KR102143936B1 - 발광 구동 장치 및 그 제어 방법 - Google Patents

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Abstract

발광 구동 장치가 개시된다. 본 장치는 발광 소자를 구동하는 구동부, 발광 소자에 공급되는 전원을 스위칭하는 스위칭부 및 발광 소자에 인가된 전압에 따라 스위칭부의 스위칭 오프 시간을 조정하는 제어부를 포함한다.

Description

발광 구동 장치 및 그 제어 방법{LUMINESCENCE DRIVING APPARATUS AND CONTROL METHOD THEREOF}
본 발명은 발광 구동 장치 및 그 제어 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 발광 소자의 부하 변동폭을 최소화하기 위한 발광 구동 장치 및 그 제어 방법에 관한 것이다.
일반적인 액정 표시 장치(Liquid Crystal Display: LCD)는 다른 표시 장치에 비해 두께가 얇고 무게가 가벼우며, 구동 전압 및 소비 전력이 낮아서 널리 사용되고 있다. 그러나 액정 표시 장치는 자체적으로 발광을 하지 못하는 비발광 소자이므로 액정 표시 패널에 광을 공급하기 위한 별도의 백라이트를 필요로 한다.
액정 표시 장치의 백라이트 광원으로는 냉음극형광램프(Cold Cathode Fluorescent Lamp: CCFL) 또는 발광 다이오드(Light Emitting Diode: LED) 등이 많이 사용된다. 냉음극 형광램프는 수은을 사용하기 때문에 환경 오염을 유발할 수 있고, 응답속도가 느리며, 색 재현성이 낮을 뿐만 아니라 LCD 패널의 경박단소화에도 적절하지 못한 단점을 가졌다.
반면에, 발광 다이오드는 환경 유해 물질을 사용하지 않아 친환경적이며, 임펄스 구동이 가능한 이점이 있다. 그리고 색 재현성이 우수하며, 적색, 녹색, 청색 발광 다이오드의 광량을 조정하여 휘도, 색 온도 등을 임의로 변경할 수 있을 뿐만 아니라, LCD 패널의 경박단소화에 적합한 장점들을 가지므로, 최근 LCD 패널 등의 백라이트용 광원으로 많이 채용되고 있는 실정이다.
이와 같이, LED를 채용한 LCD 백라이트에서는 LED에 일정한 전류를 제공하는 구동 회로가 필요하다. LED를 일정한 전류 또는 전압으로써 구동하기 위한 구동 회로에는 PWM 방식의 직류-직류 컨버터가 주로 사용된다. 도 1은 종래 기술에 따른 발광 구동 장치에 관한 회로도의 일 예이고, 도 2는 종래 기술에 따른 발광 구동 장치의 주파수에 따른 전류 파형 특성에 관한 그래프의 다양한 예이다.
도 1을 참조하면, 종래 기술에 따른 발광 구동 장치(10)는 발광 소자 및 발광 소자에 직류 전원을 공급하는 전원부를 포함한다. 또한, 발광 소자와 전원부 사이에는 다이오드, 커패시터, 인덕터가 배치되며, 인덕터의 일측과 전원부의 일측 사이에는 스위치(M)가 연결된다. 이 경우, 스위치(M)는 전압 검출 저항(Rcs)에서 검출되는 전압값에 따라 스위치(M)의 온-오프 듀티비를 조정하는 PWM 조정부(IC)와 연결된다. 이 경우, 회로의 형태적 특성상 인덕터 전류의 평균값은 발광 소자에 흐르는 출력 전류와 동일한 값을 가지게 된다.
도 1에 도시된 바와 같은 회로가 정상상태(steady-state)로 동작하는 경우에 인덕터 전류의 파형을 도 2에서 도시하였다. 도 2의 (a)를 참조하면, 스위치(M)가 턴-온되면 인덕터 전류는 증가하고, 스위치(M)가 턴-오프되면 인덕터 전류는 감소한다. 이 경우, 인덕터 전류의 평균값은 발광 소자의 출력 전류와 동일하다. 또한, 전압검출 저항(Rcs)에 의해 검출되는 턴-온 구간의 스위치 전류에 대한 정보만으로 출력 전류의 평균값을 제어하기 위해, PWM 조정부(IC)는 턴-온 시점에 검출된 출력 전류와 턴-오프 시점에 검출된 출력 전류의 평균값이 목표 전류값으로 되도록 턴-온 구간을 제어하게 된다.
그러나, 이러한 종래 기술에 의하면 출력 전압 또는 입력 전압이 달라지게 되는 경우 스위칭 주파수도 변하게 된다. 즉, 발광 소자에 고전압이 인가되면, 스위치의 턴-온 구간이 길어지게 되어 스위칭 주파수가 낮아진다. 반대로, 발광 소자에 저전압이 인가되면, 스위치의 턴-온 구간이 짧아지게 되어 스위칭 주파수가 높아진다. 도 2의 (b)에서는 스위칭 주파수가 낮아짐으로 인해서 인덕터 전류의 리플이 증가하게 되는 경우를 도시하였고, 도 2의 (c)에서는 스위칭 주파수가 높아짐으로 인해서 인덕터 전류의 리플이 감소하게 되는 경우를 도시하였다.
따라서, 스위칭 주파수가 감소하게 되면 출력 전류의 스위칭 리플이 크게 증가하는 문제점이 발생하고, 스위칭 주파수가 증가하게 되면 스위칭 손실이 발생할 뿐만 아니라 회로에 발열이 생기게 되는 등의 문제점이 발생하게 된다.
본 발명은 상술한 필요성에 따른 것으로, 본 발명의 목적은 발광 소자에 인가된 전압에 따라 스위칭부의 스위칭 시간을 조정하도록 하는 발광 구동 장치 및 그 제어 방법을 제공하기 위함이다.
상기의 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 구동 장치는 발광 소자를 구동하는 구동부, 발광 소자에 공급되는 전원을 스위칭하는 스위칭부 및 발광 소자에 인가된 전압에 따라 스위칭부의 스위칭 오프 시간을 조정하는 제어부를 포함한다.
또한, 스위칭부와 연결되어 스위칭부의 PWM을 조정하는 PWM 조정부를 더 포함하며, 제어부는 조정된 스위칭 오프 시간에 기초하여 스위칭부의 PWM을 조정하도록 PWM 조정부를 제어할 수 있다.
또한, 발광 소자와 연결되어 발광 소자에 인가된 전압을 검출하는 전압 검출부를 더 포함하고, 제어부는 검출된 전압에 따라 스위칭부의 스위칭 오프 시간을 조정할 수 있다.
또한, 제어부는 PWM 조정부와 연결된 복수의 저항 소자, 복수의 저항 소자 중 적어도 하나와 병렬 연결되는 스위치 및 검출된 전압과 기준 전압을 비교하여 스위치에 대한 스위칭 신호를 출력하는 전압 비교기를 포함할 수 있다.
또한, 제어부는 검출된 전압을 스위칭부의 스위칭 오프 시간에 대응되는 전류로 변환하여 PWM 조정부로 출력하는 트랜스컨덕턴스 증폭기를 포함할 수 있다.
또한, 제어부는 발광 소자에 인가되는 전압의 디지털 신호에 대응되는 스위칭 오프 시간에 대한 정보를 저장하는 저장부, 검출된 전압을 디지털 신호로 변환하는 AD 컨버터 및 저장된 정보에 기초하여 변환된 디지털 신호에 대응되는 스위칭 오프 시간을 검출하여 PWM 조정부로 출력하는 시리얼 변환부를 포함할 수 있다.
또한, 발광 소자를 포함하는 발광부를 더 포함할 수 있다.
또한, 발광 소자를 연결하기 위한 연결부를 더 포함할 수 있다.
또한, 연결부는 복수 개의 핀을 포함하며, 제어부는 발광 소자의 연결에 따라 복수 개의 핀 중 적어도 하나에 인가되는 전압에 기초하여 스위칭부의 스위칭 오프 시간을 조정할 수 있다.
또한, 발광 소자는 개방 또는 단락되는 적어도 두 개의 핀을 포함할 수 있다.
또한, 발광 소자는 적어도 하나의 LED가 직렬로 연결된 LED 어레이를 포함할 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 구동 장치의 제어 방법은 발광 소자에 전압이 인가되는 단계, 인가된 전압에 따라 스위칭부의 스위칭 오프 시간을 조정하는 단계 및 조정된 스위칭 오프 시간에 따라 발광 소자에 공급되는 전원을 스위칭하는 단계를 포함한다.
또한, 스위칭부의 PWM을 조정하는 단계 및 조정된 스위칭 오프 시간에 기초하여 스위칭부의 PWM을 조정하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 발광 소자에 인가된 전압을 검출하는 단계 및 검출된 전압에 따라 스위칭부의 스위칭 오프 시간을 조정하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 검출된 전압을 스위칭부의 스위칭 오프 시간에 대응되는 전류로 변환하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 발광 소자에 인가되는 전압의 디지털 신호에 대응되는 스위칭 오프 시간에 대한 정보를 저장하는 단계, 검출된 전압을 디지털 신호로 변환하는 단계 및 저장된 정보에 기초하여 변환된 디지털 신호에 대응되는 스위칭 오프 시간을 검출하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 발광 소자의 부하값 또는 발광 소자에 인가된 전압값이 변하더라도 스위칭 주파수의 변화를 최소화할 수 있으므로, 스위칭 주파수의 변화에 따른 발열, EMI 발생, 리플 증가 등과 같은 현상을 줄일 수 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 발광 구동 장치에 관한 회로도의 일 예,
도 2는 종래 기술에 따른 발광 구동 장치의 주파수에 따른 전류 파형 특성에 관한 그래프의 다양한 예,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 구동 장치에 관한 블럭도의 일 예,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 구동 장치에 있어서 발광 소자에 인가된 전압에 따른 스위칭부의 턴-오프 구간 특성에 관한 그래프의 다양한 예,
도 5 내지 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 구동 장치에 관한 회로도의 다양한 예,
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 구동 장치의 제어 방법에 관한 순서도의 일 예이다.
이하에서는 도면을 참조하여, 본 발명에 대해 자세히 설명하기로 한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 구동 장치(100)에 관한 블럭도의 일 예이다. 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 구동 장치(100)는 구동부(110), 스위칭부(120), 제어부(140)를 포함한다. 이러한 발광 구동 장치(100)는 부하단 즉, 발광 소자에 일정한 전압을 제공하는 직류-직류 컨버터일 수 있으며, 특히, 강압식(buck type) 직류-직류 컨버터일 수 있다.
구동부(110)는 발광 소자를 구동하기 위한 구성요소이다. 구동부(110)의 일 측에는 직류 전원을 공급하는 전원 공급부와 연결된다. 구동부(110)의 타 측에는 전원 공급부에 의해 공급된 전원으로써 구동하는 발광 소자가 연결된다.
또한, 구동부(110)는 다이오드, 커패시터, 다이오드와 커패시터 사이에 연결된 인덕터, 전원 공급부의 일 측과 인덕터 사이에 연결된 전압 검출 저항(Rcs)을 포함할 수 있다.
이 경우, 발광 소자는 LED일 수 있으며, 적어도 하나의 LED가 직렬로 연결된 LED 어레이일 수도 있다. 뿐만 아니라, 발광 소자는 복수의 LED 어레이가 병렬로 연결된 것일 수도 있다.
스위칭부(120)는 발광 소자에 공급되는 전원을 스위칭하기 위한 구성요소이다. 구체적으로, 스위칭부(120)가 턴-온되면 발광 소자에 직류 전원이 공급되고, 스위칭부(120)가 턴-오프되면 발광 소자에 직류 전원이 공급되지 않는다. 즉, 스위칭부(120)가 턴-온되면 인덕터에 흐르는 전류는 선형적으로 증가하고, 스위칭부(120)가 턴-오프되면 인덕터에 흐르는 전류는 선형적으로 감소한다. 여기서, 인덕터에 흐르는 전류는 발광 소자의 출력 전류와 동일함은 종래 기술에 관하여 설명한 바와 같다.
또한, 스위칭부(120)는 구동부(110)의 인덕터 및 전압 검출 저항(Rcs) 사이에 직렬로 연결될 수 있다. 이 경우, 스위칭부(120)는 MOSFET이 사용될 수 있으며, MOSFET의 게이트 전압이 조정됨으로써 스위칭이 이루어질 수 있다.
제어부(140)는 발광 소자에 인가된 전압에 따라 스위칭부(120)의 스위칭 오프 시간을 조정한다. 구체적으로, 제어부(140)는 발광 소자의 출력 전류값이 기 설정된 전류값과 동일하도록 스위칭부(120)의 턴-오프 시간을 제어할 수 있다. 즉, 제어부(140)는 발광 소자에 인가된 전압이 변함에 따른 스위칭 주파수의 변화를 최소화하기 위해 스위칭부(120)의 스위칭 오프 시간을 발광 소자에 인가된 전압에 대응하도록 조정할 수 있다. 이하에서는 도 4에 도시된 그래프로써 제어부(140)의 구체적인 동작을 설명하기로 한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 구동 장치(100)에 있어서 발광 소자에 인가된 전압에 따른 스위칭부(120)의 턴-오프 시간 특성에 관한 그래프의 다양한 예이다.
도 4의 (a)를 참조하면, 제어부(140)는 발광 소자에 인가된 전압에 반비례하는 스위칭 오프 시간을 인가할 수 있다. 예를 들어, 발광 소자에 인가된 전압이 기준 전압보다 크다면, 제어부(140)는 기준 스위칭 오프 시간보다 작은 스위칭 오프 시간을 인가할 수 있다. 반대로, 발광 소자에 인가된 전압이 기준 전압보다 작다면, 제어부(140)는 기준 스위칭 오프 시간보다 큰 스위칭 오프 시간을 인가할 수 있다. 이러한 경우는 일정한 공급 전원에 대하여 발광 소자의 저항값이 연속적으로 변하는 경우에 이루어지는 제어부(140)의 동작 특성일 수 있다.
도 4의 (b)를 참조하면, 제어부(140)는 기 설정된 전압 구간(Vo - min ~ Vo - max) 내에서 발광 소자에 인가된 전압에 반비례하는 스위칭 오프 시간을 인가할 수 있다. 기 설정된 전압 구간(Vo - min ~ Vo - max) 내에서 이루어지는 제어부(140)의 동작 특성은 도 4의 (a)에서 설명한 바와 동일하다. 또한, 이러한 경우는 일정한 공급 전원에 대하여 발광 소자의 저항값이 기 설정된 범위 내에서 변경되는 경우에 이루어지는 제어부(140)의 동작 특성일 수 있다.
도 4의 (c)를 참조하면, 제어부(140)는 기 설정된 전압(Vo - th)보다 작은 전압이 발광 소자에 인가되었다면 제1 스위칭 오프 시간을 인가하도록 하고, 기 설정된 전압(Vo - th) 이상의 전압이 발광 소자에 인가되었다면 제1 스위칭 오프 시간보다 작은 제2 스위칭 오프 시간을 인가하도록 한다. 이러한 경우는 일정한 공급 전원에 대하여 발광 소자의 저항값이 두 개의 값 중 어느 하나로 변경되는 경우에 이루어지는 제어부(140)의 동작 특성일 수 있다.
따라서, 전술한 바와 같은 제어부(140)의 동작에 의하면 발광 소자의 저항값 또는 발광 소자에 인가된 전압값이 변경되더라도, 도 2의 (b) 또는 (c)에 도시된 바와 같은 스위칭 주파수의 변화를 배제할 수 있게 된다. 즉, 도 2의 (a)에 도시된 바와 같은 안정된 형태의 스위칭 주파수 특성이 나타나게 되어, 스위칭 주파수의 변화에 따른 부작용이 나타나지 않게 된다.
이하에서는 본 발명에 따른 발광 구동 장치(100)의 구체적인 회로도를 이용하여 설명하기로 한다.
도 5 내지 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 구동 장치(100)에 관한 회로도의 다양한 예이다. 이하에서는 전술한 설명과 중복되는 부분에 대한 설명은 생략하기로 한다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 발광 구동 장치(100A)는 구동부(110), 스위칭부(120), PWM 조정부(130), 제어부(140), 발광부(150), 전압 검출부(160)를 포함한다.
발광부(150)는 발광 소자, 구체적으로 LED로 구현될 수 있다. 이 경우, 발광 소자는 도 5에 도시된 바와 같은 하나의 LED에 한정되는 것은 아니며, 적어도 하나의 LED가 직렬로 연결된 LED 어레이일 수도 있다. 뿐만 아니라, 발광 소자는 복수의 LED 어레이가 병렬로 연결된 것일 수도 있다.
전압 검출부(160)는 발광 소자와 연결되어 발광 소자에 인가된 전압을 검출하는 구성요소이다. 도 5에 도시된 바와 같이, 전압 검출부(160)의 입력단은 발광부(150)의 양 노드와 연결되어 발광부(150)에 인가된 전압을 검출한다. 전압 검출부(160)가 검출한 발광부(150)의 인가 전압은 제어부(140)로 전달된다.
제어부(140)는 전압 검출부(160)가 검출한 발광 소자의 인가 전압에 따라 스위칭부(120)의 스위칭 오프 시간을 조정한다. 구체적으로, 제어부(140)는 발광 소자에 인가된 전압값이 기 설정된 전압값과 동일하도록 스위칭부(120)의 턴-오프 시간을 제어할 수 있다. 즉, 제어부(140)는 발광 소자에 인가된 전압이 변함에 따른 스위칭 주파수의 변화를 최소화하기 위해 스위칭부(120)의 스위칭 오프 시간을 발광 소자에 인가된 전압에 대응하도록 조정할 수 있다. 이 경우, 발광 소자에 인가된 전압에 대응되는 스위칭 오프 시간에 대해서는 도 4에서 설명한 바와 같다.
PWM 조정부(130)는 스위칭부(120)와 연결되어 스위칭부(120)의 PWM을 조정하는 구성요소이다. 구체적으로, 제어부(140)는 조정된 스위칭 오프 시간에 기초하여 스위칭부(120)의 PWM을 조정하도록 PWM 조정부(130)를 제어할 수 있다. 이 경우, 제어부(140)에 의해 조정된 스위칭부(120)의 PWM은 도 2의 (a)와 같은 정상적인 파형일 수 있다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 발광 구동 장치(100B)는 구동부(110), 스위칭부(120), PWM 조정부(130), 제어부(140), 발광부(150), 전압 검출부(160)를 포함한다. 특히, 제어부(140)는 복수의 저항 소자, 스위치(Ms), 전압 비교기(141)로 구현될 수 있다.
복수의 저항 소자는 PWM 조정부(130)와 연결되고, 스위치(Ms)는 복수의 저항 소자 중 적어도 하나와 연결된다. 도 6에 도시된 바와 같이, 제1 저항(RT1) 및 제2 저항(RT2)이 연결되고, 스위치(Ms)는 제2 저항(RT2)과 병렬로 연결된다. 이 경우, 스위치(Ms)는 스위칭부(120)와 마찬가지로 MOSFET으로 구현될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
전압 비교기(141)는 검출된 전압과 기준 전압을 비교하여 스위치(Ms)에 대한 스위칭 신호를 출력한다. 도 6에 도시된 바와 같이, 전압 비교기(141)의 입력단은 전압 검출부(160)의 출력 전압 및 기 설정된 전압(Vo - th)을 입력한다. 전압 비교기(141)의 비교 결과, 전압 검출부(160)의 출력 전압이 기 설정된 전압(Vo - th) 이상이면, 스위치(Ms)는 턴-온되어 스위칭부(120)의 스위칭 오프 시간은 증가하게 된다. 전압 검출부(160)의 출력 전압이 기 설정된 전압(Vo - th) 미만이면, 스위치(Ms)는 턴-오프되어 스위칭부(120)의 스위칭 오프 시간은 감소하게 된다.
한편, 조정된 스위칭 오프 시간에 기초한 PWM 조정부(130)의 스위칭부(120)에 대한 PWM 조정에 대해서는 전술한 바와 동일하다.
도 7을 참조하면, 본 발명의 제3 실시예에 따른 발광 구동 장치(100C)는 구동부(110), 스위칭부(120), PWM 조정부(130), 제어부(140), 발광부(150), 전압 검출부(160)를 포함한다. 특히, 제어부(140)는 트랜스컨덕턴스 증폭기(transconductance amplifier, 142)로 구현될 수 있다.
트랜스컨덕턴스 증폭기(142)는 전압 제어 전류 소스의 일 형태로서, 입력단에 두 개의 전압을 입력하고, 입력된 두 개의 전압들 간의 차이값를 전류로 변환하는 구성요소이다.
따라서, 도 7에 도시된 바와 같이, 트랜스컨덕턴스 증폭기(142)는 전압 검출부(160)에 의해 검출된 전압을 스위칭부(120)의 스위칭 오프 시간에 대응되는 전류로 변환하여 PWM 조정부(130)로 출력한다.
한편, 조정된 스위칭 오프 시간에 기초한 PWM 조정부(130)의 스위칭부(120)에 대한 PWM 조정에 대해서는 전술한 바와 동일하다. 다만, 도 6에서 설명한 바와 같은 제2 실시예에 따르면 도 4의 (c)에 도시된 바와 같이 불연속적인 스위칭 오프 시간 조정 특성을 가짐에 반해, 도 7에서 설명한 바와 같은 제3 실시예에 따르면 도 4의 (a)에 도시된 바와 같이 연속적인 스위칭 오프 시간 조정 특성을 가지는 것에 차이점이 있다.
도 8을 참조하면, 본 발명의 제4 실시예에 따른 발광 구동 장치(100D)는 구동부(110), 스위칭부(120), PWM 조정부(130), 제어부(140), 발광부(150), 전압 검출부(160)를 포함한다. 특히, 제어부(140)는 저장부(144), AD 컨버터(143), 시리얼 변환부(145)로 구현될 수 있다.
AD 컨버터(143)는 전압 검출부(160)의 출력단과 연결되어, 전압 검출부(160)에서 검출된 전압을 디지털 신호로 변환한다.
저장부(144)는 발광 소자(150)에 인가되는 전압, 즉 전압 검출부(160)에서 검출된 전압이 변환된 디지털 신호에 대한 정보 및 이에 대응되는 스위칭 오프 시간에 대한 정보를 저장한다.
시리얼 변환부(145)는 디지털 신호로 변환된 출력 전압에 따른 고유의 비트값을 할당하여 시리얼 데이터로 변환한다. 따라서, 시리얼 변환부(145)는 저장부(144)에 저장된 정보에 기초하여 변환된 시리얼 데이터에 대응되는 스위칭 오프 시간을 검출하여 PWM 조정부(130)로 출력한다.
한편, 조정된 스위칭 오프 시간에 기초한 PWM 조정부(130)의 스위칭부(120)에 대한 PWM 조정에 대해서는 전술한 바와 동일하다.
도 9를 참조하면, 본 발명의 제5 실시예에 따른 발광 구동 장치(100E)는 구동부(110), 스위칭부(120), PWM 조정부(130), 제어부(140), 발광부(150)를 포함한다. 특히, 제어부(140)는 복수의 저항 소자, 스위치(Ms)로 구현될 수 있다.
복수의 저항 소자는 PWM 조정부(130)와 연결되고, 스위치(Ms)는 복수의 저항 소자 중 적어도 하나와 연결된다. 도 6에 도시된 바와 같이, 제1 저항(RT1) 및 제2 저항(RT2)이 PWM 조정부(130)와 연결되고, 스위치(Ms)는 제2 저항(RT2)과 병렬로 연결된다. 이 경우, 스위치(Ms)는 스위칭부(120)와 마찬가지로 MOSFET으로 구현될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
한편, 제5 실시예에 따른 발광 구동 장치(100E)는 전압 검출부(160)를 포함하지 않는다. 즉, 전압 검출부(160)를 이용하여 발광 소자(150)에 인가된 전압을 직접 검출하지 않더라도, 발광 소자(150)에 인가된 전압이 기 설정된 전압보다 높다거나 낮다는 판단할 수 있는 모듈(미도시)이 배치될 수도 있기 때문이다.
도 9에 도시된 바와 같이, 스위치(Ms)의 게이트에는 하이 신호 또는 로우 신호 중 하나가 제공된다. 따라서, 전술한 바와 같은 모듈(미도시)이 판단한 결과, 발광 소자(150)에 인가된 전압이 기 설정된 전압(Vo - th) 이상이면 스위치(Ms)의 게이트에는 하이 신호가 제공된다. 즉, 스위치(Ms)는 턴-온되어 스위칭부(120)의 스위칭 오프 시간은 증가하게 된다. 또한, 발광 소자(150)에 인가된 전압이 기 설정된 전압(Vo - th) 미만이면 스위치(Ms)의 게이트에는 로우 신호가 제공된다. 즉, 스위치(Ms)는 턴-오프되어 스위칭부(120)의 스위칭 오프 시간은 감소하게 된다.
한편, 조정된 스위칭 오프 시간에 기초한 PWM 조정부(130)의 스위칭부(120)에 대한 PWM 조정에 대해서는 전술한 바와 동일하다.
도 10을 참조하면, 본 발명의 제6 실시예에 따른 발광 구동 장치(300)는 구동부(310), 스위칭부(320), PWM 조정부(330), 제어부(340), 연결부(350)를 포함한다.
연결부(350)는 외부의 발광 소자 또는 발광 모듈(400, 500)을 연결하기 위한 구성요소이다. 도 10에 도시된 바와 같이, 제6 실시예에 따른 발광 구동 장치(300)의 일 측에는 연결부(350)가 형성됨으로써 발광 소자 또는 발광 모듈(400, 500)과의 착탈이 가능하다. 즉, 제6 실시예에 따른 발광 구동 장치(300)는 발광 소자를 내장하지 않으며, 연결부(350)를 통하여 연결된 발광 소자 또는 발광 모듈(400, 500)을 구동할 수 있다.
발광 구동 장치(300)의 연결부(350)는 복수 개의 핀을 포함한다. 이러한 연결부(350)와 연결되는 발광 소자의 연결부(450, 550) 역시 동일한 개수의 핀을 포함한다.
발광 모듈(400, 500)은 규격에 따라 다른 개수의 발광 소자를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 발광 모듈(400)은 28인치로 구현되고, 제2 발광 모듈(500)은 32인치로 구현된 것일 수 있다.
또한, 발광 모듈(400, 500)은 개방 또는 단락되는 적어도 두 개의 핀을 포함한다. 구체적으로, 발광 모듈(400, 500)은 규격에 따라 적어도 두 개의 핀이 개방되거나 단락될 수 있다. 예를 들어, 제1 발광 모듈(400)은 3번 핀 및 4번 핀이 개방될 수 있고, 제2 발광 모듈(500)은 3번 핀 및 4번 핀이 단락될 수 있다.
제어부(340)는 발광 소자의 연결에 따라 복수 개의 핀 중 적어도 하나에 인가되는 전압에 기초하여 스위칭부(320)의 스위칭 오프 시간을 조정한다. 구체적으로, 제어부(340)는 복수의 저항 소자, 스위치(Ms)로 구현될 수 있다.
도10에 도시된 바와 같이, 제1 저항(RT1) 및 제2 저항(RT2)이 PWM 조정부(330)와 연결되고, 스위치(Ms)는 제2 저항(RT2)과 병렬로 연결된다. 이 경우, 스위치(Ms)는 스위칭부(320)와 마찬가지로 MOSFET으로 구현될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 제3 저항(R)은 스위치(Ms)의 입력단(게이트)과 연결될 수 있다.
도 10에 도시된 바와 같이, 제2 발광 모듈(500)이 연결부(350)에 연결되면 스위치(Ms)의 게이트에는 VCC [V]가 인가된다. 따라서, 스위치(Ms)는 턴-온되어, 스위칭부(320)의 스위칭 오프 시간은 증가할 수 있다. 반면, 제1 발광 모듈(400)이 연결부(350)에 연결되면 스위치(Ms)의 게이트에는 0 [V]가 인가된다. 따라서, 스위치(Ms)는 턴-오프되어, 스위칭부(320)의 스위칭 오프 시간은 감소할 수 있다.
한편, 조정된 스위칭 오프 시간에 기초한 PWM 조정부(330)의 스위칭부(320)에 대한 PWM 조정에 대해서는 전술한 바와 동일하다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 구동 장치(100)의 제어 방법에 관한 순서도의 일 예이다. 이하에서는 전술한 설명과 중복되는 부분에 대한 설명은 생략하기로 한다.
도11을 참조하면, 발광 소자(150)에 전압이 인가되고(S1110), 발광 구동 장치(100)는 발광 소자(150)에 인가된 전압을 검출한다.
이 후, 인가된 전압에 따라 스위칭부(120)의 스위칭 오프 시간이 조정된다(S1120). 이 경우, 발광 구동 장치(100)는 스위칭부(120)의 PWM을 조정할 수 있다. 따라서, 발광 구동 장치(100)는 조정된 스위칭 오프 시간에 기초하여 스위칭부(120)의 PWM을 조정할 수 있다.
또한, 발광 구동 장치(100)는 검출된 발광 소자(150)의 인가 전압에 따라 스위칭 오프 시간을 조정할 수 있다. 이 경우, 발광 구동 장치(100)는 검출된 발광 소자(150)의 전압을 스위칭 오프 시간에 대응되는 전류로 변환할 수 있다.
또한, 발광 구동 장치(100)는 발광 소자(150)에 인가되는 전압의 디지털 신호에 대응되는 스위칭 오프 시간에 대한 정보를 저장할 수 있다. 따라서, 발광 구동 장치(100)는 검출된 전압을 디지털 신호로 변환한 후 저장된 정보에 기초하여 변환된 디지털 신호에 대응되는 스위칭 오프 시간을 검출할 수 있다.
이 후, 조정된 스위칭 오프 시간에 따라 발광 소자(150)에 공급되는 전원을 스위칭한다(S1130).
상술한 다양한 실시 예들에 따른 발광 구동 장치의 제어 방법은, 비일시적 판독 가능 매체(non-transitory readable medium)에 저장될 수 있다. 이러한 비일시적 판독 가능 매체는 다양한 장치에 탑재되어 사용될 수 있다.
일 예로, 발광 소자에 전압이 인가되는 단계, 인가된 전압에 따라 스위칭부의 스위칭 오프 시간을 조정하는 단계 및 조정된 스위칭 오프 시간에 따라 발광 소자에 공급되는 전원을 스위칭하는 단계를 포함하는 제어 방법을 수행하기 위한 프로그램 코드가 비일시적 판독 가능 매체에 저장되어 제공될 수 있다.
비일시적 판독 가능 매체란 레지스터, 캐쉬, 메모리 등과 같이 짧은 순간 동안 데이터를 저장하는 매체가 아니라 반영구적으로 데이터를 저장하며, 기기에 의해 판독(reading)이 가능한 매체를 의미한다. 구체적으로는, CD, DVD, 하드 디스크, 블루레이 디스크, USB, 메모리카드, ROM 등이 될 수 있다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.
100, 300 : 발광 구동 장치
110 : 구동부 120 : 스위칭부
130 : PWM 조정부 140 : 제어부
150 : 발광 소자 160 : 전압 검출부

Claims (16)

  1. 발광 소자를 구동하는 구동부;
    상기 발광 소자에 공급되는 전원을 스위칭하는 스위칭부;
    상기 스위칭부와 연결되어 상기 스위칭부의 PWM을 조정하는 PWM 조정부;
    상기 발광 소자와 연결되어 상기 발광 소자에 인가된 전압을 검출하는 전압 검출부;
    상기 검출된 전압에 따라 상기 스위칭부의 스위칭 오프 시간을 조정하는 제어부;를 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 발광 소자에 인가되는 전압의 디지털 신호에 대응되는 스위칭 오프 시간에 대한 정보를 저장부에 저장하고,
    상기 검출된 전압을 디지털 신호로 변환하도록 AD 컨버터를 제어하고,
    상기 저장된 정보에 기초하여 상기 변환된 디지털 신호에 대응되는 상기 스위칭 오프 시간을 검출하여 상기 PWM 조정부로 출력하도록 시리얼 변환부를 제어하는 발광 구동 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 조정된 스위칭 오프 시간에 기초하여 상기 스위칭부의 PWM을 조정하도록 상기 PWM 조정부를 제어하는 것을 특징으로 하는 발광 구동 장치.
  3. 삭제
  4. 제2항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 PWM 조정부와 연결된 복수의 저항 소자;
    상기 복수의 저항 소자 중 적어도 하나와 병렬 연결되는 스위치; 및
    상기 검출된 전압과 기준 전압을 비교하여 상기 스위치에 대한 스위칭 신호를 출력하는 전압 비교기;를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 구동 장치.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 검출된 전압을 상기 스위칭부의 스위칭 오프 시간에 대응되는 전류로 변환하여 상기 PWM 조정부로 출력하는 트랜스컨덕턴스 증폭기;를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 구동 장치.
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서,
    상기 발광 소자를 포함하는 발광부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 구동 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 발광 소자를 연결하기 위한 연결부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 구동 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 연결부는 복수 개의 핀을 포함하며,
    상기 제어부는,
    상기 발광 소자의 연결에 따라 상기 복수 개의 핀 중 적어도 하나에 인가되는 전압에 기초하여 스위칭부의 스위칭 오프 시간을 조정하는 것을 특징으로 하는 발광 구동 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 발광 소자는,
    개방 또는 단락되는 적어도 두 개의 핀을 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 구동 장치.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 발광 소자는,
    적어도 하나의 LED가 직렬로 연결된 LED 어레이를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 구동 장치.
  12. 발광 소자에 인가되는 전압의 디지털 신호에 대응되는 스위칭 오프 시간에 대한 정보를 저장하는 발광 구동 장치의 제어 방법에 있어서,
    상기 발광 소자에 전압이 인가되는 단계;
    상기 발광 소자에 인가된 전압을 검출하는 단계;
    상기 검출된 전압을 디지털 신호로 변환하는 단계; 및
    상기 저장된 정보에 기초하여 상기 변환된 디지털 신호에 대응되는 상기 스위칭 오프 시간을 검출하는 단계;
    상기 검출된 스위칭 오프 시간에 따라 상기 발광 소자에 공급되는 전원을 스위칭하는 단계;를 포함하는 제어 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 검출된 스위칭 오프 시간에 기초하여 스위칭부의 PWM을 조정하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 제어 방법.
  14. 삭제
  15. 제13항에 있어서,
    상기 검출된 전압을 상기 스위칭부의 스위칭 오프 시간에 대응되는 전류로 변환하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 제어 방법.
  16. 삭제
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