KR20110049519A - Circuit for driving led and power supply for led comprising the same - Google Patents

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백창훈
정길완
윤형원
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삼성엘이디 주식회사
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Abstract

PURPOSE: An LED driving circuit and power supply device for an LED with the same are provided to simplify the configuration of an LED driving circuit, thereby easily modularizing the circuit. CONSTITUTION: An LED driving circuit(10) comprises a comparator(11), a first transistor(13), and a current control device(14). The comparator compares a voltage corresponding to a dimming control voltage with a detection voltage corresponding to the amount of currents flowing in an LED. The first transistor determines the amount of collector-emitter currents according to a voltage value applied to a base. The current control device determines the amount of currents provided to the LED according to the amount of collector-emitter currents of the first transistor.

Description

ＬＥＤ 구동회로 및 이를 포함하는 ＬＥＤ용 전원 장치{CIRCUIT FOR DRIVING LED AND POWER SUPPLY FOR LED COMPRISING THE SAME}LED driving circuit and LED power supply including the same {CIRCUIT FOR DRIVING LED AND POWER SUPPLY FOR LED COMPRISING THE SAME}

본 발명은 LED 구동회로 및 이를 포함하는 LED용 전원 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 비교적 간단한 회로구성을 통해 LED의 밝기를 조정하는 디밍 제어 및 LED에 흐르는 전류를 일정하게 제어하는 정전류 제어가 가능한 LED 구동회로 및 이를 포함하는 LED용 전원 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an LED driving circuit and a power supply for LEDs including the same, and more particularly, a dimming control for adjusting the brightness of the LED and a constant current control for controlling the current flowing in the LED constantly through a relatively simple circuit configuration. The present invention relates to a LED driving circuit and a power supply device for an LED including the same.

일반적인 액정 표시 장치(Liquid Crystal Display: LCD, 이하 LCD라 함)의 백라이트의 광원으로 사용된 냉음극형광램프(Cold Cathode Fluorescent Lamp: CCFL, 이하 CCFL이라 함)는 수은 가스를 사용하므로 환경 오염을 유발할 수 있고, 응답속도가 느리며, 색재현성이 낮을 뿐만 아니라 LCD 패널의 경박단소화에 적절하지 못한 단점을 가졌다.Cold Cathode Fluorescent Lamp (CCFL), which is used as a light source for the backlight of a general liquid crystal display (LCD), uses mercury gas, which may cause environmental pollution. In addition, the response speed is low, the color reproducibility is low, and it is not suitable for light and small size reduction of the LCD panel.

이에 비해 발광 다이오드(Light Emitting Diode: LED, 이하 LED라 함)는 친환경적이며, 응답속도가 수 나노 초로 고속 응답이 가능하여 비디오 신호 스트림에 효과적이고, 임펄시브(Impulsive) 구동이 가능하며, 색재현성이 100% 이상이고 적 색, 녹색, 청색 LED의 광량을 조정하여 휘도, 색온도 등을 임의로 변경할 수 있을 뿐만 아니라, LCD 패널의 경박단소화에 적합한 장점들을 가지므로, 최근 LCD 패널 등의 백라이트용 광원으로 적극적으로 채용되고 있는 실정이다.In comparison, Light Emitting Diodes (LEDs) are environmentally friendly, have fast response times of several nanoseconds, and are effective in video signal streams, enabling impulsive driving, and color reproducibility. Is more than 100%, and the brightness, color temperature, etc. can be arbitrarily changed by adjusting the amount of light of red, green, and blue LEDs, and it has advantages that are suitable for thin and light reduction of LCD panels. The situation is actively being adopted.

이와 같이, 일반 조명이나 LCD 백라이트 등의 애플리케이션에서 LED를 다수 개 직렬연결하여 사용하는 경우, 상기 LED에 일정한 정전류를 제공할 수 있는 정전류 제어가 가능한 구동회로가 필요하며, 사용자가 휘도와 색온도 등을 임의로 조정하거나 온도 보상 등을 위해 LED의 휘도를 조정하는 디밍 제어가 가능한 구동회로가 요구된다.As such, when a plurality of LEDs are connected in series in an application such as general lighting or an LCD backlight, a driving circuit capable of controlling a constant current capable of providing a constant constant current to the LEDs is required. There is a need for a driving circuit capable of dimming control for arbitrarily adjusting or adjusting the luminance of the LED for temperature compensation and the like.

종래의 정전류 제어 및 디밍 제어를 위한 구동회로는 직류-직류 변환기 내에서 PWM 제어 펄스의 듀티를 제어하는 방식으로 구현되었다. 그러나 이러한 종래의 구동회로는 LED로 제공되는 구동 전류를 일정하게 유지하거나 변경하는 것이 어렵고, 다수의 구동회로를 사용하는 경우 LED 구동 전류 편차가 크게 발생하는 문제가 발생하였다.Conventional drive circuits for constant current control and dimming control have been implemented in such a way as to control the duty of the PWM control pulse in the DC-DC converter. However, such a conventional driving circuit has a problem that it is difficult to maintain or change the driving current provided to the LED constantly, and when a plurality of driving circuits are used, the LED driving current deviation greatly occurs.

본 발명은 간단한 회로구성을 통해 LED의 밝기를 조정하는 디밍 제어 및 LED에 흐르는 전류를 일정하게 제어하는 정전류 제어가 가능한 LED 구동회로 및 이를 포함하는 LED용 전원 장치를 제공하는 것을 해결하고자 하는 기술적 과제로 한다.The present invention provides a dimming control for adjusting the brightness of the LED and a constant current control for controlling the constant current flowing through the LED through a simple circuit configuration, and a technical problem to be solved to provide a power supply for the LED comprising the same. Shall be.

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 수단으로서 본 발명은,The present invention as a means for achieving the above technical problem,

디밍 제어 전압에 상응하는 전압과 LED에 흐르는 전류의 크기에 상응하는 검출 전압을 비교하는 비교기;A comparator for comparing a voltage corresponding to the dimming control voltage with a detection voltage corresponding to the magnitude of the current flowing through the LED;

상기 비교기의 비교 결과에 상응하는 전압이 베이스로 인가되며, 상기 베이스에 인가된 전압의 크기에 따라 콜렉터-이미터 전류의 크기가 결정되는 제1 트랜지스터; 및A first transistor to which a voltage corresponding to a comparison result of the comparator is applied to the base, and the magnitude of the collector-emitter current is determined according to the magnitude of the voltage applied to the base; And

LED 구동 전압을 입력받으며 상기 제1 트랜지스터의 콜렉터-이미터 전류의 크기에 따라 상기 LED로 제공되는 전류의 크기를 결정하는 전류 조정 소자부를 포함하는 LED 구동회로를 제공한다.The present invention provides an LED driving circuit including a current adjusting element unit configured to receive an LED driving voltage and determine a magnitude of a current provided to the LED according to a magnitude of a collector-emitter current of the first transistor.

본 발명의 바람직한 실시형태에서, 상기 비교기는, 상기 디밍 제어 전압에 상응하는 전압 입력받는 비반전 입력단과, 상기 검출 전압을 입력받는 반전 입력단을 갖는 제1 연산증폭기일 수 있다.In a preferred embodiment of the present invention, the comparator may be a first operational amplifier having a non-inverting input terminal receiving a voltage corresponding to the dimming control voltage and an inverting input terminal receiving the detection voltage.

또한, 본 발명의 바람직한 실시형태는, 상기 디밍 제어 전압을 입력받아 버퍼링하는 버퍼를 더 포함할 수 있다. 이 실시형태에서, 상기 버퍼는, 상기 디밍 제어 전압을 입력받는 비반전 입력단과, 상호 전기적으로 연결된 반전 입력단 및 출력단을 포함하는 제2 연산 증폭기이며, 상기 제2 연산 증폭기의 출력단은 상기 제1 연산증폭기의 비반전 입력단 측에 연결될 수 있따.In addition, the preferred embodiment of the present invention may further include a buffer for receiving and buffering the dimming control voltage. In this embodiment, the buffer is a second operational amplifier including a non-inverting input terminal for receiving the dimming control voltage, an inverting input terminal and an output terminal electrically connected to each other, and the output terminal of the second operational amplifier is the first operation. Can be connected to the non-inverting input side of the amplifier.

본 발명의 일실시형태에서, 상기 전류 조정 소자부는, 상기 LED 구동 전압을 에미터로 입력받고 베이스가 상기 제1 트랜지스터의 콜렉터측에 연결되며, 콜렉터에 상기 LED가 연결된 제2 트랜지스터로 구현될 수 있다.In one embodiment of the present invention, the current adjustment element unit may be implemented as a second transistor that receives the LED driving voltage as an emitter, the base is connected to the collector side of the first transistor, the LED is connected to the collector have.

본 발명의 다른 실시형태에서, 상기 전류 조정 소자부는, 상기 LED 구동 전압을 소스로 입력받고 게이트가 상기 제1 트랜지스터의 콜렉터측에 연결되며 드레인이 상기 LED에 연결된 제2 트랜지스터로 구현될 수 있다.In another embodiment of the present disclosure, the current adjusting element unit may be implemented as a second transistor in which the LED driving voltage is input as a source, a gate is connected to the collector side of the first transistor, and a drain is connected to the LED.

전술한 기술적 과제를 해결하기 위한 다른 수단으로서 본 발명은,As another means for solving the above technical problem, the present invention,

교류전압을 직류전압으로 변환하는 교류-직류 변환부;An AC-DC converter converting an AC voltage into a DC voltage;

상기 교류-직류 변환부에서 출력된 직류전압의 역률을 향상시켜 출력하는 역률보정부;A power factor correction unit for improving and outputting the power factor of the DC voltage output from the AC-DC converter;

상기 역률보정부에서 출력된 직류전압의 크기를 조정하여 LED 구동전압을 출력하는 직류-직류 변환부; 및DC-DC converter for outputting the LED driving voltage by adjusting the magnitude of the DC voltage output from the power factor correction unit; And

디밍 제어 전압에 상응하는 전압과 LED에 흐르는 전류의 크기에 상응하는 검 출 전압을 비교하는 비교기와, 상기 비교기의 비교 결과에 상응하는 전압이 베이스로 인가되며, 상기 베이스에 인가된 전압의 크기에 따라 콜렉터-이미터 전류의 크기가 결정되는 제1 트랜지스터와, 상기 LED 구동 전압을 입력받으며 상기 제1 트랜지스터의 콜렉터-이미터 전류의 크기에 따라 상기 LED로 제공되는 전류의 크기를 결정하는 전류 조정 소자부를 갖는 LED 구동회로를 포함하는 LED용 전원 장치를 제공한다.A comparator for comparing the voltage corresponding to the dimming control voltage and the detection voltage corresponding to the magnitude of the current flowing through the LED, and the voltage corresponding to the comparison result of the comparator is applied to the base, and the magnitude of the voltage applied to the base is applied. A current transistor configured to receive a first transistor whose magnitude of the collector-emitter current is determined and the LED driving voltage and determine a magnitude of the current provided to the LED according to the magnitude of the collector-emitter current of the first transistor; Provided is a power supply device for an LED including an LED driving circuit having an element portion.

본 발명에 따르면, 적은 수의 부품으로 정전류 제어 및 디밍 제어가 가능하므로 LED 구동 회로의 구성을 단순화 할 수 있으며 구동회로의 모듈화가 용이하다. 또한, 사용자에 의해 입력되는 디밍 제어 신호 또는 LED에 흐르는 전류를 검출한 검출전압에 따라 직접 구동 전류의 크기를 제어하므로 PWM 구동 방식에 비해 구동 전류를 일정하게 유지하거나 변경하는 것이 더욱 용이하다.According to the present invention, since the constant current control and dimming control are possible with a small number of components, the configuration of the LED driving circuit can be simplified and the modularization of the driving circuit is easy. In addition, since the magnitude of the direct driving current is controlled according to the dimming control signal input by the user or the detection voltage detecting the current flowing through the LED, it is easier to maintain or change the driving current constant than the PWM driving method.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 다양한 실시형태를 보다 상세하게 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명되는 실시형태로 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 실시형태는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에 도시된 구성요소 들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다는 점을 유념해야 할 것이다.Hereinafter, various embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, embodiments of the present invention may be modified in various other forms, and the scope of the present invention is not limited to the embodiments described below. Embodiment of this invention is provided in order to demonstrate this invention more completely to the person skilled in the art to which this invention belongs. Therefore, it should be noted that the shape and size of the components shown in the drawings may be exaggerated for clearer explanation.

도 1은 본 발명의 일실시형태에 따른 LED 구동회로를 도시한 회로도이다.1 is a circuit diagram showing an LED driving circuit according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일실시형태에 따른 LED 구동회로(10)는, 디밍 제어 전압(Vdim)에 상응하는 전압과 LED(미도시)에 흐르는 전류의 크기에 상응하는 검출 전압(V2)을 비교하는 비교기(11)와, 상기 비교기(11)의 비교 결과에 상응하는 전압(V3)이 베이스로 인가되며, 상기 베이스에 인가된 전압의 크기에 따라 콜렉터-이미터 전류의 크기가 결정되는 제1 트랜지스터(13)와, LED 구동 전압(Vs)을 입력받으며 상기 제1 트랜지스터(13)의 콜렉터-이미터 전류의 크기에 따라 상기 LED로 제공되는 전류의 크기를 결정하는 전류 조정 소자부(14)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1, the LED driving circuit 10 according to an exemplary embodiment of the present invention may include a voltage corresponding to a dimming control voltage Vdim and a detection voltage V2 corresponding to a magnitude of a current flowing through an LED (not shown). ) And a voltage V3 corresponding to the comparison result of the comparator 11 is applied to the base, and the magnitude of the collector-emitter current is determined according to the magnitude of the voltage applied to the base. A current adjusting element unit configured to receive the first transistor 13 and the LED driving voltage Vs and determine the magnitude of the current provided to the LED according to the magnitude of the collector-emitter current of the first transistor 13. (14).

상기 비교기(11)는 상기 디밍 제어 전압(Vdim)에 상응하는 전압 입력받는 비반전 입력단과, 상기 ED(미도시)에 흐르는 전류의 크기에 상응하는 검출 전압(V2)을 입력받는 반전 입력단을 갖는 제1 연산증폭기(11)로 구현될 수 있다.The comparator 11 has a non-inverting input terminal for receiving a voltage corresponding to the dimming control voltage Vdim and an inverting input terminal for receiving a detection voltage V2 corresponding to a magnitude of a current flowing through the ED (not shown). It may be implemented by the first operational amplifier 11.

제1 트랜지스터(13)는 상기 비교기(11)의 비교결과에 상응하는 전압(V3)이 베이스로 인가되고, 이 베이스에 인가되는 전압의 크기에 따라 콜렉터-이미터 사이의 저항크기가 조정됨으로써 콜렉터-이미터 전류의 크기가 결정될 수 있다.In the first transistor 13, a voltage V3 corresponding to a comparison result of the comparator 11 is applied to the base, and the collector size is adjusted by adjusting the resistance between the collector and the emitter according to the magnitude of the voltage applied to the base. The magnitude of the emitter current can be determined.

상기 전류 조정 소자부(14)는 LED 구동 전압(Vs)을 입력받고, 상기 제1 트랜지스터(13)의 콜렉터-이미터 전류에 따라 조정되는 LED 구동 전류(Io)를 LED에 제공한다. 예를 들어, 상기 전류 조정 소자부(14)는 상기 제1 트랜지스터(13)의 콜렉 터-이미터 전류가 증가하면 LED로 제공되는 LED 구동 전류(Io)의 크기를 감소시킬 수 있다. 반대로, 상기 제1 트랜지스터(13)의 콜렉터-이미터 전류가 감소하면 LED로 제공되는 LED 구동 전류(Io)의 크기를 증가시킬 수 있다.The current adjusting element unit 14 receives the LED driving voltage Vs and provides the LED with the LED driving current Io adjusted according to the collector-emitter current of the first transistor 13. For example, when the collector-emitter current of the first transistor 13 increases, the current adjusting element unit 14 may reduce the size of the LED driving current Io provided to the LED. On the contrary, when the collector-emitter current of the first transistor 13 decreases, the size of the LED driving current Io provided to the LED can be increased.

상기 전류 조정 소자부(14)는 도 1에 도시한 것과 같이, 상기 LED 구동 전압(Vo)을 에미터로 입력받고 베이스가 상기 제1 트랜지스터(13)의 콜렉터측에 연결되며, 콜렉터에 상기 LED가 연결된 트랜지스터, 즉 BJT로 구현될 수 있다. 도시하지 않았지만 다른 실시형태에서, 상기 전류 조정 소자부는, 상기 LED 구동 전압(Vo)을 소스로 입력받고 게이트가 상기 제1 트랜지스터(13)의 콜렉터측에 연결되며 드레인이 상기 LED에 연결된 트랜지스터, 즉 FET로 구현될 수도 있다.As shown in FIG. 1, the current adjustment element unit 14 receives the LED driving voltage Vo as an emitter, and a base is connected to the collector side of the first transistor 13, and the LED is connected to the collector. Can be implemented with a connected transistor, ie BJT. Although not shown, in another embodiment, the current adjustment element unit is a transistor, the gate of which is connected to the collector side of the first transistor 13 with the LED driving voltage Vo as a source, that is, the drain, that is, It may also be implemented as a FET.

본 발명의 일실시형태는, 상기 디밍 제어 전압(Vdim)을 입력받아 버퍼링하는 버퍼(12)를 더 포함할 수 있다. 바람직하게, 상기 버퍼(12)는, 상기 디밍 제어 전압(Vdim)을 입력받는 비반전 입력단과, 상호 전기적으로 연결된 반전 입력단 및 출력단을 포함하는 제2 연산 증폭기(12)로 구현될 수 있다. 상기 제2 연산 증폭기(12)의 출력단은 상기 제1 연산증폭기(11)의 비반전 입력단 측에 연결되어 버퍼링된 디밍 제어 전압(Vdim)에 상응하는 전압을 제1 연산증폭기(11)의 비반전 입력단에 제공할 수 있다.One embodiment of the present invention may further include a buffer 12 that receives and buffers the dimming control voltage Vdim. Preferably, the buffer 12 may be implemented as a second operational amplifier 12 including a non-inverting input terminal receiving the dimming control voltage Vdim, and an inverting input terminal and an output terminal electrically connected to each other. The output terminal of the second operational amplifier 12 is connected to the non-inverting input terminal side of the first operational amplifier 11 so that a voltage corresponding to the buffered dimming control voltage Vdim is non-inverted of the first operational amplifier 11. Can be provided at the input.

도 2는 본 발명의 일실시형태에 따른 LED 구동회로를 포함하는 LED용 전원 장치의 블록구성도이다.2 is a block diagram of a power supply for LEDs including an LED driving circuit according to an embodiment of the present invention.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시형태에 다른 LED용 전원 장치는, 교류전압을 평활하여 직류전압으로 변환하는 교류-직류(AC-DC) 변환부(21)와, 상기 교류-직류 변환부에서 출력된 직류전압의 역률을 향상시켜 출력하는 역률보정부(PFC)(22)와, 상기 역률보정부(22)에서 출력된 직류전압의 크기를 조정하여 LED 구동전압(Vs)을 출력하는 직류-직류(DC-DC) 변환부(23) 및 전술한 도 1에 도시된 것과 같은 본 발명의 일실시형태에 따른 LED 구동회로(10)를 포함할 수 있다. 즉, LED 구동회로(10)는 디밍 제어 전압(도 1의 Vdim)에 상응하는 전압과 LED(24)에 흐르는 전류의 크기에 상응하는 검출 전압(도 1의 V2)을 비교하는 비교기(도 1의 11)와, 상기 비교기의 비교 결과에 상응하는 전압이 베이스로 인가되며, 상기 베이스에 인가된 전압의 크기에 따라 콜렉터-이미터 전류의 크기가 결정되는 제1 트랜지스터(도 1의 13)와, 상기 직류-직류(DC-DC) 변환부(23)에서 출력되는 LED 구동 전압(Vs)을 입력받으며 상기 제1 트랜지스터의 콜렉터-이미터 전류의 크기에 따라 상기 LED로 제공되는 전류의 크기를 결정하는 전류 조정 소자부(도 1의 14)를 포함할 수 있다. 상기 교류-직류 변환부(21), 역률보정부(22) 및 직류-직류 변환부(23)는 전원장치 기술분야에 잘 알려진 통상적인 구성이므로 그에 대한 더욱 상세한 설명은 생략하기로 한다. 도 2에 도시된 바와 같이, 전술한 본 발명에 따른 LED 구동회로(10)는 하나의 모듈이나 칩의 형태로 구현되는 것이 바람직하다. 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 LED 구동회로(10)는 두 개의 연산증폭기(11, 12)와 두 개의 트랜지스터(13, 14) 및 복수의 저항(R1-R9)으로 비교적 간단하게 구현 가능하므로 모듈화가 용이한 장점이 있다.As shown in Fig. 2, the LED power supply device according to the embodiment of the present invention includes an AC-DC (AC-DC) converter 21 for smoothing an AC voltage and converting it into a DC voltage. The power factor correction (PFC) 22 outputs the power factor of the DC voltage output from the DC converter, and the magnitude of the DC voltage output from the power factor correction 22 is adjusted to adjust the LED driving voltage Vs. It may include an output DC-DC conversion unit 23 and the LED driving circuit 10 according to an embodiment of the present invention as shown in FIG. That is, the LED driving circuit 10 compares the voltage corresponding to the dimming control voltage (Vdim of FIG. 1) with the detection voltage (V2 of FIG. 1) corresponding to the magnitude of the current flowing through the LED 24 (FIG. 1). 11) and a first transistor (13 in FIG. 1) in which a voltage corresponding to the comparison result of the comparator is applied to the base, and the magnitude of the collector-emitter current is determined according to the magnitude of the voltage applied to the base. And receiving the LED driving voltage Vs output from the DC-DC converter 23 and adjusting the magnitude of the current provided to the LED according to the collector-emitter current of the first transistor. It may include a current adjusting element portion (14 in Figure 1) to determine. The AC-DC converter 21, the power factor corrector 22, and the DC-DC converter 23 are well known in the art of power supply, and thus a detailed description thereof will be omitted. As shown in FIG. 2, the LED driving circuit 10 according to the present invention described above is preferably implemented in the form of one module or chip. As shown in FIG. 1, the LED driving circuit 10 of the present invention is relatively simply implemented by two operational amplifiers 11 and 12, two transistors 13 and 14, and a plurality of resistors R1-R9. There is an advantage that modularity is easy because it is possible.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 일실시형태에 따른 LED 구동회로의 작용 효과를 상세하게 설명한다. Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail the effect of the LED driving circuit according to an embodiment of the present invention.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 먼저, 조명의 밝기를 조정하고자 하는 사용자에 의해 외부에서 입력된 디밍 제어 전압(Vdim)이 디밍 제어 신호 입력 단자(DIM)를 통해 본 발명의 일실시형태에 따른 LED 구동회로(10)로 입력된다. 이 디밍 제어 전압(Vdim)은 연산증폭기(12)로 구현된 버퍼의 일 입력단으로 입력된다. 상기 버퍼(12)는 연산증폭기의 출력 저항이 매우 적은 특징을 이용하여 입력되는 디밍 제어 전압(Vdim)을 매우 작은 출력저항을 갖는 출력단으로 출력하기 위한 것이다. 버퍼로 이용된 연산증폭기(12)의 출력 전압은 저항(R6) 및 저항(R3)를 거쳐 비교기로 적용되는 연산증폭기(11)의 비반전 입력단 측에 인가된다.As shown in FIG. 1 and FIG. 2, first, the dimming control voltage Vdim input from the outside by a user who wants to adjust the brightness of the lighting is provided through the dimming control signal input terminal DIM. It is input to the LED driving circuit 10 according to. This dimming control voltage Vdim is input to one input of a buffer implemented by the operational amplifier 12. The buffer 12 is for outputting a dimming control voltage Vdim inputted to an output terminal having a very small output resistance by using a characteristic in which an operational amplifier has a very low output resistance. The output voltage of the operational amplifier 12 used as a buffer is applied to the non-inverting input terminal side of the operational amplifier 11 applied to the comparator via the resistor R6 and the resistor R3.

상기 연산증폭기(11)의 비반전 입력단의 전압(V1)은 외부로부터 인가되는 전원전압(Vdd)와 상기 버퍼로 이용된 연산증폭기(12)의 출력 전압과 저항들(R2, R3, R4, R6)에 의해 결정된다. 상기 전원전압(Vdd)의 크기는 일정하므로 상기 연산증폭기(11)의 비반전 입력단의 전압(V1)은 디밍 제어 전압(Vdim)의 크기에 의해 조정된다. 이와 같이 디밍 제어 전압(Vdim)의해 제어되는 연산증폭기(11)의 비반전 입력단의 전압(V1)은 정전류 제어를 위한 기준전압이 된다. 즉, 사용자는 디밍 제어 전압(Vdim)의 크기를 조정하여 이 정전류 제어의 기준전압을 원하는 크기로 설정하게 되고, 상기 비교기로 적용된 연산증폭기(11)는 기준전압과 실제 LED(24)에 흐르는 전류의 크기를 검출한 검출 전압을 비교하여 그 차에 해당하는 전압을 출력한다.The voltage V1 of the non-inverting input terminal of the operational amplifier 11 is a power supply voltage Vdd applied from the outside and the output voltage and resistors R2, R3, R4, and R6 of the operational amplifier 12 used as the buffer. Is determined by Since the magnitude of the power supply voltage Vdd is constant, the voltage V1 of the non-inverting input terminal of the operational amplifier 11 is adjusted by the magnitude of the dimming control voltage Vdim. As such, the voltage V1 of the non-inverting input terminal of the operational amplifier 11 controlled by the dimming control voltage Vdim becomes a reference voltage for constant current control. That is, the user adjusts the size of the dimming control voltage Vdim to set the reference voltage of the constant current control to a desired size, and the operational amplifier 11 applied to the comparator has a reference voltage and a current flowing in the actual LED 24. Compare the detected voltages detected the magnitude of and output the voltage corresponding to the difference.

LED(24)에 흐르는 전류의 크기는 LED(24)에 연결된 별도의 전압 검출 저항(Rs)에 의해 전압의 형태로 검출된다. 이러한 LED 전류의 크기를 검출한 검출 전압(V2)은 연산증폭기(11)의 반전입력단으로 입력된다. 비교기로 사용된 연산증폭기(11)의 두 입력단으로 입력된 기준전압(V1)과 LED 전류의 크기를 검출한 검출 전압(V2)을 비교하고 그 차에 상응하는 전압을 출력한다. 상기 연산증폭기(11)의 출력전압에 상응하는 전압(V3)이 저항(R8)을 통해 제1 트랜지스터(13)의 베이스로 인가된다. The magnitude of the current flowing through the LED 24 is detected in the form of a voltage by a separate voltage detection resistor Rs connected to the LED 24. The detection voltage V2 detecting the magnitude of the LED current is input to the inverting input terminal of the operational amplifier 11. The reference voltage V1 inputted to the two input terminals of the operational amplifier 11 used as the comparator is compared with the detection voltage V2 detecting the magnitude of the LED current and outputs a voltage corresponding to the difference. A voltage V3 corresponding to the output voltage of the operational amplifier 11 is applied to the base of the first transistor 13 through the resistor R8.

상기 제1 트랜지스터(13)는 베이스에 인가되는 전압의 크기에 따라 콜렉터와 이미터 사이의 저항의 크기가 조정될 수 있으며, 이를 통해 제1 트랜지스터(14)의 콜렉터와 이미터 사이에서 흐르는 전류의 크기가 결정될 수 있다. 이 제1 트랜지스터(13)의 콜렉터는 저항(R9)를 거쳐 전류 조정 소자부(14)에 연결된다. 전류 조정 소자부(14)는 전술한 바와 같이 BJT나 FET와 같은 트랜지스터로 구현될 수 있다. 도 1에 도시된 바와 같이 전류 조정 소자부가 BJT인 경우 이 트랜지스터(14)의 베이스가제1 트랜지스터(13)의 콜렉터와 연결되고, 트랜지스터(14)의 이미터와 콜렉터는 각각 직류-직류 변환부(23)로부터 제공되는 LED 구동 전압이 입력되는 구동전압 입력단(Vs) 및 LED로 구동 전류를 제공하는 LED 구동전류 출력단(Io)과 각각 연결될 수 있다. 상기 전류 조정 소자부(14)는 트랜지스터(13) 콜렉터에서 이미터로 흐르는 전류에 따라서 LED(24)와 직접 연결된 LED 구동전류 출력단(Io)으로 출력되는 전류를 조정할 수 있다. 예를 들어, 비교기(11)의 출력이 증가하게 되면 제1 트랜지스터(13)의 콜렉터와 이미터 사이의 저항이 증가하게 되고 이에 따라 제1 트랜 지스터(13)의 콜렉터에서 이미터로 흐르는 전류가 감소하게 된다. 따라서, 직류-직류 변환부와 연결된 구동전압 입력단(Vs)에서 흘러 들어오는 전류 중 트랜지스터(14)의 베이스 단으로 흘러 나가는 전류가 감소하게 되므로 상대적으로 LED 구동전류 출력단(Io)으로 출력되는 전류는 증가하게 된다. 이와 반대로, 비교기(11)의 출력이 감소하게 되면 제1 트랜지스터(13)의 콜렉터와 이미터 사이의 저항이 감소하게 되고 이에 따라 제1 트랜지스터(13)의 콜렉터에서 이미터로 흐르는 전류가 증가하게 된다. 따라서, 직류-직류 변환부와 연결된 구동전압 입력단(Vs)에서 흘러 들어오는 전류 중 트랜지스터(14)의 베이스 단으로 흘러 나가는 전류가 증가하게 되므로 상대적으로 LED 구동전류 출력단(Io)으로 출력되는 전류는 감소하게 된다. 이와 같이 본 발명은 외부에서 사용자에 의해 입력되는 조명 밝기를 제어하는 디밍 제어 전압에 따라 기준전압을 변화시킬 수 있고, 이 기준전압과 LED(24)에 흐르는 전류의 크기에 대응되는 전압을 비교하여 그 결과에 따라 LED(24)로 제공되는 전류의 크기를 제어할 수 있다.The first transistor 13 may adjust the magnitude of the resistance between the collector and the emitter according to the magnitude of the voltage applied to the base, and thereby the magnitude of the current flowing between the collector and the emitter of the first transistor 14. Can be determined. The collector of this first transistor 13 is connected to the current adjusting element section 14 via a resistor R9. As described above, the current adjusting element unit 14 may be implemented with a transistor such as a BJT or an FET. As shown in FIG. 1, when the current adjusting element portion is a BJT, the base of the transistor 14 is connected to the collector of the first transistor 13, and the emitter and the collector of the transistor 14 are respectively a DC-DC converter. The LED driving voltage provided from 23 may be connected to a driving voltage input terminal Vs input thereto and an LED driving current output terminal Io providing a driving current to the LED, respectively. The current adjusting element unit 14 may adjust the current output to the LED driving current output terminal Io directly connected to the LED 24 according to the current flowing from the transistor 13 collector to the emitter. For example, when the output of the comparator 11 increases, the resistance between the collector and the emitter of the first transistor 13 increases, so that the current flowing from the collector of the first transistor 13 to the emitter Will decrease. Therefore, the current flowing to the base terminal of the transistor 14 is reduced among the current flowing from the driving voltage input terminal Vs connected to the DC-DC converter, so that the current output to the LED driving current output terminal Io is relatively increased. Done. On the contrary, when the output of the comparator 11 decreases, the resistance between the collector and the emitter of the first transistor 13 decreases, thereby increasing the current flowing from the collector of the first transistor 13 to the emitter. do. Therefore, the current flowing to the base terminal of the transistor 14 increases among the current flowing from the driving voltage input terminal Vs connected to the DC-DC converter, so that the current output to the LED driving current output terminal Io is relatively decreased. Done. As described above, the present invention can change the reference voltage according to the dimming control voltage for controlling the illumination brightness input by the user from the outside, and compares the reference voltage with a voltage corresponding to the magnitude of the current flowing through the LED 24. As a result, the magnitude of the current provided to the LED 24 can be controlled.

본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관하여 설명하였으나 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되지 않으며, 후술되는 특허청구의 범위 및 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.In the detailed description of the present invention, specific embodiments have been described, but various modifications may be made without departing from the scope of the present invention. Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the described embodiments, but should be defined by the following claims and their equivalents.

도 1은 본 발명의 일실시형태에 따른 LED 구동회로를 도시한 회로도이다.1 is a circuit diagram showing an LED driving circuit according to an embodiment of the present invention.

도 2는 본 발명의 일실시형태에 따른 LED 구동회로를 포함하는 LED용 전원 장치의 블록구성도이다.2 is a block diagram of a power supply for LEDs including an LED driving circuit according to an embodiment of the present invention.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main parts of the drawings *

10: LED 구동회로 11: 비교기(제1 연산증폭기)10: LED driving circuit 11: comparator (first operational amplifier)

12: 버퍼(제2 연산증폭기) 13: 제1 트랜지스터12: buffer (second operational amplifier) 13: first transistor

14: 전류 조정 소자부(제2 트랜지스터) R1-R9: 저항14: current adjusting element portion (second transistor) R1-R9: resistance

Vs: LED 구동전압 입력단 Io: LED 구동전압 출력단Vs: LED drive voltage input stage Io: LED drive voltage output stage

Vdd: 전원전압 입력단 DIM: 디밍 제어신호 입력단Vdd: power supply voltage input DIM: dimming control signal input

Is: 검출전압 입력단Is: detection voltage input terminal

Claims (7)

디밍 제어 전압에 상응하는 전압과 LED에 흐르는 전류의 크기에 상응하는 검출 전압을 비교하는 비교기;A comparator for comparing a voltage corresponding to the dimming control voltage with a detection voltage corresponding to the magnitude of the current flowing through the LED; 상기 비교기의 비교 결과에 상응하는 전압이 베이스로 인가되며, 상기 베이스에 인가된 전압의 크기에 따라 콜렉터-이미터 전류의 크기가 결정되는 제1 트랜지스터; 및A first transistor to which a voltage corresponding to a comparison result of the comparator is applied to the base, and the magnitude of the collector-emitter current is determined according to the magnitude of the voltage applied to the base; And LED 구동 전압을 입력받으며 상기 제1 트랜지스터의 콜렉터-이미터 전류의 크기에 따라 상기 LED로 제공되는 전류의 크기를 결정하는 전류 조정 소자부를 포함하는 LED 구동회로.And a current adjusting element unit configured to receive an LED driving voltage and determine a magnitude of a current provided to the LED according to a magnitude of a collector-emitter current of the first transistor. 제1항에 있어서, 상기 비교기는,The method of claim 1, wherein the comparator, 상기 디밍 제어 전압에 상응하는 전압 입력받는 비반전 입력단과, 상기 검출 전압을 입력받는 반전 입력단을 갖는 제1 연산증폭기를 포함하는 것을 특징으로 하는 LED 구동회로.And a first operational amplifier having a non-inverting input terminal receiving a voltage corresponding to the dimming control voltage and an inverting input terminal receiving the detection voltage. 제2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 디밍 제어 전압을 입력받아 버퍼링하는 버퍼를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 LED 구동회로.And a buffer configured to receive and buffer the dimming control voltage. 제3항에 있어서, 상기 버퍼는,The method of claim 3, wherein the buffer, 상기 디밍 제어 전압을 입력받는 비반전 입력단과, 상호 전기적으로 연결된 반전 입력단 및 출력단을 포함하는 제2 연산 증폭기이며,A second operational amplifier including a non-inverting input terminal receiving the dimming control voltage and an inverting input terminal and an output terminal electrically connected to each other; 상기 제2 연산 증폭기의 출력단은 상기 제1 연산증폭기의 비반전 입력단 측에 연결된 것을 특징으로 하는 LED 구동회로.And the output terminal of the second operational amplifier is connected to the non-inverting input terminal side of the first operational amplifier. 제1항에 있어서, 상기 전류 조정 소자부는,The method of claim 1, wherein the current adjustment element unit, 상기 LED 구동 전압을 에미터로 입력받고 베이스가 상기 제1 트랜지스터의 콜렉터측에 연결되며, 콜렉터에 상기 LED가 연결된 제2 트랜지스터를 포함하는 것을 특징으로 하는 LED 구동회로.And a second transistor receiving the LED driving voltage through an emitter and having a base connected to the collector side of the first transistor, and having the LED connected to the collector. 제1항에 있어서, 상기 전류 조정 소자부는,The method of claim 1, wherein the current adjustment element unit, 상기 LED 구동 전압을 소스로 입력받고 게이트가 상기 제1 트랜지스터의 콜렉터측에 연결되며 드레인이 상기 LED에 연결된 제2 트랜지스터를 포함하는 것을 특징으로 하는 LED 구동회로.And a second transistor receiving the LED driving voltage as a source, a gate connected to a collector side of the first transistor, and a drain connected to the LED. 교류전압을 직류전압으로 변환하는 교류-직류 변환부;An AC-DC converter converting an AC voltage into a DC voltage; 상기 교류-직류 변환부에서 출력된 직류전압의 역률을 향상시켜 출력하는 역률보정부;A power factor correction unit for improving and outputting the power factor of the DC voltage output from the AC-DC converter; 상기 역률보정부에서 출력된 직류전압의 크기를 조정하여 LED 구동전압을 출 력하는 직류-직류 변환부; 및A DC-DC converter for outputting an LED driving voltage by adjusting the magnitude of the DC voltage output from the power factor correction unit; And 디밍 제어 전압에 상응하는 전압과 LED에 흐르는 전류의 크기에 상응하는 검출 전압을 비교하는 비교기와, 상기 비교기의 비교 결과에 상응하는 전압이 베이스로 인가되며, 상기 베이스에 인가된 전압의 크기에 따라 콜렉터-이미터 전류의 크기가 결정되는 제1 트랜지스터와, 상기 LED 구동 전압을 입력받으며 상기 제1 트랜지스터의 콜렉터-이미터 전류의 크기에 따라 상기 LED로 제공되는 전류의 크기를 결정하는 전류 조정 소자부를 갖는 LED 구동회로A comparator for comparing the voltage corresponding to the dimming control voltage and the detection voltage corresponding to the magnitude of the current flowing through the LED, and a voltage corresponding to the comparison result of the comparator is applied to the base, and according to the magnitude of the voltage applied to the base. A first transistor having a magnitude of a collector-emitter current determined and a current adjusting element configured to receive the LED driving voltage and determine a magnitude of a current provided to the LED according to the magnitude of a collector-emitter current of the first transistor; LED drive circuit with negative 를 포함하는 LED용 전원 장치.Power supply for LED comprising a.
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