KR20120032806A - 발광 다이오드 구동 장치 - Google Patents

발광 다이오드 구동 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 LED 채널간의 전압 편차에 의해 발생되는 발열을 저감시키기 위해 LED 채널간의 전압 편차에 따라 LED 채널별로 구동 전류를 흐르게 하는 듀티를 다르게 설정하는 발광 다이오드 구동 장치에 관한 것으로, 사전에 설정된 전압 레벨을 갖는 구동 전원을 공급받는 복수의 발광 다이오드 채널 각각에서 발생되는 전압 강하를 검출하는 검출부와, 상기 검출부로부터의 검출된 아날로그 값을 디지털 값으로 변환하는 변환부와, 상기 변환부로부터의 디지털 값에 따라 상기 복수의 발광 다이오드 채널 각각에 구동 전류를 흐르게 하는 스위칭 듀티를 설정하여 상기 복수의 발광 다이오드 채널을 구동시키는 구동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 구동 장치를 제공한다.

Description

발광 다이오드 구동 장치{DRIVER FOR LIGHT EMITTING DIODES}
본 발명은 발광 다이오드 구동 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 LED 채널간의 전압 편차에 의해 발생되는 발열을 저감시키기 위해 LED 채널간의 전압 편차에 따라 LED 채널별로 구동 전류를 흐르게 하는 듀티를 다르게 설정하는 발광 다이오드 구동 장치에 관한 것이다.
최근 들어, 현재 디스플레이 산업은 고해상도와 대화면 등의 멀티미디어 시대 요구를 반영한 신기술의 FPD(Flat Panel Display)시장이 주를 이루고 있고, 특히 대형 디스플레이 시장의 경우 LCD(Liquid Crystal Display) TV가 급진적 성장세를 보이고 있어 향후 가격과 시장성 측면에서 주도적 역할을 할 것으로 기대하고 있다.
기존 LCD TV의 경우 백라이트로 광원으로 CCFL(Cold Cathode Fluorescent Lamp)이 주로 사용되었지만, 최근에는 전력소모 및 수명, 친환경성 등과 같은 다양한 장점으로 인해 점차적으로 LED(Light Emitting Diode)를 사용되고 있는 추세이다. 따라서 LED를 이용한 백라이트 유닛 전력 모듈의 저가 전력 전자시스템의 구성과 그에 따른 적절한 제어 요소가 절실히 요구되고 있다.
이러한 요구를 만족시키기 위해서, 종래에는 각각의 LED 채널을 정전류로 제어하기 위해 스위치 소자를 사용하였으나, LED 채널이 직렬 연결된 복수의 LED로 구성되어 LED 간의 전압 편차가 발생하므로, LED 채널 간에 전류 불균형이 발생하여 휘도가 균일하지 못한 문제가 있다.
본 발명의 목적은 LED 채널간의 전압 편차에 의해 발생되는 발열을 저감시키기 위해 LED 채널간의 전압 편차에 따라 LED 채널별로 구동 전류를 흐르게 하는 듀티를 다르게 설정하는 발광 다이오드 구동 장치를 제공하는 것이다.
상술한 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 하나의 기술적인 측면은 사전에 설정된 전압 레벨을 갖는 구동 전원을 공급받는 복수의 발광 다이오드 채널 각각에서 발생되는 전압 강하를 검출하는 검출부와, 상기 검출부로부터의 검출된 아날로그 값을 디지털 값으로 변환하는 변환부와, 상기 변환부로부터의 디지털 값에 따라 상기 복수의 발광 다이오드 채널 각각에 구동 전류를 흐르게 하는 스위칭 듀티를 설정하여 상기 복수의 발광 다이오드 채널을 구동시키는 구동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 구동 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 하나의 기술적인 측면에 따르면, 상기 검출부는 상기 복수의 발광 다이오드 채널 각각에 대응되어 해당하는 발광 다이오드 채널의 전압 강하를 검출하는 복수의 검출기를 포함할 수 있다.
본 발명의 하나의 기술적인 측면에 따르면, 상기 구동부는 상기 복수의 발광 다이오드 채널 각각에 대응되어 해당하는 발광 다이오드 채널에 구동 전류를 흐르게 하는 스위칭 듀티를 설정하여 해당하는 발광 다이오드 채널을 구동시키는 복수의 구동기를 포함할 수 있다.
본 발명의 하나의 기술적인 측면에 따르면, 상기 복수의 검출기 각각으로부터의 검출값을 선택하여 상기 변환부에 전달하고, 상기 변환부로부터의 디지털 값을 선택하여 상기 복수의 구동기 각각에 전달하는 스위치부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 하나의 기술적인 측면에 따르면, 상기 스위치부는 상기 복수의 검출기 각각으로부터의 검출값을 선택하여 상기 변환부에 전달하는 제1 선택 스위치와, 상기 변환부로부터의 디지털 값을 선택하여 상기 복수의 구동기 각각에 전달하는 제2 선택 스위치를 포함할 수 있다.
본 발명의 하나의 기술적인 측면에 따르면, 상기 구동부는 전압 강하가 기준 전압보다 클수록 스위칭 온 듀티를 길게 설정하고, 전압 강하가 기준 전압보다 작을수록 스위칭 온 듀티를 짧게 설정할 수 있다.
본 발명의 하나의 기술적인 측면에 따르면, 상기 검출부, 변환부 및 구동부는 적어도 하나의 집적 회로로 구성될 수 있다.
본 발명의 하나의 기술적인 측면에 따르면, 상기 복수의 발광 다이오드 채널 각각과 접지 사이에 연결되어 상기 구동부에 의해 설정된 스위칭 듀티에 따라 턴 온 및 오프하여 해당하는 발광 다이오드 채널을 구동시키는 복수의 스위치를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 하나의 기술적인 측면에 따르면, 상기 구동부로부터의 스위칭 듀티 신호를 버퍼링하여 해당하는 스위치에 각각 전달하는 복수의 버퍼를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 하나의 기술적인 측면에 따르면, 상기 변환부는 상기 복수의 검출기에 대응되어 상기 복수의 검출기 각각으로부터 검출된 아날로그 값을 디지털 값을 변환하여 상기 복수의 구동기 중 해당하는 구동기에 전달하는 복수의 변환기를 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면, LED 채널간의 전압 편차에 의해 발생되는 발열을 저감시키기 위해 LED 채널간의 전압 편차에 따라 LED 채널별로 구동 전류를 흐르게 하는 듀티를 다르게 설정하여, LED 채널 및 스위칭 소자에서 발생하는 발열을 저감하고, 이에 의해 구동 장치를 적어도 하나의 집적회로로 집적화할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 발광 다이오드 구동 장치의 일 실시예.
도 2는 본 발명의 발광 다이오드 구동 장치의 다른 일 실시예.
도 3은 본 발명의 발광 다이오드 구동 장치의 동작 그래프.
이하, 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 발광 다이오드 구동 장치의 일 실시예이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 발광 다이오드 구동 장치(100)는 검출부(110), 변환부(120) 및 구동부(130)를 포함할 수 있고, 스위치부(140)를 더 포함할 수 있다.
검출부(110)는 각각 복수의 발광 다이오드가 직렬 연결된 복수의 발광 다이오드 채널(L1~LN)의 전압 강하를 검출할 수 있다. 복수의 발광 다이오드 채널(L1~LN)에는 사전에 설정된 전압 레벨을 갖는 구동 전원(VLED)이 각각 전달되어 복수의 발광 다이오드 채널(L1~LN)은 광을 방출할 수 있다. 이때, 발광 다이오드 각각은 전달받은 전원의 전압 레벨을 강하시킬 수 있는데, 발광 다이오드 각각의 전압 강하값이 서로 다를 수 있다. 검출부(110)는 복수의 발광 다이오드 채널(L1~LN)의 전압 강하값을 검출할 수 있고, 복수의 발광 다이오드 채널(L1~LN)에 대응되는 복수의 검출기(111~11N)를 포함하여 복수의 발광 다이오드 채널(L1~LN) 각각의 전압 강하값을 검출할 수 있다.
변환부(120)는 검출부(110)에 검출된 아날로그 형태의 검출값을 디지털 형태의 검출값으로 변환하여 구동부(130)에 전달할 수 있다.
구동부(130)는 변환부(120)로부터의 디지털 형태의 검출값에 따라 복수의 발광 다이오드 채널(L1~LN)의 구동을 제어하는 스위칭 듀티를 설정하고, 설정된 스위칭 듀티를 갖는 스위칭 신호를 복수의 발광 다이오드 채널(L1~LN)에 전달할 수 있다. 이를 위해, 구동부(130)는 복수의 구동기(131~13N)를 포함할 수 있고, 복수의 구동기(131~13N) 각각은 복수의 발광 다이오드 채널(L1~LN)에 대응되어 해당하는 발광 다이오드 채널(L1~LN)에 상기 스위칭 신호를 전달할 수 있다. 한편, 복수의 구동기(131~13N) 각각은 외부로부터 디밍 신호(PWM)를 전달받을 수 있으며, 디밍 신호(PWM)가 스위칭 온 신호일 경우에 복수의 발광 다이오드 채널(L1~LN)를 구동시킬 수 있다. 복수의 구동기(131~13N) 각각은 해당하는 발광 다이오드 채널(L1~LN)로부터 검출된 디지털 형태의 검출값에 따라 스위칭 듀티를 설정할 수 있는데, 해당하는 발광 다이오드 채널(L1~LN)의 전압 강하값이 크면 스위칭 온 듀티를 길게 설정하고, 해당하는 발광 다이오드 채널(L1~LN)의 전압 강하값이 작으면 스위칭 온 듀티를 짧게 설정할 수 있다. 이에 따라, 복수의 발광 다이오드 채널(L1~LN) 간에 균일한 휘도를 가질 수 있도록 하고, 복수의 발광 다이오드 채널(L1~LN) 간의 전압 강하 편차에 의한 발열을 저감시킬 수 있다. 또한, 상술한 발열의 저감에 의해 본 발명의 발광 다이오드 구동 장치를 적어도 하나의 집적 회로로 구현할 수 있다.
스위치부(140)는 제1 선택 스위치(SW1)와 제2 선택 스위치(SW2)를 포함할 수 있고, 제1 선택 스위치(SW1)는 변환부(120)과 복수의 검출기(111~11N) 간의 연결을 선택적으로 제공할 수 있고, 제2 선택 스위치(SW2)는 변환부(120)과 복수의 구동기(131~13N) 간의 연결을 선택적으로 제공할 수 있다.
본 발명의 발광 다이오드 구동 장치에는 복수의 스위치(M1~MN)가 더 포함될 수 있다. 복수의 발광 다이오드 채널(L1~LN)과 접지 사이 각각 에는 복수의 스위치(M1~MN)가 각각 연결되어 구동부(130)로부터의 스위칭 신호에 따라 스위칭 온 및 오프하여 해당하는 발광 다이오드 채널(L1~LN)에 전류가 흐르게 하거나 차단할 수 있다. 더하여, 본 발명의 발광 다이오드 구동 장치에는 복수의 구동기(131~13N) 각각으로부터의 스위칭 신호를 버퍼링하여 해당하는 스위치(M1~MN)에 전달하는 복수의 버퍼(B1~BN)가 더 포함될 수 있다.
도 2는 본 발명의 발광 다이오드 구동 장치의 다른 일 실시예이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 발광 다이오드 구동 장치의 다른 일 실시예(200)는 변환부(120)가 복수의 변환기(121~12N)를 포함할 수 있고, 복수의 변환기(121~12N) 각각은 복수의 검출기(111~11N)와 복수의 구동기(131~13N)과 대응되어 해당하는 검출기로부터의 아날로그 형태의 검출값을 디지털 형태의 검출값으로 변환하여 해당하는 구동기에 전달할 수 있다. 이에 따라, 도 1의 본 발명의 발광 다이오드 구동 장치의 일 실시예(100)에 대비하여 스위치부(140)가 생략될 수 있다. 이외의 검출부(210) 및 구동부(230)는 도 1에 도시된 검출부(110) 및 구동부(130)와 동일하므로 상세한 설명은 생략하도록 한다.
도 3은 본 발명의 발광 다이오드 구동 장치의 동작 그래프이다.
도 1과 함께 도 3을 참조하면, 외부로부터의 디밍 신호(PWM)가 스위칭 온 시에만 구동부(130)는 스위칭 신호를 해당하는 발광 다이오드 채널(L1~LN)에 전달할 수 있다. 이때, 해당하는 발광 다이오드 채널(L1~LN)의 전압 강하가 사전에 설정된 기준 전압 레벨보다 클수록 스위치(M1~MN)을 스위칭 온시키는 스위칭 온 듀티를 길게 설정하고, 해당하는 발광 다이오드 채널(L1~LN)의 전압 강하가 사전에 설정된 기준 전압 레벨보다 작을수록 스위치(M1~MN)을 스위칭 온시키는 스위칭 온 듀티를 짧게 설정할 수 있다(Min Ch, Max Ch).
도 1의 본 발명의 발광 다이오드 구동 장치의 일 실시예(100)에서는 제1 및 제2 선택 스위치(SW1,SW2)의 선택 동작을 위해 선택 신호(sw)가 제공될 수 있으며, 이에 따라, 선택 신호(sw)와 스위칭 신호(Min Ch, Max Ch) 간의 동기가 이루어져 해당하는 발광 다이오드 채널의 전압 강하의 변동에 따라 해당하는 발광 다이오드 채널의 스위칭 신호의 스위칭 온 듀티를 가변하여 설정할 수 있다.
도 3의 동작 그래프는 선택 신호(sw)를 제외하면 도 2의 본 발명의 발광 다이오드 구동 장치의 다른 일 실시예(200)에도 동일하게 적용할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따르면, LED 채널간의 전압 편차에 따라 LED 채널별로 구동 전류를 흐르게 하는 스위칭 온 듀티를 다르게 설정하여 LED 채널간의 전압 편차에 의해 발생되는 발열을 저감시키고, LED 채널간의 휘도를 균일하게 유지할 수 있으며, 발광 다이오드 구동 장치를 하나의 집적 회로로 구현할 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고 후술하는 특허청구범위에 의해 한정되며, 본 발명의 구성은 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 그 구성을 다양하게 변경 및 개조할 수 있다는 것을 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 쉽게 알 수 있다.
100,200...발광 다이오드 구동 장치
110,210...검출부
120,220...변환부
130,230...구동부
140...스위치부

Claims (10)

  1. 사전에 설정된 전압 레벨을 갖는 구동 전원을 공급받는 복수의 발광 다이오드 채널 각각에서 발생되는 전압 강하를 검출하는 검출부;
    상기 검출부로부터의 검출된 아날로그 값을 디지털 값으로 변환하는 변환부; 및
    상기 변환부로부터의 디지털 값에 따라 상기 복수의 발광 다이오드 채널 각각에 구동 전류를 흐르게 하는 스위칭 듀티를 상이하게 설정하여 상기 복수의 발광 다이오드 채널을 구동시키는 구동부
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 구동 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 검출부는 상기 복수의 발광 다이오드 채널 각각에 대응되어 해당하는 발광 다이오드 채널의 전압 강하를 검출하는 복수의 검출기를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 구동 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 구동부는 상기 복수의 발광 다이오드 채널 각각에 대응되어 해당하는 발광 다이오드 채널에 구동 전류를 흐르게 하는 스위칭 듀티를 설정하여 해당하는 발광 다이오드 채널을 구동시키는 복수의 구동기를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 구동 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 복수의 검출기 각각으로부터의 검출값을 선택하여 상기 변환부에 전달하고, 상기 변환부로부터의 디지털 값을 선택하여 상기 복수의 구동기 각각에 전달하는 스위치부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 구동 장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 스위치부는
    상기 복수의 검출기 각각으로부터의 검출값을 선택하여 상기 변환부에 전달하는 제1 선택 스위치; 및
    상기 변환부로부터의 디지털 값을 선택하여 상기 복수의 구동기 각각에 전달하는 제2 선택 스위치
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 구동 장치.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 변환부는 상기 복수의 검출기에 대응되어 상기 복수의 검출기 각각으로부터 검출된 아날로그 값을 디지털 값을 변환하여 상기 복수의 구동기 중 해당하는 구동기에 전달하는 복수의 변환기를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 구동 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 구동부는 전압 강하가 기준 전압보다 클수록 스위칭 온 듀티를 길게 설정하고, 전압 강하가 기준 전압보다 작을수록 스위칭 온 듀티를 짧게 설정하는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 구동 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 검출부, 변환부 및 구동부는 적어도 하나의 집적 회로로 구성되는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 구동 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 발광 다이오드 채널 각각과 접지 사이에 연결되어 상기 구동부에 의해 설정된 스위칭 듀티에 따라 턴 온 및 오프하여 해당하는 발광 다이오드 채널을 구동시키는 복수의 스위치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 구동 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 구동부로부터의 스위칭 듀티 신호를 버퍼링하여 해당하는 스위치에 각각 전달하는 복수의 버퍼를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 구동 장치.
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