KR101427251B1 - 전류 분배기 - Google Patents

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Abstract

전류 분배기는 복수의 전류 조정 유닛 및 기준 전압 조정 유닛을 포함한다. 복수의 전류 조정 유닛은 복수 세트의 발광 다이오드를 통해 흐르는 전류를 분배하기 위한 것이다. 기준 전압 조정 유닛은 복수의 전류 조정 유닛에 연결되어 기준 전압에 따라 복수의 전류 조정 유닛을 제어한다.

Description

전류 분배기{CURRENT DISTRIBUTOR}
본 발명은 전류 분배기에 관한 것이며, 특히 발광 다이오드 백라이트 시스템에서 사용되는 전류 분배기에 관한 것이다.
발광 다이오드(LED) 백라이트 시스템이 발달함에 따라, LED 백라이트 시스템이 백라이트의 광원으로서 평판 디스플레이 패널에서 많이 사용되고 있다. 평판 디스플레이 패널이 크기 및 타입이 서로 다르기 때문에, 다양한 타입의 직렬 접속 LED 세트가 필요하다.
각각의 LED의 전기적 특성이 다르기 때문에, LED들을 직렬 접속하여 복수의 LED 세트를 형성할 때, 각각의 LED 세트는 전류 불균형을 겪게 되는데, 즉 각각의 LED 세트에 서로 다른 전류가 흐를 수 있게 되고, 이에 의해 평판 디스플레이 패널의 백라이트의 분배가 불균일하게 되어 디스플레이 품질이 저하된다.
또한, 평판 디스플레이 패널의 두께를 감소시키기 위해 LED 백라이트 시스템의 전원 및 전류원을 동일한 주기판에 배치하면, 복수의 LED 세트를 제어하는 데 많은 연결선이 필요하고, 이로 인해 제품 생산 과정이 복잡해질 뿐만 아니라 잡음에도 더 취약하게 된다.
본 발명의 실시예는 발광 다이오드 백라이트 시스템에 대해 개시한다. 발광 다이오드 백라이트 시스템은 주기판, 파워 서플라이, 전류원, 백라이트 모듈, 제1 전력선, 및 제2 전력선을 포함한다. 백라이트 모듈은 복수의 LED 세트, 복수의 전류 조정 유닛, 및 기준 전압 조정 유닛을 포함한다. 파워 서플라이 및 전류원은 주기판에 배치되어 있다. 전류원은 파워 서플라이에 연결되어 있다. 복수의 전류 조정 유닛은 복수의 LED 세트에 접속되어 이 복수의 LED 세트에 흐르는 전류를 분배한다. 기준 전압 조정 유닛은 복수의 전류 조정 유닛에 연결되어 이 복수의 전류 조정 유닛을 기준 전압에 따라 조정한다. 제1 전력선은 파워 서플라이와 복수의 LED 세트 간에 연결되어 이 복수의 LED 세트에 고전압을 공급한다. 제2 전력선은 전류원과 복수의 전류 조정 유닛 간에 연결되어 복수의 전류 조정 유닛으로부터 출력된 전류를 전류원에 전송한다.
본 발명의 다른 실시예는 전류 분배기에 대해 개시한다. 전류 분배기는 복수의 전류 조정 유닛 및 기준 전압 조정 유닛을 포함한다. 기준 전압 조정 유닛은 제1 증폭기, 제1 저항기, 제2 저항기, 제1 다이오드, 및 기준 전압원을 포함한다. 복수의 전류 조정 유닛은 복수의 LED 세트에 흐르는 전류를 분배하기 위한 것이다. 기준 전압원은 복수의 전류 조정 유닛에 연결되어 이 복수의 전류 조정 유닛을 기준 전압에 따라 제어한다.
본 발명의 이러한 목적 및 다른 목적은 다양한 도면에 설명되어 있는 바람직한 실시예에 대한 이하의 상세한 설명에 따라 당업자에게는 의심할 바 없이 자명하게 될 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 발광 다이오드 백라이트 시스템을 나타내는 회로도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 도 1의 전류 분배기를 나타내는 회로도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 도 1의 전류 분배기를 나타내는 회로도이다.
도 4는 한 세트의 LED가 개회로일 때 도 1의 백라이트 모듈에서 사용되는 도 3의 전류 분배기의 동작을 나타내는 회로도이다.
도 1을 참조하면 본 발명의 실시예에 따른 발광 다이오드(LED) 백라이트 시스템(100)이 도시되어 있다. LED 백라이트 시스템(100)은 주기판(102), 파워 서플라이(104), 전류원(106), 백라이트 모듈(108), 제1 전력선(110) 및 제2 전력선(112)을 포함할 수 있다. 파워 서플라이(104) 및 전류원(106)은 주기판(102)에 배치되고 전류원(106)은 파워 서플라이(104)에 연결되어 있다. 백라이트 모듈(108)은 복수 세트의 LED(114) 및 전류 분배기(118)를 포함할 수 있다. 각각의 LED(114) 세트는 복수의 직렬 접속 LED(116)로 이루어져 있다. 전류 분배기(118)는 복수 세트의 LED(114)에 연결되어 이 복수 세트의 LED(114)에 흐르는 전류를 분배한다. 제1 전력선(110)은 파워 서플라이(104)와 복수 세트의 LED(114) 간에 연결되어 파워 서플라이(104)로부터의 고전압 VDD를 복수 세트의 LED(114)에 공급한다. 제2 전력선(112)은 전류원(106)과 전류 분배기(118)의 단부 IOUT 간에 연결되어 IOUT로부터 출력된 전류를 전류원(106)에 전송한다.
실시예에서, 도 1의 주기판(102), 파워 서플라이(104) 및 전류원(106)은 하우징 내에 설치되는 반면, 백라이트 모듈(108)은 하우징이 아닌 다른 케이스 내에 설치될 수 있다. 접속 장치를 사용하여 하우징과 케이스를 연결함으로써, 하우징과 케이스 간의 상대적 위치를 변경할 수 있다. 다른 실시예에서, 주기판(102), 파워 서플라이(104), 전류원(106), 백라이트 모듈(108), 제1 전력선(110), 및 제2 전력선(112)은 하우징 내에 설치된다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 전류 분배기(118)가 도시되어 있다. 전류 분배기(118)는 기준 전압 조정 유닛(202) 및 복수의 전류 조정 유닛(204)을 포함할 수 있다. 기준 전압 조정 유닛(202)은 복수의 전류 조정 유닛(204)에 연결되어 이 복수의 전류 조정 유닛(204)을 기준 전압 V1에 따라 제어한다. 복수의 전류 조정 유닛(204)은 복수 세트의 LED(114)에 연결되어 이 복수 세트의 LED(114)를 통해 흐르는 전류를 분배한다.
기준 전압 조정 유닛(202)은 제1 증폭기(206), 제1 저항기 R1, 제2 저항기 R2, 제1 다이오드 D1, 및 제2 전압원 V1을 포함할 수 있다. 제1 증폭기(206)는 포지티브 입력, 네거티브 입력 및 출력을 가진다. 제1 저항기 R1은 고전압 VDD를 수신하는 제1 단부 및 제1 증폭기(206)의 네거티브 입력에 연결된 제2 단부를 가진다. 제2 저항기 R2는 고전압 VDD를 수신하는 제1 단부 및 제1 증폭기(206)의 포지티브 입력에 연결된 제2 단부를 가진다. 제1 다이오드 D1은 애노드 및 캐소드를 가지며, 제1 다이오드 D1의 애노드는 제1 증폭기(206)의 네거티브 입력에 연결되어 있다. 기준 전압원 V1은 제1 다이오드 D1의 캐소드에 연결된 포지티브 단부 및 단부 IOUT 상의 저전압 VSS를 수신하는 네거티브 단부를 가지며, 기준 전압원 V1은 기준 전압 V1을 제공하기 위한 것이다. 저전압 VSS는 본 발명의 모든 실시예에서 0V로 되어 있는 것으로 한다.
복수의 전류 조정 유닛(204)의 각각의 전류 조정 유닛(204)은 제2 증폭기(208), 트랜지스터 T1, 제3 저항기 Rs, 및 제2 다이오드 D2를 포함할 수 있다. 제2 증폭기(208)는 제1 증폭기(206)의 출력에 연결된 포지티브 입력, 네거티브 입력, 및 출력을 가진다. 트랜지스터 T1은 제2 증폭기(208)의 출력에 연결된 제어 단부, 제2 증폭기(208)의 네거티브 단부에 연결된 제1 단부, 및 복수 세트의 LED(114) 중 대응하는 LED(114) 세트에 연결된 제2 단부를 가진다. 제3 저항기 Rs는 트랜지스터 T1의 제1 단부와 기준 전압원 V1의 네거티브 단부 간에 연결되어 있다. 제2 다이오드는 제1 증폭기(206)의 포지티브 단부에 연결된 애노드와 트랜지스터 T1의 제1 단부에 연결된 캐소드를 가진다. 트랜지스터 T1은 N 타입 금속 산화물 반도체 전계 효과 트랜지스터(metal-oxide-semiconductor field-effect transistor: MOSFET)가 될 수 있다. 트랜지스터 T1의 제어 단부, 제1 단부, 및 제2 단부는 각각 MOSFET의 게이트, 소스, 및 드레인이 될 수 있다.
도 2의 복수 세트의 LED(114)를 통해 흐르는 전류를 분배하는 전류 분배기(118)의 동작에 대해 이하에 설명한다. 도 1 및 도 2를 함께 참조한다. 설명을 간단하게 하기 위해, 4세트의 전류 조정 유닛(204) 및 4세트의 LED(114)가 예로서 도시되어 있지만 본 발명에서는 이에 제한되지 않으며, 임의 세트의 전류 조정 유닛(204) 및 LED(114)가 본 발명의 범주 내에 있다. 도 2의 4세트의 전류 조정 유닛(204)은 단부 CH1, 단부 CH2, 단부 CH3, 및 단부 CH4에 각각 연결되어 있다. 단부 CH1, 단부 CH2, 단부 CH3, 및 단부 CH4는 4세트의 LED(114) 중 대응하는 LED(114) 세트에 각각 연결되어 있다. 각각의 전류 조정 유닛(204) 내의 제2 다이오드 D2의 순방향 전도 전압 VF는 제1 다이오드 D1과 실질적으로 같을 수 있다. 전류 조정 유닛(204)의 제3 저항기 Rs의 값들은 실질적으로 동일할 수 있다. 각각의 LED 세트는 복수의 직렬 접속 LED(116)를 포함하고 각각의 LED(116)의 순방향 전압은 각각의 LED(116)를 통해 흐르는 전류가 증가할수록 증가한다. 제1 전력선(110)과 단부 CH1 간에 연결된 LED(114) 세트를 통해 흐르는 전류가 단부 CH2, 단부 CH3, 단부 CH4에 결합된 다른 LED(114) 세트를 통해 흐르는 전류보다 크면, 제1 전력선(110)과 단부 CH1 간에 연결된 LED(114) 세트 양단에 걸리는 전압 강하 VD는 다른 LED(114) 세트 양단에 걸리는 전압 강하보다 크게 될 것이고, 이는 단부 CH1과 단부 IOUT 간에 연결된 전류 조정 유닛(204) 양단의 전압 강하(VDD-VD)를 다른 전류 조정 유닛들(204) 양단의 전압 강하보다 작게 한다. 4개의 전류 조정 유닛(204)의 제2 다이오드 D2의 애노드들은 동일한 노드에 연결되어 있으므로, 단부 CH1에 연결된 전류 조정 유닛(204)의 제2 다이오드 D2는 4개의 제2 다이오드 D2의 애노드들 상의 전압을 전도시키고 클램핑하여, 다른 제2 다이오드 D2의 순방향 전압이 전도될 정도로 증가하지 않게 한다. 예를 들어, 4개의 제2 다이오드 D2의 순방향 전도 전압 VF와 4개의 제1 다이오드 D1의 순방향 전도 전압 VF가 0.6V라 하면, 단부 CH1과 단부 IOUT 간에 연결된 전류 조정 유닛(204) 양단의 전압 강하(VDD-VD)는 0.2V이고, 단부 CH2, 단부 CH2, 단부 CH4에 각각 결합된 다른 전류 조정 유닛(204) 양단의 전압 강하는 모두 0.3V이므로, 4개의 제2 다이오드 D2의 애노드 상의 전압은 0.2V + 0.6V = 0.8V이 되고, 이것은 단부 CH1에 연결된 전류 조정 유닛(204)에 의해 결정되며, 이에 의해 다른 제2 다이오드 D2들은 전도되지 않게 되는데, 이는 다른 제2 다이오드 D2들의 순방향 전압이 순방향 전도 전압 VF(0.6V)보다 작기 때문이다. 예를 들어, 단부 CH2에 연결된 전류 조정 유닛(204)의 제2 다이오드 D2는 전도되지 않는데, 그 이유는 상기 제2 다이오드 D2의 순방향 전압은 0.8V - 0.3V = 0.5V이고, 이 전압은 제2 다이오드 D2의 순방향 전도 전압 VF보다 작기 때문이다.
제1 증폭기(206)의 포지티브 입력상의 전압 0.8V도 또한 단부 CH1에 연결된 전류 조정 유닛(204)에 의해 결정된다. 기준 전압 V1이 0.4V이면, 제1 증폭기(206)의 네거티브 입력상의 전압은 0.4V + VF(0.6V) = 1V가 될 것이고, 이 전압은 제1 증폭기(206)의 포지티브 입력상의 전압보다 크다. 그러므로 제1 증폭기(206)의 포지티브 입력 및 4개의 조정 유닛(204)의 제2 증폭기(208)의 포지티브 입력상의 전압 VREF는 감소하고, 이에 따라 4개의 전류 조정 유닛(204)의 제2 증폭기(208)상의 전압도 감소한다. 그런 다음 4개의 전류 조정 유닛(204)의 트랜지스터 T1의 게이트와 소스 양단의 전압 Vgs가 감소한다. 이상적으로, 4개의 전류 조정 유닛(204)의 트랜지스터 T1을 통해 흐르는 전류는 Vgs가 감소함에 따라 감소하고, 상기 전류는 트랜지스터 T1의 드레인과 소스 간의 전압 차에 의해 영향을 받지 않는데, 그 이유는 본 발명의 트랜지스터 T1은 포화 영역에서 동작하기 때문이다. 그러므로 4개의 LED(114) 세트 및 4개의 전류 조정 유닛(204)의 제3 저항기 Rs를 통해 흐르는 전류도 그에 따라 감소한다. 제1 전력선(110)과 단부 CH1 간에 연결된 LED(114) 세트 양단의 전압 강하 VD는 LED(114) 세트를 통해 흐르는 전류가 감소함에 따라 감소하고, 이는 단부 CH1과 단부 IOUT 양단의 전압 강하(VDD-VD)를 증가시킨다. 제1 증폭기(206)는 네거티브 피드백 제어를 활용하도록 구성되어 있으므로, 제1 증폭기(206)의 포지티브 입력상의 전압 강하(VDD-VD)는 제1 증폭기(206)의 네거티브 입력상의 전압처럼 대략 1V로 증가하게 될 것이다. 그러므로 4개의 전류 조정 유닛(204)의 제2 다이오드 D2의 애노드들 상의 전압도 대략 1V로 증가하게 될 것이고, 단부 CH1과 단부 IOUT 간에 연결된 전류 조정 유닛(204) 양단의 전압 강하(VDD-VD)는 대략 기준 전압 V1(0.4V)로 증가하게 될 것이다. 그러므로 전압 강하(VDD-VD)는 거의 기준 전압 V1에서 동적으로 유지될 수 있다. 또한, 각각의 전류 조정 유닛(204)의 제2 증폭기(208)는 네거티브 피드백 제어를 활용하도록 구성되어 있으므로, 네거티브 입력상의 전압은 각각의 제2 증폭기(208)의 포지티브 입력상의 VREF에 따라 변하고 VREF를 동적으로 뒤따른다. 그러므로 각각의 LED(114) 세트를 통해 흐르는 전류는
Figure 112012071142585-pat00001
에서 동적으로 유지되어, 복수 세트의 LED(114)를 통해 흐르는 전류가 균일하게 분배된다. 본 실시예에서, 트랜지스터 T1의 드레인과 단부 IOUT 양단의 최소 전압 강하를 가지는 전류 조정 유닛(204)은, 기준 전압 V1에 따라 VREF를 동적으로 조정한 다음 VREF에 따라 다른 전류 조정 유닛(204)을 동적으로 조정하기 위한 벤치마크로서 사용되므로, 복수 세트의 LED(114)를 통해 흐르는 전류를 균일하게 분배할 수 있다.
다른 실시예에서, 제1 증폭기(206)의 네거티브 입력상의 전압이 제1 증폭기(206)의 포지티브 입력상의 전압보다 크면, 제1 증폭기(206)의 포지티브 입력상의 전압이 제1 증폭기(206)의 네거티브 입력상의 전압을 따르도록 동적으로 조정되고, 제1 증폭기(206) 및 각각의 제2 증폭기(208)는 네거티브 피드백 제어를 활용하도록 구성되어 있기 때문에, 네거티브 입력상의 전압은 각각의 제2 증폭기(208)의 포지티브 입력상의 VREF에 따라 가변하고 동적으로 VREF를 뒤따른다. 그러므로 도 2의 전류 분배기는 복수 세트의 LED(114)를 통해 흐르는 전류를 균일하게 분배할 수 있고, 상기 전류의 레벨을
Figure 112012071142585-pat00002
에서 동적으로 유지할 수 있다. 본 실시예는 이전의 실시예와 같은 동작 원리가 적용한다.
실제로, 트랜지스터 T1의 채널 효과로 인해, 트랜지스터 T1이 포화 영역에서 동작하면, 트랜지스터 T1의 드레인과 소스 간의 전압 차가 증가할 때, 트랜지스터 T1의 드레인에서 소스로 흐르는 전류가 증가하고, 이로 인해 복수 세트의 LED(114)를 통해 흐르는 전류들이 서로 상이하게 된다. 도 2의 본 발명의 실시예에서는 복수 세트의 LED(114)를 통해 흐르는 전류를 균일하게 분배할 수 있을 뿐만 아니라 채널 효과로 인해 생기는 전류 불균형을 없앨 수 있다. 제2 증폭기(208)의 포지티브 입력상의 VREF는 동일한 노드에 연결되어 있고 전류 조정 유닛(204)의 제2 증폭기(208)는 네거티브 피드백 제어를 활용하기 때문에, 제2 증폭기(208)의 네거티브 입력상의 전압은 제2 증폭기(208)의 포지티브 입력상의 전압처럼 거의 VREF에 동적으로 조정될 것이다. 그러므로 각각의 LED(114) 세트를 통해 흐르는 전류는 트랜지스터 T1의 드레인과 소스 간의 전압 차에 관계없이 거의
Figure 112012071142585-pat00003
이고, 이에 의해 채널 효과로 인한 전류 불균형이 생기지 않는다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 도 1의 전류 분배기(118)가 도시되어 있다. 전류 분배기(118)는 기준 전압 조정 유닛(202) 및 복수의 전류 조정 유닛(304)을 포함할 수 있다. 기준 전압 조정 유닛(202)은 복수의 전류 조정 유닛(304)에 연결되어, 복수의 전류 조정 유닛(304)을 기준 전압 V1에 따라 제어한다. 복수의 전류 조정 유닛(304)은 복수 세트의 LED(114)를 통해 흐르는 전류를 분배하기 위한 것이다. 도 3의 기준 전압 조정 유닛(202)은 도 2의 기준 전압 조정 유닛(202)과 동일하다.
각각의 전류 조정 유닛(304)은 제2 증폭기(208), 트랜지스터 T1, 제3 저항기 Rs, 제4 저항기 R4, 및 제너 다이오드 Z1을 포함한다. 제2 증폭기(208), 트랜지스터 T1, 및 제3 저항기 Rs는 도 2의 제2 증폭기(208), 트랜지스터 T1, 및 제3 저항기 Rs와 동일하다. 제너 다이오드 Z1은 애노드와 캐소드를 가지며, 제너 다이오드 Z1의 애노드는 제1 증폭기(206)의 포지티브 입력에 연결되어 있다. 제4 저항기 R4는 제너 다이오드 Z1의 캐소드와 트랜지스터 T1의 제2 단부 간에 연결되어 제너 다이오드 Z1을 통해 흐르는 전류를 제한한다. 트랜지스터 T1은 N 타입 MOSFET가 될 수 있으며 포화 영역에서 동작한다.
도 1 및 도 3을 참조한다. 설명을 간단하게 하기 위해, 4세트의 전류 조정 유닛(204) 및 4세트의 LED(114)가 도 1, 도 3, 및 도 4에 예로서 도시되어 있지만 본 발명에서는 이에 제한되지 않으며, 임의 세트의 전류 조정 유닛(204) 및 LED(114)가 본 발명의 범주 내에 있다. 제2 다이오드 D2가 직렬 접속된 제4 저항기 R4와 제너 다이오드 Z1로 대체되어 있는 점만 제외하곤, 전류 조정 유닛(304)에는 도 2에서와 동일한 원리가 적용된다. 본 실시예에서는, 제1 다이오드 D1의 순방향 전도 전압 VF가 제너 다이오드 Z1의 순방향 전도 전압 VF1과 제4 저항기 R4 양단의 전압 강하를 더한 것과 실질적으로 동일할 수 있다.
도 1, 도 3 및 도 4를 참조한다. 도 4는 한 세트의 LED(114)가 개회로일 때, 도 1의 백라이트 모듈에서 사용된 도 3의 전류 분배기(118)의 동작을 도시하고 있다. 단부 CH4에 연결된 상기 한 세트의 LED(114)가 개회로이고 비정상적인 상황이 야기되면, 단부 CH4에 연결된 전류 조정 유닛(304)의 트랜지스터 T1 및 제3 저항기 Rs를 통해 전류가 흐르지 않게 되고, 이에 따라 단부 CH4 및 단부 IOUT 양단의 전압 강하는 약 VSS(0V)이고, 이 전압은 단부 CH1과 단부 IOUT 사이, 단부 CH2와 단부 IOUT 사이, 및 단부 CH3과 단부 IOUT 사이에 연결된 다른 전류 조정 유닛(304) 양단의 전압 강하보다 낮다. 그러므로 제1 증폭기(206)의 포지티브 입력상의 전압은 제너 다이오드 Z1의 순방향 전도 전압 VF1과 거의 같고 단부 CH4에 연결된 전류 조정 유닛(304)에 결정된다. 제1 증폭기(206)의 네거티브 입력상의 전압은 1V이고 제1 증폭기(206)의 포지티브 입력상의 전압보다 높다. 그러므로 제1 증폭기(206)의 출력 및 4개의 전류 조정 유닛(304)의 제2 증폭기의 포지티브 입력상의 전압 VREF는 증가할 것이다. VREF는 포지티브 입력상의 전압이 제1 증폭기(206)의 네거티브 입력상의 전압보다 훨씬 낮게 되면 크게 감소한다. 따라서 4개의 전류 조정 유닛(304)의 제2 증폭기(208)의 출력상의 전압도 크게 감소한다. 그런 다음 4개의 전류 조정 유닛(304)의 트랜지스터 T1의 게이트와 소스 양단의 전압 Vgs가 감소하고 단부 CH1, 단부 CH2, 및 단부 CH3에 연결된 LED 세트 및 이에 대응하는 제3 저항기 Rs를 흐르는 전류도 크게 감소한다. 그러므로 단부 CH1과 단부 IOUT, 단부 CH2와 단부 IOUT, 및 단부 CH3과 단부 IOUT 양단의 전압 강하가 크게 증가한다. 단부 CH1과 단부 IOUT, 단부 CH2와 단부 IOUT, 및 단부 CH3과 단부 IOUT 양단의 전압 강하 중 가장 큰 전압 강하가, 제4 저항기 R4 양단의 전압 강하를 무시한 상태에서, 단부 CH4에 연결된 전류 조정 유닛(304)의 제너 다이오드 Z1의 순방향 전도 전압 VF1과 상기 가장 큰 전압 강하를 더한 것을 가지는 전류 조정 유닛(304)의 제너 다이오드 Z1의 역(reverse) 전도 전압 VR보다 크면, 상기 가장 큰 전압 강하를 가지는 전류 조정 유닛(304)의 제너 다이오드 Z1이 전도한다. 본 실시예에서, 단부 CH1과 단부 CH1에 연결된 전류 조정 유닛(304)의 단부 IOUT 양단의 전압 강하가 가장 크고 상기 전류 조정 유닛(304)의 제너 다이오드 Z1이 전도하는 것으로 가정하면, 도 4의 파선으로 표시된 바와 같이 전류가 흐르는 경로가 형성된다. 전류는 (고전압 VDD를 가지는) 제1 전력선(110)으로부터, 단부 CH1에 연결된 LED(114) 세트로, 단부 CH1에 연결된 전류 조정 유닛(304)의 제4 저항기 R4 및 제너 다이오드 Z1로, 개회로 단부 CH4에 연결된 전류 조정 유닛(304)의 제너 다이오드 Z1, 제4 저항기 R4, 트랜지스터 T1, 및 제3 저항기 R3로, 그런 다음 단부 IOUT으로의 경로를 통해 흐를 수 있고, 이에 의해 개회로 단부 CH4와 단부 IOUT 간에 연결된 전류 조정 유닛(304) 양단의 전압 강하가 VSS(0V)보다 높게 증가한다. 따라서, 제1 증폭기(206)의 포지티브 입력과 네거티브 입력 간의 전압 차는 네거티브 피드백 제어를 동적으로 조정 가능한 범위 내에서 유지될 수 있고, 이에 의해 LED(114) 세트 중 하나가 개회로일 때, 제1 증폭기(206)의 포지티브 입력과 네거티브 입력 간의 전압 차가 이러한 동적으로 조정 가능한 범위를 초과하게 않게 한다. 이 경우, 단부 CH1, 단부 CH2, 및 단부 CH3에 연결된 다른 세트의 전류 조정 유닛(304)은 대응하는 세트의 LED(114)를 통해 흐르는 전류를 균일하게 분배할 수 있게 되고, 이에 따라 단부 CH1, 단부 CH2, 및 단부 CH3에 연결된 LED(114) 세트를 통해 흐르는 전류가
Figure 112012071142585-pat00004
에서 각각 유지될 수 있다.
요컨대, 본 발명의 전류 분배기는 복수 세트의 LED 중 각 세트의 LED를 통해 흐르는 전류를 균일하게 분배할 수 있고 트랜지스터의 채널 효과에 기인한 전류 불균형이 생기지 않게 한다. 한 세트의 LED(114)가 개회로일 때, 본 발명의 실시예에 따른 전류 분배기는 다른 세트의 LED 간에 자동으로 전류를 균일하게 분배하므로 개회로와 같은 비정상적인 상황 하의 전류 불균형을 방지한다. 또한, 본 발명의 회로 구조를 사용하면, 주기판과 백라이트 모듈을 접속하는 데 단지 2개의 선, 즉 제1 전력선 및 제2 전력선이 필요할 뿐이므로, 간섭을 감소하기 위한 추가의 신호선을 설치하지 않고서도 주기판에 의해 백라이트 모듈을 제어할 수 있다.
당업자는 본 발명의 장치 및 방법에 대한 다양한 변형 및 수정을 본 발명의 지침을 유지하면서 수행할 수 있다. 따라서, 전술한 설명은 첨부된 청구의 범위의 경계에 의해서만 제한되는 것으로 파악되어야 한다.

Claims (15)

  1. 발광 다이오드(LED) 백라이트 시스템에 있어서,
    주기판;
    상기 주기판에 설치되어 전력을 공급하는 파워 서플라이;
    상기 주기판에 설치되고 상기 파워 서플라이에 연결되어 있는 전류원; 및
    백라이트 모듈
    을 포함하며,
    상기 백라이트 모듈은,
    복수의 직렬 접속 LED를 각각 포함하는 복수 세트의 LED;
    상기 복수 세트의 LED에 연결되어 상기 복수 세트의 LED를 통해 흐르는 전류를 분배하는 복수의 전류 조정 유닛; 및
    상기 복수의 전류 조정 유닛에 연결되어 기준 전압에 따라 상기 복수의 전류 조정 유닛을 제어하는 기준 전압 조정 유닛
    을 포함하며,
    상기 파워 서플라이와 상기 복수 세트의 LED 간에 연결되어 상기 복수 세트의 LED에 고전압을 공급하는 제1 전력선; 및
    상기 전류원과 상기 복수의 전류 조정 유닛 간에 연결되어 상기 복수의 전류 조정 유닛으로부터 출력되는 전류를 상기 전류원에 전송하는 제2 전력선을 포함하고,
    상기 기준 전압 조정 유닛은,
    포지티브 입력, 네거티브 입력, 및 출력을 가지는 제1 증폭기;
    상기 제1 전력선과 상기 제1 증폭기의 네거티브 입력 간에 연결된 제1 저항기;
    상기 제1 전력선과 상기 제1 증폭기의 포지티브 입력 간에 연결된 제2 저항기;
    애노드 및 캐소드를 가지는 제1 다이오드로서, 상기 제1 다이오드의 상기 애노드는 상기 제1 증폭기의 네거티브 입력에 연결되어 있는 상기 제1 다이오드; 및
    상기 제1 다이오드의 캐소드와 상기 제2 전력선 간에 연결되어 기준 전압을 제공하는 기준 전압원을 포함하는,
    발광 다이오드 백라이트 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 주기판, 상기 파워 서플라이, 및 상기 전류원이 설치되어 있는 하우징;
    상기 백라이트 모듈이 설치되어 있는 케이스; 및
    상기 하우징과 상기 케이스를 접속하여, 상기 하우징과 상기 케이스 간의 상대적 위치를 변경할 수 있게 하는 접속 장치
    를 더 포함하는 발광 다이오드 백라이트 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 주기판, 상기 파워 서플라이, 상기 전류원, 상기 백라이트 모듈, 상기 제1 전력선, 및 상기 제2 전력선이 설치되어 있는 하우징
    을 더 포함하는 발광 다이오드 백라이트 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 전류 조정 유닛 각각은,
    상기 제1 증폭기의 출력에 연결된 포지티브 입력, 네거티브 입력, 및 출력을 가지는 제2 증폭기;
    상기 제2 증폭기의 출력에 연결된 제어 단부, 상기 제2 증폭기의 네거티브 입력에 연결된 제1 단부, 및 대응하는 세트의 LED에 연결된 제2 단부를 가지는 트랜지스터; 및
    상기 제2 전력선과 상기 트랜지스터의 제1 단부 간에 연결된 제3 저항기
    를 포함하는 발광 다이오드 백라이트 시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 트랜지스터는 N 타입 금속 산화물 반도체 전계 효과 트랜지스터(metal-oxide-semiconductor field-effect transistor: MOSFET)이고 포화 영역에서 동작하는, 발광 다이오드 백라이트 시스템.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 복수의 전류 조정 유닛 각각은,
    상기 제1 증폭기의 포지티브 입력에 연결된 애노드 및 상기 트랜지스터의 제2 단부에 연결된 캐소드를 가지는 제2 다이오드
    를 더 포함하는, 발광 다이오드 백라이트 시스템.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제2 다이오드의 순방향 전도 전압(forward conduction voltage)과 상기 제1 다이오드의 순방향 전도 전압은 실질적으로 동일한, 발광 다이오드 백라이트 시스템.
  8. 제4항에 있어서,
    상기 복수의 전류 조정 유닛 각각은,
    애노드 및 캐소드를 가지는 제너 다이오드로서, 상기 제너 다이오드의 애노드는 상기 제1 증폭기의 포지티브 입력에 연결된 상기 제너 다이오드; 및
    상기 제너 다이오드의 캐소드와 상기 트랜지스터의 제2 단부 간에 연결되어 상기 제너 다이오드를 통해 흐르는 전류를 제한하는 제4 저항기
    를 더 포함하는, 발광 다이오드 백라이트 시스템.
  9. 전류 분배기에 있어서,
    복수 세트의 LED를 통해 흐르는 전류를 분배하는 복수의 전류 조정 유닛; 및
    상기 복수의 전류 조정 유닛에 연결되어 기준 전압에 따라 복수의 전류 조정 유닛을 제어하는 기준 전압 조정 유닛
    을 포함하며,
    상기 기준 전압 조정 유닛은,
    포지티브 입력, 네거티브 입력, 및 출력을 가지는 제1 증폭기;
    고전압을 수신하는 제1 단부 및 상기 제1 증폭기의 네거티브 입력에 연결된 제2 단부를 가지는 제1 저항기;
    고전압을 수신하는 제1 단부 및 상기 제1 증폭기의 포지티브 입력에 연결된 제2 단부를 가지는 제2 저항기;
    애노드 및 캐소드를 가지는 제1 다이오드로서, 상기 제1 다이오드의 애노드는 상기 제1 증폭기의 네거티브 입력에 연결된 상기 제1 다이오드; 및
    상기 제1 다이오드의 캐소드에 연결된 포지티브 단부 및 상기 기준 전압을 제공하기 위한 저전압을 수신하는 네거티브 단부를 가지는 기준 전압원
    을 포함하는, 전류 분배기.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 복수의 전류 조정 유닛 각각은,
    상기 제1 증폭기의 출력에 연결된 포지티브 입력, 네거티브 입력 및 출력을 가지는 제2 증폭기;
    상기 제2 증폭기의 출력에 연결된 제어 단부, 상기 제2 증폭기의 네거티브 입력에 연결된 제1 단부, 및 대응하는 세트의 LED에 연결된 제2 단부를 가지는 트랜지스터; 및
    상기 트랜지스터의 제1 단부와 상기 기준 전압원의 네거티브 단부 간에 연결된 제3 저항기
    를 포함하는, 전류 분배기.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 트랜지스터는 N 타입 금속 산화물 반도체 전계 효과 트랜지스터(metal-oxide-semiconductor field-effect transistor: MOSFET)이고 포화 영역에서 동작하는, 전류 분배기.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 복수의 전류 조정 유닛 각각은,
    상기 제1 증폭기의 포지티브 입력에 연결된 애노드 및 상기 트랜지스터의 제2 단부에 연결된 캐소드를 가지는 제2 다이오드
    를 더 포함하는, 전류 분배기.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 제2 다이오드의 순방향 전도 전압(forward conduction voltage)과 상기 제1 다이오드의 순방향 전도 전압은 실질적으로 동일한, 전류 분배기.
  14. 제10항에 있어서,
    상기 복수의 전류 조정 유닛 각각은,
    애노드 및 캐소드를 가지는 제너 다이오드로서, 상기 제너 다이오드의 애노드는 상기 제1 증폭기의 포지티브 입력에 연결된 상기 제너 다이오드; 및
    상기 제너 다이오드의 캐소드와 상기 트랜지스터의 제2 단부 간에 연결되어 상기 제너 다이오드를 통해 흐르는 전류를 제한하는 제4 저항기
    를 더 포함하는, 전류 분배기.
  15. 삭제
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