KR20110054286A - 발광 다이오드 구동 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 다수 개의 발광 다이오드가 직렬 연결되는 제 1 발광 다이오드 그룹, 상기 제 1 발광 다이오드 그룹의 일단에 연결되며, 다수 개의 발광 다이오드가 직렬 연결되는 제 2 발광 다이오드 그룹, 입력 전압을 변환하여 상기 제 1 발광 다이오드 그룹의 일단 및 상기 제 2 발광 다이오드 그룹의 일단에 구동 전압을 제공하는 전압 변환부, 상기 제 1 발광 다이오드 그룹의 타단 전압 또는 상기 제 2 발광 다이오드 그룹의 타단 전압이 기준 전압 이하인지를 검출하는 전압 검출부 및 상기 전압 검출부가 상기 제 1 발광 다이오드 그룹의 타단 전압 또는 상기 제 2 발광 다이오드 그룹의 타단 전압이 상기 기준 전압 이하인 것으로 검출된 경우에 상기 전압 변환부에 상기 구동 전압을 낮추도록 전류 신호를 제공하는 전압 제어부를 포함하는 발광 다이오드 구동 장치를 제공한다.
발광 다이오드, 액정 표시, 전력 손실

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.
그런데, 종래에는 발광 다이오드 그룹을 구동시킨 후에 열이 발생하여 발광 다이오드 그룹의 전압이 감소하더라도 구동 전압을 동일하게 인가함으로써 전력 손실이 발생되는 문제점이 있다.
실시예에 따른 발광 다이오드 구동 장치는 발광 다이오드 그룹을 구동시킨 후에 열이 발생하여 발광 다이오드 그룹 전압이 감소하더라도 전력 손실을 효과적으로 감소시킬 수 있다.
일 실시예에 따른 발광 다이오드 구동 장치는 다수 개의 발광 다이오드가 직렬 연결되는 제 1 발광 다이오드 그룹, 상기 제 1 발광 다이오드 그룹의 일단에 연결되며, 다수 개의 발광 다이오드가 직렬 연결되는 제 2 발광 다이오드 그룹, 입력 전압을 변환하여 상기 제 1 발광 다이오드 그룹의 일단 및 상기 제 2 발광 다이오 드 그룹의 일단에 구동 전압을 제공하는 전압 변환부, 상기 제 1 발광 다이오드 그룹의 타단 전압 또는 상기 제 2 발광 다이오드 그룹의 타단 전압이 기준 전압 이하인지를 검출하는 전압 검출부 및 상기 전압 검출부가 상기 제 1 발광 다이오드 그룹의 타단 전압 또는 상기 제 2 발광 다이오드 그룹의 타단 전압이 상기 기준 전압 이하인 것으로 검출된 경우에 상기 전압 변환부에 상기 구동 전압을 낮추도록 전류 신호를 제공하는 전압 제어부를 포함한다.
다른 실시예에 따른 발광 다이오드 구동 장치는 다수 개의 발광 다이오드가 직렬 연결되는 제 1 발광 다이오드 그룹, 상기 제 1 발광 다이오드 그룹의 일단에 연결되며, 다수 개의 발광 다이오드가 직렬 연결되는 제 2 발광 다이오드 그룹, 상기 제 2 발광 다이오드 그룹의 일단에 연결되며, 다수 개의 발광 다이오드가 직렬 연결되는 제 3 발광 다이오드 그룹, 입력 전압을 변환하여 상기 제 1 발광 다이오드 그룹의 일단, 상기 제 2 발광 다이오드 그룹의 일단 및 상기 제 3 발광 다이오드 그룹의 일단에 구동 전압을 제공하는 전압 변환부, 상기 제 1 발광 다이오드 그룹의 타단 전압 또는 상기 제 2 발광 다이오드 그룹의 타단 전압 또는 상기 제 3 발광 다이오드 그룹의 타단의 전압이 기준 전압 이하인지를 검출하는 전압 검출부 및 상기 전압 검출부가 상기 제 1 발광 다이오드 그룹의 타단 전압 또는 상기 제 2 발광 다이오드 그룹의 타단 전압 또는 상기 제 3 발광 다이오드 그룹의 타단의 전압이 상기 기준 전압 이하인 것으로 검출된 경우에 상기 전압 변환부에 상기 구동 전압을 낮추도록 전류 신호를 제공하는 전압 제어부를 포함한다.
실시예들에 따른 발광 다이오드 구동 장치는 발광 다이오드 그룹의 전압이 감소되는 것을 검출하여 구동 전압을 낮춤으로써 전력 손실을 효과적으로 감소시킬 수 있는 효과가 있다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 다이오드 구동 장치의 회로도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 발광 다이오드 구동 장치는 도 1에 도시된 것처럼, 제 1 발광 다이오드 그룹(LG1), 제 2 발광 다이오드 그룹(LG2), 제 3 발광 다이오드 그룹(LG3), 전압 변환부(100), 전압 검출부(300), 전압 제어부(200), 제 1 정전류 조절부(410), 제 2 정전류 조절부(420) 및 제 3 정전류 조절부(430)를 포함하여 구성될 수 있다.
제 1 발광 다이오드 그룹(LG1)은 다수 개의 발광 다이오드가 직렬 연결되고, 제 2 발광 다이오드 그룹(LG2)은 제 1 발광 다이오드 그룹(LG1)의 일단에 연결되며, 다수 개의 발광 다이오드가 직렬 연결되고, 제 3 발광 다이오드 그룹(LG3)은 제 2 발광 다이오드 그룹(LG2)의 일단에 연결되며, 다수 개의 발광 다이오드가 직렬 연결된다.
한편, 전압 변환부(100)는 입력 전압(vin)을 변환하여 제 1 발광 다이오드 그룹(LG1)의 일단, 제 2 발광 다이오드 그룹(LG2)의 일단 및 제 3 발광 다이오드 그룹(LG3)의 일단에 구동 전압을 제공한다.
여기에서, 전압 변환부(100)는 입력 전압(Vin)을 감압하거나 승압하는 디씨-디씨 컨버터(예를 들면, 벅타입 컨버터)(110), 트랜스포머(120), 브리지 다이오드(130), 커패시터(C1) 등을 포함한다.
또한, 전압 검출부(300)는 제 1 발광 다이오드 그룹(LG1)의 타단 전압(Vf1) 또는 제 2 발광 다이오드 그룹(LG2)의 타단 전압(Vf2) 또는 제 3 발광 다이오드 그룹(LG3)의 타단의 전압(Vf3)이 기준 전압 이하인지를 검출한다.
구체적으로, 전압 검출부(300)는 제 1 발광 다이오드 그룹(LG1)의 타단에 캐소드가 연결되는 제 1 다이오드(D1)와, 제 2 발광 다이오드 그룹(LG2)의 타단에 캐소드가 연결되는 제 2 다이오드(D2)와, 제 3 발광 다이오드 그룹(LG3)의 타단에 캐소드가 연결되는 제 3 다이오드(D3)를 포함한다.
여기에서, 다이오드(Di)는 전압이 역류하는 것을 억제하기 위한 것이고, 저항(R12)은 제 1 다이오드(D1), 제 2 다이오드(D2), 제 3 다이오드(D3)에 과도한 전압이 전달되는 것을 억제하기 위한 것이며, 저항(R11, R13)은 제 1 전원 전압(Vcc1)을 전달하기 위한 것이다.
한편, 전압 제어부(200)는 전압 검출부(300)가 제 1 발광 다이오드 그룹(LG1)의 타단 전압(Vf1) 또는 제 2 발광 다이오드 그룹(LG2)의 타단 전압(Vf2) 또는 제 3 발광 다이오드 그룹(LG3)의 타단의 전압(Vf3)이 기준 전압 이하인 것으로 검출된 경우에 전압 변환부(100)에 구동 전압을 낮추도록 전류 신호를 제공한다.
구체적으로, 전압 제어부(200)는 제 1 발광 다이오드 그룹(LG1)의 타단 전 압(Vf1) 또는 제 2 발광 다이오드 그룹(LG2)의 타단 전압(Vf2) 또는 제 3 발광 다이오드 그룹(LG3)의 타단 전압(Vf3)이 상기 기준 전압 이하인 것으로 검출된 경우에 턴온되는 션트 레귤레이터(SR)와, 션트 레귤레이터(SR)가 턴온되는 경우에 턴온되어 전압 변환부(100)에 전류 신호를 제공하는 포토 커플러(210)를 포함한다.
여기에서, 저항(R23, R24)과 커패시터(C2)는 구동 초기에 제 1 발광 다이오드 그룹(LG1), 제 2 발광 다이오드 그룹(LG2) 및 제 3 발광 다이오드 그룹(LG3)에 안정적인 구동 전압을 인가하기 위한 것이며, 저항(R25)은 션트 레귤레이터(SR)에 접지 전압을 전달하기 위한 것이고, 저항(R21, R22)은 제 2 전원 전압(Vcc2)을 전달하기 위한 것이다.
한편, 제 1 정전류 조절부(410)는 제 1 발광 다이오드 그룹(LG1)의 타단에 연결되어 제 1 발광 다이오드 그룹(LG1)을 통하여 흐르는 전류가 정전류가 되도록 조절하며, 제 1 정전류 조절부(410)는 제 1 오피 앰프(OP1)와, 제 1 오프 앰프(OP1)의 출력단에 연결되는 제 1 바이폴라 정션 트랜지스터(Q1)와, 제 1 바이폴라 정션 트랜지스터(Q1)에 연결되는 제 1 저항(R1)을 포함하고, 제 1 오피 앰프(OP1)의 (+) 단자에 인가되는 정전류 전압(A-DIM)의 수준에 맞추어 제 1 발광 다이오드 그룹(LG1)을 통하여 흐르는 전류가 정전류가 되도록 조절한다. 여기에서, 제 1 저항(R1)은 제 1 오피 앰프(OP1)의 (-) 단자에 접지 전압을 전달하기 위한 것이다.
또한, 제 2 정전류 조절부(420)는 제 2 발광 다이오드 그룹(LG2)의 타단에 연결되어 제 2 발광 다이오드 그룹(LG2)을 통하여 흐르는 전류가 정전류가 되도록 조절하며, 제 2 정전류 조절부(420)는 제 2 오피 앰프(OP2)와, 제 2 오프 앰프(OP2)의 출력단에 연결되는 제 2 바이폴라 정션 트랜지스터(Q2)와, 제 2 바이폴라 정션 트랜지스터(Q2)에 연결되는 제 2 저항(R2)을 포함하고, 제 2 오피 앰프(OP2)의 (+) 단자에 인가되는 정전류 전압(A-DIM)의 수준에 맞추어 제 2 발광 다이오드 그룹(LG2)을 통하여 흐르는 전류가 정전류가 되도록 조절한다. 여기에서, 제 2 저항(R2)은 제 2 오피 앰프(OP2)의 (-) 단자에 접지 전압을 전달하기 위한 것이다.
한편, 제 3 정전류 조절부(430)는 제 3 발광 다이오드 그룹(LG3)의 타단에 연결되어 제 3 발광 다이오드 그룹(LG3)을 통하여 흐르는 전류가 정전류가 되도록 조절하며, 제 3 정전류 조절부(430)는 제 3 오피 앰프(OP3)와, 제 3 오프 앰프(OP3)의 출력단에 연결되는 제 3 바이폴라 정션 트랜지스터(Q3)와, 제 3 바이폴라 정션 트랜지스터(Q3)에 연결되는 제 3 저항(R3)을 포함하고, 제 3 오피 앰프(OP3)의 (+) 단자에 인가되는 정전류 전압(A-DIM)의 수준에 맞추어 제 3 발광 다이오드 그룹(LG3)을 통하여 흐르는 전류가 정전류가 되도록 조절한다. 여기에서, 제 3 저항(R3)은 제 3 오피 앰프(OP3)의 (-) 단자에 접지 전압을 전달하기 위한 것이다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 발광 다이오드 구동 장치는 제 1 발광 다이오드 그룹(LG1), 제 2 발광 다이오드 그룹(LG2), 전압 변환부(100), 전압 검출부(300), 전압 제어부(200), 제 1 정전류 조절부(410), 및 제 2 정전류 조절부(420)를 포함하여 구성될 수 있다.
또한, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 발광 다이오드 구동 장치는 제 1 발광 다이오드 그룹(LG1), 제 2 발광 다이오드 그룹(LG2), 제 3 발광 다이오드 그룹(LG3), 제 4 발광 다이오드 그룹, 전압 변환부(100), 전압 검출부(300), 전압 제어부(200), 제 1 정전류 조절부(410), 제 2 정전류 조절부(420), 제 3 정전류 조절부(430) 및 제 4 정전류 조절부를 포함하여 구성될 수 있다.
이상, 본 발명을 본 발명의 원리를 예시하기 위한 바람직한 실시예와 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 일 실시예에 따른 발광 다이오드 구동 장치의 회로도.
<도면의 주요부분에 대한 부호 설명>
100: 전압 변환부 200: 전압 제어부
300: 전압 검출부 410: 제 1 정전류 조절부
420: 제 2 정전류 조절부 430: 제 3 정전류 조절부

Claims (16)

  1. 다수 개의 발광 다이오드가 직렬 연결되는 제 1 발광 다이오드 그룹;
    상기 제 1 발광 다이오드 그룹의 일단에 연결되며, 다수 개의 발광 다이오드가 직렬 연결되는 제 2 발광 다이오드 그룹;
    입력 전압을 변환하여 상기 제 1 발광 다이오드 그룹의 일단 및 상기 제 2 발광 다이오드 그룹의 일단에 구동 전압을 제공하는 전압 변환부;
    상기 제 1 발광 다이오드 그룹의 타단 전압 또는 상기 제 2 발광 다이오드 그룹의 타단 전압이 기준 전압 이하인지를 검출하는 전압 검출부; 및
    상기 전압 검출부가 상기 제 1 발광 다이오드 그룹의 타단 전압 또는 상기 제 2 발광 다이오드 그룹의 타단 전압이 상기 기준 전압 이하인 것으로 검출된 경우에 상기 전압 변환부에 상기 구동 전압을 낮추도록 전류 신호를 제공하는 전압 제어부를 포함하는 발광 다이오드 구동 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제 1 발광 다이오드 그룹의 타단에 연결되어 상기 제 1 발광 다이오드그룹을 통하여 흐르는 전류가 정전류가 되도록 조절하는 제 1 정전류 조절부를 더 포함하는 발광 다이오드 구동 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제 1 정전류 조절부는 제 1 오피 앰프와, 상기 제 1 오프 앰프의 출력단에 연결되는 제 1 바이폴라 정션 트랜지스터와, 상기 제 1 바이폴라 정션 트랜지스터에 연결되는 제 1 저항을 포함하는 발광 다이오드 구동 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제 2 발광 다이오드 그룹의 타단에 연결되어 상기 제 2 발광 다이오드그룹을 통하여 흐르는 전류가 정전류가 되도록 조절하는 제 2 정전류 조절부를 더 포함하는 발광 다이오드 구동 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제 2 정전류 조절부는 제 2 오피 앰프와, 상기 제 2 오프 앰프의 출력단에 연결되는 제 2 바이폴라 정션 트랜지스터와, 상기 제 2 바이폴라 정션 트랜지스터에 연결되는 제 2 저항을 포함하는 발광 다이오드 구동 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 전압 검출부는 상기 제 1 발광 다이오드 그룹의 타단에 캐소드가 연결되는 제 1 다이오드와, 상기 제 2 발광 다이오드 그룹의 타단에 캐소드가 연결되는 제 2 다이오드를 포함하는 발광 다이오드 구동 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 전압 제어부는 상기 제 1 발광 다이오드 그룹의 타단 전압 또는 상기 제 2 발광 다이오드 그룹의 타단 전압이 상기 기준 전압 이하인 것으로 검출된 경우에 턴온되는 션트 레귤레이터와, 상기 션트 레귤레이터가 턴온되는 경우에 턴온되어 상기 전압 변환부에 전류 신호를 제공하는 포토 커플러를 포함하는 발광 다이오드 구동 장치.
  8. 다수 개의 발광 다이오드가 직렬 연결되는 제 1 발광 다이오드 그룹;
    상기 제 1 발광 다이오드 그룹의 일단에 연결되며, 다수 개의 발광 다이오드가 직렬 연결되는 제 2 발광 다이오드 그룹;
    상기 제 2 발광 다이오드 그룹의 일단에 연결되며, 다수 개의 발광 다이오드가 직렬 연결되는 제 3 발광 다이오드 그룹;
    입력 전압을 변환하여 상기 제 1 발광 다이오드 그룹의 일단, 상기 제 2 발광 다이오드 그룹의 일단 및 상기 제 3 발광 다이오드 그룹의 일단에 구동 전압을 제공하는 전압 변환부;
    상기 제 1 발광 다이오드 그룹의 타단 전압 또는 상기 제 2 발광 다이오드 그룹의 타단 전압 또는 상기 제 3 발광 다이오드 그룹의 타단의 전압이 기준 전압 이하인지를 검출하는 전압 검출부; 및
    상기 전압 검출부가 상기 제 1 발광 다이오드 그룹의 타단 전압 또는 상기 제 2 발광 다이오드 그룹의 타단 전압 또는 상기 제 3 발광 다이오드 그룹의 타단의 전압이 상기 기준 전압 이하인 것으로 검출된 경우에 상기 전압 변환부에 상기 구동 전압을 낮추도록 전류 신호를 제공하는 전압 제어부를 포함하는 발광 다이오드 구동 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제 1 발광 다이오드 그룹의 타단에 연결되어 상기 제 1 발광 다이오드그룹을 통하여 흐르는 전류가 정전류가 되도록 조절하는 제 1 정전류 조절부를 더 포함하는 발광 다이오드 구동 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제 1 정전류 조절부는 제 1 오피 앰프와, 상기 제 1 오프 앰프의 출력단에 연결되는 제 1 바이폴라 정션 트랜지스터와, 상기 제 1 바이폴라 정션 트랜지 스터에 연결되는 제 1 저항을 포함하는 발광 다이오드 구동 장치.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 제 2 발광 다이오드 그룹의 타단에 연결되어 상기 제 2 발광 다이오드그룹을 통하여 흐르는 전류가 정전류가 되도록 조절하는 제 2 정전류 조절부를 더 포함하는 발광 다이오드 구동 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제 2 정전류 조절부는 제 2 오피 앰프와, 상기 제 2 오프 앰프의 출력단에 연결되는 제 2 바이폴라 정션 트랜지스터와, 상기 제 2 바이폴라 정션 트랜지스터에 연결되는 제 2 저항을 포함하는 발광 다이오드 구동 장치.
  13. 제8항에 있어서,
    상기 제 3 발광 다이오드 그룹의 타단에 연결되어 상기 제 3 발광 다이오드그룹을 통하여 흐르는 전류가 정전류가 되도록 조절하는 제 3 정전류 조절부를 더 포함하는 발광 다이오드 구동 장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 제 3 정전류 조절부는 제 3 오피 앰프와, 상기 제 3 오프 앰프의 출력단에 연결되는 제 3 바이폴라 정션 트랜지스터와, 상기 제 3 바이폴라 정션 트랜지스터에 연결되는 제 3 저항을 포함하는 발광 다이오드 구동 장치.
  15. 제8항에 있어서,
    상기 전압 검출부는 상기 제 1 발광 다이오드 그룹의 타단에 캐소드가 연결되는 제 1 다이오드와, 상기 제 2 발광 다이오드 그룹의 타단에 캐소드가 연결되는 제 2 다이오드와, 상기 제 3 발광 다이오드 그룹의 타단에 캐소드가 연결되는 제 3 다이오드를 포함하는 발광 다이오드 구동 장치.
  16. 제8항에 있어서,
    상기 전압 제어부는 상기 제 1 발광 다이오드 그룹의 타단 전압 또는 상기 제 2 발광 다이오드 그룹의 타단 전압 또는 상기 제 3 발광 다이오드 그룹의 타단의 전압이 상기 기준 전압 이하인 것으로 검출된 경우에 턴온되는 션트 레귤레이터와, 상기 션트 레귤레이터가 턴온되는 경우에 턴온되어 상기 전압 변환부에 전류 신호를 제공하는 포토 커플러를 포함하는 발광 다이오드 구동 장치.
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