KR20130020326A

KR20130020326A - 엘이디 스트링의 구동 장치

Info

Publication number: KR20130020326A
Application number: KR1020110082896A
Authority: KR
Inventors: 조현민; 이승우
Original assignee: 주식회사엘디티
Priority date: 2011-08-19
Filing date: 2011-08-19
Publication date: 2013-02-27
Also published as: WO2013027886A1; KR101247506B1

Abstract

본 발명은 직류전압 조정기의 출력 전압을 조절하여 엘이디 스트링을 구동할 때, 전류원의 단자 전압 중 최소 전압이 임의의 값으로 유지할 수 있도록 하고, 전류원의 단자 전압이 작은 값에서 임의의 값으로 제어되도록 하여 부하상승에 의해 출력이 강하되는 것을 방지하고 엘이디 스트링의 구동에 따른 전력손실을 최소화 되도록 하는데 있다.
본 발명은 해당 엘이디 스트링의 점등 초기시부터 해당 전류원의 동작이 안정화되어 일정한 전류가 흐를 때 까지 전류원제어신호를 활성화시켜 출력하는 하나 이상의 히스테리시스 비교기; 상기 활성화된 전류원제어신호에 의해 구동되어 피드백 단자에 대해 싱킹동작하는 최소구동전압공급용 전류원; 상기 각 엘이디 스트링의 해당 전류원의 전류원단자전압 중에서 최소 레벨의 전압을 선택하는 최소전압 선택부; 상기 최소전압 선택부의 출력전압에 상응되는 전류를 증폭하여 상기 피드백 단자에 대해 싱킹 또는 소싱 동작하는 전류증폭기 및 입력전압을 기초로 상기 엘이디 스트링을 점등시키기 위해 구동전압을 출력할 때 상기 최소구동전압공급용 전류원의 싱킹동작에 따라 상기 구동전압을 소정 레벨 이상으로 출력한 후 상기 전류증폭기의 싱킹 및 소싱 동작에 따라 상기 구동전압을 상향 또는 하향 조정하는 직류전압 조정기를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

엘이디 스트링의 구동 장치{DRIVING APPARATUS FOR LED STRING}

본 발명은 조명 장치나 표시장치의 백라이트 유닛(backlight unit) 등에 사용되는 엘이디 스트링의 구동기술에 관한 것으로, 특히 엘이디 스트링의 구동전압을 적절히 제어하여 전력손실을 최소화 할 수 있도록 한 엘이디 스트링의 구동 장치에 관한 것이다.

근래 들어, 반도체 기술의 발전에 힘입어 엘이디(LED: Light Emitting Diode)의 효율성이 많이 향상되었다. 또한, 엘이디는 백열 전구나 형광등과 같은 기존의 조명 장치에 비하여 수명이 월등히 길고 에너지 소모가 적어 경제적일 뿐만 아니라 친환경적이라는 장점을 가지고 있다. 이와 같은 장점들로 인하여 엘이디는 각종 조명장치나 평판표시장치(예: LCD)의 백라이트 유닛 등으로 널리 사용되고 있다.

종래 기술에 의한 엘이디 스트링의 구동 장치는, 직류전압 조정기, 복수의 엘이디 스트링, 복수의 정전류 및 피드백 제어부를 포함한다.

직류전압 조정기는 직류(DC)/직류(DC) 변환기와 같은 스위칭 컨버터로서, 입력 전원으로부터 엘이디 스트링을 구동하기 위한 구동전압을 생성하여 출력한다. 상기 직류전압 조정기의 출력단에 복수의 엘이디 스트링들이 직렬 또는 직병렬의 형태로 접속되는데, 이와 같은 엘이디 스트링들은 상기 직류전압 조정기에서 출력되는 구동전압에 의해 점등된다. 상기 각각의 엘이디 스트링에는 정전류원이 각기 직렬로 접속되어, 해당 엘이디 스트링에 정전류가 흐르도록 한다.

이와 같이, 종래의 엘이디 스트링의 구동 장치에서는 엘이디 스트링과 직렬로 접속된 정전류원들을 이용하여 각각의 엘이디 스트링에 정전류가 흐로도록 할 수 있다. 그러나, 직류전압 조정기의 출력단에 여러 개의 엘이디 스트링이 접속되는 경우, 각 엘이디 스트링을 구성하는 엘이디들의 특성 차에 의해 엘이디 스트링에서 요구되는 전압이 달라지게 되며, 이를 위한 여유전압 공급으로 인하여 발생하는 전력 손실을 피할 수 없는 단점이 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 직류전압 조정기의 출력 전압을 조절하여 엘이디 스트링을 구동할 때, 전류원의 단자 전압 중 최소 전압이 임의의 값으로 유지할 수 있도록 하고, 전류원의 단자 전압이 작은 값에서 임의의 값으로 제어되도록 하여 부하 상승에 따른 출력 강하를 방지하고 전력손실을 최소화 하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 엘이디 스트링을 구성하는 엘이디의 개수와 상관없이 엘이디 스트링에 최적화된 구동전압을 공급하는데 있다.

본 발명의 목적들은 앞에서 언급한 목적으로 제한되지 않는다. 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 아래 설명에 의해 더욱 분명하게 이해될 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 하나 이상의 엘이디 스트링; 상기 엘이디 스트링 중에서 해당 엘이디 스트링에 정전류가 흐르도록 하기 위한 하나 이상의 전류원; 상기 해당 엘이디 스트링의 점등 초기시부터 해당 전류원의 동작이 안정화되어 일정한 전류가 흐를 때 까지 전류원제어신호를 활성화시켜 출력하는 하나 이상의 히스테리시스 비교기; 상기 활성화된 전류원제어신호에 의해 구동되어 피드백 단자에 대해 싱킹동작하는 최소구동전압공급용 전류원; 상기 전류원들의 전류원단자전압 중에서 최소 레벨의 전압을 선택하는 최소전압 선택부; 상기 최소전압 선택부의 출력전압에 상응되는 전류를 증폭하여 상기 피드백 단자에 대해 싱킹 또는 소싱 동작하는 전류증폭기 및 입력전압을 기초로 상기 엘이디 스트링을 점등시키기 위해 구동전압을 출력할 때 상기 최소구동전압공급용 전류원의 싱킹동작에 따라 상기 구동전압을 소정 레벨 이상으로 출력한 후 상기 전류증폭기의 싱킹 및 소싱 동작에 따라 상기 구동전압을 상향 또는 하향 조정하는 직류전압 조정기;를 포함한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 또 다른 본 발명은, 하나 이상의 엘이디 스트링; 상기 엘이디 스트링 중에서 해당 엘이디 스트링에 정전류가 흐르도록 하기 위한 하나 이상의 전류원; 상기 해당 엘이디 스트링의 점등 초기시부터 해당 전류원의 동작이 안정화되어 일정한 전류가 흐를 때 까지 전류원제어신호를 활성화시켜 출력하는 하나 이상의 히스테리시스 비교기; 상기 활성화된 전류원제어신호에 의해 스위칭 동작하여 피드백 단자를 저항을 통해 접지단자에 연결시켜 상기 피드백단자의 전압이 하강되도록 하는 피드백전압 제어부; 상기 전류원들의 전류원단자전압 중에서 최소 레벨의 전압을 선택하는 최소전압 선택부; 상기 최소전압 선택부의 출력전압을 증폭하여 상기 피드백 단자의 전압을 상승 또는 하강시키는 전압증폭부 및, 입력전압을 기초로 상기 엘이디 스트링을 점등시키기 위해 구동전압을 출력할 때 상기 피드백전압 제어부에 의한 상기 피드백단자의 전압 강하에 따라 상기 구동전압을 소정 레벨 이상으로 출력한 후 상기 전압증폭기의 출력전압에 따라 상기 구동전압을 상향 또는 하향 조정하는 직류전압 조정기;를 포함한다.

따라서, 본 발명은 직류전압 조정기의 출력 전압을 조절하여 엘이디 스트링을 구동할 때, 전류원의 단자 전압 중 최소 전압이 임의의 값으로 유지할 수 있도록 하고, 전류원의 단자 전압이 작은 값에서 임의의 값으로 제어되도록 함으로써, 부하상승에 의해 출력이 강하되는 것을 방지하고, 엘이디 스트링의 구동에 따른 전력손실이 최소화 되는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일시예에 의한 엘이디 스트링의 구동 장치의 블록도이다.
도 2는 도 1에서 전류원 및 최소전압 선택부의 상세 회로도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 의한 엘이디 구동 장치의 블록도이다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 의한 엘이디 스트링의 구동 장치의 블록도로서 이에 도시한 바와 같이, 직류전압 조정기(100), 엘이디 스트링(200_1~200_N), 전류원(300_1~300_N), 히스테리시스 비교기(400_1~400_N), 최소구동전압공급용 전류원(500), 최소전압 선택부(600) 및 전류 증폭기(700)를 포함한다. 상기 직류전압 조정기(100)는 각종 부스터 직류-직류 변환기(예: Boost DC-DC 변환기, Buck DC-DC 변환기, Buck-boost DC-DC변환기) 및 LDO(LDO: Low Dropout Regulator) 등과 같이 출력전압을 조절하기 위한 피드백 단자(FB)를 구비한 스위칭 컨버터이다.

직류전압 조정기(100)는 외부로부터 공급되는 입력전압(Vin)을 기초로 구동전압(V_LED)을 생성하여 출력한다. 상기 직류전압 조정기(100)의 출력단에는 엘이디 스트링(200_1~200_N)의 일측 단자들이 공통으로 접속되고, 상기 엘이디 스트링(200_1~200_N)의 타측 단자들은 각각의 전류원(300_1~300_N)을 통해 접지단자에 접속된다.

상기 직류전압 조정기(100)에서 출력되는 상기 구동전압(V_LED)을 이용하여 상기 엘이디 스트링(200_1~200_N)을 여러 가지의 패턴으로 구동할 수 있다. 예를 들어, 상기 엘이디 스트링(200_1~200_N)을 순차적으로 또는 랜덤하게 또는 동시에 구동시킬 수 있다.

상기 엘이디 스트링(200_1~200_N)을 동시에 구동시키고자 하는 경우 메인 콘트롤러(도면에 미표시)는 인에이블신호(EN1~ENn)를 동시에 출력하고, 이에 의해 상기 전류원(300_1~300_N)이 동시에 구동된다. 이때, 상기 직류전압 조정기(100)에서 출력되는 상기 구동전압(V_LED)에 의하여 상기 엘이디 스트링(200_1~200_N)에 각각의 구동전류가 흐르게 된다. 이와 같은 상태에서, 상기 전류원(300_1~300_N)은 상기 각각의 엘이디 스트링(200_1~200_N)에 일정한 전류가 흐르도록 한다.

상기 엘이디 스트링(200_1~200_N)을 임의의 패턴으로 구동시킬 때, 상기 직류전압 조정기(100)는 공통신호라인(SL) 및 피드백 단자(FB)를 통해 피드백되는 전압에 따라 상기 구동전압(V_LED)을 제어하게 된다.

예를 들어, 상기 엘이디 스트링(200_1~200_N)을 순차적으로 구동시킬 때, 상기 직류전압 조정기(100)가 상기 경로를 통해 피드백되는 전압에 따라 상기 구동전압(V_LED)을 제어하는 것에 대하여 설명하면 다음과 같다.

상기 직류전압 조정기(100)의 출력단으로부터 엘이디 스트링(200_1~200_N)에 상기 구동전압(V_LED)이 공급되기 이전의 초기화 시점에서, 상기 메인콘트롤러는 상기 엘이디 스트링(200_1)의 타측 종단과 접지단자 사이에 직렬접속된 전류원(300_1)과 비반전입력단자가 상기 전류원(300_1)에 접속된 히스테리시스 비교기(400_1)에 인에이블신호(EN1)를 공통으로 공급한다. 이에 따라, 상기 전류원(300_1)과 히스테리시스 비교기(400_1)가 동시에 인에이블된다.

이때, 상기 전류원(300_1)으로부터 히스테리시스 비교기(400_1)의 반전입력단자에 공급되는 전압은 상기 메인 콘트롤러의 전류명령에 따라 비반전입력단자에 공급되는 기준전압(Vref11)보다 낮으므로 전류원제어신호(CTL1)가 '하이'로 출력된다. 이에 따라, 상기 직류전압 조정기(100)의 피드백 단자(FB)와 접지단자 사이에 접속된 최소구동전압공급용 전류원(500)이 인에이블된다.

따라서, 상기 직류전압 조정기(100)의 피드백 단자(FB)에 대한 상기 전류원(500)의 싱킹 동작에 의하여, 상기 피드백 단자(FB)의 전압이 일정 레벨 이하로 유지된다. 이에 따라, 상기 직류전압 조정기(100)는 상기와 같이 일정 레벨 이하로 유지되는 피드백 단자(FB)의 전압을 근거로 하여, 상기 구동전압(V_LED)을 소정 레벨 이상으로 출력한다. 이에 의해 상기 엘이디 스트링(200_1)에 구동전류가 흐르기 시작하고, 이 시점으로부터 상기 전류원(300_1)의 동작이 안정화되면 목표로 한 일정한 전류가 흐르게 된다.

이때, 상기 전류원(300_1)으로부터 히스테리시스 비교기(400_1)의 반전입력단자에 공급되는 전압은 비반전입력단자에 공급되는 기준전압(Vref11)과 같으므로 전류원제어신호(CTL1)가 '로우'로 천이된다. 이에 따라, 상기 최소구동전압공급용 전류원(500)이 디스에이블 된다.

이와 같은 상태에서, 최소전압 선택부(600)는 상기 엘이디 스트링(200_1~200_N)과 상기 전류원(300_1~300_N) 간의 전류원단자전압(V_CH1-V_CHn) 중에서 최소 레벨의 전압을 선택하게 된다. 그런데, 이때 상기 엘이디 스트링(200_1~200_N) 중에서 엘이디 스트링(200_1)만 구동 상태에 있으므로, 상기 최소전압 선택부(600)는 상기 전류원단자전압(V_CH1)을 선택하여 출력한다.

전류 증폭기(700)는 상기 최소전압 선택부(600)에서 출력되는 최소전압에 대응하는 전류를 증폭하여 출력한다. 이때, 상기 최소구동전압공급용 전류원(500)이 디스에이블 상태이므로, 상기 전류 증폭기(700)의 출력전류에 의해서만 상기 직류전압 조정기(100)의 피드백 단자(FB)의 전압이 싱킹되거나 소싱된다.

상기 직류전압 조정기(100)는 상기와 같은 싱킹 또는 소싱 동작에 의해 변화되는 피드백 단자(FB)의 전압을 근거로 상기 구동전압(V_LED)을 상향 또는 하향 조정하게 되고, 이에 의해 상기 전류원단자전압(V_CH1)이 목표로 하는 전압으로 신속하게 조정된다.

이어서, 상기 메인콘트롤러는 상기 엘이디 스트링(200_2)의 타측 종단과 접지단자 사이에 직렬접속된 전류원(300_2)과 비반전입력단자가 상기 전류원(300_2)에 접속된 히스테리시스 비교기(400_2)에 인에이블신호(EN2)를 공통으로 공급한다. 이에 따라, 상기 전류원(300_2)과 히스테리시스 비교기(400_2)가 동시에 인에이블된다.

상기 히스테리시스 비교기(400_2)는 상기 히스테리시스 비교기(400_1)와 같이 동작하여 전류원제어신호(CTL2)를 '하이'로 출력하고, 이에 의해 상기 최소구동전압공급용 전류원(500)이 인에이블되어 상기와 같이 싱킹 동작한다.

따라서, 상기 직류전압 조정기(100)는 상기와 같이 상기 구동전압(V_LED)을 소정 레벨 이상으로 출력하여 상기 엘이디 스트링(200_2)에 구동전류가 흐르기 시작하고, 이 시점으로부터 상기 전류원(300_2)의 동작이 안정화되면 목표로 한 일정한 전류가 흐르게 된다.

이때, 히스테리시스 비교기(400_2)는 상기 히스테리시스 비교기(400_1)와 같이 동작하여 전류원제어신호(CTL2)를 '로우'로 출력하므로, 이에 의해 상기 최소구동전압공급용 전류원(500)이 디스에이블 된다.

이때, 상기 엘이디 스트링(200_1~200_N) 중에서 엘이디 스트링(200_1),(200_2)이 구동 상태에 있으므로, 상기 최소전압 선택부(600)는 전류원단자전압(V_CH1),(V_CH2) 중에서 보다 낮은 레벨의 전류원단자전압을 선택하여 출력한다.

전류 증폭기(700)는 상기와 같이 상기 최소전압 선택부(600)에서 출력되는 최소전압에 상응되는 전류를 증폭하여 출력한다. 이때, 상기 최소구동전압공급용 전류원(500)이 디스에이블 상태이므로, 상기 전류 증폭기(700)의 출력전류에 의해서만 상기 직류전압 조정기(100)의 피드백 단자(FB)의 전압이 싱킹되거나 소싱된다.

상기 직류전압 조정기(100)는 상기와 같은 싱킹 또는 소싱 동작에 의해 변화되는 피드백 단자(FB)의 전압을 근거로 하여, 상기 구동전압(V_LED)을 상향 또는 하향 조정하게 되고, 이에 의해 상기 전류원단자전압(V_CH2)이 목표로 하는 전압으로 신속하게 조정된다.

이어서, 나머지의 엘이디 스트링(200_3~200_N)에 대해서도 상기와 같은 과정을 통해 상기 구동전압(V_LED)을 상향 또는 하향 조정하게 되고, 이에 의해 해당 전류원단자전압(V_CH3~V_CHn)이 목표로 하는 전압으로 신속하게 조정된다.

참고로, 상기 히스테리시스 비교기(400_1~400_N)는 히스테리시스 특성을 갖는 비교기들이다.

한편, 상기 엘이디 스트링(200_1~200_N)을 동시에 구동시키는 경우, 상기 메인콘트롤러는 상기 전류원(300_1~300_N) 및 히스테리시스 비교기(400_1~400_N)에 해당 인에이블신호(EN1-ENn)를 동시에 출력하여 상기 전류원(300_1~300_N) 및 히스테리시스 비교기(400_1~400_N)가 동시에 인에이블된다.

이에 따라, 상기 히스테리시스 비교기(400_1~400_N)는 각각 상기와 같이 비교동작을 하여 해당 전류원제어신호(CTL1~CTLn)를 '하이'로 출력하고, 이들 중 어느 하나에 의해 상기 최소구동전압공급용 전류원(500)이 인에이블되어 상기와 같이 싱킹 동작한다.

따라서, 상기 직류전압 조정기(100)는 상기와 같이 상기 구동전압(V_LED)을 소정 레벨 이상으로 출력하여 상기 엘이디 스트링(200_1~200_N)에 구동전류가 흐르기 시작하고, 이 시점으로부터 상기 전류원(300_1~300_N)의 동작이 안정화되면 목표로 한 일정한 전류가 흐르게 된다.

이때, 상기 히스테리시스 비교기(400_1~400_N)는 상기와 같이 동작하여 전류원제어신호(CTL1~CTLn)를 '로우'로 출력하므로, 이들 중에서 어느 하나에 의해 상기 최소구동전압공급용 전류원(500)이 디스에이블 된다.

이때, 상기 엘이디 스트링(200_1~200_N)이 모두 구동 상태에 있으므로, 상기 최소전압 선택부(600)는 전류원단자전압(V_CH1~V_CHn) 중에서 제일 낮은 레벨의 전류원단자전압을 선택하여 출력한다.

전류 증폭기(700)는 상기와 같이 상기 최소전압 선택부(600)에서 출력되는 최소전압에 대응되는 전류를 증폭하여 출력한다. 이때, 상기 최소구동전압공급용 전류원(500)이 디스에이블 상태이므로, 상기 전류 증폭기(700)의 출력전류에 의해서만 상기 직류전압 조정기(100)의 피드백 단자(FB)의 전압이 싱킹되거나 소싱된다.

상기 직류전압 조정기(100)는 상기와 같은 싱킹 또는 소싱 동작에 의해 변화되는 피드백 단자(FB)의 전압을 근거로 하여, 상기 구동전압(V_LED)을 상향 또는 하향 조정하게 되고, 이에 의해 상기 전류원단자전압(V_CH1~V_CHn)이 목표로 하는 전압으로 각각 조정된다.

결국, 상기 엘이디 스트링(200_1~200_N)을 구동할 때, 구동 초기에는 히스테리시스 비교기(400_1~400_N)를 이용하여 상기 최소구동전압공급용 전류원(500)을 인에이블시켜 상기와 같은 소싱 동작이 이루어지도록 하고, 이에 대응하여 상기 직류전압 조정기(100)가 상기 구동전압(V_LED)을 소정 레벨 이상으로 출력하여 해당 전류원(300_1~300_N)의 동작이 신속하게 안정화 되어 목표로 한 일정한 전류가 흐르게 한 후, 상기 최소전압 선택부(600) 및 전류 증폭기(700)를 통한 싱킹 또는 소싱 동작에 따라 변화되는 피드백 단자(FB)의 전압을 근거로 상기 구동전압(V_LED)을 상향 또는 하향 조정함으로써, 상기 해당 전류원단자전압(V_CH1~V_CHn)이 목표로 하는 전압으로 신속하게 조정되어 상기 엘이디 스트링(200_1~200_N)의 구동에 따른 전력손실을 최소화 할 수 있고, 부하 상승에 따른 출력 강하를 방지할 수 있게 된다.

한편, 도 2는 본 발명의 다른 실시예에 의한 엘이디 스트링의 구동 회로도로서, 상기 도 1에서 엘이디 스트링(200_1~200_N), 최소전압 선택부(600) 및 전류원(300_1~300_N)에 대한 상세 회로도이다.

상기 엘이디 스트링(200_1~200_N)은 직렬접속된 복수의 엘이디(LED10-LED1n), (LED20-LED2n)…(LEDm0-LEDmn)를 구비한다.

전류원(300_1)은 상기 엘이디 스트링(200_1)의 최종단 엘이디의 캐소우드와 접지단자의 사이에 직렬접속된 모스트랜지스터(311) 및 저항(R_S1), 반전입력단자가 상기 모스트랜지스터(311)의 드레인과 저항(R_S1)의 접속점에 접속되고, 비반전입력단자에 기준전압(Vref11)이 공급되며, 출력단자가 상기 모스트랜지스터(311)의 게이트에 접속된 차동증폭기(321)를 포함한다. 나머지 전류원(300_2~300_N)도 상기 전류원(300_1)과 동일한 구성을 갖는다.

상기 히스테리시스 비교기(400_1)의 반전입력단자가 상기 모스트랜지스터(311)의 드레인과 저항(R_S1)의 접속점에 접속되고, 비반전입력단자에 상기 기준전압(Vref11)이 공급되며, 출력단자는 상기 최소구동전압공급용 전류원(500)의 제어단자에 접속된다. 나머지의 히스테리시스 비교기(400_2-400_N)도 상기 히스테리시스 비교기(400_1)와 동일하게 구성된다.

최소전압 선택부(600)는 전원단자(VDD)와 접지단자의 사이에 직렬접속된 저항(R1,R2), 애노드가 상기 저항(R1,R2)의 접속점에 공통 접속되고, 캐소우드가 상기 전류원(300_1~300_N)의 입력단에 각기 접속된 다이오드(D1-Dn)를 포함한다.

따라서, 상기 전류원(300_1~300_N)의 입력단의 전압이 모두 상기 저항(R1,R2)에 의해 분압된 전압보다 높은 경우 상기 다이오드(D1-Dn)는 모두 오프된다. 이와 같은 경우 상기 저항(R1,R2)에 의해 분압된 전압이 상기 전류 증폭기(700)의 입력으로 공급된다.

그러나, 상기 전류원(300_1~300_N)의 입력단의 전압 중 하나 이상의 전압이 상기 저항(R1,R2)에 의해 분압된 전압보다 낮은 경우 상기 다이오드(D1-Dn) 중에서 해당 다이오드가 온된다. 이때, 상기 전류원(300_1~300_N)의 입력단의 전압 중에서 가장 낮은 전압을 갖는 입력단에 연결된 다이오드를 통하여, 상기 저항(R1,R2)에 의해 분압된 전압이 해당 레벨차 만큼 강하된다. 결과적으로, 상기 전류원(300_1~300_N)의 입력단의 전압 중에서 가장 낮은 전압을 갖는 입력단의 전압이 최소전압 선택부(600)에 의해 선택되어 상기 전류 증폭기(700)의 입력단으로 전달된다.

한편, 도 3은 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 엘이디 스트링의 구동 회로도로서, 도 1 및 도 2와 비교할 때 상기 최소구동전압공급용 전류원(500) 및 전류 증폭기(700)에 대한 다른 실시예의 회로도이다.

도 3은 도 1 및 도 2와 비교할 때, 최소구동전압공급용 전류원(500) 대신 피드백전압 제어부(800)를 구비하고, 전류 증폭기(700) 대신 전압증폭부(900)를 구비한 것이 다른 점이다.

피드백전압 제어부(800)는 직류전압 조정기(100)의 피드백 단자(FB)와 노드(N1)의 사이에 접속된 저항(R3), 상기 노드(N1)와 접지단자 사이에 병렬접속된 다수의 스위치(811-81n)를 구비한다. 상기 스위치(811-81n)는 상기 히스테리시스 비교기(400_1~400_N)에서 출력되는 전류원제어신호(CTL1~CTLn)에 의해 턴온된다.

상기 스위치(811-81n) 중에서 임의의 스위치가 턴온되는 경우 상기 직류전압 조정기(100)의 피드백 단자(FB)가 상기 저항(R3) 및 해당 스위치를 통해 접지단자로 연결되어 상기 피드백단자(FB)의 전압이 낮아지는 방향으로 동작이 이루어진다.

상기 전압증폭부(900)는 비반전입력단자가 상기 최소전압 선택부(600)의 직렬접속된 저항(R1,R2)의 접속점에 접속되고, 반전입력단자가 자신의 출력단자에 접속된 전압증폭기(910), 상기 전압증폭기(910)의 출력단자와 상기 직류전압 조정기(100)의 피드백 단자(FB)의 사이에 접속된 저항(R4)을 구비한다.

따라서, 상기 최소전압 선택부(600)에서 선택된 최소전압은 상기 전압증폭기(910)에 의해 증폭된 후 상기 저항(R4)을 통해 상기 직류전압 조정기(100)의 피드백 단자(FB)에 공급된다. 그러므로, 상기 직류전압 조정기(100)의 출력전압에 의해 상기 직류전압 조정기(100)의 피드백 단자(FB)의 전압이 상승 또는 하강된다.

상기 설명에서는 상기 엘이디 스트링(200_1~200_N)이 상기 직류전압 조정기(100)의 출력단에 병렬접속된 것을 예로 하여 설명하였으나, 이에 한정되지 않고 직렬 또는 직병렬 형태로 접속될 수 있으며, 이와 같은 경우에도 상기와 같은 본 발명이 적용될 수 있다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세히 설명하였지만, 본 발명의 권리범위가 이에 한정되는 것이 아니라 다음의 청구범위에서 정의하는 본 발명의 기본 개념을 바탕으로 보다 다양한 실시예로 구현될 수 있으며, 이러한 실시예들 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

100 : 직류전압 조정기 200_1~200_N : 엘이디 스트링
300_1~300_N : 전류원 400_1~400_N : 히스테리시스 비교기
500 : 최소구동전압공급용 전류원 600 : 최소전압 선택부
700 : 전류 증폭기 800 : 피드백전압 제어부
900 : 전압증폭부

Claims

하나 이상의 엘이디 스트링;
상기 엘이디 스트링 중에서 해당 엘이디 스트링에 정전류가 흐르도록 하기 위한 하나 이상의 전류원;
상기 해당 엘이디 스트링의 점등 초기시부터 해당 전류원의 동작이 안정화되어 일정한 전류가 흐를 때 까지 전류원제어신호를 활성화시켜 출력하는 하나 이상의 히스테리시스 비교기;
상기 활성화된 전류원제어신호에 의해 구동되어 피드백 단자에 대해 싱킹동작하는 최소구동전압공급용 전류원;
상기 전류원들의 전류원단자전압 중에서 최소 레벨의 전압을 선택하는 최소전압 선택부;
상기 최소전압 선택부의 출력전압에 상응되는 전류를 증폭하여 상기 피드백 단자에 대해 싱킹 또는 소싱 동작하는 전류증폭기 및
입력전압을 기초로 상기 엘이디 스트링을 점등시키기 위해 구동전압을 출력할 때, 상기 최소구동전압공급용 전류원의 싱킹동작에 따라 상기 구동전압을 소정 레벨 이상으로 출력한 후 상기 전류증폭기의 싱킹 및 소싱 동작에 따라 상기 구동전압을 상향 또는 하향 조정하는 직류전압 조정기;를 포함하여 구성한 것을 특징으로 하는 엘이디 스트링의 구동 장치.
제1항에 있어서, 상기 하나 이상의 엘이디 스트링 중에서 해당 엘이디 스트링에 대응되는 전류원 및 히스테리시스 비교기는 메인 콘트롤러에 의해 동시에 인에이블되는 것을 특징으로 하는 엘이디 스트링의 구동 장치.
제1항에 있어서, 상기 전류원은
해당 엘이디 스트링의 최종단 엘이디의 캐소우드와 접지단자의 사이에 직렬접속된 모스트랜지스터 및 저항,
반전입력단자가 상기 모스트랜지스터의 드레인과 상기 저항의 접속점에 접속되고, 비반전입력단자에 기준전압이 공급되며, 출력단자가 상기 모스트랜지스터의 게이트에 접속된 차동증폭기를 포함하는 것을 특징으로 하는 엘이디 스트링의 구동 장치.
제1항에 있어서, 상기 히스테리시스 비교기는 반전입력단자가 상기 전류원에 접속되고, 비반전입력단자에 기준전압이 공급되며, 출력단자는 상기 최소구동전압공급용 전류원의 제어단자에 접속된 것을 특징으로 하는 엘이디 스트링의 구동 장치.
제1항에 있어서, 상기 최소전압 선택부는
전원단자와 접지단자의 사이에 직렬접속된 제1저항과 제2저항 및
애노드가 상기 제1저항 및 제2저항의 접속점에 공통 접속되고, 캐소우드가 상기 하나 이상의 전류원의 입력단에 각기 접속된 하나 이상의 다이오드를 포함하는 것을 특징으로 하는 엘이디 스트링의 구동 장치.
제1항에 있어서, 상기 전류증폭기는 반전입력단자에 기준전압이 공급되고, 비반전입력단자가 상기 최소전압선택부의 출력단자에 접속되며, 출력단자가 상기 피드백단자와 상기 최소구동전압공급용 전류원의 접속점에 접속된 것을 특징으로 하는 엘이디 스트링의 구동 장치.
하나 이상의 엘이디 스트링;
상기 엘이디 스트링 중에서 해당 엘이디 스트링에 정전류가 흐르도록 하기 위한 하나 이상의 전류원;
상기 해당 엘이디 스트링의 점등 초기시부터 해당 전류원의 동작이 안정화되어 일정한 전류가 흐를 때 까지 전류원제어신호를 활성화시켜 출력하는 하나 이상의 히스테리시스 비교기;
상기 활성화된 전류원제어신호에 의해 스위칭 동작하여 피드백 단자를 저항을 통해 접지단자에 연결시켜 상기 피드백단자의 전압이 하강되도록 하는 피드백전압 제어부;
상기 전류원들의 전류원단자전압 중에서 최소 레벨의 전압을 선택하는 최소전압 선택부;
상기 최소전압 선택부의 출력전압을 증폭하여 상기 피드백 단자의 전압을 상승 또는 하강시키는 전압증폭부 및
입력전압을 기초로 상기 엘이디 스트링을 점등시키기 위해 구동전압을 출력할 때, 상기 피드백전압 제어부에 의한 상기 피드백단자의 전압 강하에 따라 상기 구동전압을 소정 레벨 이상으로 출력한 후 상기 전압증폭기의 출력전압에 따라 상기 구동전압을 상향 또는 하향 조정하는 직류전압 조정기;를 포함하여 구성한 것을 특징으로 하는 엘이디 스트링의 구동 장치.
제7항에 있어서, 상기 피드백전압 제어부는
일측 단자가 상기 직류전압 조정기의 피드백 단자에 접속된 제3저항 및
상기 제3저항의 타측 단자와 접지단자 사이에 병렬접속되어 상기 하나 이상의 히스테리시스 비교기 중에서 해당 히스테리시스 비교기에서 출력되는 전류원제어신호에 의해 턴온되는 하나 이상의 스위치를 포함하는 것을 특징으로 하는 엘이디 스트링의 구동 장치.
제7항에 있어서, 상기 전압증폭부는
반전입력단자에 기준전압이 공급되고, 비반전입력단자가 상기 최소전압선택부의 출력단자에 접속된 전압증폭기 및
상기 전압증폭기의 출력단자와 상기 직류전압 조정기의 피드백 단자의 사이에 접속된 제4저항을 포함하는 것을 특징으로 하는 엘이디 스트링의 구동 장치.