KR100611177B1 - LED driving module for LCD back light - Google Patents
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Abstract
본 발명의 목적은 LCD 백라이트용으로 복수개 설치된 LED들 중 하나에 개방(open)사고가 발생하면 이를 감지하여 전체 모듈을 일시에 정지시킴으로써 사고의 파급을 방지하기 위한 보호회로를 제공하기 위한 것이다.An object of the present invention is to provide a protection circuit for preventing the spread of an accident by stopping the whole module by detecting when an open accident occurs in one of a plurality of LEDs installed for the LCD backlight.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 LED들 각각에 설치되어 전원을 상기 LED에 공급하기 위한 구동회로들; 상기 구동회로들에 PWM 디밍 신호(Pulse Width Modulation Dimming Signal)를 공급하기 위한 PWM IC; 상기 LED들에 인가되는 전압이 기 설정된 전압 이상인 경우에 상기 PWM IC의 제어전압을 셧-다운(shut-down)시키는 보호회로를 포함하는 것이다. The present invention for achieving the above object is installed in each of the LED driving circuits for supplying power to the LED; A PWM IC for supplying a PWM width dimming signal to the driving circuits; And a protection circuit for shutting down the control voltage of the PWM IC when the voltages applied to the LEDs are greater than or equal to a predetermined voltage.
PWM, LED, LCD, 보호회로PWM, LED, LCD, Protection Circuit
Description
도 1은 종래의 LED 드라이버 모듈을 설명하기 위한 회로도이다.1 is a circuit diagram illustrating a conventional LED driver module.
도 2는 도 1에 사용되는 구동회로의 IC의 블록도이다.FIG. 2 is a block diagram of an IC of a driving circuit used in FIG. 1.
도 3은 본 발명의 일실시예를 설명하기 위한 회로도이다.3 is a circuit diagram for explaining an embodiment of the present invention.
본 발명은 LCD 백라이트의 광원인 복수개의 LED들을 구동시키는 드라이버 모듈에 관한 것이다.The present invention relates to a driver module for driving a plurality of LEDs that are light sources of an LCD backlight.
LCD 백라이트로 사용되는 Red, Green, Blue LED를 점등시키기 위한 LED 드라이버 모듈에는 LED가 파괴되거나 코넥터가 개방(open)됨으로써 발생되는 개방사고가 다른 LED 또는 드라이버 모듈 전체에 미치는 것을 방지하기 위한 보호회로가 설치되어 있다.The LED driver module for lighting the red, green, and blue LEDs used as LCD backlights has a protection circuit to prevent an open accident caused by the destruction of the LED or the connector opening on the entire LED or the driver module. It is installed.
도 1은 종래의 LED 드라이버 모듈을 설명하기 위한 회로도이다.1 is a circuit diagram illustrating a conventional LED driver module.
LED 드라이버 모듈은 LED1, LED2, LED3를 구동시키기 위한 구동회로(10), (20), (30)와 구동회로에 PWM 디밍 신호(Pulse Width Modulation Dimming Signal) 를 공급하기 위한 PWM IC(40)와 LED1, LED2, LED3의 개방등으로 인하여 단선으로 인하여 상승되는 과전압을 감지하여 구동회로(10), (20), (30)의 동작을 정지시키는 보호회로(50)로 이루어진다.The LED driver module includes a driving circuit (10), (20), (30) for driving LED1, LED2, and LED3, and a PWM IC (40) for supplying a PWM width dimming signal (Pulse Width Modulation Dimming Signal) to the driving circuit. It consists of a
각각의 구동회로(10), (20), (30)는 LED 구동용으로 통상적으로 사용되는 IC인 HV9910이 사용되며, 이 IC의 내부 블록도는 도 2와 같이 도시된다. PWM IC(40)로부터의 신호는 IC의 PWM 핀에 입력되고, PWM 신호가 온 된 상태에서 스위칭 소자(Q1), (Q2), (Q3)의 게이트에 온신호가 가해지게 되고, 스위칭 소자(Q1), (Q2), (Q3)가 고주파로 스위칭 된 상태에서 각각의 LED에 승압된 전압이 가해져 점등된다. Each of the
또한, 보호회로(50)는 구동회로(10), (20), (30)의 PWM 디밍 신호가 출력되는 PWM IC의 출력핀이 각각 콜렉터에 연결되고, 베이스에 각각 LED1, LED2, LED3의 입력전압이 인가되는 스위칭 소자(Q4), (Q5), (Q6)로 이루어진다. 이때, LED1, LED2, LED3의 에노우드와 스위칭 소자(Q4), (Q5), (Q6)의 베이스 사이에는 제너 다이오드(ZD1), (ZD2), (ZD3)가 연결되기 때문에 LED1, LED2, LED3가 개방되게 되면 LED1, LED2, LED3의 입력단의 전압이 제너다이오드의 제너전압을 초과하게 되어 스위칭 소자(Q4), (Q5), (Q6)는 도통되고, 이로 인하여 구동회로(10), (20), (30)의 PWM 디밍신호 입력핀에 전압이 인가되지 않기 때문에 결국 스위칭 소자(Q1), (Q2), (Q3)가 동작되지 않는다. 따라서 구동회로(10), (20), (30)에 더 이상 사고가 확산되지 않게 된다.In addition, the
그러나, 이와 같은 보호회로를 채택하는 LED 구동모듈은 각각의 구동회로에 대하여 개별적인 보호회로를 채택하여야 하기 때문에 부품수가 많아지며, 이로 인하여 제조원가 상승과 부피가 커지게 된다. 또한, 여러 개의 출력 채널중에 하나의 채널에 개방현상이 발생하게 되면, 발생된 채널만 보호회로가 동작되게 되어 전체 시스템이 정지되지 않기 때문에 개방사고가 다른 채널에도 영향을 미칠 수 있는 우려를 갖고 있다.However, since the LED driving module adopting such a protection circuit has to adopt a separate protection circuit for each driving circuit, the number of parts increases, which leads to an increase in manufacturing cost and volume. In addition, if an open phenomenon occurs in one channel among several output channels, only the generated channel has a protection circuit that is operated and the entire system is not stopped. Therefore, an open accident may affect other channels. .
본 발명은 이러한 문제점들을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 LCD 백라이트용으로 복수 개 설치된 LED들 중 하나에 개방(open)사고가 발생하면 이를 감지하여 전체 모듈을 일시에 정지시킴으로써 사고의 파급을 방지하기 위한 보호회로를 제공하기 위한 것이다.The present invention has been made to solve these problems, an object of the present invention is to detect the occurrence of an open accident in one of the plurality of LEDs installed for the LCD backlight and to stop the spread of the accident by stopping the entire module temporarily It is to provide a protection circuit for preventing.
본 발명의 또 다른 목적은 하나의 보호회로로 복수의 LED 구동회로를 통합적으로 보호하기 위한 것으로 회로를 단순화하여 부품수를 줄여 제조원가 및 부피를 감소시키기 위한 것이다.Still another object of the present invention is to protect a plurality of LED driving circuits integrally with one protection circuit, and to simplify the circuit to reduce the number of parts to reduce manufacturing cost and volume.
본 발명의 또 다른 목적은 보호회로를 셧 - 다운 방식으로 구성하여 전력소비를 줄이면서도 회로소자들을 보호하기 위한 것이다.Another object of the present invention is to protect the circuit elements while reducing power consumption by configuring the protection circuit in a shut-down manner.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 특징은 LCD 백라이트에 사용되는 복수개의 LED들을 점등시키는 LED 드라이버 모듈에 있어서: LED들 각각에 설치되어 전원을 상기 LED에 공급하기 위한 구동회로들; 상기 구동회로들에 PWM 디밍 신호(Pulse Width Modulation Dimming Signal)를 공급하기 위한 PWM IC; 상기 LED들에 인가되는 전압이 기설정된 전압 이상인 경우에 상기 PWM IC의 제어전압을 셧-다운(shut - down)시키는 보호회로를 포함하는 것이다.In order to achieve the above object, a feature of the present invention is an LED driver module for lighting a plurality of LEDs used in an LCD backlight, comprising: driving circuits installed in each of the LEDs to supply power to the LEDs; A PWM IC for supplying a PWM width dimming signal to the driving circuits; And a protection circuit for shutting down the control voltage of the PWM IC when the voltages applied to the LEDs are higher than or equal to a predetermined voltage.
또한, 본 발명에서 상기 보호회로는 게이트를 갖는 스위칭 소자; 상기 게이트에 연결되어 상기 LED들에 인가되는 전압이 기 설정된 값 이상인 경우에 상기 스위칭 소자를 도통시키는 전압감지부; 상기 스위칭 소자가 도통되는 경우에 상기 PWM IC의 제어전원을 차단하기 위한 스위치 블럭을 포함하는 것이 바람직하다.In addition, in the present invention, the protection circuit includes a switching element having a gate; A voltage sensing unit connected to the gate to conduct the switching element when the voltage applied to the LEDs is greater than or equal to a preset value; It is preferable to include a switch block for cutting off the control power supply of the PWM IC when the switching element is conductive.
또한, 본 발명에서 상기 전압감지부는 상기 게이트와 상기 LED의 애노우드들 에 연결되는 복수개의 제너다이오드들을 포함하는 것이 바람직하다.In the present invention, the voltage sensing unit preferably includes a plurality of zener diodes connected to the gate and the anodes of the LED.
또한, 본 발명에서 상기 스위칭 소자는 SCR인 것이 바람직하다.In addition, in the present invention, the switching element is preferably SCR.
또한, 본 발명에서 상기 스위치 블럭은 상기 제어전원과 상기 PWM IC의 전원공급핀에 연결되는 제 1 트랜지스터; 상기 스위칭 소자가 불통되는 경우에 상기 제 1 트랜지스터를 동작시켜 상기 제어전원을 상기 PWM IC의 전원단자에 인가하고, 상기 스위칭 소자가 도통되는 경우에 상기 제 1 트랜지스터를 불통시켜 상기 전원핀에 공급되는 전원을 차단하는 제 2 트랜지스터를 포함하는 것이 바람직하다.The switch block may include a first transistor connected to the control power supply and a power supply pin of the PWM IC; When the switching element is turned off, the first transistor is operated to apply the control power to the power terminal of the PWM IC. When the switching element is turned on, the first transistor is turned off and supplied to the power pin. It is preferred to include a second transistor for shutting off the power supply.
이하, 첨부된 도면에 따라서 본 발명의 일실시예를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, an embodiment of the present invention according to the accompanying drawings will be described in detail.
도 3은 본 발명의 일실시예의 전체적인 구성을 나타내기 위한 회로도이다.3 is a circuit diagram showing the overall configuration of an embodiment of the present invention.
일실시예의 LED 구동모듈은 복수의 LED들을 구동시키기 위한 PWM 디밍신호를 발생시키는 PWM IC(40)와, PWM IC(40)의 PWM 디밍 신호를 입력받아 전원(VIN)을 LED(1), (2), (3)들에 공급하여 LED들을 점등시키는 LED 구동회로들(10), (20), (30)과, LED(1), (2), (3)에 입력되는 전압을 감지하여 기 설정된 전압 이상의 전 압인 인가되는 경우에 상기 PWM IC(40)의 동작을 정지시키는 보호회로(60)로 이루어진다.The LED driving module of one embodiment receives a PWM dimming signal for generating a PWM dimming signal for driving a plurality of LEDs, and receives a PWM dimming signal of the
이때, LED(1)는 구동회로(10)의 제어를 받아 동작되고, LED(2)는 구동회로(20)의 제어를 받아 동작되고, LED(3)는 구동회로(30)의 제어를 받아 동작된다. 또한, 전원전압(VIN)은 인덕터(L1), 스위칭 FET(Q1), 다이오드(D1)으로 구성된 승압 컨버터를 거쳐 승압된 전압을 LED(1)과 구동회로(10)에 공급되며, 구동회로는 LED의 점등회로의 구성시 통상적으로 사용되는 IC(IC1)인 HV9910가 사용되며, IC1의 PWM 핀에는 PWM IC(40)의 PWM 디밍 출력신호가 입력되며, 게이트 핀은 LED(1)의 에노우드에 연결되는 스위칭 소자(Q1), 바람직하기로는 MOSFET의 게이트에 연결된다. 구동회로(10)의 PWM 핀에 하이 신호가 입력되는 경우에 게이트 핀으로부터 하이 신호가 출력되게 되어 스위칭 소자(Q1)가 동작되게 되어 승압된 전압이 LED(1)에 공급되게 되고, 반대로 PWM 핀에 로우 신호가 입력되게 되면, 스위칭 소자(Q1)의 게이트는 로우 상태로 되어 승압된 전압이 LED(1)에 입력되지 못한다.At this time, the
LED(2)를 제어하는 구동회로(20)와 LED(3)를 제어하는 구동회로(30)도 구동회로(10)와 동일구성으로 이루어져 있다. 또한, LED(1), LED(2) 및 LED(3)에 인가되는 전압은 보호회로(60)의 제너 다이오드들(ZD2), (ZD3), (ZD3)에 의하여 검출된다.The
보호회로(60)는 PWM IC(40)의 제어전압(VCC)을 공급하거나 차단하는 스위치 블록(61)과 스위치 블럭(61)의 전원을 차단하기 위한 스위칭부(62)와 LED(1), LED(2) 및 LED(3)의 각각의 전압을 검출하여 기 설정된 값 이상의 전압이 감지되면 상기 스위칭부를 동작시키는 감지부(63)로 이루어진다. The
스위치 블럭(61)은 제어전압(VCC)과 PWM IC(40)의 VCC핀에 에미터와 콜렉터가 직결되고, 에미터와 베이스간에 연결된 저항(R41)에 의하여 바이어스되는 제 1 트랜지스터(Q41), 제 1 트랜지스터(Q41)의 베이스에 저항(R42)를 거쳐 콜렉터가 연결되며, 에미터가 접지되고, 베이스에 제너다이오드(ZD1)가 연결되는 제 2 트랜지스터(Q42)로 이루어진다. 이때, 제너다이오드(ZD1)의 캐소드에는 저항(R43)을 거쳐 VCC전압이 인가되며, 제너전압 발생용 저항(R44)가 연결되며, 스위칭부(62)의 SCR의 애노우드가 연결된다. 스위칭부(62)는 애노우드가 제너다이오드(ZD1)에 연결되며, 캐소드가 접지되며, 게이트가 저항(R45)을 거쳐 감지부(63)에 연결되는 SCR로 이루어지며, 또한, 게이트에는 분압 저항(R46)이 연결되어 접지된다. 또한, 감지부(63)는 각각의 LED(1), (2), (3)의 입력단과 저항(R45)간에 연결된 제너다이오드(ZD1), (ZD2), (ZD3)로 이루어지며, 제너다이오드(ZD1), (ZD2), (ZD3)와 저항(R45) 사이에는 역방향 전류흐름 방지용 다이오드(D4), (D5), (D6)가 각각 연결되어 LED(1), (2), (3)의 어느 하나에 개방사고가 발생되면 제너다이오드중 하나가 도통되어 SCR을 도통시킨다.The
상기와 같이 구성된 실시예의 동작과정을 설명하기로 한다.The operation of the embodiment configured as described above will be described.
LED(1), (2), (3)가 정상동작을 수행하는 경우에는 제너 다이오드(ZD2), (ZD3), (ZD4)에 인가되는 전압은 제너전압 이하이기 때문에 SCR은 불통상태를 유지하며, 이때, 제 2 트랜지스터(Q42)도 도통상태로 되고, 제 1 트랜지스터(Q41)도 도통상태로 되어 제어전압VCC를 PWM IC(40)에 정상적인 전압을 공급하게 된다. When the LEDs (1), (2), and (3) perform normal operation, the voltage applied to the zener diodes (ZD2), (ZD3), and (ZD4) is below the zener voltage. At this time, the second transistor Q42 is also in a conductive state, and the first transistor Q41 is also in a conductive state, thereby supplying a normal voltage to the
그러나, 제너 다이오드(ZD2), (ZD3), (ZD4)중에 어느 하나가 개방되면, 개방된 LED의 입력단의 전위가 상승되게 되고, 전위상승은 입력단에 연결된 제너 다이오드(ZD2), (ZD3), (ZD4)중의 해당 제너다이오드의 제너전압을 초과하게 되어 SCR의 게이트에 전압이 인가되게 된다. SCR의 게이트에 전압이 인가되어 도통상태로 되면, 제너다이오드(ZD1)의 케소드에 인가되는 VCC의 전압이 SCR의 도통상태로 인하여 저전위를 형성하게 되고, 제 2 트랜지스터(Q42)는 오픈(open)되어 불통상태로 되기 때문에 제 1 트랜지스터(Q41)도 오픈되어 더 이상 제어전압(VCC)이 PWM IC(40)에 인가되지 않기 때문에 구동회로(10), (20), (30)는 LED(1), (2), (3)를 점등시키지 못하게 된다. However, when any one of the zener diodes ZD2, ZD3, and ZD4 is opened, the potential of the input terminal of the open LED is raised, and the potential rise is the zener diodes ZD2, ZD3, which are connected to the input terminal. The zener voltage of the corresponding zener diode in ZD4 is exceeded, and a voltage is applied to the gate of the SCR. When a voltage is applied to the gate of the SCR and the conductive state is applied, the voltage of VCC applied to the cathode of the zener diode ZD1 forms a low potential due to the conductive state of the SCR, and the second transistor Q42 is opened ( Since the first transistor Q41 is also open because no control voltage VCC is applied to the
상기의 목적과 구성을 갖는 본 발명에 따르면, LED와 LED를 구동시키는 구동회로가 복수개 설치되어 있을 때, LED에 인가되는 전압을 감지하여 전압이 상승하게되면 구동회로들을 동작시키는 PWM IC를 셧 다운 시킴으로써 구동회로의 동작을 동시에 정지시킴으로써 구동회로와 PWM IC를 보호할 수 있다. 또한, 구동회로를 보호하기 위한 보호회로를 구동회로에 따라서 개별적으로 설치하는 것이 아니라 통합적으로 설치하기 때문에 부품수를 감소시킬 수 있으며, 장치의 크기를 소형화할 수 있다.According to the present invention having the above objects and configurations, when a plurality of LEDs and driving circuits for driving the LEDs are installed, the PWM IC for operating the driving circuits is shut down when the voltage is increased by sensing the voltage applied to the LEDs. By stopping the operation of the driving circuit at the same time, the driving circuit and the PWM IC can be protected. In addition, since the protection circuits for protecting the driving circuits are not integrated individually according to the driving circuits but are integrally installed, the number of parts can be reduced, and the size of the device can be reduced.
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