KR102101422B1 - Low power display board with surplus voltage control - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a low-power electronic display board using surplus voltage control. The low-power electronic display board using surplus voltage control consists of a plurality of LED chips with anode and cathode electrodes arranged on an upper portion of a non-conductive substrate, and comprises: three red chips wire-bonded in series; two green chips wire-bonded in series; and two blue chips wire-bonded in series. Each of the red chips, green chips, and blue chips is constructed in an SMD top-type package with six leads to include an LED module to supply positive (+) power and negative (-) power for each color through each lead. According to the present invention, surplus voltage is controlled to lower power consumption to reduce energy. An arrangement of a plurality of series chips increases input DC voltage, lowers applied current, and increases DC applied voltage to allow power reduction by an increase in SMPS AC converting efficiency. Power applying wiring from the SMPS to modules is simplified to reduce wiring costs. Power consumed by heating is lowered to minimize degradation of LED and IC devices sensitive to heat to increase expected life and durability, simplify circuitry, and reduce the number of components used to reduce malfunction probabilities and reduce manufacturing costs.

Description

잉여 전압 제어를 통한 저전력 전광판{LOW POWER DISPLAY BOARD WITH SURPLUS VOLTAGE CONTROL}LOW POWER DISPLAY BOARD WITH SURPLUS VOLTAGE CONTROL through surplus voltage control

본 발명은 잉여 전압 제어를 통한 저전력 전광판에 관한 것으로 더욱 상세하게는, 다수의 직렬칩 배열을 통해 LED로의 입력 DC 전압은 높이고, 입력 전류는 낮아지도록 구성하여 SMPS AC 컨버팅 효율 증가를 통해 소비 전력을 절감하고, SMPS에서 모듈로의 전력 인가 배선을 간소화하여 배선 비용을 절감하는 기술에 관한 것이다The present invention relates to a low-power electronic display board by controlling the excess voltage. More specifically, the input DC voltage to the LED is increased and the input current is lowered through a plurality of serial chip arrangements to reduce power consumption through increasing SMPS AC converting efficiency. It is related to the technology of reducing and simplifying the wiring of power applied from the SMPS to the module to reduce the wiring cost.

LED(Light Emitting Diode)란 빛을 발산하는 반도체 소자인 발광 다이오드를 말하는 것으로, Red, Green, Blue등의 다양한 색상의 광을 발산하여, 각종 전자 제품류, 계기판 등의 전자 표시판으로 활용되고 있다. 이러한 다수의 LED가 하나로 패키징된 LED 패키지를 바둑판식으로 배열한 LED 모듈과 SMPS 및 제어 콘트롤러 등을 조합하여 케이스에 장착하고, LED 패키지 각각의 개별 점멸제어를 통해 영상이 표출되는 LED 전광판(LED Display Board)을 구현할 수 있다.LED (Light Emitting Diode) refers to a light emitting diode that is a semiconductor device that emits light, and emits light of various colors such as red, green, and blue, and is used as an electronic display panel for various electronic products and instrument panels. The LED module, in which a plurality of LED packages are packaged in one, is mounted on a case by combining a tiled LED module, SMPS, and control controller, and the LED display (LED Display) that displays images through individual flashing control of each LED package. Board).

종래의 LED 모듈을 구성하는 LED 패키지는 DIP 타입 리드를 갖는 에폭시 몰드형 램프 타입을 사용하였다. 때문에 풀컬러 구현을 위해 필요한 3원색인 R, G, B 각각의 LED 칩이 색상별로 독립된 형태의 패키지로 구성되어 한 개의 풀컬러 픽셀을 구성하기 위해 다수의 LED 패키지가 장착되었다. 이러한 DIP 타입 LED 패키지는 LED 칩 사용 수량이 많고, 타공된 PCB 기판의 필요에 의해 픽셀 간격이 좁은 고해상도 전광판용 LED 모듈의 제작에 문제점이 있었다. 때문에 종래에는 실내에서만 사용하던 SMD 형태의 LED 패키지에 3개 색상의 LED 칩을 모두 장착한 3 in 1 SMD LED 패키지을 구성하여 옥외용 전광판으로 사용하기 시작하였다.The LED package constituting the conventional LED module used an epoxy molded lamp type having a DIP type lead. Therefore, each of the three primary colors, R, G, and B, which are required for full color realization, are composed of independent packages for each color, so that multiple LED packages are installed to form one full color pixel. This DIP type LED package has a problem in manufacturing a high-resolution LED module for a high-resolution display board having a large number of LED chips and a narrow pixel spacing due to the need for a perforated PCB board. For this reason, a 3 in 1 SMD LED package with all three colors of LED chips mounted on a SMD type LED package that was used only indoors began to be used as an outdoor billboard.

이처럼 3 in 1 SMD LED 패키지를 옥외용으로 사용하면서 옥외용 전광판의 고해상도 구현이 가능하였고, SMT 납땜방식으로 기존 DIP 타입 납땜에 비해 신뢰성이 증가한 옥외용 LED 모듈의 제작이 가능하였다. 여기서 옥외용이라 함은 방수의 목적으로 전면에 노출 금속 재질 LED 리드부분을 실리콘몰딩 처리하고 LED 모듈과 함체 케이스 결합부위를 고무패킹 처리한 제품으로 반드시 옥외에만 사용하는 제품이 아닌 실내 수영장등 다습한 장소에도 사용되는 제품이다. 때문에 방수형이라 칭하는 것이 정확하나 대중적으로 옥외용으로 지칭되고 있다.As described above, while using a 3 in 1 SMD LED package for outdoor use, it was possible to realize high-resolution outdoor billboards, and the SMT soldering method made it possible to manufacture outdoor LED modules with increased reliability compared to existing DIP type soldering. Here, for outdoor use, the product is made of silicon molded LED lead part exposed on the front surface for the purpose of waterproofing, and rubber-packed the LED module and the housing case coupling part. It is also used in Edo. For this reason, it is correct to call it a waterproof type, but it is popularly referred to for outdoor use.

그러나 SMD LED 패키지의 단점은 볼록형 렌즈를 가진 DIP LED 패키지와 다르게 평면형태의 렌즈로 인해 지향각이 넓다는 점이다. 보편적으로 DIP LED 패키지는 전광판에 사용하기 위해 Oval형 렌즈를 가지며 그로인해 좌우 100~120도, 상하 40~50도 정도의 광지향각을 갖는다. 하지만 SMD LED 패키지는 돔형 렌즈를 장착하기 어려워 플랫한 렌즈 형태로 제작되며 상하좌우 100~120도 정도의 넓은 지향각을 갖는다.However, the disadvantage of the SMD LED package is that, unlike the DIP LED package with a convex lens, the planar lens has a wider viewing angle. Generally, DIP LED package has an Oval type lens for use in electronic displays, so it has a light directing angle of about 100 to 120 degrees left and right and 40 to 50 degrees up and down. However, the SMD LED package is difficult to mount a dome type lens, and is manufactured in a flat lens shape, and has a wide directivity of 100 to 120 degrees.

이처럼 지향각이 넓어진 SMD LED 패키지로 제작된 전광판은 DIP LED 패키지로 제작한 전광판에 비해 더 넓은 각도에서 좋은 가시성을 보여주는 장점도 있지만, 전면 휘도의 저하로 인해 일정휘도 이상을 유지하기 위해 더 많은 전력의 소비가 이루어지는 단점도 있다.The signboard made with the SMD LED package with the wider viewing angle has the advantage of showing good visibility at a wider angle than the signboard made with the DIP LED package, but more power is required to maintain more than a certain brightness due to the decrease in front luminance. There is also a disadvantage that consumption of.

즉, 표출 광의 총 량은 DIP LED 패키지와 SMD LED 패키지가 동일하지만 지향각에 따라 전면부의 휘도차가 발생하게 되는 문제점이 있다.In other words, the total amount of the displayed light is the same as the DIP LED package and the SMD LED package, but there is a problem in that the luminance difference of the front part occurs depending on the directivity angle.

구체적으로 3 in 1 SMD LED 패키지는 R, G, B 각각 1개씩의 LED 칩으로 구성되며, R, G, B 각각 LED 칩의 전압은 각각 2V, 3V, 3V이다. 이러한 LED 패키지를 16x16 또는 32x16개의 픽셀로 배열하여 하나의 LED 모듈을 구성하고, 이 LED 모듈로 5V DC 또는 그 이하의 전압을 공급하며, 이 전압 공급을 정전류 IC를 통해 제어하게 된다.Specifically, the 3 in 1 SMD LED package is composed of one LED chip each for R, G, and B, and the voltage of each LED chip for R, G, and B is 2V, 3V, and 3V, respectively. These LED packages are arranged in 16x16 or 32x16 pixels to form one LED module, which supplies 5V DC or less voltage to the LED module, and controls the voltage supply through a constant current IC.

이때, 5V 전압 사용시 R, G, B 각각의 LED 칩은 정전류 IC에 의해 각각 2V, 3V, 3V를 공급받고 인가전압과의 차이인 3V, 2V, 2V의 잉여전압은 정전류 IC에서 열로 낭비하게 된다.At this time, when using 5V voltage, each LED chip of R, G, B is supplied with 2V, 3V, 3V by constant current IC, and the excess voltage of 3V, 2V, 2V, which is the difference from the applied voltage, is wasted as heat in the constant current IC. .

또한, 이렇게 발생된 열은 제품의 신뢰성(수명과 내구성)에 나쁜 영향을 끼치며, 발생된 열을 낮추기 위한 냉각장치의 가동으로 불필요한 전력낭비의 원인이 된다.In addition, the heat generated in this way adversely affects the reliability (life and durability) of the product, and causes unnecessary power wasting by operating a cooling device for reducing the generated heat.

최근에 인가전압을 5V에서 4V로 낮추고 정전류 IC에서 발생하는 열을 낮추어 LED 모듈의 신뢰성을 회복하고 전력 낭비를 방지하는 구성이 개시된바 있다.Recently, a configuration has been disclosed in which the applied voltage is reduced from 5V to 4V and the heat generated in the constant current IC is lowered to restore the reliability of the LED module and prevent power waste.

하지만, SMPS의 AC-DC 컨버팅에서 출력전압 7.5V(제품에 따라 9V) 이하 제품 (5V, 4V, 3V 등)에서는 전력 변환효율이 출력전압과 비례하여 떨어지기 때문에 사실상 전력 저감 효과는 높지 않고, 정전류 IC에서 발생하는 열이 대신에 SMPS에서 발생하게 되므로 전광판 전체적으로는 큰 전력 이득이 없게 된다. However, in SMPS AC-DC converting, output conversion efficiency is not high in products with output voltage of 7.5V or less (9V depending on the product) (5V, 4V, 3V, etc.). Since the heat generated by the constant current IC is generated in the SMPS instead, there is no great power gain in the whole sign board.

뿐만 아니라, 전압이 5V 에서 4V로 낮아지게 되면 SMPS에서 LED 모듈로 연결되는 배선은 전압강하를 방지하기 위해 더 짧고 굵은 전선을 사용해야 하기 때문에 배선 비용이 증가하게 되어 경제적 이득이 없게 된다. In addition, when the voltage is reduced from 5V to 4V, the wiring from SMPS to the LED module requires shorter and thicker wires to prevent a voltage drop, which increases the cost of wiring and thus has no economic benefit.

대한민국 공개특허 제10-2015-0013421호(2015.02.05.공개)Republic of Korea Patent Publication No. 10-2015-0013421 (published on February 5, 2015)

상술한 문제점을 해결하고 극복하기 위한 본 발명의 목적은, SMD LED 패키지를 이용한 전광판 제작시 전면 휘도 저하 문제 또는 동일 휘도인 경우 전력 사용 증가 문제와, LED 전광판을 제작함에 있어서 모듈회로에서 발생하는 잉여 전압으로 인해 발생되는 발열 및 이로 인한 LED 및 전광판 전체 내구성 저하 문제를 미연에 방지하기 위해, SMD LED 패키지를 사용한 모듈의 효율을 증가시켜 옥외용 전광판의 고휘도 구현에 있어 전력 사용을 감소시키는데 있다.An object of the present invention for solving and overcoming the above-mentioned problems is a problem of a decrease in front luminance or an increase in power use in the case of the same luminance when manufacturing an LED using a SMD LED package, and a surplus generated in a module circuit in manufacturing the LED LED In order to prevent the heat generated by the voltage and the resulting decrease in the overall durability of the LED and the billboard, the efficiency of the module using the SMD LED package is increased to reduce the power consumption in the implementation of the high brightness of the outdoor billboard.

본 발명의 또 다른 목적은, SMPS를 통해 공급된 직류전압과 LED 인가전압의 차이 간격을 최소화해 전압 차이에 의해 발생하는 발열을 저감시킴으로써, 내구성을 증가시키고, 더불어 냉각에 소모되는 추가 소비전력을 절감하는데 있다.Another object of the present invention is to minimize the difference between the DC voltage supplied through the SMPS and the applied voltage of the LED to reduce the heat generated by the voltage difference, thereby increasing durability and additional power consumption consumed for cooling. It is to save.

또한, 일반적으로 LED 모듈로 공급된 직류전압과 Red LED 칩의 높은 전압차이로 인해 저항의 장착이 필요하고, 이로 인하여 Red LED 제어용 정전류 IC에서 고열이 발생하는 문제가 있으므로, 저항이 필요하지 않도록 LED를 구성함으로써 저항을 제거할 수 있기 때문에 정전류 IC에서 발생하는 고열을 분산시킬 수 있으며, 회로구성의 단순화를 이뤄 제품 고장률을 줄이고 제작비용을 절감하는데 목적이 있다.In addition, it is generally necessary to mount the resistor due to the high voltage difference between the DC voltage supplied to the LED module and the red LED chip, which causes high temperature in the constant current IC for red LED control. Since it is possible to remove the resistor by constructing, it is possible to dissipate the high heat generated in the constant current IC and to simplify the circuit configuration to reduce the product failure rate and reduce manufacturing cost.

이러한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예는 잉여 전압 제어를 통한 저전력 전광판으로서, Anode 및 Cathode 전극 각각이 비전도성 기판 상부에 구비되는 다수의 LED칩으로 구성되되, 직렬로 와이어 본딩된 3개의 Red칩; 직렬로 와이어 본딩된 2개의 Green칩; 및 직렬로 와이어 본딩된 2개의 Blue칩;을 포함하되, Red칩, Green칩 및 Blue칩 각각을 6개의 리드를 갖는 SMD TOP형 패키지로 구성하여 Red칩, Green칩 및 Blue칩 각각의 색상에 대한 +전력과 -전력을 상기 리드를 통해 공급하는 LED 모듈을 포함한다.One embodiment of the present invention for achieving such a technical problem is a low-power electronic board through the control of the surplus voltage, each of the Anode and Cathode electrodes is composed of a plurality of LED chips provided on the non-conductive substrate, wire-bonded in series 3 Red chips; Two green chips wire-bonded in series; And two blue chips wire-bonded in series; but each of the red chip, green chip, and blue chip is composed of a SMD TOP type package with six leads, for each color of the red chip, green chip, and blue chip. And an LED module that supplies + and-power through the lead.

바람직하게는, LED 모듈은 6V 내지 9V 이하의 전압(바람직하게는 7V 내지 7.5V)의 전압을 출력하는 SMPS 전력을 공급받는 것을 특징으로 한다.Preferably, the LED module is characterized in that it is supplied with SMPS power outputting a voltage of 6V to 9V or less (preferably 7V to 7.5V).

또한, LED 모듈은 Red칩 제어용 정전류 IC의 출력 배선에 장착되는 저항을 배제시켜 열분산을 통한 과열을 방지하는 것을 특징으로 한다.In addition, the LED module is characterized in that it prevents overheating through heat dissipation by excluding the resistor mounted on the output wiring of the red chip control constant current IC.

또한, LED 모듈은 공급받은 7V의 전압을 3.3V 내지 5V로 강하시켜 내부에 구비된 디코더 IC, 트랜시버 IC, 및 정전류 IC로 3.3V 내지 5V 전압을 공급하는 전압 레귤레이터 또는 DC 컨버터를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the LED module includes a voltage regulator or a DC converter that supplies a 3.3V to 5V voltage to a decoder IC, a transceiver IC, and a constant current IC provided therein by dropping the voltage of the supplied 7V to 3.3V to 5V. Is done.

또한, LED 모듈에 구비된 디코더 IC, 트랜시버 IC, 및 정전류 IC로 3.3V 내지 5V 전압을 공급하는 콘트롤러를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, it is characterized in that it further comprises a decoder IC, a transceiver IC provided in the LED module, and a controller for supplying a voltage of 3.3V to 5V with a constant current IC.

그리고, LED 모듈은 정전류 IC 1개의 제어라인으로 복수개의 Red칩, Green칩 및 Blue칩 각각을 제어하기 위해 7V로 출력되는 FET와 직교하는 배선을 통해 순차 점등하는 방식으로 제어되는 것을 특징으로 한다.In addition, the LED module is characterized in that it is controlled by sequentially lighting through a wiring perpendicular to the FET output to 7V to control each of a plurality of red chips, green chips, and blue chips with one control line of a constant current IC.

상기와 같은 본 발명에 따르면, 잉여전압을 제어하여 소비전력을 낮춤으로써, 에너지를 절감하는 효과가 있다.According to the present invention as described above, by controlling the surplus voltage to lower the power consumption, there is an effect of saving energy.

본 발명에 따르면, 다수의 직렬칩 배열로 입력 DC 전압은 높아지고 인가 전류는 낮아지고, DC 인가전압이 높아짐으로써, SMPS AC 컨버팅 효율의 증가로 전력저감이 가능하고, SMPS에서 모듈로의 전력 인가 배선이 간소화돼 배선 비용을 저감하는 효과가 있다.According to the present invention, the input DC voltage is increased, the applied current is lowered, and the DC applied voltage is increased by a plurality of serial chip arrangements, thereby reducing power by increasing SMPS AC converting efficiency, and applying power from SMPS to the module. This simplifies the effect of reducing wiring costs.

본 발명에 따르면, 발열로 소비되는 전력을 낮추어 열에 민감한 LED 및 IC 소자의 열화를 최소화함으로써, 기대수명 및 내구성이 증가하는 효과가 있다.According to the present invention, there is an effect of increasing life expectancy and durability by lowering power consumed by heat generation to minimize deterioration of heat-sensitive LED and IC devices.

본 발명에 따르면, 회로의 간소화와 사용 부품수를 줄임으로써, 고장발생확률을 줄이고 제작비용을 절감하는 효과가 있다.According to the present invention, by simplifying the circuit and reducing the number of parts used, there is an effect of reducing the probability of failure and reducing the manufacturing cost.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 잉여 전압 제어를 통한 저전력 전광판을 개략적으로 도시한 블록도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 잉여 전압 제어를 통한 저전력 전광판의 LED 패키지에 구비되는 Red칩, Green칩 및 Blue칩을 도시한 예시도.
도 3은 전광판에서 보편적으로 사용되는 제품의 사양서를 도시한 예시도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 잉여 전압 제어를 통한 저전력 전광판이 전압 레귤레이터 또는 DC 컨버터를 포함하여 구성되는 것을 도시한 블록도.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 잉여 전압 제어를 통한 저전력 전광판이 컨트롤러에 의해 제어되는 것을 도시한 블록도.
도 6은 일반적인 1/2 Duty 다이나믹 제어 모듈을 도시한 회로도.
도 7은 다이나믹 제어 모듈에서 노이즈 제거를 위하여 노이즈 제거 회로가 추가된 1/2 Duty 모듈을 도시한 회로도.
도 8은 일반적인 1/2 duty 모듈 회로에서 페어된 LED의 미세 점등 상황을 도시한 도면.
도 9는 노이즈 제거 회로를 추가한 1/2 Duty 모듈에서 페어된 LED의 미세 점등되는 문제가 해결된 것을 도시한 도면.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 잉여 전압 제어를 통한 저전력 전광판의 1/2 Duty로 페어된 LED에 대한 미세 점등 문제가 해결된 노이즈 제거 회로도.
1 is a block diagram schematically showing a low-power scoreboard through control of a surplus voltage according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is an exemplary view showing a red chip, a green chip and a blue chip provided in the LED package of the low power electronic board through the control of the surplus voltage according to an embodiment of the present invention.
Figure 3 is an exemplary view showing a specification of a product commonly used in electronic displays.
FIG. 4 is a block diagram showing that a low-power electronic board through a surplus voltage control according to an embodiment of the present invention includes a voltage regulator or a DC converter.
Figure 5 is a block diagram showing that the low-power electronic board through the control of the surplus voltage according to an embodiment of the present invention is controlled by the controller.
6 is a circuit diagram showing a typical 1/2 Duty dynamic control module.
7 is a circuit diagram illustrating a 1/2 duty module in which a noise removal circuit is added to remove noise from the dynamic control module.
8 is a view showing a fine lighting situation of a paired LED in a typical 1/2 duty module circuit.
9 is a view showing that the problem of fine lighting of a paired LED in a 1/2 Duty module to which a noise removal circuit is added is solved.
FIG. 10 is a circuit diagram of a noise removal circuit in which a minute lighting problem is solved for a paired LED of 1/2 duty of a low-power electronic display board by controlling a surplus voltage according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 구체적인 특징 및 이점들은 첨부 도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 할 것이다. 또한, 본 발명에 관련된 공지 기능 및 그 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는, 그 구체적인 설명을 생략하였음에 유의해야 할 것이다.The specific features and advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description based on the accompanying drawings. Prior to this, the terms or words used in the specification and claims are based on the principle that the inventor can appropriately define the concept of terms in order to best describe his or her invention in the technical spirit of the present invention. It should be interpreted as a matching meaning and concept. In addition, it should be noted that when it is determined that the detailed description of the known functions and configurations related to the present invention may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description is omitted.

도 1을 참조하면 본 발명의 일 실시예에 따른 잉여 전압 제어를 통한 저전력 전광판(B)은, Anode 및 Cathode 전극 각각이 비전도성 기판 상부에 구비되는 다수의 LED칩으로 구성되되, 직렬로 와이어 본딩된 3개의 Red칩(102)과, 직렬로 와이어 본딩된 2개의 Green칩(104)과, 직렬로 와이어 본딩된 2개의 Blue칩(106) 각각을 6개의 리드를 갖는 7 in 1 SMD TOP형 LED 패키지로 구성하여 각각의 색상에 대한 +전력과 -전력이 각각의 리드를 통해 공급하는 LED 모듈(100)을 포함하여 구성된다.Referring to Figure 1, the low-power electronic board (B) through the surplus voltage control according to an embodiment of the present invention, each of the Anode and Cathode electrode is composed of a plurality of LED chips provided on the non-conductive substrate, wire bonding in series 7 red LEDs (102), two green chips (104) wire-bonded in series, and two blue chips (106) wire-bonded in series. It consists of a package, and is configured to include an LED module 100 that supplies + and -power for each color through each lead.

전술한 구성에 의한 LED 모듈(100)은 공급전압과 LED의 인가전압과의 차이에서 손실되는 전력을 최소화하여 전력저감 및 발열 억제가 가능하다.The LED module 100 according to the above-described configuration can minimize power loss and suppress heat generation by minimizing power lost in a difference between a supply voltage and an applied voltage of the LED.

구체적으로 LED 패키지는 3개의 Red칩(2V×3ea = 6V), 2개의 Green칩(3V×2ea = 6V), 및 2개의 Blue칩(3V×2ea = 6V)으로 구성된다. 즉, 3개의 Red칩(102)을 직렬로 연결하고, 2개의 Green칩(104)을 직렬로 연결하고, 2개의 Blue칩(106)을 직렬로 연결한 LED 패키지로 구성되며, 각 색상별 인가전압은 6V로 맞춘다. 이때, 생산시기 또는 규격, 공급사간의 차이로 각각의 칩 랭크에 따라 약간의 전압편차가 있을 수 있다.Specifically, the LED package is composed of three red chips (2V x 3ea = 6V), two green chips (3V x 2ea = 6V), and two blue chips (3V x 2ea = 6V). That is, it consists of an LED package in which three Red chips 102 are connected in series, two Green chips 104 are connected in series, and two Blue chips 106 are connected in series. The voltage is set to 6V. At this time, there may be a slight voltage deviation according to each chip rank due to differences in production timing, specifications, and suppliers.

일반적으로, LED 패키지의 Green칩(104) 및 Blue칩(106)은 사파이어 기판위에 성장된 웨이퍼를 절단하여 사용된다. 이때, 사파이어 기판은 비전도성 기판으로 + 및 - 전력을 공급하기 위하여 에피 상부를 절단하고 하부전극을 구성하여 전체적으로는 위쪽에 2개의 전극을 갖게 된다. 이로서 두 개의 칩을 직렬로 연결하는 경우 칩과 칩으로 바로 본딩이 가능하다.In general, the green chip 104 and the blue chip 106 of the LED package is used by cutting a wafer grown on a sapphire substrate. At this time, the sapphire substrate has two electrodes on the upper side by cutting the upper portion of the epi and supplying the lower electrode to supply + and-power to the non-conductive substrate. In this way, when two chips are connected in series, bonding is possible directly to the chip and the chip.

하지만, 보편적인 Red칩(102)은 전도성의 GaAs 기판에 성장되어 그대로 칩으로 제작되거나 광도 증가의 목적으로 전도성의 Silicon 또는 GaP 기판으로 교체되어 칩으로 제작된다.However, the universal red chip 102 is grown on a conductive GaAs substrate to be fabricated as a chip, or replaced with a conductive silicon or GaP substrate for the purpose of increasing light intensity to be fabricated as a chip.

때문에, 칩의 하단에 전극이 형성되어 직렬로 연결하는 경우 칩이 부착된 리드프레임 부분이 분리되어야 하는데, 이는 리드프레임의 다양한 활용이 힘들고 SMD 패키지 특성상 공간이 여유롭지 않아 바람직하지 않다.Therefore, when an electrode is formed at the bottom of the chip and connected in series, the leadframe portion to which the chip is attached must be separated, which is difficult due to various utilization of the leadframe and the space of the SMD package, which is not desirable.

따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 잉여 전압 제어를 통한 저전력 전광판(B)은, Red칩(102) 3개를 직렬구성 (칩에서 리드로 2번의 본딩, 칩에서 칩으로 2번의 본딩으로 처리됨)하고, Green칩(104) 및 Blue칩(106)은 칩 2개로 직렬구성 (칩에서 리드로 2번의 본딩, 칩에서 칩으로 1번의 본딩으로 처리됨)하여 6V 내외의 비슷한 전압을 갖는 RGB 7chips in 1 SMD LED 패키지로 구성된 LED 모듈(100)을 제공한다.Therefore, the low-power electronic board (B) through the surplus voltage control according to an embodiment of the present invention, three red chips 102 are configured in series (two bonding from chip to lead, and two bonding from chip to chip) ), And the Green chip 104 and Blue chip 106 are serially composed of 2 chips (processed as 2 bondings from chip to lead and 1 bonding from chip to chip), and RGB 7chips in and around 6V with similar voltage It provides an LED module 100 composed of a 1 SMD LED package.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 패키지에 구비되는 Red칩(102), Green칩(104) 및 Blue칩(106)칩의 개수는 전술한 바와 같이 각각 3개, 2개 및 2개로 동일하게 구성하되 각각 색상별 칩의 위치는 변경될 수 있다.As shown in FIG. 2, the number of red chips 102, green chips 104, and blue chips 106 provided in the LED package according to an embodiment of the present invention is 3, respectively, as described above. It is composed of two and two identically, but the position of the chip for each color can be changed.

예컨대, 현재 좌측으로부터 Red칩(102), Green칩(104) 및 Blue칩(106) 순서로 배열되어 있지만 Blue칩(106), Green칩(104) 및 Red칩(102) 또는 Green칩(104), Blue칩(106) 및 Red칩(102) 등으로 바꿔 배치해도 무방하다.For example, the red chip 102, the green chip 104, and the blue chip 106 are arranged in order from the left, but the blue chip 106, the green chip 104, and the red chip 102 or the green chip 104 are arranged. , Blue chip 106 and Red chip 102, etc. may be arranged.

또한, 하부에 전극이 없기 때문에 현재 상부로 쏠려있는 LED 칩들을 다른 위치로 배치하여도 무방하며, 6개의 외부 전극에 각각의 색상에 대한 + 및 - 전극을 형성하는 형태는 유지해야 하고, + 또는 - 전극을 한 개의 전극으로 묶어 4개의 전극으로 구성할 수 있다.In addition, since there are no electrodes at the bottom, LED chips that are currently focused on the top may be placed in different positions, and the shape of forming + and-electrodes for each color on the six external electrodes must be maintained, or + or -The electrodes can be grouped into one electrode and composed of four electrodes.

이처럼, 전술한 바와 같은 구성에 의하면, Red칩(102), Green칩(104) 및 Blue칩(106) 각각의 인가전압은 6V 내지 6.5V를 갖게 되고, 이로 인해 7V 내지 7.5V 정도의 SMPS 인가전압으로 낮은 발열상태의 점등 구동이 가능하다.As described above, according to the above-described configuration, the applied voltage of each of the red chip 102, the green chip 104, and the blue chip 106 has 6V to 6.5V, and thus, SMPS of about 7V to 7.5V is applied. It is possible to drive the lighting in a low heating state with a voltage.

여기서, Red칩(102)은 도 2에 도시된 바와 같이, 성장된 반도체 발광구조물을 성장기판으로부터 이송하여, 지지기판인 사파이어 기판에 본딩하여(도 2에서는 본딩층이 미도시됨), 사파이어 기판을 포함한 전체 Red칩(102)의 높이는 성장기판인 사파이어 기판을 포함하는 Green칩(104) 또는 Blue칩(106)의 전체 높이와 서로 유사할 수 있으며, Red칩(102)의 높이와 Green칩(104) 또는 Blue칩(106)의 높이와 차이는 Red칩(102)의 높이의 20% 이하인 것으로 구성할 수 있다. 이는 Red칩(102), Green칩(104) 및 Blue칩(106)의 높이를 서로 유사하게 구성하여, R, G, B칩의 리드프레임 컵 경사에 따른 광 방사각의 균일성을 개선시킬 수 있는 현저한 효과를 갖는다.Here, as shown in FIG. 2, the red chip 102 transfers the grown semiconductor light-emitting structure from the growth substrate, and bonds it to the sapphire substrate as a support substrate (the bonding layer is not shown in FIG. 2), so that the sapphire substrate The height of the entire red chip 102, including, may be similar to the overall height of the green chip 104 or blue chip 106 including the sapphire substrate, which is a growth substrate, and the height of the red chip 102 and the green chip ( 104) or the difference between the height of the blue chip 106 may be 20% or less of the height of the red chip 102. This makes it possible to improve the uniformity of the light emission angle according to the inclination of the lead frame cups of the R, G, and B chips by configuring the heights of the red chips 102, green chips 104, and blue chips 106 to be similar to each other. Which has a remarkable effect.

이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 잉여 전압 제어를 통한 저전력 전광판(B)의 구성적 특징에 대해 살피면 아래와 같다.Hereinafter, the structural features of the low power electronic display board B through the control of the surplus voltage according to an embodiment of the present invention are as follows.

도 3은 전광판에서 보편적으로 사용되는 제품의 사양서를 나타낸 도면으로, 단일 SMPS에서 다수의 LED 모듈로 전력을 공급하되, 일반적으로 5V의 저전압을 사용하는 LED 모듈의 경우 배선의 길이가 길어지거나 가는 전선을 사용하면 전압강하가 발생하고, 이로 인해 영상 구현이 제대로 이루어지지 않는 문제점이 있었다.3 is a diagram showing a specification of a product commonly used in a signboard, and power is supplied from a single SMPS to a plurality of LED modules. In general, in the case of an LED module using a low voltage of 5V, the length of wiring becomes long or thin wire When using, there is a problem that the voltage drop occurs, and thus, the image is not properly implemented.

반면에, 본 발명의 일 실시예에 따른 잉여 전압 제어를 통한 저전력 전광판(B)은, LED 모듈(100)로 7V 이상으로 변환한 전압을 공급함에 따라 종래에 5V로의 변환시보다 전력변환효율이 매우 (5% 이상) 높아지게 되고, 배선비용을 절감할 수 있다.On the other hand, the low-power electronic board (B) through the surplus voltage control according to an embodiment of the present invention, by supplying the voltage converted to 7V or more to the LED module 100, the power conversion efficiency than the conventional conversion to 5V is very (5% or more) becomes high, and wiring cost can be reduced.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 모듈(100)은 열분산을 통한 과열방지를 위해 Red칩(102) 제어를 위한 정전류 IC의 출력 배선에 장착되는 저항을 배제하여 구성함에 따라, Red칩(102)으로 전달되는 열을 차단하고, 접점 포인트의 증가로 모듈 오류 발생을 방지할 수 있다.In addition, the LED module 100 according to an embodiment of the present invention is configured by excluding the resistor mounted on the output wiring of the constant current IC for controlling the red chip 102 to prevent overheating through heat dissipation, the red chip Blocking heat transmitted to (102), it is possible to prevent the occurrence of module errors by increasing the number of contact points.

한편, 모듈과 모듈 사이에 데이터 통신 및 처리를 담당하기 위하여 LED 모듈(100)에 구비되는 디코더 IC, 트랜시버 IC 및 정전류 IC의 제어신호 입력부분은 3.3V 내지 5V의 전압을 필요로 한다.On the other hand, the control signal input portion of the decoder IC, the transceiver IC, and the constant current IC provided in the LED module 100 requires a voltage of 3.3V to 5V in order to perform data communication and processing between the module and the module.

이에 따라 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 모듈(100)은, 도 4에 도시된 바와 같이, LED 모듈(100)이 인가받은 7V 전후의 DC 전압을 5V로 강하시켜 디코더 IC, 트랜시버 IC 및 정전류 IC로 3.3V 내지 5V 전압을 공급하는 전압 레귤레이터(108) 또는 DC 컨버터(110)를 포함하여 구성된다.Accordingly, the LED module 100 according to an embodiment of the present invention, as shown in FIG. 4, the DC voltage before and after the 7V is applied to the LED module 100 is dropped to 5V decoder decoder, transceiver IC and constant current It comprises a voltage regulator 108 or a DC converter 110 for supplying a 3.3V to 5V voltage to the IC.

이때, LED 모듈(100) 내부에 구비된 디코더 IC 및 트랜시버 IC 및 정전류 IC 각각이 필요로 하는 전력은 매우 작으므로 이는 가격과 부품의 크기를 고려해 간단하게 전압 레귤레이터(108) 1개를 추가하여 구성하는 것이 바람직하다.At this time, since the power required by each of the decoder IC and the transceiver IC and the constant current IC provided inside the LED module 100 is very small, it is configured by simply adding one voltage regulator 108 considering the price and the size of the components. It is desirable to do.

또는, 도 5에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 잉여 전압 제어를 통한 저전력 전광판(B)은, 별도의 전압 레귤레이터(108)나 DC 컨버터(110)를 사용하지 않고, 콘트롤러(200)와 LED 모듈(100)을 연결하는 데이터 케이블의 일부 라인을 이용하여 LED 모듈(100)에 구비된 디코더 IC, 트랜시버 IC, 및 정전류 IC로 3.3V 내지 5V 전압을 공급하도록 구성될 수 있다.Or, as shown in Figure 5, the low-power electronic display board (B) through the surplus voltage control according to an embodiment of the present invention, without using a separate voltage regulator 108 or DC converter 110, the controller 200 ) May be configured to supply 3.3V to 5V voltage to a decoder IC, a transceiver IC, and a constant current IC provided in the LED module 100 using some lines of a data cable connecting the LED module 100.

이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 잉여 전압 제어를 통한 저전력 전광판(B)의 다이나믹 모듈의 구성시 고전압 인가에 따른 노이즈 및 이에 따른 잔상 제거에 대해 살피면 아래와 같다.Hereinafter, the configuration of the dynamic module of the low-power electronic display board B through the control of the excess voltage according to an embodiment of the present invention will be described below with respect to noise caused by high voltage application and resulting residual image removal.

일반적인 LED 모듈이 16×16의 배열을 갖는 매트릭스를 모듈이라고 상정하고, LED 모듈의 사이즈를 300mm라 특정하면, 16의 가로 배열과 16의 세로 배열로 인해 각 픽셀당 18.75mm의 피치 간격을 갖게 된다.If a typical LED module assumes a matrix having an array of 16 × 16 as a module, and the size of the LED module is specified as 300 mm, a pitch spacing of 18.75 mm per pixel is obtained due to 16 horizontal arrays and 16 vertical arrays. .

한 개의 픽셀은 풀컬러의 경우 Red칩(102), Green칩(104) 및 Blue칩(106)으로 구성되며, 한 개의 LED 모듈(100)은 16×16=256pixel로 구성되고 Red칩(102), Green칩(104) 및 Blue칩(106)의 세 개의 칩으로 한 개의 픽셀이 구성되었을 경우 총 256×3=768개의 칩으로 구성된다.One pixel is composed of a red chip (102), a green chip (104) and a blue chip (106) for full color, and one LED module (100) is composed of 16 × 16 = 256 pixels and a red chip (102). , When one pixel is composed of three chips of the green chip 104 and the blue chip 106, a total of 256 × 3 = 768 chips.

이 경우, Red칩(102), Green칩(104) 및 Blue칩(106) 각각으로 20mA의 전류를 인가하면 LED 모듈(100)로 총 15.26A의 전류가 인가되고, 5V 전압인가로 계산하면 76.3W의 전력량이 나오게 되고, 회로를 구동하는 IC에서 소비되는 전류를 포함하면 최종적으로는 80W의 전력이 인가된다.In this case, when a current of 20mA is applied to each of the red chip 102, the green chip 104, and the blue chip 106, a total of 15.26A of current is applied to the LED module 100, and calculated by applying 5V voltage to 76.3 When the amount of power of W comes out, and the current consumed by the IC driving the circuit is included, 80 W of power is finally applied.

실제 제품의 경우 300mm 사이즈의 LED 모듈에 대한 옥외 휘도 기준이 10,000nit 일 때 70W 정도의 소비전력이므로 이를 기초로 아래의 [표 1]과 같이 비교해 볼 수 있다.In the case of a real product, since the power consumption of about 70W when the outdoor luminance standard for a 300mm size LED module is 10,000nit, it can be compared as shown in [Table 1] below.

[표 1][Table 1]

Figure 112019038602733-pat00001
Figure 112019038602733-pat00001

이때, 직렬로 연결된 LED칩들의 소비전력은, 드라이빙모드×공급전압×칩당전류×칩 갯수 로 계산한다. 결론적으로, 고전압 사용시 소비전력에서 27%의 효율이 증가하게 된다. (실제품 측정시 30% 정도 증가)At this time, the power consumption of the LED chips connected in series is calculated by driving mode × supply voltage × current per chip × number of chips. In conclusion, the efficiency of 27% increases in power consumption when using high voltage. (About 30% increase in actual product measurement)

상기 [표 1]을 참조하여 드라이빙 모드와 LED칩당 전류에 대해 살피면 아래와 같다. 일반적인 LED 모듈 중에서 가장 큰 규격은 300mm 이다. 때문에 보다 작은 규격의 제품들은 10,000nit의 휘도 제품을 만들 때 보다 낮은 인가전류로 제작되어 진다. 따라서, 전류를 낮추어 사용하는 대신 정전류 IC 1개의 제어라인으로 2개의 LED 모듈 또는 4개의 LED 모듈, 또는 그 이상의 LED 모듈을 제어하기 위해 FET와 직교하는 배선을 통해 순차 점등하는 방식으로 제어한다.Referring to [Table 1] above, the driving mode and current per LED chip are as follows. The largest standard among LED modules is 300mm. Therefore, smaller sized products are manufactured with lower applied current when making 10,000nit luminance products. Therefore, instead of using a lower current, a constant current IC is controlled by sequentially lighting through a wiring orthogonal to the FET to control two LED modules, four LED modules, or more LED modules with one control line.

LED 모듈의 1:1 제어를 스태틱 제어라고 지칭하고, LED 모듈의 1:N 제어를 다이나믹 제어라고 했을 때, LED 모듈은 20mA에서 제품의 랭크 분류가 이루어지므로 전체 전광판이 동일한 색상과 밝기의 픽셀로 구성하기 위해서는 LED 랭크 분류와 가장 가까운 전류값으로 제어하는 것이 유리하다.When 1: 1 control of the LED module is referred to as static control, and 1: N control of the LED module is referred to as dynamic control, the LED module classifies the product at 20mA, so that the entire scoreboard is made of pixels of the same color and brightness. In order to configure, it is advantageous to control the current value closest to the LED rank classification.

상기 [표 1]에 의하면 7 in 1 LED로 제어했을 경우 LED칩당 인가전류는 10mA 정도로 매우 낮으므로 사실상 1/2 Duty로 점등하여 기준 전류로 점등되도록 설계하는 것이 마땅하다.According to the [Table 1], when controlled by a 7 in 1 LED, the applied current per LED chip is very low, about 10 mA, so it is appropriate to design it to be turned on with a reference current by actually lighting at 1/2 Duty.

도 6은 일반적인 1/2 Duty 모듈을 도시한 회로도이고, 도 7은 노이즈 제거를 위하여 노이즈 제거 회로가 추가된 1/2 Duty 모듈을 도시한 회로도이다.6 is a circuit diagram showing a general 1/2 Duty module, and FIG. 7 is a circuit diagram showing a 1/2 Duty module to which a noise removal circuit is added for noise removal.

이런 구동에 의하면, 보편적으로 16개의 픽셀을 제어하는 정전류 IC 48개를 사용하여 제어해야하는 스태틱 LED 모듈을 24개의 IC만 사용해도 되는 다이나믹 LED 모듈로 대체가 가능하다.According to this driving, it is possible to replace a static LED module that needs to be controlled using 48 constant current ICs that generally control 16 pixels with a dynamic LED module that requires only 24 ICs.

이러한 구성에 의하면, LED 모듈의 단가 인하 효과와 부품수량을 감소시켜 고장률을 줄이는 효과가 있으며, 기존에 1/2 duty 제품은 1/4 duty로, 1/4 duty 제품은 1/8 duty로 대채할 수 있다.According to this configuration, there is an effect of reducing the failure rate by reducing the cost of the LED module and reducing the number of parts, and 1/2 duty products are 1/4 duty and 1/4 duty products are usually 1/8 duty. can do.

도 8에 도시된 바와 같이, 1/2 duty 모듈의 경우 2개의 LED칩이 Pair되어 FET에 의해 순차 점등을 하게 되는데, (1/4 duty는 4개의 LED) 1개의 LED칩이 점등되었을 경우 Pair 된 다른 LED칩이 미세 점등되는 문제가 발생할 수 있다.As shown in FIG. 8, in the case of a 1/2 duty module, two LED chips are paired to light sequentially by a FET. (1/4 duty is 4 LEDs) When 1 LED chip is turned on, Pair Another LED chip may be finely lit.

도 9는 노이즈 제거 회로를 추가한 1/2 Duty 모듈에서 페어된 LED칩이 미세 점등되는 문제가 해결된 것을 도시한 도면이고, 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 잉여 전압 제어를 통한 저전력 전광판(B)의 1/2 Duty로 페어된 LED칩의 미세 점등 문제가 해결된 노이즈 제거 회로이다.9 is a view showing that the problem of fine lighting of a paired LED chip in a 1/2 Duty module to which a noise removal circuit is added, and FIG. 10 is low power through control of a surplus voltage according to an embodiment of the present invention This is a noise removal circuit that solves the problem of minute lighting of the LED chip paired at 1/2 duty of the electric sign (B).

이처럼 본 발명의 일 실시예에 따르면, 기존 디코더 IC에서 출력되는 5V 신호가 FET에 인가되는 7V 전압과의 차이로 인해 FET에서 출력되는 신호에 노이즈가 발생된다. 이로인해 디코더 IC에서 출력되는 신호의 전압을 7V로 치환 공급하여 FET 출력 신호의 노이즈를 제거할 수 있다.As described above, according to an embodiment of the present invention, noise is generated in a signal output from the FET due to a difference between a 5V signal output from the existing decoder IC and a 7V voltage applied to the FET. Because of this, the voltage of the signal output from the decoder IC can be replaced with 7V to remove noise from the FET output signal.

한편, [표 2]는 본 발명의 일 실시예에 따른 잉여 전압 제어를 통한 저전력 전광판(B)의 LED 모듈(100) 즉, 3개의 Red칩(102)과 각각 2개의 Green칩(104) 및 Blue칩(106)으로 7 in 1 패키징한 LED 모듈(100)과, 종래의 3 in 1 패키징된 LED 모듈의 전기적 특성 및 효율을 비교한 표이다.Meanwhile, [Table 2] shows the LED module 100 of the low-power electronic display board B through redundancy voltage control according to an embodiment of the present invention, that is, three red chips 102 and two green chips 104, respectively. This table compares the electrical characteristics and efficiency of the LED module 100 packaged in 7 in 1 with the Blue chip 106 and the conventional 3 in 1 packaged LED module.

[표 2][Table 2]

Figure 112019038602733-pat00002
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[표 2]에 나타난 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따라 7 in 1 패키징한 LED 모듈(100)은 종래 3 in 1 패키징한 LED 모듈 대비 37%의 소비전력(DC 기준) 감소가 가능하고, 이로 인해 발광 효율 개선 및 발열 감소가 가능하여, 이를 채용한 LED 모듈 및 디스플레이 장치에서의 성능 및 신뢰성이 현저히 증가하는 것을 알 수 있다.As shown in Table 2, according to an embodiment of the present invention, the 7 in 1 packaged LED module 100 can reduce power consumption (based on DC) by 37% compared to the conventional 3 in 1 packaged LED module. , As a result, it is possible to improve the luminous efficiency and reduce the heat generation, and it can be seen that the performance and reliability of the LED module and the display device employing this are significantly increased.

그리고, [표 3]은 등록특허 제10-1651923호의 LED모듈과 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 모듈의 장점, 단점 및 효율을 비교한 표이다.And, [Table 3] is a table comparing the advantages, disadvantages, and efficiency of the LED module of the registered patent No. 10-1651923 and the LED module according to an embodiment of the present invention.

[표 3][Table 3]

Figure 112019038602733-pat00003
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[표 3]에서 알 수 있듯이, 종래의 R칩, G칩, B칩은 각각 1개로 구성되나, 본 발명의 일 실시예에 따른 Red칩(102), Green칩(104) 및 Blue칩(106)은 각각 3개, 2개 및 2개로 구성된다. 또한, 종래의 R칩, G칩, B칩은 각각 6V의 전압을 인가받게 되나, 본 발명의 일 실시예에 따른 인가전압은 Red칩(102), Green칩(104) 및 Blue칩(106) 각각 2V, 3V 및 3V가 인가되도록 구성된다.As can be seen from [Table 3], the conventional R chip, G chip, and B chip are each composed of one, but the Red chip 102, Green chip 104 and Blue chip (106) according to an embodiment of the present invention ) Consists of 3, 2 and 2 respectively. In addition, the conventional R chip, G chip, B chip is applied with a voltage of 6V, respectively, but the applied voltage according to an embodiment of the present invention is Red chip 102, Green chip 104 and Blue chip 106. It is configured to apply 2V, 3V and 3V, respectively.

종래에는 6V 전압 구현을 위해 에피 직력 적층타입으로 개발됨에 따라 3개(R칩, G칩, B칩)의 칩만 사용하기 때문에 소형 LED 모듈에 적용이 가능하나, 수직 적층으로 인해 광손실이 발생하고, 제품 단가가 높다는 문제점이 있다.Conventionally, as it is developed as an epi-stack stack type to implement 6V voltage, it can be applied to small LED modules because only 3 chips (R chip, G chip, and B chip) are used, but vertical stacking causes light loss. , There is a problem that the product price is high.

반면에, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 6V 전압 구현을 위해 양산형 칩을 LED 모듈에 직렬 본딩함에 따라 다수칩의 배열로 인해 전체적으로 칩의 표면 면적이 증가하여 추출 광량이 높아지고, 양산형 칩의 사용으로 일부랭크의 칩만을 사용하여 제품 균일도 증가하며, 칩 수급 및 LED 생산이 용이하다.On the other hand, according to an embodiment of the present invention, as the mass-production type chip is serially bonded to the LED module to implement 6V voltage, the surface area of the chip increases as a whole due to the arrangement of multiple chips, resulting in an increased amount of extraction light and the use of a mass-production type chip. As a result, product uniformity is increased by using only a few rank chips, and chip supply and demand and LED production are easy.

정리하면, 본 발명의 일 실시예에 따르면 LED 모듈 및 디스플레이 장치로 고전압 인가가 가능하고, 이로 인해 SMPS에서 각각의 LED 모듈로 공급되는 배선 선택에 있어, 전압강하를 고려하여 짧고 두꺼운 종래 배선에 비해 상대적으로 더 길고 얇은 배선이 가능하여 설계의 자유도가 증가할 수 있게 된다.In summary, according to an embodiment of the present invention, it is possible to apply a high voltage to the LED module and the display device, and accordingly, in selecting the wiring supplied from SMPS to each LED module, considering the voltage drop, compared with the short and thick conventional wiring Relatively longer and thinner wiring is possible, which increases the freedom of design.

또한, LED 모듈 구동을 위한 PCB 설계에 있어서도, 고전압에 따른 저전류가 가능하여 PCB 내 배선패턴을 얇게 설계할 수 있게 되어, PCB 내 배선패턴 집적이 향상되어 PCB 사용량이 저감되고 간소화가 가능하다.In addition, in the PCB design for driving the LED module, a low current according to a high voltage is possible, so that the wiring pattern in the PCB can be thinly designed, and the integration of the wiring patterns in the PCB is improved, thereby reducing PCB usage and simplifying.

이상으로 본 발명의 기술적 사상을 예시하기 위한 바람직한 실시예와 관련하여 설명하고 도시하였지만, 본 발명은 이와 같이 도시되고 설명된 그대로의 구성 및 작용에만 국한되는 것이 아니며, 기술적 사상의 범주를 일탈함이 없이 본 발명에 대해 다수의 변경 및 수정이 가능함을 당업자들은 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서 그러한 모든 적절한 변경 및 수정과 균등 물들도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주되어야 할 것이다.As described above, the present invention has been described and illustrated in connection with a preferred embodiment for illustrating the technical idea of the present invention, but the present invention is not limited to the configuration and operation as illustrated and described, and deviates from the scope of the technical idea. It will be understood by those skilled in the art that many changes and modifications to the present invention are possible without. Accordingly, all such suitable changes and modifications and equivalents should be considered to be within the scope of the present invention.

B: 잉여 전압 제어를 통한 저전력 전광판
100: LED 모듈
102: Red칩
104: Green칩
106: Blue칩
108: 전압 레귤레이터
110: DC 컨버터
200: 컨트롤러
B: Low-power electronic display board through surplus voltage control
100: LED module
102: Red chip
104: Green chip
106: Blue chip
108: voltage regulator
110: DC converter
200: controller

Claims (6)

복수의 LED 모듈을 포함하여 구성되는 잉여 전압 제어를 통한 저전력 전광판에 있어서,
Anode 및 Cathode 전극 각각이 비전도성 기판 상부에 구비되는 다수의 LED칩으로 LED 패키지를 구성하고,
다수의 상기 LED패키지는,
직렬로 와이어 본딩된 3개의 Red칩과,
직렬로 와이어 본딩된 2개의 Green칩과,
직렬로 와이어 본딩된 2개의 Blue칩으로 이루어지며,
상기 3개의 Red칩, 상기 2개의 Green칩, 및 상기 2개의 Blue칩의 인가전압을 각각 6V내지 6.5V로 구성되며,
상기 LED 패키지는 상기 Red칩, Green칩 및 Blue칩 각각에 +전력과 -전력이 공급될 수 있도록 6개의 리드를 갖는 SMD TOP형 패키지로 구성되고,
복수의 상기 LED 패키지를 배열하여 상기 LED 모듈을 구성하며,
상기 LED 모듈은, 7V 내지 7.5V의 전압을 출력하는 SMPS 전력을 공급받는 것을 특징으로 하는 잉여 전압 제어를 통한 저전력 전광판.
In the low-power scoreboard through the control of the surplus voltage comprising a plurality of LED modules,
Each of the anode and cathode electrodes constitutes an LED package with a plurality of LED chips provided on a non-conductive substrate,
A plurality of the LED package,
Three red chips wire-bonded in series,
Two green chips wire-bonded in series,
It consists of two blue chips wire-bonded in series.
The applied voltages of the three red chips, the two green chips, and the two blue chips are composed of 6V to 6.5V, respectively.
The LED package is composed of an SMD TOP type package having 6 leads so that + and-power can be supplied to each of the Red chip, Green chip, and Blue chip,
Arrange a plurality of the LED package to configure the LED module,
The LED module, the low-power electronic display board through the control of the surplus voltage, characterized in that receiving the SMPS power outputting a voltage of 7V to 7.5V.
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 LED 모듈은,
상기 Red칩 제어용 정전류 IC의 출력 배선에 장착되는 저항을 배제하여 구성되는 것을 특징으로 하는 잉여 전압 제어를 통한 저전력 전광판.
According to claim 1,
The LED module,
Low-power electronic display board through the control of the surplus voltage, characterized in that it is configured to exclude the resistor mounted on the output wiring of the red chip control constant current IC.
제1항에 있어서,
상기 LED 모듈중 다이나믹 방식으로 제어되는 모듈은,
상기 공급받은 7V 내지 7.5V의 전압을 3.3V 내지 5V로 강하시켜 내부에 구비된 디코더 IC, 트랜시버 IC, 및 정전류 IC로 3.3V 내지 5V 전압을 공급하기 위한 전압 레귤레이터 또는 DC 컨버터를 포함하며,
디코더 IC에서 출력되는 3.3 내지 5V로 전압레벨로 출력되는 신호를 7V로 치환하도록 노이즈 제거 회로를 갖춘것을 특징으로 하는 잉여 전압 제어를 통한 저전력 전광판.
According to claim 1,
Among the LED modules, the module controlled by the dynamic method,
It includes a voltage regulator or a DC converter for dropping the supplied voltage of 7V to 7.5V to 3.3V to 5V to supply 3.3V to 5V voltage to a decoder IC, a transceiver IC, and a constant current IC provided therein.
A low-power electronic display board with a surplus voltage control, characterized in that it has a noise removal circuit to replace the signal output from the decoder IC with a voltage level of 3.3 to 5V to 7V.
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 LED 모듈은,
정전류 IC 1개의 제어라인으로 복수개의 Red칩, Green칩 및 Blue칩 각각을 제어하기 위해 7V로 출력되는 FET와 직교하는 배선을 통해 순차 점등하는 방식으로 제어되는 것을 특징으로 하는 잉여 전압 제어를 통한 저전력 전광판.
According to claim 1,
The LED module,
Low power through surplus voltage control, characterized in that it is controlled by a sequential lighting method through a wiring perpendicular to the FET output to 7V to control each of a plurality of red chips, green chips, and blue chips with one control line of a constant current IC Billboard.
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