KR19990062405A - Driving circuit and driving method of light emitting diode - Google Patents
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Abstract
본 발명의 발광 다이오드 구동회로는 발광 다이오드의 온 시에 점차 증가하는 소프트 온 전류를 공급하는 소프트 온 타임 구동부와, 소프트 온 타임 직후에 최종 소프트 온 전류와 동일 크기의 정상 온 전류를 공급하는 정상 온 타임 구동부와, 정상 온 타임 직후에 상기 정상 온 전류의 크기로부터 점차 감소하는 소프트 오프 전류를 공급하는 소프트 오프 타임 구동부와, 소프트 온 타임 구동부, 정상 온 타임 구동부 및 소프트 오프 타임 구동부로부터 공급되는 전류에 의해 상기 발광 다이오드가 부드럽게 밝아졌다가 부드럽게 어두워지도록 구동하는 구동부를 포함한다.The LED driving circuit of the present invention includes a soft on time driver for supplying a gradually increasing soft on current when the light emitting diode is turned on, and a normal on current supplying a normal on current of the same magnitude as the final soft on current immediately after the soft on time. A time driver, a soft off time driver for supplying a soft off current that gradually decreases from the magnitude of the normal on current immediately after the normal on time, and a current supplied from the soft on time driver, the normal on time driver, and the soft off time driver. As a result, the light emitting diode includes a driving unit for driving the light emitting diode to be softened and then softened.
Description
본 발명은 발광 다이오드의 구동회로 및 구동방법에 관한 것으로서, 좀더 상세하게는 발광 다이오드의 온시에 부드럽게 밝아지고 소등 시에는 부드럽게 어두워짐으로써 시각적으로 부드러운 점소등이 가능한 발광 다이오드의 구동회로 및 구동방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a driving circuit and a driving method of a light emitting diode, and more particularly, to a driving circuit and a driving method of a light emitting diode that can be visually smoothed off by being softly lighted at the time of turning on the light emitting diode and softly darking at the time of being turned off. It is about.
일반적으로 발광 다이오드는 전력 소모 및 열 발생이 적고 소형 경량이고 저전압 직류전원에 의해 구동이 가능하므로 각종 전자/전기 제품 및 산업 제품 등에서 대표적인 표시등, 즉 인디케이터로 사용되고 있다.In general, since the light emitting diode consumes little power and generates heat, and can be driven by a small, lightweight, low-voltage DC power source, it is used as a representative light, that is, an indicator in various electronic / electrical products and industrial products.
또한, 최근에는 발광 다이오드의 고휘도화가 달성되어 도로 등에 경고등으로 널리 사용되고 있는 추세다. 특히 도로와 같은 야외에 설치되는 경고등장치 또는 표시등 장치는 전선의 설치가 용이하지 않으므로 그 전원을 태양에너지에 의해 얻고 있는 바, 이들 장치에서는 전력 소모가 적은 발광 다이오드를 광원으로 사용하고 있다.Also, in recent years, high luminance of light emitting diodes has been achieved, and thus they are widely used as warning lamps for roads and the like. In particular, since a warning light device or an indicator device installed outdoors such as a road is not easy to install electric wires, its power is obtained by solar energy, and these devices use a light emitting diode with low power consumption as a light source.
이와 같이 인디케이터 뿐만아니라 교류 램프를 대용하여 전 산업 분야에 널리 사용되고 있는 발광 다이오드는 p형 반도체와 n형 반도체의 접합에서 정공과 전자의 재결합시 발생되는 광을 이용하기 때문에 필라멘트형 램프와 달라서 그 응답성이 매우 빠르다.In this way, LEDs, which are widely used in all industries, not only indicators but also AC lamps, differ from filament lamps because they use light generated during the recombination of holes and electrons at the junction of p-type and n-type semiconductors. The castle is very fast.
통상적으로 이러한 발광 다이오드는 온/오프 스위칭 방식으로 점멸구동하기 때문에 스위칭 온시에 최고 휘도로 갑작히 밝아지고 스위칭 오프시에 갑작히 빛이 사라지게 된다. 그러므로, 인디케이터로써의 효과는 매우 뛰어나지만 반대로 도로와 같은 야외에서 야간 경광등으로 사용할 경우에는 순간적으로 점등되었다가 소등되므로 야간 운전시 운전자의 눈에 스트레스를 주게 되는 문제점이 있었다.Typically, such a light emitting diode is flicker-driven by an on / off switching method, and thus suddenly brightens at the highest brightness when switched on, and suddenly disappears when switched off. Therefore, the effect as an indicator is very excellent, but on the contrary, when used as a night warning light in the outdoors, such as a road there is a problem in that the driver's eyes are stressed when the night driving is turned off.
이러한 문제는 발광 다이오드를 사용하는 도로 경광등이 램프에 비해 휘도가 낮은 관계로 휘도를 높여서 경광등의 표시기능을 높이고자 수십개의 발광 다이오드를 한꺼번에 동시에 점등시키고 소등시킬 뿐만 아니라 보다 고휘도의 발광 다이오드를 채용함으로써 더욱 증폭되고 있는 실정이다.This problem is because road warning lamps using light emitting diodes have lower brightness than lamps, so that the display function of the warning lamps is increased simultaneously to light up and turn off dozens of light emitting diodes at the same time. The situation is amplified further.
더구나, 솔라 경광등에서는 주간에 충전된 에너지를 야간에 충분히 사용하기 위해서 전력 소모를 최소화시키기 위하여 점멸 사이클내에서 온타임의 듀티를 10~20% 이내로 최소화시키는 방식으로 설계되므로 깜박거림이 경망스럽고, 온타임이 짧기 때문에 실질적으로 80~100km로 운전중인 운전자에게는 위험표시 경고기능이 반감되는 우려가 있었다.In addition, the solar warning lamp is designed to minimize the on-time duty within 10 to 20% within the blink cycle in order to minimize the power consumption in order to fully use the energy charged during the daytime at night, flickering is light, Because of the short time, the danger warning function could be halved for the driver who is driving at 80 ~ 100km.
또한, 기존의 도로 경광등으로 필라멘트형 램프를 사용하는 경우에는 램프 특성상 점소등의 엣지 슬로프가 완만하여 운전자의 시각을 크게 방해할 정도는 아니지만 도 1에 도시한 바와 같이 발광 다이오드는 구동신호에 의한 발광 다이오드의 경우에는 엣지 슬로프가 급경사를 이루므로 순간적으로 켜졌다가 소등되므로 시각적인 스트레스를 유발시키게 된다. 이러한 시각적 스트레스는 운전자에게 심리적인 불안감 또는 조급성을 조성하여 사고 발생의 우려가 있었다.In addition, in the case of using a filament-type lamp as a conventional road warning light, the edge slope of the flashing light is gentle due to the characteristics of the lamp, so that it does not greatly disturb the driver's vision, as shown in FIG. In the case of diodes, the edge slopes are steep, so they turn on and off momentarily, causing visual stress. Such visual stress has created a psychological anxiety or impatience for the driver, causing an accident.
본 발명의 목적은 이와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하고자 점등시에는 부드럽게 점차 밝아지고 소등시에는 부드럽게 점차 어두워지도록 점멸 구동이 가능한 발광 다이오드의 구동회로 및 구동방법을 제공하는 데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a driving circuit and a driving method of a light emitting diode capable of flashing driving so as to gradually lighten gradually when turned on and gradually darken when turned off to solve the problems of the prior art.
본 발명의 목적은 전체적으로 온 타임의 기간이 충분히 확보됨으로써 경고 표시 기능이 뛰어난 발광 다이오드의 구동회로 및 구동방법을 제공하는 데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a driving circuit and a driving method of a light emitting diode excellent in a warning display function by ensuring a sufficient on time period as a whole.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 구동회로는 발광 다이오드의 온시에 점차 증가하는 소프트 온 전류를 공급하는 소프트 온타임 구동부와, 소프트 온타임 직후에 최종 소프트 온 전류와 동일 크기의 정상 온 전류를 공급하는 정상 온 타임 구동부와, 정상 온 타임 직후에 상기 정상 온 전류의 크기로부터 점차 감소하는 소프트 오프 전류를 공급하는 소프트 오프타임 구동부와, 소프트 온 타임 구동부, 정상 온타임 구동부 및 소프트 오프타임 구동부로부터 공급되는 전류에 의해 상기 발광다이오드가 부드럽게 밝아졌다가 부드럽게 어두워지도록 구동하는 구동부를 구비하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the driving circuit of the present invention provides a soft on-time driving unit for supplying a soft on-current gradually increasing when the light-emitting diode is turned on, and a normal on-current of the same size as the final soft-on current immediately after the soft-on time. A normal on time driver, a soft off time driver for supplying a soft off current gradually decreasing from the magnitude of the normal on current immediately after the normal on time, and a soft on time driver, a normal on time driver and a soft off time driver. It characterized in that it comprises a drive unit for driving so that the light emitting diode is softly brightened and then softly darkened by the current.
또한, 본 발명의 구동방법은 상기 발광 다이오드의 온시에 점차 증가하는 소프트 온 전류를 공급하여 발광 다이오드가 부드럽게 밝아지도록 점등하는 단계와, 소프트 온타임 직후에 최종 소프트 온 전류와 동일 크기의 정상 온 전류를 공급하여 일정 밝기로 점등을 유지하는 단계와, 정상 온타임 직후에 상기 정상 온전류의 크기로부터 점차 감소하는 소프트 오프 전류를 공급하여 상기 발광 다이오드가 부드럽게 어두워지도록 소등하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 한다.In addition, the driving method of the present invention is to supply a soft on-current gradually increasing when the light-emitting diode is turned on so as to lighten the light-emitting diode smoothly, and a normal on-current of the same size as the final soft-on current immediately after the soft on time Supplying a light source to maintain lighting at a constant brightness, and supplying a soft-off current gradually decreasing from the magnitude of the normal on-current immediately after the normal on-time to turn off the light-emitting diode to be softly darkened. do.
도 1은 종래의 발광 다이오드의 점멸구동을 설명하기 위한 파형도.1 is a waveform diagram for explaining a flashing drive of a conventional light emitting diode.
도 2는 본 발명에 의한 발광 다이오드의 점멸 구동을 설명하기 위한 파형도.2 is a waveform diagram for explaining the flashing driving of the light emitting diode according to the present invention;
도 3는 본 발명에 의한 발광 다이오드 구동회로의 바람직한 일 실시예의 블럭도.3 is a block diagram of a preferred embodiment of a LED driving circuit according to the present invention;
도 4은 도 3의 각 부의 출력신호의 타이밍 관계를 나타낸 타이밍도.4 is a timing diagram illustrating a timing relationship of output signals of respective parts of FIG. 3;
도 5 내지 도 8은 본 발명에 의한 발광 다이오드의 구동방법의 바람직한 일 실시예를 설명하기 위한 플로챠트.5 to 8 are flowcharts for explaining a preferred embodiment of a method of driving a light emitting diode according to the present invention.
도 9은 소프트 온 타임 구동신호의 펄스 파형과, 발광 다이오드의 휘도 관계를 나타낸 타이밍도.Fig. 9 is a timing diagram showing a relationship between the pulse waveform of the soft on time driving signal and the luminance of the light emitting diode.
도 10은 본 발명에 의한 발광 다이오드 구동회로의 바람직한 다른 실시예의 회로도.10 is a circuit diagram of another preferred embodiment of the LED driving circuit according to the present invention;
도 11은 온 타임 구동신호의 펄스 파형과, 발광 다이오드의 휘도 관계를 나타낸 도면.11 is a diagram showing a relationship between a pulse waveform of an on-time driving signal and a luminance of a light emitting diode;
도 12 및 도 13는 본 발명에 의한 발광 다이오드의 구동방법의 바람직한 다른 실시예를 설명하기 위한 플로챠트.12 and 13 are flowcharts for explaining another preferred embodiment of a method of driving a light emitting diode according to the present invention.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings
10 : 발광 다이오드 20 : 점등 제어부10: light emitting diode 20: lighting control unit
22 : 소프트 온타임 구동부 24 : 정상 온타임 구동부22: soft on time driving unit 24: normal on time driving unit
26 : 소프트 오프 타임 구동부 30 : 소등 제어부26: soft off time driving unit 30: extinguishing control unit
40 : 구동부40: drive unit
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail a preferred embodiment of the present invention.
도 2는 본 발명에 의한 발광 다이오드의 점멸 구동을 설명하기 위한 파형도를 나타낸다. 도 2에서 본 발명의 발광 다이오드는 부드럽게 점등되고 부드럽게 소등되도록 점등과 소등시 발광 다이오드의 구동신호의 엣지가 완만한 슬로프를 가진다.2 is a waveform diagram for explaining the flashing driving of the light emitting diode according to the present invention. In FIG. 2, the light emitting diode of the present invention has a slope of the edge of the driving signal of the light emitting diode being turned on and off so that the light emitting diode is softly turned on and softly turned off.
도 3는 본 발명에 의한 발광 다이오드의 구동회로의 바람직한 일 실시예를 나타낸다. 도 4은 도 3의 각 부의 출력신호의 타이밍 관계를 나타낸다.3 shows a preferred embodiment of the driving circuit of the light emitting diode according to the present invention. FIG. 4 shows the timing relationship of the output signal of each part of FIG.
도 3에서 회로는 크게 발광 다이오드(10), 점등 제어부(20), 소등 제어부(30), 구동부(40)으로 구성된다.In FIG. 3, the circuit is largely composed of a light emitting diode 10, a lighting controller 20, a light-out controller 30, and a driver 40.
점등 제어부(20)는 점등시에 점차 증가하는 소프트 온 전류(도 3의 b파형 참조)를 공급하는 소프트 온타임 구동부(22)와, 소프트 온타임 직후에 최종 소프트 온 전류와 동일 크기의 정상 온 전류(도 3의 c파형 참조)를 공급하는 정상 온타임 구동부(24)와, 정상 온타임 직후에 상기 정상 온전류의 크기로부터 점차 감소하는 소프트 오프 전류(도 3의 d파형 참조)를 공급하는 소프트 오프타임 구동부(26)를 포함한다.The lighting control unit 20 includes a soft on time driver 22 for supplying a soft on current (see waveform b in FIG. 3) which gradually increases during lighting, and a normal on of the same magnitude as the final soft on current immediately after the soft on time. A normal on-time driver 24 for supplying a current (see c waveform in FIG. 3) and a soft off current (see d-wave in FIG. 3) gradually decreasing from the magnitude of the normal on-current immediately after the normal on-time. And a soft off time driver 26.
소등 제어부(30)는 소등, 즉 오프타임 동안 점등 제어부(20)에 공급되는 전원전압(VCC)의 공급을 차단시키고 그 외에는 공급되도록 스위치(50)를 구동하는 스위칭 구동신호(도 3의 a파형 참조)를 발생한다.The extinguishing control unit 30 switches off the switching drive signal (a waveform in FIG. 3) to turn off the supply of the power supply voltage VCC supplied to the lighting control unit 20 during the off time, that is, off time, and to otherwise supply the power supply voltage VCC. Occur).
구동부(40)는 소프트 온타임 구동부(22), 정상 온타임 구동부(24) 및 소프트 오프타임 구동부(26)로부터 공급되는 전류를 제한 하는 저항들(R1~R3)과, 캐패시터(C1), 트랜지스터(Q1)를 포함한다. 트랜지스터(Q1)는 이들 저항(R1~R3)들을 통하여 공급되는 전류에 의해 발광 다이오드(10)가 도 3의 e파형에 도시한 바와 같이 부드럽게 밝아졌다가 부드럽게 어두워지도록 스위칭 구동한다.The driver 40 includes resistors R1 to R3 that limit the current supplied from the soft on-time driver 22, the normal on-time driver 24, and the soft off-time driver 26, the capacitor C1, and the transistor. (Q1). The transistor Q1 drives switching so that the light emitting diode 10 is softly brightened and softly darkened as shown in the e-waveform of FIG. 3 by the current supplied through these resistors R1 to R3.
상기 점등 및 소등 제어부(20, 30)는 아날로그 회로로 구성할 수도 있고 마이크로 콘트롤러 또는 마이크로 프로세서를 사용하여 구성할 수도 있다.The lighting and extinguishing control units 20 and 30 may be configured by an analog circuit or may be configured using a microcontroller or a microprocessor.
후자의 경우에 그 제어 프로그램을 도 5 내지 도 8을 참조하여 설명하면 다음과 같다.In the latter case, the control program will be described with reference to Figs.
먼저 시스템은 도 5의 메인 프로그램은 수행한다. 시스템은 전원 투입시에 시스템을 초기화 하고 A레지스터에 점등시간(TON)을 세팅하고, B레지스터에 소등시간(TOFF)을 세팅한다(100). 이어서 순차적으로 소프트 온타임(TSON) 구동신호 출력루틴을 수행하고(200), 정상 온타임(TNON) 구동신호 출력루틴을 수행하고(300), 소프트 오프타임(TSOFF) 구동신호 출력루틴을 수행한다(400). 점등시간이 완료되면 소등타임 구동신호를 출력하고 B레지스터의 값을 디크리먼트하고(500), B레지스터의 값이 0인가를 체크하여(600) 제로가 될 때가지 500 및 600단계를 반복적으로 수행하고 B레지스터의 값이 제로가 되면 다시 100단계를 반복 수행함으로써 발광 다이오드를 점멸 제어한다.First, the system executes the main program of FIG. 5. The system initializes the system when the power is turned on, sets the ON time (TON) in the A register, and sets the OFF time (TOFF) in the B register (100). Subsequently, the soft on time (TSON) drive signal output routine is sequentially performed (200), the normal on time (TNON) drive signal output routine is performed (300), and the soft off time (TSOFF) drive signal output routine is performed. 400. When the lighting time is completed, output the light-out time drive signal and decrement the value of the B register (500), check whether the value of the B register is 0 (600), and repeat steps 500 and 600 until it becomes zero. If the value of the B register is zero, the light emitting diode is controlled to blink by repeating step 100 again.
도 6를 참조하면, 상기 200단계의 소프트 온타임 구동신호 출력루틴은 다음과 같은 세부 단계로 이루어진다. 먼저 C레지스터에 소프트 온타임(TSON)을 세팅하고, E레지스터에 초기 듀티비 X를 세팅한다(202), D레지스터에 증감시간(△T)을 세팅한다(204). 이어서, E레지스터를 참조하여 듀티비 X인 60㎐의 펄스신호를 출력한다(206).Referring to FIG. 6, the soft on-time driving signal output routine of step 200 includes the following detailed steps. First, the soft on time (TSON) is set in the C register, the initial duty ratio X is set in the E register (202), and the increase / decrease time (ΔT) is set in the D register (204). Subsequently, a pulse signal of 60 Hz having a duty ratio X is output with reference to the E register (206).
이어서, D레지스터의 값을 디크리먼트하고(208), D레지스터의 값이 0인가를 체크한다(210). 210단계에서 D레지스터의 값이 0이 될 때까지, 즉 △T동안 듀티비 X의 구동펄스를 출력한다.Next, the value of the D register is decremented (208), and it is checked whether the value of the D register is 0 (210). In operation 210, the driving pulse of the duty ratio X is output until the value of the D register becomes 0, that is, ΔT.
210단계에서 D레지스터의 값이 제로가 될 경우에는 E레지스터의 값에 예컨대 10을 더하여 10이 더해진 값을 다시 E레지스터에 세팅하고(212), C레지스터의 값에서 △T를 감하고 감해진 값을 다시 C레지스터에 세팅한다(214). 214단계 이후에 C레지스터의 값이 제로인가를 체크하고(216), 제로가 아니면 204단계를 수행하고 제로이면 메인 프로그램으로 리턴한다.If the value of the D register becomes zero in step 210, 10 is added to the value of the E register, for example, 10 is set again in the E register (212), and ΔT is subtracted from the value of the C register. Set again to the C register (214). After step 214, it is checked whether the value of the C register is zero (216). If it is not zero, step 204 is performed, and if it is zero, it returns to the main program.
따라서, 소프트 온타임 구동신호는 도 9에 도시한 바와 같이 소프트 온타임동안에 △T시간씩 듀티비를 10씩 증가하면서 펄스폭이 변조되어 출력됨으로써 계단적으로 전류값이 증가하는 신호 파형을 가지게 된다.Accordingly, as shown in FIG. 9, the soft on-time driving signal has a signal waveform in which the current value increases stepwise by modulating and outputting the pulse width while increasing the duty ratio by 10 for each T-time during the soft on time.
도 7을 참조하면, 상기 300단계의 정상 온타임 구동신호 출력루틴은 다음과 같은 세부 단계로 이루어진다. 먼저, A레지스터의 값에서 소프트 온타임을 감산하고 감산결과를 다시 A레지스터에 세팅한다(302). 이어서, C레지스터에 정상 온타임(TNON)을 세팅하고(304), E레지스터에 최종 세팅된 듀티비를 가진 60㎐의 펄스신호를 출력한다(306).Referring to FIG. 7, the normal on-time driving signal output routine of step 300 includes the following detailed steps. First, the soft on time is subtracted from the value of the A register, and the subtraction result is set again in the A register (302). Subsequently, the normal on time (TNON) is set to the C register (304), and a pulse signal of 60 mu s with the duty ratio finally set to the E register is output (306).
C레지스터의 값을 디크리먼트하고(308) 이후에 C레지스터의 값이 제로인가를 체크하고(310), 제로가 아니면 306단계를 수행하고 제로이면 메인 프로그램으로 리턴한다.After decrementing the value of the C register (308), it is checked whether the value of the C register is zero (310). If it is not zero, step 306 is performed.
따라서, 정상 온타임 구동신호는 정상 온타임동안에 듀티비가 일정한 펄스신호를 가지게 된다.Therefore, the normal on-time driving signal has a pulse signal with a constant duty ratio during the normal on-time.
도 8을 참조하면, 상기 400단계의 소프트 오프임 구동신호 출력루틴은 다음과 같은 세부 단계로 이루어진다. 먼저, A레지스터의 값에서 정상 온타임을 감산하고 감산결과를 다시 A레지스터에 세팅한다(402). 이어서, C레지스터에 소프트 오프임(TSOFF)을 세팅하고(404), D레지스터에 증감시간(△T)을 세팅하고, E레지스터의 값을 10 감산하여 다시 세팅한다(406). 이어서, E레지스터를 참조하여 듀티비 E-10인 60㎐의 펄스신호를 출력한다(408).Referring to FIG. 8, the soft off-driving signal output routine of step 400 includes the following detailed steps. First, the normal on-time is subtracted from the value of the A register and the subtraction result is set again in the A register (402). Next, a soft off (TSOFF) is set in the C register (404), an increase and decrease time (ΔT) is set in the D register, and the value of the E register is subtracted by 10 to set again (406). Subsequently, a pulse signal of 60 Hz having a duty ratio E-10 is output with reference to the E register (408).
이어서, D레지스터의 값을 디크리먼트하고(410), D레지스터의 값이 0인가를 체크한다(412). 412단계에서 D레지스터의 값이 0이 될 때까지, 즉 △T동안 듀티비 E-10의 구동펄스를 출력한다.Next, the value of the D register is decremented (410), and it is checked whether the value of the D register is 0 (412). In operation 412, the driving pulse of the duty ratio E-10 is output until the value of the D register becomes 0, that is, ΔT.
412단계에서 D레지스터의 값이 제로가 될 경우에는 C레지스터의 값에서 △T를 감하고 감해진 값을 다시 C레지스터에 세팅한다(414). 414단계 이후에 C레지스터의 값이 제로인가를 체크하고(416), 제로가 아니면 406단계를 수행하고 제로이면 메인 프로그램으로 리턴한다.If the value of the D register becomes zero in step 412, ΔT is subtracted from the value of the C register, and the reduced value is set again in the C register (414). After step 414, it is checked whether the value of the C register is zero (416). If it is not zero, step 406 is performed, and if it is zero, the process returns to the main program.
따라서, 소프트 오프타임 구동신호는 도 9에 도시된 소프트 온타임 구동신호와는 반대로 소프트 오프타임 동안에 △T시간씩 듀티비를 10씩 감소하면서 펄스폭이 변조되어 출력됨으로써 계단적으로 전류값이 감소하는 신호 파형을 가지게 된다.Accordingly, in contrast to the soft on-time driving signal shown in FIG. 9, the soft off-time driving signal is output by modulating the pulse width by decreasing the duty ratio by 10 for ΔT time during the soft off-time, thereby decreasing the current value step by step. It has a signal waveform.
상술한 일 실시예에서는 펄스폭 변조 방식으로 제어하는 경우를 예로들어 설명하였으나 마이크로 콘트롤러에서 프로그램적으로 시간에 따라 레벨 값이 점차로 증가하거나 감소하는 디지털 값을 발생하고 이 디지털 값에 대응하는 아날로그 신호를 출력하고 이 아날로그 신호에 응답하여 발광 다이오드를 구동하는 것도 가능하다.In the above-described embodiment, the case of controlling the pulse width modulation method is described as an example. However, the microcontroller generates a digital value whose level value gradually increases or decreases with time, and generates an analog signal corresponding to the digital value. It is also possible to output and drive a light emitting diode in response to this analog signal.
도 10은 본 발명에 의한 발광 다이오드 구동회로의 바람직한 다른 실시예의 회로 구성을 나타낸다. 다른 실시예는 배터리(700), 태양전지(710), 리세트회로부(720), 구동부(730), 모드선택부(740) 및 제어부(750)를 포함한다.Fig. 10 shows the circuit configuration of another preferred embodiment of the LED driving circuit according to the present invention. Another embodiment includes a battery 700, a solar cell 710, a reset circuit unit 720, a driver 730, a mode selector 740, and a controller 750.
배터리(700)는 충전가능한 2차전지로 구성되고, 태양전지(710)로부터 발전된 전류를 역류방지용 다이오드(D1)를 통하여 공급받아 충전된다.The battery 700 is configured as a rechargeable secondary battery, and is supplied with a current generated from the solar cell 710 through the backflow prevention diode D1 and charged.
리세트회로부(720)는 저항(R1, R2, R3), 캐패시터(C1, C2), 다이오드(D1, D2), 트랜지스터(Q1) 및 리세트 스위치(SW1)으로 구성된다. 태양전지(710)의 출력전압이 소정치 이상으로 제공될 경우에는 이 출력전압에 의해 트랜지스터(Q1)이 턴온되어 제어부(750)의 리세트단자에는 로우레벨신호가 인가되게 되므로 제어부(750)은 리세트 상태를 유지하게 된다. 태양전지(710)로부터 제공되는 출력전압이 소정치 이하로 낮아지게 되면 배터리(700)에 충전된 전압이 각 부의 동작전압으로 제공된다. 리세트 스위치(SW1)가 온되면 제어부(750)의 리세트단자에 로우레벨신호가 인가되므로 제어부(750)는 리세트 상태를 유지한다. 태양전지(710)로부터 제공되는 전압이 없거나 리세트 스위치(SW1)가 오프된 상태에서 초기 동작전압이 인가되게 되면 저항(R3) 및 캐패시터(C2)에 의해 제어부(750)의 리세트단자에 캐패시터(C2)가 충전되는 시간동안 로우레벨신호가 인가되게 되므로 제어부(750)는 초기 리세트되게 된다.The reset circuit unit 720 includes resistors R1, R2, and R3, capacitors C1 and C2, diodes D1 and D2, a transistor Q1, and a reset switch SW1. When the output voltage of the solar cell 710 is provided above a predetermined value, the transistor Q1 is turned on by the output voltage, and a low level signal is applied to the reset terminal of the controller 750. The reset state is maintained. When the output voltage provided from the solar cell 710 becomes lower than a predetermined value, the voltage charged in the battery 700 is provided as an operating voltage of each part. When the reset switch SW1 is turned on, since the low level signal is applied to the reset terminal of the controller 750, the controller 750 maintains the reset state. When there is no voltage provided from the solar cell 710 or when the initial operating voltage is applied while the reset switch SW1 is turned off, the capacitor R2 and the capacitor C2 are applied to the reset terminal of the controller 750 by the resistor R3 and the capacitor C2. Since the low level signal is applied while the C2 is being charged, the controller 750 is initially reset.
구동부(730)는 저항(R4, R5, R6, R7), 트랜지스터(Q2, Q3), 발광 다이오드(LED)로 구성된다. 구동부(730)는 배터리(700)으로부터 동작전압을 제공받고, 제어부(750)로부터 제공되는 구동펄스신호에 응답하여 발광다이오드(LED)를 점멸구동한다.The driver 730 includes resistors R4, R5, R6, and R7, transistors Q2 and Q3, and a light emitting diode (LED). The driver 730 receives an operating voltage from the battery 700, and blinks and drives the light emitting diode LED in response to a driving pulse signal provided from the controller 750.
모드선택부(740)는 6개의 스위치로 구성되어 이들 스위치의 온/오프 조합에 의해 26(= 64 )가지의 온/오프타임, 분당 점멸회수 등을 선택한다.The mode selector 740 is comprised of six switches to select 2 6 (= 64) on / off times, number of flashes per minute, etc. by on / off combinations of these switches.
제어부(750)는 원칩 4비트 마이크로콘트롤러로 구성되어, 모드 선택부(740)에서 선택된 점멸모드로 발광 다이오드 구동펄스신호를 출력한다. 제어부(750)의 제어프로그램은 온타임모듈(752), 오프타임모듈(754), 제어모드 타임 테이블(756), 사인파곡선테이블(758)로 구성된다. 온타임모듈(752)는 라이싱타임루틴(RT), 탑타임루틴(TT), 폴링타임루틴(FT)으로 구성된다.The controller 750 is configured as a one-chip 4-bit microcontroller, and outputs a light emitting diode driving pulse signal in a blinking mode selected by the mode selector 740. The control program of the controller 750 includes an on time module 752, an off time module 754, a control mode time table 756, and a sinusoidal curve table 758. The on-time module 752 is composed of a licensing time routine (RT), a top time routine (TT), and a falling time routine (FT).
도 11을 참조하면, 본 발명에 의한 구동펄스신호는 전체적으로 발광다이오드에 인가되는 전류량이 -90~270도 사이의 사인파곡선을 그리도록 펄스폭제어된다. 띠리서, 제어부(750)에서는 도시된 사인파곡선의 전류량이 출력될 수 있도록 사인파곡선 테이블(758)을 포함하고 이 테이블(758)을 참조하여 펄스폭 제어된 구동펄스신호를 발생한다. 온타임(TON)은 크게 라이싱타임(RT), 탑타임(TT), 폴링타임(FT)으로 구성된다. 그러므로, 발광다이오드(LED)의 밝기는 제어부(750)의 구동펄스신호에 응답하여 구동전류가 제공되므로, 도시된 사인파곡선과 동일한 밝기로 점등되게 된다. 즉, 다른 실시예에서 발광다이오드(LED)는 처음에는 점차 밝아지도록 부드럽게 점등되다가 최대 밝기로 점등상태를 유지하고 점차 어두어지도록 부드럽게 소등된다. 여기서, 라이싱 타임, 탑타임 및 소등타임 등은 상술한 모드 선택부(740)에 의해 선택된 64가지 중 선택된 한가지 방식에 따라 결정된다. 온타임이 짧을수록 구동펄스신호의 주파수는 낮아지고, 온타임이 길어질수록 구동펄스의 주파수는 높아진다. 예컨대, 180~452Hz범위내에서 결정되는 것이 바람직하다. 온타임의 시간에 따라 라이싱 또는 폴링 타임 내의 펄스폭제어된 펄스수가 달라지게 된다. 예컨대, 31, 36, 42, 51, 63, 85, 127, 255 등으로 스텝수가 달라지게 된다. 온타임이 짧을수록 스텝수는 작아지고, 온타임이 길어질수록 스텝수는 커진다.Referring to FIG. 11, the driving pulse signal according to the present invention is pulse width controlled so as to draw a sinusoidal curve between -90 and 270 degrees of the amount of current applied to the light emitting diode as a whole. The controller 750 includes a sinusoidal curve table 758 and generates a pulse width controlled driving pulse signal with reference to the table 758 so that the current amount of the sinusoidal curve shown in the figure can be output. The on time (TON) is largely composed of a licensing time (RT), a top time (TT), and a falling time (FT). Therefore, since the driving current is provided in response to the driving pulse signal of the controller 750, the brightness of the light emitting diode LED is turned on at the same brightness as the illustrated sinusoidal curve. That is, in another embodiment, the light emitting diodes (LEDs) are initially gently turned on to become brighter gradually, and then turned off gently to become darker and gradually turned on at maximum brightness. Here, the licensing time, the top time, the unlit time, and the like are determined according to one of the 64 types selected by the mode selector 740 described above. The shorter the on-time is, the lower the frequency of the drive pulse signal, the longer the on-time is the higher the frequency of the drive pulse. For example, it is preferable to determine within the range of 180-452 Hz. Depending on the time of the on time, the pulse width controlled number of pulses within the licensing or polling time varies. For example, the number of steps is varied to 31, 36, 42, 51, 63, 85, 127, 255 and the like. The shorter the on-time, the smaller the number of steps, the longer the on-time, the larger the number of steps.
도 12 및 도 13는 본 발명에 의한 발광 다이오드의 구동방법의 바람직한 다른 실시예를 설명하기 위한 플로챠트를 나타낸다.12 and 13 show flowcharts for explaining another preferred embodiment of the method of driving a light emitting diode according to the present invention.
야간모드가 되면, 태양전지(710)의 출력전압이 낮아지게 되므로 제어부(750)의 리세트단자는 로우상태에서 하이상태로 변하게 되어 초기 리세트된다. 초기 리세트시에는 제어부(750)는 시스템을 초기화시킨다(800). 제어부(750)에서는 모드선택부(740)의 스위치상태를 리드하고(802), 리드된 제어모드에 따라 세팅된 타임 테이블(756)의 해당 타임정보를 리드한다(804).In the night mode, since the output voltage of the solar cell 710 is lowered, the reset terminal of the controller 750 is changed from a low state to a high state and is initially reset. In the initial reset, the controller 750 initializes the system (800). The controller 750 reads the switch state of the mode selector 740 (802), and reads the corresponding time information of the time table 756 set according to the read control mode (804).
리드된 타임테이블의 해당 타임정보에 응답하여, 라이싱타임(806), 탑타임(808), 폴링타임(810) 및 오프타임(812)을 반복적으로 수행한다.In response to the corresponding time information of the read timetable, the licensing time 806, the top time 808, the polling time 810, and the off time 812 are repeatedly performed.
도 13을 참조하면, 라이싱타임루틴에서는 먼저 사인파곡선에 대응하는 기준 태이블(758)을 리드하고(820), 리드된 기준 테이블(758)을 참조하여, 구동펄스의 하이구간의 펄스폭이 결정되어 발광 다이오드 온모드를 세팅하고(822), 1사이클동안에 주어진 펄스폭만큼 하이구간을 지연시킨다(824). 따라서, 하이구간동안에는 구동부(730)의 트랜지스터(Q2, Q3)가 턴온되므로 발광다이오드(LED)에 전류가 공급되어 발광다이오드가 점등되게 된다. 하이구간의 지연시간이 지나면 발광다이오드 오프모드를 세팅하고(826), 1사이클동안 점등시간을 제외한 나머지 시간동안 로우구간을 지연시킨다(820). 따라서, 로우구간동안에는 구동부(730)의 트랜지스터(Q2, Q3)가 턴오프되므로 발광다이오드(LED)에 전류 공급이 차단되므로 발광다이오드가 소등되게 된다. 이와 같이 1사이클의 점소등 제어가 완료되면 라이싱타임 카운터의 값을 1감소시키고(830), 이 카운터값이 0인가를 체크한다(832). 제로가 아니면 상기 820단계를 수행하는 과정을 반복하게 된다. 832단계에서 제로이면, 라이싱타임루틴을 종료하고 리턴하게 된다.Referring to FIG. 13, in the slicing time routine, the reference table 758 corresponding to the sine wave curve is first read 820, and the pulse width of the high section of the driving pulse is referred to with reference to the read reference table 758. It is determined to set the light emitting diode on mode (822), and delay the high period by a given pulse width for one cycle (824). Therefore, since the transistors Q2 and Q3 of the driving unit 730 are turned on during the high period, a current is supplied to the light emitting diodes LED so that the light emitting diodes are turned on. After the delay period of the high section passes, the light emitting diode off mode is set (826), and the low section is delayed for the remaining time except for the lighting time for one cycle (820). Therefore, since the transistors Q2 and Q3 of the driving unit 730 are turned off during the low period, the supply of current to the light emitting diode LED is cut off, so that the light emitting diode is turned off. When the one-cycle flashing control is completed in this manner, the value of the licensing time counter is decreased by one (830), and it is checked whether the counter value is zero (832). If not zero, the process of performing step 820 is repeated. If zero in step 832, the licensing time routine ends and returns.
즉, 라이싱타임루틴에서는 선택된 제어모드에 의해 리드된 테이블의 라이싱타임으로 주어진 스텝수동안, 매 사이클의 하이구간 펄스폭을 주어진 사인파곡선 테이블을 참조하여 점차 증가시킴으로써 발광다이오드(LED)의 밝기가 사인파곡선을 따라 점차로 밝아지도록 제어하게 된다. 이와 같은 구동펄스신호는 그 주파수가 180~452Hz이므로 시각적으로는 점차로 밝아지는 느낌을 주게된다.That is, in the lighting time routine, the brightness of the light emitting diode (LED) is gradually increased by gradually increasing the high section pulse width of each cycle with reference to a given sine wave curve table for the number of steps given by the lighting time of the table read by the selected control mode. Is controlled to brighten gradually along the sinusoidal curve. Since the driving pulse signal has a frequency of 180 to 452 Hz, the driving pulse signal visually becomes brighter.
탑타임루틴 및 폴링타임루틴도 상술한 라이싱타임루틴와 유사한 방식으로 수행된다. 다만, 탑타임루틴에서는 매사이클마다 펄스폭의 듀티비가 100%로 주어진다는 점과 탑타임의 시간주기가 달라지게 된다. 또한, 폴링타임루틴은 상술된 라이싱타임루틴과는 정반대로 펄스폭의 듀티비가 점차로 감소되어 발광다이오드가 점차로 어두어지도록 제어된다는 점이 다르다.The top time routine and the polling time routine are also performed in a similar manner to the above-mentioned lysing time routine. However, in the top time routine, the duty ratio of the pulse width is given at 100% every cycle and the time period of the top time is changed. In addition, the polling time routine differs from the above-mentioned lysing time routine in that the duty ratio of the pulse width is gradually decreased so that the light emitting diode is controlled to be gradually darkened.
상술한 바와 같이 본 발명에서는 발광 다이오드의 점등 시에는 소프트 온방식으로 점차 밝아지면서 점등되고, 소등시에는 소프트 오프방식으로 점차 어두워지면서 소등됨으로써 발광 다이오드의 점등 순간과 소등 순간에 갑자기 밝아지고 갑자기 어두워지는 현상을 제거할 수 있어서, 시각적인 스트레스없이 부드럽게 점소등이 가능하다. 따라서, 도로 경광등과 같은 장치에서 발광 다이오드의 점소등을 마치 필라멘트 램프의 점소등과 유사하게 부드럽게 표시할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.As described above, in the present invention, when the light emitting diode is turned on, the light is gradually turned on by the soft on method, and when the light is turned off, the light is gradually turned off while the light is turned off by the soft off method. The phenomenon can be eliminated, so it can be turned on and off smoothly without visual stress. Therefore, in the device such as a road warning light, the effect of being able to smoothly display the light of the light emitting diode similarly to that of the filament lamp is obtained.
본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구 범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구 범위 기재의 범위 내에 있게 된다.The present invention is not limited to the above-described specific preferred embodiments, and various modifications can be made by any person having ordinary skill in the art without departing from the gist of the present invention claimed in the claims. Of course, such changes will fall within the scope of the claims.
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