KR20100059421A - 전류 제한 가변 회로를 구비한 발광소자 구동 장치 - Google Patents

전류 제한 가변 회로를 구비한 발광소자 구동 장치 Download PDF

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KR20100059421A
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삼성전기주식회사
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Abstract

본 발명은 발광소자 구동 장치에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 발광소자의 온도 변화에 따른 광출력 특성의 변화에 적합하도록 전류 제한값을 가변할 수 있도록 하여 발광소자가 온도 변화에 의한 성능 열화나 파손없이 동작할 수 있도록 하는 전류 제한 가변 회로를 구비한 발광소자 구동장치에 관한 것이다.
또한, 본 발명에 따르면, 발광소자 구동장치에 있어서, 발광소자의 출력단에 접속되어 발광소자에 구동전류를 제공하는 구동회로; 상기 구동회로에 구동 제어 전압을 공급하는 구동 제어부; 발광소자의 온도를 측정하여 출력하는 온도 센서; 및 상기 온도 센서에서 측정된 온도값에 따라 전류 제한값을 가변하여 상기 구동회로의 구동 전류가 가변된 전류 제한값 이상이 되는 경우에 상기 구동회로에 구동전류의 공급을 차단하는 전류 제한 가변 회로를 포함하여 이루어진 발광소자 구동장치가 제공된다.
발광소자, 구동장치, 피드백 회로, 온도, 과전류, 전류 제한

Description

전류 제한 가변 회로를 구비한 발광소자 구동 장치{Driver for the emitting device using the variable current limit}
본 발명은 발광소자 구동 장치에 관한 것이다.
특히, 본 발명은 발광소자의 온도 변화에 따른 광출력 특성의 변화에 적합하도록 전류 제한값을 가변할 수 있도록 하여 발광소자가 온도 변화에 의한 성능 열화나 파손없이 동작할 수 있도록 하는 전류 제한 가변 회로를 구비한 발광소자 구동장치에 관한 것이다.
일반적으로, LCD 백라이트나 조명장치에 이용되는 발광소자는 그 특성상 온도에 따라 접합 저항이 달라지게 되므로, 발광소자 구동장치는 온도 보상 수단을 갖추어야 한다.
도 1은 종래 LED 구동 장치의 구성도이다.
도 1에 도시된 종래 LED의 구동 장치는, 기준 전압(Vcc) 및 피드백 전압에 따라 구동을 제어하는 구동 제어부(10)와, 상기 구동 제어부(10)의 구동 제어에 따 라 구동전류를 공급하는 구동 회로(20)와, 상기 구동 회로(20)의 구동전류에 의해 점등되는 복수의 LED를 포함하는 LED 부(30)와, 상기 LED 부(30)의 복수의 LED에서 발광되는 광을 검출하는 광센서(40)와, 상기 광센서(40)에 의해 검출된 신호에 따른 상기 피드백전압을 상기 구동 제어부(10)로 공급하는 피드백 회로부(50)와, 구동회로(20)에 흐르는 전류를 검출하여 검출된 전류가 문턱전류 이상이 될 때 구동 제어부(10)를 제어하여 구동회로(20)에 전압공급을 제한시키는 보상전류 제한부(60)와, 구동회로(20)에 일정한 바이어스 전류를 공급하기 위한 바이어스 전류 공급부(70)로 이루어진다.
여기서, 상기 구동 회로(20)는 상기 구동 제어부(10)의 구동 제어 전압에 따라 구동전류를 조절하는 트랜지스터(Q1)와 바이어스 전류 공급부(70)의 바이어스 제어 전압에 의해 바이어스 전류를 조절하는 트랜지스터(Q2)로 이루어진다.
이러한 종래 LED 구동 장치에서, 상기 피드백 회로부(50)는, 상기 광센서(40)에 의해 검출된 신호와 기준신호를 비교하여 그 오차 신호에 해당되는 피드백 전압을 상기 구동 제어부(10)로 공급된다. 이때, 상기 구동 제어부(10)는 상기 피드백 전압에 따라 출력전압을 가변시켜 상기 LED의 구동을 제어한다.
이와 같은 종래 LED 구동 장치는, 자동 파워 제어(Automatic Power Control) 방식이다.
예를 들어, 외부 온도의 상승 등의 요인으로 LED 광량이 떨어지면 광센서의 모니터링 전류도 낮아지게 되고, 기준전압과의 비교 출력도 그에 비례한 출력으로 피드백된다. 이 경우, 상기 구동 제어부(10)는 피드백 전압에 따라 구동을 제어하 여 상기 구동 회로(20)의 트랜지스터(Q1)의 컬렉터 전류가 높아지도록 함으로써 일정한 광량을 유지하게 된다.
그리고, 보상 전류 제한부(60)는 구동회로(20)의 저항(R1)에 접속되어 저항(R1)의 전압을 측정하여 흐르는 전류량을 산출한 후에 흐르는 전류가 문턱전류를 초과하면 구동 제어부(10)를 제어하여 구동 제어부(10)에서 구동 제어 전압의 출력을 차단하여 구동회로(20)에 과전류가 흐르지 않도록 함으로 구동회로(20)를 과전류로부터 보호한다.
한편, 상기와 같은 종래 기술에 의하면 구동회로의 전류 제한은 문턱 전류 이상 구동회로에 전류가 흐르지 않도록 제한하였으나, LD 또는 LED의 광원 특성상 온도에 따라 일정 전류라도 광출력 특성이 다르기 때문에 온도에 따른 전류 제한을 다르게 할 필요가 있다.
이와 관련하여 특정 온도의 과전류 보호를 위한 전류 제한값과 그에 따른 최대 광출력을 나타내는 (표 1)을 보면, 145 mA로 최대 전류 제한값으로 하고 그때 필요한 광출력을 60mW라고 할 때 25℃와 40℃에서는 광출력이 제한한 양보다 과다하게 출력될 수 있고, 반대로 45℃와 50℃에서는 전류가 제한이 되어 필요한 광출력을 출력할 수 없게 된다.
(표 1)
온도 전류 제한값 최대광출력
25℃ 145mA 85mW
40℃ 145mA 65mW
45℃ 145mA 55mW
50℃ 145mA 45mW
그 다음으로 특정 온도와 그에 따른 동작전류 그리고 광출력을 나타내는 (표2)를 보면, 60mW 이상 LD에서 광출력이 되지 않도록 하기 위해서는 각 온도별로 전류 제한값이 달라야 한다.
일예로, 25 ℃에서는 120mA가 되어야 하고, 40℃에서는 140mA가 되어야 하며, 50℃에서는 180mA가 되어야 한다.
(표 2)
온도 동작전류 광출력
25℃ 120mA 60mW
40℃ 140mA 60mW
45℃ 150mA 60mW
50℃ 180mA 60mW
만약, 145mA로 온도와 무관하게 고정적으로 전류제한을 한다면 저온(40℃이하)에서는 제한한 것보다 높은 광출력이 출력될 우려가 있고, 고온(40℃이상)에서는 필요한 광출력을 출력할 수 없게 된다.
위에서 언급한 내용에 따라 도시된 그래프가 도 2와 도 3으로, 도 2는 동일 광출력 60mA 그리고 80mA인 경우에 온도에 따른 필요 전류를 나타내는 그래프이고, 도 3은 전류에 따른 광출력을 온도별로 나타낸 그래프이다.
그래프에서 점 A는 25℃일 때 필요전류 또는 광출력을 나타낸 것이고, 점 B는 40℃일 때 필요전류 또는 광출력을 나타낸 것이고, 점 C는 45℃일 때 필요전류 또는 광출력을 나타낸 것이고, 점 D는 50℃일 때 필요전류 또는 광출력을 나타낸 것이며 굵은 실선은 전류 제한값을 나타낸 것이다.
위에서 언급한 문제점을 해결하기 위해서는 전류 제한값을 고정적으로 하기보다는, 온도에 따라 가변되게 하면 발광소자를 성능 열화나 파손없이 동작시킬 수 있고, 또한 과전류 보호에도 효과적으로 대응할 수 있을 것이다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 발광소자의 온도에 따른 광출력 특성 변화를 반영하여 전류 제한값을 가변할 수 있도록 하여 발광소자가 온도변화로 인한 성능 열화나 파손없이 동작할 수 있도록 하는 전류 제한 가변 회로를 갖는 발광소자 구동장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명은, 발광소자 구동장치에 있어서, 발광소자의 출력단에 접속되어 발광소자에 구동전류를 제공하는 구동회로; 상기 구동회로에 구동 제어 전압을 공급하는 구동 제어부; 발광소자의 온도를 측정하여 출력하는 온도 센서; 및 상기 온도 센서에서 측정된 온도값에 따라 전류 제한값을 가변하여 상기 구동회로의 구동 전류가 가변된 전류 제한값 이상이 되는 경우에 상기 구동회로에 구동전류의 공급을 차단하는 전류 제한 가변 회로를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 상기 전류 제한 가변 회로는 상기 발광소자와 상기 구동회 로 사이에 위치하고 있으며, 상기 구동회로의 구동 전류가 가변된 전류 제한값 이상이 되는 경우에 전류 경로를 차단하여 상기 구동회로에 구동전류의 공급을 차단하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 상기 전류 제한 가변 회로는, 발광소자의 출력단에 컬렉터가 연결되어 있고, 구동회로의 입력단에 이미터가 연결되어 있으며 베이스단에 오프 제어 신호가 입력되면 흐르는 전류를 차단하는 트랜지스터; 온도 센서에서 측정한 온도값에 따른 전압을 출력하기 위한 버퍼 연산 증폭기; 및 구동회로에 흐르는 구동 전류에 의한 저항의 전압값과 온도 센서를 흐르는 전류에 의한 전압값을 비교하여 저항의 전압이 크면 트랜지스터의 베이스단에 오프 신호를 출력하는 비교기를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 상기 전류 제한 가변 회로는 상기 구동 제어부의 출력단과 접속되어 상기 구동회로에 출력되는 구동 제어 전압이 상기 구동회로에 인가되지 않도록 하여 상기 구동회로의 구동전류를 제한하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 상기 전류 제한 가변 회로는, 구동제어부의 출력단에 컬렉터가 연결되어 있으며, 베이스단에 오프 제어 신호가 입력되면 흐르는 전류를 차단하는 트랜지스터; 온도 센서에서 측정한 온도값에 따른 전압을 출력하기 위한 버퍼 연산 증폭기; 및 구동회로에 흐르는 구동 전류에 의한 저항의 전압값과 온도 센서를 흐르는 전류에 의한 전압값을 비교하여 저항의 전압이 크면 트랜지스터의 베이스단에 오프 신호를 출력하는 비교기를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 상기 온도 센서는 써미스터인 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 상기 구동회로의 구동전류를 측정하여 절대 전류 제한값 이상이 되면 구동 회로의 구동전류를 제한하는 보상 전류 제한부를 더 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 본 발명에 따르면, 발광소자의 온도에 따른 광출력 특성 변화를 반영하여 전류 제한값을 가변할 수 있도록 하여 저온에서 급격한 전류 증가로 인한 발광소자의 파손을 방지할 수 있도록 하는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 발광소자의 온도에 따른 광출력 특성 변화를 반영하여 전류 제한값을 설정할 수 있기 때문에 그 설정 범위를 확대할 수 있으며, 그 결과 더 넓은 온도범위에 걸쳐 원하는 광출력 특성을 얻을 수 있도록 하는 효과가 있다.
이제, 도 4 이하의 도면을 참조하여 본 발명에 따른 전류 제한 가변 회로를 구비한 발광소자 구동 장치에 대하여 상세히 설명한다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 전류 제한 가변 회로를 구비한 발광소자 구동 장치의 구성도이다.
도면을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 전류 제한 가변 회로를 구비한 발광소자 구동장치는, 구동제어부(110), 구동 회로(120), 발광부(130), 광센 서(140), 피드백 회로부(150), 보상전류 제한부(160), 바이어스 전류 공급부(170), 온도 센서(180), 전류 제한 가변회로(190)를 포함하고 있다.
여기에서, 구동제어부(110)는 공급전압과 피드백 전압에 따라 구동을 제어한다. 그 일예로, 구동제어부(110)는 피드백 회로(150)에서 입력되는 전압이 증가되면 구동 회로(120)의 트랜지스터(Q1)에 인가되는 베이스 전압을 증가되도록 구동 제어 전압을 출력하며, 그에 따라 컬렉터 전압도 높아지게 되고, 그 결과 트랜지스터(Q1)를 흐르는 전류가 높아지게 되어 트랜지스터(Q1)에 흐르는 전류와 동일한 전류가 흐르는 발광부(130)의 출력은 전류 증가로 인하여 증가하게 된다.
그리고, 그 반대로 구동제어부(110)는 피드백 회로(150)에서 입력되는 전압이 감소되면 구동 회로(120)의 트랜지스터(Q1)에 인가되는 베이스 전압이 감소되도록 구동 제어 전압을 출력하고, 그에 따라 컬렉터 전압도 낮아지게 되며, 그 결과 트랜지스터(Q1)를 흐르는 전류도 낮아지게 되어 트랜지스터(Q1)에 흐르는 전류와 동일한 전류가 흐르는 발광부(130)에서 출력은 전류 감소로 인하여 감소하게 된다.
다음으로, 구동 회로(120)는 구동제어부(110)의 구동 제어 전압에 따라 구동전류를 조절하는 트랜지스터(Q1)와, 바이어스 전류 공급부(170)로부터 인가되는 바이어스 제어 전압에 따라 바이어스 전류를 조절하는 트랜지스터(Q2)를 구비하고 있다.
구동 회로(120)의 트랜지스터(Q1)는 베이스에 인가되는 구동 제어 전압이 증가되면, 컬렉터에 인가되는 전압을 증가시키고 그에 따라 트랜지스터(Q1)를 흐르는 전류를 증가시킨다.
또한, 구동 회로(120)의 트랜지스터(Q1)는 베이스에 인가되는 전압이 감소되면, 컬렉터에 인가되는 전압을 감소시키고 그에 따라 트랜지스터(Q1)를 흐르는 전류를 감소시킨다.
그리고, 구동회로(120)의 트랜지스터(Q2)는 바이어스 전류 공급부(170)로부터 인가되는 바이어스 제어 전압에 따라 바이어스 전류를 조절하여 일정한 바이어스 전류가 흐르도록 한다.
한편, 발광부(130)는 LD 또는 LED로 인가되는 기준 전압과 구동 전류에 따라 광을 생성하여 출력하며, 기준전압과 구동전류에 따라 광량이 변화된다.
그리고, 광센서(140)는 발광부(130)에서 발광되는 광을 검출하여 출력하며, 외부 온도 상승 등의 영향으로 발광부(130)의 광량이 떨어지면 모니터링 전류가 낮아지게 되고, 외부 온도 저하로 인하여 발광부(130)의 광량이 증가되면 모니터링 전류가 증가하게 된다.
다음으로, 피드백 회로(150)는 광센서(140)에서 검출된 신호에 따라 피드백 전압을 상기 구동제어부(110)로 공급하며, 구동제어부(110)에 공급되는 피드백 전압은 광센서(140)의 출력이 증가되면 증가되고 광센서(140)의 출력이 감소되면 감소된다.
한편, 보상 전류 제한부(160)는 구동회로(120)를 과전류로부터 보호하기 위한 것으로 구동회로(120)에 흐르는 전류를 측정하여 측정된 전류가 문턱 전류 이상이 되면 구동제어부(110)를 제어하여 구동회로(120)에 구동 제어 전압을 공급하지 않도록 한다.
이를 위하여 보상 전류 제한부(160)는 구동회로(120)의 트랜지스터(Q1)의 이미터단에 접속되어 있는 저항(R1)에 접속하여 저항(R1)의 전압을 측정하여 저항(R1)에 흐르는 전류를 측정한다.
그리고, 보상 전류 제한부(160)는 측정된 전류가 설정된 문턱전류 이상인지를 판단하여 측정된 전류가 문턱전류 이상이 되면 구동제어부(110)를 제어하여 구동회로(120)의 트랜지스터(Q1)에 구동 제어 전압의 공급을 중단시킨다.
다음으로, 바이어스 전류 공급부(170)는 문턱전압을 공급받아 발광부(130)를 고주파로 온오프하거나, 광출력 레벨을 고주파로 변경할 경우에 응답 속도를 향상시키기 위하여 발광부(130)의 오프시에 발광부(130)에 흐르는 전류를 완전히 차단하지 않고 발광부(130)가 온되기 직적 레벨인 문턱전류 직전까지 전류 레벨을 유지하도록 하기 위한 것으로 구동회로(120)의 트랜지스터(Q2)를 일정 레벨의 바이어스 제어 전압으로 구동하여 바이어스 전류가 흐르도록 한다.
그리고, 온도 센서(180)는 발광부(130)에 온도를 측정하여 출력하며, 이러한 온도 센서(180)로는 다양한 유형(NTC, PTC)의 써미스터(Thermister)가 사용가능하다.
한편, 전류 제한 가변 회로(190)는 구동회로(120)를 과전류로부터 보호하기 위한 것으로, 온도 센서(180)에서 측정한 온도값에 따라 전류 제한값을 가변시키며 구동 회로(120)에 흐르는 전류를 측정하여 측정된 전류가 가변된 전류 제한값 이상이 되면 구동회로(120)에 구동전류가 흐르지 않도록 제어한다.
이를 위하여 전류 제한 가변 회로(190)는 온도 센서(180)에 접속되어 온도 센서(180)에서 측정한 온도값에 대응되는 전류값을 입력받고, 구동회로(120)의 트랜지스터(Q1)의 이미터단에 접속되어 있는 저항(R1)에 접속하여 저항(R1)의 전압을 측정하여 저항(R1)에 흐르는 전류를 측정한 후에, 전류 제한 가변회로(190)는 측정된 전류가 가변된 전류 제한값 이상인지를 판단하여 측정된 전류가 가변된 전류 제한값 이상이 되면 구동회로(120)에 구동전류의 공급을 중단시킨다.
이러한 전류 제한 가변 회로(190)는 도 4에 대한 내부 회로도를 포함하고 있는 도 5를 참조하면, 발광부(130)의 출력단에 컬렉터가 연결되어 있고, 구동회로(120)의 입력단에 이미터가 연결되어 있으며 베이스단에 오프 제어 신호가 입력되면 흐르는 전류를 차단하는 트랜지스터(Q3)와, 온도 센서(180)에서 측정한 온도값에 따른 전압(전류와 전압은 비례하며 여기에서는 전류값을 이용하는 것이 아니라 전압값을 이용하기 때문에 이하에서는 전압값을 사용하여 설명한다)을 출력하기 위한 버퍼 연산 증폭기(191)와, 구동회로(120)에 흐르는 구동 전류에 의한 저항(R1)의 전압값과 온도 센서를 흐르는 전류에 의한 전압값을 비교하여 저항(R1)의 전압이 크면 트랜지스터(Q3)의 베이스단에 오프 신호를 출력하는 비교기(192)를 포함하고 있다.
여기에서, 비교기(192)는 비반전 단자에 구동회로(120)의 저항(R1)이 연결되어 있으며, 반전단자는 버퍼 연산 증폭기(191)의 출력단에 연결되어 있고, 출력단이 트랜지스터(Q3)의 베이스단에 연결된 연산 증폭기(193)와, 연산증폭기(193)의 비반전 단자와 출력단에 연결되어 있는 커패시터(C1)를 포함한다.
이러한 회로 구성의 전류 제한 가변 회로(190)는 버퍼 연산 증폭기(191)가 온도 센서(180)의 측정 온도값에 대응되는 전압값을 출력하고, 구동회로(120)의 저항(R1)이 구동전류에 대응하는 전압값을 출력하면, 그에 따라 연산 증폭기(193)는 버퍼 연산 증폭기(191)에서 입력되는 전압값과 구동회로(120)의 저항(R1)를 흐르는 전류에 의한 전압값을 입력받아 비교하여 구동 회로(120)에 흐르는 전류가 온도 센서(180)에 흐르는 전류보다 크면(구동회로(120)의 저항(R1)에 인가되는 전압이 온도 센서(180)의 출력전압보다 크면) 트랜지스터(Q3)의 베이스에 오프 제어 전압을 제공하여 구동전류의 흐름을 차단한다.
이제, 도 4를 참조하여 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 전류 제한 가변 회로를 구비한 발광소자 구동 장치의 동작에 대하여 살펴본다.
먼저, 온도가 상승하게 되면, 발광부(130)의 발광효율이 떨어져 출사되는 광량이 감소하게 된다.
그러면, 광센서(140)는 발광부(130)의 광량의 감소에 따라 감소된 모니터링 전류를 출력하게 되고, 그에 따라 피드백 회로(150)는 감소된 전압을 구동제어부(110)로 출력한다.
이에 따라, 구동제어부(110)는 구동회로(120)에 증가된 구동 제어 전압을 제공하여 구동회로(120)에 흐르는 전류를 증가시킨다.
한편, 온도가 상승하게 되면, 온도 센서(180)에 의해 측정되는 전류도 증가하게 되며, 그에 따라 전류 제한 가변 회로(190)에서 설정되는 전류 제한값도 증가하게 된다.
이때, 전류 제한 가변 회로(190)는 온도 센서(180)에서 측정되는 전류와 구 동 회로(120)에 흐르는 전류를 비교하여 구동회로(120)에 흐르는 전류가 온도 센서(180)에서 측정되는 전류보다 증가하게 되면 구동회로(120)에 흐르는 전류를 차단시켜 과전류로부터 구동회로(120)를 보호한다.
한편, 이와 반대로 온도가 떨어지게 되면, 발광부(130)의 발광효율이 좋아져 출사되는 광량이 증가하게 된다.
그러면, 광센서(140)는 발광부(130)의 광량의 증가에 따라 증가된 모니터링 전류를 출력하게 되고, 그에 따라 피드백 회로(150)는 증가된 전압을 구동제어부(110)로 출력한다.
이에 따라, 구동제어부(110)는 구동회로(120)에 감소된 구동 제어 전압을 제공하여 구동 회로(120)에 흐르는 전류를 감소시킨다.
또한, 온도가 떨어지게 되면, 온도 센서(180)에서 측정되는 전류값은 감소하게 되며, 그에 따라 전류 제한 가변 회로(190)에 의해 설정되는 전류 제한값도 감소하게 된다.
이처럼 전류 제한값이 감소하게 되면 발광부(130)가 낮은 온도에서 동작할 때 낮은 온도에서의 동작 특성을 변경하거나 파손시킬 수 있는 과전류가 흐르게 되면 전류 제한 가변회로(190)는 이러한 전류를 검출하여 제거함으로 과전류로 인한 피해를 예방할 수 있다.
한편, 보상 전류 제한부(160)의 전류 제한값은 전류 제한 가변회로(190)의 전류 제한값의 가변 범위에서 충분히 높은 범위에 있는 전류 제한값으로 설정할 수 있다.
이렇게 되면 전류 제한 가변회로(190)에 설정된 전류 제한값이 온도에 따라 계속 가변되어도 일정 전류 제한값 이상에서는 더 이상 구동회로(120)가 동작하지 않도록 제어하여 구동회로(120)를 보호할 수 있다.
이를 도 6의 그래프를 참조하면, 선 510은 전류 제한 가변 회로(190)의 전류 제한 가변 곡선이고, 선 520은 보상 전류 제한부(160)의 전류 제한값으로 50℃이하에서는 전류 제한 가변 회로(190)의 가변되는 전류 제한값에 따라 구동회로(120)가 과전류로부터 보호를 받으며, 50℃를 넘어가는 경우에 전류 제한 가변 회로(190)의 전류 제한값이 가변되어 증가되어도 보상 전류 제한부(160)에 의한 전류 제한값에 의해 제한되어 구동회로(120)가 과전류로부터 보호를 받을 수 있다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전류 제한 가변 회로를 구비한 발광소자 구동 장치의 구성도이다.
도면을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 전류 제한 가변 회로를 구비한 발광소자 구동장치는, 구동제어부(110), 구동 회로(120), 발광부(130), 광센서(140), 피드백 회로부(150), 보상전류 제한부(160), 바이어스 전류 공급부(170), 온도 센서(180), 전류 제한 가변 회로(190')를 포함하고 있다.
여기에서, 구동제어부(110), 구동회로(120), 발광부(130), 광센서(140), 피드백 회로부(150), 보상 전류 제한부(160), 바이어스 전류 공급부(170), 온도 센서(180)의 구성과 동작은 도 4에서 본 발명의 일실시예와 관련하여 설명한 바와 동일하다.
다만, 본 발명의 다른 실시예에 따른 전류 제한 가변 회로(190')는 도 4에 도시된 전류 제한 가변 회로(190)와 달리 구동 제어부(110)를 제어하여 구동회로(120)에 구동 제어 전압의 공급을 중단시킨다.
즉, 도7에서 전류 제한 가변회로(190')는 구동회로(120)를 과전류로부터 보호하기 위한 것으로, 온도 센서(180)에서 측정한 온도값에 따라 전류 제한값을 가변시키며 구동회로(120)에 흐르는 전류를 측정하여 측정된 전류가 가변된 전류 제한값 이상이 되면 구동제어부(110)를 제어하여 구동회로(120)에 구동 제어 전압의 공급을 중단시킨다.
이를 위하여 전류 제한 가변 회로(190')는 온도 센서(180)에 접속되어 온도 센서(180)에서 측정한 온도값에 대응되는 전류값을 입력받고, 구동회로(120)의 트랜지스터(Q1)의 이미터단에 접속되어 있는 저항(R1)에 접속하여 구동 전류를 측정한 후에, 전류 제한 가변 회로(190')는 온도 센서(180)의 온도값이 가변된 전류 제한값 이상인지를 판단하여 측정된 전류가 가변된 전류 제한값 이상이 되면 구동제어부(110)를 제어하여 구동회로(120)의 트랜지스터(Q1)에 구동 제어 전압의 공급을 중단시킨다.
이러한 전류 제한 가변 회로(190')는 도 7에 대한 내부 회로도를 포함하고 있는 도 8를 참조하면, 구동제어부(110)의 출력단에 컬렉터가 연결되어 있는 트랜지스터(Q3')와, 온도 센서(180)에서 측정한 온도값에 따른 전압을 출력하기 위한 버퍼 연산 증폭기(191')와, 저항(R1)의 전압과 온도 센서(180)에서 측정한 전압을 비교하여 저항(R1)의 전압이 크면 트랜지스터(Q3')의 베이스단에 온 신호를 출력하는 비교기(192')를 포함하고 있다.
여기에서, 비교기(192')는 비반전 단자에 구동회로(120)의 저항(R1)에 연결되어 있으며, 반전단자는 버퍼 연산 증폭기(191')의 출력이 연결되어 있고, 출력단이 트랜지스터(Q3')의 베이스에 연결된 연산 증폭기(193')와, 연산증폭기(193')의 반전 단자와 출력단에 연결되어 있는 커패시터(C1')를 포함한다.
이러한 회로 구성의 전류 제한 가변 회로부(190')에 있어서 연산 증폭기(193')는 버퍼 연산 증폭기(191')가 온도 센서(180)의 측정 온도값에 대응되는 전압값을 출력하고, 구동 회로(120)의 저항(R1)이 구동전류에 비례하는 전압을 나타내면, 버퍼 연산 증폭기(191')에서 입력되는 전압값과 구동회로(120)의 저항(R1)를 흐르는 전류에 의한 전압값을 입력받아 비교하여 구동 회로(120)에 흐르는 전류가 온도 센서(180)에 흐르는 전류보다 크면 트랜지스터(Q3')의 베이스에 구동전류 온 제어 전압을 제공하여 구동 제어부(110)의 출력전압을 접지로 흐르도록 하여 구동 제어부(110)에서 구동회로(120)로 구동 제어 전압이 공급되지 않도록 하여 구동 전류의 흐름을 차단한다.
이와 같은 도 7과 도 8에 도시된 본 발명의 다른 실시예에 의한 전류 제한 가변 회로를 포함하는 발광소자 구동 장치는 구동회로(120)에 공급되는 구동 전류를 제한하는데 있어 구동 제어부(110)를 제어하는 것으로 도 4와 도 5에 도시된 본 발명의 일실시예에 의한 방법과 달리 간접적인 방법이다.
도 1은 종래 LED 구동 장치의 구성도.
도 2는 종래 LED 구동 장치의 동일 광출력 60mA와 80mA인 경우에 온도에 따른 필요 전류를 나타내는 그래프.
도 3은 종래 LED 구동 장치의 전류에 따른 광출력을 온도별로 나타낸 그래프.
도 4은 본 발명의 일실시예에 따른 전류 제한 가변 회로를 구비한 발광소자 구동 장치의 구성도.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 전류 제한 가변회로의 회로 구성을 포함한 발광소자 구동장치의 구성도.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 전류 제한 가변 회로의 전류 제한값과 보상 전류 제한부의 전류 제한값을 보여주기 위한 예시도.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전류 제한 가변 회로를 구비한 발광소자 구동 장치의 구성도.
도 8는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전류 제한 가변회로의 회로 구성을 포함한 발광소자 구동장치의 구성도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
110 : 구동제어부 120 : 구동회로
130 : 발광부 140 : 광센서
150 : 피드백 회로 160 : 보상 전류 제한부
170 : 바이어스 전류 공급부 180 : 온도 센서
190, 190' : 전류 제한 가변 회로

Claims (7)

  1. 발광소자 구동장치에 있어서,
    발광소자의 출력단에 접속되어 발광소자에 구동전류를 제공하는 구동회로;
    상기 구동회로에 구동 제어 전압을 공급하는 구동 제어부;
    발광소자의 온도를 측정하여 출력하는 온도 센서; 및
    상기 온도 센서에서 측정된 온도값에 따라 전류 제한값을 가변하여 상기 구동회로의 구동 전류가 가변된 전류 제한값 이상이 되는 경우에 상기 구동회로에 구동전류의 공급을 차단하는 전류 제한 가변 회로를 포함하여 이루어진 발광소자 구동장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 전류 제한 가변 회로는 상기 발광소자와 상기 구동회로 사이에 위치하고 있으며, 상기 구동회로의 구동 전류가 가변된 전류 제한값 이상이 되는 경우에 전류 경로를 차단하여 상기 구동회로에 구동전류의 공급을 차단하는 것을 특징으로 하는 발광소자 구동장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 전류 제한 가변 회로는,
    발광소자의 출력단에 컬렉터가 연결되어 있고, 구동회로의 입력단에 이미터가 연결되어 있으며 베이스단에 오프 제어 신호가 입력되면 흐르는 전류를 차단하는 트랜지스터;
    온도 센서에서 측정한 온도값에 따른 전압을 출력하기 위한 버퍼 연산 증폭기; 및
    구동회로에 흐르는 구동 전류에 의한 저항의 전압값과 온도 센서를 흐르는 전류에 의한 전압값을 비교하여 저항의 전압이 크면 트랜지스터의 베이스단에 오프 신호를 출력하는 비교기를 포함하여 이루어진 발광소자 구동장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 전류 제한 가변 회로는 상기 구동 제어부의 출력단과 접속되어 상기 구동회로에 출력되는 구동 제어 전압이 상기 구동회로에 인가되지 않도록 하여 상기 구동회로의 구동전류를 제한하는 것을 특징으로 하는 발광소자 구동장치.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 전류 제한 가변 회로는,
    구동제어부의 출력단에 컬렉터가 연결되어 있으며, 베이스단에 오프 제어 신 호가 입력되면 흐르는 전류를 차단하는 트랜지스터;
    온도 센서에서 측정한 온도값에 따른 전압을 출력하기 위한 버퍼 연산 증폭기; 및
    구동회로에 흐르는 구동 전류에 의한 저항의 전압값과 온도 센서를 흐르는 전류에 의한 전압값을 비교하여 저항의 전압이 크면 트랜지스터의 베이스단에 오프 신호를 출력하는 비교기를 포함하여 이루어진 발광소자 구동장치.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 온도 센서는 써미스터인 것을 특징으로 하는 발광소자 구동장치.
  7. 제 1항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 구동회로의 구동전류를 측정하여 절대 전류 제한값 이상이 되면 구동 회로의 구동전류를 제한하는 보상 전류 제한부를 더 포함하여 이루어진 발광소자 구동장치.
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