KR20110031753A - 발광 다이오드용 전원 공급 장치 - Google Patents

발광 다이오드용 전원 공급 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명의 일실시 예는 발광 다이오드용 전원 공급 장치에 관한 것이다.
본 발명의 일실시 예에 따른 발광 다이오드용 전원 공급 장치는 적어도 하나 의 발광 다이오드를 구동하기 위해 VS전압 또는 IS전압을 출력하는 구동집적회로부, 구동집적회로부로부터 VS전압을 공급받아, VS전압을 미리 설정된 기준전압과 비교한 후 제1 신호의 출력여부를 판단하는 기준전압 비교부 및 기준전압 비교부로부터 제1 신호를 공급받아 동작하는 보호 스위칭부를 포함한다.
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 램프 오픈이 되는 경우에 안정적으로 개방전압을 램프에 공급할 수 있는 발광 다이오드용 전원 공급 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
실시 예에 따른 발광 다이오드용 전원 공급 장치는 적어도 하나의 발광 다이오드를 구동하기 위해 VS전압 또는 IS전압을 출력하는 구동집적회로부, 구동집적회로부로부터 VS전압을 공급받아, VS전압을 미리 설정된 기준전압과 비교한 후 제1 신호의 출력여부를 판단하는 기준전압 비교부 및 기준전압 비교부로부터 제1 신호를 공급받아 동작하는 보호 스위칭부를 포함한다.
실시 예에 따른 발광 다이오드용 전원 공급 장치는 램프 오픈이 되는 경우에 안정적으로 개방전압을 램프에 공급함으로써, 따른 점등불량을 미연에 방지할 수 있는 효과가 있다.
또한, 실시 예에 따른 발광 다이오드용 전원 공급 장치는 스트라이크 모드시안정적으로 개방전압을 안정적으로 공급하여 점등불량을 미연에 방지함으로써 제품의 신뢰성을 향상시킬 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.
도 1를 살펴보면, 본 발명의 일실시 예에 따른 발광 다이오드용 전원 공급 장치(100)는 기준전압 비교부(110), 보호 스위칭부(130) 및 역전류방지부(120)를 포함하여 구성되는 것이다.
도 1에 도시되지 않았지만, 구동집적회로부는 적어도 하나 이상의 발광 다이오드(LED)를 구동하기 위해 VS전압 또는 IS전압을 출력하는 것이다.
기준전압 비교부(110)는 구동집적회로부로부터 VS전압을 공급받아 VS전압을 미리 설정된 기준전압과 비교한 후 제1 신호의 출력여부를 판단하는 것이다. 여기서 기준전압 비교부(110)는 VS전압과 기준전압을 비교하는 전압비교기와 기준전압을 센싱하는 적어도 하나 이상의 센싱저항(R1 내지 R4)을 포함하여 구성되는 것이다. 즉, 기준전압 비교부(110)는 VS전압을 구동집적회로부터 실시간으로 제공 받으면서 센싱저항(R1 내지 R4)에 의해 센싱된 기준전압과 서로 비교하는 것이다. 이때, 제공되는 VS전압이 센싱된 기준전압보다 낮은 전압일 경우와 제공되는 VS전압이 센싱된 기준전압보다 높은 전압일 경우에 따라 제1 신호를 출력여부를 판단하는 것이다. 이에 대한 자세한 설명은 후술하기로 한다.
보호 스위칭부(130)는 기준전압 비교부(110)로부터 제1 신호를 공급받아 동작하는 것이다. 이러한 보호 스위칭부(130)는 기준전압 비교부(110)에서 제공하는 제1 신호를 공급받아 턴 온(Turn on) 또는 턴 오프(Turn off) 동작을 하는 것이다. 보호 스위칭부(130)는 모스 트랜지스터(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor; MOSFET) 및 보호 스위칭부(130)에 공급되는 제1 신호의 노이즈(Noise)를 제거하는 노이즈 저항(R5)을 포함하여 구성되는 것이다. 여기서 보호 스위칭부(130)는 바이폴라 정션 트랜지스터(Bipolar Junction Transistor; BJT)를 포함하여 구성될 수도 있다. 이와 같이, 보호 스위칭부(130)는 바이폴라 정션 트랜지스터(BJT) 또는 모스 트랜지스터(MOSFET)로 용이하게 구성됨으로써, 빠르고 정확한 스위칭 동작을 할 수 있다.
역전류방지부(120)는 보호 스위칭부(130)로부터 기준전압 비교부(110)로 역전류가 흐르는 것을 방지하는 것이다. 이러한 역전류방지부(120)는 전기적으로 연결되는 기준전압 비교부(110)와 보호 스위칭부(130) 사이에 배치되는 것이다. 또한, 역전류방지부(120)는 다이오드(D1)를 포함하여 구성되는 것이다.
지금까지 설명한 본 발명의 일실시 예에 따른 기준전압 비교부(110), 보호 스위칭부(130) 및 역전류방지부(120)의 연결관계는 다음과 같다.
IS전압 단자는 보호 스위칭부(130)의 드레인단(D)과 전기적으로 연결되고, 보호 스위칭부(130)의 게이트단(G)은 노이즈 저항(R5)의 일단 및 역전류방지부(120)의 일단과 전기적으로 공통 연결된다. 보호 스위칭부(130)의 소스단(S)은 노이즈 저항(R5)의 타단 및 GND전압과 전기적으로 공통 연결된다.
기준전압 단자는 제1 센싱저항(R1)의 일단, 제3 센싱저항(R3)의 일단 및 전압비교기의 Vcc단과 전기적으로 공통 연결되고, 역전류방지부(120)의 타단은 제1 센싱저항(R1)의 타단, 제2 센싱저항(R2)의 일단 및 전압비교기의 출력단과 전기적으로 공통 연결된다. 전압비교기의 기준전압단은 제3 센싱저항(R3)의 타단 및 제4 센싱저항(R4)의 일단과 전기적으로 공통 연결되고, 제3 센싱저항(R3)의 타단, 제4 센싱저항(R4)의 타단, 전압비교기의 GND단은 GND전압과 전기적으로 공통 연결된다.
VS전압 단자는 전압비교기의 VS단과 전기적으로 공통 연결된다.
여기서 역전류방지부(120)의 일단은 다이어드(D1)의 캐소드단(K)이고, 역전류방지부(120)의 타단은 다이오드(D1)의 애노드단(A)인 것이다.
도 2a 내지 도 2b는 본 발명의 일실시 예에 따른 발광 다이오드용 전원 공급 장치의 회로 동작을 설명하기 위한 것이다.
도 2a는 본 발명의 일실시 예에 따라 발광 다이오드용 전원 공급 장치(100)의 회로 동작이 정상적인 경우를 나타낸 것이다.
구동집적회로부에서 제공되는 VS전압이 기준전압보다 낮은 전압이 제공되면 기준전압 비교부(110)는 제1 신호를 출력하지 않는다. 여기서 기준전압은 2.5V 이상 3.5V 이하인 것이다.
이와 같이, 기준전압 비교부(110)에 제공되는 VS전압이 기준전압보다 낮은 전압이면 기준전압 비교부(110)가 정상 모드인 레귤레이션(Regulation)되어, 제1 신호가 출력되지 않아 보호 스위칭부(130)가 턴 오프(Turn off)된 상태를 유지하는 것이다. 이에 따라, 구동집적회로부에서 제공하는 IS 전압은 전류가 정상적으로 피드백(Feed Back)하는 것이다.
도 2b는 본 발명의 일실시 예에 따라 발광 다이오드용 전원 공급 장치(100)의 회로 동작이 비정상적인 경우를 나타낸 것이다.
구동집적회로부에서 제공되는 VS전압이 기준전압보다 높은 전압이 제공되면 기준전압 비교부(110)는 제1 신호를 출력한다. 여기서 기준전압은 2.5V 이상 3.5V 이하인 것이다.
이와 같이, 기준전압 비교부(110)에 제공되는 VS전압이 기준전압보다 높은 전압이면 기준전압 비교부(110)가 스트라이킹 모드(Striking Mode)로 전환되어, 제1 신호가 출력된다. 이에 따라, 제1 신호를 제공받은 보호 스위칭부(130)가 턴 온(Turn On)되어 IS전압이 풀 로우(Pull Low)가 된다. 이와 같이, IS전압이 풀 로우(Pull Low)가 됨으로써, 스트라이킹 모드(Striking Mode)를 계속해서 유지할 수 있다. 따라서, 높은 개방전압(Striking Voltage)이 발광 다이오드인 램프에 인가되어 램프 점등이 개선되는 것이다.
여기서 스트라이크 모드(Striking Mode)는 백라이트(Back-Light)의 발광 다이오드인 램프(Lamp)가 램프 오픈(Lamp Open) 또는 워스트 램프(Worst Lamp)가 되는 경우 초기 램프(Lamp) 점등력을 높이기 위해 높은 개방전압(Striking Voltage)를 램프(Lamp)에 공급하는 것이다.
이때, 스트라이크 모드(Striking Mode)가 되는 조건은 구동집적회로부에서 제공되는 VS전압이 3V 이상이면서, IS전압이 1V 이하인 경우이다. 만약, VS전압이 3V 이상이더라도 IS전압이 1V 이상이 되면, 스트라이크 모드(Striking Mode)에서 정상적인 모드로 전환하게 되는 것이다.
이러한 문제점을 개선하기 위해 본 발명의 일실시 예에 따라 기준전압 비교부(110)와 보호 스위칭부(130)를 구성함으로써, VS전압이 3V 이상이 되면 IS전압을 강제적으로 풀 로우(Pull Low)시켜 1V이하가 되도록 하는 것이다. 즉, 패널(Panel) 과 고압 출력 와이어(Wire) 사이의 누설전류(Leakage Current)에 의해 IS전압이 상승하여 1V이상이 되더라도 본 발명의 일실시 예에 따른 기준전압 비교부(110)와 보호 스위칭부(130)를 통해 강제적으로 IS전압을 풀 로우(Pull Low)시킴으로써 스트라이크 모드(Striking Mode)를 유지하는 것이다. 이에 따라, 램프 오픈(Lamp Open) 또는 워스트 램프(Worst Lamp)시 개방전압(Striking Voltage)이 안정적으로 공급됨으로써, 점등불량을 미연에 방지하는 것이다.
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 1은 본 발명의 일실시 예에 따른 발광 다이오드용 전원 공급 장치의 회로를 설명하기 위한 것이다.
도 2a 내지 도 2b는 본 발명의 일실시 예에 따른 발광 다이오드용 전원 공급 장치의 회로 동작을 설명하기 위한 것이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호 설명>
100: 발광 다이오드용 전원 공급 장치 110: 기준전압 비교부
120: 역전류방지부 130: 보호 스위칭부

Claims (8)

  1. 적어도 하나의 발광 다이오드를 구동하기 위해 VS전압 또는 IS전압을 출력하는 구동집적회로부를 포함하는 발광 다이오드용 전원 공급 장치에 있어서,
    상기 구동집적회로부로부터 상기 VS전압을 공급받아 상기 VS전압을 미리 설정된 기준전압과 비교한 후 제1 신호의 출력여부를 판단하는 기준전압 비교부; 및
    상기 기준전압 비교부로부터 상기 제1 신호를 공급받아 동작하는 보호 스위칭부;를 포함하는 발광 다이오드용 전원 공급 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 기준전압 비교부는 상기 VS전압이 상기 기준전압보다 높은 전압이면 상기 제1 신호를 출력하고, 상기 VS전압이 상기 기준전압보다 낮은 전압이면 상기 제1 신호를 출력하지 않는 발광 다이오드용 전원 공급 장치.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 보호 스위칭부는 상기 제1 신호가 공급되면 턴 온되고 상기 제1 신호가 공급되지 않으면 턴 오프되는 발광 다이오드용 전원 공급 장치.
  4. 제2 항에 있어서,
    상기 보호 스위칭부는 모스 트랜지스터(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor; MOSFET)를 포함하는 발광 다이오드용 전원 공급 장치.
  5. 제2 항에 있어서,
    상기 보호 스위칭부는 바이폴라 정션 트랜지스터(Bipolar Junction Transistor; BJT)를 포함하는 발광 다이오드용 전원 공급 장치.
  6. 제1 항에 있어서,
    전기적으로 연결되는 상기 기준전압 비교부와 상기 보호 스위칭부 사이에 상기 보호 스위칭부로부터 상기 기준전압 비교부로 흐르는 역전류를 방지하는 역전류방지부를 포함하는 발광 다이오드용 전원 공급 장치.
  7. 제3 항에 있어서,
    상기 보호 스위칭부가 턴 온되면, 상기 IS전압이 풀 로우(Pull Low)되는 발광 다이오드용 전원 공급 장치.
  8. 제2 항에 있어서,
    상기 기준전압은 2.5V 이상 3.5V 이하인 발광 다이오드용 전원 공급 장치.
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