KR101971287B1 - Ｌｅｄ구동장치 - Google Patents

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Abstract

LED 구동장치가 개시된다. 본 LED 구동장치는, LED 어레이의 구동을 위한 디밍 신호를 입력받는 입력부, 입력된 디밍 신호의 온 구간을 확장하는 확장부, 확장된 디밍 신호를 이용하여 LED 어레이를 구동하는 LED 구동부, 및, 입력된 디밍 신호의 하강 에지 시점에 LED 어레이 및 LED 구동부 사이의 포워드 전압을 측정하여 LED 어레이의 열화를 감지하는 감지부를 포함한다.

Description

ＬＥＤ구동장치{LED DRIVER APPARATUS}
본 발명은 LED 구동장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 LED 어레이의 열화를 감지할 수 있는 LED 구동 장치에 관한 것이다.
액정 표시 장치(Liquid Crystal Display: LCD)는 다른 표시 장치에 비해 두께가 얇고 무게가 가벼우며, 구동 전압 및 소비 전력이 낮아서 널리 사용되고 있다. 그러나 액정 표시 장치는 자체적으로 발광을 하지 못하는 비발광 소자이므로 액정 표시 패널에 광을 공급하기 위한 별도의 백라이트를 필요로 한다.
액정 표시 장치의 백라이트 광원으로는 냉음극형광램프(Cold Cathode Fluorescent Lamp: CCFL) 및 발광 다이오드(Light Emitting Diode: LED) 등이 많이 사용된다. 냉음극 형광램프는 수은을 사용하기 때문에 환경 오염을 유발할 수 있고, 응답속도가 느리며, 색 재현성이 낮을 뿐만 아니라 LCD 패널의 경박단소화에도 적절하지 못한 단점을 가졌다.
반면에, 발광 다이오드는 환경 유해 물질을 사용하지 않아 친환경적이며, 임펄스 구동이 가능한 이점이 있다. 그리고 색 재현성이 우수하며, 적색, 녹색, 청색 발광 다이오드의 광량을 조정하여 휘도, 색 온도 등을 임의로 변경할 수 있을 뿐만 아니라, LCD 패널의 경박단소화에 적합한 장점들을 가지므로, 최근 LCD 패널 등의 백라이트용 광원으로 많이 채용되고 있는 실정이다.
이와 같이, 발광 다이오드를 채용한 LCD 백라이트에서 발광 다이오드를 여러 개 직렬 연결하여 사용하는 경우(즉, LED 어레이를 이용하는 경우), 발광 다이오드에 일정한 정전류를 제공할 수 있는 구동회로가 필요하며, 발광 다이오드에 전원을 조정하기 위한 DC-DC 컨버터가 필요하다.
한편, LED 어레이는 오랜 구동 또는 충격 등에 의하여 오픈(open) 또는 쇼트(short)되는 경우가 있는데, 이와 같은 LED 어레이의 열화를 감지하기 위한 보호 회로가 필요하다.
구체적으로, 보호 회로는 LED 어레이의 포워드 전압(VFB)을 측정하여 LED 어레이의 열화를 감지하는데, 종래의 보호 회로는 LED 어레이의 열화와 무관한 정전류원의 정착시간 또는 정전류의 피크 전류에 의한 비정상적인 포워드 전압(VFB)을 LED 어레이의 열화로 감지하는 문제점이 있었다.
구체적으로, 도 6을 참고하면, 디밍 신호(PWM)가 온 됨에 따라 LED 어레이에 전류가 흐르게 되어 포워드 전압(VFB)은 점차 떨어지게 된다. 그러나 정전류원의 정착시간이 느려 FB(A)와 같이 포워드 전압이 떨어지게 되는 경우, 종래의 보호 회로는 이러한 구간에서 포워드 전압을 측정하는 경우가 존재하였다. 그러나 이러한 구간에서 포워드 전압이 측정되면, 측정된 포워드 전압은 정상 포워드 전압보다 높아, 보호 회로는 해당 LED 어레이가 쇼트된 것으로 판단하였다.
그리고 정전류의 피크 전류에 의하여 FB(B)와 같이 포워드 전압이 0V에 가깝게 떨어지게 되는 경우, 종래의 보호 회로는 이러한 구간에서 포워드 전압을 측정하는 경우가 존재하였다. 그러나 이러한 구간에서 포워드 전압이 측정되면, 측정된 포워드 전압은 정상 포워드 전압보다 낮아, 보호 회로는 LED 어레이가 오픈된 것으로 판단하였다.
따라서, 본 발명의 목적은 LED 어레이의 열화를 정확하게 감지할 수 있는 LED 구동 장치를 제공하는 데 있다.
이상과 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 LED 구동장치는, LED 어레이의 구동을 위한 디밍 신호를 입력받는 입력부, 상기 입력된 디밍 신호의 온 구간을 확장하는 확장부, 상기 확장된 디밍 신호를 이용하여 상기 LED 어레이를 구동하는 LED 구동부, 및, 상기 입력된 디밍 신호의 하강 에지 시점에 상기 LED 어레이 및 상기 LED 구동부 사이의 포워드 전압을 측정하여 상기 LED 어레이의 열화를 감지하는 감지부를 포함한다.
이 경우, 상기 확장부는, 상기 입력된 디밍 신호를 지연하는 지연부, 및, 상기 입력된 디밍 신호와 상기 지연된 디밍 신호를 입력받아 확장된 디밍 신호를 출력하는 OR 게이트를 포함한다.
이 경우, 상기 지연부는, 상기 입력된 디밍 신호를 100ns 내지 1000ns 지연하는 것이 바람직하다.
한편, 상기 확장부는, 상기 디밍 신호가 100% 듀티 신호인 경우, 입력된 디밍 신호 대신에 기설정된 주파수를 갖는 클럭 신호를 상기 감지부에 제공하는 것이 바람직하다.
이 경우, 상기 확장부는, 상기 디밍 신호가 100% 듀티 신호인지에 따라 상기 입력된 디밍 신호 및 기설정된 주파수를 갖는 클럭 신호 중 하나를 상기 감지부에 제공하는 멀티플렉서를 포함할 수 있다.
한편, 상기 클럭 신호는, 상기 LED 어레이의 구동 전압을 조정하기 위한 PWM 신호를 생성하는데 이용되는 클럭 신호인 것이 바람직하다.
한편, 상기 감지부는, 상기 측정된 포워드 전압이 기설정된 제1 전압보다 작으면, 상기 LED 어레이가 오픈된 것으로 판단하고, 상기 측정된 포워드 전압이 기설정된 제2 전압보다 크면, 상기 LED 어레이가 쇼트된 것으로 판단하며, 상기 기설정된 제1 전압은, 상기 LED 어레이의 정상 동작시의 포워드 전압보다 작고, 상기 기설정된 제2 전압은, 상기 LED 어레이의 정상 동작시의 포워드 전압보다 큰 것이 바람직하다.
한편, 상기 감지부는, 상기 측정된 포워드 전압이 기설정된 제1 전압보다 작은지를 비교하는 제1 비교기, 상기 측정된 포워드 전압이 기설정된 제2 전압보다 큰지를 비교하는 제2 비교기, 상기 입력된 디밍 신호가 하강 에지인 경우에 상기 제1 비교기의 출력에 따라 상기 LED 어레이의 오픈 여부를 판단하는 제1 판단부, 및 상기 입력된 디밍 신호가 하강 에지인 경우에 상기 제2 비교기의 출력에 따라 상기 LED 어레이의 쇼트 여부를 판단하는 제2 판단부를 포함한다.
이 경우, 상기 제1 판단부는, 상기 입력된 디밍 신호를 반전하여 출력하는 제1 인버터, 및, 상기 제1 인버터의 반전된 디밍 신호를 클럭 신호로 입력받고, 상기 제1 비교기의 출력을 데이터 신호로 입력받는 제1 데이터 플리플롭을 포함하고, 상기 제2 판단부는, 상기 입력된 디밍 신호를 반정하여 출력하는 제2 인버터, 및, 상기 제2 인버터의 반전된 디밍 신호를 클럭 신호를 클럭 신호로 입력받고, 상기 제2 비교기의 출력을 데이터 신호로 입력받는 제2 데이터 플리플롭을 포함할 수 있다.
한편, 상기 기설정된 제1 전압은, 상기 LED 어레이의 정상 동작시의 포워드 전압보다 작고, 상기 기설정된 제2 전압은, 상기 LED 어레이의 정상 동작시의 포워드 전압보다 큰 것이 바람직하다.
이와 같이 본 실시 예에 따른 LED 구동회로는, 포워드 전압의 비정상적인 구간을 배제한 영역에서 LED 어레이의 포워드 전압을 측정하는바, LED 어레이의 열화를 정확하게 감지할 수 있게 된다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 LED 구동장치의 블록도,
도 2는 본 실시 예에 따른 복수의 LED 구동부의 회로도,
도 3은 도 1의 확장부의 구체적인 회로도,
도 4는 도 1의 감지부의 구체적인 회로도,
도 5는 도 3의 확장부의 동작을 설명하기 위한 파형도, 그리고,
도 6은 정전류원의 정착시간 또는 정전류의 피크 전류에 의한 비정상적인 포워드 전압의 변화를 설명하기 위한 파형도이다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 LED 구동장치의 블록도이다.
도 1을 참고하면, LED 구동장치(1000)는 입력부(100), PWM 신호 생성부(200), DC-DC 컨버터(300), LED 구동부(400), LED 어레이(500), 확장부(600) 및 감지부(700)를 포함한다.
입력부(100)는 LED 어레이(500)의 구동을 위한 디밍 신호를 입력받는다. 구체적으로, LED에 대한 디지털 디밍 방법으로 다이렉트 모드(direct mode), 고정 위상 모드(fixed phase mode), 위상 이동 모드(phase shift mode)가 존재한다. 여기서, 다이렉트 모드는 PWM 주파수 및 온 듀티(On duty) 모두를 외부(PAD)에서 제어하는 방식이고, 고정 위상 모드 및 위상 이동 모드는 PWM 주파수는 IC 내부적으로 생성하고 온 듀티만 PAD에서 입력받아 제어하는 방식이다. 여기서 디밍 신호란, LED의 휘도와 색 온도 등을 조정하거나 온도 보상을 위한 신호이다. 한편, 본 실시 예에서는 디밍 신호를 외부로부터 입력받는 다이렉트 모드 방식에 대해서만 설명하였지만, 구현시에는 고정 위상 모드 및 위상 이동 모드와 같은 방식으로 구현될 수도 있다.
PWM 신호 생성부(200)는 LED 어레이(500)의 전원을 조정하기 위한 PWM 신호를 생성한다. 구체적으로, PWM 신호 생성부(200)는 DC-DC 컨버터(300)의 구동 전압의 크기를 제어하기 위한 PWM 신호를 생성한다. 이러한 PWM 신호 생성부(200)는 기설정된 주파수를 갖는 클럭 신호를 기초로 클럭 신호의 온 구간을 확장하거나 축소하여 생성될 수 있다.
DC-DC 컨버터(300)는 스위칭 동작을 수행하는 트랜지스터를 포함하고, 트랜지스터의 스위치 동작에 의하여 LED 어레이(500)에 구동 전압을 제공한다. 구체적으로, DC-DC 컨버터(300)는 PWM 신호 생성부(200)에서 생성된 PWM 신호에 기초하여 DC 전압을 컨버팅하고, 컨버팅된 DC 전압(즉, 구동 전압)을 LED 어레이(500)에 제공한다. 이때, DC-DC 컨버터(300)는 LED 어레이(500)가 포화 영역에서 동작하도록 LED 어레이(500)의 순방향 바이어스 전압에 대응하는 전압을 LED 어레이(500)에 제공할 수 있다.
LED 구동부(400)는 확장된 디밍 신호를 이용하여 LED 어레이(500)를 구동한다. 구체적으로, LED 구동부(400)는 후술할 확장부(600)에서 온 구간이 확장된 디밍 신호를 이용하여 LED 어레이(500) 내의 구동 전류를 조정할 수 있다. LED 구동부(400)의 구체적인 구성 및 동작은 도 2를 참고하여 후술한다.
확장부(600)는 입력된 디밍 신호의 온 구간을 확장한다. 구체적으로, 확장부(600)는 입력부(100)를 통하여 입력된 디밍 신호의 온 구간을 100ns 내지 1000ns 지연하여 LED 구동부(400)에 제공할 수 있다. 확장부(600)의 구체적인 구성 및 동작에 대해서는 도 3을 참고하여 후술한다.
감지부(700)는 입력된 디밍 신호의 하상 에지 시점에 LED 어레이(500)의 포워드 전압을 측정하여 LED 어레이(500)의 열화를 감지한다. 구체적으로, 감지부(700)는 입력된 디밍 신호가 하강 에지시에 측정된 포워드 전압이 기설정된 제1 전압보다 작으면, LED 어레이(500)가 오픈된 것으로 판단하고, 입력된 디밍 신호가 하강 에지시에 측정된 포워드 전압이 기설정된 제2 전압보다 크면, LED 어레이(500)가 쇼트된 것으로 판단할 수 있다. 여기서, 기설정된 제1 전압은, LED 어레이(500)의 정상 동작시의 포워드 전압보다 작은 전압이고, 기설정된 제2 전압은 LED 어레이(500)의 정상 동작시의 포워드 전압보다 큰 전압이다. 이러한 기설정된 제1 전압 및 제2 전압의 크기는 시스템마다 변경될 수 있으며, 제조사의 실험에 의하여 최적화된 전압 값이 선택될 수 있다.
이상과 같이 본 실시 예에 따른 LED 구동장치(1000)는 포워드 전압이 가장 안정된 시점에서 그 크기를 측정하여 LED 어레이(500)의 열화를 감지하는바, 정전류원의 정착시간 또는 정전류의 피크 전류에 의해 발생하는 비정상적인 포워드 전압과 무관하게 LED 어레이(500)의 열화 여부를 정확하게 감지할 수 있게 된다.
도 2는 본 실시 예에 따른 복수의 LED 구동부의 회로도이다.
도 2를 참고하면, LED 구동부(400)는 트랜지스터(410), 비교기(420), 저항(430) 및 복수의 스위칭부(440)로 구성될 수 있다.
트랜지스터(410)는 비교기(420)의 출력 신호 및 복수의 스위칭부(440)의 연결 상태에 따라 스위칭 동작을 수행한다. 구체적으로, 트랜지스터(410)는 드레인이 LED 어레이(500)의 일 단과 연결되고, 소스가 저항(430)과 연결되고, 게이트가 복수의 스위칭부(440)를 통하여 비교기(420)의 출력단에 연결된다. 한편, 본 실시 예에서는 n-MOS 트랜지스터를 이용하여 트랜지스터를 구현하는 예만을 도시하였지만, 구현시에는 다른 소자를 이용하여 구현할 수도 있다.
비교기(420)는 스위칭부(410)와 저항(430)이 공통 접하는 공통 노드의 전압(VS)과 기설정된 기준 전압(VREF)을 비교하여 트랜지스터(410)를 제어한다. 구체적으로, 비교기(420)는 OP-AMP로 구현될 수 있으며, OP-AMP로 구현되는 경우, 양의 단자가 기준 전압(VREF)을 입력받고, 음의 단자가 저항(430)과 트랜지스터(410)가 공통 접하는 공통 노드의 전압(VS)을 입력받고, 출력단이 복수의 스위칭부(440)를 통하여 트랜지스터(410)의 게이트에 연결된다.
저항(430)은 일 단이 트랜지스터(410)의 소스와 연결되고, 타 단이 접지된다.
복수의 스위칭부(440)는 확장된 디밍 신호에 따라 비교기(420)의 출력 신호를 선택적으로 트랜지스터(410)에 제공한다. 구체적으로, 복수의 스위칭부(440)는 제1 스위치(441), 제2 스위치(442), 제3 스위치(443), 제4 스위치(444)를 포함한다.
제1 스위치(441)는 비교기(420)와 트랜지스터(410)의 게이트 사이에 배치되며, 확장된 디밍 신호가 온(on)되면 연결되고, 확장된 디밍 신호가 오프(off)되면 개방된다.
제2 스위치(442)는 트랜지스터(420)의 소스와 저항(430)이 공통 접하는 공통 노드와 비교기(420)의 음의 단자 사이에 배치되며, 확장된 디밍 신호가 온(on)되면 연결되고, 확장된 디밍 신호가 오프(off)되면 개방된다.
제3 스위치(443)는 트랜지스터(420)의 음의 단자와 트랜지스터(420)의 출력단 사이에 배치되며, 확장된 디밍 신호가 온(on) 되면 개방되고, 확장된 디밍 신호가 오프(off)되면 연결된다.
제4 스위치(442)는 트랜지스터(420)의 게이트와 접지단 사이에 배치되며, 확장된 디밍 신호가 온(on) 되면 개방되고, 확장된 디밍 신호가 오프(off)되면 연결된다.
따라서, 확장된 디밍 신호가 온(on)되면, 제1 스위치(441) 및 제2 스위치(442)는 연결되고, 제3 스위치(443) 및 제4 스위치(444)는 개방되는바, 비교기(420)는 스위칭부(410)와 저항(430)이 공통 접하는 공통 노드의 전압(VS)과 기설정된 기준 전압(VREF)을 비교하여 트랜지스터(410)를 제어한다.
반대로 확장된 디밍 신호가 오프(off)되면, 제1 스위치(441) 및 제2 스위치(442)는 개방되고, 제3 스위치(443) 및 제4 스위치(444)는 연결되는바, 트랜지스터(410)의 게이트는 접지단에 연결되어 트랜지스터(410)는 LED 어레이(500)에 정전류 공급을 차단한다.
도 3은 도 1의 확장부의 구체적인 회로도이다.
도 3을 참고하면, 확장부(600)는 멀티플렉서(611), 지연부(613) 및 OR 게이트(615)로 구성된다.
멀티플렉서(611)는 입력된 디밍 신호(PWM)가 100% 듀티 신호인지에 따라 입력된 디밍 신호 및 기설정된 주파수를 갖는 클럭 신호 중 하나를 감지부(700)에 제공한다. 구체적으로, 감지부(700)는 디밍 신호의 하강 에지에서 포워드 전압을 측정하나, 디밍 신호(PWM)가 100% 듀티 신호인 경우, 하강 에지가 존재하지 않게 된다.
따라서, 멀티플렉서(611)는 입력된 디밍 신호(PWM)가 100% 듀티 신호인 경우, LED 구동 장치(1000) 내부의 클럭 신호를 입력된 디밍 신호 대신에 감지부(700)에 제공할 수 있다. 도 3을 도시하고 설명함에 있어서, 디밍 신호가 100% 듀티 신호인지 아닌지를 알리는 신호를 멀티플렉서(611)의 제어 신호로 입력받는 형태만을 설명하였지만, 즉, 입력된 디밍 신호가 100% 듀티 신호인지에 대한 판단이 다른 구성에서 수행되는 형태로 설명하였지만, 구현시에 입력된 디밍 신호가 100% 듀티 신호인지 여부는 확장부(600) 자체에서 판단하는 형태로도 구현될 수 있다.
여기서 클럭 신호는 LED 어레이(500)의 구동 전압을 조정하기 위한 PWM 신호를 생성하는데 이용되는 클럭 신호이다. 즉, PWM 신호 생성부(200)에서 PWM 신호 생성시 이용되는 클록 신호이다.
지연부(613)는 입력부(100)에서 입력된 디밍 신호를 지연한다. 이때 지연부(613)는 입력된 디밍 신호를 100ns 내지 1000ns 범위에서 지연할 수 있다.
OR 게이트(615)는 입력된 디밍 신호와 지연된 디밍 신호를 입력받아 확장된 디밍 신호를 출력한다. 구체적으로, OR 게이트(615)는 입력된 디밍 신호 및 지연부(613)의 출력을 입력받고, 입력된 디밍 신호와 지연된 디밍 신호의 논리합을 확장된 디밍 신호로 출력할 수 있다.
이와 같은 구성에 의하여, 확장부(600)는 입력부(100)에서 입력된 디밍 신호의 온 구간을 확장하여 출력할 수 있다.
도 4는 도 1의 감지부의 구체적인 회로도이다.
도 4를 참고하면, 감지부(700)는 제1 비교기(710-1), 제2 비교기(710-2), 제1 판단부(720-1), 제2 판단부(720-2)를 포함한다.
제1 비교기(710-1)는 측정된 포워드 전압이 기설정된 제1 전압보다 작은지를 비교한다. 구체적으로, 제1 비교기(710-1)는 LED 어레이(500)의 포워드 전압을 음의 단자로 입력받고, 기설정된 제1 전압을 양의 단자로 입력받아 그 차이를 출력하는 OP-AMP로 구현될 수 있다. 여기서 기설정된 제1 전압은 LED 어레이(500)의 정상 동작시의 포워드 전압보다 작은 전압이다.
제2 비교기(710-2)는 측정된 포워드 전압이 기설정된 제2 전압보다 큰지를 비교한다. 구체적으로, 제2 비교기(710-2)는 LED 어레이(500)의 포워드 전압을 양의 단자로 입력받고, 기설정된 제2 전압을 음의 단자로 입력받아 그 차이를 출력하는 OP-AMP로 구현될 수 있다. 여기서 기설정된 제2 전압은 LED 어레이(500)의 정상 동작시의 포워드 전압보다 큰 전압이다.
제1 판단부(720-1)는 입력된 디밍 신호가 하강 에지인 경우에 제1 비교기(710-1)의 출력에 따라 LED 어레이(500)의 오픈 여부를 판단한다. 구체적으로, 제1 판단부(720-1)는 제1 인버터 및 제1 데이터 플리플롭으로 구현될 수 있다.
제1 인버터는 입력된 디밍 신호를 반전하여 출력한다.
제1 데이터 플리플롭은 제1 인버터의 반전된 디밍 신호를 클럭 신호로 입력받고, 제1 비교기(710-1)의 출력을 데이터 신호로 입력받는다. 따라서, 제1 데이터 플리플롭은 확장된 디밍 신호가 끝나기 직전(구체적으로, 확장된 디밍 신호의 하강 에지로부터 지연부(613)의 지연시간 전)에 포워드 전압이 오픈된 상태의 전압인지를 판단할 수 있다.
제2 판단부(720-2)는 입력된 디밍 신호가 하강 에지인 경우에 제2 비교기(710-2)의 출력에 따라 LED 어레이(500)의 쇼트 여부를 판단한다. 구체적으로, 제2 판단부(720-2)는 제2 인버터 및 제2 데이터 플리플롭으로 구현될 수 있다.
제2 인버터는 입력된 디밍 신호를 반전하여 출력한다.
제2 데이터 플리플롭은 제2 인버터의 반전된 디밍 신호를 클럭 신호로 입력받고, 제2 비교기(720-2)의 출력을 데이터 신호로 입력받는다. 따라서, 제2 데이터 플리플롭은 확장된 디밍 신호가 끝나기 직전(구체적으로, 확장된 디밍 신호의 하강 에지로부터 지연부(613)의 지연시간 전)에 포워드 전압이 오픈된 상태의 전압인지를 판단할 수 있다.
본 실시 예에서는 데이터 플리플롭을 이용하여 판단부(720-1, 720-2)를 구현하였지만, 구현시에는 데이터 플리플롭 이외의 다른 플리플롭을 이용하여 판단부(720)를 구현할 수도 있다. 또한, 판단부(720) 각각이 별도의 인버터를 이용하는 것으로 도시하고 설명하였지만, 제1 플리플롭 및 제2 플리플롭은 동일한 신호를 클럭으로 입력받는다는 점에서, 하나의 인버터를 이용하여 판단부(720-1, 720-2)를 구현할 수 있다.
도 5는 도 3의 확장부의 동작을 설명하기 위한 파형도이다.
LED 어레이(500)의 포워드 전압은 LED 어레이의 구동 정지 직전이 가장 안정적인 전압을 갖는다. 즉, 디밍 신호의 하강 에지 직전에 가장 안정적인 전압을 갖는다. 그러나 디밍 신호가 언제 하이 신호에서 로우 신호로 변경될 것인지 예측하는 것은 불가능하기 때문에, 본 실시 예에서는 디밍 신호의 온 구간을 도 5에 도시된 바와 같이 소폭 확장하고, 확장된 디밍 신호를 LED 구동부(400)에 제공한다.
이와 같은 구성에 의하여 본 실시 예에 따른 LED 구동 장치(1000)는 확장된 디밍 신호의 하강 에지 직전(즉, 입력된 디밍 신호의 하강 에지 시)에 포워드 전압을 측정하여 LED 어레이의 열화 여부를 감지할 수 있다. 한편, 도 5에는 확장된 디밍 신호와 입력된 디밍 신호의 차이를 구분하기 위하여, 두 신호의 변화가 크게 나는 형태로 도시하였으나, 상술한 바와 같이 확장부(600)는 입력된 디밍 신호를 100ns 내지 1000ns의 시간만큼만 확장하는바, 이에 따른 LED 구동부(400)의 동작 변화는 미미하다.
그리고 디밍 신호가 100% 듀티 신호인 경우, 확장된 디밍 신호(PWMD_IN) 역시 100% 듀티 신호임을 확인할 수 있다. 이때, 확장부는 기설정된 주파수를 갖는 클럭 신호를 감지부(700)에 디밍 신호로 제공함을 확인할 수 있다.
도 1 내지 도 5를 설명함에 있어서, 하나의 LED 어레이(500)에 대한 열화를 감지하는 것만을 설명하였으나, 구현시에 LED 구동장치는 복수의 LED 어레이를 구동하는 형태로도 구현할 수 있다. 이때, LED 구동장치는 복수의 LED 어레이 각각의 열화를 감지하는 형태로 구현할 수 있다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형 실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어 져서는 안 될 것이다.
1000: LED 구동장치 100: 입력부
200: PWM 신호 생성부 300: DC-DC 컨버터
400: LED 구동부 500: LED 어레이
600: 확장부 700: 감지부

Claims (10)

  1. LED 구동장치에 있어서,
    LED 어레이의 구동을 위한 디밍 신호를 입력받는 입력부;
    상기 입력된 디밍 신호의 온 구간을 확장하는 확장부;
    상기 확장된 디밍 신호를 이용하여 상기 LED 어레이를 구동하는 LED 구동부; 및
    상기 입력된 디밍 신호의 하강 에지 시점에 상기 LED 어레이 및 상기 LED 구동부 사이의 포워드 전압을 측정하여 상기 LED 어레이의 열화를 감지하는 감지부를 포함하고
    상기 감지부는 상기 확장된 디밍신호에 의해 상기 LED 구동부가 동작할 때, 상기 입력된 디밍 신호의 하강 에지 시점에 측정된 포워드 전압을 이용하여 상기 LED 어레이의 오픈 또는 쇼트 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 LED 구동장치
  2. 제1항에 있어서,
    상기 확장부는,
    상기 입력된 디밍 신호를 지연하는 지연부; 및
    상기 입력된 디밍 신호와 상기 지연된 디밍 신호를 입력받아 확장된 디밍 신호를 출력하는 OR 게이트;를 포함하는 LED 구동장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 지연부는,
    상기 입력된 디밍 신호를 100ns 내지 1000ns 지연하는 것을 특징으로 하는 LED 구동장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 확장부는,
    상기 디밍 신호가 100% 듀티 신호인 경우, 입력된 디밍 신호 대신에 기설정된 주파수를 갖는 클럭 신호를 상기 감지부에 제공하는 것을 특징으로 하는 LED 구동장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 확장부는,
    상기 디밍 신호가 100% 듀티 신호인지에 따라 상기 입력된 디밍 신호 및 기설정된 주파수를 갖는 클럭 신호 중 하나를 상기 감지부에 제공하는 멀티플렉서;를 포함하는 것을 특징으로 하는 LED 구동장치.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 클럭 신호는,
    상기 LED 어레이의 구동 전압을 조정하기 위한 PWM 신호를 생성하는데 이용되는 클럭 신호인 것을 특징으로 하는 LED 구동장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 감지부는,
    상기 측정된 포워드 전압이 기설정된 제1 전압보다 작으면, 상기 LED 어레이가 오픈된 것으로 판단하고,
    상기 측정된 포워드 전압이 기설정된 제2 전압보다 크면, 상기 LED 어레이가 쇼트된 것으로 판단하며,
    상기 기설정된 제1 전압은, 상기 LED 어레이의 정상 동작시의 포워드 전압보다 작고,
    상기 기설정된 제2 전압은, 상기 LED 어레이의 정상 동작시의 포워드 전압보다 큰 것을 특징으로 하는 LED 구동장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 감지부는,
    상기 측정된 포워드 전압이 기설정된 제1 전압보다 작은지를 비교하는 제1 비교기;
    상기 측정된 포워드 전압이 기설정된 제2 전압보다 큰지를 비교하는 제2 비교기;
    상기 입력된 디밍 신호가 하강 에지인 경우에 상기 제1 비교기의 출력에 따라 상기 LED 어레이의 오픈 여부를 판단하는 제1 판단부; 및
    상기 입력된 디밍 신호가 하강 에지인 경우에 상기 제2 비교기의 출력에 따라 상기 LED 어레이의 쇼트 여부를 판단하는 제2 판단부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 LED 구동장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제1 판단부는,
    상기 입력된 디밍 신호를 반전하여 출력하는 제1 인버터; 및
    상기 제1 인버터의 반전된 디밍 신호를 클럭 신호로 입력받고, 상기 제1 비교기의 출력을 데이터 신호로 입력받는 제1 데이터 플리플롭;을 포함하고,
    상기 제2 판단부는,
    상기 입력된 디밍 신호를 반정하여 출력하는 제2 인버터; 및
    상기 제2 인버터의 반전된 디밍 신호를 클럭 신호를 클럭 신호로 입력받고, 상기 제2 비교기의 출력을 데이터 신호로 입력받는 제2 데이터 플리플롭;을 포함하는 것을 특징으로 하는 LED 구동장치.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 기설정된 제1 전압은,
    상기 LED 어레이의 정상 동작시의 포워드 전압보다 작고,
    상기 기설정된 제2 전압은,
    상기 LED 어레이의 정상 동작시의 포워드 전압보다 큰 것을 특징으로 하는 LED 구동장치.
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