KR20150005758A - Led driving apparatus capable of adjusting switching duty ratio for multi-channel led application - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 LED 구동 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, LED 구동 장치의 스위칭 듀티비 기능에 관한 것이다.The present invention relates to an LED driving apparatus, and more particularly, to a switching duty ratio function of an LED driving apparatus.
최근에 LED(Light Emitting Diode)를 이용한 다양한 조명 장치 또는 영상 장치들이 속속 등장하고 또한 시장에서 환영받고 있다. 그러한 장치로는 상용 교류 전원에 곧바로 연결시켜 동작할 수 있는 LED 조명등이나 LCD(Liquid Crystal Display) TV의 백라이트(backlight)와 같은 장치가 있다.Recently, a variety of lighting devices or image devices using LED (Light Emitting Diode) have appeared and are being welcomed in the market. Such devices include devices such as LED backlights or backlight of LCD (Liquid Crystal Display) TVs that can be directly connected to a commercial AC power source.
이러한 LED 장치들은 다수의 LED들이 직렬로 연결되어 있는 LED 스트링을 구동하는데, 경우에 따라서는 하나의 LED 장치가 여러 채널의 LED 스트링을 포함할 수 있다. 각 채널의 LED 스트링을 구성하는 LED 소자들은 그 전기적 특성이, 동작 환경에 따라 또는 시간에 따라, 조금씩 다를 수 있는데, 그에 따라 각 LED 스트링의 등가 저항도 달라질 수 있고, 결과적으로 각 LED 스트링에 흐르는 전류량도 달라질 수 있다. LED 백라이트와 같이 휘도의 균일함이 중요한 응용 분야에서는, 전류량이 사실상 휘도를 결정하기 때문에 각 LED 스트링에 흐르는 전류량이 동일하도록 제어되는 것이 바람직하다.These LED devices drive an LED string in which a plurality of LEDs are connected in series. In some cases, one LED device may include multiple channels of LED strings. The electrical characteristics of the LED elements that make up the LED string of each channel may vary slightly depending on the operating environment or time and thus the equivalent resistance of each LED string may be different and as a result, The amount of current may also vary. In applications where brightness uniformity is important, such as LED backlighting, it is desirable to control the amount of current flowing through each LED string to be the same, since the amount of current actually determines the brightness.
따라서, 이러한 멀티 채널 LED 스트링을 구동하는 멀티 채널 LED 구동 장치는 여러 채널마다 전류량을 동일하게 유지되도록, 구동 전류를 PAM(Pulse amplitude modulation) 방식 또는 PWM(Pulse width modulation) 방식 등으로 제어한다. PAM 방식은 각 채널에 공급하는 전류 펄스의 듀티비(duty ratio)는 고정하고, 전류 펄스의 크기를 조절하여 각 채널의 전류량을 동일하게 유지하는 기법인 반면에, PWM 방식은 각 채널에 공급하는 전류 펄스의 진폭은 고정하고, 전류 펄스의 듀티비를 조절하여 각 채널의 전류량을 동일하게 유지하는 기법이다.Therefore, the multi-channel LED driving apparatus for driving such a multi-channel LED string controls a driving current by a pulse amplitude modulation (PAM) method or a pulse width modulation (PWM) method in order to maintain the same current amount for each channel. In the PAM scheme, the duty ratio of the current pulses supplied to each channel is fixed, and the current amount of each channel is kept the same by adjusting the magnitude of the current pulse. On the other hand, The amplitude of the current pulse is fixed, and the duty ratio of the current pulse is adjusted to maintain the same amount of current in each channel.
나아가, LED 구동 장치는 휘도를 동적으로 조절하는 기능인 디밍(dimming)을 위해서도 채널별로 전류량을 제어할 필요가 있다. 예를 들어, LED 백라이트의 디밍 단계가 세밀할수록, 대형 스크린에서 어두운 부분의 계조를 표현하는 능력이 크게 향상될 수 있다. 하지만 종래의 PWM 방식은 듀티비, 즉 펄스 주기 중의 펄스 폭의 비율을 정밀하게 조절하기 어려워, 결과적으로 세밀하게 LED 스트링들을 디밍시키기 어려웠다. Furthermore, the LED driving device needs to control the amount of current for each channel for dimming, which is a function of dynamically adjusting the luminance. For example, the finer the dimming stage of the LED backlight, the greater the ability to express the darkness gradation on a large screen can be greatly improved. However, in the conventional PWM method, it is difficult to precisely control the duty ratio, that is, the ratio of the pulse width in the pulse period, and as a result, it is difficult to finely dim the LED strings.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 멀티 채널 LED 장치를 위한 스위칭 듀티비 조절 가능 LED 구동 장치를 제공하는 데에 있다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a switching duty ratio adjustable LED driver for a multi-channel LED device.
본 발명의 일 측면에 따른 스위칭 듀티비 조절 가능 LED 구동 장치는,A switching duty ratio adjustable LED driving device according to an aspect of the present invention includes:
기준 PWM 신호의 펄스 트레인을 수신하고, 기준 PWM 신호를 펄스의 1 주기만큼 대략적으로 지연시킨 대략적 지연 신호를 생성하고, 상기 대략적 지연 신호와 상기 기준 PWM 신호의 위상차가 소정 크기 이하로 감소하면 대략적 지연 고정 신호를 활성화하는 제1 지연 루프;And a control unit for receiving the pulse train of the reference PWM signal and generating a coarse delay signal in which the reference PWM signal is approximately delayed by one period of the pulse and when the phase difference between the coarse delay signal and the reference PWM signal is reduced to a predetermined value or less, A first delay loop for activating a fixed signal;
상기 대략적 지연 고정 신호가 활성화되면서 상기 대략적 지연 신호를 기초로 정밀하게 위상이 지연된 제2 지연 신호를 생성하는 제2 지연 루프;A second delay loop for generating a second delay signal having a precise phase delay based on the coarse delay signal while the coarse delay locked signal is activated;
상기 제1 지연 루프 및 상기 제2 지연 루프의 위상 지연 특성을 각각 그대로 가지고 상기 기준 PWM 신호를 위상 지연하여 복제 지연 신호를 출력하는 복제 지연 라인; 및 A replica delay line for outputting a replica delay signal by phase-delaying the reference PWM signal while maintaining the phase delay characteristics of the first delay loop and the second delay loop as they are; And
서로 다른 등가 저항을 가질 수 있는 복수의 LED 스트링들 중 어느 하나의 구동 전류에 의한 검출 전압과 소정의 기준 전압 사이의 전압차 신호 및 상기 복제 지연 신호를 입력받아 스위칭 신호를 출력하는 비교기를 포함하여, And a comparator for receiving a voltage difference signal between a detection voltage and a predetermined reference voltage due to the driving current of any one of the plurality of LED strings having different equivalent resistances and outputting the switching signal by receiving the duplication delay signal, ,
상기 스위칭 신호는 서로 다른 등가 저항을 가진 복수의 LED 스트링들 중 어느 하나의 구동 전류에 의한 검출 전압과 소정의 기준 전압 사이의 전압차 신호의 크기에 따라, 상기 LED 스트링들의 각각의 평균 전류의 크기가 모두 같아지도록 하는 듀티비를 가질 수 있다.Wherein the switching signal is generated based on a magnitude of a voltage difference signal between a detection voltage by a driving current of any one of a plurality of LED strings having different equivalent resistances and a predetermined reference voltage, Are all equal to each other.
일 실시예에 따라, 상기 제1 지연 루프는 According to one embodiment, the first delay loop
상기 기준 PWM 신호의 위상과 제1 지연 신호의 위상을 비교한 위상차에 따라 제1 업 신호 또는 제1 다운 신호를 출력하는 제1 위상 검출기; 및A first phase detector for outputting a first up signal or a first down signal according to a phase difference obtained by comparing a phase of the reference PWM signal with a phase of a first delay signal; And
상기 제1 업 신호 또는 제1 다운 신호에 따라 상기 기준 PWM 신호를 기준으로 위상을 앞당기거나 지연시킨 상기 제1 지연 신호를 생성하다가, 상기 대략적 지연 고정 신호에 따라 위상차가 소정 크기 이하로 감소된 상태의 상기 대략적 지연 신호를 출력하는 제1 전압 제어 지연 라인을 포함할 수 있다.And generates the first delay signal by advancing or delaying the phase based on the reference PWM signal according to the first up signal or the first down signal, And a first voltage control delay line for outputting the coarse delay signal of the first voltage control delay line.
일 실시예에 따라, 상기 대략적 지연 고정 신호는 과반수 투표 기법을 통해 활성화될 수 있다.According to one embodiment, the coarse delay locked signal may be activated through a majority voting technique.
일 실시예에 따라, 상기 제2 지연 루프는According to one embodiment, the second delay loop
상기 대략적 지연 신호를 입력받고 바이어스 출력에 따라 상기 제2 지연 신호를 출력하는 제2 전압 제어 지연 라인;A second voltage control delay line receiving the coarse delay signal and outputting the second delay signal according to a bias output;
상기 기준 PWM 신호와 상기 제2 지연 신호를 입력받아 위상차에 따라 제2 업 신호 또는 제2 다운 신호를 출력하는 제2 위상 검출기;A second phase detector receiving the reference PWM signal and the second delay signal and outputting a second up signal or a second down signal according to a phase difference;
상기 제2 업 신호 또는 상기 제2 다운 신호에 따라 제어 전류를 생성하는 전하 펌프;A charge pump for generating a control current according to the second up signal or the second down signal;
상기 제어 전류에 따라 제어 전압을 출력하는 루프 필터; 및 A loop filter for outputting a control voltage according to the control current; And
상기 제어 전압과 상기 전압차 신호에 따라 상기 바이어스 출력을 생성하여 상기 제2 전압 제어 지연 라인에 출력하는 바이어스 생성부를 포함할 수 있다.And a bias generator for generating the bias output according to the control voltage and the voltage difference signal and outputting the generated bias output to the second voltage control delay line.
본 발명의 다른 측면에 따른 멀티 채널 LED 장치는,A multi-channel LED device according to another aspect of the present invention includes:
서로 다른 등가 저항을 가질 수 있고 공통 구동 전압을 공통적으로 인가받도록 연결된 LED 스트링들의 각각에 직렬로 연결되어 있고 상기 각각의 LED 스트링의 구동 전류에 의한 검출 전압과 소정의 기준 전압 사이의 전압차 신호를 검출하는 복수의 전압차 검출부들; 및A voltage difference signal between the detected voltage due to the driving current of each LED string and a predetermined reference voltage, which is connected in series to each of the LED strings connected to each other so as to have a different equivalent resistance and is commonly applied with a common driving voltage, A plurality of voltage difference detecting portions for detecting the voltage difference; And
상기 전압차 검출부들에서 검출된 전압차 신호들과 기준 PWM 신호에 각각 기초하여, 상기 LED 스트링들 각각의 평균 전류의 크기가 모두 같아지도록 상기 구동 전류의 듀티비들을 각각 조절할 수 있는 스위칭 신호들을 생성하는 스위칭 듀티비 조절 가능 LED 구동 장치를 포함하며,Generates switching signals capable of adjusting the duty ratios of the driving currents so that the average currents of the LED strings are all equal to each other based on the voltage difference signals detected by the voltage difference detection units and the reference PWM signal, And a switching duty ratio adjustable LED driver,
상기 스위칭 신호들은 각각 상기 전압차 검출부의 전압차 신호의 크기에 따라 상기 기준 PWM 신호의 펄스의 상승 시점과 동일한 상승 시점과 상기 기준 PWM 신호의 펄스의 하강 시점보다 앞당겨지거나 또는 늦춰진 하강 시점을 각각 가진 펄스에 기초하여 생성될 수 있다.Wherein the switching signals have respective rising and falling time points that are earlier or later than a rising time point of a pulse of the reference PWM signal and a falling time point of a pulse of the reference PWM signal, respectively, according to a magnitude of a voltage difference signal of the voltage difference detecting unit May be generated based on the pulse.
일 실시예에 따라, 상기 스위칭 신호는, According to one embodiment,
만약 상기 LED 스트링의 전압차 신호가 소정 문턱값보다 크면, 상기 기준 PWM 신호보다 늦춰진 하강 시점을 가지는 펄스에 기초하여 생성되고,If the voltage difference signal of the LED string is larger than a predetermined threshold value, the PWM signal is generated based on a pulse having a falling time point delayed from the reference PWM signal,
만약 상기 LED 스트링의 전압차 신호가 소정 문턱값보다 작으면, 상기 기준 PWM 신호보다 앞당겨진 하강 시점을 가지는 펄스에 기초하여 생성될 수 있다.If the voltage difference signal of the LED string is smaller than a predetermined threshold value, it may be generated based on a pulse having a falling time point earlier than the reference PWM signal.
일 실시예에 따라, 상기 스위칭 듀티비 조절 가능 LED 구동 장치는 복수의 PWM 제어부들을 포함하고,According to one embodiment, the switching duty ratio adjustable LED driver includes a plurality of PWM controls,
상기 PWM 제어부의 각각은,Each of the PWM control units includes:
기준 PWM 신호의 펄스 트레인을 수신하고, 기준 PWM 신호를 펄스의 1 주기만큼 대략적으로 지연시킨 대략적 지연 신호를 생성하고, 상기 대략적 지연 신호와 상기 기준 PWM 신호의 위상차가 소정 크기 이하로 감소하면 대략적 지연 고정 신호를 활성화하는 제1 지연 루프;And a control unit for receiving the pulse train of the reference PWM signal and generating a coarse delay signal in which the reference PWM signal is approximately delayed by one period of the pulse and when the phase difference between the coarse delay signal and the reference PWM signal is reduced to a predetermined value or less, A first delay loop for activating a fixed signal;
상기 대략적 지연 고정 신호가 활성화되면서 상기 대략적 지연 신호를 기초로 정밀하게 위상이 지연된 제2 지연 신호를 생성하는 제2 지연 루프;A second delay loop for generating a second delay signal having a precise phase delay based on the coarse delay signal while the coarse delay locked signal is activated;
상기 제1 지연 루프 및 상기 제2 지연 루프의 위상 지연 특성을 각각 그대로 가지고 상기 기준 PWM 신호를 위상 지연하여 복제 지연 신호를 출력하는 복제 지연 라인; 및 A replica delay line for outputting a replica delay signal by phase-delaying the reference PWM signal while maintaining the phase delay characteristics of the first delay loop and the second delay loop as they are; And
서로 다른 등가 저항을 가질 수 있는 복수의 LED 스트링들 중 어느 하나의 구동 전류에 의한 검출 전압과 소정의 기준 전압 사이의 전압차 신호 및 상기 복제 지연 신호를 입력받아 스위칭 신호를 출력하는 비교기를 포함할 수 있다.And a comparator for receiving a voltage difference signal between a detection voltage and a predetermined reference voltage by a driving current of any one of the plurality of LED strings having different equivalent resistances and outputting the switching signal by receiving the replication delay signal .
일 실시예에 따라, 상기 제1 지연 루프는 According to one embodiment, the first delay loop
상기 기준 PWM 신호의 위상과 제1 지연 신호의 위상을 비교한 위상차에 따라 제1 업 신호 또는 제1 다운 신호를 출력하는 제1 위상 검출기; 및A first phase detector for outputting a first up signal or a first down signal according to a phase difference obtained by comparing a phase of the reference PWM signal with a phase of a first delay signal; And
상기 제1 업 신호 또는 제1 다운 신호에 따라 상기 기준 PWM 신호를 기준으로 위상을 앞당기거나 지연시킨 상기 제1 지연 신호를 생성하다가, 상기 대략적 지연 고정 신호에 따라 위상차가 소정 크기 이하로 감소된 상태의 상기 대략적 지연 신호를 출력하는 제1 전압 제어 지연 라인을 포함할 수 있다.And generates the first delay signal by advancing or delaying the phase based on the reference PWM signal according to the first up signal or the first down signal, And a first voltage control delay line for outputting the coarse delay signal of the first voltage control delay line.
일 실시예에 따라, 상기 대략적 지연 고정 신호는 과반수 투표 기법을 통해 활성화될 수 있다.According to one embodiment, the coarse delay locked signal may be activated through a majority voting technique.
일 실시예에 따라, 상기 제2 지연 루프는According to one embodiment, the second delay loop
상기 대략적 지연 신호를 입력받고 바이어스 출력에 따라 상기 제2 지연 신호를 출력하는 제2 전압 제어 지연 라인;A second voltage control delay line receiving the coarse delay signal and outputting the second delay signal according to a bias output;
상기 기준 PWM 신호와 상기 제2 지연 신호를 입력받아 위상차에 따라 제2 업 신호 또는 제2 다운 신호를 출력하는 제2 위상 검출기;A second phase detector receiving the reference PWM signal and the second delay signal and outputting a second up signal or a second down signal according to a phase difference;
상기 제2 업 신호 또는 상기 제2 다운 신호에 따라 제어 전류를 생성하는 전하 펌프;A charge pump for generating a control current according to the second up signal or the second down signal;
상기 제어 전류에 따라 제어 전압을 출력하는 루프 필터; 및 A loop filter for outputting a control voltage according to the control current; And
상기 제어 전압과 상기 전압차 신호에 따라 상기 바이어스 출력을 생성하여 상기 제2 전압 제어 지연 라인에 출력하는 바이어스 생성부를 포함할 수 있다.And a bias generator for generating the bias output according to the control voltage and the voltage difference signal and outputting the generated bias output to the second voltage control delay line.
일 실시예에 따라, 원하는 레벨에 따라 상기 공통 구동 전압을 선택적으로 출력하는 전압 선택 신호를 생성하는 공통 구동 전압 선택부를 더 포함하며,According to an embodiment, further comprising a common drive voltage selector for generating a voltage selection signal for selectively outputting the common drive voltage according to a desired level,
상기 DC-DC 컨버터는 상기 전압 선택 신호에 따라 공통 구동 전압을 출력할 수 있다.The DC-DC converter may output a common driving voltage according to the voltage selection signal.
본 발명의 멀티 채널 LED 장치를 위한 스위칭 듀티비 조절 가능 LED 구동 장치에 따르면, 각 채널의 LED 스트링들의 등가 저항이 서로 다르더라도, 나아가 시간에 따라 변하더라도, 모든 채널에 평균 전류량을 일정하게 유지시킬 수 있어서 원하는 휘도를 균일하게 얻을 수 있다.According to the switching duty ratio adjustable LED driving apparatus for a multi-channel LED device of the present invention, even if the equivalent resistances of the LED strings of the respective channels are different from each other, and furthermore, So that a desired luminance can be uniformly obtained.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티 채널 LED 장치를 위한 스위칭 듀티비 조절 가능 LED 구동 장치를 개략적으로 예시한 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티 채널 LED 장치를 위한 스위칭 듀티비 조절 가능 LED 구동 장치 중에서 PWM 제어부를 예시한 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티 채널 LED 장치를 위한 스위칭 듀티비 조절 가능 LED 구동 장치 중에서 PWM 제어부의 제1 지연 루프의 동작을 설명하기 위한 파형도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티 채널 LED 장치를 위한 스위칭 듀티비 조절 가능 LED 구동 장치 중에서 PWM 제어부의 제2 지연 루프의 동작을 설명하기 위한 파형도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티 채널 LED 장치를 위한 스위칭 듀티비 조절 가능 LED 구동 장치에 의해 서로 다른 등가 저항을 가진 LED 스트링들에 동일한 평균 전류가 흐르도록 각각의 구동 전류들이 시간의 흐름에 따라 결국 서로 다른 듀티비를 가지게 되는 것을 예시한 파형도이다.1 is a block diagram schematically illustrating a switching duty ratio adjustable LED driver for a multi-channel LED device in accordance with an embodiment of the present invention.
2 is a block diagram illustrating a PWM control unit in a switching duty ratio adjustable LED driving apparatus for a multi-channel LED device according to an exemplary embodiment of the present invention.
3 is a waveform diagram for explaining the operation of the first delay loop of the PWM control unit among the switching duty ratio adjustable LED driving apparatus for a multi-channel LED device according to an embodiment of the present invention.
4 is a waveform diagram for explaining the operation of the second delay loop of the PWM control unit among the switching duty ratio adjustable LED driving apparatus for a multi-channel LED device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a graph showing the relationship between the driving currents and the driving currents of the LED strings according to the embodiment of the present invention. FIG. 8 is a waveform diagram illustrating that the duty ratios are eventually different according to the flow.
본문에 개시되어 있는 본 발명의 실시예들에 대해서, 특정한 구조적 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며 본문에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니 된다. For the embodiments of the invention disclosed herein, specific structural and functional descriptions are set forth for the purpose of describing an embodiment of the invention only, and it is to be understood that the embodiments of the invention may be practiced in various forms, The present invention should not be construed as limited to the embodiments described in Figs.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The same reference numerals are used for the same constituent elements in the drawings and redundant explanations for the same constituent elements are omitted.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티 채널 LED 장치를 위한 스위칭 듀티비 조절 가능 LED 구동 장치를 개략적으로 예시한 블록도이다.1 is a block diagram schematically illustrating a switching duty ratio adjustable LED driver for a multi-channel LED device in accordance with an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 멀티 채널 LED 장치(1)는 스위칭 듀티비 조절 가능 LED 구동 장치(10), DC-DC 컨버터(20), 기준 PWM 생성부(30), LED 스트링들(41, 42, ..., 43), 파워 트랜지스터들(51, 52, ..., 53) 및 전압차 검출부들(61, 62, ..., 63)을 포함할 수 있다.1, the
먼저, DC-DC 컨버터(20)가 공통 구동 전압(V_MASTER)을 생성하여 모든 LED 스트링들(41, 42, ..., 43)에 공통적으로 인가한다.First, a DC-
LED 스트링들(41, 42, ..., 43)은 각각 다수의 LED들이 직렬 연결되어 있어서 구동 전류들(I_LED1, I_LED2, ..., I_LEDn)의 크기와 흐르는 시간, 즉 듀티비에 실질적으로 비례하는 휘도로 빛을 방출한다.Each of the LED strings 41, 42, ..., 43 has a plurality of LEDs connected in series so that the size of the driving currents I_LED1, I_LED2, ..., I_LEDn and the flowing time, Emits light with a proportional brightness.
직렬 연결된 LED들은 공정차, 온도, 누적 동작 시간 등에 따라 서로 다른 등가저항을 가질 수 있다. 동일한 공통 구동 전압(V_MASTER)으로 구동되지만, LED 스트링들(41, 42, ..., 43)에 흐르는 구동 전류들(I_LED1, I_LED2, ..., I_LEDn)의 크기도 서로 다를 수 있으며, 나아가, LED 스트링들(41, 42, ..., 43)에서 방출되는 빛의 양도 균일하지 않을 수 있다.The series-connected LEDs may have different equivalent resistances depending on the process temperature, temperature, cumulative operation time, and the like. The driving currents I_LED1, I_LED2, ..., I_LEDn flowing in the LED strings 41, 42, ..., 43 may be different from each other, , The amount of light emitted from the LED strings 41, 42, ..., 43 may not be uniform.
각각의 구동 전류(I_LED1, I_LED2, ..., I_LEDn)는 파워 트랜지스터들(51, 52, ..., 53)의 게이트 단자에 입력되는 스위칭 신호들(SW1, SW2, ..., SWn)의 듀티비에 따라 단속적으로 LED 스트링들(41, 42, ..., 43)에 흐른다.Each of the drive currents I_LED1, I_LED2, ..., and I_LEDn includes switching signals SW1, SW2, ..., SWn input to the gate terminals of the
전압차 검출부들(61, 62, ..., 63)은 각각 LED 스트링들(41, 42, ..., 43)에 직렬로 연결되어 있어서, 구동 전류(I_LED1, I_LED2, ..., I_LEDn)에 의한 검출 전압과 소정의 기준 전압 사이의 전압차 신호들(V_ERR1, V_ERR2, ..., V_ERRn)을 검출한다.The
예를 들어, 만약 어떤 LED 스트링(41)에 관하여 검출된 전압차 신호(V_ERR1)가 기준 전압보다 낮다면, 이는 구동 전류(I_LED1)의 크기가 기준 값보다 작다는 점을 의미한다.For example, if the voltage difference signal V_ERR1 detected with respect to any LED string 41 is lower than the reference voltage, this means that the magnitude of the driving current I_LED1 is smaller than the reference value.
스위칭 듀티비 조절 가능 LED 구동 장치(10)는 n 개의 PWM 제어부들(11, 12, ..., 13)을 포함한다. 각각의 PWM 제어부들(11, 12, ..., 13)은 전압차 검출부들(61, 62, ..., 63)에서 검출된 전압차 신호들(V_ERR1, V_ERR2, ..., V_ERRn)과 기준 PWM 생성부(30)에서 기준 PWM 신호들에 각각 기초하여, 서로 다른 등가 저항을 가진 LED 스트링들(41, 42, ..., 43)의 각각의 평균 전류의 크기가 모두 같아지도록 구동 전류(I_LED1, I_LED2, ..., I_LEDn)의 듀티비들을 각각 조절할 수 있는 스위칭 신호들(SW1, SW2, ..., SWn)을 생성한다.The switching duty ratio
구체적으로, 각각의 PWM 제어부들(11, 12, ..., 13)은 전압차 검출부들(61, 62, ..., 63)의 전압차 신호들(V_ERR1, V_ERR2, ..., V_ERRn)의 크기에 따라, 상기 기준 PWM 신호의 펄스의 상승 시점과 동일한 상승 시점과, 기준 PWM 신호의 펄스의 하강 시점보다 앞당겨지거나 또는 늦춰진 하강 시점을 가진 펄스를 생성함으로써, 듀티비가 조절된 스위칭 신호들(SW1, SW2, ..., SWn)을 생성한다. .., V_ERRn (V_ERR1, V_ERR2, ..., V_ERRn) of the
예를 들어, 만약 어떤 LED 스트링(41)에 관하여 검출된 전압차 신호(V_ERR1)가 소정 문턱값보다 크다면, 이는 구동 전류(I_LED1)의 크기가 기준보다 상대적으로 작다는 점을 의미하므로, 기준 PWM 신호보다 하강 시점이 늦춰진, 즉 듀티비가 커진 펄스를 가지는 스위칭 신호(SW1)가 생성된다. 스위칭 신호(SW1)의 듀티비가 커졌으므로, LED 스트링(41)은 기준보다 좀더 늦게 발광을 종료하며, 발광 구간, 즉 펄스의 활성 구간 동안 더 적은 구동 전류(I_LED1)가 LED 스트링(41)을 통해 흐르므로, 전체적으로 기준에 근접한 휘도를 보일 수 있다.For example, if the voltage difference signal V_ERR1 detected for any LED string 41 is greater than a predetermined threshold, this means that the magnitude of the drive current I_LED1 is relatively smaller than the reference, The switching signal SW1 having the pulse whose falling time is delayed, that is, the duty ratio is larger than the PWM signal is generated. Since the duty ratio of the switching signal SW1 is increased, the LED string 41 terminates the light emission later than the reference, and a smaller drive current I_LED1 during the light emission period, that is, during the active period of the pulse, It is possible to show luminance close to the reference as a whole.
반대로, 만약 어떤 LED 스트링(41)에 관하여 검출된 전압차 신호(V_ERR1)가 기준 전압보다 높은 양의 값을 보인다면, 이는 구동 전류(I_LED1)의 크기가 기준보다 크다는 점을 의미하므로, 기준 PWM 신호보다 하강 시점이 당겨진, 즉 듀티비가 작아진 펄스를 가지는 스위칭 신호(SW1)가 생성된다. 스위칭 신호(SW1)의 듀티비가 작아졌으므로, LED 스트링(41)은 기준보다 좀더 일찍 발광을 종료하지만, 발광 구간, 즉 펄스의 활성 구간 동안 더 많은 구동 전류(I_LED1)가 LED 스트링(41)을 통해 흐르므로, 전체적으로 기준에 근접한 휘도를 보일 수 있다.Conversely, if the voltage difference signal V_ERR1 detected with respect to any LED string 41 shows a positive value higher than the reference voltage, this means that the magnitude of the driving current I_LED1 is larger than the reference, A switching signal SW1 having a pulse whose falling time point is drawn, that is, the duty ratio is smaller than the signal is generated. The LED string 41 terminates the light emission earlier than the reference because the duty ratio of the switching signal SW1 is smaller, but more driving current I_LED1 during the light emitting period, i.e., the active period of the pulse, It is possible to show luminance close to the reference as a whole.
한편, 멀티 채널 LED 장치(1)는 공통 구동 전압 선택부(70)를 더 포함할 수 있다. 공통 구동 전압 선택부(70)는 전압차 신호들(V_ERR1, V_ERR2, ..., V_ERRn)의 경향에 따라, 또는 전체적인 휘도의 조절을 위해 원하는 레벨의 공통 구동 전압(V_MASTER)을 적절히 선택적으로 출력하기 위한 전압 선택 신호를 생성할 수 있다.On the other hand, the
전압 선택 신호에 기초하여 DC-DC 컨버터(20)가 외부의 전원 직류 전압으로부터 공통 구동 전압(V_MASTER)을 생성할 수 있다.The DC-
예를 들어, 전압 선택 신호에 따라 스위칭 주파수를 조절함으로써 스위치드 커패시터 컨버터 방식의 DC-DC 컨버터(20)가 결과적으로 원하는 레벨의 공통 구동 전압(V_MASTER)를 출력할 수 있다.For example, by controlling the switching frequency in accordance with the voltage selection signal, the switched-capacitor converter type DC-
한편, PWM 제어부(11, 12, 13)의 구성과 동작을 좀더 구체적으로 설명하기 위해 도 2 내지 도 4를 참조할 수 있다.2 to 4 to refer to the configuration and operation of the
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티 채널 LED 장치를 위한 스위칭 듀티비 조절 가능 LED 구동 장치 중에서 PWM 제어부를 예시한 블록도이다.2 is a block diagram illustrating a PWM control unit in a switching duty ratio adjustable LED driving apparatus for a multi-channel LED device according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 2에서, PWM 제어부(11)는 제1 지연 루프(111), 제2 지연 루프(112), 복제 지연 라인(113) 및 비교기(114)를 포함할 수 있다.2, the
제1 지연 루프(111)는 기준 PWM 신호의 펄스 트레인을 수신하고, 기준 PWM 신호를 펄스의 1 주기만큼 대략적으로(coarsely) 지연시킨 대략적 지연 신호를 출력한다.The
여기서 신호를 대략적으로 지연시킨다는 표현은, 동일한 파형을 가지며 위상만 지연된 신호를 얻기 위해 소정의 목표 지연 위상을 가지고 원래 신호를 지연시키지만, 지연된 신호의 위상은 목표 지연 위상보다 더 지연되거나 덜 지연될 수 있어 내재적으로 부정확함을 의미한다. 지연 루프 내에서 원래 신호와 지연된 신호의 위상을 비교하는 위상 검출부의 속도나 정확성에 한계가 있기 때문에, 이러한 내재적인 부정확성은 필연적이며, 따라서 "대략적으로"라는 표현은 제1 지연 루프(111)의 구성을 불명확하게 하는 표현이 아니라는 점을 유의한다. Here, the expression of roughly delaying the signal may delay the original signal with a predetermined target delay phase to obtain a signal having the same waveform and delayed phase only, but the phase of the delayed signal may be delayed or less delayed than the target delay phase Which implies imprecision. This implicit inaccuracy is inevitable because there is a limit to the speed or accuracy of the phase detector that compares the phase of the original signal with the delayed signal in the delay loop and therefore the expression "approximately" Note that this is not an expression that makes the configuration obscure.
또한, 이러한 부정확성의 정도는 비결정적(non-deterministric)이고 소정의 문턱값보다 클 수 있지만 시간이 지남에 따라 문턱값 이내로 수렴되며, 나아가 이러한 부정확성은 이후의 추가적인 지연 루프를 이용하여 보완되므로 해당 단계에서 문제되지 않는다.Also, since the degree of such inaccuracy is non-deterministic and may be larger than a predetermined threshold value, it converges within a threshold value over time, and furthermore, this inaccuracy is compensated by using an additional delay loop, It does not matter.
한편, 제1 지연 루프(111)가 "대략적으로 지연시킨다"는 표현은 이후의 "정밀하게 지연시킨다"는 제2 지연 루프(112)를 기준으로 한 상대적인 지연 위상의 해상도 차이로 이해될 수도 있다.On the other hand, the expression "roughly delay" of the
이에 따라, 제1 지연 루프(111)는 기준 PWM 신호(PWM_REF)의 위상과 제1 지연 신호(PWM_CD)의 위상을 비교하고, 위상차에 따라 제1 업 신호(UP1) 또는 제1 다운 신호(DN1)를 출력하며, 위상차가 소정 크기 이하로 감소하면 대략적 지연 고정(coarse delay lock) 신호(LOCK)를 출력하는 제1 위상 검출기(PD1)와, 제1 업 신호(UP1) 또는 제1 다운 신호(DN1)에 따라 기준 PWM 신호(PWM_REF)를 기준으로 위상을 앞당기거나 지연시킨 제1 지연 신호(PWM_CD)를 생성하다가, 대략적 지연 고정 신호(LOCK)에 따라 위상차가 소정 크기 이하로 감소된 상태의 대략적 지연 신호(PWM_AFTER_COARSE)를 출력하는 제1 전압 제어 지연 라인(VCDL1, coarse voltage-controlled delay line)을 포함할 수 있다.The
실시예에 따라, 대략적 지연 고정 신호(LOCK)는 과반수 투표 기법을 통해, 다시 말해, 위상차를 소정 문턱값에 비교하는 소정 비교 판정 횟수 중에 과반수 이상에서 위상차가 소정 문턱값보다 작다고 판정되면, 예를 들어 5 번 비교 판정 중에 3 번 이상 위상차가 소정 문턱값보다 작다고 판정되면, 활성화될 수 있다.According to the embodiment, if it is determined that the coarse delay locked signal LOCK is greater than a half of the predetermined number of comparison judgments for comparing the phase difference to the predetermined threshold value through the majority voting technique, that is, the phase difference is smaller than the predetermined threshold value, If it is determined that the phase difference is smaller than the predetermined threshold value three or more times during the fifth comparison determination, it can be activated.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티 채널 LED 장치를 위한 스위칭 듀티비 조절 가능 LED 구동 장치 중에서 PWM 제어부의 제1 지연 루프의 동작을 설명하기 위한 파형도이다.3 is a waveform diagram for explaining the operation of the first delay loop of the PWM control unit among the switching duty ratio adjustable LED driving apparatus for a multi-channel LED device according to an embodiment of the present invention.
도 3을 참조하면, 리셋 신호(RST)가 인가된 직후부터 동작이 시작된다.Referring to FIG. 3, the operation starts immediately after the reset signal RST is applied.
기준 PWM 신호(PWM_REF)는 주기가 20㎲이고 듀티비는 0.5인 펄스 신호이다. 기준 PWM 신호(PWM_REF)가 제1 지연 루프(111)의 제1 위상 검출기(PD1)에 인가되면, 제1 지연 루프(111)는 기준 PWM 신호(PWM_REF)의 1 펄스 주기를 알기 위해 첫 상승 에지와 다음 상승 에지까지 기준 PWM 신호(PWM_REF)를 스캐닝한다. The reference PWM signal PWM_REF is a pulse signal having a period of 20 占 퐏 and a duty ratio of 0.5. When the reference PWM signal PWM_REF is applied to the first phase detector PD1 of the
연속하는 상승 에지가 검출되면서 스캐닝이 완료되면, 제1 전압 제어 지연 라인(VCDL1)에서 제1 지연 신호(PWM_CD)의 첫 펄스가 생성된다.When the scanning is completed while the successive rising edges are detected, the first pulse of the first delay signal PWM_CD is generated in the first voltage control delay line (VCDL1).
제1 지연 신호(PWM_CD)는 기준 PWM 신호(PWM_REF)와 함께 제1 위상 검출기(PD1)에 인가된다. 제1 위상 검출기(PD1)는 기준 PWM 신호(PWM_REF)의 상승 에지와 제1 지연 신호(PWM_CD)의 상승 에지를 비교하여, 제1 지연 신호(PWM_CD)의 뒤늦은(lag) 위상만큼 활성화되는 제1 업 신호(UP1)와 제1 지연 신호(PWM_CD)의 앞선(lead) 위상만큼 활성화되는 제1 다운 신호(DN1)를 출력한다.The first delay signal PWM_CD is applied to the first phase detector PD1 together with the reference PWM signal PWM_REF. The first phase detector PD1 compares the rising edge of the reference PWM signal PWM_REF with the rising edge of the first delay signal PWM_CD to compare the rising edge of the first delay signal PWM_CD with the rising edge of the first delay signal PWM_CD, And outputs a first down signal DN1 that is activated by the lead phase of the up signal UP1 and the first delay signal PWM_CD.
도 3에서, 제1 지연 신호(PWM_CD)는 첫 지연 주기에서 3㎲만큼 뒤져 생성되었다. 하지만, 두 번째 지연 주기에서는 그 위상 차이가 상당히 좁혀졌고, 세 번째부터 다섯 번째 지연 주기에서는 오히려 위상이 약간 앞서도록 보정되었다. 다섯 번째 지연 주기에서 위상 차이는 소정 값 이하로 감소되었고, 이에 따라 대략적 지연 고정 신호(LOCK)가 활성화되고, 위상차가 감소된 상태의 대략적 지연 신호(PWM_AFTER_COARSE)가 출력된다.In FIG. 3, the first delay signal PWM_CD is generated by being delayed by 3 占 퐏 in the first delay period. However, the phase difference is significantly narrowed in the second delay period, and the phase difference is corrected to be slightly ahead in the third to the fifth delay period. In the fifth delay period, the phase difference is reduced to a predetermined value or less, whereby the coarse delay locked signal LOCK is activated, and the coarse delayed signal PWM_AFTER_COARSE with the phase difference reduced is output.
이렇게 하여 기준 PWM 신호(PWM_REF)와 소정의 오차 범위 내에서 대략적으로 일치하는 위상을 가지는 대략적 지연 신호(PWM_AFTER_COARSE)가 생성된다.Thus, a coarse delay signal PWM_AFTER_COARSE having a phase substantially coinciding with the reference PWM signal PWM_REF within a predetermined error range is generated.
다시 도 2로 돌아가, 대략적 지연 고정 신호(LOCK)가 활성화됨에 따라 대략적 지연 신호(PWM_AFTER_COARSE)를 기초로 상대적으로 정밀하게 기준 PWM 신호(PWM_REF)의 위상을 추종하는 제2 지연 신호(PWM_OUT)를 출력하는 제2 지연 루프(112)의 동작이 개시된다.2, a second delay signal PWM_OUT that follows the phase of the reference PWM signal PWM_REF relatively accurately based on the coarse delay signal PWM_AFTER_COARSE as the coarse delay locked signal LOCK is activated is output The operation of the
제2 지연 루프(112)의 제2 전압 제어 지연 라인(VCDL2)은 대략적 지연 신호(PWM_AFTER_COARSE)를 입력받고 바이어스 출력(BG_OUT)에 따라 제2 지연 신호(PWM_OUT)를 출력한다.The second voltage control delay line VCDL2 of the
제2 위상 검출기(PD2)는 기준 PWM 신호(PWM_REF)와 제2 지연 신호(PWM_OUT)를 입력받아 위상차에 따라 제2 업 신호(UP2) 또는 제2 다운 신호(DN2)를 출력한다.The second phase detector PD2 receives the reference PWM signal PWM_REF and the second delay signal PWM_OUT and outputs the second up signal UP2 or the second down signal DN2 according to the phase difference.
전하 펌프(Charge Pump, CP)는 제2 업 신호(UP2)와 제2 다운 신호(DN2)에 따라 제어 전류(I_LF)를 생성하고, 제어 전류(I_LF)에 따라 루프 필터(Loop Filter, LF)가 제어 전압(V_CNT)을 출력한다.The charge pump CP generates the control current I_LF according to the second up signal UP2 and the second down signal DN2 and outputs the control current I_LF to the loop filter LF according to the control current I_LF. And outputs the control voltage V_CNT.
바이어스 생성부(Bias Generator)는 제어 전압(V_CNT)과 전압차 신호(V_ERR1)에 따라 바이어스 출력(BG_OUT)을 생성하여 제2 전압 제어 지연 라인(VCDL2)에 출력한다.The bias generator generates a bias output BG_OUT according to the control voltage V_CNT and the voltage difference signal V_ERR1 and outputs the bias output BG_OUT to the second voltage control delay line VCDL2.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티 채널 LED 장치를 위한 스위칭 듀티비 조절 가능 LED 구동 장치 중에서 PWM 제어부의 제2 지연 루프의 동작을 설명하기 위한 파형도이다.4 is a waveform diagram for explaining the operation of the second delay loop of the PWM control unit among the switching duty ratio adjustable LED driving apparatus for a multi-channel LED device according to an embodiment of the present invention.
도 4를 참조하면, 대략적 지연 고정 신호(LOCK)가 활성화되면서 제2 전압 제어 지연 라인(VCDL2)에서 대략적 지연 신호(PWM_AFTER_COARSE)를 기초로 지연이 정밀하게 제어되는 제2 지연 신호(PWM_OUT)를 출력한다.4, a second delay signal PWM_OUT whose delay is precisely controlled based on the coarse delay signal PWM_AFTER_COARSE is output from the second voltage control delay line VCDL2 while the coarse delay locked signal LOCK is activated do.
제2 위상 검출기(PD2)에서 제2 지연 신호(PWM_OUT)와 기준 PWM 신호(PWM_REF)의 위상차에 따라 제2 업 신호(UP2), 제2 다운 신호(DN2)를 생성한다. 제2 지연 신호(PWM_OUT)의 위상이 다소 앞서면서 제2 다운 신호(DN2)가 연속적으로 발생하고, 제어 전압(V_CNT)의 크기 및 바이어스 출력(BG_OUT)이 단계적으로 상승하는 모습을 볼 수 있다. 어느 정도 위상의 조절 동작이 반복된 다음에는, 제2 업 신호(UP2)도 제2 다운 신호(DN2)도 생성되지 않는데, 이는 제2 지연 신호(PWM_OUT)가 기준 PWM 신호(PWM_REF)에 비해 한 동작 클럭 이하의 위상차만을 보임을 의미한다.The second phase detector PD2 generates the second up signal UP2 and the second down signal DN2 in accordance with the phase difference between the second delay signal PWM_OUT and the reference PWM signal PWM_REF. The second down signal DN2 is continuously generated while the phase of the second delay signal PWM_OUT is slightly ahead and the magnitude of the control voltage V_CNT and the bias output BG_OUT rise step by step. The second up signal UP2 and the second down signal DN2 are not generated either because the second delay signal PWM_OUT is compared with the reference PWM signal PWM_REF Which means that the phase difference is less than the operation clock.
다시 도 2로 돌아가서, 복제 지연 라인(113)은 기준 PWM 신호(PWM_REF)를 입력받고 제1 지연 루프(111)와 제2 지연 루프(112) 각각의 위상 지연과 동일한 위상 지연을 각각 가지도록 제1 복제 지연 라인(Replica VCDL)(113a)과 제2 복제 지연 라인(113b)을 가지고 복제 지연 신호(PWM_RE)를 생성한다.2, the
비교기(114)는 복제 지연 신호(PWM_RE)와 전압차 신호(V_ERRn)를 입력받아 스위칭 신호(SWn)를 출력한다.The
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티 채널 LED 장치를 위한 스위칭 듀티비 조절 가능 LED 구동 장치에 의해 서로 다른 등가 저항을 가진 LED 스트링들에 동일한 평균 전류가 흐르도록 각각의 구동 전류들이 시간의 흐름에 따라 결국 서로 다른 듀티비를 가지게 되는 것을 예시한 파형도이다.FIG. 5 is a graph showing the relationship between the driving currents and the driving currents of the LED strings according to the embodiment of the present invention. FIG. 8 is a waveform diagram illustrating that the duty ratios are eventually different according to the flow.
도 5를 참조하면, 기준 PWM 신호의 듀티비는 50%이다. 첫 번째 LED 스트링의 등가 저항은 기준이 되는 공칭(nominal) 저항 값과 동일하며, 두 번째 LED 스트링의 등가 저항은 공칭 저항 값보다 작으며, 세 번째 LED 스트링의 등가 저항은 공칭 저항 값보다 크다.Referring to FIG. 5, the duty ratio of the reference PWM signal is 50%. The equivalent resistance of the first LED string is equal to the nominal resistance value of the reference, the equivalent resistance of the second LED string is less than the nominal resistance value, and the equivalent resistance of the third LED string is greater than the nominal resistance value.
이에 따라 첫 번째 LED 스트링의 구동 전류 I_LED1의 듀티비는 50%를 유지하며, 두 번째 LED 스트링의 구동 전류 I_LED2는 전류 크기가 기준보다 크고 듀티비는 시간이 지남에 따라 점점 줄어든다. 반면에, 세 번째 LED 스트링의 구동 전류 I_LED3은 전류 크기가 기준보다 작고 듀티비는 시간이 지남에 따라 점점 늘어난다.As a result, the duty ratio of the driving current I_LED1 of the first LED string is maintained at 50%, and the driving current I_LED2 of the second LED string is larger than the current magnitude and the duty ratio gradually decreases with time. On the other hand, the driving current I_LED3 of the third LED string is smaller in magnitude than the current magnitude and the duty ratio gradually increases over time.
세 LED 스트링들의 구동 전류들의 크기는 등가 저항에 따라 커지거나 작아지지만 그에 따라 듀티비가 작아지거나 커지므로, 결국 평균 전류는 모두 동일하게 되고, 휘도도 동일하게 된다.The magnitudes of the driving currents of the three LED strings increase or decrease with the equivalent resistance, but the duty ratio becomes smaller or larger accordingly, so that the average current becomes equal and the brightness becomes the same.
이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명이 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 이는 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명의 사상은 아래에 기재된 특허청구범위에 의해서만 파악되어야 하고, 이와 균등하거나 또는 등가적인 변형 모두는 본 발명 사상의 범주에 속한다 할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, Modification is possible. Accordingly, the spirit of the present invention should be understood only in accordance with the following claims, and all of the equivalent or equivalent variations will fall within the scope of the present invention.
1 멀티 채널 LED 장치
10 스위칭 듀티비 조절 가능 LED 구동 장치
11, 12, 13 PWM 제어부
111 제1 지연 루프 112 제2 지연 루프
113 복제 지연 라인 114 비교기
20 DC-DC 컨버터 30 기준 PWM 생성부
41, 42, 43 LED 스트링들
51, 52, 53 파워 트랜지스터들
61, 62, 63 전압차 검출부들
70 공통 구동 전압 선택부1 Multi-channel LED device
10 Switching duty ratio adjustable LED drive
11, 12, 13 PWM control unit
111
113
20 DC-
41, 42, 43 LED strings
51, 52, 53 Power transistors
61, 62, 63 voltage difference detectors
70 common drive voltage selection unit
Claims (11)
상기 대략적 지연 고정 신호가 활성화되면서 상기 대략적 지연 신호를 기초로 정밀하게 위상이 지연된 제2 지연 신호를 생성하는 제2 지연 루프;
상기 제1 지연 루프 및 상기 제2 지연 루프의 위상 지연 특성을 각각 그대로 가지고 상기 기준 PWM 신호를 위상 지연하여 복제 지연 신호를 출력하는 복제 지연 라인; 및
서로 다른 등가 저항을 가질 수 있는 복수의 LED 스트링들 중 어느 하나의 구동 전류에 의한 검출 전압과 소정의 기준 전압 사이의 전압차 신호 및 상기 복제 지연 신호를 입력받아 스위칭 신호를 출력하는 비교기를 포함하여,
상기 스위칭 신호는 서로 다른 등가 저항을 가진 복수의 LED 스트링들 중 어느 하나의 구동 전류에 의한 검출 전압과 소정의 기준 전압 사이의 전압차 신호의 크기에 따라, 상기 LED 스트링들의 각각의 평균 전류의 크기가 모두 같아지도록 하는 듀티비를 가지는 것을 특징으로 하는 스위칭 듀티비 조절 가능 LED 구동 장치.And a control unit for receiving the pulse train of the reference PWM signal and generating a coarse delay signal in which the reference PWM signal is approximately delayed by one period of the pulse and when the phase difference between the coarse delay signal and the reference PWM signal is reduced to a predetermined value or less, A first delay loop for activating a fixed signal;
A second delay loop for generating a second delay signal having a precise phase delay based on the coarse delay signal while the coarse delay locked signal is activated;
A replica delay line for outputting a replica delay signal by phase-delaying the reference PWM signal while maintaining the phase delay characteristics of the first delay loop and the second delay loop as they are; And
And a comparator for receiving a voltage difference signal between a detection voltage and a predetermined reference voltage due to the driving current of any one of the plurality of LED strings having different equivalent resistances and outputting the switching signal by receiving the duplication delay signal, ,
Wherein the switching signal is generated based on a magnitude of a voltage difference signal between a detection voltage by a driving current of any one of a plurality of LED strings having different equivalent resistances and a predetermined reference voltage, And a duty ratio of the switching duty ratio adjustable LED driving device.
상기 기준 PWM 신호의 위상과 제1 지연 신호의 위상을 비교한 위상차에 따라 제1 업 신호 또는 제1 다운 신호를 출력하는 제1 위상 검출기; 및
상기 제1 업 신호 또는 제1 다운 신호에 따라 상기 기준 PWM 신호를 기준으로 위상을 앞당기거나 지연시킨 상기 제1 지연 신호를 생성하다가, 상기 대략적 지연 고정 신호에 따라 위상차가 소정 크기 이하로 감소된 상태의 상기 대략적 지연 신호를 출력하는 제1 전압 제어 지연 라인을 포함하는 것을 특징으로 하는 스위칭 듀티비 조절 가능 LED 구동 장치.The method of claim 1, wherein the first delay loop
A first phase detector for outputting a first up signal or a first down signal according to a phase difference obtained by comparing a phase of the reference PWM signal with a phase of a first delay signal; And
And generates the first delay signal by advancing or delaying the phase based on the reference PWM signal according to the first up signal or the first down signal, And a first voltage control delay line for outputting the coarse delay signal of the switching duty ratio adjuster.
상기 대략적 지연 신호를 입력받고 바이어스 출력에 따라 상기 제2 지연 신호를 출력하는 제2 전압 제어 지연 라인;
상기 기준 PWM 신호와 상기 제2 지연 신호를 입력받아 위상차에 따라 제2 업 신호 또는 제2 다운 신호를 출력하는 제2 위상 검출기;
상기 제2 업 신호 또는 상기 제2 다운 신호에 따라 제어 전류를 생성하는 전하 펌프;
상기 제어 전류에 따라 제어 전압을 출력하는 루프 필터; 및
상기 제어 전압과 상기 전압차 신호에 따라 상기 바이어스 출력을 생성하여 상기 제2 전압 제어 지연 라인에 출력하는 바이어스 생성부를 포함하는 것을 특징으로 하는 스위칭 듀티비 조절 가능 LED 구동 장치.The method of claim 1, wherein the second delay loop
A second voltage control delay line receiving the coarse delay signal and outputting the second delay signal according to a bias output;
A second phase detector receiving the reference PWM signal and the second delay signal and outputting a second up signal or a second down signal according to a phase difference;
A charge pump for generating a control current according to the second up signal or the second down signal;
A loop filter for outputting a control voltage according to the control current; And
And a bias generator for generating the bias output according to the control voltage and the voltage difference signal and outputting the bias output to the second voltage control delay line.
상기 전압차 검출부들에서 검출된 전압차 신호들과 기준 PWM 신호에 각각 기초하여, 상기 LED 스트링들 각각의 평균 전류의 크기가 모두 같아지도록 상기 구동 전류의 듀티비들을 각각 조절할 수 있는 스위칭 신호들을 생성하는 스위칭 듀티비 조절 가능 LED 구동 장치를 포함하며,
상기 스위칭 신호들은 각각 상기 전압차 검출부의 전압차 신호의 크기에 따라 상기 기준 PWM 신호의 펄스의 상승 시점과 동일한 상승 시점과 상기 기준 PWM 신호의 펄스의 하강 시점보다 앞당겨지거나 또는 늦춰진 하강 시점을 각각 가진 펄스에 기초하여 생성되는 것을 특징으로 하는 멀티 채널 LED 장치.A voltage difference signal between the detected voltage due to the drive current of each LED string and a predetermined reference voltage is detected in series with each of the LED strings connected to each other so as to have different equivalent resistances and to be commonly applied with a common drive voltage A plurality of voltage difference detecting units; And
Generates switching signals capable of adjusting the duty ratios of the driving currents so that the average currents of the LED strings are all equal to each other based on the voltage difference signals detected by the voltage difference detection units and the reference PWM signal, And a switching duty ratio adjustable LED driver,
Wherein the switching signals have respective rising and falling time points that are earlier or later than a rising time point of a pulse of the reference PWM signal and a falling time point of a pulse of the reference PWM signal, respectively, according to a magnitude of a voltage difference signal of the voltage difference detecting unit Channel LEDs. ≪ Desc / Clms Page number 13 >
만약 상기 LED 스트링의 전압차 신호가 소정 문턱값보다 크면, 상기 기준 PWM 신호보다 늦춰진 하강 시점을 가지는 펄스에 기초하여 생성되고,
만약 상기 LED 스트링의 전압차 신호가 소정 문턱값보다 작으면, 상기 기준 PWM 신호보다 앞당겨진 하강 시점을 가지는 펄스에 기초하여 생성되는 것을 특징으로 하는 멀티 채널 LED 장치.The method of claim 5,
If the voltage difference signal of the LED string is larger than a predetermined threshold value, the PWM signal is generated based on a pulse having a falling time point delayed from the reference PWM signal,
Channel LED device is generated based on a pulse having a falling time point earlier than the reference PWM signal if the voltage difference signal of the LED string is smaller than a predetermined threshold value.
상기 PWM 제어부의 각각은,
기준 PWM 신호의 펄스 트레인을 수신하고, 기준 PWM 신호를 펄스의 1 주기만큼 대략적으로 지연시킨 대략적 지연 신호를 생성하고, 상기 대략적 지연 신호와 상기 기준 PWM 신호의 위상차가 소정 크기 이하로 감소하면 대략적 지연 고정 신호를 활성화하는 제1 지연 루프;
상기 대략적 지연 고정 신호가 활성화되면서 상기 대략적 지연 신호를 기초로 정밀하게 위상이 지연된 제2 지연 신호를 생성하는 제2 지연 루프;
상기 제1 지연 루프 및 상기 제2 지연 루프의 위상 지연 특성을 각각 그대로 가지고 상기 기준 PWM 신호를 위상 지연하여 복제 지연 신호를 출력하는 복제 지연 라인; 및
서로 다른 등가 저항을 가질 수 있는 복수의 LED 스트링들 중 어느 하나의 구동 전류에 의한 검출 전압과 소정의 기준 전압 사이의 전압차 신호 및 상기 복제 지연 신호를 입력받아 스위칭 신호를 출력하는 비교기를 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티 채널 LED 장치.6. The LED driving apparatus according to claim 5, wherein the switching duty ratio adjustable LED driving apparatus includes a plurality of PWM control units,
Each of the PWM control units includes:
And a control unit for receiving the pulse train of the reference PWM signal and generating a coarse delay signal in which the reference PWM signal is approximately delayed by one period of the pulse and when the phase difference between the coarse delay signal and the reference PWM signal is reduced to a predetermined value or less, A first delay loop for activating a fixed signal;
A second delay loop for generating a second delay signal having a precise phase delay based on the coarse delay signal while the coarse delay locked signal is activated;
A replica delay line for outputting a replica delay signal by phase-delaying the reference PWM signal while maintaining the phase delay characteristics of the first delay loop and the second delay loop as they are; And
A comparator for receiving a voltage difference signal between a detection voltage and a predetermined reference voltage by a driving current of any one of a plurality of LED strings having different equivalent resistances and a switching signal receiving the copying delay signal, Channel LED device.
상기 기준 PWM 신호의 위상과 제1 지연 신호의 위상을 비교한 위상차에 따라 제1 업 신호 또는 제1 다운 신호를 출력하는 제1 위상 검출기; 및
상기 제1 업 신호 또는 제1 다운 신호에 따라 상기 기준 PWM 신호를 기준으로 위상을 앞당기거나 지연시킨 상기 제1 지연 신호를 생성하다가, 상기 대략적 지연 고정 신호에 따라 위상차가 소정 크기 이하로 감소된 상태의 상기 대략적 지연 신호를 출력하는 제1 전압 제어 지연 라인을 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티 채널 LED 장치.The method of claim 7, wherein the first delay loop
A first phase detector for outputting a first up signal or a first down signal according to a phase difference obtained by comparing a phase of the reference PWM signal with a phase of a first delay signal; And
And generates the first delay signal by advancing or delaying the phase based on the reference PWM signal according to the first up signal or the first down signal, And a first voltage control delay line for outputting the coarse delay signal of the first voltage control delay line.
상기 대략적 지연 신호를 입력받고 바이어스 출력에 따라 상기 제2 지연 신호를 출력하는 제2 전압 제어 지연 라인;
상기 기준 PWM 신호와 상기 제2 지연 신호를 입력받아 위상차에 따라 제2 업 신호 또는 제2 다운 신호를 출력하는 제2 위상 검출기;
상기 제2 업 신호 또는 상기 제2 다운 신호에 따라 제어 전류를 생성하는 전하 펌프;
상기 제어 전류에 따라 제어 전압을 출력하는 루프 필터; 및
상기 제어 전압과 상기 전압차 신호에 따라 상기 바이어스 출력을 생성하여 상기 제2 전압 제어 지연 라인에 출력하는 바이어스 생성부를 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티 채널 LED 장치.The method of claim 7, wherein the second delay loop
A second voltage control delay line receiving the coarse delay signal and outputting the second delay signal according to a bias output;
A second phase detector receiving the reference PWM signal and the second delay signal and outputting a second up signal or a second down signal according to a phase difference;
A charge pump for generating a control current according to the second up signal or the second down signal;
A loop filter for outputting a control voltage according to the control current; And
And a bias generator for generating the bias output according to the control voltage and the voltage difference signal and outputting the bias output to the second voltage control delay line.
상기 DC-DC 컨버터는 상기 전압 선택 신호에 따라 공통 구동 전압을 출력하는 것을 특징으로 하는 멀티 채널 LED 장치.6. The display device according to claim 5, further comprising a common drive voltage selector for generating a voltage selection signal for selectively outputting the common drive voltage according to a desired level,
And the DC-DC converter outputs a common driving voltage according to the voltage selection signal.
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