KR20120012084A - Ｌｅｄ 구동 장치 - Google Patents

Ｌｅｄ 구동 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20120012084A
KR20120012084A KR1020100074000A KR20100074000A KR20120012084A KR 20120012084 A KR20120012084 A KR 20120012084A KR 1020100074000 A KR1020100074000 A KR 1020100074000A KR 20100074000 A KR20100074000 A KR 20100074000A KR 20120012084 A KR20120012084 A KR 20120012084A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
voltage
led string
comparator
control signal
output
Prior art date
Application number
KR1020100074000A
Other languages
English (en)
Inventor
박진희
Original Assignee
엘지이노텍 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 엘지이노텍 주식회사 filed Critical 엘지이노텍 주식회사
Priority to KR1020100074000A priority Critical patent/KR20120012084A/ko
Publication of KR20120012084A publication Critical patent/KR20120012084A/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G3/00—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes
    • G09G3/04—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of a single character by selection from a plurality of characters, or by composing the character by combination of individual elements, e.g. segments using a combination of such display devices for composing words, rows or the like, in a frame with fixed character positions
    • G09G3/06—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of a single character by selection from a plurality of characters, or by composing the character by combination of individual elements, e.g. segments using a combination of such display devices for composing words, rows or the like, in a frame with fixed character positions using controlled light sources
    • G09G3/12—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of a single character by selection from a plurality of characters, or by composing the character by combination of individual elements, e.g. segments using a combination of such display devices for composing words, rows or the like, in a frame with fixed character positions using controlled light sources using electroluminescent elements
    • G09G3/14—Semiconductor devices, e.g. diodes
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B20/00—Energy efficient lighting technologies, e.g. halogen lamps or gas discharge lamps
    • Y02B20/30—Semiconductor lamps, e.g. solid state lamps [SSL] light emitting diodes [LED] or organic LED [OLED]

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Circuit Arrangement For Electric Light Sources In General (AREA)
  • Led Devices (AREA)

Abstract

본 발명은 LED 스트링에서 출력되는 전압을 검출하는 검출부, 검출부에서 출력된 전압과 기준 전압을 비교하여 비교한 결과로 제1 제어 신호를 출력하는 제1 비교부, 제1 비교부에서 출력된 제1 제어 신호와 기준 펄스를 비교하여 비교한 결과로 제2 제어 신호를 출력하는 제2 비교부, 제2 비교부에서 출력된 제2 제어 신호에 따라 LED 스트링으로 인가되는 전압의 레벨을 조절하는 전원부 및 LED 스트링의 종단에 접속된 검출 저항에 걸리는 전압을 소정 레벨로 유지시켜 LED 스트링의 정전류 제어를 수행하는 전류 제어부를 포함하는 LED 구동 장치로 LED의 포워드 전압으로 인해 전압 강하된 출력 전압을 피드백하여 LED 스트링에 적정한 전압이 인가될 수 있도록 제어하고, 드라이버 IC 없이 LED 스트링에 일정한 전류가 흐를 수 있도록 제어할 수 있다.

Description

ＬＥＤ 구동 장치{LED driving apparatus}
본 발명은 LED 구동 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 LED 스트링에 일정한 전류가 흐르도록 제어하는 즉, LED 스트링의 정전류 제어를 수행하는 LED 구동 장치에 관한 것이다.
일반적으로 액정 표시 장치(Liquid Crystal Display : LCD)는 경량, 박형, 저소비 전력 구동 등의 특징으로 인해 그 응용 범위가 점차 넓어지고 있는 추세에 있으며, 이러한 추세에 따라 액정 표시 장치는 사무 자동화 기기, 오디오/비디오 기기 등에 이용되고 있다.
상기 액정 표시 장치는 자체적으로 발광을 하지 못하므로 백라이트(backlight)라고 불리는 별도의 광원이 필요하며, 이러한 백라이트로는 발광 다이오드(Light Emitting Diode : 이하, 'LED'라고 함), 냉음극 형광 램프(Cold Cathode Fluorescent Lamp : CCFL) 및 외부 전극 형광 램프(External Electrode Fluorescent Lamp : EEFL) 등이 사용되고 있다.
도 1은 종래 LED 구동 장치의 회로 구성도를 나타낸다.
도 1에 도시한 바와 같이, 전원 공급부(10)에서는 복수 개의 LED 스트링(20a~20n : 20) 각각에 정전압(Vo)을 인가하여 복수 개의 LED 스트링(20a ~ 20n: 20)을 구동하고, 구동부(30)에서는 전원 공급부(10)에서 출력된 정전압(Vo)을 분압하여 피드백하고, 피드백된 정전압을 이용하여 LED 스트링(20a ~ 20n: 20)의 구동을 위한 적정한 정전압이 생성되도록 제어한다.
그리고, 드라이버 IC(50)에서 출력된 펄스 제어 신호에 따라 스위칭 소자(40a~40n : 40)의 스위칭 동작을 제어하여 LED 스트링(20a ~ 20n: 20)에 원하는 전류가 흐르도록 제어한다.
그러나, 종래 LED 전원 장치는 시간이 경과함에 따라 LED 각각의 포워드(Forward) 전압에 의해 전압이 강하하는 현상이 발생하여도 전원 공급부(10)는 정전압(Vo)을 출력하는 수단이기 때문에 전압 강하 현상에 대한 대책이 없었다.
이로 인해, 스위칭 소자(40)의 양단에 과도한 전압이 형성되어 열이 발생하는 문제점이 있었으며, 스위칭 소자(40)가 손상되어 전원 손실이 커지는 문제점이 있었다.
본 발명의 사상은 LED의 포워드 전압으로 인해 전압 강하된 출력 전압을 피드백하여 LED 스트링에 적정한 전압이 인가될 수 있도록 제어하고, 드라이버 IC 없이 LED 스트링에 일정한 전류가 흐를 수 있도록 제어하는 LED 구동 장치를 제공함에 있다.
이를 위해 본 발명의 일실시예에 의한 LED 구동 장치는 LED 스트링에서 출력되는 전압을 검출하는 검출부; 상기 검출부에서 출력된 전압과 기준 전압을 비교하여 상기 비교한 결과로 제1 제어 신호를 출력하는 제1 비교부; 상기 제1 비교부에서 출력된 제1 제어 신호와 기준 펄스를 비교하여 상기 비교한 결과로 제2 제어 신호를 출력하는 제2 비교부; 상기 제2 비교부에서 출력된 제2 제어 신호에 따라 상기 LED 스트링으로 인가되는 전압의 레벨을 조절하는 전원부; 상기 LED 스트링의 종단에 접속된 검출 저항에 걸리는 전압을 소정 레벨로 유지시켜 상기 LED 스트링의 정전류 제어를 수행하는 전류 제어부를 포함한다.
여기서, 상기 전원부는 인가되는 직류 전압을 소정 레벨로 승압하는 인덕터; 상기 인덕터와 직렬로 접속되어 전류의 역류를 방지하는 다이오드; 상기 제2 비교부에서 출력된 제2 제어 신호에 따라 턴 온 또는 턴 오프 동작하여 상기 승압된 직류 전압을 인가하거나 차단하는 스위칭 소자; 상기 스위칭 소자에서 인가된 직류 전압을 방전하여 상기 LED 스트링으로 출력하는 출력 커패시터를 포함한다.
그리고, 상기 전류 제어부는 상기 검출 저항과 병렬로 접속되는 제너 다이오드인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제1 비교부는 연산 증폭기로서 동작하고, 상기 제2 비교부는 비교기로서 동작한다.
상술한 바와 같이 본 발명의 일실시예에 의한 LED 구동 장치에 따르면, LED의 포워드 전압으로 인해 전압 강하된 출력 전압을 피드백하고, 피드백된 출력 전압을 이용하여 정전압을 생성함으로써 LED 스트링에 적정한 전압이 인가될 수 있는 장점이 있다.
또한, 드라이버 IC 없이 간단한 소자의 구성만으로도 LED 스트링의 정전류 제어를 수행할 수 있기 때문에 LED 스트링을 안정적으로 제어할 수 있으며, 각 LED 스트링 간의 휘도 균일도를 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
그리고, 드라이버 IC를 사용하지 않음에 따라 LED 구동 장치의 제조 비용을 절감하여 액정 표시 장치의 제조 비용을 전반적으로 낮추기 때문에 액정 표시 장치의 경쟁력이 향상되는 효과를 창출한다.
도 1은 종래 LED 구동 장치의 회로 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 의한 LED 구동 장치의 회로 구성도이다.
본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 의한 LED 구동 장치의 회로 구성도를 나타낸다.
도 2에 도시한 바와 같이, LED 구동 장치는 백라이트부(100), 구동부(200) 및 전원부(300)를 포함하여 구성된다.
우선, 백라이트부(100)는 복수 개의 발광 다이오드(Light Emitting Diode : 이하, 'LED'라고 함)로 구성된 LED 스트링(120)을 포함하는데, LED 스트링(120)은 복수 개로 구성되어 서로 병렬로 배치된다.
구동부(200)는 백라이트부(100) 및 전원부(300)의 구동을 제어하는 수단으로서, 검출부(220), 제1 비교부(240), 제2 비교부(260) 및 전류 제어부(280)를 포함하여 구성된다.
이 중에서 검출부(220)는 LED 스트링(120)에서 출력되는 전압을 검출하기 위한 저항(resistor, RL)으로 구성될 수 있다. 이러한 검출부(220)는 LED 스트링(120) 및 검출 저항(Rs)의 공통 접점에 접속되어 저항(RL)에 걸리는 전압을 검출하여 LED 스트링(120)에서 출력되는 전압을 검출할 수 있게 되는 것이다. 이때, LED 스트링(120)에서 출력되는 전압은 LED의 포워드 전압(Vf)에 의해 전압이 강하된 전압을 말한다.
제1 비교부(240)는 검출부(220)에서 검출된 LED 스트링(120)의 출력 전압과 기준 전압(Vref)을 비교하고, 상기 비교한 결과로 제1 제어 신호를 출력한다.
보다 구체적으로 설명하면, 비교부(240)는 제1 및 제2 입력 단자(일례로, (+) 단자, (-) 단자)를 포함하는 연산 증폭기로서, 하나의 입력 단자인 제1 입력 단자((-) 단자)에는 검출부(220)에서 검출된 LED 스트링(120)의 출력 전압을 인가하고, 다른 하나의 입력 단자인 제2 입력 단자((-) 단자)에는 기준 전압(Vref)을 인가하여 상기 두 전압의 크기를 비교한 결과에 따라 하이(High) 또는 로우(Low)의 제1 제어 신호를 출력한다.
제2 비교부(260)는 제1 비교부(240)에서 출력된 제1 제어 신호와 기준 펄스를 비교하고, 상기 비교한 결과로 제2 제어 신호를 출력하는데, 여기서 기준 펄스는 삼각 파형이나 톱니 파형으로 구성될 수 있다.
보다 자세하게 설명하면, 제2 비교부(260)는 제3 및 제4 입력 단자(일례로, (+) 단자, (-) 단자)를 포함하는 비교기(comparator)로서, 하나의 입력 단자인 제3 입력 단자((+) 단자)에는 제1 비교부(240)에서 출력된 제1 제어 신호를 인가하고, 다른 하나의 입력 단자인 제4 입력 단자((-) 단자)에는 기준 펄스를 인가하여 상기 두 신호를 비교한 결과에 따라 하이(High) 또는 로우(Low)의 제2 제어 신호를 출력한다. 그리고, 제2 비교부(260)는 출력된 제2 제어 신호를 전원부(300)로 인가한다.
전류 제어부(280)는 검출 저항(Rs)에 병렬로 접속되어 검출 저항(Rs)에 일정한 전압이 걸릴 수 있게 제어함으로써 LED 스트링(120)의 정전류 제어를 수행하게 한다. 이러한 전류 제어부(280)는 제너 다이오드(Zener Diode : ZD)로 구성된다.
보다 상세하게 예를 들면, 제너 다이오드(ZD)의 용량이 1.6V이면 제너 다이오드(ZD)는 검출 저항(Rs)의 양단에 1.6V가 걸리도록 제어하여 전압을 일정하게 유지시키기 때문에 LED 스트링(120)에서 출력되는 전류를 일정하게 유지시킬 수 있게 된다.
전원부(300)는 제2 비교부(260)에서 출력되는 제2 제어 신호에 따라 LED 스트링(120)으로 인가되는 정전압(Vo)을 가변하여 출력시키는 수단으로서, 부스트 컨버터(Boost converter)로 구성될 수 있다.
상기 부스트 컨버터로 구성된 전원부(300)는 인덕터(310, L), 다이오드(320, D), 스위칭 소자(330) 및 출력 커패시터(340, C2)를 포함한다.
이 중에서 인덕터(310, L)는 직류 전압(Vin)을 소정 레벨로 승압하고, 다이오드(320, D)는 인덕터(310, L)와 직렬로 접속되어 정전압인 직류 전압에 상응하는 전류의 역류를 방지한다. 또한, 다이오드(320, D)의 출력인 캐소드(cathode)단은 부하인 LED 스트링(120)과 연결된다.
스위칭 소자(330)는 인덕터(310, L) 및 다이오드(320, D)의 공통 접점에 접속되어 제2 비교부(260)에서 출력되는 제2 제어 신호에 따라 턴 온 또는 턴 오프 동작하여 승압된 직류 전압을 LED 스트링(120)에 인가하거나 차단하는 수단으로서, BJT(Bipolar Junction Transistor)나 MOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field Effect Transistor) 등으로 구성될 수 있다.
상기 스위칭 소자(330)에 대해 보다 구체적으로 설명하면, 스위칭 소자(330)의 게이트(Gate)단에는 제2 제어 신호가 인가되며, 스위칭 소자(330)가 턴 온 동작하면 스위칭 소자(330)가 턴 온 동작하는 동안은 직류 전압이 인덕터(310, L) 양단에 연결되어 전압의 충전이 이루어지고, 인덕터(310, L) 전류는 스위칭 소자(330)의 드레인(Drain : D)단으로 유입된다.
이와 반대로, 스위칭 소자(330)가 턴 오프 동작하면, 인덕터(310, L)에 충전된 전압이 다이오드(320, D)를 통해 출력 커패시터(340, C2)로 전달되어 LED 스트링(120)에 인가된다.
출력 커패시터(340, C2)는 인덕터(310)에서 승압된 직류 전압을 방전하여 출력한다.
상술한 바와 같이, LED의 포워드 전압에 의해 전압 강하된 출력 전압을 피드백하여 전원부(300)에서 출력되는 정전압의 레벨을 제어함으로써 LED 스트링(120)에 적정한 정전압을 인가할 수 있는 장점이 있다.
또한, 전류 제어부(280)인 제너 다이오드(ZD)를 이용하여 검출 저항(Rs)에 걸리는 전압을 일정하게 유지시켜 줌으로써 LED 스트링(120)의 정전류 제어를 수행할 수 있게 하는 장점이 있다.
본 발명은 이상에서 살펴본 바와 같이 바람직한 실시예를 들어 도시하고 설명하였으나, 상기한 실시예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.
100...백라이트부 120...LED 스트링
200...구동부 220...검출부
240...제1 비교부 260...제2 비교부
280...전류 제어부 300...전원부
310...인덕터 320...다이오드
330...스위칭 소자 340...출력 커패시터

Claims (4)

  1. LED 스트링에서 출력되는 전압을 검출하는 검출부;
    상기 검출부에서 출력된 전압과 기준 전압을 비교하여 상기 비교한 결과로 제1 제어 신호를 출력하는 제1 비교부;
    상기 제1 비교부에서 출력된 제1 제어 신호와 기준 펄스를 비교하여 상기 비교한 결과로 제2 제어 신호를 출력하는 제2 비교부;
    상기 제2 비교부에서 출력된 제2 제어 신호에 따라 상기 LED 스트링으로 인가되는 전압의 레벨을 조절하는 전원부;
    상기 LED 스트링의 종단에 접속된 검출 저항에 걸리는 전압을 소정 레벨로 유지시켜 상기 LED 스트링의 정전류 제어를 수행하는 전류 제어부를 포함하는 LED 구동 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 전원부는,
    인가되는 직류 전압을 소정 레벨로 승압하는 인덕터;
    상기 인덕터와 직렬로 접속되어 전류의 역류를 방지하는 다이오드;
    상기 제2 비교부에서 출력된 제2 제어 신호에 따라 턴 온 또는 턴 오프 동작하여 상기 승압된 직류 전압을 인가하거나 차단하는 스위칭 소자;
    상기 스위칭 소자에서 인가된 직류 전압을 방전하여 상기 LED 스트링으로 출력하는 출력 커패시터를 포함하는 LED 구동 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 전류 제어부는,
    상기 검출 저항과 병렬로 접속되는 제너 다이오드인 LED 구동 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 비교부는,
    연산 증폭기로서 동작하고,
    상기 제2 비교부는 비교기로서 동작하는 LED 구동 장치.
KR1020100074000A 2010-07-30 2010-07-30 Ｌｅｄ 구동 장치 KR20120012084A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020100074000A KR20120012084A (ko) 2010-07-30 2010-07-30 Ｌｅｄ 구동 장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020100074000A KR20120012084A (ko) 2010-07-30 2010-07-30 Ｌｅｄ 구동 장치

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20120012084A true KR20120012084A (ko) 2012-02-09

Family

ID=45836097

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020100074000A KR20120012084A (ko) 2010-07-30 2010-07-30 Ｌｅｄ 구동 장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20120012084A (ko)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101517225B1 (ko) * 2014-07-08 2015-05-12 희성세미컨덕터라이팅컴파니 엘이디 모듈 구동 장치
US9155146B2 (en) 2012-09-07 2015-10-06 Samsung Electronics Co., Ltd. Light source apparatus and light emitting diode package
US9265108B2 (en) 2012-09-07 2016-02-16 Samsung Electronics Co., Ltd. Light source apparatus and light emitting diode package

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9155146B2 (en) 2012-09-07 2015-10-06 Samsung Electronics Co., Ltd. Light source apparatus and light emitting diode package
US9265108B2 (en) 2012-09-07 2016-02-16 Samsung Electronics Co., Ltd. Light source apparatus and light emitting diode package
KR101517225B1 (ko) * 2014-07-08 2015-05-12 희성세미컨덕터라이팅컴파니 엘이디 모듈 구동 장치

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101712676B1 (ko) Ｐｗｍ 제어 회로 및 이를 이용한 ｌｅｄ 구동회로
US8193739B2 (en) Apparatus for lighting LEDs
KR101910669B1 (ko) 발광 소자 구동용 스위칭 전원의 제어 회로 및 그들을 이용한 발광 장치 및 전자 기기
KR101712210B1 (ko) Ｐｗｍ 제어 회로 및 이를 이용한 ｌｅｄ 구동회로
US8569975B2 (en) Control circuit for switching power supply
US9672779B2 (en) Liquid crystal display device, backlight module, and drive circuit for backlight source thereof
US20150156846A1 (en) Over-current protection circuit, led backlight driving circuit and liquid crystal device
US8698849B2 (en) Display device and driving method with feedback control
KR20100089994A (ko) 광원 구동 방법, 이를 수행하기 위한 광원 장치 및 이 광원장치를 포함하는 표시 장치
JP2016028396A (ja) バックライト装置、電子機器、バックライト装置の制御方法及び電流レギュレータ
KR20100089432A (ko) 광원 구동 장치 및 이를 포함하는 광원 장치
JP2010011608A (ja) 電源制御用半導体集積回路
US9089023B2 (en) Driving circuit of light emitting element, and light emitting device and electronic apparatus including the light emitting element
JP6235281B2 (ja) 発光素子の駆動回路、その制御回路、制御方法、およびそれを用いた発光装置および電子機器
KR20120012084A (ko) Ｌｅｄ 구동 장치
US20180007755A1 (en) Light-source driving apparatus and light-source driving method
KR20120135031A (ko) 백라이트 유닛 및 그 구동방법
US8773033B2 (en) Driving method for backlight unit of liquid crystal display and system thereof
JP2011181378A (ja) 発光素子の駆動回路およびそれを用いた発光装置、ディスプレイ装置
JP5154531B2 (ja) Ｌｅｄ駆動装置
KR20110135750A (ko) Ｌｅｄ 구동 장치의 보호 회로
KR20130027854A (ko) 백라이트 유닛
KR101487927B1 (ko) Ｌｅｄ채널의 단락 감지오류를 방지하는 ｌｅｄ 드라이버
KR101282072B1 (ko) Ｌｅｄ 패널의 과전압 보호장치 및 그 보호방법
KR100996460B1 (ko) 구동 전압 최적화 장치

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E90F Notification of reason for final refusal
E601 Decision to refuse application