KR20060094767A

KR20060094767A - Ｌｅｄ구동장치

Info

Publication number: KR20060094767A
Application number: KR1020050016208A
Authority: KR
Inventors: 김남인
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2005-02-26
Filing date: 2005-02-26
Publication date: 2006-08-30
Also published as: CN1826030A; KR100628717B1; CN100452934C; US20060197469A1

Abstract

본 발명은 복수의 LED(light emitting diode)를 구동하는 LED구동장치에 관한 것으로서, 상기 LED구동장치는, 상기 복수의 LED에 흐르는 전류가 상기 각 LED에 대응하여 순차 변화하는 소정의 목표전류치에 이르도록 소정의 전원장치의 전원공급을 제어하는 전류제어부; 상기 복수의 LED 각각에 대하여 상기 전류를 도통 또는 차단시키는 복수의 분기스위치; 및 상기 복수의 분기스위치 중 어느 하나가 턴오프되기 전에 다른 하나가 턴온되도록 상기 복수의 분기스위치를 상기 목표전류치의 변화에 대응하여 순차적으로 개폐시키는 분기스위치제어부를 포함한다. 이에 의하여, LED의 광효율이 높으면서도 회로의 안정성이 뛰어난 LED구동장치를 제공할 수 있다.

LED, 구동, 게이트전압, 중첩, 지연, 역회복전류

Description

ＬＥＤ구동장치{LED DRIVER}

도 1은 종래의 LED구동장치를 이용한 DMD영상장치의 구성을 도시한 도면이며,

도 2는 도 1의 LED구동장치의 회로구성을 도시한 블록도이며,

도 3은 도 1의 LED구동장치에 의한 게이트전압 및 LED전류의 파형을 도시한 파형도이며,

도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 LED구동장치의 회로구성을 도시한 블록도이며,

도 5는 도 4의 LED구동장치에 의한 목표전압, 게이트전압 및 LED전류의 파형을 도시한 파형도이며,

도 6은 도 4의 LED구동장치의 분기스위치제어부의 내부구성을 도시한 블록도이며,

도 7은 도 6의 분기스위치제어부에 의한 각 전압 및 전류의 파형을 도시한 파형도이다.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

10: LED구동장치 12: 전류제어부

122: 전류검출부 124: 에러앰프

126: 펄스폭변조부 128: 스위치구동부

130: 스위치 14: 복수의 분기스위치

18: 분기스위치제어부 182: 카운터

184: 디코더 186: 지연부

188: 분기스위치구동부 20: 마이컴

22: DA컨버터 30: LED

본 발명은 LED구동장치에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 본 발명은 높은 광효율 및 뛰어난 회로 안정성으로 LED를 구동할 수 있는 LED구동장치에 관한 것이다.

LED(light emitting diode)는 디지털 마이크로미러 디바이스(DMD: digital micromirror device)를 사용한 DLP(digital light processing) 프로젝션 TV, 프로젝터 등의 DMD영상장치 뿐만 아니라 LCD영상장치의 광원으로 이용될 수 있다.

LED를 광원으로 이용한 DMD영상장치를 도 1에 나타내었다. 도 1의 DMD영상장치는 그 광원으로서 빨강(Red), 녹색(Green) 및 파랑(Blue), 즉, RGB 각 색에 대하여 복수의 LED모듈(210)을 광원으로 이용한다.

LED모듈(210)은 LED구동장치(200)에 의해 구동되며, 구동된 LED모듈(210)이 방출하는 RGB의 광신호가 렌즈(220)를 통하여 순차적으로 DMD모듈(230)에 투사된다. MEMS(Micro Electro-Mechanical Systems) 공정에 의해 DMD모듈(230)에 집적되어 있는 수십 혹은 수백만 개의 거울(240)은 디지털 화소정보에 의해 거울이 독립적으로 ON/OFF 동작을 하며, 이에 따라 DMD모듈(230)에 투사된 RGB 색신호는 스크 린(250)에 소정의 영상을 형성한다.

LED를 광원으로 사용하는 DMD영상장치는, 방전램프를 광원을 사용하는 종래의 영상장치에 비하여, 그 광원의 가용성이 높기 때문에, 같은 광량에 대해 광효율이 높을 뿐만 아니라 방전램프에 비해 LED의 수명이 훨씬 길고, 컬러 휠과 같은 기계적인 장치를 요하지 않으므로 수명이 반영구적인 장점이 있다.

이러한 LED모듈(210)을 구동하기 위한 LED구동장치(200)는 도 2에 도시된 바와 같은 회로구성을 가질 수 있다. 도 2에 도시된 바와 같은 회로구성을 가진 형태의 구동회로를 스위치모드 구동회로라고도 한다. 도 2의 LED구동장치(200)는 전류검출부(271), 에러앰프(272), PWM변조부(274), 게이트회로(276), 스위치(278), 인덕터(280), 제1 및 제2다이오드(282 및 284) 및 스위치블록(286)으로 구성될 수 있다.

도 2의 LED구동장치(200)는, LED모듈(210)에 흐르는 전류를 전류검출부를 통하여 검출하고, 검출된 전류에 대응하는 전압과 목표전압(Vref)을 에러앰프(272)가 비교하여 양 전압의 전압차 신호를 출력한다. PWM변조부(274)는 에러앰프(272)의 출력과 소정의 삼각파를 비교하여 펄스폭변조신호(PWM: Pulse Width Modulation)를 만들어 내며, 펄스폭변조신호에 의해 게이트회로(276)는 MOSFET로 구현될 수 있는 스위치(278)를 구동한다. 인덕터(280)는 스위치(278)의 구형파 펄스 출력을 적분하여 LED모듈(210)에 스위칭 리플을 가지는 직류전류가 공급될 수 있게 한다.

백색광에서는 RGB 각 색에 대한 광량이 다르므로 LED모듈(210)을 흐르는 전류(Io)도 RGB 각각에 대해서 그 전류치가 달라야 하는데, 이를 기준전압(Vref)으로 조절할 수 있으며, 스위치블록(286)은 RGB 각 색에 대응하는 LED모듈(210)에 연결된 분기스위치를 구비하며, 기준전압(V_ref)의 변화와 동기하여 RGB 각 색에 대응하는 LED모듈(210)에 전류(I_o)가 흐르도록 한다.

이와 같은 LED구동장치(200)가 구동하는 LED모듈(210)은 RGB 각 색에 대하여 수십 개의 LED가 직병렬로 연결되어 하나의 모듈을 이루고 있기 때문에, 이를 구동하기 위해서는 약 20A이상의 전류와 약 20V이상의 전압이 필요하다. 또한, 화질의 특성을 균일하게 하기 위하여 전류(I_o)의 리플성분은 작을수록 좋으며, 높은 광효율을 위해서는 RGB 각 색에 대응하는 LED모듈(210)이 순차적으로 구동될 때 스위칭 전환 및 과도특성도 빨라야 한다.

대전력에 대하여 고효율을 확보하는 것은 도 2의 스위치모드의 구동회로로 족하나, 리플성분을 줄이기 위해서는 스위칭 주파수를 극단적으로 올리거나 큰 인덕턴스를 가지는 인덕터를 사용하여야만 한다. 그러나 인덕턴스를 크게 하는 것은 과도특성을 느리게 하여 광효율을 악화시킨다.

도 2의 LED구동장치(200)를, 도 3의 상단에 한 쌍의 파형으로 도시된 바와 같이, 연속전류모드(DCM: discontinuous current mode)로 구동하는 경우, 인덕턴스가 큰 인덕터의 느린 과도특성으로 인하여 DMD가 동작할 수 없는 불용구간(dead zone)이 늘어나서 광효율이 떨어지게 된다.

한편, 도 3의 하단에 한 쌍의 파형으로 도시된 바와 같이, LED구동장치(200)에서 분기스위치의 전환시 불용구간을 줄이게 되면, 전류(I_o)의 흐름은 연속전류모 드(CCM: continuous current mode)가 되어 광효율은 다소 증가하지만, 분기스위치의 전환시 발생하는 제2다이오드(284)에 의한 역회복전류가 EMI(Electromagnetic Interference) 및 회로의 안정성에 악영향을 미치게 된다.

예컨대, LED모듈(210)에 20A의 정도의 전류가 흐른다고 할 때 발생하는 역회복전류는 수십 내지는 100A이상이 될 수 있으며, 역회복전류는 LED모듈(210)을 통해서 흐르므로 LED의 열화를 촉진할 수 있는 한편, 역회복전류가 사라지고 안정화될 때까지 DMD모듈은 오프되기 때문에 광효율을 저하시키는 요인이 된다.

본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위한 것으로서, LED의 광효율이 높으면서도 EMI가 없고 회로의 안정성이 뛰어난 LED구동장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, 복수의 LED(light emitting diode)를 구동하는 LED구동장치에 있어서, 상기 복수의 LED에 흐르는 전류가 상기 각 LED에 대응하여 순차 변화하는 소정의 목표전류치에 이르도록 소정의 전원장치의 전원공급을 제어하는 전류제어부; 상기 복수의 LED 각각에 대하여 상기 전류를 도통 또는 차단시키는 복수의 분기스위치; 및 상기 복수의 분기스위치 중 어느 하나가 턴오프되기 전에 다른 하나가 턴온되도록 상기 복수의 분기스위치를 상기 목표전류치의 변화에 대응하여 순차적으로 개폐시키는 분기스위치제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 LED구동장치를 제공한다. 이에 의하여, 과도시간이 감축되므로 LED의 광효율이 높고 프리휠링을 위한 다이오드에 의해 발생하는 역회복전류가 없으므로 회로 의 안정성이 뛰어나다.

상기 전류제어부는, 상기 전원장치의 전원을 공급 또는 차단시키는 스위치; 상기 복수의 LED에 흐르는 전류를 검출하는 전류검출부; 상기 전류검출부에 의해 검출된 전류 및 상기 목표전류치를 비교하여 그 차이에 해당하는 신호를 출력하는 에러앰프; 상기 에러앰프의 출력신호에 대응하는 펄스폭변조신호를 생성하여 출력하는 펄스폭변조부; 상기 펄스폭변조신호에 따라 상기 스위치를 개폐시키는 신호를 출력함으로써 상기 스위치를 구동하는 스위치구동부; 상기 전원장치 및 상기 복수의 LED 사이에 직렬 연결되며, 상기 전원장치로부터 전원의 공급 및 차단에 의한 구형파 전류를 적분하는 인덕터; 및 상기 스위치가 턴오프된 경우 상기 인덕터에 흐르는 전류를 프리휠링시키는 다이오드를 포함하는 것이 바람직하다. 이에 의하여, 상기 전류제어부는 펄스폭변조신호를 이용하여 스위칭모드로 제어를 수행함으로써, 소정의 전원장치로부터 상기 LED에 전원을 공급 또는 차단할 수 있으며, 선형모드에 비하여 높은 전력효율로 상기 LED에 흐르는 전류를 제어할 수 있다.

상기 분기스위치제어부는, 소정의 주파수를 가진 클록신호를 카운트하여 상기 복수의 분기스위치에 각각 대응하는 신호를 순차적으로 출력하는 카운터; 상기 카운터의 출력신호를 디코딩하여 순차적으로 논리적 하이상태를 가지는 펄스신호를 병렬적으로 출력하는 디코더; 상기 디코더의 각 펄스신호에 대하여 그 논리상태가 하이에서 로우로 변화하는 시점을 다음 분기스위치의 펄스신호의 논리상태가 로우에서 하이로 변화한 시점 후로 지연시켜 출력하는 지연부; 및 상기 지연부의 각 출력신호가 논리적 하이 또는 로우상태로 변화함에 따라 대응하는 상기 분기스위치를 턴 온 또는 턴오프시키는 분기스위치구동부를 포함할 수 있다. 이에 의하여, 상기 복수의 분기스위치 중 어느 하나가 턴오프되기 전에 다른 하나가 턴온되도록 상기 복수의 분기스위치를 상기 목표전류치의 변화에 대응하여 순차적으로 개폐시킬 수 있다.

상기 LED구동장치는, 상기 디코더의 각 펄스신호에 대하여 그 논리상태가 하이인 신호에 대응하는 상기 목표전류치의 데이터를 출력하는 마이컴; 및 상기 마이컴이 출력하는 상기 목표전류치의 데이터를 아날로그신호로 변환하여 상기 전류제어부에 제공하는 DA컨버터를 더 포함할 수 있다. 이에 의하여, 상기 전류제어부는 상기 목표전류치에 따라 상기 LED에 흐르는 전류의 전류치를 제어할 수 있게 된다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 중심으로 본 발명에 대하여 상세히 설명한다. 도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 LED구동장치(10)의 구성을 도시한 회로도이다.

본 실시예의 LED구동장치(10)는 디지털 마이크로미러 디바이스(DMD: digital micromirror device)를 사용한 DLP(digital light processing) 프로젝션 TV, 프로젝터 등의 DMD영상장치 및 LCD백라이트의 광원으로 이용되는 복수의 LED(30)를 구동한다.

본 실시예의 LED구동장치(10)는, 도 4에 도시된 바와 같이, 전류제어부(12), 복수의 분기스위치(14) 및 분기스위치제어부(18)를 포함한다. 본 실시예의 복수의 분기스위치(14)는 전류제어부(12) 및 복수의 LED(30)의 애노드 사이에 배치되어 있으며, 복수의 LED(30)의 캐소드는 전류제어부(12)에 연결되어 있다. 본 실시예의 복수의 LED(30) 각각은 RGB 각 색에 대응하여 복수의 LED로 구성된 모듈의 형태를 가진다.

본 실시예의 전류제어부(12)는 복수의 LED(30)에 공급되어 흐르는 전류(I_o)가 소정의 목표전류치에 이르도록 한다. 즉, 본 실시예의 전류제어부(12)는 소정의 전원장치로부터 전원(V_cc)이 상기 LED(30)에 공급 또는 차단되도록 제어한다. 여기에서, 목표전류치는 복수의 LED(30)에 흘리고자 하는 전류의 크기를 말하는데, RGB 각 LED(30)에 대응하여 미리 설정되어 있으며, 소정의 주기로 RGB의 순으로 순차 변화한다.

본 실시예의 전류제어부(12)는, 도 4에 도시된 바와 같이, 전류검출부(122), 에러앰프(124), 펄스폭변조부(126), 스위치(130), 스위치구동부(128), 인덕터(132) 및 다이오드(134)를 포함한다.

전류검출부(122)는 복수의 LED(30) 전체에 흐르는 전류(I_o)를 검출한다. 전류검출부(122)는 일단이 복수의 LED(30)와 연결되고 타단이 접지된 소정의 저항치를 가지는 저항으로 구현될 수 있으며, 복수의 LED(30)에 흐르는 전류(I_o)에 대응하는 전압을 제공함으로써 그 전압 및 저항치를 이용하여 복수의 LED(30)에 흐르는 전류(I_o)를 추정할 수 있다.

인덕터(132)의 일단은 스위치(130)의 일단 및 다이오드(134)의 캐소드에 연결되며, 타단은 복수의 LED(30) 측으로 연결되어 있다. 인덕터(132)에 흐르는 전류가 복수 의 LED(30)에 흐르는 전류(I_o)가 된다. 다이오드(134)의 애노드는 접지되어 있다.

본 실시예의 스위치(130)는 MOSFET로 구현되며, 게이트는 스위치구동부(128)의 출력단에 연결되어 있으며, 드레인은 전원장치에 연결되어 전원전압(V_cc)을 공급받는다. 또한, 스위치(130)의 소스는 인덕터(132)의 일단 및 다이오드(134)의 캐소드에 연결되어 있다.

스위치(130)는 게이트에 입력되는 게이트전압의 논리상태에 따라 턴온 또는 턴오프되어 스위칭동작을 한다. 스위치(130)가 턴온되면, 드레인 및 소스 간의 전류의 흐름이 도통되어 전원전압(V_cc)이 인덕터(132)에 인가되며, 도통시간이 경과함에 따라 인덕터(132)에 흐르는 전류는 소정 레벨까지 충전되어 전류(I_o)가 증가하게 된다. 한편, 스위치(130)가 턴오프되면, 드레인 및 소스의 전류의 흐름이 차단되며, 인덕터(132)에 충전된 전류는 LED(30) 및 다이오드(134)를 통하여 루프를 형성하여 흐르게 되는데, 이 경우 전원공급이 차단되었으므로 전류(I_o)는 감소하게 된다.

에러앰프(124)는 전류검출부(122)로부터 복수의 LED(30)에 흐르는 전류(I_o)에 대응하는 전압을 반전입력(inverting input)단자로 입력하고, 목표전류치에 대응하는 소정의 목표전압(Vref)을 비반전입력(non-inverting input)단자로 입력한다. 에러앰프(122)는 LED(30)에 흐르는 전류(I_o)에 대응하는 전압 및 목표전압(V_ref)의 전압차를 증폭하여 출력신호로써 출력한다.

펄스폭변조부(126)는 에러앰프(122)의 출력신호에 대응하는 펄스폭변조신호를 생성 하여 출력한다. 스위치구동부(128)는 펄스폭변조부(126)가 출력하는 펄스폭변조신호에 따라 스위치(130)를 개폐시키는 신호를 출력한다. 즉, 본 실시예의 전류제어부(12)는 LED(30)에 흐르는 전류(I_o)를 감지하고 전류(I_o)가 소정 목표치에 이를 때까지 스위칭제어를 한다.

본 실시예에의 복수의 분기스위치(14)는 각 LED(30)에 대응하여 LED(30)의 애노드에 연결되어 있으며, 턴온 또는 턴온됨으로써 LED(30) 각각에 대하여 전류(I_o)를 도통 또는 차단시킨다. 본 실시예에의 복수의 분기스위치(14)는 각각 MOSFET로 구현된다.

분기스위치제어부(18)는 복수의 분기스위치(14)를 목표전류치의 변화에 대응하여 순차적으로 개폐시키는데, 본 실시예에서는 복수의 분기스위치(14) 중 어느 하나가 턴오프되기 전에 다른 하나가 턴온되도록 제어한다. 분기스위치제어부(18)의 제어 동작에 의한 목표전압(V_ref), 각 분기스위치(14)의 게이트에 공급되는 게이트전압(V_R, V_G 및 V_B) 및 LED(30)에 흐르는 전류(I_o)의 파형을 도 5에 도시하였다.

분기스위치제어부(18)는 복수의 분기스위치(14)가 어느 하나에서 다른 하나로 스위칭하는 경우, 모든 분기스위치(14)가 동시에 턴오프되는 구간이 없도록 서로 중첩되어 턴온되는 구간을 가지도록 함으로써, LED(30)에 흐르는 전류(I_o)의 과도응답시간을 단축시키는 동시에, 인덕터(132)전류의 소진을 위한 프리휠링 다이오드를 생 략할 수 있기 때문에 역회복전류가 발생하지 않는다.

분기스위치제어부(18)는, 도 6에 도시된 바와 같이, 카운터(182), 디코더(184), 지연부(186) 및 분기스위치구동부(188)를 포함한다.

카운터(182)는 소정의 주파수를 가진 클록신호(도 7의 CLK 참조)를 입력하며, 클록신호를 카운트하여 RGB의 분기스위치(30)에 각각 대응하는 신호(Q[1..0])를 순차적으로 출력한다. 즉, 카운터(182)는 클록신호를 카운트하는 3진 카운터로서, RGB 각 색에 대응하는 3가지 상태를 위한 2비트 출력신호(00??01??10??00…)를 출력한다.

디코더(184)는 카운터(182)의 출력신호를 디코딩하여 순차적으로 논리적 하이상태를 가지는 펄스신호(도 7의 R, G 및 B 참조)를 병렬적으로 출력한다. 즉, 디코더(184)는 RGB 각 색에 대응하는 3가지 상태를 나타내는 2비트 출력신호(00??01??10??00…)를 입력하고 이를 디코딩하여, 3개의 출력포트를 통하여 세 개의 펄스신호가 순차적으로 논리적 하이상태를 가지도록 한다.

본 실시예의 디코더(184)는 카운터(182)의 출력신호가 ＂00＂인 경우, R에 해당하는 신호가 논리적 하이상태를 가지고 G 및 B에 해당하는 신호는 논리적 로우상태를 가지도록 하며, 카운터(182)의 출력신호가 ＂01＂인 경우, G에 해당하는 신호가 논리적 하이상태를 가지고 B 및 R에 해당하는 신호는 논리적 로우상태를 가지도록 하며, 계속하여, 카운터(182)의 출력신호가 ＂10＂인 경우, B에 해당하는 신호가 논리적 하이상태를 가지고 R 및 G에 해당하는 신호는 논리적 로우상태를 가지도록 한다. 본 실시예의 디코더(184)는 R, G 및 B 중 어느 1쌍에 대응하는 펄스신호의 논리상태의 변화는 소정 주기로 동시에 이루어지도록 한다.

지연부(186)는 디코더(184)의 각 펄스신호를 입력하고, R, G 및 B 중 어느 1쌍에 대응하는 펄스신호의 논리상태의 변화하는 경우, 그 논리상태가 하이에서 로우로 변화하는 펄스신호의 변화시점을 그 논리상태가 로우에서 하이로 변화하는 펄스신호의 변화시점 이후로 지연시킨다. 즉, 지연부(186)는 논리상태가 이미 하이인 펄스신호에 대하여 그 논리상태의 변화시점을 소정시간 지연시킴으로써, 논리상태가 다음에 하이로 변화하는 펄스신호와 하이의 논리상태를 소정시간 중첩되게 한다.

본 실시예의 지연부(186)는 디코더(184)의 각 펄스신호의 논리상태가 R이 하이이고 G 및 B가 로우인 경우, R에 대응하는 펄스신호의 논리상태가 로우로 변화하는 시점을 소정시간 지연시켜, G에 대응하는 펄스신호의 논리상태가 로우에서 하이로 변화한 후에 R에 대응하는 펄스신호의 논리상태를 로우로 변화시킨다. 마찬가지로, 본 실시예의 지연부(186)는 G 또는 B에 대응하는 펄스신호의 논리상태가 하이이고 B 및 R 또는 R 및 G가 로우인 경우, G 또는 B에 대응하는 펄스신호의 논리상태가 로우로 변화하는 시점을 소정시간 지연시킨다.

본 실시예의 지연부(186)는 R, G 또는 B에 대응하는 펄스신호의 논리상태의 변화시점을 지연시키는 시간은 각 펄스신호의 변화주기에 비하여 짧은 것이 바람직하다. 본 실시예의 지연부(186)는 직렬 및/또는 병렬로 연결된 저항 및 콘덴서와 같은 수동회로로 구현될 수 있다.

분기스위치구동부(188)는 지연부(186)의 각 출력신호가 논리적 하이 또는 로우상태로 변화함에 따라 대응하는 분기스위치(14)를 턴온 또는 턴오프시키는 게이트신호( 도 7의 V_R, V_G 및 V_B)를 분기스위치(14)의 게이트에 출력한다. 도 7에 도시된 바와 같이, 각 게이트신호(V_R, V_G 또는 V_B)는 그 논리상태가 하이에서 로우로 변화하는 시점이 다음 게이트신호의 논리상태가 로우에서 하이로 변화하는 시점보다 늦기 때문에, 어느 하나의 분기스위치(14)가 턴오프되기 전에 다른 하나가 턴온되어 복수의 분기스위치(14)는 서로 중첩되어 턴온되는 구간을 가지게 된다.

한편, 본 실시예의 LED구동장치(10)는, 디코더(184)의 각 펄스신호에 대하여 그 논리상태가 하이인 신호에 대응하는 목표전류치를 나타내는 데이터를 출력하는 마이컴(20)을 포함할 수 있다. 본 실시예의 마이컴(20)은 출력하고자 하는 영상신호의 R, G 및 B값에 대응하여 복수의 LED(30)의 목표전류치(I_R, I_G 및 I_B)를 나타내는 데이터 미리 설정해 두고, 디코더(184)의 RGB에 대응하는 세 개의 펄스신호를 입력하여, 각 펄스신호의 논리상태를 확인하여, 그 논리상태가 하이인 펄스신호의 색상에 대응하는 목표전류치(I_R, I_G 또는 I_B)를 나타내는 데이터를 출력한다. 본 실시예의 마이컴(20)은 목표전류치(I_R, I_G 또는 I_B)에 대응하는 목표전압(V_ref)의 데이터를 출력한다. 본 실시예의 마이컴(20)은 범용의 마이크로프로세서로 구현될 수 있으며, 필요에 따라 ROM, RAM과 같은 메모리를 구비할 수 있다.

또한, 본 실시예의 LED구동장치(10)는, 마이컴(20)이 출력하는 목표전류치(I_R, I_G 및 I_B)를 나타내는 데이터를 아날로그신호로 변환하여 전류제어부(12)에 제공하는 DA컨버터(22)를 더 포함하는 것이 바람직하다.

이상, 바람직한 실시예를 통하여 본 발명에 관하여 상세히 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며 특허청구범위 내에서 다양하게 실시될 수 있다.

상기한 바와 같이, 본 발명에 의하면, LED의 광효율이 높으면서도 EMI가 없고 회로의 안정성이 뛰어난 LED구동장치를 제공할 수 있다. 즉, 복수의 LED를 순차적으로 구동함에 있어서 항상 연속전류모드(CCM)로 동작하므로, 프리휠링을 위한 다이오드가 필요 없으며 이로 인한 역회복전류가 발생하지 않기 때문에, EMI 및 노이즈의 영향을 최소화시킬 수 있다.

또한, 목표전류치의 변화에 대응하는 과도응답시간을 최소화시킬 수 있으므로, 광효율이 높다.

또한, 스위칭모드로 LED를 구동하기 때문에 전력효율이 높고 대전류의 구동에 적합한 LED구동장치를 제공할 수 있다.

Claims

복수의 LED(light emitting diode)를 구동하는 LED구동장치에 있어서,

상기 복수의 LED에 흐르는 전류가 상기 각 LED에 대응하여 순차 변화하는 소정의 목표전류치에 이르도록 소정의 전원장치의 전원공급을 제어하는 전류제어부;

상기 복수의 LED 각각에 대하여 상기 전류를 도통 또는 차단시키는 복수의 분기스위치; 및

상기 복수의 분기스위치 중 어느 하나가 턴오프되기 전에 다른 하나가 턴온되도록 상기 복수의 분기스위치를 상기 목표전류치의 변화에 대응하여 순차적으로 개폐시키는 분기스위치제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 LED구동장치.
제1항에 있어서,

상기 전류제어부는,

상기 전원장치의 전원을 공급 또는 차단시키는 스위치;

상기 복수의 LED에 흐르는 전류를 검출하는 전류검출부;

상기 전류검출부에 의해 검출된 전류 및 상기 목표전류치를 비교하여 그 차이에 해당하는 신호를 출력하는 에러앰프;

상기 에러앰프의 출력신호에 대응하는 펄스폭변조신호를 생성하여 출력하는 펄스폭변조부;

상기 펄스폭변조신호에 따라 상기 스위치를 개폐시키는 신호를 출력함으로써 상기 스위치를 구동하는 스위치구동부;

상기 전원장치 및 상기 복수의 LED 사이에 직렬 연결되며, 상기 전원장치로부터 전원의 공급 및 차단에 의한 구형파 전류를 적분하는 인덕터; 및

상기 스위치가 턴오프된 경우 상기 인덕터에 흐르는 전류를 프리휠링시키는 다이오드를 포함하는 것으로 특징으로 하는 LED구동장치.
제1항에 있어서,

상기 분기스위치제어부는,

소정의 주파수를 가진 클록신호를 카운트하여 상기 복수의 분기스위치에 각각 대응하는 신호를 순차적으로 출력하는 카운터;

상기 카운터의 출력신호를 디코딩하여 순차적으로 논리적 하이상태를 가지는 펄스신호를 병렬적으로 출력하는 디코더;

상기 디코더의 각 펄스신호에 대하여 그 논리상태가 하이에서 로우로 변화하는 시점을 다음 분기스위치의 펄스신호의 논리상태가 로우에서 하이로 변화한 시점 후로 지연시켜 출력하는 지연부; 및

상기 지연부의 각 출력신호가 논리적 하이 또는 로우상태로 변화함에 따라 대응하는 상기 분기스위치를 턴온 또는 턴오프시키는 분기스위치구동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 LED구동장치.
제3항에 있어서,

상기 디코더의 각 펄스신호에 대하여 그 논리상태가 하이인 신호에 대응하는 상기 목표전류치의 데이터를 출력하는 마이컴; 및

상기 마이컴이 출력하는 상기 목표전류치의 데이터를 아날로그신호로 변환하여 상기 전류제어부에 제공하는 DA컨버터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 LED구동장치.