 소자(SI)에 온 신호 또는 오프 신호를 송신하고 상기 스위칭 소자(SI)는 온-상태 또는 오프-상태가 된다. 따라서, 제3 실시예의 상기 스위칭 소자(SI)는 상기 지연부(DLY)에서 출력되는 스위칭 신호(Delay_o)와 상기 제어 회로부(CC)의 온/오프 신호와의 논리곱을 통해 온-상태 또는 오프-상태로 천이한다. 즉, 상기 제어 회로부(CC)는 상기 LED 스트링(500)을 온/오프 제어한다. 상기 정전류 구동 회로는 사람의 눈에는 연속적으로 점등되어 있는 것으로 보이는 현상에 근거하여 고주파에서 점등, 소등을 반복함으로써 점등 펄스폭 제어(Pluse Width Modulation)에 의한 휘도 제어에 사용한다. 또한, LED 스트링(500)의 온/오프 제어가 불필요한 경우, 상기 지연부(DLY)에서 출력되는 상기 스위칭 신호(Delay_o)를 상기 스위칭 소자(SI)로 직접 입력함으로써 게이트 제어할 수 있다.
또한, 제3 실시예의 경우, 상기 스위칭 소자(SI)의 저전위측은 타단이 접지된 저항(R1)의 일단에 연결되어 있고, 상기 스위칭 소자(SI)의 전류(Is)는 상기 접지된 저항(R1)의 상기 일단에 흐르는 전류로부터 계측된다. 상기 스위칭 소자(SI)의 전류(Is)는 전류 검출부(Di)에서 검출되고, 상기 전류 검출부(Di)는 상기 검출된 전류(Is)의 정보를 갖는 검출신호(CS)를 비교부(CMP)로 송신한다. 상기 검출신호(CS)는 저전압일 수 있다. 따라서, 제3 실시예에 따른 정전류 구동 회로에 의하면, 전력 손실이 감소할 수 있다. 제3 실시예에 따른 정전류 구동 회로는 복수의 LED 스트링(500)을 제어하는 경우에 전력 손실을 최소화 될 수 있다.
다음, 도 6은 도 5에 나타낸 정전류 구동 회로의 동작을 시뮬레이션하기 위한 회로 구성을 도시한 회로도이다. 도 7(a) 내지 도 7(e)는 도 6에 도시된 회로 내의 각 구성의 신호를 도시한 도면이다.
도 7(a)에 도시된 전압 신호V(Ifb)는 상기 검출부(Di)에 의해 검출된 검출신호(CS)가 증폭기(10)에 의해 증폭된 출력 신호이다. 또한, 도 7(a)에 도시된 상기 전압 신호V(Ifb)의 파형은, 스위칭 소자(M5) 및 접지된 저항(R4)를 흐르는 전류(Is)의 파형에 대응한다. 도 7(a) 및 도 2(d)를 비교하면, 전압 신호V(Ifb)의 파형이 전류(Is)의 파형에 대응한다는 것을 알 수 있다.
발광 다이오드(D1 내지 D12)로 이루어지는 LED 스트링(500)은 스위칭 소자(M5)에 직접적인 영향을 받는다. 상기 평활 인덕터(L1)에 흐르는 전류(IL)의 파형은 전류(Is)의 파형으로 나타난다. 따라서, 상기 전압 신호V(Ifb)를 측정함으로써, 상기 평활 인덕터(L1)에 흐르는 전류(IL)를 모니터링할 수 있다. 상기 LED 스트링(500)에 흐르는 전류(Iled) 및 상기 인덕터(L1)에 흐르는 전류(IL)는 캐패시터(C1)에 의해 평활화된 것이다
상기 전압 신호V(Ifb)는 슬로프 보상 회로(SLOPE)에 의해 슬로프 보상된 후, 비교부(CMP)에 입력되고, 원하는 정전류(Itarget)에 대응하는 전압 신호와 비교된다. 또한, 상기 정전류(Itarget) 및 상기 정전류(Itarget)에 대응하는 전압 신호는, 전술한 바와 같이, 참조 신호 생성부(REF)에 설정된다.
비교부(CMP)는 상기 전류(Is)에 대응하는 전압 신호가 원하는 정전류(Itarget)에 대응하는 전압과 일치한 타이밍Point 1을 검출하여, 도 2(e)에 대응하는 도 7(b)의 리세트 신호(RS_R)를 출력한다.
플립플롭 회로(RS-FF)는 외부 클럭(V6)으로부터 입력 단자(S)로 입력된 세트 신호(RS_S)(도 7(b), 도 2(a))에 의해 세트 상태로 된 후, Point 1이 검출된 시점에서, 리세트 단자(R)에서 리세트 신호(RS_R)를 입력받는다. 상기 플립플롭부(FF)가 세트 상태를 유지하는 시간은, 외부로부터 공급된 클럭(CLK)이 세트 신호(RS_S)로서 입력된 시점으로부터 리세트 신호(RS_R)가 입력되는 Point 1까지의 시간폭(Ta1)이다. 이때, 상기 시간폭(Ta1)의 펄스 신호(도 2(f))가 상기 플립플롭 회로(RS-FF)의 출력 단자(Q)로부터 출력되어 지연부(DLY)에 입력된다.
상기 지연부(DLY)는 상기 스위칭 소자(M5)가 온-상태로 되도록 상기 시간폭(Ta1)의 2배의 시간폭(Ton)(=2×Ta1) 동안 상기 스위칭 소자(M5)에 도 7(b)에 도시된 펄스 신호(V(Co))를 출력한다.
한편, 도 6을 참조하면, 상기 지연부(DLY)는 제어 회로부(CC)를 포함한다. 상기 제어 회로부(CC)는 상기 지연부(DLY)와 별도로 온/오프 신호를 상기 스위칭 소자(M5)에 보내고, 상기 스위칭 소자(M5)를 강제적으로 오프-상태로 천이시킨다. 이때, 도 7(a) 및 (b)의 가로축의 단위가 도 7(c) 내지 (e)의 가로축의 단위의 약1/20 인 점에 주의해야 한다.
상기 지연부(DLY)로부터의 펄스 신호(V(Co)) 및 상기 제어 회로부(CC)로부터의 온/오프 신호와의 논리곱의 신호에 근거하여, 상기 스위칭 소자(M5)는 온-상태 또는 오프-상태로 천이된다.
도 6의 시뮬레이션 회로의 전술한 동작에 따라, 접지 콘덴서(C1)의 전위(V(fls)), 인덕터(L1)의 전류(IL), 및 다이오드(D8)의 전류(I(D8))는, 도 7(c) 내지 (e)에 나타낸 바와 같이 변화된다. 또한, 도 7(c)에 도시된 전위(V(fls))는 상기 펄스 신호(V(Co)) 및 상기 제어 회로부(CC)로부터의 상기 온/오프 신호와의 논리곱에 대응하고, 상기 전위(V(fls))가 다이오드(D20)의 애노드단 전압과 동등하거나 상대적으로 높은 전압인 경우, 전류(IL) 및 전류(I(D8))는0A(Ampere)로 된다.
도 7(d) 및 (e)를 참조하면, 인덕터(L1)에 흐르는 전류(IL) 및 다이오드(D8)에 흐르는 전류(I(D8))는 거의 일치한다. 이와 같이, 본 발명의 정전류 구동 회로에 따르면, 접지된 저항(R4)를 흐르는 전류(Is)을 측정함으로써, LED 스트링(500)을 목표 정전류(Itarget)로 구동할 수 있다는 것을 알 수 있다.
즉, 제3 실시예에 따른 정전류 구동 회로는 상기 스위칭 소자(SI)의 전류(Is)가 원하는 전류값에 도달하기까지의 시간폭(Ta1)을 제어함으로써 인덕터의 리액턴스값 및 인덕터 전압에 의존하지 않고 원하는 정전류값으로 제어가 가능하다. 또한, 제3 실시예에 의하면, LED 스트링(500)의 출력측에 검출부(Di)를 마련하여, LED 스트링(500)의 출력 전류(Iled)나 출력 전압을 검출할 필요가 없기 때문에, 이에 기인하는 전력의 손실을 방지할 수 있다. 또한, 본 발명의 정전류 구동 회로에 따르면 접지된 저항(R4)을 흐르는 전류(Is), 다시 말하면, 상기 스위칭 소자(SI)가 온-상태일때의 전류(Is) 만을 검출함으로써, 정전류 구동되는 부하 회로에 흐르는 전류를 상시 검출할 필요가 없다. 따라서 종래의 기술에 비하여, 본 발명의 정전류 구동 회로는, 전력의 손실이 적어진다.
[제 4 실시예]
도 8은 제4 실시예에 따른 정전류 구동 회로의 구성을 나타내는 회로도이다. 제4 실시예는, M개의 LED 스트링들(700)(M>2)을 구비하는 점에서 제 3 실시예와 서로 상이하지만, 각각의 LED 스트링(CH1~CHm)은 제 3 실시예와 동일한 구조를 갖는다. 즉, 상기 M개의 LED 스트링들(700)은 도 5에 도시된 회로의 구성 중 컨버터부 및 제어 IC에 각각 접속되어 있고, 별개로 제어된다.
또한, 상기 M개의 LED 스트링들(700)(M>2)의 고전위측의 단자는 고정 전압 전원(Vconst)에 병렬로 접속되어 있다. 상기 M개의 LED 스트링들(700) 중 i번째 LED 스트링(CHi)은 상기 M 개의 LED 스트링(700) 중 i번째 LED 스트링(CHi)와 대응하는 제어 IC의 단자(DLi)에 접속되므로, 하나의 LED 스트링은 하나의 단자에 연결될 수 있다.
또한, 제4 실시예의 정전류로 구동되는 부하 회로는 M개의 LED 스트링들(700)(M>2)이나, 상기 부하 회로는 직류 전원에 의해 구동되는 회로이면, 제한되지 않는다. 예를 들면, 상기 부하 회로는 LED 스트링 이외에 가스 센서, 스텝핑 모터, 펄스 모터 등일 수 있다.
[제 5 실시예]
도 9는 제5 실시예에 따른 액정 표시 장치를 설명하기 위한 블록도이다. 상기 액정 표시 장치(900)는 AC/DC 전원 장치(910) 및 LCD 모듈부(920)을 포함한다. 상기 LCD 모듈부(920)는 백라이트 장치(930)을 포함하고, 상기 백라이트 장치(930)는 백라이트 구동부(931) 및 백라이트부(932)를 포함한다.
상기 AC/DC 전원 장치(910)는 콘센트(911), AC/DC 정류부(912), 및 DC/DC컨버터(913)로 구성된다. 상기 AC/DC 전원 장치(910)는 외부로부터 입력된 상용 교류 전원 전압100V또는240V을 직류 전원 전압으로 변환하여 상기 LCD 모듈부(920)로 출력한다.
상기 LCD 모듈부(920)는, DC/DC컨버터(921), 공통 전극 전압 발생부(Vcom발생부)(922), γ전압 발생부(923), LCD 패널부(924), 및 백라이트 장치(930)를 포함한다. 상기 LCD 모듈부(920)는 외부의 그래픽 콘트롤러(도시하지 않음)로부터 영상 데이터를 수신하고, 상기 영상 데이터를 근거로 영상을 표시한다.
상기 LCD 패널부(924)는 박막 트랜지스터 기판(미도시), 상기 박막 트랜지스터 기판과 마주하는 칼라 필터 기판(미도시), 상기 박막 트랜지스터 기판과 상기 칼라 필터 기판 사이에 개재된 액정(미도시)으로 이루어진다. 상기 박막 트랜지스터 기판은 표시영역과 비표시영역이 정의되고, 상기 비표시영역에는 게이트 드라이버, 데이터 드라이버부가 구비된다. 상기 표시영역에는 상기 게이트 드라이버로부터 연장된 복수의 게이트 라인들 및 상기 데이터 드라이버로부터 연장되며, 상기 복수의 게이트 라인들과 절연되도록 교차하는 데이터 라인들이 구비된다. 상기 복수의 게이트 라인들과 상기 복수의 데이터 라인들은 복수의 화소영역을 정의한다.
도면에 도시하지는 않았지만, 상기 다수의 화소영역 각각은 박막 트랜지스터 및 화소전극으로 이루어지고, 상기 화소전극은 상기 칼라 필터 기판에 구비된 공통전극과 상기 액정층을 사이에 두고 마주한다. 따라서, 상기 화소전극과 상기 공통전극 사이에 형성된 전계의 세기에 의해서 상기 액정의 광투과율이 제어됨으로써, 그 결과 LCD 패널부(924)는 원하는 계조의 영상을 표시할 수 있다.
상기 공통 전극 전압 발생부(922)는 상기 DC/DC컨버터(921)에 의해 레벨 변환된 직류 전압에 근거하여 공통 전극 전압(Vcom)을 발생하고, 상기 공통 전극 전압(Vcom)을 상기 LCD 패널부(924)로 출력한다.
상기 γ전압 발생부(923)는 상기 DC/DC컨버터(921)에 의해 레벨 변환된 직류 전압에 근거하여 γ전압(Vdd)을 발생하고, 상기 γ전압(Vdd)을 상기 LCD 패널부(924)로 출력한다. 도 9에서 상기 공통 전극 전압 발생부(922)와 상기 γ전압 발생부(923)는 상기 LCD 패널부(924)와 분리된 것을 도시하였으나, 다른 실시예에서 상기 공통 전극 전압 발생부(922)와 상기 γ전압 발생부(923)는 LCD 패널부(924)에 포함될 수 있다.
상기 백라이트 장치(930)는 백라이트 구동부(931) 및 백라이트부(932)를 포함한다. 상기 백라이트 구동부(931)는 전술한 도 8에 도시된 상기 제4 실시예에 따른 정전류 구동 회로의 제어 IC가 포함된다. 상기 백라이트부(932)는 상기 도 8에 도시된 상기 M개의 LED 스트링들(700)(M>2)을 포함한다. 상기 백라이트부(932)는 상기 LCD 패널부(924)에서 영상이 표시될 때, 상기 영상의 휘도를 제어하기 위해 상기 M개의 LED 스트링들(700)(M>2)의 점등시간을 제어한다.
도 9에서 상기 AC/DC 전원 장치(910)는 상기 LCD 모듈부(920)와 분리된 것을 도시하였으나, 다른 실시예에서 상기 AC/DC 전원 장치(910)는 상기 LCD 모듈부(920)에 포함될 수 있다.
상기 액정 표시 장치(900)는 상술한 제 4 실시예에 따른 정전류 구동 회로를 구비하기 때문에 상기 백라이트 장치(930)는 소비 전력이 감소될 수 있다.
도 10은 실시예5에 따른 액정 표시 장치를 도시한 분해 사시도이다. 도 10은 상기 액정 표시 장치의 회로 구성이 아닌 기구를 도시한 것이다. 도 10을 참조하면, 상기 액정 표시 장치(1000)는, 백라이트 어셈블리(1010), 디스플레이 유닛(1070), 및 수납 용기(1080)을 구비한다.
상기 디스플레이 유닛(1070)은 영상을 표시하는 액정 표시 패널(1071), 액정 표시 패널(1071)을 구동하기 위한 구동 신호를 출력하는 데이터 인쇄 회로(1072), 및 게이트 인쇄 회로(1073)을 포함한다. 상기 데이터 인쇄 회로(1072)는 데이터 테이프 캐리어 패키지(Tape Carrier Package, 이하, TCP라 칭함)(1074)를 통하여 상기 액정 표시 패널(1071)과 전기적으로 연결된다. 상기 게이트 인쇄 회로(1073)는 게이트TCP(1075)를 통하여 액정 표시 패널(1071)과 전기적으로 연결된다.
상기 액정 표시 패널(1071)은 박막 트랜지스터(이하, TFT라 칭함) 기판(1076), TFT 기판(1076)에 대향하여 결합되는 칼라 필터 기판(1077) 및 상기 TFT 기판(1076) 및 상기 칼라 필터 기판(1077) 사이에 개재된 액정(1079)를 포함한다.
도시하지는 않았으나, 상기 TFT 기판(1076)에는 복수의 화소가 매트릭스 형태로 배열되고, 상기 복수의 화소 각각은 스위칭 소자인TFT(도시하지 않음)을 포함할 수 있다. 상기 TFT 기판(1076)은 투명한 재질(예를 들면, 글래스)로 이루어질 수 있다. 상기 TFT의 게이트 전극은 게이트 라인에 접속되고, 상기 TFT의 소스 전극은 데이터 라인에 접속되며, 상기 TFT의 드레인 전극은 투명한 도전성 물질로 이루어지는 화소 전극에 접속된다.
상기 칼라 필터 기판(1077)은 컬러 필터층(미도시) 및 공통 전극(미도시)을 포함할 수 있다. 상기 컬러 필터층은 상기 화소에 대응하는 영역마다 R, G, B 컬러 중 어느 하나의 컬러로 이루어질 수 있다. 상기 공통 전극은 투명한 도전성 물질로 이루어 질 수 있다.
상기 수납 용기(1080)는 내부에 수납 공간(1081)을 제공한다. 상기 백라이트 어셈블리(1010) 및 상기 액정 표시 패널(1071)은 상기 수납 공간(1081)에 수납되어 상기 수용 용기(1080)과 고정된다.
상기 백라이트 어셈블리(1010)는 상기 수납 공간(1081)에 수납될 수 있어야 하므로, 바람직하게는 평면상에서 상기 수납 공간(1081)의 형상은 백라이트 어셈블리(1010)(도 9의 백라이트부(932))의 형상과 같다.
도 10에 도시된 제5 실시예에서 평면상에서 상기 수납 공간(1081)과 상기 백라이트 어셈블리(1010)는 사각형 인 것을 일 예로 도시하였다.
상기 액정 표시 장치(1000)는, 백라이트 구동부(1060) 및 탑샤시(1090)을 더 포함한다.
상기 백라이트 구동부(1060)는 상기 수용 용기(1080)의 상기 수용 공간에 수납되고, 상기 백라이트 어셈블리(1010)을 구동하기 위한 직류 전류를 발생시킨다. 상기 백라이트 구동부(1060)로부터 발생된 직류 전류는 제1 전원 인가선(1063) 및 제2 전원 인가선(1064)를 통하여 상기 백라이트 어셈블리(1010)에 인가된다. 상기 제1 전원 인가선(1063)은 상기 백라이트 어셈블리(1010)의 일측부에 형성된 LED 스트링(500)의 애노드단(1040a)에 직접 접속하거나, 별도의 부재(미도시)를 이용하여 상기 LED 스트링(500)의 애노드단(1040a)에 접속된다. 상기 제2 전원 인가선(1064)은 상기 백라이트 어셈블리(1010)의 타측부에 형성된 LED 스트링(500)의 캐소드단(1040b)에 직접 접속하거나, 별도의 부재(미도시)를 이용하여 상기 LED 스트링(500)의 캐소드단(1040b)에 접속된다.
상기 탑샤시(1090)는 상기 액정 표시 패널(1071)의 에지부를 감싸면서, 수용 용기(1080)에 결합된다. 상기 탑샤시(1090)에 의해 외부로부터의 충격에 대한 상기 액정 표시 패널(1071)의 파손을 방지하고, 상기 액정 표시 패널(1071)이 상기 수용 용기(1080)로부터 이탈하는 것을 방지할 수 있다.
상기 액정 표시 장치(1000)는 상기 백라이트 어셈블리(1010)로부터 출사되는 광의 특성을 향상하기 위해 적어도 하나 이상의 광학 시트(1095)를 더 포함할 수 있다. 상기 광학 시트(1095)는 광을 확산하기 위한 확산 시트 또는 광을 집광하기 위한 프리즘 시트를 포함할 수 있다.
[제 1 실시예]
도 1은 n 개 (n>1)의 LED로 이루어지는 LED 스트링(500)을 구동하기 위한 LED 구동 회로의 회로 구성을 모식적으로 나타내는 블록도이다. 도 1에 도시된 상기 LED 구동 회로에 마련된 정전류 구동 회로는 강압형이다.
본 발명의 정전류 구동 회로는 목표 정전류(Itarget)의 전류값이 미리 설정되어 있고, 상기 목표 전류값(Itarget)에서 상기 LED 스트링(500)이 구동된다.
상기 LED구동 회로는 스위칭 소자(SI), 제어 IC(100), 정류 다이오드(D1), 평활 인덕터(L1), 평활 콘덴서(C1), 및 n개(n>1)의 LEDi (1≤i≤n)로 구성된 LED 스트링(500)을 포함한다.
상기 스위칭 소자(SI)는 일측의 단자가 입력 전원(VIN)의 단자에 직접적으로 접속된다.
상기 스위칭 소자(SI)는 제어 IC에 의해 게이트 제어된다. 상기 스위칭 소자(SI)는 외부로부터 공급된 클럭(CLK)을 세트 신호(RS_S)(도 2(a))로서 수신한다. 상기 스위칭 소자(SI)는 상기 세트 신호(RS_S)에 근거하며 제어 IC에 의해 생성된 스위칭 신호에 의해 온 또는 오프 동작을 수행한다. 스위칭 소자(SI)의 출력 전류(ISO)는 정류 다이오드(D1), 평활 인덕터(L1) 및 평활 콘덴서(C1)에 의해 평활화되어 상기 LED 스트링(500)으로 전류(Iout)를 공급한다.
상기 제어 IC(100)는 참조 신호 생성부(REF), 비교부(CMP), 플립플롭부(FF), 지연부(DLY)를 포함한다.
상기 참조 신호 생성부(REF)에는 목표 정전류(Itarget)가 미리 설정되어 있고, 상기 참조 신호 생성부(REF)는 상기 목표 정전류(Itarget)에 대한 정보를 갖는 참조 신호(ref_s)를 생성한다. 상기 참조 신호 생성부(REF)는 상기 참조 신호(ref_s)를 상기 비교부(CMP)로 출력한다.
상기 비교부(CMP)는 입력 전원(VIN)로부터 상기 스위칭 소자(SI)에 직접 공급되는 입력 전원의 전류(Is, 이하 스위칭 소자의 전류)와 상기 목표 정전류(Itarget)를 비교한다. 상기 스위칭 소자(SI)의 온-상태에서, 상기 스위칭 소자(SI)의 전류(Is)와 평활 인덕터(L1)의 전류(IL)는, 도 2(c) 및 (d)에 나타낸 바와 동일하다.
즉, 상기 스위칭 소자(SI)의 전류(Is)는 온 구간에서 도 3(a)의 파형(IL)과 동일하게 선형적으로 증가한다. 상기 스위칭 소자(SI)의 전류(Is)의 파형은 전류 검출부(Di)에 의해 검출된다.
그러나, 도 2(a) 및 도 2(g)에 도시된 스위칭 소자(SI)의 게이트 제어 신호의 온 듀티가 50% 이상일 때, 상기 스위칭 소자(SI)의 전류(Is)는 발진할 가능성이 높아진다. 여기서, 제1실시예의 정전류 구동 회로에서는 상기 발진을 보상할 수 있도록, 슬로프 보상 회로(SLOPE)가 마련되어 있다. 이하, 전류 검출부(Di)에 의해 검출된 스위칭 소자(SI)의 전류(Is)를 슬로프 보상하여 얻어진 전류를 스위칭 소자(SI)의 전류(Is)라 약칭한다.
상기 스위칭 소자(SI)의 전류(Is)는 도 2(d) 및 도 3(b)에 나타낸 파형을 갖는다.
상기 비교부(CMP)는 상기 스위칭 소자(SI)의 전류(Is)가 목표 정전류(Itarget)와 일치하는 타이밍 Point 1을 검출하여, 도 2(e)에 도시된 리세트 신호(RS_R)를 출력한다.
상기 플립플롭부(FF)는 입력 단자(S), 리세트 단자(R), 및 출력 단자(Q)를 포함한다.
상기 플립플롭부(FF)의 입력 단자(S)에는 상기 외부로부터 공급된 클럭(CLK)이 세트 신호(RS_S)(도 2(a))로서 입력된다. 상기 입력 단자(S)에 상기 세트 신호(RS_S)가 입력되면 상기 플립플롭부(FF)는 세트 상태로 된다. 이후, 상기 Point 1이 검출된 시점에서, 도 2(e)의 리세트 신호(RS_R)가 상기 리세트 단자(R)에 입력된다. 플립플롭부(FF)가 세트 상태를 유지하는 시간은 상기 세트 신호(RS_S)가 입력된 시점부터 상기 리세트 신호(RS_R)가 입력되는 상기 Point 1까지의 시간폭(Ta1)이다. 상기 플립플롭부(FF)는 플립플롭 신호(RS_Q)를 상기 출력 단자(Q)에서 출력하고, 상기 플립플롭 신호(RS_Q)는 상기 지연부(DLY)에 입력된다. 상기 플립플롭 신호(RS_Q)는 상기 시간폭(Ta1)에 대한 정보를 갖는 펄스 신호(도 2(f))이다.
상기 지연부(DLY)는 스위칭 신호(Delay_o)(도 2(g))를 상기 스위칭 소자(SI)에 출력한다. 상기 스위칭 소자(SI)는 상기 스위칭 신호(Delay_o)에 의해 상기 시간폭(Ta1)의 2배의 시간폭(Ton)(=2×Ta1) 동안 온-상태가 된다. 따라서, 상기 스위칭 소자(SI)는 도 2(b)에 도시한 바와 같이 게이트 제어된다.
상기 스위칭 소자(SI)는 상기 세트 신호(RS_S)(도 2(a))와 같은 주기(Tsw)로 제어되고, 도 2(b)에 도시한 바와 같이 상기 시간폭(Ton) 동안 온-상태이지만, Toff(=Tsw-Ton) 동안 오프-상태로 된다. 즉, 스위칭 소자(SI)는, 온-상태 개시로부터 Ton 시간 후에 오프-상태로 전환된다.
본 발명의 정전류 구동 회로는 동작 주파수 또는 동작 주기를 일정하게 하여, 상기 스위칭 소자(SI)의 온/오프 시간을 상기 제어 IC에서 제어하고, 펄스 전압폭을 변화시키는 펄스폭 제어(Pulse Width Modulation: PWM) 기술을 사용한다.
본 발명의 정전류 구동 회로는, 동작 주기로서의 상기 주기(Tsw)를 한정하지 않는다. 도 2(c) 및 도 3(a)에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 정전류 구동 회로의 상기 스위칭 소자(SI)의 오프-상태에서 상기 평활 인덕터 (L1)의 전류(IL)가 0이상의 값을 갖는다. 소위 연속 모드 및 임계 모드로 구동하는 것이 바람직하다. 여기서, 상기 평활 인덕터 소자(L1)에 흐르는 전류(IL)가 상기 스위칭 소자(SI)의 온-상태 및 오프-상태에서 0이상의 값을 갖도록 상기 평활 인덕터(L1)의 자기 인덕턴스, 평활 콘덴서의 용량 및 외부로부터 공급된 클럭(CLK)인 세트 신호의 주기(Tsw)을 결정하는 것이 바람직하다.
상기한 바와 같이, 본 발명의 정전류 구동 회로에 있어서, 평활 인덕터 (L1)의 전류(IL)는 상기 시간폭(Ton) 내에서 선형적으로 증가한다. 따라서, 상기 시간폭(Ton)의 중간을 기준으로, 상기 시간폭(Ton)의 전반에 있어서 목표 정전류(Itarget)에 미달된 전류분(S1)과 시간폭(Ton)의 후반에 있어서 목표 정전류(Itarget)로부터 초과된 전류분(S2)은 같고, 아래 식이 성립한다.
S1=1/2×(Itarget-h1)×Ton=S2=1/2×h2×Ton (식 3)
단, h1은 상기 스위칭 소자(SI)의 온-상태 개시 시의 상기 평활 인덕터 (L1)의 전류(IL)의 값이고, h2는 스위칭 소자(SI)의 오프-상태 개시 시의 평활 인덕터(L1)의 전류(IL)의 값과 상기 전류값(h1)과의 차를 나타낸다.
h1과 Itarget의 차 및 h2가 작을수록, 동작 주기(Tsw)에 있어서 평활 인덕터(L1)의 전류(IL)의 변동은 적고, 상기 LED 스트링(500)은 상기 스위칭 소자(SI)의 온, 오프에 관계없이 목표 정전류(Itarget)에 가까운 전류로 연속적으로 구동되게 된다.
여기서, 상기 식 3의 상기 스위칭 소자(SI)의 온-상태의 시간은 상기 스위칭 소자(SI)의 온-상태 개시 후, 상기 스위칭 소자(SI)의 전류(Is)가 상기 목표 정전류(Itarget)에 도달하기까지의 시간의 2배인것을 전제로 한다.
한편, 상기 스위칭 소자(SI)가 온-상태일 때, 상기 평활 인덕터(L1)가 충전되는 것은 상기 평활 인덕터(L1)의 성능 및 상기 평활 인덕터(L1)에 인가되는 전압의 크기에 영향을 받지 않는다. 그러므로, 상기 평활 인덕터(L1)가 대형화되면, 상기 평활 인덕터(L1)의 충전 시간도 증대하고, 계측 시간도 증가한다.
상기 목표 정전류(Itarget)의 도중의 전류값(I)에 도달하기까지의 시간(T) 만을 계측하고, 상기 계측된 시간(T)에 기초하여 상기 스위칭 소자의 온-상태 시간폭(Ton)을 결정할 수도 있다. 이 경우, 아래 식 4에 의해, 상기 시간폭(Ton)이 결정된다.
Ton=2×Itarget/I×T (식 4)
[제 2 실시예]
상기 제 1 실시예는 강압형의 정전류 구동 회로이지만, 동일한 기술 사상으로 승압형의 정전류 구동 회로를 형성하는 것도 물론 가능하다. 도 4는 본 발명의 제 2 실시의 형태에 따른 승압형의 스위칭 전원 회로를 도시한 회로도이다. 또한, 도 4에서, 도 1의 구성과 기능적으로 대응하는 구성에는 동일 번호를 부여하고, 중복되는 설명은 생략한다.
[제3 실시예]
도 5는 제3 실시예에 따른 정전류 구동 회로의 구성을 도시한 회로도이다. 상기 제 3 실시예에 있어서, LED 스트링(500)의 고전위측은 고정 전압 전원(Vconst)에 접속되고, 저전위측은 컨버터부(600)에 접속된다.
상기 컨버터부(600)는 스위칭 소자(SI), 정류 다이오드(D1), 평활 인덕터(L1), 평활 콘덴서(C1), 및 저항(R1)으로 구성되고, 목표 전류값(Itarget)에서 상기 LED 스트링(500)이 구동되도록 제어 IC(200)에 의해 구동된다.
제3 실시예를 구성하는 제어IC는 상기 스위칭 소자(SI)와 지연부(DLY)와의 사이에 제어 회로부(CC)가 마련되어 있는 점 및 상기 저항(R1)을 더 포함한다는 점에서 제1 및 제2 실시예와 다르지만, 기본적인 구성 및 동작은, 제1 및 제2 실시예와 동일하다.
또한, 상기 제어 회로부(CC)는 상기 지연부(DLY)와 독립하여, 상기 스위칭 소자(SI)에 온 신호 또는 오프 신호를 송신하고 상기 스위칭 소자(SI)는 온-상태 또는 오프-상태가 된다. 따라서, 제3 실시예의 상기 스위칭 소자(SI)는 상기 지연부(DLY)에서 출력되는 스위칭 신호(Delay_o)와 상기 제어 회로부(CC)의 온/오프 신호와의 논리곱을 통해 온-상태 또는 오프-상태로 천이한다. 즉, 상기 제어 회로부(CC)는 상기 LED 스트링(500)을 온/오프 제어한다. 상기 정전류 구동 회로는 사람의 눈에는 연속적으로 점등되어 있는 것으로 보이는 현상에 근거하여 고주파에서 점등, 소등을 반복함으로써 점등 펄스폭 제어(Pluse Width Modulation)에 의한 휘도 제어에 사용한다. 또한, LED 스트링(500)의 온/오프 제어가 불필요한 경우, 상기 지연부(DLY)에서 출력되는 상기 스위칭 신호(Delay_o)를 상기 스위칭 소자(SI)로 직접 입력함으로써 게이트 제어할 수 있다.
또한, 제3 실시예의 경우, 상기 스위칭 소자(SI)의 저전위측은 타단이 접지된 저항(R1)의 일단에 연결되어 있고, 상기 스위칭 소자(SI)의 전류(Is)는 상기 접지된 저항(R1)의 상기 일단에 흐르는 전류로부터 계측된다. 상기 스위칭 소자(SI)의 전류(Is)는 전류 검출부(Di)에서 검출되고, 상기 전류 검출부(Di)는 상기 검출된 전류(Is)의 정보를 갖는 검출신호(CS)를 비교부(CMP)로 송신한다. 상기 검출신호(CS)는 저전압일 수 있다. 따라서, 제3 실시예에 따른 정전류 구동 회로에 의하면, 전력 손실이 감소할 수 있다. 제3 실시예에 따른 정전류 구동 회로는 복수의 LED 스트링(500)을 제어하는 경우에 전력 손실을 최소화 될 수 있다.
다음, 도 6은 도 5에 나타낸 정전류 구동 회로의 동작을 시뮬레이션하기 위한 회로 구성을 도시한 회로도이다. 도 7(a) 내지 도 7(e)는 도 6에 도시된 회로 내의 각 구성의 신호를 도시한 도면이다.
도 7(a)에 도시된 전압 신호V(Ifb)는 상기 검출부(Di)에 의해 검출된 검출신호(CS)가 증폭기(10)에 의해 증폭된 출력 신호이다. 또한, 도 7(a)에 도시된 상기 전압 신호V(Ifb)의 파형은, 스위칭 소자(M5) 및 접지된 저항(R4)를 흐르는 전류(Is)의 파형에 대응한다. 도 7(a) 및 도 2(d)를 비교하면, 전압 신호V(Ifb)의 파형이 전류(Is)의 파형에 대응한다는 것을 알 수 있다.
발광 다이오드(D1 내지 D12)로 이루어지는 LED 스트링(500)은 스위칭 소자(M5)에 직접적인 영향을 받는다. 상기 평활 인덕터(L1)에 흐르는 전류(IL)의 파형은 전류(Is)의 파형으로 나타난다. 따라서, 상기 전압 신호V(Ifb)를 측정함으로써, 상기 평활 인덕터(L1)에 흐르는 전류(IL)를 모니터링할 수 있다. 상기 LED 스트링(500)에 흐르는 전류(Iled) 및 상기 인덕터(L1)에 흐르는 전류(IL)는 캐패시터(C1)에 의해 평활화된 것이다
상기 전압 신호V(Ifb)는 슬로프 보상 회로(SLOPE)에 의해 슬로프 보상된 후, 비교부(CMP)에 입력되고, 원하는 정전류(Itarget)에 대응하는 전압 신호와 비교된다. 또한, 상기 정전류(Itarget) 및 상기 정전류(Itarget)에 대응하는 전압 신호는, 전술한 바와 같이, 참조 신호 생성부(REF)에 설정된다.
비교부(CMP)는 상기 전류(Is)에 대응하는 전압 신호가 원하는 정전류(Itarget)에 대응하는 전압과 일치한 타이밍Point 1을 검출하여, 도 2(e)에 대응하는 도 7(b)의 리세트 신호(RS_R)를 출력한다.
플립플롭 회로(RS-FF)는 외부 클럭(V6)으로부터 입력 단자(S)로 입력된 세트 신호(RS_S)(도 7(b), 도 2(a))에 의해 세트 상태로 된 후, Point 1이 검출된 시점에서, 리세트 단자(R)에서 리세트 신호(RS_R)를 입력받는다. 상기 플립플롭부(FF)가 세트 상태를 유지하는 시간은, 외부로부터 공급된 클럭(CLK)이 세트 신호(RS_S)로서 입력된 시점으로부터 리세트 신호(RS_R)가 입력되는 Point 1까지의 시간폭(Ta1)이다. 이때, 상기 시간폭(Ta1)의 펄스 신호(도 2(f))가 상기 플립플롭 회로(RS-FF)의 출력 단자(Q)로부터 출력되어 지연부(DLY)에 입력된다.
상기 지연부(DLY)는 상기 스위칭 소자(M5)가 온-상태로 되도록 상기 시간폭(Ta1)의 2배의 시간폭(Ton)(=2×Ta1) 동안 상기 스위칭 소자(M5)에 도 7(b)에 도시된 펄스 신호(V(Co))를 출력한다.
한편, 도 6을 참조하면, 상기 지연부(DLY)는 제어 회로부(CC)를 포함한다. 상기 제어 회로부(CC)는 상기 지연부(DLY)와 별도로 온/오프 신호를 상기 스위칭 소자(M5)에 보내고, 상기 스위칭 소자(M5)를 강제적으로 오프-상태로 천이시킨다. 이때, 도 7(a) 및 (b)의 가로축의 단위가 도 7(c) 내지 (e)의 가로축의 단위의 약1/20 인 점에 주의해야 한다.
상기 지연부(DLY)로부터의 펄스 신호(V(Co)) 및 상기 제어 회로부(CC)로부터의 온/오프 신호와의 논리곱의 신호에 근거하여, 상기 스위칭 소자(M5)는 온-상태 또는 오프-상태로 천이된다.
도 6의 시뮬레이션 회로의 전술한 동작에 따라, 접지 콘덴서(C1)의 전위(V(fls)), 인덕터(L1)의 전류(IL), 및 다이오드(D8)의 전류(I(D8))는, 도 7(c) 내지 (e)에 나타낸 바와 같이 변화된다. 또한, 도 7(c)에 도시된 전위(V(fls))는 상기 펄스 신호(V(Co)) 및 상기 제어 회로부(CC)로부터의 상기 온/오프 신호와의 논리곱에 대응하고, 상기 전위(V(fls))가 다이오드(D20)의 애노드단 전압과 동등하거나 상대적으로 높은 전압인 경우, 전류(IL) 및 전류(I(D8))는0A(Ampere)로 된다.
도 7(d) 및 (e)를 참조하면, 인덕터(L1)에 흐르는 전류(IL) 및 다이오드(D8)에 흐르는 전류(I(D8))는 거의 일치한다. 이와 같이, 본 발명의 정전류 구동 회로에 따르면, 접지된 저항(R4)를 흐르는 전류(Is)을 측정함으로써, LED 스트링(500)을 목표 정전류(Itarget)로 구동할 수 있다는 것을 알 수 있다.
즉, 제3 실시예에 따른 정전류 구동 회로는 상기 스위칭 소자(SI)의 전류(Is)가 원하는 전류값에 도달하기까지의 시간폭(Ta1)을 제어함으로써 인덕터의 리액턴스값 및 인덕터 전압에 의존하지 않고 원하는 정전류값으로 제어가 가능하다. 또한, 제3 실시예에 의하면, LED 스트링(500)의 출력측에 검출부(Di)를 마련하여, LED 스트링(500)의 출력 전류(Iled)나 출력 전압을 검출할 필요가 없기 때문에, 이에 기인하는 전력의 손실을 방지할 수 있다. 또한, 본 발명의 정전류 구동 회로에 따르면 접지된 저항(R4)을 흐르는 전류(Is), 다시 말하면, 상기 스위칭 소자(SI)가 온-상태일때의 전류(Is) 만을 검출함으로써, 정전류 구동되는 부하 회로에 흐르는 전류를 상시 검출할 필요가 없다. 따라서 종래의 기술에 비하여, 본 발명의 정전류 구동 회로는, 전력의 손실이 적어진다.
[제 4 실시예]
도 8은 제4 실시예에 따른 정전류 구동 회로의 구성을 나타내는 회로도이다. 제4 실시예는, M개의 LED 스트링들(700)(M>2)을 구비하는 점에서 제 3 실시예와 서로 상이하지만, 각각의 LED 스트링(CH1~CHm)은 제 3 실시예와 동일한 구조를 갖는다. 즉, 상기 M개의 LED 스트링들(700)은 도 5에 도시된 회로의 구성 중 컨버터부 및 제어 IC에 각각 접속되어 있고, 별개로 제어된다.
또한, 상기 M개의 LED 스트링들(700)(M>2)의 고전위측의 단자는 고정 전압 전원(Vconst)에 병렬로 접속되어 있다. 상기 M개의 LED 스트링들(700) 중 i번째 LED 스트링(CHi)은 상기 M 개의 LED 스트링(700) 중 i번째 LED 스트링(CHi)와 대응하는 제어 IC의 단자(DLi)에 접속되므로, 하나의 LED 스트링은 하나의 단자에 연결될 수 있다.
또한, 제4 실시예의 정전류로 구동되는 부하 회로는 M개의 LED 스트링들(700)(M>2)이나, 상기 부하 회로는 직류 전원에 의해 구동되는 회로이면, 제한되지 않는다. 예를 들면, 상기 부하 회로는 LED 스트링 이외에 가스 센서, 스텝핑 모터, 펄스 모터 등일 수 있다.
[제 5 실시예]
도 9는 제5 실시예에 따른 액정 표시 장치를 설명하기 위한 블록도이다. 상기 액정 표시 장치(900)는 AC/DC 전원 장치(910) 및 LCD 모듈부(920)을 포함한다. 상기 LCD 모듈부(920)는 백라이트 장치(930)을 포함하고, 상기 백라이트 장치(930)는 백라이트 구동부(931) 및 백라이트부(932)를 포함한다.
상기 AC/DC 전원 장치(910)는 콘센트(911), AC/DC 정류부(912), 및 DC/DC컨버터(913)로 구성된다. 상기 AC/DC 전원 장치(910)는 외부로부터 입력된 상용 교류 전원 전압100V또는240V을 직류 전원 전압으로 변환하여 상기 LCD 모듈부(920)로 출력한다.
상기 LCD 모듈부(920)는, DC/DC컨버터(921), 공통 전극 전압 발생부(Vcom발생부)(922), γ전압 발생부(923), LCD 패널부(924), 및 백라이트 장치(930)를 포함한다. 상기 LCD 모듈부(920)는 외부의 그래픽 콘트롤러(도시하지 않음)로부터 영상 데이터를 수신하고, 상기 영상 데이터를 근거로 영상을 표시한다.
상기 LCD 패널부(924)는 박막 트랜지스터 기판(미도시), 상기 박막 트랜지스터 기판과 마주하는 칼라 필터 기판(미도시), 상기 박막 트랜지스터 기판과 상기 칼라 필터 기판 사이에 개재된 액정(미도시)으로 이루어진다. 상기 박막 트랜지스터 기판은 표시영역과 비표시영역이 정의되고, 상기 비표시영역에는 게이트 드라이버, 데이터 드라이버부가 구비된다. 상기 표시영역에는 상기 게이트 드라이버로부터 연장된 복수의 게이트 라인들 및 상기 데이터 드라이버로부터 연장되며, 상기 복수의 게이트 라인들과 절연되도록 교차하는 데이터 라인들이 구비된다. 상기 복수의 게이트 라인들과 상기 복수의 데이터 라인들은 복수의 화소영역을 정의한다.
도면에 도시하지는 않았지만, 상기 다수의 화소영역 각각은 박막 트랜지스터 및 화소전극으로 이루어지고, 상기 화소전극은 상기 칼라 필터 기판에 구비된 공통전극과 상기 액정층을 사이에 두고 마주한다. 따라서, 상기 화소전극과 상기 공통전극 사이에 형성된 전계의 세기에 의해서 상기 액정의 광투과율이 제어됨으로써, 그 결과 LCD 패널부(924)는 원하는 계조의 영상을 표시할 수 있다.
상기 공통 전극 전압 발생부(922)는 상기 DC/DC컨버터(921)에 의해 레벨 변환된 직류 전압에 근거하여 공통 전극 전압(Vcom)을 발생하고, 상기 공통 전극 전압(Vcom)을 상기 LCD 패널부(924)로 출력한다.
상기 γ전압 발생부(923)는 상기 DC/DC컨버터(921)에 의해 레벨 변환된 직류 전압에 근거하여 γ전압(Vdd)을 발생하고, 상기 γ전압(Vdd)을 상기 LCD 패널부(924)로 출력한다. 도 9에서 상기 공통 전극 전압 발생부(922)와 상기 γ전압 발생부(923)는 상기 LCD 패널부(924)와 분리된 것을 도시하였으나, 다른 실시예에서 상기 공통 전극 전압 발생부(922)와 상기 γ전압 발생부(923)는 LCD 패널부(924)에 포함될 수 있다.
상기 백라이트 장치(930)는 백라이트 구동부(931) 및 백라이트부(932)를 포함한다. 상기 백라이트 구동부(931)는 전술한 도 8에 도시된 상기 제4 실시예에 따른 정전류 구동 회로의 제어 IC가 포함된다. 상기 백라이트부(932)는 상기 도 8에 도시된 상기 M개의 LED 스트링들(700)(M>2)을 포함한다. 상기 백라이트부(932)는 상기 LCD 패널부(924)에서 영상이 표시될 때, 상기 영상의 휘도를 제어하기 위해 상기 M개의 LED 스트링들(700)(M>2)의 점등시간을 제어한다.
도 9에서 상기 AC/DC 전원 장치(910)는 상기 LCD 모듈부(920)와 분리된 것을 도시하였으나, 다른 실시예에서 상기 AC/DC 전원 장치(910)는 상기 LCD 모듈부(920)에 포함될 수 있다.
상기 액정 표시 장치(900)는 상술한 제 4 실시예에 따른 정전류 구동 회로를 구비하기 때문에 상기 백라이트 장치(930)는 소비 전력이 감소될 수 있다.
도 10은 실시예5에 따른 액정 표시 장치를 도시한 분해 사시도이다. 도 10은 상기 액정 표시 장치의 회로 구성이 아닌 기구를 도시한 것이다. 도 10을 참조하면, 상기 액정 표시 장치(1000)는, 백라이트 어셈블리(1010), 디스플레이 유닛(1070), 및 수납 용기(1080)을 구비한다.
상기 디스플레이 유닛(1070)은 영상을 표시하는 액정 표시 패널(1071), 액정 표시 패널(1071)을 구동하기 위한 구동 신호를 출력하는 데이터 인쇄 회로(1072), 및 게이트 인쇄 회로(1073)을 포함한다. 상기 데이터 인쇄 회로(1072)는 데이터 테이프 캐리어 패키지(Tape Carrier Package, 이하, TCP라 칭함)(1074)를 통하여 상기 액정 표시 패널(1071)과 전기적으로 연결된다. 상기 게이트 인쇄 회로(1073)는 게이트TCP(1075)를 통하여 액정 표시 패널(1071)과 전기적으로 연결된다.
상기 액정 표시 패널(1071)은 박막 트랜지스터(이하, TFT라 칭함) 기판(1076), TFT 기판(1076)에 대향하여 결합되는 칼라 필터 기판(1077) 및 상기 TFT 기판(1076) 및 상기 칼라 필터 기판(1077) 사이에 개재된 액정(1079)를 포함한다.
도시하지는 않았으나, 상기 TFT 기판(1076)에는 복수의 화소가 매트릭스 형태로 배열되고, 상기 복수의 화소 각각은 스위칭 소자인TFT(도시하지 않음)을 포함할 수 있다. 상기 TFT 기판(1076)은 투명한 재질(예를 들면, 글래스)로 이루어질 수 있다. 상기 TFT의 게이트 전극은 게이트 라인에 접속되고, 상기 TFT의 소스 전극은 데이터 라인에 접속되며, 상기 TFT의 드레인 전극은 투명한 도전성 물질로 이루어지는 화소 전극에 접속된다.
상기 칼라 필터 기판(1077)은 컬러 필터층(미도시) 및 공통 전극(미도시)을 포함할 수 있다. 상기 컬러 필터층은 상기 화소에 대응하는 영역마다 R, G, B 컬러 중 어느 하나의 컬러로 이루어질 수 있다. 상기 공통 전극은 투명한 도전성 물질로 이루어 질 수 있다.
상기 수납 용기(1080)는 내부에 수납 공간(1081)을 제공한다. 상기 백라이트 어셈블리(1010) 및 상기 액정 표시 패널(1071)은 상기 수납 공간(1081)에 수납되어 상기 수용 용기(1080)과 고정된다.
상기 백라이트 어셈블리(1010)는 상기 수납 공간(1081)에 수납될 수 있어야 하므로, 바람직하게는 평면상에서 상기 수납 공간(1081)의 형상은 백라이트 어셈블리(1010)(도 9의 백라이트부(932))의 형상과 같다.
도 10에 도시된 제5 실시예에서 평면상에서 상기 수납 공간(1081)과 상기 백라이트 어셈블리(1010)는 사각형 인 것을 일 예로 도시하였다.
상기 액정 표시 장치(1000)는, 백라이트 구동부(1060) 및 탑샤시(1090)을 더 포함한다.
상기 백라이트 구동부(1060)는 상기 수용 용기(1080)의 상기 수용 공간에 수납되고, 상기 백라이트 어셈블리(1010)을 구동하기 위한 직류 전류를 발생시킨다. 상기 백라이트 구동부(1060)로부터 발생된 직류 전류는 제1 전원 인가선(1063) 및 제2 전원 인가선(1064)를 통하여 상기 백라이트 어셈블리(1010)에 인가된다. 상기 제1 전원 인가선(1063)은 상기 백라이트 어셈블리(1010)의 일측부에 형성된 LED 스트링(500)의 애노드단(1040a)에 직접 접속하거나, 별도의 부재(미도시)를 이용하여 상기 LED 스트링(500)의 애노드단(1040a)에 접속된다. 상기 제2 전원 인가선(1064)은 상기 백라이트 어셈블리(1010)의 타측부에 형성된 LED 스트링(500)의 캐소드단(1040b)에 직접 접속하거나, 별도의 부재(미도시)를 이용하여 상기 LED 스트링(500)의 캐소드단(1040b)에 접속된다.
상기 탑샤시(1090)는 상기 액정 표시 패널(1071)의 에지부를 감싸면서, 수용 용기(1080)에 결합된다. 상기 탑샤시(1090)에 의해 외부로부터의 충격에 대한 상기 액정 표시 패널(1071)의 파손을 방지하고, 상기 액정 표시 패널(1071)이 상기 수용 용기(1080)로부터 이탈하는 것을 방지할 수 있다.
상기 액정 표시 장치(1000)는 상기 백라이트 어셈블리(1010)로부터 출사되는 광의 특성을 향상하기 위해 적어도 하나 이상의 광학 시트(1095)를 더 포함할 수 있다. 상기 광학 시트(1095)는 광을 확산하기 위한 확산 시트 또는 광을 집광하기 위한 프리즘 시트를 포함할 수 있다.
SI : 스위칭 소자 D1 : 정류 다이오드
L1 : 평활 인덕터 C1 : 평활 콘덴서
Di : 전류 검출부 DLY : 지연부
CC : 제어 회로부 CMP : 비교부
10 : 증폭기 R4 : 저항
REF : 참조 신호 생성부 FF : 플립플롭 회로
D8 : 다이오드 SLOPE : 슬로프 보상 회로
L1 : 평활 인덕터 C1 : 평활 콘덴서
Di : 전류 검출부 DLY : 지연부
CC : 제어 회로부 CMP : 비교부
10 : 증폭기 R4 : 저항
REF : 참조 신호 생성부 FF : 플립플롭 회로
D8 : 다이오드 SLOPE : 슬로프 보상 회로
Claims (12)
- 스위칭 신호를 생성하는 제어 IC;
입력 전원을 수신하는 입력 단자가 구비되고, 상기 스위칭 신호를 수신하며, 상기 스위칭 신호에 근거하여 상기 입력 전원을 스위칭하는 스위칭 소자;
상기 스위칭 소자의 상기 입력 단자 및 상기 입력 전원의 단자 사이에 배치되어 상기 입력 전원의 전류를 검출하는 전류 검출부; 및
상기 스위칭 소자에 의해 스위칭된 전원 전류를 정류하고, 평활화하며, 출력 전류를 출력하는 정류 다이오드, 평활 인덕터, 및 평활 콘덴서를 포함하고,
상기 제어 IC는,
목표 정전류에 대한 정보를 갖는 참조 신호를 생성하는 참조 신호 생성부;
상기 전류 검출부로부터 전달된 상기 입력 전원의 전류와 상기 참조 신호를 수신하고, 상기 입력 전원의 전류와 상기 목표 정전류를 비교하여 리세트 신호를 출력하는 비교부;
외부 클럭을 세트 신호로 수신하고, 상기 리세트 신호를 수신하며, 세트 상태를 유지하는 시간 정보를 갖는 플립플롭 신호를 출력하는 플립플롭부;
상기 플립플롭 신호를 수신하고, 상기 플립플롭 신호에 근거하여 상기 세트 상태를 유지하는 시간이 증가된 상기 스위칭 신호를 상기 스위칭 소자로 직접 출력하는 지연부를 포함하고,
상기 스위칭 소자의 오프-상태에서, 상기 정류 다이오드, 상기 평활 인덕터, 및 상기 평활 콘덴서 각각과 상기 제어 IC 간의 전기적 연결이 차단되는 정전류 구동 회로. - 제 1 항에 있어서,
상기 전류 검출부와 상기 비교부 사이에 연결된 슬로프 보상 회로를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 정전류 구동 회로. - 제 2 항에 있어서,
상기 스위칭 소자의 온-상태 및 오프-상태에서 상기 평활 인덕터에 흐르는 전류가 0 이상의 값을 갖도록 상기 평활 인덕터의 자기 인덕턴스, 상기 평활 콘덴서의 용량 및 상기 세트 신호의 주기가 설정되는 것을 특징으로 하는 정전류 구동 회로. - 제3 항에 있어서,
상기 지연부와 독립하여 상기 스위칭 소자로 오프 신호를 보내고, 상기 스위칭 소자를 강제적으로 오프-상태로 동작시키는 제어 회로부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 정전류 구동 회로. - 병렬로 접속된 복수의 발광 소자; 및
정전류 구동 회로를 포함하고,
상기 정전류 구동 회로는,
스위칭 신호를 생성하는 제어 IC;
입력 전원을 수신하는 입력 단자가 구비되고, 상기 스위칭 신호를 수신하며, 상기 스위칭 신호에 근거하여 상기 입력 전원을 스위칭하는 스위칭 소자;
상기 스위칭 소자의 상기 입력 단자 및 상기 입력 전원의 단자 사이에 직접적으로 배치되어 상기 입력 전원의 전류를 검출하는 전류 검출부; 및
상기 스위칭 소자에 의해 스위칭된 전원 전류를 정류하고, 평활화하며, 출력 전류를 출력하는 정류 다이오드, 평활 인덕터, 및 평활 콘덴서를 포함하고,
상기 제어 IC는,
목표 정전류에 대한 정보를 갖는 참조 신호를 생성하는 참조 신호 생성부;
상기 전류 검출부로부터 전달된 상기 입력 전원의 전류와 상기 참조 신호를 수신하고, 상기 입력 전원의 전류와 상기 목표 정전류를 비교하여 리세트 신호를 출력하는 비교부;
외부 클럭을 세트 신호로 수신하고, 상기 리세트 신호를 수신하며, 세트 상태를 유지하는 시간 정보를 갖는 플립플롭 신호를 출력하는 플립플롭부;
상기 플립플롭 신호를 수신하고, 상기 플립플롭 신호에 근거하여 상기 세트 상태를 유지하는 시간이 증가된 상기 스위칭 신호를 상기 스위칭 소자로 직접 출력하는 지연부를 포함하는 발광 장치. - 영상을 표시하는 액정 패널; 및
상기 액정 패널에 광을 제공하는 발광 장치를 포함하고,
상기 발광 장치는,
병렬로 접속된 복수의 발광 소자; 및
정전류 구동 회로를 포함하고,
상기 정전류 구동 회로는,
스위칭 신호를 생성하는 제어 IC;
입력 전원을 수신하는 입력 단자가 구비되고, 상기 스위칭 신호를 수신하며, 상기 스위칭 신호에 근거하여 상기 입력 전원을 스위칭하는 스위칭 소자;
상기 스위칭 소자의 상기 입력 단자 및 상기 입력 전원의 단자 사이에 배치되어 상기 입력 전원의 전류를 검출하는 전류 검출부; 및
상기 스위칭 소자에 의해 스위칭된 전원 전류를 정류하고, 평활화하며, 출력 전류를 출력하는 정류 다이오드, 평활 인덕터, 및 평활 콘덴서를 포함하고,
상기 제어 IC는,
목표 정전류에 대한 정보를 갖는 참조 신호를 생성하는 참조 신호 생성부;
상기 전류 검출부로부터 전달된 상기 입력 전원의 전류와 상기 참조 신호를 수신하고, 상기 입력 전원의 전류와 상기 목표 정전류를 비교하여 리세트 신호를 출력하는 비교부;
외부 클럭을 세트 신호로 수신하고, 상기 리세트 신호를 수신하며, 세트 상태를 유지하는 시간 정보를 갖는 플립플롭 신호를 출력하는 플립플롭부;
상기 플립플롭 신호를 수신하고, 상기 플립플롭 신호에 근거하여 상기 세트 상태를 유지하는 시간이 증가된 상기 스위칭 신호를 상기 스위칭 소자로 직접 출력하는 지연부를 포함하고,
상기 스위칭 소자의 오프-상태에서, 상기 제어 IC 및 상기 복수의 발광 소자 간의 전기적 연결이 차단되는 액정 표시 장치. - 정전류 구동되는 부하 회로, 상기 부하 회로의 고전위측에 접속된 고정 전압 전원, 상기 부하 회로의 저전위측에 접속된 컨버터부, 및 상기 컨버터부에 접속되고 스위칭 신호를 생성하는 제어IC를 포함하고,
상기 컨버터부는,
입력 전원을 수신하는 입력 단자가 구비되고, 상기 스위칭 신호를 수신하며, 상기 스위칭 신호에 근거하여 상기 입력 전원을 스위칭하는 스위칭 소자;
상기 스위칭 소자에 공급되는 전류를 검출하는 전류 검출부;
상기 스위칭 소자에 의해 스위칭된 전원 전류를 정류하고, 평활화하며, 출력 전류를 출력하는 정류 다이오드, 평활 인덕터, 및 평활 콘덴서; 및
일단이 상기 스위칭 소자의 상기 저전위측에 접속되고, 타단이 접지된 저항을 포함하고,
상기 제어 IC는,
목표 정전류에 대한 정보를 포함하는 참조 신호를 생성하는 참조 신호 생성부;
상기 저항에 흐르는 전류에 근거하여 계측된 상기 스위칭 소자의 전류와 상기 참조 신호를 수신하고, 상기 스위칭 소자의 전류와 상기 목표 정전류를 비교하여 리세트 신호를 출력하는 비교부;
외부 클럭을 세트 신호로 수신하고, 상기 리세트 신호를 수신하며, 세트 상태를 유지하는 시간 정보를 갖는 플립플롭 신호를 출력하는 플립플롭부;
상기 플립플롭 신호를 수신하고, 상기 플립플롭 신호에 근거하여 상기 세트 상태를 유지하는 시간이 증가된 상기 스위칭 신호를 상기 스위칭 소자로 직접 출력하는 지연부를 포함하고,
상기 스위칭 소자의 오프-상태에서, 상기 정류 다이오드, 상기 평활 인덕터, 및 상기 평활 콘덴서 각각과 상기 제어 IC 간의 전기적 연결이 차단되는 정전류 구동 회로. - 제7 항에 있어서,
상기 전류 검출부와 상기 비교부 사이에 연결된 슬로프 보상 회로를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 정전류 구동 회로. - 제8 항에 있어서,
상기 스위칭 소자의 온-상태 및 오프-상태에서 상기 평활 인덕터에 흐르는 전류가 0 이상의 값을 갖도록 상기 평활 인덕터의 자기 인덕턴스, 상기 평활 콘덴서의 용량 및 상기 세트 신호의 주기가 설정되는 것을 특징으로 하는 정전류 구동 회로. - 제9 항에 있어서,
지연부와 독립하여 상기 스위칭 소자로 오프 신호를 보내고, 상기 스위칭 소자를 강제적으로 오프-상태로 동작시키는 제어 회로부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 정전류 구동 회로. - 병렬로 접속된 복수의 발광 소자; 및
정전류 구동 회로를 포함하고,
상기 정전류 구동 회로는,
정전류 구동되는 부하 회로, 상기 부하 회로의 고전위측에 접속된 고정 전압 전원, 상기 부하 회로의 저전위측에 접속된 컨버터부, 및 상기 컨버터부에 접속되고 스위칭 신호를 생성하는 제어IC를 포함하고,
상기 컨버터부는,
입력 전원을 수신하는 입력 단자가 구비되고, 상기 스위칭 신호를 수신하며, 상기 스위칭 신호에 근거하여 상기 입력 전원을 스위칭하는 스위칭 소자;
상기 스위칭 소자에 공급되는 전류를 검출하는 전류 검출부;
상기 스위칭 소자에 의해 스위칭된 전원 전류를 정류하고, 평활화하며, 출력 전류를 출력하는 정류 다이오드, 평활 인덕터, 및 평활 콘덴서; 및
일단이 상기 스위칭 소자의 상기 저전위측에 접속되고, 타단이 접지된 저항을 포함하고,
상기 제어 IC는,
목표 정전류에 대한 정보를 포함하는 참조 신호를 생성하는 참조 신호 생성부;
상기 저항에 흐르는 전류에 근거하여 계측된 상기 스위칭 소자의 전류와 상기 참조 신호를 수신하고, 상기 스위칭 소자의 전류와 상기 목표 정전류를 비교하여 리세트 신호를 출력하는 비교부;
외부 클럭을 세트 신호로 수신하고, 상기 리세트 신호를 수신하며, 세트 상태를 유지하는 시간 정보를 갖는 플립플롭 신호를 출력하는 플립플롭부;
상기 플립플롭 신호를 수신하고, 상기 플립플롭 신호에 근거하여 상기 세트 상태를 유지하는 시간이 증가된 상기 스위칭 신호를 상기 스위칭 소자로 직접 출력하는 지연부를 포함하고,
상기 스위칭 소자의 오프-상태에서, 상기 정류 다이오드, 상기 평활 인덕터, 및 상기 평활 콘덴서 각각과 상기 제어 IC 간의 전기적 연결이 차단되는 발광 장치. - 영상을 표시하는 액정 패널; 및
상기 액정 패널에 광을 제공하는 발광 장치를 포함하고,
상기 발광 장치는,
병렬로 접속된 복수의 발광 소자; 및
정전류 구동 회로를 포함하고,
상기 정전류 구동 회로는,
정전류 구동되는 부하 회로, 상기 부하 회로의 고전위측에 접속된 고정 전압 전원, 상기 부하 회로의 저전위측에 접속된 컨버터부, 및 상기 컨버터부에 접속되고 스위칭 신호를 생성하는 제어IC를 포함하고,
상기 컨버터부는,
입력 전원을 수신하는 입력 단자가 구비되고, 상기 스위칭 신호를 수신하며, 상기 스위칭 신호에 근거하여 상기 입력 전원을 스위칭하는 스위칭 소자;
상기 스위칭 소자에 공급되는 전류를 검출하는 전류 검출부;
상기 스위칭 소자에 의해 스위칭된 전원 전류를 정류하고, 평활화하며, 출력 전류를 출력하는 정류 다이오드, 평활 인덕터, 및 평활 콘덴서; 및
일단이 상기 스위칭 소자의 상기 저전위측에 접속되고, 타단이 접지된 저항을 포함하고,
상기 제어 IC는,
목표 정전류에 대한 정보를 포함하는 참조 신호를 생성하는 참조 신호 생성부;
상기 저항에 흐르는 전류에 근거하여 계측된 상기 스위칭 소자의 전류와 상기 참조 신호를 수신하고, 상기 스위칭 소자의 전류와 상기 목표 정전류를 비교하여 리세트 신호를 출력하는 비교부;
외부 클럭을 세트 신호로 수신하고, 상기 리세트 신호를 수신하며, 세트 상태를 유지하는 시간 정보를 갖는 플립플롭 신호를 출력하는 플립플롭부;
상기 플립플롭 신호를 수신하고, 상기 플립플롭 신호에 근거하여 상기 세트 상태를 유지하는 시간이 증가된 상기 스위칭 신호를 상기 스위칭 소자로 직접 출력하는 지연부를 포함하고,
상기 스위칭 소자의 오프-상태에서, 상기 제어 IC 및 상기 병렬로 접속된 복수의 발광 소자 간의 전기적 연결이 차단되는 액정 표시 장치.
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