KR102358203B1

KR102358203B1 - Led 구동 장치, 방법

Info

Publication number: KR102358203B1
Application number: KR1020190152300A
Authority: KR
Inventors: 문대식
Original assignee: 문대식
Priority date: 2019-11-25
Filing date: 2019-11-25
Publication date: 2022-02-07
Also published as: KR20210063780A

Abstract

본 발명은 LED 구동 장치에 관한 것으로, 상기 LED 기판 내 하나 이상의 LED에 문제가 발생하여도 문제 발생 전과 동일한 전류가 흐르도록 고정된 전류가 흐르도록 하고, LED 문제 발생으로 인해 전압이 변화하면 문제 발생 전과 동일한 전압이 흐르도록 조정하는 LED 드라이버, 상기 LED 기판 내 각 LED 어레이로 입력되는 전압을 실시간 체킹하여 전압이 변화되면 해당 LED 어레이 내 하나 이상의 LED에 문제가 발생한 것으로 판단하고, 상기 전압의 변화량을 분석하여 문제가 발생한 LED를 체킹하는 모니터링 모듈 및 통신부를 통해 상기 문제가 발생한 LED의 정보를 서버 및 단말 중 적어도 하나로 제공하는 제어부를 포함한다.

Description

LED 구동 장치, 방법 {LED driving apparatus and method}

본 발명은 LED 구동 장치에 관한 것이다.

LED는 개인용 컴퓨터 및 고화질 TV를 포함하는 LCD 디스플레이를 위한 백라이트, 자동차 전조등 및 후미등 및 건축 조명 등과 같은 다양한 전자 응용들에 적용되고 있다. 백열 등 및 형광등과 같은 종래의 조명 소스와 비교하면, LED는 고효율, 좋은 방향성, 칼라 안정성, 고 신뢰성, 긴 수명, 작은 크기, 및 환경 안전성과 같은 많은 이점을 가진다.

LED 드라이버는 복수의 LED가 직렬로 연결된 LED 어레이(스트링)에 전류를 공급하는 기능을 한다. 종래에는, LED 어레이에 속하는 LED 중 하나에 불량이 발생하면, 해당 LED가 속한 LED 어레이에 공급되는 전류의 크기가 변하게되어 LED 어레이에 속하는 전체 LED의 밝기에 변경이 생기는 문제점이 있었다.

나아가, 종래에는 LED에 불량이 발생하는 경우에, 관리자가 현장에 나가서 직접 확인하지 않는 한, 그 불량을 바로 확인할 수 있는 방법이 없었다. 이에 따라, 작동하지 않는 LED가 방치되게 되고, 제때 수리나 교체가 이뤄지지 않아 더 큰 피해가 발생하는 문제점이 있었다.

대한민국 등록특허 제10-1243144호 (2013.03.07)

상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 LED 기판 내 각 LED 어레이로 가해지는 전압의 값을 실시간으로 체킹하여 문제가 발생한 LED가 있는지 여부를 체킹하고자 한다

또한, 본 발명은 하나 이상의 LED에 문제가 발생한 것으로 판단되면 전압이 문제 발생 전과 동일하게 흐르도록 하여 LED 어레이에 속하는 LED들의 밝기가 변화하지 않도록 하고자 한다.

또한, 본 발명은 전압의 변화량을 분석하여 문제가 발생한 LED를 체킹하고자 한다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제들은 이상에서 언급된 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 구동 장치는, 복수 개의 LED로 구성된 LED 기판과 연결되어 LED의 구동을 제어하는 LED 구동 장치로서, 통신부; LED 어레이에 가해지는 전압의 값을 감지하는 전압센서 및 LED 어레이에 가해지는 전류의 크기를 감지하는 전류센서; 상기 LED 기판 내 하나 이상의 LED에 문제가 발생하여도 문제 발생 전과 동일한 전류가 흐르도록 고정된 전류가 흐르도록 하고, LED 문제 발생으로 인해 전압값 변화가 감지되면 문제 발생 전과 동일한 전압이 흐르도록 조정하는 LED 드라이버; 상기 LED 기판 내 각 LED 어레이로 입력되는 전압을 실시간 체킹하여 전압값 변화가 감지되면 해당 LED 어레이 내 하나 이상의 LED에 문제가 발생한 것으로 판단하고, 상기 전압의 변화량을 분석하여 문제가 발생한 LED를 체킹하는 모니터링 모듈; 상기 LED 구동 장치가 설치된 위치의 조도를 센싱하는 조도 센서; 상기 LED 구동 장치가 설치된 위치의 온도를 센싱하는 온도 센서; 상기 문제가 발생한 LED의 정보, 상기 전압센서에서 감지된 전압의 값, 상기 전류센서에서 감지된 전류의 크기, 상기 조도 센서 및 상기 온도 센서를 통해 센싱된 정보를 상기 통신부를 통해 서버 및 단말 중 적어도 하나로 제공하며, 기 설정된 개수 이상의 LED에 문제가 발생했을 경우 상기 LED 구동 장치의 작동을 중지시키며, 상기 서버 또는 단말로부터 수신되는 관리자의 조치정보에 따라 상기 LED 어레이로 가해지는 전압 및 전류의 크기를 제어하는 제어부; 및 상기 서버 또는 단말로부터 수신되는 관리자의 조치정보를 상기 LED에 발생한 문제의 정보와 함께 저장하고, 이를 학습하여 자동조치 알고리즘을 구축하되, 상기 문제의 정보는 문제 발생시간, 문제 발생시 전압값, 문제가 발생한 LED의 위치정보, 문제가 발생하였을 때 조도, 온도 정보 중 적어도 하나를 포함하는, 데이터베이스를 포함하고, 상기 제어부는 상기 LED 구동 장치가 자동제어모드로 설정된 경우, LED 어레이 중 적어도 하나의 LED에 문제가 발생하면 상기 자동조치 알고리즘을 기반으로, LED 어레이에 가해지는 전압의 크기 조정, 전류의 크기 조정, 상기 LED 구동 장치의 작동 중지 중 적어도 하나를 수행하는 것을 특징으로 한다.

삭제

이 외에도, 본 발명을 구현하기 위한 다른 방법, 다른 시스템 및 상기 방법을 실행하기 위한 컴퓨터 프로그램을 기록하는 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체가 더 제공될 수 있다.

상기와 같은 본 발명에 따르면, LED 기판 내 각 LED 어레이로 가해지는 전압의 값을 실시간으로 체킹함으로써, 하나 이상의 LED에 문제가 발생하면 실시간으로 파악할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따르면 하나 이상의 LED에 문제가 발생한 것으로 판단되면 전압이 문제 발생 전과 동일하게 흐르도록 함으로써, LED 어레이에 속하는 LED들의 밝기가 변화하지 않도록 유지해주는 효과를 발휘한다.

또한, 본 발명은 전압의 변화량을 분석하여 문제가 발생한 LED를 체킹함으로써, 관리자가 LED를 손쉽게 수리, 교체할 수 있도록 하는 효과가 있다.

본 발명의 효과들은 이상에서 언급된 효과로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 LED 구동 시스템의 블록도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 LED 구동 장치의 작동 흐름을 설명한 도면이다.
도 3은 도 1에서 LED 구동 장치를 상세하게 도시한 도면이다.
도 4는 복수의 LED가 직렬 연결되어 구성된 LED 어레이를 예시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 LED 구동 장치의 회로 구성을 도시한 도면이다.
도 6 및 도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 LED 구동 장치의 구성을 예시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 LED 구동 제어 시스템에 포함되는 디스플레이 장치의 구성을 나타낸 도면이다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 제한되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 기술자에게 본 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.

본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소 외에 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. 명세서 전체에 걸쳐 동일한 도면 부호는 동일한 구성 요소를 지칭하며, "및/또는"은 언급된 구성요소들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다. 비록 "제1", "제2" 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있음은 물론이다.

다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 기술자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또한, 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 LED 구동 시스템의 블록도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 LED 구동 장치(10)의 작동 흐름을 설명한 도면이며, 도 3은 도 1에서 LED 구동 장치(10)를 상세하게 도시한 도면이고, 도 4는 복수의 LED가 직렬 연결되어 구성된 LED 어레이(210)를 예시한 도면이다.

도 1 내지 도 4를 참조하여, 본 발명의 실시예에 따른 LED 구동 장치(10)에 대해서 설명하도록 한다.

본 발명의 실시예에 따른 LED 구동 장치(10)는 제어부(110), 통신부(120), 연결단자(130), LED 드라이버(150), 모니터링 모듈(160), 전원입력단자(140)를 포함한다.

다만, 몇몇 실시예에서 LED 구동 장치(10)는 도 1에 도시된 구성요소보다 더 적은 수의 구성요소나 더 많은 구성요소를 포함할 수도 있다.

본 발명의 실시예에서 LED 어레이(210)는 복수 개의 LED로 구성되어 있으며, 또 다시 복수 개의 LED 어레이(210)가 LED 기판(200)에 설치되어 있다.

따라서, 본 발명의 실시예에 따른 LED 구동 장치(10)는 LED 기판(200)과 연결되어 LED 기판(200) 내 LED들의 구동을 제어하는 장치를 의미한다.

LED 드라이버(150)는 LED 기판(200) 내 하나 이상의 LED에 문제가 발생하여도 문제 발생 전과 동일한 전류가 흐르도록 고정된 전류가 흐르게 한다.

보다 상세하게는, LED 드라이버(150)는 각각의 LED 드라이버(150)에 할당되어 있는 LED 중 몇개가 고장나더라도 고정 여부와 상관없이 정전류를 흐르게 하는 것을 의미한다.

또한, LED 드라이버(150)는 LED 어레이(210) 내 하나 이상의 LED에 문제가 발생하여 LED 어레이(210)로 흐르는 전압이 변화하게 되더라도 문제 발생 전과 동일하게 전압이 흐르도로 조정한다.

보다 상세하게는, LED 드라이버(150)는 LED 어레이(210)에 정전류를 흐르게 하고 이는 LED의 고장 여부에 상관없이 정전류가 흐르게 되면, LED 어레이(210) 내 하나 이상의 LED가 고장나게 되면 전압의 값은 변화하게 되고 이로 인해서 해당 LED 어레이(210) 내 LED들의 밝기가 변화하게 된다.

이는 곧 다른 LED 어레이(210)와 밝기가 다르게 된다는 것을 의미한다.

도 4를 참조하여 설명하면, 도 4의 (A)는 LED 어레이(210)의 모든 LED가 발광하고 있는 모습이고, (B)는 LED 어레이(210)의 LED 중 한 LED(LED5)가 소등된 모습이고, (C)는 LED 어레이(210)의 LED 중 3개의 LED(LED5 내지 7)가 소등된 모습을 나타낸다.

이처럼, 복수 개의 LED가 직렬 연결된 LED 어레이(210)에서 하나 이상의 LED에 불량이 발생하면, 불량이 발생한 해당 LED 어레이(210)의 다른 LED 또는 다른 LED 어레이(210)에 속한 LED에 가해지는 전류의 크기가 변동될 수 있다.

그리고, 이에 따라 LED의 밝기가 달라질 수 있다. 하지만, 이와 같은 상황에서 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 드라이버(150)는 불량이 발생하기 전에 흐르던 전류가 그 크기에 변화없이 그대로 해당 LED 어레이(210) 또는 다른 LED 어레이(210)에 흐르도록 할 수 있다.

모니터링 모듈(160)은 LED 기판(200) 내 각 LED 어레이(210)로 입력되는 전압을 실시간으로 체킹하여 전압의 값이 변화되면 해당 LED 어레이(210) 내 하나 이상의 LED에 문제가 발생한 것으로 판단한다.

그리고 모니터링 모듈(160)은 전압의 변화량을 분석하여 문제가 발생한 LED를 체킹한다.

보다 상세하게는, 모니터링 모듈(160)이 전압의 변화량을 분석하여 문제가 발생한 LED의 위치를 체킹하는 것으로, 문제가 발생한 LED의 일련번호, 식별번호를 체킹할 수도 있고, 문제가 발생한 LED가 해당하는 LED 어레이(210)의 넘버, 해당 LED의 순번을 체킹하는 방법이 가능하다.

또한, 문제가 발생한 LED의 위치정보를 모니터 내의 기준점으로부터 x축, y축의 거리를 통해 표현할 수도 있는 등 다양한 방식이 적용 가능하다.

제어부(110)는 통신부(120)를 통해 문제가 발생한 LED의 정보를 서버(300) 또는 단말(330)로 제공한다.

본 발명의 실시예에서, 제어부(110)가 통신부(120)를 통해 서버(300)와 단말(330)로 정보를 제공할 수도 있지만, 제어부(110)는 서버(300)로만 정보를 제공하고 서버(300)에서 단말(330)로 정보를 제공할 수도 있다. 이와 같은 통신방식은 다양하게 적용될 수 있으므로 발명의 실시자가 용이하게 선택하도록 한다.

통신부(120)는 LTE, 5G, 와이파이, 블루투스 네트워크 등과 같은 무선 통신방식의 수단이 활용될 수 있으며, 서버(300)는 LED 구동 장치(10)와 원격에 위치하며 LED 기판(200), LED 구동 장치(10) 등을 관리하는 역할을 담당하는 구성을 의미한다.

또한, 단말(330)은 LED 기판(200), LED 구동 장치(10) 등을 관리하는 역할을 담당하는 관리자의 단말(330), 컴퓨터를 의미할 수 있다. 이때, 단말(330)은 스마트폰, 테블릿, PC 등이 해당될 수 있다.

일 실시예로, 제어부(110)는 서버(300) 또는 단말(330)로부터 LED 구동 장치(10)의 구동 중지 신호를 수신하거나, 기 설정된 개수 이상의 LED에 문제가 발생했을 경우 LED 구동 장치(10)의 작동을 중지시킬 수 있다.

또한, LED 구동 장치(10)는 LED 어레이(210)에 가해지는 전압의 값을 감지하는 전압센서(미도시), 및 LED 어레이(210)에 가해지는 전류의 값을 감지하는 전류센서(미도시)를 더 포함할 수 있다.

그리고, 제어부(110)는 감지된 전압과 전류의 값을 통신부(120)를 통해 서버(300) 또는 단말(330)로 제공하는 것을 특징으로 한다.

보다 상세하게 설명하면, 제어부(110)는 통신부(120)를 통해 문제가 발생한 LED의 정보를 서버(300) 또는 단말(330)로 제공하게 되고, 전압센서와 전류센서를 통해 감지된 전압과 전류의 값을 제공하게 된다.

그리고, 관리자(서버(300) 또는 단말(330))는 수신된 정보들을 확인하고 현장에 수리를 위해 출동할 것을 결정하거나, 문제가 심각할 경우에는 이대로 LED 구동 장치(10)가 계속 구동되면 더 심각한 고장이 발생할 수 있으므로, LED 구동 장치(10)의 작동 중지를 결정할 수 있다.

또는, 관리자는 특정 LED 어레이(210)의 작동을 중지시킬 수도 있으며, 이러한 사항들은 관리자의 판단하에 다양한 케이스로 적용될 수 있다.

이에, 위와 같이 제어부(110)는 관리자(서버(300) 또는 단말(330))로부터 구동 중지 신호가 수신되면, LED 구동 장치(10)의 작동을 중지시키는 것을 의미한다.

또한, 기 설정된 개수 이상의 LED에 문제가 발생하였을 경우에 관리자의 승인 이전에 빠르게 조치를 취해야 되어야 한다고 판단하여 제어부(110)가 즉시 LED 구동 장치(10)의 작동을 중지시키는 것을 의미한다.

이 경우에는 제어부(110)는 LED 구동 장치(10)의 작동을 임의로 중지시켰다는 경고 메시지를 서버(300) 또는 단말(330)로 제공할 수 있다.

일 실시예로, LED 구동 장치(10)는 LED 구동 장치(10)가 설치된 위치의 조도를 센싱하는 조도 센서(미도시)와, LED 구동 장치(10)가 설치된 위치의 온도를 센싱하는 온도 센서(미도시)를 더 포함할 수 있다.

그리고, 제어부(110)는 조도 센서와 온도 센서를 통해 센싱된 정보를 통신부(120)를 통해 서버(300) 또는 단말(330)로 제공한다.

그리고, 제어부(110)는 서버(300) 또는 단말(330)로부터 수신되는 관리자의 조치정보에 따라 LED 어레이(210)로 가해지는 전압과 전류의 크기를 제어하게 된다.

예를 들어, 관리자는 LED 구동 장치(10)로부터 수신된 조도 센싱 정보, 온도 센싱 정보를 확인하고 전압과 전류의 크기를 원격으로 조절할 수 있다.

본 발명의 실시예에서 전류 센서, 전압 센서, 조도 센서, 온도 센서는 LED 구동 장치(10)에 1개씩 설치될 수도 있고, LED 어레이(210) 각각에 설치되어 정보를 센싱할 수도 있다.

일 실시예로, LED 구동 장치(10)는 서버(300) 또는 단말(330)로부터 수신되는 관리자의 조치정보를 LED에 발생한 문제의 정보와 함께 저장하고, 이를 학습하여 자동조치 알고리즘을 구축하는 데이터베이스(170)를 더 포함한다.

이때, LED에 발생한 문제의 정보란 LED에 문제가 발생하였을 때 해당하는 문제는 모두 포함될 수 있으며, 예를 들어 문제 발생시간, 문제 발생시 전압값, 문제가 발생한 LED의 위치정보, 문제가 발생하였을 때 조도, 온도 정보 등이 해당될 수 있다.

그리고, 제어부(110)는 LED 구동 장치(10)가 자동제어모드로 설정된 경우, LED 어레이(210) 중 하나 이상의 LED에 문제가 발생하면 데이터베이스(170)에 구축된 자동조치 알고리즘을 이용하여 LED 어레이(210)에 가해지는 전?戮? 크기 조정, 전류의 크기 조정, LED 구동 장치(10)의 작동 중지 중 적어도 하나를 수행하는 것을 특징으로 한다.

이와 같이 본 발명의 실시예에 따른 LED 구동 장치(10)는, 데이터베이스(170)에 구축된 자동조치 알고리즘을 이용하여 관리자가 직접 상황을 파악하고 조치를 취하지 않더라도, 알고리즘을 이용하여 상황에 대처할 수 있는 효과를 발휘하게 된다.

예를 들어, 데이터베이스(170)의 데이터 테이블이 제1 LED 어레이(210)의 제3 LED에 불량이 발생한 경우, 관리자가 LED 구동 장치(10)에 계속적으로 전원을 공급했다는 정보 및 제1 LED 어레이(210)의 제3 LED 및 제4 LED에 불량이 발생한 경우, 관리자가 LED 구동 장치(10)에 전원을 차단했다는 정보를 갖고 있으면, 추후, 제1 LED 어레이(210)의 제3 LED만 불량이 난 경우, 서버(300)는 LED 구동 장치(10)에 공급되는 전원을 차단하지 않지만, 제1 LED 어레이(210)의 제4LED 또한 덩달아 불량이 난 경우, 서버(300)는 LED 구동 장치(10)에 공급되는 전원을, 관리자에게 표출(알림)없이 자동적으로, 차단할 수 있다.

도 3을 참조하면, LED 구동 장치(10)는 SMPS(350, switched mode power supply)로부터 전압을 공급받아 LED 기판(200)에 제공하고 있으며, 복수 개의 LED 드라이버(150), 모니터링 모듈(160)을 구비하고 있다.

그리고, LED 구동 장치(10)는 LED 구동 장치(10)의 연결단자(130)가 LED 기판(200)의 연결단자(250)와 연결되어 있으며, 각각의 LED 드라이버(150), 모니터링 모듈(160)은 하나 혹은 두 개의 LED 어레이(210)와 연결되어 복수 개의 LED가 할당되어 있는 것을 알 수 있다.

이와 같은 구성으로 인하여, 각각의 모니터링 모듈(160)은 할당되어 있는 LED 어레이(210)를 실시간으로 모니터링하게 되고, 모니터링 모듈(160)의 모니터링 결과 LED 어레이(210) 내 특정 LED에 문제가 발생하게 되면 LED 드라이버(150)가 문제 발생 전과 동일한 전압이 흐르도록 조정함으로써 LED의 밝기를 유지하게 된다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 LED 구동 장치(10)의 회로 구성을 도시한 도면이다.

도 5를 참조하면, TFT-LCD 패널 등의 액정패널에서 LED 백라이트(back light)를 점등시키고 백라이트의 점등을 안정시키기 위하여, LED 백라이트를 구동시키는 LED 드라이버(150)가 사용되는데, 이 LED 드라이버(150)에는 소정의 스위칭을 통해 전압변환을 수행하는 컨버터(예컨대, boost converter)가 사용될 수 있다.

LED 드라이버(150)는 MCU로부터 수신하는 디밍 신호에 의해 온/오프되며 LED 백라이트의 출력전류레벨에 따라 펄스폭 증감하는 고주파 펄스형 게이트신호를 발생시키는 정전류 IC(PWM IC)와 정전류 IC로부터 출력되는 게이트 신호에 따라 구동전압을 스위칭하는 FET 스위칭소자와, 전류리플(ripple)을 줄이기 위한 인덕터(L, 120uH), 출력전압을 일정하게 유지하기 위한 커패시터(C), LED 백라이트로부터의 역방향 전류를 제한하는 다이오드(D2), 스위칭되는 출력전압에 따라 발광 동작하는 LED 백라이트 (D1, D3)를 포함할 수 있다. 나아가, LED 드라이버(150)는 정전류 IC에 LED 백라이트의 출력전류 레벨을 제공하는 피드백블록(미도시)과, 상기 피드백블록에 직렬 연결되 어 출력전류레벨을 전압레벨로 변환시키는 변환저항(미도시)을 추가로 포함할 수 있다.

이와 같은 구조를 갖는 LED 드라이버(150)는 전원(24V) 측에서 LED 백라이트 측으로 에너지가 공급되는 능동구간에서는 FET 스위칭소자가 개방되어 다이오드(D2)를 통해 LED 백라이트 측으로 전압이 공급되고, 반대로, 전원 측에서 LED 측으로 에너지가 전달되지 않는 수동구간에서는 FET 스위칭소자가 도통되어 다이오드(D2)를 통해 LED 백라이트 측으로 전압이 공급되지 않는다. 따라서, 출력전압의 제어방법은 일정한 스위칭 주파수에서 능동구간과 수동구간의 비(duty rate)를 변화시켜주면 된다.

이로써, LED 드라이버(150)는 출력전압을 제어할 수 있고, LED 백라이트에 정전류를 공급할 수 있다. 이 때, LED 백라이트는 하나 이상의 LED 어레이(210) 또는 하나 이상의 LED를 의미할 수 있다.

제어부(110)는 LED 드라이버(150)에 디밍 신호를 출력함으로써 LED 기판(200)에 정전류를 공급하도록 LED 드라이버(150)를 제어할 수 있다.

그리고, 제어부(110)는 서버(300)에 의해 송신된 제어 신호를 통신부(120)를 통해 전달받고, 전달 받은 제어 신호에 따라 LED 드라이버(150)를 제어할 수 있다. 본 명세서에서 제어부(110)는 MCU, 컨트롤보드 등으로 명명될 수 있다.

전원부(1090)는 LED 드라이버(150) 및/또는 제어부(110)에 전원을 공급할 수 있다. 전원부는 스위칭 트랜지스터를 이용하여 교류 전원을 직류 전원으로 변환하는 스위치 제어 방식을 사용할 수 있다.

서버(300)는 LED 구동 장치(10)와 원격의 위치에 존재할 수 있고, LED 구동 장치(10)의 통신부(120)와 LTE, 5G, 와이파이, 블루투스 네트워크 등을 통해 통신할 수 있다. 서버(300)는 LED 기판(200)의 LED의 불량 발생 사실, 불량이 발생한 LED의 위치 정보 등을 통신부(120)로부터 수신할 수 있다.

그리고, 서버(300)는 발생한 불량 문제에 대한 응답으로 LED 드라이버(150)를 제어하기 위한 제어 신호를 통신부(120)로 송신할 수 있다.

사용자 디바이스는 LTE, 5G, 와이파이, 블루투스 네트워크 등을 통해 서버(300)와 통신할 수 있다. 사용자 디바이스는 스마트폰, 테블릿, PC 등에 해당할 수 있고, 서버(300)로부터 LED 기판(200)의 LED의 불량 발생 사실, 불량이 발생한 LED의 위치 정보 등을 수신할 수 있다. 그리고, 사용자 디바이스는 상기 수신한 정보를 디스플레이를 통해 표출할 수 있다.

도 6은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 LED 구동 장치(10)의 구성을 나타낸 도면이고, 이 실시예에서, LED 구동 장치(10)는 전원부로부터 전달받은 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 AD 보드, LED 기판(200, LED 백라이트)에 의해 빛이 조사되는 LCD 디스플레이 및/또는 LED 기판(200)의 온도를 조절하는 온도 컨트롤러(온도 조절부)를 더 포함할 수 있다. 이 도면에서, 화이트 드라이버는 백색 LED를 구동시키는 LED 드라이버(150)를 의미할 수 있고, 화이트 LED 패널은 백색 LED로 구성된 LED 기판(200)을 의미할 수 있다.

도 7은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 LED 구동 장치(10)의 구성을 나타낸 도면이다. 이 실시예에서, LED 드라이버(150)는 192개의 LED를 구동시키도록 구성되거나, 1536개의 LED를 구동시키도록 구성될 수 있다. 또는, LED 드라이버(150)는 1개의 라인(어레이)에 속하는 12개의 LED를 구동시키도록 구성될 수 있다.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 구동 장치(10) 제어 시스템에 포함되는 디스플레이 장치의 구성을 나타낸 도면이다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, LED 구동 장치(10) 제어 시스템(1010)은 디스플레이 장치를 더 포함할 수 있다. 디스플레이 장치는 백라이트 모듈(LED 기판(200)) 및/또는 디스플레이 모듈을 포함할 수 있다. 여기서, 백라이트 모듈은 전술한 LED 기판(200)을 의미할 수 있다.

백라이트 모듈은 제1 방향으로 백색광과 적어도 하나의 단색광을 혼합하여 혼합광을 발할 수 있다. 이 때, 제1 방향은 디스플레이 모듈의 후면에서 전면을 향하는 방향을 나타내며 본 도면 상단의 디스플레이 모듈에 표시된 화살표의 방향을 나타낸다.

디스플레이 모듈은 상기 혼합광에 기초하여 영상을 표시할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 백라이트 모듈은 제1 광원 모듈 및/또는 제2 광원 모듈을 포함할 수 있다. 제1 광원 모듈은 디스플레이 모듈을 향하여 백색광을 조사할 수 있다. 제2 광원 모듈은 제1 광원 모듈과 디스플레이 모듈 사이에 배치되고, 제1 광원 모듈을 향하여 적어도 하나의 단색광을 조사할 수 있다. 이때, 제1 광원 모듈을 향하여 조사된 적어도 하나의 단색광은 제1 광원 모듈에 의해 디스플레이 모듈을 향하는 방향으로 반사될 수 있다. 그리고, 제2 광원 모듈은 혼합광을 제1 방향으로 확산시키는 확산 렌즈(11040)를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 제2 광원 모듈은 투명 기판(11050) 및/또는 발광 다이오드(11060)을 포함할 수 있다. 투명 기판(11050)은 빛을 투과시킬 수 있다. 발광 다이오드(11060)는 투명 기판(11050)의 후면(제1 광원 모듈을 바라보는 단면)에 고정될 수 있고, 적어도 하나의 단색광을 발할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 제1 광원 모듈은 반사 기판(11080) 및/또는 발광 다이오드(11070)을 포함할 수 있다. 반사 기판(11080)은 빛을 반사시킬 수 있다. 발광 다이오드(11070)는 반사 기판(11080)의 전면(제2 광원 모듈을 바라보는 단면)에 고정될 수 있고, 백색광을 발할 수 있다. 이 때, 제1 광원 모듈을 향하여 조사된 적어도 하나의 단색광은 반시 기판(11080) 또는 상기 백색광을 발하는 발광 다이오드(11070)에 의해 디스플레이 모듈을 향하는 방향으로 반사될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 디스플레이 모듈은 LCD 패널(11010), 보호 필름(11020) 및/또는 편광 필름(11030)을 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 제1 광원 모듈과 제2 광원 모듈은 공간 상 분리되어 상호 다른 평면 상에 배치됨으로써 광원이 배치될 수 있는 면적이 늘어나고, 이에 따라 높은 휘도를 발생시킬 수 있다. 나아가, 이에 따라 광원 사이의 공간도 늘어나게 됨으로써 디스플레이 장치 내의 공기와 접촉하는 면적이 늘어나게되고 이에 따라, 광원들은 쉽게 냉각될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 제2 광원 모듈의 단색광이 조사되는 방향을 제1 광원 모듈을 향하는 방향으로 조정함으로써, 상기 단색광은 제1 광원

모듈에 부딪치고 반사될 수 있다. 이로써, 제2 광원 모듈로부터 조사되는 단색광과 제1 광원 모듈로부터 조사되는 백생광 사이의 보강 및/또는 상쇄 간섭의 정도를 조절하기 용이할 수 있다. 즉, 제2 광원 모듈의 단색광과 제1 광원 모듈의 백색광이 서로 마주보는 방향으로 조사됨에따라, 백색광과 제2 광원 모듈로부터 직접 조사되는 단색광 및 백색광과 제1 광원 모듈에 의해 반사되어 간접 조사되는 단색광이 서로 혼합되어 혼합광이 생성되게 되고, 이 때 생성된 혼합광은 조사되는 광들이 서로 충분한 간섭 과정을 겪은 후에 생성된 빛으로서, 높은 휘도, 향상된 명암비를 가질 수 있고 이에 따라 선명한 화질을 제공할 수 있다.

본 명세서에서 LED 드라이버(150), 제어부(110), 데이터 베이스 및/또는 통신부(120)는 메모리에 저장된 연속된 수행과정들을 실행하는 프로세서들일 수 있다. 또는, 프로세서에 의해 구동되고 제어되는 소프트웨어 모듈들로서 동작할 수 있다. 나아가, 프로세서는 하드웨어 장치일 수 있다.

도 2와 상술한 설명들을 이용하여 본 발명의 실시예에 따른 LED 구동 방법에 대해서 설명하도록 한다.

본 발명의 실시예에 따른 LED 구동 방법은, LED 구동 장치(10)에 의해 수행된다. 이때, LED 구동 방법은 컴퓨터, 정보처리장치에 의해 수행될 수도 있다.

모니터링 모듈(160)이 상기 LED 기판(200) 내 각 LED 어레이(210)로 입력되는 전압을 실시간 체킹하며, 전압이 변화되면 해당 LED 어레이(210) 내 하나 이상의 LED에 문제가 발생한 것으로 판단한다.

다음으로, LED 드라이버(150)가 상기 문제가 발생된 LED 어레이(210)에 흐르는 전압이 문제 발생 전과 동일하게 흐르도록 조정한다.

다음으로, 상기 모니터링 모듈(160)이 상기 전압의 변화량을 분석하여 문제가 발생한 LED를 체킹한다.

다음으로, 제어부(110)가 통신부(120)를 통해 상기 문제가 발생한 LED의 정보를 서버(300) 및 단말(330) 중 적어도 하나로 제공한다.

일 실시예로, 상기 LED 드라이버(150)는 상기 LED 기판(200) 내 하나 이상의 LED에 문제가 발생하여도 문제 발생 전과 동일한 전류가 흐르도록 고정된 전류가 흐르도록 하는 것을 특징으로 한다.

이상으로 설명한 본 발명의 실시예에 따른 LED 구동 방법은 상술한 LED 구동 장치(10)와 발명의 카테고리만 다를 뿐, 동일한 내용이므로 중복되는 설명, 예시는 생략하도록 한다.

이상에서 전술한 본 발명의 일 실시예에 따른 방법은, 하드웨어인 서버(300)와 결합되어 실행되기 위해 프로그램(또는 어플리케이션)으로 구현되어 매체에 저장될 수 있다.

상기 전술한 프로그램은, 상기 컴퓨터가 프로그램을 읽어 들여 프로그램으로 구현된 상기 방법들을 실행시키기 위하여, 상기 컴퓨터의 프로세서(CPU)가 상기 컴퓨터의 장치 인터페이스를 통해 읽힐 수 있는 C, C++, JAVA, 기계어 등의 컴퓨터 언어로 코드화된 코드(Code)를 포함할 수 있다. 이러한 코드는 상기 방법들을 실행하는 필요한 기능들을 정의한 함수 등과 관련된 기능적인 코드(Functional Code)를 포함할 수 있고, 상기 기능들을 상기 컴퓨터의 프로세서가 소정의 절차대로 실행시키는데 필요한 실행 절차 관련 제어 코드를 포함할 수 있다. 또한, 이러한 코드는 상기 기능들을 상기 컴퓨터의 프로세서가 실행시키는데 필요한 추가 정보나 미디어가 상기 컴퓨터의 내부 또는 외부 메모리의 어느 위치(주소 번지)에서 참조되어야 하는지에 대한 메모리 참조관련 코드를 더 포함할 수 있다. 또한, 상기 컴퓨터의 프로세서가 상기 기능들을 실행시키기 위하여 원격(Remote)에 있는 어떠한 다른 컴퓨터나 서버 등과 통신이 필요한 경우, 코드는 상기 컴퓨터의 통신 모듈을 이용하여 원격에 있는 어떠한 다른 컴퓨터나 서버 등과 어떻게 통신해야 하는지, 통신 시 어떠한 정보나 미디어를 송수신해야 하는지 등에 대한 통신 관련 코드를 더 포함할 수 있다.

상기 저장되는 매체는, 레지스터, 캐쉬, 메모리 등과 같이 짧은 순간 동안 데이터를 저장하는 매체가 아니라 반영구적으로 데이터를 저장하며, 기기에 의해 판독(reading)이 가능한 매체를 의미한다. 구체적으로는, 상기 저장되는 매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피디스크, 광 데이터 저장장치 등이 있지만, 이에 제한되지 않는다. 즉, 상기 프로그램은 상기 컴퓨터가 접속할 수 있는 다양한 서버 상의 다양한 기록매체 또는 사용자의 상기 컴퓨터상의 다양한 기록매체에 저장될 수 있다. 또한, 상기 매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장될 수 있다.

본 발명의 실시예와 관련하여 설명된 방법 또는 알고리즘의 단계들은 하드웨어로 직접 구현되거나, 하드웨어에 의해 실행되는 소프트웨어 모듈로 구현되거나, 또는 이들의 결합에 의해 구현될 수 있다. 소프트웨어 모듈은 RAM(Random Access Memory), ROM(Read Only Memory), EPROM(Erasable Programmable ROM), EEPROM(Electrically Erasable Programmable ROM), 플래시 메모리(Flash Memory), 하드 디스크, 착탈형 디스크, CD-ROM, 또는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 잘 알려진 임의의 형태의 컴퓨터 판독가능 기록매체에 상주할 수도 있다.

이상, 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 기술자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며, 제한적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

10: LED 구동 장치
110: 제어부
120: 통신부
130: 연결단자
140: 전원입력단자
150: LED 드라이버
160: 모니터링 모듈
170: 데이터베이스
200: LED 기판
210: LED 어레이
220: LED
300: 서버
330: 단말
350: SMPS

Claims

복수 개의 LED로 구성된 LED 기판과 연결되어 LED의 구동을 제어하는 LED 구동 장치로서,
통신부;
LED 어레이에 가해지는 전압의 값을 감지하는 전압센서 및 LED 어레이에 가해지는 전류의 크기를 감지하는 전류센서;
상기 LED 기판 내 하나 이상의 LED에 문제가 발생하여도 문제 발생 전과 동일한 전류가 흐르도록 고정된 전류가 흐르도록 하고, LED 문제 발생으로 인해 전압값 변화가 감지되면 문제 발생 전과 동일한 전압이 흐르도록 조정하는 LED 드라이버;
상기 LED 기판 내 각 LED 어레이로 입력되는 전압을 실시간 체킹하여 전압값 변화가 감지되면 해당 LED 어레이 내 하나 이상의 LED에 문제가 발생한 것으로 판단하고, 상기 전압의 변화량을 분석하여 문제가 발생한 LED를 체킹하는 모니터링 모듈;
상기 LED 구동 장치가 설치된 위치의 조도를 센싱하는 조도 센서;
상기 LED 구동 장치가 설치된 위치의 온도를 센싱하는 온도 센서;
상기 문제가 발생한 LED의 정보, 상기 전압센서에서 감지된 전압의 값, 상기 전류센서에서 감지된 전류의 크기, 상기 조도 센서 및 상기 온도 센서를 통해 센싱된 정보를 상기 통신부를 통해 서버 및 단말 중 적어도 하나로 제공하며, 기 설정된 개수 이상의 LED에 문제가 발생했을 경우 상기 LED 구동 장치의 작동을 중지시키며, 상기 서버 또는 단말로부터 수신되는 관리자의 조치정보에 따라 상기 LED 어레이로 가해지는 전압 및 전류의 크기를 제어하는 제어부; 및
상기 서버 또는 단말로부터 수신되는 관리자의 조치정보를 상기 LED에 발생한 문제의 정보와 함께 저장하고, 이를 학습하여 자동조치 알고리즘을 구축하되, 상기 문제의 정보는 문제 발생시간, 문제 발생시 전압값, 문제가 발생한 LED의 위치정보, 문제가 발생하였을 때 조도, 온도 정보 중 적어도 하나를 포함하는, 데이터베이스를 포함하고,
상기 제어부는 상기 LED 구동 장치가 자동제어모드로 설정된 경우, LED 어레이 중 적어도 하나의 LED에 문제가 발생하면 상기 자동조치 알고리즘을 기반으로, LED 어레이에 가해지는 전압의 크기 조정, 전류의 크기 조정, 상기 LED 구동 장치의 작동 중지 중 적어도 하나를 수행하는 것을 특징으로 하는,
LED 구동 장치.
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