KR20110049521A - 발광 다이오드 구동 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 다수 개의 발광 다이오드가 서로 전기적으로 연결되는 발광 다이오드 그룹과, 발광 다이오드 그룹에 전원을 제공하는 전원 전압원과, 발광 다이오드 그룹으로부터 출력되는 출력 전압을 저장하는 전압 저장부와, 발광 다이오드 그룹이 일정 주기 동안 발광하고 전압 저장부에 출력 전압이 저장되어 일정 주기 동안 방전되기 시작할 때에 선택적으로 턴오프되는 스위칭부와, 스위칭부에 의해 일정 주기 동안 방전되는 방전 전압을 회수하여 발광 다이오드 그룹의 일단에 회수 전압을 제공하는 회수 전압 제공부와, 발광 다이오드 그룹으로부터 출력되는 출력 전류를 센싱하는 엘이디 출력 전류 센싱부, 및 엘이디 출력 전류 센싱부를 통해 센싱된 출력 전류가 기준 출력 전류의 범위가 아닐 경우에 스위칭부를 선택적으로 턴온하고 발광 다이오드 그룹의 출력 전류가 안정화될 때까지 회수 전압을 반복적으로 발광 다이오드 그룹에 제공하는 엘이디 출력 전류 안정화부를 포함하는 발광 다이오드 구동 장치를 포함하는 발광 다이오드 구동 장치를 제공한다.

발광 다이오드 구동 장치, 스위칭부, 회수 전압 제공부

Description

발광 다이오드 구동 장치{Apparatus for driving light emitting diode}

실시예는 발광 다이오드 구동 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 램프나 외부 전극 형광 램프는 대개 막대형으로 제조되므로 충격에 약하고, 파손의 위험이 크며, 램프 위치에 따라 온도가 일정하지 않아 램프 위치 별로 휘도가 달라 지므로, 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.

최근에는, 발광 다이오드를 이용한 백라이트의 출력 전류를 빠르게 안정화시키면서, 소비전력의 상승을 억제시킬 수 있는 개선된 발광 다이오드 구동 장치가 지속적으로 연구되어 오고 있다.

실시예에 따른 발광 다이오드 구동 장치는 발광 다이오드 그룹의 출력 전류를 빠르게 안정화시킬 수가 있다.

또한, 실시예에 따른 발광 다이오드 구동 장치는 발광 다이오드 그룹의 출력 전류를 안정화시키기 위해 공급되는 소비전력의 상승을 억제시킬 수가 있다.

실시예에 따른 발광 다이오드 구동 장치는 다수 개의 발광 다이오드가 서로 전기적으로 연결되는 발광 다이오드 그룹과, 발광 다이오드 그룹에 전원을 제공하는 전원 전압원과, 발광 다이오드 그룹으로부터 출력되는 출력 전압을 저장하는 전압 저장부와, 발광 다이오드 그룹이 일정 주기 동안 발광하고 전압 저장부에 출력 전압이 저장되어 일정 주기 동안 방전되기 시작할 때에 선택적으로 턴오프되는 스위칭부와, 스위칭부에 의해 일정 주기 동안 방전되는 방전 전압을 회수하여 발광 다이오드 그룹의 일단에 회수 전압을 제공하는 회수 전압 제공부와, 제 1 발광 다이오드 그룹으로부터 출력되는 출력 전류를 센싱하는 엘이디 출력 전류 센싱부, 및 엘이디 출력 전류 센싱부를 통해 센싱된 출력 전류가 기준 출력 전류의 범위가 아닐 경우에 스위칭부를 선택적으로 턴온하고 제 1 발광 다이오드 그룹의 출력 전류가 안정화될 때까지 회수 전압을 반복적으로 제 1 발광 다이오드 그룹에 제공하는 엘이디 출력 전류 안정화부를 포함한다.

실시예에 따른 발광 다이오드 구동 장치는 발광 다이오드 그룹의 출력 전류를 빠르게 안정화시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 실시예에 따른 발광 다이오드 구동 장치는 발광 다이오드 그룹의 출력 전류를 안정화시키기 위해 공급되는 소비전력의 상승을 억제시킬 수 있는 효과가 있다.

이하에서는 첨부된 도면을 참고로 하여 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세히 설명하기로 한다.

<실시예>

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 다이오드 구동 장치를 나타낸 내부 회로도이다.

도 2a는 도 1에 도시한 스위칭부가 턴온 상태일때의 전류 패스를 나타낸 내부 회로도이고, 도 2b는 도 1에 도시한 스위칭부가 턴오프 상태일때의 전류 패스를 나타낸 내부 회로도이다.

도 1 내지 도 2b를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 다이오드 구동 장치(100)는 발광 다이오드 그룹(102), 전원 전압원(104), 전압 저장부(106), 스위칭부(107), 회수 전압 제공부(108), 엘이디 출력 전류 센싱부(110), 엘이디 출력 전류 안정화부(112)등을 포함한다.

도 2a에 도시된 바와 같이, 발광 다이오드 그룹(102)은 다수 개의 발광 다이오드(LED1, LED2, LED3, LED4)가 서로 전기적으로 연결되도록 제공되고, 전원 전압원(104)은 발광 다이오드 그룹(102)에 전원을 공급하도록 제공된다.

이때, 발광 다이오드 그룹(102)은 서로 병렬 연결되나, 본 발명은 이에 한정하지 않고 도시하지는 않았지만, 발광 다이오드(LED1, LED2, LED3, LED4)의 출력 전류 특성에 따라 서로 직렬 연결될 수도 있다.

전압 저장부(106)는 발광 다이오드 그룹(102)으로부터 출력되는 출력 전압을 저장하도록 제공된다.

여기서, 전압 저장부(106)는 제 1 커패시터(C1)를 포함하여 구성될 수가 있으나, 전압의 방전 특성에 따라 둘 이상의 커패시터(미도시)를 포함하여 구성될 수가 있다.

도 2b에 도시된 바와 같이, 스위칭부(107)는 발광 다이오드 그룹(102)이 일정 주기 동안 발광하고 전압 저장부(106)에 출력 전압이 저장되어 일정 주기 동안 방전되기 시작할 때에, 선택적으로 턴오프되도록 제공된다.

이때, 스위칭부(107)는 MOSFET을 포함하여 구성될 수가 있으나, 누설 전류 특성으로 인한 스위칭 손실율을 고려하여 BJT, IGBT중 적어도 하나로 구성될 수도 있다.

회수 전압 제공부(108)는 스위칭부(107)에 의해 일정 주기 동안 방전되는 방전 전압을 회수하여 발광 다이오드 그룹(102)의 일단에 회수 전압을 공급하도록 제공되고, 엘이디 출력 전류 센싱부(110)는 발광 다이오드 그룹(102)으로부터 출력되는 출력 전류를 센싱하도록 제공된다.

이때, 회수 전압 제공부(108)는 적어도 다른 하나의 커패시터(C2), 적어도 하나의 인덕터(L1), 적어도 하나의 정류 다이오드(D1, D2)등을 포함할 수가 있다.

적어도 다른 하나의 커패시터(C2)는 스위칭부(107)에 의해 일정 주기 동안 방전되는 방전 전압을 회수하도록 제공될 수가 있다.

이때, 적어도 다른 하나의 커패시터(C2)는 제 2 커패시터(C2)를 포함하여 구성될 수가 있으나, 회수된 전압의 방전 특성에 따라 둘 이상의 커패시터(미도시)를 포함하여 구성될 수가 있다.

인덕터(L1)는 적어도 다른 하나의 커패시터(C2)와 서로 병렬 연결되어 적어도 다른 하나의 커패시터(C2)에 저장된 회수 전압의 공급 시간을 일정 시간 동안 늘리도록 제공될 수가 있다.

이때, 적어도 하나의 인덕터(L1)는 제 1 인덕터(L1)를 포함하여 구성될 수가 있으나, 일정 주기 동안에 맞춰 회수 전압을 발광 다이오드 그룹(102)에 제공하도록 둘 이상의 인덕터(미도시)를 포함하여 구성될 수가 있다.

적어도 하나의 정류 다이오드(D1, D2)는 일단이 적어도 다른 하나의 커패시터(C2)에 전기적으로 연결되고, 타단이 적어도 하나의 인덕터(L1)에 전기적으로 연결되어 회수 전압을 발광 다이오드 그룹(102)에 제공하도록 정류시킨다.

이때, 적어도 하나의 정류 다이오드(D1, D2)는 서로 직렬 연결된 제 1 정류 다이오드(D1)와 제 2 정류 다이오드(D1, D2)를 포함하여 구성될 수가 있으나, 전류의 흐름 특성을 고려하여 서로 병렬 연결될 수가 있고, 셋 이상의 정류 다이오드(미도시)가 서로 직렬 연결되거나 서로 병렬 연결될 수도 있다.

엘이디 출력 전류 안정화부(112)는 엘이디 출력 전류 센싱부(110)를 통해 센싱된 출력 전류가 기준 출력 전류의 범위가 아닐 경우에, 도 2a에 도시된 바와 같이 스위칭부(107)를 선택적으로 턴온하고 발광 다이오드 그룹(102)의 출력 전류가 안정화될 때까지 회수 전압을 반복적으로 발광 다이오드 그룹(102)에 공급하도록 제공된다.

이때, 엘이디 출력 전류 안정화부(112)는 반전 OP-AMP(112a)와 PWM Control IC(112b)등을 포함할 수가 있다.

반전 OP-AMP(112a)는 엘이디 출력 전류 센싱부(110)를 통해 센싱된 출력 전류가 기준 출력 전류보다 작을 경우에 센싱된 출력 전류를 출력하도록 제공될 수가 있고, PWM Control IC(112b)는 반전 OP-AMP(112a)와 전기적으로 연결되어 반전 OP-AMP(112a)로부터 센싱된 출력 전류를 공급받아 스위칭부(107)에 턴온 펄스 신호를 공급하도록 제공될 수가 있다.

이때, 회수 전압 제공부(108)는 발광 다이오드 그룹(102)의 출력 전류가 안정화될 때까지, 스위칭부(107)의 선택적인 턴온/턴오프 동작을 통해 회수 전압을 반복적으로 발광 다이오드 그룹(102)에 공급하게 된다.

이와 같은, 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 다이오드 구동 장치(100)는 발광 다이오드 그룹(102), 전원 전압원(104), 전압 저장부(106), 스위칭부(107), 회수 전압 제공부(108), 엘이디 출력 전류 센싱부(110), 엘이디 출력 전류 안정화부(112)등을 포함한다.

따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 다이오드 구동 장치(100)는 회수 전압 제공부(108)를 통해 회수된 회수 전압으로 발광 다이오드 그룹(102)의 출력 전류가 안정화될 때까지 발광 다이오드 그룹(102)에 제공할 수가 있으므로, 발광 다이오드 그룹(102)의 출력 전류를 빠르게 안정화시킬 수가 있게 된다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 다이오드 구동 장치(100)는 회수 전압 제공부(108)를 통해 회수된 회수 전압으로 발광 다이오드 그룹(102)의 출력 전류가 안정화될 때까지 발광 다이오드 그룹(102)에 제공할 수가 있으므로, 발광 다 이오드 그룹(102)의 출력 전류를 안정화시키기 위해 공급되는 소비전력의 상승을 억제시킬 수가 있게 된다.

본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 다이오드 구동 장치를 나타낸 내부 회로도이다.

도 2a는 도 1에 도시한 스위칭부가 턴온 상태일때의 전류 패스를 나타낸 내부 회로도이다.

도 2b는 도 1에 도시한 스위칭부가 턴오프 상태일때의 전류 패스를 나타낸 내부 회로도이다.

*도면의 주요부분에 대한 설명*

100 : 발광 다이오드 구동 장치 102 : 발광 다이오드 그룹

104 : 전원 전압원 106 : 전압 저장부

107 : 스위칭부 108 : 회수 전압 제공부

110 : 엘이디 출력 전류 센싱부 112 : 엘이디 출력 전류 안정화부

112a : 반전 OP-AMP 112b : PWM Control IC

Claims (10)

1. 다수 개의 발광 다이오드가 서로 전기적으로 연결되는 발광 다이오드 그룹과;

   상기 발광 다이오드 그룹에 전원을 제공하는 전원 전압원과;

   상기 발광 다이오드 그룹으로부터 출력되는 출력 전압을 저장하는 전압 저장부와;

   상기 발광 다이오드 그룹이 일정 주기 동안 발광하고 상기 전압 저장부에 상기 출력 전압이 저장되어 일정 주기 동안 방전되기 시작할 때에, 선택적으로 턴오프되는 스위칭부와;

   상기 스위칭부에 의해 상기 일정 주기 동안 방전되는 방전 전압을 회수하여 상기 발광 다이오드 그룹의 일단에 회수 전압을 제공하는 회수 전압 제공부와;

   상기 발광 다이오드 그룹으로부터 출력되는 출력 전류를 센싱하는 엘이디 출력 전류 센싱부; 및

   상기 엘이디 출력 전류 센싱부를 통해 센싱된 출력 전류가 기준 출력 전류의 범위가 아닐 경우에, 상기 스위칭부를 선택적으로 턴온하고 상기 발광 다이오드 그룹의 출력 전류가 안정화될 때까지 상기 회수 전압을 반복적으로 상기 발광 다이오드 그룹에 제공하는 엘이디 출력 전류 안정화부를 포함하는 발광 다이오드 구동 장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 발광 다이오드 그룹은 서로 직렬 연결되거나, 서로 병렬 연결된 발광 다이오드 구동 장치.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 전압 저장부는 적어도 하나의 커패시터를 포함하는 발광 다이오드 구동 장치.
4. 제 3항에 있어서,

   상기 적어도 하나의 커패시터는 제 1 커패시터를 포함하는 발광 다이오드 구동 장치.
5. 제 1항에 있어서,

   상기 스위칭부는 BJT, MOSFET, IGBT중 적어도 하나인 발광 다이오드 구동 장치.
6. 제 1항에 있어서,

   상기 회수 전압 제공부는,

   상기 스위칭부에 의해 상기 일정 주기 동안 방전되는 방전 전압을 회수하는 적어도 다른 하나의 커패시터와;

   상기 적어도 다른 하나의 커패시터와 서로 병렬 연결되어 상기 적어도 다른 하나의 커패시터에 저장된 회수 전압의 공급 시간을 일정 시간 동안 늘리는 적어도 하나의 인덕터; 및

   일단이 상기 적어도 다른 하나의 커패시터에 전기적으로 연결되고, 타단이 상기 적어도 하나의 인덕터에 전기적으로 연결되어 상기 회수 전압을 상기 발광 다이오드 그룹에 제공하도록 정류시키는 적어도 하나의 정류 다이오드를 포함하는 발광 다이오드 구동 장치.
7. 제 6항에 있어서,

   상기 적어도 다른 하나의 커패시터는 제 2 커패시터를 포함하는 발광 다이오드 구동 장치.
8. 제 6항에 있어서,

   상기 적어도 하나의 인덕터는 제 1 인덕터를 포함하는 발광 다이오드 구동 장치.
9. 제 6항에 있어서,

   상기 적어도 하나의 정류 다이오드는 서로 직렬 연결된 제 1 정류 다이오드와 제 2 정류 다이오드를 포함하는 발광 다이오드 구동 장치.
10. 제 1항에 있어서,

    상기 엘이디 출력 전류 안정화부는,

    상기 엘이디 출력 전류 센싱부를 통해 센싱된 출력 전류가 기준 출력 전류보다 작을 경우에 상기 센싱된 출력 전류를 출력하는 반전 OP-AMP; 및

    상기 반전 OP-AMP와 전기적으로 연결되어 상기 반전 OP-AMP로부터 상기 센싱된 출력 전류를 공급받아 상기 스위칭부에 턴온 펄스 신호를 제공하는 PWM Control IC를 포함하는 발광 다이오드 구동 장치.

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