KR101028860B1

KR101028860B1 - 병렬 발광다이오드 구동 회로

Info

Publication number: KR101028860B1
Application number: KR1020090111773A
Authority: KR
Inventors: 최상민; 차상현
Original assignee: 주식회사 그린씨앤씨텍
Priority date: 2009-11-19
Filing date: 2009-11-19
Publication date: 2011-04-12

Abstract

본 발명은 병렬 LED 구동 회로에 관한 것이다. 본 발명에 따른 LED 구동 회로는, 피드백 전압에 따라 공급 전원을 직류 출력전압으로 변환하여 복수의 LED 스트링의 애노드로 출력하는 DC-DC 컨버터부, 복수의 LED 스트링의 캐소드에 각각 연결되는 복수의 제1 트랜지스터를 포함하고, 복수의 LED 스트링이 정전류가 흐르도록 해주는 전류 미러부 및, 복수의 LED 스트링의 캐소드와 복수의 제1 트랜지스터의 접점의 전압 중에서 가장 낮은 전압을 피드백 전압으로 DC-DC 컨버터부에 피드백 시키는 피드백부를 포함한다. 본 발명에 따르면, LED 스트링 구동에 필요한 드레인 전압을 낮추어 불필요한 전력 소모를 줄일 수 있다. 또한 리플 전압 발생을 억제하여 LED 구동 회로 소자 및 LED를 보호할 수 있다.

발광 다이오드(LED), 전류 미러, 펄스폭변조(PWM), 피드백, 정전류 구동

Description

병렬 발광다이오드 구동 회로{PARALLEL LIGHT EMITTING DIODE DRIVING CIRCUIT}

본 발명은 병렬 발광다이오드 구동 회로에 관한 것으로, 보다 상세하게는 순방향 전압이 높은 LED 스트링을 기준으로 피드백 제어를 하여 LED 스트링 구동에 필요한 드레인 전압을 낮추어 불필요한 전력 소모를 줄일 수 있는 LED 구동 회로에 관한 것이다.

백라이트(backlight)는 디스플레이 패널을 조명하는 장치로서, 기존에는 광원으로서 냉음극선관 램프(CCFL, Cold Cathode Fluorescent Lamp)를 사용하였으나, CCFL을 사용할 경우, 수은 사용으로 인하여 환경 유해 문제가 발생할 수 있으며, 응답속도가 15ms 정도로 느리고, 색재현성이 NTSC 대비 75% 정도가 낮다. 또한 사전에 설정된 백색광을 생성하는 등 여러 문제점이 발생하기 때문에, 최근 들어 발광 다이오드(LED, Light Emitting Diode) 소자가 광원으로서 더욱 각광받고 있다.

발광 다이오드(LIGHT EMITTING DIODE, LED)는 CCFL과 비교할 때, 친환경적이며, 응답 속도가 수 nano 초로서 고속 응답이 가능하며, 임펄스(Impulse) 구동이 가능하며, 색재현성이 80%에서 100% 이상이다.

또한 적색(R), 녹색(G), 청색(B)을 발광하는 발광 다이오드의 광량을 조정하여 백라이트의 휘도 및 색 온도를 임의로 조정할 수 있다는 장점이 있다.

이러한 발광 다이오드를 점등시키는 구동 장치는 다수의 발광 다이오드 소자가 직렬로 연결되어 형성된 LED 스트링을 포함한다. 그리고, 직렬 연결된 발광 다이오드마다 순방향 전압 편차가 존재하기 때문에, LED 구동 장치는 정전류로 구동되어야 한다.

발광 다이오드의 광특성은 발광 다이오드를 통과하는 전류에 의해 결정되므로, 발광 다이오드의 효과적인 제어를 위하여 발광 다이오드의 전류를 센싱하여 피드백(feedback)하여 발광 다이오드의 양단 전압을 조절하는 것이 바람직하다.

도 1은 종래 기술에 따른 LED 구동 회로를 나타낸 회로도이다.

도 1에서 보는 바와 같이, LED 구동 회로(10)는 DC-DC 컨버터(11), DC-DC 컨트롤러(12), 센싱 저항(Rs)를 포함할 수 있다.

DC-DC 컨버터(11)는 공급 전원(Vcc)을 LED 구동에 필요한 직류 전압(Vo)으로 변환하여 출력한다. DC-DC 컨버터(11)는 인덕터(L), 트랜지스터(Q), 다이오드(D), 커패시터(C)를 포함한다. 인덕터(L), 트랜지스터(Q) 및 다이오드(D)는 전력 변환 회로로 작동하여, 입력 전압 Vcc를 LED 구동에 필요한 전압으로 변환시켜 출력한다. 그리고, 커패시터(C)는 다이오드(D)를 통과한 출력 전압을 직류 전압으로 평활화한다.

DC-DC 컨트롤러(12)는 센싱 저항(Rs)과 LED 스트링(20)의 접점에서 피드백된 전압에 따라 DC-DC 컨버터(11)를 제어한다.

한편, DC-DC 컨버터(11)의 출력단에는 복수의 발광 다이오드가 직렬로 연결되어 LED 스트링(20)을 형성한다.

도 1에서와 같이, 복수 개의 LED가 직렬로 연결된 LED 스트링(20)에서 LED에 흐르는 전류를 제어하는 것은 비교적 용이하나, 상당히 많은 숫자의 LED로 이루어지는 백라이트를 구성하는 LED를 직렬로 연결하는 것은 거의 불가능하다. 그리고 직렬로 연결한 경우에는 백라이트를 블록별로 세분화할 수 없으므로, 복수의 LED 어레이를 병렬로 연결하도록 할 필요가 있다.

그런데 LED는 순방향 전압과 순방향 전류의 특성이 일치하지 않는다. 일반적으로, 정전류 상태에서 다이오드는 온도가 1℃씩 상승할 때마다, 약 2mV의 전압 강하가 발생하므로, 발광 다이오드의 경우 온도가 증가할수록 순방향 전압과 순방향 전류의 특성이 불안정해진다.

따라서, 병렬로 연결된 다수의 LED 스트링을 동일한 출력 전압으로 구동하게 되면 발광 다이오드의 특성 값에 따라서 병렬 회로마다 다른 전류가 흘러 휘도가 불균일해진다.

또한, 높은 전류가 흐르는 발광 다이오드는 온도가 더욱 높아지면서 많은 양의 순방향전류가 흐르게 되고, 결국 발광 다이오드 소자의 수명이 짧아지는 문제점이 있다.

이와 같은 문제점을 해결하기 위하여 LED 스트링마다 별도의 DC-DC 컨버터를 구동할 수도 있으나, 지나치게 많은 개수의 DC-DC 컨버터의 사용으로 인하여 가격 경쟁력이 문제가 된다.

따라서, DC-DC 컨버터의 개수를 줄이기 위하여 다음의 도 2와 같이 전류 미러(current mirror)를 이용하는 LED 구동 회로가 제안되었다.

도 2는 종래 기술에 따른 다른 LED 구동 회로를 나타낸 회로도이다.

도 2에 나타낸 바와 같이, 복수 개의 LED 스트링(20a, …, 20n)을 구동하기 위한 종래의 LED 구동 회로는 DC-DC 컨버터(11), DC-DC 컨트롤러(12), 피드백부(13) 및 전류 미러부(14)를 포함한다.

DC-DC 컨버터(11)와 DC-DC 컨트롤러(12)는 도 1의 LED 구동 회로에서와 동일하게 동작한다.

전류 미러부(14)는 전계 효과 트랜지스터(Field effect transistor:FET)(QC1, …, QCN)의 드레인-소스 전압을 조절함으로써 LED 스트링(20a, …, 20n)에 흐르는 전류를 일정하게 유지시킨다.

피드백부(13)는 DC-DC 컨트롤러(12)와 전류 미러부(14) 사이에 연결되어, FET(QC1, QC2, …, QCN)의 드레인 전압을 DC-DC 컨트롤러(12)의 피드백(FB) 단자로 피드백 시킨다.

그런데 도 2의 LED 구동 회로는 LED 스트링 당 20 ~ 30mA의 전류로 구동할 때에는 FET의 동작 스위칭이 제대로 이루어지나 60mA 이상 흐를 경우에는 FET의 스위칭 링깅(riging) 현상으로 DC-DC 피드백(feedback)이 흔들리게 된다. 그 결과 각 LED 스트링에 대해 정확한 정전류를 흐르게 하지 못한다.

한편 각 LED 스트링(20a, …, 20n) 마다 연결된 FET(QC1, QC2, …, QCN)와 FET(QC1, QC2, …, QCN)를 구동하는 연산증폭기(U1, U2, …, QN)의 개별적 스위칭 동작으로 인해 평활 커패시터(C_DC)에서 높은 리플(ripple) 현상을 일으킨다. 즉 다수 개의 FET가 독립적으로 스위칭함으로써 LED 스트링의 애노드(anode) 단에 입력되는 직류(DC)를 평활하는 커패시터(C_DC)에서 높은 리플(ripple) 현상을 발생시킴으로써 LED 구동 회로의 수명에도 악영향을 미치고 소음도 발생시킬 수 있다.

아울러 도 2의 LED 구동 회로는 복수 개의 LED 스트링(20a, …, 20n) 중에서 캐소드(cathode)의 종단 전압이 가장 높은 LED 스트링을 기준으로 전압을 검출하여 피드백하는 방식으로 동작한다. 즉 복수 개의 LED 스트링(20a, …, 20n) 중에서 순방향 전압이 가장 낮은 LED 스트링을 기준으로 전압을 검출하여 피드백하기 때문에 순방향 전압이 높은 LED 스트링(20n)은 FET(QCN)의 전압(Vds)을 일정값 이상으로 설정해주지 않으면 정전류를 흘리지 못하는 문제가 발생될 수도 있다. 이를 방지하기 위해 저항(RF1)과 저항(RF2)의 저항값을 조절하여 순방향 전압의 편차만큼 보상할 수 있도록 FET(QCN)의 전압(Vds)을 설정할 수 있다. 그런데 이렇게 설정할 경우 순방향 전압이 낮은 다른 LED 스트링의 경우 필요 이상으로 드레인 전압(Vds)이 높게 설정된 것이기 때문에 전압(Vds)×LED 전류 만큼의 손실을 열로 소비하게 된다.

따라서 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 LED 스트링 구동에 필요한 드레인 전압을 낮추어 전력 소모를 줄이고, 리플 전압 발생을 억제하여 LED 구동 회로 소자 및 LED를 보호하는 것이다.

이러한 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명의 한 실시예에 따른 복수의 LED(Light Emitting Diode) 스트링이 병렬 연결된 LED 스트링부를 구동하는 LED 구동 회로는, 피드백 전압에 따라 공급 전원을 직류 출력전압으로 변환하여 상기 복수의 LED 스트링의 애노드로 출력하는 DC-DC 컨버터부, 상기 복수의 LED 스트링의 캐소드에 각각 연결되는 복수의 제1 트랜지스터를 포함하고, 상기 복수의 LED 스트링이 정전류가 흐르도록 해주는 전류 미러부 및, 상기 복수의 LED 스트링의 캐소드와 상기 복수의 제1 트랜지스터의 접점의 전압 중에서 가장 낮은 전압을 상기 피드백 전압으로 DC-DC 컨버터부에 피드백 시키는 피드백부를 포함한다.

상기 피드백부는, 상기 DC-DC 컨버터부의 피드백 단자에 애노드가 연결되고, 상기 복수의 LED 스트링의 캐소드와 상기 복수의 제1 트랜지스터의 접점에 캐소드가 연결되는 복수의 제1 다이오드를 포함할 수 있다.

상기 복수의 제1 트랜지스터는 BJT(Bipolar Junction transistor)일 수 있다.

상기 전류 미러부는, 상기 복수의 제1 트랜지스터의 베이스에 동일 전압을 인가하는 제1 비교기를 더 포함하고, 상기 제1 비교기의 비반전단자는 제1 기준전압이 인가되고, 상기 제1 비교기의 반전단자는 상기 복수의 제1 트랜지스터 중 하나의 트랜지스터의 에미터 전압이 인가되며, 상기 하나의 트랜지스터의 에미터는 제1 저항을 통해 접지 전원에 연결될 수 있다.

상기 복수의 LED 스트링의 단선을 검지하는 셧다운 회로부를 더 포함하고, 상기 셧다운 회로부는, 상기 제1 기준전압이 제2 저항 및 제3 저항을 통해 분압된 제2 기준전압을 인가받는 비반전 단자와, 상기 하나의 트랜지스터의 에미터 전압을 인가받는 반전 단자를 포함하는 제2 비교기를 포함할 수 있다.

상기 제1 기준 전압을 출력하는 전압원과, 직류 레벨로 PWM(pluse width modulation) 신호를 출력하는 PWM 발생기와, 상기 PWM 발생기에서 출력되는 PWM 신호에 따라 온오프 동작하여 상기 제1 기준 전압의 크기를 가변시키는 제2 트랜지스터를 포함하는 디밍 회로부를 더 포함할 수 있다.

이와 같이 본 발명에 의하면, LED 스트링 구동에 필요한 드레인 전압을 낮추어 불필요한 전력 소모를 줄일 수 있다. 또한 리플 전압 발생을 억제하여 LED 구동 회로 소자 및 LED를 보호할 수 있다.

그러면 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

이하에서는, 도 3 내지 도 5를 참고하여 본 발명의 실시예에 따른 LED 구동 회로에 대하여 상세하게 설명한다.

도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 LED 구동 회로를 나타낸 회로도이다.

도 3에 나타낸 바와 같이, LED 구동 회로는 DC-DC 컨버터부(310), 피드백부(320) 및 전류미러부(330)를 포함한다.

먼저, DC-DC 컨버터부(310)는 공급 전원(Vcc)을 LED 구동 회로의 구동에 필요한 직류 출력전압으로 변환하여 출력하는 DC-DC 컨버터(311)와 피드백된 전압을 이용하여 DC-DC 컨버터(311)의 출력 전압을 제어하는 DC-DC 컨트롤러(312)를 포함한다.

DC-DC 컨버터(312)는 인덕터(LDC), 트랜지스터(QDC), 다이오드(DDC), 커패시터(CDC)를 포함한다.

인덕터(LDC)의 제1단은 공급 전원(Vcc)과 연결되며, 제2단은 다이오드(DDC)의 애노드와 연결된다. 그리고, 트랜지스터(QDC)의 드레인은 인덕터(LDC)의 제2단과 다이오드(DDC)의 애노드의 접점에 연결되고, 소스는 접지 전원과 연결될 수 있다.

그리고, 커패시터(CDC)의 제1단은 다이오드(DDC)의 캐소드에 연결되고, 제2 단은 접지 전원에 연결될 수 있다.

이때, 도 3에서는 DC-DC 컨버터(311)를 승압형(Boost) 방식으로 표시하였으나, 플라이백형(Flyback), 강압형(Buck), 또는 강압-승압형(Buck-Boost) 방식으로 구현될 수 있으며, 이에 대한 설계 변경은 당업자라면 용이하게 실시할 수 있으므로, 상세한 설명은 생략하기로 한다.

DC-DC 컨트롤러(312)는 피드백(FB) 단자와 게이트(Gate) 단자를 포함하며, 피드백(FB) 단자는 다이오드(D1, D2, …, DN)의 애노드와 연결되며, 게이트(Gate) 단자는 트랜지스터(QDC)의 게이트에 연결된다.

여기서, 인덕터(LDC), 다이오드(DDC) 및 트랜지스터(QDC)는 전력 변환 회로로 작동하여, 입력 전압(Vcc)을 LED 스트링부(400)의 구동에 필요한 전압으로 변환시켜 출력한다. 그리고, 커패시터(CDC)는 다이오드(DDC)를 통과한 전압을 직류 전압으로 평활화하여 전압(Vo)을 LED 스트링부(420)로 출력한다.

그리고, DC-DC 컨버터부(310)의 출력 전압(Vo)이 발광 다이오드의 순방향 전압보다 클 때 LED 구동 회로가 정상적으로 구동되므로, DC-DC 컨버터부(310)는 출력 전압(Vo)을 조절하여 LED 스트링부(400)를 구성하는 복수의 LED 스트링의 애노드에 정격 전압이 인가되도록 할 수 있다.

LED 스트링부(400)는 액정표시장치(LCD, liquid crystal display) 등 디스플레이의 백라이트에 장착되는 것으로서, 복수의 LED 스트링(STR1, STR2, …, STRN:도 3에서는 N개의 LED 스트링으로 표시함)이 병렬로 연결되어 있으며, 각각의 LED 스트링(STR1, STR2, …, STRN)에는 복수의 발광 다이오드(도 3에서는 N개의 LED가 각각의 스트링을 구성하는 것으로 표시함)가 직렬로 연결되어 있다. LED 스트링의 개수와 LED 스트링을 구성하는 발광 다이오드의 개수는 실시예에 맞추어 적절하게 가감될 수 있다.

피드백부(320)는 복수 개의 다이오드(DF1, DF2, …, DFN)를 포함하고, LED 스트링부(400)와 전류 미러부(330)의 접점(P1, P2, …, PN)과 DC-DC 컨버터부(310) 사이에 연결된다.

다이오드(DF1, DF2, …, DFN)의 애노드는 DC-DC 컨트롤러(312)의 피드백 단자(FB) 측으로 연결된다. 다이오드(DF1, DF2, …, DFN)의 캐소드는 LED 스트링부(400)와 전류미러부(330)의 접점들(P1, P2, …, PN)에 연결된다.

이렇게 다이오드(DF1, DF2, …, DFN)를 연결함으로써 피드백부(320)는 접점(P1, P2, …, PN)의 전압 중 가장 낮은 전압을 DC-DC 컨트롤러(312)의 피드백(FB) 단자로 피드백시킨다. 본 발명에 따른 피드백부(320)의 구성에 의하면, LED 스트링(STR1, STR2, …, STRN) 중에서 순방향 전압이 가장 높은 스트링, 다시 말하면, 트랜지스터(QC1, QC2, …, QCN)의 컬렉터 전압이 가장 낮은 스트링을 기준으로 피드백 전압을 설정할 수 있다. 따라서 트랜지스터(QC1, QC2, …, QCN)의 컬렉터-에미터 전압은 LED 스트링부(400)의 구동에 필요한 최소한의 전압만이 인가되게 할 수 있다. 이에 의해 트랜지스터(QC1, QC2, …, QCN)에서 소모되는 손실 전력을 최소화 시킬 수 있고, 발열 문제도 해결할 수 있다.

전류 미러부(330)는 LED 스트링(STR1, STR2, …, STRN)에 각각 연결되는 복수의 트랜지스터(QC1, QC2, …, QCN)를 포함한다. 트랜지스터(QC1, QC2, …, QCN) 의 컬렉터는 LED 스트링(STR1, STR2, …, STRN)의 캐소드 측에 연결된다. 그리고 트랜지스터(QC1, QC2, …, QCN)의 에미터는 저항(RS1, RS2, …, RSN)을 통해 접지 전원에 연결될 수 있다. 그리고 트랜지스터(QC1)의 에미터는 비교기(U1)의 반전단자(-)에 연결된다.

비교기(U1)는 비반전단자(+)에는 기준 전압(V_REF1)이 입력되고, 반전단자(-)에는 트랜지스터(QC1)의 에미터 전압이 입력된다.

전류 미러부(330)의 동작을 살펴본다.

우선 비교기(U1)의 출력 전압이 트랜지스터(QC1, QC2, …, QCN)의 베이스에 동일하게 인가되고, 저항(RS1, RS2, …, RSN)의 저항값이 동일하면 각 LED 스트링(STR1, STR2, …, STRN)에는 동일한 전류가 흐른다.

그리고 비교기(U1)는 트랜지스터(QC1)의 에미터와 저항(RS1)의 접점에서 반전단자(-)로 인가되는 전압에 따라 트랜지스터(QC1, QC2, …, QCN)의 베이스 전압을 조절함으로써 LED 스트링에 흐르는 전류를 일정하게 유지시킨다. 예를 들어 LED 스트링(STR1, STR2, …, STRN)이 구동되면서 순방향 전압이 낮아지면, LED 스트링(STR1, STR2, …, STRN)에 흐르는 전류가 높아진다. 그러면 트랜지스터(QC1)의 에미터 전류도 높아지고 반전단자(-)로 인가되는 전압이 높아지므로 비교기(U1)는 트랜지스터(QC1, QC2, …, QCN)의 베이스 전압을 낮게 조절함으로써 LED 스트링에 흐르는 전류가 낮아지도록 조절한다.

본 실시예에서 트랜지스터(QC1, QC2, …, QCN)를 FET가 아닌 BJT(Bipolar Junction transistor)를 이용할 수 있다. 이에 의해 기존 FET 스위칭이 아닌 전압 레벨 조정으로 LED 스트링 전류가 일정하게 유지되도록 조절할 수 있게 됨으로써, 스위칭 링깅(switching riging) 현상을 없앨 수 있으며, 모든 LED 스트링(STR1, STR2, …, STRN)이 같은 주기로 동작함으로써 DC-DC 컨버터부(310)의 커패시터(CDC)에서 발생하는 리플(ripple)도 감소시킬 수 있다. 이에 의해 평활 커패시터(CDC)와 LED 구동회로의 수명을 향상시킬 수 있다.

도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 LED 구동 회로를 나타낸 회로도이다.

도 4를 참고하면, DC-DC 컨버터부(310), 피드백부(320) 및 전류미러부(330)는 도 3의 제1 실시예에서 동일 참조부호를 가지는 구성요소와 동일하게 동작한다.

본 실시예에서는 LED 구동 회로에 셧다운(shutdown) 기능을 더 포함시킨다.

이를 위해 본 실시예의 LED 구동 회로는 셧다운 회로부(340)를 더 포함한다.

셧다운 회로부(340)는 비교기(U2)와 저항(R_shut1, R_shut2)을 포함한다.

비교기(U2)는 기준 전압(V_REF2)을 비반전단자(+)로 입력받고, 반전단자(-)에는 트랜지스터(QC1)의 에미터 전압이 입력된다.

LED 스트링(STR1, STR2, …, STRN) 중에서 하나 이상의 LED 스트링이 단선(OPEN)되어 이상이 발생하면, 비교기(U1)의 출력전압이 단선된 LED 스트링(STR1, STR2, …, STRN)과 연결된 트랜지스터(QC1, QC2, …, QCN)를 거쳐 접지 전원(GND)으로 풀-다운(pull-down)되어 진다. 따라서 비교기(U2)는 반전단자(-)에 인가되는 전압이 기준 전압(V_REF2)보다 낮아지게 되므로 셧다운(shutdown) 신호를 출력하게 된 다. 도 4에서 기준 전압(V_REF2)이 R_shut2/(R_shut1+R_shut2)×V_REF1이 인가되는 것으로 나타냈었으나 적절한 크기의 기준 전압이 입력되도록 구현하면 된다.

도 5는 본 발명의 제3 실시예에 따른 LED 구동 회로를 나타낸 회로도이다.

도 4를 참고하면, DC-DC 컨버터부(310), 피드백부(320), 전류미러부(330) 및 셧다운 회로부(340)는 도 3의 제1 실시예 및 제2 실시예에서 동일 참조부호를 가지는 구성요소와 동일하게 동작한다.

본 실시예에서는 LED 구동 회로에 디밍(dimming) 기능을 더 포함시킨다.

이를 위해 본 실시예의 LED 구동 회로는 디밍 회로부(350)를 더 포함한다.

디밍 회로부(350)는 PWM 발생기(351), 저항(RD1, RD2, RD3, RD4, RD5, RD6), 다이오드(DD1) 및 트랜지스터(QD1)를 더 포함한다.

디밍 회로부(350)는 제너 다이오드와 같이 정전압 소자로 구현되는 다이오드(DD1), 저항(RD1, RD2, RD3)를 이용하여 공급 전원(Vcc)을 일정 레벨의 전압으로 만든 후 저항(RD4, RD5)으로 분압하여 만든 기준 전압(Vref1)을 전류미러부(330)로 출력시키는 전압원을 포함할 수 있다.

한편 트랜지스터(QD1)는 직류 레벨로 베이스를 조절하여 에미터와 연결되는 저항(RD6)을 저항(RD5)와 병렬 연결되도록 함으로써 트랜지스터(QD1)의 동작 시에 기준 전압(Vref1)이 가변 되게 할 수 있다.

PWM 발생기(351)는 직류 레벨로 PWM(pluse width modulation) 신호를 출력할 수 있다. 따라서 PWM 발생기(351)는 필요한 경우 트랜지스터(QD1)의 베이스에 직 류 레벨로 PWM(pluse width modulation) 신호를 출력하여 트랜지스터(QD1)를 온오프시킴으로써 기준 전압(Vref1)을 가변시켜 LED 스트링부(400)에 대한 디밍 제어를 수행할 수 있다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

Claims

복수의 LED(Light Emitting Diode) 스트링이 병렬 연결된 LED 스트링부를 구동하는 LED 구동 회로에 있어서,

피드백 전압에 따라 공급 전원을 직류 출력전압으로 변환하여 상기 복수의 LED 스트링의 애노드로 출력하는 DC-DC 컨버터부;

상기 복수의 LED 스트링의 캐소드에 각각 연결되는 복수의 제1 트랜지스터를 포함하고, 상기 복수의 LED 스트링이 정전류가 흐르도록 해주는 전류 미러부; 및,

상기 복수의 LED 스트링의 캐소드와 상기 복수의 제1 트랜지스터의 접점의 전압 중에서 가장 낮은 전압을 상기 피드백 전압으로 DC-DC 컨버터부에 피드백 시키는 피드백부;

를 포함하는 것을 특징으로 하는 LED 구동 회로.
제 1항에 있어서,

상기 피드백부는,

상기 DC-DC 컨버터부의 피드백 단자에 애노드가 연결되고, 상기 복수의 LED 스트링의 캐소드와 상기 복수의 제1 트랜지스터의 접점에 캐소드가 연결되는 복수의 제1 다이오드를 포함하는 것을 특징으로 하는 LED 구동 회로.
제 2 항에 있어서,

상기 복수의 제1 트랜지스터는 BJT(Bipolar Junction transistor)인 것을 특징으로 하는 LED 구동 회로.
제 3 항에 있어서,

상기 전류 미러부는,

상기 복수의 제1 트랜지스터의 베이스에 동일 전압을 인가하는 제1 비교기를 더 포함하고,

상기 제1 비교기의 비반전단자는 제1 기준전압이 인가되고, 상기 제1 비교기의 반전단자는 상기 복수의 제1 트랜지스터 중 하나의 트랜지스터의 에미터 전압이 인가되며,

상기 하나의 트랜지스터의 에미터는 제1 저항을 통해 접지 전원에 연결되는 것을 특징으로 하는 LED 구동 회로.
제 4 항에 있어서,

상기 복수의 LED 스트링의 단선을 검지하는 셧다운 회로부; 를 더 포함하고,

상기 셧다운 회로부는,

상기 제1 기준전압이 제2 저항 및 제3 저항을 통해 분압된 제2 기준전압을 인가받는 비반전 단자와, 상기 하나의 트랜지스터의 에미터 전압을 인가받는 반전 단자를 포함하는 제2 비교기를 포함하는 것을 특징으로 하는 LED 구동 회로.
제 5 항에 있어서,

상기 제1 기준 전압을 출력하는 전압원과,

직류 레벨로 PWM(pluse width modulation) 신호를 출력하는 PWM 발생기와,

상기 PWM 발생기에서 출력되는 PWM 신호에 따라 온오프 동작하여 상기 제1 기준 전압의 크기를 가변시키는 제2 트랜지스터를 포함하는 디밍 회로부; 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 LED 구동 회로.