KR20120058268A - Light Emitting Diode driving voltage control circuit and Light Emitting Diode driving system - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A control circuit of an LED driving voltage and a led driving system are provided to prevent the increase of a current flowing to an LED array by reducing time for charging a capacitor at a fixed voltage. CONSTITUTION: A DC/DC converter(110) generates a voltage for LED driving. A luminance detector(130) generates a luminance detection voltage. The luminance detection voltage controls the uniform luminance of an LED. A control voltage generator(140) compares the sum voltages of a full up voltage, the luminance detection voltage, and the voltage for LED driving with a second reference voltage. The control voltage generator generates a control voltage corresponding to comparison results.

Description

ＬＥＤ 구동전압 조절회로 및 ＬＥＤ 구동 시스템{Light Emitting Diode driving voltage control circuit and Light Emitting Diode driving system} LED driving voltage control circuit and LED driving system {Light Emitting Diode driving voltage control circuit and Light Emitting Diode driving system}

본 발명은 구동전압의 전압 준위를 조절하는 구동전압 조절회로에 관한 것으로, 특히 LED 어레이에 공급하는 공급전압의 전압준위를 조절할 때, 피드백되는 구동전압과 피드백되는 휘도검출전압에 의한 오버 슈트가 발생하지 않아 저 전압 기동이 가능한 LED 구동전압 조절회로에 관한 것이다.
The present invention relates to a driving voltage adjusting circuit for adjusting the voltage level of the driving voltage, and in particular, when adjusting the voltage level of the supply voltage supplied to the LED array, an overshoot is generated due to the driving voltage fed back and the luminance detection voltage fed back. The present invention relates to an LED driving voltage control circuit capable of starting low voltage.

발광다이오드(Light Emitting Diode)에 전기를 공급하면 빛을 방출하는데, 하나의 발광다이오드로부터 출력되는 빛의 크기는 작지만, 직렬로 연결된 복수 개의 발광다이오드 즉 발광다이오드 스트링(string)으로부터 방출되는 빛은 그 밝기가 상당하다. 만일 발광다이오드 스트링을 복수 개 병렬로 연결한 발광다이오드 어레이를 구성할 경우, 발광다이오드 어레이로부터 발산되는 빛의 양은 발광다이오드 어레이의 크기에 대응되는 규모의 실내를 밝히는 조명용으로 사용하기에 부족함이 없다. When electricity is supplied to a light emitting diode, a light emitted from one light emitting diode is small, but light emitted from a plurality of light emitting diodes connected in series, that is, light emitting diode strings, is emitted. The brightness is considerable. If a light emitting diode array in which a plurality of light emitting diode strings are connected in parallel is configured, the amount of light emitted from the light emitting diode array is not sufficient for lighting for illuminating a room having a size corresponding to the size of the light emitting diode array.

발광다이오드의 수명은 발광다이오드에서 소비되는 전력량에 따라 결정되며, 일반적으로 발광다이오드 어레이를 구동하는 전력 공급원의 전압준위는 발광다이오드 어레이의 빛의 세기를 결정하기 때문에 전력 공급원의 전압준위를 결정하는 데는 일정한 제약이 따른다. 즉 구동전압의 전압준위는 일정한 전압 이하로 되거나 일정한 전압 이상이 되지 않도록 결정된다. The lifetime of a light emitting diode is determined by the amount of power consumed by the light emitting diode. In general, the voltage level of the power supply driving the LED array determines the intensity of the light of the LED array. There are certain restrictions. That is, the voltage level of the driving voltage is determined so as not to be lower than or equal to a constant voltage.

전력 공급원의 전압준위는 발광다이오드 어레이에 공급할 당시에는 문제가 없지만 여러 가지 이유로 인해 변하게 되며, 경우에 따라서는 구동전압은 변하지 않더라도 발광다이오드 어레이를 구성하는 단위 발광다이오드의 상태에 따라 발광다이오드 어레이에 흐르는 전류의 양이 증가 또는 감소하기도 한다.
The voltage level of the power supply is not a problem at the time of supply to the LED array, but changes for various reasons. In some cases, even though the driving voltage does not change, the voltage flows through the LED array according to the state of the unit LEDs constituting the LED array. The amount of current may increase or decrease.

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, LED 어레이에 공급하는 LED 구동전압의 전압준위를 조절할 때, 피드백되는 LED 구동전압과 피드백되는 휘도검출전압에 의한 오버 슈트가 발생하지 않도록 하는 LED 구동 시스템을 제공하는 것에 있다.
The technical problem to be solved by the present invention, when adjusting the voltage level of the LED driving voltage supplied to the LED array, to provide an LED driving system to prevent the overshoot caused by the feedback LED driving voltage and the feedback brightness detection voltage. It is in doing it.

본 발명이 해결하고자 하는 다른 기술적 과제는, LED 어레이에 공급하는 전력 공급원의 전압준위를 조절할 때, 피드백되는 LED 구동전압과 피드백되는 휘도검출전압에 의한 오버 슈트가 발생하지 않도록 하는 LED 구동전압 조절회로를 제공하는 것에 있다.
Another technical problem to be solved by the present invention is to adjust the voltage level of the power supply source for supplying the LED array, LED driving voltage control circuit to prevent the overshoot caused by the feedback LED driving voltage and the brightness detection voltage is fed back Is to provide.

상기 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명에 따른 LED 구동 시스템은, DC/DC 컨버터, LED 어레이, 휘도검출기 및 제어전압 생성기를 구비한다. 상기 DC/DC 컨버터는 입력전압 및 제어전압에 응답하여 LED 구동용 전압을 생성한다. 상기 LED 어레이는 상기 LED 구동용 전압(Vo)에 응답하여 동작한다. 상기 휘도검출기는 제1 기준전압을 이용하여 상기 LED 어레이에 흐르는 전류로부터 상기 LED 어레이를 구성하는 LED의 균일한 휘도를 조절하기 위한 휘도검출전압을 생성한다. 상기 제어전압 생성기는 풀 업 전압, 상기 휘도검출전압 및 상기 LED 구동용 전압의 합 전압과 제2 기준전압을 비교하고 비교결과에 대응되는 상기 제어전압을 생성한다.
LED driving system according to the present invention for achieving the above technical problem is provided with a DC / DC converter, an LED array, a brightness detector and a control voltage generator. The DC / DC converter generates an LED driving voltage in response to an input voltage and a control voltage. The LED array operates in response to the LED driving voltage Vo. The luminance detector generates a luminance detection voltage for adjusting uniform luminance of the LEDs constituting the LED array from current flowing through the LED array using a first reference voltage. The control voltage generator compares a sum voltage of the pull-up voltage, the luminance detection voltage, and the LED driving voltage with a second reference voltage and generates the control voltage corresponding to the comparison result.

상기 다른 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명에 따른 LED 구동전압 조절회로는, 피드백 부 및 증폭부를 구비한다. 상기 피드백부는 LED 구동전압을 이용하여 동작하는 LED 어레이에 흐르는 전류량으로부터 상기 LED 어레이를 구성하는 복수 개의 LED의 휘도에 대한 정보를 가진 휘도검출전압, 풀 업 전압 및 상기 구동전압을 수신한다. 상기 증폭부는 상기 휘도검출전압, 상기 풀 업 전압 및 상기 구동전압의 합 전압과 기준전압을 비교하여 상기 구동전압의 전압준위를 결정하는데 사용되는 제어전압을 생성한다.
LED driving voltage control circuit according to the present invention for achieving the above another technical problem is provided with a feedback unit and an amplifier. The feedback unit receives a luminance detection voltage, a pull-up voltage, and the driving voltage having information on the luminance of the plurality of LEDs constituting the LED array from the amount of current flowing through the LED array operating using the LED driving voltage. The amplifier generates a control voltage used to determine the voltage level of the driving voltage by comparing the sum of the luminance detection voltage, the pull-up voltage and the driving voltage with a reference voltage.

본 발명은 LED 어레이에 공급하는 공급전압의 전압준위를 조절할 때, 피드백되는 구동전압과 피드백되는 휘도검출전압에 의한 오버 슈트가 발생하지 않아 저 전압 기동이 가능하다는 장점이 있다.
When the voltage level of the supply voltage supplied to the LED array is adjusted, the present invention has the advantage that the overshoot due to the fed back driving voltage and the fed back luminance detection voltage does not occur, thereby enabling low voltage starting.

도 1은 본 발명에 따른 LED 구동 시스템의 블록 다이어그램이다.
도 2는 도 1에 도시된 휘도검출기 및 제어전압 생성기의 내부 블록다이어그램이다.
도 3은 본 발명에 따른 휘도검출기 및 제어전압 생성기를 구비하지 않는 LED 구동 시스템에서의 LED 구동전압, 휘도검출전압 및 LED 어레이에 흐르는 전류의 시간에 따른 변화를 나타낸다.
도 4는 본 발명에 따른 휘도검출기 및 제어전압 생성기를 구비하는 LED 구동 시스템에서의 LED 구동전압, 휘도검출전압 및 LED 어레이에 흐르는 전류의 시간에 따른 변화를 나타낸다. 1 is a block diagram of an LED drive system according to the present invention.
FIG. 2 is an internal block diagram of the luminance detector and the control voltage generator shown in FIG. 1.
Figure 3 shows the change over time of the LED driving voltage, the luminance detection voltage and the current flowing in the LED array in the LED drive system without the luminance detector and the control voltage generator according to the present invention.
Figure 4 shows the change over time of the LED driving voltage, the luminance detection voltage and the current flowing in the LED array in the LED drive system having a luminance detector and a control voltage generator according to the present invention.

본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 예시적인 실시 예를 설명하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다. In order to fully understand the present invention and the operational advantages of the present invention and the objects achieved by the practice of the present invention, reference should be made to the accompanying drawings, which are provided for explaining exemplary embodiments of the present invention, and the contents of the accompanying drawings.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.
Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Like reference numerals in the drawings denote like elements.

복수 개의 발광다이오드를 구비하는 LED 어레이의 휘도 조절을 위해서는 발광다이오드에 흐르는 전류가 일정하게 되어야 하는데, 이를 위해서 LED 어레이에 공급되는 LED 구동전압과 LED 어레이에 흐르는 전류의 양을 동시에 조절하여야 한다. In order to adjust the brightness of the LED array having a plurality of light emitting diodes, the current flowing through the light emitting diodes must be constant. For this purpose, the LED driving voltage supplied to the LED array and the amount of current flowing through the LED array must be simultaneously adjusted.

이를 위해서는 LED 구동전압과 LED 어레이에 흐르는 전류의 양을 동시에 검출하고 이에 대응되는 제어신호를 생성하여야 하는데, LED 어레이에 흐르는 전류의 양을 검출할 때 사용하는 커패시터의 충전 시간이 커짐에 따라 초기 가동시 즉 상기 커패시터에 충전이 충분히 이루어지지 않는 시간에 LED 어레이로 흐르는 전류가 갑자기 증가하는 현상(overshoot)이 나타난다.
To do this, it is necessary to simultaneously detect the LED driving voltage and the amount of current flowing through the LED array and to generate a control signal corresponding thereto. The initial operation is performed as the charging time of the capacitor used to detect the amount of current flowing through the LED array increases. In other words, an overshoot occurs when the current flowing to the LED array suddenly increases when the capacitor is not sufficiently charged.

본 발명은 이러한 현상을 방지하기 위하여, LED 어레이에 흐르는 전류의 양을 검출하는데 사용되는 커패시터를 일정한 전압 이상으로 충전시킴으로써 커패시터를 일정한 전압으로 충전시키는데 소비되는 시간을 감소시키는 것이다. In order to prevent this phenomenon, the present invention is to reduce the time spent charging the capacitor to a constant voltage by charging the capacitor used to detect the amount of current flowing in the LED array above a certain voltage.

커패시터가 일정한 전압으로 충전되는 시간이 감소함에 따라 초기 기동시 LED 어레이로 흐르는 전류가 갑자기 증가하는 현상이 방지된다.
As the time for the capacitor to charge to a constant voltage decreases, a sudden increase in current into the LED array at initial startup is prevented.

도 1은 본 발명에 따른 LED 구동 시스템의 블록 다이어그램이다. 1 is a block diagram of an LED drive system according to the present invention.

도 1을 참조하면, LED 구동 시스템(100)은, DC/DC 컨버터(110), LED 어레이(120), 휘도검출기(130) 및 제어전압 생성기(140)를 구비한다. Referring to FIG. 1, the LED driving system 100 includes a DC / DC converter 110, an LED array 120, a luminance detector 130, and a control voltage generator 140.

DC/DC 컨버터(110)는 입력전압(VIN) 및 제어전압(VC)에 응답하여 LED 구동용 전압(Vo)을 생성한다. LED 어레이(120)는 LED 구동용 전압(Vo)에 응답하여 동작한다. LED 어레이(120)에 흐르는 전류(Io)는 전류 센스 저항(Rs)를 이용하여 DC/DC 컨버터(110)에 피드백 된다. 휘도검출기(130)는 제1 기준전압(VREF1)을 이용하여 LED 어레이(120)에 흐르는 전류(Io)로부터 LED 어레이(120)를 구성하는 발광다이오드의 균일한 휘도를 조절하는데 사용되는 휘도검출전압(VCFB)을 생성한다. 제어전압 생성기(140)는 풀 업 전압(VPU), 휘도검출전압(VCFB) 및 LED 구동용 전압(Vo)의 합 전압과 제2 기준전압(VREF2)을 비교하고 비교결과에 대응되는 상기 제어전압(VC)을 생성한다.
The DC / DC converter 110 generates the LED driving voltage Vo in response to the input voltage V IN and the control voltage V C. The LED array 120 operates in response to the LED driving voltage Vo. The current Io flowing through the LED array 120 is fed back to the DC / DC converter 110 using the current sense resistor Rs. The luminance detector 130 detects luminance used to adjust uniform luminance of the light emitting diodes constituting the LED array 120 from a current Io flowing in the LED array 120 using the first reference voltage V REF1 . Generate the voltage V CFB . The control voltage generator 140 compares the sum of the pull-up voltage V PU , the luminance detection voltage V CFB , and the LED driving voltage Vo with the second reference voltage V REF2 and corresponds to the comparison result. The control voltage V C is generated.

도 2는 도 1에 도시된 휘도검출기 및 제어전압 생성기의 내부 블록다이어그램이다. FIG. 2 is an internal block diagram of the luminance detector and the control voltage generator shown in FIG. 1.

도 2를 참조하면, 휘도검출기(130)는 제5 저항(R5), 비교기(COM), 피드백 커패시터(CF) 및 모스트랜지스터(M1)를 구비한다. Referring to FIG. 2, the luminance detector 130 includes a fifth resistor R5, a comparator COM, a feedback capacitor C F , and a MOS transistor M1.

제5 저항(R5)는 일 단자로 상기 LED 어레이에 흐르는 전류(Io)를 수신하고 다른 일 단자는 접지(GND)된다. 비교기(COM)는 일 입력단자(+)에 제1 기준전압(VREF1)이 인가되고 다른 일 입력단자(-)로 LED 어레이(1200에 흐르는 전류(Io)를 수신한다. 피드백 커패시터(CF)는 비교기(COM)의 다른 일 입력단자(-)와 비교기(COM)의 출력단자 사이에 설치된다. 모스트랜지스터(M1)는 일 단자는 접지되어 있으며 비교기(COM)의 출력단자의 전압준위에 응답하여 다른 일 단자로 상기 제1 검출전압(VCFB)을 생성한다. The fifth resistor R5 receives the current Io flowing through the LED array through one terminal and the other terminal is grounded. The comparator COM receives the first reference voltage V REF1 applied to one input terminal + and receives the current Io flowing through the LED array 1200 through the other input terminal −. Feedback capacitor C F ) Is installed between the other input terminal (-) of the comparator COM and the output terminal of the comparator COM The MOS transistor M1 has one terminal grounded and the voltage level of the output terminal of the comparator COM. In response, the first detection voltage V CFB is generated at the other terminal.

도 2를 참조하면, 제어전압 생성기(140)는 피드백부(210) 및 증폭부(220)를 구비한다. Referring to FIG. 2, the control voltage generator 140 includes a feedback unit 210 and an amplifier 220.

피드백부(210)는 LED 구동용 전압(Vo), 풀 업 전압(VB) 및 휘도검출전압(VCFB)을 수신한다. The feedback unit 210 receives the LED driving voltage Vo, the pull-up voltage V B , and the luminance detection voltage V CFB .

피드백부(210)는, 제1 피드백 저항(R1), 제2 피드백 저항(R2), 제3 피드백 저항(R), 평활용 커패시터(C) 및 풀 업 임피던스(ZPU)를 구비한다. The feedback unit 210 includes a first feedback resistor R1, a second feedback resistor R2, a third feedback resistor R, a smoothing capacitor C, and a pull-up impedance Z PU .

제1 피드백 저항(R1)은 일 단자가 LED 구동용 전압(Vo)을 수신한다. 제2 피드백 저항(R2)은 일 단자가 상기 휘도검출전압(VCFB)을 수신하고 다른 일 단자가 상기 제1 피드백 저항(R1)의 다른 일 단자에 연결된다. 평활용 커패시터(C)는 일 단자가 상기 제2 피드백 저항(R2)의 일 단자에 연결되고 다른 일 단자는 접지(GND)된다. 풀 업 임피던스(ZPU)는 일 단자가 상기 풀 업 전압(VPU)을 수신하고 다른 일 단자는 상기 제2 피드백 저항(R2) 및 상기 평활용 커패시터(C)의 공통단자에 연결된다.
One terminal of the first feedback resistor R1 receives the LED driving voltage Vo. One terminal of the second feedback resistor R2 receives the luminance detection voltage V CFB and the other terminal of the second feedback resistor R2 is connected to the other terminal of the first feedback resistor R1. The smoothing capacitor C has one terminal connected to one terminal of the second feedback resistor R2 and the other terminal to ground GND. One pull-up impedance Z PU is connected to a common terminal of the second feedback resistor R2 and the smoothing capacitor C, with one terminal receiving the pull-up voltage V PU .

증폭부(220)는 피드백부(210)로부터 수신된 LED 구동용 전압(Vo), 풀 업 전압(VPU) 및 휘도검출전압(VCFB)의 합 전압과 제2 기준전압(VREF2)을 비교하여 제어전압(VC)을 생성한다. The amplifier 220 may adjust the sum of the LED driving voltage Vo, the pull-up voltage V PU , and the luminance detection voltage V CFB received from the feedback unit 210 and the second reference voltage V REF2 . In comparison, the control voltage V C is generated.

증폭부(220)는, 증폭기(OP) 및 피드백 임피던스(ZF)를 구비한다. The amplifier 220 includes an amplifier OP and a feedback impedance Z F.

증폭기(OP)는 일 입력단자에 상기 제2 기준전압(VREF2)이 인가되며, 다른 일 단자가 상기 제1 피드백 저항(R1), 상기 제2 피드백 저항(R2) 및 상기 제3 피드백 저항(R3)의 공통단자에 연결되고 상기 제2 검출전압(VC)을 생성한다. 피드백 임피던스(ZF)는 상기 증폭기의 일 단자 및 출력 단자 사이에 설치된다.
The amplifier OP is applied with the second reference voltage V REF2 to one input terminal, and the other terminal is provided with the first feedback resistor R1, the second feedback resistor R2, and the third feedback resistor ( It is connected to the common terminal of R3) and generates the second detection voltage (V C ). The feedback impedance Z F is provided between one terminal and the output terminal of the amplifier.

이하에서는 본 발명에 따른 LED 구동전압 조절회로 및 LED 구동 시스템의 동작에 대하여 설명한다. Hereinafter, the operation of the LED driving voltage control circuit and the LED driving system according to the present invention.

도 2를 참조하면, 휘도검출전압(VCFB)의 전압준위는 평활 커패시터(C)의 일단자의 전압으로서, 풀 업 전압(VPU) 및 풀 업 임피던스(ZPU)가 없는 경우 제1 피드백 저항(R1)을 경유하여 인가되는 LED 구동전압(Vo)에 의해서 결정된다. 문제는 휘도검출전압(VCFB)의 전압준위가 DC/DC 컨버터(10)의 기동 초기에 0V(Volts)로부터 일정한 전압준위까지 상승하는데 걸리는 시간이 길고, 이 때문에 DC/DC 컨버터(110)의 기동 초기에 LED 어레이를 구동하는 DC/DC 컨버터(110)의 출력전압(Vo)의 전압준위가 상당히 높게 된다는 것이다. Referring to FIG. 2, the voltage level of the luminance detection voltage V CFB is a voltage of one terminal of the smoothing capacitor C, and the first feedback resistor when there is no pull-up voltage V PU and pull-up impedance Z PU . It is determined by the LED driving voltage Vo applied via (R1). The problem is that it takes a long time for the voltage level of the luminance detection voltage V CFB to rise from 0 V (Volts) to a constant voltage level at the beginning of the start of the DC / DC converter 10, and therefore, the DC / DC converter 110 The voltage level of the output voltage Vo of the DC / DC converter 110 driving the LED array at the initial stage of startup is considerably high.

도 2에서 본 발명에 따른 풀 업 전압 및 풀 업 임피던스가 없는 경우, DC/DC 컨버터(10)의 출력전압(Vo)은 수학식 1과 같이 표시할 수 있다. In FIG. 2, when there is no pull-up voltage and pull-up impedance according to the present invention, the output voltage Vo of the DC / DC converter 10 may be expressed as Equation 1 below.

Figure pat00001
Figure pat00001

수학식 1에 표시한 바와 같이, DC/DC 컨버터(10)의 출력전압(Vo)은 휘도검출전압(VCFB)이 낮을수록 커지며, 초기 기동 시 휘도검출전압(VCFB)이 0V에서 서서히 증가하여 충전되기 때문에 기동 시 높은 전압준위를 나타내게 된다.
As shown in Equation 1, the output voltage Vo of the DC / DC converter 10 becomes larger as the luminance detection voltage V CFB is lower, and gradually increases the luminance detection voltage V CFB at 0 V at initial startup. Because it is charged, it shows high voltage level at startup.

도 3은 본 발명에 따른 휘도검출기 및 제어전압 생성기를 구비하지 않는 LED 구동 시스템에서의 LED 구동전압, 휘도검출전압 및 LED 어레이에 흐르는 전류의 시간에 따른 변화를 나타낸다. Figure 3 shows the change over time of the LED driving voltage, the luminance detection voltage and the current flowing in the LED array in the LED drive system without the luminance detector and the control voltage generator according to the present invention.

도 3을 참조하면, LED 어레이(120)를 구동하는데 사용되는 DC/DC 컨버터(10)의 출력전압(Vo)은, DC/DC 컨버터(110)의 기동 초기(P1)에는 0V에서 V5까지 상승하였다가, LED 어레이가 구동되는 시점(P2)에는 V4로 안정된다. 이때, 휘도검출기(130)로부터 출력되는 휘도검출전압(VCFB)은, DC/DC 컨버터(110)의 기동 초기(P1)에는 0V로부터 V2까지 상승하다가 LED 어레이가 구동되는 시점(P2)에서는 다시 0V로 하강한다. 즉, 휘도검출기(130)로부터 출력되는 휘도검출전압(VCFB)의 전압준위는 LED 어레이(120)에 전류가 흐르지 않는 경우에는 상승하지만, LED 어레이(120)에 전류가 흐르는 경우에는 0V가 된다. 따라서 휘도검출전압(VCFB)의 전압준위에 따라 LED 어레이의 상태를 인식할 수 있다. Referring to FIG. 3, the output voltage Vo of the DC / DC converter 10 used to drive the LED array 120 rises from 0V to V5 at the initial startup P1 of the DC / DC converter 110. At the time point P2 at which the LED array is driven, it is stabilized at V4. At this time, the luminance detection voltage V CFB output from the luminance detector 130 rises from 0V to V2 at the initial stage P1 of the DC / DC converter 110, and then again at the time point P2 at which the LED array is driven. Drop to 0V. That is, the voltage level of the luminance detection voltage V CFB output from the luminance detector 130 rises when no current flows through the LED array 120, but becomes 0 V when current flows through the LED array 120. . Therefore, the state of the LED array can be recognized according to the voltage level of the luminance detection voltage V CFB .

상술한 바와 같이 DC/DC 컨버터(110)의 기동 초기(P1)에는 휘도검출전압(VCFB)의 전압준위가 낮기 때문에 DC/DC 컨버터(10)의 출력전압(Vo)은 V5까지 오버슈트(overshoot) 된다. As described above, since the voltage level of the luminance detection voltage V CFB is low at the initial stage P1 of the DC / DC converter 110, the output voltage Vo of the DC / DC converter 10 is overshooted to V5 ( overshoot).

증폭기(OP)의 2개의 입력단자는 버츄얼 그라운드(virtual ground)이므로 양의 입력단자(+)에 인가되는 기준전압(VREF2)과 음의 입력단자(-)의 전압준위(VA)는 동일하여야 한다. 또한 음의 입력단자(-)의 전압준위(VA)는 DC/DC 컨버터(10)의 출력전압(Vo)과 휘도검출전압(VCFB)의 전압준위의 합의 형태가 된다. Since the two input terminals of the amplifier OP are virtual grounds, the reference voltage VREF2 applied to the positive input terminal (+) and the voltage level (V A ) of the negative input terminal (-) are the same. shall. In addition, the voltage level V A of the negative input terminal (−) becomes a form of sum of the voltage level of the output voltage Vo and the luminance detection voltage V CFB of the DC / DC converter 10.

DC/DC 컨버터(110)의 초기 기동 시, 휘도검출전압(VCFB)의 전압준위는 0V에 가까운 값을 가지며 매우 큰 커패시턴스를 가지는 평활 커패시터(C)로 인하여, LED 어레이(120)에 흘려야 할 전류량(Io)에 대응되는 전압준위(V4)에 비해 높은 전압준위(V5)가 된다.
At the initial startup of the DC / DC converter 110, the voltage level of the luminance detection voltage V CFB has a value close to 0 V and is due to the smoothing capacitor C having a very large capacitance, which should flow to the LED array 120. The voltage level V5 is higher than the voltage level V4 corresponding to the current amount Io.

도 4는 본 발명에 따른 휘도검출기 및 제어전압 생성기를 구비하는 LED 구동 시스템에서의 LED 구동전압, 휘도검출전압 및 LED 어레이에 흐르는 전류의 시간에 따른 변화를 나타낸다. Figure 4 shows the change over time of the LED driving voltage, the luminance detection voltage and the current flowing in the LED array in the LED drive system having a luminance detector and a control voltage generator according to the present invention.

도 4를 참조하면, 본 발명에서는 풀 업 전압(VPU) 및 풀 업 임피던스(ZPU)를 이용하여, 평활 커패시터(C)의 초기 전압준위를 이미 일정한 전압준위(V1) 이상 상승시켜 놓았기 때문에, DC/DC 컨버터(110)의 초기 기동 시(P1) DC/DC 컨버터(110)의 출력전압(Vo)의 전압준위는 V4로 종전의 V5보다 낮은 전압준위가 된 후, LED 어레이가 구동되는 시점(P2)에는 V4로 안정된다. Referring to FIG. 4, in the present invention, the initial voltage level of the smoothing capacitor C has already been raised above a certain voltage level V1 by using the pull-up voltage V PU and the pull-up impedance Z PU . Therefore, the LED array is driven after the voltage level of the output voltage Vo of the DC / DC converter 110 becomes V4 at the initial start-up (P1) of the DC / DC converter 110 to V4. At the point of time P2, it is stabilized at V4.

이때, 휘도검출기(130)로부터 출력되는 휘도검출전압(VCFB)은, DC/DC 컨버터(110)의 기동 초기(P1)에는 V1로부터 V3까지 상승하다가 LED 어레이가 구동되는 시점(P2)에서는 다시 0V로 하강한다. At this time, the luminance detection voltage V CFB output from the luminance detector 130 rises from V1 to V3 at the initial stage P1 of the DC / DC converter 110, and then again at the time point P2 at which the LED array is driven. Drop to 0V.

이때 LED 어레이에 흐르는 전류(Io)는 도 3에 도시된 종래의 경우와 동일하다.
At this time, the current Io flowing through the LED array is the same as the conventional case illustrated in FIG. 3.

이상에서는 본 발명에 대한 기술사상을 첨부 도면과 함께 서술하였지만 이는 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 또한 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 이라면 누구나 본 발명의 기술적 사상의 범주를 이탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변형 및 모방 가능함은 명백한 사실이다.
While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be the most practical and preferred embodiment, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments. It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the scope of the present invention.

110: DC/DC 컨버터
120: LED 어레이
130: 휘도검출기
140: 제어전압 생성기 110: DC / DC converter
120: LED array
130: luminance detector
140: control voltage generator

Claims (10)

입력전압 및 제어전압(VC)에 응답하여 LED 구동용 전압을 생성하는 DC/DC 컨버터;
상기 LED 구동용 전압에 응답하여 동작하는 LED 어레이;
제1 기준전압을 이용하여 상기 LED 어레이에 흐르는 전류로부터 상기 LED 어레이를 구성하는 LED의 균일한 휘도를 조절하기 위한 휘도검출전압을 생성하는 휘도검출기; 및
풀 업 전압, 상기 휘도검출전압 및 상기 LED 구동용 전압의 합 전압과 제2 기준전압을 비교하고 비교결과에 대응되는 상기 제어전압을 생성하는 제어전압 생성기를 포함하는 LED 구동 시스템. A DC / DC converter for generating an LED driving voltage in response to an input voltage and a control voltage V C ;
An LED array operating in response to the LED driving voltage;
A luminance detector for generating a luminance detection voltage for adjusting uniform luminance of LEDs constituting the LED array from current flowing through the LED array using a first reference voltage; And
And a control voltage generator configured to compare a sum voltage of the pull-up voltage, the luminance detection voltage, and the LED driving voltage with a second reference voltage and generate the control voltage corresponding to the comparison result. 제1항에 있어서, 상기 제어전압 생성기는,
상기 LED 구동용 전압, 상기 풀 업 전압 및 상기 휘도검출전압을 수신하는 피드백부; 및
상기 피드백부로부터 수신된 상기 LED 구동용 전압, 상기 풀 업 전압 및 휘도검출전압의 합 전압과 상기 제2 기준전압을 비교하여 상기 제어전압을 생성하는 증폭부를 포함하는 LED 구동 시스템. The method of claim 1, wherein the control voltage generator,
A feedback unit configured to receive the LED driving voltage, the pull-up voltage, and the luminance detection voltage; And
And an amplifier configured to generate the control voltage by comparing the sum of the LED driving voltage, the pull-up voltage, and the luminance detection voltage received from the feedback unit with the second reference voltage. 제2항에 있어서, 상기 피드백부는,
일 단자가 상기 LED 구동용 전압을 수신하고 제1 피드백 저항;
일 단자가 상기 휘도검출전압을 수신하고 다른 일 단자가 상기 제1 피드백 저항의 다른 일 단자에 연결된 제2 피드백 저항;
일 단자가 상기 제2 피드백 저항의 일 단자에 연결되고 다른 일 단자는 접지된 평활용 커패시터; 및
일 단자가 상기 풀 업 전압을 수신하고 다른 일 단자는 상기 제2 피드백 저항 및 상기 평활용 커패시터의 공통단자에 연결된 풀 업 임피던스를 포함하는 LED 구동 시스템. The method of claim 2, wherein the feedback unit,
A terminal receiving the LED driving voltage and a first feedback resistor;
A second feedback resistor having one terminal receiving the luminance detection voltage and the other terminal connected to the other terminal of the first feedback resistor;
A smoothing capacitor having one terminal connected to one terminal of the second feedback resistor and the other terminal grounded; And
And one terminal receiving the pull-up voltage and the other terminal including a pull-up impedance connected to a common terminal of the second feedback resistor and the smoothing capacitor. 제3항에 있어서, 상기 피드백부는,
일 단자가 상기 제1 피드백 저항 및 상기 제2 피드백 저항의 공통단자에 연결되고 다른 일 단자는 접지된 제3 피드백 저항을 더 포함하는 LED 구동 시스템. The method of claim 3, wherein the feedback unit,
And one terminal is connected to a common terminal of the first feedback resistor and the second feedback resistor, and the other terminal further comprises a grounded third feedback resistor. 제4항에 있어서, 상기 증폭부는,
일 입력단자에 상기 제2 기준전압이 인가되며, 다른 일 단자가 상기 제1 피드백 저항, 상기 제2 피드백 저항 및 상기 제3 피드백 저항의 공통단자에 연결되고 상기 제2 검출전압을 생성하는 증폭기; 및
상기 증폭기의 일 단자 및 출력 단자 사이에 설치된 피드백 임피던스를 포함하는 LED 구동 시스템. The method of claim 4, wherein the amplifying unit,
An amplifier configured to apply the second reference voltage to one input terminal, and the other terminal connected to a common terminal of the first feedback resistor, the second feedback resistor, and the third feedback resistor to generate the second detection voltage; And
And a feedback impedance installed between one terminal and the output terminal of the amplifier. 제1항에 있어서, 상기 휘도검출기는,
일 단자로 상기 LED 어레이에 흐르는 전류를 수신하고 다른 일 단자는 접지된 제5 저항;
일 입력단자에 상기 제1 기준전압이 인가되고 다른 일 입력단자로 상기 LED 어레이에 흐르는 전류를 수신하는 비교기;
상기 비교기의 다른 일 입력단자와 상기 비교기의 출력단자 사이에 설치된 피드백 커패시터; 및
일 단자는 접지되어 있으며 상기 비교기의 출력단자의 전압준위에 응답하여 다른 일 단자로 상기 제1 검출전압을 생성하는 모스트랜지스터를 포함하는 LED 구동 시스템.
The method of claim 1, wherein the luminance detector,
A fifth resistor receiving a current flowing through the LED array at one terminal and the other terminal being grounded;
A comparator configured to receive the current flowing through the LED array from one input terminal to the first reference voltage and the other input terminal;
A feedback capacitor provided between the other input terminal of the comparator and the output terminal of the comparator; And
One terminal is grounded and includes a MOS transistor for generating the first detection voltage to the other terminal in response to the voltage level of the output terminal of the comparator.
LED 구동전압을 이용하여 동작하는 LED 어레이에 흐르는 전류량으로부터 상기 LED 어레이를 구성하는 복수 개의 LED의 휘도에 대한 정보를 가진 휘도검출전압, 풀 업 전압 및 상기 구동전압을 수신하는 피드백 부; 및
상기 휘도검출전압, 상기 풀 업 전압 및 상기 구동전압의 합 전압과 기준전압을 비교하여 상기 구동전압의 전압준위를 결정하는데 사용되는 제어전압을 생성하는 증폭부를 포함하는 LED 구동전압 조절회로. A feedback unit configured to receive a luminance detection voltage, a pull-up voltage, and the driving voltage having information on luminance of a plurality of LEDs constituting the LED array from an amount of current flowing through the LED array operating using the LED driving voltage; And
And an amplifier configured to generate a control voltage used to determine a voltage level of the driving voltage by comparing the sum of the luminance detection voltage, the pull-up voltage, and the driving voltage with a reference voltage. 제7항에 있어서, 상기 피드백부는,
일 단자가 상기 LED 구동용 전압을 수신하고 제1 피드백 저항;
일 단자가 상기 휘도검출전압을 수신하고 다른 일 단자가 상기 제1 피드백 저항의 다른 일 단자에 연결된 제2 피드백 저항;
일 단자가 상기 제2 피드백 저항의 일 단자에 연결되고 다른 일 단자는 접지된 평활용 커패시터; 및
일 단자가 상기 풀 업 전압을 수신하고 다른 일 단자는 상기 제2 피드백 저항 및 상기 평활용 커패시터의 공통단자에 연결된 풀 업 임피던스를 포함하는 LED 구동전압 조절회로. The method of claim 7, wherein the feedback unit,
A terminal receiving the LED driving voltage and a first feedback resistor;
A second feedback resistor having one terminal receiving the luminance detection voltage and the other terminal connected to the other terminal of the first feedback resistor;
A smoothing capacitor having one terminal connected to one terminal of the second feedback resistor and the other terminal grounded; And
One terminal receives the pull-up voltage and the other terminal includes a pull-up impedance connected to the common terminal of the second feedback resistor and the smoothing capacitor. 제8항에 있어서, 상기 피드백부는,
일 단자가 상기 제1 피드백 저항 및 상기 제2 피드백 저항의 공통단자에 연결되고 다른 일 단자는 접지된 제3 피드백 저항을 더 포함하는 LED 구동전압 조절회로. The method of claim 8, wherein the feedback unit,
And one terminal is connected to a common terminal of the first feedback resistor and the second feedback resistor, and the other terminal further comprises a grounded third feedback resistor. 제9항에 있어서, 상기 증폭부는,
일 입력단자에 상기 제2 기준전압이 인가되며, 다른 일 단자가 상기 제1 피드백 저항, 상기 제2 피드백 저항 및 상기 제3 피드백 저항의 공통단자에 연결되고 상기 제2 검출전압을 생성하는 증폭기; 및
상기 증폭기의 일 단자 및 출력 단자 사이에 설치된 피드백 임피던스를 포함하는 LED 구동전압 조절회로. The method of claim 9, wherein the amplifying unit,
An amplifier configured to apply the second reference voltage to one input terminal, and the other terminal connected to a common terminal of the first feedback resistor, the second feedback resistor, and the third feedback resistor to generate the second detection voltage; And
LED driving voltage control circuit including a feedback impedance provided between one terminal and the output terminal of the amplifier.
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