KR101432695B1

KR101432695B1 - 저전력 pwm 위상변화회로

Info

Publication number: KR101432695B1
Application number: KR1020120150662A
Authority: KR
Inventors: 양병도; 오재문
Original assignee: 충북대학교 산학협력단
Priority date: 2012-12-21
Filing date: 2012-12-21
Publication date: 2014-08-25
Also published as: KR20140081182A

Abstract

본 발명은 저전력 PWM 위상변화회로에 관한 것으로서, 전류를 공급하는 각 채널의 PWM 위상을 변화시키기 위해 저항과 커패시터에 의한 RC 지연을 통해 측정된 RC 지연시간을 저장하고, 저장된 RC 지연시간을 이용하여 PWM 위상을 변화시키며, RC 지연시간을 측정하기 위해, 저항과 커패시터 사이의 접점이 (+)단에 접속되고, 기준전압이 (-)단에 입력되며, 출력단이 위상변화로직에 연결된 앰프와, 앰프의 (+)단에 일단이 접속되고 타단은 접지된 스위치를 구성하고, 위상변화로직은, 동작신호에 대응하여 앰프로 앰프동작신호를 전달하고, 동작신호에 대응하여 스위치로 리셋신호를 전달하고, 리셋신호에 따라 커패시터의 충전전압이 기준전압에 이르는 지연시간만큼 위상변화시켜 PWM 신호를 출력함으로써, PWM 위상변화를 RC 지연시간을 이용하여 정확하면서도 저전력으로 구현이 가능할 뿐 아니라, RC 지연시간을 이용하지 않는 2가지 동작모드를 추가하여, LED 드라이버 칩이 적용될 보드에서 저항과 커패시터가 차지하게 되는 면적을 줄일 수 있다.

Description

저전력 PWM 위상변화회로{LOW POWER PULSE WIDTH MODULATION PHASE SHIFT CIRCUIT}

본 발명은 PWM 위상변화회로에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 LED 드라이버의 PWM 위상변화를 RC 지연시간을 이용하여 정확하면서도 저전력으로 구현하는 저전력 PWM 위상변화회로에 관한 것이다.

LED(Light Emitting Diode)는 낮은 소비전력과 긴 수명으로 인해, 다양한 용도로 사용되고 있다.

LED의 빛의 밝기는 전류량에 의해 조절되며, LED에 흐르는 전류는 LED 드라이버에서 PWM(Pulse Width Modulation)으로 조절한다.

이때, LED 드라이버로 동작할 수 있는 LED의 개수에는 한계가 있다. 이로 인해, LED 개수에 따라 LED 드라이버를 2개 이상 사용하는 경우가 있다. 이와 같이, LED 드라이버를 2개 이상 사용할 경우에는, 각 LED 드라이버에서 사용하는 전류를 시간상으로 분산시켜야 한다.

한편, 각 LED 드라이버에서 RC(Resistor & Capacitor) 지연시간을 이용하여 회로를 구성할 수 있다. 즉, RC 지연시간은 RC 값에 선형적으로 조절이 가능하기 때문에 정확하게 PWM 위상을 변화시키는 것에 적합하다.

그러면, 여기서 LED 드라이버 시스템에 대해 간략하게 설명한다.

도 1은 PWM 위상변화가 적용되는 4채널 LED 조명시스템의 회로도이다.

도 1을 참조하면, LED 조명시스템은, 교류전원을 직류전원으로 변환하는 AC-DC 변환기(1)와, PWM 신호를 생성하는 PWM 생성기(2)와, 각 LED 채널별로 구성된 LED를 구동시키는 LED 드라이버(3)와, 공급된 전류에 의해 발광이 이루어지는 LED(4)로 구성되어 있다.

이와 같이 구성된 LED 조명시스템은, 220V-60Hz의 AC 입력전압에 대해 AC-DC 변환기(1)에서 DC 전압으로 변환되며, AC-DC 변환기(1)로부터 출력되는 I_IN 전류는 각 LED 채널(#1, #2, #3, #4)로 분산되게 된다. 즉, I_IN 전류는 I_CH1~I_CH4 전류의 합이다. 이때, LED(4)의 빛의 밝기는 LED(4)에 흐르는 전류의 양으로 조절되고, 그 전류의 양은 각 LED 드라이버(3)로 인가되는 PWM의 듀티비(Duty ratio)로 조절된다.

도 2는 도 1의 회로도에서 PWM 위상변화로 균등하게 분산된 전류 파형을 나타낸 도면이다.

도 2를 참조하면, 각 채널의 전류와 전체 I_IN 전류의 양을 PWM 위상변화가 없는 경우(a)와 위상변화를 준 경우(b)를 나타내고 있다. PWM 위상변화를 주지 않은 경우에는 각 채널로 흐르는 전류가 시간상으로 같은 위치에서 공급된다. 전체 전류, I_IN에서 보면 짧은 시간동안에 높은 전류가 흐르고 많은 시간동안에는 전류가 흐르지 않는다. 이는 큰 전류 편차로 인해 AC-DC 변환기(1)의 높은 성능을 요구하거나 큰 C_IN 커패시터가 필요하다. 전체 전력단의 안정화를 위해 시간상으로 분산되고 전류량의 편차가 적은 시스템이 안정적이다. 이를 위해 PWM 위상변화를 준 (b)의 파형을 보면, 각 채널에 흐르는 전류가 시간상으로 분산되어 전체 전류 I_IN이 고르게 흐르는 것을 알 수 있다.

그런데, 각 LED 드라이버(3)의 RC에 흐르는 전류로 인해 전력이 소비되는 단점이 있다.

한편, LED 드라이버(3)에서 RC 구성은, LED 드라이버 칩이 사용되는 보드에서의 설치공간을 필요로 한다. 즉, LED 드라이버 칩이 적용되는 보드의 면적이 커지는 단점이 있다.

대한민국 공개특허공보 제10-2005-0071690호(공개일 2005.07.07.)

따라서, 본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로서, 본 발명의 목적은 최초 동작시 1회만 RC로 전류를 흘려 RC 지연시간을 측정하고, 측정된 RC 지연시간을 메모리 로직에 저장하여 이후 동작시 저장된 RC 지연시간을 적용하도록 하는 저전력 PWM 위상변화회로를 제공하는데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 저전력 PWM 위상변화회로는, 전류를 공급하는 각 채널의 PWM 위상을 변화시키기 위해 저항과 커패시터에 의한 RC 지연을 통해 측정된 RC 지연시간을 저장하고, 저장된 상기 RC 지연시간을 이용하여 상기 PWM 위상을 변화시키는 것을 특징으로 한다.

상기 RC 지연시간을 측정하기 위해, 상기 저항과 커패시터 사이의 접점이 (+)단에 접속되고, 기준전압이 (-)단에 입력되며, 출력단이 상기 위상변화로직에 연결된 앰프와, 상기 앰프의 (+)단에 일단이 접속되고 타단은 접지된 스위치를 구성하고, 상기 위상변화로직은, 동작신호에 대응하여 상기 앰프로 앰프동작신호를 전달하고, 상기 동작신호에 대응하여 상기 스위치로 리셋신호를 전달하고, 상기 리셋신호에 따라 상기 커패시터의 충전전압이 상기 기준전압에 이르는 지연시간만큼 위상변화시킨다.

상기 위상변화로직은, 상기 동작신호, 상기 앰프로부터 출력되는 PSET_H 신호, PWM 신호, 상기 리셋신호, 위상변화모드를 제어하는 감지회로로부터 출력되는 PS_0 신호, PS_180 신호, 상기 앰프동작신호를 입력받으며, reset_count_#1 신호, reset_count_#2 신호, CLK_resister 신호를 출력하는 위상변화제어유닛; 상기 reset_count_#1 신호에 대응하여 카운터 #1의 값을 초기화한 후, 카운팅을 시작하는 제1카운터; 상기 reset_count_#2 신호에 대응하여 카운터 #2의 값을 초기화한 후, 카운팅을 시작하는 제2카운터; 상기 제1카운터의 출력값과 상기 출력값의 절반값을 연산하는 제1연산부; 상기 CLK_resister 신호가 발생될 때까지의 상기 제1연산부의 출력값을 저장하는 레지스터; 상기 제1카운터의 출력값과 상기 레지스터의 출력값을 통해 생성된 PWM시작신호와 상기 제2카운터의 출력값과 상기 레지스터의 출력값을 통해 생성된 PWM종료신호를 연산처리하여 유지시키는 제4저장부; 상기 제4저장부의 출력값과 PWM 신호를 연산하여 지연시간만큼 위상변화시켜 PWM_INT 신호를 출력하는 제2연산부; 및 상기 위상변화제어유닛으로 PS_0 신호, PS_180 신호를 출력하는 감지회로를 포함한다.

상기 감지회로는, 상기 동작신호에 따라 앰프시작신호(AMP_start)를 생성하고, 상기 앰프시작신호에 따라 CLK_PS_0 신호와 CLK_PS_180 신호를 순차적으로 출력하고, 상기 리셋신호를 출력하는 시간제어유닛; 상기 앰프로부터 출력되는

신호와 상기 CLK_PS_0 신호를 연산처리하여 유지시키는 제1저장부; 상기 앰프로부터 출력되는 PSET_H 신호와 상기 CLK_PS_180 신호를 연산처리하여 유지시키는 제2저장부; 및 상기 앰프로부터 출력되는 PSET_H 신호를 펄스 변환한 앰프종료신호(AMP_finish), 상기 제1저장부로부터 출력되는 신호, 및 상기 제2저장부로부터 출력되는 신호를 조합한 결과와, 상기 앰프시작신호를 연산처리하여 유지시키는 제3저장부를 포함한다.

상기 PS_180 신호가 '하이'가 되면 상기 앰프동작신호가 '로우'가 되어 상기 앰프의 동작이 정지되고, 상기 PS_180 신호 이후의 첫 번째 PWM 신호의 상승 엣지에서 상기 reset_count_#1 신호를 이용하여 카운터 #1의 값을 초기화한 후, 클럭의 개수만큼 카운터 #1의 개수를 증가시키고, 두 번째 PWM 신호의 상승 엣지에서 상기 CLK_resister 신호에 의해 카운트를 멈추고, 계산된 카운트 값에 대응하는 절반의 시간을 상기 레지스터에 저장한다.

상기 PS_0 신호와 상기 PS_180 신호에 대해 '하이'신호 없이, 리셋신호에 의해 상기 reset_count_#1 신호를 '하이'로 발생시켜 카운터 #1의 개수를 증가시키고, 상기 PSET_H가 '하이'로 되는 타이밍에 카운트를 멈추고, 상기 CLK_resister에 의해 계산된 카운트 값에 대응하는 시간을 상기 레지스터에 저장한다.

상기 전류를 공급하는 각 채널 중에서 PWM 위상변화의 기준이 되는 첫 번째 채널은, 상기 저항과 커패시터를 대체하여 상기 앰프의 (+)단에 연결된 PSET 노드를 접지(GND)시킨다.

상기 전류를 공급하는 각 채널 중에서 PWM 위상변화가 180°인 경우에는 상기 저항과 커패시터를 대체하여 상기 앰프의 (+)단에 연결된 PSET 노드에 동작전압(V_DD)을 인가한다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 의한 저전력 PWM 위상변화회로에 따르면, LED 드라이버가 사용되는 제품과 환경에서, 더 작은 부피와 더 적은 전력소비를 가능하게 할 수 있다. LED 드라이버의 PWM 위상변화를 RC 지연시간을 이용하여 정확하면서도 저전력으로 구현이 가능하다.

한편, 본 발명에 따르면, RC 지연시간을 이용하지 않는 2가지 동작모드를 추가하여, LED 드라이버 칩이 적용될 보드에서 저항과 커패시터가 차지하게 되는 면적을 줄일 수 있다.

이와 같이, 본 발명을 통해 LED 드라이버 시스템의 전력효율 및 공간효율을 높일 수 있다.

도 1은 PWM 위상변화가 적용되는 4채널 LED 조명시스템의 회로도이다.
도 2는 도 1의 회로도에서 PWM 위상변화로 균등하게 분산된 전류 파형을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 의한 PWM 위상변화회로도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 의한 PWM 위상변화회로도의 동작 파형도이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 의한 PWM 위상변화 동작방식 설정 방법 및 위상이 변화된 전류 출력 파형을 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 의한 PWM 위상변화 설정을 감지하기 위한 감지회로도이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 의한 PWM 위상변화 설정에 따른 감지회로의 동작 파형도이다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 의한 위상변화로직 회로도이다.
도 9는 본 발명의 일실시예에 의한 T_PSD 시간의 저장 동작 파형도이다.
도 10은 본 발명의 일실시예에 의한 내부 PWM신호(PWM_INT)의 생성 파형도이다.

이하, 본 발명의 저전력 PWM 위상변화회로에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.

여기서, 본 실시예에서는 LED 드라이버 시스템에 대해 설명하지만, 이에 한정되지 않으며, 본 발명은 PWM의 위상변화가 필요한 다양한 시스템에서 적용될 수 있는 것으로 해석되어야 한다.

도 3은 본 발명의 일실시예에 의한 PWM 위상변화회로도이다.

도 3을 참조하면, 본 발명의 PWM 위상변화회로는, 동작전압(V_DD)과 접지 사이에 직렬연결된 저항(R) 및 커패시터(C)와, 저항(R)과 커패시터(C) 사이의 접점이 (+)단에 접속되고, 기준전압이 (-)단에 입력되는 앰프(10)와, 앰프(10)의 (+)단에 일단이 접속되고 타단은 접지된 스위치(20)와, 동작신호(EN)에 대응하여 앰프(10)로 앰프동작신호(AMP_EN)를 전달하고, 동작신호에 대응하여 스위치(20)로 리셋신호(reset)를 전달하고, 리셋신호에 따라 커패시터(C)의 충전전압이 기준전압에 이르는 지연시간만큼 위상변화시켜 PWM 신호를 출력하는 위상변화로직(Phase-shifter logic)(30)을 포함한다.

도 4는 본 발명의 일실시예에 의한 PWM 위상변화회로도의 동작 파형도이다.

도 4를 참조하면, LED 드라이버 칩이 처음 동작하고 위상변화로직(30)에 EN신호가 '하이(high)'가 되면, 앰프(10)를 켜는 AMP_EN 신호가 '하이'가 된다. 동시에 reset 신호가 '하이'가 되어 PSET 노드의 전압을 접지(GND)까지 내려준다. reset 신호가 '로우(low)'가 되면 PSET의 전압은 RC 지연시간을 가지고 서서히 V_DD까지 올라간다. PSET 전압이 V_REF 전압까지 올라가면 PSET_H 신호를 '하이'로 만들어주고 AMP_EN을 '로우'로 만들어주어 앰프(10)를 꺼준다. PSET_H가 V_REF 전압까지 올라가는 시간은 T_PSD(time of phase shift delay)로 측정된다. 위상변화로직(30) 내부에서는 PWM을 입력받고, 측정된 T_PSD시간만큼 위상을 변화시킨 PWM_INT(internal PWM)를 출력한다.

도 5는 본 발명의 일실시예에 의한 PWM 위상변화 동작방식 설정 방법 및 위상이 변화된 전류 출력 파형을 나타낸 도면이다. 도 5는 위상변화 0°와 180° 그리고 RC 지연시간만큼의 위상변화, 세 동작방식을 구분하기 위한 설정방식이다.

도 5를 참조하면, 위상변화가 필요 없는 0° 위상변화(No phase-shift)는 (a)에서와 같이 PSET 노드에 GND를 연결해 준다. 위상변화 180°의 경우(180° phase-shift)는 (b)에서와 같이 PSET에 V_DD를 연결하여 구분하여 주고, 일반적인 RC 지연시간을 이용하여 위상을 변화(RC phase-shift)할 때에는 (c)에서와 같이 저항과 커패시터를 연결하여준다. 이와 같이 위상변화 0°와 180°의 동작방식이 추가된 것의 이점은 두 가지를 들 수 있다. 첫 째는 칩 외부에 저항과 커패시터가 차지하는 면적을 줄일 수 있다는 것을 들 수 있다. 전자기기, 제품들의 소형화를 위해 보드면적 최소화는 가장 기본적인 필요사항이다. 두 번째로 RC 지연시간을 사용하지 않는 동작방식에서는 도 1의 위상변화로직(30) 내부에서 동작하는 회로들이 줄어들어, 소비전력을 줄일 수 있다는 장점이 있다.

도 6은 본 발명의 일실시예에 의한 PWM 위상변화 설정을 감지하기 위한 감지회로도이다.

도 6을 참조하면, 본 발명의 감지회로(40)는, 동작신호(EN)에 따라 앰프시작신호(AMP_start)를 생성하고, 앰프시작신호에 따라 CLK_PS_0 신호와 CLK_PS_180 신호를 순차적으로 출력하고, 리셋신호를 출력하는 시간제어유닛(Timing control unit)(401)과, 앰프(10)로부터 출력되는

신호와 CLK_PS_0 신호를 연산처리하여 유지시키는 제1저장부(402)와, 앰프(10)로부터 출력되는 PSET_H 신호와 CLK_PS_180 신호를 연산처리하여 유지시키는 제2저장부(403)와, 앰프(10)로부터 출력되는 PSET_H 신호를 펄스 변환한 앰프종료신호(AMP_finish), 제1저장부(402)로부터 출력되는 신호, 및 제2저장부(403)로부터 출력되는 신호를 조합한 결과와, 앰프시작신호(AMP_start)를 연산처리하여 유지시키는 제3저장부(404)를 포함한다.

제1저장부(402) 및 제2저장부(403)는 D 플립플롭이고, 제3저장부(404)는 SR 플립플롭이다. 앰프종료신호, PS_0 신호, PS_180 신호의 조합은 OR 게이트를 이용한다.

도 7은 본 발명의 일실시예에 의한 PWM 위상변화 설정에 따른 감지회로의 동작 파형도이다.

도 7을 참조하면, 위상변화가 0°인 경우(No phase-shift mode)를 먼저 보면, EN신호가 인가되고 AMP_start 신호를 통해 AMP_EN신호가 '하이'가 된다. 동시에 시간제어유닛(401)에서는 CLK_PS_0 신호와 CLK_PS_180 신호를 차례로 '하이'로 만들어준다. 이 때, PSET_H 노드는 GND와 연결되어 있기 때문에

(PSET_H의 반대가 되는 신호)는 '하이'가 되어 있고, CLK_PS_0 신호로 인해 PS_0이 '하이'가 되어 위상변화 0° 방식으로 동작한다는 신호를 만든다. 동시에 AMP_EN 신호는 '로우'가 되어 앰프(10) 동작을 멈추어 준다.

위상변화가 180°는 처음 동작은 위상변화 0°과 같이 AMP_EN까지 '하이'가 된다. 이 동작모드에서는 PSET이 V_DD에 연결되어 있기 때문에 CLK_PS_0이 '하이'가 됐을 때, PS_0 신호가 '하이'가 되지 않는다(PSET_H가 '하이'이고

는 '로우'이므로). reset 신호로 PSET노드를 '로우'로 만들어 주어도 저항과 커패시터의 없이 바로 V_DD에 연결되어 있어서 PSET_H 신호는 '하이'를 유지하고 있다. 시간제어유닛(401)에서 그 다음에 나오는 신호인 CLK_PS_180이 '하이'로 올라감에 따라 PS_180 신호가 '하이'가 되고 위상변화 180° 방식으로 동작함을 알려준다.

RC 지연시간만큼 위상변화를 하는 경우는 180° 위상변화에서 reset 발생 이후부터 달라진다. 180° 위상변화에서는 reset으로 PSET 노드의 전압이 '로우'로 내려가지 않기 때문에 CLK_PS_180 신호가 '하이'가 될 때, PS_180을 '하이'로 만들어 줄 수 있었다. 하지만 RC로 PSET에 연결되어 있는 경우에는, reset 직 후에는 PSET 전압이 낮아서 PSET_H 신호는 '로우'이다. 따라서 PS_180 신호를 발생시키지 않고, RC 지연시간을 측정하게 된다. RC 지연시간 T_PSD가 측정된 이후에는 PSET_H 신호가 '하이'가 됨에 따라 AMP_finish 신호가 발생하여 앰프(10)의 동작을 멈추게 된다.

도 8은 본 발명의 일실시예에 의한 위상변화로직 회로도이다.

도 8을 참조하면, 본 발명의 위상변화로직 회로는, 동작신호, 앰프(10)로부터 출력되는 PSET_H 신호, PWM 신호, 리셋신호를 입력받으며, 감지회로(40)로부터 출력되는 PS_0 신호, PS_180 신호를 입력받으며, reset_count_#1 신호, reset_count_#2 신호, CLK_resister 신호를 출력하는 위상변화제어유닛(301)과, reset_count_#1 신호에 대응하여 카운터 #1의 값을 초기화한 후, 카운팅을 시작하는 제1카운터(302)와, reset_count_#2 신호에 대응하여 카운터 #2의 값을 초기화한 후, 카운팅을 시작하는 제2카운터(303)와, 제1카운터(302)의 출력값과 출력값의 절반값을 연산하는 제1연산부(304)와, CLK_resister 신호가 발생될 때까지의 제1연산부(304)의 출력값을 저장하는 레지스터(resister)(305)와, 제1카운터(302)의 출력값과 레지스터(305)의 출력값을 통해 생성된 PWM시작신호(PWM_start)와 제2카운터(303)의 출력값과 레지스터(305)의 출력값을 통해 생성된 PWM종료신호(PWM_finish)를 연산처리하여 유지시키는 제4저장부(306)와, 제4저장부(306)의 출력값과 PWM 신호를 연산하여 지연시간만큼 위상변화시켜 PWM 신호를 출력하는 제2연산부(307)를 포함한다.

제1연산부(304) 및 제2연산부(307)는 멀티플렉서이고, 제4저장부(306)는 SR 플립플롭이다.

도 9는 본 발명의 일실시예에 의한 T_PSD 시간의 저장 동작 파형도이다.

도 9를 참조하면, 도 9는 위상변화 180°와 RC 지연시간에 따른 T_PSD 저장 동작파형 예시이다. 위상변화 동작모드에 따라서 T_PSD를 어떻게 측정하는 지 알 수 있다. 위상변화 180°는 도 9의 왼쪽 파형으로 설명된다. PS_180 신호가 '하이'가 되는 동시에 AMP_EN은 '로우'가 되어 외부 앰프(10)를 꺼준다. 첫 PWM의 상승 엣지에서 reset_count_#1신호로 카운터 #1의 값을 초기화한 후, clock의 개수만큼 카운터 #1의 개수를 센다. 두 번째 PWM 신호의 상승 엣지에서 CLK_resister 신호가 '하이'로 짧게 떠서 카운트를 멈추고, 측정된 T_PWM(time of PWM)의 절반의 시간을 계산하여 레지스터(305)로 저장한다. 위상변화 180°는 PWM 주기의 절반만큼 위상변화를 시켜주면 되기 때문이다. 따라서 T_PSD는 T_PWM의 절반의 시간만큼 계산되어 레지스터(305)로 저장된다.

RC 지연시간을 측정하는 경우는 도 9의 오른쪽 파형으로 설명된다. PS_0과 PS_180의 '하이'신호가 없이, reset의 짧은 '하이'신호로 reset_count_#1을 '하이'로 발생시켜, 카운터 #1의 개수를 증가하기 시작한다. PSET_H가 '하이'로 되는 타이밍에 맞추어 카운터를 멈추고 CLK_resister가 짧게 '하이'로 발생하여 측정된 T_PSD를 레지스터(305)에 저장한다.

도 10은 본 발명의 일실시예에 의한 내부 PWM신호(PWM_INT)의 생성 파형도이다.

도 10을 참조하면, 모드에 따라 저장된 T_PSD는 레지스터(305)에 저장되어 있다. PWM의 상승엣지에서 reset_count_#1이 짧은 '하이'신호를 발생하여 카운터 #1을 초기화한 후, 카운터 #1의 값이 증가한다. 증가하는 카운터 #1의 값이 레지스터(305)에 저장된 T_PSD값과 같아질 때, PWM_INT_start 신호가 발생하여, PWM보다 T_PSD 시간 후에 PWM_INT의 상승엣지가 발생한다. counter #2는 PWM의 하강엣지에서 짧게 '하이'로 발생하는 reset_count_#2 신호로 초기화된 후 증가한다. 카운터 #1과 마찬가지로 counter #2도 레지스터(305)에 저장된 T_PSD값과 비교하여 같아 질 때, PWM_INT_finish의 짧은 '하이'신호를 발생한다. PWM_INT_finish 신호로 PWM_INT는 PWM과 같은 듀티비를 가진 후, 하강엣지를 발생한다. 결과적으로 PWM_INT는 PWM에 비해 T_PSD만큼 지연만 된 신호를 출력하게 된다.

이와 같이, 본 발명은 RC 지연시간을 칩 동작 시작 시, 단 한번만 측정하여 PWM의 위상변화를 가능하게 한다. 즉, 칩의 동작 초기에 단 한번만 RC로 전류를 흘려주고 RC 지연시간을 측정하여, 측정된 RC 지연시간을 메모리 로직에 저장한다. 초기에 측정하여 저장된 RC 지연시간을 칩 동작에 적용하여, RC로 지속적으로 소비되는 전류를 줄일 수 있다. 또한, RC 지연시간의 측정, 저장, 이용은 최적화된 알고리즘과 최소화된 로직회로로 구현되고 있으며, RC 지연시간의 정확도를 만족하면서 메모리 로직의 크기가 부담되지 않을 정도의 비트(bit)수를 정해야 하고, RC 지연시간을 측정할 때에 필요한 앰프(10)는 측정 이후에는 전류를 소비하지 않는다.

한편, LED 드라이버는 PWM 위상변화를 하기 위해 핀을 추가로 두어 칩 주변에 저항과 커패시터를 구성한다. 하지만 PWM 위상변화를 할 때, 기준이 되는 첫 번째 칩은 위상변화할 필요가 없다(위상변화 0°). 또한 전체 칩(N개)중, 중간이 되는(N/2번째) 칩은 180°만 위상변화 하면 된다. 위의 위상변화 0°, 180°는 저항과 커패시터 없이도 위상변화 설정이 가능하다. 언급한 두 위상변화를 가장 많이 사용한다. 결과적으로 저항과 커패시터가 필요치 않는 경우에는 본 발명에서 제안하는 방식을 통해, 저항과 커패시터가 보드 상에서 차지하는 면적을 줄일 수 있다.

이상에서 몇 가지 실시예를 들어 본 발명을 더욱 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 반드시 이러한 실시예로 국한되는 것이 아니고 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변형실시될 수 있다.

10 : 앰프
20 : 스위치
30 : 위상변화로직
40 : 감지회로

Claims

삭제
전류를 공급하는 각 채널의 PWM 위상을 변화시키기 위해 저항과 커패시터에 의한 RC 지연을 통해 측정된 RC 지연시간을 저장하고, 저장된 상기 RC 지연시간을 이용하여 상기 PWM 위상을 변화시키는 위상변화로직을 포함하는 저전력 PWM 위상변화회로로서,
상기 RC 지연시간을 측정하기 위해, 상기 저항과 커패시터 사이의 접점이 (+)단에 접속되고, 기준전압이 (-)단에 입력되며, 출력단이 상기 위상변화로직에 연결된 앰프와, 상기 앰프의 (+)단에 일단이 접속되고 타단은 접지된 스위치를 구성하고,
상기 위상변화로직은, 동작신호에 대응하여 상기 앰프로 앰프동작신호를 전달하고, 상기 동작신호에 대응하여 상기 스위치로 리셋신호를 전달하고, 상기 리셋신호에 따라 상기 커패시터의 충전전압이 상기 기준전압에 이르는 지연시간만큼 위상변화시켜 PWM 신호를 출력하는 저전력 PWM 위상변화회로.
제2항에 있어서,
상기 위상변화로직은,
상기 동작신호, 상기 앰프로부터 출력되는 PSET_H 신호, PWM 신호, 상기 리셋신호, 위상변화모드를 제어하는 감지회로로부터 출력되는 PS_0 신호, PS_180 신호, 상기 앰프동작신호를 입력받으며, reset_count_#1 신호, reset_count_#2 신호, CLK_resister 신호를 출력하는 위상변화제어유닛;
상기 reset_count_#1 신호에 대응하여 카운터 #1의 값을 초기화한 후, 카운팅을 시작하는 제1카운터;
상기 reset_count_#2 신호에 대응하여 카운터 #2의 값을 초기화한 후, 카운팅을 시작하는 제2카운터;
상기 제1카운터의 출력값과 상기 출력값의 절반값을 연산하는 제1연산부;
상기 CLK_resister 신호가 발생될 때까지의 상기 제1연산부의 출력값을 저장하는 레지스터;
상기 제1카운터의 출력값과 상기 레지스터의 출력값을 통해 생성된 PWM시작신호와 상기 제2카운터의 출력값과 상기 레지스터의 출력값을 통해 생성된 PWM종료신호를 연산처리하여 유지시키는 제4저장부;
상기 제4저장부의 출력값과 PWM 신호를 연산하여 지연시간만큼 위상변화시켜 PWM_INT 신호를 출력하는 제2연산부; 및
상기 위상변화제어유닛으로 PS_0 신호, PS_180 신호를 출력하는 감지회로를 포함하는 저전력 PWM 위상변화회로.
제3항에 있어서,
상기 감지회로는,
상기 동작신호에 따라 앰프시작신호(AMP_start)를 생성하고, 상기 앰프시작신호에 따라 CLK_PS_0 신호와 CLK_PS_180 신호를 순차적으로 출력하고, 상기 리셋신호를 출력하는 시간제어유닛;
상기 앰프로부터 출력되는
신호와 상기 CLK_PS_0 신호를 연산처리하여 유지시키는 제1저장부;
상기 앰프로부터 출력되는 PSET_H 신호와 상기 CLK_PS_180 신호를 연산처리하여 유지시키는 제2저장부; 및
상기 앰프로부터 출력되는 PSET_H 신호를 펄스 변환한 앰프종료신호(AMP_finish), 상기 제1저장부로부터 출력되는 신호, 및 상기 제2저장부로부터 출력되는 신호를 조합한 결과와, 상기 앰프시작신호를 연산처리하여 유지시키는 제3저장부를 포함하는 저전력 PWM 위상변화회로.
제3항에 있어서,
상기 PS_180 신호가 '하이'가 되면 상기 앰프동작신호가 '로우'가 되어 상기 앰프의 동작이 정지되고, 상기 PS_180 신호 이후의 첫 번째 PWM 신호의 상승 엣지에서 상기 reset_count_#1 신호를 이용하여 카운터 #1의 값을 초기화한 후, 클럭의 개수만큼 카운터 #1의 개수를 증가시키고, 두 번째 PWM 신호의 상승 엣지에서 상기 CLK_resister 신호에 의해 카운트를 멈추고, 계산된 카운트 값에 대응하는 절반의 시간을 상기 레지스터에 저장하는 저전력 PWM 위상변화회로.
제3항에 있어서,
상기 PS_0 신호와 상기 PS_180 신호에 대해 '하이'신호 없이, 리셋신호에 의해 상기 reset_count_#1 신호를 '하이'로 발생시켜 카운터 #1의 개수를 증가시키고, 상기 PSET_H가 '하이'로 되는 타이밍에 카운트를 멈추고, 상기 CLK_resister에 의해 계산된 카운트 값에 대응하는 시간을 상기 레지스터에 저장하는 저전력 PWM 위상변화회로.
제2항에 있어서,
상기 전류를 공급하는 각 채널 중에서 PWM 위상변화의 기준이 되는 첫 번째 채널은, 상기 저항과 커패시터를 대체하여 상기 앰프의 (+)단에 연결된 PSET 노드를 접지(GND)시키는 저전력 PWM 위상변화회로.
제2항에 있어서,
상기 전류를 공급하는 각 채널 중에서 PWM 위상변화가 180°인 경우에는 상기 저항과 커패시터를 대체하여 상기 앰프의 (+)단에 연결된 PSET 노드에 동작전압(V_DD)을 인가하는 저전력 PWM 위상변화회로.