KR20130015213A - Ｌｅｄ 구동 회로를 제어하는 제어 장치 및 그 제어 장치를 구비한 ｌｅｄ구동 장치와 그 방법들 - Google Patents

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Abstract

LED 구동 장치가 개시된다. 본 LED 구동 장치는 LED, LED에 인가되는 전압값을 감지하는 전압 감지부, LED로 유입되는 전류값을 감지하는 전류 감지부, 입력 전압을 LED 구동 전압으로 변환하여 LED로 제공하는 DC-DC 컨버터부, 디밍 온 신호 및 디밍 오프 신호에 따라 LED를 구동하는 LED 구동부, 디밍 온 신호가 입력되면 전류 감지부에서 감지된 전류 값이 기준 전류를 추종하도록 DC-DC 컨버터를 제어하고, 디밍 오프 신호가 입력되면 디밍 오프 시점의 LED 전압 값이 유지되도록 DC-DC 컨버터를 제어하는 제어부를 포함한다.

Description

ＬＥＤ 구동 회로를 제어하는 제어 장치 및 그 제어 장치를 구비한 ＬＥＤ구동 장치와 그 방법들{ CONTROL DEVICE FOR CONTROLLING LED DRIVING CIRCUIT AND LED DRIVING CIRCUIT COMPRISING THE CONTROL DEVICE AND METHODS THEREOF }
본 발명은 LED 구동 회로를 제어하는 제어 장치 및 그 제어 장치를 구비한 LED 구동 장치와 그 방법들에 대한 것으로, 보다 상세하게는, LED에 인가되는 전압 값의 감쇄를 방지하는 LED 구동 회로를 제어하는 제어 장치 및 그 제어 장치를 구비한 LED 구동 장치와 그 방법들에 대한 것이다.
액정 표시 장치(Liquid Crystal Display: LCD)는 다른 표시 장치에 비해 두께가 얇고 무게가 가벼우며, 구동 전압 및 소비 전력이 낮아서 널리 사용되고 있다. 그러나 액정 표시 장치는 자체적으로 발광을 하지 못하는 비발광 소자이므로 액정 표시 패널에 광을 공급하기 위한 별도의 백라이트를 필요로 한다.
액정 표시 장치의 백라이트 광원으로는 냉음극형광램프(Cold Cathode Fluorescent Lamp: CCFL) 및 LED(Light Emitting Diode) 등이 많이 사용된다. 냉음극 형광램프는 수은을 사용하기 때문에 환경 오염을 유발할 수 있고, 응답속도가 느리며, 색 재현성이 낮을 뿐만 아니라 LCD 패널의 경박단소화에도 적절하지 못한 단점을 가졌다.
반면에, LED는 환경 유해 물질을 사용하지 않아 친환경적이며, 임펄스 구동이 가능한 이점이 있다. 그리고 색 재현성이 우수하며, 적색, 녹색, 청색 발광 다이오드의 광량을 조정하여 휘도, 색 온도 등을 임의로 변경할 수 있을 뿐만 아니라, LCD 패널의 경박단소화에 적합한 장점들을 가지므로, 최근 LCD 패널 등의 백라이트용 광원으로 많이 채용되고 있는 실정이다.
이러한 LED의 기하급수적인 성장과 함께 조절된 전력을 LED로 공급하는 다양한 집적 회로 장치가 등장하고 있다. 전력 소비가 큰 직류형 전류 공급원이 오랫동안 표준으로 사용되어 왔지만, 에너지 문제가 심각한 이슈로 대두된 최근에는 스위칭 모드 LED 드라이버로 대체되고 있는 실정이다. 이 경우, LED 출력 세기를 시시각각 조절하는 것이 필요한데, LED의 경우 LED에 입력되는 전류에 따라 LED의 밝기가 결정되는바, 이러한 LED에 입력되는 전류를 조절할 필요성이 있다. 이렇게 LED에 입력되는 전류를 조절하는 것을 디밍 제어라고 한다.
그림 1a는 스위칭 방식의 LED 구동회로가 이상적으로 동작하는 경우 디밍 온/오프에 따라 출력전류와 출력전압의 변화하는 파형을 예시하고 있다. 디밍 온/오프에 따라 전류가 단속되어 구형파 형태의 출력전류가 흐르는 반면 전압은 회로의 출력 측에 있는 커패시터의 용량성에 의해 일정하게 유지가 된다.
그러나, 실제적인 경우에는 출력 커패시터 자체적인 누설과 프로텍션 목적으로 출력전압을 센싱하기 위해 사용된 저항 등에 의해 디밍 오프 구간에서 출력전압은 시간이 흐름에 따라 점점 감쇄가 된다. 이 경우 다음 디밍 온 시 LED에 정상 전류를 흘리기 위해 필요한 전압보다 낮은 전압이 LED에 걸리면서 약간의 과도를 거친 후 LED 전류가 정상화되는데, 이는 도 1b에 도시한 바와 같다.
디밍 오프 구간이 더욱 길게 주어지는 경우에는 도 1c와 같이 디밍 오프 구간에서의 출력전압이 더 많이 방전하면서 디밍 온 시 더 긴 과도구간을 보이게 되며, 여기서 디밍 오프 구간이 더욱 길어지거나 디밍 온 구간의 길이가 짧아지게 되면 도 1d와 같이 디밍 온 구간 내에 과도가 끝나지 않아 전류가 설정된 값에 도달하지 못하고 디밍 오프가 되어 결과적으로 전류파형이 불안정하게 되고 LED에서 출력되는 빛도 불안정하게 되는 문제가 있다.
LED를 채용한 LCD 백라이트에서 디밍 제어에 따라 디밍 오프 구간을 길게 하는 것은 디스플레이의 동적 명암비를 극대화하는 중요한 방법으로, 전체 화면이 완전히 검게 표현되는 경우 그 동안 디밍을 완전히 오프하여 화질품위를 높이는 경우에 적용되는데, 상술한 문제점에 의하면 일정 시간 이상으로 디밍이 오프되는 경우 디밍 오프 구간이 끝나서 화면에 영상이 표현되는 경우 백라이트의 정상적인 밝기로 켜지지 못하거나 서서히 밝아지는 등의 문제점이 있었다.
본 발명은 상술한 필요성에 따른 것으로, 본 발명의 목적은 디밍 오프 구간이 길어진 후에도 디밍 온 신호에 바로 반응하여 안정적인 전류를 LED에 공급할 수 있도록 하여, 동적 표시되는 화면의 동적 명암비와 화질을 개선하는 것을 목적으로 한다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시 예에 따른 LED 구동 회로의 동작을 제어하는 제어 장치는, 디밍 온(ON) 신호가 입력되면, 상기 LED 구동회로에 의해 구동되는 LED의 전류 값이 기준 전류를 추종하도록 상기 LED 구동 회로의 PWM 신호의 듀티비를 조정하는 제어 신호를 출력하는 전류 제어부, 디밍 오프(OFF) 신호가 입력되면, 디밍 오프 시점의 LED 전압 값이 유지되도록, 상기 LED 구동 회로의 PWM 신호의 듀티비를 조정하는 제어 신호를 출력하는 전압 제어부, 상기 디밍 온 신호가 입력되면 상기 전류 제어부에서 출력되는 제어 신호를 상기 LED 구동 회로로 전달하고, 상기 디밍 오프 신호가 입력되면 상기 전압 제어부에서 출력되는 제어 신호를 상기 LED 구동 회로로 전달하는 스위칭부를 포함한다.
그리고, 상기 디밍 오프 시점의 LED 전압값을 샘플링하여 상기 전압 제어부로 제공하는 샘플링부를 더 포함할 수 있다.
한편, 상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시 예에 따른 LED 구동 장치는, LED, 상기 LED에 인가되는 전압값을 감지하는 전압 감지부, 상기 LED로 유입되는 전류값을 감지하는 전류 감지부, 입력 전압을 LED 구동 전압으로 변환하여 상기 LED로 제공하는 DC-DC 컨버터부, 디밍 온 신호 및 디밍 오프 신호에 따라 상기 LED를 구동하는 LED 구동부, 상기 디밍 온 신호가 입력되면 상기 전류 감지부에서 감지된 전류 값이 기준 전류를 추종하도록 상기 DC-DC 컨버터를 제어하고, 상기 디밍 오프 신호가 입력되면 디밍 오프 시점의 LED 전압 값이 유지되도록 상기 DC-DC 컨버터를 제어하는 제어부를 포함한다.
그리고, 상기 DC-DC 컨버터부는, 상기 제어부에 의해 조정되는 듀티비를 가지는 PWM 신호에 의해 구동되는 트랜지스터를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제어부는, 상기 디밍 온 신호가 입력되면, 상기 전류 감지부에서 감지된 전류 값이 상기 기준 전류를 추종하도록 상기 듀티비를 조정하는 제어 신호를 출력하는 전류 제어부, 상기 디밍 오프 신호가 입력되면, 상기 디밍 오프 시점의 LED 전압 값이 유지되도록, 상기 듀티비를 조정하는 제어 신호를 출력하는 전압 제어부를 포함를 포함할 수 있다.
그리고, 상기 제어부는, 상기 디밍 온 신호가 입력되면 상기 전류 제어부에서 출력되는 제어 신호를 상기 트랜지스터로 전달하고, 상기 디밍 오프 신호가 입력되면 상기 전압 제어부에서 출력되는 제어 신호를 상기 트랜지스터로 전달하는 스위칭부를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 제어부는, 상기 디밍 오프 시점의 LED 전압값을 샘플링하여 상기 전압 제어기로 제공하는 샘플링부를 더 포함할 수 있다.
한편 상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시 예에 따른 LED 구동 회로의 동작을 제어하는 제어 방법은, 디밍 온 신호가 입력되면, 상기 LED 구동회로에 의해 구동되는 LED의 전류 값이 기준 전류를 추종하도록 상기 LED 구동 회로의 PWM 신호의 듀티비를 조정하는 단계, 디밍 오프 신호가 입력되면, 디밍 오프 시점의 LED 전압 값이 유지되도록, 상기 LED 구동 회로의 PWM 신호의 듀티비를 조정하는 단계를 포함한다.
한편 상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시 예에 따른 LED 구동 방법은, DC-DC 컨버터를 이용하여 입력 전압을 LED 구동 전압으로 변환하는 단계, 상기 LED 구동 전압을 이용하여 LED를 구동시키는 단계, 상기 LED의 전압값 및 전류값을 감지하는 단계, 디밍 온 신호가 입력되면 상기 전류값이 기준 전류를 추종하도록 상기 DC-DC 컨버터를 제어하고, 디밍 오프 신호가 입력되면 디밍 오프 시점의 LED 전압 값이 유지되도록 상기 DC-DC 컨버터를 제어하는 제어 단계를 포함한다.
그리고, 상기 제어 단계는, 상기 디밍 온 신호가 입력되면, 상기 전류 값이 상기 기준 전류를 추종하도록 상기 DC-DC 컨버터 내에 구비된 트랜지스터로 입력되는 PWM 신호의 듀티비를 상향 조정하는 단계, 상기 디밍 오프 신호가 입력되면, 상기 디밍 오프 시점의 LED 전압 값이 유지되도록, DC-DC 컨버터 내에 구비된 트랜지스터로 입력되는 PWM 신호의 듀티비를 상향 조정하는 단계를 포함할 수 있다.
이상과 같이 본 발명의 다양한 실시 예에 따르면, LED 구동회로가 동작 중 장기간 디밍 오프(OFF)가 된다 하더라도 방전에 의한 전압 강하를 보상하여, 디밍 오프 구간 동안 출력전압이 LED에 정상전류를 흘리기 위해 필요한 전압으로 일정하게 유지되어 디스플레이 장치에 적용될 경우 화면의 동적 명암비와 화질을 개선할 수 있다.
도 1a 내지 1d는 이상적인 경우와 실제적인 경우, 디밍 온/오프 구간에서 LED의 출력전압 및 출력전류를 나타낸 파형도,
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 LED 구동 회로의 동작을 제어하는 제어장치의 블럭도,
도 3은 도 2에 따른 LED 구동 회로의 동작을 제어하는 제어 장치의 상세 블럭도,
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 LED 구동 장치의 회로도,
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 LED 구동 회로의 동작을 제어하는 제어 방법에 관한 흐름도,
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 LED 구동 방법에 관한 흐름도이다.
이하에서, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대하여 구체적으로 설명한다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 LED 구동 회로의 동작을 제어하는 제어장치의 블럭도이다. 도 2에 따르면, 제어장치(200)는, 전압 제어부(201), 전류 제어부(202), 스위칭부(203)를 포함한다.
전압 제어부(201)는 LED에 인가되는 전압을 제어한다.
구체적으로 전압 제어부(201)는 디밍 오프 신호가 입력되면, 디밍 오프가 되는 시점의 LED에 인가되는 전압 값이 유지되도록, 게이트 출력의 듀티비를 조정하는 제어 신호를 출력할 수 있다.
전류 제어부(202)는 LED에 유입되는 전류를 제어한다.
구체적으로, 디밍 온 신호가 입력되면, LED 구동 회로에 의해 구동되는 LED의 전류 값이 기준 전류를 추종하도록, 게이트 출력의 듀티비를 조정하는 제어 신호를 출력할 수 있다.
스위칭부(203)는 디밍 온/오프 신호에 따라, 출력을 스위칭하는 기능을 한다.
구체적으로 스위칭부(203)는 디밍 온 신호가 입력되면, 전류 제어부에서 출력되는 제어 신호를, 디밍 오프 신호가 입력되면 전압 제어부에서 출력되는 제어 신호를 LED 구동 회로로 전달할 수 있다.
이하에서 도 3을 참고하여, 도 2에 따른 LED 구동 회로의 동작을 제어하는 제어 장치에 대하여 구체적으로 설명하기로 한다.
도 3은 도 2에 따른 LED 구동 회로의 동작을 제어하는 제어 장치의 상세 블럭도 이다. 도 3에 따르면, 제어 장치(300)는 전압 제어부(301), 전류 제어부(302), 스위칭부(303), 샘플링부(304)를 포함한다.
도 3에 따른 제어 장치(300)를 설명하기에 앞서, LED의 출력 전압은 하기의 수학식 1에 의해 결정될 수 있다.
Figure pat00001
여기서 Vf는 LED의 출력 전압, Vdc는 구동 전원, D는 듀티비를 나타낸다.
이하에서, 도 3에 따른, 제어 장치(300)에 대해 구체적으로 설명하기로 한다.
전압 제어부(301)는 LED에 인가되는 전압을 제어한다.
여기서, 전압 제어부(301)는 디밍 신호(DIMIN)를 입력받을 수 있다.
만약 전압 제어부(301)에 디밍 오프 신호가 입력되면, 디밍 오프가 되는 시점의 LED의 전압 값이 유지되도록, 게이트 출력의 듀티비를 조정하는 제어 신호를 출력할 수 있다.
즉, 전압 제어부(301)는 디밍 오프 신호가 입력되면, 후술할 샘플링부(304)에서 제공된 디밍 오프 시점의 LED 전압값을 Voref로 하고, 디밍 오프 구간 동안 감지된 Vosense와 비교하여, Vosense가 Voref를 추종하도록 게이트 출력의 PWM 신호의 듀티비(DUTY)를 조정하는 제어 신호를 출력할 수 있다.
여기서 디밍 오프 구간 동안 감지된 Vosense는 실제적인 경우, 도1b 내지 도1d에 도시한 바와 같이, LED에 인가된 전압은 시간이 흐름에 따라 점점 감쇄하는바, 전압 제어부(301)는 Vosense가 Voref를 추종하도록 게이트 출력의 PWM 신호의 듀티비를 상향조정 할 수 있다.
이 경우, 디밍 오프 구간 동안의 LED에 인가된 전압은 도 1a에 도시된 출력전압과 같이 디밍 온/오프 구간 동안 일정하게 유지될 수 있다.
한편, 디밍 온 신호가 입력되는 경우, 전압 제어부(301)는 게이트 출력의 PWM 신호의 듀티비를 조정하는 제어 신호를 출력하지 않도록 설정할 수 있다.
또한 도 3에 도시된 바와 같이 스위칭부(303)를 구비하여, 전압 제어부(301)가 게이트 출력의 PWM 신호의 듀티비를 조정하는 제어 신호를 출력하더라도, 전압 제어부(301)의 출력이 LED 구동 회로로 출력되지 않도록 할 수 있다.
전류 제어부(302)는 LED에 유입되는 전류를 제어한다.
여기서 전류 제어부(302)는 디밍 신호(DIMIN) 및 기준 전류(Ioref)를 입력받을 수 있다.
만약 디밍 온 신호가 입력되면, LED 구동 회로에 의해 구동되는 LED의 전류 값(Iosense)이 기준 전류(Ioref)를 추종하도록, 게이트 출력의 듀티비를 조정하는 제어 신호를 출력할 수 있다.
즉 전류 제어부(202)는 디밍 온 신호가 입력되면, LED에 인가 되어야 할, 기준 전류 Ioref를 입력 받아서, LED의 전류 값(Iosense)이 기준 전류 Ioref를 추종하도록 게이트 출력의 PWM 신호의 듀티비를 조정하는 제어 신호를 출력할 수 있다.
즉 PWM 신호의 듀티비를 조정함으로써, LED에 인가되는 전압을 조절하여, LED에 원하는 전류가 흐르도록 제어할 수 있다.
한편, 디밍 오프 신호가 입력되는 경우, 전류 제어부(302)는 게이트 출력의 PWM 신호의 듀티비를 조정하는 제어 신호를 출력하지 않도록 설정할 수 있다.
또한 도 3에 도시된 바와 같이 스위칭부(303)를 구비하여, 전류 제어부(302)가 게이트 출력의 PWM 신호의 듀티비를 조정하는 제어 신호를 출력하더라도, 전류 제어부(302)의 출력이 LED 구동 회로로 출력되지 않도록 할 수 있다.
또한 전류 제어부(302)는 LED에 인가된 전압이 센싱된 경우 센싱된 전압 값(Vosense)을 입력받을 수 있다.
또한 전류 제어부(302)는 LED에 유입된 전류가 센싱된 경우 센싱된 전류 값(Iosense)을 입력받을 수 있다.
또한 전류 제어부(302)는 입력된 디밍 신호(DIMIN)에 따라, 디밍 온/오프 여부에 대한 출력 신호(DIMOUT)를 후술할 LED 구동부에 출력할 수 있다.
스위칭부(303)는 디밍 온 신호가 입력되면, 전류 제어부에서 출력되는 제어 신호를, 디밍 오프 신호가 입력되면 전압 제어부에서 출력되는 제어 신호를 LED 구동 회로로 전달할 수 있다.
한편 스위칭부(303)는 도 3과 같이 제어 장치(300) 내부에 위치하여, 스위칭 동작을 수행할 수도 있고, 제어 장치(300) 외부에 위치하여, 스위칭 동작을 수행할 수도 있다.
샘플링부(304)는 디밍 오프 시점의 LED에 인가된 전압 값을 샘플링하여, 전압 제어부(301)로 제공하는 기능을 한다.
구체적으로, 샘플링부(304)는 감지된 전압 값(Vosense)을 입력받으면서, 디밍 오프 시점의 LED 전압 값을 샘플링하여, 그 값을 유지하여, 전압 제어부(301)로 제공할 수 있다. 여기서 전압 제어부(301)는 샘플링부(304)에서 제공된 전압 값을 Voref로 하여 Vosense와 비교하게 된다.
상술한 본 발명의 일 실시 예에 따른 제어 장치에 따르면, LED 구동회로가 동작 중 장기간 디밍 오프(OFF)가 된다 하더라도 방전에 의한 전압 강하를 보상하여, 디밍 오프 구간 동안 출력전압이 LED에 정상전류를 흘리기 위해 필요한 전압으로 일정하게 유지할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 LED 구동 장치의 회로도이다. 도 4에 따르면, LED 구동 장치(400)는 LED(401), 전압 감지부(402), 전류 감지부(403), DC-DC컨버터(404), LED 구동부(405), 제어부(406)를 포함한다.
LED(401)는 발광 다이오드. Ga(갈륨), P(인), As(비소)를 재료로 하여 만들어진 반도체로서, 다이오드의 특성을 가지고 있으며, 전류를 흐르게 하면 붉은색, 녹색, 노란색으로 빛을 발하는 장치이다.
전압 감지부(402)는 LED(401)에 인가되는 전압 값을 감지하는 기능을 한다.
구체적으로, 전압 감지부(402)는 LED에 인가되는 전압 값을 감지하며, 제어부(406)와 연결되어, 감지된 전압 값(Vosense)를 제어부(406)에 제공할 수 있다.
또한 전압 감지부(402)는 제어부(406) 내부에서 생성되는 특정 전압과 비교하여 그 보다 큰 경우 회로를 disable 시키는 Over-voltage protection을 위해, 감지된 전압 값(Vosense)를 제어부(406)로 제공할 수 있다.
여기서 전압 감지부(402)는 LED(401)에 인가되는 전압 값을 감지하도록, 도 4와 같이 R1, R2의 직렬연결된 저항으로 구성될 수 있다. 다만 이에 한정되는 것은 아니고, 전압을 감지할 수 있는 회로 구성이라면, 한 개 또는 세 개 이상의 저항의 연결도 가능하고, 또한 병렬 연결하여 구성할 수도 있다.
전류 감지부(403)는 LED 에 유입되는 전류 값을 감지하는 기능을 한다.
구체적으로, 전류 감지부(403)는 LED에 유입되는 전류 값을 감지하며, 제어부(406)와 연결되어, 감지된 전류 값(Iosense)를 제어부(406)에 제공할 수 있다.
여기서 전류 감지부(403)는 LED(401)에 유입되는 전류 값을 감지하도록, 도 4와 같이 R0의 저항으로 구성될 수 있다. 다만 이에 한정되는 것은 아니고, 전류를 감지할 수 있는 회로 구성이라면, 복수개의 저항으로 구성할 수도 있다.
DC-DC 컨버터(404)는 입력 전압을 LED 구동 전압으로 변환하여 LED(401)에 일정한 정전류를 제공하는 기능을 한다.
구체적으로, DC-DC컨버터(404)는 트랜지스터를 구비하고, 제어부(406)에서 제공되는 펄스폭 변조(PWM)신호를 트랜지스터의 게이트로 입력는다.
또한, DC-DC컨버터(404)는 제어부(406)에서 제공되는 PWM 신호에 기초하여 DC 전압을 컨버팅하고, 컨버팅된 DC 전압을 LED(401)에 제공한다. 이 때, DC-DC컨버터(404)는 LED(401)가 포화 영역에서 동작하도록 LED(401)의 순방향 바이어스 전압에 대응하는 전압을 제공할 수 있다.
LED 구동부(405)는 디밍을 위한 스위칭 소자로 기능한다.
구체적으로 LED 구동부(405)는 디밍 온 신호 및 디밍 오프 신호에 따라 LED(401)에 흐르는 전류를 단속할 수 있다. 즉 LED 구동부(405)는 디밍 온 신호가 입력되면, LED(401)에 전류가 흐르도록 하며, 디밍 오프 신호가 입력되면, LED(401)에 전류가 흐르지 않도록 할 수 있다.
여기서 LED 구동부(405)는 스위칭 기능을 하는 트랜지스터로 구현될 수 있다.
제어부(406)는 디밍 온 신호가 입력되면, 전류 감지부(403)에서 감지된 전류 값이 기준 전류를 추종하도록 DC-DC컨버터(404)를 제어할 수 있다.
또한 제어부(406)는 디밍 오프 신호가 입력되면 디밍 오프 시점의 LED 전압 값이 유지되도록 DC-DC컨버터(404)를 제어할 수 있다.
구체적으로 제어부(406)는 전류 제어부 및 전압 제어부를 포함할 수 있다.
여기서 전압 제어부는 디밍 신호(DIMIN)를 입력받을 수 있다.
전압 제어부는 디밍 오프 신호가 입력되면, 샘플링부에서 제공된 디밍 오프 시점의 LED 전압값을 Voref로 하고, 디밍 오프 구간 동안 감지된 Vosense와 비교하여, Vosense가 Voref를 추종하도록 게이트 출력의 PWM 신호의 듀티비를 조정하는 제어 신호를 출력할 수 있다. 여기서 전압 제어부에 의해 조정되는 듀티비를 가지는 PWM 신호는 DC-DC 컨버터부(404)의 트랜지스터(Q1)에 입력되어, 디밍 오프 시점의 LED 전압 값을 유지할 수 있다.
한편, 디밍 온 신호가 입력되는 경우, 전압 제어부는 게이트 출력의 PWM 신호의 듀티비를 조정하는 제어 신호를 출력하지 않도록 설정할 수 있다.
또한 도 4에 도시된 바와 같이 스위칭부를 구비하여, 전압 제어부가 게이트 출력의 PWM 신호의 듀티비를 조정하는 제어 신호를 출력하더라도, 전압 제어부의 출력이 LED 구동 회로로 출력되지 않도록 할 수 있다.
전류 제어부는 디밍 신호(DIMIN) 및 기준 전류(Ioref)를 입력받을 수 있다.
전류 제어부는 디밍 온 신호가 입력되면, LED에 인가 되어야 할, 기준 전류 Ioref를 입력 받아서, LED의 전류 값(Iosense)이 기준 전류 Ioref를 추종하도록 게이트 출력의 PWM 신호의 듀티비를 조정하는 제어 신호를 출력할 수 있다. 여기서 전류 제어부에 의해 조정되는 듀티비를 가지는 PWM 신호는 DC-DC 컨버터부(404)의 트랜지스터(Q1)에 입력되어, 기준 전류를 추종할 수 있다.
즉 PWM 신호의 듀티비를 조정함으로써, LED에 인가되는 전압을 조절하여, LED에 원하는 전류가 흐르도록 제어할 수 있다.
한편, 디밍 오프 신호가 입력되는 경우, 전류 제어부는 게이트 출력의 PWM 신호의 듀티비를 조정하는 제어 신호를 출력하지 않도록 설정할 수 있다.
또한 도 4에 도시된 바와 같이 스위칭부를 구비하여, 전류 제어부가 게이트 출력의 PWM 신호의 듀티비를 조정하는 제어 신호를 출력하더라도, 전류 제어부의 출력이 LED 구동 회로로 출력되지 않도록 할 수 있다.
또한 전류 제어부는 LED에 인가된 전압이 센싱된 경우 센싱된 전압 값(Vosense)을 입력받을 수 있다.
또한 전류 제어부는 LED에 인가된 전류가 센싱된 경우 센싱된 전류 값(Iosense)을 입력받을 수 있다.
또한 전류 제어부는 입력된 디밍 신호(DIMIN)에 따라, 디밍 온/오프 여부에 대한 출력 신호(DIMOUT)를 후술할 LED 구동부에 출력할 수 있다.
스위칭부는 디밍 온 신호가 입력되면, 전류 제어부에서 출력되는 제어 신호를, 디밍 오프 신호가 입력되면 전압 제어부에서 출력되는 제어 신호를 DC-DC컨버터부(404)의 트랜지스터(Q1)로 전달할 수 있다.
한편 스위칭부는 도 4와 같이 제어부(406) 내부에 위치하여, 스위칭 동작을 수행할 수도 있고, 제어부(406) 외부에 위치하여, 스위칭 동작을 수행할 수도 있다.
샘플링부는 감지된 전압 값(Vosense)을 입력받으면서, 디밍 오프 시점의 LED 전압 값을 샘플링하여, 그 값을 유지하여, 전압 제어부로 제공하는 기능을 한다.
이상과 같이 본 발명의 일 실시 예에 따른 LED 구동 회로에 의하면, LED 구동회로가 동작 중 장기간 디밍 오프(OFF)가 된다 하더라도 방전에 의한 전압 강하를 보상하여, 디밍 오프 구간 동안 출력전압이 LED에 정상전류를 흘리기 위해 필요한 전압으로 일정하게 유지되어 디스플레이 장치에 적용될 경우 화면의 동적 명암비와 화질을 개선할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 LED 구동 회로의 동작을 제어하는 제어 방법에 관한 흐름도이다.
도 5에 따르면, 제어 방법은 먼저 디밍 온 신호가 입력되었는지 판단한다(S510).
만약 디밍 온 신호가 입력되었다고 판단되면(S510:Y), LED 구동회로에 의해 구동되는 LED의 전류값이 기준 전류를 추종하도록 LED 구동 회로의 PWM 신호의 듀티비를 조정한다(S520).
만약 디밍 온 신호가 입력되지 않았다고 판단되면, 즉 디밍 오프 신호가 입력되었다고 판단되면(S510:N), 디밍 오프 시점의 LED 전압 값이 유지되도록, LED 구동회로의 PWM 신호의 듀티비를 조정한다(S530).
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 LED 구동 방법에 관한 흐름도이다.
도 6에 따르면, 구동 방법은 먼저 DC-DC컨버터를 이용하여 입력 전압을 LED 구동 전압으로 변환한다(S610). 그리고 LED 구동 전압을 이용하여 LED를 구동한다(S620). 그리고 LED의 전압 값 및 전류 값을 감지 한다(S630). 그리고 디밍 온 신호가 입력되었는지 판단한다(S640).
만약 디밍 온 신호가 입력되었다고 판단되면(S640:Y), LED 구동회로에 의해 구동되는 LED의 전류값이 기준 전류를 추종하도록 DC-DC컨버터를 제어한다.(S650).
만약 디밍 온 신호가 입력되지 않았다고 판단되면, 즉 디밍 오프 신호가 입력되었다고 판단되면(S640:N), 디밍 오프 시점의 LED 전압 값이 유지되도록, DC-DC 컨버터를 제어한다(S660).
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.
200 : 제어 장치 201 : 전압 제어부
202 : 전류 제어부 203 : 스위칭부
300 : 제어 장치 301 : 전압 제어부
302 : 전류 제어부 303 : 스위칭부
304 : 샘플링부 400 : LED 구동 장치
401 : LED 402 : 전압 감지부
403 : 전류 감지부 404 : DC-DC 컨버터
405 : LED 구동부 406 : 제어부

Claims (10)

  1. LED 구동 회로의 동작을 제어하는 제어 장치에 있어서,
    디밍 온(ON) 신호가 입력되면, 상기 LED 구동회로에 의해 구동되는 LED의 전류 값이 기준 전류를 추종하도록 상기 LED 구동 회로의 PWM 신호의 듀티비를 조정하는 제어 신호를 출력하는 전류 제어부;
    디밍 오프(OFF) 신호가 입력되면, 디밍 오프 시점의 LED 전압 값이 유지되도록, 상기 LED 구동 회로의 PWM 신호의 듀티비를 조정하는 제어 신호를 출력하는 전압 제어부;
    상기 디밍 온 신호가 입력되면 상기 전류 제어부에서 출력되는 제어 신호를 상기 LED 구동 회로로 전달하고, 상기 디밍 오프 신호가 입력되면 상기 전압 제어부에서 출력되는 제어 신호를 상기 LED 구동 회로로 전달하는 스위칭부;를 포함하는 제어 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 디밍 오프 시점의 LED 전압값을 샘플링하여 상기 전압 제어부로 제공하는 샘플링부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 제어 장치.
  3. LED 구동 장치에 있어서,
    LED;
    상기 LED에 인가되는 전압값을 감지하는 전압 감지부;
    상기 LED로 유입되는 전류값을 감지하는 전류 감지부;
    입력 전압을 LED 구동 전압으로 변환하여 상기 LED로 제공하는 DC-DC 컨버터부;
    디밍 온 신호 및 디밍 오프 신호에 따라 상기 LED를 구동하는 LED 구동부;
    상기 디밍 온 신호가 입력되면 상기 전류 감지부에서 감지된 전류 값이 기준 전류를 추종하도록 상기 DC-DC 컨버터를 제어하고, 상기 디밍 오프 신호가 입력되면 디밍 오프 시점의 LED 전압 값이 유지되도록 상기 DC-DC 컨버터를 제어하는 제어부;를 포함하는 LED 구동 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 DC-DC 컨버터부는,
    상기 제어부에 의해 조정되는 듀티비를 가지는 PWM 신호에 의해 구동되는 트랜지스터;를 포함하는 것을 특징으로 하는 LED 구동 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 디밍 온 신호가 입력되면, 상기 전류 감지부에서 감지된 전류 값이 상기 기준 전류를 추종하도록 상기 듀티비를 조정하는 제어 신호를 출력하는 전류 제어부;
    상기 디밍 오프 신호가 입력되면, 상기 디밍 오프 시점의 LED 전압 값이 유지되도록, 상기 듀티비를 조정하는 제어 신호를 출력하는 전압 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 LED 구동 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 디밍 온 신호가 입력되면 상기 전류 제어부에서 출력되는 제어 신호를 상기 트랜지스터로 전달하고, 상기 디밍 오프 신호가 입력되면 상기 전압 제어부에서 출력되는 제어 신호를 상기 트랜지스터로 전달하는 스위칭부;를 더 포함하는 LED 구동 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 디밍 오프 시점의 LED 전압값을 샘플링하여 상기 전압 제어기로 제공하는 샘플링부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 LED 구동 장치.
  8. LED 구동 회로의 동작을 제어하는 제어 방법에 있어서,
    디밍 온 신호가 입력되면, 상기 LED 구동회로에 의해 구동되는 LED의 전류 값이 기준 전류를 추종하도록 상기 LED 구동 회로의 PWM 신호의 듀티비를 조정하는 단계;
    디밍 오프 신호가 입력되면, 디밍 오프 시점의 LED 전압 값이 유지되도록, 상기 LED 구동 회로의 PWM 신호의 듀티비를 조정하는 단계;를 포함하는 제어 방법.
  9. LED 구동 방법에 있어서,
    DC-DC 컨버터를 이용하여 입력 전압을 LED 구동 전압으로 변환하는 단계;
    상기 LED 구동 전압을 이용하여 LED를 구동시키는 단계;
    상기 LED의 전압값 및 전류값을 감지하는 단계;
    디밍 온 신호가 입력되면 상기 전류값이 기준 전류를 추종하도록 상기 DC-DC 컨버터를 제어하고, 디밍 오프 신호가 입력되면 디밍 오프 시점의 LED 전압 값이 유지되도록 상기 DC-DC 컨버터를 제어하는 제어 단계;를 포함하는 LED 구동 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제어 단계는,
    상기 디밍 온 신호가 입력되면, 상기 전류 값이 상기 기준 전류를 추종하도록 상기 DC-DC 컨버터 내에 구비된 트랜지스터로 입력되는 PWM 신호의 듀티비를 상향 조정하는 단계;
    상기 디밍 오프 신호가 입력되면, 상기 디밍 오프 시점의 LED 전압 값이 유지되도록, DC-DC 컨버터 내에 구비된 트랜지스터로 입력되는 PWM 신호의 듀티비를 상향 조정하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 LED 구동 방법.

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