KR102548753B1 - Led 스트링들의 전류 밸런싱을 위한 led 구동 회로 - Google Patents

Led 스트링들의 전류 밸런싱을 위한 led 구동 회로 Download PDF

Info

Publication number
KR102548753B1
KR102548753B1 KR1020200137115A KR20200137115A KR102548753B1 KR 102548753 B1 KR102548753 B1 KR 102548753B1 KR 1020200137115 A KR1020200137115 A KR 1020200137115A KR 20200137115 A KR20200137115 A KR 20200137115A KR 102548753 B1 KR102548753 B1 KR 102548753B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
led
led string
current
value
driving circuit
Prior art date
Application number
KR1020200137115A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20220052783A (ko
Inventor
차헌녕
홍다헌
Original Assignee
경북대학교 산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 경북대학교 산학협력단 filed Critical 경북대학교 산학협력단
Priority to KR1020200137115A priority Critical patent/KR102548753B1/ko
Publication of KR20220052783A publication Critical patent/KR20220052783A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102548753B1 publication Critical patent/KR102548753B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B45/00—Circuit arrangements for operating light-emitting diodes [LED]
    • H05B45/30—Driver circuits
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B45/00—Circuit arrangements for operating light-emitting diodes [LED]
    • H05B45/30—Driver circuits
    • H05B45/345—Current stabilisation; Maintaining constant current
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B45/00—Circuit arrangements for operating light-emitting diodes [LED]
    • H05B45/40—Details of LED load circuits
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B47/00—Circuit arrangements for operating light sources in general, i.e. where the type of light source is not relevant
    • H05B47/10—Controlling the light source
    • H05B47/105—Controlling the light source in response to determined parameters

Landscapes

  • Led Devices (AREA)
  • Circuit Arrangement For Electric Light Sources In General (AREA)

Abstract

LED 구동 회로가 개시된다. 본 LED 구동 회로는, 적어도 하나의 LED 소자를 포함하는 제1 LED 스트링 및 적어도 하나의 LED 소자를 포함하는 제2 LED 스트링, 제1 LED 스트링 및 제2 LED 스트링에 전력을 공급하기 위한 전원 소스, 전원 소스와 연결되고, 두 개의 커패시터 및 두 개의 인덕터를 포함하는 Z-소스 네트워크를 포함한다. 제1 LED 스트링은, Z-소스 네트워크에 포함된 인덕터들 중 제1 인덕터에 직렬 연결되고, 제2 LED 스트링은, Z-소스 네트워크에 포함된 인덕터들 중 제2 인덕터에 직렬 연결된다.

Description

LED 스트링들의 전류 밸런싱을 위한 LED 구동 회로 { LED DRIVING CIRCUIT FOR CURRENT BALANCING OF LED STRINGS }
본 개시는 LED 구동 회로에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 서로 다른 LED 스트링들에 대한 전류 밸런싱을 제공할 수 있는 LED 구동 회로에 관한 것이다.
일반적으로, 발광 장치에 사용되는 LED(Light Emitting Diode)들은 신뢰성 및 회로 구조 등의 이유로 여러 개의 채널로 동작한다.
다만, 비록 각 LED가 동일한 LED로서 생산되었다고 하더라도, 제조과정 상 환경(온도, 습도 등)의 차이 및 회로 내 배열의 차이로 인해 서로 다른 특성을 가질 수 있다.
이를 위해, 채널 별로 전류 제어 회로를 연결함으로써 서로 다른 채널의 LED들에 대한 전류 밸런싱을 수행하는 것이 가능했으나, 대부분의 경우, 시스템이 복잡해지고 생산 비용이 상승한다는 문제가 있었다.
본 개시는, 서로 다른 채널을 구성하는 LED 스트링들을 구동함에 있어, 해당 LED 스트링들의 전류 밸런싱을 수행할 수 있는 LED 구동 회로를 제공한다.
본 개시는, 적은 수의 소자만으로 LED 스트링들의 전류 밸런싱을 구현하는 LED 구동 회로를 제공한다.
본 개시는, 상술한 LED 구동 회로에 포함된 적어도 하나의 LED 스트링의 전류 값을 센싱하고, 센싱된 전류 값을 이용하여 LED 구동 회로 내 LED 스트링들 전체의 전류를 일괄 제어할 수 있는 발광 장치를 제공한다.
본 개시의 일 실시 예에 따른 LED(Light Emitting Diodes) 구동 회로는, 적어도 하나의 LED 소자를 포함하는 제1 LED 스트링 및 적어도 하나의 LED 소자를 포함하는 제2 LED 스트링, 상기 제1 LED 스트링 및 상기 제2 LED 스트링에 전력을 공급하기 위한 전원 소스, 상기 전원 소스와 연결되고, 두 개의 커패시터 및 두 개의 인덕터를 포함하는 Z-소스 네트워크를 포함한다. 여기서, 상기 제1 LED 스트링은, 상기 Z-소스 네트워크에 포함된 상기 인덕터들 중 제1 인덕터에 직렬 연결되고, 상기 제2 LED 스트링은, 상기 Z-소스 네트워크에 포함된 상기 인덕터들 중 제2 인덕터에 직렬 연결된다.
상기 LED 구동 회로는, 상기 제1 LED 스트링과 상기 제1 인덕터를 포함하는 제1 패스(path)의 일 단 및 상기 제2 LED 스트링과 상기 제2 인덕터를 포함하는 제2 패스의 일 단과 각각 연결된 스위칭 소자를 포함할 수 있다. 또한, 상기 LED 구동 회로는, 상기 제1 패스의 다른 일 단 및 상기 제2 패스의 다른 일 단과 각각 연결된 다이오드를 더 포함할 수 있다.
상기 스위칭 소자는, 상기 전원 소스 및 상기 전원 소스와 직렬로 연결된 제3 인덕터를 포함하는 제3 패스와 병렬로 연결될 수 있다.
그리고, 상기 다이오드는, 상기 스위칭 소자가 OFF인 경우 상기 다이오드에 전류가 흐르고, 상기 스위칭 소자가 ON인 경우 상기 다이오드에 전류가 흐르지 않는 방향으로 배치된 것일 수 있다.
상기 LED 구동 회로에서, 상기 스위칭 소자가 OFF인 경우, 상기 커패시터들이 충전되면서, 상기 커패시터들 중 제1 커패시터에는 상기 제1 LED 스트링에서 흐르는 전류의 값에 상기 제3 패스에서 흐르는 전류의 값을 더한 값의 전류가 흐르고, 상기 커패시터들 중 제2 커패시터에는 상기 제2 LED 스트링에서 흐르는 전류의 값에 상기 제3 패스에서 흐르는 전류의 값을 더한 값의 전류가 흐를 수 있다. 그리고, 상기 스위칭 소자가 ON인 경우, 상기 커패시터들이 방전되면서, 상기 제1 커패시터에는 상기 제2 LED 스트링에서 흐르는 전류의 값과 방향이 반대인 값의 전류가 흐르고, 상기 제2 커패시터에는 상기 제1 LED 스트링에서 흐르는 전류의 값과 방향이 반대인 값의 전류가 흐를 수 있다.
본 개시의 일 실시 예에 따른 발광 장치는, LED 구동 회로, 상기 LED 구동 회로를 구동하기 위한 구동부를 포함한다. 상기 LED 구동 회로는, 적어도 하나의 LED 소자를 포함하는 제1 LED 스트링 및 적어도 하나의 LED 소자를 포함하는 제2 LED 스트링, 상기 제1 LED 스트링 및 상기 제2 LED 스트링에 전력을 공급하기 위한 전원 소스, 상기 전원 소스와 연결되고, 두 개의 커패시터 및 두 개의 인덕터를 포함하는 Z-소스 네트워크를 포함한다. 상기 제1 LED 스트링은, 상기 Z-소스 네트워크에 포함된 상기 인덕터들 중 제1 인덕터에 직렬 연결되고, 상기 제2 LED 스트링은, 상기 Z-소스 네트워크에 포함된 상기 인덕터들 중 제2 인덕터에 직렬 연결된다. 상기 구동부는, 상기 스위칭 소자의 ON/OFF를 제어한다.
상기 발광 장치는, 상기 제1 패스 또는 상기 제2 패스 내에 직렬로 연결되어 상기 제1 LED 스트링 또는 상기 제2 LED 스트링에 흐르는 전류의 값을 센싱하는 센서를 더 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 구동부는, 상기 센싱된 전류의 값이 목표 전류 값이 되도록, 상기 스위칭 소자의 ON/OFF 주기를 제어할 수 있다.
본 개시에 따른 LED 구동 회로는, LED 스트링들의 특성이 서로 다르더라도, 해당 LED 스트링들의 전류 밸런싱을 수행할 수 있다.
본 개시에 따른 LED 구동 회로는, 적은 수의 소자만으로 LED 스트링들의 전류 밸런싱을 구현할 수 있다는 효과가 있다.
본 개시에 따른 발광 장치는, 상술한 LED 구동 회로에 포함된 LED 스트링들 중 하나의 전류만을 센싱하더라도, 센싱된 전류 값을 이용하여 LED 구동 회로 내 LED 스트링들 전체의 전류를 제어할 수 있다는 효과가 있다.
도 1은 본 개시의 일 실시 예에 따른 LED 구동 회로를 설명하기 위한 회로도,
도 2a는 스위칭 소자가 OFF인 상태의 LED 구동 회로의 동작 예를 설명하기 위한 회로도,
도 2b는 스위칭 소자가 ON인 상태의 LED 구동 회로의 동작 예를 설명하기 위한 회로도,
도 3은 도 1의 LED 구동 회로 및 구동부를 포함하는 발광 장치의 구성을 설명하기 위한 블록도, 그리고
도 4는 본 개시의 일 실시 예에 따른 발광 장치가 하나의 LED 스트링의 전류를 센싱하여 스위칭 소자의 ON/OFF를 제어하는 일 예를 설명하기 위한 블록도이다.
본 개시를 설명함에 있어, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 개시의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 동일한 구성의 중복 설명은 되도록 생략하기로 한다.
이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다.
본 개시에서 사용한 용어는 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 개시를 제한 및/또는 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 개시에서, '포함하다' 또는 '가지다' 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
본 개시에서 사용된 "제1," "제2," "첫째," 또는 "둘째," 등의 표현들은 다양한 구성요소들을, 순서 및/또는 중요도에 상관없이 수식할 수 있고, 한 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위해 사용될 뿐 해당 구성요소들을 한정하지 않는다.
어떤 구성요소(예: 제1 구성요소)가 다른 구성요소(예: 제2 구성요소)에 "(기능적으로 또는 통신적으로) 연결되어((operatively or communicatively) coupled with/to)" 있다거나 "접속되어(connected to)" 있다고 언급된 때에는, 상기 어떤 구성요소가 상기 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나, 다른 구성요소(예: 제3 구성요소)를 통하여 연결될 수 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소(예: 제1 구성요소)가 다른 구성요소(예: 제2 구성요소)에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 상기 어떤 구성요소와 상기 다른 구성요소 사이에 다른 구성요소(예: 제 3 구성요소)가 존재하지 않는 것으로 이해될 수 있다.
본 개시의 실시 예들에서 사용되는 용어들은 다르게 정의되지 않는 한, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 통상적으로 알려진 의미로 해석될 수 있다.
이하에서 첨부된 도면을 참조하여 본 개시의 다양한 실시 예를 상세히 설명한다.
도 1은 본 개시의 일 실시 예에 따른 LED 구동 회로를 설명하기 위한 회로도이다. LED 구동 회로는, 하나 이상의 LED에 흐르는 전류를 제어하여 LED가 발광하도록 하는 회로이다.
도 1을 참조하면, 본 개시에 따른 LED 구동 회로(100)는 두 개의 LED 스트링(110-1, 110-2)을 포함한다.
이때, 각 LED 스트링은, 하나 이상의 LED(Light Emitting Diode)를 포함할 수 있다. 하나의 LED 스트링에 복수의 LED가 포함된 경우, 복수의 LED는 직렬로 연결될 수 있다.
도 1을 참조하면, LED 구동 회로(100)는 LED 스트링들(110-1, 2)에 전력을 공급하기 위한 전원 소스(130)를 포함한다.
그리고, LED 구동 회로(100)는, 전원 소스(130)와 연결되는 Z-소스 네트워크(120)를 포함한다.
도 1을 참조하면, Z-소스 네트워크(120)는 두 개의 인덕터(121, 122) 및 두 개의 커패시터(123, 124)를 포함한다.
구체적으로, 인덕터 L1(121)의 일 단(가령, 도 1에서 인덕터 L1(121)의 좌측 단) 및 인덕터 L2(122)의 일 단(가령, 도 1에서 인덕터 L2(122)의 우측 단)이 커패시터 C1(123)을 통해 연결되고, 인덕터 L1(121)의 타 단(가령, 도 1에서 인덕터 L1(121)의 우측 단)과 인덕터 L2(122)의 타 단(가령, 도 1에서 인덕터 L2(122)의 좌측 단)이 커패시터 C2(124)를 통해 연결된다.
도 1을 참조하면, Z-소스 네트워크(120) 내 인덕터들(121, 122) 각각에 상술한 LED 스트링들(110-1, 2)이 각각 직렬 연결될 수 있다.
구체적으로, 도 1을 참조하면, LED 스트링(110-1)은 인덕터 L1(121)에 직렬 연결되었고, LED 스트링(110-2)은 인덕터 L2(122)에 직렬 연결되었다.
이 경우, 하나의 패스(path)를 구성하게 되는 LED 스트링(110-1)과 인덕터 L1(121)에는 서로 동일한 전류가 흐르고, 역시 하나의 패스를 구성하게 되는 LED 스트링(110-2)과 인덕터 L2(122)에도 서로 동일한 전류가 흐른다.
도 1을 참조하면, LED 구동 회로(100)는, LED 스트링(110-1)과 인덕터 L1(121)을 포함하는 패스의 일 단 및 LED 스트링(110-2)과 인덕터 L2(122)를 포함하는 패스의 일 단과 각각 연결된 스위칭 소자(140)를 포함할 수 있다.
여기서, 스위칭 소자(140)는 전원 소스(130) 및 전원 소스(130)와 직렬로 연결된 인덕터 L3(135)를 포함하는 패스와 병렬로 연결된다.
스위칭 소자(140)는 후술할 구동부 등을 통해 제공되는 제어 신호에 따라 ON/OFF될 수 있으며, 스위칭 소자(140)가 ON되는 경우 스위칭 소자(140)를 통해 전류가 흐르고, 스위칭 소자(140)가 OFF되는 경우 스위칭 소자(140)를 통해 전류가 흐르지 않는다.
스위칭 소자(140)는 모스펫, 양극성 접합 트랜지스터 등의 트랜지스터 소자들 중 적어도 하나를 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
도 1을 참조하면, LED 구동 회로(100)는 별도의 다이오드(150)를 더 포함할 수 있다.
여기서, 다이오드(150)는, LED 스트링(110-1)과 인덕터 L1(121)을 포함하는 패스 및 LED 스트링(110-2)과 L2(122)를 포함하는 패스 각각에 있어, 상술한 스위칭 소자(140)가 연결된 단과 반대의 단에 연결된다.
이때, 다이오드(150)가 도 1에 도시된 방향으로 배치된 결과, 스위칭 소자(140)가 OFF인 경우 다이오드(150)에 전류가 흐르고, 스위칭 소자(140)가 ON인 경우 다이오드(150)에 전류가 흐르지 않을 수 있다.
본 개시에 따른 LED 구동 회로(100)는, 이렇듯 Z-소스 네트워크(120), 하나의 스위칭 소자(140) 및 하나의 다이오드(150)만을 이용하더라도 LED 스트링들(110-1, 2) 간의 전류 밸런싱을 제공할 수 있는바, 이하 도 2a 내지 도 2b를 통해, 본 LED 구동 회로(100)의 구체적인 동작을 설명한다.
도 2a는 스위칭 소자가 ON인 상태의 LED 구동 회로의 동작 예를 설명하기 위한 회로도이다.
도 2a를 참조하면, 스위칭 소자(140)가 ON인 상태에서 다이오드(150)는 OFF되어 스위칭 소자(140)에는 전류가 흐르고 다이오드(150)에는 전류가 흐르지 않는다.
이렇듯 스위칭 소자(140)가 ON인 상태에서, 커패시터들(123, 124)이 방전된다. 여기서, 커패시터(124)의 방전을 통해 LED 스트링(110-1)에 전류가 흐르고, 커패시터(123)의 방전을 통해 LED 스트링(110-2)에 전류가 흐른다. 이때, 다이오드(150)의 전압은, 두 커패시터(123, 124)의 전압의 합이다.
즉, 커패시터 C1(123)에는 LED 스트링(110-2)에서 흐르는 전류(iL2)의 값과 방향이 반대인 값의 전류가 흐르고, 커패시터 C2(124)에는 LED 스트링(110-1)에서 흐르는 전류(iL1)의 값과 방향이 반대인 값의 전류가 흐른다.
Figure 112020111799318-pat00001
Figure 112020111799318-pat00002
한편, 도 2b는 스위칭 소자가 OFF인 상태의 LED 구동 회로의 동작 예를 설명하기 위한 회로도이다.
도 2b를 참조하면, 스위칭 소자(140)가 OFF 되면서 각 인덕터들(121, 122)에는 전류가 계속 흐르기 위해, 다이오드(150)는 켜지게(ON) 된다. 즉, 스위칭 소자(140)에는 전류가 흐르지 않고 다이오드(150)에는 전류가 흐른다.
여기서, 커패시터들(123, 124)이 충전된다. 이때, 커패시터 C1(123)에는 LED 스트링(110-1)에서 흐르는 전류(iL1)의 값에 iin의 값을 더한 값의 전류가 흐르고, 커패시터 C2(124)에는 LED 스트링(110-2)에서 흐르는 전류(iL2)의 값에 iin의 값을 더한 값의 전류가 흐른다.
Figure 112020111799318-pat00003
Figure 112020111799318-pat00004
한편, 상술한 LED 구동 회로(100)에 있어, 커패시터들(123, 124)의 전하 밸런스 조건에 의해 커패시터들(123, 124)의 전류들은 평형을 이루게 된다.
여기서, 스위칭 소자(140)의 ON/OFF 주기에 대하여 스위칭 소자(140)가 ON 상태인 시간의 비를 D(Duty cycle)라고 하면, 상술한 수학식 1 및 수학식 2를 기반으로 다음과 같은 수식이 도출될 수 있다.
Figure 112020111799318-pat00005
Figure 112020111799318-pat00006
여기서, iL1.avg는 iL1의 평균 값이고, iL2.avg는 iL2의 평균 값이고, iin.avg는 iin의 평균 값이다.
상술한 수학식 3에 의해 이하 이하 수학식 4가 도출된다.
Figure 112020111799318-pat00007
Figure 112020111799318-pat00008
이렇듯, 커패시터들(123, 124)의 전하 밸런스 조건에 의해, iL1과 iL2의 평균 전류가 부하와 관계 없이 자동으로 일치하게 된다. 즉, LED 스트링(110-1) 및 LED 스트링(110-2) 각각에 포함된 LED의 개수나 특성과 관계 없이, iL1과 iL2의 평균 전류가 일치하게 된다.
여기서, D(Duty cycle)의 값을 통해 인덕터들(121, 122)의 전류 값이 제어될 수 있으며, 이때 인덕터들(121, 122)에 흐르는 전류들에 대한 밸런싱이 동반된다.
한편, 비록 도시되지는 않았으나, 추가적인 일 실시 예에 따르면, 상술한 LED 스트링들(110-1, 2) 각각에 병렬로 별도의 커패시터가 연결될 수도 있다. 각 LED 스트링들(110-1, 2)이 인덕터(121, 122)에 직렬로 연결되어 있으므로 전류에 리플이 생길 수 있는데, 이렇듯 커패시터가 병렬로 연결되는 경우 리플 성분이 억제될 수 있다.
한편, 비록 도시되지는 않았으나, 추가적인 일 실시 예에 따르면, 상술한 LED 스트링들(110-1, 2) 각각에 역병렬로 별도의 일 다이오드가 연결될 수도 있다. 최초에 스위칭 소자(140)가 ON되는 시점보다 Vin이 ON되는 시점이 더 빠른 경우, LED 스트링들(110-1, 2)에 포함된 LED 다이오드에 역전압이 걸려 회로 손상의 문제가 발생할 가능성이 있기 때문이다.
다만, 각 LED 스트링들(110-1, 2)에 커패시터 및/또는 다이오드를 병렬로 연결하는 상술한 실시 예들의 경우 반드시 적용되어야 할 실시 예라고는 볼 수 없고, 회로의 실제 동작 및 회로 생산 비용을 토대로 소자(커패시터, 다이오드)의 추가 여부가 선택적으로 고려되어야 한다.
이하 도 3 내지 도 4를 통해서는, 본 개시에 따른 발광 장치의 구성 및 동작을 설명한다.
도 3은 본 개시의 일 실시 예에 따라 도 1의 LED 구동 회로 및 구동부를 포함하는 발광 장치의 구성을 설명하기 위한 블록도이다.
도 3을 참조하면, 발광 장치(1000)는 상술한 LED 구동 회로(100), 구동부(200) 등을 포함할 수 있다.
발광 장치(1000)는 LED 전구, LED 조명 장치, LED 신호등, LED 디스플레이 등에 해당할 수 있으나, 이밖에도 복수의 LED를 통해 광을 출력하는 다양한 장치에 해당할 수 있다.
구동부(200)는 LED 구동 회로(100)를 구동하기 위한 구성이다. 구체적으로, 구동부(200)는 LED 구동 회로(100)의 스위칭 소자(140)의 ON/OFF를 제어할 수 있다.
일 예로, 스위칭 소자(140)가 모스펫 소자인 경우, 구동부(200)는 스위칭 소자(140)의 게이트에 인가될 신호를 제어할 수 있다. 이를 위해, 구동부(200)는 적어도 하나의 게이트 드라이버를 포함할 수 있다.
구동부(200)는 스위칭 소자(140)의 상술한 D(Duty cycle)를 제어할 수 있다. 즉, 구동부(200)의 제어에 따라, 상술한 수학식 4에 따른 LED 스트링들(110-1, 2)의 전류가 설정될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 발광 장치(1000)는, LED 스트링들(110-1, 2) 중 적어도 하나의 전류를 센싱하기 위한 센서를 더 포함할 수 있다.
여기서, 센서는 LED 스트링(110-1) 및 인덕터 L1(121)을 포함하는 패스 내에 직렬로 연결되거나 또는 LED 스트링(110-2) 및 인덕터 L2(122)를 포함하는 패스 내에 직렬로 연결될 수 있다.
LED 스트링들(110-1, 2)의 전류 간에 밸런싱이 보장되므로, 센서는 LED 스트링들(110-1, 2) 중 어느 하나의 전류만 측정하더라도 무방하다.
관련하여, 도 4는 본 개시의 일 실시 예에 따른 발광 장치가 하나의 LED 스트링의 전류를 센싱하여 스위칭 소자의 ON/OFF를 제어하는 일 예를 설명하기 위한 블록도이다.
도 4를 참조하면, 센서(250)는 LED 스트링(110-2) 및 L2(122)를 포함하는 패스의 전류를 측정하도록 구성되었다.
구체적인 예로, 센서(250)는 LED 스트링(110-2) 및 L2(122)를 포함하는 패스 내에 직렬로 연결된 저항을 포함할 수 있다. 그리고, 센서(250)는 해당 저항에 인가된 전압을 측정함으로써 LED 스트링(110-2)의 전류를 측정할 수 있다. 이때, 저항의 저항 값은 LED스트링(110-2)의 전류 값에 큰 영향을 주지 않을 정도로 작을 필요가 있다.
여기서, 구동부(200)는 센서(250)를 통해 측정된 LED 스트링(110-2)의 전류 값을 이용하여, 스위칭 소자(140)를 제어할 수 있다.
구체적으로, 구동부(200)는 측정된 전류의 값이 목표 전류 값이 되도록, 스위칭 소자(140)의 ON/OFF 주기(: D)를 제어할 수 있다.
이렇듯, 본 개시에 따른 발광 장치(1000)는 LED 스트링들(110-1, 2) 간의 전류 밸런싱이 보장된 LED 구동 회로(100)를 이용하기 때문에, LED 스트링들(110-1, 2) 중 어느 하나의 전류만 측정하더라도 LED 스트링들(110-1, 2) 전체의 전류를 제어할 수 있다.
한편, 비록 도시되지는 않았으나, 발광 장치(1000)는 필요에 따라 전원 입력부, 배터리, 제어부 등을 더 포함할 수도 있다.
전원 입력부는 외부로부터 전력을 공급받기 위한 구성이고, 배터리는 전력을 저장하기 위한 구성이며, 제어부는 발광 장치(1000) 내 구동부(200) 등 다양한 구성을 전반적으로 제어하기 위한 구성이다. 제어부는 제어 회로 내지는 적어도 하나의 프로세서를 포함할 수도 있다.
상술한 다양한 실시 예들에 따른 구성 요소 각각은 단수 또는 복수의 개체로 구성될 수 있으며, 전술한 해당 서브 구성 요소들 중 일부 서브 구성 요소가 생략되거나, 또는 다른 서브 구성 요소가 다양한 실시 예에 더 포함될 수 있다. 대체적으로 또는 추가적으로, 일부 구성 요소들은 하나의 개체로 통합되어, 통합되기 이전의 각각의 해당 구성 요소에 의해 수행되는 기능을 동일 또는 유사하게 수행할 수 있다.
상술한 다양한 실시 예들에 따른, 모듈, 프로그램 또는 다른 구성 요소에 의해 수행되는 동작들은 순차적, 병렬적, 반복적 또는 휴리스틱하게 실행되거나, 적어도 일부 동작이 다른 순서로 실행되거나, 생략되거나, 또는 다른 동작이 추가될 수 있다.
이상의 설명은 본 개시의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 개시가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 개시의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 또한, 본 개시에 따른 실시 예들은 본 개시의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 개시의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 따라서, 본 개시의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 개시의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100: LED 구동 회로 1000: 발광 장치

Claims (7)

  1. LED(Light Emitting Diodes) 구동 회로에 있어서,
    적어도 하나의 LED 소자를 포함하는 제1 LED 스트링 및 적어도 하나의 LED 소자를 포함하는 제2 LED 스트링;
    상기 제1 LED 스트링 및 상기 제2 LED 스트링에 전력을 공급하기 위한 전원 소스;
    상기 전원 소스와 연결되고, 두 개의 커패시터 및 두 개의 인덕터를 포함하는 Z-소스 네트워크;
    상기 제1 LED 스트링과 제1 인덕터를 포함하는 제1 패스(path)의 일 단 및 상기 제2 LED 스트링과 제2 인덕터를 포함하는 제2 패스의 일 단과 각각 연결된 스위칭 소자; 및
    상기 제1 패스의 다른 일 단 및 상기 제2 패스의 다른 일 단과 각각 연결된 다이오드;를 포함하고,
    상기 제1 LED 스트링은, 상기 Z-소스 네트워크에 포함된 상기 인덕터들 중 상기 제1 인덕터에 직렬 연결되고,
    상기 제2 LED 스트링은, 상기 Z-소스 네트워크에 포함된 상기 인덕터들 중 상기 제2 인덕터에 직렬 연결되는, LED 구동 회로.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 스위칭 소자는,
    상기 전원 소스 및 상기 전원 소스와 직렬로 연결된 제3 인덕터를 포함하는 제3 패스와 병렬로 연결된, LED 구동 회로.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 다이오드는,
    상기 스위칭 소자가 OFF인 경우 상기 다이오드에 전류가 흐르고, 상기 스위칭 소자가 ON인 경우 상기 다이오드에 전류가 흐르지 않는 방향으로 배치된, LED 구동 회로.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 스위칭 소자가 OFF인 경우,
    상기 커패시터들이 충전되면서, 상기 커패시터들 중 제1 커패시터에는 상기 제1 LED 스트링에서 흐르는 전류의 값에 상기 제3 패스에서 흐르는 전류의 값을 더한 값의 전류가 흐르고, 상기 커패시터들 중 제2 커패시터에는 상기 제2 LED 스트링에서 흐르는 전류의 값에 상기 제3 패스에서 흐르는 전류의 값을 더한 값의 전류가 흐르고,
    상기 스위칭 소자가 ON인 경우,
    상기 커패시터들이 방전되면서, 상기 제1 커패시터에는 상기 제2 LED 스트링에서 흐르는 전류의 값과 방향이 반대인 값의 전류가 흐르고, 상기 제2 커패시터에는 상기 제1 LED 스트링에서 흐르는 전류의 값과 방향이 반대인 값의 전류가 흐르는, LED 구동 회로.
  6. 발광 장치에 있어서,
    LED 구동 회로; 및
    상기 LED 구동 회로를 구동하기 위한 구동부;를 포함하고,
    상기 LED 구동 회로는,
    적어도 하나의 LED 소자를 포함하는 제1 LED 스트링 및 적어도 하나의 LED 소자를 포함하는 제2 LED 스트링;
    상기 제1 LED 스트링 및 상기 제2 LED 스트링에 전력을 공급하기 위한 전원 소스;
    상기 전원 소스와 연결되고, 두 개의 커패시터 및 두 개의 인덕터를 포함하는 Z-소스 네트워크;
    상기 제1 LED 스트링과 제1 인덕터를 포함하는 제1 패스(path)의 일 단 및 상기 제2 LED 스트링과 제2 인덕터를 포함하는 제2 패스의 일 단과 각각 연결된 스위칭 소자; 및
    상기 제1 패스의 다른 일 단 및 상기 제2 패스의 다른 일 단과 각각 연결된 다이오드;를 포함하고,
    상기 제1 LED 스트링은, 상기 Z-소스 네트워크에 포함된 상기 인덕터들 중 상기 제1 인덕터에 직렬 연결되고,
    상기 제2 LED 스트링은, 상기 Z-소스 네트워크에 포함된 상기 인덕터들 중 상기 제2 인덕터에 직렬 연결되며,
    상기 구동부는,
    상기 스위칭 소자의 ON/OFF를 제어하는, 발광 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제1 패스 또는 상기 제2 패스 내에 직렬로 연결되어 상기 제1 LED 스트링 또는 상기 제2 LED 스트링에 흐르는 전류의 값을 센싱하는 센서;를 더 포함하고,
    상기 구동부는,
    상기 센싱된 전류의 값이 목표 전류 값이 되도록, 상기 스위칭 소자의 ON/OFF 주기를 제어하는, 발광 장치.
KR1020200137115A 2020-10-21 2020-10-21 Led 스트링들의 전류 밸런싱을 위한 led 구동 회로 KR102548753B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200137115A KR102548753B1 (ko) 2020-10-21 2020-10-21 Led 스트링들의 전류 밸런싱을 위한 led 구동 회로

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200137115A KR102548753B1 (ko) 2020-10-21 2020-10-21 Led 스트링들의 전류 밸런싱을 위한 led 구동 회로

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20220052783A KR20220052783A (ko) 2022-04-28
KR102548753B1 true KR102548753B1 (ko) 2023-06-29

Family

ID=81447946

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020200137115A KR102548753B1 (ko) 2020-10-21 2020-10-21 Led 스트링들의 전류 밸런싱을 위한 led 구동 회로

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102548753B1 (ko)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011142738A (ja) * 2010-01-07 2011-07-21 Toyota Central R&D Labs Inc 電源制御システム

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101236238B1 (ko) * 2006-03-15 2013-02-22 엘지디스플레이 주식회사 엘이디 백라이트 구동회로

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011142738A (ja) * 2010-01-07 2011-07-21 Toyota Central R&D Labs Inc 電源制御システム

Also Published As

Publication number Publication date
KR20220052783A (ko) 2022-04-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9277615B2 (en) LED drive circuit
CN103369786B (zh) 用于驱动led的电路
TWI477190B (zh) 發光二極體驅動裝置
US9255681B2 (en) Lighting device and method for operating a lighting device
US8648537B2 (en) Methods and apparatus for driving LED-based lighting units
CN106102203B (zh) 用功能专用光源组实施机动车辆的多照明功能的照明装置
US8963436B2 (en) Light emitting element driving device
CN104717792A (zh) 发光二极管驱动设备和发光二极管照明设备
US8847501B1 (en) Apparatus for driving LEDs using high voltage
JP5428254B2 (ja) Ｌｅｄ駆動装置
US20160150611A1 (en) Lighting device and lighting fixture using same
KR102548753B1 (ko) Led 스트링들의 전류 밸런싱을 위한 led 구동 회로
US11343891B2 (en) LED system for vehicle lighting having high efficiency and high reliability
US20140327373A1 (en) Led drive device, and lighting system incorporating the same
US9622308B2 (en) Lighting device, illumination device, and lighting fixture
US10368415B2 (en) Lighting apparatus
JP2017021970A (ja) 点灯装置、照明装置及びそれを用いた車両
US11920990B2 (en) In-vehicle temperature detection circuit
CN110071556B (zh) 电量指示电路及指示方法
JP6754241B2 (ja) Ｌｅｄ光射出装置
KR102476804B1 (ko) 다채널 oled 구동회로
JP6666194B2 (ja) 発光装置
JP6441613B2 (ja) 照明装置用の制御回路
JP7389427B2 (ja) 照明装置用の制御回路
JP2018106929A (ja) 照明装置用の制御回路

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E90F Notification of reason for final refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right