KR101778898B1 - Led 백라이트 구동회로 및 액정 디스플레이 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 LED 백라이트 구동 회로에 대한 것으로서, 입력 전압을 필요한 출력 전압으로 변환하여 LED 라인에 공급하는 승압회로; 상기 LED 라인의 음극단에 연결되어, LED 라인의 음극단 전압을 검측하여 상기 음극단 전압을 토대로 팔로우 전압을 만들어 기준 전압 모듈에 연결하는데 사용되는 팔로우 회로; 및 레퍼런스 전압에 연결되고, 상기 팔로우 회로와 연결되며, 상기 팔로우 회로가 만든 팔로우 전압을 토대로 상기 출력 전압을 조정하는 기준 전압 모듈;을 포함한다. 본 발명은 LED 라인에 걸리는 전압 강하의 크기를 토대로 출력 전압 Vout을 조절할 수 있고, 이에 따라 출력 전압 Vout이 LED 라인에 결리는 전압 강하의 변화에 따라 조정된다. 본 발명은 또한 상기 LED 백라이트 구동 회로를 구비한 액정 디스플레이 장치를 제공한다.

Description

LED 백라이트 구동회로 및 액정 디스플레이{LED BACKLIGHT DRIVING CIRCUIT AND LIQUID CRYSTAL DISPLAY}
본 발명은 LED 백라이트 구동회로에 관한 것으로, 특히 출력 전압을 조절할 수 있는 LED 백라이트 구동회로 및 그 LED 백라이트 구동회로를 구비한 액정디스플레이에 관한 것이다.
기술의 지속적인 발전에 따라, 액정 디스플레이 장치의 백라이트 기술도 계속 발전하고 있다. 종래에는 액정 디스플레이 장치의 백라이트의 광원으로 냉음극 형광등(CCFL)을 사용했다. 그러나, CCFL 백라이트 광원에는 색채 환원력이 비교적 떨어지고, 발광효율이 낮으며, 방전 전압이 높고, 저온에서의 방전특성이 나쁘며, 가열을 통해 안정적인 그레이 스케일에 도달할 때까지 걸리는 시간이 길다는 단점이 있기 때문에, 최근에는 LED 백라이트 광원을 사용하는 백라이트 기술이 개발되었다. 액정 디스플레이 장치에서, LED 백라이트 광원과 액정 디스플레이 패널은 서로 대향되어 설치됨으로써, LED 백라이트 광원이 디스플레이 광원을 액정 디스플레이 패널에 제공하도록 하는데, 여기에서 LED 백라이트 광원은 적어도 한 줄의 LED 라인을 포함하고, 각각의 LED 라인은 직렬 연결된 다수개의 LED를 포함한다. LED 백라이트 광원을 제조하거나 설치하는 과정에서, 일관되지 못한 가공 작업으로 인해 LED 라인상의 전압이 예정된 규격을 초과하거나 그보다 작아지는 경우가 발행한다.
도 1은 종래의 액정 디스플레이에 사용되는 LED 백라이트 광원 구동회로의 회로도이다. 도 1에서 볼 수 있는 것처럼, 이 LED 백라이트 광원 구동회로는 승압회로(110), LED 라인(120), 기준전압모듈(130) 및 전압제어모듈(150)을 포함하고, 상기 승압회로(110)는 전압제어모듈(150)에 의해 제어되며, 입력전압은 필요한 출력전압으로 변환되어 LED 라인(120)에 제공된다. 구동 전압이 변하지 않는 상황에서, LED 라인(120)의 전압이 정상범위를 넘어서면 LED 라인(120)에서의 전압 하강 정도가 커지게 되고, 만약 구동 전압을 조절하지 않으면 구동 전압은 LED 라인(120)의 전압보다 낮아질 수 있어, 결국 LED 라인(120)이 동작하지 못할 수 있다. LED 라인(120)의 전압이 정상 범위보다 낮아지는 경우에는 LED 라인(120)에 걸리는 전압 하강 정도가 작아지게 되고, 만약, 구동 전압을 조절하지 않으면 구동 전압은 LED 라인(120)의 전압보다 상당히 커짐에 따라 LED 라인(120)의 음극단의 전압이 상당히 높아져, 회로의 소모가 증가하여 결국 효율이 떨어지게 된다. 당연하게도, 도 1에서 도시하는 구동 회로는 출력 전압이 LED 라인(120)에 걸리는 전압의 변화에 따라 조절이 가능한 기능을 구비하지 못하고 있다.
종래기술의 문제점을 고려하여, 본 발명은 LED 라인에 결리는 전압 하강의 크기를 토대로 출력 전압을 조절함으로써, 출력 전압이 LED 라인에서의 전압 하강 변화에 따라 조정되도록 하여, 발광 다이오드에 적절한 구동 전압을 제공할 수 있도록 한다.
상술한 목적을 달성하기 위해 본 발명은 다음과 같은 기술적 방안을 채용한다.
입력 전압을 필요한 출력 전압으로 변환하여 LED 라인에 공급하는 승압회로; 상기 LED 라인의 음극단에 연결되어, LED 라인의 음극단 전압을 검측하여 상기 음극단 전압을 토대로 팔로우 전압을 만들어 기준 전압 모듈에 연결하는데 사용되는 팔로우 회로; 및 레퍼런스 전압에 연결되고, 상기 팔로우 회로와 연결되며, 상기 팔로우 회로가 만든 팔로우 전압을 토대로 상기 출력 전압을 조정하는 기준 전압 모듈;을 포함하는 LED 백라이트 구동 회로.
여기에서, 상기 팔로우 회로가 상기 LED 라인의 음극단 전압이 규격값보다 작다고 검측한 경우, 상기 팔로우 회로는 제1 팔로우 전압을 만들어 상기 기준 전압 모듈에 연결하고, 상기 기준 전압 모듈은 상기 제1 팔로우 전압을 토대로 상기 출력 전압을 증가시키고, 상기 팔로우 회로가 상기 LED 라인의 음극단 전압이 규격값보다 크다고 검측한 경우, 상기 팔로우 회로는 제2 팔로우 전압을 만들어 상기 기준 전압 모듈에 연결하고, 상기 기준 전압 모듈은 상기 제2 팔로우 전압을 토대로 상기 출력 전압을 감소시킨다.
또한, 상기 팔로우 회로는 비교 회로와 전압 제어 회로를 포함하고, 상기 비교 회로는 상기 LED 라인의 음극단의 전압을 검측하여 제어 신호를 만들고, 상기 전압 제어 회로는 상기 제어 신호를 토대로 팔로우 전압을 만들어 상기 기준 전압 모듈에 연결한다.
또한, 상기 비교 회로는 제1 비교기와 제2 비교기를 포함하고, 상기 제1 비교기의 반전 입력단은 제1 기준전압을 입력받고, 제2 비교기의 비반전 입력단은 제2 기준전압을 입력받으며, 상기 제1 비교기의 비반전 입력단과 상기 제2 비교기의 반전 입력단은 서로 연결되어 상기 LED 라인의 음극단에 연결되고, 상기 제1 비교기와 상기 제2 비교기의 출력단이 만든 신호는 상기 전압 제어 회로가 만든 팔로우 전압을 제어하여 상기 기준 전압 모듈에 연결하며, 상기 제1 기준전압은 상기 제2 기준전압보다 크다.
또한, 상기 전압 제어 회로는 제1 전계 효과 트렌지스터와 제2 전계 효과 트렌지스터를 포함하고, 상기 제1 전계 효과 트렌지스터의 게이트와 상기 제2 전계 효과 트렌지스터의 게이트는 각각 상기 비교 회로에 연결되고, 상기 비교 회로가 만든 제어 신호를 토대로 상기 제1 전계 효과 트렌지스터의 게이트와 상기 제2 전계 효과 트렌지스터의 게이트가 토동될지 또는 단락될지를 선택하고, 상기 제1 전계 효과 트렌지스터의 드레인은 제3 기준전압에 연결되고, 상기 제2 전계 효과 트렌지스터의 드레인은 제4 기준전압에 연결되며, 상기 제1 전계 효과 트렌지스터와 상기 제2 전계 효과 트렌지스터의 소스극은 각각 제6 저항기와 제7 저항기에 연결되고 또한 서로 연결되어 상기 전압 제어 회로의 출력단을 형성하고, 상기 전압 제어 회로의 출력단은 상기 기준 전압 모듈에 연결되고, 상기 제3 기준전압은 상기 레퍼런스 전압보다 크고, 상기 레퍼런스 전압은 상기 제4 기준전압보다 크다.
또한, 상기 전압 제어 회로는 제1 전계 효과 트렌지스트와 제2 전계 효과 트렌지스터를 포함하고, 상기 제1 전계 효과 트렌지스터의 게이트와 상기 제1 비교기의 출력단이 연결되어, 상기 제1 비교기의 출력 신호를 통해 상기 제1 전계 효과 트렌지스터의 도통 또는 단락을 제어하고, 상기 제2 전계 효과 트렌지스터의 게이트와 상기 제2 비교기의 출력단이 연결되어, 상기 제2 비교기의 출력 신호를 통해 상기 제2 전계 효과 트렌지스터의 도통 또는 단락을 제어하며, 상기 제1 전계 효과 트렌지스터의 드레인은 제3 기준전압에 연결되고, 상기 제2 전계 효과 트렌지스터의 드레인은 제4 기준전압에 연결되고, 상기 제1 전계 효과 트렌지스터와 상기 제2 전계 효과 트렌지스터의 소스는 각각 제6 저항기와 제7 저항기에 연결되고, 또한 서로 연결되어 상기 전압 제어 회로의 출력단을 형성하며, 상기 전압 제어 회로의 출력단은 상기 기준 전압 모듈에 연결되고, 상기 제3 기준전압은 상기 레퍼런스 전압보다 크고, 상기 레퍼런스 전압은 상기 제4 기준전압보다 크다.
또한, 상기 기준 전압 모듈은 직렬 연결된 제4 저항기와 제5 저항기를 포함하고, 상기 제4 저항기의 일단은 상기 승압 회로의 출력단과 연결되고, 상기 제4 저항기의 다른 일단은 상기 제5 저항기와 연결되며, 상기 제5 저항기의 다른 일단은 접지되고, 상기 제4 저항기와 상기 제5 저항기 사이에 레퍼런스 전압이 연결되고, 상기 레퍼런스 전압과 상기 제4 저항기 및 상기 제5 저항기는 함께 동작하여 상기 출력 전압을 조정한다.
또한, 상기 제4 저항기 및/또는 상기 제5 저항기는 가변 저항기이다.
또한, 상기 LED 백라이트 구동 회로는 전압 제어 모듈을 더 포함하고, 상기 전압 제어 모듈은 상기 승압 회로를 제어하여, 상기 승압 회로가 입력 전압을 필요한 출력 전압으로 변환하도록 하여 상기 LED 라인에 공급하여 상기 LED 라인을 정전류 구동시킨다.
본 발명은 또한 액정 디스플레이 장치를 제공하는데, 상기 액정 디스플레이 장치는 LED 백라이트 광원을 포함하고, 상기 LED 백라이트 광원은 상술한 LED 백라이트 구동 회로를 적용한다.
본 발명에서는, LED 라인의 음극단 전압을 검측하여, 상기 LED 라인의 음극단 전압이 규격값보다 작다고 판단하고, 상기 LED 라인에 걸리는 전압 하강이 규격값을 초과할 경우, 상기 팔로우 회로는 제1 팔로우 전압을 만들어 상기 기준 전압 모듈에 연결하고, 상기 기준 전압 모듈은 상기 제1 팔로우 전압을 토대로 상기 출력 전압을 증가시키고,상기 LED 라인에 걸리는 전압 하강이 규격값보다 작은 경우, 상기 팔로우 회로는 제2 팔로우 전압을 만들어 상기 기준 전압 모듈에 연결하고 상기 기준 전압 모듈은 상기 제2 팔로우 전압을 토대로 상기 출력 전압을 감소시킨다. 즉, 본 발명은 LED 라인에 결리는 전압 하강의 크기를 토대로 출력 전압을 조절함으로써, 출력 전압이 LED 라인에서의 전압 하강 변화에 따라 조정되도록 하여, 발광 다이오드에 적절한 구동 전압을 제공할 수 있도록 한다.
도 1은 종래의 액정 디스플레이 장치의 LED 백라이트 광원 구동회로의 회로도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 백라이트 구동회로를 모듈화한 개략도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 백라이트 구동회로의 회로도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 팔로우 회로 연결을 모듈화한 개략도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 팔로우 회로의 회로도이다.
이하는 도면과 실시예를 통해 본 발명에 대해 보다 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 백라이트 구동회로를 모듈화한 개략도이다.
도 2를 참고하면, 본 실시예에 따른 LED 백라이트 구동 회로는 입력 전압 Vin을 필요로 하는 출력 전압 Vout으로 변환하여 LED 라인(120)에 제공하는 승압 회로(110); 상기 LED 라인(120)의 음극단에 연결되어, LED 라인(120)의 음극단 전압을 검측하여 음극단 전압을 토대로 팔로우 전압을 만들어 기준 전압 모듈(130)에 연결하는데 사용되는 팔로우 회로(140); 및 레퍼런스 전압 Vfb에 연결되고, 팔로우 회로(140)와 연결되며, 팔로우 회로(140)가 만든 팔로우 전압을 토대로 출력 전압 Vout을 조정하는 기준 전압 모듈(130)을 포함한다.
팔로우 회로(140)가 LED 라인(120)의 음극단 전압이 규격값보다 작다고 검측한 경우, 즉, LED 라인(120)에서의 전압 강하 정도가 규격값보다 큰 경우, 팔로우 회로(140)는 제1 팔로우 전압을 만들어 기준 전압 모듈(130)에 연결하고, 기준 전압 모듈(130)은 팔로우 회로(140)가 만든 제1 팔로우 전압을 토대로 출력 전압 Vout을 증가시키고; 팔로우 회로(140)가 LED 라인(120)의 음극단 전압이 규격값보다 크다고 검측한 경우, 즉, LED 라인(120)에 걸리는 전압 강하 정도가 규격값보다 작은 경우, 이 때 팔로우 회로(140)는 제2 팔로우 전압을 만들어 기준 전압 모듈(130)에 연결하고, 기준 전압 모듈(130)은 팔로우 회로(140)가 만든 제2 팔로우 전압을 토대로 상기 출력 전압 Vout을 감소시킨다.
본 발명은 LED 라인(120)의 음극단의 전압을 토대로, 즉, LED 라인(120)에 걸리는 전압의 강하의 크기를 토대로 출력 전압 Vout을 조절함으로써, 출력 전압 Vout이 LED 라인(120)에 걸리는 전압 하강 정도가 변화함에 따라 조정이 가능토록 하여, LED 라인(120)에 적절한 구동 전압을 제공한다.
도 2에서 볼 수 있는 바와 같이, 본 실시예에서의 LED 백라이트 구동 회로는 이상 설명한 구조 이외에도, 전압 제어 모듈(150)을 더 포함할 수 있는데, 상기 전압 제어 모듈(150)은 승압 회로(110)를 제어하여, 승압 회로(110)가 입력 전압 Vin을 필요한 출력 전압 Vout으로 변환하도록 하여 LED 라인(120)에 공급하여 LED 라인(120)을 정전류 구동시킨다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 백라이트 구동회로의 회로도이다.
도 3을 참고하면, 본 실시예에 따른 LED 백라이트 구동 회로는 구체적으로 승압회로(110), LED 라인(120), 기준 전압 모듈(130), 팔로우 회로(140) 및 전압 제어 모듈(150)을 포함한다.
상기 승압 회로(110)는 인덕터(111), 정류 다이오드(112), 제3 전계 효과 트렌지스터(113)와 제1 저항기(114)를 포함하는데, 상기 인덕터(111)의 일단은 상기 입력된 직류전압 Vin을 입력받고, 인덕터(111)의 다른 일단은 정류 다이오드(112)의 애노드단에 연결되고 제3 전계 효과 트렌지스터(113)의 드레인에 연결된다. 제3 전계 효과 트렌지스터(113)의 게이트는 전압 제어 모듈(150)에 연결되고, 전압 제어 모듈(150)로부터의 신호에 따라 제3 전계 효과 트렌지스터(113)를 도통시킬지 아니면 단락시킬지를 제어한다. 제3 전계 효과 트렌지스터(113)의 소스는 제1 저항기(114)를 통해 접지된다. 정류 다이오드(1120)의 캐소드는 승압 회로(110)의 출력단을 형성하고 상기 LED 라인(120)에 연결된다.
전압 제어 모듈(150)은 제어칩(U1), 제4 전계 효과 트렌지스터(151) 및 제8저항기(152)를 포함하는데, 상기 제3 전계 효과 트렌지스터(151)의 드레인과 LED 라인(120)의 부극단이 연결되고, 제4 전계 효과 트렌지스터(151)의 소스는 제8 저항기(152)의 일단에 연결되며, 제8저항기(152)의 다른 일단은 접지된다. 상기 제어칩(U1)은 인출선 S1을 통해 제4 전계 효과 트렌지스터(151)의 소스에 연결되어, 제8 저항기(152)에 걸리는 전압을 검측하는데 사용된다. 상기 제어칩(U1)은 인출선 G1을 통해 제4 전계 효과 트렌지스터의 게이트에 연결되어, 제4 전계 효과 트렌지스터(151)의 도통 및 단락을 제어한다. 상기 제어칩(U1)은 인출선 ISEN을 통해 승압회로(110)의 제3 전계 효과 트렌지스터(113)의 소스에 연결되어, 제3 전계 효과 트렌지스터(113)의 소스에 흐르는 전류를 검측하는데 사용된다. 상기 제어칩(U1)은 인출선 GATE를 통해 제3 전계 효과 트렌지스터(113)의 게이트에 연결되고, 인출선 GATE가 만든 제어신호를 통해 제3 전계 효과 트렌지스터(113)의 도통 및 단락을 제어한다. 상기 제어칩(U1)은 인출선 FB를 통해 상기 기준 전압 모듈(130)의 기준 전압 Vfb의 연결단에 연결된다. 상기 제어칩(U1)은 제8 저항기(152)에 걸리는 전압, 제3 전계 효과 트렌지스터(113)의 소소 전류 및 기준 전압 모듈(130)의 기준 전압 Vfb의 연결단 전압의 변화를 검측하고, 제1 제어신호를 만들어 인출선 GATE를 통해 제3 전계 효과 트렌지스터(113)의 도통과 단락을 제어한다. 또한, 승압 회로(110)를 제어하여 승압 회로(110)가 입력 전압 Vin을 필요로 하는 출력 전압 Vout으로 변환시켜 LED 라인(120)에 공급하여 LED 라인(120)에 정전류 구동을 실현시킨다.
상기 기준 전압 모듈(130)은 직렬 연결된 제4 저항기(131, R4)와 제5 저항기(132, R5)를 포함하고, 제4 저항기(131)의 일단은 정류 다이오드(112)의 캐소드단과 연결되고, 다른 일단은 제5 저항기(132)와 연결되며, 제5 저항기(132)의 다른 일단은 접지되고, 제4 저항기(131)와 제5 저항기(132) 사이에 레퍼런스 전압 Vfb이 연결되고, 상기 레퍼런스 전압 Vfb과 제4 저항기(131) 및 제5 저항기(132)는 함께 동작하여 상기 출력 전압 Vout을 조정한다. 또한, 레퍼런스 전압 Vfb와 제4 저항기(131) 및 제5 저항기(132) 사이의 연결단은 상기 제어칩(U1)의 인출선 FB에 연결된다.
최선의 실시예로서, 제4 저항기(131) 및/또는 제5 저항기(132)는 가변저항기일 수 있다.
전술한 바와 같이, 팔로우 회로(140)는 LED 라인(120)의 부극단의 전압을 검측하여 이 부극단 전압을 토대로 팔로우 전압을 만들어 기준 전압 모듈(130)에 연결함으로써, 출력 전압 Vout이 LED 라인에 결리는 전압의 강하 변화에 따라 조정될 수 있도록 하여, LED 라인(120)에 적절한 구동 전압을 제공하는 것을 목적으로 한다. 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 팔로우 회로 연결을 모듈화한 개략도이다. 그 구체적인 회로도는 도 5를 참고하면 되는데, 상기 팔로우 회로(140)는 비교 회로(1401)와 전압 제어 회로(1402)를 포함하고, 상기 비교 회로(1401)는 제1 비교기(145)와 제2 비교기(146)을 포함하고, 상기 전압 제어 회로(1402)는 제1 전계 효과 트렌지스터(143)과 제2 전계 효과 트렌지스터(144)를 포함한다. 여기에서, 상기 제1 비교기(145)의 반전 입력단(-)은 기준전압 Vref1을 입력받고, 제2 비교기(146)의 비반전 입력단(+)은 기준전압 Vref2을 입력받으며, 상기 제1 비교기(145)의 비반전 입력단(+)과 상기 제2 비교기(146)의 반전 입력단(-)은 서로 연결되어 상기 LED 라인(120)의 음극단에 연결되고, 상기 제1 비교기(145)의 출력단은 제1 전계 효과 트렌지스터(143)의 게이트에 연결되고, 제1 비교기(145)의 출력 신호 Output을 통해 제1 전계 효과 트렌지스터(143)의 도통 또는 단락을 제어한다. 제2 비교기(146)의 출력단은 제2 전계 효과 트렌지스터(144)의 게이트에 연결되어, 제2 비교기(146)의 출력신호 Output2를 통해 제2 전계 효과 트렌지스터(144)의 도통과 단락을 제어한다. 제1 전계 효과 트렌지스터(143)의 드레인은 기준전압 Vref3을 입력받고, 소스는 제6 저항기(141, R6)를 통해 상기 기준 전압 모듈(130)의 제4 저항기(131)과 제5 저항기(132) 사이에 연결된다. 제 2 전계 효과 트렌지스터(144)의 드레인은 기준전입 Vref4를 입력받고, 소스는 제7 저항기(142, R7)를 통해 상기 기준 전압 모듈(130)의 제4 저항기(131)과 제5 저항기(132) 사이에 연결된다. 여기에서, Vref1>Vref2, Vref3>Vfb> Vref4이다.
본 실시예에서, 상기 LED 라인(120)은 한 개 이상의 LED(121)를 포함한다.
이하에서는 도 3에서 도시하는 LED 백라이트 구동 회로의 동작 과정을 상세하게 설명한다.
(a) LED 라인(120)의 전압이 정상 범위 안에 있을 때, 즉, LED 라인(120)에 걸리는 전압 강하가 정상일 때, LED 라인(120)의 부극단 전압(LED-)와 기준전압 Vref1 및 Vref2의 관계는 Vref1>LED- > Vref2이다. 이 때 제1 비교기(145)의 출력 신호 Output1은 로우 레벨(Lower Level)이고, 제1 전계 효과 트렌지스터(143)는 단락되고, 제2 비교기(146)의 출력 전압 Output2는 로우 레벨이고, 제2 전계 효과 트렌지스터(144)는 단락되며, 출력 전압 Vout은 팔로우 회로(140)의 영향을 받지 않고, 출력 전압은 다음과 같다.
Figure 112016003278416-pct00001
(b) LED 라인(120)의 전압이 정상 범위를 초과하는 경우, 즉, LED 라인(120)에 결리는 전압 강하가 매우 큰 경우에, 만약 출력 전압 Vout을 조정하지 않으면 출력 전압 Vout은 LED 라인(120)의 전압보다 낮을 수 있으며, 이에 따라 LED 라인(120)이 작동하지 않게 될 수 있다. 팔로우 회로(140)을 연결한 이후, LED 라인(120)의 부극단 전압(LED-)와 기준 전압 Vref1및 Vref의 관계는 Vref1>Vref1>LED- 이고, 이 때, 제1 비교기(145)의 출력 신호 Output1은 로우 레벨이며, 제1 전계 효과 트렌지스터(143)는 단락되고, 제2 비교기(146)의 출력 전압 Output2는 하이 레벨(High Level)이고, 제2 전계 효과 트렌지스터(144)는 도통되며, 이 때 팔로우 회로(140)은 제2 전계 효과 트렌지스터(144)의 드레인에 연결된 기준 전압 Vref4를 기준 전압 모듈(130)에 연결한다. 또한, Vfb> Vref4가 됨으로 인해, 이 때의 출력 전압은
Figure 112016003278416-pct00002
가 된다. 즉, LED 라인(120)에 걸리는 전압 강하가 매우 클 때, 팔로우 회로(140)은 출력 전압 Vout을 증가시키고, 출력 전압 Vout이 LED 라인(120)의 전압보다 낮아져서 LED 라인(120)이 작동하지 못하는 상황을 방지한다.
(c) LED 라인(120)의 전압이 정상 범위보다 낮아지는 경우, 즉, LED 라인(120)에 결리는 전압 강하가 매우 작은 경우에, 만약 출력 전압 Vout을 조정하지 않으면 출력 전압 Vout은 LED 라인(120)의 전압보다 상당히 커질 수 있으며, 이에 따라 LED 라인(120)의 부극단의 전압이 매우 높아지고, 회로 손실이 늘어나 효율이 떨어지게 된다. 팔로우 회로(140)을 연결한 이후, LED 라인(120)의 부극단 전압(LED-)와 기준 전압 Vref1및 Vref의 관계는 LED- > Vref1> Vref2이고, 이 때, 제1 비교기(145)의 출력 신호 Output1은 하이 레벨이며, 제1 전계 효과 트렌지스터(143)는 도통되고, 제2 비교기(146)의 출력 신호 Output2는 로우 레벨이고, 제2 전계 효과 트렌지스터(144)는 단락되며, 이 때 팔로우 회로(140)은 제1 전계 효과 트렌지스터(143)의 드레인에 연결된 기준 전압 Vref3를 기준 전압 모듈(130)에 연결한다. 또한, Vref3>Vfb가 됨으로 인해, 이 때의 출력 전압은
Figure 112016003278416-pct00003
가 된다. 즉, LED 라인(120)에 걸리는 전압 강하가 매우 작을 때, 팔로우 회로(140)은 출력 전압 Vout을 감소시키고, 출력 전압 Vout이 LED 라인(120)의 전압보다 매우 커져서 LED 라인(120)의 부극단 전압이 매우 높아지고 회로의 손실이 증가하여 효율이 떨어지는 상황을 방지한다.
이상을 종합하면, 본 발명은 LED 라인의 부극단 전압을 검측하고, LED 라인에 걸리는 전압 강하가 규격값보다 크거나 또는 작은지 판단하여, LED 라인에 걸리는 전압 강하가 규격값을 초과하는 경우, 팔로우 회로가 제1 팔로우 전압을 만들어 기준 전압 모듈에 연결하고, 상기 기준 전압 모듈은 제1 팔로우 전압에 따라 출력 전압 Vout을 증가시킨다. LED 라인에 걸리는 전압 강하가 규격값보다 작은 경우, 팔로우 회로가 제2 팔로우 전압을 만들어 기준 전압 모듈에 연결하고, 상기 기준 전압 모듈은 제2 팔로우 전압에 따라 출력 전압 Vout을 감소시킨다. 즉, 본 발명은 LED 라인에 걸리는 전압 강하의 크기를 토대로 출력 전압 Vout을 조절할 수 있고, 이에 따라 출력 전압 Vout이 LED 라인에 결리는 전압 강하의 변화에 따라 조정되어 발광 다이오드에 적절한 구동 전압을 공급하게 된다.
본 명세서에서, 예를 들어, 제1 및 제2와 같은 방식으로 설명한 것은 단지 하나의 실시 방식과 다른 실시 방식 간에 구별을 위한 것일 뿐이니, 이들 실시 방식이 서로 어떠한 실질적 관계를 가지고 있다거나 혹은 순서를 의미하는 것은 아니다. 또한, "포함한다" 또는 "포괄한다"는 것의 의미는 개방형 서술 방식으로서, 일련의 구성요소로서 과정, 방법, 물건 또는 설비 등을 포함한다는 것은 단지 그러한 구성요소만을 포함한다는 것이 아니라, 명시하지는 않은 구성요소 또는 그러한 과정, 방법, 물건 또는 설비의 고유의 구성요소들을 더 포함할 수 있음을 의미한다. 다른 한정 표현이 없는 한, "하나의 …를 포함한다"는 식으로 한정된 표현 역시 언급된 과정, 방법, 물건 또는 설비 이외에도 다른 동일한 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다.
이상에서 설명한 실시예는 단지 본 발명에서 기재하는 일 실시예일 뿐으로서, 본 발명의 실시예를 토대로, 본 기술 영역의 통상의 기술자가 창조적인 노력을 들이지 않는 범위 안에서 얻을 수 있는 다른 실시예들도 본 발명의 권리범위에 속하는 것으로 보아야 한다.

Claims (18)

  1. 입력 전압을 필요한 출력 전압으로 변환하여 LED 라인에 공급하는 승압회로;
    상기 LED 라인의 음극단에 연결되어, LED 라인의 음극단 전압을 검측하여 상기 음극단 전압을 토대로 팔로우 전압을 만들어 기준 전압 모듈에 연결하는데 사용되는 팔로우 회로; 및
    레퍼런스 전압에 연결되고, 상기 팔로우 회로와 연결되며, 상기 팔로우 회로가 만든 팔로우 전압을 토대로 상기 출력 전압을 조정하는 기준 전압 모듈;을 포함하고,
    상기 팔로우 회로는 비교 회로와 전압 제어 회로를 포함하고, 상기 비교 회로는 상기 LED 라인의 음극단의 전압을 검측하여 제어 신호를 만들고, 상기 전압 제어 회로는 상기 제어 신호를 토대로 팔로우 전압을 만들어 상기 기준 전압 모듈에 연결하고,
    상기 전압 제어 회로는 제1 전계 효과 트렌지스터와 제2 전계 효과 트렌지스터를 포함하고,
    상기 제1 전계 효과 트렌지스터의 게이트와 상기 제2 전계 효과 트렌지스터의 게이트는 각각 상기 비교 회로에 연결되고, 상기 비교 회로가 만든 제어 신호를 토대로 상기 제1 전계 효과 트렌지스터의 게이트와 상기 제2 전계 효과 트렌지스터의 게이트가 도통될지 또는 단락될지를 선택하고,
    상기 제1 전계 효과 트렌지스터의 드레인은 제3 기준전압에 연결되고, 상기 제2 전계 효과 트렌지스터의 드레인은 제4 기준전압에 연결되며,
    상기 제1 전계 효과 트렌지스터와 상기 제2 전계 효과 트렌지스터의 소스극은 각각 제6 저항기와 제7 저항기에 연결되고 또한 서로 연결되어 상기 전압 제어 회로의 출력단을 형성하고, 상기 전압 제어 회로의 출력단은 상기 기준 전압 모듈에 연결되고,
    상기 제3 기준전압은 상기 레퍼런스 전압보다 크고, 상기 레퍼런스 전압은 상기 제4 기준전압보다 큰,
    LED 백라이트 구동 회로.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 팔로우 회로가 상기 LED 라인의 음극단 전압이 규격값보다 작다고 검측한 경우, 상기 팔로우 회로는 제1 팔로우 전압을 만들어 상기 기준 전압 모듈에 연결하고, 상기 기준 전압 모듈은 상기 제1 팔로우 전압을 토대로 상기 출력 전압을 증가시키고,
    상기 팔로우 회로가 상기 LED 라인의 음극단 전압이 규격값보다 크다고 검측한 경우, 상기 팔로우 회로는 제2 팔로우 전압을 만들어 상기 기준 전압 모듈에 연결하고, 상기 기준 전압 모듈은 상기 제2 팔로우 전압을 토대로 상기 출력 전압을 감소시키는, LED 백라이트 구동 회로.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 비교 회로는 제1 비교기와 제2 비교기를 포함하고,
    상기 제1 비교기의 반전 입력단은 제1 기준전압을 입력받고, 제2 비교기의 비반전 입력단은 제2 기준전압을 입력받으며, 상기 제1 비교기의 비반전 입력단과 상기 제2 비교기의 반전 입력단은 서로 연결되어 상기 LED 라인의 음극단에 연결되고,
    상기 제1 비교기와 상기 제2 비교기의 출력단이 만든 신호는 상기 전압 제어 회로가 만든 팔로우 전압을 제어하여 상기 기준 전압 모듈에 연결하며,
    상기 제1 기준전압은 상기 제2 기준전압보다 큰, LED 백라이트 구동 회로.
  5. 삭제
  6. 제4항에 있어서,
    상기 제1 전계 효과 트렌지스터의 게이트와 상기 제1 비교기의 출력단이 연결되어, 상기 제1 비교기의 출력 신호를 통해 상기 제1 전계 효과 트렌지스터의 도통 또는 단락을 제어하고,
    상기 제2 전계 효과 트렌지스터의 게이트와 상기 제2 비교기의 출력단이 연결되어, 상기 제2 비교기의 출력 신호를 통해 상기 제2 전계 효과 트렌지스터의 도통 또는 단락을 제어하는,
    LED 백라이트 구동 회로.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 기준 전압 모듈은 직렬 연결된 제4 저항기와 제5 저항기를 포함하고,
    상기 제4 저항기의 일단은 상기 승압 회로의 출력단과 연결되고, 상기 제4 저항기의 다른 일단은 상기 제5 저항기와 연결되며, 상기 제5 저항기의 다른 일단은 접지되고, 상기 제4 저항기와 상기 제5 저항기 사이에 레퍼런스 전압이 연결되고, 상기 레퍼런스 전압과 상기 제4 저항기 및 상기 제5 저항기는 함께 동작하여 상기 출력 전압을 조정하는, LED 백라이트 구동 회로.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제4 저항기 및/또는 상기 제5 저항기는 가변 저항기인, LED 백라이트 구동 회로.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 LED 백라이트 구동 회로는 전압 제어 모듈을 더 포함하고, 상기 전압 제어 모듈은 상기 승압 회로를 제어하여, 상기 승압 회로가 입력 전압을 필요한 출력 전압으로 변환하도록 하여 상기 LED 라인에 공급하여 상기 LED 라인을 정전류 구동시키는, LED 백라이트 구동 회로.
  10. LED 백라이트 광원을 포함하는 액정 디스플레이 장치로서, 상기 LED 백라이트 광원에 적용되는 LED 백라이트 구동 회로는,
    입력 전압을 필요한 출력 전압으로 변환하여 LED 라인에 공급하는 승압회로;
    상기 LED 라인의 음극단에 연결되어, LED 라인의 음극단 전압을 검측하여 상기 음극단 전압을 토대로 팔로우 전압을 만들어 기준 전압 모듈에 연결하는데 사용되는 팔로우 회로; 및
    레퍼런스 전압에 연결되고, 상기 팔로우 회로와 연결되며, 상기 팔로우 회로가 만든 팔로우 전압을 토대로 상기 출력 전압을 조정하는 기준 전압 모듈;을 포함하고,
    상기 팔로우 회로는 비교 회로와 전압 제어 회로를 포함하고, 상기 비교 회로는 상기 LED 라인의 음극단의 전압을 검측하여 제어 신호를 만들고, 상기 전압 제어 회로는 상기 제어 신호를 토대로 팔로우 전압을 만들어 상기 기준 전압 모듈에 연결하고,
    상기 전압 제어 회로는 제1 전계 효과 트렌지스터와 제2 전계 효과 트렌지스터를 포함하고,
    상기 제1 전계 효과 트렌지스터의 게이트와 상기 제2 전계 효과 트렌지스터의 게이트는 각각 상기 비교 회로에 연결되고, 상기 비교 회로가 만든 제어 신호를 토대로 상기 제1 전계 효과 트렌지스터의 게이트와 상기 제2 전계 효과 트렌지스터의 게이트가 도통될지 또는 단락될지를 선택하고,
    상기 제1 전계 효과 트렌지스터의 드레인은 제3 기준전압에 연결되고, 상기 제2 전계 효과 트렌지스터의 드레인은 제4 기준전압에 연결되며,
    상기 제1 전계 효과 트렌지스터와 상기 제2 전계 효과 트렌지스터의 소스극은 각각 제6 저항기와 제7 저항기에 연결되고 또한 서로 연결되어 상기 전압 제어 회로의 출력단을 형성하고, 상기 전압 제어 회로의 출력단은 상기 기준 전압 모듈에 연결되고,
    상기 제3 기준전압은 상기 레퍼런스 전압보다 크고, 상기 레퍼런스 전압은 상기 제4 기준전압보다 큰,
    액정 디스플레이 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 팔로우 회로가 상기 LED 라인의 음극단 전압이 규격값보다 작다고 검측한 경우, 상기 팔로우 회로는 제1 팔로우 전압을 만들어 상기 기준 전압 모듈에 연결하고, 상기 기준 전압 모듈은 상기 제1 팔로우 전압을 토대로 상기 출력 전압을 증가시키고,
    상기 팔로우 회로가 상기 LED 라인의 음극단 전압이 규격값보다 크다고 검측한 경우, 상기 팔로우 회로는 제2 팔로우 전압을 만들어 상기 기준 전압 모듈에 연결하고, 상기 기준 전압 모듈은 상기 제2 팔로우 전압을 토대로 상기 출력 전압을 감소시키는, 액정 디스플레이 장치.
  12. 삭제
  13. 제10항에 있어서,
    상기 비교 회로는 제1 비교기와 제2 비교기를 포함하고,
    상기 제1 비교기의 반전 입력단은 제1 기준전압을 입력받고, 제2 비교기의 비반전 입력단은 제2 기준전압을 입력받으며, 상기 제1 비교기의 비반전 입력단과 상기 제2 비교기의 반전 입력단은 서로 연결되어 상기 LED 라인의 음극단에 연결되고,
    상기 제1 비교기와 상기 제2 비교기의 출력단이 만든 신호는 상기 전압 제어 회로가 만든 팔로우 전압을 제어하여 상기 기준 전압 모듈에 연결하며,
    상기 제1 기준전압은 상기 제2 기준전압보다 큰, 액정 디스플레이 장치.
  14. 삭제
  15. 제13항에 있어서,
    상기 제1 전계 효과 트렌지스터의 게이트와 상기 제1 비교기의 출력단이 연결되어, 상기 제1 비교기의 출력 신호를 통해 상기 제1 전계 효과 트렌지스터의 도통 또는 단락을 제어하고,
    상기 제2 전계 효과 트렌지스터의 게이트와 상기 제2 비교기의 출력단이 연결되어, 상기 제2 비교기의 출력 신호를 통해 상기 제2 전계 효과 트렌지스터의 도통 또는 단락을 제어하는,
    액정 디스플레이 장치.
  16. 제10항에 있어서,
    상기 기준 전압 모듈은 직렬 연결된 제4 저항기와 제5 저항기를 포함하고,
    상기 제4 저항기의 일단은 상기 승압 회로의 출력단과 연결되고, 상기 제4 저항기의 다른 일단은 상기 제5 저항기와 연결되며, 상기 제5 저항기의 다른 일단은 접지되고, 상기 제4 저항기와 상기 제5 저항기 사이에 레퍼런스 전압이 연결되고, 상기 레퍼런스 전압과 상기 제4 저항기 및 상기 제5 저항기는 함께 동작하여 상기 출력 전압을 조정하는, 액정 디스플레이 장치.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 제4 저항기 및/또는 상기 제5 저항기는 가변 저항기인, 액정 디스플레이 장치.
  18. 제10항에 있어서,
    상기 LED 백라이트 구동 회로는 전압 제어 모듈을 더 포함하고, 상기 전압 제어 모듈은 상기 승압 회로를 제어하여, 상기 승압 회로가 입력 전압을 필요한 출력 전압으로 변환하도록 하여 상기 LED 라인에 공급하여 상기 LED 라인을 정전류 구동시키는, 액정 디스플레이 장치.
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