KR101028152B1 - 발광 다이오드 구동 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 다수 개 연결되는 발광 다이오드 그룹, 상기 다수 개의 발광다이오드를 턴온시키거나 턴오프시키는 스위칭부, 상기 다수 개의 발광 다이오드에 흐르는 전류를 센싱하는 전류 센싱부 및 상기 다수 개의 발광 다이오드에 흐르는 전류의 크기를 조절하는 전류 조절부를 포함하는 발광 다이오드 구동 장치를 제공한다.
발광 다이오드, 액정 표시, 전류

Description

발광 다이오드 구동 장치{Apparatus for driving Light Emitting Diode}
실시예는 발광 다이오드 구동 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 액정 표시 장치는 전계 인가 전극이 구비된 두 표시 평판과 그사이에 배치되어 있는 유전율 이방성을 갖는 액정층을 구비한다. 전계 인가 전극에 전압을 인가하여 액정층에 전기장을 생성하고, 전압을 변화시켜 이 전기장의 세기를 조절함으로써 액정층을 통과하는 빛의 투과율을 조정하여 원하는 화상을 표시한다.
이러한 액정 표시 장치는 자체 발광을 하지 못하므로, 백라이트라고 불리는 별도의 광원이 필요하며, 이러한 백라이트에는 발광 다이오드(Light Emitting Diode; LED), 냉음극 형광 램프(Cold Cathod Fluorescent Lamp; CCFL), 외부 전극 형광 램프(External Electrode Fluorescent Lamp; EEFL) 등이 이용되고 있다.
상술한 냉음극 형광 램프나 외부 전극 형광 램프는 전력 소모가 크며, 발열로 인해서 액정 표시 장치의 특성이 나빠질 수 있다. 또한, 상술한 냉음극 형광 램프나 외부 전극 형광 램프는 대개 막대형으로 제조되므로 충격에 약하고, 파손의 위험이 크며, 램프 위치에 따라 온도가 일정하지 않아 램프 위치 별로 휘도가 달라지 므로, 액정 표시 장치의 색재현성을 악화시킬 수 있다.
한편, 발광 다이오드는 반도체 소자이므로 수명이 길고, 점등 속도가 빠르며, 소비 전력이 적고, 색재현성이 뛰어나다. 또한, 충격에 강하며, 소형화 및 박형화에 유리하다.
따라서 휴대 전화기 등의 소형 액정 표시 장치뿐만 아니라 컴퓨터 모니터나 TV와 같은 중대형 액정 표시 장치에도 발광 다이오드를 이용한 백라이트가 장착되고 있는 추세이다.
그런데, 이러한 발광 다이오드는 펄스 폭 변조(Pulse Width Modulation; PWM) 신호를 이용하여 발광 다이오드에 턴온되는 펄스 폭을 조절할 수 는 있었지만, 펄스의 크기는 조절할 수 없어 발광 다이오드의 휘도를 효과적으로 제어할 수 없는 문제점이 있었다.
실시예에 따른 발광 다이오드 구동 장치는 발광 다이오드에 흐르는 전류를 조절함으로써 발광 다이오드의 휘도를 효과적으로 제어할 수 있다.
일 실시예에 따른 발광 다이오드 구동 장치는 발광 다이오드가 다수 개 연결되는 발광 다이오드 그룹, 상기 다수 개의 발광다이오드를 턴온시키거나 턴오프시키는 스위칭부, 상기 다수 개의 발광 다이오드에 흐르는 전류를 센싱하는 전류 센싱부 및 상기 다수 개의 발광 다이오드에 흐르는 전류의 크기를 조절하는 전류 조절부를 포함한다.
다른 실시예에 따른 발광 다이오드 구동 장치는 발광 다이오드가 다수 개 연결되는 발광 다이오드 그룹, 펄스폭 변조 신호의 제어에 의해서 입력 전압을 전달하는 제 1 스위칭부, 상기 제 1 스위칭부에 의해서 전달되는 입력 전압에 의해서 턴온되어 상기 다수 개의 발광다이오드를 턴온시키는 제 2 스위칭부, 상기 다수 개의 발광 다이오드에 흐르는 전류를 센싱하는 전류 센싱부 및 상기 다수 개의 발광 다이오드에 흐르는 전류의 크기를 조절하는 전류 조절부를 포함한다.
실시예들에 따른 발광 다이오드 구동 장치는 발광 다이오드에 흐르는 전류를 조절함으로써 발광 다이오드의 휘도를 효과적으로 제어할 수 있을 뿐만 아니라 다양한 전류 용량의 발광 다이오드에 대해서도 안정된 전류를 제공할 수 있는 효과가 있다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 발광 다이오드 구동 장치의 회로도이고, 도 2는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 발광 다이오드 구동 장치의 회로도이며, 도 3은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 발광 다이오드 구동 장치의 회로도이고, 도 4는 본 발명의 제 4 실시예에 따른 발광 다이오드 구동 장치의 회로도이다.
본 발명의 제 1 실시예에 따른 발광 다이오드 구동 장치는 도 1에 도시된 것처럼, 발광 다이오드 그룹(1500), 스위칭부(1200), 전류 센싱부(1300) 및 전류 조절부(1400)를 포함하여 구성될 수 있다.
발광 다이오드의 그룹(1500)은 발광 다이오드(L11, L12)가 다수 개 연결되며, 스위칭부(1200)는 다수 개의 발광 다이오드(L11, L12)를 턴온시키거나 턴오프시키며, 구체적으로, 바이폴라 정션 트랜지스터(Bipolar Junction Transistor; BJT)(Q12)로 구성될 수 있다. 여기에서 저항(R11)은 스위칭부(1200)에 입력 전압(Vin)이 인가되는 경우에 과도한 전류가 전달되는 것을 방지하기 위한 것이다.
또한, 전류 센싱부(1300)는 다수 개의 발광 다이오드(L11, L12)에 흐르는 전류(Io)를 센싱하며, 구체적으로 저항(R12)으로 구성될 수 있다.
한편, 전류 조절부(1400)는 다수 개의 발광 다이오드(L11, L12)에 흐르는 전 류(Io)의 크기를 조절하며, 스위칭부(1200)의 바이폴라 정션 트랜지스터(Q12)의 베이스에 인가되는 전압과 스위칭부(1200)의 바이폴라 정션 트랜지스터(Q12)의 에미터에 인가되는 전압의 차이를 조절하는 전압 차이 조절부(1410)와, 전압 차이 조절부(1410)에 연결되며 진폭 조절 전압(PAM)이 인가되는 진폭 조절 전압 인가부(1420)를 포함한다.
여기에서, 전압 차이 조절부(1410)는 다이오드(D11)로 구성되며, 진폭 조절 전압 인가부(1420)는 저항(R13)으로 구성될 수 있다.
이러한 다이오드(D11)는 오프셋 전압이 스위칭부(1200)의 바이폴라 정션 트랜지스터(Q12)의 베이스에 인가되는 전압과 스위칭부(1200)의 바이폴라 정션 트랜지스터(Q12)의 에미터에 인가되는 전압의 차이와 동일한 것으로 선택되는 경우에, 진폭 조절 전압(PAM)이 진폭 조절 전압 인가부(1420)에 인가되고, 바이폴라 정션 트랜지스터(Q12)가 턴온되면, 진폭 조절 전압(PAM)이 전류 센싱부(1300)에도 전달된다.
따라서, 다수 개의 발광 다이오드(L11, L12)에 흐르는 전류(Io)는 수학식 1과 동일하다.
Io = PAM/R12
본 발명의 제 1 실시예에 따른 발광 다이오드 구동 장치는 진폭 조절 전압(PAM)을 조절하는 경우에는 수학식 1처럼, 다수 개의 발광 다이오드(L11, L12)에 흐르는 전류(Io)를 조절할 수 있다.
본 발명의 제 2 실시예에 따른 발광 다이오드 구동 장치는 도 2를 참조하여 설명한다.
본 발명의 제 2 실시예에 따른 발광 다이오드 구동 장치는 도 2에 도시된 것처럼, 발광 다이오드 그룹(2500), 제 1 스위칭부(2100), 제 2 스위칭부(2200), 전류 센싱부(2300) 및 전류 조절부(2400)를 포함하여 구성될 수 있다.
발광 다이오드의 그룹(2500)은 발광 다이오드(L21, L22)가 다수 개 연결되며, 제 1 스위칭부(2100)는 펄스 폭 변조 신호(PWM)의 제어에 의해서 입력 전압(Vin)을 전달하고, 구체적으로, 바이폴라 정션 트랜지스터(Bipolar Junction Transistor; BJT)(Q21)로 구성될 수 있다. 여기에서 저항(R21)은 제 1 스위칭부(2100)나 제 2 스위칭부(2200)에 입력 전압(Vin)이 인가되는 경우에 과도한 전류가 전달되는 것을 방지하기 위한 것이다.
또한, 제 2 스위칭부(2200)는 제 1 스위칭부(2100)에 의해서 전달되는 입력 전압(Vin)에 의해서 턴온되어 다수 개의 발광 다이오드(L21, L22)를 턴온시키며, 구체적으로, 바이폴라 정션 트랜지스터(Bipolar Junction Transistor; BJT)(Q22)로 구성될 수 있다.
또한, 전류 센싱부(1300)는 다수 개의 발광 다이오드(L11, L12)에 흐르는 전류(Io)를 센싱하며, 구체적으로 저항(R22)으로 구성될 수 있다.
한편, 전류 조절부(1400)는 다수 개의 발광 다이오드(L11, L12)에 흐르는 전류(Io)의 크기를 조절하며, 제 2 스위칭부(2200)의 바이폴라 정션 트랜지스터(Q22)의 베이스에 인가되는 전압과 스위칭부의 바이폴라 정션 트랜지스터(Q22)의 에미터 에 인가되는 전압의 차이를 조절하는 전압 차이 조절부(2410)와, 전압 차이 조절부(2410)에 연결되며 진폭 조절 전압(PAM)이 인가되는 진폭 조절 전압 인가부(2420)를 포함한다.
여기에서, 전압 차이 조절부(2410)는 다이오드(D21)로 구성되며, 진폭 조절 전압 인가부(1420)는 저항(R23)으로 구성될 수 있다.
이러한 다이오드(D21)는 오프셋 전압이 제 2 스위칭부(2200)의 바이폴라 정션 트랜지스터(Q22)의 베이스에 인가되는 전압과 제 2 스위칭부(2200)의 바이폴라 정션 트랜지스터(Q22)의 에미터에 인가되는 전압의 차이와 동일한 것으로 선택되는 경우에, 진폭 조절 전압(PAM)이 진폭 조절 전압 인가부(1420)에 인가되고, 바이폴라 정션 트랜지스터(Q22)가 턴온되면, 진폭 조절 전압(PAM)이 전류 센싱부(2300)에도 전달된다.
따라서, 다수 개의 발광 다이오드(L21, L22)에 흐르는 전류(Io)는 수학식 2와 동일하다.
Io = PAM/R22
본 발명의 제 2 실시예에 따른 발광 다이오드 구동 장치는 진폭 조절 전압(PAM)을 조절하는 경우에는 수학식 2처럼, 다수 개의 발광 다이오드(L21, L22)에 흐르는 전류(Io)를 조절할 수 있을 뿐만 아니라, 펄스 폭 변조 신호(PWM)에 의해서 제 1 스위칭부(2100)가 제어되므로, 듀티비(duty ratio)를 조절할 수 있다.
본 발명의 제 3 실시예에 따른 발광 다이오드 구동 장치는 도 3을 참조하여 설명하며, 제 1 실시예에 따른 발광 다이오드 구동 장치와 차이점에 대해서 설명한다.
제 3 실시예에 따른 발광 다이오드 구동 장치의 스위칭부(3200)는 모스 트랜지스터(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor; MOS FET)(M32)로 구성될 수 있으며, 전류 조절부(3400)는 스위칭부(3200)의 모스 트랜지스터(M32)의 게이트에 인가되는 전압과 스위칭부(3200)의 모스 트랜지스터(M32)의 소스에 인가되는 전압의 차이를 조절하는 전압 차이 조절부(3410)와, 전압 차이 조절부(3410)에 연결되며 진폭 조절 전압(PAM)이 인가되는 진폭 조절 전압 인가부(3420)를 포함한다.
본 발명의 제 4 실시예에 따른 발광 다이오드의 구동 장치는 도 4를 참조하여 설명하며, 제 2 실시예에 따른 발광 다이오드 구동 장치와 차이점에 대해서 설명한다.
제 4 실시예에 따른 발광 다이오드 구동 장치의 제 1 스위칭부(4100)와 제 2 스위칭부(4200)는 모스 트랜지스터(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor; MOS FET)(M41, M42)로 구성될 수 있으며, 전류 조절부(4400)는 제 2 스위칭부(4200)의 모스 트랜지스터(M42)의 게이트에 인가되는 전압과 제 2 스위칭부(4200)의 모스 트랜지스터(M42)의 소스에 인가되는 전압의 차이를 조절하는 전압 차이 조절부(4410)와, 전압 차이 조절부(4410)에 연결되며 진폭 조절 전압(PAM)이 인가되는 진폭 조절 전압 인가부(4420)를 포함한다.
이상, 본 발명을 본 발명의 원리를 예시하기 위한 바람직한 실시예와 관련하여 설명하고 도시하였지만, 본 발명은 그와 같이 도시되고 설명된 그대로의 구성 및 작용으로 한정되는 것이 아니다.
오히려, 첨부된 청구범위의 사상 및 범주를 일탈함이 없이 본 발명에 대한 다수의 변경 및 수정이 가능함을 당업자들은 잘 이해할 수 있을 것이다.
따라서, 그러한 모든 적절한 변경 및 수정과 균등물들도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주되어야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 발광 다이오드 구동 장치의 회로도.
도 2는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 발광 다이오드 구동 장치의 회로도.
도 3은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 발광 다이오드 구동 장치의 회로도.
도 4는 본 발명의 제 4 실시예에 따른 발광 다이오드 구동 장치의 회로도.

Claims (20)

  1. 발광 다이오드가 다수 개 연결되는 발광 다이오드 그룹;
    상기 다수 개의 발광다이오드를 턴온시키거나 턴오프시키도록 바이폴라 정션 트랜지스터(Bipolar Junction Transistor; BJT)를 포함하는 스위칭부;
    상기 다수 개의 발광 다이오드에 흐르는 전류를 센싱하는 전류 센싱부; 및
    상기 다수 개의 발광 다이오드에 흐르는 전류의 크기를 조절하도록 상기 스위칭부의 바이폴라 정션 트랜지스터의 베이스에 인가되는 전압과 상기 스위칭부의 바이폴라 정션 트랜지스터의 에미터에 인가되는 전압의 차이를 조절하는 전압 차이 조절부와, 상기 전압 차이 조절부에 연결되며 진폭 조절 전압이 인가되는 진폭 조절 전압 인가부를 포함하는 전류 조절부를 포함하는 발광 다이오드 구동 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 전압 차이 조절부는 다이오드 를 포함하는 발광 다이오드 구동 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 진폭 조절 전압 인가부는 저항을 포함하는 발광 다이오드 구동 장치.
  6. 삭제
  7. 발광 다이오드가 다수 개 연결되는 발광 다이오드 그룹;
    상기 다수 개의 발광다이오드를 턴온시키거나 턴오프시키도록 모스 트랜지스터(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor; MOS FET)를 포함하는 스위칭부;
    상기 다수 개의 발광 다이오드에 흐르는 전류를 센싱하는 전류 센싱부; 및
    상기 다수 개의 발광 다이오드에 흐르는 전류의 크기를 조절하도록 상기 스위칭부의 모스 트랜지스터의 게이트에 인가되는 전압과 상기 스위칭부의 모스 트랜지스터의 소스에 인가되는 전압의 차이를 조절하는 전압 차이 조절부와, 상기 전압 차이 조절부에 연결되며 진폭 조절 전압이 인가되는 진폭 조절 전압 인가부를 포함하는 전류 조절부를 포함하는 발광 다이오드 구동 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 전압 차이 조절부는 다이오드를 포함하는 발광 다이오드 구동 장치.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 진폭 조절 전압 인가부는 저항을 포함하는 발광 다이오드 구동 장치.
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 발광 다이오드가 다수 개 연결되는 발광 다이오드 그룹;
    펄스 폭 변조 신호의 제어에 의해서 입력 전압을 전달하도록 바이폴라 정션 트랜지스터(Bipolar Junction Transistor; BJT)를 포함하는 제 1 스위칭부;
    상기 제 1 스위칭부에 의해서 전달되는 입력 전압에 의해서 턴온되어 상기 다수 개의 발광다이오드를 턴온시키도록 바이폴라 정션 트랜지스터(Bipolar Junction Transistor; BJT)를 포함하는 제 2 스위칭부;
    상기 다수 개의 발광 다이오드에 흐르는 전류를 센싱하는 전류 센싱부; 및
    상기 다수 개의 발광 다이오드에 흐르는 전류의 크기를 조절하도록 상기 제 2 스위칭부의 바이폴라 정션 트랜지스터의 베이스에 인가되는 전압과 상기 제 2 스위칭부의 바이폴라 정션 트랜지스터의 에미터에 인가되는 전압의 차이를 조절하는 전압 차이 조절부와, 상기 전압 차이 조절부에 연결되며 진폭 조절 전압이 인가되는 진폭 조절 전압 인가부를 포함하는 전류 조절부를 포함하는 발광 다이오드 구동 장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 전압 차이 조절부는 다이오드 를 포함하는 발광 다이오드 구동 장치.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 진폭 조절 전압 인가부는 저항을 포함하는 발광 다이오드 구동 장치.
  16. 삭제
  17. 삭제
  18. 발광 다이오드가 다수 개 연결되는 발광 다이오드 그룹;
    펄스 폭 변조 신호의 제어에 의해서 입력 전압을 전달하도록 모스 트랜지스터(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor; MOS FET)를 포함하는 제 1 스위칭부;
    상기 제 1 스위칭부에 의해서 전달되는 입력 전압에 의해서 턴온되어 상기 다수 개의 발광다이오드를 턴온시키도록 모스 트랜지스터(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor; MOS FET)를 포함하는 제 2 스위칭부;
    상기 다수 개의 발광 다이오드에 흐르는 전류를 센싱하는 전류 센싱부; 및
    상기 다수 개의 발광 다이오드에 흐르는 전류의 크기를 조절하도록 상기 제 2 스위칭부의 모스 트랜지스터의 게이트에 인가되는 전압과 상기 제 2 스위칭부의 모스 트랜지스터의 소스에 인가되는 전압의 차이를 조절하는 전압 차이 조절부와, 상기 전압 차이 조절부에 연결되며 진폭 조절 전압이 인가되는 진폭 조절 전압 인가부를 포함하는 전류 조절부를 포함하는 발광 다이오드 구동 장치.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 전압 차이 조절부는 다이오드 를 포함하는 발광 다이오드 구동 장치.
  20. 제18항에 있어서,
    상기 진폭 조절 전압 인가부는 저항을 포함하는 발광 다이오드 구동 장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20040107404A (ko) * 2003-06-13 2004-12-20 닛뽄 고쿠 덴시 고교 가부시키가이샤 조명용 전원장치
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