KR20120079339A

KR20120079339A - 발광 다이오드용 전류 조절 장치

Info

Publication number: KR20120079339A
Application number: KR1020110000571A
Authority: KR
Inventors: 조재범
Original assignee: 엘지이노텍 주식회사
Priority date: 2011-01-04
Filing date: 2011-01-04
Publication date: 2012-07-12

Abstract

본 발명은 발광 다이오드용 전류 조절 장치에 관한 것이다.
본 발명의 실시 예에 따른 발광 다이오드용 전류 조절 장치는 제1 정류전압을 전달받아 제2 정류전압으로 변압하는 트랜스 회로부, 트랜스 회로부로부터 제2 정류전압을 제공받아 동작하는 발광 다이오드부, 발광 다이오드부에서 출력되는 출력전압을 센싱하는 전압 센싱부 및 전압 센싱부로부터 센싱된 출력전압을 제공받아 턴 온 또는 턴 오프 동작을 하여 발광 다이오드부에 제공되는 제2 정류전압을 제어하는 정전류 제어부를 포함하는 것이다.

Description

발광 다이오드용 전류 조절 장치{Apparatus for controlling current of Light Emitting Diode}

실시 예는 발광 다이오드용 전류 조절 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 액정 표시 장치는 전계 인가 전극이 구비된 두 표시 평판과 그사이에 배치되어 있는 유전율 이방성을 갖는 액정층을 구비한다. 전계 인가 전극에 전압을 인가하여 액정층에 전기장을 생성하고, 전압을 변화시켜 이 전기장의 세기를 조절함으로써 액정층을 통과하는 빛의 투과율을 조정하여 원하는 화상을 표시한다.

이러한 액정 표시 장치는 자체 발광을 하지 못하므로, 백라이트라고 불리는 별도의 광원이 필요하며, 이러한 백라이트에는 발광 다이오드(Light Emitting Diode; LED), 냉음극 형광 램프(Cold Cathod Fluorescent Lamp; CCFL), 외부 전극 형광 램프(External Electrode Fluorescent Lamp; EEFL) 등이 이용되고 있다.

상술한 냉음극 형광 램프나 외부 전극 형광 램프는 전력 소모가 크며, 발열로 인해서 액정 표시 장치의 특성이 나빠질 수 있다. 또한, 상술한 냉음극 형광 램프나 외부 전극 형광 램프는 대개 막대형으로 제조되므로 충격에 약하고, 파손의 위험이 크며, 램프 위치에 따라 온도가 일정하지 않아 램프 위치 별로 휘도가 달라지므로, 액정 표시 장치의 색재현성을 악화시킬 수 있다.

한편, 발광 다이오드는 반도체 소자이므로 수명이 길고, 점등 속도가 빠르며, 소비 전력이 적고, 색재현성이 뛰어나다. 또한, 충격에 강하며, 소형화 및 박형화에 유리하다.

따라서 휴대 전화기 등의 소형 액정 표시 장치뿐만 아니라 컴퓨터 모니터나 TV와 같은 중대형 액정 표시 장치에도 발광 다이오드를 이용한 백라이트가 장착되고 있는 추세이다.

그런데, 종래에는 발광 다이오드의 전류를 조절하는 장치에 OP-AMP를 내장한 션트 레귤레이터를 사용한 피드백 회로가 사용하여 장치의 부피가 커지는 문제점이 있다.

실시 예에 따라 발광 다이오드에 인가되는 전압을 바이폴라 정션 트랜지스터로 용이하게 제어할 수 있는 발광 다이오드용 전류 조절 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

실시 예에 따른 발광 다이오드용 전류 조절 장치는 제1 정류전압을 전달받아 제2 정류전압으로 변압하는 트랜스 회로부, 트랜스 회로부로부터 제2 정류전압을 제공받아 동작하는 발광 다이오드부, 발광 다이오드부에서 출력되는 출력전압을 센싱하는 전압 센싱부 및 전압 센싱부로부터 센싱된 출력전압을 제공받아 턴 온 또는 턴 오프 동작을 하여 발광 다이오드부에 제공되는 제2 정류전압을 제어하는 정전류 제어부를 포함하는 것이다.

실시 예에 따른 발광 다이오드용 전류 조절 장치는 바이폴라 정션 트랜지스터를 이용하여 발광 다이오드에 안정적인 정전류를 제공할 수 있는 효과가 있다.

또한, 실시 예에 따른 발광 다이오드용 전류 조절 장치는 바이폴라 정션 트랜지스터를 이용하여 발광 다이오드에 안정적인 정전류를 제공할 수 있어 회로를 간소화시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 실시 예에 따른 발광 다이오드용 전류 조절 장치는 발광 다이오드에 안정적인 정전류를 제공함으로써, 제품의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일실시 예에 따른 발광 다이오드용 전류 조절 장치를 설명하기 위한 것이다.
도 2 및 도 3은 본 발명의 일실시 예에 따른 발광 다이오드용 전류 조절 장치의 동작을 설명하기 위한 것이다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 더욱 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일실시 예에 따른 발광 다이오드용 전류 조절 장치를 설명하기 위한 것이고, 도 2 및 도 3은 본 발명의 일실시 예에 따른 발광 다이오드용 전류 조절 장치의 동작을 설명하기 위한 것이다.

도 1 내지 도 3을 살펴보면, 본 발명의 일실시 예에 따른 발광 다이오드용 전류 조절 장치는 트랜스 회로부(110), 발광 다이오드부(120), 전압 센싱부(130) 및 정전류 제어부(140)를 포함하여 구성되는 것이다.

트랜스 회로부(110)는 제1 정류전압을 전달받아 제2 정류전압으로 변압하는 것이다. 이러한 트랜스 회로부(110)는 교류 입력 전압이 전자파 방해 필터, 브리지 회로를 통과하여 변환된 제1 정류전압을 전달받아 제1 정류전압과 다른 정류전압인 제2 정류전압으로 승압하거나 감압하는 것이다.

발광 다이오드부(120)는 트랜스 회로부(110)로부터 제2 정류전압을 제공받아 동작하는 것이다. 이러한 발광 다이오드부(120)는 적어도 하나 이상의 발광 다이오드(Light Emitting Diode; LED), 냉음극 형광 램프(Cold Cathod Fluorescent Lamp; CCFL), 외부 전극 형광 램프(External Electrode Fluorescent Lamp; EEFL) 등을 포함할 수 있다.

전압 센싱부(130)는 발광 다이오드부(120)에서 출력되는 출력전압을 센싱하는 것이다. 이러한 전압 센싱부(130)는 제1 센싱저항(R1) 및 제2 센싱저항(R2)을 포함하며, 제1 센싱저항(R1) 및 제2 센싱저항(R2)을 통해 센싱된 출력전압을 후술할 정전류 제어부(140)에 제공하는 것이다.

정전류 제어부(140)는 전압 센싱부(130)로부터 센싱된 출력전압을 제공받아 턴 온(Turn on) 또는 턴 오프(Turn off) 동작을 하여 발광 다이오드부(120)에 제공되는 제2 정류전압을 제어하는 것이다. 이러한 정전류 제어부(140)는 제어 스위칭부(141,Q1), 제어 포토 커플러부(142,PC1) 및 제어 보상부(143,TH1)를 포함하여 구성되는 것이다.

제어 스위칭부(141,Q1)는 출력전압을 제공받아 턴 온(Turn on) 또는 턴 오프(Turn off) 동작을 하는 것이다. 이러한 제어 스위칭부(141,Q1)는 바이폴라 정션 트랜지스터(Bipolar junction transistor)를 포함하여 용이하게 구성되는 것이다. 여기서 바이폴라 정션 트랜지스터의 베이스단(B)은 전압 센싱부(130) 및 제어 보상부(143,TH1)와 전기적으로 공통 연결되고, 바이폴라 정션 트랜지스터의 이미터단(E)은 제어 보상부(143,TH1) 및 기준전압원(GND)과 전기적으로 공통 연결되고, 바이폴라 정션 트랜지스터의 컬렉터단(C)은 제어 포토 커플러부(142,PC1)와 전기적으로 연결되는 것이다.

제어 포토 커플러부(142,PC1)는 제어 스위칭부(141,Q1)의 동작에 따라 동작하여 제2 정류전압을 제어하는 것이다. 즉, 제어 포토 커플러부(142,PC1)는 제어 스위칭부(141,Q1)가 턴 온(Turn on) 또는 턴 오프(Turn off)함에 따라, 제2 정류전압을 발광 다이오드부(120)에 제공하거나 차단할 수 있다. 이에 따라, 제어 포토 커플러부(142,PC1)는 발광 다이오드부(120)에 제공되는 제2 정류전압의 크기를 조정할 수 있다.

제어 보상부(143,TH1)는 출력전압에 따라 제어 스위칭부(141,Q1)가 턴 온(Turn on)되는 활동영역을 제어하는 것이다. 이러한 제어 보상부(143,TH1)는 온도에 따른 제어 스위칭부(141,Q1)의 Vbe전압 변화량을 보상하여 온도계수(B-value)를 제어할 수 있다.

역전류 방지부(150)는 트랜스 회로부(110)와 발광 다이오드부(120) 사이에 배치되어 역으로 흐르는 제1 정전압의 전류를 방지하는 것이다. 이러한 역전류 방지부(150)는 다이오드(D1)를 포함할 수 있다. 여기서 다이오드(D1)의 애노드단(A)은 트랜스 회로부(110)와 전기적으로 연결되고, 다이오드(D1)의 캐소드단(K)은 발광 다이오드부(120)와 전기적으로 연결되는 것이다.

노이즈 제거부(160)는 역전류 방지부(150)와 발광 다이오드부(120) 사이에 배치되어 제2 정류전압의 노이즈를 제거하는 것이다. 이러한 노이즈 제거부(160)는 커패시터(C1)를 포함하여 구성되는 것이다. 노이즈 제거부(160)는 제2 정류전압에 믹스된 노이즈를 제거하는 정류작용과 전하나 전기 에너지의 저장을 통해 발광 다이오드부(120)에 안정적인 제2 정류전압을 제공할 수 있다. 여기서 커패시터(C1)의 일단은 다이오드(D1)의 캐소드단(K) 및 발광 다이오드부(120)와 전기적으로 공통 연결되는 것이다.

지금까지 설명한 본 발명의 일실시 예에 따른 발광 다이오드용 전류 조절 장치의 동작은 다음과 같다.

발광 다이오드부(120)에서 출력되는 출력전류가 증가하면, 전압 센싱부(130)에서 상대적으로 높은 출력전압이 센싱되는 것이다. 이에 따라, 제어 스위칭부(141,Q1)는 Vbe가 증가하면서 컬렉터 전류 Ic 도 상승하게 되며, 제어 포토 커플러부(142,PC1)에 흐르는 제2 정류전압의 전류가 증가되는 것이다. 이와 같이, 제2 정류전압의 전류가 증가되면 상승된 제2 정류전압이 발광 다이오드부(120)에 제공되어 출력 전류가 낮아지는 것이다.

이와 반대로, 발광 다이오드부(120)에서 출력되는 출력전류가 감소하면, 전압 센싱부(130)에서 상대적으로 낮은 출력전압이 센싱되는 것이다. 이에 따라, 제어 스위칭부(141,Q1)는 Vbe가 감소하면서 컬렉터 전류 Ic 도 감소하게 되며, 제어 포토 커플러부(142,PC1)에 흐르는 제2 정류전압의 전류가 감소되는 것이다. 이와 같이, 제2 정류전압의 전류가 감소되면 감소된 제2 정류전압이 발광 다이오드부(120)에 제공되어 출력 전류가 높아지는 것이다.

이상, 본 발명을 본 발명의 원리를 예시하기 위한 바람직한 실시예와 관련하여 설명하고 도시하였지만, 본 발명은 그와 같이 도시되고 설명된 그대로의 구성 및 작용으로 한정되는 것이 아니다.

오히려, 첨부된 청구범위의 사상 및 범주를 일탈함이 없이 본 발명에 대한 다수의 변경 및 수정이 가능함을 당업자들은 잘 이해할 수 있을 것이다.

따라서, 그러한 모든 적절한 변경 및 수정과 균등물들도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주되어야 할 것이다.

110: 트랜스 회로부 120: 발광 다이오드부
130: 전압 센싱부 140: 정전류 제어부
141: 제어 스위칭부 142: 제어 포토 커플러부
143: 제어 보상부 150: 역전류 방지부
160: 노이즈 제거부

Claims

제1 정류전압을 전달받아 제2 정류전압으로 변압하는 트랜스 회로부;
상기 트랜스 회로부로부터 상기 제2 정류전압을 제공받아 동작하는 발광 다이오드부;
상기 발광 다이오드부에서 출력되는 출력전압을 센싱하는 전압 센싱부; 및
상기 전압 센싱부로부터 센싱된 상기 출력전압을 제공받아 턴 온 또는 턴 오프 동작을 하여 상기 발광 다이오드부에 제공되는 상기 제2 정류전압을 제어하는 정전류 제어부;
를 포함하는 발광 다이오드용 전류 조절 장치.
제1 항에 있어서,
상기 정전류 제어부는
상기 출력전압을 제공받아 턴 온 또는 턴 오프 동작을 하는 제어 스위칭부;
상기 제어 스위칭부의 동작에 따라 동작하여 상기 제2 정류전압을 제어하는 제어 포토 커플러부; 및
상기 출력전압에 따라 상기 제어 스위칭부가 턴 온되는 활동영역을 제어하는 제어 보상부;
를 포함하는 발광 다이오드용 전류 조절 장치.
제2 항에 있어서,
상기 제어 스위칭부는 바이폴라 정션 트랜지스터(Bipolar junction transistor)를 포함하는 발광 다이오드용 전류 조절 장치.
제2 항에 있어서,
상기 제어 보상부는 온도가 상승하면 저항 값을 감소하는 부 특성 계수인 NTC(Negative Temperature Coefficient)서미스터를 포함하는 발광 다이오드용 전류 조절 장치.
제2 항에 있어서,
상기 제어 스위칭부가 턴 온되면, 상기 제어 포토 커플러부가 동작하여 상기 발광 다이오드부에 제공되는 상기 제2 정류전압을 제어하는 발광 다이오드용 전류 조절 장치.
제3 항에 있어서,
상기 제어 스위칭부의 베이스단과 상기 제어 스위칭부의 이미터단 사이에 상기 제어 보상부가 배치되는 발광 다이오드용 전류 조절 장치.
제1 항에 있어서,
상기 트랜스 회로부와 상기 발광 다이오드부 사이에 배치되어 역으로 흐르는 제1 정전압의 전류를 방지하는 역전류 방지부를 포함하는 발광 다이오드용 전류 조절 장치.
제7 항에 있어서,
상기 역전류 방지부와 상기 발광 다이오드부 사이에 배치되어 상기 제2 정류전압의 노이즈를 제거하는 노이즈 제거부를 포함하는 정전류 제어 방치.