KR20240044370A - 엘이디 구동 장치 및 그를 포함하는 엘이디 조명 장치 - Google Patents

엘이디 구동 장치 및 그를 포함하는 엘이디 조명 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20240044370A
KR20240044370A KR1020230130425A KR20230130425A KR20240044370A KR 20240044370 A KR20240044370 A KR 20240044370A KR 1020230130425 A KR1020230130425 A KR 1020230130425A KR 20230130425 A KR20230130425 A KR 20230130425A KR 20240044370 A KR20240044370 A KR 20240044370A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
led
reference voltage
voltage
leds
input
Prior art date
Application number
KR1020230130425A
Other languages
English (en)
Inventor
서병준
김지환
우영진
이종민
홍주표
Original Assignee
주식회사 엘엑스세미콘
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 주식회사 엘엑스세미콘 filed Critical 주식회사 엘엑스세미콘
Publication of KR20240044370A publication Critical patent/KR20240044370A/ko

Links

Images

Classifications

    • 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
    • H05B45/34—Voltage stabilisation; Maintaining constant voltage
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • 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]
    • H05B45/20—Controlling the colour of the light
    • 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
    • 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
    • H05B45/37—Converter circuits
    • 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]
    • H05B45/50—Circuit arrangements for operating light-emitting diodes [LED] responsive to malfunctions or undesirable behaviour of LEDs; responsive to LED life; Protective circuits
    • 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
    • H05B47/00—Circuit arrangements for operating light sources in general, i.e. where the type of light source is not relevant
    • H05B47/10—Controlling the light source
    • H05B47/105—Controlling the light source in response to determined parameters
    • H05B47/14—Controlling the light source in response to determined parameters by determining electrical parameters of the light source
    • 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)
  • Power Engineering (AREA)
  • Led Devices (AREA)

Abstract

배터리 전압에 관계 없이 엘이디 전력을 유지하기 위한 엘이디 구동 장치 및 그를 포함하는 엘이디 조명 장치에 관한 것으로, 엘이디 스트링(LED string)부에 흐르는 전압을 센싱하여 상기 센싱한 전압을 기반으로 엘이디 스트링부의 엘이디 구동 조건을 선택하는 선택부, 그리고 선택부의 엘이디 구동 조건에 상응하여 엘이디 스트링부의 일부 엘이디 또는 모든 엘이디가 구동하도록 엘이디 전류를 제어하는 전류 제어 구동부를 포함하고, 전류 제어 구동부는, 일부 엘이디 구동에 상응하는 엘이디 전력 합과 모든 엘이디 구동에 상응하는 엘이디 전력 합이 서로 동일하도록 각 엘이디에 흐르는 전류를 조절할 수 있다.

Description

엘이디 구동 장치 및 그를 포함하는 엘이디 조명 장치{LED DRIVING APPARATUS AND LED LIGHTING APPARATUS INCLUDING THE SAME}
본 개시는, 배터리 전압에 관계 없이 엘이디 전력을 유지하기 위한 엘이디 구동 장치 및 그를 포함하는 엘이디 조명 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 차량은, 다양한 용도의 조명 장치를 실내 또는 실외에 구비할 수 있다.
일 예로, 차량의 조명 장치는, 차량의 양측 후방에 설치되는 리어 콤비네이션 램프 등을 포함할 수 있다.
리어 콤비네이션 램프는, 방향 지시 램프, 제동 램프, 테일 램프, 후진 램프 등을 포함할 수 있는데, 후방에 위치한 다른 차량의 운전자에게 자기 차량의 주행의사나 주행상태를 알리기 위한 수단으로 사용될 수 있다.
최근, 고휘도 엘이디(LED: Light Emitted Diode)를 이용한 조명 장치가 개발되고 있으며, 차량을 위한 조명 장치로서, LED를 채용한 리어 콤비네이션 램프가 개발되고 있다.
LED를 광원으로 채용한 리어 콤비네이션 램프는, 다양한 디자인으로 변화되며, 디자인 변화에 따라 리어 콤비네이션 램프에 채용되는 LED의 수가 점차적으로 증하는 추세이다.
이처럼, 엘이디 조명 장치는, 안정적으로 동작되어야 하고, 전력을 절감할 수 있어야 하며, 적은 수의 부품으로 구현될 수 있도록 개발될 필요가 있다.
하지만, 엘이디 조명 장치는, 배터리로부터 공급되는 전압이 외부 환경 또는 내부 환경에 의해 낮아질 경우, 엘이디 구동 장치의 전류 제어기가 전류 제어 기능을 수행하지 못하게 되어 각 엘이디에 흐르는 전류가 작아짐으로써, 조명 장치의 전체적인 밝기가 어두워지는 문제가 있었다.
따라서, 향후, 배터리 전압에 관계 없이 엘이디 전력을 유지하여 밝기 저하를 방지할 수 있는 엘이디 구동 장치의 개발이 필요하다.
본 개시는, 전술한 문제 및 다른 문제를 해결하는 것을 목적으로 한다.
본 개시는, 엘이디 전압을 센싱하여 엘이디 구동 조건을 선정하고, 엘이디 구동 조건에 상응하여 일부 엘이디 구동에 상응하는 엘이디 전력 합과 모든 엘이디 구동에 상응하는 엘이디 전력 합이 서로 동일하도록 각 엘이디에 흐르는 전류를 조절함으로써, 배터리 전압에 관계 없이 엘이디 전력을 항상 동일하게 유지하여 밝기 저하를 방지할 수 있는 엘이디 구동 장치 및 그를 포함하는 엘이디 조명 장치의 제공을 목적으로 한다.
본 개시의 일 실시예에 따른 엘이디 구동 장치는, 엘이디 스트링(LED string)부에 흐르는 전압을 센싱하여 상기 센싱한 전압을 기반으로 엘이디 스트링부의 엘이디 구동 조건을 선택하는 선택부, 그리고 선택부의 엘이디 구동 조건에 상응하여 엘이디 스트링부의 일부 엘이디 또는 모든 엘이디가 구동하도록 엘이디 전류를 제어하는 전류 제어 구동부를 포함하고, 전류 제어 구동부는, 일부 엘이디 구동에 상응하는 엘이디 전력 합과 모든 엘이디 구동에 상응하는 엘이디 전력 합이 서로 동일하도록 각 엘이디에 흐르는 전류를 조절할 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 따른 엘이디 구동 방법은, 엘이디 스트링(LED string)부의 엘이디(LED)를 구동시키는 엘이디 구동 장치의 엘이디 구동 방법으로서, 엘이디 스트링부에 흐르는 전압을 센싱하는 단계, 센싱한 전압을 기반으로 엘이디 스트링부의 엘이디 구동 조건을 선택하는 단계, 및 엘이디 구동 조건에 상응하여 엘이디 스트링부의 일부 엘이디 또는 모든 엘이디가 구동하도록 엘이디 전류를 제어하는 단계를 포함하고, 엘이디 스트링부의 일부 엘이디가 구동하도록 엘이디 전류를 제어하는 단계는, 일부 엘이디 구동에 상응하는 엘이디 전력 합과 모든 엘이디 구동에 상응하는 엘이디 전력 합이 서로 동일하도록 각 엘이디에 흐르는 전류를 조절할 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 따른 엘이디 구동 장치를 포함하는 엘이디 조명 장치는, 복수의 엘이디(LED)들이 연결되는 엘이디 스트링(LED string)부, 엘이디 스트링부로 전압을 공급하는 배터리부, 그리고 엘이디 스트링부의 일부 엘이디 또는 모든 엘이디를 구동시키는 엘이디 구동부를 포함하고, 엘이디 구동부는, 엘이디 스트링부에 흐르는 전압을 센싱하여 센싱한 전압을 기반으로 엘이디 스트링부의 엘이디 구동 조건을 선택하고, 엘이디 구동 조건에 상응하여 엘이디 스트링부의 일부 엘이디 또는 모든 엘이디가 구동하도록 엘이디 전류를 제어하며, 엘이디 스트링부의 일부 엘이디를 구동시킬 때, 일부 엘이디 구동에 상응하는 엘이디 전력 합과 모든 엘이디 구동에 상응하는 엘이디 전력 합이 서로 동일하도록 각 엘이디에 흐르는 전류를 조절할 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 따르면, 엘이디 구동 장치 및 그를 포함하는 엘이디 조명 장치는, 엘이디 전압을 센싱하여 엘이디 구동 조건을 선정하고, 엘이디 구동 조건에 상응하여 일부 엘이디 구동에 상응하는 엘이디 전력 합과 모든 엘이디 구동에 상응하는 엘이디 전력 합이 서로 동일하도록 각 엘이디에 흐르는 전류를 조절함으로써, 배터리 전압에 관계 없이 엘이디 전력을 항상 동일하게 유지하여 밝기 저하를 방지할 수 있다.
도 1은, 본 개시의 일 실시 예에 따른 엘이디 구동 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 2는, 도 1의 엘이디 스트링부를 설명하기 위한 도면이다.
도 3 내지 도 5는, 엘이디 스트링부의 노드 전압 센싱 지점을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은, 도 1의 선택부를 설명하기 위한 도면이다.
도 7 및 도 8은, 도 1의 전압 조절부를 설명하기 위한 도면이다.
도 9는, 도 1이 전류 조절부를 설명하기 위한 도면이다.
도 10은, 본 개시의 제1 실시 예에 따른 엘이디 구동 장치를 설명하기 위한 회로도이다.
도 11 및 도 12는, 본 개시의 제1 실시 예에 따른 엘이디 구동 장치의 회로 동작을 설명하기 위한 회로도이다.
도 13은, 본 개시의 제2 실시 예에 따른 엘이디 구동 장치를 설명하기 위한 회로도이다.
도 14 및 도 15는, 본 개시의 제2 실시 예에 따른 엘이디 구동 장치의 회로 동작을 설명하기 위한 회로도이다.
도 16은, 본 개시의 배터리 전압에 따른 엘이디 전류 변화를 보여주는 그래프이다.
도 17은, 본 개시의 엘이디 구동 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 18은, 본 개시의 엘이디 조명 장치를 설명하기 위한 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 개시의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
도 1은, 본 개시의 일 실시 예에 따른 엘이디 구동 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 개시의 엘이디 구동 장치(1)는, 엘이디 스트링(LED string)부(500)에 흐르는 전압을 센싱하여 센싱한 전압을 기반으로 엘이디 스트링부(500)의 엘이디 구동 조건을 선택하는 선택부(100)와, 선택부(100)의 엘이디 구동 조건에 상응하여 엘이디 스트링부(500)의 일부 엘이디(10) 또는 모든 엘이디(10)가 구동하도록 엘이디 전류를 제어하는 전류 제어 구동부(200)를 포함할 수 있다.
여기서, 엘이디 스트링부(500)는, 복수의 엘이디(10)들이 서로 직렬 연결되어 순서대로 배열될 수 있는데, 한 개의 엘이디 스트링 또는 복수 개의 엘이디 스트링들을 포함할 수 있다.
이때, 복수의 엘이디(10)들은, 배터리로부터 공급되는 전압에 의해 구동되어 발광할 수 있다.
그리고, 엘이디 스트링부(500)는, 순서대로 배열되는 복수의 엘이디(10)들 중 첫 번째 엘이디(10)의 입력단이 배터리에 연결되고, 마지막 번째 엘이디(10)의 출력단이 그라운드될 수 있다.
일 예로, 엘이디 스트링부(500)는, 제1 엘이디, 제2 엘이디, 제3 엘이디가 서로 직렬 연결되어 순차적으로 배열될 수 있다.
여기서, 제1 엘이디의 입력단은, 배터리에 연결되고, 제1 엘이디의 출력단은, 제2 엘이디의 입력단에 연결되며, 제3 엘이디의 입력단은, 제2 엘이디의 출력단에 연결되고, 제3 엘이디의 출력단은, 그라운드될 수 있다.
이때, 선택부(100)는, 제2 엘이디의 출력단과 제3 엘이디의 입력단 사이의 연결라인 중 제1 노드에 연결되고, 제1 노드를 통해 제2 엘이디와 제3 엘이디 사이의 노드 전압을 센싱할 수 있다.
경우에 따라, 선택부(100)는, 제1 엘이디의 출력단과 제2 엘이디의 입력단 사이의 연결라인 중 제2 노드에 연결되고, 제2 노드를 통해 제1 엘이디와 제2 엘이디 사이의 노드 전압을 센싱할 수도 있다.
다른 경우로서, 선택부(100)는, 배터리의 출력단과 제1 엘이디의 입력단 사이의 연결라인 중 제3 노드에 연결되고, 제3 노드를 통해 배터리와 제1 엘이디 사이의 노드 전압을 센싱할 수도 있다.
선택부(100)는, 엘이디 스트링부(500)의 노드 전압을 센싱하고, 센싱한 노드 전압과 미리 설정된 노드 기준 전압을 비교하며, 비교 결과에 따라 엘이디 구동 조건을 선택할 수 있다.
여기서, 선택부(100)는, 노드 전압을 센싱할 때, 엘이디 스트링부(500)에 포함되는 복수의 엘이디(10)들이 제1 그룹과 제2 그룹으로 분리되면 제1 그룹과 제2 그룹 사이의 노드로부터 노드 전압을 센싱할 수 있다.
일 예로, 제1 그룹은, 적어도 하나의 엘이디를 포함하고, 배터리와 제2 그룹 사이에 배치될 수 있다.
그리고, 제2 그룹은, 적어도 하나의 엘이디를 포함하고, 제1 그룹과 그라운드 사이에 배치될 수 있다.
여기서, 선택부(100)는, 센싱한 노드 전압과 미리 설정된 노드 기준 전압의 비교 결과에 따라 제1 그룹의 엘이디만을 구동시키는 제1 선택 신호를 출력하거나 또는 제1 그룹과 제2 그룹의 모든 엘이디를 구동시키는 제2 선택 신호를 출력할 수 있다.
즉, 선택부(100)는, 엘이디 구동 조건을 선택할 때, 센싱한 노드 전압이 노드 기준 전압보다 작으면 엘이디 스트링부(500)의 일부 엘이디(10)만을 구동시키는 제1 선택 신호를 출력하거나, 또는 센싱한 노드 전압이 노드 기준 전압보다 크면 엘이디 스트링부(500)의 모든 엘이디를 구동시키는 제2 선택 신호를 출력할 수 있다.
이처럼, 선택부(100)는, 센싱한 노드 전압이 모든 엘이디를 구동할 수 있는 전압보다 작으면 일부 엘이디를 오프(off)시키고 나머지 엘이디를 온(on)시키는 제1 선택 신호를 출력하고, 센싱한 노드 전압이 모든 엘이디를 구동할 수 있는 전압보다 크면 모든 엘이디를 온(on)시키는 제2 선택 신호를 출력할 수 있다.
따라서, 선택부(100)는, 노드 전압에 따라서, 오프(off)시킬 엘이디 그룹과 온(on)시킬 엘이디 그룹 사이의 노드를 전압 센싱 지점으로 선택하는 것이 바람직하다.
일 예로, 엘이디 스트링부(500)가, 서로 직렬 연결된 제1 엘이디, 제2 엘이디, 제3 엘이디를 포함하는 경우, 선택부(100)는, 온(on)시킬 엘이디 그룹이 제1 엘이디와 제2 엘이디이고 오프(off)시킬 엘이디 그룹이 제3 엘이디이면, 제2 엘이디의 출력단과 제3 엘이디의 입력단 사이를 전압 센싱 지점으로 선택할 수 있다.
다른 일 예로, 선택부(100)는, 제1 엘이디의 출력단과 제2 엘이디의 입력단 사이를 전압 센싱 지점으로 선택할 수도 있다.
또 다른 일 예로, 선택부(100)는, 배터리와 제1 엘이디의 입력단 사이를 전압 센싱 지점으로 선택할 수도 있다.
또한, 선택부(100)는, 엘이디 스트링부(500)의 노드 전압이 입력되는 제1 입력단, 미리 설정된 노드 기준 전압이 입력되는 제2 입력단, 그리고 전류 제어 구동부(200)로 선택 신호를 출력하는 출력단을 포함하는 비교기를 포함할 수 있다.
여기서, 비교기의 제1 입력단은, 엘이디 스트링부(500)에 포함되는 복수의 엘이디(10)들이 제1 그룹과 제2 그룹으로 분리되면 제1 그룹과 제2 그룹 사이의 노드에 연결될 수 있다.
일 예로, 비교기의 제1 입력단은, 엘이디 스트링부(500) 내에 배터리로부터 순차 배열되는 제1 엘이디, 제2 엘이디, 제3 엘이디가 포함되면 제2 엘이디와 제3 엘이디 사이의 노드에 연결될 수 있다.
여기서, 선택부(100)의 노드 기준 전압은, 엘이디 스트링부(500)로 공급되는 배터리 전압이 감소할 때, 엘이디 스트링부(500)의 일부 엘이디(10)가 오프(off)되는 시점에 공급되는 배터리 전압을 기반으로 설정될 수 있다.
한편, 전류 제어 구동부(200)는, 일부 엘이디 구동에 상응하는 엘이디 전력 합과 모든 엘이디 구동에 상응하는 엘이디 전력 합이 서로 동일하도록 각 엘이디에 흐르는 전류를 조절할 수 있다.
그 이유는, 배터리 전압에 관계 없이 엘이디 전력을 항상 동일하게 유지하여 밝기 저하를 방지하기 위함이다.
일 실시예로서, 전류 제어 구동부(200)는, 선택부(100)의 선택 신호에 상응하여 복수의 기준 전압 중 어느 하나의 기준 전압을 제공하는 전압 조절부(210)와, 전압 조절부(210)로부터 입력되는 기준 전압에 상응하여 스위칭되어 엘이디 스트링부(500)의 일부 엘이디 또는 모든 엘이디가 구동하도록 엘이디 전류를 조절시키는 전류 조절부(220)를 포함할 수 있다.
여기서, 전압 조절부(210)는, 전압 레귤레이터와 스위치를 포함할 수 있다.
일 예로, 전압 레귤레이터는, 제1 기준 전압, 제1 기준 전압보다 더 낮은 제2 기준 전압, 그리고 제2 기준 전압보다 더 낮은 제3 기준 전압을 제공하고, 제2 기준 전압을 전류 조절부(220)로 출력할 수 있고, 스위치는, 선택부(100)의 선택 신호에 상응하여 제1 기준 전압 또는 제3 기준 전압을 전류 조절부(220)로 출력하도록 스위칭할 수 있다.
이때, 전압 레귤레이터는, 제1 기준 전압을 출력하는 제1 출력단, 상기 제2 기준 전압을 출력하는 제2 출력단, 그리고 상기 제3 기준 전압을 출력하는 제3 출력단을 포함하고, 전압 레귤레이터의 제1 출력단과 제3 출력단은, 스위치에 연결되며, 전압 레귤레이터의 제2 출력단은, 전류 조절부(220)에 연결될 수 있다.
일 예로, 전압 레귤레이터는, 소스 기준 전압을 발생하는 밴드 갭 레퍼런스(band gap reference) 회로부, 소스 기준 전압을 서로 다른 복수의 기준 전압들로 분배하는 기준 전압 분배부, 그리고 밴드 갭 레퍼런스 회로부와 기준 전압 분배부 사이에 연결되는 전압 버퍼를 포함할 수 있다.
또한, 기준 전압 분배부는, 소스 기준 전압이 입력되면 소스 기준 전압을 서로 다른 복수의 기준 전압들로 분배하여 제공하도록 복수의 저항들이 직렬 연결되고, 저항들 사이에 연결되는 출력단을 통해 분배된 기준 전압을 출력할 수 있다.
일 예로, 기준 전압 분배부는, 전압 버퍼에 연결되어 소스 기준 전압이 입력되는 제1 저항, 제1 저항에 연결되는 제2 저항, 제2 저항에 일측이 연결되고 타측이 그라운드되는 제3 저항을 포함하고, 전압 버퍼와 제1 저항 사이에 연결되어 제1 기준 전압을 출력하는 제1 출력단, 제1 저항과 제2 저항 사이에 연결되어 제1 기준 전압보다 더 낮은 제2 기준 전압을 출력하는 제2 출력단, 제2 저항과 제3 저항 사이에 연결되어 제2 기준 전압보다 더 낮은 제3 기준 전압을 출력하는 제3 출력단을 포함할 수 있다.
그리고, 스위치는, 선택부(100)로부터 제1 선택 신호가 입력되면 전압 레귤레이터의 제1 출력단과 전류 조절부(220)를 연결시켜 제1 기준 전압을 전류 조절부(220)로 인가하고, 선택부(100)로부터 제2 선택 신호가 입력되면 전압 레귤레이터의 제3 출력단과 전류 조절부(220)를 연결시켜 제3 기준 전압을 전류 조절부(220)로 인가할 수 있다.
이어, 전류 조절부(220)는, 제1 기준 전압 또는 제3 기준 전압에 상응하여 온/오프되는 제1 스위치 회로와, 제1 스위치 회로의 온/오프에 상응하여 오프/온되는 제2 스위치 회로를 포함할 수 있는데, 제1 스위치 회로가 온되고 제2 스위치 회로가 오프되면 엘이디 스트링부(500)의 일부 엘이디만을 구동시키고, 제1 스위치 회로가 오프되고 제2 스위치 회로가 온되면 엘이디 스트링부(500)의 모든 엘이디를 구동시킬 수 있다.
여기서, 제1 스위치 회로는, 제1 증폭기와 제1 트랜지스터를 포함할 수 있다.
일 예로, 제1 증폭기는, 스위치에 연결되어 제1 기준 전압 또는 제3 기준 전압이 입력되는 제1 입력단, 그라운드에 연결되는 제2 입력단, 그리고 제1 기준 전압이 입력되면 제1 신호를 출력하고 제3 기준 전압이 입력되면 제2 신호를 출력하는 출력단을 포함할 수 있고, 제1 트랜지스터는, 제1 증폭기의 출력단에 연결되어 제1 증폭기의 출력단으로부터 제1 신호가 입력되면 턴온되고 제1 증폭기의 출력단으로부터 제2 신호가 입력되면 턴오프될 수 있다.
이때, 제1 증폭기는, 제1 입력단으로 입력되는 전압과 제2 입력단으로 입력된 전압 중 더 높은 전압으로 레귤레이션될 수 있다.
그리고, 제1 트랜지스터는, 제1 증폭기의 출력단에 연결되는 게이트단, 엘이디 스트링부(500)에 연결되는 드레인단, 그리고 제1 증폭기의 제 2 입력단과 그라운드 사이의 노드에 연결되는 소스단을 포함할 수 있다.
여기서, 제1 트랜지스터의 소스단과 그라운드 사이에는, 저항이 배치될 수 있는데, 저항은, 전류 제어 구동부(200)의 기준 전압을 기반으로 저항값이 결정될 수 있다.
예를 들면, 저항의 저항값(R1)은, ILED1 = VREF1/R1 (여기서, R1은, 저항값이고, ILED1은, 엘이디 스트링부의 일부 엘이디만이 구동될 때 각 엘이디에 흐르는 전류값이며, VREF1은, 전류 제어 구동부의 제1 기준 전압값임)으로 이루어지는 제1 수식과, ILED2 = VREF2/R1 (여기서, R1은, 저항값이고, ILED2은, 엘이디 스트링부의 모든 엘이디들이 구동될 때 각 엘이디에 흐르는 전류값이며, VREF2은, 전류 제어 구동부의 제2 기준 전압값임)으로 이루어지는 제2 수식에 의해 결정될 수 있다.
다음, 제1 트랜지스터는, 선택부(100)의 비교기와 병렬 연결되고, 제1 트랜지스터의 드레인단과 선택부(100)의 비교기 입력단은, 엘이디 스트링부(500)의 엘이디들 사이에서 동일한 노드에 연결될 수 있다.
일 예로, 제1 트랜지스터는, MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)을 포함할 수 있다.
이어, 제2 스위치 회로는, 제2 증폭기와 제2 트랜지스터를 포함할 수 있다.
여기서, 제2 증폭기는, 전압 레귤레이터에 연결되어 제2 기준 전압이 입력되는 제1 입력단, 제1 스위치 회로에 연결되어 제1 기준 전압 또는 제3 기준 전압이 입력되는 제2 입력단, 그리고 제2 기준 전압과 제2 기준 전압보다 더 낮은 제3 기준 전압이 입력되면 제1 신호를 출력하고 제2 기준 전압과 제2 기준 전압보다 더 높은 제1 기준 전압이 입력되면 제2 신호를 출력하는 출력단을 포함할 수 있고, 제2 트랜지스터는, 제2 증폭기의 출력단에 연결되어 제2 증폭기의 출력단으로부터 제1 신호가 입력되면 턴온되고 제2 증폭기의 출력단으로부터 제2 신호가 입력되면 턴오프될 수 있다.
이때, 제2 증폭기는, 제1 입력단으로 입력되는 전압과 제2 입력단으로 입력된 전압 중 더 높은 전압으로 레귤레이션될 수 있다.
그리고, 제2 트랜지스터는, 제2 증폭기의 출력단에 연결되는 게이트단, 엘이디 스트링부(500)에 연결되는 드레인단, 그리고 제2 증폭기의 제 2 입력단과 그라운드 사이의 노드에 연결되는 소스단을 포함할 수 있다.
여기서, 제2 트랜지스터의 드레인단은, 엘이디 스트링부(500)의 끝단 마지막 번째 엘이디에 직렬 연결될 수 있다.
이어, 제2 트랜지스터의 소스단과 그라운드 사이에는, 저항이 배치될 수 있는데, 저항은, 전류 제어 구동부(200)의 기준 전압을 기반으로 저항값이 결정될 수 있다.
예를 들면, 저항의 저항값(R1)은, ILED1 = VREF1/R1 (여기서, R1은, 저항값이고, ILED1은, 엘이디 스트링부의 일부 엘이디만이 구동될 때 각 엘이디에 흐르는 전류값이며, VREF1은, 상기 전류 제어 구동부의 제1 기준 전압값임)으로 이루어지는 제1 수식과, ILED2 = VREF2/R1 (여기서, R1은, 저항값이고, ILED2은, 엘이디 스트링부의 모든 엘이디들이 구동될 때 각 엘이디에 흐르는 전류값이며, VREF2은, 전류 제어 구동부의 제2 기준 전압값임)으로 이루어지는 제2 수식에 의해 결정될 수 있다.
다음, 제2 트랜지스터의 소스단과 저항 사이의 노드에는, 제1 스위치 회로의 제1 증폭기와 제1 트랜지스터, 그리고 제2 스위치 회로의 제2 증폭기가 서로 병렬 연결될 수 있다.
일 예로, 제2 트랜지스터는, MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)을 포함할 수 있다.
다른 실시예로서, 전류 제어 구동부(200)는, 선택부(100)의 선택 신호에 상응하여 복수의 기준 전압 중 어느 하나의 기준 전압을 제공하는 전압 조절부(210)와, 전압 조절부(210)로부터 입력되는 기준 전압에 상응하여 스위칭되어 엘이디 스트링부(500)의 일부 엘이디 또는 모든 엘이디가 구동하도록 엘이디 전류를 조절시키는 전류 조절부(220)를 포함할 수 있다.
여기서, 전압 조절부(210)는, 제1 기준 전압, 그리고 제1 기준 전압보다 더 낮은 제2 기준 전압을 제공하는 전압 레귤레이터와, 선택부(100)의 선택 신호에 상응하여 제1 기준 전압 또는 제2 기준 전압을 전류 조절부(220)로 출력하도록 스위칭하는 스위치를 포함할 수 있다.
이때, 전압 레귤레이터는, 제1 기준 전압을 출력하는 제1 출력단, 그리고 제2 기준 전압을 출력하는 제2 출력단을 포함하고, 전압 레귤레이터의 제1 출력단과 제2 출력단은, 스위치에 연결될 수 있다.
일 예로, 전압 레귤레이터는, 소스 기준 전압을 발생하는 밴드 갭 레퍼런스(band gap reference) 회로부, 소스 기준 전압을 서로 다른 복수의 기준 전압들로 분배하는 기준 전압 분배부, 그리고 밴드 갭 레퍼런스 회로부와 기준 전압 분배부 사이에 연결되는 전압 버퍼를 포함할 수 있다.
또한, 기준 전압 분배부는, 소스 기준 전압이 입력되면 소스 기준 전압을 서로 다른 복수의 기준 전압들로 분배하여 제공하도록 복수의 저항들이 직렬 연결되고, 저항들 사이에 연결되는 출력단을 통해 분배된 기준 전압을 출력할 수 있다.
일 예로, 기준 전압 분배부는, 전압 버퍼에 연결되어 소스 기준 전압이 입력되는 제1 저항과, 제1 저항에 일측이 연결되고 타측이 그라운드되는 제2 저항을 포함하고, 전압 버퍼와 제1 저항 사이에 연결되어 제1 기준 전압을 출력하는 제1 출력단과, 제1 저항과 제2 저항 사이에 연결되어 제1 기준 전압보다 더 낮은 제2 기준 전압을 출력하는 제2 출력단을 포함할 수 있다.
그리고, 스위치는, 선택부(100)로부터 제1 선택 신호가 입력되면 전압 레귤레이터의 제1 출력단을 연결시켜 제1 기준 전압을 전류 조절부(220)로 인가하고, 선택부(100)로부터 제2 선택 신호가 입력되면 전압 레귤레이터의 제3 출력단을 연결시켜 제2 기준 전압을 전류 조절부(220)로 인가할 수 있다.
다음, 전류 조절부(220)는, 선택부(100)의 선택 신호에 상응하여 온/오프되는 제3 스위치 회로와, 제1 기준 전압 또는 제2 기준 전압에 상응하여 온/오프되는 제4 스위치 회로를 포함할 수 있는데, 제3 스위치 회로가 온되고 제4 스위치 회로가 온되면 엘이디 스트링부(500)의 일부 엘이디만을 구동시키고, 제3 스위치 회로가 오프되고 제4 스위치 회로가 온되면 엘이디 스트링부(500)의 모든 엘이디를 구동시킬 수 있다.
일 예로, 제3 스위치 회로는, 선택부(100)의 선택 신호를 반전시키는 인버터와, 인버터의 출력단에 연결되어 인버터의 출력단으로부터 제1 신호가 입력되면 턴온되고, 인버터의 출력단으로부터 제2 신호가 입력되면 턴오프되는 제2 트랜지스터를 포함할 수 있다.
여기서, 제2 트랜지스터는, 인버터의 출력단에 연결되는 게이트단, 엘이디 스트링부(500)에 연결되는 드레인단, 그리고 엘이디 스트링부(500)와 제4 스위칭 회로 사이의 노드에 연결되는 소스단을 포함할 수 있다.
제2 트랜지스터는, 엘이디 스트링부(500)에 포함되는 복수의 엘이디들이 제1 그룹과 제2 그룹으로 분리되면 제1 그룹과 제2 그룹 사이의 노드에 드레인단이 연결되고, 제2 그룹의 끝단에 소스단이 연결될 수 있다.
일 예로, 제1 그룹은, 적어도 하나의 엘이디를 포함하고, 배터리와 제2 그룹 사이에 배치되며, 제2 그룹은, 적어도 하나의 엘이디를 포함하고, 제1 그룹과 그라운드 사이에 배치될 수 있다.
그리고, 제2 트랜지스터는, 인버터의 출력단으로부터 제1 신호가 입력되면 턴온되어 제1 그룹의 엘이디만을 구동시키거나 또는 인버터의 출력단으로부터 제2 신호가 입력되면 턴오프되어 제1 그룹과 제2 그룹의 모든 엘이디를 구동시킬 수 있다.
이어, 제4 스위치 회로는, 증폭기와 제1 트랜지스터를 포함할 수 있다.
여기서, 증폭기는, 전압 조절부(210)의 스위치에 연결되어 제1 기준 전압 또는 제1 기준 전압보다 더 낮은 제2 기준 전압이 입력되는 제1 입력단, 그라운드에 연결되는 제2 입력단, 그리고 제1 기준 전압이 입력되면 제1 신호를 출력하고 제2 기준 전압이 입력되면 제2 신호를 출력하는 출력단을 포함할 수 있다.
그리고, 제1 트랜지스터는, 증폭기의 출력단에 연결되어 증폭기의 출력단으로부터 제1 신호 또는 제2 신호가 입력되면 턴온을 유지할 수 있다.
이때, 제1 트랜지스터는, 증폭기의 출력단에 연결되는 게이트단, 엘이디 스트링부(500)에 연결되는 드레인단, 그리고 증폭기의 제 2 입력단과 그라운드 사이의 노드에 연결되는 소스단을 포함할 수 있다.
일 예로, 제1 트랜지스터의 드레인단은, 엘이디 스트링부(500)의 끝단에 위치하는 마지막 번째 엘이디와 직렬 연결되고, 제1 트랜지스터의 드레인단과 엘이디 스트링부(500) 사이의 노드에는, 제3 스위치 회로의 제2 트랜지스터의 소스단이 연결될 수 있다.
이어, 제1 트랜지스터의 소스단과 그라운드 사이에는, 저항이 배치될 수 있는데, 저항은, 전류 제어 구동부(200)의 기준 전압을 기반으로 저항값이 결정될 수 있다.
일 예로, 저항의 저항값(R1)은, ILED1 = VREF1/R1 (여기서, R1은, 저항값이고, ILED1은, 엘이디 스트링부의 일부 엘이디만이 구동될 때 각 엘이디에 흐르는 전류값이며, VREF1은, 전류 제어 구동부의 제1 기준 전압값임)으로 이루어지는 제1 수식과, ILED2 = VREF2/R1 (여기서, R1은, 저항값이고, ILED2은, 엘이디 스트링부의 모든 엘이디들이 구동될 때 각 엘이디에 흐르는 전류값이며, VREF2은, 전류 제어 구동부의 제2 기준 전압값임)으로 이루어지는 제2 수식에 의해 결정될 수 있다.
또한, 제1 트랜지스터는, MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)을 포함할 수 있다.
한편, 전류 제어 구동부(200)는, 선택부(100)로부터 엘이디 스트링부(500)의 일부 엘이디만을 구동시키는 제1 엘이디 구동 조건에 상응하는 제1 선택 신호가 입력되면 일부 엘이디 구동에 상응하는 제2 엘이디 전력 합을 모든 엘이디 구동에 상응하는 제1 엘이디 전력 합과 동일하도록 각 엘이디에 흐르는 전류를 조절할 수 있다.
여기서, 전류 제어 구동부(200)는, 각 엘이디(10)에 흐르는 전류를 조절할 때, PLED_SUM1 = PLED_SUM12 (여기서, PLED_SUM1은, 모든 엘이디 구동에 상응하는 제1 엘이디 전력 합이고, PLED_SUM2은, 일부 엘이디 구동에 상응하는 제2 엘이디 전력 합임), PLED_SUM1 = N × VLED × ILED1 (여기서, PLED_SUM1은, 제1 엘이디 전력 합이고, N은, 엘이디 스트링부의 엘이디 총 개수이며, VLED 은, 각 엘이디의 전압값이고, ILED1은, 각 엘이디의 전류값임), PLED_SUM2 = N-n × VLED × ILED2 (여기서, PLED_SUM2은, 제2 엘이디 전력 합이고, N은, 엘이디 스트링부의 엘이디 총 개수이며, n은, 엘이디 스트링부의 엘이디들 중 오프되는 엘이디 개수이고, VLED은, 각 엘이디의 전압값이고, ILED2은, 각 엘이디의 전류값임)으로 이루어지는 수식을 기반으로 각 엘이디에 흐르는 전류를 조절할 수 있다.
이와 같이, 본 개시는, 엘이디 전압을 센싱하여 엘이디 구동 조건을 선정하고, 엘이디 구동 조건에 상응하여 일부 엘이디 구동에 상응하는 엘이디 전력 합과 모든 엘이디 구동에 상응하는 엘이디 전력 합이 서로 동일하도록 각 엘이디에 흐르는 전류를 조절함으로써, 배터리 전압에 관계 없이 엘이디 전력을 항상 동일하게 유지하여 밝기 저하를 방지할 수 있다.
도 2는, 도 1의 엘이디 스트링부를 설명하기 위한 도면이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 개시는, 엘이디 스트링부(500)에 흐르는 전압을 센싱하여 센싱한 전압을 기반으로 엘이디 스트링부(500)의 엘이디 구동 조건을 선택하고, 엘이디 구동 조건에 상응하여 엘이디 스트링부(500)의 일부 엘이디 또는 모든 엘이디가 구동하도록 엘이디 전류를 제어할 수 있다.
엘이디 스트링부(500)는, 복수의 엘이디(10)들이 서로 직렬 연결되어 순서대로 배열될 수 있는데, 한 개의 엘이디 스트링 또는 복수 개의 엘이디 스트링(LED string)들을 포함할 수 있다.
이때, 복수의 엘이디(10)들은, 배터리(20)로부터 공급되는 전압에 의해 구동되어 발광할 수 있다.
그리고, 엘이디 스트링부(500)는, 순서대로 배열되는 복수의 엘이디(10)들 중 첫 번째 엘이디(10)의 입력단이 배터리(20)에 연결되고, 마지막 번째 엘이디(10)의 출력단이 그라운드(30)될 수 있다.
일 예로, 엘이디 스트링부(500)는, 제1 엘이디, 제2 엘이디, 제3 엘이디가 서로 직렬 연결되어 순차적으로 배열될 수 있다.
여기서, 제1 엘이디의 입력단은, 배터리(20)에 연결되고, 제1 엘이디의 출력단은, 제2 엘이디의 입력단에 연결되며, 제3 엘이디의 입력단은, 제2 엘이디의 출력단에 연결되고, 제3 엘이디의 출력단은, 그라운드(30)될 수 있다.
도 3 내지 도 5는, 엘이디 스트링부의 노드 전압 센싱 지점을 설명하기 위한 도면이다.
도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 본 개시는, 선택부(100)를 통해, 엘이디 스트링부(500)의 노드 전압을 센싱하고, 센싱한 노드 전압과 미리 설정된 노드 기준 전압을 비교하며, 비교 결과에 따라 엘이디 구동 조건을 선택할 수 있다.
여기서, 선택부(100)는, 노드 전압을 센싱할 때, 엘이디 스트링부(500)에 포함되는 복수의 엘이디들이 제1 그룹(10a)과 제2 그룹(10b)으로 분리되면 제1 그룹(10a)과 제2 그룹(10b) 사이의 노드로부터 노드 전압을 센싱할 수 있다.
일 예로, 제1 그룹(10a)은, 적어도 하나의 엘이디를 포함하고, 배터리(20)와 제2 그룹(10b) 사이에 배치될 수 있다.
그리고, 제2 그룹(10b)은, 적어도 하나의 엘이디를 포함하고, 제1 그룹(10a)과 그라운드(30) 사이에 배치될 수 있다.
이때, 선택부(100)는, 센싱한 노드 전압과 미리 설정된 노드 기준 전압의 비교 결과에 따라 제1 그룹(10a)의 엘이디만을 구동시키는 제1 선택 신호를 출력하거나 또는 제1 그룹(10b)과 제2 그룹(10b)의 모든 엘이디를 구동시키는 제2 선택 신호를 출력할 수 있다.
그리고, 선택부(100)는, 엘이디 구동 조건을 선택할 때, 센싱한 노드 전압이 노드 기준 전압보다 작으면 엘이디 스트링부(500)의 일부 엘이디만을 구동시키는 제1 선택 신호를 출력하고, 센싱한 노드 전압이 노드 기준 전압보다 크면 엘이디 스트링부(500)의 모든 엘이디를 구동시키는 제2 선택 신호를 출력할 수 있다.
이처럼, 선택부(100)는, 센싱한 노드 전압이 모든 엘이디를 구동할 수 있는 전압보다 작으면 일부 엘이디를 오프(off)시키고 나머지 엘이디를 온(on)시키는 제1 선택 신호를 출력하고, 센싱한 노드 전압이 모든 엘이디를 구동할 수 있는 전압보다 크면 모든 엘이디를 온(on)시키는 제2 선택 신호를 출력할 수 있다.
따라서, 선택부(100)는, 노드 전압에 따라서, 오프(off)시킬 엘이디 그룹과 온(on)시킬 엘이디 그룹 사이의 노드를 전압 센싱 지점으로 선택하는 것이 바람직하다.
도 3 내지 도 5와 같이, 엘이디 스트링부(500)가, 제1 엘이디(11), 제2 엘이디(12), 제3 엘이디(13)가 서로 직렬 연결되어 순차적으로 배열되는 경우, 본 개시의 선택부(100)는, 엘이디 스트링부(500)의 노드 전압 센싱 지점을 다양하게 설정할 수 있다.
일 실시예로, 도 3과 같이, 본 개시의 선택부(100)는, 제2 엘이디(12)의 출력단과 제3 엘이디(13)의 입력단 사이의 연결라인 중 제1 노드(21)에 연결되고, 제1 노드(21)를 통해 제2 엘이디(12)와 제3 엘이디(13) 사이의 노드 전압을 센싱할 수 있다.
여기서, 본 개시의 선택부(100)는, 제2 엘이디(12)의 출력단과 제3 엘이디(13)의 입력단 사이를 전압 센싱 지점으로 선택할 수 있는데, 전압 센싱 지점을 기준으로 제1 그룹(10a)의 제1 엘이디(11)와 제2 엘이디(12)을 온(on)시키고, 제2 그룹(10b)의 제3 엘이디(13)을 오프(off)시킬 수 있다.
다른 실시예로, 도 4와 같이, 본 개시의 선택부(100)는, 제1 엘이디(11)의 출력단과 제2 엘이디(12)의 입력단 사이의 연결라인 중 제2 노드(22)에 연결되고, 제2 노드(22)를 통해 제1 엘이디(11)와 제2 엘이디(12) 사이의 노드 전압을 센싱할 수도 있다.
여기서, 본 개시의 선택부(100)는, 제1 엘이디(11)의 출력단과 제2 엘이디(12)의 입력단 사이를 전압 센싱 지점으로 선택할 수 있는데, 전압 센싱 지점을 기준으로 제1 그룹(10a)의 제1 엘이디(11)를 온(on)시키고, 제2 그룹(10b)의 제2 엘이디(12)와 제3 엘이디(13)을 오프(off)시킬 수 있다.
또 다른 실시예로, 도 5와 같이, 본 개시의 선택부(100)는, 배터리(20)의 출력단과 제1 엘이디(11)의 입력단 사이의 연결라인 중 제3 노드(23)에 연결되고, 제3 노드(23)를 통해 배터리(20)와 제1 엘이디(11) 사이의 노드 전압을 센싱할 수도 있다.
여기서, 본 개시의 선택부(100)는, 배터리(20)와 제1 엘이디(11)의 입력단 사이를 전압 센싱 지점으로 선택할 수 있는데, 전압 센싱 지점이 제1 그룹(10a)의 엘이디와 제2 그룹(10b)의 엘이디를 분리하여 온/오프시키는 기준점이 아닐 수도 있다.
도 6은, 도 1의 선택부를 설명하기 위한 도면이다.
도 6에 도시된 바와 같이, 본 개시의 선택부(100)는, 엘이디 스트링부의 노드 전압(Vin)이 입력되는 제1 입력단(+), 미리 설정된 노드 기준 전압(Vref)이 입력되는 제2 입력단(-), 그리고 전류 제어 구동부로 선택 신호(SEL)를 출력하는 출력단을 포함하는 비교기(110)를 포함할 수 있다.
여기서, 비교기(110)의 제1 입력단(+)은, 엘이디 스트링부에 포함되는 복수의 엘이디들이 제1 그룹과 제2 그룹으로 분리되면 제1 그룹과 제2 그룹 사이의 노드에 연결될 수 있다.
일 예로, 비교기(110)의 제1 입력단(+)은, 엘이디 스트링부 내에 배터리로부터 순차 배열되는 제1 엘이디, 제2 엘이디, 제3 엘이디가 포함되면 제2 엘이디와 제3 엘이디 사이의 노드에 연결될 수 있다.
여기서, 선택부(100)의 노드 기준 전압(Vin)은, 엘이디 스트링부로 공급되는 배터리 전압이 감소할 때, 엘이디 스트링부의 일부 엘이디가 오프(off)되는 시점에 공급되는 배터리 전압을 기반으로 설정될 수 있다.
이처럼, 선택부(100)는, 엘이디 스트링부의 노드 전압(Vin)을 센싱하고, 센싱한 노드 전압(Vin)과 미리 설정된 노드 기준 전압(Vref)을 비교하며, 비교 결과에 따라 엘이디 구동 조건을 선택할 수 있다.
여기서, 선택부(100)는, 센싱한 노드 전압(Vin)과 미리 설정된 노드 기준 전압(Vref)의 비교 결과에 따라 제1 그룹의 엘이디만을 구동시키는 제1 선택 신호를 출력하거나 또는 제1 그룹과 제2 그룹의 모든 엘이디를 구동시키는 제2 선택 신호를 출력할 수 있다.
즉, 선택부(100)는, 엘이디 구동 조건을 선택할 때, 센싱한 노드 전압이 노드 기준 전압보다 작으면 엘이디 스트링부의 일부 엘이디만을 구동시키는 제1 선택 신호를 출력하거나, 또는 센싱한 노드 전압이 노드 기준 전압보다 크면 엘이디 스트링부의 모든 엘이디를 구동시키는 제2 선택 신호를 출력할 수 있다.
한편, 본 개시의 전류 제어 구동부는, 일부 엘이디 구동에 상응하는 엘이디 전력 합과 모든 엘이디 구동에 상응하는 엘이디 전력 합이 서로 동일하도록 각 엘이디에 흐르는 전류를 조절할 수 있다.
그 이유는, 배터리 전압에 관계 없이 엘이디 전력을 항상 동일하게 유지하여 밝기 저하를 방지하기 위함이다.
전류 제어 구동부는, 선택부의 선택 신호에 상응하여 복수의 기준 전압 중 어느 하나의 기준 전압을 제공하는 전압 조절부와, 전압 조절부로부터 입력되는 기준 전압에 상응하여 스위칭되어 엘이디 스트링부의 일부 엘이디 또는 모든 엘이디가 구동하도록 엘이디 전류를 조절시키는 전류 조절부를 포함할 수 있다.
도 7 및 도 8은, 도 1의 전압 조절부를 설명하기 위한 도면이다.
도 7에 도시된 바와 같이, 전압 조절부(210)는, 전압 레귤레이터(212)와 스위치(214)를 포함할 수 있다.
일 예로, 전압 레귤레이터(212)는, 제1 기준 전압(212a), 제1 기준 전압(212a)보다 더 낮은 제2 기준 전압(212b), 그리고 제2 기준 전압(212b)보다 더 낮은 제3 기준 전압(212c)을 제공하고, 제2 기준 전압(212b)을 전류 조절부)로 출력할 수 있다.
그리고, 스위치(214)는, 선택부의 선택 신호에 상응하여 제1 기준 전압 또는 제3 기준 전압을 전류 조절부로 출력하도록 스위칭할 수 있다.
도 8에 도시된 바와 같이, 전압 레귤레이터(212)는, 제1 기준 전압(212a)을 출력하는 제1 출력단, 상기 제2 기준 전압(212b)을 출력하는 제2 출력단, 그리고 제3 기준 전압(212c)을 출력하는 제3 출력단을 포함하고, 전압 레귤레이터(212)의 제1 출력단과 제3 출력단은, 스위치(214)에 연결되며, 전압 레귤레이터의 제2 출력단은, 전류 조절부에 연결될 수 있다.
일 예로, 전압 레귤레이터(212)는, 소스 기준 전압을 발생하는 밴드 갭 레퍼런스(band gap reference) 회로부(212-1), 소스 기준 전압을 서로 다른 복수의 기준 전압들로 분배하는 기준 전압 분배부(212-3), 그리고 밴드 갭 레퍼런스 회로부(212-1)와 기준 전압 분배부(212-3) 사이에 연결되는 전압 버퍼(212-2)를 포함할 수 있다.
또한, 기준 전압 분배부(212-3)는, 소스 기준 전압이 입력되면 소스 기준 전압을 서로 다른 복수의 기준 전압들로 분배하여 제공하도록 복수의 저항들이 직렬 연결되고, 저항들 사이에 연결되는 출력단을 통해 분배된 기준 전압을 출력할 수 있다.
일 예로, 기준 전압 분배부(212)는, 전압 버퍼(212-2)에 연결되어 소스 기준 전압이 입력되는 제1 저항(212-3a), 제1 저항(212-3a)에 연결되는 제2 저항(212-3b), 제2 저항(212-3b)에 일측이 연결되고 타측이 그라운드되는 제3 저항(212-3c)을 포함하고, 전압 버퍼(212-2)와 제1 저항(212-3a) 사이에 연결되어 제1 기준 전압(212a)을 출력하는 제1 출력단, 제1 저항(212-3a)과 제2 저항(212-3b) 사이에 연결되어 제1 기준 전압(212a)보다 더 낮은 제2 기준 전압(212b)을 출력하는 제2 출력단, 제2 저항(212-3b)과 제3 저항(212-3c) 사이에 연결되어 제2 기준 전압(212b)보다 더 낮은 제3 기준 전압(212c)을 출력하는 제3 출력단을 포함할 수 있다.
그리고, 스위치(214)는, 선택부로부터 제1 선택 신호가 입력되면 전압 레귤레이터(212) 제1 출력단과 전류 조절부를 연결시켜 제1 기준 전압(212a)를 전류 조절부로 인가하고, 선택부로부터 제2 선택 신호가 입력되면 전압 레귤레이터(212)의 제3 출력단과 전류 조절부를 연결시켜 제3 기준 전압(212-3c)을 전류 조절부로 인가할 수 있다.
도 9는, 도 1이 전류 조절부를 설명하기 위한 도면이다.
본 개시의 전류 조절부(220)는, 제1 기준 전압 또는 제3 기준 전압에 상응하여 온/오프되는 제1 스위치 회로와, 제1 스위치 회로의 온/오프에 상응하여 오프/온되는 제2 스위치 회로를 포함할 수 있다.
여기서, 본 개시의 전류 조절부(220)는, 제1 스위치 회로가 온되고 제2 스위치 회로가 오프되면 엘이디 스트링부의 일부 엘이디만을 구동시키고, 제1 스위치 회로가 오프되고 제2 스위치 회로가 온되면 엘이디 스트링부의 모든 엘이디를 구동시킬 수 있다.
도 9에 도시된 바와 같이, 본 개시의 전류 조절부(220)에서, 스위치 회로는, 증폭기(A)와 트랜지스터(M1)를 포함할 수 있다.
일 예로, 증폭기(A)는, 기준 전압(Vref)이 입력되는 제1 입력단(+), 그라운드에 연결되는 제2 입력단(-), 그리고 입력되는 기준 전압(Vref)에 따라 제1 신호 또는 제2 신호를 출력하는 출력단을 포함할 수 있다.
여기서, 트랜지스터(M1)는, 증폭기(A)의 출력단에 연결되어 증폭기(A)의 출력단으로부터 제1 신호가 입력되면 턴온되고 증폭기(A)의 출력단으로부터 제2 신호가 입력되면 턴오프될 수 있다.
이때, 증폭기(A)는, 제1 입력단(+)으로 입력되는 전압과 제2 입력단(-)으로 입력된 전압 중 더 높은 전압으로 레귤레이션될 수 있다.
그리고, 트랜지스터(M1)는, 증폭기(A)의 출력단에 연결되는 게이트단, 엘이디 스트링부에 연결되는 드레인단, 그리고 증폭기(A)의 제 2 입력단(-)과 그라운드 사이의 노드에 연결되는 소스단을 포함할 수 있다.
여기서, 트랜지스터(M1)의 소스단과 그라운드 사이에는, 저항(R1)이 배치될 수 있는데, 저항(R1)은, 전류 제어 구동부의 기준 전압을 기반으로 저항값이 결정될 수 있다.
예를 들면, 저항(R1)의 저항값(R1)은, ILED1 = VREF1/R1 (여기서, R1은, 저항값이고, ILED1은, 엘이디 스트링부의 일부 엘이디만이 구동될 때 각 엘이디에 흐르는 전류값이며, VREF1은, 전류 제어 구동부의 제1 기준 전압값임)으로 이루어지는 제1 수식과, ILED2 = VREF2/R1 (여기서, R1은, 저항값이고, ILED2은, 엘이디 스트링부의 모든 엘이디들이 구동될 때 각 엘이디에 흐르는 전류값이며, VREF2은, 전류 제어 구동부의 제2 기준 전압값임)으로 이루어지는 제2 수식에 의해 결정될 수 있다.
또한, 트랜지스터(M1)의 소스단과 그라운드 사이에 흐르는 전류(I)는, I = Vfb/R1, Vfb = Vref (여기서, Vfb는, 트랜지스터(M1)의 소스단과 그라운드 사이의 노드와 증폭기(A)의 제 2 입력단(-) 사이에 흐르는 피드백 전압이고, R1은, 저항 R1의 저항값, Vref는, 증폭기(A)의 제1 입력단(+)으로 입력되는 기준 전압임)으로 이루어지는 수식에 의해 결정될 수 있다.
도 10은, 본 개시의 제1 실시 예에 따른 엘이디 구동 장치를 설명하기 위한 회로도이고, 도 11 및 도 12는, 본 개시의 제1 실시 예에 따른 엘이디 구동 장치의 회로 동작을 설명하기 위한 회로도이다.
도 10에 도시된 바와 같이, 본 개시의 제1 실시 예에 따른 엘이디 구동 장치는, 엘이디 스트링(LED string)부(500)에 흐르는 전압을 센싱하여 센싱한 전압을 기반으로 엘이디 스트링부(500)의 엘이디 구동 조건을 선택하는 선택부(100)와, 선택부(100)의 엘이디 구동 조건에 상응하여 엘이디 스트링부(500)의 일부 엘이디 또는 모든 엘이디가 구동하도록 엘이디 전류를 제어하는 전류 제어 구동부를 포함할 수 있다.
여기서, 엘이디 스트링부(500)는, 복수의 엘이디들이 서로 직렬 연결되어 순서대로 배열될 수 있는데, 한 개의 엘이디 스트링 또는 복수 개의 엘이디 스트링들을 포함할 수 있다.
이때, 복수의 엘이디들은, 배터리로부터 공급되는 전압(VBAT)에 의해 구동되어 발광할 수 있다.
일 예로, 엘이디 스트링부(500)는, 제1 엘이디(11), 제2 엘이디(12), 제3 엘이디(13)가 서로 직렬 연결되어 순차적으로 배열될 수 있다.
이때, 선택부(100)는, 제2 엘이디(12)의 출력단과 제3 엘이디(13)의 입력단 사이의 연결라인 중 노드에 연결되고, 노드를 통해 제2 엘이디(12)와 제3 엘이디(13) 사이의 노드 전압(Vx)을 센싱할 수 있다.
선택부(100)는, 엘이디 스트링부(500)의 노드 전압(Vx)을 센싱하고, 센싱한 노드 전압(Vx)과 미리 설정된 노드 기준 전압(VREF_Vx)을 비교하며, 비교 결과에 따라 엘이디 구동 조건을 선택할 수 있다.
여기서, 선택부(100)는, 노드 전압(Vx)을 센싱할 때, 엘이디 스트링부(500)에 포함되는 복수의 엘이디들이 제1 그룹과 제2 그룹으로 분리되면 제1 그룹과 제2 그룹 사이의 노드로부터 노드 전압을 센싱할 수 있다.
이때, 선택부(100)는, 센싱한 노드 전압(Vx)과 미리 설정된 노드 기준 전압(VREF_Vx)의 비교 결과에 따라 제1 그룹의 엘이디만을 구동시키는 제1 선택 신호를 출력하거나 또는 제1 그룹과 제2 그룹의 모든 엘이디를 구동시키는 제2 선택 신호를 출력할 수 있다.
즉, 선택부(100)는, 엘이디 구동 조건을 선택할 때, 센싱한 노드 전압(Vx)이 노드 기준 전압(VREF_Vx)보다 작으면 엘이디 스트링부(500)의 일부 엘이디(10)만을 구동시키는 제1 선택 신호를 출력하거나, 또는 센싱한 노드 전압(Vx)이 노드 기준 전압(VREF_Vx)보다 크면 엘이디 스트링부(500)의 모든 엘이디를 구동시키는 제2 선택 신호를 출력할 수 있다.
이처럼, 선택부(100)는, 센싱한 노드 전압이 모든 엘이디를 구동할 수 있는 전압보다 작으면 일부 엘이디를 오프(off)시키고 나머지 엘이디를 온(on)시키는 제1 선택 신호를 출력하고, 센싱한 노드 전압이 모든 엘이디를 구동할 수 있는 전압보다 크면 모든 엘이디를 온(on)시키는 제2 선택 신호를 출력할 수 있다.
따라서, 선택부(100)는, 노드 전압에 따라서, 오프(off)시킬 엘이디 그룹과 온(on)시킬 엘이디 그룹 사이의 노드를 전압 센싱 지점으로 선택하는 것이 바람직하다.
또한, 선택부(100)는, 엘이디 스트링부(500)의 노드 전압이 입력되는 제1 입력단, 미리 설정된 노드 기준 전압이 입력되는 제2 입력단, 그리고 전류 제어 구동부로 선택 신호를 출력하는 출력단을 포함하는 비교기(110)를 포함할 수 있다.
한편, 전류 제어 구동부는, 선택부(100)의 선택 신호에 상응하여 복수의 기준 전압 중 어느 하나의 기준 전압을 제공하는 전압 조절부(210)와, 전압 조절부(210)로부터 입력되는 기준 전압에 상응하여 스위칭되어 엘이디 스트링부(500)의 일부 엘이디 또는 모든 엘이디가 구동하도록 엘이디 전류를 조절시키는 전류 조절부(220)를 포함할 수 있다.
여기서, 전압 조절부(210)는, 전압 레귤레이터(212)와 스위치(214)를 포함할 수 있다.
일 예로, 전압 레귤레이터(212)는, 제1 기준 전압(VREF1), 제1 기준 전압(VREF1)보다 더 낮은 제2 기준 전압(VREF2), 그리고 제2 기준 전압(VREF2)보다 더 낮은 제3 기준 전압(VREF3)을 제공하고, 제2 기준 전압(VREF2)을 전류 조절부(220)로 출력할 수 있고, 스위치(214)는, 선택부(100)의 선택 신호에 상응하여 제1 기준 전압(VREF1) 또는 제3 기준 전압(VREF3)을 전류 조절부(220)로 출력하도록 스위칭할 수 있다.
이때, 전압 레귤레이터(212)는, 제1 기준 전압(VREF1)을 출력하는 제1 출력단, 제2 기준 전압(VREF2)을 출력하는 제2 출력단, 그리고 제3 기준 전압(VREF3)을 출력하는 제3 출력단을 포함하고, 전압 레귤레이터의 제1 출력단(VREF1)과 제3 출력단(VREF3)은, 스위치(214)에 연결되며, 전압 레귤레이터(212)의 제2 출력단은, 전류 조절부(220)에 연결될 수 있다.
그리고, 스위치(214)는, 선택부(100)로부터 제1 선택 신호가 입력되면 전압 레귤레이터(212)의 제1 출력단과 전류 조절부(220)를 연결시켜 제1 기준 전압(VREF1)을 전류 조절부(220)로 인가하고, 선택부(100)로부터 제2 선택 신호가 입력되면 전압 레귤레이터(212)의 제3 출력단과 전류 조절부(220)를 연결시켜 제3 기준 전압(VREF3)을 전류 조절부(220)로 인가할 수 있다.
이어, 전류 조절부(220)는, 제1 기준 전압(VREF1) 또는 제3 기준 전압(VREF3)에 상응하여 온/오프되는 제1 스위치 회로(222)와, 제1 스위치 회로(222)의 온/오프에 상응하여 오프/온되는 제2 스위치 회로(224)를 포함할 수 있는데, 제1 스위치 회로(222)가 온되고 제2 스위치 회로(224)가 오프되면 엘이디 스트링부(500)의 일부 엘이디만을 구동시키고, 제1 스위치 회로(222)가 오프되고 제2 스위치 회로(224)가 온되면 엘이디 스트링부(500)의 모든 엘이디를 구동시킬 수 있다.
여기서, 제1 스위치 회로(222)는, 제1 증폭기(222-1)와 제1 트랜지스터(222-2)를 포함할 수 있다.
일 예로, 제1 증폭기(222-1)는, 스위치(214)에 연결되어 제1 기준 전압(VREF1) 또는 제3 기준 전압(VREF3)이 입력되는 제1 입력단, 그라운드에 연결되는 제2 입력단, 그리고 제1 기준 전압(VREF1)이 입력되면 제1 신호를 출력하고 제3 기준 전압(VREF3)이 입력되면 제2 신호를 출력하는 출력단을 포함할 수 있고, 제1 트랜지스터(222-2)는, 제1 증폭기(222-1)의 출력단에 연결되어 제1 증폭기(222-1)의 출력단으로부터 제1 신호가 입력되면 턴온되고 제1 증폭기(222-1)의 출력단으로부터 제2 신호가 입력되면 턴오프될 수 있다.
이때, 제1 증폭기(222-1)는, 제1 입력단으로 입력되는 전압과 제2 입력단으로 입력된 전압 중 더 높은 전압으로 레귤레이션될 수 있다.
그리고, 제1 트랜지스터(222-2)는, 제1 증폭기(222-1)의 출력단에 연결되는 게이트단, 엘이디 스트링부(500)에 연결되는 드레인단, 그리고 제1 증폭기(222-1)의 제 2 입력단과 그라운드 사이의 노드에 연결되는 소스단을 포함할 수 있다.
여기서, 제1 트랜지스터(222-2)의 소스단과 그라운드 사이에는, 저항(R1)이 배치될 수 있는데, 저항(R1)은, 전류 제어 구동부의 기준 전압을 기반으로 저항값이 결정될 수 있다.
예를 들면, 저항(R1)의 저항값(R1)은, ILED1 = VREF1/R1 (여기서, R1은, 저항값이고, ILED1은, 엘이디 스트링부의 일부 엘이디만이 구동될 때 각 엘이디에 흐르는 전류값이며, VREF1은, 전류 제어 구동부의 제1 기준 전압값임)으로 이루어지는 제1 수식과, ILED2 = VREF2/R1 (여기서, R1은, 저항값이고, ILED2은, 엘이디 스트링부의 모든 엘이디들이 구동될 때 각 엘이디에 흐르는 전류값이며, VREF2은, 전류 제어 구동부의 제2 기준 전압값임)으로 이루어지는 제2 수식에 의해 결정될 수 있다.
다음, 제1 트랜지스터(222-2)는, 선택부(100)의 비교기(110)와 병렬 연결되고, 제1 트랜지스터(222-2)의 드레인단과 선택부(100)의 비교기(110) 입력단은, 엘이디 스트링부(500)의 엘이디들 사이에서 동일한 노드에 연결될 수 있다.
일 예로, 제1 트랜지스터(222-2)는, MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)을 포함할 수 있다.
이어, 제2 스위치 회로(224)는, 제2 증폭기(224-1)와 제2 트랜지스터(224-2)를 포함할 수 있다.
여기서, 제2 증폭기(224-1)는, 전압 레귤레이터(212)에 연결되어 제2 기준 전압(VREF2)이 입력되는 제1 입력단, 제1 스위치 회로(222)에 연결되어 제1 기준 전압(VREF1) 또는 제3 기준 전압(VREF3)이 입력되는 제2 입력단, 그리고 제2 기준 전압(VREF2)과 제2 기준 전압(VREF2)보다 더 낮은 제3 기준 전압(VREF3)이 입력되면 제1 신호를 출력하고 제2 기준 전압(VREF2)과 제2 기준 전압(VREF2)보다 더 높은 제1 기준 전압(VREF1)이 입력되면 제2 신호를 출력하는 출력단을 포함할 수 있고, 제2 트랜지스터(224-2)는, 제2 증폭기(224-1)의 출력단에 연결되어 제2 증폭기(224-1)의 출력단으로부터 제1 신호가 입력되면 턴온되고 제2 증폭기(224-1)의 출력단으로부터 제2 신호가 입력되면 턴오프될 수 있다.
이때, 제2 증폭기(224-1)는, 제1 입력단으로 입력되는 전압과 제2 입력단으로 입력된 전압 중 더 높은 전압으로 레귤레이션될 수 있다.
그리고, 제2 트랜지스터(224-2)는, 제2 증폭기(224-1)의 출력단에 연결되는 게이트단, 엘이디 스트링부(500)에 연결되는 드레인단, 그리고 제2 증폭기(224-1)의 제 2 입력단과 그라운드 사이의 노드에 연결되는 소스단을 포함할 수 있다.
여기서, 제2 트랜지스터(224-2)의 드레인단은, 엘이디 스트링부(500)의 끝단 마지막 번째 엘이디에 직렬 연결될 수 있다.
이어, 제2 트랜지스터(224-2)의 소스단과 그라운드 사이에는, 저항(R1)이 배치될 수 있는데, 저항(R1)은, 전류 제어 구동부의 기준 전압을 기반으로 저항값이 결정될 수 있다.
예를 들면, 저항(R1)의 저항값(R1)은, ILED1 = VREF1/R1 (여기서, R1은, 저항값이고, ILED1은, 엘이디 스트링부의 일부 엘이디만이 구동될 때 각 엘이디에 흐르는 전류값이며, VREF1은, 상기 전류 제어 구동부의 제1 기준 전압값임)으로 이루어지는 제1 수식과, ILED2 = VREF2/R1 (여기서, R1은, 저항값이고, ILED2은, 엘이디 스트링부의 모든 엘이디들이 구동될 때 각 엘이디에 흐르는 전류값이며, VREF2은, 전류 제어 구동부의 제2 기준 전압값임)으로 이루어지는 제2 수식에 의해 결정될 수 있다.
다음, 제2 트랜지스터(224-2)의 소스단과 저항(R1) 사이의 노드에는, 제1 스위치 회로(222)의 제1 증폭기(222-1)와 제1 트랜지스터(222-2), 그리고 제2 스위치 회로(224)의 제2 증폭기(224-1)가 서로 병렬 연결될 수 있다.
일 예로, 제2 트랜지스터(224-2)는, MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)을 포함할 수 있다.
이처럼, 전압 조절부(210)와 전류 조절부(220)를 포함하는 전류 제어 구동부는, 선택부(100)로부터 엘이디 스트링부(500)의 일부 엘이디만을 구동시키는 제1 엘이디 구동 조건에 상응하는 제1 선택 신호가 입력되면 일부 엘이디 구동에 상응하는 제2 엘이디 전력 합을 모든 엘이디 구동에 상응하는 제1 엘이디 전력 합과 동일하도록 각 엘이디에 흐르는 전류를 조절할 수 있다.
여기서, 전류 제어 구동부는, 각 엘이디에 흐르는 전류를 조절할 때, PLED_SUM1 = PLED_SUM12 (여기서, PLED_SUM1은, 모든 엘이디 구동에 상응하는 제1 엘이디 전력 합이고, PLED_SUM2은, 일부 엘이디 구동에 상응하는 제2 엘이디 전력 합임), PLED_SUM1 = N × VLED × ILED1 (여기서, PLED_SUM1은, 제1 엘이디 전력 합이고, N은, 엘이디 스트링부의 엘이디 총 개수이며, VLED 은, 각 엘이디의 전압값이고, ILED1은, 각 엘이디의 전류값임), PLED_SUM2 = N-n × VLED × ILED2 (여기서, PLED_SUM2은, 제2 엘이디 전력 합이고, N은, 엘이디 스트링부의 엘이디 총 개수이며, n은, 엘이디 스트링부의 엘이디들 중 오프되는 엘이디 개수이고, VLED은, 각 엘이디의 전압값이고, ILED2은, 각 엘이디의 전류값임)으로 이루어지는 수식을 기반으로 각 엘이디에 흐르는 전류를 조절할 수 있다.
도 11에 도시된 바와 같이, 본 개시의 선택부(100)는, 엘이디 스트링부(500)에 흐르는 전압을 센싱하고, 센싱한 노드 전압(Vx)이 노드 기준 전압(VREF_Vx)보다 작으면 엘이디 스트링부(500)의 일부 엘이디만을 구동시키는 제1 선택 신호를 출력할 수 있다.
그리고, 본 개시의 전압 조절부(210)는, 선택부(100)의 제1 선택 신호에 상응하여 스위칭되어 복수의 기준 전압들 중 가장 높은 전압을 갖는 제1 기준 전압(VREF1)을 전류 조절부(220)의 제1 스위치 회로(222)로 제공하고, 제1 기준 전압(VREF1)보다 더 낮은 전압을 갖는 제2 기준 전압(VREF2)을 전류 조절부(220)의 제2 스위치 회로(224)로 제공할 수 있다.
이어, 본 개시의 전류 조절부(220)는, 제2 기준 전압(VREF2)보다 제1 기준 전압(VREF1)이 더 크기 때문에 제1 스위치 회로(222)를 온시키고, 제2 스위치 회로(224)를 오프시킬 수 있다.
따라서, 엘이디 스트링부(500)의 제1 엘이디 전류(ILED1)는, 전류 조절부(220)의 제1 스위치 회로(222)를 통해 흐르는 제1 전류 경로를 생성함으로써, 엘이디 스트링부(500)의 엘이디들 중 제1 엘이디(11) 및 제2 엘이디(12)를 포함하는 일부 엘이디만이 구동될 수 있다.
여기서, 제1 엘이디 전류(ILED1)는, 제1 엘이디 전류(ILED1) = 제1 기준 전압(VREF1) / 저항(R1)으로 이루어지는 수식으로 산출될 수 있다.
본 개시는, 일부 엘이디 구동에 상응하는 제2 엘이디 전력 합을 모든 엘이디 구동에 상응하는 제1 엘이디 전력 합과 동일하도록 각 엘이디에 흐르는 전류를 조절함으로써, 배터리 전압에 관계 없이 엘이디 전력을 항상 동일하게 유지하여 밝기 저하를 방지할 수 있다.
즉, 본 개시는, 3개의 LED를 모두 구동시키는 엘이디 전력 합과 2개의 LED만을 일부 구동시키는 엘이디 전력 합을 동일하게 유지할 수 있다.
또한, 도 12에 도시된 바와 같이, 본 개시의 선택부(100)는, 엘이디 스트링부(500)에 흐르는 전압을 센싱하고, 센싱한 노드 전압(Vx)이 노드 기준 전압(VREF_Vx)보다 크면 엘이디 스트링부(500)의 모든 엘이디를 구동시키는 제2 선택 신호를 출력할 수 있다.
그리고, 본 개시의 전압 조절부(210)는, 선택부(100)의 제2 선택 신호에 상응하여 스위칭되어 복수의 기준 전압들 중 가장 낮은 전압을 갖는 제3 기준 전압(VREF3)을 전류 조절부(220)의 제1 스위치 회로(222)로 제공하고, 제3 기준 전압(VREF3)보다 더 높은 전압을 갖는 제2 기준 전압(VREF2)을 전류 조절부(220)의 제2 스위치 회로(224)로 제공할 수 있다.
이어, 본 개시의 전류 조절부(220)는, 제2 기준 전압(VREF2)보다 제3 기준 전압(VREF3)이 더 작기 때문에 제1 스위치 회로(222)를 오프시키고, 제2 스위치 회로(224)를 온시킬 수 있다.
따라서, 엘이디 스트링부(500)의 제2 엘이디 전류(ILED2)는, 전류 조절부(220)의 제2 스위치 회로(222)를 통해 흐르는 제2 전류 경로를 생성함으로써, 엘이디 스트링부(500)의 제1 엘이디(11), 제2 엘이디(12) 및 제3 엘이디(13)를 포함한 모든 엘이디들이 구동될 수 있다.
여기서, 제2 엘이디 전류(ILED2)는, 제2 엘이디 전류(ILED2) = 제2 기준 전압(VREF1) / 저항(R1)으로 이루어지는 수식으로 산출될 수 있다.
이처럼, 본 개시는, 3개의 LED를 모두 구동시키는 엘이디 전력 합과 2개의 LED만을 일부 구동시키는 엘이디 전력 합을 동일하게 유지할 수 있다.
엘이디 전력 합(PLED_SUM)은, PLED_SUM = 3 × VLED × ILED2 = 2 × VLED × ILED1 (여기서, PLED_SUM은, 엘이디 전력 합이고, 3 과 2는, 구동하고자 하는 엘이디 개수이며, VLED 은, 엘이디의 전압값이고, ILED1은, 2개의 엘이디가 구동되는 전류값이며, ILED2은, 3개의 엘이디가 구동되는 전류값임)로 이루어지는 수식으로 산출될 수 있다.
도 13은, 본 개시의 제2 실시 예에 따른 엘이디 구동 장치를 설명하기 위한 회로도이고, 도 14 및 도 15는, 본 개시의 제2 실시 예에 따른 엘이디 구동 장치의 회로 동작을 설명하기 위한 회로도이다.
도 13에 도시된 바와 같이, 본 개시의 제2 실시 예에 따른 엘이디 구동 장치는, 엘이디 스트링(LED string)부(500)에 흐르는 전압을 센싱하여 센싱한 전압을 기반으로 엘이디 스트링부(500)의 엘이디 구동 조건을 선택하는 선택부(100)와, 선택부(100)의 엘이디 구동 조건에 상응하여 엘이디 스트링부(500)의 일부 엘이디 또는 모든 엘이디가 구동하도록 엘이디 전류를 제어하는 전류 제어 구동부를 포함할 수 있다.
본 개시의 제2 실시 예에 따른 엘이디 구동 장치는, 전류 제어 구동부의 회로 구성이 본 개시의 제1 실시 예에 따른 엘이디 구동 장치와 다른 뿐, 나머지 회로 구성이 동일하므로 중복 회로 구성에 대한 설명을 생략하고, 전류 제어 구동부의 회로 구성만을 설명하도록 한다.
도 13과 같이, 본 개시의 제2 실시 예에 따른 전류 제어 구동부는, 선택부(100)의 선택 신호에 상응하여 복수의 기준 전압 중 어느 하나의 기준 전압을 제공하는 전압 조절부(210)와, 전압 조절부(210)로부터 입력되는 기준 전압에 상응하여 스위칭되어 엘이디 스트링부(500)의 일부 엘이디 또는 모든 엘이디가 구동하도록 엘이디 전류를 조절시키는 전류 조절부의 제3 스위치 회로(226)와 제4 스위치 회로(228)를 포함할 수 있다.
여기서, 전압 조절부(210)는, 제1 기준 전압(VREF1), 그리고 제1 기준 전압(VREF1)보다 더 낮은 제2 기준 전압(VREF2)을 제공하는 전압 레귤레이터(212)와, 선택부(100)의 선택 신호에 상응하여 제1 기준 전압(VREF1) 또는 제2 기준 전압(VREF2)을 전류 조절부의 제4 스위치 회로(228)로 출력하도록 스위칭하는 스위치(214)를 포함할 수 있다.
이때, 전압 레귤레이터(212)는, 제1 기준 전압(VREF1)을 출력하는 제1 출력단, 그리고 제2 기준 전압(VREF2)을 출력하는 제2 출력단을 포함하고, 전압 레귤레이터(212)의 제1 출력단과 제2 출력단은, 스위치(214)에 연결될 수 있다.
일 예로, 전압 레귤레이터(212)는, 소스 기준 전압을 발생하는 밴드 갭 레퍼런스(band gap reference) 회로부, 소스 기준 전압을 서로 다른 복수의 기준 전압들로 분배하는 기준 전압 분배부, 그리고 밴드 갭 레퍼런스 회로부와 기준 전압 분배부 사이에 연결되는 전압 버퍼를 포함할 수 있다.
또한, 기준 전압 분배부는, 소스 기준 전압이 입력되면 소스 기준 전압을 서로 다른 복수의 기준 전압들로 분배하여 제공하도록 복수의 저항들이 직렬 연결되고, 저항들 사이에 연결되는 출력단을 통해 분배된 기준 전압을 출력할 수 있다.
그리고, 스위치(214)는, 선택부(100)로부터 제1 선택 신호가 입력되면 전압 레귤레이터(212)의 제1 출력단을 연결시켜 제1 기준 전압(VREF1)을 전류 조절부의 제4 스위치 회로(228)로 인가하고, 선택부(100)로부터 제2 선택 신호가 입력되면 전압 레귤레이터(212)의 제3 출력단을 연결시켜 제2 기준 전압(VREF2)을 전류 조절부의 제4 스위치 회로(228)로 인가할 수 있다.
다음, 전류 조절부는, 선택부(100)의 선택 신호에 상응하여 온/오프되는 제3 스위치 회로(226)와, 제1 기준 전압(VREF1) 또는 제2 기준 전압(VREF2)에 상응하여 온/오프되는 제4 스위치 회로(228)를 포함할 수 있는데, 제3 스위치 회로(226)가 온되고 제4 스위치 회로(228)가 온되면 엘이디 스트링부(500)의 일부 엘이디만을 구동시키고, 제3 스위치 회로(226)가 오프되고 제4 스위치 회로(228)가 온되면 엘이디 스트링부(500)의 모든 엘이디를 구동시킬 수 있다.
일 예로, 제3 스위치 회로(226)는, 선택부(100)의 선택 신호를 반전시키는 인버터(226-1)와, 인버터(226-1)의 출력단에 연결되어 인버터(226-1)의 출력단으로부터 제1 신호가 입력되면 턴온되고, 인버터(226-1)의 출력단으로부터 제2 신호가 입력되면 턴오프되는 제2 트랜지스터(226-2)를 포함할 수 있다.
여기서, 제2 트랜지스터(226-2)는, 인버터(226-1)의 출력단에 연결되는 게이트단, 엘이디 스트링부(500)에 연결되는 드레인단, 그리고 엘이디 스트링부(500)와 제4 스위칭 회로(228) 사이의 노드에 연결되는 소스단을 포함할 수 있다.
제2 트랜지스터(226-2)는, 엘이디 스트링부(500)에 포함되는 복수의 엘이디들이 제1 그룹과 제2 그룹으로 분리되면 제1 그룹과 제2 그룹 사이의 노드에 드레인단이 연결되고, 제2 그룹의 끝단에 소스단이 연결될 수 있다.
일 예로, 제1 그룹은, 적어도 하나의 엘이디를 포함하고, 배터리와 제2 그룹 사이에 배치되며, 제2 그룹은, 적어도 하나의 엘이디를 포함하고, 제1 그룹과 그라운드 사이에 배치될 수 있다.
그리고, 제2 트랜지스터(226-2)는, 인버터(226-1)의 출력단으로부터 제1 신호가 입력되면 턴온되어 제1 그룹의 엘이디만을 구동시키거나 또는 인버터(226-1)의 출력단으로부터 제2 신호가 입력되면 턴오프되어 제1 그룹과 제2 그룹의 모든 엘이디를 구동시킬 수 있다.
이어, 제4 스위치 회로(228)는, 증폭기(228-1)와 제1 트랜지스터(228-2)를 포함할 수 있다.
여기서, 증폭기(228-1)는, 전압 조절부(210)의 스위치(214)에 연결되어 제1 기준 전압(VREF1) 또는 제1 기준 전압(VREF1)보다 더 낮은 제2 기준 전압(VREF2)이 입력되는 제1 입력단, 그라운드에 연결되는 제2 입력단, 그리고 제1 기준 전압(VREF1)이 입력되면 제1 신호를 출력하고 제2 기준 전압(VREF2)이 입력되면 제2 신호를 출력하는 출력단을 포함할 수 있다.
그리고, 제1 트랜지스터(228-2)는, 증폭기(228-1)의 출력단에 연결되어 증폭기(228-1)의 출력단으로부터 제1 신호 또는 제2 신호가 입력되면 턴온을 유지할 수 있다.
이때, 제1 트랜지스터(228-2)는, 증폭기(228-1)의 출력단에 연결되는 게이트단, 엘이디 스트링부(500)에 연결되는 드레인단, 그리고 증폭기(228-1)의 제 2 입력단과 그라운드 사이의 노드에 연결되는 소스단을 포함할 수 있다.
일 예로, 제1 트랜지스터(228-2)의 드레인단은, 엘이디 스트링부(500)의 끝단에 위치하는 마지막 번째 엘이디와 직렬 연결되고, 제1 트랜지스터(228-2)의 드레인단과 엘이디 스트링부(500) 사이의 노드에는, 제3 스위치 회로(226)의 제2 트랜지스터(226-2)의 소스단이 연결될 수 있다.
이어, 제1 트랜지스터(228-2)의 소스단과 그라운드 사이에는, 저항(R1)이 배치될 수 있는데, 저항(R1)은, 전류 제어 구동부의 기준 전압을 기반으로 저항값이 결정될 수 있다.
일 예로, 저항의 저항값(R1)은, ILED1 = VREF1/R1 (여기서, R1은, 저항값이고, ILED1은, 엘이디 스트링부의 일부 엘이디만이 구동될 때 각 엘이디에 흐르는 전류값이며, VREF1은, 전류 제어 구동부의 제1 기준 전압값임)으로 이루어지는 제1 수식과, ILED2 = VREF2/R1 (여기서, R1은, 저항값이고, ILED2은, 엘이디 스트링부의 모든 엘이디들이 구동될 때 각 엘이디에 흐르는 전류값이며, VREF2은, 전류 제어 구동부의 제2 기준 전압값임)으로 이루어지는 제2 수식에 의해 결정될 수 있다.
또한, 제1 트랜지스터(228-2)는, MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)을 포함할 수 있다.
도 14에 도시된 바와 같이, 본 개시의 선택부(100)는, 엘이디 스트링부(500)에 흐르는 전압을 센싱하고, 센싱한 노드 전압(Vx)이 노드 기준 전압(VREF_Vx)보다 작으면 엘이디 스트링부(500)의 일부 엘이디만을 구동시키는 제1 선택 신호를 출력할 수 있다.
그리고, 본 개시의 전압 조절부(210)는, 선택부(100)의 제1 선택 신호에 상응하여 스위칭되어 복수의 기준 전압들 중 제2 기준 전압(VREF2)보다 더 큰 전압을 갖는 제1 기준 전압(VREF1)을 전류 조절부의 제4 스위치 회로(228)로 제공할 수 있다.
이어, 본 개시의 전류 조절부는, 선택부(100)의 제1 선택 신호에 상응하여 제3 스위치 회로(226)를 온시키고, 전압 조절부(210)로부터 제공되는 제1 기준 전압(VREF1)에 상응하여 제4 스위치 회로(228)를 온시킬 수 있다.
따라서, 엘이디 스트링부(500)의 제1 엘이디 전류(ILED1)는, 전류 조절부의 제3 스위치 회로(226) 및 제4 스위치 회로(228)를 통해 흐르는 제1 전류 경로를 생성함으로써, 엘이디 스트링부(500)의 엘이디들 중 제1 엘이디(11) 및 제2 엘이디(12)를 포함하는 일부 엘이디만이 구동될 수 있다.
여기서, 제1 엘이디 전류(ILED1)는, 제1 엘이디 전류(ILED1) = 제1 기준 전압(VREF1) / 저항(R1)으로 이루어지는 수식으로 산출될 수 있다.
본 개시는, 일부 엘이디 구동에 상응하는 제2 엘이디 전력 합을 모든 엘이디 구동에 상응하는 제1 엘이디 전력 합과 동일하도록 각 엘이디에 흐르는 전류를 조절함으로써, 배터리 전압에 관계 없이 엘이디 전력을 항상 동일하게 유지하여 밝기 저하를 방지할 수 있다.
즉, 본 개시는, 3개의 LED를 모두 구동시키는 엘이디 전력 합과 2개의 LED만을 일부 구동시키는 엘이디 전력 합을 동일하게 유지할 수 있다.
또한, 도 15에 도시된 바와 같이, 본 개시의 선택부(100)는, 엘이디 스트링부(500)에 흐르는 전압을 센싱하고, 센싱한 노드 전압(Vx)이 노드 기준 전압(VREF_Vx)보다 크면 엘이디 스트링부(500)의 모든 엘이디를 구동시키는 제2 선택 신호를 출력할 수 있다.
그리고, 본 개시의 전압 조절부(210)는, 선택부(100)의 제2 선택 신호에 상응하여 스위칭되어 복수의 기준 전압들 중 제1 기준 전압(VREF1)보다 더 작은 전압을 갖는 제2 기준 전압(VREF2)을 전류 조절부의 제4 스위치 회로(228)로 제공할 수 있다.
이어, 본 개시의 전류 조절부는, 선택부(100)의 제1 선택 신호에 상응하여 제3 스위치 회로(226)를 오프시키고, 전압 조절부(210)로부터 제공되는 제2 기준 전압(VREF2)에 상응하여 제4 스위치 회로(228)를 온시킬 수 있다.
따라서, 엘이디 스트링부(500)의 제2 엘이디 전류(ILED2)는, 전류 조절부의 제4 스위치 회로(228)만을 통해 흐르는 제2 전류 경로를 생성함으로써, 엘이디 스트링부(500)의 제1 엘이디(11), 제2 엘이디(12) 및 제3 엘이디(13)를 포함하는 모든 엘이디를이 구동될 수 있다.
여기서, 제2 엘이디 전류(ILED2)는, 제2 엘이디 전류(ILED2) = 제2 기준 전압(VREF2) / 저항(R1)으로 이루어지는 수식으로 산출될 수 있다.
이처럼, 본 개시는, 3개의 LED를 모두 구동시키는 엘이디 전력 합과 2개의 LED만을 일부 구동시키는 엘이디 전력 합을 동일하게 유지할 수 있다.
엘이디 전력 합(PLED_SUM)은, PLED_SUM = 3 × VLED × ILED2 = 2 × VLED × ILED1 (여기서, PLED_SUM은, 엘이디 전력 합이고, 3 과 2는, 구동하고자 하는 엘이디 개수이며, VLED 은, 엘이디의 전압값이고, ILED1은, 2개의 엘이디가 구동되는 전류값이며, ILED2은, 3개의 엘이디가 구동되는 전류값임)로 이루어지는 수식으로 산출될 수 있다.
도 16은, 본 개시의 배터리 전압에 따른 엘이디 전류 변화를 보여주는 그래프이다.
도 16에 도시된 바와 같이, A의 그래프는, 시간에 따른 엘이디 스트링에 인가되는 배터리 전압을 보여주는 그래프이고, B의 그래프는, 본 개시의 엘이디 구동 방식이 미적용되는 경우로서, 시간에 따른 엘이디 스트링에 흐르는 엘이디 전류를 보여주는 그래프이며, C의 그래프는, 본 개시의 엘이디 구동 방식이 적용되는 경우로서, 시간에 따른 엘이디 스트링에 인가되는 배터리 전압을 보여주는 그래프이다.
본 개시는, C의 그래프와 같이, 3개의 LED를 모두 구동시키는 엘이디 전력 합과 2개의 LED만을 일부 구동시키는 엘이디 전력 합을 동일하게 유지할 수 있다.
2개의 LED만이 일부 구동되는 경우에는, 제2 기준 전압(VREF2)보다 더 큰 제1 기준 전압(VREF1)을 기반으로, 엘이디 전류를 제1 엘이디 전류(ILED1)로 조절할 수 있다.
여기서, 제1 엘이디 전류(ILED1)는, 제1 엘이디 전류(ILED1) = 제1 기준 전압(VREF1) / 저항(R1)으로 이루어지는 수식으로 산출될 수 있다.
3개의 LED들이 모두 구동되는 경우에는, 제1 기준 전압(VREF1)보다 더 작은 제2 기준 전압(VREF2)을 기반으로, 엘이디 전류를 제2 엘이디 전류(ILED2)로 조절할 수 있다.
여기서, 제2 엘이디 전류(ILED2)는, 제2 엘이디 전류(ILED2) = 제2 기준 전압(VREF2) / 저항(R1)으로 이루어지는 수식으로 산출될 수 있다.
따라서, 엘이디 전력 합(PLED_SUM)은, PLED_SUM = 3 × VLED × ILED2 = 2 × VLED × ILED1 (여기서, PLED_SUM은, 엘이디 전력 합이고, 3 과 2는, 구동하고자 하는 엘이디 개수이며, VLED 은, 엘이디의 전압값이고, ILED1은, 2개의 엘이디가 구동되는 전류값이며, ILED2은, 3개의 엘이디가 구동되는 전류값임)로 이루어지는 수식으로 산출될 수 있다.
이에 반해, 본 개시의 엘이디 구동 방식이 미적용되는 경우에는, B의 그래프와 같이, 배터리 전압이 낮아지면 엘이디 전류가 낮아져서 LED들의 밝기가 저하되는 문제가 발생할 수 있다.
하지만, 본 개시의 경우에는, C의 그래프와 같이, 배터리 전압이 비정상적으로 낮아지면 엘이디 전류를 높게 조절하여 일부 엘이디만을 구동시키고, 배터리 전압이 정상적으로 유지되면 엘이디 전류를 정상적으로 조절하여 모든 엘이디를 구동시킬 수 있다.
이와 같이, 본 개시는, 배터리 전압에 관계 없이 엘이디 전력을 항상 동일하게 유지하여 밝기 저하를 방지할 수 있다.
도 17은, 본 개시의 엘이디 구동 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 17에 도시된 바와 같이, 본 개시는, 엘이디 스트링부에 흐르는 전압을 센싱할 수 있다(S10).
여기서, 본 개시는, 엘이디 스트링부의 노드 전압을 센싱하고, 센싱한 노드 전압과 미리 설정된 노드 기준 전압을 비교하며, 비교 결과에 따라 엘이디 구동 조건을 선택할 수 있다.
일 예로, 본 개시는, 엘이디 스트링부에 포함되는 복수의 엘이디들이 제1 그룹과 제2 그룹으로 분리되면 제1 그룹과 제2 그룹 사이의 노드로부터 노드 전압을 센싱할 수 있다.
그리고, 본 개시는, 센싱한 전압을 기반으로 엘이디 스트링부의 엘이디 구동 조건을 선택할 수 있다(S20).
여기서, 본 개시는, 센싱한 노드 전압과 미리 설정된 노드 기준 전압의 비교 결과에 따라 제1 그룹의 엘이디만을 구동시키는 제1 선택 신호를 출력하거나 또는 제1 그룹과 제2 그룹의 모든 엘이디를 구동시키는 제2 선택 신호를 출력하는 엘이디 구동 조건을 선택할 수 있다.
일 예로, 본 개시는, 센싱한 노드 전압이 노드 기준 전압보다 작으면 엘이디 스트링부의 일부 엘이디만을 구동시키는 제1 선택 신호를 출력하고, 센싱한 노드 전압이 노드 기준 전압보다 크면 엘이디 스트링부의 모든 엘이디를 구동시키는 제2 선택 신호를 출력할 수 있다.
이어, 본 개시는, 엘이디 구동 조건에 상응하여 엘이디 스트링부의 일부 엘이디 또는 모든 엘이디가 구동하도록 엘이디 전류를 제어할 수 있다(S30, S40).
여기서, 본 개시는, 엘이디 스트링부의 일부 엘이디가 구동하도록 엘이디 전류를 제어할 때, 일부 엘이디 구동에 상응하는 엘이디 전력 합과 모든 엘이디 구동에 상응하는 엘이디 전력 합이 서로 동일하도록 각 엘이디에 흐르는 전류를 조절할 수 있다(S30).
또한, 본 개시는, 엘이디 스트링부의 모든 엘이디가 구동하도록 엘이디 전류를 제어할 때, 모든 엘이디 구동에 상응하는 엘이디 전력 합으로 각 엘이디에 흐르는 전류를 조절할 수 있다(S40).
이처럼, 본 개시는, 엘이디 스트링부의 일부 엘이디만을 구동시키는 제1 엘이디 구동 조건에 상응하는 제1 선택 신호가 입력되면 일부 엘이디 구동에 상응하는 제2 엘이디 전력 합을 모든 엘이디 구동에 상응하는 제1 엘이디 전력 합과 동일하도록 각 엘이디에 흐르는 전류를 조절할 수 있다.
일 예로, 본 개시는, 각 엘이디에 흐르는 전류를 조절할 때, PLED_SUM1 = PLED_SUM12 (여기서, PLED_SUM1은, 모든 엘이디 구동에 상응하는 제1 엘이디 전력 합이고, PLED_SUM2은, 일부 엘이디 구동에 상응하는 제2 엘이디 전력 합임),
PLED_SUM1 = N × VLED × ILED1 (여기서, PLED_SUM1은, 제1 엘이디 전력 합이고, N은, 엘이디 스트링부의 엘이디 총 개수이며, VLED 은, 각 엘이디의 전압값이고, ILED1은, 각 엘이디의 전류값임),
PLED_SUM2 = N-n × VLED × ILED2 (여기서, PLED_SUM2은, 제2 엘이디 전력 합이고, N은, 엘이디 스트링부의 엘이디 총 개수이며, n은, 엘이디 스트링부의 엘이디들 중 오프되는 엘이디 개수이고, VLED은, 각 엘이디의 전압값이고, ILED2은, 각 엘이디의 전류값임)으로 이루어지는 수식을 기반으로 각 엘이디에 흐르는 전류를 조절할 수 있다.
다음, 본 개시는, 엘이디 구동이 종료인지를 확인하고(S50) 구동 종료이면 모든 동작을 종료할 수 있다.
이와 같이, 본 개시는, 엘이디 전압을 센싱하여 엘이디 구동 조건을 선정하고, 엘이디 구동 조건에 상응하여 일부 엘이디 구동에 상응하는 엘이디 전력 합과 모든 엘이디 구동에 상응하는 엘이디 전력 합이 서로 동일하도록 각 엘이디에 흐르는 전류를 조절함으로써, 배터리 전압에 관계 없이 엘이디 전력을 항상 동일하게 유지하여 밝기 저하를 방지할 수 있다.
도 18은, 본 개시의 엘이디 조명 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 18에 도시된 바와 같이, 본 개시는, 차량(600)의 엘이디 조명 장치(500)에 적용될 수 있다.
여기서, 엘이디 조명 장치(500)는, 차량(600)의 리어 콤비네이션 램프 등에 적용 가능하지만, 이는 일 실시예일 뿐, 이에 한정되지 않는다.
엘이디 조명 장치(500)는, 복수의 엘이디(LED)(10)들이 연결되는 엘이디 스트링(LED string)부(500), 엘이디 스트링부(500)로 전압을 공급하는 배터리부(20), 그리고, 엘이디 스트링부(500)의 일부 엘이디 또는 모든 엘이디를 구동시키는 엘이디 구동부(1)를 포함할 수 있다.
여기서, 엘이디 구동부(1)는, 엘이디 스트링부(500)에 흐르는 전압을 센싱하여 센싱한 전압을 기반으로 엘이디 스트링부(500)의 엘이디 구동 조건을 선택하고, 엘이디 구동 조건에 상응하여 엘이디 스트링부(500)의 일부 엘이디 또는 모든 엘이디가 구동하도록 엘이디 전류를 제어할 수 있다.
그리고, 엘이디 구동부(1)는, 엘이디 스트링부(500)의 일부 엘이디를 구동시킬 때, 일부 엘이디 구동에 상응하는 엘이디 전력 합과 모든 엘이디 구동에 상응하는 엘이디 전력 합이 서로 동일하도록 각 엘이디에 흐르는 전류를 조절할 수 있다.
전술한 본 개시는, 프로그램이 기록된 매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 매체는, 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀 질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 매체의 예로는, HDD(Hard Disk Drive), SSD(Solid State Disk), SDD(Silicon Disk Drive), ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광 데이터 저장 장치 등이 있다. 또한, 상기 컴퓨터는 인공 지능 기기의 프로세서를 포함할 수도 있다.

Claims (20)

  1. 엘이디 스트링(LED string)부에 흐르는 전압을 센싱하여 상기 센싱한 전압을 기반으로 상기 엘이디 스트링부의 엘이디 구동 조건을 선택하는 선택부; 그리고,
    상기 선택부의 엘이디 구동 조건에 상응하여 상기 엘이디 스트링부의 일부 엘이디 또는 모든 엘이디가 구동하도록 엘이디 전류를 제어하는 전류 제어 구동부를 포함하고,
    상기 전류 제어 구동부는,
    상기 일부 엘이디 구동에 상응하는 엘이디 전력 합과 상기 모든 엘이디 구동에 상응하는 엘이디 전력 합이 서로 동일하도록 상기 각 엘이디에 흐르는 전류를 조절하는 것을 특징으로 하는 엘이디 구동 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 선택부는,
    상기 엘이디 스트링부의 노드 전압을 센싱하고, 상기 센싱한 노드 전압과 미리 설정된 노드 기준 전압을 비교하며, 상기 비교 결과에 따라 상기 엘이디 구동 조건을 선택하는 것을 특징으로 하는 엘이디 구동 장치.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 선택부는,
    상기 노드 전압을 센싱할 때, 상기 엘이디 스트링부에 포함되는 복수의 엘이디들이 제1 그룹과 제2 그룹으로 분리되면 상기 제1 그룹과 제2 그룹 사이의 노드로부터 노드 전압을 센싱하는 것을 특징으로 하는 엘이디 구동 장치.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 제1 그룹은,
    적어도 하나의 엘이디를 포함하고, 상기 배터리와 상기 제2 그룹 사이에 배치되며,
    상기 제2 그룹은,
    적어도 하나의 엘이디를 포함하고, 상기 제1 그룹과 상기 그라운드 사이에 배치되며,
    상기 선택부는,
    상기 센싱한 노드 전압과 미리 설정된 노드 기준 전압의 비교 결과에 따라 상기 제1 그룹의 엘이디만을 구동시키는 제1 선택 신호를 출력하거나 또는 상기 제1 그룹과 상기 제2 그룹의 모든 엘이디를 구동시키는 제2 선택 신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 엘이디 구동 장치.
  5. 제2 항에 있어서,
    상기 선택부는,
    상기 엘이디 구동 조건을 선택할 때, 상기 센싱한 노드 전압이 상기 노드 기준 전압보다 작으면 상기 엘이디 스트링부의 일부 엘이디만을 구동시키는 제1 선택 신호를 출력하고,
    상기 센싱한 노드 전압이 상기 노드 기준 전압보다 크면 상기 엘이디 스트링부의 모든 엘이디를 구동시키는 제2 선택 신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 엘이디 구동 장치.
  6. 제2 항에 있어서,
    상기 선택부는,
    상기 엘이디 스트링부의 노드 전압이 입력되는 제1 입력단, 상기 미리 설정된 노드 기준 전압이 입력되는 제2 입력단, 그리고 상기 전류 제어 구동부로 선택 신호를 출력하는 출력단을 포함하는 비교기를 포함하는 것을 특징으로 하는 엘이디 구동 장치.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 전류 제어 구동부는,
    상기 선택부의 선택 신호에 상응하여 복수의 기준 전압 중 어느 하나의 기준 전압을 제공하는 전압 조절부; 그리고,
    상기 전압 조절부로부터 입력되는 기준 전압에 상응하여 스위칭되어 상기 엘이디 스트링부의 일부 엘이디 또는 모든 엘이디가 구동하도록 엘이디 전류를 조절시키는 전류 조절부를 포함하는 것을 특징으로 하는 엘이디 구동 장치.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 전압 조절부는,
    제1 기준 전압, 상기 제1 기준 전압보다 더 낮은 제2 기준 전압, 그리고 상기 제2 기준 전압보다 더 낮은 제3 기준 전압을 제공하고, 상기 제2 기준 전압을 상기 전류 조절부로 출력하는 전압 레귤레이터; 그리고,
    상기 선택부의 선택 신호에 상응하여 상기 제1 기준 전압 또는 상기 제3 기준 전압을 상기 전류 조절부로 출력하도록 스위칭하는 스위치를 포함하는 것을 특징으로 하는 엘이디 구동 장치.
  9. 제8 항에 있어서,
    상기 전류 조절부는,
    상기 제1 기준 전압 또는 상기 제3 기준 전압에 상응하여 온/오프되는 제1 스위치 회로; 그리고,
    상기 제1 스위치 회로의 온/오프에 상응하여 오프/온되는 제2 스위치 회로를 포함하며,
    상기 제1 스위치 회로가 온되고 상기 제2 스위치 회로가 오프되면 상기 엘이디 스트링부의 일부 엘이디만을 구동시키고,
    상기 제1 스위치 회로가 오프되고 상기 제2 스위치 회로가 온되면 상기 엘이디 스트링부의 모든 엘이디를 구동시키는 것을 특징으로 하는 엘이디 구동 장치.
  10. 제9 항에 있어서,
    상기 제1 스위치 회로는,
    상기 스위치에 연결되어 상기 제1 기준 전압 또는 상기 제3 기준 전압이 입력되는 제1 입력단, 그라운드에 연결되는 제2 입력단, 그리고 상기 제1 기준 전압이 입력되면 제1 신호를 출력하고 상기 제3 기준 전압이 입력되면 제2 신호를 출력하는 출력단을 포함하는 제1 증폭기; 그리고,
    상기 제1 증폭기의 출력단에 연결되어, 상기 제1 증폭기의 출력단으로부터 제1 신호가 입력되면 턴온되고, 상기 제1 증폭기의 출력단으로부터 제2 신호가 입력되면 턴오프되는 제1 트랜지스터를 포함하는 것을 특징으로 하는 엘이디 구동 장치.
  11. 제9 항에 있어서,
    상기 제2 스위치 회로는,
    상기 전압 레귤레이터에 연결되어 상기 제2 기준 전압이 입력되는 제1 입력단, 상기 제1 스위치 회로에 연결되어 상기 제1 기준 전압 또는 제3 기준 전압이 입력되는 제2 입력단, 그리고 상기 제2 기준 전압과 상기 제2 기준 전압보다 더 낮은 제3 기준 전압이 입력되면 제1 신호를 출력하고 상기 제2 기준 전압과 상기 제2 기준 전압보다 더 높은 제1 기준 전압이 입력되면 제2 신호를 출력하는 출력단을 포함하는 제2 증폭기; 그리고,
    상기 제2 증폭기의 출력단에 연결되어, 상기 제2 증폭기의 출력단으로부터 제1 신호가 입력되면 턴온되고, 상기 제2 증폭기의 출력단으로부터 제2 신호가 입력되면 턴오프되는 제2 트랜지스터를 포함하는 것을 특징으로 하는 엘이디 구동 장치.
  12. 제7 항에 있어서,
    상기 전압 조절부는,
    제1 기준 전압, 그리고 상기 제1 기준 전압보다 더 낮은 제2 기준 전압을 제공하는 전압 레귤레이터; 그리고,
    상기 선택부의 선택 신호에 상응하여 상기 제1 기준 전압 또는 상기 제2 기준 전압을 상기 전류 조절부로 출력하도록 스위칭하는 스위치를 포함하는 것을 특징으로 하는 엘이디 구동 장치.
  13. 제12 항에 있어서,
    상기 전압 레귤레이터는,
    제1 기준 전압을 출력하는 제1 출력단, 그리고 상기 제2 기준 전압을 출력하는 제2 출력단을 포함하고,
    상기 전압 레귤레이터의 제1 출력단과 제2 출력단은,
    상기 스위치에 연결되는 것을 특징으로 하는 엘이디 구동 장치.
  14. 제12 항에 있어서,
    상기 스위치는,
    상기 선택부로부터 제1 선택 신호가 입력되면 상기 전압 레귤레이터의 제1 출력단을 연결시켜 상기 제1 기준 전압을 상기 전류 조절부로 인가하고,
    상기 선택부로부터 제2 선택 신호가 입력되면 상기 전압 레귤레이터의 제3 출력단을 연결시켜 상기 제2 기준 전압을 상기 전류 조절부로 인가하는 것을 특징으로 하는 엘이디 구동 장치.
  15. 제14 항에 있어서,
    상기 전류 조절부는,
    상기 선택부의 선택 신호에 상응하여 온/오프되는 제3 스위치 회로; 그리고,
    상기 제1 기준 전압 또는 상기 제2 기준 전압에 상응하여 온/오프되는 제4 스위치 회로를 포함하며,
    상기 제3 스위치 회로가 온되고 상기 제4 스위치 회로가 온되면 상기 엘이디 스트링부의 일부 엘이디만을 구동시키고,
    상기 제3 스위치 회로가 오프되고 상기 제4 스위치 회로가 온되면 상기 엘이디 스트링부의 모든 엘이디를 구동시키는 것을 특징으로 하는 엘이디 구동 장치.
  16. 제15 항에 있어서,
    상기 제3 스위치 회로는,
    상기 선택부의 선택 신호를 반전시키는 인버터; 그리고,
    상기 인버터의 출력단에 연결되어, 상기 인버터의 출력단으로부터 제1 신호가 입력되면 턴온되고, 상기 인버터의 출력단으로부터 제2 신호가 입력되면 턴오프되는 제2 트랜지스터를 포함하는 것을 특징으로 하는 엘이디 구동 장치.
  17. 제15 항에 있어서,
    상기 제4 스위치 회로는,
    상기 전압 조절부의 스위치에 연결되어 상기 제1 기준 전압 또는 상기 제1 기준 전압보다 더 낮은 제2 기준 전압이 입력되는 제1 입력단, 그라운드에 연결되는 제2 입력단, 그리고 상기 제1 기준 전압이 입력되면 제1 신호를 출력하고 상기 제2 기준 전압이 입력되면 제2 신호를 출력하는 출력단을 포함하는 증폭기; 그리고,
    상기 증폭기의 출력단에 연결되어, 상기 증폭기의 출력단으로부터 제1 신호 또는 제2 신호가 입력되면 턴온을 유지하는 제1 트랜지스터를 포함하는 것을 특징으로 하는 엘이디 구동 장치.
  18. 제1 항에 있어서,
    상기 전류 제어 구동부는,
    상기 선택부로부터 상기 엘이디 스트링부의 일부 엘이디만을 구동시키는 제1 엘이디 구동 조건에 상응하는 제1 선택 신호가 입력되면 상기 일부 엘이디 구동에 상응하는 제2 엘이디 전력 합을 상기 모든 엘이디 구동에 상응하는 제1 엘이디 전력 합과 동일하도록 상기 각 엘이디에 흐르는 전류를 조절하는 것을 특징으로 하는 엘이디 구동 장치.
  19. 엘이디 스트링(LED string)부의 엘이디(LED)를 구동시키는 엘이디 구동 장치의 엘이디 구동 방법에 있어서,
    상기 엘이디 스트링부에 흐르는 전압을 센싱하는 단계;
    상기 센싱한 전압을 기반으로 상기 엘이디 스트링부의 엘이디 구동 조건을 선택하는 단계; 및
    상기 엘이디 구동 조건에 상응하여 상기 엘이디 스트링부의 일부 엘이디 또는 모든 엘이디가 구동하도록 엘이디 전류를 제어하는 단계를 포함하고,
    상기 엘이디 스트링부의 일부 엘이디가 구동하도록 엘이디 전류를 제어하는 단계는,
    상기 일부 엘이디 구동에 상응하는 엘이디 전력 합과 상기 모든 엘이디 구동에 상응하는 엘이디 전력 합이 서로 동일하도록 상기 각 엘이디에 흐르는 전류를 조절하는 것을 특징으로 하는 엘이디 구동 방법.
  20. 복수의 엘이디(LED)들이 연결되는 엘이디 스트링(LED string)부;
    상기 엘이디 스트링부로 전압을 공급하는 배터리부; 그리고,
    상기 엘이디 스트링부의 일부 엘이디 또는 모든 엘이디를 구동시키는 엘이디 구동부를 포함하고,
    상기 엘이디 구동부는,
    상기 엘이디 스트링부에 흐르는 전압을 센싱하여 상기 센싱한 전압을 기반으로 상기 엘이디 스트링부의 엘이디 구동 조건을 선택하고, 상기 엘이디 구동 조건에 상응하여 상기 엘이디 스트링부의 일부 엘이디 또는 모든 엘이디가 구동하도록 엘이디 전류를 제어하며,
    상기 엘이디 스트링부의 일부 엘이디를 구동시킬 때, 상기 일부 엘이디 구동에 상응하는 엘이디 전력 합과 상기 모든 엘이디 구동에 상응하는 엘이디 전력 합이 서로 동일하도록 상기 각 엘이디에 흐르는 전류를 조절하는 것을 특징으로 하는 엘이디 조명 장치.
KR1020230130425A 2022-09-28 2023-09-27 엘이디 구동 장치 및 그를 포함하는 엘이디 조명 장치 KR20240044370A (ko)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020220123626 2022-09-28
KR20220123626 2022-09-28
KR1020220143757 2022-11-01
KR20220143757 2022-11-01

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20240044370A true KR20240044370A (ko) 2024-04-04

Family

ID=90478695

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020230130425A KR20240044370A (ko) 2022-09-28 2023-09-27 엘이디 구동 장치 및 그를 포함하는 엘이디 조명 장치

Country Status (2)

Country Link
KR (1) KR20240044370A (ko)
WO (1) WO2024072093A1 (ko)

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5366815B2 (ja) * 2006-11-10 2013-12-11 フィリップス ソリッド−ステート ライティング ソリューションズ インコーポレイテッド 直列接続されたｌｅｄを制御する方法及び装置
KR101110380B1 (ko) * 2010-12-16 2012-02-24 이동원 교류 구동 엘이디 조명장치
KR101940780B1 (ko) * 2011-09-16 2019-01-22 서울반도체 주식회사 반도체 발광 소자를 적용한 조명 장치
KR20130047196A (ko) * 2011-10-31 2013-05-08 초이스라이텍 주식회사 발광다이오드 모듈 구동회로
KR102446001B1 (ko) * 2021-03-02 2022-09-21 양성진 전원선을 이용한 조광을 수행하는 차량용 조명 시스템

Also Published As

Publication number Publication date
WO2024072093A1 (ko) 2024-04-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8723427B2 (en) Systems and methods for LED control using on-board intelligence
KR101940780B1 (ko) 반도체 발광 소자를 적용한 조명 장치
US8878445B2 (en) Light-emitting element driving device
US20080122383A1 (en) Led driver
US8358084B2 (en) LED current control circuit, current balancer and driving apparatus
US20110227497A1 (en) Power systems for driving light emitting diodes and associated methods of control
US7636037B2 (en) Vehicle lighting apparatus
US20110089865A1 (en) Load driving circuit and multi-load feedback circuit
US20090295775A1 (en) Driving circuit of light emitting device
US8248000B2 (en) Light emitting device driver circuit, light emitting device array controller and control method thereof
US8502459B2 (en) Driver IC for electrical load and driving method thereof
US7646153B2 (en) Switching regulator
US20150366009A1 (en) Apparatus for driving light-emitting diodes
JP2007157423A (ja) 電源装置
US20130249514A1 (en) Efficiency Improvement of a Driver by Using Serially Connected Low Voltage Transistors or Dynamic Transistor Size Control
JP2013527608A (ja) 発光ダイオード（ｌｅｄ）及び他のアプリケーションのためのダイナミック電流等化
US20170079112A1 (en) Multi-Stage Led Driving Circuit Capable of Eliminating Current Undershoot
JP2012509556A (ja) 分離されたマルチチャンネル出力を有する単一インバータ回路によるｌｅｄドライバ
KR102050440B1 (ko) 백라이트 유닛 및 이의 구동방법
US20130249420A1 (en) Led driving system and method
KR20150001490A (ko) 기준 전압 유지 기능을 가지는 발광 디바이스의 구동 회로 및 이를 구동하는 방법
KR101154837B1 (ko) 전기적부하의 구동회로 및 그 구동방법
US8138686B2 (en) Current regulator and method for efficiency improvement of a LED display system
KR20240044370A (ko) 엘이디 구동 장치 및 그를 포함하는 엘이디 조명 장치
KR101980724B1 (ko) Ｌｅｄ 발광 장치 및 그 구동 방법