KR100266812B1 - Led driving apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 발광다이오드(Light Emittimg Diode: 이하 LED라 함.) 구동장치에 관한 것으로, 특히 LED의 구동에 따른 전류 소모를 적게 하기 위한 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE
통상적으로 전자통신장비는 대개 현재의 동작 상태를 표시하거나 어두운 곳에서 사용자가 동작 확인 정보의 입력 등 장비 운영을 쉽게 할 수 있도록 하기 위한 LED를 갖고 있다. 휴대용 전화기에서 사용자의 키 입력 편의를 위한 백라이트(back light)로 사용되고 있는 것도 광범위한 LED의 용도중 하나이다.Typically, telecommunications equipment usually has LEDs to display the current operating status or to allow the user to easily operate the equipment such as input of operation confirmation information in a dark place. One of the uses of a wide range of LEDs is to be used as a back light for the convenience of a user's key input in a portable telephone.
도 1은 종래의 LED 구동장치의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.1 is a view schematically showing the configuration of a conventional LED driving device.
참조부호 100은 LED 어레이(array) 10과 스위치부 SW로 이루어진 LED블록을 나타낸다. 상기 어레이 10은 다수의 LED를 포함한다. 상기 스위치부 SW는 소정의 구동신호에 따라 스위칭 되며, LED의 전류 패스(pass)를 형성 혹은 차단한다. 키입력부 30은 상기 LED 어레이 10에 대한 각종 온/오프 모드를 설정하기 위한 사용자 인터페이스용 키들을 가진다. 여기서 상기 각종 온/오프 모드에서 상기 LED 오프모드와 사용자 혹은 프로그램에 의한 LED 오프가 포함된다. 전원부 20은 상기 LED 어레이 10으로 소정의 전원을 공급한다. 제어부 40은 설정된 모드에 따라 LED 온 시간을 결정하고, 그 결정된 온 시간동안 상기 스위치부 SW가 접속되어 있도록 제어하기 위해 연속적으로 특정 상태[예: 하이(high) 상태]를 유지하는 구동신호를 발생하며, 통상 MPU(Micro Processor Unit)를 포함한다.
도 2는 도 1중 LED블록 100의 구체적인 구성 예를 개략적으로 나타낸 도면이다.FIG. 2 is a diagram schematically showing a specific configuration example of the
본 실시 예에서는 10개의 LED D1 ∼ LED D10을 가지는데, 저항 R1 ∼ 저항 R10은 각각 전원단자 A로 인가되는 전압과 관련하여 상기 LED D1 ∼ LED D10에 흐르는 전류를 제한하기 위한 것이다. 트랜지스터 Q는 단자 B를 통해서 입력되는 소정의 제어신호에 따라 스위칭 되어 상기 LED D1 ∼ LED D10으로의 전류 흐름을 통과 혹은 차단시키는 역할을 한다. 두 저항 R21, R22는 상기 트랜지스터 Q의 베이스에 인가되는 전압을 조정하기 위한 것이다. 단자 B를 통해서 상기 트랜지스터 Q의 베이스로 하이 상태의 제어신호가 인가되면 상기 트랜지스터 Q가 턴 온(turn on)되어 상기 LED D1 ∼ LED D10에는 대응되는 각 저항 R1 ∼ 저항 R10에 의해 결정된 전류가 흐르게 되어 빛을 발한다.In the present embodiment, there are ten LEDs D1 to LED D10, and the resistors R1 to R10 are for limiting the current flowing through the LEDs D1 to D10 in relation to the voltage applied to the power supply terminal A, respectively. The transistor Q is switched in accordance with a predetermined control signal input through the terminal B and serves to pass or block the current flow to the LEDs D1 to D10. The two resistors R21 and R22 are for adjusting the voltage applied to the base of the transistor Q. When a high state control signal is applied to the base of the transistor Q through the terminal B, the transistor Q is turned on so that the currents determined by the corresponding resistors R1 to R10 flow through the LEDs D1 to D10. To shine.
도 3a는 종래의 LED 구동을 위한 시간(T)대 검출 전류(I)의 파형을 나타낸 도면이다. 도 3b는 종래의 LED 구동에 따른 시간(T)대 구동전압(V)의 파형을 나타낸 도면이다. 상기 검출은 상기 도 2의 노드점 C에서 한 것이다. LED의 온/오프는 공통의 구동회로(drive circuit) 및 제어단으로부터의 공통제어선에 의해 이루어진다. LED가 켜진 상태에서 어두운 환경을 고려하여 소정 시간동안 사용자의 편의를 위해 소정의 밝기를 계속 유지하고자 하는 경우, 제어단으로부터 연속적인 신호(continuous waveform)가 전달되게 하면 LED에서 항상 일정한 전류를 소모함으로써 밝기가 유지된다.3A is a view showing waveforms of time T versus detection current I for driving a conventional LED. 3B is a view showing waveforms of a time T versus a driving voltage V according to a conventional LED driving method. The detection is made at the node point C of FIG. The on / off of the LED is made by a common drive circuit and a common control line from the control stage. If the user wants to maintain a certain brightness for a user's convenience for a certain time considering the dark environment while the LED is turned on, if a continuous waveform is transmitted from the control stage, the LED always consumes a constant current. Brightness is maintained.
그러나 밝기를 유지하기 위해 상기와 같은 구동방식을 사용한 경우 10개의 LED D1 ∼ LED D10을 구동하기 위해서는 현재 약 100mA의 전류가 소모되는 것이 보통이다. 이는 전력증폭기 등과 같은 고출력 RF소자를 제외한 휴대용 전화기의 부분에 소모되는 전류는 150mA 이내이며, 점차 그 소모가 줄어들고 있는데 비해서 엄청난 양이다.However, when the above driving method is used to maintain the brightness, current of about 100 mA is usually consumed to drive ten LEDs D1 to LED D10. The current consumed in the part of the portable telephone except the high power RF device such as the power amplifier is less than 150mA, and the consumption is gradually decreasing, which is a tremendous amount.
다른 측면으로, 기존에는 밝은 환경에서도 사용자가 잘 느끼지 못하는 가운데 LED가 온 되어 있는 경우가 있어 불필요하게 전류가 소모되는 문제점이 있었다. 이는 사용자로 하여금 LED 온/오프에 관한 인지를 그 자체의 빛에만 의존하도록 한것도 한가지 원인이 될 수 있다.On the other hand, conventionally, the LED is turned on while the user does not feel well even in a bright environment, there is a problem that unnecessary current is consumed. This can also be caused by having the user rely only on the light of its own for perception of LED on / off.
한정된 용량의 배터리를 전원으로 한 휴대용 전화기에서 상기와 같은 이유로 전원을 낭비해버리게 되면 휴대용 전화기의 통화시간 및 대시시간의 단축을 가져오게 되고, 이렇게 되면 사용자의 매우 불편해진다.When the power source is wasted in the portable phone with a limited capacity of battery power for the same reason as described above, the call time and the dash time of the portable phone are reduced, which makes the user very uncomfortable.
따라서 본 발명의 목적은 LED의 구동에 따른 전류 소모를 적게 하기 위한 장치를 제공함에 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide an apparatus for reducing the current consumption according to the driving of the LED.
본 발명의 다른 목적은 사용자에게 LED의 구동에 관한 정보를 문자 표시 형태로 제공할 수 있도록 하여 불필요한 LED의 켜짐을 막아 전류를 절약하기 위한 장치를 제공함에 있다.Another object of the present invention is to provide an apparatus for saving current by preventing unnecessary LEDs from turning on by providing a user with information on driving of LEDs in a text display form.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 LED 구동장치는 소정의 제어를 받아 펄스 형태의 구동신호를 발생하는 구동신호발생부와, 상기 구동신호에 따라 스위칭 되어 상기 발광다이오드의 전류 패스를 형성 혹은 차단하는 스위치부와, 상기 발광다이오드 온(on) 시간을 결정하고, 그 결정된 온 시간의 범위 내에서만 상기 구동신호 발생부가 동작하도록 제어하는 제어부와, 상기 발광다이오드의 온/오프 여부를 나타내는 메시지를 표시하는 표시부로 구성됨을 특징으로 한다.The present LED drive device for achieving the above object is a drive signal generation unit for generating a drive signal in the form of a pulse under a predetermined control, and a switch to switch or form a current path of the light emitting diode is switched in accordance with the drive signal A control unit for determining the light emitting diode on time, controlling the driving signal generator to operate only within the determined on time range, and a display unit for displaying a message indicating whether the light emitting diode is on or off. Characterized in that consisting of.
제1도는 종래의 발광다이오드 구동장치의 구성을 개략적으로 나타낸 도면.1 is a diagram schematically showing the configuration of a conventional LED driving apparatus.
제2도는 제1도중 발광다이오드 블록의 구체적인 구성 예를 개략적으로 나타낸 도면.FIG. 2 is a view schematically illustrating a specific configuration example of a light emitting diode block in FIG. 1. FIG.
제3a도는 종래의 발광다이오드 구동에 따른 시간대 구동전압의 파형을 나타낸 도면.Figure 3a is a view showing the waveform of the time zone driving voltage according to the conventional LED driving.
제3b도는 종래의 발광다이오드 구동을 위한 시간대 검출 전류의 파형을 나타낸 도면.Figure 3b is a view showing the waveform of the time zone detection current for driving the conventional light emitting diode.
제4도는 본 발명의 실시 예에 따른 발광다이오드 구동장치의 구성을 개략적으로 나타낸 도면.4 is a view schematically showing the configuration of a light emitting diode driving apparatus according to an embodiment of the present invention.
제5a도는 본 발명의 실시 예에 따른 발광다이오드 구동에 따른 시간대 구동전압의 파형을 나타낸 도면.FIG. 5A is a view illustrating waveforms of a time zone driving voltage according to a light emitting diode driving according to an embodiment of the present invention; FIG.
제5b도는 본 발명의 실시 예에 따른 발광다이오드 구동을 위한 시간대 검출 전류의 파형을 나타낸 도면.FIG. 5B is a view illustrating waveforms of time zone detection currents for driving a light emitting diode according to an exemplary embodiment of the present invention; FIG.
제6도는 본 발명의 실시 예에 따른 발광다이오드 구동을 위한 동작 제어 순서를 나타낸 흐름도.6 is a flowchart illustrating an operation control procedure for driving a light emitting diode according to an exemplary embodiment of the present invention.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한 하기 설명에서는 구체적인 회로의 구성 소자 등과 같은 많은 특정(特定) 사항들이 나타나고 있는데, 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것을 뿐 이러한 특정 사항들 없이도 본 발명이 실시될 수 있음은 이 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명하다 할 것이다. 그리고 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. First of all, in adding reference numerals to the components of each drawing, it should be noted that the same reference numerals have the same reference numerals as much as possible even if displayed on different drawings. In addition, in the following description, many specific details such as components of specific circuits are shown, which are provided to help a more general understanding of the present invention, and the present invention may be practiced without these specific details. It is self-evident to those of ordinary knowledge in Esau. In the following description of the present invention, if it is determined that a detailed description of a related known function or configuration may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 LED 구동장치의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.4 is a view schematically showing the configuration of an LED driving apparatus according to an embodiment of the present invention.
본 실시 예에서는 다수의 LED로 이루어진 어레이 10을 사용하지만 하나의 LED 구동이라도 마찬가지이다. 키입력부 30은 LED 어레이 10에 대한 각종 온/오프 모드를 설정하기 위한 사용자 인터페이스용 키들을 가진다. 여기서 상기 각종 온/오프 모드에서 상시 LED 오프모드와 사용자 혹은 프로그램에 의한 LED 오프가 포함된다. 전원부 20은 상기 LED 어레이 10으로 소정의 전원을 공급한다. 전원단락부는 소정의 제어를 받아 LED로 공급되는 전원을 일정 주기로 단락시키는 수단으로서, 소정의 제어를 받아 펄스 형태의 구동신호를 발생하는 구동신호발생부 70과, 상기 구동신호에 따라 스위칭 되며, 상기 LED의 전류 패스를 형성 혹은 차단하는 스위치부 SW를 포함한다. 제어부 40은 설정된 모드에 따라 상기 LED 온 시간을 결정하고, 그 결정된 온 시간의 범위 내에서만 상기 전원단락부가 동작하도록 제어한다. 표시부 60은 액정표시장치(Liquid Crystal Display)로서, 상기 LED의 온/오프 여부를 나타내는 메시지를 표시한다. 메모리 50은 상기 제어부 40으로 하여금 상기 LED에 대하여 프로그래머블(programmable)한 온/오프 제어를 하도록 하기 위한 제어프로그램을 저장한다.In this embodiment, an
도 5a는 본 발명의 실시 예에 따른 LED 구동에 따른 시간(T)대 구동전압(V)의 파형을 나타낸 도면이다. 전술한 도 3a와 비교해보면, LED 온 시간 L동안 계속 전원을 공급하지 않고 일정 주기로 전원을 단락시킴으로써 전원을 절약한다. 구체적으로, 상기 LED 온 시간 L동안 잔상 효과를 충분히 고려하여 LED의 온, 오프 상태 교번을 반복할 수 있도록 한다. 도시한 바와 같이, LED 온 시간 L동안 연속적인 하이 상태를 유지하지 않고 펄스들 l1,… , ln을 발생하여 스위치부 Sw를 스위칭 한다. 본 실시 예에서는 하나의 펄스, 예를 들어 t1-t2 구간에 해당하는 시간을 1ms 정도로 한다.5A is a view illustrating waveforms of a time T versus a driving voltage V according to LED driving according to an exemplary embodiment of the present invention. Compared with FIG. 3A described above, power is saved by shorting the power at regular intervals without continuously supplying power for the LED on time L. FIG. Specifically, it is possible to repeat the on and off state of the LED in consideration of the afterimage effect sufficiently during the LED on time L. As shown, pulses l 1 ,... , l n is generated to switch the switch part Sw. In the present embodiment, a time corresponding to one pulse, for example, a t1-t2 section is set to about 1 ms.
도 5b는 본 발명의 실시 예에 따른 LED 구동을 위한 시간(T)대 검출 전류(I)의 파형을 나타낸 도면이다. 상기 검출은 전술한 도 2의 노드점 C에서 한 것이다.5B is a view illustrating waveforms of time T versus detection current I for driving an LED according to an exemplary embodiment of the present invention. The detection is made at the node point C of FIG. 2 described above.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 LED 구동을 위한 동작 제어 순서를 나타낸 흐름도 이다. 본 실시 예에서는 휴대용 무선 전화기에 적용한 경우를 가정하여 설명한다.6 is a flowchart illustrating an operation control procedure for driving an LED according to an embodiment of the present invention. In the present embodiment, it is assumed that the present invention is applied to a portable wireless telephone.
단말기에 전원이 공급되면 제어부 40은 6a단계에서 이를 감지하고, 6b단계로 진행하여 상시 LED 오프모드가 설정되어 있는지 여부를 체크한다. 상기 체크결과 상시 LED 오프모드가 설정되어 있지 않는 것으로 판단되면 6c단계에서 상기 제어부 40은 키입력부 30을 스캔하여 상시 LED 오프 키가 입력되는지 여부를 체크한다. 상기 체크결과 상시 LED 오프 키의 입력을 감지하면 6d단계에서 상기 제어부 40은 상시 LED 오프모드를 설정한다. 상기 상시 LED 오프모드의 설정은 소정의 플래그를 세트(set)하는 것으로 구현할 수 있다. 상기 상시 LED 오프모드의 설정 후에는 6h 단계로 진행하여 표시부 60에 LED 오프 메시지를 전달하여 상기 표시부 60으로 하여금 LED 오프 메시지를 표시하도록 제어한다. 그후 6i단계에서 상기 제어부 40은 LED로 공급되는 전원을 차단한다. 즉, 펄스 형태가 계속 로우상태를 유지하는 구동 신호를 발생한다. 또한 상기 6b단계에서 상시 LED 오프모드가 이미 설정되어 있는 것으로 판단된 경우에도 상기 6h단계로 되돌아간다.When power is supplied to the terminal, the
상기 6c단계에서 상시 LED 오프 키가 아닌 경우에는 6e단계로 진행하여 사용자가 수동 버튼을 눌러 명령하였거나 소정의 제어프로그램에 의한 LED 오프인지 여부를 체크한다. 상기 체크결과 그 두 경우 중 어느 하나인 것으로 판단된 경우에도 상기 6h단계로 되돌아간다.If it is not the LED off key at
상기 6e단계에서 상기 두 경우 어느 쪽도 아니라고 판단되면 상기 제어프로그램에 의한 LED 온으로 간주하고, 6f단계로 진행하여 상기 구동신호발생부 70으로 하여금 펄스 형태의 구동신호를 발생하도록 제어한다. 이때 상기 구동신호발생부 70에서 발생하는 구동신호, 즉 펄스의 주기는 최소한 1밀리초(msec) 이상으로 한다. 6g단계에서 상기 제어부 40은 소정의 타이머 값이 초과되었는지 여부를 체크하여 초과된 경우 상기 6h단계로 되돌아가고, 그렇지 않은 경우에는 상기 6f단계로 되돌아가 상기 펄스의 발생이 계속되도록 제어한다.If it is determined that neither of the two cases in step 6e, it is regarded as the LED on by the control program, and proceeds to step 6f to control the
LED로 공급되는 전원의 온/오프 시간을 같게 하고 주기를 1ms 정도로 할 경우 이론적으로는 전류 소모를 50% 정도 줄일 수 있으나, 온/오프 손실에 따라 다소 밝기가 줄어들 수 있다(약 10% 정도). 이는 LED에 흐르는 전류를 조정함으로써 쉽게 보정될 수 있으며, 주기 및 듀티(duty)를 적절히 조정함으로써 보다 좋은 효과를 얻을 수 있다.If the on / off time of the power supplied to the LED is the same and the period is about 1ms, the current consumption can theoretically be reduced by 50%, but the brightness may be somewhat reduced depending on the on / off loss (about 10%). . This can be easily corrected by adjusting the current through the LED, and a better effect can be obtained by appropriately adjusting the period and duty.
한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허청구의 범위뿐 만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.Meanwhile, in the detailed description of the present invention, specific embodiments have been described, but various modifications are possible without departing from the scope of the present invention. Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the described embodiments, but should be defined not only by the scope of the following claims, but also by the equivalents of the claims.
상술한 바와 같은 본 발명은 동일 기간동안 LED 구동제어신호를 연속적인 형태가 아니라 펄스 형태로 발생시킴으로써 밝기는 그대로 유지하되 그만큼 전류 소모는 적게 하고, 사용자에게 LED의 구동에 관한 정보를 문자 표시 형태로 제공하여 불필요한 LED의 켜짐을 막음으로써 전류를 절약하는 장점이 있다. 다시 말해서, 한정된 용량의 배터리를 전원으로 한 휴대용 단말기에서 전원을 효율적으로 오래 사용할 수 있어 경제적이고 편리하다.As described above, the present invention generates the LED driving control signal in the form of a pulse for the same period, but not in a continuous form, while maintaining the brightness as it is. Provides the advantage of saving current by preventing unnecessary LEDs from turning on. In other words, it is economical and convenient because it can efficiently use the power for a long time in a portable terminal powered by a limited capacity battery.
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