KR20100082493A

KR20100082493A - 발광 다이오드용 전원 공급 장치

Info

Publication number: KR20100082493A
Application number: KR1020090001823A
Authority: KR
Inventors: 한재현
Original assignee: 엘지이노텍 주식회사
Priority date: 2009-01-09
Filing date: 2009-01-09
Publication date: 2010-07-19

Abstract

본 발명은 입력 전압을 소정의 전압으로 변환하는 전압 변환부, 상기 전압 변환부에 의해서 제공되는 전압에 의해서 턴온되는 발광 다이오드가 적어도 하나 연결되는 발광 다이오드 그룹, 상기 발광 다이오드 그룹에 의해서 제공되는 빛을 센싱하는 발광 센싱부 및 상기 발광 센싱부에 의해서 상기 발광 다이오드 그룹에 의해서 제공되는 빛이 센싱되는 경우에 상기 전압 변환부를 활성화시키는 변환 활성화부를 포함하는 발광 다이오드용 전원 공급 장치를 제공한다.

발광 다이오드, 액정 표시, 전원

Description

발광 다이오드용 전원 공급 장치{Apparatus for supplying Power of Light Emitting Diode}

실시 예는 발광 다이오드용 전원 공급 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 액정 표시 장치는 전계 인가 전극이 구비된 두 표시 평판과 그사이에 배치되어 있는 유전율 이방성을 갖는 액정층을 구비한다. 전계 인가 전극에 전압을 인가하여 액정층에 전기장을 생성하고, 전압을 변화시켜 이 전기장의 세기를 조절함으로써 액정층을 통과하는 빛의 투과율을 조정하여 원하는 화상을 표시한다.

이러한 액정 표시 장치는 자체 발광을 하지 못하므로, 백라이트라고 불리는 별도의 광원이 필요하며, 이러한 백라이트에는 발광 다이오드(Light Emitting Diode; LED), 냉음극 형광 램프(Cold Cathod Fluorescent Lamp; CCFL), 외부 전극 형광 램프(External Electrode Fluorescent Lamp; EEFL) 등이 이용되고 있다.

상술한 냉음극 형광 램프나 외부 전극 형광 램프는 전력 소모가 크며, 발열로 인해서 액정 표시 장치의 특성이 나빠질 수 있다. 또한, 상술한 냉음극 형광 램프(CCFL)나 외부 전극 형광 램프(EEFL)는 대개 막대형으로 제조되므로 충격에 약하 고, 파손의 위험이 크며, 램프 위치에 따라 온도가 일정하지 않아 램프 위치 별로 휘도가 달라지므로, 액정 표시 장치의 색재현성을 악화시킬 수 있다.

한편, 발광 다이오드는 반도체 소자이므로 수명이 길고, 점등 속도가 빠르며, 소비 전력이 적고, 색재현성이 뛰어나다. 또한, 충격에 강하며, 소형화 및 박형화에 유리하다.

따라서 휴대 전화기 등의 소형 액정 표시 장치뿐만 아니라 컴퓨터 모니터나 TV와 같은 중대형 액정 표시 장치에도 발광 다이오드를 이용한 백라이트가 장착되고 있는 추세이다.

실시 예에 따라 적어도 하나의 발광 다이오드에 공급되는 출력전류를 제한 할 수 있는 발광 다이오드용 전원 공급 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

실시 예에 따른 발광 다이오드용 전원 공급 장치는 입력 전압을 소정의 전압으로 변환하는 전압 변환부, 상기 전압 변환부에 의해서 제공되는 전압에 의해서 턴온되는 발광 다이오드가 적어도 하나 연결되는 발광 다이오드 그룹, 상기 발광 다이오드 그룹에 의해서 제공되는 빛을 센싱하는 발광 센싱부 및 상기 발광 센싱부에 의해서 상기 발광 다이오드 그룹에 의해서 제공되는 빛이 센싱되는 경우에 상기 전압 변환부를 활성화시키는 변환 활성화부를 포함한다.

실시 예에 따른 발광 다이오드용 전원 공급 장치는 입력 전압을 소정의 전압으로 변환하는 전압 변환부, 상기 전압 변환부에 의해서 제공되는 전압에 의해서 턴온되는 발광 다이오드가 적어도 하나 연결되는 발광 다이오드 그룹을 적어도 하나 포함하는 발광 다이오드 부하단, 상기 적어도 하나의 발광 다이오드 각각에 의해서 제공되는 빛을 센싱하는 발광 센싱부 및 상기 발광 센싱부에 의해서 상기 적어도 하나의 발광 다이오드 그룹 각각에 의해서 제공되는 빛이 센싱되는 경우에 상기 전압 변환부를 활성화시키는 변환 활성화부를 포함한다.

실시 예에 따른 발광 다이오드용 전원 공급 장치는 적어도 하나의 발광 다이 오드에 공급되는 출력전류를 자유롭게 조절할 수 있는 효과가 있다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 보다 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일실시 예에 따른 발광 다이오드용 전원 공급 장치의 회로를 설명하기 위한 것이다.

본 발명의 일실시 예에 따른 발광 다이오드용 전원 공급 장치는 전압 변환부(100), 발광 다이오드부(200) 및 전류 제어부(300)를 포함하여 구성될 수 있다.

전압 변환부(100)는 입력 전압(Vin)을 소정의 전압으로 변환하며, 전압 변환부(100)는 인덕터(L1), 모스 트랜지스터(Q1), 다이오드(D1), 커패시터(C1)를 포함할 수 있다. 이러한 전압 변환부(100)는 모스 트랜지스터(Q1)에 인가되는 제어 펄스 신호(P1)의 듀티 비(duty ratio)에 비례해서 입력 전압(Vin)을 변환하여 발광 다이오드 부(200)에 제공할 수 있다.

발광 다이오드부(200)은 도 1에 도시된 것처럼, 적어도 하나의 발광 다이오드가 연결되어 있으며, 적어도 하나의 발광 다이오드(LED)는 전압 변환부(100)에 의해서 제공되는 전압에 의해서 턴 온(Turn on) 될 수 있다.

전류 제어부(300)는 발광 다이오드부(200)를 흐르는 전류를 센싱하면서 발광 다이오드부(200)에 흐르는 전류의 최고치를 제어할 수 있다. 전류 제어부(300)는 제1 스위칭 소자(Q2), 제2 스위칭 소자(Q3), 제1 저항 소자(R1) 및 제1 센싱저항 소자(Rs1)를 포함하여 구성될 수 있다. 이때, 제1 스위칭 소자(Q2) 및 제2 스위칭 소자(Q3)를 통해 전류의 경로를 제어할 수 있고, 제1 센싱저항 소자(Rs1)를 통해 전류의 최고치를 제어할 수 있다. 여기에서, 제1 센싱저항 소자는 발광 다이오드부(200)을 흐르는 전류를 센싱할 수 있는 것이다. 이에 대한 자세한 설명은 동작 설명을 통해 후술하기로 한다.

또한, 제1 스위칭 소자(Q2)는 바이폴라 정션 트랜지스터(Bipolar Junction Transistor; BJT) 또는 모스 트랜지스터(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor; MOSFET)로 구성될 수 있고, 제2 스위칭 소자(Q3)도 바이폴라 정션 트랜지스터(BJT)로 구성되거나 모스 트랜지스터(MOSFET)로 구성될 수 있다. 이와 같이, 제1 스위칭 소자(Q2) 및 제2 스위칭 소자(Q3)가 바이폴라 정션 트랜지스터(BJT) 또는 모스 트랜지스터(MOSFET)로 용이하게 구성됨으로써, 빠르고 정확한 스위칭 동작을 할 수 있다.

전류 제어부(300)는 제2 스위칭 소자(Q3)의 컬렉터 단(C)이 발광 다이오드부(200)와 전기적으로 연결되고, 이미터 단(E)이 제1 센싱저항 소자(Rs1)의 일단 및 제1 스위칭 소자(Q2)의 베이스 단(B)과 전기적으로 공통 연결되고, 베이스 단(B)이 제1 스위칭 소자(Q2)의 컬렉터 단(C) 및 제1 저항 소자(R1)의 일단과 전기적으로 공통 연결된다.

제1 스위칭 소자(Q2)의 이미터 단(E)은 제1 센싱저항 소자(Rs1)의 타단 및 그라운드레벨 전압(GND)과 전기적으로 공통 연결된다. 또한, 제1 저항 소자(R1)의 타단은 제1 입력 단자(V1)와 전기적으로 연결된다.

이와 같이 구성되는 전류 제어부(300)의 동작은 다음과 같다. 전류 제어 부(300)는 제2 스위칭 소자(Q3)의 이미터 단(E)에 흐른 전류가 제1 센싱저항 소자(Rs1)에 의한 전압강하를 일으킴으로써, 제1 스위칭 소자(Q2)의 베이스 단(B)에 공급될 수 있다. 이때, 제1 스위칭 소자(Q2)의 베이스 단(B)에 공급되는 전압이 약 0.6 V를 넘으면 제1 스위칭 소자(Q2)의 콜렉터 단(C)-이미터 단(E) 사이가 턴 온(Turn ON) 되어 제2 스위칭 소자(Q3)의 베이스 단(B)에 흘러야 할 전류가 제1 스위칭 소자(Q2)로 흐를 수 있게 된다. 이때, I 　* 제1 저항 소자(R1) 　> 0.6 [V]와 같이 되고, 제2 스위칭 소자(Q3)에 흐르는 전류는 0.6 / Rs1 [A]를 넘을 수 없기 때문에 발광 다이오드부(200) 출력전류를 제한할 수 있다. 이에 따라, 발광 다이오드부(200)에 흐르는 전류의 최고치를 제어할 수 있다.

예를 들어, 발광 다이오드부(200)의 출력전류를 100mA로 제한하고 싶다면 제1 센싱저항 소자(Rs1) 값을 6 옴[Ohm]으로 설정하면 되는데 즉, 100mA의 경우 제1 센싱저항 소자(Rs1)에는 0.6V가 걸리게 되어 제1 스위칭 소자(Q2)를 턴 온(Turn on) 시켜 제2 스위칭 소자(Q3)의 베이스 단에 흐르는 전류를 제한할 수 있게 된다. 이에 따라, 제1 센싱저항 소자(Rs1) 값에 따라 발광 다이오드부(200)의 전류 최고치를 설정할 수 있는 것이다.

본 발명의 다른 실시 예에 따른 발광 다이오드용 전원 공급 장치는 도 2를 참조하여 설명한다. 본 발명의 일실시 예와 동일한 점에 대해서는 설명을 생략하고, 다른 점에 대해서만 설명한다.

본 발명의 다른 실시 예에 따른 발광 다이오드용 전원 공급 장치는 전압 변환부(100), 발광 다이오드 부하단(210, 220, 230) 및 전류 제어부(310, 320)를 포 함하여 구성될 수 있다.

여기에서, 발광 다이오드 부하단(210, 220, 230)은 도 2에 도시된 것처럼, 발광 다이오드(LED)가 적어도 하나 이상이 연결되는 발광 다이오드 그룹(210, 220, 230)을 적어도 하나 포함한다. 발광 다이오드 부하단(210, 220, 230)은 반드시 발광 다이오드 그룹(210, 220, 230)을 3 개 포함할 필요는 없으며, 필요에 따라서 발광 다이오드 그룹의 개수를 조절할 수 있다.

전류 제어부(310, 320)는 적어도 하나 이상의 발광 다이오드 그룹 각각에서 흐르는 전류를 센싱하면서 적어도 하나 이상의 발광 다이오드 그룹 각각에 흐르는 전류의 최고치를 제어할 수 있다. 이러한 전류 제어부(310, 320)는 적어도 하나 이상으로 구성될 수 있다. 전류 제어부(310, 320)는 적어도 둘 이상의 스위칭 소자(Q4, Q5, Q6, Q7), 적어도 하나 이상의 저항 소자(R2, R3) 및 적어도 하나 이상의 센싱저항 소자(Rs2, Rs3)를 포함하여 구성될 수 있다. 도 2에서 도시된 전류 제어부에 구성된 스위칭 소자, 저항 소자 및 센싱저항 소자는 도 1에 도시된 제1 스위칭 소자, 제2 스위칭 소자, 제1 저항 소자 및 제1 센싱저항 소자와 실질적으로 동일하게 연결될 뿐만 아니라 기능도 비슷함으로 이에 대한 자세한 설명은 생략하기로 한다.

또한, 적어도 하나 이상의 전류 제어부(310, 320)는 발광 다이오드 그룹(210, 220)과 일대일로 연결될 수 있다. 이와 같이, 전류 제어부(310, 320)와 발광 다이오드 그룹(210, 220)이 일대일로 전기적으로 연결됨으로써, 적어도 하나 이상의 발광 다이오드 그룹(210, 220) 중 어느 하나가 파손되어, 개방되는 경우에도 다른 발광 다이오드 그룹(210, 220)으로 전압이 인가되는 것을 방지할 수 있다. 이에 따라, 다른 부품이 손상되거나 발광 다이오드 그룹(210, 220)이 추가로 손상되는 것을 방지할 수 있다.

이상, 본 발명을 본 발명의 원리를 예시하기 위한 바람직한 실시 예와 관련하여 설명하고 도시하였지만, 본 발명은 그와 같이 도시되고 설명된 그대로의 구성 및 작용으로 한정되는 것이 아니다.

오히려, 첨부된 청구범위의 사상 및 범주를 일탈함이 없이 본 발명에 대한 다수의 변경 및 수정이 가능함을 당업자들은 잘 이해할 수 있을 것이다.

따라서, 그러한 모든 적절한 변경 및 수정과 균등물들도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주되어야 할 것이다.

도 2는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 발광 다이오드용 전원 공급 장치의 회로를 설명하기 위한 것이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호 설명>

100: 전압 변환부 200: 발광 다이오드부

300: 전류 제어부

Claims

입력 전압을 소정의 전압으로 변환하는 전압 변환부;

상기 전압 변환부에 의해서 제공되는 전압에 의해서 턴 온되는 발광 다이오드가 적어도 하나 연결되는 발광 다이오드부; 및

상기 발광 다이오드부에 흐르는 전류를 센싱하면서 상기 발광 다이오드부에 흐르는 상기 전류의 최고치를 제어할 수 있는 전류 제어부;

를 포함하는 발광 다이오드용 전원 공급 장치.
제1 항에 있어서,

상기 전류 제어부는 제1 스위칭 소자 및 제2 스위칭 소자를 포함하고,

상기 제1 스위칭 소자 및 상기 제2 스위칭 소자를 통해 상기 전류의 경로를 제어하는 발광 다이오드용 전원 공급 장치.
제2 항에 있어서,

상기 전류 제어부는 제1 저항 소자 및 제1 센싱저항 소자를 포함하고,

상기 제1 센싱저항 소자를 통해 상기 전류의 최고치를 제어하는 발광 다이오드용 전원 공급 장치.
제2 항에 있어서,

상기 제1 스위칭 소자 또는 상기 제2 스위칭 소자는 바이폴라 정션 트랜지스터(Bipolar Junction Transistor; BJT)를 포함하는 발광 다이오드용 전원 공급 장치.
제2 항에 있어서,

상기 제1 스위칭 소자 또는 상기 제2 스위칭 소자는 모스 트랜지스터(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor; MOSFET)를 포함하는 발광 다이오드용 전원 공급 장치.
입력 전압을 소정의 전압으로 변환하는 전압 변환부;

상기 전압 변환부에 의해서 제공되는 전압에 의해서 턴 온되는 발광 다이오드가 적어도 하나 연결되는 발광 다이오드 그룹을 적어도 하나 포함하는 발광 다이오드 부하단;

상기 적어도 하나의 발광 다이오드 그룹 각각에서 흐르는 전류를 센싱하면서 상기 적어도 하나의 발광 다이오드 그룹 각각에 흐르는 상기 전류의 최고치를 제어할 수 있는 전류 제어부;

를 포함하는 발광 다이오드용 전원 공급 장치.
제6 항에 있어서,

적어도 하나의 상기 전류 제어부는 상기 발광 다이오드 그룹과 일대일로 연 결되는 발광 다이오드용 전원 공급 장치.
제6 항 또는 제7 항에 있어서,

상기 전류 제어부는 적어도 둘의 스위칭 소자를 포함하고,

상기 스위칭 소자를 통해 상기 전류의 경로를 제어하는 발광 다이오드용 전원 공급 장치.
제6 항 또는 제7 항에 있어서,

상기 전류 제어부는 적어도 하나의 저항 소자 및 적어도 하나의 센싱저항 소자를 포함하고,

상기 센싱저항 소자를 통해 상기 전류의 최고치를 제어하는 발광 다이오드용 전원 공급 장치.
제8 항에 있어서,

상기 스위칭 소자는 바이폴라 정션 트랜지스터(Bipolar Junction Transistor; BJT)를 포함하는 발광 다이오드용 전원 공급 장치.
제8 항에 있어서,

상기 스위칭 소자는 모스 트랜지스터(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor; MOSFET)를 포함하는 발광 다이오드용 전원 공급 장치.