KR20110065698A - 발광 다이오드 어레이의 구동장치 - Google Patents

발광 다이오드 어레이의 구동장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 직렬 접속된 복수의 발광 다이오드를 포함하는 복수의 발광 다이오드 어레이의 병렬 구동시 각 발광 다이오드 어레이에 흐르는 전류를 균등하게 제어할 수 있도록 한 발광 다이오드 어레이의 구동장치에 관한 것으로, 발광 다이오드 어레이의 구동장치는 구동전압을 공급하는 구동전압 공급부; 일단에 상기 구동전압이 공급되도록 상기 구동전압 공급부에 전기적으로 병렬 접속된 제 1 내지 M(단, M은 자연수) 발광 다이오드 어레이; 기준전류를 공급하는 기준전류 공급부; 및 상기 제 1 내지 제 M 발광 다이오드 어레이 각각의 타단에 전기적으로 접속되며, 상기 기준전류를 이용하여 상기 제 1 내지 제 M 발광 다이오드 어레이 각각에 흐르는 전류를 균등하게 제어하는 전류 제어부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
발광 다이오드 어레이, 전류 미러, 병렬 구동, 기준전류, 구동전류

Description

발광 다이오드 어레이의 구동장치{APPARATUS FOR DRIVING OF LIGHT EMITTING DIODE ARRAY}
본 발명은 백 라이트에 관한 것으로. 보다 구체적으로, 직렬 접속된 복수의 발광 다이오드를 포함하는 복수의 발광 다이오드 어레이의 병렬 구동시 각 발광 다이오드 어레이에 흐르는 전류를 균등하게 제어할 수 있도록 한 발광 다이오드 어레이의 구동장치에 관한 것이다.
백 라이트(Back Light)는 디스플레이 패널을 조명하는 장치로서, 기존에는 광원으로서 냉음극선관 램프(CCFL)를 사용하였으나, 냉음극선관 램프를 사용할 경우, 수은 사용으로 인하여 환경 유해 문제가 발생할 수 있으며, 응답속도가 15ms 정도로 느리고, 색재현성이 NTSC 대비 75% 정도가 낮다. 또한 사전에 설정된 백색광을 생성하는 등 여러 문제점이 발생하기 때문에, 최근 들어 발광 다이오드(Light Emitting Diode) 소자가 광원으로서 더욱 각광받고 있다.
발광 다이오드는 냉음극선관 램프와 비교할 때, 친환경적이며, 응답 속도가 수 나노(Nano) 초로서 고속 응답이 가능하며, 임펄스(Impulse) 구동이 가능하며, 색재현성이 80%에서 100% 이상이다. 또한, 발광 다이오드는 광량을 조절하여 백 라이트의 휘도 및 색 온도를 임의로 조정할 수 있다는 장점이 있다.
이러한 발광 다이오드를 점등시키기 위한 구동장치는 복수의 발광 다이오드가 전기적으로 직렬 접속된 발광 다이오드 어레이를 포함한다. 이러한, 발광 다이오드 어레이의 구동장치는 직렬 연결된 발광 다이오드마다 순방향 전압 편차가 존재하기 때문에 정전류로 구동되어야 한다.
도 1은 종래의 발광 다이오드 어레이의 구동장치를 개략적으로 설명하기 위한 회로도이다.
도 1을 참조하면, 종래의 발광 다이오드 어레이의 구동장치는 구동전압 공급부(10); 복수의 발광 다이오드 어레이(201 내지 20m); 검출 저항(Rs); 및 제어부(30)를 구비한다.
구동전압 공급부(10)는 외부로부터 공급되는 입력 전원(Vcc)을 이용하여 제어부(30)의 제어에 따라 복수의 발광 다이오드 어레이(201 내지 20m)의 구동에 필요한 구동전압(Vd)을 생성하고, 생성된 구동전압(Vd)을 복수의 발광 다이오드 어레이(201 내지 20m)에 공급한다. 이를 위해, 구동전압 공급부(10)는 인덕터(L); 트랜지스터(T); 다이오드(D); 및 커패시터(C)를 구비한다.
인덕터(L), 트랜지스터(T) 및 다이오드(D)는 전력 변환 회로로 동작함으로써 입력 전원(Vcc)을 구동전압(Vd)으로 변환하여 출력한다. 그리고, 커패시터(C)는 다이오드(D)를 통과하여 출력되는 구동전압(Vd)을 직류 전압으로 평활하는 역할을 한다.
복수의 발광 다이오드 어레이(201 내지 20m)는 구동전압 공급부(10)의 출력 단에 전기적으로 병렬 접속된다. 이러한, 복수의 발광 다이오드 어레이(201 내지 20m) 각각은 구동전압 공급부(10)의 출력단과 검출 저항(Rs) 사이에 전기적으로 직렬 접속된 복수의 발광 다이오드(LED)를 구비한다.
검출 저항(Rs)의 일단은 복수의 발광 다이오드 어레이(201 내지 20m)에 공통적으로 접속되고, 타단은 접지에 접속된다.
제어부(30)는 검출 저항(Rs)에 의해 검출 저항(Rs)의 일단에 검출되는 검출 전압을 피드백 받아 구동전압 공급부(10)에 구비된 트랜지스터(T)의 스위칭을 제어함으로써 복수의 발광 다이오드 어레이(201 내지 20m)로 공급되는 구동전압(Vd)을 제어한다. 즉, 제어부(30)는 검출 전압이 기준 전압보다 높을 경우, 트랜지스터(T)의 스위칭을 제어하여 구동전압 공급부(10)로부터 출력되는 구동전압(Vd)의 전압을 낮추고, 검출 전압이 기준 전압보다 낮을 경우, 트랜지스터(T)의 스위칭을 제어하여 구동전압 공급부(10)로부터 출력되는 구동전압(Vd)의 전압을 높임으로써 복수의 발광 다이오드 어레이(201 내지 20m)에 일정한 구동전압(Vd)이 공급되도록 한다.
이러한, 종래의 발광 다이오드 어레이의 구동장치는 검출 저항(Rs)의 일단에 검출된 검출 전압을 제어부(30)에 피드백하여 구동전압 공급부(10)에 구비된 트랜지스터(T)의 스위칭을 제어하여 복수의 발광 다이오드 어레이(201 내지 20m)에 일정한 구동전압(Vd)을 공급함으로써 복수의 발광 다이오드 어레이(201 내지 20m)를 병렬 구동하게 된다.
한편, 일반적으로 발광 다이오드(LED)는 순방향 전압과 순방향 전류의 특성 이 일치하지 않기 때문에 정전류 상태에서 1℃씩 상승할 때마다, 약 2mV의 전압 강하가 발생되므로, 발광 다이오드(LED)의 경우 온도가 증가할수록 순방향 전압과 순방향 전류의 특성이 불안정해진다. 이에 따라, 동일한 구동전압(Vd)으로 복수의 발광 다이오드 어레이(201 내지 20m)를 병렬 구동할 경우 발광 다이오드(LED)의 특성에 따라 복수의 발광 다이오드 어레이(201 내지 20m) 각각에 흐르는 전류에 편차가 발생된다.
따라서, 종래의 발광 다이오드 어레이의 구동장치는 다음과 같은 문제점이 있다.
첫째, 복수의 발광 다이오드 어레이(201 내지 20m) 각각에 흐르는 전류의 편차에 의해 복수의 발광 다이오드 어레이(201 내지 20m) 각각에 동일한 전류가 흐르도록 제어하기가 어렵다는 문제점이 있다.
둘째, 복수의 발광 다이오드 어레이(201 내지 20m) 각각에 흐르는 전류의 편차에 따라 일부의 발광 다이오드 어레이(20)에 높은 전류가 흐름으로써 발광 다이오드(LED)의 수명이 짧아진다는 문제점이 있다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 직렬 접속된 복수의 발광 다이오드를 포함하는 복수의 발광 다이오드 어레이의 병렬 구동시 각 발광 다이오드 어레이에 흐르는 전류를 균등하게 제어할 수 있도록 한 발광 다이오드 어레이의 구동장치를 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.
또한, 본 발명은 복수의 발광 다이오드 어레이를 구성하는 발광 다이오드의 발광 효율을 향상시키고, 발광 다이오드의 수명을 연장시킬 수 있도록 한 발광 다이오드 어레이의 구동장치를 제공하는 것을 다른 기술적 과제로 한다.
상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 발광 다이오드 어레이의 구동장치는 구동전압을 공급하는 구동전압 공급부; 일단에 상기 구동전압이 공급되도록 상기 구동전압 공급부에 전기적으로 병렬 접속된 제 1 내지 M(단, M은 자연수) 발광 다이오드 어레이; 기준전류를 공급하는 기준전류 공급부; 및 상기 제 1 내지 제 M 발광 다이오드 어레이 각각의 타단에 전기적으로 접속되며, 상기 기준전류를 이용하여 상기 제 1 내지 제 M 발광 다이오드 어레이 각각에 흐르는 전류를 균등하게 제어하는 전류 제어부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 전류 제어부는 상기 기준전류 공급부의 기준전류 출력단에 전기적으로 직렬 접속됨과 아울러 상기 제 1 내지 제 M 발광 다이오드 어레이 각각의 타단에 접속된 제 1 내지 제 M 전류 미러부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 제 1 내지 제 M 전류 미러부 각각은 입력되는 입력전류와 설정된 소정의 전류 미러 비율을 이용하여 상기 기준전류와 동일한 전류 값을 가지는 구동전류가 상기 발광 다이오드 어레이에 흐르도록 하고, 상기 입력전류와 상기 구동전류가 더해진 출력전류를 다음 단 전류 미러부로 출력하는 것을 특징으로 한다.
상기 입력전류는 상기 기준전류 또는 이전 단 전류 미러부로부터 출력되는 상기 출력전류인 것을 특징으로 한다.
상기 제 1 내지 제 M 전류 미러부 각각은 상기 입력전류에 따라 스위칭되어 상기 입력전류를 출력하는 제 1 미러 트랜지스터; 및 상기 전류 미러 비율을 가지도록 상기 제 1 미러 트랜지스터에 전류 미러 형태로 형성되며, 상기 입력전류에 따라 스위칭되어 상기 구동전류를 출력하는 제 2 미러 트랜지스터를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 제 1 및 제 2 미러 트랜지스터의 상기 전류 미러 비율은 제 1 내지 제 M 전류 미러부마다 각기 다르게 설정된 것을 특징으로 한다.
제 N(단, N은 1 내지 M 중 어느 하나의 자연수) 전류 미러부의 상기 제 1 및 제 2 미러 트랜지스터는 N:1의 전류 미러 비율을 가지는 것을 특징으로 한다.
상기 제 1 및 제 2 미러 트랜지스터의 게이트 폭은 상기 전류 미러 비율에 대응되는 비율을 가지도록 형성된 것을 특징으로 한다.
상기 기준전류 공급부는 제 1 기준전압을 공급하는 제 1 기준전압원; 제 2 기준전압을 공급하는 제 2 기준전압원; 상기 제 1 기준전압원과 상기 기준전류 출력단 사이에 접속된 스위칭 소자; 상기 스위칭 소자와 상기 저항 사이에 접속된 저 항; 및 상기 저항을 통해 상기 스위칭 소자에 공급되는 상기 제 1 기준전압과 상기 제 2 기준전압을 비교하여 상기 스위칭 소자의 스위칭을 제어하는 스위칭 제어부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 발광 다이오드 어레이의 구동장치는 각기 다른 전류 미러 비율을 가지는 전류 미러부를 각 발광 다이오드 어레이에 접속하고, 기준전류 및 각 전류 미러부의 전류 미러 비율에 따라 각 발광 다이오드 어레이에 흐르는 구동전류를 동일하게 제어함으로써 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 하나의 구동전압 공급부에 병렬 접속된 복수의 발광 다이오드 어레이에 흐르는 전류를 균등하게 제어할 수 있으므로 생산 단가를 줄일 수 있다는 효과가 있다.
둘째, 병렬 접속된 복수의 발광 다이오드 어레이에 흐르는 전류를 균등하게 제어함으로써 복수의 발광 다이오드 어레이 중 어느 한 어레이에 전류가 집중되어 발생되는 발광 다이오드의 열화를 방지하여 발광 다이오드의 발광 효율을 향상시키고, 수명을 연장시킬 수 있다는 효과가 있다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예에 대해 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 발광 다이오드 어레이의 구동장치를 개략적으로 설명하기 위한 도면이고, 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 발광 다이오드 어레이의 구동장치를 개략적으로 설명하기 위한 회로도이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 발광 다이오드 어레이의 구동장치는 구동전압(Vd)을 공급하는 구동전압 공급부(110); 일단에 구동전압이 공급되도록 구동전압 공급부(110)에 전기적으로 병렬 접속된 제 1 내지 M(단, M은 자연수) 발광 다이오드 어레이(1201 내지 120m); 기준전류(Iref)를 공급하는 기준전류 공급부(130); 및 제 1 내지 제 M 발광 다이오드 어레이(1201 내지 120m) 각각의 타단에 전기적으로 접속되며, 기준전류(Iref)를 이용하여 제 1 내지 제 M 발광 다이오드 어레이(1201 내지 120m) 각각에 흐르는 전류를 균등하게 제어하는 전류 제어부(140)를 포함하여 구성된다.
구동전압 공급부(110)는 외부로부터 공급되는 입력 전원을 이용하여 제 1 내지 제 M 발광 다이오드 어레이(1201 내지 120m)의 구동에 필요한 구동전압(Vd)을 생성하고, 생성된 구동전압(Vd)을 제 1 내지 제 M 발광 다이오드 어레이(1201 내지 120m)에 공급한다. 이를 위해, 구동전압 공급부(110)는 도시하지 않은 인덕터; 트랜지스터; 다이오드; 및 커패시터를 포함하는 직류-직류 변환기로 구성될 수 있다. 여기서, 인덕터, 트랜지스터 및 다이오드는 전력 변환 회로로 동작함으로써 입력 전원을 구동전압(Vd)으로 변환하여 출력한다. 그리고, 커패시터는 다이오드를 통과하여 출력되는 구동전압(Vd)을 직류 전압으로 평활하는 역할을 한다.
제 1 내지 제 M 발광 다이오드 어레이(1201 내지 120m)는 구동전압 공급부(110)의 출력단에 전기적으로 병렬 접속된다. 이러한, 제 1 내지 제 M 발광 다이오드 어레이(1201 내지 120m) 각각은 구동전압 공급부(110)의 출력단과 전류 제어부(140) 사이에 전기적으로 직렬 접속된 복수의 발광 다이오드(LED)를 구비한다.
기준전류 공급부(130)는 기준전류(Iref)를 생성하고, 생성된 기준전류(Iref)를 전류 제어부(140)에 공급한다. 이를 위해, 기준전류 공급부(130)는 제 1 및 제 2 기준전압원(132, 134), 스위칭 소자(T), 저항(R), 및 스위칭 제어부(136)를 포함하여 구성된다.
제 1 기준전압원(132)은 제 1 기준전압(Vref1)을 생성하여 저항(R)을 통해 스위칭 소자(T)에 공급한다.
제 2 기준전압원(134)은 제 2 기준전압(Vref2)을 생성하여 스위칭 제어부(136)에 공급한다.
스위칭 소자(T)는 저항(R)과 기준전류(Iref)을 출력하는 기준전류 출력단(No) 사이에 접속된다. 이러한, 스위칭 소자(T)는 스위칭 제어부(136)의 제어에 따라 스위칭되어 저항(R)을 통해 공급되는 제 1 기준전압(Vref1)을 기준전류(Iref)로 변환하여 전류 제어부(140)에 공급한다.
스위칭 제어부(136)는 저항(R)을 통해 스위칭 소자(T)에 공급되는 제 1 기준전압(Vref1)과 제 2 기준전압원(134)으로부터 공급되는 제 2 기준전압(Vref2)을 이용하여 스위칭 소자(T)의 스위칭을 제어한다. 이때, 스위칭 제어부(136)는 비교기로 구성될 수 있다. 비교기로 구성되는 스위칭 제어부(136)는 제 2 기준전압(Vref2)이 공급되는 비반전 입력단자(+)와 제 1 기준전압(Vref1)이 피드백되는 비반전 입력단자(-)를 포함하여 구성될 수 있다.
이러한, 스위칭 제어부(136)는 피드백되는 제 1 기준전압(Vref1)이 제 2 기준전압(Vref2)보다 높을 경우, 스위칭 소자(T)의 스위칭 속도를 제어하여 스위칭 소자(T)로부터 출력되는 기준전류(Iref)를 낮추고, 피드백되는 제 1 기준전압(Vref1)이 제 2 기준전압(Vref2)보다 낮을 경우, 스위칭 소자(T)의 스위칭 속도를 제어하여 스위칭 소자(T)로부터 출력되는 기준전류(Iref)를 높이게 된다. 결과적으로, 스위칭 제어부(136)는 스위칭 소자(T)의 스위칭을 제어함으로써 전류 제어부(140)에 항상 일정한 전류 값을 가지는 기준전류(Iref)가 공급되도록 한다.
전류 제어부(140)는 제 1 내지 제 M 발광 다이오드 어레이(1201 내지 120m) 각각의 타단에 전기적으로 접속되며, 기준전류 공급부(130)로부터 공급되는 기준전류(Iref)를 이용하여 제 1 내지 제 M 발광 다이오드 어레이(1201 내지 120m) 각각에 흐르는 전류를 균등하게 제어한다. 이를 위해, 전류 제어부(140)는 기준전류 공급부(130)의 기준전류 출력단(No)에 전기적으로 직렬 접속됨과 아울러 제 1 내지 제 M 발광 다이오드 어레이(1201 내지 120m) 각각의 타단에 접속된 제 1 내지 제 M 전류 미러부(1401 내지 140m)를 포함하여 구성된다.
제 1 내지 제 M 전류 미러부(1401 내지 140m) 각각은 입력되는 입력전류와 설정된 소정의 전류 미러 비율을 이용하여 기준전류와 동일한 전류 값을 가지는 구동전류가 접속된 해당 발광 다이오드 어레이(1201 내지 120m)에 흐르도록 한다. 그리고, 제 1 내지 제 M 전류 미러부(1401 내지 140m) 각각은 입력전류와 구동전류가 더해진 출력전류를 다음 단 전류 미러부로 출력한다. 여기서, 입력전류는 기준전류이거나, 이전 단 전류 미러부의 출력전류가 될 수 있다.
이러한, 제 1 내지 제 M 전류 미러부(1401 내지 140m) 각각은 제 1 및 제 2 미러 트랜지스터(MT1, MT2)를 포함하여 구성될 수 있다.
제 1 미러 트랜지스터(MT1)의 입력단자 및 게이트 단자에는 입력전류가 공급된다. 그리고, 제 1 미러 트랜지스터(MT1)의 출력단자는 다음 단 전류 미러부에 접속된다. 이러한, 제 1 미러 트랜지스터(MT1)는 입력전류에 따라 스위칭되어 입력전류를 출력한다.
제 2 미러 트랜지스터(MT2)는 소정의 전류 미러 비율을 가지도록 제 1 미러 트랜지스터(MT1)에 전류 미러 형태로 형성된다. 이를 위해, 제 2 미러 트랜지스터(MT2)의 게이트 단자에는 입력전류가 공급된다. 그리고, 제 2 미러 트랜지스터(MT1)의 입력단자는 해당 발광 다이오드 어레이의 타단에 전기적으로 접속되고, 출력단자는 제 1 미러 트랜지스터(MT1)의 출력단자에 전기적으로 접속된다. 이러한, 제 2 미러 트랜지스터(MT2)는 입력전류에 따라 제 1 미러 트랜지스터(MT1)와 동시에 스위칭되어 제 1 미러 트랜지스터(MT1)에 흐르는 입력전류와 설정된 소정의 전류 미러 비율로 대응되는 구동전류가 해당 발광 다이오드 어레이에 흐르도록 한다.
한편, 기준전류와 동일한 전류 값을 가지는 구동전류가 각 발광 다이오드 어레이(1201 내지 120m)에 흐르도록 하기 위하여, 제 1 내지 제 M 전류 미러부(1401 내지 140m) 각각의 전류 미러 비율은 전류 미러부마다 각기 다르게 설정될 수 있다.
구체적으로, 제 1 전류 미러부(1401)의 제 1 및 제 2 미러 트랜지스터(MT1, MT2)는 1:1의 전류 미러 비율로 설정될 수 있고, 제 2 전류 미러부(1402)의 제 1 및 제 2 미러 트랜지스터(MT1, MT2)는 2:1의 전류 미러 비율로 설정될 수 있으며, 제 3 전류 미러부(1403)의 제 1 및 제 2 미러 트랜지스터(MT1, MT2)는 3:1의 전류 미러 비율로 설정될 수 있다. 마찬가지로, 제 M 전류 미러부(140m)의 제 1 및 제 2 미러 트랜지스터(MT1, MT2)는 M:1의 전류 미러 비율로 설정될 수 있다. 결과적으로, 제 N 전류 미러부의 제 1 및 제 2 미러 트랜지스터(MT1, MT2)는 N:1의 전류 미러 비율을 가지도록 전류 미러 형태로 형성될 수 있다. 여기서, N은 제 1 내지 M 중 어느 하나의 자연수가 될 수 있다.
한편, 전류 미러 비율은 제 1 및 제 2 미러 트랜지스터(MT1, MT2) 각각에 형성된 게이트의 폭에 따라 설정되는데, 제 1 및 제 2 미러 트랜지스터(MT1, MT2)의 게이트 폭이 1:1의 비율로 형성될 경우 전류 미러 비율은 1:1로 설정된다. 예를 들어, 제 1 및 제 2 미러 트랜지스터(MT1, MT2)의 전류 미러 비율이 1:1로 설정될 경우, 제 1 미러 트랜지스터(MT1)에 10㎃의 전류가 흐를 때, 제 2 미러 트랜지스터(MT2)에도 10㎃의 전류가 흐르게 된다. 반면에, 제 1 및 제 2 미러 트랜지스터(MT1, MT2)의 전류 미러 비율이 2:1로 설정될 경우, 제 1 미러 트랜지스터(MT1)에 20㎃의 전류가 흐를 때, 제 2 미러 트랜지스터(MT2)에는 10㎃의 전류가 흐르게 된다.
이와 같은, 전류 미러 원리에 기초하여, 제 1 내지 제 M 전류 미러부(1401 내지 140m) 각각의 전류 미러 비율을 전류 미러부(1401 내지 140m) 마다 각기 다르게 설정함으로써 본 발명의 전류 제어부(140)는 기준전류와 동일한 전류 값을 가지는 구동전류가 각 발광 다이오드 어레이(1201 내지 120m)에 흐르도록 한다.
도 4는 본 발명에 따른 전류 제어부의 전류 제어에 따라 각 발광 다이오드 어레이에 흐르는 구동전류를 설명하기 위한 회로도이다.
도 4를 도 3과 결부하면, 본 발명에 따른 전류 제어부의 전류 제어에 따라 각 발광 다이오드 어레이에 흐르는 구동전류를 설명하면 다음과 같다.
도 4에 있어서, 전류 제어부(140)에는 기준전류 공급부(130)로부터 10mA의 기준전류가 공급되는 것을 가정하기로 한다.
먼저, 제 1 전류 미러부(1401)에서는 설정된 1:1의 전류 미러 비율에 따라 제 1 미러 트랜지스터(MT1)에는 10mA의 입력전류가 흐르게 되고, 이에 따라 제 2 미러 트랜지스터(MT2)에는 10mA의 구동전류가 흐름으로써 제 1 발광 다이오드 어레이(1201)에는 기준전류와 동일한 10mA의 구동전류가 흐르게 된다. 그리고, 제 1 전류 미러부(1401)는 제 1 및 제 2 미러 트랜지스터(MT1, MT2)의 흐르는 전류의 합인 20mA의 출력전류를 제 2 전류 미러부(1402)에 공급한다.
이어, 제 2 전류 미러부(1402)에서는 설정된 2:1의 전류 미러 비율에 따라 제 1 미러 트랜지스터(MT1)에는 20mA의 입력전류가 흐르게 되고, 이에 따라 제 2 미러 트랜지스터(MT2)에는 10mA의 구동전류가 흐름으로써 제 2 발광 다이오드 어레이(1202)에는 기준전류와 동일한 10mA의 구동전류가 흐르게 된다. 그리고, 제 2 전류 미러부(1402)는 제 1 및 제 2 미러 트랜지스터(MT1, MT2)의 흐르는 전류의 합인 30mA의 출력전류를 제 3 전류 미러부(1403)에 공급한다.
이어, 제 3 전류 미러부(1403)에서는 설정된 3:1의 전류 미러 비율에 따라 제 1 미러 트랜지스터(MT1)에는 30mA의 입력전류가 흐르게 되고, 이에 따라 제 2 미러 트랜지스터(MT2)에는 10mA의 구동전류가 흐름으로써 제 3 발광 다이오드 어레 이(1203)에는 기준전류와 동일한 10mA의 구동전류가 흐르게 된다. 그리고, 제 3 전류 미러부(1403)는 제 1 및 제 2 미러 트랜지스터(MT1, MT2)의 흐르는 전류의 합인 40mA의 출력전류를 제 4 전류 미러부(미도시)에 공급한다.
이와 동일한 방식으로, 제 4 내지 제 M-1 전류 미러부(미도시) 각각에서는 설정된 전류 미러 비율에 따라 제 2 미러 트랜지스터(MT2)에 10mA의 구동전류를 흘림으로써 제 4 내지 제 M-1 전류 미러부 각각에는 기준전류와 동일한 10mA의 구동전류가 흐르게 된다.
마지막으로, 제 M 전류 미러부(140m)에서는 설정된 M:1의 전류 미러 비율에 따라 제 1 미러 트랜지스터(MT1)에는 (10*M)mA의 입력전류가 흐르게 되고, 이에 따라 제 2 미러 트랜지스터(MT2)에는 10mA의 구동전류가 흐름으로써 제 M 발광 다이오드 어레이(120m)에는 기준전류와 동일한 10mA의 구동전류가 흐르게 된다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 발광 다이오드 어레이의 구동장치는 각기 다른 전류 미러 비율을 가지는 전류 미러부를 각 발광 다이오드 어레이(1201 내지 120m)에 접속하고, 기준전류(Iref) 및 각 전류 미러부의 전류 미러 비율에 따라 각 발광 다이오드 어레이(1201 내지 120m)에 흐르는 구동전류를 동일하게 제어함으로써 하나의 구동전압 공급부(110)에 병렬 접속된 복수의 발광 다이오드 어레이(1201 내지 120m)에 흐르는 전류를 균등하게 제어할 수 있으므로 생산 단가를 줄일 수 있다.
또한, 본 발명은 병렬 접속된 복수의 발광 다이오드 어레이(1201 내지 120m)에 흐르는 전류가 균등하게 제어되므로 발광 다이오드(LED)의 발광 효율을 향상시 킬 수 있고, 수명을 연장시킬 수 있다.
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 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
도 1은 종래의 발광 다이오드 어레이의 구동장치를 개략적으로 설명하기 위한 회로도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 발광 다이오드 어레이의 구동장치를 개략적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 발광 다이오드 어레이의 구동장치를 개략적으로 설명하기 위한 회로도이다.
도 4는 본 발명에 따른 전류 제어부의 전류 제어에 따라 각 발광 다이오드 어레이에 흐르는 구동전류를 설명하기 위한 회로도이다.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호설명 >
110: 구동전압 공급부 1201 내지 120m: 발광 다이오드 어레이
130: 기준전류 공급부 136: 스위칭 제어부
140: 전류 제어부 1401 내지 140m: 발광 다이오드 어레이

Claims (9)

  1. 구동전압을 공급하는 구동전압 공급부;
    일단에 상기 구동전압이 공급되도록 상기 구동전압 공급부에 전기적으로 병렬 접속된 제 1 내지 M(단, M은 자연수) 발광 다이오드 어레이;
    기준전류를 공급하는 기준전류 공급부; 및
    상기 제 1 내지 제 M 발광 다이오드 어레이 각각의 타단에 전기적으로 접속되며, 상기 기준전류를 이용하여 상기 제 1 내지 제 M 발광 다이오드 어레이 각각에 흐르는 전류를 균등하게 제어하는 전류 제어부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 어레이의 구동장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 전류 제어부는 상기 기준전류 공급부의 기준전류 출력단에 전기적으로 직렬 접속됨과 아울러 상기 제 1 내지 제 M 발광 다이오드 어레이 각각의 타단에 접속된 제 1 내지 제 M 전류 미러부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 어레이의 구동장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 내지 제 M 전류 미러부 각각은 입력되는 입력전류와 설정된 소정의 전류 미러 비율을 이용하여 상기 기준전류와 동일한 전류 값을 가지는 구동전류 가 상기 발광 다이오드 어레이에 흐르도록 하고,
    상기 입력전류와 상기 구동전류가 더해진 출력전류를 다음 단 전류 미러부로 출력하는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 어레이의 구동장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 입력전류는 상기 기준전류 또는 이전 단 전류 미러부로부터 출력되는 상기 출력전류인 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 어레이의 구동장치.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 1 내지 제 M 전류 미러부 각각은,
    상기 입력전류에 따라 스위칭되어 상기 입력전류를 출력하는 제 1 미러 트랜지스터; 및
    상기 전류 미러 비율을 가지도록 상기 제 1 미러 트랜지스터에 전류 미러 형태로 형성되며, 상기 입력전류에 따라 스위칭되어 상기 구동전류를 출력하는 제 2 미러 트랜지스터를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 어레이의 구동장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 미러 트랜지스터의 상기 전류 미러 비율은 제 1 내지 제 M 전류 미러부마다 각기 다르게 설정된 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 어레이 의 구동장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    제 N(단, N은 1 내지 M 중 어느 하나의 자연수) 전류 미러부의 상기 제 1 및 제 2 미러 트랜지스터는 N:1의 전류 미러 비율을 가지는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 어레이의 구동장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 미러 트랜지스터의 게이트 폭은 상기 전류 미러 비율에 대응되는 비율을 가지는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 어레이의 구동장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 기준전류 공급부는,
    제 1 기준전압을 공급하는 제 1 기준전압원;
    제 2 기준전압을 공급하는 제 2 기준전압원;
    상기 제 1 기준전압원과 상기 기준전류 출력단 사이에 접속된 스위칭 소자;
    상기 스위칭 소자와 상기 저항 사이에 접속된 저항; 및
    상기 저항을 통해 상기 스위칭 소자에 공급되는 상기 제 1 기준전압과 상기 제 2 기준전압을 비교하여 상기 스위칭 소자의 스위칭을 제어하는 스위칭 제어부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 어레이의 구동장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20140029811A (ko) * 2012-08-30 2014-03-11 엘지이노텍 주식회사 조명 장치
KR101483454B1 (ko) * 2012-12-24 2015-01-26 주식회사 동운아나텍 발광다이오드를 광원으로 사용하는 조명 장치
KR20180106541A (ko) * 2017-03-21 2018-10-01 현대자동차주식회사 전류 제어 장치, 그를 가지는 차량

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