KR20120019309A - Led driving apparatus - Google Patents

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Abstract

LED 및 LED 구동 회로를 보호할 수 있는 LED 단락 검출 기능을 갖는 LED 구동 장치가 제공된다. LED 구동 장치는, 직렬로 배치되어 있는 적어도 하나의 LED 스트링(string)을 포함하는 광원 유니트, 외부로부터 입력전압을 제공받아 상기 LED 스트링을 구동시키기 위한 LED 구동전압을 생성하는 전원부 및 상기 LED 스트링의 마지막 LED의 캐소드 단자의 LED 전압을 제공받으며, 상기 LED 전압과 미리 설정된 기준전압과 비교하여 비교 결과에 따라 상기 LED 구동전압을 조절하거나 또는 상기 적어도 하나의 LED 스트링의 전류를 차단시키는 LED 구동부를 포함한다.An LED drive device with an LED short circuit detection function that can protect LEDs and LED drive circuits is provided. The LED driving apparatus includes a light source unit including at least one LED string arranged in series, a power supply unit configured to receive an input voltage from an external source and generate an LED driving voltage for driving the LED string. The LED voltage of the cathode terminal of the last LED is provided, and compares the LED voltage with a predetermined reference voltage and adjusts the LED driving voltage or cut off the current of the at least one LED string according to a comparison result. do.

Description

ＬＥＤ 구동 장치{LED driving apparatus}LED driving apparatus {LED driving apparatus}

본 발명은 LED 구동 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 LED 및 LED 구동 회로를 보호할 수 있는 LED 단락 검출 기능을 갖는 LED 구동 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an LED drive device, and more particularly to an LED drive device having an LED short circuit detection function that can protect the LED and the LED drive circuit.

일반적으로 액정표시장치(Liquid Crystal Display; LCD)는 액티브 매트릭스(Active Matrix) 형태로 배열된 화소들에 화상정보에 따른 데이터신호를 개별적으로 공급하여 화소들의 광투과율을 조절함으로써 원하는 화상을 표시할 수 있는 표시장치이다.In general, a liquid crystal display (LCD) can display a desired image by individually controlling data transmittance of pixels by separately supplying data signals according to image information to pixels arranged in an active matrix form. Display device.

이러한 액정표시장치는 자체적으로 빛을 발하지 못하는 수광형 표시장치이므로, 화상을 표시하는 액정패널의 배면에 설치되어 화면 전체의 밝기를 균일하게 유지하는 백라이트 유니트를 사용하는 것이 일반적이다. 이때, 백라이트 유니트는 광원의 위치에 따라 광원을 도광판에 의하여 면광원으로 변환하는 에지형과 광원을 배면에 배치하는 직하형으로 구분된다.Since the liquid crystal display device does not emit light by itself, it is common to use a backlight unit installed on the rear surface of the liquid crystal panel for displaying an image to maintain uniform brightness of the entire screen. In this case, the backlight unit is divided into an edge type for converting the light source into a surface light source by a light guide plate and a direct type for disposing the light source on the rear surface according to the position of the light source.

최근에는 광원으로 색재현성이 우수하고, 광량을 조절하여 휘도 및 색온도 등을 임의로 변경할 수 있으며, LCD 패널의 경박단소화에 적합한 장점을 가지는 발광 다이오드(Light Emitting Diode; LED)를 적극적으로 채용하고 있다.Recently, it has excellent color reproducibility as a light source, and can change the brightness and color temperature arbitrarily by adjusting the amount of light, and actively adopts a light emitting diode (LED) which has advantages that are suitable for light and small size reduction of LCD panels. .

이와 같이, LED를 광원으로 사용하는 백라이트 유니트는 다수 개의 LED를 직렬로 연결하여 사용하게 되는데, 이때 LED에 일정한 전류를 제공할 수 있는 LED 구동회로가 필요하다.As such, the backlight unit using the LED as a light source is used by connecting a plurality of LEDs in series. In this case, an LED driving circuit capable of providing a constant current to the LED is required.

이러한 LED 구동회로는 정전압 구동 방식과 정전류 구동방식으로 사용하고 있는데, 정전압 구동방식은 회로의 구성이 간단하지만 LED의 온도가 올라가면 LED의 포워드 전압이 증가하여 발광시간이 증가하면 휘도의 변화가 심해지는 문제점이 있다. The LED driving circuit is used as a constant voltage driving method and a constant current driving method. The constant voltage driving method has a simple circuit configuration, but when the temperature of the LED increases, the forward voltage of the LED increases. There is a problem.

정전류 구동방식은 회로는 복잡하지만 온도가 변하더라도 구동전류가 일정하도록 제어되므로 LED의 발광량이 일정하게 유지되어 휘도 변화의 크기를 줄일 수 있다는 장점이 있으므로, 최근 정전류 구동방식을 널리 사용하고 있다.The constant current driving method is complicated but the current is controlled so that the driving current is constant even if the temperature changes, the LED light emission amount is kept constant, the size of the change in the brightness can be reduced, the constant current driving method has been widely used in recent years.

상기와 같이 정전류 구동방식을 사용하여 LED를 구동시키는 경우, 부하(load)인 LED에 단락(short) 불량이 발생하여 정전류 제어 회로에 손상을 줄 수 있다.In the case of driving the LED using the constant current driving method as described above, a short fault may occur in the LED under load, which may damage the constant current control circuit.

본 발명은 상기한 문제를 해결하기 위한 것으로, LED 및 LED 구동 회로를 보호할 수 있는 LED 구동 장치를 제공함에 있다.The present invention is to solve the above problems, to provide an LED driving device that can protect the LED and the LED driving circuit.

본 발명의 다른 목적 및 특징들은 후술되는 발명의 구성 및 특허청구범위에서 설명될 것이다.Other objects and features of the present invention will be described in the configuration and claims of the invention described below.

상기한 목적들을 달성하기 위하여, 본 발명의 일실시예에 따른 LED 단락 검출 기능을 갖는 LED 구동 장치는, 직렬로 배치되어 있는 적어도 하나의 LED 스트링(string)을 포함하는 광원 유니트, 외부로부터 입력전압을 제공받아 상기 LED 스트링을 구동시키기 위한 LED 구동전압을 생성하는 전원부 및 상기 LED 스트링의 마지막 LED의 캐소드 단자의 LED 전압을 제공받으며, 상기 LED 전압과 미리 설정된 기준전압과 비교하여 비교 결과에 따라 상기 LED 구동전압을 조절하거나 또는 상기 적어도 하나의 LED 스트링의 전류를 차단시키는 LED 구동부를 포함한다.In order to achieve the above objects, the LED drive device having an LED short circuit detection function according to an embodiment of the present invention, a light source unit including at least one LED string arranged in series, the input voltage from the outside Receiving a power supply unit for generating an LED driving voltage for driving the LED string and an LED voltage of a cathode terminal of the last LED of the LED string, and comparing the LED voltage with a preset reference voltage according to a comparison result. And an LED driver configured to adjust the LED driving voltage or cut off the current of the at least one LED string.

상기 전원부는 상기 LED 구동부로부터 제공되는 상기 제어신호에 의해 상기 LED 구동전압을 조절한다.The power supply unit adjusts the LED driving voltage by the control signal provided from the LED driving unit.

상기 제어신호에 의해 조절된 LED 구동전압은 상기 광원 유니트로 제공된다.The LED driving voltage adjusted by the control signal is provided to the light source unit.

상기 LED 구동부는 상기 광원 유니트로부터 상기 LED 전압을 제공받으며, 상기 LED 전압과 미리 설정된 기준전압과 비교하여 비교 결과에 따라 상기 적어도 하나의 LED 스트링에 일정한 전류를 제공하는 제1 전압을 제공하거나 또는 상기 적어도 하나의 LED 스트링에 전류를 차단시키는 제2 전압을 제공하는 전압 모니터링부 및 상기 전압 모니터링부로부터 상기 제1 전압 또는 제2 전압을 제공받아 상기 광원 유니트의 LED 스트링에 일정한 전류를 제공하거나 또는 차단시키는 정전류 제어부를 포함한다.The LED driver receives the LED voltage from the light source unit, and provides a first voltage that provides a constant current to the at least one LED string according to a comparison result by comparing the LED voltage with a preset reference voltage or the A voltage monitoring unit providing a second voltage to cut off current to at least one LED string and receiving or supplying a constant current to the LED string of the light source unit by receiving the first voltage or the second voltage from the voltage monitoring unit And a constant current controller.

상기 전압 모니터링부는 상기 기준전압과 LED 전압을 비교하여 상기 LED 전압이 기준전압보다 낮은 전압이면, 상기 LED 구동전압을 조절하는 제어신호를 상기 전원부로 제공하고, 상기 제1 전압을 정전류 제어부로 제공한다.The voltage monitoring unit compares the reference voltage with the LED voltage and provides a control signal for adjusting the LED driving voltage to the power supply unit when the LED voltage is lower than the reference voltage, and provides the first voltage to the constant current controller. .

상기 전압 모니터링부는 상기 기준전압과 LED 전압을 비교하여 상기 LED 전압이 기준전압보다 높은 전압이면, 상기 적어도 하나의 LED 스트링의 전류를 차단하는 제2 전압을 정전류 제어부로 제공한다.The voltage monitoring unit compares the reference voltage and the LED voltage and provides a second voltage to the constant current controller to cut off the current of the at least one LED string when the LED voltage is higher than the reference voltage.

상기 정전류 제어부는, (+) 입력 단자에는 상기 제1 전압 또는 제2 전압이 제공되는 연산 증폭기, 일단은 상기 LED 스트링의 마지막 LED의 캐소드 단자에 연결되어 있는 바이폴라 트랜지스터, 일단은 상기 연산 증폭기의 출력 단자와 연결되어 있으며, 타단은 상기 바이폴라 트랜지스터의 베이스에 연결되어 있는 제1 저항 및 일단은 상기 바이폴라 트랜지스터의 에미터에 연결되어 있으며, 타단은 접지전압에 연결되어 있는 제2 저항을 포함한다.The constant current controller may include an operational amplifier provided with the first voltage or the second voltage at a positive input terminal, a bipolar transistor connected at one end to a cathode terminal of the last LED of the LED string, and one end of an output of the operational amplifier. It is connected to a terminal, and the other end includes a first resistor connected to the base of the bipolar transistor and one end connected to an emitter of the bipolar transistor, and the other end includes a second resistor connected to the ground voltage.

상기 연산 증폭기의 (-) 입력 단자는 상기 바이폴라 트랜지스터의 에미터와 연결되어 있다.The negative input terminal of the operational amplifier is connected to the emitter of the bipolar transistor.

상기 정전류 제어부는, (+) 입력 단자에는 상기 제1 전압 또는 제2 전압이 제공되는 연산 증폭기, 일단은 상기 LED 스트링의 마지막 LED의 캐소드 단자에 연결되어 있는 바이폴라 트랜지스터, 일단은 상기 연산 증폭기의 출력 단자와 연결되어 있으며, 타단은 상기 바이폴라 트랜지스터의 베이스에 연결되어 있는 PCT 소자 및 일단은 상기 바이폴라 트랜지스터의 에미터에 연결되어 있으며, 타단은 접지전압에 연결되어 있는 제1 저항을 포함한다.The constant current controller may include an operational amplifier provided with the first voltage or the second voltage at a positive input terminal, a bipolar transistor connected at one end to a cathode terminal of the last LED of the LED string, and one end of an output of the operational amplifier. It is connected to the terminal, the other end is a PCT device connected to the base of the bipolar transistor and one end is connected to the emitter of the bipolar transistor, the other end includes a first resistor connected to the ground voltage.

상기 PCT 소자는 온도가 높아짐에 따라 저항 값이 커지는 소자이다.The PCT device is a device in which a resistance value increases as the temperature increases.

상기 PCT 소자의 저항 값에 따라 상기 바이폴라 트랜지스터가 턴 온 또는 턴 오프된다.The bipolar transistor is turned on or off according to the resistance value of the PCT device.

본 발명의 일실시예에 따른 액정표시장치는 화상이 표시되는 액정패널 및 제1 항 내지 제11 항 중 어느 한 항의 상기 LED 구동장치를 포함한다.A liquid crystal display according to an embodiment of the present invention includes a liquid crystal panel in which an image is displayed and the LED driving device of any one of claims 1 to 11.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 LED 구동 장치는 LED 및 LED 구동 회로를 보호할 수 있는 효과를 제공한다.As described above, the LED driving device according to the present invention provides an effect that can protect the LED and the LED driving circuit.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 LED 구동 장치를 나타내는 도면.
도 2는 도 1의 LED 구동부을 나타내는 내부 블록도.
도 3은 도 2의 정전류 제어부의 내부 회로도.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 주변 환경 온도에 따라 동작하는 정전류 제어부의 내부 회로도.1 is a view showing an LED driving device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an internal block diagram illustrating the LED driver of FIG. 1. FIG.
3 is an internal circuit diagram of the constant current controller of FIG. 2.
4 is an internal circuit diagram of a constant current controller operating according to an ambient environment temperature according to another embodiment of the present invention.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 LED 구동 장치의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the LED driving apparatus according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 LED 구동 장치를 나타내는 도면이고, 도 2는 도 1의 LED 구동부을 나타내는 내부 블록도이고, 도 3은 도 2의 정전류 제어부의 내부 회로도이다.1 is a view showing an LED driving apparatus according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is an internal block diagram showing the LED driver of Figure 1, Figure 3 is an internal circuit diagram of the constant current controller of FIG.

도 1를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 LED 구동 장치(100)는 전원부(30) 및 LED 구동부(50)를 포함한다. Referring to FIG. 1, the LED driving apparatus 100 according to an embodiment of the present invention includes a power supply unit 30 and an LED driving unit 50.

전원부(30)는 초기에 외부로부터 입력전압(Vin)을 제공받아 광원 유니트(70)에 배치되어 있는 다수의 LED(LED1, LED2, LED3, ... ,LEDn)를 구동시키기 위한 LED 구동전압(Vcc)을 생성한다. The power supply unit 30 initially receives an input voltage Vin from the outside to drive a plurality of LEDs (LED1, LED2, LED3, ..., LEDn) disposed in the light source unit 70 ( Vcc).

여기서, 광원 유니트(200)는 다수의 LED(LED1, LED2, LED3, ... ,LEDn)가 직렬로 배치되어 있는 LED 스트링(string)을 포함하며, 도면에 도시하지 않았으나, 다수의 LED 스트링(string)을 포함할 수 있다.Here, the light source unit 200 includes an LED string in which a plurality of LEDs (LED1, LED2, LED3, ..., LEDn) are arranged in series, and although not shown in the figure, a plurality of LED strings ( string).

이때, LED 스트링의 마지막 LED(LEDn)의 캐소드(cathode) 단자는 LED 구동부(50)에 연결되어 있으며, 마지막 LED(LEDn)의 캐소드(cathode) 단자의 LED 전압(VLED)은 LED 구동부(50)로 제공된다.At this time, the cathode terminal of the last LED (LEDn) of the LED string is connected to the LED driver 50, the LED voltage (V LED ) of the cathode (cathode) terminal of the last LED (LEDn) is the LED driver 50 Is provided.

또한, 전원부(30)는 LED 구동부(50)로부터 LED 전압(VLED)을 제공받으며, LED 전압(VLED) 값에 따라 LED 구동전압(Vcc)을 조절한다. 이렇게 조절된 LED 구동전압(Vcc)은 광원 유니트(70)로 제공된다.In addition, the power supply unit 30 receives the LED voltage V LED from the LED driver 50 and adjusts the LED driving voltage Vcc according to the LED voltage V LED value. The LED driving voltage Vcc thus adjusted is provided to the light source unit 70.

LED 구동부(50)는 LED 스트링의 마지막 LED(LEDn)의 캐소드(cathode) 단자로부터 LED 전압(VLED)을 제공받으며, 광원 유니트(70)에 배치되어 있는 다수의 LED 스트링(string)에 일정한 전류가 흐르도록 제어한다.The LED driver 50 receives the LED voltage V LED from the cathode terminal of the last LED LEDn of the LED string and supplies a constant current to a plurality of LED strings arranged in the light source unit 70. Control to flow.

이하, 도 2를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 구동회로의 LED 구동부에 대해 설명하기로 한다.Hereinafter, an LED driver of an LED driving circuit according to an exemplary embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 2.

도 2를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 LED 구동부(140)는 전압 모니터링부(52)와 정전류 제어부(54)를 포함한다.Referring to FIG. 2, the LED driver 140 according to an embodiment of the present invention includes a voltage monitoring unit 52 and a constant current controller 54.

전압 모니터링부(52)는 광원 유니트(200)의 LED 스트링의 마지막 LED(LEDn)의 캐소드(cathode) 단자의 LED 전압(VLED)을 제공받는다. 그리고, 전압 모니터링부(52)는 미리 설정된 기준전압과 LED 전압(VLED)을 비교한다. 이때, LED 전압(VLED)이 기준전압보다 낮은 전압이면, 전원부(30)에 제어신호(CON)를 제공하고, LED 전압(VLED)에 따른 소정의 전압(Vm)을 정전류 제어부(54)로 제공한다. 그러면, 전원부(30)는 제어신호(CON)에 의해 LED 구동전압(Vcc)을 조절하여 광원 유니트(70)로 제공한다. The voltage monitoring unit 52 is provided with the LED voltage V LED of the cathode terminal of the last LED LEDn of the LED string of the light source unit 200. The voltage monitoring unit 52 compares the preset reference voltage with the LED voltage V LED . In this case, when the LED voltage V LED is lower than the reference voltage, the control signal CON is provided to the power supply unit 30 and the predetermined current Vm according to the LED voltage V LED is applied to the constant current controller 54. To provide. Then, the power supply unit 30 adjusts the LED driving voltage Vcc by the control signal CON and provides it to the light source unit 70.

예를 들면, 미리 설정된 기준전압이 0.5V 내지 1V이고, LED 스트링의 마지막 LED(LEDn)의 캐소드(cathode) 단자의 LED 전압(VLED)이 0.4V라고 가정하면, LED 전압(VLED)이 기준전압보다 낮은 전압이므로, 전압 모니터링부(52)는 LED 전압(VLED)이 0.5V가 되도록 LED 구동전압(Vcc)을 조절하여 광원 유니트(70)로 제공한다. 이때에 정전류 제어부(54)는 동작하지 않게 된다. 이에 대한 자세한 설명은 도 3을 참조하여 설명하기로 한다.For example, assuming that the preset reference voltage is 0.5V to 1V and the LED voltage (V LED ) of the cathode terminal of the last LED (LEDn) of the LED string is 0.4V, the LED voltage (V LED ) is Since the voltage is lower than the reference voltage, the voltage monitoring unit 52 adjusts the LED driving voltage Vcc to provide the light source unit 70 so that the LED voltage V LED becomes 0.5V. At this time, the constant current controller 54 does not operate. Detailed description thereof will be described with reference to FIG. 3.

또한, 전압 모니터링부(52)는 미리 설정된 기준전압과 LED 전압(VLED)을 비교하여 LED 전압(VLED)이 기준전압보다 높은 전압, 예를 들어 LED 전압(VLED)이 3V이면, LED 전압(VLED)에 따른 소정의 전압(Vm)을 정전류 제어부(54)로 제공한다. 여기서, LED 전압(VLED)이 기준전압보다 높은 전압인 경우에는 LED 스트링의 중 적어도 어느 하나의 LED에 단락(short)이 발생한 것으로 판단하여 전압 모니터링부(52)는 0V의 전압을 정전류 제어부(54)로 제공한다. In addition, the voltage monitoring unit 52 compares the preset reference voltage with the LED voltage (V LED ), if the LED voltage (V LED ) is higher than the reference voltage, for example, the LED voltage (V LED ) is 3V, LED The predetermined voltage Vm according to the voltage V LED is provided to the constant current controller 54. Here, when the LED voltage (V LED ) is higher than the reference voltage, it is determined that a short has occurred in at least one LED of the LED string, and the voltage monitoring unit 52 may determine a voltage of 0 V as a constant current controller ( 54).

본 발명의 일 실시예에서는 전압 모니터링부(52)가 하나의 LED 스트링의 마지막 LED(LEDn)의 캐소드(cathode) 단자의 LED 전압(VLED)을 제공 받는 것에 대해 설명하였으나, 다수의 LED 스트링의 LED 전압(VLED)을 제공 받을 수 있다. 또한, 전압 모니터링부(52)는 다수의 LED 전압(VLED) 중에서 제일 낮은 LED 전압(VLED)과 미리 설정된 기준전압과 비교하여 비교 결과에 따라 LED 구동전압(Vcc)을 조절할 수도 있고, 정전류 제어부(54)의 동작을 멈추게 할 수 도 있다.In the exemplary embodiment of the present invention, the voltage monitoring unit 52 has been provided with the LED voltage V LED of the cathode terminal of the last LED LED1 of one LED string. LED voltage (V LED ) can be provided. In addition, the voltage monitoring unit 52 may be by a number of LED voltage (V LED) in comparison with the reference voltage preset and the lowest LED voltage (V LED) to control the LED driving voltage (Vcc) in response to the comparison result, a constant current The operation of the controller 54 may be stopped.

정전류 제어부(54)는 광원 유니트(70)에 배치되어 있는 LED 스트링(string)에 일정한 전류가 흐르도록 제어하는 역할을 한다. The constant current controller 54 controls the constant current to flow through the LED string disposed in the light source unit 70.

도 3을 참조하면, 정전류 제어부(54)는 (+) 입력 단자와 (-) 입력 단자를 갖는 연산 증폭기(OP1), 연산 증폭기의 출력 단자(Vop)에 연결되어 있는 저항(R1), 베이스는 저항(R1)의 일단과 연결되어 있으며, 콜렉터는 LED 스트링의 마지막 LED(LEDn)의 캐소드(cathode) 단자와 연결되어 있고, 에미터는 저항(R2)의 일단과 연결되어 있는 바이폴라 트랜지스터(T1) 및 일단은 바이폴라 트랜지스터(T1)의 에미터와 연결되어 있으며, 타단은 접지전압(GND)에 연결되어 있는 저항(R2)을 포함한다. Referring to FIG. 3, the constant current controller 54 includes an operational amplifier OP1 having a positive input terminal and a negative input terminal, a resistor R1 connected to an output terminal Vo of the operational amplifier, and a base. It is connected to one end of the resistor (R1), the collector is connected to the cathode terminal of the last LED (LEDn) of the LED string, the emitter is connected to one end of the resistor (R2) and the bipolar transistor (T1) and One end is connected to the emitter of the bipolar transistor T1, and the other end includes a resistor R2 connected to the ground voltage GND.

또한, 정전류 제어부(54)의 연산 증폭기(OP1)는 전압 모니터링부(52)로부터 LED 전압(VLED)에 따른 소정의 전압(Vm)을 제공받는다. 예를 들면, 광원 유니트(70)에 배치되어 있는 LED 스트링에 100mA의 전류를 흐르게 하기 위해서는 저항(R1)이 10Ω이라고 가정한다면, 전압 모니터링부(52)로부터 제공되는 소정의 전압(Vm)은 1V가 된다. In addition, the operational amplifier OP1 of the constant current controller 54 receives a predetermined voltage Vm according to the LED voltage V LED from the voltage monitoring unit 52. For example, if it is assumed that the resistor R1 is 10? In order to flow a current of 100 mA through the LED string disposed in the light source unit 70, the predetermined voltage Vm provided from the voltage monitoring unit 52 is 1V. Becomes

이에 따라 연산 증폭기(OP1)의 (+) 입력 단자에 1V의 전압이 인가되면, 소정의 전류가 저항(R1)에 흐르게 되고, 바이폴라 트랜지스터(T1)의 베이스 단자에 소정의 전압이 인가되어 바이폴라 트랜지스터(T1)가 턴 온된다. 이때, 바이폴라 트랜지스터(T1)의 에미터 단자에 연결되어 있는 저항(R2)에는 LED 스트링에 흐르는 100mA의 전류가 흐르게 된다. 따라서, 저항(R2)에 흐르는 전류를 일정하게 제어하게 됨으로써 정전류 회로로 동작하게 된다.Accordingly, when a voltage of 1 V is applied to the positive input terminal of the operational amplifier OP1, a predetermined current flows in the resistor R1, and a predetermined voltage is applied to the base terminal of the bipolar transistor T1, thereby providing a bipolar transistor. (T1) is turned on. At this time, a current of 100 mA flowing through the LED string flows through the resistor R2 connected to the emitter terminal of the bipolar transistor T1. Therefore, the current flowing through the resistor R2 is controlled constantly, thereby operating as a constant current circuit.

또한, 정전류 제어부(54)의 연산 증폭기(OP1)는 전압 모니터링부(52)로부터 LED 전압(VLED)에 따른 소정의 전압(Vm)을 제공받는데, LED 전압(VLED)이 기준전압보다 높은 전압인 경우, LED 스트링의 중 적어도 어느 하나의 LED에 단락(short)이 발생한 것으로 판단하여 전압 모니터링부(52)는 예를 들면, 0V의 전압을 연산 증폭기(OP1)의 (+) 입력 단자로 제공한다. In addition, the operational amplifier OP1 of the constant current controller 54 receives a predetermined voltage Vm according to the LED voltage V LED from the voltage monitoring unit 52, wherein the LED voltage V LED is higher than the reference voltage. In the case of a voltage, it is determined that a short has occurred in at least one LED of the LED string, and the voltage monitoring unit 52, for example, transfers a voltage of 0 V to the positive input terminal of the operational amplifier OP1. to provide.

한편, LED 스트링의 첫 번째 LED의 애노드(anode)에 LED 구동전압(Vcc)이 인가되고 있지만, 정전류 제어부(54)는 동작하지 않게 되고, 이로 인해 LED 스트링을 이루고 있는 LED(LED1, LED2, LED3, ... ,LEDn)들도 동작하지 않게 된다. 따라서, 다수의 LED 스트링 중 단락이 발생한 LED 스트링을 검출할 수 있게 된다.On the other hand, although the LED driving voltage (Vcc) is applied to the anode of the first LED of the LED string, the constant current controller 54 does not operate, which causes the LEDs (LED1, LED2, LED3) forming the LED string. , ..., LEDn) also do not work. Accordingly, it is possible to detect the LED string in which the short circuit occurs among the plurality of LED strings.

또한, 본 발명에서는 광원 유니트(70)의 주변 환경 온도에 따라 다수의 LED 스트링의 LED 전압(VLED)이 변동될 수 있으므로 주변 환경 온도에 따라 정전류 제어부의 동작을 멈추게 하여 정전류 제어부를 보호할 수 있다.In addition, in the present invention, since the LED voltages (V LEDs ) of the plurality of LED strings may vary according to the ambient environment temperature of the light source unit 70, the constant current controller may be protected by stopping the operation of the constant current controller according to the ambient environment temperature. .

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 주변 환경 온도에 따라 동작하는 정전류 제어부의 내부 회로도이다.4 is an internal circuit diagram of a constant current controller operating according to an ambient environment temperature according to another embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면, 정전류 제어부(74)의 바이폴라 트랜지스터(T1)의 온도가 높아질 때 바이폴라 트랜지스터(T1)의 콜렉터와 에미터 사이에 흐르는 전류를 차단하기 위해 베이스에 연결되어 있는 저항의 값을 크게 설정할 수 있는데 본 발명에서는 주변 환경 온도가 높아짐에 따라 저항 값이 커지는 PCT 소자(76)를 사용할 수 있다.Referring to FIG. 4, when the temperature of the bipolar transistor T1 of the constant current controller 74 is increased, the value of the resistor connected to the base to block the current flowing between the collector and the emitter of the bipolar transistor T1 is greatly increased. In the present invention, it is possible to use the PCT element 76 whose resistance value increases as the ambient temperature increases.

본 발명의 다른 실시예에 따른 주변 환경 온도에 따라 동작하는 정전류 제어부(74)는 (+) 입력 단자와 (-) 입력 단자를 갖는 연산 증폭기(OP1), 일단은 연산 증폭기의 출력 단자(Vop)에 연결되어 있으며, 타단은 바이폴라 트랜지스터(T1)의 베이스에 연결되어 있는 PCT 소자(76), 베이스는 PCT 소자(76)의 일단과 연결되어 있으며, 콜렉터는 LED 스트링의 마지막 LED(LEDn)의 캐소드(cathode) 단자와 연결되어 있고, 에미터는 저항(R1)의 일단과 연결되어 있는 바이폴라 트랜지스터(T1) 및 일단은 바이폴라 트랜지스터(T1)의 에미터와 연결되어 있으며, 타단은 접지전압(GND)에 연결되어 있는 저항(R1)을 포함한다. According to another embodiment of the present invention, the constant current controller 74 operating according to the ambient environment temperature includes an operational amplifier OP1 having a positive input terminal and a negative input terminal, and one end of the operational amplifier output op The other end is connected to the base of the PCT element 76, the base is connected to one end of the PCT element 76, the collector is the cathode of the last LED (LEDn) of the LED string It is connected to the (cathode) terminal, the emitter is connected to the bipolar transistor (T1) and one end is connected to the emitter of the bipolar transistor (T1) connected to one end of the resistor (R1), the other end to the ground voltage (GND) It includes a resistor (R1) connected.

또한, 정전류 제어부(54)는 전압 모니터링부(52)에서 LED 전압(VLED)에 따른 소정의 전압(Vm)을 제공하여도 주변 환경 온도가 높아짐에 따라 저항 값이 커지게 되므로, 정전류 제어부(74)는 동작하지 않게 된다. In addition, the constant current controller 54 may increase the resistance value as the ambient temperature increases even when the voltage monitoring unit 52 provides a predetermined voltage Vm according to the LED voltage V LED . 74 does not work.

상기와 같이, 본 발명에서는 다수의 LED 스트링 중 단락이 발생한 LED 스트링을 검출할 수 있으며, 이로 인해 단락이 발생한 LED 스트링에 전류를 차단할 수 있다. As described above, in the present invention, the LED string having a short circuit among the plurality of LED strings can be detected, and thus, a current can be interrupted in the LED string having a short circuit.

또한, 본 발명에서는 주변 환경 온도에 따라 저항 값이 커지는 PCT 소자를 사용하여 주변 환경 온도에 따라 정전류 제어부의 동작을 멈추게 하여 주변 온도에 의해 정전류 회로가 손상되는 것을 방지할 수 있다. 이로 인해 주변 환경 온도에 따라 정전류 회로를 보호할 수 있게 된다.In addition, the present invention can stop the operation of the constant current controller according to the ambient temperature by using a PCT element whose resistance value increases according to the ambient environment temperature, thereby preventing the constant current circuit from being damaged by the ambient temperature. This makes it possible to protect the constant current circuit according to the ambient temperature.

상기한 설명에 많은 사항이 구체적으로 기재되어 있으나 이것은 발명의 범위를 한정하는 것이라기보다 바람직한 실시예의 예시로서 해석되어야 한다. 따라서, 발명은 설명된 실시예에 의하여 정할 것이 아니고 특허청구범위와 특허청구범위에 균등한 것에 의하여 정하여져야 한다.Many details are set forth in the foregoing description but should be construed as illustrative of preferred embodiments rather than to limit the scope of the invention. Therefore, the invention should not be defined by the described embodiments, but should be defined by the claims and their equivalents.

30: 전원부 50: LED 구동부
52: 전압 모니터링부 54, 74: 정전류 제어부
70: 광원 유니트 76: PCT 소자
100: LED 구동회로30: power supply unit 50: LED driving unit
52: voltage monitoring unit 54, 74: constant current control unit
70: light source unit 76: PCT element
100: LED driving circuit

Claims (12)

직렬로 배치되어 있는 적어도 하나의 LED 스트링(string)을 포함하는 광원 유니트;
외부로부터 입력전압을 제공받아 상기 LED 스트링을 구동시키기 위한 LED 구동전압을 생성하는 전원부; 및
상기 LED 스트링의 마지막 LED의 캐소드 단자의 LED 전압을 제공받으며, 상기 LED 전압과 미리 설정된 기준전압과 비교하여 비교 결과에 따라 상기 LED 구동전압을 조절하거나 또는 상기 적어도 하나의 LED 스트링의 전류를 차단시키는 LED 구동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 LED 구동장치.A light source unit including at least one LED string disposed in series;
A power supply unit receiving an input voltage from an external source and generating an LED driving voltage for driving the LED string; And
The LED voltage of the cathode terminal of the last LED of the LED string is provided, and compares the LED voltage with a preset reference voltage to adjust the LED driving voltage or cut off the current of the at least one LED string according to a comparison result. LED driver comprising an LED driver. 제1항에 있어서,
상기 전원부는 상기 LED 구동부로부터 제공되는 상기 제어신호에 의해 상기 LED 구동전압을 조절하는 것을 특징으로 하는 LED 구동장치.The method of claim 1,
And the power supply unit adjusts the LED driving voltage by the control signal provided from the LED driving unit. 제2항에 있어서,
상기 제어신호에 의해 조절된 LED 구동전압은 상기 광원 유니트로 제공되는 것을 특징으로 하는 LED 구동장치.The method of claim 2,
LED driving voltage adjusted by the control signal is provided to the light source unit. 제1항에 있어서,
상기 LED 구동부는 상기 광원 유니트로부터 상기 LED 전압을 제공받으며, 상기 LED 전압과 미리 설정된 기준전압과 비교하여 비교 결과에 따라 상기 적어도 하나의 LED 스트링에 일정한 전류를 제공하는 제1 전압을 제공하거나 또는 상기 적어도 하나의 LED 스트링에 전류를 차단시키는 제2 전압을 제공하는 전압 모니터링부; 및
상기 전압 모니터링부로부터 상기 제1 전압 또는 제2 전압을 제공받아 상기 광원 유니트의 LED 스트링에 일정한 전류를 제공하거나 또는 차단시키는 정전류 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 LED 구동장치.The method of claim 1,
The LED driver receives the LED voltage from the light source unit, and provides a first voltage that provides a constant current to the at least one LED string according to a comparison result by comparing the LED voltage with a preset reference voltage or the A voltage monitoring unit providing a second voltage to cut off current to at least one LED string; And
And a constant current controller configured to receive the first voltage or the second voltage from the voltage monitoring unit to provide or cut a constant current to the LED string of the light source unit. 제4항에 있어서,
상기 전압 모니터링부는 상기 기준전압과 LED 전압을 비교하여 상기 LED 전압이 기준전압보다 낮은 전압이면, 상기 LED 구동전압을 조절하는 제어신호를 상기 전원부로 제공하고, 상기 제1 전압을 정전류 제어부로 제공하는 것을 특징으로 하는 LED 구동장치.The method of claim 4, wherein
The voltage monitoring unit compares the reference voltage and the LED voltage, and when the LED voltage is lower than the reference voltage, provides a control signal for adjusting the LED driving voltage to the power supply unit, and provides the first voltage to the constant current controller. LED drive device characterized in that. 제4항에 있어서,
상기 전압 모니터링부는 상기 기준전압과 LED 전압을 비교하여 상기 LED 전압이 기준전압보다 높은 전압이면, 상기 적어도 하나의 LED 스트링의 전류를 차단하는 제2 전압을 정전류 제어부로 제공하는 것을 특징으로 하는 LED 구동장치.The method of claim 4, wherein
The voltage monitoring unit compares the reference voltage and the LED voltage, and if the LED voltage is higher than the reference voltage, LED driving, characterized in that for providing a second voltage for blocking the current of the at least one LED string to the constant current controller Device. 제6항에 있어서,
상기 정전류 제어부는,
(+) 입력 단자에는 상기 제1 전압 또는 제2 전압이 제공되는 연산 증폭기;
일단은 상기 LED 스트링의 마지막 LED의 캐소드 단자에 연결되어 있는 바이폴라 트랜지스터;
일단은 상기 연산 증폭기의 출력 단자와 연결되어 있으며, 타단은 상기 바이폴라 트랜지스터의 베이스에 연결되어 있는 제1 저항; 및
일단은 상기 바이폴라 트랜지스터의 에미터에 연결되어 있으며, 타단은 접지전압에 연결되어 있는 제2 저항을 포함하는 것을 특징으로 하는 LED 구동장치.The method of claim 6,
The constant current control unit,
An operational amplifier provided with a positive voltage at a positive input terminal;
A bipolar transistor, one end of which is connected to the cathode terminal of the last LED of the LED string;
A first resistor connected at one end thereof to an output terminal of the operational amplifier and at the other end thereof to a base of the bipolar transistor; And
One end is connected to the emitter of the bipolar transistor, the other end is a LED driving device comprising a second resistor connected to the ground voltage. 제7항에 있어서,
상기 연산 증폭기의 (-) 입력 단자는 상기 바이폴라 트랜지스터의 에미터와 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 LED 구동장치.The method of claim 7, wherein
And the (−) input terminal of the operational amplifier is connected to the emitter of the bipolar transistor. 제6항에 있어서,
상기 정전류 제어부는,
(+) 입력 단자에는 상기 제1 전압 또는 제2 전압이 제공되는 연산 증폭기;
일단은 상기 LED 스트링의 마지막 LED의 캐소드 단자에 연결되어 있는 바이폴라 트랜지스터;
일단은 상기 연산 증폭기의 출력 단자와 연결되어 있으며, 타단은 상기 바이폴라 트랜지스터의 베이스에 연결되어 있는 PCT 소자; 및
일단은 상기 바이폴라 트랜지스터의 에미터에 연결되어 있으며, 타단은 접지전압에 연결되어 있는 제1 저항을 포함하는 것을 특징으로 하는 LED 구동장치.The method of claim 6,
The constant current control unit,
An operational amplifier provided with a positive voltage at a positive input terminal;
A bipolar transistor, one end of which is connected to the cathode terminal of the last LED of the LED string;
A PCT element having one end connected to an output terminal of the operational amplifier and the other end connected to a base of the bipolar transistor; And
One end is connected to the emitter of the bipolar transistor, the other end is a LED driving device comprising a first resistor connected to the ground voltage. 제9항에 있어서,
상기 PCT 소자는 온도가 높아짐에 따라 저항 값이 커지는 소자인 것을 특징으로 하는 LED 구동장치.10. The method of claim 9,
The PCT device is an LED drive device, characterized in that the resistance value increases as the temperature increases. 제10항에 있어서,
상기 PCT 소자의 저항 값에 따라 상기 바이폴라 트랜지스터가 턴 온 또는 턴 오프되는 것을 특징으로 하는 LED 구동장치.The method of claim 10,
And the bipolar transistor is turned on or off according to the resistance value of the PCT element. 화상이 표시되는 액정패널; 및
제1 항 내지 제11 항 중 어느 한 항의 상기 LED 구동장치를 포함하는 액정표시장치.A liquid crystal panel on which an image is displayed; And
12. A liquid crystal display device comprising the LED driver of any one of claims 1-11.
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KR20160011777A (en) * 2014-07-22 2016-02-02 삼성디스플레이 주식회사 Operation method of backlight unit and display device comprising the backlight unit

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Appeal kind category: Appeal against decision to decline refusal

Request date: 20180423

Decision date: 20190903

Appeal identifier: 2018101001747