KR102038439B1

KR102038439B1 - Apparatus for driving light emitting device

Info

Publication number: KR102038439B1
Application number: KR1020120125909A
Authority: KR
Inventors: 김승진; 김민학
Original assignee: 엘지이노텍 주식회사
Priority date: 2012-11-08
Filing date: 2012-11-08
Publication date: 2019-10-30
Also published as: KR20140059441A

Abstract

병렬 연결된 복수의 발광 소자 어레이를 구동하는 발광 소자 구동 장치는, 복수의 발광 소자 어레이로부터 유출되는 전류가 흐르는 경로 상에 배치된 부하 및 부하의 양단에 걸리는 부하 전압과 기준 전압을 이용하여 부하에 흐르는 전류량을 조정하는 전류 조정부를 포함한다.A light emitting device driving apparatus for driving a plurality of light emitting device arrays connected in parallel includes a load disposed on a path disposed on a path through which a current flowing out of the plurality of light emitting device arrays flows and a load voltage applied to both ends of the load and a reference voltage. And a current adjuster for adjusting the amount of current.

Description

Light emitting device driving device {Apparatus for driving light emitting device}

실시예는 발광 소자 구동 장치에 관한 것이다.An embodiment relates to a light emitting element driving apparatus.

반도체 기술의 발전으로 인하여, 발광 다이오드(LED:Light Emitting Diode)의 효율성이 많이 향상되었다. 이에 따라, LED는 백열 전구나 형광등과 같은 기존의 조명 장치에 비하여 수명이 길고 에너지 소모가 적어 경제적일 뿐만 아니라 친환경적이라는 장점을 갖는다. 이러한 장점들로 인해, LED는 현재 신호등이나 액정 디스플레이(LCD:Liquid Crystal Display) 같은 평판 표시 장치의 백라이트 등을 대체할 광원으로 주목받고 있다.Due to the development of semiconductor technology, the efficiency of light emitting diodes (LEDs) has been greatly improved. Accordingly, LEDs have a long life and low energy consumption as well as being economical and environmentally friendly compared to conventional lighting devices such as incandescent bulbs or fluorescent lamps. Due to these advantages, LEDs are currently attracting attention as a light source to replace the backlight of a flat panel display such as a traffic light or a liquid crystal display (LCD).

일반적으로 LED를 조명 장치로 사용하는 경우, 복수의 LED는 직렬이나 병렬로 연결되고, 발광 소자 구동 장치에 의해 구동된다.In general, when using the LED as a lighting device, a plurality of LEDs are connected in series or in parallel, and driven by the light emitting element driving device.

도 1은 일반적인 LED를 갖는 조명 장치의 회로도를 나타낸다.1 shows a circuit diagram of a lighting device having a typical LED.

도 1에 도시된 조명 장치는 공급 전압(V)에 의해 구동되는 병렬 연결된 N개의 LED 어레이(10, 12, ..., 14)로 구성된다. 여기서, N은 2 이상의 양의 정수이다. 각 LED 어레이(10, 12, ..., 14)는 M개의 LED(D1, D2, ... 및 DM)로 구성된다. 여기서, M은 2 이상의 양의 정수이다.The lighting device shown in FIG. 1 consists of N LED arrays 10, 12, ..., 14 connected in parallel driven by a supply voltage V. FIG. Where N is a positive integer of 2 or greater. Each LED array 10, 12, ..., 14 is composed of M LEDs D1, D2, ..., and DM. Here, M is a positive integer of 2 or more.

도 2는 일반적인 다이오드의 전압(V_D) 및 전류(I_D)의 특성을 나타내는 그래프로서, 전압(V_D) 및 전류(I_D)는 도 1에 도시된 각 LED의 순방향 전압 및 전류일 수 있다.FIG. 2 is a graph illustrating characteristics of a voltage (V _D ) and a current (I _D ) of a typical diode, wherein the voltage (V _D ) and the current (I _D ) may be forward voltages and currents of each LED shown in FIG. 1. have.

도 1에 도시된 조명 장치에 사용되는 N*M 개의 LED의 순방향 저항 성분은 공정상 서로 다를 수 있으며, 도 2에 도시된 바와 같이 LED의 특성상 전압(V_D)의 작은 변화에도 LED 어레이(10, 12, ..., 14)에 흐르는 전류(I_D)는 크게 변하기 때문에, LED 구동 전류에 리플(ripple) 성분이 포함될 수 있다. 이러한 리플 성분으로 인해, LED 어레이(10, 12, ..., 14)의 밝기가 서로 균일하지 않을 수 있고 수명이 단축될 수 있다.An LED array (10, even a small change in the nature of the voltage (V _D) of the LED as shown in Fig forward resistance component of the N * M-LED is step a may be different from one another, and Figure 2, for use in the lighting apparatus shown in Figure 1 Since the current I _D flowing through, 12,..., 14 varies greatly, a ripple component may be included in the LED driving current. Due to this ripple component, the brightness of the LED arrays 10, 12, ..., 14 may not be uniform with each other and the life may be shortened.

실시예는 리플 성분이 최소화된 전류에 의해 발광 소자를 구동시키는 발광 소자 구동 장치를 제공한다.The embodiment provides a light emitting device driving apparatus for driving a light emitting device by a current in which a ripple component is minimized.

실시예에 의하면, 병렬 연결된 복수의 발광 소자 어레이를 구동하는 발광 소자 구동 장치는, 상기 복수의 발광 소자 어레이로부터 유출되는 전류가 흐르는 경로 상에 배치된 부하; 및 상기 부하의 양단에 걸리는 부하 전압과 기준 전압을 이용하여 상기 부하에 흐르는 전류량을 조정하는 전류 조정부를 포함한다.According to an embodiment, a light emitting device driving apparatus for driving a plurality of light emitting device arrays connected in parallel includes: a load disposed on a path through which current flowing out of the plurality of light emitting device arrays flows; And a current adjuster configured to adjust the amount of current flowing through the load by using a load voltage across the load and a reference voltage.

상기 부하는 상기 복수의 발광 소자 어레이의 출력단에 공통으로 연결되는 일측을 갖고 기준 전위와 연결되는 타측을 갖는 저항을 포함한다.The load includes a resistor having one side commonly connected to the output terminals of the plurality of light emitting element arrays and the other side connected to a reference potential.

상기 전류 조정부는 상기 부하 전압이 증가하면 상기 부하에 흐르는 전류량을 감소시키고, 상기 부하 전압이 감소하면 상기 부하에 흐르는 전류량을 증가시킨다.The current adjusting unit decreases the amount of current flowing through the load when the load voltage increases, and increases the amount of current flowing through the load when the load voltage decreases.

상기 전류 조정부는 상기 부하에 흐르는 전류량을 일정 값으로 수렴시킬 수 있다. 상기 전류 조정부는 상기 부하 전압을 단위 증폭하는 제1 전압 폴로워; 상기 제1 전압 폴로워의 출력을 반전 증폭하는 제1 반전 증폭기; 상기 기준 전압을 단위 증폭하는 제2 전압 폴로워; 상기 제2 전압 폴로워의 출력과 상기 제1 반전 증폭기의 출력을 반전 증폭하는 제2 반전 증폭기; 상기 제2 반전 증폭기의 출력을 단위 증폭하는 제3 전압 폴로워; 및 상기 제3 전압 폴로워의 출력을 반전 증폭하여 출력하는 제3 반전 증폭기를 포함하고, 상기 부하에 흐르는 전류량은 상기 제3 반전 증폭기의 출력에 따라 변할 수 있다.The current adjusting unit may converge the amount of current flowing in the load to a predetermined value. The current adjuster may include a first voltage follower unit for amplifying the load voltage; A first inverting amplifier inverting and amplifying the output of the first voltage follower; A second voltage follower unit-amplifying the reference voltage; A second inverting amplifier inverting and amplifying an output of the second voltage follower and an output of the first inverting amplifier; A third voltage follower unit-amplifying the output of the second inverting amplifier; And a third inverting amplifier inverting and amplifying the output of the third voltage follower, wherein the amount of current flowing in the load may vary according to the output of the third inverting amplifier.

발광 소자 구동 장치는 상기 복수의 발광 소자 어레이를 구동하는 구동 전압을 이용하여 상기 기준 전압을 생성하는 기준 전압 생성부를 더 포함할 수 있다. 상기 기준 전압 생성부는 상기 구동 전압을 분배하고, 분배된 전압을 상기 기준 전압으로서 출력하는 전압 분배부를 포함할 수 있다.The light emitting device driving apparatus may further include a reference voltage generator configured to generate the reference voltage using a driving voltage for driving the plurality of light emitting device arrays. The reference voltage generator may include a voltage divider that divides the driving voltage and outputs the divided voltage as the reference voltage.

발광 소자 구동 장치는, 상기 복수의 발광 소자 어레이와 상기 부하 사이에 연결된 전류 미러를 더 포함할 수 있다.The light emitting device driving apparatus may further include a current mirror connected between the plurality of light emitting device arrays and the load.

실시예에 따른 발광 소자 구동 장치는 병렬로 연결된 발광 소자에 전류를 전류 미러에 의해 일정하게 흐르도록 할 수 있고 리플 전류 성분이 최소화된 전류에 의해 발광 소자를 구동할 수 있어, 발광 소자가 항상 일정한 밝기로 발광하도록 할 뿐만 아니라 발광 소자의 수명을 연장시킬 수 있다.The light emitting device driving apparatus according to the embodiment may allow a current to flow to the light emitting devices connected in parallel by a current mirror and may drive the light emitting device by a current having a minimum ripple current component, so that the light emitting device is always constant. Not only can it emit light with brightness, but it can extend the life of a light emitting element.

도 1은 일반적인 LED를 갖는 조명 장치의 회로도를 나타낸다.
도 2는 일반적인 다이오드의 전압 및 전류의 특성을 나타내는 그래프이다.
도 3은 실시예에 의한 발광 소자 구동 장치의 블럭도를 나타낸다.
도 4는 도 3에 예시된 발광 소자 구동 장치의 실시예에 의한 회로도를 나타낸다.1 shows a circuit diagram of a lighting device having a typical LED.
2 is a graph showing characteristics of voltage and current of a general diode.
3 shows a block diagram of a light emitting element driving apparatus according to an embodiment.
4 is a circuit diagram according to an embodiment of the light emitting element driving apparatus illustrated in FIG. 3.

이하, 본 발명을 구체적으로 설명하기 위해 실시예를 들어 설명하고, 발명에 대한 이해를 돕기 위해 첨부도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명에 따른 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술하는 실시예들에 한정되는 것으로 해석되지 않아야 한다. 본 발명의 실시예들은 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to examples, and detailed description will be made with reference to the accompanying drawings in order to help understanding of the present invention. However, embodiments according to the present invention can be modified in many different forms, and the scope of the present invention should not be construed as being limited to the embodiments described below. Embodiments of the present invention are provided to more fully describe the present invention to those skilled in the art.

도 3은 실시예에 의한 발광 소자 구동 장치의 블럭도를 나타낸다.3 shows a block diagram of a light emitting element driving apparatus according to an embodiment.

도 3의 발광 소자 구동 장치는 부하(300), 전류 조정부(400), 기준 전압 생성부(500) 및 전류 미러(600)를 포함한다.The light emitting device driving apparatus of FIG. 3 includes a load 300, a current adjuster 400, a reference voltage generator 500, and a current mirror 600.

도 3의 발광부(200)는 병렬로 연결된 제1 내지 제N 발광 소자 어레이(200-1, 200-2, ..., 200-N)를 포함한다. 여기서, N은 2 이상의 양의 정수이다. 각 발광 소자 어레이(200-1, 200-2, ..., 200-N)는 서로 직렬로 연결된 복수의 발광 소자를 포함할 수 있으며, 구동 전압(V)(100)에 의해 구동된다.The light emitting unit 200 of FIG. 3 includes first to Nth light emitting element arrays 200-1, 200-2,..., 200 -N connected in parallel. Where N is a positive integer of 2 or greater. Each of the light emitting device arrays 200-1, 200-2,..., 200 -N may include a plurality of light emitting devices connected in series with each other, and is driven by a driving voltage (V) 100.

여기서, 발광 소자는 발광 다이오드 칩(LED chip)일 수 있으며, 발광 다이오드 칩은 블루 LED 칩 또는 자외선 LED 칩으로 구성되거나 또는 레드 LED 칩, 그린 LED 칩, 블루 LED 칩, 엘로우 그린(Yellow green) LED 칩, 화이트 LED 칩 중에서 적어도 하나 또는 그 이상을 조합한 패키지 형태로 구성될 수도 있다.Here, the light emitting device may be a light emitting diode chip (LED chip), the light emitting diode chip is composed of a blue LED chip or an ultraviolet LED chip, or a red LED chip, green LED chip, blue LED chip, yellow green LED It may also be configured in a package form combining at least one or more of a chip, a white LED chip.

그리고, 화이트 LED는 블루 LED 상에 옐로우 인광 물질(phosphor)을 결합하거나, 블루 LED 상에 레드 인광 물질과 그린 인광 물질을 동시에 사용하여 구현할 수 있고, 블루 LED 상에 옐로우 인광 물질, 레드 인광 물질 및 그린 인광 물질을 동시에 사용하여 구현할 수도 있다.In addition, the white LED may be implemented by combining a yellow phosphor on a blue LED, or simultaneously using a red phosphor and a green phosphor on a blue LED, and a yellow phosphor, a red phosphor, It may be implemented by using green phosphor simultaneously.

구동 전압(V)(100)은 직류 전원일 수 있다. 통상적으로, 외부로부터 교류 전원이 인가되면, 이 교류 전원을 변압시키고 정류시킨 후 평활화하여 직류 전원(V)으로 변환하는 교류/직류 변환 전원 공급 장치가 이용될 수 있다. 또는, 전원 공급 장치를 이용하는 대신에 다양한 방법으로 교류 전원을 직류 전원으로 변환할 수도 있다. 이들에 대한 내용은 일반적인 사항이므로 여기서는 상세한 설명을 생략한다.The driving voltage V 100 may be a direct current power source. Typically, when AC power is applied from the outside, an AC / DC conversion power supply for transforming, rectifying, smoothing, and converting the AC power to DC power V may be used. Alternatively, instead of using a power supply device, AC power may be converted into DC power in various ways. Since these are general matters, detailed descriptions are omitted here.

부하(300)는 제1 내지 제N 발광 소자 어레이(200-1, 200-2, ..., 200-N)로부터 유출되는 전류(I₁, I₂, ..., I_N)가 흐르는 경로 상에 배치된다. 일반적으로 발광 소자들은 공정상 서로 다른 순 방향 저항 성분을 갖기 때문에, 발광부(200)에 포함되는 복수의 발광 소자 각각에 흐르는 전류는 서로 다를 수 있다. 따라서, 발광 소자 어레이(200-1, 200-2, ..., 200-N) 각각에 흘러 부하(300)로 유입되는 전류(I₁, I₂, ..., I_N)는 리플 성분을 가질 수 있다.The load 300 flows currents I ₁ , I ₂ , ..., I _N flowing out of the first to Nth light emitting element arrays 200-1, 200-2,..., 200 -N. Is placed on the path. In general, since the light emitting devices have different forward resistance components in the process, currents flowing through the plurality of light emitting devices included in the light emitting unit 200 may be different from each other. Therefore, the currents I ₁ , I ₂ , ..., I _N flowing into the light emitting element arrays 200-1, 200-2,. Can have

전류 조정부(400)는 부하(300)의 양단에 걸리는 부하 전압과 기준 전압을 이용하여 부하(300)에 흐르는 전류량을 조정한다. 만일, 발광 소자 어레이(200-1, 200-2, ..., 200-N)에 흘러 부하(300)로 유입되는 전류(I₁, I₂, ..., I_N)가 양의 리플 성분을 가질 경우 부하(300)의 양단에 걸리는 부하 전압은 증가하고, 발광 소자 어레이(200-1, 200-2, ..., 200-N)에 흘러 부하(300)로 유입되는 전류(I₁, I₂, ..., I_N)가 음의 리플 성분을 가질 경우, 부하(300)의 양단에 걸리는 부하 전압은 감소할 수 있다.The current adjusting unit 400 adjusts the amount of current flowing through the load 300 by using the load voltage and the reference voltage applied to both ends of the load 300. If the currents I ₁ , I ₂ , ..., I _N flowing into the light emitting element arrays 200-1, 200-2,. When the component has a component, the load voltage across the load 300 increases, and the current I flowing into the load 300 flows through the light emitting element arrays 200-1, 200-2, ..., 200-N. _{When 1} , I ₂ ,..., I _N ) have a negative ripple component, the load voltage across the load 300 may decrease.

이때, 부하 전압이 증가하면, 전류 조정부(400)는 부하(300)에 흐르는 전류량을 감소시킨다. 따라서, 제1 내지 제N 발광 소자 어레이(200-1, 200-2, ..., 200-N)에 흐르는 전류(I₁, I₂, ..., I_N)에 포함된 양의 리플 성분이 제거 또는 최소화될 수 있다.At this time, when the load voltage increases, the current adjuster 400 decreases the amount of current flowing in the load 300. Accordingly, the amount of ripple included in the currents I ₁ , I ₂ , ..., I _N flowing through the first to Nth light emitting element arrays 200-1, 200-2,. Ingredients can be removed or minimized.

또는, 부하 전압이 감소하면, 전류 조정부(400)는 부하(300)에 흐르는 전류량을 증가시킨다. 따라서, 제1 내지 제N 발광 소자 어레이(200-1, 200-2, ..., 200-N)에 흐르는 전류(I₁, I₂, ..., I_N)에 포함된 음의 리플 성분이 제거 또는 최소화될 수 있다.Alternatively, when the load voltage decreases, the current adjuster 400 increases the amount of current flowing through the load 300. Therefore, the negative ripple included in the currents I ₁ , I ₂ , ..., I _N flowing through the first to Nth light emitting element arrays 200-1, 200-2,..., 200 -N. Ingredients can be removed or minimized.

이와 같이, 전류 조정부(400)에 의해 부하(300)에 흐르는 전류량이 일정한 값으로 수렴되기 때문에, 제1 내지 제N 발광 소자 어레이(200-1, 200-2, ..., 200-N)에 흐르는 전류(I₁, I₂, ..., I_N)는 리플 성분이 제거된 일정한 전류일 수 있다.As described above, since the amount of current flowing through the load 300 is converged to a constant value by the current adjusting unit 400, the first to Nth light emitting element arrays 200-1, 200-2,..., 200 -N The currents I ₁ , I ₂ , ..., I _N flowing in may be constant currents from which the ripple component is removed.

발광 소자 구동 장치는 기준 전압 생성부(500)를 더 포함할 수 있다. 기준 전압 생성부(500)는 기준 전압을 생성하고, 생성된 기준 전압을 전류 조정부(400)로 출력한다. 기준 전압 생성부(500)는 제1 내지 제N 발광 소자 어레이(200-1, 200-2, ..., 200-N)를 구동하는 구동 전압을 이용하여 기준 전압을 생성할 수 있다. 또는, 발광 소자 구동 장치는 기준 전압 생성부(400)을 포함하지 않을 수도 있다. 이 경우, 기준 전압은 제1 내지 제N 발광 소자 어레이(200-1, 200-2, ..., 200-N)로부터 추출할 수 있다. 이에 대해서는 상세히 후술된다.The light emitting device driving apparatus may further include a reference voltage generator 500. The reference voltage generator 500 generates a reference voltage and outputs the generated reference voltage to the current adjuster 400. The reference voltage generator 500 may generate a reference voltage using a driving voltage for driving the first to Nth light emitting element arrays 200-1, 200-2,..., 200 -N. Alternatively, the light emitting device driving apparatus may not include the reference voltage generator 400. In this case, the reference voltage may be extracted from the first to Nth light emitting element arrays 200-1, 200-2,..., 200 -N. This will be described later in detail.

또한, 발광 소자 구동 장치는 전류 미러(600)를 더 포함할 수 있다. 전류 미러(600)는 제1 내지 제N 발광 소자 어레이(200-1, 200-2, ..., 200-N)와 부하(300) 사이에 연결된다. 전류 미러(600)에 의해, 제1 내지 제N 발광 소자 어레이(200-1, 200-2, ..., 200-N) 각각에 흐르는 전류의 량은 일정해질 수 있다.In addition, the light emitting device driving apparatus may further include a current mirror 600. The current mirror 600 is connected between the first to Nth light emitting element arrays 200-1, 200-2,..., 200 -N and the load 300. By the current mirror 600, the amount of current flowing through each of the first to Nth light emitting element arrays 200-1, 200-2,..., 200 -N may be constant.

도 4는 도 3에 예시된 발광 소자 구동 장치의 실시예에 의한 회로도를 나타낸다.4 is a circuit diagram according to an embodiment of the light emitting element driving apparatus illustrated in FIG. 3.

도 4에 예시된 발광부(200)는 제1 내지 제N 발광 소자 어레이(200-1, 200-2, ..., 200-N)를 포함하며, 도 3에 예시된 발광 소자 어레이와 동일하므로 동일한 참조 부호를 사용한다. 각 발광 소자 어레이(200-1, 200-2, ..., 200-N)는 직렬 연결된 제1 내지 제M 발광 다이오드(D1, D2, ..., DM)를 포함할 수 있다. 여기서, M은 2 이상의 양의 정수이다. 또한, 도 4에 예시된 전원(V)(100)은 도 3에 예시된 전원(V)(100)과 동일하므로 동일한 참조부호를 사용한다.The light emitting unit 200 illustrated in FIG. 4 includes first to Nth light emitting element arrays 200-1, 200-2,..., 200 -N, and is the same as the light emitting element array illustrated in FIG. 3. Therefore, the same reference numerals are used. Each light emitting device array 200-1, 200-2,..., 200 -N may include first to Mth light emitting diodes D1, D2,..., DM. Here, M is a positive integer of 2 or more. In addition, since the power supply (V) 100 illustrated in FIG. 4 is the same as the power supply (V) 100 illustrated in FIG. 3, the same reference numerals are used.

도 4에 도시된 발광 소자 구동 장치는 부하(300A), 전류 조정부(400A), 기준 전압 생성부(500A) 및 전류 미러(600A)를 포함한다. 이들(300A, 400A, 500A, 600A)은 도 3에 예시된 부하(300), 전류 조정부(400), 기준 전압 생성부(500) 및 전류 미러(600) 각각의 실시예에 해당하며 동일한 기능을 수행한다.The light emitting device driving apparatus illustrated in FIG. 4 includes a load 300A, a current adjuster 400A, a reference voltage generator 500A, and a current mirror 600A. These 300A, 400A, 500A, and 600A correspond to embodiments of the load 300, the current regulator 400, the reference voltage generator 500, and the current mirror 600 illustrated in FIG. Perform.

부하(300A)는 제1 내지 제N 발광 소자 어레이(200-1, 200-2, ..., 200-N)로부터 유출되는 전류(I₁, I₂, ..., I_N)가 흐르는 경로 상에 배치된다. 이를 위해, 부하(300A)는 부하 저항(R_L)을 포함할 수 있다. 부하 저항(R_L)은 제1 내지 제N 발광 소자 어레이(200-1, 200-2, ..., 200-N)의 출력단에 공통으로 연결되는 일측을 갖고 기준 전위(또는, 접지)와 연결되는 타측을 갖는다. 이와 같이 부하 저항(R_L)이 결선될 경우, 제1 내지 제N 발광 소자 어레이(200-1, 200-2, ..., 200-N)로부터 유출되는 모든 전류(I₁, I₂, ..., I_N)가 부하 저항(R_L)으로 유입될 수 있다.The load 300A flows currents I ₁ , I ₂ , ..., I _N flowing out of the first to Nth light emitting element arrays 200-1, 200-2,..., 200 -N. Is placed on the path. To this end, the load 300A may include a load resistor R _L. The load resistor R _L has one side which is commonly connected to the output terminals of the first to Nth light emitting element arrays 200-1, 200-2,..., 200 -N, and the reference potential (or ground) It has the other side connected. When the load resistor R _{L is} connected as described above, all currents I ₁ , I ₂ , and ₂ that flow out from the first to Nth light emitting element arrays 200-1, 200-2,. ..., I _N ) may flow into the load resistor R _L.

전류 조정부(400A)는 부하 저항(R_L)의 양단에 걸리는 부하 전압(V_L)과 기준 전압(V_R)을 이용하여 부하(300A)에 흐르는 전류량을 조정할 수 있다. 이를 위해, 전류 조정부(400A)는 제1, 제2 및 제3 전압 폴로워(follower)(410, 430, 450) 및 제1, 제2 및 제3 반전 증폭기(420, 440, 460)를 포함할 수 있다.The current adjuster 400A may adjust the amount of current flowing through the load 300A by using the load voltage V _L and the reference voltage V _R across the load resistor R _L. To this end, the current adjuster 400A includes first, second and third voltage followers 410, 430 and 450 and first, second and third inverting amplifiers 420, 440 and 460. can do.

제1 전압 폴로워(410)는 다음 수학식 1과 같은 부하 전압(V_L)을 단위 증폭하고, 단위 증폭된 부하 전압(U1=V_L)을 제1 반전 증폭기(420)로 출력한다.The first voltage follower 410 unit amplifies the load voltage V _L as shown in Equation 1 below, and outputs the unit amplified load voltage U1 = V _L to the first inverting amplifier 420.

이를 위해, 제1 전압 폴로워(410)는 서로 연결된 반전 입력 단자와 출력 단자 및 부하 전압(V_L)과 연결된 비반전 입력 단자를 갖는 제1 연산 증폭기(412)를 포함할 수 있다.To this end, the first voltage follower 410 may include a first operational amplifier 412 having an inverting input terminal connected to each other, an output terminal, and a non-inverting input terminal connected to the load voltage V _L.

제1 반전 증폭기(420)는 제1 전압 폴로워(410)의 출력(U1)을 반전 증폭하고, 다음 수학식 2와 같은 반전 증폭된 결과(U2)를 제2 반전 증폭기(440)로 출력한다.The first inverting amplifier 420 inverts and amplifies the output U1 of the first voltage follower 410 and outputs the inverted and amplified result U2 of the following Equation 2 to the second inverting amplifier 440. .

이를 위해, 제1 반전 증폭기(420)는 제2 연산 증폭기(422), 제1 및 제2 저항(R1, R2)을 포함할 수 있다. 제2 연산 증폭기(422)는 기준 전위(또는, 접지)와 연결되는 비반전 입력 단자를 갖는다. 제1 저항(R1)은 제1 전압 폴로워(410)의 출력(U1)과 제2 연산 증폭기(422)의 반전 입력 단자 사이에 연결되고, 제2 저항(R2)은 제2 연산 증폭기(422)의 반전 입력 단자와 출력 단자 사이에 연결된다.To this end, the first inverting amplifier 420 may include a second operational amplifier 422 and first and second resistors R1 and R2. The second operational amplifier 422 has a non-inverting input terminal connected to a reference potential (or ground). The first resistor R1 is connected between the output U1 of the first voltage follower 410 and the inverting input terminal of the second operational amplifier 422, and the second resistor R2 is connected to the second operational amplifier 422. Is connected between the inverting input terminal and the output terminal.

제2 전압 폴로워(430)는 기준 전압(V_R)을 단위 증폭하고, 단위 증폭된 기준 전압(U6=V_R)을 제2 반전 증폭기(440)로 출력한다. 이를 위해, 제2 전압 폴로워(430)는 서로 연결된 반전 입력 단자 및 출력 단자와 기준 전압(V_R)과 연결된 비반전 입력 단자를 갖는 제3 연산 증폭기(432)를 포함할 수 있다.A second voltage follower (430) outputs a reference voltage (V _R), the amplifying unit and a reference voltage (U6 = V _R) amplifying unit to the second inverting amplifier (440). To this end, the second voltage follower 430 may include a third operational amplifier 432 having an inverting input terminal and an output terminal connected to each other and a non-inverting input terminal connected to the reference voltage V _R.

제2 반전 증폭기(440)는 제2 전압 폴로워(430)의 출력(U6)과 제1 반전 증폭기(420)의 출력(U2)을 반전 증폭하고, 다음 수학식 3과 같은 반전 증폭된 결과(U3)를 제3 전압 폴로워(450)로 출력한다. The second inverting amplifier 440 inverts and amplifies the output U6 of the second voltage follower 430 and the output U2 of the first inverting amplifier 420 and inverts and amplifies the result as shown in Equation 3 below. U3) is output to the third voltage follower 450.

이를 위해, 제2 반전 증폭기(440)는 제4 연산 증폭기(442), 제3 내지 제5 저항(R3 ~ R5)을 포함할 수 있다. 제4 연산 증폭기(442)는 기준 전위와 연결되는 비반전 입력 단자를 갖는다. 제3 저항(R3)은 제2 전압 폴로워(430)의 출력(U6)과 제4 연산 증폭기(442)의 반전 입력 단자 사이에 연결되고, 제4 저항(R4)은 제1 반전 증폭기(420)의 출력(U2)과 제4 연산 증폭기(442)의 반전 입력 단자 사이에 연결되고, 제5 저항(R5)은 제4 연산 증폭기(442)의 반전 입력 단자와 출력 단자 사이에 연결된다.To this end, the second inverting amplifier 440 may include a fourth operational amplifier 442 and third to fifth resistors R3 to R5. The fourth operational amplifier 442 has a non-inverting input terminal connected to the reference potential. The third resistor R3 is connected between the output U6 of the second voltage follower 430 and the inverting input terminal of the fourth operational amplifier 442, and the fourth resistor R4 is connected to the first inverting amplifier 420. Is connected between the output (U2) and the inverting input terminal of the fourth operational amplifier 442, the fifth resistor (R5) is connected between the inverting input terminal and the output terminal of the fourth operational amplifier (442).

제3 전압 폴로워(450)는 제2 반전 증폭기(440)의 출력(U3)을 단위 증폭하고, 단위 증폭된 결과(U4)를 제3 반전 증폭기(460)로 출력한다. 이를 위해, 제3 전압 폴로워(450)는 서로 연결된 반전 입력 단자 및 출력 단자와 제2 반전 증폭기(440)의 출력(U3)과 연결된 비반전 입력 단자를 갖는 제5 연산 증폭기(452)를 포함할 수 있다.The third voltage follower 450 unit amplifies the output U3 of the second inverting amplifier 440 and outputs the unit amplified result U4 to the third inverting amplifier 460. To this end, the third voltage follower 450 includes a fifth operational amplifier 452 having an inverting input terminal and an output terminal connected to each other, and a non-inverting input terminal connected to the output U3 of the second inverting amplifier 440. can do.

제3 반전 증폭기(460)는 제3 전압 폴로워(450)의 출력(U4)을 반전 증폭하고, 다음 수학식 4와 같은 반전 증폭된 결과(U5)를 새로운 부하 전압(V_L')으로서 출력한다.The third inverting amplifier 460 inverts and amplifies the output U4 of the third voltage follower 450 and outputs the inverted amplified result U5 as the new load voltage V _L ', as shown in Equation 4 below. do.

이를 위해, 제3 반전 증폭기(460)는 제6 연산 증폭기(462), 제6 및 제7 저항(R6, R7)을 포함할 수 있다. 제6 연산 증폭기(462)는 기준 전위와 연결되는 비반전 입력 단자를 갖는다. 제6 저항(R6)은 제3 전압 폴로워(450)의 출력(U4)과 제6 연산 증폭기(462)의 반전 입력 단자 사이에 연결되고, 제7 저항(R7)은 제6 연산 증폭기(462)의 반전 입력 단자와 출력 단자 사이에 연결된다. 이와 같이, 제3 반전 증폭기(460)의 출력(U5)은 새로운 부하 전압(V_L')이 된다.To this end, the third inverting amplifier 460 may include a sixth operational amplifier 462 and sixth and seventh resistors R6 and R7. The sixth operational amplifier 462 has a non-inverting input terminal connected to a reference potential. The sixth resistor R6 is connected between the output U4 of the third voltage follower 450 and the inverting input terminal of the sixth operational amplifier 462, and the seventh resistor R7 is connected to the sixth operational amplifier 462. Is connected between the inverting input terminal and the output terminal. As such, the output U5 of the third inverting amplifier 460 becomes a new load voltage V _L ′.

따라서, 부하 전압(V_L)에 리플 성분(ΔV_L)이 포함될 경우, 전술한 구성을 갖는 전류 조정부(400A)는 이러한 리플 성분(ΔV_L)을 상쇄하는 방향으로 새로운 부하 전압(V_L')을 발생한다. 즉, 부하 전압(V_L)에 포함된 리플 성분(ΔV_L)이 양의 값이면, 전류 조정부(400A)는 리플 성분(ΔV_L)만큼 부하 전압(V_L')을 감소시킨다. 따라서, 부하(R_L)에 흐르는 전류가 리플 성분(ΔV_L)만큼 줄어들어 리플 성분(ΔV_L)이 제거될 수 있다.Therefore, when the ripple component ΔV _L is included in the load voltage V _L , the current adjuster 400A having the above-described configuration causes the new load voltage V _L ′ in a direction to cancel the ripple component ΔV _L. Occurs. That is, if the ripple component ΔV _L included in the load voltage V _L is a positive value, the current adjusting unit 400A reduces the load voltage V _L ′ by the ripple component ΔV _L. Therefore, the current flowing through the load R _L is reduced by the ripple component ΔV _L , so that the ripple component ΔV _L can be removed.

또는, 부하 전압(V_L)에 포함된 리플 성분(ΔV_L)이 음의 값이면, 전류 조정부(400A)는 리플 성분(ΔV_L)만큼 새로운 부하 전압(V_L')을 증가시킨다. 따라서, 부하(R_L)에 흐르는 전류가 리플 성분(ΔV_L)만큼 증가되어 리플 성분(ΔV_L)이 제거될 수 있다.Alternatively, when the ripple component ΔV _L included in the load voltage V _L is a negative value, the current adjuster 400A increases the new load voltage V _L ′ by the ripple component ΔV _L. Thus, the current flowing through the load (R _L) is increased by a ripple component (ΔV _L) can be removed the ripple component (ΔV _L).

리플 성분(ΔV_L)이 제거되는 원리를 전술한 수학식을 참조하여 부연 설명하면 다음과 같다.The principle in which the ripple component ΔV _L is removed will be described in detail with reference to the above equation.

부하 전압(V_L)에 리플 성분(ΔV_L)이 포함될 경우, 제1 전압 폴로워(410)의 출력(U1)은 다음 수학식 5와 같다.When the ripple component ΔV _L is included in the load voltage V _L , the output U1 of the first voltage follower 410 is expressed by Equation 5 below.

수학식 5를 수학식 4에 대입하면 다음 수학식 6과 같다.Substituting Equation 5 into Equation 4 is as follows.

수학식 6을 살펴보면, 제3 반전 증폭기(460)의 출력 값(U5) 즉, 새로운 부하 전압(V_L')은 리플 성분(ΔV_L)이 양일 때 감소하고 리플 성분(ΔV_L)이 음일 때 증가한다. 따라서, 리플 성분(ΔV_L)이 제거될 수 있다. 이때, 새로운 부하 전압(V_L')에 의해 리플 성분(ΔV_L)이 증가하거나 감소하는 량은 R2/(R1R4)의 값에 의해 조정될 수 있다.Looking at the equation (6), third output value (U5) of the inverting amplifier 460, that is, when new load voltage (V _L ') is reduced when that amount the ripple component (ΔV _L) and the ripple component (ΔV _L) is negative Increases. Thus, the ripple component ΔV _L can be eliminated. At this time, the amount of increase or decrease in the ripple component ΔV _L by the new load voltage V _L ′ may be adjusted by the value of R 2 / (R 1 R 4).

결국, 부하 전압(V_L)에 포함된 리플 성분(ΔV_L)에 따라 부하(R_L)에 인가되는 새로운 부하 전압(V_L')이 변하므로 제1 내지 제N 발광 소자 어레이(200-1, 200-2, ..., 200-N)에 포함된 리플 전류 성분(ΔV_L)이 제거될 수 있다. 따라서, 발광부(200)는 항상 일정한 밝기 상태를 유지할 수 있고, 각 발광 소자 어레이(200-1, 200-2, ..., 200-N)에 포함된 발광 소자의 수명이 연장될 수 있다.After all, according to the ripple component (ΔV _L) it included in the load voltage (V _L), so the load new load voltage (V _L ') to be applied to the (R _L) is changed first to the N-th light-emitting element array (200-1 Ripple current component ΔV _L included in, 200-2,..., 200 -N may be removed. Therefore, the light emitting unit 200 may always maintain a constant brightness state, and the lifespan of the light emitting devices included in each light emitting device array 200-1, 200-2,..., 200 -N may be extended. .

또한, 기준 전압 생성부(500A)는 구동 전압(V)(100)을 이용하여 기준 전압(V_R)을 생성할 수 있다. 이를 위해, 기준 전압 생성부(500A)는 전압 분배부(R8, R9)를 포함할 수 있다. 전압 분배부(R8, R9)는 구동 전압(V)(100)을 분배하고, 분배된 전압을 기준 전압(V_R)으로서 전류 조정부(400A)로 출력한다. 전압 분배부의 제8 및 제9 저항(R8, R9)은 서로 직렬로 연결된다.In addition, the reference voltage generator 500A may generate the reference voltage V _R using the driving voltage V 100. To this end, the reference voltage generator 500A may include voltage dividers R8 and R9. The voltage dividers R8 and R9 distribute the driving voltage V 100 and output the divided voltage to the current adjuster 400A as the reference voltage V _R. The eighth and ninth resistors R8 and R9 of the voltage divider are connected in series with each other.

또는, 발광 소자 구동 장치는 전류 조정부(400A)에서 필요한 기준 전압(V_R)을 기준 전압 생성부(500A)를 통해 생성하지 않을 수도 있다. 즉, 다른 실시예에 의하면, 제1 내지 제N 발광 소자 어레이(200-1, 200-2, ..., 200-N) 중 어느 하나에 포함된 제1 내지 제M 발광 소자(D1, D2, ..., DM) 중 어느 발광 소자의 양극 또는 음극에서의 전압을 기준 전압(V_R)으로서 추출할 수 있다.Alternatively, the light emitting device driving apparatus may not generate the reference voltage V _R required by the current adjuster 400A through the reference voltage generator 500A. That is, according to another embodiment, the first to Mth light emitting elements D1 and D2 included in any one of the first to Nth light emitting element arrays 200-1, 200-2,..., 200 -N. , ..., DM) can extract the voltage at the anode or cathode of any light emitting element as a reference voltage (V _R ).

또한, 전류 미러(600A)는 제1 내지 제N 바이폴라 트랜지스터(Q1, Q2, ..., QN)에 의해 구현될 수 있다. 제1 내지 제N 바이폴라 트랜지스터(Q1, Q2, ..., QN)의 베이스는 서로 연결되고, 제1 바이폴라 트랜지스터(Q1)의 베이스와 컬렉터는 서로 직접 연결되어 있다. 따라서, 제1 내지 제N 바이폴라 트랜지스터(Q1, Q2, ..., QN)의 컬렉터에 흐르는 전류는 서로 동일할 수 있다. 도 4의 경우, 전류 미러(600A)가 바이폴라 트랜지스터(Q1, Q2, ..., QN)로 구현되어 있지만 실시예는 이에 국한되지 않는다. 다른 실시예에 의하면, 전류 미러(600A)는 바이폴라 트랜지스터 대신에 전계 효과 트랜지스터로 구현될 수 있으며, 이러한 사항들은 일반적인 내용이므로 여기서는 상세한 설명을 생략한다.In addition, the current mirror 600A may be implemented by the first to Nth bipolar transistors Q1, Q2,..., QN. Bases of the first to Nth bipolar transistors Q1, Q2,..., QN are connected to each other, and the base and the collector of the first bipolar transistor Q1 are directly connected to each other. Accordingly, the currents flowing through the collectors of the first to Nth bipolar transistors Q1, Q2,..., QN may be the same. In the case of FIG. 4, the current mirror 600A is implemented with bipolar transistors Q1, Q2,..., QN, but the embodiment is not limited thereto. According to another embodiment, the current mirror 600A may be implemented as a field effect transistor instead of a bipolar transistor, and these details are general descriptions, and thus detailed descriptions thereof will be omitted.

이상에서 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.Although the above description has been made based on the embodiments, these are merely examples and are not intended to limit the present invention. Those skilled in the art to which the present invention pertains may not have been exemplified above without departing from the essential characteristics of the present embodiments. It will be appreciated that many variations and applications are possible. For example, each component specifically shown in the embodiment can be modified. And differences relating to such modifications and applications will have to be construed as being included in the scope of the invention defined in the appended claims.

100: 전원 200: 발광부
300, 300A: 부하 400, 400A: 전류 조정부
500, 500A: 기준 전압 생성부 600, 600A: 전류 미러100: power source 200: light emitting unit
300, 300 A: Load 400, 400 A: Current adjuster
500, 500A: reference voltage generator 600, 600A: current mirror

Claims

An illumination device comprising a light emitting element driving device for driving a plurality of light emitting element arrays connected in parallel,
The light emitting element drive device,
A load disposed on a path through which current flowing out of the plurality of light emitting element arrays flows; And
And a current adjuster configured to adjust an amount of load current flowing through the load by using a load voltage across the load and a reference voltage.
The load current has a positive or negative ripple current component,
The current adjuster
A first voltage follower for unit amplifying the load voltage comprising a ripple voltage component having a level proportional to the ripple current component;
A first inverting amplifier inverting and amplifying the output of the first voltage follower;
A second voltage follower unit-amplifying the reference voltage;
A second inverting amplifier inverting and amplifying an output of the second voltage follower and an output of the first inverting amplifier;
A third voltage follower unit-amplifying the output of the second inverting amplifier; And
And inverting and amplifying the output of the third voltage follower to output as a new load voltage, wherein the new load voltage decreases when the ripple voltage component is positive and increases when the ripple voltage component is negative. Lighting device.

The method of claim 1, wherein the load
And a resistor having one side commonly connected to output terminals of the plurality of light emitting element arrays and the other side connected to a reference potential.

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The lighting apparatus of claim 1, further comprising a reference voltage generator configured to generate the reference voltage using a driving voltage for driving the plurality of light emitting device arrays.

The method of claim 6,
The reference voltage generator includes a voltage divider which divides the driving voltage and outputs the divided voltage as the reference voltage.
The light emitting device driving apparatus further includes a current mirror connected between the plurality of light emitting device arrays and the load.

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