WO2014208999A1 - Driver circuit for light-emitting device and operation method therefor, and semiconductor chip employing said driver circuit - Google Patents

Driver circuit for light-emitting device and operation method therefor, and semiconductor chip employing said driver circuit Download PDF

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WO2014208999A1
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voltage
reference voltage
headroom
sensing
current
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PCT/KR2014/005605
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김규호
윤진국
강병모
박원수
한상철
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주식회사 실리콘웍스
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    • H05B45/44Details of LED load circuits with an active control inside an LED matrix
    • H05B45/46Details of LED load circuits with an active control inside an LED matrix having LEDs disposed in parallel lines
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    • G09EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09GARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G3/00Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes
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    • GPHYSICS
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    • G09G2360/14Detecting light within display terminals, e.g. using a single or a plurality of photosensors
    • G09G2360/145Detecting light within display terminals, e.g. using a single or a plurality of photosensors the light originating from the display screen

Definitions

  • the present invention relates to a light emitting device, and more particularly to a driving circuit and a driving method of a light emitting device, and a semiconductor chip employing the driving circuit.
  • the LCD backlight including the LED string is configured to be controlled by a driver.
  • the driver generally includes a voltage converter for supplying a forward voltage corresponding to one light emitting diode string and a current regulator for determining a current of the light emitting diode string.
  • Current regulators can include resistors and transistors, which can be embedded in integrated circuits or configured as passive elements on a PCB. If the resistor and the transistor included in the current regulator is embedded in the integrated circuit, manufacturing cost can be reduced, but there is a problem in that heat generation needs to be solved. Therefore, when it is desired to reduce heat generation, the resistors and transistors included in the current regulator may be configured outside the integrated circuit.
  • the transistor included in the current regulator may be selected from a MOSFET (Metal Oxide Silicon Field Effect Transister), npn Bipolar Junction Transistor (BJT), and pnp BJT.
  • MOSFET Metal Oxide Silicon Field Effect Transister
  • BJT npn Bipolar Junction Transistor
  • pnp BJT pnp BJT.
  • BJT is advantageous in terms of unit price
  • npn BJT is advantageous in consideration of integrated circuits.
  • the integrated circuit when npn BJT is used and npn BJT is configured outside of the integrated circuit, the integrated circuit includes an emitter pin connected with a resistor for determining the amount of current in correspondence with the externally configured npn BJT, A base pin for driving the base current and a collector pin for monitoring the headroom voltage must be configured. That is, an integrated circuit incorporating a conventional current regulator has three pins for an external npn BJT.
  • the npn BJT is configured to correspond to the number of light emitting diode strings (number of channels). Therefore, an integrated circuit incorporating a current regulator must be configured with an increased number of pins as the number of LED strings (number of channels) increases.
  • circuits and algorithms that can be configured to have a small number of pins and to adjust the headroom voltage of the LED string corresponding to npn BJTs configured externally need to be presented. .
  • the brightness of the LED string may be independently controlled using a PWM signal.
  • the PWM signal may not be provided. If no PWM signal is provided, the current regulator is turned off and no headroom voltage is detected. In this case, a reference voltage for driving the DC-DC converter must be maintained to detect the headroom voltage. If the reference voltage for driving the voltage converter is not maintained, the reference voltage is reduced due to the leakage current of the capacitor to which the reference voltage is applied, and correspondingly, the output voltage is also reduced.
  • the present invention can reduce the number of pins of the integrated circuit for the npn BJT used to adjust the headroom voltage of the light emitting diode string used as the LCD backlight, and can reduce the area of the integrated circuit by reducing the number of pins.
  • a driving circuit and method for a light emitting device and a semiconductor chip employing the driving circuit are provided.
  • the present invention provides a driving circuit and method for a light emitting device capable of equalizing a current flowing in the light emitting diode strings by providing the light emitting diode strings with an output voltage equal to or greater than a maximum forward voltage among the forward voltages of the light emitting diode strings, and the driving circuit. It provides a semiconductor chip employing.
  • the present invention relates to a driving circuit and method of a light emitting device capable of maintaining a reference voltage for driving a voltage converter in response to a case where a PWM signal provided for determining the current of light emitting diode strings is not provided.
  • a semiconductor chip Provided is a semiconductor chip.
  • a driving circuit of a light emitting device for driving at least one light emitting diode string of the present invention comprises: a voltage converter for providing an output voltage to the light emitting diode string; A driving controller controlling the voltage converter in response to a compensation signal; And a head configured to perform current regulation on at least one LED string, provide a reference voltage corresponding to headroom voltages of at least one LED string, and provide the compensation signal using the reference voltage. And a room voltage control unit, wherein the headroom voltage control unit receives at least one control signal for current regulation control corresponding to at least one of the light emitting diode strings, and corresponds to at least one control signal in a predetermined state. The reference voltage is maintained in order to maintain the output voltage.
  • the semiconductor chip of the present invention may include: a reference voltage holding determination unit determining whether a predetermined state is referred to by referring to at least one control signal for current regulation control corresponding to at least one LED string; A reference voltage unit configured to supply a sustain voltage in response to the predetermined state by a control of the reference voltage sustain determination unit to provide an output voltage to at least one LED string; And a voltage supply controller for switching the transfer of the sustain voltage to a node that outputs a reference voltage used to provide the output voltage.
  • a method of driving a light emitting device of the present invention includes a first step of controlling light emission by providing a control signal to a current regulator connected to at least one light emitting diode string; And when the control signal is provided to correspond to a predetermined state corresponding to at least one of the current regulation of the entirety of the light emitting diode string is stopped or no headroom voltages are detected. And a second step of maintaining the provided output voltage.
  • the headroom voltage of the LED string used as the LCD backlight can be adjusted, and the number of pins of the integrated circuit corresponding to npn BJT for adjusting the headroom voltage can be reduced. Therefore, the integrated circuit can be designed to have a reduced area as the number of pins is saved.
  • the driving circuit controls the output voltage provided to the LED strings based on the maximum forward voltage among the forward voltages of the LED strings, the current flowing through the LED strings can be equalized.
  • the present invention it is possible to maintain a reference voltage for driving the voltage converter when no PWM signals are provided, and consequently to maintain a reference voltage for adjusting the output voltage when not detected.
  • a reference voltage for driving the voltage converter when no PWM signals are provided, and consequently to maintain a reference voltage for adjusting the output voltage when not detected.
  • the PWM signal when the PWM signal is re-applied, it is possible to maintain a sufficient output voltage that satisfies the light emitting voltage level of the light emitting diode string, and prevent flickering.
  • FIG. 1 shows a driving circuit of a light emitting device according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a graph illustrating a relationship between a sensing voltage and a headroom voltage according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a flowchart illustrating a control operation according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a detailed circuit diagram of a driving circuit according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a circuit diagram illustrating the current regulator and the current sensing unit of FIG. 4.
  • FIG. 5 is a circuit diagram illustrating the current regulator and the current sensing unit of FIG. 4.
  • FIG. 6 is a circuit diagram of a current compensator further configured in the embodiment of FIG. 5;
  • FIG. 7 is a circuit diagram of the reference voltage controller of FIG. 4.
  • FIG. 7 is a circuit diagram of the reference voltage controller of FIG. 4.
  • FIG. 8 is a diagram illustrating a reference voltage holding unit of FIG. 7.
  • FIG. 9 is a circuit diagram of a reference voltage holding unit of FIG. 8.
  • the present invention discloses a driving circuit and method for a light emitting device and a semiconductor chip employing the driving circuit.
  • the drive circuit of the device of the present invention may be implemented by driving a string of light emitting diodes (LEDs) constituting a backlight for supplying light to a liquid crystal display (LCD).
  • LEDs light emitting diodes
  • the driving circuit of the present invention senses sensing voltages corresponding to headroom voltages of a plurality of LED strings connected in parallel with each other, and based on the sensed sensing voltages, the current headroom. Adjust the voltage.
  • the headroom voltage refers to the voltage of the node between the light emitting diode string and the corresponding headroom voltage controller, and may be, for example, a voltage corresponding to a product of a current flowing through the light emitting diode string and a resistor electrically connected to the light emitting diode string. have.
  • light emitting devices are designed such that the currents flowing through the light emitting diode strings are uniform.
  • the actual forward voltage of the LED strings may vary due to various reasons.
  • the headroom voltages of the LED strings may also vary.
  • the present invention can sense the sensing voltages corresponding to the headroom voltages and control the output voltage provided to the LED strings to satisfy the maximum forward voltage of the forward voltages of the LED strings in response to the sensing voltages. .
  • the reason for controlling the output voltage based on the maximum forward voltage is that when the output voltage provided to the LED strings is controlled based on a voltage smaller than the maximum forward voltage, the LED strings corresponding to the maximum forward voltage are normally This is because the light emitting operation may not be performed.
  • the present invention can control the output voltage provided to the LED strings to be equal to or greater than the maximum forward voltage.
  • the present invention proposes a circuit structure in which pins (eg, pads) are configured in an integrated circuit to sense a sensing voltage corresponding to a headroom voltage and the number of pins can be reduced while adjusting the headroom voltage.
  • pins eg, pads
  • respective control signals for example PWM signals
  • the control signals may not be provided to the LED strings.
  • a state in which the current regulation for the whole of the light emitting diode string is stopped or the headroom voltages of the entire light emitting diode string are not detected may be defined as a predetermined state, and the state of the light emitting diode strings may correspond to the predetermined state.
  • the control signal for the current regulation control may not be provided as described above.
  • the reference voltage used to adjust the output voltage is gradually down by the influence of leakage current, etc., and as a result, the output voltage may be lowered.
  • the lowered output voltage may not satisfy the maximum forward voltage.
  • the brightness of the light emitting device is not constant, and a flicker phenomenon in which the brightness changes with time may occur.
  • the present invention proposes a circuit structure for maintaining the reference voltage. Detailed description thereof will be described later.
  • the light emitting device is assumed to be a backlight including LEDs.
  • the light emitting device of the present embodiment includes a driving circuit 110 and a light emitting unit 102.
  • the driving circuit 110 may include a voltage converter 100, a driving controller 104, and a headroom voltage controller 106.
  • the driving circuit 110 may be implemented as an integrated circuit, that is, a single semiconductor chip, including all or a part of components.
  • the LED of the headroom voltage controller 106 may be used for current regulation.
  • the transistor T1 and the resistor R3 connected to the string may be formed outside the semiconductor chip. Its structure is shown in FIG.
  • the transistor T1 may be composed of npn BJT.
  • the light emitting unit 102 may include at least one light emitting diode string, and for example, may include three light emitting diode strings ST1 to ST3.
  • Each of the LED strings ST1 to ST3 may include a plurality of LEDs connected in series with one or more LEDrks.
  • the LED strings ST1 to ST3 are connected in parallel with each other. In FIG. 1, only three LED strings ST1 to ST3 are illustrated, but at least one LED string is sufficient.
  • at least one LED is sufficient, and at least one of the LED strings ST1 to ST3 may include a different number of LEDs. have. Meanwhile, the LED strings ST1 to ST3 may be individually controlled.
  • the voltage converter 100 converts the input voltage Vin to generate an output voltage Vout, and provides the output voltage Vout to the light emitting unit 102.
  • the voltage converter 100 may be a DC-DC converter as a boosting converter. That is, the voltage converter 100 may boost the input voltage Vin to generate an output voltage Vout.
  • the output voltage Vout should be controlled to have a sufficient size to emit all of the LEDs of the LED strings ST1 to ST3.
  • the driving controller 104 controls the voltage converter 100 to provide the light emitting unit 102 with an output voltage Vout through which the LEDs of the LED strings ST1 to ST3 can emit light.
  • the driving controller 104 may control the voltage converter 100 using a pulse width modulation (PWM) scheme.
  • PWM pulse width modulation
  • the control method of the drive control unit 104 may be used other than the PWM method, for example, a constant current control method may be used.
  • the headroom voltage controller 106 is connected to the LED strings ST1 to ST3, respectively, and senses sensing voltages corresponding to the headroom voltages that are voltages applied to the LED strings ST1 to ST3.
  • forward voltages of the LED strings ST1 to ST3 should be the same.
  • the forward voltages of the LED strings ST1 to ST3 may vary.
  • headroom voltages of the LED strings ST1 to ST3 may vary.
  • the forward voltage refers to the total voltage required to emit the LEDs of the LED strings ST1 to ST3 of FIG. 1.
  • the headroom voltage controller 106 adjusts the headroom voltages by sensing sensing voltages corresponding to the headroom voltages of the LED strings ST1 to ST3.
  • the headroom voltage controller 106 controls the drive controller 104 to satisfy the maximum forward voltage among the forward voltages, and correspondingly, the drive controller 104 controls the voltage of the voltage converter 100. Adjust the magnitude of the output voltage (Vout).
  • the headroom voltage controller 106 controls the output voltage Vout in response to the sensing voltages such that the output voltage Vout is equal to or greater than the maximum forward voltage.
  • the headroom voltage controller 106 determines whether headroom voltages corresponding to the sensing voltages exist in the headroom voltage range, and according to the determination result, the current headroom voltage is the headroom voltage. Adjust the output voltage (Vout) to be in range.
  • the headroom voltage control unit 106 receives control signals CS1, CS2 and CS3, which are, for example, PWM signals. However, the headroom voltage controller 106 may maintain a reference voltage for adjusting the output voltage Vout so that the output voltage Vout is not lowered when the control signals CS1, CS2, and CS3 are not received. Meanwhile, the control signals CS1, CS2, and CS3 may be provided to corresponding current regulators and reference voltage controllers, respectively. By the control signals CS1, CS2, and CS3, current regulation of each current regulator with respect to the light emitting diode strings ST1 to ST3 may be individually controlled, and a reference voltage provided by the reference voltage controller may be maintained. Detailed description thereof will be described later.
  • the headroom voltage controller 106 may execute an operation for maintaining the reference voltage. Can be.
  • the light emitting device driving circuit 110 senses sensing voltages corresponding to the headroom voltages of the light emitting diode strings ST1 to ST3, and maximizes the forward direction with respect to the light emitting diode strings ST1 to ST3.
  • the output voltage Vout provided to the light emitting unit 102 is adjusted using the sensing voltage to satisfy the voltage.
  • the driving circuit 110 may maintain the output voltage Vout of the voltage converter 100.
  • the driving circuit 110 may not provide the control signals CS1, CS2, and CS3 to the LED strings ST1 to ST3 or sense the headroom voltages of the LED strings ST1 to ST3.
  • the output voltage Vout is maintained when no voltages are detected, and as a result, flicker occurs when the control signals CS1, CS2, and CS3 are provided back to the LED strings ST1, ST2, and ST3. You can prevent it.
  • FIG. 2 illustrates a relationship between a headroom voltage Vheadroom and a sensing voltage Vsense obtained by converting a current flowing through a light emitting diode string into a voltage.
  • the sensing voltage Vsense is inversely related to the headroom voltage Vheadroom. This is because an npn Bipolar Junction Transistor (BJT) is used to sense currents flowing in the LED strings as described below.
  • BJT Bipolar Junction Transistor
  • the set voltage range may be defined as a section between the lowest set voltage V HL and the maximum set voltage V HH , and the set voltage range is set by the user to control the headroom voltage Vheadroom.
  • the headroom voltage range may vary depending on the type of light emitting device, the structure of a circuit for sensing a current flowing through the light emitting diode strings, and the like.
  • the reference sensing voltages for determining the sensing voltage (Vsense) corresponding to the maximum set voltage (V HH ) and the minimum set voltage (V HL ) defining the set voltage range of the headroom voltage (Vheadroom) (V REFH and V REFL ) can be set.
  • the driving circuit 110 compares the sensing voltage Vsense with the reference sensing voltages V REFH and V REFL , respectively, and maintains or adjusts the current headroom voltage based on the comparison result. Detailed description thereof will be described with reference to FIG. 3.
  • LEDs of the LED strings ST1 to ST3 emit light (S300).
  • the headroom voltage controller 106 detects sensing voltages corresponding to currents flowing through the LED strings ST1 to ST3 (S302). For example, the headroom voltage controller 106 may detect sensing currents by sensing currents flowing through each LED string using npn BJT. Using npn BJT, the drive circuit 110 can be manufactured at low cost and can be advantageous for integration.
  • the headroom voltage controller 106 determines whether at least one of the headroom voltages of each of the LED strings ST1 to ST3 is smaller than the lowest set voltage V HL in the set voltage range using the sensing voltages (S304). ). If the headroom voltage is less than the lowest set voltage (V HL ), it means that the output voltage (Vout) does not satisfy the maximum forward voltage, so that the LEDs of the light emitting diode string with the maximum forward voltage will not operate normally. Most likely. Since the backlight does not operate normally when the headroom voltage is lower than the minimum set voltage V HL for the above reason, the output voltage Vout of the voltage converter 100 so that all the headroom voltages are equal to or greater than the minimum set voltage V HL . This must be adjusted. All headroom voltages above the minimum set voltage V HL means that the output voltage Vout satisfies the maximum forward voltage. If the output voltage Vout satisfies the maximum forward voltage, all the LED strings ( ST1 to ST3) may operate normally.
  • the driving controller 104 controls the voltage converter 100 to raise the output voltage Vout (S306). ).
  • the headroom voltage controller 106 determines whether all the headroom voltages are greater than the maximum set voltage V HH ( S308).
  • the driving circuit 110 preferably controls all the headroom voltages not to be greater than the maximum set voltage V HH .
  • the driving controller 104 controls the voltage converter 100 to lower the output voltage Vout (S306).
  • the driving circuit maintains the current output voltage Vout (S310).
  • step S308 may be omitted.
  • the driving circuit 110 maintains the current output voltage Vout (S310).
  • the driving circuit of the present invention controls the output voltage Vout such that all headroom voltages are at least the minimum set voltage V HL .
  • the sensing voltage detectors 400b and 400c may have the same or similar structure as the sensing voltage detector 400a. Therefore, only the sensing voltage detector 400a is illustrated in detail, and detailed description of the sensing voltage detectors 400b and 400 dml is omitted.
  • the voltage converter 100 may be a DC-DC converter including one transformer, a diode, and a capacitor, and is preferably a boost converter.
  • the voltage converter 100 may be configured of various circuits, and there is no limitation as long as it can boost the input voltage Vin.
  • the transformer and the diode are connected in series, and the node n1 between the transformer and the diode is connected with the transistor T3 of the driving controller 104.
  • the output node n2 of the diode is connected to the light emitting unit 102.
  • the headroom voltage controller 106 may include sensing voltage detectors 400a to 400c and a headroom voltage controller 402.
  • the sensing voltage detectors 400a to 400c are configured one-to-one with the LED strings ST1 to ST3.
  • the sensing voltage detector 400a may include a current regulator 410 and a current detector 412.
  • the current regulator 410 includes a sensing circuit, which senses a current flowing through the LED string ST1.
  • the sensing circuit may include a transistor T1 composed of npn BJT.
  • the npn BJT has a characteristic that the current of the base increases in proportion to a decrease in the voltage between the collector and the emitter. Accordingly, as shown in FIG. 2, the headroom voltage Vheadroom is inversely related to the sensing voltage Vsense corresponding to the current flowing through the base of npn BJT.
  • the current sensing unit 412 may sense a current flowing through the base of the transistor T1 through the current regulator 410.
  • the collector of transistor T1 is connected to the output terminal of the last LED of light emitting diode string ST1, the emitter is connected to ground through resistor R3, and the base is connected to current sensing unit 412 through transistor T2. Can be connected.
  • the sensing circuit has been described as including one transistor T1 which is npn BJT, the sensing circuit 412 may be variously modified to detect the current flowing through the LED string.
  • the current regulator 410 controls the current flowing through the sensing circuit in response to the current flowing through the light emitting diode string ST1, and more specifically, the current flowing through the base of the transistor T1.
  • the current regulator 410 may include a transistor T2, a sensing resistor R3, a first comparator 430, and a switch SW.
  • Transistor T2 controls the current and may be configured as an N-channel MOS transistor.
  • the drain of the transistor T2 is connected to the current sensing unit 412, and the source is connected to the base of the transistor T1.
  • the sensing resistor R3 is used to detect a current flowing through the light emitting diode string ST1. Specifically, when the current flowing through the light emitting diode string ST1 is changed, the voltage across the sensing resistor R3 (hereinafter, referred to as a “sampling voltage”) is changed, and the sampling voltage is inverted by the first comparator 430. Input to terminal (-).
  • the first comparator 430 compares the sampling voltage with the reference regulator voltage V REF_CH and provides a voltage corresponding to the comparison result to the gate of the transistor T2. As a result, the amount of current flowing through the transistor T2 is controlled by the voltage output from the first comparator 430. That is, the current regulator 410 regulates the current provided to the current sensing unit 412 in response to the change of the current flowing through the light emitting diode string ST1.
  • the switch SW is connected between the first comparator 430 and the gate of the transistor T2, and the on / off may be controlled by the control signal CS1. Therefore, the light emission operation of the LEDs of the LED string ST1 may be controlled by the control signal CS1. Accordingly, the light emission operation of the LED strings ST1 to ST3 may be individually controlled by the control signals CS1, CS2, and CS3.
  • the switch SW is not configured between the first comparator 430 and the transistor T2 and the control signal CS1 is configured as the first comparator 430 or It can be configured to directly control the transistor T2.
  • the current detector 412 detects a sensing voltage Vsense corresponding to the headroom voltage Vheadroom of the light emitting diode string ST1 using the current provided from the current regulator 410. Specific circuit structure and operation of the current sensing unit 412 will be described later.
  • the headroom voltage adjusting unit 402 determines whether to adjust the headroom voltage Vheadroom, and outputs a compensation signal COMP for adjusting the output voltage Vout when it is determined that adjustment is necessary, and the voltage adjusting determining unit 414. ), A reference voltage controller 416, and a second comparator 418.
  • the voltage regulation determiner 414 is connected to the current detectors 412 of the sensing voltage detectors 400a to 400c.
  • the voltage adjustment determiner 414 determines whether to adjust the current headroom voltages of the LED strings ST1 to ST3 by using the detection results provided by the current detectors 412 of the sensing voltage detectors 400a to 400c. Determine whether or not. For example, when the at least one headroom voltage is less than the lowest set voltage V HL , the voltage regulation determiner 414 increases the output voltage Vout of the voltage converter 100 to increase the headroom voltage. You can decide to do so. In addition, the voltage regulation determining unit 414 may lower the output voltage Vout of the voltage converter 100 to bring the headroom voltages down when all sensed headroom voltages are greater than the maximum set voltage V HH . You can decide.
  • the voltage adjustment determiner 414 outputs an UP signal UP when determining that the output voltage Vout is increased, and outputs a DOWN signal DOWN when determining the down of the output voltage Vout. do. However, the voltage adjustment determiner 414 may not output any signal when maintaining the output voltage Vout.
  • the reference voltage controller 416 adjusts the magnitude of the reference voltage REF input to the non-inverting terminal + of the second comparator 418 according to the signal provided from the voltage adjusting determiner 414. For example, the reference voltage controller 416 may increase the reference voltage REF when receiving the UP signal from the voltage adjustment determiner 414 and decrease the reference voltage REF when receiving the DOWN signal. .
  • control signals CS1, CS2, and CS3 provided to the current regulators 410 are also provided to the reference voltage controller 416.
  • the reference voltage controller 416 maintains a reference voltage REF when all control signals CS1, CS2, and CS3 are not input.
  • not all control signals CS1, CS2, and CS3 are input, which means that no pulse is input in the case of a PWM signal. Detailed description thereof will be described later.
  • the reference voltage controller 416 may maintain the reference voltage REF when the sensing voltages corresponding to the headroom voltages of all the LED strings ST1 to ST3 are not detected.
  • the second comparator 418 may be configured as an error amplifier.
  • the non-inverting terminal (+) is connected to the reference voltage controller 416 and the inverting terminal (-) is connected to the output voltage detector 428. do.
  • the reference voltage REF is input to the non-inverting terminal + of the second comparator 418, and the detection voltage V det is input to the inverting terminal ⁇ .
  • the detection voltage V det is a voltage formed by the voltage of the node n2, that is, the output voltage Vout is divided by the resistors R1 and R2, and the node n4 between the resistors R1 and R2. Means the voltage.
  • the second comparator 418 compares the reference voltage REF with the detection voltage V det and outputs a compensation signal COMP. For example, if the reference voltage REF raised according to the UP signal is compared with the detection voltage V det , the reference voltage REF is likely to be greater than the detection voltage V det . In this case, the second comparator 418 may output the compensation signal COMP to increase the output voltage Vout. On the other hand, when the reference voltage REF reduced according to the DOWN signal and the detection voltage V det are compared, the reference voltage REF is likely to be smaller than the detection voltage V det . In this case, the second comparator 418 may output the compensation signal COMP to lower the output voltage Vout.
  • a capacitor C may be connected to a node between the second comparator 418 and the reference voltage controller 416, and the capacitor C may serve to stably maintain the reference voltage REF.
  • the driving controller 104 may include a third comparator 420, a PWM driver 422, a transistor T3, a resistor R4, and an output voltage detector 428 as a switch.
  • the transistor T3 may be configured as an N-channel MOS transistor.
  • the inverting terminal (-) of the third comparator 420 may be connected to the output terminal of the second comparator 418, and the non-inverting terminal (+) may be connected to a node n3 corresponding to the source of the transistor T3.
  • the third comparator 420 compares the voltage of the node n3 with the compensation signal COMP output from the second comparator 418 and outputs a specific voltage.
  • the PWM driver 422 outputs a PWM signal according to the voltage output from the third comparator 420 to control the voltage converter 100, and as a result, the output voltage Vout is adjusted.
  • the PWM driver 422 may output a PWM signal having a variable duty ratio in response to the voltage output from the third comparator 420 to increase or decrease the output voltage Vout.
  • the PWM driver 422 may include a PWM logic unit and a driver, the PWM logic unit is connected to the output terminal of the third comparator 420, the driver is the PWM logic unit and the transistor (T3) Can be connected between.
  • the driver may be composed of one buffer or may be formed by combining several other circuit elements.
  • the output voltage Vout is adjusted through the PWM method, but another control method may be used.
  • the driving controller 104 may further include a current sensing unit and a slope compensating unit.
  • the current sensing unit may be connected between the node n3 and the non-inverting terminal + of the third comparator 420.
  • the current detector detects a current input to the light emitter 102, that is, predicts a current flowing to the node n1 through a current flowing through the node n3. Subsequently, the current detector outputs a voltage corresponding to the predicted current.
  • the slope compensator compensates for the current flowing to the current detector.
  • the duty ratio of the current sensing unit is 50% or more, for example, current may oscillate, and the slope compensator serves to compensate for the current.
  • the sensing voltage detectors 400a to 400c detect headroom voltages of the corresponding LED strings ST1 to ST3.
  • the current sensing unit 412 of the sensing voltage sensing unit 400 senses a sensing voltage Vsense corresponding to the headroom voltage by using a current flowing to the base of the transistor T1 connected to the corresponding LED string. do.
  • the voltage adjustment determiner 414 determines whether to adjust current headroom voltages in response to a result of analyzing the sensing voltages Vsense sensed by the sensing voltage sensing units 400a to 400c.
  • the reference voltage controller 416 varies the reference voltage REF under the control of the voltage regulation determination unit 414.
  • the second comparator 418 compares the variable reference voltage REF with the detection voltage V det corresponding to the output voltage Vout provided to the light emitting unit 102, and compensates the compensation signal ( COMP) output.
  • the driving controller 104 compares the compensation signal COMP provided from the second comparator 418 with the voltage corresponding to the current input to the light emitting unit 102 and operates the voltage converter 100 in a PWM manner according to the comparison result. Control the output voltage (Vout).
  • the driving circuit of the present invention repeats the above process to provide the light emitting unit 102 with an output voltage Vout for ensuring a maximum forward voltage.
  • the current detector 412 of the present embodiment may include a mirror 500 and a headroom voltage determiner 502.
  • the mirror unit 500 may be configured as a current mirror circuit including two P-channel MOS transistors T4 and T5, and a gate of the MOS transistor T4 and a gate of the MOS transistor T5 are coupled to each other. .
  • the drain and the gate of the MOS transistor T4 are connected to each other.
  • the mirror unit 500 may be configured such that current smaller than the base current of the transistor T1 flows through the transistor T5 by mirroring, thereby scaling the current.
  • a current having the same magnitude as that of the base of the transistor T1 can be designed to flow through the transistor T5 by mirroring.
  • a current corresponding to the current flowing through the LED string flows through the transistor T5, and the voltage of the drain of the transistor T5, that is, the sensing voltage Vsense, of the LED string It will reflect the headroom voltage (Vheadroom).
  • the headroom voltage determination unit 502 may determine whether the headroom voltage Vheadroom exists in the set voltage range V HL to V HH shown in FIG. 2 using the sensing voltage Vsense. For example, the headroom voltage determination unit 502 may sense the sensing voltage Vsense corresponding to the headroom voltage Vheadense by comparing the sensing voltage Vsense with the reference sensing voltages V REFH and V REFL . Is compared with the minimum set voltage V HL and the maximum set voltage V HH in the set voltage range V HL to V HH .
  • the headroom voltage determiner 502 may include a fourth comparator 510 and a fifth comparator 512.
  • the first reference sensing voltage V REFL is input to the non-inverting terminal + of the fourth comparator 510, and the sensing voltage Vsense is input to the inverting terminal ⁇ . Accordingly, the fourth comparator 510 compares the first reference sensing voltage V REFL with the sensing voltage Vsense and outputs a voltage V HIGH according to the comparison result. Specifically, the fourth comparator 510 outputs a voltage V HIGH , which is a digital signal having high logic, when the sensing voltage Vsense is equal to or less than the first reference voltage V REFL . According to the graph of FIG.
  • the fourth comparator 510 outputs the voltage V HIGH having the high logic such that the headroom voltage Vheadroom corresponding to the sensing voltage Vsense is equal to or greater than the maximum set voltage V HH . it means.
  • the fourth comparator 510 outputs a voltage V HIGH , which is a digital signal having a low logic, when the sensing voltage Vsense is greater than the first reference voltage V REFL .
  • the fourth comparator 510 outputs a voltage V HIGH having a low logic such that the headroom voltage Vheadroom corresponding to the sensing voltage Vsense is smaller than the maximum set voltage V HH . Means.
  • the sensing voltage Vsense is input to the non-inverting terminal + of the fifth comparator 512, and the second reference sensing voltage V REFH is input to the inverting terminal ⁇ . Accordingly, the fifth comparator 512 compares the second reference sensing voltage V REFH and the sensing voltage Vsense, and outputs a voltage V LOW which is a digital signal according to the comparison result. Specifically, the fifth comparator 512 outputs a voltage V LOW having a high logic when the sensing voltage Vsense is equal to or greater than the second reference voltage V REFH . According to the graph of FIG.
  • the fifth comparator 512 outputs the voltage V LOW having the high logic such that the headroom voltage Vheadroom corresponding to the sensing voltage Vsense is less than or equal to the minimum set voltage V HL . it means.
  • the fifth comparator 512 outputs a voltage V LOW having a low logic when the sensing voltage Vsense is smaller than the second reference sensing voltage V REFH .
  • the fifth comparator 512 outputs the voltage V LOW having the low logic such that the headroom voltage Vheadroom corresponding to the sensing voltage Vsense is greater than the minimum set voltage V HL . it means.
  • the outputs V HIGH and V LOW of the comparators 510 and 512 have a headroom voltage Vheadroom which eodmds to the sensing voltage Vsense at any point of the set voltage range V HL to V HH .
  • the voltage adjustment determination unit 414 may determine whether to adjust the output voltage Vout by determining the current headroom voltages Vheadroom of the LED strings ST1 to ST3.
  • the voltage regulation determination unit 414 determines that the headroom voltages Vheadroom are appropriate and maintains the output voltage Vout.
  • the voltage regulation determination unit 414 may determine at least one of the headroom voltages Vheadroom of the LED strings. It is determined that one is smaller than the headroom voltage corresponding to the maximum forward voltage, and the output voltage Vout is increased.
  • the voltage regulation determination unit 414 determines that the headroom voltages of the LED strings are the maximum forward direction. It is determined that the headroom voltage corresponding to the voltage is exceeded, and the output voltage Vout is determined to be lowered.
  • the driving circuit 110 of the present invention compares the sensing voltage Vsense with the reference sensing voltages V REFH and V REFL , outputs the comparison result as a digital signal, and outputs the output voltage Vout. Decide if you want to adjust.
  • the transistor T1 is configured outside the semiconductor chip, and the first comparator 430 and the transistor T2 are configured inside the semiconductor chip. Therefore, in the semiconductor chip, a first pad P1 connecting the base of the transistor T1 and the transistor T2, and an emitter of the transistor T1 and the inverting terminal ( ⁇ ) of the first comparator 430 are connected. There are two pads P2.
  • the pads P1 and P2 refer to pins of an integrated circuit. That is, two pads P1 and P2 are used to correspond to the sensing voltage sensing units 400a to 400c, respectively.
  • the driving circuit 110 of the present invention includes both an emitter pin connected to the resistor R3 for connecting with the transistor T1, a pin for driving the current of the base, and a collector pin for monitoring the optimal headroom voltage. I don't need it.
  • the drive circuit 110 of the present invention is configured to monitor the optimum headroom voltage using the current flowing to the base of the transistor T1, thereby eliminating the need for a collector pin for monitoring the headroom voltage.
  • the driving circuit 110 of the present invention can use one pin less in correspondence to each of the LED strings ST1 to ST3. That is, the driving circuit 110 of the present invention uses the first pin P1 and the emitter of the transistor T1 connected to the base of the transistor T1 to monitor the current flowing through the base of the transistor T1. Only the second pin P2 connected to the emitter of the transistor T1 is needed to monitor the flowing current, ie the current flowing through the corresponding LED string. Therefore, the driving circuit 110 can be simplified in configuration and can reduce the area of the semiconductor chip.
  • the second pin P2 may be connected to the collector instead of the emitter of the transistor T1 to monitor the current flowing through the corresponding LED string.
  • the left circuits in FIG. 5 correspond to a semiconductor chip implemented as an integrated circuit, and the right circuits correspond to the outside of the semiconductor chip.
  • the driving circuit 110 of the present embodiment may further include a current compensator 600 as shown in FIG. 6.
  • the current compensator 600 may have a mirror structure and include two transistors T7 and T8 having gates coupled to each other, and the two transistors T7 and T8 may be configured as PMOS transistors.
  • the source of transistor T7 is connected to a node between emitter of transistor T1 and resistor R3 through panel P2, and the source and gate of transistor T8 are connected to each other.
  • the transistor T8 is connected to the mirror part 500.
  • the current compensator 600 senses a base current i b flowing to the base of the transistor T1 and compensates for the base current.
  • the current (collector current i c ) flowing to the light emitting diode string may be designed to be the voltage / R3 of the node n5, but the current flows to the base of the transistor T1.
  • the collector current i c may actually be the voltage / R 3 -base current of node n5.
  • the voltage of the node n5 may be preferably V REF_CH .
  • the present invention can compensate the collector current i c by the base current i b using the current compensator 600, and as a result, the collector current i c is the voltage / R3 of the node n5.
  • the mirror unit 500 may further include a transistor T6 connected in parallel to the transistor T4 and transferring the mirrored current to the transistor T8.
  • the base current i b of the transistor T1 is mirrored to the line corresponding to the transistor T6.
  • the current flowing to the transistor T6 is mirrored to the transistor T7.
  • the base current i b flows through the transistor T7, so that the current flowing through the node n5 becomes equal to the collector current i c .
  • the collector current i c may be the voltage / R3 of the node n5.
  • the collector current i c can be made the voltage / R3 of the node n5.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating a reference voltage controller according to an embodiment of the present invention.
  • the reference voltage controller 416 of the present exemplary embodiment may include a reference voltage booster 700, a reference voltage booster 702, and a reference voltage maintainer 704.
  • the reference voltage booster 700, the reference voltage booster 702, and the reference voltage maintainer 704 are connected in parallel to the node n6.
  • the reference voltage REF is applied to the node n6.
  • the reference voltage booster 700 boosts the reference voltage REF according to the UP signal UP output from the voltage adjustment determiner 414.
  • the reference voltage booster 700 may include MOS transistors T10, T12, and T13 and an inverter of a P channel.
  • the MOS transistors T10 and T12 are connected in series, an UP signal UP is applied to a gate of the MOS transistor T10 through an inverter, and an operating voltage Vcc which is a pull-up voltage to a source of the MOS transistor T10. Is applied.
  • the drain of the MOS transistor T12 is connected to the node n6.
  • the gates of the MOS transistors T12 and T13 are coupled to each other, and the gate and the drain of the MOS transistor T13 are configured to be commonly connected to a current source.
  • the transistor T12 has a structure in which a current is mirrored with the transistor T13.
  • the transistor T10 When the high logic UP signal UP is input to the reference voltage booster 700, a low logic is input to the gate of the transistor T10, and the transistor T10 is turned on.
  • the reference voltage REF is raised in conjunction with the turn-on of the transistor T10.
  • the transistor T10 When the UP signal UP having the low logic is input to the reference voltage booster 700, the transistor T10 is turned off.
  • the reference voltage step-down part 702 performs a function of stepping down the reference voltage REF according to the DOWN signal DOWN output from the voltage adjustment determiner 414.
  • the reference voltage step-down part 702 may include N-channel MOS transistors T11, T14, and T15.
  • the MOS transistors T14 and T11 are connected in series, a DOWN signal DOWN is applied to the gate of the MOS transistor T11, and a ground voltage Vcc, which is a pull-down voltage, is applied to the source of the MOS transistor T11. .
  • the drain of the MOS transistor T14 is connected to the node n6.
  • the transistor T14 has a structure in which a current is preset with the transistor T15.
  • the transistor T11 When the DOWN signal DOWN having the high logic is input to the reference voltage step-down unit 702, the transistor T11 is turned on so that the reference voltage REF is down. When the DOWN signal DOWN having the low logic is input to the reference voltage step-down part 702, the transistor T11 is turned off.
  • the reference voltage booster 700 and the reference voltage booster 702 may be a kind of charge pump.
  • the reference voltage holding unit 704 maintains the reference voltage REF.
  • the capacitor C connected to the node n6 are gradually discharged under the influence of the leakage current, and as a result, the reference voltage REF is lowered.
  • the reference voltage holding unit 704 is operated to prevent the reference voltage REF from lowering.
  • the reference voltage holding unit 704 receives the control signals CS1 to CS3.
  • the reference voltage holding unit 704 does not operate when at least one of the control signals CS1 to CS3 is input, and maintains the reference voltage REF when all of the control signals CS1 to CS3 are not input. To perform.
  • the reference voltage holding unit 704 of the present exemplary embodiment may include a reference voltage holding determining unit 800, a reference voltage unit 802, and a voltage supply control unit 804.
  • the reference voltage holding determination unit 800 determines whether to perform the reference voltage holding operation in response to the control signals CS1 to CS3. Specifically, when at least one of the control signals CS1 to CS3 is provided to the reference voltage holding determination unit 800, the reference voltage holding determination unit 800 does not perform the reference voltage holding operation. In contrast, when all of the control signals CS1 to CS3 are not provided to the reference voltage holding determination unit 800, the reference voltage holding determination unit 800 performs a reference voltage holding operation. Not all of the control signals CS1 to CS3 are provided to the reference voltage holding determination unit 800. Therefore, all of the control signals CS1 to CS3 are provided to the current regulator 410 of the LED strings ST1 to ST3. It means not.
  • the current regulator for the LED strings ST1 to ST3 is turned off, and current regulation is not performed. This corresponds to the headroom voltage not being detected.
  • the current regulators for the LED strings ST1 to ST3 are turned off, the current regulation is not performed, and the headroom voltage is not detected by the control signals CS1 to CS3. To maintain the reference voltage to maintain.
  • the reference voltage unit 802 provides a voltage corresponding to the reference voltage REF to the node n6 in response to the control of the reference voltage holding determination unit 800 to perform the reference voltage holding operation. On the other hand, the reference voltage unit 802 does not provide a voltage corresponding to the reference voltage REF to the node n6 in response to the control of the reference voltage holding determination unit 800 not to perform the reference voltage holding operation. Do not.
  • the voltage supply controller 804 may switch a connection between the reference voltage unit 802 and the node n6 under the control of the reference voltage maintenance determiner 800. Specifically, the voltage supply control unit 804 electrically connects the reference voltage unit 802 and the node n6 in response to the control of the reference voltage holding determination unit 800 to perform the reference voltage holding operation. Therefore, the reference voltage REF is maintained. On the other hand, the voltage supply control unit 804 cuts off the electrical connection between the reference voltage unit 802 and the node n6 in response to the reference voltage holding determination unit 800 controlling not to perform the reference voltage holding operation. .
  • the reference voltage maintaining determiner 800 may include a first counter 900, a second counter 902, and a comparator 904.
  • the first counter 900 receives the control signals CS1, CS2, and CS3, and may be, for example, a PWM counter.
  • the second counter 902 receives and counts the enable signal EN of the first counter 900 and may be, for example, a down counter.
  • the comparator 904 can provide a comparison signal to the second counter 902.
  • the reference voltage unit 802 receives a signal for controlling a sustain voltage to be output from the second counter 902 and is connected to provide a sustain voltage to the voltage supply controller 804 and the comparator 904.
  • the reference voltage unit 802 may be a digital analog converter (DAC).
  • the voltage supply control unit 804 is connected between the node n7 and the node N6, which are output terminals of the reference voltage unit 802, for example, transistors T16 and T17 and an inverter IN for configuring a transfer gate. It can be made of).
  • the transistor T16 may be an N-channel MOS transistor
  • the transistor T17 may be a P-channel MOS transistor. Therefore, when the set signal set is input to the high logic from the second counter 902, the transistors T16 and T17 are turned on, and as a result, the node n7 and the node, which are the output terminals of the reference voltage unit 802, are turned on. (n6) is electrically connected.
  • the transistors T16 and T17 are turned off, and as a result, the node n7, which is an output terminal of the reference voltage unit 802, is turned off.
  • the electrical connection between the nodes n6 is cut off.
  • the first counter 900 When at least one of the control signals CS1 to CS3 is input to the first counter 900, the first counter 900 does not activate the second counter 902. That is, the deactivated enable signal EN is provided to the second counter 902. As a result, the reference voltage holding unit 704 does not perform the reference voltage holding operation.
  • the first counter 900 counts. Perform the action.
  • the first counter 900 outputs an enabled enable signal EN when the first count value is greater than or equal to a preset value.
  • the first counter 900 checks whether the control signals CS1 to CS3 are input in units of a predetermined time, and gradually increases the first count value when the control signals CS1 to CS3 are not input. When the first count value is greater than or equal to the preset value, the enabled enable signal EN is output.
  • the second counter 902 drops a second count value (for example, 4) in response to the enabled enable signal EN, and a signal corresponding to the down second count value (for example, 3).
  • the signal may be a signal of n bits, where n is a positive integer.
  • the reference voltage unit 802 outputs a voltage 2.2V down from a preset voltage (eg, 2.5V) according to a signal provided from the second counter 902.
  • a preset voltage eg, 2.5V
  • the comparator 904 receives the voltage output from the reference voltage unit 802 to the inverting terminal (-), and receives the voltage of the node n6 corresponding to the reference voltage REF (for example, 2V) from the non-inverting terminal (+). To receive. That is, the comparator 904 compares the voltage output from the reference voltage unit 802 with the voltage of the node n6.
  • REF reference voltage
  • the comparator 904 may provide a comparison signal having high logic to the second counter 902, for example.
  • the second counter 902 may again down the second count value, and may provide a signal corresponding to the down second count value (for example, 2) to the reference voltage unit 802.
  • the second counter 902 may provide the set signal SET having the low logic to the voltage supply controller 804, so that the voltage supply controller 804 maintains the off state. Therefore, the voltage output from the reference voltage portion 802 is not supplied to the node n6.
  • the reference voltage unit 802 may output a voltage (1.9V) down again from the preset voltage in response to the signal provided from the second counter 902.
  • the comparator 904 compares the voltage output from the reference voltage unit 802 (for example, 1.9V) with the voltage of the node n6 (for example, 2V). As a result of the comparison, the voltage output from the reference voltage unit 802 is smaller than the voltage of the node n6, and in this case, the comparator 904 outputs a comparison signal STOP having low logic, for example, to the second counter 902. Can be provided as
  • the second counter 902 may output the set signal SET having the high logic according to the comparison signal STOP having the low logic.
  • the voltage supply control unit 804 is turned on, and the reference voltage unit 802 and the node n6 are electrically connected. Therefore, the voltage (holding voltage) output from the reference voltage unit 802 is supplied to the node n6, and as a result, the voltage of the node n6, that is, the reference voltage REF, can be maintained.
  • the voltage of the node n6 maintained may be a voltage which is equal to or slightly smaller than the reference voltage REF.
  • the reference voltage holding unit 704 gradually lowers the voltage output from the reference voltage unit 802 and outputs the voltage from the reference voltage unit 802.
  • the sustain voltage is supplied to the node n6 to maintain the reference voltage REF.
  • the reference voltage holding unit 704 may supply the holding voltage to the node n6 to maintain the reference voltage REF after a predetermined time elapses from when the control signals CS1 to CS3 are not all input. have.

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Abstract

The present invention provides a driver circuit for a light-emitting device and an operation method therefor, and a semiconductor chip employing the driver circuit, the driver circuit being configured to detect sensing voltages corresponding to the headroom voltages of light-emitting diode strings, control an output voltage provided to the light-emitting diode strings by using the sensing voltages, and accordingly control the headroom voltages.

Description

발광 디바이스의 구동 회로 및 구동 방법, 그리고 상기 구동 회로를 채용한 반도체 칩Driving circuit and driving method of light emitting device, and semiconductor chip employing said driving circuit
본 발명은 발광 디바이스에 관한 것으로서, 특히 발광 디바이스의 구동 회로 및 구동 방법, 그리고 상기 구동 회로를 채용한 반도체 칩에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a light emitting device, and more particularly to a driving circuit and a driving method of a light emitting device, and a semiconductor chip employing the driving circuit.
발광 다이오드 스트링(String)을 포함하는 LCD 백라이트(Backlight)는 드라이버(Driver)에 의하여 제어되도록 구성된다. 드라이버는 일반적으로 하나의 발광 다이오드 스트링에 대응하여 순방향 전압(Forward Voltage)을 공급하는 전압 컨버터(Converter)와 발광 다이오드 스트링의 전류를 결정하는 전류 레귤레이터(Current Regulator)를 포함한다.The LCD backlight including the LED string is configured to be controlled by a driver. The driver generally includes a voltage converter for supplying a forward voltage corresponding to one light emitting diode string and a current regulator for determining a current of the light emitting diode string.
전류 레귤레이터는 저항과 트랜지스터를 포함할 수 있으며, 저항과 트랜지스터는 집적 회로에 내장되거나 PCB 상에 패시브(Passive) 소자로 구성될 수 있다. 전류 레귤레이터에 포함되는 저항과 트랜지스터가 집적 회로에 내장되는 경우, 제조 단가가 절감될 수 있으나 발열을 해결해야하는 문제점이 있다. 그러므로, 발열을 감소시키고자 하는 경우, 전류 레귤레이터에 포함되는 저항과 트랜지스터는 집적 회로의 외부에 구성할 수 있다.Current regulators can include resistors and transistors, which can be embedded in integrated circuits or configured as passive elements on a PCB. If the resistor and the transistor included in the current regulator is embedded in the integrated circuit, manufacturing cost can be reduced, but there is a problem in that heat generation needs to be solved. Therefore, when it is desired to reduce heat generation, the resistors and transistors included in the current regulator may be configured outside the integrated circuit.
전류 레귤레이터에 포함되는 트랜지스터는 MOSFET(Metal Oxide Silicon Field Effect Transister), npn BJT(Bipolar Junction Transistor, 이하 'BJT'라 함) 및 pnp BJT 중 선택될 수 있다. 이 중 단위 가격 면에서는 BJT가 유리하고, 집적 회로를 고려하면 npn BJT가 유리하다.The transistor included in the current regulator may be selected from a MOSFET (Metal Oxide Silicon Field Effect Transister), npn Bipolar Junction Transistor (BJT), and pnp BJT. Among them, BJT is advantageous in terms of unit price, and npn BJT is advantageous in consideration of integrated circuits.
종래의 전류 레귤레이터에서, npn BJT를 이용하고 npn BJT가 집적 회로의 외부에 구성되는 경우, 집적 회로는 외부에 구성되는 npn BJT에 대응하여 전류의 양을 결정하기 위한 저항과 연결되는 에미터 핀, 베이스 전류를 구동하기 위한 베이스 핀 및 헤드룸 전압(Headroom Voltage)을 모니터링하기 위한 콜렉터 핀이 구성되어야 한다. 즉, 종래의 전류 레귤레이터를 내장하는 집적 회로는 외부의 npn BJT를 위하여 세 개의 핀을 갖는다.In a conventional current regulator, when npn BJT is used and npn BJT is configured outside of the integrated circuit, the integrated circuit includes an emitter pin connected with a resistor for determining the amount of current in correspondence with the externally configured npn BJT, A base pin for driving the base current and a collector pin for monitoring the headroom voltage must be configured. That is, an integrated circuit incorporating a conventional current regulator has three pins for an external npn BJT.
npn BJT는 발광 다이오드 스트링의 수(채널의 수)에 대응하도록 구성된다. 그러므로, 전류 레귤레이터를 내장하는 집적 회로는 발광 다이오드 스트링의 수(채널의 수)가 증가하는 만큼 증가된 수의 핀들이 구성되어야 한다.The npn BJT is configured to correspond to the number of light emitting diode strings (number of channels). Therefore, an integrated circuit incorporating a current regulator must be configured with an increased number of pins as the number of LED strings (number of channels) increases.
상기한 문제점을 해결하기 위하여, 외부에 구성되는 npn BJT에 대응하여 집적 회로가 적은 수의 핀을 갖도록 구성할 수 있고 발광 다이오드 스트링의 헤드룸 전압을 조정할 수 있는 회로 및 알고리즘이 제시될 필요가 있다.In order to solve the above problems, circuits and algorithms that can be configured to have a small number of pins and to adjust the headroom voltage of the LED string corresponding to npn BJTs configured externally need to be presented. .
한편, 발광 다이오드 스트링의 밝기는 PWM 신호를 사용하여 독립적으로 제어될 수 있다. 그러나, 경우에 따라서 PWM 신호가 제공되지 않을 수 있다. PWM 신호가 제공되지 않는 경우, 전류 레귤레이터가 턴오프되고, 헤드룸 전압이 검출되지 않는다. 이 경우, 헤드룸 전압을 검출하기 위하여 DC-DC 컨버터의 구동을 위한 기준 전압이 유지되어야 한다. 전압 컨버터의 구동을 위한 기준 전압이 유지되지 않으면 기준 전압이 인가되는 캐패시터의 누설 전류로 인하여 기준 전압이 감소되고, 그에 대응하여 출력 전압도 감소한다.On the other hand, the brightness of the LED string may be independently controlled using a PWM signal. However, in some cases, the PWM signal may not be provided. If no PWM signal is provided, the current regulator is turned off and no headroom voltage is detected. In this case, a reference voltage for driving the DC-DC converter must be maintained to detect the headroom voltage. If the reference voltage for driving the voltage converter is not maintained, the reference voltage is reduced due to the leakage current of the capacitor to which the reference voltage is applied, and correspondingly, the output voltage is also reduced.
이후 PWM 신호가 재인가될 때 낮아진 출력 전압이 발광 다이오드 스트링의 발광 전압 레벨을 만족하지 못하면 플리커가 발생할 수 있다. 그러므로, 상기와 같이 발생하는 플리커를 해소하기 위하여, PWM 신호가 장시간 인가되지 않을 때 기준 전압을 유지할 필요성이 있다. When the PWM signal is re-applied, flicker may occur if the lowered output voltage does not satisfy the light emitting voltage level of the LED string. Therefore, in order to eliminate the flicker generated as described above, it is necessary to maintain the reference voltage when the PWM signal is not applied for a long time.
<선행기술문헌><Preceding technical literature>
한국공개특허공보 제2008-0020723호 (2008년 3월 6일 공개)Korean Laid-Open Patent Publication No. 2008-0020723 (published March 6, 2008)
본 발명은 LCD 백라이트로 이용되는 발광 다이오드 스트링의 헤드룸 전압을 조절하는데 이용하는 npn BJT를 위한 집적회로의 핀들의 수를 절감할 수 있고, 핀들의 수를 절감하는 만큼 집적 회로의 면적을 줄일 수 있는 발광 디바이스의 구동 회로 및 방법 그리고 상기 구동 회로를 채용한 반도체 칩을 제공한다.The present invention can reduce the number of pins of the integrated circuit for the npn BJT used to adjust the headroom voltage of the light emitting diode string used as the LCD backlight, and can reduce the area of the integrated circuit by reducing the number of pins. A driving circuit and method for a light emitting device and a semiconductor chip employing the driving circuit are provided.
또한, 본 발명은 발광 다이오드 스트링들의 순방향 전압들 중 최대 순방향 전압 이상의 출력 전압을 발광 다이오드 스트링들에 제공하여 발광 다이오드 스트링들에 흐르는 전류를 균일화할 수 있는 발광 디바이스의 구동 회로 및 방법 그리고 상기 구동 회로를 채용한 반도체 칩을 제공한다. In addition, the present invention provides a driving circuit and method for a light emitting device capable of equalizing a current flowing in the light emitting diode strings by providing the light emitting diode strings with an output voltage equal to or greater than a maximum forward voltage among the forward voltages of the light emitting diode strings, and the driving circuit. It provides a semiconductor chip employing.
본 발명은 발광 다이오드 스트링들의 전류를 결정하기 위하여 제공되는 PWM 신호가 제공되지 않는 경우에 대응하여, 전압 컨버터의 구동을 위한 기준 전압을 유지시킬 수 있는 발광 디바이스의 구동 회로 및 방법 그리고 상기 구동 회로를 채용한 반도체 칩을 제공한다. The present invention relates to a driving circuit and method of a light emitting device capable of maintaining a reference voltage for driving a voltage converter in response to a case where a PWM signal provided for determining the current of light emitting diode strings is not provided. Provided is a semiconductor chip.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 적어도 하나의 발광 다이오드 스트링을 구동하는 발광 디바이스의 구동 회로는, 출력 전압을 상기 발광 다이오드 스트링에 제공하는 전압 컨버터; 보상 신호에 대응하여 상기 전압 컨버터를 제어하는 구동 제어부; 및 적어도 하나의 상기 발광 다이오드 스트링에 대한 전류 레귤레이션을 수행하고, 적어도 하나의 상기 발광 다이오드 스트링의 헤드룸 전압들에 대응하는 기준 전압을 제공하며, 상기 기준 전압을 이용하여 상기 보상 신호를 제공하는 헤드룸 전압 제어부;를 포함하며, 상기 헤드룸 전압 제어부는 적어도 하나 이상의 제어 신호를 적어도 하나의 상기 발광 다이오드 스트링에 대응하는 전류 레귤레이션 제어를 위하여 수신하며, 적어도 하나의 상기 제어 신호가 미리 지정된 상태에 해당하면 상기 출력 전압을 유지시키기 위하여 상기 기준 전압을 유지함을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, a driving circuit of a light emitting device for driving at least one light emitting diode string of the present invention comprises: a voltage converter for providing an output voltage to the light emitting diode string; A driving controller controlling the voltage converter in response to a compensation signal; And a head configured to perform current regulation on at least one LED string, provide a reference voltage corresponding to headroom voltages of at least one LED string, and provide the compensation signal using the reference voltage. And a room voltage control unit, wherein the headroom voltage control unit receives at least one control signal for current regulation control corresponding to at least one of the light emitting diode strings, and corresponds to at least one control signal in a predetermined state. The reference voltage is maintained in order to maintain the output voltage.
본 발명의 반도체 칩은, 적어도 하나의 상기 발광 다이오드 스트링에 대응하는 전류 레귤레이션 제어를 위한 적어도 하나 이상의 제어 신호를 참조하여 미리 지정된 상태인지 판단하는 기준 전압 유지 판단부; 적어도 하나의 상기 발광 다이오드 스트링에 출력 전압을 제공하기 위하여, 상기 기준 전압 유지 판단부의 제어에 의하여 상기 미리 지정된 상태에 대응하여 유지 전압을 공급하는 기준 전압부; 및 상기 출력 전압의 제공에 이용되는 기준 전압을 출력하는 노드에 상기 유지 전압을 전달하는 것을 스위칭하는 전압 공급 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.The semiconductor chip of the present invention may include: a reference voltage holding determination unit determining whether a predetermined state is referred to by referring to at least one control signal for current regulation control corresponding to at least one LED string; A reference voltage unit configured to supply a sustain voltage in response to the predetermined state by a control of the reference voltage sustain determination unit to provide an output voltage to at least one LED string; And a voltage supply controller for switching the transfer of the sustain voltage to a node that outputs a reference voltage used to provide the output voltage.
본 발명의 발광 디바이스 구동 방법은, 적어도 하나 이상의 발광 다이오드 스트링에 연결된 전류 레귤레이터로 제어 신호를 제공하여서 발광을 제어하는 제1 단계; 및 상기 발광 다이오드 스트링의 전체에 대한 전류 레귤레이션이 중지되거나 또는 헤드룸 전압들이 검출되지 않는 것 중 적어도 어느 하나에 대응하는 미리 지정된 상태에 대응하도록 상기 제어 신호가 제공되면 적어도 하나 이상의 상기 발광 다이오드 스트링에 제공되는 출력 전압을 유지시키는 제2 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.A method of driving a light emitting device of the present invention includes a first step of controlling light emission by providing a control signal to a current regulator connected to at least one light emitting diode string; And when the control signal is provided to correspond to a predetermined state corresponding to at least one of the current regulation of the entirety of the light emitting diode string is stopped or no headroom voltages are detected. And a second step of maintaining the provided output voltage.
본 발명에 의하면, LCD 백라이트로 이용되는 발광 다이오드 스트링의 헤드룸 전압을 조절할 수 있으며, 헤드룸 전압을 조절하기 위한 npn BJT에 대응하는 집적 회로의 핀들의 수를 절감할 수 있다. 그러므로, 집적 회로는 핀 수가 절감된 만큼 줄어든 면적을 갖도록 설계될 수 있다. According to the present invention, the headroom voltage of the LED string used as the LCD backlight can be adjusted, and the number of pins of the integrated circuit corresponding to npn BJT for adjusting the headroom voltage can be reduced. Therefore, the integrated circuit can be designed to have a reduced area as the number of pins is saved.
또한, 본 발명에 의하면, 구동 회로가 발광 다이오드 스트링들의 순방향 전압들 중 최대 순방향 전압을 기초로 발광 다이오드 스트링들에 제공하는 출력 전압을 제어하므로, 발광 다이오드 스트링들에 흐르는 전류를 균일화할 수 있다.Further, according to the present invention, since the driving circuit controls the output voltage provided to the LED strings based on the maximum forward voltage among the forward voltages of the LED strings, the current flowing through the LED strings can be equalized.
또한, 본 발명에 의하면 PWM 신호들이 제공되지 않을 때 전압 컨버터의 구동을 위한 기준 전압을 유지할 수 있으며, 결과적으로 검출되지 않을 때 상기 출력 전압을 조절하기 위한 기준 전압을 유지시킬 수 있다. 결과적으로, PWM 신호가 재인가될 때 발광 다이오드 스트링의 발광 전압 레벨을 만족하는 충분한 출력 전압을 유지할 수 있고, 플리커 발생을 방지할 수 있다.Further, according to the present invention, it is possible to maintain a reference voltage for driving the voltage converter when no PWM signals are provided, and consequently to maintain a reference voltage for adjusting the output voltage when not detected. As a result, when the PWM signal is re-applied, it is possible to maintain a sufficient output voltage that satisfies the light emitting voltage level of the light emitting diode string, and prevent flickering.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 디바이스의 구동 회로를 도시한 도면. 1 shows a driving circuit of a light emitting device according to an embodiment of the present invention;
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 센싱 전압과 헤드룸 전압의 관계를 나타낸 그래프를 도시한 도면.2 is a graph illustrating a relationship between a sensing voltage and a headroom voltage according to an embodiment of the present invention.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 제어 동작을 도시한 흐름도. 3 is a flowchart illustrating a control operation according to an embodiment of the present invention.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 구동 회로의 상세 회로도.4 is a detailed circuit diagram of a driving circuit according to an embodiment of the present invention.
도 5는 도 4의 전류 레귤레이터와 전류 감지부를 도시한 회로도. FIG. 5 is a circuit diagram illustrating the current regulator and the current sensing unit of FIG. 4. FIG.
도 6은 도 5의 실시예에 전류 보상부가 더 구성된 회로도. 6 is a circuit diagram of a current compensator further configured in the embodiment of FIG. 5;
도 7은 도 4의 기준 전압 제어부의 회로도. FIG. 7 is a circuit diagram of the reference voltage controller of FIG. 4. FIG.
도 8은 도 7의 기준 전압 유지부를 도시한 도면.8 is a diagram illustrating a reference voltage holding unit of FIG. 7.
도 9는 도 8의 기준 전압 유지부의 회로도.9 is a circuit diagram of a reference voltage holding unit of FIG. 8.
본 발명은 발광 디바이스의 구동 회로 및 방법과 상기 구동 회로를 채용한 반도체 칩을 개시한다. 본 발명의 디바이스의 구동 회로는 액정 표시 장치(Liquid Crystal display, LCD)에 광을 공급하는 백라이트(Backlight)를 구성하는 발광 다이오드(Light Emitting Diode, LED) 스트링을 구동하는 것으로 실시될 수 있다.The present invention discloses a driving circuit and method for a light emitting device and a semiconductor chip employing the driving circuit. The drive circuit of the device of the present invention may be implemented by driving a string of light emitting diodes (LEDs) constituting a backlight for supplying light to a liquid crystal display (LCD).
본 발명의 구동 회로는 상호 병렬로 연결되는 다수의 발광 다이오드 스트링들(Strings)의 헤드룸 전압들(Headroom voltages)에 대응하는 센싱 전압들을 감지하고, 감지된 센싱 전압들에 기초하여 현재의 헤드룸 전압을 조정한다. 여기서, 헤드룸 전압은 발광 다이오드 스트링과 해당 헤드룸 전압 제어부 사이의 노드의 전압을 의미하며, 예를 들어 발광 다이오드 스트링을 흐르는 전류와 발광 다이오드 스트링에 전기적으로 연결된 저항의 곱에 해당하는 전압일 수 있다. The driving circuit of the present invention senses sensing voltages corresponding to headroom voltages of a plurality of LED strings connected in parallel with each other, and based on the sensed sensing voltages, the current headroom. Adjust the voltage. Here, the headroom voltage refers to the voltage of the node between the light emitting diode string and the corresponding headroom voltage controller, and may be, for example, a voltage corresponding to a product of a current flowing through the light emitting diode string and a resistor electrically connected to the light emitting diode string. have.
일반적으로, 발광 디바이스는 발광 다이오드 스트링들을 흐르는 전류들이 균일하도록 설계한다. 그러나, 다양한 원인에 의해 발광 다이오드 스트링들의 실제 순방향 전압이 달라질 수 있다. 그 결과 발광 다이오드 스트링들의 헤드룸 전압들도 달라질 수 있다.In general, light emitting devices are designed such that the currents flowing through the light emitting diode strings are uniform. However, the actual forward voltage of the LED strings may vary due to various reasons. As a result, the headroom voltages of the LED strings may also vary.
본 발명은 헤드룸 전압들에 대응하는 센싱 전압들을 감지하고 센싱 전압들에 응답하여 발광 다이오드 스트링들의 순방향 전압들 중 최대 순방향 전압을 만족시키도록 발광 다이오드 스트링들에 제공하는 출력 전압을 제어할 수 있다. The present invention can sense the sensing voltages corresponding to the headroom voltages and control the output voltage provided to the LED strings to satisfy the maximum forward voltage of the forward voltages of the LED strings in response to the sensing voltages. .
이 때, 최대 순방향 전압을 기준으로 하여 출력 전압을 제어하는 이유는 발광 다이오드 스트링들에 제공하는 출력 전압이 최대 순방향 전압보다 작은 전압을 기준으로 제어되면, 최대 순방향 전압에 해당하는 발광 다이오드 스트링들이 정상적으로 발광 동작을 수행하지 않을 수 있기 때문이다. In this case, the reason for controlling the output voltage based on the maximum forward voltage is that when the output voltage provided to the LED strings is controlled based on a voltage smaller than the maximum forward voltage, the LED strings corresponding to the maximum forward voltage are normally This is because the light emitting operation may not be performed.
즉, 최대 순방향 전압에 해당하는 발광 다이오드 스트링이 정상적으로 동작될 수 있는 출력 전압, 예를 들어 전압 컨버터인 DC-DC 컨버터의 출력 전압을 발광 다이오드 스트링들에 제공하면, 최대 순방향 전압에 해당하는 발광 다이오드 스트링뿐만 아니라 나머지 발광 다이오드 스트링들도 정상적으로 발광 동작을 수행할 수 있다. 따라서, 본 발명은 발광 다이오드 스트링들에 제공하는 출력 전압을 최대 순방향 전압 이상이 되도록 제어할 수 있다. That is, when the light emitting diode string corresponding to the maximum forward voltage is provided to the light emitting diode strings with an output voltage that can normally operate, for example, an output voltage of a DC-DC converter, which is a voltage converter, the light emitting diode corresponding to the maximum forward voltage Not only the string but also the remaining LED strings may normally perform light emitting operations. Therefore, the present invention can control the output voltage provided to the LED strings to be equal to or greater than the maximum forward voltage.
또한, 본 발명은 헤드룸 전압에 대응하는 센싱 전압을 감지하기 위하여 집적 회로에 핀들(예를 들어 패드들)이 구성되며 헤드룸 전압을 조절하면서 핀들의 수가 감소될 수 있는 회로 구조를 제시한다. In addition, the present invention proposes a circuit structure in which pins (eg, pads) are configured in an integrated circuit to sense a sensing voltage corresponding to a headroom voltage and the number of pins can be reduced while adjusting the headroom voltage.
한편, 발광 다이오드 스트링들을 개별적으로 제어하기 위하여, 각각의 제어 신호, 예를 들어 PWM 신호가 발광 다이오드 스트링들에 제공될 수 있다. 발광 다이오드 스트링들을 구동시킬 필요가 없는 경우, 예를 들어 LCD 전원이 오프(Off)되어 백라이트를 구동시킬 필요가 없는 경우 등에는, 상기 제어 신호들이 발광 다이오드 스트링들로 제공되지 않을 수 있다. On the other hand, in order to individually control the LED strings, respective control signals, for example PWM signals, may be provided to the LED strings. When there is no need to drive the LED strings, for example when the LCD power is off and there is no need to drive the backlight, the control signals may not be provided to the LED strings.
일례로, 발광 다이오드 스트링의 전체에 대한 상기 전류 레귤레이션이 중지되거나 또는 전체 발광 다이오드 스트링의 헤드룸 전압들이 검출되지 않는 상태는 미리 지정된 상태로 정의할 수 있으며, 미리 지정된 상태에 대응하여 발광 다이오드 스트링들의 전류 레귤레이션 제어를 위한 상기 제어 신호는 상기와 같이 제공되지 않을 수 있다. For example, a state in which the current regulation for the whole of the light emitting diode string is stopped or the headroom voltages of the entire light emitting diode string are not detected may be defined as a predetermined state, and the state of the light emitting diode strings may correspond to the predetermined state. The control signal for the current regulation control may not be provided as described above.
이 때, 출력 전압을 조절하기 위해 사용되는 기준 전압이 누설 전류 등의 영향으로 점진적으로 다운되며, 그 결과 출력 전압이 낮아질 수 있다. 이러한 환경에서 제어 신호들이 발광 다이오드 스트링들로 다시 제공될 때, 낮아진 출력 전압은 최대 순방향 전압을 만족시키지 못할 수 있다. 결과적으로, 발광 디바이스의 밝기가 일정하지 않고, 시간에 따라 밝기가 변하는 플릭커(Flicker) 현상이 발생될 수 있다. At this time, the reference voltage used to adjust the output voltage is gradually down by the influence of leakage current, etc., and as a result, the output voltage may be lowered. In such an environment, when the control signals are provided back to the LED strings, the lowered output voltage may not satisfy the maximum forward voltage. As a result, the brightness of the light emitting device is not constant, and a flicker phenomenon in which the brightness changes with time may occur.
따라서, 제어 신호들이 발광 다이오드 스트링들로 제공되지 않더라도 기준 전압을 유지할 필요가 있으며, 본 발명은 기준 전압을 유지하기 위한 회로 구조를 제안한다. 이에 대한 자세한 설명은 후술한다. Therefore, it is necessary to maintain the reference voltage even if the control signals are not provided in the light emitting diode strings, and the present invention proposes a circuit structure for maintaining the reference voltage. Detailed description thereof will be described later.
이하, 본 발명의 실시예에 대하여 첨부된 도면들을 참조하여 설명한다. 다만, 설명의 편의를 위하여 발광 디바이스는 LED들을 포함하는 백라이트로 가정한다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. For convenience of explanation, the light emitting device is assumed to be a backlight including LEDs.
도 1을 참조하면, 본 실시예의 발광 디바이스는 구동 회로(110) 및 발광부(102)를 포함한다. Referring to FIG. 1, the light emitting device of the present embodiment includes a driving circuit 110 and a light emitting unit 102.
구동 회로(110)는 전압 컨버터(100), 구동 제어부(104) 및 헤드룸 전압 제어부(106)를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 구동 회로(110)는 전체 또는 일부 구성 요소를 포함하여서 집적 회로 즉 하나의 반도체 칩으로 구현될 수 있다., 그러나, 헤드룸 전압 제어부(106) 중 전류 레귤레이션을 위하여 발광 다이오드 스트링에 연결된 트랜지스터(T1) 및 저항(R3)은 반도체 칩 외부에 형성될 수 있다. 이의 구조는 도 5에서 보여진다. 여기에서 트랜지스터(T1)는 npn BJT로 구성될 수 있다.The driving circuit 110 may include a voltage converter 100, a driving controller 104, and a headroom voltage controller 106. According to an exemplary embodiment, the driving circuit 110 may be implemented as an integrated circuit, that is, a single semiconductor chip, including all or a part of components. However, the LED of the headroom voltage controller 106 may be used for current regulation. The transistor T1 and the resistor R3 connected to the string may be formed outside the semiconductor chip. Its structure is shown in FIG. Here, the transistor T1 may be composed of npn BJT.
발광부(102)는 적어도 하나의 발광 다이오드 스트링을 포함하며, 예를 들어 3개의 발광 다이오드 스트링들(ST1~ST3)을 포함할 수 있다. 각 발광 다이오드 스트링들(ST1~ST3)은 하나 이상의 LEDrk 직렬로 연결된 복수의 LED들을 포함할 수 있다. 또한, 발광 다이오드 스트링들(ST1~ST3)은 상호 병렬로 연결된다. 도 1에서는 3개의 발광 다이오드 스트링들(ST1~ST3)만 도시하였으나 적어도 하나의 발광 다이오드 스트링이면 충분하다. 또한, 도 1에는 각 발광 다이오드 스트링(ST1~ST3)마다 3개의 LED들만을 도시하였으나 하나 이상의 LED이면 충분하며, 발광 다이오드 스트링들(ST1~ST3) 중 적어도 하나는 다른 수의 LED를 포함할 수도 있다. 한편, 발광 다이오드 스트링들(ST1~ST3)은 개별적으로 제어될 수 있다.The light emitting unit 102 may include at least one light emitting diode string, and for example, may include three light emitting diode strings ST1 to ST3. Each of the LED strings ST1 to ST3 may include a plurality of LEDs connected in series with one or more LEDrks. In addition, the LED strings ST1 to ST3 are connected in parallel with each other. In FIG. 1, only three LED strings ST1 to ST3 are illustrated, but at least one LED string is sufficient. In addition, although only three LEDs are shown for each LED string ST1 to ST3 in FIG. 1, at least one LED is sufficient, and at least one of the LED strings ST1 to ST3 may include a different number of LEDs. have. Meanwhile, the LED strings ST1 to ST3 may be individually controlled.
전압 컨버터(100)는 입력 전압(Vin)을 변환하여 출력 전압(Vout)을 생성하고, 출력 전압(Vout)을 발광부(102)로 제공한다. 예를 들어, 전압 컨버터(100)는 부스팅 컨버터로서 DC-DC 컨버터일 수 있다. 즉, 전압 컨버터(100)는 입력 전압(Vin)을 승압하여서 출력 전압(Vout)을 생성할 수 있다. 출력 전압(Vout)은 발광 다이오드 스트링들(ST1~ST3)의 LED들을 모두 발광시킬 수 있는 충분한 크기를 갖도록 제어되어야 한다. The voltage converter 100 converts the input voltage Vin to generate an output voltage Vout, and provides the output voltage Vout to the light emitting unit 102. For example, the voltage converter 100 may be a DC-DC converter as a boosting converter. That is, the voltage converter 100 may boost the input voltage Vin to generate an output voltage Vout. The output voltage Vout should be controlled to have a sufficient size to emit all of the LEDs of the LED strings ST1 to ST3.
구동 제어부(104)는 발광 다이오드 스트링들(ST1~ST3)의 LED들이 정상적으로 발광될 수 있는 출력 전압(Vout)을 발광부(102)에 제공하도록 전압 컨버터(100)를 제어한다. 일 실시예에 따르면, 구동 제어부(104)는 PWM(Pulse Width Modulation) 방식을 사용하여 전압 컨버터(100)를 제어할 수 있다. 그러나, 구동 제어부(104)의 제어 방식은 PWM 방식 외의 다른 방식이 사용될 수 있으며, 예를 들어 정전류 제어 방식이 사용될 수도 있다. The driving controller 104 controls the voltage converter 100 to provide the light emitting unit 102 with an output voltage Vout through which the LEDs of the LED strings ST1 to ST3 can emit light. According to an embodiment, the driving controller 104 may control the voltage converter 100 using a pulse width modulation (PWM) scheme. However, the control method of the drive control unit 104 may be used other than the PWM method, for example, a constant current control method may be used.
헤드룸 전압 제어부(106)는 발광 다이오드 스트링들(ST1~ST3)에 각기 연결되며, 발광 다이오드 스트링들(ST1~ST3)에 인가되느 전압인 헤드룸 전압들에 대응하는 센싱 전압들을 감지한다. 설계에 따르면 발광 다이오드 스트링들(ST1~ST3)의 순방향 전압들이 동일하여야 한다. 그러나 다양한 원인에 의해 실제적으로는 발광 다이오드 스트링들(ST1~ST3)의 순방향 전압들이 달라질 수 있다. 이에 따라 발광 다이오드 스트링들(ST1~ST3)의 헤드룸 전압들이 달라질 수 있다. 여기서, 순방향 전압은 도 1의 발광 다이오드 스트링들(ST1~ST3)의 LED들을 발광하는데 필요한 전체 전압을 의미한다. The headroom voltage controller 106 is connected to the LED strings ST1 to ST3, respectively, and senses sensing voltages corresponding to the headroom voltages that are voltages applied to the LED strings ST1 to ST3. According to the design, forward voltages of the LED strings ST1 to ST3 should be the same. However, due to various reasons, the forward voltages of the LED strings ST1 to ST3 may vary. Accordingly, headroom voltages of the LED strings ST1 to ST3 may vary. Here, the forward voltage refers to the total voltage required to emit the LEDs of the LED strings ST1 to ST3 of FIG. 1.
헤드룸 전압 제어부(106)는 발광 다이오드 스트링들(ST1~ST3)의 헤드룸 전압들에 대응하는 센싱 전압들을 감지하여 헤드룸 전압들을 조정한다.The headroom voltage controller 106 adjusts the headroom voltages by sensing sensing voltages corresponding to the headroom voltages of the LED strings ST1 to ST3.
일 실시예에 따르면, 헤드룸 전압 제어부(106)는 순방향 전압들 중 최대 순방향 전압을 만족시킬 수 있도록 구동 제어부(104)를 제어하며, 그에 대응하여 구동 제어부(104)는 전압 컨버터(100)의 출력 전압(Vout)의 크기를 조절한다. 바람직하게는, 헤드룸 전압 제어부(106)는 출력 전압(Vout)이 최대 순방향 전압 이상이 되도록 센싱 전압들에 응답하여 출력 전압(Vout)을 제어한다. According to an embodiment, the headroom voltage controller 106 controls the drive controller 104 to satisfy the maximum forward voltage among the forward voltages, and correspondingly, the drive controller 104 controls the voltage of the voltage converter 100. Adjust the magnitude of the output voltage (Vout). Preferably, the headroom voltage controller 106 controls the output voltage Vout in response to the sensing voltages such that the output voltage Vout is equal to or greater than the maximum forward voltage.
다른 실시예에 따르면, 헤드룸 전압 제어부(106)는 센싱 전압들에 대응하는 헤드룸 전압들이 헤드룸 전압 범위에 존재하는 지 여부를 판단하고, 판단 결과에 따라 현재의 헤드룸 전압이 헤드룸 전압 범위에 존재하도록 출력 전압(Vout)을 조절한다. According to another embodiment, the headroom voltage controller 106 determines whether headroom voltages corresponding to the sensing voltages exist in the headroom voltage range, and according to the determination result, the current headroom voltage is the headroom voltage. Adjust the output voltage (Vout) to be in range.
또 다른 실시예에 따르면, 헤드룸 전압 제어부(106)는 예를 들어 PWM 신호인 제어 신호들(CS1, CS2 및 CS3)을 수신한다. 다만, 헤드룸 전압 제어부(106)는 제어 신호들(CS1, CS2 및 CS3)이 수신되지 않으면 출력 전압(Vout)이 낮아지지 않도록 출력 전압(Vout)을 조절하기 위한 기준 전압을 유지시킬 수 있다. 한편, 제어 신호들(CS1, CS2 및 CS3)은 각기 해당 전류 레귤레이터 및 기준 전압 제어부에 제공될 수 있다. 제어 신호들(CS1, CS2 및 CS3)에 의하여, 발광 다이오드 스트링들(ST1~ST3)에 대한 각 전류 레귤레이터의 전류 레귤레이션이 개별적으로 제어되며, 기준 전압 제어부에서 제공되는 기준 전압이 유지될 수 있다. 이에 대한 자세한 설명은 후술하겠다. According to another embodiment, the headroom voltage control unit 106 receives control signals CS1, CS2 and CS3, which are, for example, PWM signals. However, the headroom voltage controller 106 may maintain a reference voltage for adjusting the output voltage Vout so that the output voltage Vout is not lowered when the control signals CS1, CS2, and CS3 are not received. Meanwhile, the control signals CS1, CS2, and CS3 may be provided to corresponding current regulators and reference voltage controllers, respectively. By the control signals CS1, CS2, and CS3, current regulation of each current regulator with respect to the light emitting diode strings ST1 to ST3 may be individually controlled, and a reference voltage provided by the reference voltage controller may be maintained. Detailed description thereof will be described later.
또 다른 실시예에 따르면, 헤드룸 전압 제어부(106)는 발광 다이오드 스트링들(ST1~ST3)의 헤드룸 전압들에 대응하는 센싱 전압들을 감지할 수 없는 경우, 기준 전압을 유지시키기 위한 동작을 실행할 수 있다. According to another embodiment, when the headroom voltage controller 106 cannot sense sensing voltages corresponding to the headroom voltages of the LED strings ST1 to ST3, the headroom voltage controller 106 may execute an operation for maintaining the reference voltage. Can be.
정리하면, 본 발명의 발광 디바이스 구동 회로(110)는 발광 다이오드 스트링들(ST1~ST3)의 헤드룸 전압들에 대응하는 센싱 전압들을 감지하고, 발광 다이오드 스트링들(ST1~ST3)에 대한 최대 순방향 전압을 만족하도록 센싱 전압을 이용하여 발광부(102)에 제공되는 출력 전압(Vout)을 조절한다. 물론, 출력 전압(Vout)이 최대 순방향 전압을 만족하는 것으로 판단되면, 구동 회로(110)는 전압 컨버터(100)의 출력 전압(Vout)을 유지할 수 있다. In summary, the light emitting device driving circuit 110 senses sensing voltages corresponding to the headroom voltages of the light emitting diode strings ST1 to ST3, and maximizes the forward direction with respect to the light emitting diode strings ST1 to ST3. The output voltage Vout provided to the light emitting unit 102 is adjusted using the sensing voltage to satisfy the voltage. Of course, if it is determined that the output voltage Vout satisfies the maximum forward voltage, the driving circuit 110 may maintain the output voltage Vout of the voltage converter 100.
또한, 구동 회로(110)는 발광 다이오드 스트링들(ST1~ST3)에 제어 신호들(CS1, CS2 및 CS3)이 제공되지 않거나 발광 다이오드 스트링들(ST1~ST3)의 헤드룸 전압들에 대응하는 센싱 전압들이 감지되지 않을 때 출력 전압(Vout)을 유지시키며, 그 결과 제어 신호들(CS1, CS2 및 CS3)이 발광 다이오드 스트링들(ST1, ST2 및 ST3)에 다시 제공될 때 플리커 현상이 발생되는 것을 방지할 수 있다. In addition, the driving circuit 110 may not provide the control signals CS1, CS2, and CS3 to the LED strings ST1 to ST3 or sense the headroom voltages of the LED strings ST1 to ST3. The output voltage Vout is maintained when no voltages are detected, and as a result, flicker occurs when the control signals CS1, CS2, and CS3 are provided back to the LED strings ST1, ST2, and ST3. You can prevent it.
도 2는 헤드룸 전압(Vheadroom)과 발광 다이오드 스트링을 흐르는 전류를 전압으로 변환한 센싱 전압(Vsense)의 관계를 도시하고 있다. 여기서, 센싱 전압(Vsense)은 헤드룸 전압(Vheadroom)과 반비례 관계를 갖는다. 이는 후술하는 바와 같이 발광 다이오드 스트링들에 흐르는 전류들을 감지하기 위해 npn 바이폴라 접합 트랜지스터(Bipolar Junction Transistor, BJT)가 사용되기 때문이다. FIG. 2 illustrates a relationship between a headroom voltage Vheadroom and a sensing voltage Vsense obtained by converting a current flowing through a light emitting diode string into a voltage. Here, the sensing voltage Vsense is inversely related to the headroom voltage Vheadroom. This is because an npn Bipolar Junction Transistor (BJT) is used to sense currents flowing in the LED strings as described below.
도 2와 같이 설정 전압 범위는 최저 설정 전압(VHL)과 최대 설정 전압(VHH)의 사이 구간으로 정의될 수 있으며, 설정 전압 범위는 헤드룸 전압(Vheadroom)을 제어하기 위하여 사용자에 의해 설정된 헤드룸 전압 범위를 의미한다. 설정 전압 범위는 발광 디바이스의 종류, 발광 다이오드 스트링들을 흐르는 전류를 감지하는 회로의 구조 등에 따라 달라질 수 있다.As shown in FIG. 2, the set voltage range may be defined as a section between the lowest set voltage V HL and the maximum set voltage V HH , and the set voltage range is set by the user to control the headroom voltage Vheadroom. The headroom voltage range. The set voltage range may vary depending on the type of light emitting device, the structure of a circuit for sensing a current flowing through the light emitting diode strings, and the like.
일 실시예에 따르면, 헤드룸 전압(Vheadroom)의 설정 전압 범위를 정의하는 최대 설정 전압(VHH)과 최저 설정 전압(VHL)에 대응하여 센싱 전압(Vsense)을 판단하기 위한 기준 센싱 전압들(VREFH 및 VREFL)이 설정될 수 있다. 구동 회로(110)는 센싱 전압(Vsense)을 기준 센싱 전압들(VREFH 및 VREFL)과 각기 비교하고 비교 결과에 의하여 현재의 헤드룸 전압을 유지 또는 조절한다. 이에 대한 자세한 설명을 도 3을 참조하여 상술하겠다. According to one embodiment, the reference sensing voltages for determining the sensing voltage (Vsense) corresponding to the maximum set voltage (V HH ) and the minimum set voltage (V HL ) defining the set voltage range of the headroom voltage (Vheadroom) (V REFH and V REFL ) can be set. The driving circuit 110 compares the sensing voltage Vsense with the reference sensing voltages V REFH and V REFL , respectively, and maintains or adjusts the current headroom voltage based on the comparison result. Detailed description thereof will be described with reference to FIG. 3.
도 3을 참조하면, 전압 컨버터(100)가 출력 전압(Vout)을 출력하면 발광 다이오드 스트링들(ST1~ST3)의 LED들이 발광한다(S300).Referring to FIG. 3, when the voltage converter 100 outputs an output voltage Vout, LEDs of the LED strings ST1 to ST3 emit light (S300).
헤드룸 전압 제어부(106)는 각 발광 다이오드 스트링들(ST1~ST3)을 흐르는 전류들에 해당하는 센싱 전압들을 감지한다.(S302). 예를 들어, 헤드룸 전압 제어부(106)는 npn BJT를 이용하여 각 발광 다이오드 스트링을 흐르는 전류들을 감지하여 센싱 전압들을 검출할 수 있다. npn BJT를 이용하면, 구동 회로(110)는 낮은 비용으로 제작할 수 있고 집적화에 유리할 수 있다.The headroom voltage controller 106 detects sensing voltages corresponding to currents flowing through the LED strings ST1 to ST3 (S302). For example, the headroom voltage controller 106 may detect sensing currents by sensing currents flowing through each LED string using npn BJT. Using npn BJT, the drive circuit 110 can be manufactured at low cost and can be advantageous for integration.
헤드룸 전압 제어부(106)는 센싱 전압들을 이용하여 각 발광 다이오드 스트링들(ST1~ST3)의 헤드룸 전압들 중 적어도 하나가 설정 전압 범위 중 최저 설정 전압(VHL)보다 작은 지 판단한다(S304). 헤드룸 전압이 최저 설정 전압(VHL) 보다 작다는 것은 출력 전압(Vout)이 최대 순방향 전압을 만족시키지 못한다는 것을 의미하며, 그 결과 최대 순방향 전압을 갖는 발광 다이오드 스트링의 LED들이 정상적으로 동작하지 않을 가능성이 높다. 상기한 이유로 헤드룸 전압이 최저 설정 전압(VHL) 보다 작으면 백라이트가 정상적으로 동작하지 않으므로, 모든 헤드룸 전압들이 최저 설정 전압(VHL) 이상이 되도록 전압 컨버터(100)의 출력 전압(Vout)이 조절되어야 한다. 모든 헤드룸 전압들이 최저 설정 전압(VHL) 이상이 된다는 것은 출력 전압(Vout)이 최대 순방향 전압을 만족시킨다는 것을 의미하며, 출력 전압(Vout)이 최대 순방향 전압을 만족시키면 모든 발광 다이오드 스트링들(ST1~ST3)이 정상적으로 동작될 수 있다. The headroom voltage controller 106 determines whether at least one of the headroom voltages of each of the LED strings ST1 to ST3 is smaller than the lowest set voltage V HL in the set voltage range using the sensing voltages (S304). ). If the headroom voltage is less than the lowest set voltage (V HL ), it means that the output voltage (Vout) does not satisfy the maximum forward voltage, so that the LEDs of the light emitting diode string with the maximum forward voltage will not operate normally. Most likely. Since the backlight does not operate normally when the headroom voltage is lower than the minimum set voltage V HL for the above reason, the output voltage Vout of the voltage converter 100 so that all the headroom voltages are equal to or greater than the minimum set voltage V HL . This must be adjusted. All headroom voltages above the minimum set voltage V HL means that the output voltage Vout satisfies the maximum forward voltage. If the output voltage Vout satisfies the maximum forward voltage, all the LED strings ( ST1 to ST3) may operate normally.
센싱 전압들에 해당하는 헤드룸 전압들 중 적어도 하나가 최저 설정 전압(VHL) 보다 작으면, 구동 제어부(104)는 출력 전압(Vout)을 상승시키도록 전압 컨버터(100)를 제어한다(S306).If at least one of the headroom voltages corresponding to the sensing voltages is smaller than the lowest set voltage V HL , the driving controller 104 controls the voltage converter 100 to raise the output voltage Vout (S306). ).
그리고, 센싱 전압들에 해당하는 헤드룸 전압들 모두가 최저 설정 전압(VHL) 이상이면, 헤드룸 전압 제어부(106)는 모든 헤드룸 전압들이 최대 설정 전압(VHH)보다 큰 지를 판단한다(S308). 모든 헤드룸 전압들이 최대 설정 전압(VHH) 이상이면, 발광 다이오드 스트링들(ST1~ST3)의 LED들이 정상적으로 발광한다. 그러나, 이 경우 센싱 전압을 감지하는 npn BJT에 열이 상당히 발생할 수 있으며, 열에 의하여 npn BJT가 정상적인 동작을 수행하지 못할 가능성이 있다. 따라서, 구동 회로(110)는 모든 헤드룸 전압들이 최대 설정 전압(VHH) 보다 크지 않도록 제어하는 것이 바람직하다. If all of the headroom voltages corresponding to the sensing voltages are equal to or greater than the minimum set voltage V HL , the headroom voltage controller 106 determines whether all the headroom voltages are greater than the maximum set voltage V HH ( S308). When all the headroom voltages are equal to or greater than the maximum set voltage V HH , the LEDs of the LED strings ST1 to ST3 emit light normally. However, in this case, heat may occur considerably in the npn BJT sensing the sensing voltage, and there is a possibility that the npn BJT cannot perform normal operation due to the heat. Therefore, the driving circuit 110 preferably controls all the headroom voltages not to be greater than the maximum set voltage V HH .
모든 헤드룸 전압들이 최대 설정 전압(VHH) 보다 크면, 구동 제어부(104)는 출력 전압(Vout)을 하강시키도록 전압 컨버터(100)를 제어한다(S306).If all of the headroom voltages are greater than the maximum set voltage V HH , the driving controller 104 controls the voltage converter 100 to lower the output voltage Vout (S306).
반면에, 모든 헤드룸 전압들이 최저 설정 전압(VHL) 이상이고 최대 설정 전압(VHH) 이하이면, 상기 구동 회로는 현재의 출력 전압(Vout)을 유지시킨다(S310).On the other hand, if all the headroom voltages are above the minimum set voltage V HL and below the maximum set voltage V HH , the driving circuit maintains the current output voltage Vout (S310).
다만, 단계 S308은 생략될 수도 있다. 이 경우, 모든 헤드룸 전압들이 최저 설정 전압(VHL) 이상이면, 구동 회로(110)는 현재의 출력 전압(Vout)을 유지시킨다(S310).However, step S308 may be omitted. In this case, when all of the headroom voltages are equal to or greater than the minimum set voltage V HL , the driving circuit 110 maintains the current output voltage Vout (S310).
정리하면, 본 발명의 구동 회로는 모든 헤드룸 전압들이 최저 설정 전압(VHL) 이상이 되도록 출력 전압(Vout)을 제어한다. In summary, the driving circuit of the present invention controls the output voltage Vout such that all headroom voltages are at least the minimum set voltage V HL .
이하, 구동 회로(110)의 상세한 구조를 첨부된 도면들을 참조하여 상술하겠다. Hereinafter, the detailed structure of the driving circuit 110 will be described with reference to the accompanying drawings.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 구동 회로의 상세 회로도이다. 도 4에서 센싱 전압 감지부들(400b 및 400c)은 센싱 전압 감지부(400a)와 동일 또는 유사한 구조를 가질 수 있다. 그러므로, 센싱 전압 감지부(400a)만 상세히 예시하고, 센싱 전압 감지부들(400b 및 400)dml 상세한 예시는 생략한다. 4 is a detailed circuit diagram of a driving circuit according to an embodiment of the present invention. In FIG. 4, the sensing voltage detectors 400b and 400c may have the same or similar structure as the sensing voltage detector 400a. Therefore, only the sensing voltage detector 400a is illustrated in detail, and detailed description of the sensing voltage detectors 400b and 400 dml is omitted.
도 4를 참조하면, 전압 컨버터(100)는 하나의 변압기, 다이오드 및 캐패시터로 이루어지는 DC-DC 컨버터일 수 있으며, 승압 컨버터인 것이 바람직하다. 다만, 전압 컨버터(100)는 다양한 회로들로 구성될 수 있으며, 입력 전압(Vin)을 승압시킬 수 있으면 제한은 없다. Referring to FIG. 4, the voltage converter 100 may be a DC-DC converter including one transformer, a diode, and a capacitor, and is preferably a boost converter. However, the voltage converter 100 may be configured of various circuits, and there is no limitation as long as it can boost the input voltage Vin.
변압기와 다이오드는 직렬로 연결되며, 변압기와 다이오드 사이의 노드(n1)는 구동 제어부(104)의 트랜지스터(T3)와 연결된다. 다이오드의 출력 노드(n2)는 발광부(102)에 연결된다. The transformer and the diode are connected in series, and the node n1 between the transformer and the diode is connected with the transistor T3 of the driving controller 104. The output node n2 of the diode is connected to the light emitting unit 102.
헤드룸 전압 제어부(106)는 센싱 전압 감지부들(400a~400c) 및 헤드룸 전압 조절부(402)를 포함할 수 있다. 센싱 전압 감지부(400a~400c)는 발광 다이오드 스트링(ST1~ST3)에 일대일로 구성된다.The headroom voltage controller 106 may include sensing voltage detectors 400a to 400c and a headroom voltage controller 402. The sensing voltage detectors 400a to 400c are configured one-to-one with the LED strings ST1 to ST3.
센싱 전압 감지부(400a)는 전류 레귤레이터(Current regulator, 410) 및 전류 감지부(412)를 포함할 수 있다. The sensing voltage detector 400a may include a current regulator 410 and a current detector 412.
전류 레귤레이터(410)는 센싱 회로를 포함하며, 상기 센싱 회로는 발광 다이오드 스트링(ST1)을 흐르는 전류를 센싱하는 역할을 수행한다. 예를 들어, 센싱 회로는 npn BJT로 구성되는 트랜지스터(T1)를 포함할 수 있다. npn BJT는 컬렉터(Collector)와 이미터(Emitter) 사이의 전압의 감소에 비례하여 베이스(Base)의 전류가 증가하는 특성을 갖는다. 따라서 도 2에 도시된 바와 같이, 헤드룸 전압(Vheadroom)은 npn BJT의 베이스를 흐르는 전류에 해당하는 센싱 전압(Vsense)과 반비례 관계를 가진다. The current regulator 410 includes a sensing circuit, which senses a current flowing through the LED string ST1. For example, the sensing circuit may include a transistor T1 composed of npn BJT. The npn BJT has a characteristic that the current of the base increases in proportion to a decrease in the voltage between the collector and the emitter. Accordingly, as shown in FIG. 2, the headroom voltage Vheadroom is inversely related to the sensing voltage Vsense corresponding to the current flowing through the base of npn BJT.
전류 감지부(412)는 전류 레귤레이터(410)를 통하여 트랜지스터(T1)의 베이스를 통하여 흐르는 전류를 감지할 수 있다. 트랜지스터(T1)의 컬렉터는 발광 다이오드 스트링(ST1)의 마지막 LED의 출력단에 연결되며, 이미터는 저항(R3)을 통하여 접지에 연결되고, 베이스는 트랜지스터(T2)를 통하여 전류 감지부(412)에 연결될 수 있다. 위에서 센싱 회로는 npn BJT인 하나의 트랜지스터(T1)를 포함하는 것으로 설명하였으나, 발광 다이오드 스트링을 흐르는 전류를 전류 감지부(412)가 감지할 수 있도록 다양하게 변형될 수 있다. The current sensing unit 412 may sense a current flowing through the base of the transistor T1 through the current regulator 410. The collector of transistor T1 is connected to the output terminal of the last LED of light emitting diode string ST1, the emitter is connected to ground through resistor R3, and the base is connected to current sensing unit 412 through transistor T2. Can be connected. Although the sensing circuit has been described as including one transistor T1 which is npn BJT, the sensing circuit 412 may be variously modified to detect the current flowing through the LED string.
전류 레귤레이터(410)는 발광 다이오드 스트링(ST1)을 흐르는 전류에 대응하여 센싱 회로에 흐르는 전류를 제어하며, 보다 구체적으로 트랜지스터(T1)의 베이스에 흐르는 전류를 제어한다. 이를 위하여, 전류 레귤레이터(410)는 트랜지스터(T2), 센싱 저항(R3), 제 1 비교기(430) 및 스위치(SW)를 포함할 수 있다. The current regulator 410 controls the current flowing through the sensing circuit in response to the current flowing through the light emitting diode string ST1, and more specifically, the current flowing through the base of the transistor T1. To this end, the current regulator 410 may include a transistor T2, a sensing resistor R3, a first comparator 430, and a switch SW.
트랜지스터(T2)는 전류를 제어하며 N채널 MOS 트랜지스터로 구성될 수 있다. 트랜지스터(T2)의 드레인은 전류 감지부(412)에 연결되고, 소스는 트랜지스터(T1)의 베이스에 연결된다. Transistor T2 controls the current and may be configured as an N-channel MOS transistor. The drain of the transistor T2 is connected to the current sensing unit 412, and the source is connected to the base of the transistor T1.
센싱 저항(R3)은 발광 다이오드 스트링(ST1)을 흐르는 전류를 검출하기 위해 사용된다. 구체적으로는, 발광 다이오드 스트링(ST1)을 흐르는 전류가 변화되면 센싱 저항(R3)의 양단의 전압(이하, "샘플링 전압"이라 함)이 달라지며, 샘플링 전압은 제 1 비교기(430)의 반전 단자(-)로 입력된다. The sensing resistor R3 is used to detect a current flowing through the light emitting diode string ST1. Specifically, when the current flowing through the light emitting diode string ST1 is changed, the voltage across the sensing resistor R3 (hereinafter, referred to as a “sampling voltage”) is changed, and the sampling voltage is inverted by the first comparator 430. Input to terminal (-).
제 1 비교기(430)는 샘플링 전압과 기준 레귤레이터 전압(VREF_CH)을 비교하고, 비교 결과에 대응하는 전압을 트랜지스터(T2)의 게이트로 제공한다. 결과적으로, 트랜지스터(T2)를 흐르는 전류의 양은 제 1 비교기(430)로부터 출력된 전압에 의해 제어된다. 즉, 전류 레귤레이터(410)는 전류 감지부(412)로 제공하는 전류를 발광 다이오드 스트링(ST1)을 흐르는 전류의 변화에 대응하여 레귤레이션하는 역할을 수행한다.The first comparator 430 compares the sampling voltage with the reference regulator voltage V REF_CH and provides a voltage corresponding to the comparison result to the gate of the transistor T2. As a result, the amount of current flowing through the transistor T2 is controlled by the voltage output from the first comparator 430. That is, the current regulator 410 regulates the current provided to the current sensing unit 412 in response to the change of the current flowing through the light emitting diode string ST1.
스위치(SW)는 제 1 비교기(430)와 트랜지스터(T2)의 게이트 사이에 연결되며, 제어 신호(CS1)에 의해 온/오프가 제어될 수 있다. 따라서 발광 다이오드 스트링(ST1)의 LED들의 발광 동작이 제어 신호(CS1)에 의해 제어될 수 있다. 따라서, 발광 다이오드 스트링들(ST1~ST3)의 발광 동작은 제어 신호들(CS1, CS2 및 CS3)에 의해 개별적으로 제어될 수 있다. The switch SW is connected between the first comparator 430 and the gate of the transistor T2, and the on / off may be controlled by the control signal CS1. Therefore, the light emission operation of the LEDs of the LED string ST1 may be controlled by the control signal CS1. Accordingly, the light emission operation of the LED strings ST1 to ST3 may be individually controlled by the control signals CS1, CS2, and CS3.
상기한 바와 달리 다른 실시예가 구성될 수 있으며, 다른 실시예는 제 1 비교기(430)와 트랜지스터(T2) 사이에 스위치(SW)가 구성되지 않고 제어 신호(CS1)가 제 1 비교기(430) 또는 트랜지스터(T2)를 직접적으로 제어하도록 구성될 수 있다. Unlike the above description, another embodiment may be configured. In another embodiment, the switch SW is not configured between the first comparator 430 and the transistor T2 and the control signal CS1 is configured as the first comparator 430 or It can be configured to directly control the transistor T2.
전류 감지부(412)는 전류 레귤레이터(410)에서 제공되는 전류를 이용하여 발광 다이오드 스트링(ST1)의 헤드룸 전압(Vheadroom)에 대응하는 센싱 전압(Vsense)을 검출한다. 전류 감지부(412)의 구체적인 회로 구조 및 동작은 후술하겠다. The current detector 412 detects a sensing voltage Vsense corresponding to the headroom voltage Vheadroom of the light emitting diode string ST1 using the current provided from the current regulator 410. Specific circuit structure and operation of the current sensing unit 412 will be described later.
헤드룸 전압 조절부(402)는 헤드룸 전압(Vheadroom)을 조절할 지 결정하고 조절이 필요하다고 결정된 경우 출력 전압(Vout)을 조절하기 위한 보상 신호(COMP)를 출력하며, 전압 조절 결정부(414), 기준 전압 제어부(416) 및 제 2 비교기(418)를 포함할 수 있다. The headroom voltage adjusting unit 402 determines whether to adjust the headroom voltage Vheadroom, and outputs a compensation signal COMP for adjusting the output voltage Vout when it is determined that adjustment is necessary, and the voltage adjusting determining unit 414. ), A reference voltage controller 416, and a second comparator 418.
전압 조절 결정부(414)는 각 센싱 전압 감지부(400a~400c)의 전류 감지부(412)에 연결된다.The voltage regulation determiner 414 is connected to the current detectors 412 of the sensing voltage detectors 400a to 400c.
전압 조절 결정부(414)는 각 센싱 전압 감지부(400a~400c)의 전류 감지부들(412)에서 제공되는 감지 결과를 이용하여 발광 다이오드 스트링들(ST1~ST3)의 현재 헤드룸 전압들을 조절할 지의 여부를 결정한다. 예를 들어, 전압 조절 결정부(414)는 적어도 하나의 헤드룸 전압이 최저 설정 전압(VHL) 보다 작은 경우, 헤드룸 전압을 상승시키기 위하여 전압 컨버터(100)의 출력 전압(Vout)을 상승시키도록 결정할 수 있다. 또한, 전압 조절 결정부(414)는 모든 감지된 헤드룸 전압들이 최대 설정 전압(VHH) 보다 큰 경우, 헤드룸 전압들을 다운시키기 위하여 전압 컨버터(100)의 출력 전압(Vout)을 다운시키도록 결정할 수 있다. The voltage adjustment determiner 414 determines whether to adjust the current headroom voltages of the LED strings ST1 to ST3 by using the detection results provided by the current detectors 412 of the sensing voltage detectors 400a to 400c. Determine whether or not. For example, when the at least one headroom voltage is less than the lowest set voltage V HL , the voltage regulation determiner 414 increases the output voltage Vout of the voltage converter 100 to increase the headroom voltage. You can decide to do so. In addition, the voltage regulation determining unit 414 may lower the output voltage Vout of the voltage converter 100 to bring the headroom voltages down when all sensed headroom voltages are greater than the maximum set voltage V HH . You can decide.
일 실시예에 따르면, 전압 조절 결정부(414)는 출력 전압(Vout)의 상승을 결정한 경우 UP 신호(UP)를 출력하고, 출력 전압(Vout)의 다운을 결정한 경우 DOWN 신호(DOWN)를 출력한다. 다만, 전압 조절 결정부(414)는 출력 전압(Vout)을 유지할 경우에는 어떠한 신호도 출력시키지 않을 수 있다. According to an embodiment, the voltage adjustment determiner 414 outputs an UP signal UP when determining that the output voltage Vout is increased, and outputs a DOWN signal DOWN when determining the down of the output voltage Vout. do. However, the voltage adjustment determiner 414 may not output any signal when maintaining the output voltage Vout.
기준 전압 제어부(416)는 전압 조절 결정부(414)에서 제공되는 신호에 따라 제 2 비교기(418)의 비반전 단자(+)로 입력되는 기준 전압(REF)의 크기를 조절한다. 예를 들어, 기준 전압 제어부(416)는 전압 조절 결정부(414)로부터 UP 신호를 수신한 경우 기준 전압(REF)을 상승시키고, DOWN 신호를 수신한 경우 기준 전압(REF)을 감소시킬 수 있다. The reference voltage controller 416 adjusts the magnitude of the reference voltage REF input to the non-inverting terminal + of the second comparator 418 according to the signal provided from the voltage adjusting determiner 414. For example, the reference voltage controller 416 may increase the reference voltage REF when receiving the UP signal from the voltage adjustment determiner 414 and decrease the reference voltage REF when receiving the DOWN signal. .
일 실시예에 따르면, 전류 레귤레이터들(410)에 제공되는 제어 신호들(CS1, CS2 및 CS3)이 기준 전압 제어부(416)로도 제공된다. 기준 전압 제어부(416)는 모든 제어 신호들(CS1, CS2 및 CS3)이 입력되지 않으면 기준 전압(REF)을 유지하는 동작을 수행한다. 여기에서, 모든 제어 신호들(CS1, CS2 및 CS3)이 입력되지 않는 것은 PWM 신호의 경우 펄스가 입력되지 않는 것을 의미한다. 이에 대한 자세한 설명은 후술한다. According to one embodiment, control signals CS1, CS2, and CS3 provided to the current regulators 410 are also provided to the reference voltage controller 416. The reference voltage controller 416 maintains a reference voltage REF when all control signals CS1, CS2, and CS3 are not input. Here, not all control signals CS1, CS2, and CS3 are input, which means that no pulse is input in the case of a PWM signal. Detailed description thereof will be described later.
다른 실시예에 따르면, 기준 전압 제어부(416)는 모든 발광 다이오드 스트링들(ST1~ST3)의 헤드룸 전압들에 해당하는 센싱 전압들이 감지되지 않는 경우 기준 전압(REF)을 유지시킬 수 있다. According to another embodiment, the reference voltage controller 416 may maintain the reference voltage REF when the sensing voltages corresponding to the headroom voltages of all the LED strings ST1 to ST3 are not detected.
제 2 비교기(418)는 에러 앰프(Error amplifier)로 구성될 수 있으며, 비반전 단자(+)는 기준 전압 제어부(416)에 연결되고, 반전 단자(-)는 출력 전압 검출부(428)에 연결된다. 결과적으로, 제 2 비교기(418)의 비반전 단자(+)로는 기준 전압(REF)이 입력되고, 반전 단자(-)로는 검출 전압(Vdet)이 입력된다. 검출 전압(Vdet)은 노드(n2)의 전압, 즉 출력 전압(Vout)이 저항들(R1 및 R2)에 의해 분배됨에 의해 형성된 전압으로서, 저항들(R1 및 R2) 사이의 노드(n4)의 전압을 의미한다. The second comparator 418 may be configured as an error amplifier. The non-inverting terminal (+) is connected to the reference voltage controller 416 and the inverting terminal (-) is connected to the output voltage detector 428. do. As a result, the reference voltage REF is input to the non-inverting terminal + of the second comparator 418, and the detection voltage V det is input to the inverting terminal −. The detection voltage V det is a voltage formed by the voltage of the node n2, that is, the output voltage Vout is divided by the resistors R1 and R2, and the node n4 between the resistors R1 and R2. Means the voltage.
제 2 비교기(418)는 기준 전압(REF)과 검출 전압(Vdet)을 비교하여 보상 신호(Compensation signal, COMP)를 출력한다. 예를 들어, UP 신호에 따라 상승된 기준 전압(REF)과 검출 전압(Vdet)을 비교하면, 기준 전압(REF)이 검출 전압(Vdet)보다 클 가능성이 높다. 이 경우, 제 2 비교기(418)는 출력 전압(Vout)을 상승시키도록 하는 보상 신호(COMP)를 출력시킬 수 있다. 반면에, 상기 DOWN 신호에 따라 감소된 기준 전압(REF)과 검출 전압(Vdet)을 비교하면, 기준 전압(REF)이 검출 전압(Vdet)보다 작을 가능성이 높다. 이 경우, 제 2 비교기(418)는 출력 전압(Vout)을 다운시키도록 하는 보상 신호(COMP)를 출력시킬 수 있다. The second comparator 418 compares the reference voltage REF with the detection voltage V det and outputs a compensation signal COMP. For example, if the reference voltage REF raised according to the UP signal is compared with the detection voltage V det , the reference voltage REF is likely to be greater than the detection voltage V det . In this case, the second comparator 418 may output the compensation signal COMP to increase the output voltage Vout. On the other hand, when the reference voltage REF reduced according to the DOWN signal and the detection voltage V det are compared, the reference voltage REF is likely to be smaller than the detection voltage V det . In this case, the second comparator 418 may output the compensation signal COMP to lower the output voltage Vout.
제 2 비교기(418)와 기준 전압 제어부(416) 사이의 노드에는 캐패시터(C)가 연결될 수 있으며, 캐패시터(C)는 기준 전압(REF)을 안정적으로 유지시키는 역할을 수행할 수 있다. A capacitor C may be connected to a node between the second comparator 418 and the reference voltage controller 416, and the capacitor C may serve to stably maintain the reference voltage REF.
구동 제어부(104)는 제 3 비교기(420), PWM 구동부(422), 스위치로서 트랜지스터(T3), 저항(R4) 및 출력 전압 검출부(428)를 포함할 수 있다. 여기에서, 트랜지스터(T3)는 N채널 MOS 트랜지스터로 구성될 수 있다.The driving controller 104 may include a third comparator 420, a PWM driver 422, a transistor T3, a resistor R4, and an output voltage detector 428 as a switch. Here, the transistor T3 may be configured as an N-channel MOS transistor.
제 3 비교기(420)의 반전 단자(-)는 제 2 비교기(418)의 출력단에 연결되며, 비반전 단자(+)는 트랜지스터(T3)의 소스에 해당하는 노드(n3)에 연결될 수 있다. 제 3 비교기(420)는 노드(n3)의 전압과 제 2 비교기(418)로부터 출력된 보상 신호(COMP)를 비교하여 특정 전압을 출력시킨다. The inverting terminal (-) of the third comparator 420 may be connected to the output terminal of the second comparator 418, and the non-inverting terminal (+) may be connected to a node n3 corresponding to the source of the transistor T3. The third comparator 420 compares the voltage of the node n3 with the compensation signal COMP output from the second comparator 418 and outputs a specific voltage.
PWM 구동부(422)는 제 3 비교기(420)로부터 출력된 전압에 따라 PWM 신호를 출력하여 전압 컨버터(100)를 제어하며, 그 결과 출력 전압(Vout)이 조절된다. 예를 들어, PWM 구동부(422)는 제 3 비교기(420)로부터 출력된 전압에 응답하여 듀티비가 가변된 PWM 신호를 출력하여 출력 전압(Vout)을 상승시키거나 다운시킬 수 있다. 일 실시예에 따르면, PWM 구동부(422)는 PWM 로직부 및 드라이버를 포함할 수 있으며, PWM 로직부는 제 3 비교기(420)의 출력단에 연결되고, 상기 드라이버는 상기 PWM 로직부와 트랜지스터(T3) 사이에 연결될 수 있다. 상기 드라이버는 하나의 버퍼로 이루어질 수도 있고, 다른 여러 개의 회로 엘리먼트들이 결합되어 형성될 수도 있다. The PWM driver 422 outputs a PWM signal according to the voltage output from the third comparator 420 to control the voltage converter 100, and as a result, the output voltage Vout is adjusted. For example, the PWM driver 422 may output a PWM signal having a variable duty ratio in response to the voltage output from the third comparator 420 to increase or decrease the output voltage Vout. According to one embodiment, the PWM driver 422 may include a PWM logic unit and a driver, the PWM logic unit is connected to the output terminal of the third comparator 420, the driver is the PWM logic unit and the transistor (T3) Can be connected between. The driver may be composed of one buffer or may be formed by combining several other circuit elements.
위에서는, PWM 방식을 통하여 출력 전압(Vout)을 조절하는 것으로 설명하였으나, 다른 제어 방식이 사용될 수도 있다. In the above, the output voltage Vout is adjusted through the PWM method, but another control method may be used.
다른 실시예에 따르면, 구동 제어부(104)는 전류 감지부 및 슬로프 보상부를 추가적으로 포함할 수 있다. 전류 감지부는 노드(n3)와 제 3 비교기(420)의 비반전 단자(+) 사이에 연결될 수 있다. 전류 감지부는 발광부(102)로 입력되는 전류를 감지하는 역할을 수행하며, 즉 노드(n3)를 통하여 흐르는 전류를 통하여 노드(n1)로 흐르는 전류를 예측한다. 이어서, 전류 감지부는 상기 예측된 전류에 해당하는 전압을 출력한다. According to another embodiment, the driving controller 104 may further include a current sensing unit and a slope compensating unit. The current sensing unit may be connected between the node n3 and the non-inverting terminal + of the third comparator 420. The current detector detects a current input to the light emitter 102, that is, predicts a current flowing to the node n1 through a current flowing through the node n3. Subsequently, the current detector outputs a voltage corresponding to the predicted current.
슬로프 보상부는 전류 감지부로 흐르는 전류를 보상하는 역할을 수행한다. 전류 감지부의 듀티비가 예를 들어 50% 이상이 되면 전류가 발진할 수 있으며, 이 때 슬로프 보상부가 전류를 보상하는 역할을 수행한다. The slope compensator compensates for the current flowing to the current detector. When the duty ratio of the current sensing unit is 50% or more, for example, current may oscillate, and the slope compensator serves to compensate for the current.
다음으로, 구동 회로(110)의 동작을 살펴보겠다. Next, the operation of the driving circuit 110 will be described.
센싱 전압 감지부들(400a~400c)은 해당 발광 다이오드 스트링들(ST1~ST3)의 헤드룸 전압들을 감지한다. 구체적으로는, 센싱 전압 감지부(400)의 전류 감지부(412)가 해당 발광 다이오드 스트링에 연결된 트랜지스터(T1)의 베이스로 흐르는 전류를 이용하여 헤드룸 전압에 대응하는 센싱 전압(Vsense)을 감지한다. The sensing voltage detectors 400a to 400c detect headroom voltages of the corresponding LED strings ST1 to ST3. In detail, the current sensing unit 412 of the sensing voltage sensing unit 400 senses a sensing voltage Vsense corresponding to the headroom voltage by using a current flowing to the base of the transistor T1 connected to the corresponding LED string. do.
이어서, 전압 조절 결정부(414)는 센싱 전압 감지부들(400a~400c)에 의해 감지된 센싱 전압들(Vsense)을 분석한 결과에 대응하여 현재의 헤드룸 전압들을 조절할 지 여부를 결정한다. Subsequently, the voltage adjustment determiner 414 determines whether to adjust current headroom voltages in response to a result of analyzing the sensing voltages Vsense sensed by the sensing voltage sensing units 400a to 400c.
전압 조절 결정부(414)가 헤드룸 전압들을 조절하는 것으로 결정하면, 기준 전압 제어부(416)가 전압 조절 결정부(414)의 제어에 따라 기준 전압(REF)을 가변시킨다. When the voltage regulation determining unit 414 determines that the headroom voltages are adjusted, the reference voltage controller 416 varies the reference voltage REF under the control of the voltage regulation determination unit 414.
이어서, 제 2 비교기(418)는 가변된 기준 전압(REF)과 발광부(102)로 제공되는 출력 전압(Vout)에 해당하는 검출 전압(Vdet)을 비교하고, 비교 결과에 따른 보상 신호(COMP)를 출력시킨다. Subsequently, the second comparator 418 compares the variable reference voltage REF with the detection voltage V det corresponding to the output voltage Vout provided to the light emitting unit 102, and compensates the compensation signal ( COMP) output.
구동 제어부(104)는 제 2 비교기(418)로부터 제공된 보상 신호(COMP)와 발광부(102)로 입력되는 전류에 해당하는 전압을 비교하고, 비교 결과에 따라 PWM 방식으로 전압 컨버터(100)를 제어하여 출력 전압(Vout)을 조절한다. The driving controller 104 compares the compensation signal COMP provided from the second comparator 418 with the voltage corresponding to the current input to the light emitting unit 102 and operates the voltage converter 100 in a PWM manner according to the comparison result. Control the output voltage (Vout).
본 발명의 구동 회로는 위의 과정을 반복하여서 최대 순방향 전압을 보장하기 위한 출력 전압(Vout)을 발광부(102)에 제공한다. The driving circuit of the present invention repeats the above process to provide the light emitting unit 102 with an output voltage Vout for ensuring a maximum forward voltage.
이하, 발광 다이오드 스트링의 전류를 감지하는 전류 감지부(412) 및 감지 결과에 대응하여 전압 조절을 결정하는 전압 조절 결정부(414)의 동작을 살펴본다.Hereinafter, operations of the current sensing unit 412 for sensing the current of the LED string and the voltage regulation determining unit 414 for determining the voltage regulation in response to the sensing result will be described.
도 5를 참조하면, 본 실시예의 전류 감지부(412)는 미러부(500) 및 헤드룸 전압 판단부(502)를 포함할 수 있다. Referring to FIG. 5, the current detector 412 of the present embodiment may include a mirror 500 and a headroom voltage determiner 502.
미러부(500)는 2개의 P채널 모스 트랜지스터들(T4, T5)을 포함하는 커런트 미러 회로로 구성될 수 있으며, 모스 트랜지스터(T4)의 게이트와 모스 트랜지스터(T5)의 게이트가 서로 커플링된다. 그리고 모스 트랜지스터(T4)의 드레인과 게이트는 연결된다.The mirror unit 500 may be configured as a current mirror circuit including two P-channel MOS transistors T4 and T5, and a gate of the MOS transistor T4 and a gate of the MOS transistor T5 are coupled to each other. . The drain and the gate of the MOS transistor T4 are connected to each other.
미러부(500)는 미러링에 의해 트랜지스터(T1)의 베이스 전류보다 작은 전류가 트랜지스터(T5)를 흐르도록 하여 전류 스케일링(Scaling)되도록 구성하는 것이 바람직하다. 물론, 트랜지스터(T1)의 베이스의 전류와 동일한 크기의 전류가 미러링에 의해 트랜지스터(T5)를 흐르게 설계할 수도 있다. 다만, 전력 소비를 고려하면 발광 다이오드 스트링을 흐르는 전류에 해당하는 트랜지스터(T1)의 베이스의 전류보다 작은 전류가 미러링에 의해 트랜지스터(T5)를 통하여 흐르도록 설계되는 것이 바람직하다.The mirror unit 500 may be configured such that current smaller than the base current of the transistor T1 flows through the transistor T5 by mirroring, thereby scaling the current. Of course, a current having the same magnitude as that of the base of the transistor T1 can be designed to flow through the transistor T5 by mirroring. However, in consideration of power consumption, it is preferable that a current smaller than the current of the base of the transistor T1 corresponding to the current flowing through the LED string flows through the transistor T5 by mirroring.
이러한 미러부(500)의 동작에 따라 발광 다이오드 스트링을 흐르는 전류에 해당하는 전류가 트랜지스터(T5)를 통하여 흐르게 되며, 트랜지스터(T5)의 드레인의 전압, 즉 센싱 전압(Vsense)은 발광 다이오드 스트링의 헤드룸 전압(Vheadroom)을 반영하게 된다. According to the operation of the mirror unit 500, a current corresponding to the current flowing through the LED string flows through the transistor T5, and the voltage of the drain of the transistor T5, that is, the sensing voltage Vsense, of the LED string It will reflect the headroom voltage (Vheadroom).
헤드룸 전압 판단부(502)는 센싱 전압(Vsense)을 이용하여 헤드룸 전압(Vheadroom)이 도 2에 도시된 설정 전압 범위(VHL 내지 VHH)에 존재하는 지 판단할 수 있다. 예를 들어, 헤드룸 전압 판단부(502)는 센싱 전압(Vsense)을 기준 센싱 전압들(VREFH 및 VREFL)과 비교하는 방식을 통하여 헤드룸 전압(Vheadroom)에 대응하는 센싱 전압(Vsense)을 설정 전압 범위(VHL 내지 VHH)의 최소 설정 전압(VHL) 및 최대 설정 전압(VHH)과 비교한다. The headroom voltage determination unit 502 may determine whether the headroom voltage Vheadroom exists in the set voltage range V HL to V HH shown in FIG. 2 using the sensing voltage Vsense. For example, the headroom voltage determination unit 502 may sense the sensing voltage Vsense corresponding to the headroom voltage Vheadense by comparing the sensing voltage Vsense with the reference sensing voltages V REFH and V REFL . Is compared with the minimum set voltage V HL and the maximum set voltage V HH in the set voltage range V HL to V HH .
일 실시예에 따르면, 헤드룸 전압 판단부(502)는 제 4 비교기(510) 및 제 5 비교기(512)를 포함할 수 있다. According to an embodiment, the headroom voltage determiner 502 may include a fourth comparator 510 and a fifth comparator 512.
제 4 비교기(510)의 비반전 단자(+)로는 제 1 기준 센싱 전압(VREFL)이 입력되고, 반전 단자(-)로는 센싱 전압(Vsense)이 입력된다. 따라서, 제 4 비교기(510)는 제 1 기준 센싱 전압(VREFL)과 센싱 전압(Vsense)을 비교하고, 비교 결과에 따른 전압(VHIGH)을 출력시킨다. 구체적으로는, 제 4 비교기(510)는 센싱 전압(Vsense)이 제 1 기준 전압(VREFL) 이하이면 하이 로직을 가지는 디지털 신호인 전압(VHIGH)을 출력시킨다. 제 4 비교기(510)가 하이 로직을 가지는 전압(VHIGH)을 출력시키는 것은 도 2의 그래프에 따라 센싱 전압(Vsense)에 해당하는 헤드룸 전압(Vheadroom)이 최대 설정 전압(VHH) 이상임을 의미한다. 반면에, 제 4 비교기(510)는 센싱 전압(Vsense)이 제 1 기준 전압(VREFL)보다 크면 로우 로직을 가지는 디지털 신호인 전압(VHIGH)을 출력시킨다. 제 4 비교기(510)가 로우 로직을 가지는 전압(VHIGH)을 출력시키는 것은 도 2의 그래프에 따라 센싱 전압(Vsense)에 해당하는 헤드룸 전압(Vheadroom)이 최대 설정 전압(VHH)보다 작음을 의미한다. The first reference sensing voltage V REFL is input to the non-inverting terminal + of the fourth comparator 510, and the sensing voltage Vsense is input to the inverting terminal −. Accordingly, the fourth comparator 510 compares the first reference sensing voltage V REFL with the sensing voltage Vsense and outputs a voltage V HIGH according to the comparison result. Specifically, the fourth comparator 510 outputs a voltage V HIGH , which is a digital signal having high logic, when the sensing voltage Vsense is equal to or less than the first reference voltage V REFL . According to the graph of FIG. 2, the fourth comparator 510 outputs the voltage V HIGH having the high logic such that the headroom voltage Vheadroom corresponding to the sensing voltage Vsense is equal to or greater than the maximum set voltage V HH . it means. On the other hand, the fourth comparator 510 outputs a voltage V HIGH , which is a digital signal having a low logic, when the sensing voltage Vsense is greater than the first reference voltage V REFL . According to the graph of FIG. 2, the fourth comparator 510 outputs a voltage V HIGH having a low logic such that the headroom voltage Vheadroom corresponding to the sensing voltage Vsense is smaller than the maximum set voltage V HH . Means.
제 5 비교기(512)의 비반전 단자(+)로는 센싱 전압(Vsense)이 입력되고, 반전 단자(-)로는 제 2 기준 센싱 전압(VREFH)이 입력된다. 따라서, 제 5 비교기(512)는 제 2 기준 센싱 전압(VREFH)과 센싱 전압(Vsense)을 비교하고, 비교 결과에 따른 디지털 신호인 전압(VLOW)을 출력시킨다. 구체적으로는, 제 5 비교기(512)는 센싱 전압(Vsense)이 제 2 기준 전압(VREFH) 이상이면 하이 로직을 가지는 전압(VLOW)을 출력시킨다. 제 5 비교기(512)가 하이 로직을 가지는 전압(VLOW)을 출력시키는 것은 도 2의 그래프에 따라 센싱 전압(Vsense)에 해당하는 헤드룸 전압(Vheadroom)이 최저 설정 전압(VHL) 이하임을 의미한다. 반면에, 제 5 비교기(512)는 센싱 전압(Vsense)이 제 2 기준 센싱 전압(VREFH)보다 작으면 로우 로직을 가지는 전압(VLOW)을 출력시킨다. 제 5 비교기(512)가 로우 로직을 가지는 전압(VLOW)을 출력시키는 것은 도 2의 그래프에 따라 센싱 전압(Vsense)에 해당하는 헤드룸 전압(Vheadroom)이 최저 설정 전압(VHL)보다 큼을 의미한다. The sensing voltage Vsense is input to the non-inverting terminal + of the fifth comparator 512, and the second reference sensing voltage V REFH is input to the inverting terminal −. Accordingly, the fifth comparator 512 compares the second reference sensing voltage V REFH and the sensing voltage Vsense, and outputs a voltage V LOW which is a digital signal according to the comparison result. Specifically, the fifth comparator 512 outputs a voltage V LOW having a high logic when the sensing voltage Vsense is equal to or greater than the second reference voltage V REFH . According to the graph of FIG. 2, the fifth comparator 512 outputs the voltage V LOW having the high logic such that the headroom voltage Vheadroom corresponding to the sensing voltage Vsense is less than or equal to the minimum set voltage V HL . it means. On the other hand, the fifth comparator 512 outputs a voltage V LOW having a low logic when the sensing voltage Vsense is smaller than the second reference sensing voltage V REFH . According to the graph of FIG. 2, the fifth comparator 512 outputs the voltage V LOW having the low logic such that the headroom voltage Vheadroom corresponding to the sensing voltage Vsense is greater than the minimum set voltage V HL . it means.
즉, 비교기들(510, 512)의 출력들(VHIGH 및 VLOW)은 센싱 전압(Vsense)에 eodmd하는 헤드룸 전압(Vheadroom)이 설정 전압 범위(VHL 내지 VHH)의 어느 지점에 위치하여 있는 지에 대한 정보를 표현한다. That is, the outputs V HIGH and V LOW of the comparators 510 and 512 have a headroom voltage Vheadroom which eodmds to the sensing voltage Vsense at any point of the set voltage range V HL to V HH . Express information about whether
따라서, 전압 조절 결정부(414)는 발광 다이오드 스트링들(ST1~ST3)의 현재 헤드룸 전압들(Vheadroom)을 판단하여 출력 전압(Vout)을 조절할 지 결정할 수 있다. Therefore, the voltage adjustment determination unit 414 may determine whether to adjust the output voltage Vout by determining the current headroom voltages Vheadroom of the LED strings ST1 to ST3.
구체적으로는, 전류 감지부들(412)의 제 4 비교기(510)의 출력들(VHIGH)이 0이고 제 5 비교기(512)의 출력들(VLOW)이 0이면, 전압 조절 결정부(414)는 헤드룸 전압들(Vheadroom)이 적절하다고 판단하여 출력 전압(Vout)을 유지하는 것으로 결정한다. Specifically, when the outputs V HIGH of the fourth comparator 510 of the current sensing units 412 are zero and the outputs V LOW of the fifth comparator 512 are zero, the voltage regulation determination unit 414. Determines that the headroom voltages Vheadroom are appropriate and maintains the output voltage Vout.
그러나, 전류 감지부들(412)의 제 5 비교기(512)의 출력들(VLOW) 중 적어도 하나가 1이면, 전압 조절 결정부(414)는 발광 다이오드 스트링들의 헤드룸 전압들(Vheadroom) 중 적어도 하나가 최대 순방향 전압에 해당하는 헤드룸 전압보다 작다고 판단하여 출력 전압(Vout)을 상승시키는 것으로 결정한다. However, when at least one of the outputs V LOW of the fifth comparator 512 of the current sensing units 412 is 1, the voltage regulation determination unit 414 may determine at least one of the headroom voltages Vheadroom of the LED strings. It is determined that one is smaller than the headroom voltage corresponding to the maximum forward voltage, and the output voltage Vout is increased.
반면에, 전류 감지부들(412)의 제 4 비교기(510)의 출력들(VHIGH)이 모두 1이면, 전압 조절 결정부(414)는 발광 다이오드 스트링들의 헤드룸 전압들(Vheadroom)이 최대 순방향 전압에 해당하는 헤드룸 전압을 초과한다고 판단하여 출력 전압(Vout)을 다운시키도록 결정한다. On the other hand, when the outputs V HIGH of the fourth comparator 510 of the current sensing units 412 are all 1, the voltage regulation determination unit 414 determines that the headroom voltages of the LED strings are the maximum forward direction. It is determined that the headroom voltage corresponding to the voltage is exceeded, and the output voltage Vout is determined to be lowered.
위에서 상술한 바와 같이, 본 발명의 구동 회로(110)는 센싱 전압(Vsense)과 기준 센싱 전압들(VREFH 및 VREFL)을 비교하고, 비교 결과를 디지털 신호로서 출력하여 출력 전압(Vout)을 조절할 지 결정한다. As described above, the driving circuit 110 of the present invention compares the sensing voltage Vsense with the reference sensing voltages V REFH and V REFL , outputs the comparison result as a digital signal, and outputs the output voltage Vout. Decide if you want to adjust.
위에서 설명하지는 않았지만, 도 5에 도시된 바와 같이 반도체 칩의 외부에 트랜지스터(T1)가 구성되고, 반도체 칩의 내부에 제1 비교기(430) 및 트랜지스터(T2)가 구성된다. 그러므로, 반도체 칩에는 트랜지스터(T1)의 베이스와 트랜지스터(T2)를 연결하는 제 1 패드(P1) 및 트랜지스터(T1)의 이미터와 제 1 비교기(430)의 반전 단자(-)를 연결하는 제 2 패드(P2)가 존재한다. 패드들(P1, P2)은 집적 회로의 핀을 의미한다. 즉, 각 센싱 전압 감지부들(400a~400c)에 대응하여 각각 2개의 패드들(P1 및 P2)이 사용된다. Although not described above, as illustrated in FIG. 5, the transistor T1 is configured outside the semiconductor chip, and the first comparator 430 and the transistor T2 are configured inside the semiconductor chip. Therefore, in the semiconductor chip, a first pad P1 connecting the base of the transistor T1 and the transistor T2, and an emitter of the transistor T1 and the inverting terminal (−) of the first comparator 430 are connected. There are two pads P2. The pads P1 and P2 refer to pins of an integrated circuit. That is, two pads P1 and P2 are used to correspond to the sensing voltage sensing units 400a to 400c, respectively.
본 발명의 구동 회로(110)는 트랜지스터(T1)와 연결을 위한 저항(R3)과 연결되는 이미터 핀, 베이스의 전류를 구동하기 위한 핀 및 최적의 헤드룸 전압을 모니터링하기 위한 컬렉터 핀을 모두 필요로 하지 않는다. 본 발명의 구동 회로(110)는 트랜지스터(T1)의 베이스로 흐르는 전류를 이용하여 최적의 헤드룸 전압을 모니터링하도록 구성됨에 의하여 헤드룸 전압을 모니터링하기 위한 컬렉터 핀을 필요로 하지 않는다. The driving circuit 110 of the present invention includes both an emitter pin connected to the resistor R3 for connecting with the transistor T1, a pin for driving the current of the base, and a collector pin for monitoring the optimal headroom voltage. I don't need it. The drive circuit 110 of the present invention is configured to monitor the optimum headroom voltage using the current flowing to the base of the transistor T1, thereby eliminating the need for a collector pin for monitoring the headroom voltage.
결과적으로, 본 발명의 구동 회로(110)는 각 발광 다이오드 스트링(ST1~ST3)에 대응하여 1개의 핀을 적게 사용할 수 있다. 즉, 본 발명의 구동 회로(110)는 트랜지스터(T1)의 베이스를 통하여 흐르는 전류를 모니터링하기 위하여 트랜지스터(T1)의 베이스에 연결되는 제 1 핀(P1) 및 트랜지스터(T1)의 이미터를 통하여 흐르는 전류, 즉 해당 발광 다이오드 스트링을 흐르는 전류를 모니터링하기 위하여 트랜지스터(T1)의 이미터에 연결되는 제 2 핀(P2)만 필요로 한다. 따라서, 구동 회로(110)는 구성이 간단해질 수 있고 반도체 칩의 면적을 줄일 수 있다. 여기에서, 즉 해당 발광 다이오드 스트링을 흐르는 전류를 모니터링하기 위하여 트랜지스터(T1)의 이미터 대신 컬렉터에 제 2 핀(P2)이 연결되도록 구성될 수 있다.As a result, the driving circuit 110 of the present invention can use one pin less in correspondence to each of the LED strings ST1 to ST3. That is, the driving circuit 110 of the present invention uses the first pin P1 and the emitter of the transistor T1 connected to the base of the transistor T1 to monitor the current flowing through the base of the transistor T1. Only the second pin P2 connected to the emitter of the transistor T1 is needed to monitor the flowing current, ie the current flowing through the corresponding LED string. Therefore, the driving circuit 110 can be simplified in configuration and can reduce the area of the semiconductor chip. Here, the second pin P2 may be connected to the collector instead of the emitter of the transistor T1 to monitor the current flowing through the corresponding LED string.
핀들(P1, P2)을 기준으로 하여 도 5에서 좌측 회로들은 집적 회로로 구현되는 반도체 칩에 해당되고, 우측 회로들은 반도체 칩의 외부에 해당한다. Based on the pins P1 and P2, the left circuits in FIG. 5 correspond to a semiconductor chip implemented as an integrated circuit, and the right circuits correspond to the outside of the semiconductor chip.
본 실시예의 구동 회로(110)는 도 5의 회로 소자들 외에도 도 6과 같이 전류 보상부(600)를 더 포함할 수 있다. 전류 보상부(600)는 미러 구조를 가질 수 있으며 게이트가 서로 커플링된 두 개의 트랜지스터(T7, T8)를 포함하며, 두 개의 트랜지스터(T7, T8)는 PMOS 트랜지스터로 구성될 수 있다. 트랜지스터(T7)의 소스는 패널(P2)을 통하여 트랜지스터(T1)의 이미터와 저항(R3) 간의 노드에 연결되고, 트랜지스터(T8)의 소스와 게이트는 서로 연결된다. 그리고, 트랜지스터(T8)는 미러부(500)에 연결된다.In addition to the circuit elements of FIG. 5, the driving circuit 110 of the present embodiment may further include a current compensator 600 as shown in FIG. 6. The current compensator 600 may have a mirror structure and include two transistors T7 and T8 having gates coupled to each other, and the two transistors T7 and T8 may be configured as PMOS transistors. The source of transistor T7 is connected to a node between emitter of transistor T1 and resistor R3 through panel P2, and the source and gate of transistor T8 are connected to each other. In addition, the transistor T8 is connected to the mirror part 500.
전류 보상부(600)는 트랜지스터(T1)의 베이스로 흐르는 베이스 전류(ib)를 감지하여 베이스 전류만큼 보상하는 역할을 수행한다. 구체적으로는, 본 발명의 구동 회로 설계시 해당 발광 다이오드 스트링으로 흐르는 전류(컬렉터 전류 ic)를 노드(n5)의 전압/R3로 설계할 수 있으나, 트랜지스터(T1)의 베이스로 전류가 흐르기 때문에 컬렉터 전류(ic)는 실제적으로 노드(n5)의 전압/R3 - 베이스 전류가 될 수 있다. 여기서, 노드(n5)의 전압은 바람직하게는 VREF_CH일 수 있다. The current compensator 600 senses a base current i b flowing to the base of the transistor T1 and compensates for the base current. Specifically, in the design of the driving circuit of the present invention, the current (collector current i c ) flowing to the light emitting diode string may be designed to be the voltage / R3 of the node n5, but the current flows to the base of the transistor T1. The collector current i c may actually be the voltage / R 3 -base current of node n5. Here, the voltage of the node n5 may be preferably V REF_CH .
따라서, 본 발명은 전류 보상부(600)를 이용하여 컬렉터 전류 (ic)를 베이스 전류(ib)만큼 보상할 수 있으며, 그 결과 컬렉터 전류(ic)를 노드(n5)의 전압/R3로 만들 수 있다. Accordingly, the present invention can compensate the collector current i c by the base current i b using the current compensator 600, and as a result, the collector current i c is the voltage / R3 of the node n5. Can be made with
한편 미러부(500)는 트랜지스터(T4)에 병렬로 연결되면서 미러링된 전류를 트랜지스터(T8)에 전달하는 트랜지스터(T6)를 더 포함할 수 있다. 결과적으로, 트랜지스터(T1)의 베이스 전류(ib)는 트랜지스터(T6)에 해당하는 라인으로 미러링된다. 또한, 트랜지스터(T6)로 흐르는 전류는 트랜지스터(T7)로 미러링된다. 결과적으로, 도 6에 도시된 바와 같이 트랜지스터(T7)를 통하여 베이스 전류(ib)가 흐르게 되며, 따라서 노드(n5)를 통하여 흐르는 전류는 컬렉터 전류(ic)와 동일하게 된다. 이 경우, 노드(n5)의 전압이 VREF_CH이므로, 노드(n5)를 통하여 흐르는 전류는 노드(n5)의 전압/R3이다. 즉, 컬렉터 전류(ic)가 노드(n5)의 전압/R3이 될 수 있다. Meanwhile, the mirror unit 500 may further include a transistor T6 connected in parallel to the transistor T4 and transferring the mirrored current to the transistor T8. As a result, the base current i b of the transistor T1 is mirrored to the line corresponding to the transistor T6. In addition, the current flowing to the transistor T6 is mirrored to the transistor T7. As a result, as shown in FIG. 6, the base current i b flows through the transistor T7, so that the current flowing through the node n5 becomes equal to the collector current i c . In this case, since the voltage of the node n5 is V REF_CH , the current flowing through the node n5 is the voltage / R3 of the node n5. In other words, the collector current i c may be the voltage / R3 of the node n5.
정리하면, 본 발명의 전류 보상부(600)를 이용하면 트랜지스터(T1)의 베이스로 전류가 흐를 지라도 컬렉터 전류(ic)를 노드(n5)의 전압/R3으로 만들 수 있다.In summary, using the current compensator 600 of the present invention, even when a current flows through the base of the transistor T1, the collector current i c can be made the voltage / R3 of the node n5.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 기준 전압 제어부를 도시한 도면이다. 7 is a diagram illustrating a reference voltage controller according to an embodiment of the present invention.
도 7을 참조하면, 본 실시예의 기준 전압 제어부(416)는 기준 전압 승압부(700), 기준 전압 강압부(702) 및 기준 전압 유지부(704)를 포함할 수 있다. 기준 전압 승압부(700), 기준 전압 강압부(702) 및 기준 전압 유지부(704)는 노드(n6)에 상호 병렬로 연결된다. 기준 전압(REF)은, 노드(n6)에 인가된다. Referring to FIG. 7, the reference voltage controller 416 of the present exemplary embodiment may include a reference voltage booster 700, a reference voltage booster 702, and a reference voltage maintainer 704. The reference voltage booster 700, the reference voltage booster 702, and the reference voltage maintainer 704 are connected in parallel to the node n6. The reference voltage REF is applied to the node n6.
기준 전압 승압부(700)는 전압 조절 결정부(414)로부터 출력된 UP 신호(UP)에 따라 기준 전압(REF)을 승압시키는 역할을 수행한다. 일 실시예에 따르면, 기준 전압 승압부(700)는 P채널의 모스 트랜지스터들(T10, T12 및 T13) 및 인버터를 포함할 수 있다. 모스 트랜지스터들(T10, T12)은 직렬로 연결되고, 모스 트랜지스터(T10)의 게이트에는 UP 신호(UP)가 인버터를 통하여 인가되며, 모스 트랜지스터(T10)의 소스에는 풀업 전압인 동작 전압(Vcc)이 인가된다. 모스 트랜지스터(T12)의 드레인은 노드(n6)에 연결된다. 그리고, 모스 트랜지스터들(T12, T13)의 게이트는 서로 커플링되며, 모스 트랜지스터(T13)의 게이트와 드레인은 전류원에 공통으로 연결되도록 구성된다. 트랜지스터(T12)는 트랜지스터(T13)와 전류를 미러링하는 구조를 갖는다. The reference voltage booster 700 boosts the reference voltage REF according to the UP signal UP output from the voltage adjustment determiner 414. According to an embodiment, the reference voltage booster 700 may include MOS transistors T10, T12, and T13 and an inverter of a P channel. The MOS transistors T10 and T12 are connected in series, an UP signal UP is applied to a gate of the MOS transistor T10 through an inverter, and an operating voltage Vcc which is a pull-up voltage to a source of the MOS transistor T10. Is applied. The drain of the MOS transistor T12 is connected to the node n6. In addition, the gates of the MOS transistors T12 and T13 are coupled to each other, and the gate and the drain of the MOS transistor T13 are configured to be commonly connected to a current source. The transistor T12 has a structure in which a current is mirrored with the transistor T13.
상기한 기준 전압 승압부(700)에 하이 로직의 UP 신호(UP)가 입력되면, 트랜지스터(T10)의 게이트로 로우 로직이 입력되고, 트랜지스터(T10)가 턴-온(Turn-on)된다. 기준 전압(REF)은 트랜지스터(T10)의 턴-온에 연동하여 상승된다. 로우 로직을 가지는 UP 신호(UP)가 기준 전압 승압부(700)로 입력되면, 트랜지스터(T10)는 턴-오프(Turn-off)된다. When the high logic UP signal UP is input to the reference voltage booster 700, a low logic is input to the gate of the transistor T10, and the transistor T10 is turned on. The reference voltage REF is raised in conjunction with the turn-on of the transistor T10. When the UP signal UP having the low logic is input to the reference voltage booster 700, the transistor T10 is turned off.
기준 전압 강압부(702)는 전압 조절 결정부(414)로부터 출력된 DOWN 신호(DOWN)에 따라 기준 전압(REF)을 강압시키는 역할을 수행한다. 일 실시예에 따르면, 기준 전압 강압부(702)는 N 채널의 모스 트랜지스터들(T11, T14 및 T15)를 포함할 수 있다. 모스 트랜지스터들(T14, T11)은 직렬로 연결되고, 모스 트랜지스터(T11)의 게이트에는 DOWN 신호(DOWN)가 인가되며, 모스 트랜지스터(T11)의 소스에는 풀다운 전압인 접지 전압(Vcc)이 인가된다. 모스 트랜지스터(T14)의 드레인은 노드(n6)에 연결된다. 그리고, 모스 트랜지스터들(T14, T15)의 게이트는 서로 커플링되며, 모스 트랜지스터(T15)의 게이트와 드레인은 전류원에 공통으로 연결되도록 구성된다. 트랜지스터(T14)는 트랜지스터(T15)와 전류를 미리링하는 구조를 갖는다. The reference voltage step-down part 702 performs a function of stepping down the reference voltage REF according to the DOWN signal DOWN output from the voltage adjustment determiner 414. According to an embodiment, the reference voltage step-down part 702 may include N-channel MOS transistors T11, T14, and T15. The MOS transistors T14 and T11 are connected in series, a DOWN signal DOWN is applied to the gate of the MOS transistor T11, and a ground voltage Vcc, which is a pull-down voltage, is applied to the source of the MOS transistor T11. . The drain of the MOS transistor T14 is connected to the node n6. In addition, the gates of the MOS transistors T14 and T15 are coupled to each other, and the gate and the drain of the MOS transistor T15 are configured to be commonly connected to the current source. The transistor T14 has a structure in which a current is preset with the transistor T15.
상기한 기준 전압 강압부(702)로 하이 로직을 가지는 DOWN 신호(DOWN)가 입력되면, 트랜지스터(T11)가 턴-온되어 기준 전압(REF)이 다운된다. 로우 로직을 가지는 DOWN 신호(DOWN)가 기준 전압 강압부(702)로 입력되면, 트랜지스터(T11)는 턴-오프된다. When the DOWN signal DOWN having the high logic is input to the reference voltage step-down unit 702, the transistor T11 is turned on so that the reference voltage REF is down. When the DOWN signal DOWN having the low logic is input to the reference voltage step-down part 702, the transistor T11 is turned off.
이러한 기준 전압 승압부(700) 및 기준 전압 강압부(702)는 일종의 차지 펌프(Charge Pump)일 수 있다. The reference voltage booster 700 and the reference voltage booster 702 may be a kind of charge pump.
기준 전압 유지부((704)는 기준 전압(REF)을 유지시키는 기능을 수행한다. 제어 신호들(CS1~CS3)이 발광 다이오드 스트링들(ST1~ST3)에 대응하는 전류 레귤레이터들(410a~410c)와 기준 전압 유지부(704)에 제공되지 않으면 노드(n6)에 연결된 캐패시터(C)가 누설 전류의 영향에 의하여 점차적으로 방전된다. 결과적으로, 기준 전압(REF)이 낮아진다. 본 발명은 상기한 기준 전압(REF)이 낮아지는 것을 방지하고자 기준 전압 유지부(704)가 동작된다. The reference voltage holding unit 704 maintains the reference voltage REF. Current regulators 410a to 410c in which the control signals CS1 to CS3 correspond to the LED strings ST1 to ST3. ) And the capacitor C connected to the node n6 are gradually discharged under the influence of the leakage current, and as a result, the reference voltage REF is lowered. The reference voltage holding unit 704 is operated to prevent the reference voltage REF from lowering.
구체적으로는, 기준 전압 유지부(704)는 제어 신호들(CS1~CS3)을 제공받는다. 기준 전압 유지부(704)는 제어 신호들(CS1~CS3) 중 적어도 하나가 입력되면 동작하지 않고, 제어 신호들(CS1~CS3)이 모두 입력되지 않으면 기준 전압(REF)을 유지하기 위한 동작을 수행한다. Specifically, the reference voltage holding unit 704 receives the control signals CS1 to CS3. The reference voltage holding unit 704 does not operate when at least one of the control signals CS1 to CS3 is input, and maintains the reference voltage REF when all of the control signals CS1 to CS3 are not input. To perform.
이하, 기준 전압 유지부(704)의 구조 및 동작을 살펴본다. Hereinafter, the structure and operation of the reference voltage holding unit 704 will be described.
도 8을 참조하면, 본 실시예의 기준 전압 유지부(704)는 기준 전압 유지 판단부(800), 기준 전압부(802) 및 전압 공급 제어부(804)를 포함할 수 있다. Referring to FIG. 8, the reference voltage holding unit 704 of the present exemplary embodiment may include a reference voltage holding determining unit 800, a reference voltage unit 802, and a voltage supply control unit 804.
기준 전압 유지 판단부(800)는 제어 신호들(CS1~CS3)에 대응하여 기준 전압 유지 동작을 수행할 지의 여부를 판단한다. 구체적으로는, 제어 신호들(CS1~CS3) 중 적어도 하나가 기준 전압 유지 판단부(800)에 제공되면 기준 전압 유지 판단부(800)는 기준 전압 유지 동작을 수행하지 않는다. 이와 달리 제어 신호들(CS1~CS3) 모두가 기준 전압 유지 판단부(800)에 제공되지 않으면 기준 전압 유지 판단부(800)는 기준 전압 유지 동작을 수행한다. 제어 신호들(CS1~CS3) 모두가 기준 전압 유지 판단부(800)에 제공되지 않는다는 것은 제어 신호들(CS1~CS3) 모두가 발광 다이오드 스트링들(ST1~ST3)의 전류 레귤레이터(410)에 제공되지 않는다는 것을 의미한다. 즉, 상기와 같이 제어 신호들(CS1~CS3)이 모두 전류 레귤레이터(410)에 제공되지 않는 것은, 발광 다이오드 스트링들(ST1~ST3)에 대한 전류 레귤레이터가 오프되고, 전류 레귤레이션이 수행되지 않으며, 헤드룸 전압이 검출되지 않는 것에 해당한다. 본 발명은 제어 신호들(CS1~CS3)에 의하여, 발광 다이오드 스트링들(ST1~ST3)에 대한 전류 레귤레이터가 오프되고, 전류 레귤레이션이 수행되지 않으며, 헤드룸 전압이 검출되지 않는 경우, 출력 전압을 유지하기 위하여 기준 전압을 유지하는 동작을 수행하도록 실시된다.The reference voltage holding determination unit 800 determines whether to perform the reference voltage holding operation in response to the control signals CS1 to CS3. Specifically, when at least one of the control signals CS1 to CS3 is provided to the reference voltage holding determination unit 800, the reference voltage holding determination unit 800 does not perform the reference voltage holding operation. In contrast, when all of the control signals CS1 to CS3 are not provided to the reference voltage holding determination unit 800, the reference voltage holding determination unit 800 performs a reference voltage holding operation. Not all of the control signals CS1 to CS3 are provided to the reference voltage holding determination unit 800. Therefore, all of the control signals CS1 to CS3 are provided to the current regulator 410 of the LED strings ST1 to ST3. It means not. That is, not all of the control signals CS1 to CS3 are provided to the current regulator 410 as described above, the current regulator for the LED strings ST1 to ST3 is turned off, and current regulation is not performed. This corresponds to the headroom voltage not being detected. According to the present invention, when the current regulators for the LED strings ST1 to ST3 are turned off, the current regulation is not performed, and the headroom voltage is not detected by the control signals CS1 to CS3. To maintain the reference voltage to maintain.
기준 전압부(802)는 기준 전압 유지 판단부(800)가 기준 전압 유지 동작을 수행하는 것으로 제어하는 것에 대응하여 기준 전압(REF)에 해당하는 전압을 노드(n6)로 제공한다. 반면에, 기준 전압부(802)는 기준 전압 유지 판단부(800)가 기준 전압 유지 동작을 수행하지 않는 것으로 제어하는 것에 대응하여 기준 전압(REF)에 해당하는 전압을 노드(n6)로 제공하지 않는다. The reference voltage unit 802 provides a voltage corresponding to the reference voltage REF to the node n6 in response to the control of the reference voltage holding determination unit 800 to perform the reference voltage holding operation. On the other hand, the reference voltage unit 802 does not provide a voltage corresponding to the reference voltage REF to the node n6 in response to the control of the reference voltage holding determination unit 800 not to perform the reference voltage holding operation. Do not.
전압 공급 제어부(804)는 기준 전압 유지 판단부(800)의 제어에 따라 기준 전압부(802)와 노드(n6) 사이의 연결을 스위칭할 수 있다. 구체적으로는, 전압 공급 제어부(804)는 기준 전압 유지 판단부(800)가 기준 전압 유지 동작을 수행하는 것으로 제어하는 것에 대응하여 기준 전압부(802)와 노드(n6)를 전기적으로 연결시킨다. 그러므로 기준 전압(REF)이 유지된다. 반면에, 전압 공급 제어부(804)는 기준 전압 유지 판단부(800)가 기준 전압 유지 동작을 수행하지 않는 것으로 제어하는 것에 대응하여 기준 전압부(802)와 노드(n6) 간의 전기적 연결을 차단한다. The voltage supply controller 804 may switch a connection between the reference voltage unit 802 and the node n6 under the control of the reference voltage maintenance determiner 800. Specifically, the voltage supply control unit 804 electrically connects the reference voltage unit 802 and the node n6 in response to the control of the reference voltage holding determination unit 800 to perform the reference voltage holding operation. Therefore, the reference voltage REF is maintained. On the other hand, the voltage supply control unit 804 cuts off the electrical connection between the reference voltage unit 802 and the node n6 in response to the reference voltage holding determination unit 800 controlling not to perform the reference voltage holding operation. .
도 9를 참조하면, 기준 전압 유지 판단부(800)는 제 1 카운터(900), 제 2 카운터(902) 및 비교기(904)를 포함할 수 있다. 제 1 카운터(900)는 제어 신호들(CS1, CS2 및 CS3)을 수신하며, 예를 들어 PWM 카운터일 수 있다. 제 2 카운터(902)는 제 1 카운터(900)의 인에이블 신호(EN)를 수신하여 카운트하며, 예를 들어 다운 카운터(Down Counter)일 수 있다. 비교기(904)는 제 2 카운터(902)에 비교 신호(stop)를 제공할 수 있다. Referring to FIG. 9, the reference voltage maintaining determiner 800 may include a first counter 900, a second counter 902, and a comparator 904. The first counter 900 receives the control signals CS1, CS2, and CS3, and may be, for example, a PWM counter. The second counter 902 receives and counts the enable signal EN of the first counter 900 and may be, for example, a down counter. The comparator 904 can provide a comparison signal to the second counter 902.
기준 전압부(802)는 제 2 카운터(902)로부터 출력할 유지 전압을 제어하는 신호를 수신하며, 전압 공급 제어부(804) 및 비교기(904)에 유지 전압을 제공하도록 연결된다. 일 실시예에 따르면, 기준 전압부(802)는 DAC(Digital Analog Converter)일 수 있다. The reference voltage unit 802 receives a signal for controlling a sustain voltage to be output from the second counter 902 and is connected to provide a sustain voltage to the voltage supply controller 804 and the comparator 904. According to an embodiment, the reference voltage unit 802 may be a digital analog converter (DAC).
전압 공급 제어부(804)는 기준 전압부(802)의 출력단인 노드(n7)와 노드(N6) 사이에 연결되며, 예를 들어 전송 게이트를 구성하기 위한 트랜지스터들(T16 및 T17) 및 인버터(IN)로 이루어질 수 있다. 트랜지스터(T16)는 N채널의 모스 트랜지스터일 수 있고, 트랜지스터(T17)는 P채널의 모스 트랜지스터일 수 있다. 따라서, 제 2 카운터(902)로부터 셋 신호(set)가 하이 로직으로 입력되면 트랜지스터들(T16 및 T17)이 턴-온되며, 그 결과 기준 전압부(802)의 출력단인 노드(n7)와 노드(n6)가 전기적으로 연결된다. 반면에, 제 2 카운터(902)로부터 셋 신호(set)가 로우 로직으로 입력되면 트랜지스터들(T16 및 T17)이 턴-오프되며, 그 결과 기준 전압부(802)의 출력단인 노드(n7)와 노드(n6) 사이의 전기적 연결이 차단된다. The voltage supply control unit 804 is connected between the node n7 and the node N6, which are output terminals of the reference voltage unit 802, for example, transistors T16 and T17 and an inverter IN for configuring a transfer gate. It can be made of). The transistor T16 may be an N-channel MOS transistor, and the transistor T17 may be a P-channel MOS transistor. Therefore, when the set signal set is input to the high logic from the second counter 902, the transistors T16 and T17 are turned on, and as a result, the node n7 and the node, which are the output terminals of the reference voltage unit 802, are turned on. (n6) is electrically connected. On the other hand, when the set signal set is input to the low logic from the second counter 902, the transistors T16 and T17 are turned off, and as a result, the node n7, which is an output terminal of the reference voltage unit 802, is turned off. The electrical connection between the nodes n6 is cut off.
이하, 상기한 기준 전압 유지부(704)의 동작을 설명한다. The operation of the reference voltage holding unit 704 will now be described.
제 1 카운터(900)에 제어 신호들(CS1~CS3) 중 적어도 하나가 입력되면, 제 1 카운터(900)는 제 2 카운터(902)를 활성화시키지 않는다. 즉, 비활성화된 인에이블 신호(EN)를 제2 카운터(902)에 제공한다. 결과적으로, 기준 전압 유지부(704)는 기준 전압 유지 동작을 수행하지 않는다. When at least one of the control signals CS1 to CS3 is input to the first counter 900, the first counter 900 does not activate the second counter 902. That is, the deactivated enable signal EN is provided to the second counter 902. As a result, the reference voltage holding unit 704 does not perform the reference voltage holding operation.
반면에, 제 1 카운터(900)에 제어 신호들(CS1, CS2 및 CS3) 모두가 입력되지 않으면, 즉 제어 신호들(CS1~)이 모두 로직 0을 유지하면, 제 1 카운터(900)는 카운트 동작을 수행한다. 제1 카운터(900)는 제 1 카운트 값이 기설정값 이상이 되면 활성화된 인에이블 신호(EN)를 출력한다. 구체적으로는, 제 1 카운터(900)는 소정 시간 단위로 제어 신호들(CS1~CS3)이 입력되는 지 확인하여 제어 신호들(CS1~CS3)이 입력되지 않으면 제 1 카운트 값을 점차 상승시키며, 상기 제1 카운트 값이 기설정값 이상이 되면 활성화된 인에이블 신호(EN)를 출력한다.On the other hand, if all of the control signals CS1, CS2, and CS3 are not input to the first counter 900, that is, if all of the control signals CS1 ˜ hold logic 0, the first counter 900 counts. Perform the action. The first counter 900 outputs an enabled enable signal EN when the first count value is greater than or equal to a preset value. Specifically, the first counter 900 checks whether the control signals CS1 to CS3 are input in units of a predetermined time, and gradually increases the first count value when the control signals CS1 to CS3 are not input. When the first count value is greater than or equal to the preset value, the enabled enable signal EN is output.
제 2 카운터(902)는 활성화된 인에이블 신호(EN)에 응답하여 제 2 카운트 값(예를 들어 4임)을 다운시키고, 다운된 제 2 카운트 값(예를 들어 3임)에 해당하는 신호를 기준 전압부(802)로 제공한다. 여기서, 상기 신호는 n bits의 신호일 수 있으며, n은 양의 정수이다. The second counter 902 drops a second count value (for example, 4) in response to the enabled enable signal EN, and a signal corresponding to the down second count value (for example, 3). To the reference voltage unit 802. Here, the signal may be a signal of n bits, where n is a positive integer.
기준 전압부(802)는 제 2 카운터(902)로부터 제공된 신호에 따라 기설정된 전압(예를 들어, 2.5V)으로부터 다운된 전압(2.2V)을 출력시킨다.The reference voltage unit 802 outputs a voltage 2.2V down from a preset voltage (eg, 2.5V) according to a signal provided from the second counter 902.
비교기(904)는 기준 전압부(802)로부터 출력된 전압을 반전 단자(-)로 수신하고, 기준 전압(REF, 예를 들어 2V)에 해당하는 노드(n6)의 전압을 비반전 단자(+)로 수신한다. 즉, 비교기(904)는 기준 전압부(802)로부터 출력된 전압과 노드(n6)의 전압을 비교한다.The comparator 904 receives the voltage output from the reference voltage unit 802 to the inverting terminal (-), and receives the voltage of the node n6 corresponding to the reference voltage REF (for example, 2V) from the non-inverting terminal (+). To receive. That is, the comparator 904 compares the voltage output from the reference voltage unit 802 with the voltage of the node n6.
기준 전압부(802)로부터 출력된 전압이 노드(n6)의 전압 이상이면, 비교기(904)는 예를 들어 하이 로직을 가지는 비교 신호를 제 2 카운터(902)로 제공할 수 있다. 이 경우, 제 2 카운터(902)는 제 2 카운트 값을 다시 다운시키고, 다운된 제 2 카운트 값(예를 들어 2임)에 해당하는 신호를 기준 전압부(802)로 제공할 수 있다. 또한, 제 2 카운터(902)는 로우 로직을 가지는 셋 신호(SET)를 전압 공급 제어부(804)로 제공할 수 있으며, 그 결과 전압 공급 제어부(804)는 오프 상태를 유지한다. 따라서, 기준 전압부(802)로부터 출력된 전압이 노드(n6)로 공급되지 않는다.When the voltage output from the reference voltage unit 802 is greater than or equal to the voltage of the node n6, the comparator 904 may provide a comparison signal having high logic to the second counter 902, for example. In this case, the second counter 902 may again down the second count value, and may provide a signal corresponding to the down second count value (for example, 2) to the reference voltage unit 802. In addition, the second counter 902 may provide the set signal SET having the low logic to the voltage supply controller 804, so that the voltage supply controller 804 maintains the off state. Therefore, the voltage output from the reference voltage portion 802 is not supplied to the node n6.
기준 전압부(802)는 제 2 카운터(902)로부터 제공된 신호에 응답하여 기설정된 전압으로부터 다시 다운된 전압(1.9V)을 출력할 수 있다. The reference voltage unit 802 may output a voltage (1.9V) down again from the preset voltage in response to the signal provided from the second counter 902.
비교기(904)는 기준 전압부(802)로부터 출력된 전압(예를 들어 1.9V임)과 노드(n6)의 전압(예를 들어 2V임)을 비교한다. 비교 결과, 기준 전압부(802)로부터 출력된 전압이 노드(n6)의 전압보다 작으며, 이 경우 비교기(904)는 예를 들어 로우 로직을 가지는 비교 신호(STOP)를 제 2 카운터(902)로 제공할 수 있다. The comparator 904 compares the voltage output from the reference voltage unit 802 (for example, 1.9V) with the voltage of the node n6 (for example, 2V). As a result of the comparison, the voltage output from the reference voltage unit 802 is smaller than the voltage of the node n6, and in this case, the comparator 904 outputs a comparison signal STOP having low logic, for example, to the second counter 902. Can be provided as
제 2 카운터(902)는 로우 로직을 가지는 비교 신호(STOP)에 따라 하이 로직을 가지는 셋 신호(SET)를 출력시킬 수 있다. 결과적으로, 전압 공급 제어부(804)가 턴-온되며, 기준 전압부(802)와 노드(n6) 사이가 전기적으로 연결된다. 따라서, 기준 전압부(802)로부터 출력된 전압(유지 전압)이 노드(n6)로 공급되며, 그 결과 노드(n6)의 전압, 즉 기준 전압(REF)이 유지될 수 있다. 여기서, 유지되는 노드(n6)의 전압은 기준 전압(REF)과 동일하거나 조금 작은 전압일 수 있다. The second counter 902 may output the set signal SET having the high logic according to the comparison signal STOP having the low logic. As a result, the voltage supply control unit 804 is turned on, and the reference voltage unit 802 and the node n6 are electrically connected. Therefore, the voltage (holding voltage) output from the reference voltage unit 802 is supplied to the node n6, and as a result, the voltage of the node n6, that is, the reference voltage REF, can be maintained. Here, the voltage of the node n6 maintained may be a voltage which is equal to or slightly smaller than the reference voltage REF.
정리하면, 기준 전압 유지부(704)는 제어 신호들(CS1~CS3)이 모두 입력되지 않으면 기준 전압부(802)로부터 출력되는 전압을 점차적으로 다운시키고, 기준 전압부(802)로부터 출력되는 전압이 기준 전압(REF)에 해당하는 노드(n6)의 전압보다 작아지면 기준 전압(REF)을 유지시키도록 노드(n6)로 유지 전압을 공급한다.In summary, if all control signals CS1 to CS3 are not input, the reference voltage holding unit 704 gradually lowers the voltage output from the reference voltage unit 802 and outputs the voltage from the reference voltage unit 802. When the voltage is smaller than the voltage of the node n6 corresponding to the reference voltage REF, the sustain voltage is supplied to the node n6 to maintain the reference voltage REF.
다른 관점에서는, 기준 전압 유지부(704)는 제어 신호들(CS1~CS3)이 모두 입력되지 않은 시점으로부터 소정 시간 경과 후 기준 전압(REF)을 유지시키도록 노드(n6)로 유지 전압을 공급할 수 있다.In another aspect, the reference voltage holding unit 704 may supply the holding voltage to the node n6 to maintain the reference voltage REF after a predetermined time elapses from when the control signals CS1 to CS3 are not all input. have.
상기한 본 발명의 실시예는 예시의 목적을 위해 개시된 것이고, 본 발명에 대한 통상의 지식을 가지는 당업자라면 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경, 부가가 가능할 것이며, 이러한 수정, 변경 및 부가는 하기의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다. The embodiments of the present invention described above are disclosed for purposes of illustration, and those skilled in the art having ordinary knowledge of the present invention may make various modifications, changes, and additions within the spirit and scope of the present invention. Should be considered to be within the scope of the following claims.

Claims (17)

  1. 적어도 하나의 발광 다이오드 스트링을 구동하는 발광 디바이스의 구동 회로에 있어서, A driving circuit of a light emitting device for driving at least one light emitting diode string,
    출력 전압을 상기 발광 다이오드 스트링에 제공하는 전압 컨버터; A voltage converter providing an output voltage to the light emitting diode string;
    보상 신호에 대응하여 상기 전압 컨버터를 제어하는 구동 제어부; 및A driving controller controlling the voltage converter in response to a compensation signal; And
    적어도 하나의 상기 발광 다이오드 스트링에 대한 전류 레귤레이션을 수행하고, 적어도 하나의 상기 발광 다이오드 스트링의 헤드룸 전압들에 대응하는 기준 전압을 제공하며, 상기 기준 전압을 이용하여 상기 보상 신호를 제공하는 헤드룸 전압 제어부;를 포함하며,Headroom performing current regulation on at least one of the light emitting diode strings, providing a reference voltage corresponding to headroom voltages of at least one of the light emitting diode strings, and providing the compensation signal using the reference voltage. A voltage controller;
    상기 헤드룸 전압 제어부는 적어도 하나 이상의 제어 신호를 적어도 하나의 상기 발광 다이오드 스트링에 대응하는 전류 레귤레이션 제어를 위하여 수신하며, 적어도 하나의 상기 제어 신호가 미리 지정된 상태에 해당하면 상기 출력 전압을 유지시키기 위하여 상기 기준 전압을 유지함을 특징으로 하는 발광 디바이스의 구동 회로. The headroom voltage control unit receives at least one control signal for current regulation control corresponding to at least one of the LED strings, and maintains the output voltage when at least one control signal corresponds to a predetermined state. And the reference voltage is maintained.
  2. 제1 항에 있어서, The method of claim 1,
    상기 미리 지정된 상태는, 상기 발광 다이오드 스트링의 전체에 대한 상기 전류 레귤레이션이 중지되거나 또는 상기 헤드룸 전압들이 검출되지 않는 것 중 어느 하나에 대응하는 발광 디바이스의 구동 회로.And the predetermined state corresponds to any one of the current regulation for the entirety of the light emitting diode string being halted or the headroom voltages not being detected.
  3. 제1 항에 있어서, The method of claim 1,
    상기 헤드룸 전압 제어부는 상기 출력 전압이 적어도 하나의 상기 발광 다이오드 스트링의 순방향 전압들 중 최대 순방향 전압 이상이 되도록 상기 구동 제어부를 제어하는 발광 디바이스의 구동 회로. And the headroom voltage control unit controls the drive control unit such that the output voltage is equal to or greater than a maximum forward voltage among forward voltages of at least one LED string.
  4. 제1 항에 있어서, The method of claim 1,
    상기 헤드룸 전압 제어부는 상기 헤드룸 전압들에 대응하는 상기 기준 전압을 제공하는 기준 전압 제어부를 포함하며,The headroom voltage controller includes a reference voltage controller providing the reference voltage corresponding to the headroom voltages.
    상기 기준 전압 제어부는 상기 미리 지정된 상태에 대응하여 상기 기준 전압을 출력하는 노드에 상기 기준 전압을 유지시키기 위한 유지 전압을 제공하는 기준 전압 유지부를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 디바이스의 구동 회로. And the reference voltage controller includes a reference voltage holding unit configured to provide a sustain voltage for maintaining the reference voltage to a node outputting the reference voltage in response to the predetermined state.
  5. 제4 항에 있어서, 상기 기준 전압 유지부는,The method of claim 4, wherein the reference voltage holding unit,
    적어도 하나의 상기 제어 신호를 참조하여 상기 미리 지정된 상태인지 판단하는 기준 전압 유지 판단부; A reference voltage holding determination unit determining whether the predetermined state is referred to by referring to at least one control signal;
    상기 기준 전압 유지 판단부의 제어에 의하여 상기 미리 지정된 상태에 대응하여 상기 유지 전압을 공급하는 기준 전압부; 및A reference voltage unit supplying the sustain voltage in response to the predetermined state by the control of the reference voltage sustain determination unit; And
    상기 유지 전압을 상기 노드에 전달하는 것을 스위칭하는 전압 공급 제어부를 포함하는 발광 디바이스의 구동 회로. And a voltage supply controller to switch the transfer of the sustain voltage to the node.
  6. 제5 항에 있어서, 상기 기준 전압 유지 판단부는,The method of claim 5, wherein the reference voltage holding determination unit,
    상기 미리 지정된 상태가 소정 시간 유지되면 활성화된 인에이블 신호를 출력하는 제 1 카운터; A first counter configured to output an activated enable signal when the predetermined state is maintained for a predetermined time;
    상기 유지 전압과 상기 노드의 상기 기준 전압을 비교하며, 비교 결과에 따른 비교 신호를 제공하는 비교부; 및A comparator comparing the sustain voltage with the reference voltage of the node and providing a comparison signal according to a comparison result; And
    상기 제 1 카운터의 인에이블 신호에 대응하여 상기 유지 전압을 높은 레벨에서 점차 낮은 레벨로 출력하도록 상기 기준 전압부를 제어하며, 상기 비교 신호에 의하여 상기 유지 전압이 상기 기준 전압과 같거나 낮은 것으로 판단되면 상기 유지 전압을 현재 레벨로 유지하도록 상기 기준 전압부를 제어하고 상기 유지 전압을 상기 노드에 전달하도록 상기 전압 공급 제어부를 제어하는 제 2 카운터;를 포함하는 발광 디바이스의 구동 회로. In response to the enable signal of the first counter, controlling the reference voltage unit to output the sustain voltage from a high level to a gradually lower level, and if the sustain voltage is determined to be equal to or lower than the reference voltage by the comparison signal And a second counter for controlling the reference voltage portion to maintain the sustain voltage at a current level and for controlling the voltage supply controller to transfer the sustain voltage to the node.
  7. 제1 항에 있어서, 상기 헤드룸 전압 제어부는,The method of claim 1, wherein the headroom voltage control unit,
    적어도 하나 이상의 상기 발광 다이오드 스트링에 각각 대응하여 구성되며, 각각의 헤드룸 전압에 대응하는 센싱 전압을 검출하는 적어도 하나 이상의 센싱 전압 감지부; 및At least one sensing voltage detector configured to correspond to at least one of the at least one LED string, and to detect sensing voltages corresponding to respective headroom voltages; And
    적어도 하나 이상의 상기 센싱 감지부에서 검출된 상기 센싱 전압에 대응하여 상기 기준 전압을 제어하고, 제어된 상기 기준 전압에 대응하는 상기 보상 신호를 출력하는 헤드룸 전압 조절부;를 포함하는 발광 디바이스의 구동 회로. And a headroom voltage adjuster configured to control the reference voltage in response to the sensing voltage detected by the at least one sensing detector, and output the compensation signal corresponding to the controlled reference voltage. Circuit.
  8. 제7 항에 있어서, The method of claim 7, wherein
    적어도 하나 이상의 상기 센싱 전압 감지부는 해당하는 상기 발광 다이오드 스트링들에 연결되는 npn 바이폴라 접합 트랜지스터(BJT)를 포함하고, 상기 npn BJT의 베이스 전류를 감지하여 상기 센싱 전압을 검출하는 발광 디바이스의 구동 회로. At least one sensing voltage sensing unit includes an npn bipolar junction transistor (BJT) connected to corresponding LED strings, and detects the sensing voltage by sensing a base current of the npn BJT.
  9. 제8 항에 있어서, 상기 센싱 전압 감지부는,The method of claim 8, wherein the sensing voltage detecting unit,
    상기 npn BJT를 포함하고, 상기 npn BJT의 베이스 전류에 대한 레귤레이션을 수행하는 전류 레귤레이터; 및A current regulator including the npn BJT and performing regulation with respect to a base current of the npn BJT; And
    상기 전류 레귤레이터에서 제공되는 상기 베이스 전류에 대응한 상기 센싱 전압을 검출하고, 상기 센싱 전압에 대한 감지 결과를 상기 헤드룸 전압 조절부에 제공하는 전류 감지부;를 포함하는 발광 디바이스의 구동 회로.And a current sensing unit configured to detect the sensing voltage corresponding to the base current provided by the current regulator and to provide a sensing result of the sensing voltage to the headroom voltage adjusting unit.
  10. 제7 항에 있어서, 상기 헤드룸 전압 조절부는,The method of claim 7, wherein the headroom voltage adjusting unit,
    적어도 하나 이상의 상기 센싱 감지부에서 검출된 상기 센싱 전압에 대응하여 상기 출력 전압을 조절할 지의 여부를 결정하는 전압 조절 결정부;A voltage adjustment determining unit determining whether to adjust the output voltage in response to the sensing voltage detected by at least one sensing sensor;
    상기 전압 조절 결정부의 결정에 따라 상기 기준 전압을 조절하는 기준 전압 제어부; 및A reference voltage controller configured to adjust the reference voltage according to the determination of the voltage adjustment determiner; And
    상기 기준 전압 제어부에서 제공되는 상기 기준 전압과 상기 출력 전압에 해당하는 검출 전압을 비교하고, 상기 비교 결과에 대응하는 상기 보상 신호를 상기 구동 제어부에 제공하는 비교기;를 포함하는 발광 디바이스의 구동 회로. And a comparator for comparing the reference voltage provided from the reference voltage controller with a detection voltage corresponding to the output voltage and providing the compensation signal corresponding to the comparison result to the driving controller.
  11. 제10 항에 있어서, The method of claim 10,
    상기 기준 전압 제어부는 상기 미리 지정된 상태에 대응하여 상기 기준 전압을 출력하는 노드에 상기 기준 전압을 유지시키기 위한 유지 전압을 제공하는 기준 전압 유지부를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 디바이스의 구동 회로. And the reference voltage controller includes a reference voltage holding unit configured to provide a sustain voltage for maintaining the reference voltage to a node outputting the reference voltage in response to the predetermined state.
  12. 적어도 하나의 상기 발광 다이오드 스트링에 대응하는 전류 레귤레이션 제어를 위한 적어도 하나 이상의 제어 신호를 참조하여 미리 지정된 상태인지 판단하는 기준 전압 유지 판단부;A reference voltage maintenance determination unit determining whether a predetermined state is referred to by referring to at least one control signal for current regulation control corresponding to at least one LED string;
    적어도 하나의 상기 발광 다이오드 스트링에 출력 전압을 제공하기 위하여, 상기 기준 전압 유지 판단부의 제어에 의하여 상기 미리 지정된 상태에 대응하여 유지 전압을 공급하는 기준 전압부; 및A reference voltage unit configured to supply a sustain voltage in response to the predetermined state by a control of the reference voltage sustain determination unit to provide an output voltage to at least one LED string; And
    상기 출력 전압의 제공에 이용되는 기준 전압을 출력하는 노드에 상기 유지 전압을 전달하는 것을 스위칭하는 전압 공급 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 칩. And a voltage supply controller configured to switch the transfer of the sustain voltage to a node that outputs a reference voltage used to provide the output voltage.
  13. 제12항에 있어서, 상기 미리 지정된 상태는, 상기 발광 다이오드 스트링의 전체에 대한 상기 전류 레귤레이션이 중지되거나 또는 헤드룸 전압들이 검출되지 않는 것 중 어느 하나에 대응하는 반도체 칩. The semiconductor chip of claim 12, wherein the predetermined state corresponds to any one of the current regulation of the entirety of the light emitting diode string being stopped or no headroom voltages detected.
  14. 제12항에 있어서, 상기 기준 전압 유지 판단부는,The method of claim 12, wherein the reference voltage holding determination unit,
    상기 미리 지정된 상태가 소정 시간 유지되면 활성화된 인에이블 신호를 출력하는 제 1 카운터; A first counter configured to output an activated enable signal when the predetermined state is maintained for a predetermined time;
    상기 유지 전압과 상기 노드의 상기 기준 전압을 비교하며, 비교 결과에 따른 비교 신호를 제공하는 비교부; 및A comparator comparing the sustain voltage with the reference voltage of the node and providing a comparison signal according to a comparison result; And
    상기 제 1 카운터의 인에이블 신호에 대응하여 상기 유지 전압을 높은 레벨에서 점차 낮은 레벨로 출력하도록 상기 기준 전압부를 제어하며, 상기 비교 신호에 의하여 상기 유지 전압이 상기 기준 전압과 같거나 낮은 것으로 판단되면 상기 유지 전압을 현재 레벨로 유지하도록 상기 기준 전압부를 제어하고 상기 유지 전압을 상기 노드에 전달하도록 상기 전압 공급 제어부를 제어하는 제 2 카운터;를 포함하는 반도체 칩. In response to the enable signal of the first counter, controlling the reference voltage unit to output the sustain voltage from a high level to a gradually lower level, and if the sustain voltage is determined to be equal to or lower than the reference voltage by the comparison signal And a second counter for controlling the reference voltage unit to maintain the sustain voltage at a current level and for controlling the voltage supply controller to transmit the sustain voltage to the node.
  15. 적어도 하나 이상의 발광 다이오드 스트링에 연결된 전류 레귤레이터로 제어 신호를 제공하여서 발광을 제어하는 제1 단계; 및A first step of controlling light emission by providing a control signal to a current regulator connected to the at least one light emitting diode string; And
    상기 발광 다이오드 스트링의 전체에 대한 전류 레귤레이션이 중지되거나 또는 헤드룸 전압들이 검출되지 않는 것 중 적어도 어느 하나에 대응하는 미리 지정된 상태에 대응하도록 상기 제어 신호가 제공되면 적어도 하나 이상의 상기 발광 다이오드 스트링에 제공되는 출력 전압을 유지시키는 제2 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 디바이스 구동 방법. Provided to the at least one light emitting diode string when the control signal is provided to correspond to a predetermined state corresponding to at least one of either stopping current regulation for the entirety of the light emitting diode string or not detecting headroom voltages. And a second step of maintaining the output voltage.
  16. 제15항에 있어서, 상기 제2 단계는,The method of claim 15, wherein the second step,
    상기 미리 지정된 상태에 대응하는 지 상기 제어 신호를 판단하는 단계;Determining the control signal corresponding to the predetermined state;
    상기 미리 저정된 상태에 대응하면 기 설정된 유지 전압을 점차 다운 시키는 단계;Gradually lowering a predetermined sustain voltage in response to the predetermined state;
    다운된 상기 유지 전압과 상기 출력 신호의 제공에 이용되는 현재 기준 전압을 비교하는 단계; 및Comparing the held down voltage with a current reference voltage used to provide the output signal; And
    상기 유지 전압이 상기 기준 전압과 같거나 낮은 것으로 판단되면 상기 유지 전압을 현재 레벨로 유지하고 상기 유지 전압을 상기 기준 전압을 출력하는 노드에 전달하는 단계;를 포함함을 특징으로 하는 발광 디바이스 구동 방법. And when the sustain voltage is determined to be equal to or lower than the reference voltage, maintaining the sustain voltage at a current level and transferring the sustain voltage to a node that outputs the reference voltage. .
  17. 제15항에 있어서, 상기 헤드룸 전압들은 적어도 하나 이상의 상기 발광 다이오드 스트링에 각각 연결된 바이폴라 접합 트랜지스터(BJT)의 베이스 전류를 감지하여 검출하는 발광 디바이스 구동 방법. The method of claim 15, wherein the headroom voltages sense and detect a base current of a bipolar junction transistor (BJT) connected to at least one or more of the light emitting diode strings, respectively.
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