KR102626856B1 - Led 구동 장치 및 그 제어 방법 - Google Patents

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Abstract

LED 구동 장치가 개시된다. LED 구동 회로, LED 구동 회로에 구동 전압을 공급하는 전원 공급부, LED 구동 회로 및 전원 공급부 사이에 위치된 전압 리플 제어부 및 PWM(Pulse Width Modulation) 디밍(Dimming) 신호의 듀티 비(Duty ratio)에 따라 전압 리플 제어부를 온 또는 오프 시켜 LED 구동 회로에 제공되는 전압을 제어하는 스위칭부를 포함한다.

Description

LED 구동 장치 및 그 제어 방법 { LED DRIVING DEVICE AND CONTROL METHOD THEREOF }
본 발명은 LED 구동 장치 및 그 제어 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 PWM 디밍 신호를 이용하는 LED 구동 장치 및 그 제어 방법에 관한 것이다.
최근 다양한 분야에서 LED가 광원으로 사용되고 있다. LED는 전기적 특성에 따라 인가되는 전압의 작은 변화에도 상당한 전류 변화를 일으킬 수 있다. LED의 출력 휘도, 계조 등이 LED에 흐르는 전류에 의존적이라는 점에서 전압, 전류의 작은 변화가 발광 세기의 변화, 고장 또는 사용자가 인지할 수 있는 깜빡임, 화면의 흔들림 등을 야기하는 문제가 있었다.
LED를 디밍하는 방법으로 PWM 디밍 방식이 주로 이용되었다. PWM 디밍 펫(Dimming FET)없이 LED 구동회로 동작을 ON/OFF 하는 방식은 LED 구동 장치 내에 추가적인 디밍 펫이 구비되지 않아도 출력 휘도 조절이 가능한 장점이 있으나, 입력 전압의 저주파 리플 등으로 인해 미세한 전류 차이가 발생할 수 있었다.
PWM 디밍 신호가 낮은 구간에서는 미세한 전류 차이에도 LED가 사용자의 눈으로 인지 가능한 깜빡임을 일으킨다는 점에서 PWM 디밍 신호가 낮은 구간 즉, 저계조 상황에서도 깜빡임(Flikering) 또는 흔들림을 방지하려는 움직임이 있었다.
본 개시는 상술한 필요성에 따른 것으로, 본 발명의 목적은 저계조에서도 일정 전압을 제공하는 LED 구동 장치 및 그 제어 방법을 제공함에 있다.
또한, 미세한 전류, 전압 차이로 인해 화면이 흔들리거나 깜빡이는 현상을 방지하는 LED 구동 장치 및 그 제어 방법을 제공함에 있다.
본 개시의 상술한 목적을 달성하기 위한 일 실시 예에 따르면 LED 구동 장치는 LED 구동 회로, 상기 LED 구동 회로에 구동 전압을 공급하는 전원 공급부, 상기 LED 구동 회로 및 상기 전원 공급부 사이에 위치된 전압 리플 제어부 및 PWM(Pulse Width Modulation) 디밍(Dimming) 신호의 듀티 비(Duty ratio)에 따라 상기 전압 리플 제어부를 온 또는 오프 시켜 상기 LED 구동 회로에 제공되는 전압을 제어하는 스위칭부를 포함한다.
여기서, 상기 스위칭부는, 상기 PWM 디밍 신호의 듀티 비가 기설정된 임계값 미만이면, 상기 전압 리플 제어부를 오프 시켜 상기 전압 리플 제어부의 내부 전압이 상기 LED 구동 회로에 제공되도록 제어하고, 상기 PWM 디밍 신호의 듀티 비가 상기 기설정된 임계값 이상이면, 상기 전압 리플 제어부를 온 시켜 상기 구동 전압이 상기 LED 구동 회로에 제공되도록 제어할 수 있다.
또한, 상기 전압 리플 제어부는, 제1 정전압 소자 및 제2 정전압 소자;를 포함하며, 상기 스위칭부는, 상기 제2 정전압 소자의 일단 및 타단과 연결되는 스위치를 포함하며, 상기 PWM 디밍 신호의 듀티 비가 상기 기설정된 임계값 미만이면, 상기 스위치를 통해 상기 제2 정전압 소자를 오프 시켜 상기 제1 정전압 소자의 전압이 상기 LED 구동 회로로 제공되도록 제어하고, 상기 PWM 디밍 신호의 듀티 비가 상기 기설정된 임계값 이상이면, 상기 스위치를 통해 상기 제2 정전압 소자를 온 시켜 상기 구동 전압이 상기 LED 구동 회로로 제공되도록 제어할 수 있다.
여기서, 상기 전압 리플 제어부는, 제1 저항, 상기 제1 저항의 일단과 연결되는 제1 트랜지스터 및 상기 제1 저항의 타단 및 상기 제1 정전압 소자의 일단과 연결되는 제2 저항을 더 포함하며, 상기 제2 정전압 소자의 일단은 상기 제1 정전압 소자의 타단 및 상기 스위칭부의 일단과 연결되고, 상기 제2 정전압 소자의 타단은 상기 스위칭부의 타단과 연결될 수 있다.
또한, 상기 PWM 디밍 신호의 듀티 비가 상기 기설정된 임계값 이상이면, 상기 제1 저항 및 상기 제1 트랜지스터에 의해 강하된 상기 구동 전압을 상기 LED 구동 회로로 제공하고, 상기 PWM 디밍 신호의 듀티 비가 상기 기설정된 임계값 미만이면, 상기 제1 트랜지스터 및 상기 제2 저항에 의해 강하된 상기 제1 정전압 소자의 전압을 상기 LED 구동 회로로 제공할 수 있다.
또한, 상기 스위칭부는, 상기 PWM 디밍 신호의 듀티 비가 상기 기설정된 임계값 이상에서 상기 기설정된 임계값 미만으로 변경된 것으로 식별되면, 상기 스위치를 통해 상기 제2 정전압 소자를 오프 시킬 수 있다.
또한, 상기 LED 구동 회로는, 복수의 LED 구동 회로를 포함하며, 상기 스위칭부는, 상기 복수의 LED 구동 회로 각각에 제공되는 PWM 디밍 신호의 듀티 비의 평균 값에 따라 상기 전압 리플 제어부를 온 또는 오프 시킬 수 있다.
또한, 상기 스위칭부는, 상기 PWM 디밍 신호의 하이(High) 신호 주기 간격에 기초하여 상기 전압 리플 제어부를 온 또는 오프 시킬 수 있다.
한편, 본 개시의 일 실시 예에 따르면 LED 구동 회로, 상기 LED 구동 회로에 구동 전압을 공급하는 전원 공급부, 및 상기 LED 구동 회로와 상기 전원 공급부 사이에 위치된 전압 리플 제어부를 포함하는 LED 구동 장치의 제어 방법은 PWM(Pulse Width Modulation) 디밍(Dimming) 신호의 듀티 비(Duty ratio)를 식별하는 단계 및 상기 식별 결과에 따라 상기 전압 리플 제어부를 온 또는 오프 시켜 상기 LED 구동 회로에 제공되는 전압을 제어하는 단계를 포함한다.
여기서, 상기 전압을 제어하는 단계는, 상기 PWM 디밍 신호의 듀티 비가 기설정된 임계값 미만이면, 상기 전압 리플 제어부를 오프 시켜 상기 전압 리플 제어부의 내부 전압이 상기 LED 구동 회로에 제공되도록 제어하는 단계 및 상기 PWM 디밍 신호의 듀티 비가 상기 기설정된 임계값 이상이면, 상기 전압 리플 제어부를 온 시켜 상기 구동 전압이 상기 LED 구동 회로에 제공되도록 제어하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 상기 전압 리플 제어부는, 제1 정전압 소자 및 제2 정전압 소자를 포함하고, 상기 전압 리플 제어부의 내부 전압이 상기 LED 구동 회로에 제공되도록 제어하는 단계는, 상기 PWM 디밍 신호의 듀티 비가 상기 기설정된 임계값 미만이면, 상기 LED 구동 장치에 포함된 스위치를 통해 상기 제2 정전압 소자를 오프 시켜 상기 제1 정전압 소자의 전압이 상기 LED 구동 회로로 제공되도록 제어하고, 상기 구동 전압이 상기 LED 구동 회로에 제공되도록 제어하는 단계는, 상기 PWM 디밍 신호의 듀티 비가 상기 기설정된 임계값 이상이면, 상기 스위치를 통해 상기 제2 정전압 소자를 온 시켜 상기 구동 전압이 상기 LED 구동 회로로 제공되도록 제어하고, 상기 스위치는, 상기 제2 정전압 소자의 일단 및 타단과 연결될 수 있다.
또한, 상기 전압 리플 제어부는, 제1 저항, 상기 제1 저항의 일단과 연결되는 제1 트랜지스터 및, 상기 제1 저항의 타단 및 상기 제1 정전압 소자의 일단과 연결되는 제2 저항을 포함하고, 상기 제2 정전압 소자의 일단은 상기 제1 정전압 소자의 타단 및 상기 스위치의 일단과 연결되고, 상기 제2 정전압 소자의 타단은 상기 스위치의 타단과 연결될 수 있다.
여기서, 상기 전압 리플 제어부의 내부 전압이 상기 LED 구동 회로에 제공되도록 제어하는 단계는, 상기 제1 트랜지스터 및 상기 제2 저항에 의해 강하된 상기 제1 정전압 소자의 전압을 상기 LED 구동 회로로 제공하는 단계를 포함하고, 상기 구동 전압이 상기 LED 구동 회로에 제공되도록 제어하는 단계는, 상기 PWM 디밍 신호의 듀티 비가 상기 기설정된 임계값 이상이면, 상기 제1 저항 및 상기 제1 트랜지스터에 의해 강하된 상기 구동 전압을 상기 LED 구동 회로로 제공하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 상기 PWM 디밍 신호의 듀티 비가 상기 기설정된 임계값 이상에서 상기 기설정된 임계값 미만으로 변경된 것으로 식별되면, 상기 스위치를 통해 상기 제2 정전압 소자를 오프 시키는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 상기 전압을 제어하는 단계는, 상기 PWM 디밍 신호의 하이(High) 신호주기 간격에 기초하여 상기 전압 리플 제어부를 온 또는 오프 시키는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 상기 LED 구동 회로는, 복수의 LED 구동 회로를 포함하며, 상기 전압을 제어하는 단계는, 상기 복수의 LED 구동 회로 각각에 제공되는 PWM 디밍 신호의 듀티 비의 평균 값에 따라 상기 전압 리플 제어부를 온 또는 오프 시켜 상기 LED 구동 회로에 제공되는 전압을 제어할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시 예들에 따르면, 저계조에서 사용자의 눈에 의해 인지되는 깜빡임(Flickering)의 발생을 방지할 수 있다.
또한, PWM 디밍 방식에 있어서 LED에 흐르는 전류 또는 인가되는 전압의 리플에 의한 떨림 현상이 없는 깨끗한 화면을 사용자에게 제공할 수 있다.
도 1은 본 개시의 일 실시 예에 따른 LED 구동 장치의 구성을 나타내는 블럭도이다.
도 2는 본 개시의 일 실시 예에 따른 LED 구동 장치의 구성을 나타내는 회로도이다.
도 3은 도 2에 도시된 LED 구동 장치의 세부 구성을 나타내는 회로도이다..
도 4는 본 개시의 일 실시 예에 따른 LED 구동 장치의 동작을 설명하기 위한 회로도이다.
도 5는 본 개시의 다른 실시 예에 따른 LED 구동 장치의 동작을 설명하기 위한 회로도이다.
도 6 본 개시의 일 실시 예에 따른 LED 구동 장치를 적용함에 따른 효과를 설명하기 위한 그래프이다.
도 7은 본 개시의 다른 실시 예에 따른 LED 구동 장치를 설명하기 위한 그래프이다.
도 8은 본 개시의 다른 실시 예에 따른 LED 구동 장치의 구성을 나타내는 회로도이다.
도 9는 본 개시의 일 실시 예에 따른 LED 구동 장치의 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
본 명세서에서 사용되는 용어에 대해 간략히 설명하고, 본 개시에 대해 구체적으로 설명하기로 한다.　
본 개시의 실시 예에서 사용되는 용어는 본 개시에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 개시의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 개시에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 개시의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.
본 개시의 실시 예들은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 특정한 실시 형태에 대해 범위를 한정하려는 것이 아니며, 개시된 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 실시 예들을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "구성되다" 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 "모듈" 혹은 "부"는 적어도 하나의 기능이나 동작을 수행하며, 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나 하드웨어와 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다. 또한, 복수의 "모듈" 혹은 복수의 "부"는 특정한 하드웨어로 구현될 필요가 있는 "모듈" 혹은 "부"를 제외하고는 적어도 하나의 모듈로 일체화되어 적어도 하나의 프로세서(미도시)로 구현될 수 있다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고하여 본 개시의 실시 예에 대하여 본 개시가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다.　그러나 본 개시는 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 개시를 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
도 1은 본 개시의 일 실시 예에 따른 LED 구동 장치의 구성을 나타내는 블럭도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 개시의 일 실시 예에 따른 LED 구동 장치(100)는 LED 구동 회로(110), 전원 공급부(120), 전압 리플 제어부(130) 및 스위칭부(140)를 포함한다.
본 개시의 일 실시 예에 따른 LED 구동 회로(110)는 LED 패널(미도시)을 구동한다. 예를 들어, LED 구동 회로(110)는 프로세서(미도시)의 제어에 따라 LED 패널을 구성하는 각 LED 픽셀에 구동 전압을 인가하거나 구동 전류를 흐르게 함으로써, 각 LED 픽셀을 구동한다. 여기서, LED 구동 회로(110)는 패널 구동부, LED 패널은 디스플레이 패널 등으로 불릴 수 있으나, 이하에서는 설명의 편의를 위해 각각 LED 구동 회로(110), LED 패널로 통칭하도록 한다.
특히, LED 구동 회로(110)는 듀티비가 가변되는 펄스폭 변조(Pulse Width Modulation, PWM)로 광원들의 휘도를 제어하거나, 전류의 세기를 가변하여 광원들의 휘도를 제어할 수 있다. 여기서, 펄스폭 변조 신호(PWM)는 광원들의 점등 및 소등의 비율을 제어하며, 그 듀티 비(duty ratio %)는 프로세서(미도시)로부터 입력되는 디밍 값에 따라 결정된다.
즉, 본 개시의 일 실시 예에 따른 LED 구동 회로(110)는 듀티 비(Duty Ratio %)가 가변되는 PWM 디밍 신호에 기초하여 광원 즉, LED 소자의 휘도를 제어하거나, 전류의 세기를 가변하여 LED 소자의 휘도를 제어할 수 있다. 또는 듀티 비 및 전류의 세기를 모두 가변하는 것도 가능하다. 여기서, PWM 디밍 신호는 LED 구동 회로(110) 외에 전압 리플 제어부(130), 스위칭부(140) 등에도 제공될 수 있다.
본 개시의 일 실시 예에 따른 전원 공급부(120)는 LED 구동 회로(110)에 구동 전압을 공급할 수 있다. 또한, LED 구동 회로(110)외에 LED 구동 장치(100) 내의 각 구성에 전원을 공급할 수 있다. 구체적으로, 전원 공급부(120)는 LED 구동 장치(100)의 구동에 필요한 구동 전원을 생성하고, 생성한 구동 전원을 각 구성에 공급할 수 있다.
이하에서는, 전원 공급부(120)에서 공급하는 전압을 구동 전압 VDRV로 통칭하도록 한다.
본 개시의 일 실시 예에 따른 전압 리플 제어부(130)는 LED 구동 회로(110)와 전원 공급부(120) 사이에 위치한다. 일 예로, 전압 리플 제어부(130)는 일단이 전원 공급부(120)와 연결되고, 타단이 LED 구동 회로(110)와 연결될 수 있다.
본 개시의 일 실시 예에 따른 전압 리플 제어부(130)는 제1 정전압 소자를 포함할 수 있다. 여기서, 제1 정전압 소자는 일정한 크기의 전압을 얻을 목적으로 이용되는 소자일 수 있다. 정전압 소자는 정전압 다이오드, 제너 다이오드(Zener diode)등으로 불릴 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니며, 일정한 크기의 전압을 공급하여 회로 내에 안정적인 정전압원을 구성하는 다양한 유형의 소자로 구현될 수 있음은 물론이다. 이하에서는, 제1 정전압 소자에 의해 공급되는 전압을 VZD1으로 통칭하도록 한다.
본 개시의 일 실시 예에 따른 스위칭부(140)는 LED 구동 회로(110)로 제공되는 전압의 크기를 제어할 수 있다. 일 예로, 스위칭부(140)는 PWM(Pulse Width Modulation) 디밍(Dimming) 신호의 듀티 비(Duty ratio)에 따라 전압 리플 제어부(130)를 온 또는 오프 시켜 LED 구동 회로(110)에 제공되는 전압을 제어할 수 있다. 예를 들어, PWM 디밍 신호의 듀티 비가 기설정된 임계값 미만이면, 전압 리플 제어부(130)를 오프 시켜 전압 리플 제어부(130)의 내부 전압이 LED 구동 회로(110)에 제공되도록 제어할 수 있다. 구체적으로, 전압 리플 제어부(130)는 제1 및 제2 정전압 소자를 포함할 수 있다. 이 경우, 스위칭부(140)는 제2 정전압 소자를 오프 시키고, 제1 정전압 소자의 전압이 LED 구동 회로(110)로 제공되도록 할 수 있다.
다른 예로, PWM 디밍 신호의 듀티 비가 기설정된 임계값 이상이면, 전압 리플 제어부(130)를 온 시켜 구동 전압이 LED 구동 회로(110)로 제공되도록 제어할 수 있다. 구체적으로, 스위칭부(140)는 제2 정전압 소자를 온 시키고, 전원 공급부(120)에서 공급되는 구동 전압이 LED 구동 회로(110)로 제공되도록 할 수 있다. 여기서, PWM 디밍 신호는 하이(High) 또는 로우(Low)(또는, On 또는 Off) 신호를 가질 수 있다. 파형의 주기가 Tc이면, PWM 디밍 신호의 하이 신호는 0에서 Tc까지 변화할 수 있다. PWM 디밍 신호가 하이 신호인 구간이 Td이면, 듀티 비는 100 * Td/Tc [%] 이다. 듀티 비는 듀티 사이클(Duty Cycle) 등으로 불릴 수 있으나 이하에서는 설명의 편의를 위해 듀티 비로 통칭한다. 일 예로, PWM 디밍 신호는 100%, 50%, 30%, 5% 등의 듀티 비를 가질 수 있고, 듀티 비는 한 주기 Tc에서의 하이 신호 비율에 따라 변경될 수 있다.
도 2는 본 개시의 일 실시 예에 따른 LED 구동 장치(100)의 구성을 나타내는 회로도이다.
도 2를 참조하면, 전압 리플 제어부(130)는 전원 공급부(120) 및 LED 구동 회로 사이에 구비될 수 있다. 스위칭부(140)는 PWM 디밍 신호에 기초하여 전압 리플 제어부(130)를 제어할 수 있다.
일 예로, 전압 리플 제어부(130)는 전원 공급부(120)의 출력 전압에 따른 구동 전압(VDRV)를 바이패스(Bypass)할 수 있다. 이 경우, 구동 전압(VDRV)이 LED 구동 회로(110)의 입력 전압(Vin)이 될 수 있다.
다른 예로, 전압 리플 제어부(130)는 내부에 구비된 제1 정전압 소자에 대응되는 전압(VZD1)을 LED 구동 회로(110)에 제공할 수 있다. 이 경우, 제1 정전압 소자에 대응되는 전압(VZD1)이 LED 구동 회로(110)의 입력 전압(Vin)이 될 수 있다. 한편, 회로 내부의 소자 및 부하 등이 이상적이지 않으므로, 전압 강하 및 전압 손실 등이 발생할 수 있다. 이에 대해서는 후술하도록 한다.
도 3은 도 2에 도시된 LED 구동 장치의 세부 구성을 나타내는 회로도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 전압 리플 제어부(130) 및 스위칭부(140)는 각각 복수의 소자를 포함할 수 있다.
본 개시의 일 실시 예에 따른 전압 리플 제어부(130)는 제1 정전압 소자(130-1) 및 제2 정전압 소자(130-2)를 포함할 수 있다. 제1 및 제2 정전압 소자(130-1, 130-2)는 직렬로 연결될 수 있다.
스위칭부(140)는 제2 정전압 소자(130-2)의 일단 및 타단과 연결되는 스위치를 포함할 수 있다. 일 예로, 제2 정전압 소자(130-2)와 스위치는 병렬 연결될 수 있다. 여기서, 스위치는 반드시 스위칭부(140)에 포함되는 것은 아니며 전압 리플 제어부(130)에 포함될 수도 있다. 이 경우, 스위칭부(140)는 스위치의 온 또는 오프를 제어하는 신호를 출력하고, 이에 따라 전압 리플 제어부(130)의 온 또는 오프가 제어되는 형태로 구현될 수도 있음은 물론이다. 도 4는 본 개시의 일 실시 예에 따른 LED 구동 장치의 동작을 설명하기 위한 회로도이다.
본 개시의 일 실시 예에 따른 LED 구동 장치(100)는 입력 신호에 대응되는 계조가 LED 패널 상에 디스플레이될 수 있도록 LED 패널에 전압을 인가하거나 전류를 흐르게 할 수 있다. 또한, 본 개시의 일 실시 예에 따른 LED 구동 장치(100)는 계조 별로 전압을 인가하는 시간을 상이하게 하여 계조를 표현할 수 있다. 일 예로, 본 개시의 일 실시 예에 따른 LED 구동 장치(100)는 고 계조에서는 전압 인가 시간을 상대적으로 길게 조정하고, 저 계조에서는 전압 인가 시간을 상대적으로 짧게 조정할 수 있다.
한편, 전압 인가 시간이 상대적으로 짧은 저 계조에서 PWM 디밍 신호의 듀티 비가 지나치게 낮아지면 전압 또는 전류의 리플이 발생함에 따라 인간의 눈이 감지하는 깜박임(Flickering)이 발생할 수 있다. 본 개시의 일 실시 예에 따른 LED 구동 장치(100)는 PWM 디밍 신호의 듀티 비가 기설정된 임계값 이상 또는 미만인지 여부를 식별하여 전압 또는 전류 리플의 발생을 방지할 수 있다.
도 4에 도시된 바와 같이, PWM 디밍 신호의 듀티 비가 기설정된 임계값 이상이면, 스위칭부(140)는 스위치를 통해 제2 정전압 소자(130-2)를 온 시켜 전압 리플 제어부(130)의 내부 전압이 구동 전압(VDRV)보다 커지도록 제어할 수 있다. 이에 따라, 스위칭부(140)는 구동 전압이 LED 구동 회로(110)에 제공되도록 전압 리플 제어부(130)를 제어할 수 있다. 구체적으로, 스위칭부(140)는 스위치를 오프 시켜서(또는, 개방하여) 제2 정전압 소자(130-2)를 온 시키고, 전압 리플 제어부(130)의 내부 전압이 구동 전압(VDRV)보다 커지도록 제어할 수 있다.
본 개시의 일 실시 예에 따라, PWM 디밍 신호는 하이(High) 또는 로우(Low)(또는, On 또는 Off) 신호를 가질 수 있다. 이에 따라, PWM 디밍 신호에 의해 전류가 LED 구동 회로(110)에 흐를 수 있다.
도 4를 참조하면, 전압 리플 제어부(130)는 제1 트랜지스터(130-3) 및 제1 저항(130-4)를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따라, PWM 디밍 신호의 듀티 비가 기설정된 임계값 이상이면, 스위칭부(140)는 스위치를 오프 시켜서(또는, 개방하여) 제2 정전압 소자(130-2)를 온 시키고, 전압 리플 제어부(130)의 내부 전압이 구동 전압(VDRV)보다 커지도록 제어할 수 있다. 여기서, 전압 리플 제어부(130)의 내부 전압은 제1 정전압 소자의 전압(VZD1) 및 제2 정전압 소자의 전압(VZD2)의 합(VZD1+VZD2)일 수 있고, 내부 전압은 구동 전압보다 클 수 있다(VZD1+VZD2 > VDRV). 이 경우, 전압 리플 제어부(130)는 제1 저항(130-4) 및 제1 트랜지스터(130-3)에 의해 강하된 구동 전압을 LED 구동 회로(110)로 제공할 수 있다.
도 4를 참조하면, 전원 공급부(120) 및 전압 리플 제어부(130) 사이에서 흐르는 제1 전류(i1)에 따라 제1 저항(130-4)에서 발생된 제1 전압 강하(i1*R1) 및 제 1 트랜지스터(130-3)에서 발생된 제2 전압 강하(-VBE)에 의해 강하된 구동 전압이 LED 구동 회로(110)로 제공될 수 있다. 강하된 구동 전압은 하기의 수학식 1로 표현될 수 있다.
Figure 112018089609375-pat00001
여기서, Vin은 LED 구동 회로로 제공되는 입력 전압, VDRV는 전원 공급부에 의해 공급되는 구동 전압, i1 * R1 은 제1 전압 강하, VBE는 제2 전압 강하이다.
제1 전압 강하(i1*R1) 및 제2 전압 강하(VBE)는 매우 작은 값으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 제1 저항(R1, 130-4)은 충분히 작게 구현할 수 있으며, 제2 전압 강하(VBE)는 약 0.7V일 수 있다. 이에 따라, LED 구동 회로(110)에 대한 입력 전압(Vin)은 구동 전압(VDRV)와 유사한 값을 가질 수 있다.
도 5는 본 개시의 다른 실시 예에 따른 LED 구동 장치의 동작을 설명하기 위한 회로도이다.
본 개시의 일 실시 예에 따른 스위칭부(140)는 PWM 디밍 신호의 듀티 비가 기설정된 임계값 미만이면, 전압 리플 제어부(130)를 오프 시켜 전압 리플 제어부(130)의 내부 전압이 LED 구동 회로(110)로 제공되도록 제어할 수 있다.
일 예로, 스위칭부(140)는 스위치를 온 시켜서(또는, 폐쇄하여) 제2 정전압 소자(130-2)를 오프 시키고, 전압 리플 제어부(130)의 내부 전압이 구동 전압(VDRV)보다 작아지도록 제어할 수 있다. 여기서, 전압 리플 제어부(130)의 내부 전압은 제1 정전압 소자(130-1)의 전압(VZD1)일 수 있고, 내부 전압은 구동 전압보다 작을 수 있다(VZD1 < VDRV).
전압 리플 제어부(130)의 내부 전압이 제1 정전압 소자(130-1)의 전압(VZD1)이고 내부 전압이 구동 전압보다 작으면, 제1 정전압 소자(130-1)의 전압이 LED 구동 회로로 제공될 수 있다.
도 5에 도시된 바와 같이, 전압 리플 제어부(130)는 제1 트랜지스터(130-3) 및 제2 저항(130-5)를 포함할 수 있다. 이 경우, 전압 리플 제어부(130)는 제1 트랜지스터(130-3) 및 제2 저항(130-5)에 의해 강하된 제1 정전압 소자의 전압(VZD1)을 LED 구동 회로(110)로 제공할 수 있다.
도 5를 참조하면, 전압 리플 제어부(130) 및 LED 구동 회로(110) 사이에서 흐르는 제2 전류(i2)에 따라 제2 저항(130-5)에서 발생된 제3 전압 강하(i2*R2) 및 제 1 트랜지스터(130-3)에서 발생된 제2 전압 강하(VBE)에 기초하여 강하된 제1 정전압 소자에 대응되는 전압이 LED 구동 회로(110)로 제공될 수 있다. 강하된 제1 정전압 소자에 대응되는 전압은 하기의 수학식 2로 표현될 수 있다.
Figure 112018089609375-pat00002
여기서, Vin은 LED 구동 회로로 제공되는 입력 전압, VZD1은 제1 정전압 소자의 전압, i2 * R2 는 제3 전압 강하, VBE는 제2 전압 강하이다.
일 실시 예에 따라, 제2 저항(R2, 130-5)은 충분히 크게 구현될 수 있으며, 이에 따라 제1 정전압 소자에 흐르는 전류가 제한될 수 있다. 이에 따라, LED 구동 회로(110)에 대한 입력 전압(Vin)은 구동 전압(VDRV)와 무관하게 제1 정전압 소자의 전압(VZD1)과 유사한 전압으로 클램핑(clamping)될 수 있다. 여기서, 저 계조 즉, PWM 디밍 신호가 로우 신호일 때, LED 구동 회로(110)에 흐르는 전류가 매우 작으므로 제1 트랜지스터(130-3)의 발열이 크지 않을 수 있다.
한편, 이와 같은 수학식 1 및 수학식 2는 각각 전원 공급부(120)와 전압 리플 제어부(130) 간의 폐회로 및 전압 리플 제어부(130)와 LED 구동 회로(110) 간의 폐회로에 키르히호프의 규칙(Kirchhoff's rules)에 따른 KVL, KCL 등을 이용하여 산출할 수 있음은 물론이다.
일 예로, 수학식 1에서 내부 전압이 구동 전압보다 크므로(VZD1+VZD2 > VDRV), 전류 i1이 전원 공급부(120)와 LED 구동 회로(110) 간의 폐회로를 흐르게 되고, 전압 리플 제어부(130)의 내부 회로 즉, 제2 저항(R2, 130-5), 제1 및 제2 정전압 소자로 전류가 흐르지 않을 수 있다. 이에 따라, 수학식 1을 도출할 수 있다.
다른 예로, 수학식 2에서 내부 전압이 구동 전압보다 작으므로(VZD1 < VDRV), 전류 i2가 전압 리플 제어부(130)와 LED 구동 회로(110) 간의 폐회로를 흐르게 되고, 전원 공급부(120)로 전류가 흐르지 않을 수 있다. 이에 따라, 수학식 2를 도출할 수 있다.
한편, 도 3 내지 도 5를 참조하면, 전압 리플 제어부(130)는 제1 저항(130-4), 제1 저항(130-4)의 일단과 연결되는 제1 트랜지스터(130-3), 제1 저항(130-4)의 타단 및 제1 정전압 소자(130-1)의 일단과 연결되는 제2 저항(130-5)을 포함할 수 있다.
여기서, 제2 정전압 소자(130-2)의 일단은 제1 정전압 소자(130-1)의 타단 및 스위칭부(140)의 일단과 연결되고, 제2 정전압 소자(130-2)의 타단은 스위칭부(140)의 타단과 연결될 수 있다. 제1 정전압 소자(130-1)의 일단은 제2 저항(130-5)의 타단과 연결되고, 제1 정전압 소자(130-1)의 타단은 제2 정전압 소자(130-2)의 일단과 연결될 수 있다.
도 6 은 본 개시의 일 실시 예에 따른 LED 구동 장치를 적용함에 따른 효과를 설명하기 위한 그래프이다.
도 6을 참조하면, PWM 디밍 신호의 듀티 비가 기설정된 임계값 이상이면, 구동 전압(VDRV)에서 제1 저항(130-4)에서 발생된 제1 전압 강하 및 제 1 트랜지스터(130-3)에서 발생된 제2 전압 강하에 따른 입력 전압(Vin)이 LED 구동 회로(110)로 제공될 수 있다. 한편, PWM 디밍 신호의 듀티 비가 기설정된 임계값 이상이면, 제1 정전압 소자(130-1)의 전압(Vin)이 LED 구동 회로(110)로 제공될 수 있다.
본 개시의 일 실시 예에 따른 LED 구동 장치(100)는 PWM 디밍 신호의 듀티 비가 기설정된 임계값 이상에서 기설정된 임계값 미만으로 변경되는지 여부를 식별할 수 있다. 도 6을 참조하면, PWM 디밍 신호의 듀티 비의 변경이 식별되면, 스위칭부(140)는 제2 정전압 소자(130-2)를 오프 시켜서, 전압 리플 제어부(130)의 내부 전압이 구동 전압(VDRV)보다 작아지도록(VZD1 < VDRV) 제어할 수 있다. 이 경우, LED 구동 회로(110)로의 입력 전압(Vin)은 제1 정전압 소자의 전압(VZD1)이 될 수 있다.
도 7은 본 개시의 다른 실시 예에 따른 LED 구동 장치를 설명하기 위한 그래프이다.
도 7을 참조하면, 본 개시의 다른 실시 예에 따른 LED 구동 장치(100)는 PWM 디밍 신호의 하이 신호에 기초하여 스위치를 온 또는 오프 시킬 수 있다. PWM 디밍 신호는 기설정된 주기의 파형 Tc를 가지고, PWM 디밍 신호의 하이 신호는 기설정된 주기 Tc 간격으로 발생할 수 있다.
LED 구동 장치(100)는 PWM 디밍 신호의 듀티 비 외에도 PWM 디밍 신호의 하이 신호가 발생하는 주기 간격으로 스위치를 온 또는 오프 시킬 수 있다. LED 구동 장치(100)는 PWM 디밍 신호의 듀티 비가 기설정된 임계값 미만 또는 이상인지 여부를 매번 식별하는 것이 아닌, 일정 주기 간격으로 스위치를 온 또는 오프 시킬 수 있다. 여기서, 스위치는 주기 간격에 대응되는 시간 동안 온(On)될 수 있다. 일 예로, PWM 디밍 신호의 하이 신호가 발생하는 동안 스위치가 온되는 것이 아니라, 상대적으로 짧은 시간동안 온될 수 있다.
도 7을 참조하면, 스위칭부(140)는 PWM 디밍 신호의 주기 Tc에 기초하여 PWM 디밍 신호의 듀티 비와는 상이한 듀티 비로 스위치를 온 시킬 수 있다. 예를 들어, 주기 Tc에 있어서, PWM 디밍 신호는 제1 듀티 비(100 * Td1/Tc)를 가지고, 스위칭부(140)는 제2 듀티 비(100*Td2/Tc)를 가질 수 있다. 스위칭부(140)는 제2 듀티 비에 기초하여 스위치를 온 시킬 수 있다.
도 8은 본 개시의 다른 실시 예에 따른 LED 구동 장치의 구성을 나타내는 회로도이다.
본 개시의 일 실시 예에 따른 LED 구동 회로(110)는 복수의 LED 구동 회로(110-1, … , 110-n)을 포함할 수 있다. 스위칭부(140)는 복수의 LED 구동 회로(110-1, … , 110-n) 각각에 제공되는 PWM 디밍 신호의 듀티 비의 평균 값에 따라 전압 리플 제어부(130)를 온 또는 오프 시킬 수 있다.
일 실시 예에 따라, 복수의 LED 소자를 포함하는 LED 영역에 LED 구동 회로(110)가 구비될 수 있다. 즉, 복수의 LED 영역 각각에 LED 구동 회로(110-1, … , 110-n)가 구비될 수 있다. 여기서, LED 영역은 LED 모듈, LED 캐비넷(cabinet) 등으로 불릴 수 있으나, 설명의 편의를 위해 LED 영역으로 통칭한다.
본 개시의 일 실시 예에 따른 LED 구동 장치(100)는 복수의 LED 영역 각각에 LED 구동 회로(110), 전압 리플 제어부(130) 및 스위칭부(140)를 구비하여 각 영역 별로 입력 전압(Vin)을 제어할 수 있다.
예를 들어, 입력 신호의 계조 구현시 각 LED 영역의 계조 별로 전류 또는 전압 인가 듀티 비를 상이하게 하여 즉, LED 영역 별로 상이하게 계조를 표현할 수 있다. 복수의 LED 영역 중 적어도 어느 하나의 영역에서 깜빡임(Flickering)이 발생하는 것을 방지할 수 있음은 물론이다.
다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 복수의 LED 구동 회로(110-1, … , 110-n) 각각에 제공되는 PWM 디밍 신호의 듀티 비의 평균 값이 기설정된 임계 값 이상 또는 미만인지 여부를 식별하여, 식별 결과에 따라 복수의 LED 영역에 대한 입력 전압(Vin)을 통합하여 제어할 수도 있음은 물론이다. 또한, LED 영역은, LCD(liquid crystal display), OLED(organic LED) AMOLED(active-matrix OLED), PDP(Plasma Display Panel) 등으로 구현될 수도 있다.
도 9는 본 개시의 일 실시 예에 따른 LED 구동 장치의 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
본 개시의 일 실시 예에 따른 LED 구동 회로, LED 구동 회로에 구동 전압을 공급하는 전원 공급부, 및 LED 구동 회로와 전원 공급부 사이에 위치된 전압 리플 제어부를 포함하는 LED 구동 장치의 제어 방법은, PWM(Pulse Width Modulation) 디밍(Dimming) 신호의 듀티 비(Duty ratio)를 식별할 수 있다(S910).
이어서, 식별 결과에 따라 전압 리플 제어부를 온 또는 오프 시켜 LED 구동 회로에 제공되는 전압을 제어할 수 있다(S920).
일 실시 예에 따른 전압을 제어하는 S920 단계는, PWM 디밍 신호의 듀티 비가 기설정된 임계값 미만이면, 전압 리플 제어부를 오프 시켜 전압 리플 제어부의 내부 전압이 LED 구동 회로에 제공되도록 제어하는 단계 및 PWM 디밍 신호의 듀티 비가 기설정된 임계값 이상이면, 전압 리플 제어부를 온 시켜 구동 전압이 LED 구동 회로에 제공되도록 제어하는 단계를 포함할 수 있다.
본 개시의 일 실시 예에 따른 전압 리플 제어부는, 제1 정전압 소자 및 제2 정전압 소자를 포함하고, 전압 리플 제어부의 내부 전압이 LED 구동 회로에 제공되도록 제어하는 단계는, PWM 디밍 신호의 듀티 비가 기설정된 임계값 미만이면, LED 구동 장치에 포함된 스위치를 통해 제2 정전압 소자를 오프 시켜 제1 정전압 소자의 전압이 LED 구동 회로로 제공되도록 제어할 수 있다. 또한, 구동 전압이 LED 구동 회로에 제공되도록 제어하는 단계는, PWM 디밍 신호의 듀티 비가 기설정된 임계값 이상이면, 스위치를 통해 제2 정전압 소자를 온 시켜 구동 전압이 LED 구동 회로로 제공되도록 제어할 수 있다. 여기서, 스위치는, 제2 정전압 소자의 일단 및 타단과 연결될 수 있다.
또한, 전압 리플 제어부는, 제1 저항, 제1 저항의 일단과 연결되는 제1 트랜지스터 및, 제1 저항의 타단 및 제1 정전압 소자의 일단과 연결되는 제2 저항을 더 포함하고, 제2 정전압 소자의 일단은 제1 정전압 소자의 타단 및 스위치의 일단과 연결되고, 제2 정전압 소자의 타단은 스위치의 타단과 연결될 수 있다.
이어서, 전압 리플 제어부의 내부 전압이 LED 구동 회로에 제공되도록 제어하는 단계는, 제1 트랜지스터 및 제2 저항에 의해 강하된 제1 정전압 소자의 전압을 LED 구동 회로로 제공하는 단계를 포함하고, 구동 전압이 LED 구동 회로에 제공되도록 제어하는 단계는, PWM 디밍 신호의 듀티 비가 기설정된 임계값 이상이면, 제1 저항 및 제1 트랜지스터에 의해 강하된 구동 전압을 LED 구동 회로로 제공하는 단계를 포함할 수 있다.
본 개시의 일 실시 예에 따른 제어 방법은, PWM 디밍 신호의 듀티 비가 기설정된 임계값 이상에서 기설정된 임계값 미만으로 변경된 것으로 식별되면, 스위치를 통해 제2 정전압 소자를 오프 시키는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 전압을 제어하는 S920 단계는, PWM 디밍 신호의 하이(High) 신호주기 간격에 기초하여 전압 리플 제어부를 온 또는 오프 시키는 단계를 포함할 수 있다.
본 개시의 일 실시 예에 따른 LED 구동 회로는, 복수의 LED 구동 회로를 포함하며, 전압을 제어하는 S920 단계는, 복수의 LED 구동 회로 각각에 제공되는 PWM 디밍 신호의 듀티 비의 평균 값에 따라 전압 리플 제어부를 온 또는 오프 시켜 LED 구동 회로에 제공되는 전압을 제어할 수 있다.한편, 이상에서 설명된 다양한 실시 예들은 소프트웨어(software), 하드웨어(hardware) 또는 이들의 조합을 이용하여 컴퓨터(computer) 또는 이와 유사한 장치로 읽을 수 있는 기록 매체 내에서 구현될 수 있다. 일부 경우에 있어 본 명세서에서 설명되는 실시 예들이 프로세서 자체로 구현될 수 있다. 소프트웨어적인 구현에 의하면, 본 명세서에서 설명되는 절차 및 기능과 같은 실시 예들은 별도의 소프트웨어 모듈들로 구현될 수 있다. 소프트웨어 모듈들 각각은 본 명세서에서 설명되는 하나 이상의 기능 및 작동을 수행할 수 있다.
한편, 상술한 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 처리 동작을 수행하기 위한 컴퓨터 명령어(computer instructions)는 비일시적 컴퓨터 판독 가능 매체(non-transitory computer-readable medium) 에 저장될 수 있다. 이러한 비일시적 컴퓨터 판독 가능 매체에 저장된 컴퓨터 명령어는 프로세서에 의해 실행되었을 때 상술한 다양한 실시 예에 따른 처리 동작을 특정 기기가 수행하도록 할 수 있다.
비일시적 컴퓨터 판독 가능 매체란 레지스터, 캐쉬, 메모리 등과 같이 짧은 순간 동안 데이터를 저장하는 매체가 아니라 반영구적으로 데이터를 저장하며, 기기에 의해 판독(reading)이 가능한 매체를 의미한다. 비일시적 컴퓨터 판독 가능 매체의 구체적인 예로는, CD, DVD, 하드 디스크, 블루레이 디스크, USB, 메모리카드, ROM 등이 있을 수 있다.
이상에서는 본 개시의 바람직한 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 개시는 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 개시의 요지를 벗어남이 없이 당해 개시에 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 개시의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.
100: LED 구동 장치 110: LED 구동 회로
120: 전원 공급부 130: 전압 리플 제어부
140: 스위칭부

Claims (16)

  1. LED 구동 회로;
    상기 LED 구동 회로에 구동 전압을 공급하는 전원 공급부;
    상기 LED 구동 회로 및 상기 전원 공급부 사이에 위치하며, 제1 정전압 소자 및 제2 정전압 소자를 포함하는 전압 리플 제어부; 및
    PWM(Pulse Width Modulation) 디밍(Dimming) 신호의 듀티 비(Duty ratio)에 따라 상기 전압 리플 제어부를 온 또는 오프 시켜 상기 LED 구동 회로에 제공되는 전압을 제어하는 스위칭부;를 포함하며,
    상기 스위칭부는,
    상기 제2 정전압 소자의 일단 및 타단과 연결되는 스위치를 포함하며,
    상기 PWM 디밍 신호의 듀티 비가 기설정된 임계값 미만이면, 상기 스위치를 통해 상기 제2 정전압 소자를 오프 시켜 상기 제1 정전압 소자의 전압이 상기 LED 구동 회로로 제공되도록 제어하고,
    상기 PWM 디밍 신호의 듀티 비가 상기 기설정된 임계값 이상이면, 상기 스위치를 통해 상기 제2 정전압 소자를 온 시켜 상기 구동 전압이 상기 LED 구동 회로로 제공되도록 제어하고,
    상기 전압 리플 제어부는,
    제1 저항;
    상기 제1 저항의 일단과 연결되는 제1 트랜지스터; 및
    상기 제1 저항의 타단 및 상기 제1 정전압 소자의 일단과 연결되는 제2 저항;을 더 포함하며,
    상기 제2 정전압 소자의 일단은 상기 제1 정전압 소자의 타단 및 상기 스위칭부의 일단과 연결되고, 상기 제2 정전압 소자의 타단은 상기 스위칭부의 타단과 연결되는 LED 구동 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서
    상기 PWM 디밍 신호의 듀티 비가 상기 기설정된 임계값 이상이면, 상기 제1 저항 및 상기 제1 트랜지스터에 의해 강하된 상기 구동 전압을 상기 LED 구동 회로로 제공하고,
    상기 PWM 디밍 신호의 듀티 비가 상기 기설정된 임계값 미만이면, 상기 제1 트랜지스터 및 상기 제2 저항에 의해 강하된 상기 제1 정전압 소자의 전압을 상기 LED 구동 회로로 제공하는, LED 구동 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 스위칭부는,
    상기 PWM 디밍 신호의 듀티 비가 상기 기설정된 임계값 이상에서 상기 기설정된 임계값 미만으로 변경된 것으로 식별되면, 상기 스위치를 통해 상기 제2 정전압 소자를 오프 시키는, LED 구동 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 LED 구동 회로는,
    복수의 LED 구동 회로를 포함하며,
    상기 스위칭부는,
    상기 복수의 LED 구동 회로 각각에 제공되는 PWM 디밍 신호의 듀티 비의 평균 값에 따라 상기 전압 리플 제어부를 온 또는 오프 시키는, LED 구동 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 스위칭부는,
    상기 PWM 디밍 신호의 하이(High) 신호 주기 간격에 기초하여 상기 전압 리플 제어부를 온 또는 오프 시키는, LED 구동 장치.
  9. LED 구동 회로, 상기 LED 구동 회로에 구동 전압을 공급하는 전원 공급부, 및 상기 LED 구동 회로와 상기 전원 공급부 사이에 위치하며, 제1 정전압 소자 및 제2 정전압 소자를 포함하는 전압 리플 제어부를 포함하는 LED 구동 장치의 제어 방법에 있어서,
    PWM(Pulse Width Modulation) 디밍(Dimming) 신호의 듀티 비(Duty ratio)를 식별하는 단계; 및
    상기 식별 결과에 따라 상기 전압 리플 제어부를 온 또는 오프 시켜 상기 LED 구동 회로에 제공되는 전압을 제어하는 단계;를 포함하며,
    상기 전압을 제어하는 단계는,
    상기 PWM 디밍 신호의 듀티 비가 기설정된 임계값 미만이면, 상기 LED 구동 장치에 포함되며 상기 제2 정전압 소자의 일단 및 타단과 연결된 스위치를 통해 상기 제2 정전압 소자를 오프 시켜 상기 제1 정전압 소자의 전압이 상기 LED 구동 회로로 제공되도록 제어하는 단계; 및
    상기 PWM 디밍 신호의 듀티 비가 상기 기설정된 임계값 이상이면, 상기 스위치를 통해 상기 제2 정전압 소자를 온 시켜 상기 구동 전압이 상기 LED 구동 회로로 제공되도록 제어하는 단계;를 포함하며,
    상기 전압 리플 제어부는,
    제1 저항, 상기 제1 저항의 일단과 연결되는 제1 트랜지스터 및, 상기 제1 저항의 타단 및 상기 제1 정전압 소자의 일단과 연결되는 제2 저항을 포함하고,
    상기 제2 정전압 소자의 일단은 상기 제1 정전압 소자의 타단 및 상기 스위치의 일단과 연결되고, 상기 제2 정전압 소자의 타단은 상기 스위치의 타단과 연결되는, 제어 방법.
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 제9항에 있어서,
    상기 제1 정전압 소자의 전압이 상기 LED 구동 회로로 제공되도록 제어하는 단계는,
    상기 제1 트랜지스터 및 상기 제2 저항에 의해 강하된 상기 제1 정전압 소자의 전압을 상기 LED 구동 회로로 제공하는 단계;를 포함하고,
    상기 구동 전압이 상기 LED 구동 회로로 제공되도록 제어하는 단계는,
    상기 PWM 디밍 신호의 듀티 비가 상기 기설정된 임계값 이상이면, 상기 제1 저항 및 상기 제1 트랜지스터에 의해 강하된 상기 구동 전압을 상기 LED 구동 회로로 제공하는 단계;를 포함하는, 제어 방법.
  14. 제9항에 있어서,
    상기 PWM 디밍 신호의 듀티 비가 상기 기설정된 임계값 이상에서 상기 기설정된 임계값 미만으로 변경된 것으로 식별되면, 상기 스위치를 통해 상기 제2 정전압 소자를 오프 시키는 단계;를 포함하는, 제어 방법.
  15. 제9항에 있어서,
    상기 전압을 제어하는 단계는,
    상기 PWM 디밍 신호의 하이(High) 신호주기 간격에 기초하여 상기 전압 리플 제어부를 온 또는 오프 시키는 단계;를 포함하는, 제어 방법.
  16. 제9항에 있어서,
    상기 LED 구동 회로는,
    복수의 LED 구동 회로를 포함하며,
    상기 전압을 제어하는 단계는,
    상기 복수의 LED 구동 회로 각각에 제공되는 PWM 디밍 신호의 듀티 비의 평균 값에 따라 상기 전압 리플 제어부를 온 또는 오프 시켜 상기 LED 구동 회로에 제공되는 전압을 제어하는, 제어 방법.
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101273220B1 (ko) * 2013-01-15 2013-06-13 주식회사 엘아이티씨 엘이디램프모듈의 전원관리 및 제어장치
WO2015137453A1 (ja) * 2014-03-13 2015-09-17 ローム株式会社 発光負荷駆動装置及びこれを用いた照明用光源装置

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101046124B1 (ko) 2009-07-21 2011-07-01 삼성전기주식회사 Ｌｅｄ 구동 회로
KR20130045056A (ko) 2011-10-25 2013-05-03 엘지이노텍 주식회사 엘이디 구동회로와 그 구동방법 및 이를 이용한 엘이디 조명 장치
WO2013112542A1 (en) * 2012-01-25 2013-08-01 Intematix Corporation Long decay phosphors for lighting applications
JP2013229560A (ja) 2012-03-29 2013-11-07 Nec Corp Ｌｅｄ駆動装置及びｌｅｄ駆動方法
US8816604B2 (en) 2012-08-03 2014-08-26 Ge Lighting Solutions, Llc. Dimming control method and apparatus for LED light source
KR101260467B1 (ko) 2012-10-19 2013-05-06 주식회사 제이아이비 엘이디 램프의 플리커 현상 제거 회로 및 이를 포함하는 엘이디 램프용 전원 공급 장치
US20140265844A1 (en) * 2013-03-15 2014-09-18 Laurence P. Sadwick Ripple Reducing LED Driver
KR102072795B1 (ko) 2013-08-12 2020-02-04 삼성디스플레이 주식회사 유기 전계 발광 표시 장치 및 이의 구동 방법
US9618162B2 (en) 2014-04-25 2017-04-11 Cree, Inc. LED lamp
KR20160072344A (ko) 2014-12-12 2016-06-23 삼성디스플레이 주식회사 유기 발광 표시 장치 및 그 구동 방법
KR102403133B1 (ko) 2015-06-01 2022-05-30 삼성전자주식회사 발광 다이오드 구동 회로, 이를 구비한 디스플레이 장치 및 발광 다이오드 구동 방법
KR102452533B1 (ko) 2015-09-25 2022-10-11 삼성디스플레이 주식회사 유기전계발광 표시장치 및 그의 구동방법
US10056828B2 (en) * 2016-07-11 2018-08-21 Infineon Technologies Austria Ag System and method for controlling current in a switching regulator
KR102544173B1 (ko) 2016-09-08 2023-06-16 삼성전자주식회사 백라이트 장치 및 백라이트 장치의 제어 방법
US10028350B2 (en) * 2016-09-25 2018-07-17 Illum Horticulture Llc Method and apparatus for horticultural lighting with enhanced dimming and optimized efficiency
CN207150891U (zh) 2017-07-07 2018-03-27 厦门普为光电科技有限公司 高光效led灯管

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101273220B1 (ko) * 2013-01-15 2013-06-13 주식회사 엘아이티씨 엘이디램프모듈의 전원관리 및 제어장치
WO2015137453A1 (ja) * 2014-03-13 2015-09-17 ローム株式会社 発光負荷駆動装置及びこれを用いた照明用光源装置

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