KR20150017804A - 고정 전류원을 이용한 led 휘도 편차 방지 장치 - Google Patents

고정 전류원을 이용한 led 휘도 편차 방지 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20150017804A
KR20150017804A KR1020130093641A KR20130093641A KR20150017804A KR 20150017804 A KR20150017804 A KR 20150017804A KR 1020130093641 A KR1020130093641 A KR 1020130093641A KR 20130093641 A KR20130093641 A KR 20130093641A KR 20150017804 A KR20150017804 A KR 20150017804A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
diode
transistor
led
current
resistor
Prior art date
Application number
KR1020130093641A
Other languages
English (en)
Other versions
KR102159348B1 (ko
Inventor
김주호
Original Assignee
현대모비스 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 현대모비스 주식회사 filed Critical 현대모비스 주식회사
Priority to KR1020130093641A priority Critical patent/KR102159348B1/ko
Publication of KR20150017804A publication Critical patent/KR20150017804A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102159348B1 publication Critical patent/KR102159348B1/ko

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B45/00Circuit arrangements for operating light-emitting diodes [LED]
    • H05B45/30Driver circuits
    • H05B45/37Converter circuits
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B45/00Circuit arrangements for operating light-emitting diodes [LED]
    • H05B45/40Details of LED load circuits
    • H05B45/44Details of LED load circuits with an active control inside an LED matrix
    • H05B45/48Details of LED load circuits with an active control inside an LED matrix having LEDs organised in strings and incorporating parallel shunting devices
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B20/00Energy efficient lighting technologies, e.g. halogen lamps or gas discharge lamps
    • Y02B20/40Control techniques providing energy savings, e.g. smart controller or presence detection

Landscapes

  • Led Devices (AREA)

Abstract

본 발명은 생산 시점에 따른 LED (Light Emitting Diode)의 휘도 편차를 방지하기 위한 장치에 관한 것으로서, 구체적으로, 일정한 전류를 공급을 통해 LED 특성에 따른 밝기 차이가 나타나지 않도록 고안된 장치에 관한 것이다.
LED (Light Emitting Diode) 로 공급하는 전류를 고정시키는 회로 장치로서,
회로의 배터리(Battery) 전원과 트랜지스터(Transistor)에 접속되어 상기 전류를 조정하는 저항, 저항 조정 없이 일정 전류를 공급하여 상기 회로를 정상동작 하게 하는 제 1 다이오드(Diode), 배터리 전원에 연결되고 저항 및 외부다이오드와 접속되어 상기 회로의 전류를 조정하는 트랜지스터 (Transistor); 및 회로의 배터리 전원과 상기 제 1 다이오드와 접속되어 일정 전압을 공급하는 제 2 다이오드(Zener Diode)를 포함하는 휘도 편차 방지 장치.

Description

고정 전류원을 이용한 LED 휘도 편차 방지 장치 {Fixed Current Source Circuit for Providing Certain LED Luminosity}
본 발명은 생산 시점에 따른 LED (Light Emitting Diode)의 휘도 편차를 방지하기 위한 장치에 관한 것으로서, 구체적으로, 일정한 전류를 공급을 통해 LED 특성에 따른 밝기 차이가 나타나지 않도록 고안된 장치에 관한 것이다.
LED(Light Emitting Diode)는 순방향의 전류를 걸어 주었을 때, 붉은색, 녹색 노란색 등의 빛을 내는 반도체 소자로서, 전구에 비해 수명이 길고, 전류가 흘러 빛을 발생시키기 까지의 걸리는 시간이 짧다는 장점이 있어, 최근, 차량 오디오의 액정 디스플레이 장치용 백라이트(Back light)로 보편적으로 사용되고 있다.
일반적으로, 차량용 오디오 LCD (Liquid Crystal Display) 모듈의 백라이트 구동을 위해 도 1a 및 도 1b와 같은 정전압 방식의 회로 장치에 의해 백라이트의 휘도를 조정하게 된다.
도1a 및 도 1b에 도시된 바와 같이, 일정 전압을 공급하는 회로에는, 배터리 전원으로부터 정전압 전원을 만드는 회로 및 LED와 저항으로 구성된 LCD 모듈의 회로 등이 있다.
도 1에 도시된 회로는 배터리 전원을 인가할 수 있는 정전압 회로로서, 고정 LED 전원을 만들고 밝기를 조정시키기 위하여 LCM모듈 또는 SET(Audio) 측의 저항을 변경하여 LCD의 밝기를 조정하게 된다.
도 1b는 종래기술에 따른 정전압을 제공받는 LED 회로를 나타낸 도면이다.
정전압 회로는 회로에 일정 전압을 공급하는 제 2 다이오드(124), 전류를 증폭시키는 트랜지스터(121) 및 가변저항(124)등을 포함한다.
도 2는 종래의 정전압 회로의 LED 특성 및 부하 특성 함수를 전류(Forward Current)를 종속변인으로, 전압 (Forward Voltage)을 독립변인으로 설정하여 도시한 그래프이다.
도 2의 그래프에 직선으로 도시되는 부하 특성 함수는 부하 저항에 의한 LED측 I_F 전류와 LED 에노드측 전압 관계를 나타낸 함수이다.
도 2a에서 보는 바와 같이, 전류가 독립변인으로 X 축에 도시되고, 전압이 종속변인으로 Y축에 도시되므로, 부하그래프는 기울기는 SET(Audio) 저항과 LCM(LCD Module)의 저항을 나타내고, Y 절편은 정전압 출력 전원을 나타내게 된다.
그러므로, 종래 기술에 따른 회로의 부하 특성 함수는 [수학식 1]과 같이 나타낼 수 있는데, [수학식 1]에서 전압 V_F 는 트랜지스터의 컬렉터 출력단 전압을 나타내고, 저항 R은 SET(Audio)의 저항을, 전류I_F는 에미터에서 컬렉터로 흐르는 순방향 전류(Forward Current)를 나타낸다.
일차식으로 도시된 부하 특성 함수의 Y 절편 값은 정전압 출력전원 Vc 를 나타내게 된다.
[수학식 1]
Figure pat00001
부하 특성을 나타내는 직선 함수와 LED 특성을 나타내는 곡선의 교점으로부터 얻어지는 X 축 좌표는 LED 에 공급되는 순방향 전류를 의미하는데, 그래프에 도시된 바와 같이, 종래의 정전압 회로에서는 LED 특성에 따라 공급되는 순방향 전류값의 차이가 많은 것을 확인할 수 있다.
LED 생산 시점에 따라 생산되는 LED의 특성이 다르기 때문에, 공급되는 순방향 전류값의 차이가 크면 백라이트의 밝기가 달라지게 된다.
즉, 순방향으로 공급되는 전류의 차이는 디스플레이 영역에서의 휘도 편차를 일으키는 원인 중 하나로 작용한다.
이러한 밝기 편차를 줄이기 위해 도 2b에서 보는 바와 같이, 부하선의 저항을 키워 LED에 공급되는 전류를 감소시키면, 전류의 편차는 작아지지만, 증가한 저항에 의해 전류가 감소되는 효과 때문에 LED의 밝기의 최대값이 제한되는 문제점이 있다.
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위하여, 일정한 전류를 공급하여 생산시점에 따라 LED 특성에 차이가 발생하여도 조명 소자간의 밝기 차이를 최소화 하도록 조정하는 회로장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 LED (Light Emitting Diode) 로 공급하는 전류(I_F)를 고정시키는 회로 장치로서, 본 발명의 일면에 따르면, 배터리(Battery) 전원과 트랜지스터(Transistor)에 연결되어 상기 전류(I_F)를 조정하는 저항, 전류(I_F)를 낮게 할 경우, 저항의 변동 없이 상기 LED로 공급되는 전류를 조정하는 제 1 다이오드(Diode), 배터리 전원에 연결되고 저항 및 외부다이오드와 접속되어 상기 회로의 전류를 조정하는 제 1 트랜지스터 (Transistor), 회로의 배터리 전원과 상기 제 1 다이오드와 접속되어 일정 전압을 공급하는 제 2 다이오드(Zener Diode) 및 전류의 순방향 흐름에 의해 발광되는 직렬로 연결된 복수개의 LED 소자를 포함한다.
본 발명은 PWM (Pulse Width Modulation) 듀티(DUTY)를 획득하여 상기 LED의 휘도를 조정하는 제 2 트랜지스터를 더 포함한다.
본 발명의 제 2 다이오드는 제 2 다이오드의 캐소드(Cathod)와 상기 저항의 타측부가 연결되고, 제 2 다이오드의 에노드(Anode)와 상기 제 1 다이오드의 캐소드가 연결되어 제 2 다이오드에 걸리는 전압이 상기 저항에 걸리는 전압과 제 1트랜지스터와 제 1 다이오드에 걸리는 전압의 합으로 나타내어 진다.
본 발명의 제 2 다이오드는 제너 다이오드로 구성되고, 제 1다이오드는 한 개 이상의 직렬로 연결된 다이오드로 구성된다.
본 발명의 LED는 제 1 다이오드와 병렬로 연결되고, LED의 캐소드는 상기 제 2트랜지스터의 에미터와 연결되고 LED의 에노드는 상기 제 1트랜지스터의 컬렉터와 연결된다.
본 발명의 저항 및 제 1 트랜지스터의 베이스와 제 1 다이오드의 에노드가 직렬로 연결되고 제 2 다이오드는 상기 저항, 제 1 트랜지스터 및 제 1 다이오드와 병렬 연결 되어, 제 1트랜지스터의 컬렉터에서 상기 LED 의 에노드로 순방향 전류를 흐르게 하는 것이다.
본 발명의 제 1 트랜지스터는 트랜지스터의 베이스(Base)가 상기 제 1 다이오드의 에노드(Anode)와 연결되고 트랜지스터의 에미터는 상기 저항의 일측부와 연결되며, LED 소자의 에노드(Anode)와 상기 트랜지스터의 컬렉터(Collector)가 연결 되는 것이다.
본 발명의 제 1 다이오드는 트랜지스터의 베이스 부분과 상기 제 1 다이오드의 에노드 부분이 연결되는 것이다.
본 발명의 저항은 제 1 트랜지스터의 에미터와 상기 저항의 일측부가 연결되는 것이다.
본 발명의 제 1 다이오드는 트랜지스터의 베이스 부분과 상기 제 1 다이오드의 에노드 부분이 연결되는 것이다.
본 발명의 제 2 다이오드는 저항의 타측부와 상기 제 2 다이오드의 캐소드가 연결되고 제 1 다이오드의 캐소드와 상기 제 2 다이오드의 에노드가 연결되는 것이다.
본 발명의 제 2트랜지스터의 에미터는 제 1트랜지스터의 베이스와 연결되고, 제 2트랜지스터의 베이스로 상기 PWM 파형이 입력되는 것이다.
본 발명은 LED에 일정한 전류를 공급하여 생산 시점에 따른 LED 특성 차이에 의한 LED 휘도 편차를 방지한다.
도 1은 종래기술에 따른 LED 회로도.
도 2는 종래 기술에 따른, LED 특성 곡선 및 및 부하 특성 함수를 나타낸 그래프.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 정전류를 공급하는 회로도.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 LED 특성 곡성 및 부하 특성 함수를 나타낸 도면.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 PWM_DUTY에 대한 LCD의 휘도를 나타낸 그래프.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술 되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의된다.
한편, 본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성소자, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성소자, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
본 발명은 순방향 전류를 공급하였을 때 빛을 제공하는 장치인 LED(306)에 공급되는 전류의 크기 차이가 발생하면, LED(306) 특성에 따라 LED(306)의 밝기가 다르게 나타나므로, 정전류 회로를 응용하여 일정한 전류를 공급하여 생산시점에 따라 LED(306) 특성에 차이가 발생 하여도 LED(306) 특성에 따른 휘도 편차 발생을 방지하는 장치에 관한 것이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 정전류 회로를 나타낸 도면이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 정전류 회로는 순방향 전류를 조정하는 저항(301), 에미터(Emitter)로 입력된 전류를 증폭시키는 제1 트랜지스터(Transistor)(302), 전류를 한 방향으로만 흐르게 하는 제 1 다이오드(303), 역방향 전류가 공급되면 일정 전압을 유지시키는 제 2 다이오드(Zener Diode)(304) 및 PWM(Pulse Width Modulation) 파형의 듀티(DUTY) 비율로 발광 소자인 LED(306)의 밝기를 조절하는 제2 트랜지스터(305)와 순방향 전류가 공급되면 빛을 발하는 LED(306)로 구성된다.
LED(306)로 공급하는 전류를 고정시키는 회로의, 제 1 트랜지스터 (Transistor)(302)는 배터리 전원에 연결되고 저항(301) 및 제 1다이오드(303)와 접속되어 회로의 전류를 조정하고, 제 2 다이오드(Zener Diode)(304)는 회로의 배터리 전원과 제 1 다이오드(303)와 접속되어 일정 전압을 공급한다.
본 발명은 V_F 편차로 I_F 가 변화하지 않게 하기 위해, 가변저항(301),제 1트랜지스터(302) 및 제 1 다이오드(303)는 직렬로 연결하고, 제 2 다이오드는 위의 직렬 소자와 병렬로 연결하여, 제 1트랜지스터(302)의 컬렉터에서 LED 의 에노드로 입력되는 순방향 전류의 값을 각 소자의 전압을 연산한 값과 가변저항 값의 비율로 일정하게 유지시켜, 모든 전압에서 일정한 V_F 편차에 영향을 받지 않는 일정한 I_F 값을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명에 따른 일실시예에서는 제 2다이오드(304)를 제너 다이오드로 구성하여 전압을 조정한다.
도 3의 회로에 대해 좀더 자세히 설명하면, 본 발명은 LED (Light Emitting Diode) 로 공급하는 전류를 고정시켜 휘도 편차를 최소화하는 장치로서, 배터리(Battery) 전원과 제 1 트랜지스터(Transistor)(302)에 연결되어 상기 전류를 조정하는 저항(301), 회로에 일정 전류를 공급하여 상기 회로를 정상동작 하게 하는 제 1 다이오드(Diode)(303), 배터리 전원에 연결되고 저항(301) 및 외부다이오드(303)와 접속되어 회로의 전류를 조정하는 제 1 트랜지스터 (Transistor)(302), 회로의 배터리 전원과 상기 제 1 다이오드(3030)와 접속되어 일정 전압을 공급하는 제 2 다이오드(Zener Diode)(304), 직렬로 연결된 복수개의 LED 소자(306) 및 PWM (Pulse Width Modulation) 듀티(DUTY)를 획득하여 상기 LED의 휘도를 조정하는 제 2 트랜지스터(305)를 포함한다.
제 1 트랜지스터(302) 및 제 1 다이오드(303)는 직렬로 연결되고 제 2 다이오드(304)는 저항(301), 제 1 트랜지스터(302) 및 제 1 다이오드(303)와 병렬 연결 되어, 제 1트랜지스터(302)에서 LED(306) 의 캐소드로 전압 크기에 관계 없이 일정량의 전류가 흐르게 한다.
제 1 트랜지스터(302)의 베이스는 제 1 다이오드(303)의 에노드(Anode)와 연결되고, 연결되고 저항(301)의 일측부와 제 1 트랜지스터(302)의 에미터가 연결되며, LED(306) 소자의 에노드(Anode)와 제 1 트랜지스터(302)의 컬렉터(Collector)가 연결 된다.
제 1 다이오드(303)의 에노드는 제 1 트랜지스터(302)의 베이스 부분과 연결되고, 제 2 다이오드의 에노드 부분과 제1다이오드의 캐소드가 연결된다.
저항(301)의 일측부와 제 1 트랜지스터(302)의 에미터가 연결된다.
제 2 다이오드(304)는 저항의 타측부와 제 2 다이오드(304)의 캐소드가 연결되고 제 1 다이오드(303)의 캐소드와 상기 제 2 다이오드의 에노드가 연결된다.
제 2트랜지스터(305)의 에미터는 제 1트랜지스터(302)의 베이스와 연결되고, 제 2트랜지스터(305)의 베이스로 PWM(Pulse Width Modulation) 파형이 입력된다.
LED(306)는 제 1다이오드(303)와 병렬로 연결되고, LED(306)의 캐소드는 제2트랜지스터(305)의 에미터와 연결된다.
다이오드, 트랜지스터. LED는 모두 반도체에 속하는 전자 회로를 구성하는 소자로서, 정류작용, 전압증폭 및 스위치 등의 역할을 한다.
가장 일반적인 다이오드의 역할은 회로에 전류가 흐를 때 한쪽 방향으로만 흐르도록 하는 정류작용을 하는 것이다.
트랜지스터는 3개의 반도체를 접합한 소자로서, NPN 또는 PNP 유형이 있고, 전류를 증폭시키는 역할을 하는데, 본 발명에 따른 일실시예에서는 LED(306) 로 공급되는 순방향의 전류를 조절하는 제1 트랜지스터(302)로는 PNP 형을 PWM 파형을 조절하여 LED의 휘도를 조정하는 제 2 트랜지스터(305)로는 NPN형을 사용한다.
도 3에 도시된 ①과 ②의 양단 사이에 키르히호프 법칙(Kirchhoff's law)을 이용하여 전압 식을 작성하면, 수학식 2를 얻을 수 있다.
[수학식 2]
Figure pat00002
[수학식 2]는, 제 2 다이오드(304)에 걸리는 전압을 나타낸 수식으로 도시된 바와 같이, 제 2 다이오드(304) 전압은 저항(301)과 제1 트랜지스터(302)에 걸리는 전압 및 제 1 다이오드(303)에 걸리는 전압의 합으로 표현된다.
[수학식 2]를 LED(306)에 흐르는 순방향 전류에 관한 식으로 정리하면, [수학식 3]과 같은 결과를 얻게 된다.
[수학식 3]
Figure pat00003
[수학식 3]에 나타난 순방향의 전류는, 회로의 저항(301)값 및 제 2다이오드(304), 제 1트랜지스터(302) 의 내부 다이오드 및 제 1 다이오드 값을 통해 결정되는데, 수학식 3에 표기된 V_ZENER는 본 발명에서 제 2 다이오드(304)인 제너 다이오드(Zener Diode)(304)의 전압 값이며, TR_DIODE는 제 1트랜지스터(302) 내부 다이오드를 말한다.
제 1다이오드(303) (n*DIODE)는 외부에 n개의 직렬 연결 DIODE의 전압값(≒0.7 [V]/DIODE_1EA)을 나타낸다.
따라서 순방향 전류는 수학식 2 및 수학식 3에 의해 저항(301)에 종속적인 값이 되어 저항 조정에 따른 고정 값으로 LED(306)에 순방향 전류가 공급되므로 LED(306) 생산시점에 따른 전압 편차로 순방향의 전류의 값이 변하지 않게 된다.
본 발명에 따른 일실시예에서는 도 3에서 보는 바와 같이, LED(306) 소자에 일정량의 전류를 공급하기 위해, 제 1 다이오드(303), 제1 트랜지스터(302)의 에미터 및 가변저항(301)은 직렬로 연결하고 이와 제 2 다이오드를 병렬로 연결하여 키르히호프 법칙 및 전압 전류 법칙에 수학식 2와 3이 도출되도록 하는 LED(306)에 일정량의 전류를 공급하게 되는 다른 회로의 형태로도 나타낼 수 있다.
일반적으로 트랜지스터는 반도체로 이루어진 전자회로의 구성요소로서 전류나 전압 흐름을 조절하는 역할을 한다.
트랜지스터는 순방향 전류를 공급하는 에미터(Emitter) 에미터에서 공급한 전류를 받아들이는 컬렉터(Collector), 에미터에서 컬렉터로 흐르는 전류를 조정하는 베이스(Base)로 구성된다.
트랜지스터는 에미터와 컬렉터간 [수학식 4]와 같은 전압 관계를 만족시켜야 정상 동작하게 된다.
[수학식 4]
Figure pat00004
[수학식 4] 에서 V_F는 제 1트랜지스터(302)의 컬렉터부의 전압, V_B는 배터리의 전압, I_E는 에미터의 전류를 나타낸다.
회로의 제 1 다이오드(303)의 기능은 순방향 전류를 낮게 할 경우 저항을 키워야 하지만, 저항(301)을 증가시키다 보면 PNP 트랜지스터인 제 1트랜지스터(302)의 에미터가 컬렉터 보다 낮게 되어 [수학식 4]를 만족시킬 수 없어 회로가 정상적으로 동작하지 않을 수 있게 되므로 제 1 다이오드(303)추가하여 저항을 키우지 않고 I_E 의 전류값을 낮추게 하는 것이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 LED 휘도 특성에 따른 전류(Forward Current)와 전압 (Forward Voltage) 관계 및 부하 특성 함수를 나타낸 도면이다.
순방향으로 공급되는 전류가 일정할 때, 도 4에 도시된 바와 같이, 부하 특성 함수는 X=K 형태의 정전류원을 공급하는 형태로 나타낼 수 있다.
이렇게 모든 발광 소자에 같은 전류를 공급하면, LED의 생산시점에 따라 LED의 특성이 달라져도 같은 전류를 공급할 수 있기 때문에 LED 에서 제공하는 밝기의 편차를 감소 시킬 수 있게 된다.
도 3에 도시되어 있는 제2 트랜지스터(305)는, PWM(Pulse Widths Modulation) 파형을 받아 PWM DUTY 비율을 변경하여 LED 의 전원을 조정 및 LED의 밝기를 조정한다.
PWM(Pulse Width Modulation)는, 펄스 변조 방식의 하나로, 변조 신호의 크기에 따라 펄스의 폭을 변화시켜 변조하는 방식으로, 예컨대, 신호파의 진폭이 클 때는 펄스의 진폭을 넓게 변조하고 진폭이 작을 때는 펄스의 진폭을 작게 변조하는 방식이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 PWM 듀티(DUTY)에 대한 LCD의 휘도 값이 조정되는 것을 나타낸 그래프이다.
일반적으로 PWM DUTY는 파형의 한 주기에 대해 펄스가 ON 상태인 시간 비율을 뜻한다.
예컨대, 한 주기에 대해 high 신호의 비율이 70% 라면 PWM_DUTY 는 0.7을 나타내게 된다.
PWM DUTY를 통해 LED의 밝기를 변화 시키면 딜레이(Delay) 차이를 두어 조정 할 수 있다.
즉, 같은 주기를 가지고 있는 PWM 신호에 대해 high신호와 low신호의 비율을 변화시켜 밝기를 조정하는 것이다.
도 5에 도시된, PWM_DUTY에따른 LCD 휘도의 변화를 살펴보면, PWM_DUTY가 증가하면, LCD 변화가 감소하는 경향인 것을 확인 할 수 있고, PWM_DUTY 에 따른 LCD 휘도 변화는 [수학식 5]와 같이 나타낼 수 있다.
[수학식 5]
Figure pat00005
[수학식 5]에서Y축은 LCD의 휘도, X축은 PWM의 DUTY비율을 나타내고, 이에 따라 Y 절편값은 LCD 최대 휘도점으로 본 발명에서 일정 전류로 조정되어, 편차가 줄어든 밝기 값을 의미한다.
LCD 최대 휘도점을 나타내는 도 5의 Y절편 값은 본 발명에 의해 일정 전류로 조절되는 값이다.
도 5는 소비자가 PWM의 DUTY를 조정하여 LCD의 휘도를 변경 가능하다는 것을 보여주는 그래프로, 도시된 함수의 기울기는 LCD의 최대 휘도값을 PWM의 주기로 나눈 값인 PWM의 주파수에 비례하는 값을 가지게 된다.
본 발명을 통해 특성이 다른 LED가 생산되어도, 트랜지스터의 에미터와 컬렉터 사이에 걸리는 전압에 관계없이 항상 일정한 값의 순방향 전류를 공급하여 LED 특성에 따른 휘도 편차를 방지하게 된다.
아울러, 소비자가 PWM_DUTY를 조정하여 휘도를 조정할 수 있게 한다.
이상의 설명은 본 발명의 기술적 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 본 발명의 본질적 특성을 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명에 표현된 실시예들은 본 발명의 기술적 사상을 한정하는 것이 아니라, 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 권리범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 특허청구범위에 의하여 해석되어야 하고, 그와 동등하거나, 균등한 범위 내에 있는 모든 기술적 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (12)

  1. LED (Light Emitting Diode) 로 공급하는 전류(I_F)를 고정시키는 회로 장치로서,
    배터리(Battery) 전원과 트랜지스터(Transistor)에 연결되어 상기 전류(I_F)를 조정하는 저항;
    상기 저항의 변동 없이 상기 LED로 공급되는 전류를 조정하는 제 1 다이오드(Diode);
    상기 배터리 전원에 연결되고 저항 및 외부다이오드와 접속되어 상기 회로의 전류를 조정하는 제 1 트랜지스터 (Transistor);
    상기 회로의 배터리 전원과 상기 제 1 다이오드와 접속되어 일정 전압을 공급하는 제 2 다이오드(Zener Diode); 및
    상기 전류의 순방향 흐름에 의해 발광되는 직렬로 연결된 복수개의 LED 소자;
    를 포함하는 휘도 편차 방지 장치.
  2. 제 1항에 있어서, PWM (Pulse Width Modulation) 듀티(DUTY)를 획득하여 상기 LED의 휘도를 조정하는 제 2 트랜지스터; 를 더 포함하는 휘도 편차 방지 장치.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 제 2 다이오드는
    상기 제 2 다이오드의 캐소드(Cathod)와 상기 저항의 타측부가 연결되고,
    상기 제 2 다이오드의 에노드(Anode)와 상기 제 1 다이오드의 캐소드가 연결되어
    상기 제 2 다이오드에 걸리는 전압이 상기 저항에 걸리는 전압과 제 1트랜지스터와 제 1 다이오드에 걸리는 전압의 합으로 나타내어 지는 것인
    휘도 편차 방지 장치.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 제 2 다이오드는 제너 다이오드로 구성되고,
    제 1다이오드는 한 개 이상의 직렬로 연결된 다이오드로 구성되는 것인
    휘도 편차 방지 장치.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 LED는
    상기 제 1 다이오드와 병렬로 연결되고,
    상기 LED의 캐소드는 상기 제 2트랜지스터의 에미터와 연결되고
    상기 LED의 에노드는 상기 제 1트랜지스터의 컬렉터와 연결되는 것인
    휘도 편차 방지 장치.
  6. 상기 저항 및 제 1 트랜지스터의 베이스와 제 1 다이오드의 에노드가 직렬로 연결되고
    상기 제 2 다이오드는 상기 저항, 제 1 트랜지스터 및 제 1 다이오드와 병렬 연결 되어,
    상기 제 1트랜지스터의 컬렉터에서 상기 LED 의 에노드로 순방향 전류를 흐르게 하는 것인
    휘도 편차 방지 장치.
  7. 제 1항에 있어서, 상기 제 1 트랜지스터는
    상기 트랜지스터의 베이스(Base) 가 상기 제 1 다이오드의 에노드(Anode)와 연결되고
    상기 트랜지스터의 에미터는 상기 저항의 일측부와 연결되며,
    상기 LED 소자의 에노드(Anode)와 상기 트랜지스터의 컬렉터(Collector)가 연결 되는 것인
    휘도 편차 방지 장치.
  8. 제 1항에 있어서, 상기 제 1 다이오드는
    상기 트랜지스터의 베이스 부분과 상기 제 1 다이오드의 에노드 부분이 연결되는 것인
    휘도 편차 방지 장치.
  9. 제 1항에 있어서, 상기 저항은
    상기 제 1 트랜지스터의 에미터와 상기 저항의 일측부가 연결되는 것인
    휘도 편차 방지 장치.
  10. 제 1항에 있어서, 상기 제 1 다이오드는
    상기 트랜지스터의 베이스 부분과 상기 제 1 다이오드의 에노드 부분이 연결되는 것인
    휘도 편차 방지 장치.
  11. 제 1항에 있어서, 상기 제 2 다이오드는
    상기 저항의 타측부와 상기 제 2 다이오드의 캐소드가 연결되고
    상기 제 1 다이오드의 캐소드와 상기 제 2 다이오드의 에노드가 연결되는 것
    인 휘도 편차 방지 장치.
  12. 제 1항 및 2항에 있어서, 제 2트랜지스터의 에미터와 상기 제 1트랜지스터의 베이스가 연결되고,
    상기 제 2트랜지스터의 베이스로 상기 PWM 파형이 입력되는 것인
    휘도 편차 방지 장치.






KR1020130093641A 2013-08-07 2013-08-07 고정 전류원을 이용한 led 휘도 편차 방지 장치 KR102159348B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130093641A KR102159348B1 (ko) 2013-08-07 2013-08-07 고정 전류원을 이용한 led 휘도 편차 방지 장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130093641A KR102159348B1 (ko) 2013-08-07 2013-08-07 고정 전류원을 이용한 led 휘도 편차 방지 장치

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20150017804A true KR20150017804A (ko) 2015-02-23
KR102159348B1 KR102159348B1 (ko) 2020-09-24

Family

ID=53046451

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020130093641A KR102159348B1 (ko) 2013-08-07 2013-08-07 고정 전류원을 이용한 led 휘도 편차 방지 장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102159348B1 (ko)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006073399A (ja) * 2004-09-03 2006-03-16 Koito Mfg Co Ltd 車両用灯具の点灯制御回路
JP2007299636A (ja) * 2006-04-28 2007-11-15 Mirai Kankyo Kaihatsu Kenkyusho Kk 発光ダイオード定電流パルス幅制御駆動回路
JP2010140954A (ja) * 2008-12-09 2010-06-24 Fujitsu Ten Ltd 制御回路

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006073399A (ja) * 2004-09-03 2006-03-16 Koito Mfg Co Ltd 車両用灯具の点灯制御回路
JP2007299636A (ja) * 2006-04-28 2007-11-15 Mirai Kankyo Kaihatsu Kenkyusho Kk 発光ダイオード定電流パルス幅制御駆動回路
JP2010140954A (ja) * 2008-12-09 2010-06-24 Fujitsu Ten Ltd 制御回路

Also Published As

Publication number Publication date
KR102159348B1 (ko) 2020-09-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8242756B2 (en) Load driving device and portable apparatus utilizing such driving device
US10426009B2 (en) Apparatus for precise temperature brightness compensation of LED
US8525436B2 (en) Light-emitting diode (LED) current balance circuit
US20090187925A1 (en) Driver that efficiently regulates current in a plurality of LED strings
US9456481B2 (en) High-efficiency, wide dynamic range dimming for solid-state lighting
US20090212717A1 (en) Power Supply System and Method for the Operation of an Electrical Load
US20060108933A1 (en) Light emitted diode driving apparatus
US20120049741A1 (en) Current balance scheme for driving led strings and the method thereof
US20080122383A1 (en) Led driver
US8159140B2 (en) Load driving apparatus
EP2282248B1 (en) A constant current device
TWI419608B (zh) 發光二極體驅動裝置
US20180160492A1 (en) Led current controller
US9420647B2 (en) Dimming and voltage protection method and apparatus for solid-state lighting
US20070222391A1 (en) Current balancing circuit for light emitting diodes
US20190098717A1 (en) Ballast system, luminaire, lighting control system, lighting control method and non-transitory computer readable medium
JP2010015728A (ja) バックライト調光制御装置
US20170311403A1 (en) System for adaptive non-linear light dimming of electro-optical devices
US20080068066A1 (en) High efficiency white LED drivers
US20100052572A1 (en) Light emitting element driving apparatus
EP2827386A1 (en) Led drive circuit
KR20100120092A (ko) 저­드롭아웃(ldo)전류 조정기
JP3739768B2 (ja) 負荷駆動装置及び携帯機器
KR20150017804A (ko) 고정 전류원을 이용한 led 휘도 편차 방지 장치
US8344636B2 (en) Fixed frequency dimming method and fixed frequency dimming circuit for light emitting module

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E90F Notification of reason for final refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant