KR20100070982A

KR20100070982A - 발광장치 구동회로 및 발광장치 구동방법

Info

Publication number: KR20100070982A
Application number: KR1020090085851A
Authority: KR
Inventors: 추에-쿠에이 잔; 수이-무 린
Original assignee: 리치테크 테크놀로지 코포레이션
Priority date: 2008-12-18
Filing date: 2009-09-11
Publication date: 2010-06-28
Also published as: TW201026153A; US20100156323A1

Abstract

본 발명은 발광장치 구동회로에 관한 것으로, 하나 또는 그 이상의 발광장치에 출력전류를 공급하는 입력전압에서 전력변환을 수행하는 전원단; 및 상기 전원단에서 피드백 제어되는 상기 전원단의 출력전류를 검출하는 제어회로;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

발광장치, 구동회로, 제어회로

Description

발광장치 구동회로 및 발광장치 구동방법{LIGHT EMITTING DEVICE DRIVER CIRCUIT AND METHOD FOR DRIVING LIGHT EMITTING DEVICE}

본 발명은 발광장치 구동회로 및 발광장치 구동방법에 관한 것으로, 특히 전력 소비효율이 개선되고 감소된 회로면적을 갖는 LED 및 LED 구동방법에 관한 것이다.

도1에 도시된 바와 같이 종래 LED 구동회로(10)는, 입력전압 Vin을 출력전압 Vout으로 변환하고 발광장치(2)에 전압을 제공하는 부스트 전원 컨버터(12)를 포함한다. 상기 LED 구동회로(10)는 발광장치(2)를 통해 흐르는 전류를 제어하는 전류소스(14)를 포함한다. 상기 부스트 전원 컨버터(12)는 오차증폭기, 비교기, 전원스위치, 인덕터, 스위치제어 논리회로를 포함하며, 해당 분야의 통상의 지식을 가진자라면 충분히 인식할 수 있는 것이다.

종래기술은, 전류소스(14)가 많은 전원을 소모하고 회로면적이 비효율적이라는 단점이 있다.

본 발명의 목적은 전원소모의 효율이 개선되고 감소된 회로면적을 갖는 발광장치 구동회로 및 발광장치 구동을 위한 방법을 제공하는 것이다.

상술한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 발광장치 구동회로는 하나 또는 그 이상의 발광장치에 출력전류를 공급하는 입력전압에서 전력변환을 수행하는 전원단; 및 상기 전원단에서 피드백 제어되는 상기 전원단의 출력전류를 검출하는 제어회로;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명에 의한 발광장치를 구동하는 방법은, 입력전압을 수신하고 하나 또는 그 이상의 발광장치에 출력전류를 제공하는 전원변환을 수행하는 단계와; 출력전류를 검출하는 단계; 및 검출단계의 결과에 따라 전원변화를 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명에 의한 전원변환은, 벅 변환(buck conversion), 부스트 변환(boost conversion), 벅-부스트 변환(buck-boost conversion) 및 인버터변환 중의 하나인 것을 특징으로 하고,

상기 전원변환은, 벅 전원변환기(a buck power converter), 부스트 전원변환기(a boost power converter), 벅-부스트 전원변환기(a buck-boost power converter), 인버터회로, 플라이-백 전원변환기(fly-back power converter), 선형전압변환기(a linear voltage converter) 및 차지펌프(a charge pump) 중의 하나에 의해 수행되는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명에 의한 발광장치는 반대방향(reverse series)으로 연결될 수 있다. 바람직한 실시예에서 발광장치는 반대방향(reverse series)으로 연결되고 반대방향(reverse series)의 연결은 전원단으로 결합되는 터미널과 입력전압에 결합되는 다른 터미널을 갖는다.

위 설명한 본 발명의 목적 및 구성에 의하면, 발광장치의 구동회로를 운용함에 전원소모를 효율적으로 할 수 있으며, 회로면적을 작게할 수 있어서 보다 구조면에서 보다 간단하다.

이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 가장 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조로 하여 상세히 설명하기로 한다. 본 발명의 목적, 작용, 효과를 포함하여 기타 다른 목적들, 특징점들, 그리고 작동상의 이점들이 바람직한 실시예의 설명에 의해 보다 명확해질 것이다.

도2는 본 발명의 실시예를 도시한 회로다이어그램을 도시한 것이다. 본 발명에 의한 발광장치 구동회로(20)는 전원단(22)과 제어회로(24)를 포함한다. 상기 제어회로(24)는 입력전압 Vin 을 출력전압 Vout으로 변환하는 전원단(22)을 제어한 다.

상기 발광장치(2)에서 LED 갯수는 필요한 갯수 만큼 될 수 있고 LED는 직렬, 병렬 또는 병렬-직렬로 연결될 수 있다.

실시예에서 전원단(22)은 도3a 내지 3g에 도시된 바와 같이, 벅 전원변환기(a buck power converter), 부스트 전원변환기(a boost power converter), 벅-부스트 전원변환기(a buck-boost power converter), 인버터회로 및 플라이-백 전원변환기(fly-back power converter) 중의 하나가 될 수 있다.

상기 전원단(22)이 도3f에 도시된 바와 같은 인버터회로라면, 발광장치(2) 내의 LED는 도4에 도시된 바와 같은 반대방향(reverse series)으로 연결된다.

본 발명은 종래 기술과 비교하여 몇 가지 다른 점이 있다. 첫째, LED를 통해 흐르는 전류는 전류소스에 의해 제어되지 않는다. 따라서 전류소스가 필요하지 않고 회로영역을 구비하는 것이 생략될 수 있다. 둘째, 전류소스가 더 이상 필요하지 않기 때문에 전체 회로효율이 개선된다. 또한 본 발명은 전류량을 한정하는 외부 저항을 필요로 하지 않는다.

보다 구체적으로, 제어회로(24)는 전류검출회로(241)와; 오차증폭기(EA,243)와; 비교기(CP,245); 및 전원스위치 제어회로(247)를 포함한다.

상기 전류검출회로(241)는 전원단의 출력전류를 검출하고 오차증폭기(EA,243)의 입력터미널에 입력되는 전압신호로 변환한다. 상기 오차증폭기(EA,243)는 전압신호와, 기준전압 Vref를 비교하고, 그 차이에 따른 오차증폭신호를 발생하고, 오차증폭신호는 비교기(245)의 입력터미널에 입력된다. 상기 비교 기(245)는 톱니파와 오차증폭신호를 비교하고, 비교결과는 전원스위치 제어회로(247)에 전송된다. 상기 전원스위치 제어회로는 비교결과에 따라 전원단(22) 내의 전원스위치를 제어한다.

피드백제어신호는 전원단(22)의 출력전류에 직접적으로 의존하고 있기 때문에, LED를 통해 흐르는 전류는 전류원 없이 목표 전류값 내에서 제어될 수 있다. 도1에 도시된 종래 기술과 비교하여, 본 발명은 회로구조가 더 단순할 뿐만 아니라 전원소모가 더 효율적이다. 도6은, 수평축이 입력전원이고 수직축이 LED 전류로 변환된 입력전압의 변환효율을 도시한 것으로, 본 발명은 도시된 바와 같이 10% 만큼의 전원소모 효율이 개선될 수 있다.

도5는 본 발명의 다른 실시예를 도시한 것이다. 실시예에서 발광장치(2)의 하부터미널고 출력캐패시터의 하부터미널이 그라운드에 결합되지 않고 입력전압 Vin 에 결합된다. 전원단(22)이 도3f에 도시된 바와 같이 인버터회로일 때, 연결은 발광장치(2) 대한 전압차를 크게 한다. 다시 말하면 전원단(22)의 부하를 감소하는 것이다.

본 발명의 구체적인 실시예는 여러가지 실시 가능한 예 중에서 당업자의 이해를 돕기 위하여 가장 바람직한 실시예를 선정하여 제시한 것일 뿐, 본 발명의 기술적 사상이 반드시 이 실시예에만 의해서 한정되거나 제한되는 것은 아니다.

예를 들어 본 발명에 의한 전원단(22)은, 선형 전압 컨버터 또는 차지펌프와 같이 도3a 내지 도3g 에 도시된 임의의 전원컨버터회로가 될 수 있다.

또한 다른 실시예로서 회로의 기본 기능에 영향을 주지 않는, 스위치회로, 다이오드회로, 저항회로와 같은 부가적인 회로장치가, 본 발명의 실시예에서 직접 연결된 도시된 두 개의 장치 사이에 구비될 수 있다.

또한 다른 실시예로서 LED 전류센서를 검출하는 위치가 실시예에 도시된 위치로 한정되지 않는다. 상기 위치는 임의의 적절한 위치에 배치될 수 있는 것이다.

또한 다른 실시예로서 회로가 LED를 제어하는 것을 도시하였지만, LED는 전류제어를 요구하는 임의의 다른 발광장치, 예를 들면 OLED(유기발광다이오드)에 의해 대체될 수 있다.

본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 다양한 변화와 부가 및 변경이 가능함은 물론, 균등한 타의 실시예가 가능함을 밝혀 둔다.

도1은 종래 기술에 의한 LED 구동회로를 도시한 회로다이어그램을 도시한 것이고,

도2는 본 발명의 실시예를 도시한 회로다이어그램을 도시한 것이고,

도3a 내지 3g는 전원단의 몇몇 형태를 도시한 것이고,

도4는 본 발명에 의한 다른 실시예를 도시한 회로다이어그램을 도시한 것이고,

도5는 본 발명에 의한 또 다른 실시예를 도시한 것이고,

도6은 본 발명이 종래기술과 비교하여 에너지효율 면에서 개선된 것을 도시한 것이다.

Claims

발광장치 구동회로에 있어서,

하나 또는 그 이상의 발광장치에 출력전류를 공급하는 입력전압에서 전력변환을 수행하는 전원단; 및 상기 전원단에서 피드백 제어되는 상기 전원단의 출력전류를 검출하는 제어회로;를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광장치 구동회로.
제1항에 있어서,

상기 발광장치는 하나 또는 그 이상의 발광다이오드를 포함하거나 하나 또는 그 이상의 유기발광다이오드를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광장치 구동회로.
제1항에 있어서,

상기 전원단은 벅 전원변환기(a buck power converter), 부스트 전원변환기(a boost power converter), 벅-부스트 전원변환기(a buck-boost power converter), 인버터회로, 플라이-백 전원변환기(fly-back power converter), 선형전압변환기(a linear voltage converter) 및 차지펌프(a charge pump) 중의 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광장치 구동회로.
제1항에 있어서,

상기 제어회로는 전원단의 출력전류를 검출하는 전류검출회로와;

기준신호와 전류검출회로의 출력신호와 비교하고 전류검출회로의 출력신호와 기준신호 사이의 차이에 따라 오차증폭된 신호를 발생하는 오차증폭기와;

오차증폭신호와 톱니파를 비교하는 비교기; 및

비교기의 비교결과에 따라 전원단을 제어하는 전원스위치 제어회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광장치 구동회로.
제1항에 있어서,

상기 발광장치는 전원단에 결합되는 터미널과 출력전압에 결합되는 다른 터미널을 갖는 것을 특징으로 하는 발광장치 구동회로.
발광장치를 구동하는 방법에 있어서,

입력전압을 수신하고 하나 또는 그 이상의 발광장치에 출력전류를 제공하는 전원변환을 수행하는 단계와;

출력전류를 검출하는 단계; 및

검출단계의 결과에 따라 전원변화를 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광장치를 구동하는 방법.
제6항에 있어서,

상기 발광장치는 하나 또는 그 이상의 발광다이오드 또는 하나 또는 그 이상의 유기발광다이오드를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광장치를 구동하는 방법.
제6항에 있어서,

상기 전원변환은, 벅 변환(buck conversion), 부스트 변환(boost conversion), 벅-부스트 변환(buck-boost conversion) 및 인버터변환 중의 하나인 것을 특징으로 하는 발광장치를 구동하는 방법.
제6항에 있어서,

상기 전원변환을 제어하는 단계는,

오차증폭신호를 발생하는 기준신호와 검출하는 단계의 결과를 비교하는 단계와;

톱니파와 오차증폭신호를 비교하는 단계; 및

오차증폭신호와 톱니파신호 사이의 비교의 결과에 따라 전원변환을 제어하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광장치를 구동하는 방법.
제6항에 있어서,

입력전압에 발광장치의 터미널을 결합하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광장치를 구동하는 방법.