KR102129137B1 - 발광 다이오드 전원 공급 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 장시간 발광 다이오드 구동을 중단하여도, 발광 다이오드에 공급되는 전원의 전압 레벨의 상승을 제한할 수 있는 발광 다이오드 전원 공급 장치에 관한 것으로, 제어에 따라 설정되는 구동 전원을 발광 다이오드에 공급하는 전원 공급부; 및 상기 발광 다이오드의 동작 상태에 따라, 상기 발광 다이오드에 흐르는 전류를 검출한 검출 전압과 제공된 전압 중 하나의 전압을 선택하여 상기 전원 공급부의 전원 공급 동작을 제어하는 제어부를 포함하는 발광 다이오드 전원 공급 장치를 제안한다.

Description

발광 다이오드 전원 공급 장치{LIGHT EMITTING DIODE POWER SUPPLYING APPARATUS}
본 발명은 발광 다이오드에 공급되는 전원을 안정적으로 공급할 수 있는 발광 다이오드 전원 공급 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 가정 및 사무실 등의 전자 기기를 구동하기 위해서는 상용 전원을 전자 기기에 적합한 구동 전원으로 변환하여 공급하는 전원 공급 장치가 전자 기기 내부 또는 외부에 채용된다.
이러한 전원 공급 장치는 발광 다이오드를 구동하기 위해서도 채용될 수 있다.
최근 들어, 발광 다이오드(Light Emitting Diode; LED)에 관한 관심과 수요가 증가하고 있다.
이러한 발광 다이오드를 사용한 기기는 컴팩트한 제작이 가능해 기존 전자 제품으로는 설치가 어려운 장소에도 사용할 수 있고, 조명으로 사용되는 경우 다양한 색상 구현 및 조도 조절이 용이하여 영화 감상, 독서, 회의 등 상황에 적합한 시스템 조명으로써 사용이 가능하다.
또한, 전력소모가 백열등의 1/8 수준으로 수명은 5~10배인 5~10만시간이고, 무수은 광원으로 친환경적이며 다양한 디자인이 가능하다.
이러한 특징으로 인해, 한국을 비롯하여 미국, 일본, 호주 등 많은 국가에서 발광 다이오드 조명 사업을 국책 사업으로 추진하고 있다.
상술한 바와 같이, 그 사용이 증가 추세에 있는 발광 다이오드는 하기의 선행기술문헌에 기재된 바와 같이, 발광 다이오드를 구동시키기 위해 전원을 공급하는 전원 공급 장치를 필요로 한다.
한편, 상술한 발광 다이오드는 대형화가 추세인 평면 디스플레이 장치에 채용될 수 있으며, 이러한 디스플레이 장치에 채용된 발광 다이오드 전원 공급 장치는 PWM 신호에 따라 스위칭하여 전원을 공급하게 되는데, PWM 신호가 장시간 오프되는 경우 발광 다이오드에 공급되는 전압이 계속 상승할 수 있으며, 이는 발광 다이오드에 공급되는 전원의 전류 레귤레이션이 불안정하게 되어 발광 다이오드를 정상적으로 구동시키지 못하게 되는 문제점이 발생할 수 있다.
국내공개특허공보 제10-2012-0031215호
본 발명의 과제는 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명은 장시간 발광 다이오드 구동을 중단하여도, 발광 다이오드에 공급되는 전원의 전압 레벨의 상승을 제한할 수 있는 발광 다이오드 전원 공급 장치를 제안한다.
상술한 본 발명의 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 하나의 기술적인 측면으로, 제어에 따라 설정되는 구동 전원을 발광 다이오드에 공급하는 전원 공급부; 및 상기 발광 다이오드의 동작 상태에 따라, 상기 발광 다이오드에 흐르는 전류를 검출한 검출 전압과 제공된 전압 중 하나의 전압을 선택하여 상기 전원 공급부의 전원 공급 동작을 제어하는 제어부를 포함하는 발광 다이오드 전원 공급 장치를 제안한다.
본 발명의 하나의 기술적인 측면에 따르면, 상기 전원 공급부의 구동 전원을 검출한 피드백 전압을 형성하는 피드백 전압 형성부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 하나의 기술적인 측면에 따르면, 상기 제공된 전압은 상기 피드백 전압 형성부의 상기 피드백 전압 또는 사전에 설정된 전압 레벨을 갖는 고정 전압 중 하나일 수 있다.
본 발명의 하나의 기술적인 측면에 따르면, 상기 제어부는 상기 발광 다이오드가 동작하는 동안에는 상기 검출 전압에 기초하여 상기 전원 공급부의 전원 공급 동작을 제어하고, 사전에 설정된 시간 동안 상기 발광 다이오드가 동작 중단하면 상기 피드백 전압 또는 상기 고정 전압 중 하나의 전압에 기초하여 상기 전원 공급부의 전원 공급 동작을 제어할 수 있다.
본 발명의 하나의 기술적인 측면에 따르면, 상기 제어부는 상기 검출 전압과 디밍 신호의 전압을 비교하는 제1 비교기; 상기 피드백 전압과 사전에 설정된 기준 전압을 비교하는 제2 비교기; 상기 제1 비교기 또는 제2 비교기의 비교 결과에 따라 전류를 미러링하여 상기 전원 공급부의 전원 공급 동작에 필요한 기준 주파수 신호의 주파수를 제어하는 전류 미러; 사전에 설정된 동작 전원과 상기 제1 비교기 또는 제2 비교기의 비교 결과의 전압을 비교하여 상기 전류 미러의 전류 미러링을 제어하는 제3 비교기; 및 입력된 비교 결과를 버퍼링하는 버퍼를 포함할 수 있다.
본 발명의 하나의 기술적인 측면에 따르면, 사전에 설정된 PWM 리셋 신호에 따라 제1 비교기의 비교 결과의 출력을 스위칭하는 제1 스위치; 및 사전에 설정된 리셋 신호에 따라 제2 비교기의 비교 결과의 출력을 스위칭하는 제2 스위치를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 하나의 기술적인 측면에 따르면, 상기 제1 및 제2 비교기의 비교 결과의 출력 조건을 설정하는 설정부; 및 상기 설정부에 의해 설정된 출력 조건에 따라 상기 제1 비교기 또는 제2 비교기의 비교 결과를 출력하는 멀티플렉서를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 하나의 기술적인 측면에 따르면, 상기 제어부는 사전에 설정된 이상 동작 조건에 따라 상기 제1 비교기의 비교 결과와 사전에 설정된 고정 전압 중 하나를 선택하여 출력하는 제1 멀티 플렉서; 및 상기 피드백 전압의 전압 레벨에 따라 상기 제1 멀티 플렉서의 출력과 상기 제2 비교기의 비교 결과 중 하나를 선택하여 상기 버퍼에 제공하는 제2 멀티 플렉서를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 하나의 기술적인 측면에 따르면, 상기 제어부는 사전에 설정된 이상 동작 조건을 만족하는 경우 상기 제1 비교기 또는 제2 비교기의 비교 결과중 전압 레벨이 낮은 비교 결과를 선택하여 출력하는 선택부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 하나의 기술적인 측면에 따르면, 상기 제어부는 상기 검출 전압과 디밍 신호의 전압을 비교하는 제1 비교기; 사전에 설정된 PWM 리셋 신호에 따라 제1 비교기의 비교 결과의 출력을 스위칭하는 제1 스위치; 출력 조건을 설정하는 설정부; 상기 설정부에 의해 설정된 출력 조건에 따라 상기 제1 비교기의 비교 결과 또는 사전에 설정된 고정 전압을 출력하는 멀티플렉서; 상기 멀티 플렉서의 출력 신호에 따라 전류를 미러링하여 상기 전원 공급부의 전원 공급 동작에 필요한 기준 주파수 신호의 주파수를 제어하는 전류 미러; 사전에 설정된 동작 전원과 상기 멀티 플렉서의 출력 신호를 비교하여 상기 전류 미러의 전류 미러링을 제어하는 제3 비교기; 및 상기 멀티 플렉서의 출력 신호를 버퍼링하는 버퍼를 포함할 수 있다.
본 발명의 하나의 기술적인 측면에 따르면, 전기적으로 절연되어 상기 제어부의 제어 신호를 상기 전원 공급부에 전달하는 전달부를 더 포함할 수 있다.
상술한 본 발명의 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 다른 하나의 기술적인 측면으로, 입력 전원을 스위칭하여 발광 다이오드에 구동 전원을 공급하는 전원 공급부; 및 상기 발광 다이오드의 동작 상태에 따라, 상기 발광 다이오드에 흐르는 전류를 검출한 검출 전압과 제공된 전압 중 하나의 전압을 선택하여 상기 전원 공급부의 전원 공급 동작을 제어하는 제어부를 포함하는 발광 다이오드 전원 공급 장치를 제안한다.
본 발명의 다른 하나의 기술적인 측면에 따르면, 상기 전원 공급부는 상기 제어부의 제어에 따라 상기 입력 전원을 스위칭하는 스위칭부; 상기 스위칭부에 의해 스위칭된 전원을 변압하는 변압부; 및 상기 변압부에 의해 변압된 전원을 안정화시켜 상기 구동 전원을 출력하는 제1 출력부를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 하나의 기술적인 측면에 따르면, 상기 변압부는 상기 스위칭된 전원을 입력받는 일차 권선, 상기 일차 권선과 자기 결합하여 사전에 설정된 권선비에 따라 스위칭된 전원을 변압하여 상기 제1 출력부에 전달하는 제1 이차 권선, 및 상기 일차 권선과 자기 결합하여 사전에 설정된 권선비에 따라 스위칭된 전원을 변압하는 제2 이차 권선을 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 하나의 기술적인 측면에 따르면, 상기 전원 공급부는 상기 제2 이차 권선으로부터의 전원을 안정화시켜 사전에 설정된 전원을 출력하는 제2 출력부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 하나의 기술적인 측면에 따르면, 상기 변압부는 LLC(inductor-inductor-capacitor) 공진 탱크를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 하나의 기술적인 측면에 따르면, 상기 전원 공급부는 교류 전원의 전자기 간섭을 제거하는 필터부; 및 상기 필터부에 의해 필터링된 전원의 역률을 보정하여 상기 스위칭부에 전달하는 역률 보정부를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면, 장시간 발광 다이오드 구동을 중단하여도, 별도의 피드백 신호를 제공받아 발광 다이오드에 공급되는 전원의 전압 레벨의 상승을 제한하여, 장시간 발광 다이오드 구동을 중단 후 발광 다이오드를 구동시켜도 전류 레귤레이션이 유지되어 안정적으로 발광 다이오드를 구동시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 발광 다이오드 전원 공급 장치의 개략적인 회로도.
도 2 내지 도 6은 본 발명의 발광 다이오드 전원 공급 장치에 채용된 제어부의 다양한 실시형태를 개략적으로 나타내는 회로도.
도 7은 본 발명의 발광 다이오드 전원 공급 장치의 전기적인 특성을 나타내는 그래프.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
다만, 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다라고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.
또한, 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 도면 전체에 걸쳐 동일한 또는 유사한 부호를 사용한다.
덧붙여, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 '연결'되어 있다고 할 때는 이는 '직접적으로 연결'되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 '간접적으로 연결'되어 있는 경우도 포함한다.
또한, 어떤 구성요소를 포함한다는 것은, 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 발광 다이오드 전원 공급 장치의 개략적인 회로도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 발광 다이오드 전원 공급 장치(100)는 전원 공급부(110), 제어부(120), 전달부(130) 및 피드백 전압 형성부(140)를 포함할 수 있다.
전원 공급부(110)는 필터부(111), 역률 보정부(112), 스위칭부(113), 변압부(114), 제1 출력부(115) 및 제2 출력부(116)를 포함할 수 있다.
필터부(111)는 교류 전원의 전자기 간섭을 필터링할 수 있으며, 역률 보정부(112)는 필터링된 전원의 전압과 전류간의 위상차를 조정하여 역률을 보정할 수 있다.
스위칭부(113)는 제어부(120)의 제어에 따라 역률 보정된 전원을 스위칭할 수 있으며, 이를 위해 둘의 스위치(M1,M2)를 갖는 하프 브리지 스위치를 포함할 수 있다. 상술한 스위칭부(113)는 LLC 공진 방식으로 역률 보정된 전원을 스위칭할 수 있으며, 변압부(114)는 LLC(inductor-inductor-capacitor) 공진 탱크(Lr,Lm,Cr)를 가질 수 있으며, 사전에 설정된 권선비(Np:Ns)를 갖는 트랜스포머를 포함할 수 있다. 상기 트랜스포머는 스위칭부(113)에 의해 스위칭된 전원을 입력받는 일차 권선과, 상기 일차 권선과 자기 결합하여 상기 권선비를 형성하고, 상기 권선비에 따라 스위칭된 전원을 변압하여 각각 출력하는 제1 및 제2 이차 권선을 포함할 수 있다.
제1 출력부(115)는 상기 제1 이차 권선으로부터의 전원을 안정화시켜 발광 다이오드(LED)에 구동 전원을 공급할 수 있고, 제2 출력부(116)는 상기 제2 이차 권선으로부터의 전원을 안정화시켜 사전에 설정된 전원을 출력할 수 있다. 제2 출력부(116)로부터의 전원은 발광 다이오드(LED)의 구동에 사용되는 전원일 수 있다.
제어부(120)는 스위칭부(113)의 전원 스위칭 및 발광 다이오드(LED)의 구동을 제어할 수 있다.
이를 위해, 제어부(120)는 발광 다이오드(LED)에 흐르는 전류를 검출한 검출 전압(fdbk1)에 기초하여 스위칭부(113)의 전원 스위칭을 제어할 수 있으며, 이를 위해 스위칭부(113)의 스위치(M1,M2)에 제어 신호(GDA,GDB)를 제공할 수 있다. 제어부(120)는 이차측에 형성될 수 있고, 스위칭부(113)는 상기 이차측과 전기적으로 절연된 일차측에 형성될 수 있으므로, 일이차간에 전기적으로 절연된 전달부(130)를 통해 제어부(120)의 제어 신호(GDA,GDB)는 스위칭부(113)의 스위치(M1,M2)에 전달될 수 있다.
또한, 제어부(120)는 스위치(M)의 스위칭을 제어하여 발광 다이오드(LED)에 흐르는 전류를 조절할 수 있는데, 경우에 따라 발광 다이오드(LED)의 구동을 장기적으로 중단할 수 있다. 이경우, 검출 전압(fdbk1)은 '0'전압이 되고 스위칭부(113)의 LLC 게인이 높아져 발광 다이오드(LED)에 공급되는 구동 전원의 전압 레벨이 계속 상승하는 문제점이 발생할 수 있다.
이러한 문제점을 해소하기 위해, 발광 다이오드(LED)에 병렬로 피드백 전압 형성부(140)이 연결될 수 있다.
피드백 전압 형성부(140)는 발광 다이오드(LED)에 공급되는 구동 전원을 검출하여 피드백 전압(fdbk2)을 제어부(120)에 제공할 수 있고, 제어부(120)는 이에 기초하여 스위칭부(113)의 스위칭 동작을 제어하여 발광 다이오드(LED)에 공급되는 구동 전원의 전압 레벨의 상승을 제한할 수 있다.
이에 관하여 하기의 도 2 내지 도 6을 참조하여 보다 상세히 설명하도록 한다.
도 2 내지 도 6은 본 발명의 발광 다이오드 전원 공급 장치에 채용된 제어부의 다양한 실시형태를 개략적으로 나타내는 회로도이다.
먼저, 도 2를 참조하면, 본 발명의 발광 다이오드 전원 공급 장치에 채용된 제어부(120)는 제1 비교기(op1), 제2 비교기(op2), 버퍼(b), 제3 비교기(op3), 스위치(Q) 및 전류 미러(Mir)를 포함할 수 있다.
제1 비교기(op1)는 발광 다이오드(LED)의 밝기를 제어하는 디밍 신호(ADIM)와 검출 전압(fdbk1)을 비교하여 그 비교 결과를 출력할 수 있고, 제2 비교기(op2)는 사전에 설정된 기준 전압(Vref)과 피드백 전압(fdbk2)를 비교하여 그 비교 결과를 출력할 수 있다, 제1 및 제2 비교기(op1,op2)의 비교 결과를 각각 보상부에 의해 전압 또는 전류 보상이 이루어질 수 있고, 각 출력단이 다이오드의 캐소드에 연결되고 버퍼(b)에는 다이오드의 애노드가 연결되는 역방향 연결에 의해 제1 및 제2 비교기(op1,op2)의 비교 결과 중 전압 레벨이 낮은 비교 결과가 버퍼(b)에 전달될 수 있다. 버퍼(b)는 전달받은 비교 결과를 버퍼링하여 출력할 수 있고, 제3 비교기(op3)는 버퍼(b)에 의해 발생되는 전류를 검출한 전압과 기준 전압(예를 들어, 5V)를 비교하여 그 비교 결과에 따라 스위치(Q)를 스위칭 동작시키고, 스위치(Q)의 스위칭 동작에 의한 전류(Imin,Imax)는 전류 미러(Mir)에 의해 미러링되어 스위칭부(113)의 스위칭을 제어하는 제어 신호(GDA,GDB)의 주파수를 제어하는 주파수 신호(Iosc)의 주파수를 제어할 수 있다.
이에 따라, 제1 비교기(op1)은 전류 루프 제어 동작을 하기 위한 구성요소이고, 제2 비교기(op2)는 전압 루푸 제어 동작을 하기 위한 구성 요소로, 정상 동작시에는 전류 루프가 주요하게 동작하여, 스위칭부(113)의 스위칭 동작을 원활하게 제어할 수 있고, 사전에 설정된 시간 동안 발광 다이오드(LED)의 동작이 중단된 경우 전압 루프가 동작하게 되어 발광 다이오드(LED)에 공급되는 구동 전원의 전압 레벨이 일정 전압 이상으로 상승하는 것을 제한할 수 있다. 여기서, 사전에 설정된 시간은 제로 디밍 또는 무부하 상황이 10msec 이상인 경우를 예로 들 수 있으며, 다양하게 설정할 수 있다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 발광 다이오드 전원 공급 장치에 채용된 제어부(120)는 제1 비교기(op1), 버퍼(b), 제3 비교기(op3), 스위치(Q) 및 전류 미러(Mir)를 포함할 수 있으며, 설정부(121) 및 멀티플렉서(122)를 포함할 수 있다.
도 2와 동일한 구성요소에 관해서는 상세한 설명을 생략하도록 한다.
설정부(121)는 멀티 플렉서(122)의 출력 조건을 설정할 수 있으며, 여기서, 출력 조건은 제로 디밍 또는 무부하 상황이 10msec 이상인 경우를 예로 들 수 있으며 이때에는 멀티 플렉서(122)에서 사전에 설정된 고정 전압(Ex_ero)을 출력할 수 있다. 이에 따라, 제로 디밍이 수초간 지속되는 경우 스위칭 주파수가 빨라져 스위칭 듀티비가 저감되어 제2 출력부(116)의 전원의 레귤레이션이 유지되지 못하는 문제점을, 사전에 설정된 고정 전압(Ex_ero)이 출력되어 스위칭 주파수의 마진을 확보함으로써 해소할 수 있다. 제1 비교기(op1)의 비교 결과는 사전에 설정된 PWM 리셋 신호에 의해 출력 경로를 스위칭하는 제1 스위치에 의해 차단될 수 있다.
도 4를 참조하면, 설정부(121)는 제로 디밍 또는 무부하 상황이 10msec 이상인 경우 멀티 플렉서(122)가 제2 비교기(op2)의 비교 결과를 출력하게 함으로써 전압 루프 제어 동작을 수행하게 하여, 제로 디밍이 수초간 지속되는 경우 스위칭 주파수가 빨라져 스위칭 듀티비가 저감되어 제2 출력부(116)의 전원의 레귤레이션이 유지되지 못하는 문제점을 해소할 수 있다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 발광 다이오드 전원 공급 장치에 채용된 제어부(120)는 제1 및 제2 멀티 플렉서(124,125)를 포함할 수 있으며, 제1 멀티 플렉서(124)는 제로 디밍 또는 무부하 상황이 10msec 이상인 경우 또는 상기 구동 전원의 전압 레벨이 사전에 설정된 이상 동작 상태에 해당하는 경우 사전에 설정된 고정 전압(예를 들어, 2.5V)를 선택하여 출력할 수 있으며, 제2 멀티 플렉서(125)는 상기 구동 전원의 전압 레벨이 사전에 설정된 전압 레벨 이상일 경우 제2 비교기(op2)의 비교 결과를 선택하여 버퍼(b)에 전달할 수 있다.
제1 및 제2 비교기(op1,op2)의 비교 결과는 각각 제1 스위치 또는 제2 스위치의 스위칭 동작에 의해 출력이 차단될 수 있으며, 상기 제1 스위치는 사전에 설정된 PWM 리셋 신호에 의해 스위칭 동작을 수행할 수 있고, 상기 제2 스위치는 사전에 설정된 리셋 신호에 의해 스위칭 동작을 수행할 수 있다.
옵셋 보정부(123)는 제1 비교기(op1)에 제공되는 디밍 신호(ADIM)의 옵셋을 보정할 수 있다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 발광 다이오드 전원 공급 장치에 채용된 제어부(120)는 선택부(126)를 포함할 수 있으며, 제1 멀티 플렉서(124)는 제로 디밍 또는 무부하 상황이 10msec 이상인 경우 또는 상기 구동 전원의 전압 레벨이 사전에 설정된 이상 동작 상태에 해당하는 경우 디밍 신호(ADIM)는 로우 레벨이 되고, 검출 전압(FB1)은 '0'전압이 되어 보상부(COMP1)은 제1 비교기(op1)의 비교 결과를 충전하려하고, 이에 따라 스위칭부(113)의 LLC 게인이 증가하여 상기 구동 전원의 전압 레벨이 상승하게 될 것이다. 따라서, 피드백 전압(FB3)이 높아짐에 따라 보상부(COMP3)는 제2 비교기(op2)의 비교 결과를 방전시켜 제1 비교기(op1)의 비교 결과의 전압 레벨이 제2 비교기(op2)의 비교 결과의 전압 레벨보다 높아지게 되고, 선택부(126)는 전압 레벨이 낮은 비교 결과를 선택하여 출력함으로써 전압 루프 제어 동작이 수행되도록 할 수 있다.
도 7은 본 발명의 발광 다이오드 전원 공급 장치의 전기적인 특성을 나타내는 그래프이다.
도 7을 참조하면, 본 발명의 발광 다이오드 전원 공급 장치의 발광 다이오드(LED)에 공급하는 구동 전원(Vmaster)의 전압 레벨은 전압 루프 레귤레이션 레벨 이하로 제한되는 것을 볼 수 있으며, 바람직하게는 전압 루프 레귤레이션 레벨은 과전압 보호 레벨 이하로 설정될 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 장시간 발광 다이오드 구동을 중단하여도, 별도의 피드백 신호를 제공받아 발광 다이오드에 공급되는 전원의 전압 레벨의 상승을 제한하여, 장시간 발광 다이오드 구동을 중단 후 발광 다이오드를 구동시켜도 전류 레귤레이션이 유지되어 안정적으로 발광 다이오드를 구동시킬 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고 후술하는 특허청구범위에 의해 한정되며, 본 발명의 구성은 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 그 구성을 다양하게 변경 및 개조할 수 있다는 것을 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 쉽게 알 수 있다.
100: 발광 다이오드 전원 공급 장치
110: 전원 공급부
111: 필터부
112: 역률 보정부
113: 스위칭부
114: 변압부
115: 제1 출력부
116: 제2 출력부
120: 제어부
121: 설정부
122: 멀티 플렉서
123: 옵셋 보정부
124: 제1 멀티 플렉서
125:제2 멀티 플렉서
126: 선택부
130: 전달부
140: 피드백 전압 형성부

Claims (27)

  1. 제어에 따라 설정되는 구동 전원을 발광 다이오드에 공급하는 전원 공급부;
    상기 발광 다이오드의 동작 상태에 따라, 상기 발광 다이오드에 흐르는 전류를 검출한 검출 전압과 제공된 전압 중 하나의 전압을 선택하여 상기 전원 공급부의 전원 공급 동작을 제어하는 제어부; 및
    상기 전원 공급부의 구동 전원을 검출한 피드백 전압을 형성하는 피드백 전압 형성부;
    를 포함하고,
    상기 제공된 전압은 상기 피드백 전압 형성부의 상기 피드백 전압 또는 사전에 설정된 전압 레벨을 갖는 고정 전압 중 하나이고,
    상기 제어부는
    상기 발광 다이오드가 동작하는 동안에는 상기 검출 전압에 기초하여 상기 전원 공급부의 전원 공급 동작을 제어하고, 사전에 설정된 시간 동안 상기 발광 다이오드가 동작 중단하면 상기 피드백 전압 또는 상기 고정 전압 중 하나의 전압에 기초하여 상기 전원 공급부의 전원 공급 동작을 제어하며,
    상기 검출 전압과 디밍 신호의 전압을 비교하는 제1 비교기;
    상기 피드백 전압과 사전에 설정된 기준 전압을 비교하는 제2 비교기;
    상기 제1 비교기 또는 제2 비교기의 비교 결과에 따라 전류를 미러링하여 상기 전원 공급부의 전원 공급 동작에 필요한 기준 주파수 신호의 주파수를 제어하는 전류 미러;
    사전에 설정된 동작 전원과 상기 제1 비교기 또는 제2 비교기의 비교 결과의 전압을 비교하여 상기 전류 미러의 전류 미러링을 제어하는 제3 비교기; 및
    입력된 비교 결과를 버퍼링하는 버퍼;를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 전원 공급 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는
    사전에 설정된 PWM 리셋 신호에 따라 제1 비교기의 비교 결과의 출력을 스위칭하는 제1 스위치; 및
    사전에 설정된 리셋 신호에 따라 제2 비교기의 비교 결과의 출력을 스위칭하는 제2 스위치;
    를 더 포함하는 발광 다이오드 전원 공급 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제어부는
    상기 제1 및 제2 비교기의 비교 결과의 출력 조건을 설정하는 설정부; 및
    상기 설정부에 의해 설정된 출력 조건에 따라 상기 제1 비교기 또는 제2 비교기의 비교 결과를 출력하는 멀티플렉서
    를 더 포함하는 발광 다이오드 전원 공급 장치.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 제어부는
    사전에 설정된 이상 동작 조건에 따라 상기 제1 비교기의 비교 결과와 사전에 설정된 고정 전압 중 하나를 선택하여 출력하는 제1 멀티 플렉서; 및
    상기 피드백 전압의 전압 레벨에 따라 상기 제1 멀티 플렉서의 출력과 상기 제2 비교기의 비교 결과 중 하나를 선택하여 상기 버퍼에 제공하는 제2 멀티 플렉서
    를 더 포함하는 발광 다이오드 전원 공급 장치.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 제어부는
    사전에 설정된 이상 동작 조건을 만족하는 경우 상기 제1 비교기 또는 제2 비교기의 비교 결과중 전압 레벨이 낮은 비교 결과를 선택하여 출력하는 선택부를 더 포함하는 발광 다이오드 전원 공급 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는
    상기 검출 전압과 디밍 신호의 전압을 비교하는 제1 비교기;
    사전에 설정된 PWM 리셋 신호에 따라 제1 비교기의 비교 결과의 출력을 스위칭하는 제1 스위치;
    출력 조건을 설정하는 설정부;
    상기 설정부에 의해 설정된 출력 조건에 따라 상기 제1 비교기의 비교 결과 또는 사전에 설정된 고정 전압을 출력하는 멀티플렉서;
    상기 멀티 플렉서의 출력 신호에 따라 전류를 미러링하여 상기 전원 공급부의 전원 공급 동작에 필요한 기준 주파수 신호의 주파수를 제어하는 전류 미러;
    사전에 설정된 동작 전원과 상기 멀티 플렉서의 출력 신호를 비교하여 상기 전류 미러의 전류 미러링을 제어하는 제3 비교기; 및
    상기 멀티 플렉서의 출력 신호를 버퍼링하는 버퍼
    를 포함하는 발광 다이오드 전원 공급 장치.
  11. 제1항에 있어서,
    전기적으로 절연되어 상기 제어부의 제어 신호를 상기 전원 공급부에 전달하는 전달부를 더 포함하는 발광 다이오드 전원 공급 장치.
  12. 입력 전원을 스위칭하여 발광 다이오드에 구동 전원을 공급하는 전원 공급부;
    상기 발광 다이오드의 동작 상태에 따라, 상기 발광 다이오드에 흐르는 전류를 검출한 검출 전압과 제공된 전압 중 하나의 전압을 선택하여 상기 전원 공급부의 전원 공급 동작을 제어하는 제어부; 및
    상기 전원 공급부의 구동 전원을 검출한 피드백 전압을 형성하는 피드백 전압 형성부;
    를 포함하고,
    상기 제공된 전압은 상기 피드백 전압 형성부의 상기 피드백 전압 또는 사전에 설정된 전압 레벨을 갖는 고정 전압 중 하나이며,
    상기 제어부는
    상기 발광 다이오드가 동작하는 동안에는 상기 검출 전압에 기초하여 상기 전원 공급부의 전원 공급 동작을 제어하고, 사전에 설정된 시간 동안 상기 발광 다이오드가 동작 중단하면 상기 피드백 전압 또는 상기 고정 전압 중 하나의 전압에 기초하여 상기 전원 공급부의 전원 공급 동작을 제어하며,
    상기 검출 전압과 디밍 신호의 전압을 비교하는 제1 비교기;
    상기 피드백 전압과 사전에 설정된 기준 전압을 비교하는 제2 비교기;
    상기 제1 비교기 또는 제2 비교기의 비교 결과에 따라 전류를 미러링하여 상기 전원 공급부의 전원 공급 동작에 필요한 기준 주파수 신호의 주파수를 제어하는 전류 미러;
    사전에 설정된 동작 전원과 상기 제1 비교기 또는 제2 비교기의 비교 결과의 전압을 비교하여 상기 전류 미러의 전류 미러링을 제어하는 제3 비교기; 및
    입력된 비교 결과를 버퍼링하는 버퍼;를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 전원 공급 장치.
  13. 삭제
  14. 삭제
  15. 삭제
  16. 삭제
  17. 제12항에 있어서,
    상기 제어부는
    사전에 설정된 PWM 리셋 신호에 따라 제1 비교기의 비교 결과의 출력을 스위칭하는 제1 스위치; 및
    사전에 설정된 리셋 신호에 따라 제2 비교기의 비교 결과의 출력을 스위칭하는 제2 스위치;
    를 더 포함하는 발광 다이오드 전원 공급 장치.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 제어부는
    상기 제1 및 제2 비교기의 비교 결과의 출력 조건을 설정하는 설정부; 및
    상기 설정부에 의해 설정된 출력 조건에 따라 상기 제1 비교기 또는 제2 비교기의 비교 결과를 출력하는 멀티플렉서
    를 더 포함하는 발광 다이오드 전원 공급 장치.
  19. 제17항에 있어서,
    상기 제어부는
    사전에 설정된 이상 동작 조건에 따라 상기 제1 비교기의 비교 결과와 사전에 설정된 고정 전압 중 하나를 선택하여 출력하는 제1 멀티 플렉서; 및
    상기 피드백 전압의 전압 레벨에 따라 상기 제1 멀티 플렉서의 출력과 상기 제2 비교기의 비교 결과 중 하나를 선택하여 상기 버퍼에 제공하는 제2 멀티 플렉서
    를 더 포함하는 발광 다이오드 전원 공급 장치.
  20. 제17항에 있어서,
    상기 제어부는
    사전에 설정된 이상 동작 조건을 만족하는 경우 상기 제1 비교기 또는 제2 비교기의 비교 결과중 전압 레벨이 낮은 비교 결과를 선택하여 출력하는 선택부를 더 포함하는 발광 다이오드 전원 공급 장치.
  21. 제12항에 있어서,
    상기 제어부는
    상기 검출 전압과 디밍 신호의 전압을 비교하는 제1 비교기;
    사전에 설정된 PWM 리셋 신호에 따라 제1 비교기의 비교 결과의 출력을 스위칭하는 제1 스위치;
    출력 조건을 설정하는 설정부;
    상기 설정부에 의해 설정된 출력 조건에 따라 상기 제1 비교기의 비교 결과 또는 사전에 설정된 고정 전압을 출력하는 멀티플렉서;
    상기 멀티 플렉서의 출력 신호에 따라 전류를 미러링하여 상기 전원 공급부의 전원 공급 동작에 필요한 기준 주파수 신호의 주파수를 제어하는 전류 미러;
    사전에 설정된 동작 전원과 상기 멀티 플렉서의 출력 신호를 비교하여 상기 전류 미러의 전류 미러링을 제어하는 제3 비교기; 및
    상기 멀티 플렉서의 출력 신호를 버퍼링하는 버퍼
    를 포함하는 발광 다이오드 전원 공급 장치.
  22. 제12항 있어서,
    상기 전원 공급부는
    상기 제어부의 제어에 따라 상기 입력 전원을 스위칭하는 스위칭부;
    상기 스위칭부에 의해 스위칭된 전원을 변압하는 변압부; 및
    상기 변압부에 의해 변압된 전원을 안정화시켜 상기 구동 전원을 출력하는 제1 출력부
    를 포함하는 발광 다이오드 전원 공급 장치.
  23. 제22항에 있어서,
    상기 변압부는
    상기 스위칭된 전원을 입력받는 일차 권선, 상기 일차 권선과 자기 결합하여 사전에 설정된 권선비에 따라 스위칭된 전원을 변압하여 상기 제1 출력부에 전달하는 제1 이차 권선, 및 상기 일차 권선과 자기 결합하여 사전에 설정된 권선비에 따라 스위칭된 전원을 변압하는 제2 이차 권선을 포함하는 발광 다이오드 전원 공급 장치.
  24. 제23항에 있어서,
    상기 전원 공급부는 상기 제2 이차 권선으로부터의 전원을 안정화시켜 사전에 설정된 전원을 출력하는 제2 출력부를 더 포함하는 발광 다이오드 전원 공급 장치.
  25. 제23항에 있어서,
    상기 변압부는 LLC(inductor-inductor-capacitor) 공진 탱크를 더 포함하는 발광 다이오드 전원 공급 장치.
  26. 제12항 있어서,
    상기 전원 공급부는
    교류 전원의 전자기 간섭을 제거하는 필터부; 및
    상기 필터부에 의해 필터링된 전원의 역률을 보정하여 스위칭부에 전달하는 역률 보정부
    를 더 포함하는 발광 다이오드 전원 공급 장치.
  27. 제12항에 있어서,
    전기적으로 절연되어 상기 제어부의 제어 신호를 상기 전원 공급부에 전달하는 전달부를 더 포함하는 발광 다이오드 전원 공급 장치.
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