KR102229510B1 - 다채널 led 램프 밝기 제어 회로 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 두 개의 LED 램프를 서로 다른 밝기로 제어하는 경우에 필요한 회로 면적 및 부품 비용을 최소화할 수 있는 램프 밝기 제어 회로로서, 상기 램프 밝기 제어 회로는 스위치, 에너지 저장부 및 제어부를 포함하는 구동부 및 상기 에너지 저장부에 결합되고 제1 램프 및 제2 램프를 포함하는 램프부를 포함한다. 상기 에너지 저장부는 상기 스위치의 개폐 동작에 의해 전원부로부터 에너지를 공급받으며, 상기 제어부는 제어 신호에 응답하여 상기 전원부로부터 공급되는 에너지가 상기 에너지 저장부로 전달되어 저장되게, 그리고 상기 저장된 에너지가 상기 제1 램프 및 상기 제2 램프로 전달되도록 상기 스위치의 개폐 동작을 제어하도록 구성된다.

Description

다채널 LED 램프 밝기 제어 회로{CIRCUIT FOR CONTROLLING LUMINANCE OF A MULTI CHANNEL LED}
본 발명은 LED 밝기 제어에 관한 것으로, 특히 다채널 LED 램프 밝기 제어 회로에 관한 것이다.
LED(Light Emitting Diode)는 소형, 경량, 저전압 구동, 긴 수명 등의 장점을 가지는 친환경적인 광원으로써 형광등을 대체할 차세대 광원으로 주목 받고 있다. 이와 같은 흐름에 맞춰 텔레비전, 모니터 등의 디스플레이 장치에서 사용되는 백라이트가 CCFL 백라이트(형광등)에서 LED 백라이트로 교체되고 있으며, 가정용 및 산업용 조명도 형광등에서 LED 조명으로 교체되고 있다.
LED 조명의 경우, 펄스 폭 변조(Pulse Width Modulation: PWM) 방식을 이용하여 밝기를 조정하는 것이 일반적이며, 구형파의 PWM 제어신호의 하이레벨과 로우레벨 간의 듀티비를 조정함으로써 LED 조명의 밝기가 조정된다. PWM 제어신호가 하이레벨에 있는 경우 LED가 켜지고 로우레벨에 있는 경우 LED가 꺼지도록 제어하되, 이 때 LED가 켜져 있는 시간과 LED가 꺼져 있는 시간의 비율을 조절하여 LED 조명의 밝기를 제어하는 것이다.
두 개 이상의 LED가 서로 다른 밝기로 제어되어야 하는 경우, 각각의 LED마다 제어회로를 연결하여 이로부터의 각각의 PWM 제어신호에 따라 밝기를 조정하는 방식을 사용하고 있다. 그러나, 이러한 방식은 각각의 LED마다 별도의 제어회로를 필요로 하므로 회로 면적 및 부품 비용 면에서 손해가 발생한다.
본 발명은 두 개의 LED 램프를 서로 다른 밝기로 제어하는 경우에 필요한 회로 면적 및 부품 비용을 최소화할 수 있는 다채널 LED 램프 밝기 제어 회로를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상술한 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 램프 밝기 제어 회로는 스위치, 에너지 저장부 및 제어부를 포함하는 구동부 및 상기 에너지 저장부에 결합되고 제1 램프 및 제2 램프를 포함하는 램프부를 포함한다. 여기서, 상기 에너지 저장부는 상기 스위치의 개폐 동작에 의해 전원부로부터 에너지를 공급받으며, 상기 제어부는 제어 신호에 응답하여 상기 전원부로부터 공급되는 에너지가 상기 에너지 저장부로 전달되어 저장되게, 그리고 상기 저장된 에너지가 상기 제1 램프 및 상기 제2 램프로 전달되도록 상기 스위치의 개폐 동작을 제어하도록 구성된다.
일 실시예에서, 상기 제2 램프는 상기 전원부로부터 상기 에너지 저장부로의 에너지 전달을 가능하게 하며 상기 구동부와 별도의 모듈에 탑재된다.
일 실시예에서, 상기 제어신호는 일련의 제1 전압 레벨 신호 및 상기 일련의 제1 전압 레벨 신호와 교호하는 일련의 제2 전압 레벨 신호를 포함하는 구형파이고, 상기 제1 램프의 밝기는 상기 제어신호의 제1 전압 레벨 신호 및 제2 전압 레벨 신호의 시간비에 의해 결정된다.
일 실시예에서, 상기 에너지 저장부는 직렬로 연결된 인덕터 및 커패시터를 포함하고, 상기 인덕터의 일단이 상기 스위치 및 상기 제2 램프와 결합되고, 상기 인덕터의 타단이 상기 커패시터 및 상기 제1 램프와 결합된다. 여기서, 상기 제2 램프의 상기 제1 램프에 대한 상대적인 밝기는 상기 인덕터 값 또는 상기 전원부의 전압과 상기 커패시터에 걸리는 전압의 비에 의해 결정된다.
본 발명의 다른 램프 밝기 제어 회로는 전원부에 결합된 에너지 저장부 및 제어부를 포함하는 구동부 및 상기 에너지 저장부에 결합되고 제1 램프와 제2 램프를 포함하는 램프부를 포함한다. 여기서, 상기 제2 램프는 상기 전원부에 결합되고, 상기 제어부는 제어신호에 응답하여 상기 전원부로부터 공급되는 에너지가 상기 에너지 저장부에 저장되는 동작과 상기 저장된 에너지가 상기 제1 램프 및 상기 제2 램프로 전달되는 동작이 번갈아 이루어지게 제어하도록 구성된다.
일 실시예에서, 상기 제2 램프는 상기 전원부로부터 상기 에너지 저장부로의 에너지 전달을 가능하게 하며 상기 구동부와 별도의 모듈에 탑재된다.
일 실시예에서, 상기 제어신호는 일련의 제1 전압 레벨 신호 및 상기 일련의 제1 전압 레벨 신호와 교호하는 일련의 제2 전압 레벨 신호를 포함하는 구형파이고, 상기 제1 램프의 밝기는 상기 제어신호의 제1 전압 레벨 신호 및 제2 전압 레벨 신호의 시간비에 의해 결정된다.
일 실시예에서, 상기 에너지 저장부는 인덕터 및 커패시터를 포함하고, 상기 인덕터와 상기 커패시터는 직렬로 연결되어 상기 제2 램프와 병렬로 결합되고, 상기 제1 램프는 상기 커패시터와 병렬로 결합된다. 여기서, 상기 제2 램프의 상기 제1 램프에 대한 상대적인 밝기는 상기 인덕터 값 또는 상기 전원부의 전압과 상기 커패시터에 걸리는 전압의 비에 의해 결정된다.
본 발명에 따르면, 하나의 구동회로를 사용하여 두 개의 LED 램프를 서로 다른 밝기로 제어할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 다채널 LED 램프 밝기 제어 회로의 동작 원리를 설명하기 위해 도시한 도면이다.
도 2a는 다채널 LED 램프 밝기 제어 회로에서 제어신호에 따른 스위치의 개폐 동작을 도시한 도면이다.
도 2b는 다채널 LED 램프 밝기 제어 회로에서 제1 램프에 흐르는 전류가 정상상태에 도달한 이후에 제어신호가 하이레벨 신호인 시간 구간 동안에 인덕터에 흐르는 전류의 파형을 도시한 도면이다.
도 2c는 제1 램프에 흐르는 전류가 정상상태에 도달한 경우의 파형을 도시한 도면이다.
도 2d는 인덕터에 흐르는 전류가 도 2a의 파형과 같은 경우, 제2 램프에 흐르는 전류의 파형을 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 다채널 LED 램프 밝기 제어 회로를 도시한 도면이다.
도 4는 다채널 LED 램프 밝기 제어 회로에서 제어신호의 변화에 따른 제1 램프와 제2 램프의 밝기 변화를 설명하기 위한 예시적인 도면이다.
도 5는 본 발명의 제3 실시예에 따른 다채널 LED 램프 밝기 제어 회로를 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 제4 실시예에 따른 다채널 LED 램프 밝기 제어 회로를 도시한 도면이다.
도 7은 도 5에 도시된 본 발명의 다채널 LED 램프 밝기 제어 회로를 시뮬레이션하기 위한 회로를 도시한 도면이다.
도 8은 도 7에 도시된 회로의 시뮬레이션 결과를 도시한 도면이다.
이하, 도 1 내지 도 8을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 다채널 LED 램프 밝기 제어 회로(100)를 도시한 도면이다. 도시된 다채널 LED 램프 밝기 제어 회로(100)는 스위치(120)를 통해 전원부(110)에 결합되는 에너지 저장부(130) 및 에너지 저장부(130)의 앞단에 병렬로 결합된 제2 램프(132)를 포함할 수 있다. 에너지 저장부(130)는 스위치(120)의 개폐 동작에 의해 전원부로부터 에너지를 공급받을 수 있다. 일 실시예에서, 스위치(120)은 트랜지스터를 사용하여 구현될 수 있다.
제2 램프(132)는 전원부(110)로부터 에너지 저장부(130)로의 에너지 전달을 가능하게 하며, 에너지 저장부(130) 및 제2 램프(132)는 전원부(110)로부터의 에너지를 제1 램프(140)로 전달하는 역할을 할 수 있다. 이 과정에서 에너지 저장부(130)는 전원부(110)로부터의 에너지를 충전하고 충전된 에너지를 방전하는 동작을 반복할 수 있으며, 제2 램프(132)는 빛 에너지를 방출할 수 있다. 제2 램프(132)는 적어도 하나의 LED를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 에너지 저장부(130)는 직렬로 연결된 인덕터(134)와 커패시터(136)를 포함할 수 있다. 이 경우, 인덕터(134)의 일단이 스위치(120) 및 제2 램프(132)와 결합되고, 인덕터(134)의 타단이 커패시터(136)와 결합될 수 있다. 이와 같은 구성에서는 전원부(110)로부터 에너지 저장부(130)로 전달된 에너지가 인덕터(134)와 커패시터(136)에 저장될 수 있다.
도시된 다채널 LED 램프 밝기 제어 회로(100)는 에너지 저장부(130)에 결합된 제1 램프(140)를 더 포함할 수 있다. 제1 램프(140)는 에너지 저장부(130)에 저장된 에너지를 전달 받아 빛 에너지를 방출할 수 있다. 에너지 저장부(130)가 직렬로 연결된 인덕터(134)와 커패시터(136)를 포함하는 경우, 인덕터(134)의 일단이 스위치(120) 및 제2 램프(132)와 결합되고, 인덕터(134)의 타단이 커패시터(136) 및 제1 램프(140)와 결합될 수 있다. 일 실시예에서, 제1 램프(140)는 적어도 하나의 LED를 포함할 수 있으며, 제2 램프(132)와 동일하거나 상이하게 구성될 수 있다.
도시된 다채널 LED 램프 밝기 제어 회로(100)는 제1 램프(140) 및 스위치(120)에 결합된 제어부(150)를 더 포함할 수 있다. 제어부(150)는 제어신호에 응답하여 스위치(120)의 개폐 동작을 제어함으로써 전원부(110)로부터 에너지 저장부(130)로의 에너지 전달/저장 및 에너지 저장부(130)에 저장된 에너지의 제1 램프(140)와 제2 램프(132)로의 전달을 제어하여 제1 램프(140) 및 제2 램프(132)의 구동을 제어할 수 있다.
일 실시예에서, 제어신호는 일정 주기를 가지는 구형파일 수 있다. 이 경우, 상기 구형파는 일련의 하이레벨 신호 및 상기 일련의 하이레벨 신호와 교호하는 일련의 로우레벨 신호를 포함할 수 있다. 여기서 제어신호 내의 하이레벨 신호와 로우레벨 신호의 시간비(듀티비)를 조정하여 제1 램프(140)의 밝기를 조정할 수 있다. 제2 램프(132)의 밝기는 제1 램프(140)의 밝기보다 약하며, 제2 램프(132)의 제1 램프(140)에 대한 상대적인 밝기는 에너지 저장부(130) 내의 인턱터(134) 값 또는 전원부(110)의 전압과 에너지 저장부(130) 내의 커패시터(136)에 걸리는 전압의 비에 의해 결정될 수 있다.
제어신호 내에 하이레벨 신호의 비율이 높아질수록 제1 램프(140)의 밝기가 증가하고, 반대로 하이레벨 신호의 비율이 낮아질수록 제1 램프(140)의 밝기가 감소한다. 따라서, 전원부(110)의 전압, 에너지 저장부(130) 내의 인덕터(134) 및 커패시터(136) 값이 고정된 경우, 제어신호 내의 하이레벨 신호와 로우레벨 신호의 시간비(듀티비)를 조정하여 제1 램프(140)의 밝기와 제2 램프(132)의 밝기를 함께 조정할 수 있다.
도 2a는 다채널 LED 램프 밝기 제어 회로(100)에서 제어신호에 따른 스위치(120)의 개폐 동작을 도시한 도면이다. 도시된 바와 같이, 제어신호가 하이레벨 신호(H)인 시간 구간(t1) 동안은, 스위치(120)가 일정한 주기로 온(폐)/오프(개) 상태가 되도록 제어될 수 있다. 스위치(120)가 온 상태인 경우, 전원부(110)로부터 에너지 저장부(130)로 에너지가 전달되어 에너지 저장부(130)의 인덕터(134) 및 커패시터(136) 내에 에너지가 저장된다.
스위치가 오프 상태인 경우, 전원부(110)로부터 에너지 저장부(130)로의 에너지 공급이 차단되고, 에너지 저장부(130) 내에 저장되어 있는 에너지가 제1 램프(140) 및 제2 램프(132)로 전달되어 제1 램프(140) 및 제2 램프(132)가 구동되어 빛 에너지를 방출한다. 에너지 저장부(130) 내의 인덕터(134)에 저장되어 있는 에너지는 제2 램프(132)로 전달되어 제2 램프(132)가 구동되고, 에너지 저장부(130) 내의 커패시터(136)에 저장되어 있는 에너지는 제1 램프(140)으로 전달되어 제1 램프(140)가 구동된다. 제어 신호가 하이레벨 신호(H)로 일정시간 이상 유지되어 스위치의 개폐 동작(온/오프 동작)이 반복됨에 따라, 제1 램프(140)에 흐르는 전류가 정상상태에 도달하며, 이 경우, 스위치가 온인 상태에서도 제1 램프(140)가 구동된다.
제어신호가 로우레벨 신호(L)인 시간 구간(t2) 동안은, 스위치(120)가 오프 상태를 유지하도록 제어될 수 있다. 상술한 바와 같이, 전원부(110)의 전압, 에너지 저장부(130) 내의 인덕터(134) 및 커패시터(136) 값이 고정된 경우, 제어신호 내의 하이레벨 신호(H)와 로우레벨 신호(L)의 시간비(t1:t2)를 조정하여 제1 램프(140)의 밝기와 제2 램프(132)의 밝기를 함께 조정할 수 있다.
도 2b는 다채널 LED 램프 밝기 제어 회로(100)에서 제어신호가 하이레벨 신호인 시간 구간 동안에 제1 램프(140)에 흐르는 전류(I1)가 정상상태에 도달한 이후에 인덕터(134)에 흐르는 전류(IL)의 파형(220)을 도시한 도면이다. 도시된 바와 같이, 인덕터(134)에 흐르는 전류(IL)는 스위치(120)가 일정한 주기로 온/오프됨에 따라 변화한다. 인덕터(134)에 흐르는 전류(IL)는 스위치(120)가 온인 시간 구간(I) 동안 일정한 기울기에 따라 증가하고, 스위치(120)가 오프인 시간 구간(II) 동안 일정한 기울기에 따라 감소한다. 상기의 기울기는 에너지 저장부(130) 내의 인턱터(132) 값 또는 전원부(110)의 전압과 에너지 저장부(130) 내의 커패시터(136)에 걸리는 전압의 비에 의해 결정될 수 있다.
여기서, 제1 램프(140)와 제2 램프(132)의 밝기의 비는 스위치(120)가 온 인 시간 구간 및 오프인 시간 구간 동안의 면적(I+II)과 스위치(120)가 오프인 시간 구간 동안의 면적(II)의 비에 의해 결정된다. 이는 커패시터(136)의 정류 작용에 의해 제1 램프(140)에 인덕터 전류(IL)의 평균 값의 직류 전류가 흐르고, 제2 램프(132)에는 스위치(120)가 오프인 시간 구간 동안에 인덕터(134)에 흐르는 전류(IL)만이 흐르기 때문이다. 따라서, 도 2a에 따르면 제1 램프(140)와 제2 램프(132) 밝기의 비는 약 2 대 1이다. 여기서, 제1 램프(140)의 밝기는 제어신호 내의 하이레벨 신호와 로우레벨 신호의 시간비(듀티비)에 의해 결정되며, 이에 따라 제2 램프(132)의 밝기는 제1 램프(140)의 절반에 해당하는 밝기가 된다.
도 2c는 제1 램프(140)에 흐르는 전류(I1)가 정상상태에 도달한 경우의 파형(230)을 도시한 도면이다. 앞서 설명한 것과 같이, 제1 램프(140)에 흐르는 전류(I1)는 커패시터(136)의 정류 작용에 의해 인덕터 전류(IL)의 평균 값의 직류 전류이다.
도 2d는 인덕터 전류(IL)가 도 2a의 파형(210)과 같은 경우, 제2 램프(132)에 흐르는 전류(I2)의 파형(240)을 도시한 도면이다. 앞서 설명한 것과 같이, 제2 램프(132)에는 스위치(120)가 오프인 시간 구간 동안에 인덕터(134)에 흐르는 전류(IL)만이 흐르며, 스위치(120)가 온인 시간 구간에는 전류가 흐르지 않는다. 따라서, 제1 램프(140)와 제2 램프(132)의 밝기의 비는 도 2c에 도시된 파형(230)의 면적과 도 2d에 도시된 파형(240) 의 면적의 비에 의해 결정되며, 제2 램프의 밝기는 제1 램프의 밝기보다 약하다.
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 다채널 LED 램프 밝기 제어 회로(300)를 도시한 도면이다. 본 실시예의 경우, 커넥터(310)를 제외한 구성이 도 1에 도시된 다채널 LED 램프 밝기 제어 회로(100)와 동일하다. 도시된 바와 같이, 전원부(110), 스위치(120), 에너지 저장부(130) 및 제어부(150)를 포함하는 구동부(320)가 커넥터(310)를 통해 제1 램프(140) 및 제2 램프(132)를 포함하는 램프부(330)와 결합되어 있다. 램프부(330)의 제1 램프(140)가 커넥터(310)를 통해 구동부(320)의 에너지 저장부(130)와 제어부(150)에 결합되고, 제2 램프(132)가 커넥터(310)를 통해 구동부(320)의 스위치(120)와 에너지 저장부(130) 사이에 결합된다. 여기서, 제2 램프(132)는 전원부(110)로부터 에너지 저장부(130)로의 에너지 전달을 가능하게 하며 구동부(330)와 별도의 모듈에 탑재될 수 있다.
에너지 저장부(130)가 직렬로 연결된 인덕터(134) 및 커패시터(136)를 포함하는 경우, 제1 램프(140)가 커넥터(310)를 통해 인덕터(134)와 커패시터(136)에 결합되고, 제2 램프가 인덕터(134)의 일단 및 스위치(120)에 결합될 수 있다. 커넥터(310)를 사용하여 구동부(320)와 램프부(330)를 분리함으로써, 빛 에너지를 방출하는 제1 램프(140) 및 제2 램프(132)를 다채널 LED 램프 밝기 제어 회로(300)의 나머지 구성요소와 분리하여 배치하는 것이 가능하다. 다채널 LED 램프 밝기 제어 회로(300)의 동작은 도 1 내지 도 2d를 참조하여 설명한 다채널 LED 램프 밝기 제어 회로(100)의 동작과 동일하다.
도 4는 다채널 LED 램프 밝기 제어 회로(100, 300)에서 제어신호의 변화에 따른 제1 램프(140)와 제2 램프(132)의 밝기 변화를 설명하기 위한 예시적인 도면이다. 앞서 설명한 바와 같이, 제2 램프(132)의 제1 램프(140)에 대한 상대적인 밝기는 에너지 저장부(130) 내의 인턱터(132) 값 또는 전원부(110)의 전압과 에너지 저장부(130) 내의 커패시터(136)에 걸리는 전압의 비에 의해 결정될 수 있다. 도 4는 제1 램프(140)의 밝기가 제2 램프(132)의 밝기의 2배가 되도록 전원부(110)의 전압과 에너지 저장부(130)의 인덕터(132) 값 및 커패시터(136) 값이 고정된 경우의 예시이다.
이 경우, 제어신호 내의 하이레벨 신호와 로우레벨 신호의 시간비(듀티비)에 따라 제1 램프(140)와 제2 램프(132)의 밝기가 제어된다. 도 4(a)와 같이 제어신호 내의 하이레벨 신호(H)와 로우레벨 신호(L)의 시간비 6 대 4인 경우, 제1 램프(140)의 밝기가 최대 밝기의 60%가 되고, 제2 램프(132)의 밝기는 제1 램프(140)의 절반이 되어 최대 밝기의 30%가 된다. 도 4(b)와 같이 제어신호 내에 하이레벨 신호만 존재하는 경우는, 제1 램프(140)의 밝기가 최대 밝기(100%)가 되고, 제2 램프(132)의 밝기는 제1 램프(140)의 절반이 되어 최대 밝기의 50%가 된다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 다채널 LED 램프 밝기 제어 회로(100, 300)는 하나의 구동회로를 사용하여 두 개의 LED 램프, 즉, 제1 램프(140) 및 제2 램프(132)를 서로 다른 밝기로 제어할 수 있다. 이와 같은 다채널 LED 램프 밝기 제어 회로(100, 300)는 예를 들어 자동차 테일 램프의 서로 다른 밝기를 가지는 두 개의 LED 램프를 하나의 구동 회로를 사용하여 제어하는데 사용될 수 있다. 이 경우, 도 4(a)가 자동차의 주행시의 테일 램프 내의 서로 다른 두 개의 LED 램프의 밝기를 제어하기 위한 제어신호를 나타낼 수 있으며, 도 4(b)가 자동차의 제동시의 테일 램프 내의 서로 다른 두 개의 LED 램프의 밝기를 제어하기 위한 제어신호를 나타낼 수 있다.
도 5는 본 발명의 제3 실시예에 따른 다채널 LED 램프 밝기 제어 회로(500)를 도시한 도면이다. 도시된 다채널 LED 램프 밝기 제어 회로(500)는 전원부(510)에 결합된 에너지 저장부(520) 및 에너지 저장부(520)의 앞단에 병렬로 결합된 제2 램프(522)를 포함할 수 있다. 제2 램프(522)는 전원부(510)으로부터 에너지 저장부(520)로의 에너지 전달을 가능하게 하며, 에너지 저장부(520) 및 제2 램프(522)는 전원부(510)로부터의 에너지를 제1 램프(530)로 전달하는 역할을 할 수 있다. 이 과정에서 에너지 저장부(520)는 전원부(510)로부터의 에너지를 충전하고 충전된 에너지를 방전하는 동작을 반복할 수 있으며, 제2 램프(522)는 빛 에너지를 방출할 수 있다. 제2 램프(522)는 적어도 하나의 LED를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 에너지 저장부(520)는 커패시터(524) 및 인덕터(526)를 포함할 수 있다. 이 경우, 제2 램프(522)가 직렬로 연결된 커패시터(524) 및 인덕터(526)와 병렬로 결합될 수 있다. 이와 같은 구성에서는 전원부(510)로부터 에너지 저장부(520)로 전달된 에너지가 커패시터(524)와 인덕터(526)에 저장될 수 있다.
도시된 다채널 LED 램프 밝기 제어 회로(500)는 에너지 저장부(520)에 결합된 제1 램프(530)를 더 포함할 수 있다. 에너지 저장부(520)는 커패시터(524) 및 인덕터(526)를 포함하는 경우, 제1 램프(530)는 커패시터(524)와 병렬로 결합될 수 있으며, 에너지 저장부(520)에 저장된 에너지를 전달 받아 빛 에너지를 방출할 수 있다. 일 실시예에서, 제1 램프(530)는 적어도 하나의 LED를 포함할 수 있으며, 제2 램프(522)와 동일하거나 상이하게 구성될 수 있다.
도시된 다채널 LED 램프 밝기 제어 회로(500)는 에너지 저장부(520) 및 제2 램프(522)에 결합된 제어부(540)를 더 포함할 수 있다. 제어부(540)는 제어신호에 응답하여 전원부(510)로부터 에너지 저장부(520)로의 에너지 전달/저장되는 동작 및 에너지 저장부(520)에 저장된 에너지의 제1 램프(530)와 제2 램프(522)로 전달되는 동작이 번갈아 이루어지게 제어할 수 있으며, 이에 따라 제1 램프(530) 및 제2 램프(522)의 구동을 제어할 수 있다.
일 실시예에서 제어신호는 일정 주기를 가지는 구형파일 수 있다. 이 경우, 상기 구형파는 일련의 하이레벨 신호 및 상기 일련의 하이레벨 신호와 교호하는 일련의 로우레벨 신호를 포함할 수 있다. 여기서 제어신호 내의 하이레벨 신호와 로우레벨 신호의 시간비(듀티비)를 조정하여 제1 램프(530)의 밝기를 조정할 수 있다. 제2 램프(522)의 밝기는 제1 램프(530)의 밝기보다 약하며, 제2 램프(522)의 제1 램프(530)에 대한 상대적인 밝기는 에너지 저장부(520) 내의 인턱터(526) 값 또는 전원부(510)의 전압과 에너지 저장부(520) 내의 커패시터(524)에 걸리는 전압의 비에 의해 결정될 수 있다.
하이레벨 신호의 비율이 높아질수록 제1 램프(530)의 밝기가 증가하고, 반대로 하이레벨 신호의 비율이 낮아질수록 제1 램프(530)의 밝기가 감소한다. 따라서, 전원부(510)의 전압, 에너지 저장부(520) 내의 커패시터(524) 및 인덕터(526) 값이 고정된 경우, 제어신호 내의 하이레벨 신호와 로우레벨 신호의 시간비(듀티비)를 조정하여 제1 램프(530)의 밝기와 제2 램프(522)의 밝기를 함께 조정할 수 있다.
일 실시예에서, 제어부(540)는 트랜지스터를 포함할 수 있다. 이 경우, 도시되지 않았지만 제어부(540)는 제어신호의 하이레벨 신호에 응답하여 트랜지스터의 게이트에 인가되는 구형파 전압을 생성하는 구형파 전압 생성부를 포함할 수 있다. 상기 구형파 전압은 일정한 주기로 교호하는 저전압과 고전압을 포함할 수 있다. 제어신호가 로우레벨 신호인 경우, 상기 트랜지스터의 게이트에는 저전압이 인가될 수 있다.
상기 트랜지스터의 게이트 전압에 응답하여 전원부(510)로부터 에너지 저장부(520)로의 에너지 전달/저장 및 에너지 저장부(520)에 저장된 에너지의 제1 램프(530) 및 제2 램프(522)로의 전달이 제어된다. 트랜지스터의 게이트에 인가되는 전압이 고전압일 때는 전원부(510)로부터 에너지 저장부(520)로 에너지가 공급되어 에너지 저장부(520) 내에 에너지가 저장되며, 트랜지스터의 게이트에 인가되는 전압이 저전압일 때는 전원부(510)로부터 에너지 저장부(520)로의 에너지 공급이 차단되어 에너지 저장부(520) 내에 저장되어 있는 에너지가 제1 램프(530) 및 제2 램프(522)로 전달되어 제1 램프(530) 및 제2 램프(522)가 구동된다.
에너지 저장부(520) 내의 인덕터(526) 내에 저장되어 있는 에너지는 제2 램프(522)로 전달되어 제2 램프(522)가 구동되고, 에너지 저장부(520) 내의 커패시터(526) 내에 저장되어 있는 에너지는 제1 램프(530)으로 전달되어 제1 램프(530)가 구동된다. 제어 신호가 하이레벨 신호로 일정시간 이상 유지되어 트랜지스터의 게이트에 고전압과 저전압이 반복되어 인가됨에 따라, 제1 램프(530)에 흐르는 전류가 정상상태에 도달한다. 이 경우, 트렌지스터의 게이트에 인가되는 전압이 고전압일 때도 제1 램프(530)가 구동된다. 다채널 LED 램프 밝기 제어 회로(500)에서 제어신호가 하이레벨 신호인 시간 구간 동안에 제1 램프(530)에 흐르는 전류가 정상상태에 도달한 이후에 인덕터(526)에 흐르는 전류(IL), 제1 램프(530)에 흐르는 전류(I1) 및 제2 램프(522)에 흐르는 전류(I2)는 도 2b 내지 도 2c에 도시된 파형과 동일하다.
도 6은 본 발명의 제4 실시예에 따른 다채널 LED 램프 밝기 제어 회로(600)를 도시한 도면이다. 본 실시예의 경우, 커넥터(610)를 제외한 구성이 도 5에 도시된 다채널 LED 램프 밝기 제어 회로(500)와 동일하다. 도시된 바와 같이, 전원부(510), 에너지 저장부(520) 및 제어부(540)를 포함하는 구동부(620)가 커넥터(610)를 통해 제1 램프(530) 및 제2 램프(522)를 포함하는 램프부(630)와 결합되어 있다. 램프부(630)의 제1 램프(530)가 커넥터(610)를 통해 구동부(620)의 에너지 저장부(520)와 결합되고, 제2 램프(522)가 커넥터(610)를 통해 구동부(320)의 전원부(510)와 에너지 저장부(520) 사이에 결합된다. 여기서, 제2 램프(522)는 전원부(510)로부터 에너지 저장부(520)로의 에너지 전달을 가능하게 하며 구동부(620)와 별도의 모듈에 탑재될 수 있다.
에너지 저장부(520)가 직렬로 연결된 커패시터(524) 및 인덕터(526)를 포함하는 경우, 제1 램프(530)가 커넥터(610)를 통해 커패시터(524)와 병렬로 결합되고, 제2 램프가 커넥터(610)를 통해 직렬로 연결된 커패시터(524)와 인덕터(526)에 병렬로 결합될 수 있다. 커넥터(610)를 사용하여 구동부(620)와 램프부(630)를 분리함으로써, 빛 에너지를 방출하는 제1 램프(530) 및 제2 램프(522)를 다채널 LED 램프 밝기 제어 회로(500)의 나머지 구성요소와 분리하여 배치하는 것이 가능하다. 다채널 LED 램프 밝기 제어 회로(600)의 동작은 도 5를 참조하여 설명한 다채널 LED 램프 밝기 제어 회로(500)의 동작과 동일하다.
도 7은 도 5에 도시된 본 발명의 다채널 LED 램프 밝기 제어 회로(500)를 시뮬레이션하기 위한 회로(700)를 도시한 도면이다. 도시된 바와 같이, 전원부(510)는 200 V의 직류 전압원이며, 에너지 저장부(520)의 커패시터(524) 및 인덕터(526)는 각각 10 ㎌ 및 470 μH이다. 또한, 제1 램프(530)는 직렬로 연결된 LED 24개를 포함하며, 제2 램프(522)도 제1 램프(530)와 동일하게 구성된다. 본 시뮬레이션에서는 제어부(540)를 제어하는 신호로 PWM 제어신호가 사용되며, 제어신호는 하이레벨 신호만을 포함하는 것으로 설정된다.
도 8은 도 7에 도시된 회로(700)의 시뮬레이션 결과를 도시한 도면이다. 도 8(a)에 도시된 바와 같이, 제어신호는 약 5 V의 하이레벨 신호만 포함한다. 도 8(b)는 제어부(540) 내의 트랜지스터 게이트에 인가되는 전압을 도시한다. 제어신호가 하이레벨 신호만 포함하므로, 트랜지스터 게이트에는 일정한 주기에 따라 교호하는 고전압(9 V)과 저전압(0 V)을 포함하는 구형파가 인가된다.
도 8(c)는 에너지 저장부(520) 내의 인덕터(526)에 흐르는 전류(IL)을 도시한다. 도시된 바와 같이, 인덕터(526)에 흐르는 전류(IL)는 일정한 주기로 고전압과 저전압이 게이트에 인가됨에 따라 변화한다. 구체적으로, 인덕터(526)에 흐르는 전류(IL)는 게이트 전압이 고전압인 시간 구간 동안 일정한 기울기에 따라 증가하고, 게이트 전압이 저전압인 시간 구간 동안 일정한 기울기에 따라 감소한다.
도 8(d)는 제1 램프(530)에 흐르는 전류(I1)을 도시하고, 도 8(e)는 제2 램프(522)에 흐르는 전류(I2)를 도시한다. 도시된 바와 같이, 제1 램프(530)에는 커패시터(524)의 정류 작용에 의해 인덕터(526)에 흐르는 전류(IL)의 평균 값의 직류 전류(약 800 mA)가 흐르고, 제2 램프(522)에는 게이트 전압이 저전압인 시간 구간 동안에 인덕터(522)에 흐르는 전류(IL)만이 흐른다. 따라서, 제1 램프(530)와 제2 램프(522)의 밝기의 비는 도 8(d) 및 도 8(e)에 도시된 파형의 면적의 비에 의해 결정된다. 앞서 설명한 시뮬레이션의 결과로, 본 발명에 따른 다채널 LED 램프 밝기 제어 회로에 의하면 하나의 구동회로만을 사용하여도 두 개의 LED 램프를 서로 다른 밝기로 구동할 수 있음을 확인할 수 있다. 이와 같은 구성에 의해서 두 개의 LED 램프를 서로 다른 밝기로 구동하기 위해 필요한 회로 면적의 축소, 부품 비용의 감소 등의 효과를 얻을 수 있다.
100: 다채널 LED 램프 밝기 제어 회로
110: 전원부
120: 스위치
130: 에너지 저장부
132: 제2 램프
134: 인덕터
136: 커패시터
140: 제1 램프
150: 제어부
310: 커넥터
320: 구동부
330: 램프부

Claims (22)

  1. 램프 밝기 제어 회로로서,
    스위치, 에너지 저장부 및 제어부를 포함하는 구동부 및
    상기 에너지 저장부와 결합되고 제1 램프 및 제2 램프를 포함하는 램프부를 포함하고,
    상기 에너지 저장부는 상기 스위치의 개폐 동작에 의해 전원부로부터 에너지를 공급받으며,
    상기 제어부는 제어신호에 응답하여 상기 전원부로부터 공급되는 에너지가 상기 에너지 저장부로 전달되어 저장되게, 그리고 상기 저장된 에너지가 상기 제1 램프 및 상기 제2 램프로 전달되도록 상기 스위치의 개폐 동작을 제어하도록 구성되고,
    상기 에너지 저장부는 직렬로 연결된 인덕터 및 커패시터를 포함하고,
    상기 인덕터의 일단이 상기 스위치 및 상기 제2 램프와 결합되고,
    상기 인덕터의 타단이 상기 커패시터 및 상기 제1 램프와 결합되는, 램프 밝기 제어 회로.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제2 램프는 상기 전원부로부터 상기 에너지 저장부로의 에너지 전달을 가능하게 하며 상기 구동부와 별도의 모듈에 탑재되는, 램프 밝기 제어 회로.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제어신호는 일련의 제1 전압 레벨 신호 및 상기 일련의 제1 전압 레벨 신호와 교호하는 일련의 제2 전압 레벨 신호를 포함하는 구형파인, 램프 밝기 제어 회로.
  4. 제3항에 있어서, 상기 제1 램프의 밝기는 상기 제어신호의 제1 전압 레벨 신호 및 제2 전압 레벨 신호의 시간비에 의해 결정되는, 램프 밝기 제어 회로.
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서, 상기 제2 램프의 상기 제1 램프에 대한 상대적인 밝기는 상기 인덕터 값에 의해 결정되는, 램프 밝기 제어 회로.
  7. 제1항에 있어서, 상기 제2 램프의 상기 제1 램프에 대한 상대적인 밝기는 상기 전원부의 전압과 상기 커패시터에 걸리는 전압의 비에 의해 결정되는, 램프 밝기 제어 회로.
  8. 제1항에 있어서, 상기 제2 램프의 밝기는 상기 제1 램프의 밝기보다 약한, 램프 밝기 제어 회로.
  9. 제1항에 있어서, 상기 구동부와 상기 램프부는 커넥터를 통해 연결되는, 램프 밝기 제어 회로.
  10. 제9항에 있어서, 상기 제1 램프는 상기 커넥터를 통해 상기 에너지 저장부와 결합되는, 램프 밝기 제어 회로.
  11. 제9항에 있어서, 상기 제2 램프는 상기 커넥터를 통해 상기 스위치와 상기 에너지 저장부 사이에 결합되는, 램프 밝기 제어 회로.
  12. 램프 밝기 제어 회로로서,
    전원부에 결합된 에너지 저장부 및 제어부를 포함하는 구동부 및
    상기 에너지 저장부에 결합되고 제1 램프와 제2 램프를 포함하는 램프부를 포함하고,
    상기 제2 램프는 상기 전원부에 결합되고,
    상기 제어부는 제어신호에 응답하여 상기 전원부로부터 공급되는 에너지가 상기 에너지 저장부에 저장되는 동작과 상기 저장된 에너지가 상기 제1 램프 및 상기 제2 램프로 전달되는 동작이 번갈아 이루어지게 제어하도록 구성되고,
    상기 에너지 저장부는 인덕터 및 커패시터를 포함하고,
    상기 인덕터와 상기 커패시터는 직렬로 연결되어 상기 제2 램프와 병렬로 결합되고,
    상기 제1 램프는 상기 커패시터와 병렬로 결합되는, 램프 밝기 제어 회로.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 제2 램프는 상기 전원부로부터 상기 에너지 저장부로의 에너지 전달을 가능하게 하며 상기 구동부와 별도의 모듈에 탑재되는, 램프 밝기 제어 회로.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 제어신호는 일련의 제1 전압 레벨 신호 및 상기 일련의 제1 전압 레벨 신호와 교호하는 일련의 제2 전압 레벨 신호를 포함하는 구형파인, 램프 밝기 제어 회로.
  15. 제14항에 있어서, 상기 제1 램프의 밝기는 상기 제어신호의 제1 전압 레벨 신호 및 제2 전압 레벨 신호의 시간비에 의해 결정되는, 램프 밝기 제어 회로.
  16. 삭제
  17. 제12항에 있어서, 상기 제2 램프의 상기 제1 램프에 대한 상대적인 밝기는 상기 인덕터 값에 의해 결정되는, 램프 밝기 제어 회로.
  18. 제12항에 있어서, 상기 제2 램프의 상기 제1 램프에 대한 상대적인 밝기는 상기 전원부의 전압과 상기 커패시터에 걸리는 전압의 비에 의해 결정되는, 램프 밝기 제어 회로.
  19. 제12항에 있어서, 상기 제2 램프의 밝기는 상기 제1 램프의 밝기보다 약한, 램프 밝기 제어 회로.
  20. 제12항에 있어서, 상기 구동부와 상기 램프부는 커넥터를 통해 연결되는, 램프 밝기 제어 회로.
  21. 제20항에 있어서, 상기 제1 램프는 상기 커넥터를 통해 상기 에너지 저장부와 결합되는, 램프 밝기 제어 회로.
  22. 제20항에 있어서, 상기 제2 램프는 상기 커넥터를 통해 상기 전원부와 상기 에너지 저장부 사이에 결합되는, 램프 밝기 제어 회로.
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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE69132919T2 (de) * 1990-09-25 2002-08-29 Matsushita Electric Works Ltd Betriebsgerät für Entladungslampen
KR101030776B1 (ko) * 2009-09-29 2011-04-27 (주)제이디에이테크놀로지 승압형 직류/직류 변환기
KR101974090B1 (ko) * 2012-12-26 2019-04-30 엘지디스플레이 주식회사 백 라이트 구동 장치 및 액정 표시 장치

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20120019714A1 (en) * 2010-07-20 2012-01-26 Akinori Hiramatu Led lighting device with chopper circuit and dimming control method

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