KR20160015581A - 다채널 전류 구동 방법 및 그 장치 - Google Patents

다채널 전류 구동 방법 및 그 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20160015581A
KR20160015581A KR1020140098041A KR20140098041A KR20160015581A KR 20160015581 A KR20160015581 A KR 20160015581A KR 1020140098041 A KR1020140098041 A KR 1020140098041A KR 20140098041 A KR20140098041 A KR 20140098041A KR 20160015581 A KR20160015581 A KR 20160015581A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
channel
current
pass filter
controlling
control mode
Prior art date
Application number
KR1020140098041A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101623701B1 (ko
Inventor
김창민
Original Assignee
어보브반도체 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 어보브반도체 주식회사 filed Critical 어보브반도체 주식회사
Priority to KR1020140098041A priority Critical patent/KR101623701B1/ko
Priority to CN201510459964.7A priority patent/CN105323917B/zh
Priority to US14/815,628 priority patent/US10104725B2/en
Publication of KR20160015581A publication Critical patent/KR20160015581A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101623701B1 publication Critical patent/KR101623701B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05F—SYSTEMS FOR REGULATING ELECTRIC OR MAGNETIC VARIABLES
    • G05F1/00—Automatic systems in which deviations of an electric quantity from one or more predetermined values are detected at the output of the system and fed back to a device within the system to restore the detected quantity to its predetermined value or values, i.e. retroactive systems
    • G05F1/10—Regulating voltage or current
    • G05F1/46—Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is dc
    • G05F1/56—Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is dc using semiconductor devices in series with the load as final control devices
    • G05F1/577—Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is dc using semiconductor devices in series with the load as final control devices for plural loads
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B45/00—Circuit arrangements for operating light-emitting diodes [LED]
    • H05B45/40—Details of LED load circuits
    • H05B45/44—Details of LED load circuits with an active control inside an LED matrix
    • H05B45/46—Details of LED load circuits with an active control inside an LED matrix having LEDs disposed in parallel lines
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05F—SYSTEMS FOR REGULATING ELECTRIC OR MAGNETIC VARIABLES
    • G05F1/00—Automatic systems in which deviations of an electric quantity from one or more predetermined values are detected at the output of the system and fed back to a device within the system to restore the detected quantity to its predetermined value or values, i.e. retroactive systems
    • G05F1/10—Regulating voltage or current
    • G05F1/46—Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is dc
    • G05F1/461—Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is dc using an operational amplifier as final control device
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B45/00—Circuit arrangements for operating light-emitting diodes [LED]
    • H05B45/30—Driver circuits
    • H05B45/395—Linear regulators
    • H05B45/397—Current mirror circuits
    • Y—GENERAL 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
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B20/00—Energy efficient lighting technologies, e.g. halogen lamps or gas discharge lamps
    • Y02B20/30—Semiconductor lamps, e.g. solid state lamps [SSL] light emitting diodes [LED] or organic LED [OLED]

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Dc-Dc Converters (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Amplifiers (AREA)

Abstract

본 발명은 다채널 전류 구동 방법 및 그 장치에 관한 기술로, 보다 상세하게는 전류 제어에 있어서 구성에 따라 디지털 제어와 아날로그 제어가 가능한 구조로 저대역 통과필터를 이용하여 디지털 제어와 아날로그 제어시 각각의 시정수를 갖도록 설정하고, 설정된 시정수 각각을 이용하여 디지털 제어와 아날로그 제어를 함께 제어하는 기술에 관한 것이다.
보다 구체적으로, 본 발명은 채널 별로 저대역 통과필터(Low Pass Filter)와 오프셋(OFFSET) 회로를 이용하여 저대역 통과필터의 시정수에 따라 디지털 제어 시에는 오프셋(OFFSET) 회로를 이용하여 채널 별로 전류를 다르게 조정하고 이를 PWM DUTY로 보정하여 전류 양을 동일하게 제어한다. 아날로그 제어 시에는 고주파 PWM과 저대역 통과필터(Low Pass Filter)를 이용하여 평탄화된 전압과 오프셋(OFFSET) 생성 회로의 전압 조합으로 전류 양을 제어하는 다채널 전류 구동 방법 및 그 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

Description

다채널 전류 구동 방법 및 그 장치 {METHOD AND APPARATUS FOR MULTI CHANNEL CURRENT DRIVING}
본 발명은 다채널 정전류 제어/구동 장치 및 방법에 관한 기술로서, 보다 상세하게는 어플리케이션에 따라서 서로 다른 펄스 폭 변조(PWM, Pulse-width modulation) 방식을 적용할 수 있는 PWM 다채널 정전류 제어/구동 장치 및 방법에 관한 것이다.
출력단의 일정한 전류 또는 일정한 전압을 구동하기 위한 회로로서 펄스 폭 변조(PWM) 방식의 회로가 널리 이용되고 있다. PWM 방식은 직류-직류 변환기(DC-DC converter)에서 널리 이용되며, 회로를 구성하는 토폴로지(topology)에 따라서 승압/강압 회로(buck/booster converter), 정전류 레귤레이터(current regulator) 회로 등 다양한 용도로 활용된다.
PWM 회로에서는 제어 신호 펄스의 듀티 사이클(duty cycle)에 의하여 출력단에 전달되는 전하량(charge)과 출력단으로부터 방전되는(discharged) 전하량 간의 비율이 제어되며, 출력단의 커패시턴스(capacitance)에 전달되어 누적되는 전하량과 출력단의 커패시턴스로부터 방전(discharge)되는 전하량의 균형에 따라 출력단의 전압은 일정한 직류 값에 도달하게 된다. PWM 회로에는 일반적으로 피드백(feedback)에 의하여 출력단의 값을 반영하여 duty cycle이 조정되는 closed looped control 기법이 널리 사용되는데, 특수한 어플리케이션에서는 feedback이 아닌 외부 신호에 의한 open looped control 기법이 이용되는 경우도 있다.
정전류 구동 장치의 경우에는, 통상적으로 부하(load)와 구동 트랜지스터(driving transistor), 저항기(resistor)가 직렬로 연결되어 직류 전압을 직류 전류로 변환하는 과정을 거치는 것이 일반적이다.
다채널 정전류 구동 장치는 발광 다이오드(LED, Light-Emitting Diode)의 전류를 구동하는 경우에 널리 이용된다. LED는 전류 값에 따라 발광량이 결정되므로, 그 휘도를 일정하게 유지하기 위하여 정전류로 구동될 필요가 있다. LED를 조명 광원으로 이용하기 위해서는 복수의 LED를 다채널(multi-channel)로 연결한다. LED 채널 각각은 복수의 LED가 직렬로 연결되어 구성되며, 복수의 LED 채널이 병렬로 연결되어 다채널 LED 어레이를 구성한다.
이 때, 다채널 정전류 구동 장치는 부하(Load)와 무관하게 각 채널 별로 동일 전류가 흐를 수 있도록 제어한다. 다채널 정전류 구동 장치의 일반적인 기술적 과제는 제어 회로의 면적을 작게 구성하면서도 효과적으로 다채널의 부하 별 정전류 편차를 줄이는 것이며, 이에 가장 큰 장애 요인이 되는 것은 LED와 같은 부하의 특성의 편차에 따라 발생하는 정전류의 편차이다.
예를 들어, LED에는 발광을 위하여 순방향 전압(forward bias voltage, Vf)에 의하여 큰 전류가 흐르는데, 이 때 LED 각각마다 가지는 특성(characteristic)의 편차로 인하여 동일한 바이어스 전압에 대해서도 LED마다 서로 다른 전류가 흐를 수 있다. 다채널 정전류 구동 장치에서는 제어 회로의 면적을 줄이고자 하나의 직류-직류 변환기 회로가 복수의 LED 채널들에 공통으로 연결되어 복수의 LED 채널들을 구동할 수 있으므로, 이런 경우에는 직류-직류 변환기의 출력은 순방향 전압이 높은 LED 채널의 LED 어레이를 기준으로 결정된다.
이로 인하여 종래의 다채널 LED 정전류 제어 장치에서는 LED 채널들의 순방향 전압 편차에 의해 정전류 구동을 위한 트랜지스터의 양단에 필요 이상의 전압이 인가될 수 있다. 이 경우에, 많은 전류가 흐르는 트랜지스터는 소비전력이 크고 그만큼 발열량도 크다. 이렇게 큰 소비전력과 발열량에도 정상동작을 하기 위해서는 해당 트랜지스터는 큰 소비전력을 견딜 수 있도록 높은 용량의 채널(또는 채널비)를 필요로 하므로 그 크기가 커져야 한다. 그 결과, 종래의 다채널 LED 정전류 제어 장치의 트랜지스터들은 그 크기가 커져서 집적 회로(Integrated Circuit, 이하 "IC"라 함) 내에 집적되지 않고 IC 외부에 배치되고 있다.
이러한 불편을 줄이기 위하여 전류를 효과적으로 제어하는 선행기술로서 대한민국 공개특허공보 공개번호 제10-2013-0050509호 "다채널 LED의 정전류 제어 장치와 이를 이용한 액정표시장치"에 관한 기술이 있다.
상기 선행기술의 다채널 LED의 정전류 제어 장치는 각각 LED 어레이, 트랜지스터, 및 가변 에미터 저항을 포함하는 다수의 LED 채널들; 상기 LED 채널들 각각에서 상기 트랜지스터의 컬렉터 전압을 센싱하는 피드백 센싱부; 및 상기 피드백 센싱부로부터 입력된 피드백 센싱 결과에 응답하여 상기 트랜지스터의 컬렉터 전압이 다른 LED 채널에 비하여 높은 LED 채널의 가변 에미터 저항을 높이는 제어부를 포함한다.
상기 선행기술에서는 각각의 채널 별로 구동 트랜지스터에 흐르는 전류를 모니터하여, 과도한 전류가 흐르는 채널의 경우 가변 저항에 걸리는 전압을 증가시켜 채널 간의 정전류 편차를 줄이는 수단이 소개되었다. 특히 각 채널 별로 구동 트랜지스터에 과도한 전류가 흐르지 않도록 각 채널을 제어할 수 있다.
상기 선행기술은 순방향 전압이 낮은 LED 채널에서 불필요하게 소비되는 트랜지스터들의 소비전력을 낮출 수 있으므로 트랜지스터의 정격 전류를 낮추고 트랜지스터의 크기를 소형화할 수 있어 그 트랜지스터들을 IC 내로 집적할 수 있다. 나아가, 상기 선행기술은 구동 트랜지스터를 IC 내에 집적하여 다채널 LED 장치의 PCB(Printed Circuit Board) 면적을 줄여 전체 시스템 및 회로 비용을 줄일 수 있다.
그러나 상기 선행기술은 구동 트랜지스터의 구동 전류 값이 예측되는 경우에만 적용할 수 있는 기술로서 그 적용 범위가 제한된다. 또한 가변 저항의 값을 조정하여 구동 트랜지스터의 전류의 편차를 해소하는데, 만일 구동 트랜지스터의 전류의 편차가 매우 큰 경우에는 이에 대응하기 위하여 가변 저항은 매우 넓은 조절 범위를 가져야 하므로 가변 저항을 구현하기 위한 회로 면적이 커지는 문제점이 있다. 또한 가변 저항의 조절 해상도에 따라서 구동 트랜지스터의 전류를 제어할 수 있는 해상도가 결정되므로, 정밀하게 구동 트랜지스터의 전류를 제어하기는 어려운 문제점도 있다.
따라서 보다 작은 회로 면적을 이용하면서도 다양한 적용 범위를 가지는 다채널 전류 구동 장치의 개발이 요구되고, 한편으로는 작은 회로 면적에서도 고해상도 제어가 가능한 다채널 전류 구동 장치의 개발이 요구된다.
한국공개특허 제10-2013-0050509호 "다채널 LED의 정전류 제어 장치와 이를 이용한 액정표시장치"(공개일 2013.05.16)
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하고자 도출된 것으로서, 적은 면적으로 넓은 적용 범위를 가지며 고해상도 제어가 가능한 다채널 전류 구동 방법 및 그 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
앞서 살펴본 것처럼 채널 별로 부하(Load)의 특성이 다르기 때문에 부하에 걸리는 전압이 낮은 경우(부하가 LED의 경우에는 순방향 전압 Vf가 낮은 경우), 구동 트랜지스터(Driving Transistor)의 드레인-소스(drain-source) 양단 간에 걸리는 전압 차이가 커지고, 이에 따라 구동 트랜지스터의 발열이 증가하는 문제점이 발생한다.
본 발명은 이러한 채널 간의 특성의 편차가 큰 경우에도 각 채널 간의 구동 전류를 일정하게 제어할 수 있는 다채널 정전류 구동 장치를 제공하는 것을 목적으로 하며, 높은 해상도로 각 채널 간의 구동 전류의 편차를 줄일 수 있는 방법을 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.
본 발명은 다채널 전류 제어 장치에 있어서 하나의 회로를 이용하여 디지털 제어 기법과 아날로그 제어 기법의 적용이 모두 가능한 회로를 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다. 아날로그 제어 기법은 전통적인 펄스 폭 변조(PWM, Pulse-width modulation) 제어 기법을 의미하고, 디지털 제어 기법은 다채널 전류 제어 장치에서 최근 널리 이용되는 제어 기법이다.
본 발명은 PWM 제어부에 포함되는 저대역 통과필터를 이용하여 디지털 제어 모드와 아날로그 제어 모드 각각에 대응하는 시정수를 갖도록 설정하고, 설정된 시정수 각각을 이용하여 하나의 회로를 이용하여 디지털 제어 모드 또는 아날로그 제어 모드를 적용할 수 있는 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
구체적으로, 본 발명은 채널 별로 저대역 통과필터(Low Pass Filter)와 오프셋(OFFSET) 인가 회로를 이용하여 저대역 통과필터의 시정수에 따라 디지털 제어 시에는 오프셋(OFFSET) 생성 회로를 이용하여 채널 별로 전류를 다르게 하고 이를 PWM DUTY로 보정하여 전류 양을 동일하게 제어한다. 아날로그 제어 시에는 고주파 PWM과 저대역 통과필터(Low Pass Filter)를 이용하여 평탄화된 전압과 오프셋(OFFSET) 생성 회로의 전압 조합으로 전류 양을 제어하는 다채널 전류 구동 방법 및 그 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시 예에 따른 다채널 전류 제어 방법은 채널 별로 인가되는 펄스 폭 변조된 신호(PWM 신호)를 상기 채널 별로 구비된 연산 증폭기를 경유하도록 제어하여 상기 채널 별 부하 전류를 제어하는 다채널 전류 제어 방법에 있어서, 상기 채널 별로 구비된 연산 증폭기의 입력단에 연결되는 상기 채널 별로 구비된 저대역 통과필터(Low pass filter)의 시정수(time constant)를 미리 결정된 전류 제어 모드에 대응하도록 미리 설정된 시정수 중 어느 하나로 제어하는 단계, 상기 채널 별로 인가되는 펄스 폭 변조된 신호를 상기 채널 별로 구비된 저대역 통과필터를 경유하여 상기 채널 별로 구비된 연산 증폭기의 입력단으로 전달하는 단계; 및 상기 채널 별로 구비된 연산 증폭기의 출력 전압을 이용하여 상기 채널 별 부하 전류를 제어하는 단계를 포함한다.
이 때 본 발명의 일 실시 예에 따른 다채널 전류 제어 방법은 상기 전류 제어 모드에 따라 상기 채널 별로 인가되는 펄스 폭 변조된(PWM) 신호의 주파수를 제어하는 단계를 더 포함할 수 있다.
이 때, 채널 별 부하 전류를 제어하는 단계는 상기 저대역 통과필터의 출력 신호에 대하여 오프셋 전압을 부가하는 단계 및 상기 오프셋 전압이 부가된 상기 출력 신호를 이용하여 상기 채널의 구동 전류를 제어하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 채널의 구동 전류를 제어하는 단계는 상기 펄스 폭 변조된 신호의 듀티 비(duty cycle)와 상기 오프셋 전압을 이용하여 상기 채널의 구동 전류를 제어하는 것을 특징으로 할 수 있다. 또한 상기 채널의 구동 전류를 제어하는 단계는 다수의 채널들을 포함하고 상기 전류 제어 모드가 디지털 제어 모드인 경우 상기 다수의 채널들 각각에 대한 상기 펄스 폭 변조된 신호의 듀티 비와 상기 오프셋 전압의 제어를 통해 상기 다수의 채널들 각각의 구동 전류를 동일하게 제어할 수 있다.
또한, 상기 채널의 구동 전류를 제어하는 단계는 상기 전류 제어 모드가 아날로그 제어 모드인 경우 상기 저대역 통과필터의 평탄화된 출력 전압과 상기 오프셋 전압의 제어를 통해 상기 채널의 구동 전류를 제어할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 다채널 전류 제어 장치는 채널 별로 구비된 연산 증폭기, 상기 채널 별로 구비된 연산 증폭기의 입력단에 연결되는 상기 채널 별로 구비된 저대역 통과필터(Low pass filter), 상기 저대역 통과필터의 시정수(time constant)를 미리 결정된 전류 제어 모드에 대응하도록 미리 설정된 시정수 중 어느 하나로 제어하는 모드 제어부, 및 상기 채널 별로 펄스 폭 변조된 신호를 생성하고 상기 채널 별로 구비된 저대역 통과필터를 경유하여 상기 채널 별로 구비된 연산 증폭기의 입력단으로 전달하는 펄스 폭 변조 회로를 포함한다. 이 때 상기 채널 별로 구비된 연산 증폭기는 그 출력 전압을 이용하여 상기 채널 별 부하 전류를 제어할 수 있다.
본 발명에 따르면 적은 면적으로 넓은 적용 범위를 가지며 고해상도 제어가 가능한 다채널 전류 구동 방법 및 그 장치를 구현할 수 있다.
본 발명에 따르면 채널 간의 특성의 편차가 큰 경우에도 각 채널 간의 구동 전류를 일정하게 제어할 수 있는 다채널 정전류 구동 장치를 구현할 수 있으며, 높은 해상도로 각 채널 간의 구동 전류의 편차를 줄일 수 있다.
본 발명은 시정수가 선택 가능한 저대역 통과필터와 오프셋 회로를 이용하여 디지털 제어와 아날로그 제어 2가지 모두 가능한 기술로서, 디지털 제어는 작은 시정수를 갖도록 저대역 통과필터를 설정하고 오프셋 회로를 이용하여 채널 별 전류를 제어할 수 있다. 이에 따라 트랜지스터에 걸리는 전압을 최소화하여 트랜지스터의 발열을 최소화할 수 있다.
또한, 아날로그 제어 시 큰 시정수를 갖도록 저대역 통과필터를 설정하고 펄스 폭 변조 신호를 이용하여 해당 전류 값에 해당하는 일부 영역만을 출력하도록 설계될 수 있어 작은 면적의 칩 사이즈로 고해상도 제어가 가능하다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 다채널 전류 제어 장치를 나타낸 회로도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 다채널 전류 제어 방법을 나타내는 동작 흐름도이다.
도 3은 도 2에 도시된 다채널 전류 제어 방법의 일부를 보다 상세하게 나타내는 동작 흐름도이다.
도 4는 도 2에 도시된 다채널 전류 제어 방법의 일 단계(S230)을 더욱 상세하게 도시하는 동작 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 디지털 제어 모드에서 각 노드의 동작을 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 디지털 제어 모드에서 오프셋 제어 단계의 채널 간 편차 보상에 대한 출력값을 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 아날로그 제어 모드에서 각 노드의 동작을 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 다채널 전류 제어 장치를 도시한 블록 다이어그램이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 다채널 전류 제어 장치를 도시한 블록 다이어그램이다.
상기 목적 외에 본 발명의 다른 목적 및 특징들은 첨부 도면을 참조한 실시 예에 대한 설명을 통하여 명백히 드러나게 될 것이다.
본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
그러나, 본 발명이 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낸다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 다채널 전류 제어 장치의 회로도이다.
도 1에 따르면, 전류 공급 전원(100), 목표 전류 값 제어를 위한 기준 전압 생성용 디지털 아날로그 컨버터(Digital to Analog Converter: DAC)(101), 목표 전류 및 전압 제어를 위한 피드백을 제공하는 아날로그 디지털 컨버터(Analog to Digital Converter: ADC)(102)가 도시된다. 또한 도 1의 다채널 전류 제어 장치는 채널 별 정전류 제어를 위한 연산 증폭기/오피엠프(OPAMP)(103 내지 105), 채널별 전류 구동 트랜지스터(Transistor)(106 내지 108), 채널 별 전류 구동 부하(Load)(109 내지 111), 채널 별 부하 전류(112 내지 114), 채널 별 오프셋(OFFSET) 생성 회로(115 내지 117), 채널별 펄스 폭 변조 멀티플렉서(PWM Mux)(118 내지 120), 채널 별 저대역 필터(Low Pass Filter)(121 내지 123)를 포함한다. 또한 도 1에 도시된 바와 같이 부호 124 ~ 126은 채널별 게이트(Gate) 전압, 127 ~ 129는 채널별 소스(Source) 전압, 130 ~ 132는 채널 별 드레인(Drain) 전압, 133 ~ 135는 채널 별 센싱(Sensing) 저항을 나타낸다.
도 1은 N개의 채널을 가지는 전류 제어 회로를 도시하였으며, 이는 전류 공급 전원(100)으로부터 (112) ~ (114)의 채널로 일정한 전류가 흐르도록 제어하는 회로를 나타낸다.
디지털 아날로그 컨버터(Digital to Analog Converter: DAC) 회로(101) 는 최대 구동 전류를 결정하는 기준 전압을 생성한다. 해당 채널의 최대 전류는 디지털 아날로그 컨버터(Digital to Analog Converter: DAC)(101) 전압에 채널 별 센싱 저항(133 ~ 135)저항을 나눈 값으로 결정된다. 채널 별 드레인 전압(130 ~ 132)의 트랜지스터 드레인(Transistor Drain) 전압은 전류 공급 전원(100) - 전류 * 채널 별 전류 구동 LOAD(109 ~ 111) 임피던스로 결정된다.
이때 채널 별 전류 구동 LOAD(109 ~ 111) 전압의 편차에 따라 채널 별 드레인(Drain) 전압 VDn(130 ~ 132)의 차이가 발생하게 되고 VDn 전압이 높을수록 트랜지스터(Transistor) 양단에 걸리는 전압이 높아지게 되고 이는 트랜지스터(Transistor)에서 열로 소모되게 된다. 트랜지스터(Transistor)의 발열은 신뢰성에 직결되는 사항으로 트랜지스터(Transistor)에 걸리는 전압이 최소가 되도록 제어되어야만 한다.
본 발명에서는 디지털 제어와 아날로그가 동시에 가능한 구조의 전류 제어 회로를 제안하였으며 채널 별 저대역 통과필터(121 ~ 123) 회로와 채널 별 오프셋(OFFSET) 생성 회로(115 ~ 117)를 갖는다. 저대역 통과필터(Low Pass Filter)는 디지털 제어와 아날로그 제어를 위해 다양한 시정수를 갖도록 설계되어야 한다. 디지털 제어에서는 연산 증폭기/오피앰프(OPAMP)의 슬루율(Slew Rate) 조절용으로 사용되고 아날로그 제어에서는 펄스 폭 변조(Pulse Width Modulation: PWM) 신호를 평탄화하는 역할을 수행한다.
OFFSET 회로(115 ~ 117)는 +/- 양 방향으로 해당 전압 값을 조절 가능하도록 구성하여 채널 별로 전류 제어가 가능하다. 이때, OFFSET 전압은 전체 전류 구동 전압의 일부만을 출력하도록 설계하면 Chip Size를 최소화 할 수 있다.
본 발명에서 제안된 전류 제어 장치는 펄스 폭 변조(Pulse Width Modulation: PWM) 신호와 오프셋(OFFSET) 회로의 조합으로 최종 전류가 결정되는 구조로 디지털 제어 방법에서는 1KHz 이하의 펄스 폭 변조(Pulse Width Modulation: PWM) 신호를 발생시키고 채널 별 부하 전류의 값은 PWM DUTY * (DAC 기준 전압 + OFFSET)로 결정된다. 이때, OFFSET 값은 채널 별로 전류 값을 조절하여 채널 별 전류 구동(109 ~ 111) 변화에 따른 채널 별 드레인 전압(130 ~ 132) VD 전압을 최소화 하는 역할을 수행한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 디지털 제어 모드에서 각 노드의 동작을 나타낸 도면이다.
디지털 제어 모드에서는 각 채널 별로 구동 트랜지스터(106 ~ 108)가 PWM 신호에 의하여 온/오프되는데, 이 때 PWM 신호가 시작되는 기준 시간이 채널의 수만큼 로테이션되어 주기적으로 반복된다. 즉, 디지털 제어 모드에서는 각 채널 별 구동 트랜지스터(106 ~ 108)는 시간차를 두고 순차적으로 온/오프되면서 전체 채널의 부하 전류를 합산하면 거의 일정한 값을 유지하는 방식이다.
저대역 통과필터(LPF)는 다양한 시정수를 갖도록 설계되어 있어, 도 5에 도시된 것과 같이 아날로그 제어 모드보다 시정수를 작게 설정할 경우 디지털 제어가 가능하다. 즉, 디지털 제어 모드에서는 구동 트랜지스터(106 ~ 108)의 게이트 전압(124 ~ 126)이 펄스파의 형태를 가지게 되므로 시정수를 작게 설정하여 그 형태를 유지할 필요가 있다. 디지털 제어 모드에서는 시정수가 작게 설정되며, PWM 신호의 주파수도 낮게 적용된다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 디지털 제어 모드에서 오프셋 제어 단계의 채널 간 편차 보상에 대한 출력값을 나타낸 도면이다.
본 발명의 다채널 전류 구동 장치에서는 도 6에 도시된 것과 같이 전류 제어 장치 펄스 폭 변조(Pulse Width Modulation: PWM) 신호와 오프셋(OFFSET) 회로의 조합으로 PWM DUTY를 보정하여 채널 별 편차를 줄일 수 있다.
본 발명의 다채널 전류 구동 장치에서는 일차적으로 PWM 신호의 duty cycle에 의하여 각 채널 별 구동 전류를 보정할 것이지만, 오프셋 전압의 부가로 인하여 더욱 정밀하게 채널 별 구동 전류의 편차를 줄일 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 아날로그 제어 모드에서 각 노드의 동작을 나타낸 도면이다.
도 7에 도시된 것과 같이 아날로그 제어 방식에서는 1MHz 이상의 PWM 주파수를 생성하고 이를 저대역 통과필터(LPF)를 통해 각 채널의 기준 전압이 결정된다. 최종 전류는 채널 별 저대역 통과필터(121 ~ 123) 전압 + 채널 별 오프셋(OFFSET) 생성 회로(115 ~ 117) 전압을 통해 결정된다.
펄스 폭 변조(Pulse Width Modulation: PWM) 신호 생성기는 작은 면적으로 구성이 가능하며 평탄화 과정을 통해 기준 전압 생성이 가능하다. 따라서 아날로그 제어를 위해 매 채널 별로 고해상도 전압 생성기가 필요가 없으며 작은 전압 범위를 지원하는 오프셋(OFFSET) 발생 장치 만으로 고해상도 전류 제어가 가능하다.
통상적으로 간단한 오프셋(OFFSET) 발생 장치는 많은 오차를 가지며 이는 목표 전류 및 전압 제어를 위한 ADC(Analog to Digital Converter)(102)를 통해 채널 별 드레인 전압(130 ~ 132) 신호와 채널 별 소스 전압(127 ~ 129) 신호를 측정하여 원하는 전압과 전류가 흐를 수 있도록 피드백 구성으로 보정/보완이 가능하다.
즉, 상대적으로 낮은 해상도만을 보장하는 오프셋(OFFSET) 발생 장치를 만들고 이를 아날로그 디지털 컨버터 ADC(Analog to Digital Converter)를 통해 목표 전류가 흐르도록 제어하게 되면 작은 면적의 칩 사이즈(Chip Size)로 고 해상도 전류 제어가 가능하다.
통상적인 아날로그 제어 방식의 PWM 모드에서는 저대역 필터(LPF)를 반드시 필요로 하지 않을 수 있으나, 본 발명에서는 디지털 제어 모드와 아날로그 제어 모드 시 LPF에 적용되는 시정수를 달리 하여 채널 별 정전류 제어를 원활하게 수행한다. 즉, 아날로그 제어 모드에서는 LPF의 시정수를 크게 적용하여 구동 트랜지스터(106 ~ 108)의 게이트 전압(124 ~ 126)을 smoothing하여 부하 전류를 일정하게 제어할 수 있다.
또한 본 발명의 다채널 전류 구동 장치의 ADC(102)는 순차적으로 각 채널 별 전류 값 또는 드레인 전압 값(130 ~ 132)를 샘플링하여 PWM 제어의 기준으로 수용한다. 도면에 도시되지는 않았으나, ADC(102)에 의하여 순차적으로 얻어진 각 채널 별 드레인 전압 값(130 ~ 132)을 피드백하여 채널 별 PWM 신호의 duty cycle 및 offset 값을 조정할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 다채널 전류 제어 방법을 나타내는 동작 흐름도이다.
다채널 전류 제어 방법은 채널 별 펄스 폭 변조 회로(118 ~ 120)에서 생성되어 채널 별로 인가되는 펄스 폭 변조된 신호(PWM 신호)를 상기 채널 별로 구비된 연산 증폭기(103 ~ 105)를 경유하도록 제어하여 상기 채널 별 부하 전류를 제어하는 다채널 전류 제어 방법에 있어서, 상기 채널 별로 구비된 연산 증폭기(103 ~ 105)의 입력단에 연결되고, 상기 채널 별로 구비된 저대역 통과필터(Low pass filter)(121 ~ 123)의 시정수(time constant)를 미리 결정된 전류 제어 모드에 대응하도록 미리 설정된 시정수 중 어느 하나로 제어한다(S210). 이때 미리 결정된 전류 제어 모드는 디지털 펄스 폭 변조(PWM) 모드와 아날로그 펄스 폭 변조(PWM) 모드 중 어느 하나일 수 있으며 상기 저대역 통과필터(LPF)(121 ~ 123)가 디지털 펄스 폭 변조(PWM) 모드와 아날로그 펄스 폭 변조(PWM) 모드 각각에 대응하는 시정수를 갖도록 시정수를 설정하고, 설정된 각각의 시정수를 이용하여 하나의 회로를 이용하여 디지털 펄스 폭 변조(PWM) 모드와 아날로그 펄스 폭 변조(PWM) 모드를 선택적으로 적용할 수 있다.
이후, 상기 채널 별로 펄스 폭 변조 회로(118 ~ 120)에 의하여 채널 별 PWM 신호를 생성하고, 채널 별 PWM 신호를 상기 채널 별로 구비된 저대역 통과필터(121 ~ 123)를 경유하여 상기 채널 별로 구비된 연산 증폭기(103 ~ 105)의 입력단으로 전달한다(S220).
이후, 상기 채널 별로 구비된 연산 증폭기(103 ~ 105)의 출력 전압을 이용하여 상기 채널 별 부하 전류(112 ~ 114)를 제어한다(S230).
펄스 폭 변조(PWM, Pulse-width modulation) 제어의 전통적인 방식은 이른바 아날로그 제어 방식이다. 아날로그 제어 방식에서는 고주파 PWM 신호에 의하여 구동 트랜지스터의 게이트 단자의 기생 커패시턴스에 유입되는 전하량과 방전되는 전하량의 비율에 따라 구동 트랜지스터의 게이트 전압이 거의 일정하게 유지된다.
이 때 아날로그 제어 방식을 다채널 전류 제어 장치에 이용하는 경우 해당 채널의 모든 영역의 전압 영역을 출력하기 때문에 칩(Chip) 설계 시 넓은 면적이 필요하다.
이러한 이유로 인하여 다채널 전류 제어 장치, 특히 LED의 다채널 전류 제어 장치에서는 복수 개의 채널 간의 시간차 구동을 이용하는 디지털 제어 방식이 널리 이용되고 있다. 디지털 제어 방식은 각 구동 트랜지스터가 PWM 신호에 의하여 턴-온(turn-on) 및 턴-오프(turn-off)되고 구동 트랜지스터가 턴-오프된 상태에서는 해당 채널의 LED 부하에는 전류가 흐르지 않는다. 이 때 각 채널의 LED는 시간차를 두고 순차적으로 구동되므로, 모든 채널의 부하 전류를 합산하면 거의 일정한 값을 가진다. 디지털 제어 방식은 다채널 전류 제어 방식에 널리 이용되며, 특히 LED 조명과 같이 인간의 시각 반응 속도에 대응하는 시간 해상도를 가지는 경우에 적용된다. 디지털 제어 방식이 LED 조명의 다채널 전류 제어 시 널리 이용되는 이유는 펄스 폭 변조 신호를 저주파 신호로 생성해도 되고, 생성되는 게이트 전압의 레벨이 이산(discrete)된 값을 가지기 때문에 아날로그 제어 방식에 비하여 회로 면적을 줄일 수 있기 때문이다.
그러나 어플리케이션에 따라서는 높은 시간 해상도를 필요로 하는 경우도 있을 것이므로, 이러한 경우에는 아날로그 제어 모드와 디지털 제어 모드를 하나의 회로로 선택적으로 적용 가능하도록 구현한 회로가 매우 유용하게 이용될 것이다.
본 발명에서 디지털 펄스 폭 변조 (제어) 모드라 함은 앞에서 설명한 디지털 제어와 같은 의미이며, 아날로그 펄스 폭 변조 (제어) 모드라 함은 앞에서 설명한 아날로그 제어와 같은 의미이다.
도 3은 도 2에 도시된 다채널 전류 제어 방법의 일부를 보다 상세하게 나타내는 동작 흐름도이다.
도 3을 참고하면, 본 발명의 다채널 전류 제어 방법은 전류 제어 모드에 대응하도록 저대역 통과필터(121 ~ 123: LFP)의 입력단으로 입력되는 펄스 폭 변조(PWM) 신호의 주파수를 제어한다(S211). 이때, 전류 제어 모드는 디지털 펄스 폭 변조(PWM) 모드와 아날로그 펄스 폭 변조(PWM) 모드 중 어느 하나일 수 있다. 앞에서 설명한 바와 같이 디지털 펄스 폭 변조 모드에서는 구동 트랜지스터가 온/오프되므로, 상대적으로 PWM 신호의 주파수가 낮다. 반면 아날로그 펄스 폭 변조 모드에서는 구동 트랜지스터가 온/오프되기보다는 게이트 노드의 충전/방전의 균형에 따라 게이트 전압이 어느 일정한 전압에 수렴하게 된다. 따라서 아날로그 펄스 폭 변조 모드에서 PWM 신호의 주파수는 상대적으로 디지털 펄스 폭 변조 모드에서 PWM 신호의 주파수보다 높다.도 3에 도시된 단계 S210과 단계 S220은 도 2에 도시된 단계 S210과 단계 S220과 동일한 구성이므로 추가적인 설명은 생략한다.
도 4는 도 2에 도시된 다채널 전류 제어 방법의 일 단계(S230)을 더욱 상세하게 도시하는 동작 흐름도이다.
도 4에 따르면 본 발명의 다채널 전류 제어 방법은 채널 별 오프셋 생성 회로(115 ~ 117)에 의하여 채널 별 저대역 통과필터(121 ~ 123: LFP)의 출력 신호에 대하여 오프셋 전압을 부가한다(S231). 본 발명의 다채널 전류 제어 방법은 오프셋 전압이 부가된 저대역 통과필터(121 ~ 123)의 출력 신호를 이용하여 채널 별 연산 증폭기(103 ~ 105)에 의하여 채널의 구동 전류를 제어할 수 있다(S232). 이때, 본 발명의 다채널 전류 제어 방법은 종합적으로 펄스 폭 변조(PWM) 신호의 듀티 비(duty cycle)와 오프셋 전압을 이용하여 채널의 구동 전류를 제어할 수 있다.
또한, 본 발명의 다채널 전류 제어 장치가 다수의 채널들을 포함하고 전류 제어 모드가 디지털 제어 모드인 경우 아날로그 제어 모드보다 작은 시정수를 갖도록 저대역 통과필터(121 ~ 123)를 설정하고, 오프셋(OFFSET) 회로를 사용하여 다수의 채널들 각각에 대한 펄스 폭 변조(PWM) 신호의 듀티(duty) 제어와 오프셋 전압의 제어를 통해 다수의 채널들 각각의 구동 전류를 동일하게 제어할 수 있다. 이에 따라 트랜지스터 양단에 걸리는 전압을 최소화하여 제어할 수 있어 트랜지스터의 발열을 최소화 할 수 있다.
만약에 전류 제어 모드가 아날로그 제어 모드인 경우 디지털 제어 모드보다 큰 시정수를 갖도록 저대역 통과필터(121 ~ 123)를 설정하고, 저대역 통과필터(121 ~ 123)를 통해 고주파 펄스 폭 변조(PWM)신호를 통해 평탄화된 출력 전압과 오프셋 전압을 이용하여 채널의 구동 전류를 제어할 수 있다. 이에 따라, 모든 해당 채널의 아날로그 제어를 위해 오프셋(OFFSET) 전압은 해당 전류 값에 해당하는 모든 영역의 전압 영역이 출력할 필요 없이 일부 영역만을 출력하도록 설계될 수 있어 작은 면적의 칩 사이즈(Chip Size)로 고해상도 제어가 가능하다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 다채널 전류 제어 장치를 도시한 블록 다이어그램이다.
다채널 전류 제어 장치(800)는 채널 별로 구비된 연산 증폭기(810), 채널 별로 구비된 연산 증폭기(810)의 입력단에 연결되는 채널 별로 구비된 저대역 통과필터(820), 상기 채널 별로 구비된 연산 증폭기(810)의 입력단에 연결되고, 상기 채널 별로 구비된 저대역 통과필터(Low pass filter)(820)의 시정수(time constant)를 미리 결정된 전류 제어 모드에 대응하도록 미리 설정된 시정수 중 어느 하나로 제어하는 모드 제어부(830), 및 상기 채널 별로 펄스 폭 변조된 신호를 생성하고, 상기 채널 별로 생성된 펄스 폭 변조된 신호를 상기 채널 별로 구비된 저대역 통과필터(820)를 경유하여 상기 채널 별로 구비된 연산 증폭기(810)의 입력단으로 전달하는 펄스 폭 변조 회로(840)를 포함한다. 이 때 상기 채널 별로 구비된 연산 증폭기(810)는 그 출력 전압을 이용하여 상기 채널 별 부하 전류(112 ~ 114)를 제어한다.
이때 미리 결정된 전류 제어 모드는 디지털 펄스 폭 변조(PWM) 모드와 아날로그 펄스 폭 변조(PWM) 모드 중 어느 하나이며, 상기 저대역 통과필터(LPF)(820)가 디지털 펄스 폭 변조(PWM) 모드와 아날로그 펄스 폭 변조(PWM) 모드 각각에 대응하는 시정수를 갖도록 LPF(820)의 시정수를 설정할 수 있고, 모드 제어부(830)는 저대역 통과필터(820)에서 설정된 각각의 시정수를 이용하여 디지털 펄스 폭 변조(PWM) 모드와 아날로그 펄스 폭 변조(PWM) 모드를 하나의 회로로 선택적으로 적용할 수 있다.
도 9은 본 발명의 다른 실시예에 따른 다채널 전류 제어 장치를 도시한 블록 다이어그램이다.
도 9에 도시된 모드 제어부(830)은 전류 제어 모드(디지털 PWM 제어 모드 or 아날로그 PWM 제어 모드)에 따라 저대역 통과필터(820)의 시정수를 설정할 수 있고, PWM 회로(840)를 제어하여 저대역 통과필터(820)의 입력단으로 입력되는 펄스 폭 변조(PWM) 신호의 주파수를 제어할 수 있다. 또한 도 9에서는 저대역 통과필터(820)의 출력 신호에 대하여 오프셋 전압을 부가하는 오프셋 회로(850)가 도시된다.
도 9의 연산 증폭기(810), 저대역 통과필터(820), PWM 회로(840)는 도 8의 연산 증폭기(810), 저대역 통과필터(820), PWM 회로(840)와 동일한 구성이므로, 추가적인 설명은 생략한다.
도 8 및 도 9를 참조하면, 도 8 및 도 9의 다채널 전류 구동 장치는 채널 별 오프셋 생성 회로(115 ~ 117)를 거쳐 오프셋 전압이 제어된 저대역 통과필터(121 ~ 123)의 출력 신호를 이용하여 채널의 구동 전류를 제어할 수 있다.
또한 본 발명의 다채널 전류 구동 장치는 펄스 폭 변조(PWM) 신호의 듀티 비(duty cycle)와 오프셋 전압을 이용하여 채널 별 구동 전류를 제어할 수 있음은 앞에서 설명한 바와 같다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 다채널 전류 제어 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
이상과 같이 본 발명에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
800: 다채널 전류 제어 장치
810: 연산 증폭기
820: 저대역 통과필터
830: 모드 제어부
840: 펄스 폭 변조 회로
850: 오프셋 회로

Claims (11)

  1. 채널 별로 인가되는 펄스 폭 변조된 신호(PWM 신호)를 상기 채널 별로 구비된 연산 증폭기를 경유하도록 제어하여 상기 채널 별 부하 전류를 제어하는 다채널 전류 제어 방법에 있어서,
    상기 채널 별로 구비된 연산 증폭기의 입력단에 연결되는 상기 채널 별로 구비된 저대역 통과필터(Low pass filter)의 시정수(time constant)를 미리 결정된 전류 제어 모드에 대응하도록 미리 설정된 시정수 중 어느 하나로 제어하는 단계;
    상기 채널 별로 인가되는 펄스 폭 변조된 신호를 상기 채널 별로 구비된 저대역 통과필터를 경유하여 상기 채널 별로 구비된 연산 증폭기의 입력단으로 전달하는 단계; 및
    상기 채널 별로 구비된 연산 증폭기의 출력 전압을 이용하여 상기 채널 별 부하 전류를 제어하는 단계
    를 포함하는 다채널 전류 제어 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 전류 제어 모드에 따라 상기 채널 별로 인가되는 펄스 폭 변조된 신호의 주파수를 제어하는 단계;
    를 더 포함하고,
    상기 채널 별 부하 전류를 제어하는 단계는
    상기 저대역 통과필터의 출력 신호에 대하여 오프셋 전압을 부가하는 단계; 및
    상기 오프셋 전압이 부가된 상기 출력 신호를 이용하여 상기 채널의 구동 전류를 제어하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 전류 제어 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 채널의 구동 전류를 제어하는 단계는
    상기 펄스 폭 변조된 신호의 듀티 비(duty cycle)와 상기 오프셋 전압을 이용하여 상기 채널의 구동 전류를 제어하는 것을 특징으로 하는 전류 제어 방법.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 채널의 구동 전류를 제어하는 단계는
    다수의 채널들을 포함하고 상기 전류 제어 모드가 디지털 제어 모드인 경우 상기 다수의 채널들 각각에 대한 상기 펄스 폭 변조된 신호의 듀티 비와 상기 오프셋 전압의 제어를 통해 상기 다수의 채널들 각각의 구동 전류를 동일하게 제어하는 것을 특징으로 하는 전류 제어 방법.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 채널의 구동 전류를 제어하는 단계는
    상기 전류 제어 모드가 상기 아날로그 제어 모드인 경우 상기 저대역 통과필터의 평탄화된 출력 전압과 상기 오프셋 전압의 제어를 통해 상기 채널의 구동 전류를 제어하는 것을 특징으로 하는 전류 제어 방법.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항의 방법을 실행하기 위한 프로그램이 기록되어 있는 것을 특징으로 하는 컴퓨터에서 판독 가능한 기록 매체.
  7. 채널 별로 구비된 연산 증폭기;
    상기 채널 별로 구비된 연산 증폭기의 입력단에 연결되는 상기 채널 별로 구비된 저대역 통과필터(Low pass filter);
    상기 저대역 통과필터의 시정수(time constant)를 미리 결정된 전류 제어 모드에 대응하도록 미리 설정된 시정수 중 어느 하나로 제어하는 모드 제어부; 및
    상기 채널 별로 펄스 폭 변조된 신호를 생성하고, 상기 채널 별로 구비된 저대역 통과필터를 경유하여 상기 채널 별로 구비된 연산 증폭기의 입력단으로 전달하는 펄스 폭 변조 회로;
    를 포함하고,
    상기 채널 별로 구비된 연산 증폭기는 상기 채널 별로 구비된 연산 증폭기의 출력 전압을 이용하여 상기 채널 별 부하 전류를 제어하는 다채널 전류 제어 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 저대역 통과필터의 출력 신호에 대하여 오프셋 전압을 부가하는 오프셋 회로;
    를 더 포함하고,
    상기 모드 제어부는,
    상기 전류 제어 모드에 따라 상기 저대역 통과필터의 입력단으로 입력되는 펄스 폭 변조된(PWM) 신호의 주파수를 제어하고,
    상기 채널 별로 구비된 연산 증폭기는 상기 오프셋 전압이 부가된 상기 출력 신호를 이용하여 상기 채널의 구동 전류를 제어하는 것을 특징으로 하는 전류 제어 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 펄스 폭 변조 회로와 상기 오프셋 회로에 의하여, 상기 펄스 폭 변조된 신호의 듀티 비(duty cycle)와 상기 오프셋 전압을 이용하여 상기 채널의 구동 전류가 제어되는 것을 특징으로 하는 전류 제어 장치.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 펄스 폭 변조 회로와 상기 오프셋 회로에 의하여, 다수의 채널들을 포함하고 상기 전류 제어 모드가 디지털 제어 모드인 경우 상기 다수의 채널들 각각에 대한 상기 펄스 폭 변조된 신호의 듀티 제어와 상기 오프셋 전압의 제어를 통해 상기 다수의 채널들 각각의 구동 전류가 동일하게 제어되는 것을 특징으로 하는 전류 제어 장치.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 펄스 폭 변조 회로와 상기 오프셋 회로에 의하여, 상기 전류 제어 모드가 아날로그 제어 모드인 경우 상기 저대역 통과필터의 평탄화된 출력 전압과 상기 오프셋 전압의 제어를 통해 상기 채널의 구동 전류가 제어되는 것을 특징으로 하는 전류 제어 장치.
KR1020140098041A 2014-07-31 2014-07-31 다채널 전류 구동 방법 및 그 장치 KR101623701B1 (ko)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140098041A KR101623701B1 (ko) 2014-07-31 2014-07-31 다채널 전류 구동 방법 및 그 장치
CN201510459964.7A CN105323917B (zh) 2014-07-31 2015-07-30 多通道电流驱动方法及其装置
US14/815,628 US10104725B2 (en) 2014-07-31 2015-07-31 Method and apparatus for multi channel current driving

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140098041A KR101623701B1 (ko) 2014-07-31 2014-07-31 다채널 전류 구동 방법 및 그 장치

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20160015581A true KR20160015581A (ko) 2016-02-15
KR101623701B1 KR101623701B1 (ko) 2016-05-24

Family

ID=55181017

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020140098041A KR101623701B1 (ko) 2014-07-31 2014-07-31 다채널 전류 구동 방법 및 그 장치

Country Status (3)

Country Link
US (1) US10104725B2 (ko)
KR (1) KR101623701B1 (ko)
CN (1) CN105323917B (ko)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10785073B1 (en) 2019-06-17 2020-09-22 Hamilton Sundstrand Corporation PWM signaling and encoding multiple statuses
DE102019118341B3 (de) * 2019-07-08 2020-07-09 Insta Gmbh Linearlichteinheit, Lichtquellenmodul für eine solche Linearlichteinheit sowie Verfahren zum Betreiben einer solchen Linearlichteinheit
CN110429853A (zh) * 2019-08-12 2019-11-08 田云 多路同步pwm电流控制器
CN113271008B (zh) * 2021-04-15 2022-09-20 合肥工业大学 一种多通道快响应感性负载可控电流驱动装置
CN115734416B (zh) * 2022-10-18 2023-09-19 深圳市美矽微半导体有限公司 一种led宽电压自适应控制方法、控制电路及显示装置

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0143113Y2 (ko) * 1979-06-02 1989-12-14
JPH07170799A (ja) 1993-12-10 1995-07-04 Hitachi Ltd 交流電動機の制御方法と装置および電動機電流の補正方法
KR100360453B1 (ko) 1999-12-29 2002-11-13 에스브이 주식회사 다채널 정전류 파워 장치
US6501234B2 (en) 2001-01-09 2002-12-31 02 Micro International Limited Sequential burst mode activation circuit
KR20060029514A (ko) 2004-10-01 2006-04-06 주식회사 맥사이언스 연산증폭기와 스위치를 사용한 정전압-정전류 전환 발생회로
KR101186617B1 (ko) * 2006-02-21 2012-09-27 엘지이노텍 주식회사 엘이디 드라이브의 웨이브 노이즈 방지 장치
JP2009135138A (ja) * 2007-11-28 2009-06-18 Texas Instr Japan Ltd Ｌｅｄ駆動回路
US8102164B2 (en) 2008-06-19 2012-01-24 Power Integrations, Inc. Power factor correction converter control offset
KR101589138B1 (ko) 2008-12-09 2016-01-28 삼성디스플레이 주식회사 광원 구동 방법, 이를 수행하기 위한 광원 장치 및 이 광원장치를 포함하는 표시 장치
TWI538553B (zh) 2009-08-25 2016-06-11 皇家飛利浦電子股份有限公司 多通道照明單元及供應電流至其光源之驅動器
US20110109233A1 (en) 2009-11-12 2011-05-12 Silicon Touch Technology Inc. Multi-channel current driver
KR101341021B1 (ko) 2009-12-11 2013-12-13 엘지디스플레이 주식회사 광원 구동 장치 및 그 구동 방법
TWI425861B (zh) 2010-04-13 2014-02-01 Leadtrend Tech Corp 校準裝置、方法及其多通道驅動電路及電流平衡方法
EP2575411B1 (en) * 2011-09-27 2018-07-25 Infineon Technologies AG LED driver with compensation of thermally induced colour drift
KR101912936B1 (ko) * 2011-11-08 2018-10-30 엘지디스플레이 주식회사 다채널 ｌｅｄ의 정전류 제어 장치와 이를 이용한 액정표시장치

Also Published As

Publication number Publication date
CN105323917A (zh) 2016-02-10
CN105323917B (zh) 2018-03-02
US20160036237A1 (en) 2016-02-04
KR101623701B1 (ko) 2016-05-24
US10104725B2 (en) 2018-10-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100941509B1 (ko) 기준 전압 생성 장치, 이를 포함하는 제어 장치 및 제어 장치를 이용하는 ｌｅｄ 발광 장치
TWI473531B (zh) 用於高效率、快速暫態多通道發光二極體驅動器之方法和系統
US8569975B2 (en) Control circuit for switching power supply
US9538601B1 (en) Method and apparatus for driving loads using a DC-DC converter
TWI612847B (zh) 用於產生輸出電壓至發光二極體串之方法及電路
KR101623701B1 (ko) 다채널 전류 구동 방법 및 그 장치
US9615413B2 (en) Driver circuit using dynamic regulation and related techniques
TWI522011B (zh) 適應性切換模式發光二極體驅動器
US20110121755A1 (en) Method of controlling supply voltage, multi-channel light-emitting diode driving circuit and multi-channel system using the same
US9603220B2 (en) LED driver apparatus
US20140218657A1 (en) Control circuit for light emitting apparatus
CN109076676B (zh) Led电流控制器
JP2010040509A (ja) 光源に電力を供給するための駆動回路
KR20170007735A (ko) 디밍 장치에서 led 수명 및 색 품질을 향상시키는 방법 및 시스템
US9024533B2 (en) Controlling switching current regulators
KR20110120623A (ko) 전기적부하의 구동회로 및 그 구동방법
KR20150005759A (ko) 멀티 채널 ｌｅｄ 장치를 위한 구동 전류 크기 조절 가능 ｌｅｄ 구동 장치
JP2014103001A (ja) 発光装置の制御回路、それを用いた発光装置および電子機器、発光装置の制御方法
JP5579804B2 (ja) 負荷駆動装置およびその制御方法
JP2007299827A (ja) 半導体集積回路
JP5973164B2 (ja) 発光素子駆動用のスイッチング電源の制御回路、およびそれを用いた発光装置および電子機器
Liu et al. Boost converter with adaptive reference tracking control for dimmable white LED drivers
JP2014086689A (ja) 発光装置の制御回路、それを用いた発光装置および電子機器
US10932338B2 (en) Power supply adjustment system and lighting apparatus
KR101854693B1 (ko) 백라이트 유닛

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190325

Year of fee payment: 4