KR20130123230A

KR20130123230A - Ｌｅｄ 드라이버 ｉｃ, 그 구동 방법, 및 이를 이용한 ｌｅｄ 발광 장치

Info

Publication number: KR20130123230A
Application number: KR1020120046517A
Authority: KR
Inventors: 천은; 안병학; 정진화; 박영배
Original assignee: 페어차일드코리아반도체 주식회사
Priority date: 2012-05-02
Filing date: 2012-05-02
Publication date: 2013-11-12
Also published as: CN103384432A; US20130293109A1

Abstract

본 발명은 LED 드라이버 IC, 그 구동 방법, 및 이를 이용한 LED 발광 장치에 관한 것이다.
LED 발광 장치는 LED 열, 상기 LED 열에 전력을 공급하는 전력 스위치, 상기 LED 열의 발광 듀티를 제어하는 디밍 스위치, 상기 전력 스위치의 상기 디밍 스위치의 스위칭 동작을 제어하는 LED 드라이버 IC를 포함한다. 상기 LED 드라이버 IC는, 상기 디밍 스위치의 제어 전극 전압과 상기 디밍 FET에 흐르는 전류에 따라 발생하는 감지 전압의 차를 감지하고, 감지된 전압 차와 소정의 제1 OCP 기준 전압을 비교한 결과에 따라 OCP 동작을 기동시킨다.

Description

ＬＥＤ 드라이버 ＩＣ, 그 구동 방법, 및 이를 이용한 ＬＥＤ 발광 장치{LED DRIVER IC, DRIVING METHOD THEREOF, AND LED EMITTING DEVICE USING THE LED DRIVER IC AND THE DRIVING METHOD}

본 발명은 LED 드라이버 IC, 그 구동 방법, 및 이를 이용한 LED 발광 장치에 관한 것이다.

LED 드라이버 IC(Intergrated Circuit)는 LED의 디밍(dimming)을 제어하는 디밍 스위치를 포함한다. LED 드라이버 IC가 디밍 스위치의 불안정한 동작에 의해 손상되는 것을 방지하기 위해 다양한 보호 동작이 존재한다. 예를 들어, 과전류 보호(Over Current Protection, OCP), 단락 보호(Direct Short Protection, DSP), 및 개방 LED 보호(Open LED Protection, OLP)등이 있다.

최근, LED 드라이버 IC는 3D TV 백라이트와 같은 고출력전압으로 동작하는 장치에 적용된다. 백라이트가 LED 발광 장치로 구현되고, LED 발광 장치를 구동시키기 위한 LED 드라이버 IC는 LED 발광 장치의 디밍을 제어하는 디밍 스위치를 포함할 수 있다. 3D TV는 고해상도와 높은 명암비를 위해 종래 2D TV에 비해 높은 LED 전류로 동작하는 백라이트를 필요로 한다.

LED 단락과 같은 비정상상태에서, OCP 기능에 의해 백라이트가 턴 오프된다. 이 조건에서 사용자가 AC 파워라인을 콘센트로부터 분리하면, LED 드라이버 IC에 공급되는 VCC 전압이 백라이트에 공급되는 입력 전압보다 빠르게 감소한다.

이 때, 감소하는 VCC 전압이 소정 전압(예를 들어 9V)보다 낮을 때, 디밍 스위치가 풀 턴 온되지 않는다. 그러면, 디밍 스위치에 흐르는 드레인 전류가 제한되어, LED 드라이버 IC는 과전류 상태를 감지할 수 없고, OCP 동작이 수행되지 않는다. 즉, 단락 상태에서도 불구하고, 디밍 스위치에 흐르는 전류가 제한되어 OCP가 수행되지 않는다.

결국, 비정상상태에서 디밍 스위치의 스위칭 동작이 유지되고, 디밍 스위치에 발생하는 전력 손실에 의해 LED 드라이버 IC가 파손되는 문제가 발생한다.

비정상상태에서 과전류 보호 동작이 수행되는 디밍 스위치를 포함하는 LED 드라이버 IC, 그 구동 방법, 및 이를 이용하는 LED 발광 장치를 제공하고자 한다.

본 발명의 실시 예에 따른 LED 드라이버 IC는, LED 열의 발광을 제어하고, 상기 LED 열에 공급되는 전력을 제어하는 전력 스위치의 스위칭 동작을 제어한다. 상기 LED 드라이버 IC는, 상기 LED 열에 연결되어 있는 제1 전극 및 감지 저항에 연결되어 있는 제2 전극을 포함하는 디밍 스위치, 및 상기 디밍 스위치의 제어 전극 전압에 대응하는 전압과 상기 감지 저항에 흐르는 전류에 따라 발생하는 감지 전압의 차를 감지하고, 감지된 전압 차와 소정의 제1 OCP 기준 전압을 비교한 결과에 따라 과전류 보호(Over Current Protection, 이하 OCP) 동작을 기동시키는 OCP 판단부를 포함한다.

상기 디밍 스위치의 제어 전극 전압에 대응하는 전압은 상기 LED 드라이버 IC의 동작에 필요한 전원 전압이고, 상기 OCP 판단부는, 상기 전원 전압에서 상기 감지 전압을 차감한 전압에 따르는 에러 전압을 생성하고, 상기 에러 전압과 상기 제1 OCP 기준 전압을 비교한 결과에 따라 상기 OCP 동작을 기동시키는 제1 디밍 오프 신호를 생성한다.

상기 OCP 판단부는, 상기 전원 전압이 제1 저항을 통해 입력되는 제1 단자, 상기 감지 전압이 제2 저항 및 제3 저항에 의해 분배되어 입력되는 제2 단자, 상기 제1 단자와 제4 저항을 통해 연결되어 있는 출력단을 포함하고, 상기 제1 단자의 입력에서 상기 제2 단자의 입력을 차감한 에러 전압을 생성하는 오차 증폭부, 및 상기 제1 OCP 기준 전압이 입력되는 제1 단자 및 상기 에러 전압이 입력되는 제2 단자를 포함하고, 상기 제1 단자의 입력이 상기 제2 단자의 입력보다 클 때 상기 OCP 동작 기동을 지시하는 제1 OCP 신호를 생성하는 제1 OCP 비교기를 포함한다.

상기 OCP 판단부는, 상기 감지 전압과 상기 제1 OCP 기준 전압과 다른 제2 OCP 기준 전압을 비교한 결과에 따르는 제2 OCP 신호를 생성하는 제2 OCP 비교기, 및 상기 OCP 동작이 기동된 후 자동 재시작을 제어하는 자동 재시작 신호에 대응하는 신호가 입력되는 리셋단 및 상기 제2 OCP 비교기의 출력이 입력되는 셋단을 포함하고, 상기 셋단의 입력에 따라 상기 OCP 동작 기동을 지시하는 제2 OCP 신호를 생성하고, 상기 리셋단의 입력에 따라 상기 제2 OCP 신호를 리셋시키는 SR 플립플롭을 더 포함하는 LED 드라이버 IC.

상기 OCP 판단부는, 상기 제1 OCP 신호 및 상기 제2 OCP 신호를 논리 연산하여, 상기 제1 OCP 신호 또는 상기 제2 OCP 신호 중 어느 하나가 상기 OCP 동작 기동을 지시할 때, 상기 제1 디밍 오프 신호를 생성하는 디밍 오프 논리 게이트를 더 포함한다.

상기 LED 드라이버 IC는, 상기 LED 열에 공급되는 LED 전압에 대응하는 전압이 소정의 과전압 기준 전압 이상일 때 상기 OCP 동작을 기동시키는 제2 디밍 오프 신호를 생성하는 과전압 비교기를 더 포함하고, 상기 제1 디밍 오프 신호 및 상기 제2 디밍 오프 신호를 논리 연산하여 상기 두 신호 중 어느 하나가 상기 OCP 동작을 기동시킬 때, 상기 전력 스위치 및 상기 디밍 스위치를 턴 오프 시키는 디밍 오프 신호를 생성한다.

상기 OCP 판단부는 상기 오차 증폭부 대신 전압-전류 컨버터를 포함하고, 상기 전압-전류 컨버터는, 제5 저항을 통해 상기 전원 전압에 연결되어 있는 제1 단자 및 소정의 기준 전압이 입력되는 제2 단자를 포함하고, 두 단자 사이의 전압차에 따라 출력을 생성하는 제1 오차 증폭기, 제6 저항을 통해 상기 기준 전압이 입력되는 제1 단자 및 상기 감지 전압이 입력되는 제2 단자를 포함하고, 두 단자 사이의 전압차에 따라 출력을 생성하는 제2 오차 증폭기, 상기 제1 오차 증폭기의 출력이 게이트 전극에 입력되는 제1 트랜지스터 및 제2 트랜지스터, 상기 제2 트랜지스터에 흐르는 전류를 복사하는 제1 전류 복사 회로, 상기 제1 전류 복사 회로를 통해 복사된 전류를 복사하는 제2 전류 복사 회로, 상기 제2 오차 증폭기의 출력이 게이트 전극에 입력되는 제3 트랜지스터 및 제4 트랜지스터, 상기 제3 트랜지스터에 흐르는 전류를 복사하는 제7 전류 복사 회로, 상기 제7 전류 복사 회로를 통해 복사된 전류를 복사하는 제8 전류 복사 회로, 및 상기 제2 전류 복사 회로와 상기 제8 전류 복사 회로가 연결되어 있는 노드 및 상기 제1 OCP 비교기의 제2 단자에 연결되어 있는 일단 및 그라운드에 연결되어 있는 타단을 포함하는 제7 저항을 포함한다. 상기 제1 트랜지스터와 상기 제2 트랜지스터의 접점은 상기 제1 오차 증폭기의 제1 단자에 연결되어 있고, 상기 제3 트랜지스터와 상기 제4 트랜지스터의 접점은 상기 제2 오차 증폭기의 제1 단자에 연결되어 있으며, 상기 에러 전압은 상기 제7 저항의 일단 전압이다.

상기 전압-전류 컨버터는, 상기 제1 트랜지스터에 흐르는 전류를 복사하는 제3 전류 복사 회로, 상기 제3 전류 복사 회로를 통해 복사된 전류를 복사하는 제4 전류 복사 회로, 상기 제4 트랜지스터에 흐르는 전류를 복사하는 제5 전류 복사 회로, 및 상기 제5 전류 복사 회로를 통해 복사된 전류를 복사하는 제6 전류 복사 회로를 더 포함한다.

상기 LED 드라이버 IC는, 상기 LED 열의 발광 듀티를 제어하는 디밍 펄스 신호에 따라 상기 디밍 스위치의 스위칭 동작을 제어하고, 상기 제1 디밍 오프 신호에 동기되어 상기 디밍 스위치를 턴 오프 시키는 스위칭 제어부, 및 구동 전압을 이용하여 상기 스위칭 제어부의 출력에 따라 상기 디밍 스위치의 제어 전극에 게이트 신호를 생성하여 전달하는 게이트 구동부를 포함하고, 상기 디밍 스위치의 제어 전극에 대응하는 전압은 상기 구동 전압이다.

상기 OCP 판단부는, 상기 구동 전압에서 상기 감지 전압을 차감한 전압에 따르는 에러 전압을 생성하고, 상기 에러 전압과 상기 제1 OCP 기준 전압을 비교한 결과에 따라 상기 OCP 동작을 기동시키는 제1 디밍 오프 신호를 생성하고, 상기 구동 전압은 LED 드라이버 IC의 동작에 필요한 전원 전압에 대응한다.

상기 LED 드라이버 IC는, 상기 제1 디밍 오프 신호에 동기되어 상기 전력 스위치를 턴 오프 시키는 스위칭 제어부를 더 포함한다.

상기 스위칭 제어부는, 상기 감지 전압과 소정의 기준 전압의 차에 따라 발생하는 오차 증폭 전압에 상기 전력 스위치에 흐르는 전류에 따라 발생하는 전압이 도달할 때 상기 전력 스위치를 턴 오프 시키고, 상기 전력 스위치의 스위칭 동작을 제어하는 클록 신호에 따라 상기 전력 스위치를 턴 온 시킨다.

본 발명의 실시 예에 따른 LED 드라이버 IC의 구동 방법은, 상기 디밍 스위치의 제어 전극 전압에 대응하는 전압과 상기 감지 저항에 흐르는 전류에 따라 발생하는 감지 전압의 차를 생성하는 단계, 상기 생성된 전압의 차를 소정의 제1 OCP 기준 전압과 비교하는 단계, 및 상기 비교 결과에 따라 OCP 동작을 기동시켜, 상기 전력 스위치 및 상기 디밍 스위치를 턴 오프 시키는 단계를 포함한다.

상기 디밍 스위치의 제어 전극 전압에 대응하는 전압은 상기 LED 드라이버 IC의 동작에 필요한 전원 전압이고, 상기 전압의 차를 생성하는 단계는, 상기 전원 전압에서 상기 감지 전압을 차감한 전압에 따르는 에러 전압을 생성하는 단계를 포함한다.

상기 제1 OCP 기준 전압과 비교하는 단계는, 상기 제1 OCP 기준 전압이 상기 에러 전압보다 클 때 상기 OCP 동작 기동을 지시하는 제1 OCP 신호를 생성하는 단계를 포함한다.

상기 LED 드라이버 IC의 구동 방법은, 상기 감지 전압과 상기 제1 OCP 기준 전압과 다른 제2 OCP 기준 전압을 비교한 결과에 따르는 제2 OCP 신호를 생성하는 단계, 상기 OCP 동작이 기동된 후 소정의 기간 단위로 상기 디밍 스위치 및 상기 전력 스위치를 턴 온 시키는 자동 재시작 단계, 및 상기 OCP 동작 기동을 지시하는 상기 제2 OCP 신호 또는 상기 상기 OCP 동작 기동을 지시하는 제1 OCP 신호에 의해 상기 자동 재시작 단계가 종료되는 단계를 더 포함한다.

상기 디밍 스위치의 제어 전극 전압에 대응하는 전압은, 상기 디밍 스위치 또는 상기 전력 스위치를 턴 온 시키는 전압을 공급하는 구동 전압이다.

본 발명의 실시 예에 따른 LED 드라이버 IC를 포함하는 LED 발광 장치는, LED 열,

상기 LED 열에 전력을 공급하는 전력 스위치, 및 상기 LED 열의 발광 듀티를 제어하는 디밍 스위치를 포함한다. 상기 LED 드라이버 IC는, 상기 전력 스위치의 상기 디밍 스위치의 스위칭 동작을 제어하고, 상기 디밍 스위치의 제어 전극 전압에 대응하는 전압과 상기 디밍 FET에 흐르는 전류에 따라 발생하는 감지 전압의 차를 감지하고, 감지된 전압 차와 소정의 제1 OCP 기준 전압을 비교한 결과에 따라 OCP 동작을 기동시킨다.

상기 디밍 스위치의 제어 전극 전압에 대응하는 전압은 상기 LED 드라이버 IC의 동작에 필요한 전원 전압이고, 상기 LED 드라이버 IC는, 상기 전원 전압에서 상기 감지 전압을 차감한 전압에 따르는 에러 전압을 생성하고, 상기 에러 전압과 상기 제1 OCP 기준 전압을 비교한 결과에 따라 상기 OCP 동작을 기동시킨다.

또는, 상기 디밍 스위치의 제어 전극 전압에 대응하는 전압은 상기 디밍 스위치 또는 상기 전력 스위치를 턴 온 시키는 전압을 공급하는 구동 전압이고, 상기 LED 드라이버 IC는, 상기 구동 전압에서 상기 감지 전압을 차감한 전압에 따르는 에러 전압을 생성하고, 상기 에러 전압과 상기 제1 OCP 기준 전압을 비교한 결과에 따라 상기 OCP 동작을 기동시킨다.

본 발명의 실시 예를 통해서, 비정상상태에서 과전류 보호 동작이 수행되는 디밍 스위치를 포함하는 LED 드라이버 IC, 그 구동 방법, 및 이를 이용하는 LED 발광 장치를 제공한다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 LED 드라이버 IC를 포함하는 LED 발광 장치를 나타낸 도면이다.
도 2는 일반적인 LED 발광 장치의 일부 구성만을 나타낸 도면이다.
도 3은 LED 드라이버 IC의 구성을 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 OCP 판단부를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 입력 전압, 전원 전압, 및 드레인 전류를 나타낸 파형도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 전압-전류 컨버터를 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 전압-전류 컨버터를 나타낸 도면이다.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

본 발명의 실시 예에 따른 LED 드라이버 IC는 디밍 스위치에 흐르는 드레인 전류가 소정의 임계 레벨에 도달할 때 OCP 동작을 기동(trigger)시킨다. OCP 동작이 기동되면, LED 드라이버 IC는 전력 스위치 및 디밍 스위치를 턴 오프 시킨다. 그 후, 비정상 상태가 유지되고 있는지 체크하기 위해 디밍 스위치를 턴 온 시키는 게이트 신호를 자동-재시작(auto-restart) 기간마다 생성한다.

전력 스위치는 LED 발광 장치에서 LED 열이 발광하기 위해 필요한 전력 공급을 제어하기 위한 스위치이다. LED 열에 공급되는 전력의 전압을 LED 전압이라 하고, 본 발명의 실시 예에서는 LED 전압(VLED)을 생성하기 위해서 부스트 컨버터를 사용한다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 LED 드라이버 IC를 포함하는 LED 발광 장치를 나타낸 도면이다.

LED 발광 장치(1)는 LED 드라이버 IC(100), 부스트 컨버터(200), 및 LED 열(string)(300)을 포함한다.

부스트 컨버터(200)는 인덕터(L), 전력 스위치(M), 정류 다이오드(D), 두 개의 커패시터(C1, C2)를 포함한다.

커패시터(C1)은 입력 전압(VIN)을 평활시킨다. 인덕터(L)는 입력 전압(VIN)이 전달되는 일단 및 전력 스위치(M) 및 정류 다이오드(D)에 연결되어 있는 타단을 포함한다.

전력 스위치(M)는 인덕터(L)의 타단과 그라운드 사이에 연결되어 있다. 구체적으로, 전력 스위치(M)의 드레인 전극이 인덕터(L)과 정류 다이오드의 애노드 전극에 연결되어 있고, 전력 스위치(M)의 소스 전극이 제1 감지 저항(RS1)을 통해 그라운드에 연결되어 있다. 전력 스위치(M)의 게이트 전극은 LED 드라이버 IC(100)의 연결 핀(P1)에 연결되어 있고, LED 드라이버 IC(100)로부터 전달되는 제1 게이트 신호(VG1)는 전력 스위치(M)의 게이트 전극에 전달된다.

정류 다이오드(D)는 인덕터(L)의 타단에 연결되어 있는 애노드 전극 및 LED 열(300)에 연결되어 있는 캐소드 전극을 포함한다.

커패시터(C2)는 부스트 컨버터(200)의 출력 전압인 LED 전압(VLED)의 리플 성분을 평활시킨다. 커패시터(C2)는 정류 다이오드(D)를 통과한 인덕터 전류에 의해 충전되고, 커패시터(C2)에 충전된 전압이 LED 전압(VLED)이 된다.

전력 스위치(M)가 온 상태인 기간 동안 정류 다이오드(D)는 도통되지 않고, 입력 전압(VIN)에 따라 발생하는 전류가 인덕터(L) 및 전력 스위치(M)를 통해 흐른다. 이 기간 동안 인덕터(L)에 에너지가 저장된다.

전력 스위치(M)가 오프 상태인 기간 동안 정류 다이오드(D)는 도통되고, 인덕터(L)에 저장된 에너지에 의해 발생하는 인덕터 전류가 정류 다이오드(D)를 통해 흐른다. 인덕터 전류는 LED 열(300)에 공급되거나 커패시터(C2)를 충전시킨다.

전력 스위치(M)가 온 상태인 기간 동안 흐르는 드레인 전류에 의해 제1 감지 저항(RS1)에 발생하는 제1 감지 전압(VS1)은 저항(R3) 및 커패시터(C3)로 구성된 RC 필터를 통과하여 LED 드라이버 IC(100)에 전달된다. 구체적으로, 제1 감지 전압(VS1)은 RC 필터를 통해 LED 드라이버 IC(100)의 연결핀(P2)에 연결되어 있다.

LED 전압(VLED)은 저항(R1) 및 저항(R2) 간의 저항 비(R2/(R1+R2))로 분배된다. 저항 분배된 분배 전압(VD)은 연결핀(P3)에 연결되어 있고, LED 드라이버 IC(100)에 전달된다.

전원 전압(VCC)은 커패시터(C4) 및 연결핀(P4)에 연결되어 있다. 입력 전압(VIN) 및 전원 전압(VCC)는 LED 발광 장치(1)에 포함된 AC-DC 컨버터(도시하지 않음)를 통해 생성된다. 전원 전압(VCC)은 커패시터(C4)를 통해 평활되고, 연결핀(P4)를 통해 LED 드라이버 IC(100)에 연결되어 있다. LED 드라이버 IC(100)는 전원 전압(VCC)을 이용하여 동작에 필요한 전압을 생성한다.

LED 열(300)의 일단에는 LED 전압(VLED)이 연결되어 있고, LED 열(300)의 타단은 연결핀(P5)에 연결되어 있다.

LED 드라이버 IC(100)는 LED 단락 현상에 의한 OCP 동작이 정상적으로 수행되는 조건에서, 디밍 스위치와 전력 스위치(M)의 스위칭을 자동 재시작 시킨다. 자동 재시작에 의한 스위칭 기간은 LED 단락 현상과 같은 비정상 상태가 종료되었는지를 체크하기 위한 짧은 기간으로 설정된다. LED 드라이버 IC(100)는 자동 스위칭 기간 동안 체크한 결과 비정상 상태인 경우, 자동 스위칭 기간이 종료될 때 디밍 스위치와 전력 스위치(M)를 턴 오프 시킨다.

LED 드라이버 IC(100)는 소정 기간 뒤에 디밍 스위치와 전력 스위치(M)의 스위칭 다시 자동 재시작 시킨다.

그런데, OCP 동작 상태에서 AC 전원이 차단된 후에는 전원 전압(VCC)이 빠르게 감소하는데 비해 입력 전압(VIN)은 일정 기간 유지된다. 부스트 컨버터(200)는 OCP 조건에서 동작하지 않으므로, 부스트 컨버터(200)는 무부하에 해당한다. 따라서 입력 전압(VIN)은 거의 떨어지지 않고, 전원 전압(VCC)만 빠르게 감소합니다.

도 2는 일반적인 LED 발광 장치의 일부 구성만을 나타낸 도면이다.

도 2에 도시된 바와 같이, LED 단락이 발생한 경우 하이 레벨의 입력 전압이 디밍 스위치에 바로 공급된다. 단락 전류가 증가하면서 감지 저항에서 발생하는 감지 전압 역시 증가한다. 그러면 디밍 스위치의 소스 전압이 증가하여 게이트-소스 전압이 감소한다. 게이트-소스 전압이 낮아지면 디밍 스위치에 흐르는 드레인 전류가 제한된다.

즉, LED 단락이 발생하면 단락 전류가 증가하여 소정의 임계 값 이상이 되어, OCP 동작이 기동된다. OCP 동작이 기동된 후, AC 전원이 차단되면, 입력 전압은 소정 기간 유지되는 반면, 전원 전압은 감소한다.

종래 LED 드라이버 IC는 감소하는 전원 전압이 저전압 차단 전압(UVLO 전압)에 가까운 전압까지 감소할 때, OCP 동작을 정상적으로 수행하지 못할 수 있다. 예를 들어, OCP 동작은 드레인 전류가 설정된 임계 값 이상이 될 때 기동되는데, 전원 전압(VCC)의 감소로 드레인 전류가 감소하므로 임계 값 이상이 되지 않는다. 즉, 전원 전압(VCC)의 감소로 디밍 스위치의 드레인 전류가 감소하므로, LED 단락 상황에서도 OCP 동작이 정상적으로 기동되지 않을 수 있다.

구체적으로, 전원 전압의 감소로 게이트-소스 전압이 감소되고, 디밍 스위치에 흐르는 전류가 감소하게 된다. OCP 동작을 기동시키기 위해서는 드레인 전류가 소정의 기준 치 이상으로 발생해야 하는데, 디밍 스위치의 전류가 감소하므로 OCP 동작이 기동되지 않는다.

따라서 디밍 스위치의 스위칭 동작이 계속 지속되고, 드레인 전류가 감소하므로 디밍 스위치의 듀티가 점점 증가된다. 이런 상태가 지속되던 중, 디밍 스위치가 하이 레벨의 입력 전압에 의해 손상되고, 손상된 디밍 스위치를 통해 매우 높은 레벨의 드레인 전류가 흐른다.

본 발명의 실시 예에 따른 LED 드라이버 IC(100)는 위와 같은 문제점을 해결하기 위해서 전원 전압(VCC)과 감지 전압(VS2)의 차에 따라서 스위칭 동작을 정지시키는 구성을 더 포함한다.

본 발명의 실시 예에서, 디밍 스위치(DFET)의 게이트-소스 전압의 감소를 감지하기 위해, 전원 전압(VCC)과 감지 전압(VS)을 이용하였다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니고, 전원 전압(VCC) 대신 전력 스위치(M) 또는 디밍 스위치(DFET)의 게이트 드라이버로부터 출력되는 구동 전압(DRV)을 이용할 수 있다. 구동 전압(DRV)은 전력 스위치(M) 및 디밍 스위치(DFET)을 턴 온 시키는 인에이블 레벨의 전압이다.

전력 스위치(M) 및 디밍 스위치(DFET)은 n 채널 타입의 트랜지스터로 구현되어 있으므로, 구동 전압(DRV)의 인에이블 레벨은 하이 레벨이다.

또한, 이하, 도 3을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 LED 드라이버 IC(100)를 설명한다.

도 3은 LED 드라이버 IC의 구성을 나타낸 도면이다.

도 3에 도시된 바와 같이, LED 드라이버 IC(100)는 디밍 스위치(DFET), OCP 판단부(200), 제1 스위칭 제어부(110), 제1 게이트 드라이버(120), 제2 스위칭 제어부(130), 제2 게이트 드라이버(140), 과전압 비교기(150), 논리 연산부(160), 및 인버터(170)를 포함한다.

제1 스위칭 제어부(110)는 전력 스위치(M)의 드레인 전류에 따르는 제1 감지 전압(VS1) 및 디밍 스위치(DFET)의 드레인 전류에 따르는 제2 감지 전압(VS2)을 입력받고, 제2 감지 전압(VS2)과 소정의 기준 전압과의 오차(error)가 증폭된 전압(이하, 오차 증폭 전압)과 제1 감지 전압(VS1)을 비교하여 전력 스위치(M)의 스위칭 동작을 제어한다.

구체적으로, 제1 스위칭 제어부(110)는 오차 증폭 전압에 제1 감지 전압(VS1)이 도달하면 전력 스위치(M)를 턴 오프 시키고, 소정 주파수의 클록 신호(전력 스위치의 스위칭 주파수를 결정하기 위한 클록 신호)의 상승 에지(또는 하강 에지)에 동기되어 전력 스위치(M)를 턴 온 시킬 수 있다.

제1 스위칭 제어부(110)는 LED 열(300)에 흐르는 전류를 일정하게 제어(Costant Current)하는 방식에 따른다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니고 LED 전압(VLED)이 일정하게 제어(Costant Voltage)되는 방식에 따라 제1 스위칭 제어부(110)가 변경될 수 있다.

이 때, 제1 스위칭 제어부(110)는 LED 전압(VLED)에 따르는 전압(예를 들어 전압 VD)을 입력받고, 소정의 기준 전압과 입력된 전압 간의 오차와 제1 감지 전압(VS1)을 비교하여 전력 스위치(M)의 스위칭 동작을 제어할 수 있다.

제1 스위칭 제어부(110)는 디밍 오프 신호(DOFF)가 디스에이블 레벨일 때 전력 스위치(M)를 턴 오프 시킨다. 본 발명의 실시 예에서 디스에이블 레벨은 로우 레벨이고, OCP 또는 과전압 보호(OVP)가 기동될 때 디밍 오프 신호(DOFF)가 디스에이블 레벨이 된다.

제1 게이트 드라이버(120)는 제1 스위칭 제어부(110)의 출력신호를 입력 받고, 제1 스위칭 제어부(110)의 출력 신호에 따라 제1 게이트 신호(VG1)를 출력한다. 제1 스위칭 제어부(110)의 출력신호가 전력 스위치(M)를 턴 오프 시키는 신호일 때, 제1 게이트 드라이버(120)는 로우 레벨의 제1 게이트 신호(VG1)를 출력한다. 제1 스위칭 제어부(110)의 출력신호가 전력 스위치(M)를 턴 온 시키는 신호일 때, 제1 게이트 드라이버(120)는 하이 레벨의 제1 게이트 신호(VG1)를 출력한다.

구체적으로, 제1 게이트 드라이버(120)는 구동 전압(DRV)을 이용하여 전력 스위치(M)를 턴 온 시키는 하이 레벨의 제1 게이트 신호(VG1)를 생성한다. 구동 전압(DRV)은 전원 전압(VCC)에 의해 생성되고, 동일한 전압이다.

제2 스위칭 제어부(130)는 디밍 펄스 신호(BDIM)에 따라 디밍 스위치(DFET)의 스위칭 동작을 제어하고, 디스에이블 레벨의 디밍 오프 신호(DOFF)에 따라 디밍 스위치(DFET)를 오프 시킨다. 디밍 펄스 신호(BDIM)는 LED 열의 발광 듀티를 제어하는 신호로서, 제2 스위칭 제어부(130)는 디밍 펄스 신호(BDIM)의 온 듀티 동안 디밍 스위치(DFET)를 턴 온 시킨다.

OCP 또는 OVP와 같은 비정상 상태에 의해 디밍 오프 신호(DOFF)가 디스에이블 될 때, 제2 스위칭 제어부(130)는 디밍 스위치(DFET)를 턴 오프 시킨다.

제2 게이트 드라이버(140)는 제2 스위칭 제어부(130)의 출력신호를 입력 받고, 제2 스위칭 제어부(130)의 출력 신호에 따라 제2 게이트 신호(VG2)를 출력한다. 제2 스위칭 제어부(130)의 출력신호가 디밍 스위치(DFET)를 턴 오프 시키는 신호일 때, 제2 게이트 드라이버(140)는 로우 레벨의 제2 게이트 신호(VG2)를 출력한다. 제2 스위칭 제어부(130)의 출력신호가 디밍 스위치(DFET)를 턴 온 시키는 신호일 때, 제2 게이트 드라이버(130)는 하이 레벨의 제2 게이트 신호(VG2)를 출력한다.

구체적으로, 제2 게이트 드라이버(130)는 구동 전압(DRV)을 이용하여 전력 스위치(M)를 턴 온 시키는 하이 레벨의 제2 게이트 신호(VG2)를 생성한다.

OCP 판단부(200)는 디밍 스위치(DFET)의 온 상태에서 게이트-소스 전압을 감지하고, 감지된 게이트-소스 전압이 소정의 임계 값 보다 작아질 때, OCP 동작을 기동시킨다. 본 발명의 실시 예에서 디밍 스위치(DFET)의 온 상태에서의 게이트 전압은 구동 전압(DRV)에서 소정의 전압 강하를 고려한 전압이고, 소스 전압은 감지 전압(VS2)이다. 아울러, 구동 전압(DRV)은 전원 전압(VCC)과 동일한 레벨이다.

즉, 게이트 전압은 전원 전압(VCC) 또는 구동 전압(DRV)에서 게이트 전극에 도달하는 동안 발생하는 전압 강하를 고려한 전압과 동일하다.

따라서 전원 전압(VCC)(또는 구동 전압(DRV))과 감지전압(VS2)간의 차를 이용하여 LED 단락에 따른 과전류 발생을 감지할 수 있다. 본 발명의 실시 예에서, OCP 판단부(200)가 게이트 전압을 측정하기 위해서 전원 전압(VCC) 또는 구동 전압(DRV)을 이용하는 것으로 설명하고 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, OCP 판단부(200)는 게이트 전압을 직접 측정할 수 있다.

OCP 판단부(200)는 두 전압의 차가 제1 OCP 기준 전압보다 작을 때 LED 단락이 발생한 것으로 판단하고, OCP 동작을 기동시키는 레벨(인에이블 레벨)의 제1 디밍오프신호(DOFF1)를 생성한다. OCP 동작을 기동시키는 제1 디밍오프신호(DOFF1)의 레벨은 하이 레벨이다.

OCP 판단부(200)는 소정 기간 단위로 자동 재시작을 위해 제1 디밍오프신호(DOOF1)를 리셋시킨다. 그리고 OCP 판단부(200)는 제2 감지 전압(VS2)과 제2 OCP 기준 전압을 비교하여 과전류 발생을 감지한다.

도 4를 참조하여 OCP 판단부(200)에 대해서 상세히 설명한다.

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 OCP 판단부를 나타낸 도면이다.

도 4에 도시된 바와 같이, OCP 판단부(200)는 오차 증폭기(210), 제1 OCP 비교기(220), 제2 OCP 비교기(230), SR 플립플롭(250), 및 재시작 논리 게이트(240), 및 디밍오프 논리 게이트(260)를 포함한다.

오차 증폭기(210)는 제2 감지 전압(VS2)과 전원 전압(VCC)의 차에 따른 에러 전압(ERV)을 생성한다. 오차 증폭기(210)는 제2 감지 전압(VS2)이 전달되는 반전 단자(-)와 전원 전압(VCC)가 전달되는 비반전 단자(+)를 포함한다.

오차 증폭기(210)의 반전 단자(-)와 제2 감지 전압(VS2) 사이에 저항(R4)이 연결되어 있고, 오차 증폭기(210)의 반전 단자(-)와 출력단 사이에 저항(R7)이 연결되어 있으며, 오차 증폭기(210)의 비반전 단자(+)와 전원 전압(VCC) 사이에 저항(R5)이 연결되어 있고, 오차 증폭기(210)의 비반전 단자(+)와 그라운드 사이에 저항(R6)이 연결되어 있다.

4 개의 저항(R4-R7)들의 저항 값이 동일하다고 가정하면, 오차 증폭기(210)의 에러 전압(ERV)은 전원 전압(VCC)에서 제2 감지 전압(VS2)를 뺀 전압이다. 본 발명의 실시 예에서는 설명의 편의를 위해 에러 전압(ERV)이 전원 전압(VCC)-감지 전압(VS2)인 것으로 설정한다.

제1 OCP 비교기(220)는 에러 전압(ERV)과 제1 OCP 기준 전압(VR2)을 비교하여, 에러 전압(ERV)이 제1 OCP 기준 전압(VR2)보다 작을 때 하이 레벨의 제1 OCP 신호(OCP1)를 생성한다. 반대의 경우 제1 OCP 비교기(220)는 로우 레벨의 제1 OCP 신호(OCP1)를 생성한다. 하이 레벨의 제1 OCP 신호(OCP1)에 따라 제1 스위칭 제어부(110) 및 제2 스위칭 제어부(120) 각각은 디밍 스위치(DFET) 및 전력 스위치(M)의 스위칭 동작을 정지시킨다.

제1 OCP 비교기(220)는 에러 전압(ERV)이 입력되는 반전단자(-) 및 제1 OCP 기준 전압(VR2)이 입력되는 비반전 단자(+)를 포함하고, 비교 결과에 따라 생성한 제1 OCP 신호(OCP1)를 출력한다.

제2 OCP 비교기(230)는 제2 감지 전압(VS2)과 제2 OCP 기준 전압(VR3)을 비교하여, 제2 감지 전압(VS2)이 제2 OCP 기준 전압(VR3) 이상일 때 하이 레벨의 출력을 생성한다. 반대의 경우 제2 OCP 비교기(230)는 로우 레벨의 출력을 생성한다.

SR 플립플롭(250)은 셋단(S)에 입력되는 제2OCP 비교기(230)의 출력에 따라 하이 레벨의 제2 OCP 신호(OCP2)를 생성하고 리셋단(R)에 입력되는 재시작 논리 게이트(240)의 출력에 따라 로우 레벨의 제2 OCP 신호(OCP2)를 생성한다. 하이 레벨의 제2 OCP 신호(OCP2)에 따라 제1 스위칭 제어부(110) 및 제2 스위칭 제어부(120) 각각은 디밍 스위치(DFET) 및 전력 스위치(M)의 스위칭 동작을 정지시킨다.

구체적으로 SR 플립플롭(250)은 제2OCP 비교기(230)의 출력이 하이 레벨일 때 하이 레벨의 제2 OCP 신호(OCP2)를 생성하고, 제2OCP 비교기(230)의 출력이 로우 레벨일 때 로우 레벨의 제2 OCP 신호(OCP2)를 생성한다.

재시작 논리 게이트(240)는 파워리셋 신호(POR) 및 자동재시작 신호(AVS)를 입력받고, 두 신호 중 적어도 한 신호가 인에이블 레벨일 때 디밍 스위치(DFET) 및 전력 스위치(M)의 스위칭 동작을 재시작시키기 위해 제2 OCP 신호(OCP)를 리셋시키는 출력을 생성한다.

파워리셋 신호(POR)는 교류 입력이 차단되었다가 다시 공급되기 시작할 때 발생하는 신호이고, 자동재시작 신호(AVS)는 비정상상태가 발생하여 보호 동작이 기동된 조건에서, 비정상 상태의 계속 여부를 검출하기 위해 소정 주기로 디밍 스위치(DFET) 및 전력 스위치(M)의 스위칭 동작을 다시 시작시키기 위한 신호이다.

재시작 논리 게이트(240)는 논리합 연산을 수행하므로, 파워리셋 신호(POR) 및 자동재시작 신호(AVS) 중 적어도 하나가 하이 레벨일 때, 하이 레벨을 SR 플립플롭(250)의 리셋단(R)에 출력하여 제2 OCP 신호(OCP2)를 리셋 즉, 로우 레벨로 변경시킨다.

디밍오프 논리 게이트(260)는 제1 OCP 신호(OCP1) 및 제2 OCP 신호(OCP2)중 적어도 어느 하나가 스위칭 동작을 정지시키는 인에이블 레벨일 때 인에이블 레벨의 제1 디밍 오프 신호(DOFF1)를 생성한다. 인에이블 레벨의 제1 디밍 오프 신호(DOFF1)에 따라 디밍 스위치(DFET) 및 전력 스위치(M)가 턴 오프 된다.

디밍오프 논리 게이트(260)는 논리합 연산을 수행하므로, 제1 OCP 신호(OCP1) 및 제2 OCP 신호(OCP2) 중 적어도 어느 하나가 하이 레벨일 때, 하이 레벨의 제1 디밍 오프 신호(DOFF1)를 생성한다.

과전압 비교기(150)는 분배 전압(VD) 및 과전압 기준 전압(VR1)을 비교한 결과에 따라 제2 디밍 오프 신호(DOFF2)를 생성한다. 과전압 비교기(150)는 분배 전압(VD)이 입력되는 비반전 단자(+) 및 과전압 기준 전압(VR1)이 입력되는 반전 단자(-)를 포함한다.

과전압 비교기(150)는 비반전 단자(+)의 입력이 반전 단자(-)의 입력 이상일 때 하이 레벨의 제2 디밍 오프 신호(DOFF2)를 생성하고, 반대의 경우 로우 레벨의 제2 디밍 오프 신호(DOFF2)를 생성한다.

논리 연산부(160)는 제1 디밍 오프 신호(DOFF1) 및 제2 디밍 오프 신호(DOFF2) 중 적어도 하나가 인에이블 레벨일 때, 인에이블 레벨의 신호를 출력한다. 논리 연산부(160)는 논리 합 연산을 수행하는 OR 게이트로 구현되어 있다.

인버터(170)는 논리 연산부(160)의 출력 신호를 반전시켜 디밍 오프 신호(DOFF)를 생성한다. 인에이블 레벨의 제1 디밍 오프 신호(DOFF1) 또는 인에이블 레벨의 제2 디밍 오프 신호(DOFF2)에 따라 디밍 오프 신호(DOFF)는 디스에이블 레벨로 생성된다.

앞서 언급한 바와 같이, 디스에이블 레벨의 디밍 오프 신호(DOFF)에 따라 제1 스위칭 제어부(110) 및 제2 스위칭 제어부(130)는 전력 스위치(M) 및 디밍 스위치(DFET)를 턴 오프 시킨다.

이하, 도 5를 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 LED 드라이브 IC(100)의 동작을 설명한다.

도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 입력 전압, 전원 전압, 및 드레인 전류를 나타낸 파형도이다. 도 5에서는 OCP 동작이 기동된 이후의 입력 전압, 전원 전압, 및 드레인 전류를 나타낸 파형도이다.

도 5에 도시된 시점 T1에 자동재시작 신호(AVS)에 의해 디밍 스위치(DFET)및 전력 스위치(M)가 턴 온 되어, 드레인 전류(Id)가 발생한다. 드레인 전류(Id)가 과전류 기준치인 1.18A에 도달하는 순간 다시 디밍 오프 신호(DOFF)가 발생하고, 디밍 스위치(DFET)는 턴 오프 된다.

시점 T1에 발생한 드레인 전류(Id)에 의한 감지 전압(VS2)이 제2 OCP 기준 전압(VR3)보다 높아진다. SR 플립플롭(250)의 셋단(S)에 하이 레벨이 입력되고, 제1 OCP 신호(OCP1)가 하이 레벨이 되고, 제1 디밍 오프 신호(DOFF1)가 하이 레벨이 된다. 그러면 디밍 오프 신호(DOFF)는 로우 레벨이 되어 제1 스위칭 제어부(110) 및 제2 스위칭 제어부(130)는 전력 스위치(M) 및 디밍 스위치(DFET)를 턴 오프 시킨다.

기간 TP1 마다 자동 재시작 신호(AVS)에 의해 전력 스위치(M) 및 디밍 스위치(DFET)가 턴 온 된다. 시점 T2에 드레인 전류(Id)가 발생하고, 감지 전압(VS2)이 제2 OCP 기준 전압(VR3)보다 높아지며, SR 플립플롭(250)은 하이 레벨의 제1 디밍 오프 신호(DOFF1)를 출력한다. 그러면, 디밍 오프 신호(DOFF)는 로우 레벨이 되어 제1 스위칭 제어부(110) 및 제2 스위칭 제어부(130)는 전력 스위치(M) 및 디밍 스위치(DFET)를 턴 오프 시킨다.

이와 같은 자동 재시작 동작은 OCP 동작 중 반복적으로 발생한다. 또한, LED 전압(VLED)이 과전압이 되어 기동되는 OVP 동작 중에도 자동 재시작 동작은 반복적으로 발생한다.

시점 T3에 AC 입력이 차단되어 앞서 기술한 바와 같이, 입력전압(VIN)은 소정 기간 일정하게 유지되고, 전원 전압(VCC)이 감소하는 현상이 발생한다.

시점 T3 이후에도 자동 재시작 동작은 기간 TP1 단위로 반복된다. 시점 T4에 감소하던 전원 전압(VCC)이 UVLO 전압 9V까지 감소하면 OCP 동작이 정상적으로 수행되지 않을 수 있다.

예를 들어, 시점 T5에 자동재시작 신호(AVS)에 의해 디밍 스위치(DFET) 및 전력 스위치(M)가 턴 온 되고, 낮은 전원 전압(VCC)에 의해 드레인 전류(Id)가 낮아서 OCP 동작이 수행되지 않는다. 시점 T6에 디밍 펄스 신호(BDIM)에 의해 디밍 스위치(DFET)가 턴 오프 된다. 전력 스위치(M)의 최대 듀티는 다음 자동 재시작 시점 이전에 전력 스위치(M)가 턴 오프 되도록 제어된다.

예를 들어, 본 발명의 실시 예에서 전력 스위치(M)의 최대 듀티는 디밍 펄스 신호(BDIM)의 펄스 폭 보다 작은 것으로 설정한다. 따라서 시점 T6 이전에 전력 스위치(M)는 턴 오프 된다.

시점 T7에 자동재시작 신호(AVS)에 의해 디밍 스위치(DFET) 및 전력 스위치(M)가 턴 온 되고, 시점 T8에 전원 전압(VCC)과 감지 전압(VR2)의 차인 에러 전압(ERV)이 제1 OCP 기준 전압(VR2)보다 작아진다. 그러면 하이 레벨의 제1 OCP 신호(OCP1)에 의해 제1 디밍 오프 신호(DOFF1)가 하이 레벨이 되고, 디밍 오프 신호(DOFF)는 로우 레벨이 된다.

도 5에서는 전원 전압(VCC)이 8V에 도달했을 때(시점 T8), 에러 전압(ERV)이 제1 OCP 기준 전압(VR2)보다 작아지는 것으로 도시되어 있다.

시점 T8에 로우 레벨의 디밍 오프 신호(DOFF)에 따라 제1 스위칭 제어부(110) 및 제2 스위칭 제어부(130)는 전력 스위치(M) 및 디밍 스위치(DFET)를 턴 오프 시킨다.

시점 T8 이후에 점선으로 도시된 드레인 전류(Id)의 파형은 본 발명의 실시 예가 아닌 종래 LED 드라이버 IC에서 발생하는 피크 전류이다.

종래 LED 드라이버 IC의 경우, 시점 T4 이후 OCP 동작이 정상적으로 수행되지 않으므로, 디밍 펄스 신호에 의해 디밍 스위치가 턴 오프 된다. 그런데, 시점 T7에 자동 재시작 동작이 수행된 후 디밍 펄스 신호에 의해 디밍 스위치가 턴 오프 되기 전에, 입력 전압에 의한 스트레스를 디밍 스위치가 견디지 못하고 손상될 수 있다.

그러면, 손상된 디밍 스위치에 단락 상태인 LED 열에 흐르는 전류가 지속적으로 유입되고, 도 5에 도시된 바와 같이 시점 T9에 디밍 스위치에 피크 전류가 흐를 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따른 LED 드라이버 IC(100)는 이런 문제점을 방지하기 위해 전원 전압(VCC)과 감지 전압(VS2)의 차인 에러 전압(ERV)이 제1 OCP 기준 전압(VR2)보다 작아질 때 전력 스위치(M) 및 디밍 스위치(DFET)를 턴 오프 시킨다.

OCP 판단부(200)의 오차 증폭기(210) 및 저항(R4-R7)로 구성된 오차 증폭부(270) 대신 전압-전류 컨버터를 이용하여 에러 전압(ERV)을 생성할 수 있다.

도 6은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 전압-전류 컨버터를 나타낸 도면이다.

도 6에 도시된 전압-전류 컨버터(280)는 OCP 판단부(200)에서 오차 증폭기(210) 대신 감지 전압(VS2) 및 전원 전압(VCC)(또는 구동 전압(DRV))을 입력받고 두 전압의 차를 이용하여 에러 전압(ERV)을 생성한다.

전압 전류 컨버터(280)는 제1 오차 증폭기(281), 제2 오차 증폭기(282), 및 복수의 트랜지스터(TR1-TR10, TR11-TR20)를 포함한다.

제1 오차 증폭기(281)는 저항(R8)을 통해 전원 전압(VCC)(또는 구동 전압(DRV))에 연결되어 있는 반전 단자(-) 및 기준 전압(VR4)이 입력되는 비반전 단자(+)를 포함하고, 두 단자 사이의 전압차를 증폭하여 트랜지스터(TR1) 및 트랜지스터(TR2) 각각의 게이트 전극에 공급한다.

트랜지스터(TR5)는 트랜지스터(TR2)의 드레인 전극에 연결되어 있는 드레인 전극, 그라운드에 연결되어 있는 소스 전극, 및 드레인 전극에 연결되어 있는 게이트 전극을 포함한다. 드레인 전극과 게이트 전극이 연결되어 있는 트랜지스터는 다이오드이다. 이하, 드레인 전극과 게이트 전극이 연결되어 있는 구조를 다이오드 연결이라 한다.

트랜지스터(TR5)의 게이트 전극에 연결되어 있는 게이트 전극 및 그라운드에 연결되어 있는 소스 전극을 포함하는 트랜지스터(TR6)와 트랜지스터(TR5)는 제1 전류 미러 회로를 형성한다.

트랜지스터(TR6)의 드레인 전극에 연결되어 있는 드레인 전극 및 소정의 전압(VB)에 연결되어 있는 소스 전극을 포함하는 트랜지스터(TR7)는 다이오드 연결되어 있다. 또한, 트랜지스터(T8)의 게이트 전극이 트랜지스터(TR7)의 게이트 전극에 연결되어 제2 전류 미러 회로를 형성한다.

즉, 트랜지스터(TR2)에 흐르는 전류가 제1 전류 미러 회로에 의해 복사되고, 제1 전류 미러 회로에 의해 복사된 전류는 제2 전류 미러 회로에 의해 복사되어 전압(VB)로부터 노드(N1)로 흐르는 소스 전류가 된다.

트랜지스터(TR3)는 트랜지스터(TR1)의 드레인 전극에 연결되어 있는 드레인 전극, 전압(VB)에 연결되어 있는 소스 전극, 및 드레인 전극에 연결되어 있는 게이트 전극을 포함한다.

다이오드 연결된 트랜지스터(TR3)의 게이트 전극에 연결되어 있는 게이트 전극 및 전압(VB)에 연결되어 있는 소스 전극을 포함하는 트랜지스터(TR4)와 트랜지스터(TR3)는 제3 전류 미러 회로를 형성한다.

트랜지스터(TR4)의 드레인 전극에 연결되어 있는 드레인 전극 및 그라운드에 연결되어 있는 소스 전극을 포함하는 트랜지스터(TR9)는 다이오드 연결되어 있다. 또한, 트랜지스터(T10)의 게이트 전극이 트랜지스터(TR9)의 게이트 전극에 연결되어 제4 전류 미러 회로를 형성한다.

즉, 트랜지스터(TR1)에 흐르는 전류가 제3 전류 미러 회로에 의해 복사되고, 제3 전류 미러 회로에 의해 복사된 전류는 제4 전류 미러 회로에 의해 복사되어 노드(N1)로부터 그라운드로 흐르는 싱크 전류가 된다.

제2 오차 증폭기(282)는 저항(R9)을 통해 기준 전압(VR4)에 연결되어 있는 반전 단자(-) 및 감지 전압(VS2)이 입력되는 비반전 단자(+)를 포함하고, 두 단자 사이의 전압차를 증폭하여 트랜지스터(TR11) 및 트랜지스터(TR12) 각각의 게이트 전극에 공급한다.

트랜지스터(TR15)는 트랜지스터(TR12)의 드레인 전극에 연결되어 있는 드레인 전극, 그라운드에 연결되어 있는 소스 전극, 및 드레인 전극에 연결되어 있는 게이트 전극을 포함한다.

다이오드 연결된 트랜지스터(TR15)의 게이트 전극에 연결되어 있는 게이트 전극 및 그라운드에 연결되어 있는 소스 전극을 포함하는 트랜지스터(TR16)와 트랜지스터(TR15)는 제5 전류 미러 회로를 형성한다.

트랜지스터(TR16)의 드레인 전극에 연결되어 있는 드레인 전극 및 전압(VB)에 연결되어 있는 소스 전극을 포함하는 트랜지스터(TR17)는 다이오드 연결되어 있다. 또한, 트랜지스터(T18)의 게이트 전극이 트랜지스터(TR17)의 게이트 전극에 연결되어 제6 전류 미러 회로를 형성한다.

즉, 트랜지스터(TR12)에 흐르는 전류가 제5 전류 미러 회로에 의해 복사되고, 제5 전류 미러 회로에 의해 복사된 전류는 제6 전류 미러 회로에 의해 복사되어 전압(VB)로부터 노드(N1)로 흐르는 소스 전류가 된다.

트랜지스터(TR13)는 트랜지스터(TR11)의 드레인 전극에 연결되어 있는 드레인 전극, 전압(VB)에 연결되어 있는 소스 전극, 및 드레인 전극에 연결되어 있는 게이트 전극을 포함한다.

다이오드 연결된 트랜지스터(TR13)의 게이트 전극에 연결되어 있는 게이트 전극 및 전압(VB)에 연결되어 있는 소스 전극을 포함하는 트랜지스터(TR14)와 트랜지스터(TR13)는 제7 전류 미러 회로를 형성한다.

트랜지스터(TR14)의 드레인 전극에 연결되어 있는 드레인 전극 및 그라운드에 연결되어 있는 소스 전극을 포함하는 트랜지스터(TR19)는 다이오드 연결되어 있다. 또한, 트랜지스터(T20)의 게이트 전극이 트랜지스터(TR19)의 게이트 전극에 연결되어 제8 전류 미러 회로를 형성한다.

즉, 트랜지스터(TR11)에 흐르는 전류가 제7 전류 미러 회로에 의해 복사되고, 제7 전류 미러 회로에 의해 복사된 전류는 제8 전류 미러 회로에 의해 복사되어 노드(N1)로부터 그라운드로 흐르는 싱크 전류가 된다.

제1 오차 증폭기(281)가 이상적이라고 할 때, 비반전 단자(-)의 전압 및 반전 단자(+)의 전압은 동일하다. 전원 전압(VCC)이 기준 전압(VR4)보다 큰 전압일 때 전류(I1)는 전원 전압(VCC)으로부터 저항(R8)을 통과하는 방향으로 흐른다.

이 때, 제1 오차 증폭기(281)의 출력은 트랜지스터(TR2)를 턴 온 시키므로, 전류(I1)는 트랜지스터(TR2)를 흐른다. 전류(I1)는 제1 전류 미러 회로 및 제2 전류 미러 회로를 통해 복사되어 노드(N1)로 흐르는 소스 전류(IS1)가 된다.

제2 오차 증폭기(282) 역시 이상적이라고 할 때, 비반전 단자(-)의 전압 및 반전 단자(+)의 전압은 동일하다. 감지 전압(VS2)이 기준 전압(VR4)보다 큰 전압일 때 전류(I2)가 저항(R9)에 흐른다.

이 때, 제2 오차 증폭기(282)의 출력은 트랜지스터(TR11)를 턴 온 시키므로, 전류(I2)는 트랜지스터(TR11)를 흐른다. 전류(I2)는 제7 전류 미러 회로 및 제8 전류 미러 회로를 통해 복사되어 그라운드로 흐르는 싱크 전류(IS2)가 된다.

본 발명의 실시 예에 따른 제1 내지 제8 전류 미러 회로의 복사비가 1:1 이라고 가정한다. 그러면, 소스 전류(IS1)는 전류(I1)와 동일하고, 싱크 전류(IS2)는 전류(I2)와 동일하다.

전류(I1)는 (VCC-VR4)/R8이고, 전류(I2)는 (VS2-VR4)/R9이고, 저항(R10)에 흐르는 전류는 IS1-IS2이다. 이 때, 저항 R8과 R9이 동일하다고 가정하면, 저항(R10)에 흐르는 전류는 (VCC-VS2)/R8가 된다.

그리고 저항 R10 역시 R8(=R9)과 동일하면, 노드(N1)의 전압은 VCC-VS2 즉, 전원 전압(VCC)과 감지 전압(VS2)의 차가 된다. 노드(N1)의 전압이 오차 전압(ERV)이고, 오차 전압(ERV)은 제1 OCP 비교기(220)의 반전 단자(-)에 입력된다.

이와 같이, 앞선 실시 예와 같이, 전원 전압(VCC)의 감소로 인해 오차 전압(ERV)이 제1 OCP 기준 전압(VR2) 보다 작아질 때 하이 레벨의 제1 OCP 신호(OCP1)가 생성된다.

하이 레벨의 제1 OCP 신호(OCP1)에 의해 제1 디밍 오프 신호(DOFF1)가 하이 레벨이 되고, 논리 게이트(160)의 출력이 하이 레벨이 된다. 인버터(170)는 하이 레벨의 논리 게이트(160)의 출력을 반전시켜, 디스에이블 레벨(로우 레벨)의 디밍 오프 신호(DOFF)가 생성된다.

디밍 스위치(DFET)이 턴 오프 상태일 때, 기준 전압(VR4)이 감지 전압(VS2)보다 큰 전압이므로, 전류(I2)는 VR4/R9이 되고(도 6에 도시된 화살표 방향과는 반대로 흐름), 노드(N1)에 공급되는 소스 전류가 되며, 저항(R10)에 흐르는 전류가 증가하여 노드(N1)의 전압은 디밍 스위치(DFET)의 턴 온 상태에 비해 더 높다. 따라서 디밍 스위치(DFET)의 턴 오프에 의한 오동작은 발생하지 않는다.

도 7은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 전압-전류 컨버터를 나타낸 도면이다.

도 7에 도시된 전압-전류 컨버터(290)는 OCP 판단부(200)에서 오차 증폭부(270) 대신 감지 전압(VS2) 및 전원 전압(VCC)(또는 구동 전압(DRV))을 입력받고 두 전압의 차를 이용하여 에러 전압(ERV)을 생성한다.

도 7에 도시된 전압-전류 컨버터(290)는 도 6에 도시된 전압-전류 컨버터(280)에 비해서 전류 미러 회로의 개수가 감소된 구조를 가진다. 예를 들어, 전압-전류 컨버터(280)의 8개의 전류 미러 회로 중, 제1 전류 미러 회로, 제2 전류 미러 회로, 제7 전류 미러 회로, 및 제8 전류 미러 회로만을 포함한다.

도 7에 도시된 바와 같이, 전압-전류 컨버터(290)는 제3 오차 증폭기(291), 제4 오차 증폭기(292), 및 복수의 트랜지스터(TR1-TR10, TR11-TR20)를 포함한다.

제1 오차 증폭기(291)는 저항(R11)을 통해 전원 전압(VCC)(또는 구동 전압(DRV))에 연결되어 있는 반전 단자(-) 및 기준 전압(VR4)이 입력되는 비반전 단자(+)를 포함하고, 두 단자 사이의 전압차를 증폭하여 트랜지스터(TR21) 및 트랜지스터(TR22) 각각의 게이트 전극에 공급한다.

트랜지스터(TR23)는 트랜지스터(TR22)의 드레인 전극에 연결되어 있는 드레인 전극, 그라운드에 연결되어 있는 소스 전극, 및 드레인 전극에 연결되어 있는 게이트 전극을 포함한다.

트랜지스터(TR23)의 게이트 전극에 연결되어 있는 게이트 전극 및 그라운드에 연결되어 있는 소스 전극을 포함하는 트랜지스터(TR24)와 트랜지스터(TR23)는 제1 전류 미러 회로를 형성한다.

트랜지스터(TR24)의 드레인 전극에 연결되어 있는 드레인 전극 및 전압(VB)에 연결되어 있는 소스 전극을 포함하는 트랜지스터(TR25)는 다이오드 연결되어 있다. 또한, 트랜지스터(TR26)의 게이트 전극이 트랜지스터(TR25)의 게이트 전극에 연결되어 제2 전류 미러 회로를 형성한다.

즉, 트랜지스터(TR22)에 흐르는 전류가 제1 전류 미러 회로에 의해 복사되고, 제1 전류 미러 회로에 의해 복사된 전류는 제2 전류 미러 회로에 의해 복사되어 전압(VB)로부터 노드(N1)로 흐르는 소스 전류(IS1)가 된다.

제2 오차 증폭기(292)는 저항(R12)을 통해 기준 전압(VR4)에 연결되어 있는 반전 단자(-) 및 감지 전압(VS2)이 입력되는 비반전 단자(+)를 포함하고, 두 단자 사이의 전압차를 증폭하여 트랜지스터(TR31) 및 트랜지스터(TR32) 각각의 게이트 전극에 공급한다.

트랜지스터(TR31)의 드레인 전극에 연결되어 있는 드레인 전극 및 전압(VB)에 연결되어 있는 소스 전극을 포함하는 트랜지스터(TR33)는 다이오드 연결되어 있다. 또한, 트랜지스터(T34)의 게이트 전극이 트랜지스터(TR33)의 게이트 전극에 연결되어 제7 전류 미러 회로를 형성한다.

트랜지스터(TR34)의 드레인 전극에 연결되어 있는 드레인 전극 및 그라운드에 연결되어 있는 소스 전극을 포함하는 트랜지스터(TR35)는 다이오드 연결되어 있다. 또한, 트랜지스터(T36)의 게이트 전극이 트랜지스터(TR35)의 게이트 전극에 연결되어 제8 전류 미러 회로를 형성한다.

즉, 트랜지스터(TR31)에 흐르는 전류가 제7 전류 미러 회로에 의해 복사되고, 제7 전류 미러 회로에 의해 복사된 전류는 제8 전류 미러 회로에 의해 복사되어 노드(N1)로부터 그라운드로 흐르는 싱크 전류(IS2)가 된다.

제1 오차 증폭기(291)가 이상적인 조건에서, 전원 전압(VCC)이 기준 전압(VR4)보다 큰 전압일 때 전류(I1)는 전원 전압(VCC)으로부터 저항(R11)을 통과하는 방향으로 흐른다.

이 때, 제1 오차 증폭기(291)의 출력은 트랜지스터(TR22)를 턴 온 시키므로, 전류(I1)는 트랜지스터(TR22)를 흐른다. 전류(I1)는 제1 전류 미러 회로 및 제2 전류 미러 회로를 통해 복사되어 노드(N1)으로 흐르는 소스 전류(IS1)가 된다.

제2 오차 증폭기(292) 역시 이상적이라고 할 때, 비반전 단자(-)의 전압 및 반전 단자(+)의 전압은 동일하다. 감지 전압(VS2)이 기준 전압(VR4)보다 큰 전압일 때 전류(I2)가 저항(R12)에 흐른다.

이 때, 제2 오차 증폭기(292)의 출력은 트랜지스터(TR31)를 턴 온 시키므로, 전류(I2)는 트랜지스터(TR31)를 흐른다. 전류(I2)는 제7 전류 미러 회로 및 제8 전류 미러 회로를 통해 복사되어 그라운드로 흐르는 싱크 전류(IS2)가 된다.

본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 모든 전류 미러 회로의 복사비가 1:1 이라고 가정한다. 그러면, 소스 전류(IS1)는 전류(I1)와 동일하고, 싱크 전류(IS2)는 전류(I2)와 동일하다.

전류(I1)는 (VCC-VR4)/R11이고, 전류(I2)는 (VS2-VR4)/R12이고, 저항(R13)에 흐르는 전류는 IS1-IS2이다. 이 때, 저항 R11과 R12이 동일하다고 가정하면, 저항(R13)에 흐르는 전류는 (VCC-VS2)/R11가 된다.

그리고 저항 R13 역시 R11(=R12)과 동일하면, 노드(N1)의 전압은 VCC-VS2 즉, 전원 전압(VCC)과 감지 전압(VS2)의 차가 된다. 노드(N1)의 전압이 오차 전압(ERV)이고, 오차 전압(ERV)은 제1 OCP 비교기(220)의 반전 단자(-)에 입력된다.

이와 같이, 앞선 실시 예들과 같이, 전원 전압(VCC)의 감소로 인해 오차 전압(ERV)이 제1 OCP 기준 전압(VR2) 보다 작아질 때 하이 레벨의 제1 OCP 신호(OCP1)가 생성된다.

이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

트랜지스터(TR1-TR10, TR11-TR20, TR21-TR26, TR31-TR36)
제1 내지 제4 오차 증폭기(281, 282, 291, 292), 오차 증폭기(210)
오차 증폭부(270), 감지 저항(RS1, RS2), 저항(R1-R13)
전압-전류 컨버터(280, 290), 전력 스위치(M), 디밍 스위치(DFET)
LED 발광 장치(1), LED 드라이버 IC(100), 부스트 컨버터(200)
LED 열(300), 인덕터(L), 정류 다이오드(D), 커패시터(C1, C2)
OCP 판단부(200), 제1 스위칭 제어부(110), 제1 게이트 드라이버(120)
제2 스위칭 제어부(130), 제2 게이트 드라이버(140), 과전압 비교기(150)
논리 연산부(160), 인버터(170), 제1 OCP 비교기(220)
제2 OCP 비교기(230), SR 플립플롭(250), 재시작 논리 게이트(240)
디밍오프 논리 게이트(260)

Claims

LED 열의 발광을 제어하고, 상기 LED 열에 공급되는 전력을 제어하는 전력 스위치의 스위칭 동작을 제어하는 LED 드라이버 IC에 있어서,
상기 LED 열에 연결되어 있는 제1 전극 및 감지 저항에 연결되어 있는 제2 전극을 포함하는 디밍 스위치, 및
상기 디밍 스위치의 제어 전극 전압에 대응하는 전압과 상기 감지 저항에 흐르는 전류에 따라 발생하는 감지 전압의 차를 감지하고, 감지된 전압 차와 소정의 제1 OCP 기준 전압을 비교한 결과에 따라 과전류 보호(Over Current Protection, 이하 OCP) 동작을 기동시키는 OCP 판단부를 포함하는 LED 드라이버 IC.
제1항에 있어서,
상기 디밍 스위치의 제어 전극 전압에 대응하는 전압은 상기 LED 드라이버 IC의 동작에 필요한 전원 전압이고,
상기 OCP 판단부는,
상기 전원 전압에서 상기 감지 전압을 차감한 전압에 따르는 에러 전압을 생성하고, 상기 에러 전압과 상기 제1 OCP 기준 전압을 비교한 결과에 따라 상기 OCP 동작을 기동시키는 제1 디밍 오프 신호를 생성하는 LED 드라이버 IC.
제2항에 있어서,
상기 OCP 판단부는,
상기 전원 전압이 제1 저항을 통해 입력되는 제1 단자, 상기 감지 전압이 제2 저항 및 제3 저항에 의해 분배되어 입력되는 제2 단자, 상기 제1 단자와 제4 저항을 통해 연결되어 있는 출력단을 포함하고, 상기 제1 단자의 입력에서 상기 제2 단자의 입력을 차감한 에러 전압을 생성하는 오차 증폭부, 및
상기 제1 OCP 기준 전압이 입력되는 제1 단자 및 상기 에러 전압이 입력되는 제2 단자를 포함하고, 상기 제1 단자의 입력이 상기 제2 단자의 입력보다 클 때 상기 OCP 동작 기동을 지시하는 제1 OCP 신호를 생성하는 제1 OCP 비교기를 포함하는 LED 드라이버 IC.
제3항에 있어서,
상기 OCP 판단부는,
상기 감지 전압과 상기 제1 OCP 기준 전압과 다른 제2 OCP 기준 전압을 비교한 결과에 따르는 제2 OCP 신호를 생성하는 제2 OCP 비교기, 및
상기 OCP 동작이 기동된 후 자동 재시작을 제어하는 자동 재시작 신호에 대응하는 신호가 입력되는 리셋단 및 상기 제2 OCP 비교기의 출력이 입력되는 셋단을 포함하고, 상기 셋단의 입력에 따라 상기 OCP 동작 기동을 지시하는 제2 OCP 신호를 생성하고, 상기 리셋단의 입력에 따라 상기 제2 OCP 신호를 리셋시키는 SR 플립플롭을 더 포함하는 LED 드라이버 IC.
제4항에 있어서,
상기 OCP 판단부는,
상기 제1 OCP 신호 및 상기 제2 OCP 신호를 논리 연산하여, 상기 제1 OCP 신호 또는 상기 제2 OCP 신호 중 어느 하나가 상기 OCP 동작 기동을 지시할 때, 상기 제1 디밍 오프 신호를 생성하는 디밍 오프 논리 게이트를 더 포함하는 LED 드라이버 IC.
제5항에 있어서,
상기 LED 열에 공급되는 LED 전압에 대응하는 전압이 소정의 과전압 기준 전압 이상일 때 상기 OCP 동작을 기동시키는 제2 디밍 오프 신호를 생성하는 과전압 비교기를 더 포함하고,
상기 제1 디밍 오프 신호 및 상기 제2 디밍 오프 신호를 논리 연산하여 상기 두 신호 중 어느 하나가 상기 OCP 동작을 기동시킬 때, 상기 전력 스위치 및 상기 디밍 스위치를 턴 오프 시키는 디밍 오프 신호를 생성하는 LED 드라이버 IC.
제2항에 있어서,
상기 OCP 판단부는,
상기 에러 전압을 생성하는 전압-전류 컨버터, 및
상기 제1 OCP 기준 전압이 입력되는 제1 단자 및 상기 에러 전압이 입력되는 제2 단자를 포함하고, 상기 제1 단자의 입력이 상기 제2 단자의 입력보다 클 때 상기 OCP 동작 기동을 지시하는 제1 OCP 신호를 생성하는 제1 OCP 비교기를 포함하는를 포함하고,
상기 전압-전류 컨버터는,
제5 저항을 통해 상기 전원 전압에 연결되어 있는 제1 단자 및 소정의 기준 전압이 입력되는 제2 단자를 포함하고, 두 단자 사이의 전압차에 따라 출력을 생성하는 제1 오차 증폭기,
제6 저항을 통해 상기 기준 전압이 입력되는 제1 단자 및 상기 감지 전압이 입력되는 제2 단자를 포함하고, 두 단자 사이의 전압차에 따라 출력을 생성하는 제2 오차 증폭기,
상기 제1 오차 증폭기의 출력이 게이트 전극에 입력되는 제1 트랜지스터 및 제2 트랜지스터,
상기 제2 트랜지스터에 흐르는 전류를 복사하는 제1 전류 복사 회로,
상기 제1 전류 복사 회로를 통해 복사된 전류를 복사하는 제2 전류 복사 회로,
상기 제2 오차 증폭기의 출력이 게이트 전극에 입력되는 제3 트랜지스터 및 제4 트랜지스터,
상기 제3 트랜지스터에 흐르는 전류를 복사하는 제7 전류 복사 회로,
상기 제7 전류 복사 회로를 통해 복사된 전류를 복사하는 제8 전류 복사 회로, 및
상기 제2 전류 복사 회로와 상기 제8 전류 복사 회로가 연결되어 있는 노드와 상기 제1 OCP 비교기의 제2 단자에 연결되어 있는 일단 및 그라운드에 연결되어 있는 타단을 포함하는 제7 저항을 포함하고,
상기 제1 트랜지스터와 상기 제2 트랜지스터의 접점은 상기 제1 오차 증폭기의 제1 단자에 연결되어 있고, 상기 제3 트랜지스터와 상기 제4 트랜지스터의 접점은 상기 제2 오차 증폭기의 제1 단자에 연결되어 있으며, 상기 에러 전압은 상기 제7 저항의 일단 전압인 LED 드라이버 IC.
제7항에 있어서,
상기 전압-전류 컨버터는,
상기 제1 트랜지스터에 흐르는 전류를 복사하는 제3 전류 복사 회로,
상기 제3 전류 복사 회로를 통해 복사된 전류를 복사하는 제4 전류 복사 회로,
상기 제4 트랜지스터에 흐르는 전류를 복사하는 제5 전류 복사 회로, 및
상기 제5 전류 복사 회로를 통해 복사된 전류를 복사하는 제6 전류 복사 회로를 더 포함하는 LED 드라이버 IC.
제1항에 있어서,
상기 LED 열의 발광 듀티를 제어하는 디밍 펄스 신호에 따라 상기 디밍 스위치의 스위칭 동작을 제어하고, 상기 제1 디밍 오프 신호에 동기되어 상기 디밍 스위치를 턴 오프 시키는 스위칭 제어부, 및
구동 전압을 이용하여 상기 스위칭 제어부의 출력에 따라 상기 디밍 스위치의 제어 전극에 게이트 신호를 생성하여 전달하는 게이트 구동부를 포함하고,
상기 디밍 스위치의 제어 전극에 대응하는 전압은 상기 구동 전압인 LED 드라이버 IC.
제9항에 있어서,
상기 OCP 판단부는,
상기 구동 전압에서 상기 감지 전압을 차감한 전압에 따르는 에러 전압을 생성하고, 상기 에러 전압과 상기 제1 OCP 기준 전압을 비교한 결과에 따라 상기 OCP 동작을 기동시키는 제1 디밍 오프 신호를 생성하고,
상기 구동 전압은 LED 드라이버 IC의 동작에 필요한 전원 전압에 대응하는 LED 드라이버 IC.
제1항에 있어서,
상기 제1 디밍 오프 신호에 동기되어 상기 전력 스위치를 턴 오프 시키는 스위칭 제어부를 더 포함하는 LED 드라이버 IC.
제11항에 있어서,
상기 스위칭 제어부는,
상기 감지 전압과 소정의 기준 전압의 차에 따라 발생하는 오차 증폭 전압에 상기 전력 스위치에 흐르는 전류에 따라 발생하는 전압이 도달할 때 상기 전력 스위치를 턴 오프 시키고, 상기 전력 스위치의 스위칭 동작을 제어하는 클록 신호에 따라 상기 전력 스위치를 턴 온 시키는 LED 드라이버 IC.
상기 LED 열에 공급되는 전력을 제어하는 전력 스위치 및 상기 LED 열의 발광을 제어하는 디밍 스위치의 스위칭 동작을 제어하는 LED 드라이버 IC의 구동 방법에 있어서,
상기 디밍 스위치의 제어 전극 전압에 대응하는 전압과 상기 감지 저항에 흐르는 전류에 따라 발생하는 감지 전압의 차를 생성하는 단계,
상기 생성된 전압의 차를 소정의 제1 OCP 기준 전압과 비교하는 단계, 및
상기 비교 결과에 따라 OCP 동작을 기동시켜, 상기 전력 스위치 및 상기 디밍 스위치를 턴 오프 시키는 단계를 포함하는 LED 드라이버 IC의 구동 방법.
제13항에 있어서,
상기 디밍 스위치의 제어 전극 전압에 대응하는 전압은 상기 LED 드라이버 IC의 동작에 필요한 전원 전압이고,
상기 전압의 차를 생성하는 단계는,
상기 전원 전압에서 상기 감지 전압을 차감한 전압에 따르는 에러 전압을 생성하는 단계를 포함하는 LED 드라이버 IC의 구동 방법.
제14항에 있어서,
상기 제1 OCP 기준 전압과 비교하는 단계는,
상기 제1 OCP 기준 전압이 상기 에러 전압보다 클 때 상기 OCP 동작 기동을 지시하는 제1 OCP 신호를 생성하는 단계를 포함하는 LED 드라이버 IC의 구동 방법.
제15항에 있어서,
상기 감지 전압과 상기 제1 OCP 기준 전압과 다른 제2 OCP 기준 전압을 비교한 결과에 따르는 제2 OCP 신호를 생성하는 단계,
상기 OCP 동작이 기동된 후 소정의 기간 단위로 상기 디밍 스위치 및 상기 전력 스위치를 턴 온 시키는 자동 재시작 단계, 및
상기 OCP 동작 기동을 지시하는 상기 제2 OCP 신호 또는 상기 상기 OCP 동작 기동을 지시하는 제1 OCP 신호에 의해 상기 자동 재시작 단계가 종료되는 단계를 더 포함하는 LED 드라이버 IC의 구동 방법.
제13항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 디밍 스위치의 제어 전극 전압에 대응하는 전압은,
상기 디밍 스위치 또는 상기 전력 스위치를 턴 온 시키는 전압을 공급하는 구동 전압인 LED 드라이버 IC의 구동 방법.
LED 열,
상기 LED 열에 전력을 공급하는 전력 스위치,
상기 LED 열의 발광 듀티를 제어하는 디밍 스위치,
상기 전력 스위치의 상기 디밍 스위치의 스위칭 동작을 제어하는 LED 드라이버 IC를 포함하고,
상기 LED 드라이버 IC는,
상기 디밍 스위치의 제어 전극 전압에 대응하는 전압과 상기 디밍 FET에 흐르는 전류에 따라 발생하는 감지 전압의 차를 감지하고, 감지된 전압 차와 소정의 제1 OCP 기준 전압을 비교한 결과에 따라 OCP 동작을 기동시키는 LED 발광 장치.
제18항에 있어서,
상기 디밍 스위치의 제어 전극 전압에 대응하는 전압은 상기 LED 드라이버 IC의 동작에 필요한 전원 전압이고,
상기 LED 드라이버 IC는,
상기 전원 전압에서 상기 감지 전압을 차감한 전압에 따르는 에러 전압을 생성하고, 상기 에러 전압과 상기 제1 OCP 기준 전압을 비교한 결과에 따라 상기 OCP 동작을 기동시키는 LED 발광 장치.
제18항에 있어서,
상기 디밍 스위치의 제어 전극 전압에 대응하는 전압은 상기 디밍 스위치 또는 상기 전력 스위치를 턴 온 시키는 전압을 공급하는 구동 전압이고,
상기 LED 드라이버 IC는,
상기 구동 전압에서 상기 감지 전압을 차감한 전압에 따르는 에러 전압을 생성하고, 상기 에러 전압과 상기 제1 OCP 기준 전압을 비교한 결과에 따라 상기 OCP 동작을 기동시키는 LED 발광 장치.