KR102168029B1 - Apparatus for driving the lamp using mcu - Google Patents

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Abstract

본 발명은 발광소자 구동 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 MCU를 이용하여 발광소자의 출력 변동을 실시간으로 제어함과 동시에 구동 전압을 조절하는 발광소자 구동 장치에 관한 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 MCU를 이용한 발광소자 구동 장치는, 외부의 전원공급부로부터 인가되는 전원전압을 직류전압으로 변환하여 발광소자 어레이로 공급하는 DCDC컨버터, 발광소자 어레이에 흐르는 전류를 싱크하여 정전류가 되도록 제어하는 정전류 제어부, 정전류 제어부로부터 발광소자 어레이에 흐르는 전류값을 검출하여 제1 디지털 신호로 변환한 후 설정된 목표 전류값과의 차이에 대응되는 제1 PWM신호를 생성하여 정전류 제어부를 제어하고, 정전류 제어부로부터 발광소자 어레이의 케소드 전압을 검출하여 직류전압과 발광소자 어레이의 캐소드 전압의 전압차를 제2 디지털 신호로 변환한 후 설정된 전압차에 대응되는 제2 PWM신호를 생성하는 MCU, MCU에 의해 생성된 상기 제2 PWM신호를 변환하여 피드백 전압을 생성하는 PWM신호 변환부 및 피드백 전압을 분압하여 DCDC컨버터로 전달하는 분압기를 포함할 수 있다.The present invention relates to an apparatus for driving a light-emitting device, and more particularly, to a device for driving a light-emitting device for controlling a driving voltage while simultaneously controlling output fluctuations of a light-emitting device using an MCU.
The device for driving a light emitting device using an MCU according to an embodiment of the present invention includes a DCDC converter that converts a power voltage applied from an external power supply to a DC voltage and supplies it to the light emitting device array, and a constant current by sinking the current flowing through the light emitting device array The constant current control unit controls the constant current control unit to generate a first PWM signal corresponding to the difference from the set target current value after detecting a current value flowing through the light emitting element array from the constant current control unit and converting it into a first digital signal. , MCU that detects the cathode voltage of the light emitting device array from the constant current controller, converts the voltage difference between the DC voltage and the cathode voltage of the light emitting device array into a second digital signal, and generates a second PWM signal corresponding to the set voltage difference, It may include a PWM signal converter for converting the second PWM signal generated by the MCU to generate a feedback voltage, and a voltage divider for dividing the feedback voltage and transferring it to a DCDC converter.

Description

MCU를 이용한 발광소자 구동 장치{APPARATUS FOR DRIVING THE LAMP USING MCU}Light emitting device driving device using MCU{APPARATUS FOR DRIVING THE LAMP USING MCU}

본 발명은 조명 구동 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 MCU(Micro Control Unit)를 이용한 디지털 방식의 발광소자 구동 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a lighting driving apparatus, and more particularly, to a digital light emitting device driving apparatus using a microcontrol unit (MCU).

LED(Light Emitting Diode)를 포함하는 발광소자 기술은 기술경쟁으로 인하여 아주 빠르게 고효율화가 이루어지고 있다. 백색 LED가 개발되면서 일반 조명, 고효율 조명 시장으로 확산되고 있으며, 자동차 조명으로서도 각광받고 있다.Light-emitting device technology including LED (Light Emitting Diode) is rapidly becoming highly efficient due to technological competition. With the development of white LEDs, they are spreading to the general lighting and high-efficiency lighting markets, and are attracting attention as automotive lighting.

특히, 발광소자에 대한 구동회로를 설계하는 경우, 다양한 종류의 구동 회로를 구현할 수 있으나, 구동 회로는 사용 용도와 발광소자의 구동 특성, 발광소자 배열의 구성 등에 따라 구동 회로의 효율 및 발광소자의 수명 등에 많은 영향을 미치므로 이에 대한 심도있는 연구가 필요한 실정이다.In particular, when designing a driving circuit for a light-emitting device, various types of driving circuits can be implemented. However, the driving circuit may be used according to the purpose of use, driving characteristics of the light-emitting device, and configuration of the light-emitting device. Since it has a lot of influence on lifespan, it is necessary to study it in depth.

일반적으로 LED를 포함하는 발광소자 구동 장치는 아날로그 방식을 이용하고 있는 바, 종래기술로서 전기 부하 작동을 위한 전력 공급 시스템 및 방법이 소개되어 있다. 종래기술을 살펴보면, 전류원(1)은 전기적 부하(3)의 접속을 위한을 수단(2)에 접속된다. 전압 태핑 노드(4)는 상기 전류원(1)과 상기 전기적 부하(3) 사이에 형성되어 비교기(5)의 반전 입력단자에 접속된다. 상기 비교기(5)의 비반전 입력단자는 기준 한계치(Vc)를 공급받는 구성이다. 상기 비교기(5)의 출력은 할당된 트랜지스터(7)의 제어 입력에 접속된다. 공통 신호 라인(8)은 DC 전압 조정기의 구동을 위하여 DC 전압 조정기(10)의 피드백 입력단자에 접속된다. 상기 DC 전압 조정기(10)는 입력 전압을 공급하기 위한 입력(11)단자와, 입력 전압 및 공통 신호 라인(8)의 레벨에 기초하여 공급 전압(VDD)을 제공하기 위한 출력(12)단자를 가진다. 다른 전기적 부하(13, 23) 및 전류원(20, 21) 역시 동일한 방식으로 연결될 수 있다. 트랜지스터(7, 17, 27)와 함께 비교기(5, 15, 25)는 상기 각각의 전압 태핑 노드(4, 14, 24)를 통하여 전기적 부하(3, 13, 23) 및 전류원(1, 20, 21)을 포함하는 가지들 각각에 접속된다. 이 경우, 전류원들(1, 20, 21) 중 하나가 기준 한계치(Vc) 미만의 전압을 가지면, 상기 공통 신호 라인(8)의 피드백 전압(UV)을 DC 전압 조정기(10)가 감지하여 출력(12)에서 전압(VDD)을 증가시켜 보상한다. In general, a light emitting device driving apparatus including an LED uses an analog method, and as a prior art, a power supply system and a method for operating an electric load are introduced. Looking at the prior art, the current source 1 is connected to the means 2 for connection of the electrical load 3. A voltage tapping node 4 is formed between the current source 1 and the electrical load 3 and is connected to an inverting input terminal of the comparator 5. The non-inverting input terminal of the comparator 5 is configured to receive a reference limit value Vc. The output of the comparator 5 is connected to the control input of the assigned transistor 7. The common signal line 8 is connected to the feedback input terminal of the DC voltage regulator 10 for driving the DC voltage regulator. The DC voltage regulator 10 has an input 11 terminal for supplying an input voltage and an output 12 terminal for providing a supply voltage VDD based on the input voltage and the level of the common signal line 8. Have. Other electrical loads 13 and 23 and current sources 20 and 21 may also be connected in the same manner. Comparators (5, 15, 25) together with transistors (7, 17, 27), through the respective voltage tapping nodes (4, 14, 24), electrical loads (3, 13, 23) and current sources (1, 20, 21) are connected to each of the branches. In this case, when one of the current sources 1, 20, 21 has a voltage less than the reference limit value Vc, the DC voltage regulator 10 senses and outputs the feedback voltage UV of the common signal line 8 Compensate by increasing the voltage VDD at (12).

그러나, 종래기술은 아날로그 방식을 채용하고 있으므로, 전압조정기로부터 고정된 값의 전류만을 싱크할 수 있다는 한계가 있었다. 또한, 발광소자에 따라 구동에 요구되는 전압, 전류, 발광소자 편차가 상이하고, 이에 따라 이들을 제어하기 위한 구동 회로 역시 변경되어야 한다는 문제가 있었다. 아울러, 발광소자의 구동 특성에 적합하지 않은 구동 회로를 사용하는 경우, 발열 발생 등으로 인하여 발광소자 자체는 물론이고 이들에 대한 구동 회로의 신뢰성을 확보할 수 없다는 문제가 있었다.However, since the prior art employs an analog method, there is a limitation that only a fixed current can be sinked from a voltage regulator. In addition, there is a problem that voltage, current, and deviation of the light emitting devices required for driving are different depending on the light emitting devices, and accordingly, a driving circuit for controlling them must also be changed. In addition, when a driving circuit that is not suitable for the driving characteristics of the light emitting device is used, there is a problem that it is not possible to secure the reliability of the driving circuit for the light emitting device as well as the light emitting device itself due to generation of heat.

상술한 문제를 해결하기 위한 본 발명의 목적은, MCU를 이용한 디지털 방식의 발광소자 구동 장치를 제공하는 데에 있다.An object of the present invention for solving the above-described problem is to provide a digital light emitting device driving apparatus using an MCU.

또한, 본 발명은 다양한 구동 특성을 갖는 발광소자들을 보다 광범위하게, 통합적으로 제어하는 것을 목적으로 한다.In addition, it is an object of the present invention to control light-emitting devices having various driving characteristics more broadly and in an integrated manner.

또한, 본 발명은 발광소자 및 구동 회로의 신뢰성을 향상시키는 것을 목적으로 한다.In addition, an object of the present invention is to improve the reliability of a light emitting device and a driving circuit.

상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 MCU(400)를 이용한 발광소자 구동 장치는, 외부의 전원공급부로부터 인가되는 전원전압을 직류전압(Vout)으로 변환하여 발광소자 어레이(200)로 공급하는 DCDC컨버터(100), 상기 발광소자 어레이(200)에 흐르는 전류를 싱크하여 정전류가 되도록 제어하는 정전류 제어부(300), 상기 정전류 제어부(300)로부터 상기 발광소자 어레이(200)에 흐르는 전류값을 검출하여 제1 디지털 신호로 변환한 후 설정된 목표 전류값과의 차이에 대응되는 제1 PWM신호를 생성하여 상기 정전류 제어부(300)를 제어하고, 상기 정전류 제어부(300)로부터 상기 발광소자 어레이(200)의 캐소드 전압을 검출하여 상기 직류전압과 상기 발광소자 어레이(420)의 캐소드 전압의 전압차를 제2 디지털 신호로 변환한 후 상기 제2 디지털 신호와 매칭된 직류전압에 대응되는 제2 PWM신호를 생성하는 MCU(400), 상기 MCU(400)에 의해 생성된 상기 제2 PWM신호를 변환하여 피드백 전압을 생성하는 PWM신호 변환부(500) 및 상기 피드백 전압을 분압하여 상기 DCDC컨버터(100)로 전달하는 분압기(600)를 포함한다.A light emitting device driving apparatus using the MCU 400 according to an embodiment of the present invention for solving the above-described problems converts a power voltage applied from an external power supply to a direct current voltage Vout, and the light emitting device array 200 A DCDC converter 100 supplied to the device, a constant current control unit 300 for controlling the current flowing through the light emitting device array 200 to become a constant current, and a current flowing from the constant current control unit 300 to the light emitting device array 200 After detecting a value and converting it into a first digital signal, a first PWM signal corresponding to a set target current value is generated to control the constant current control unit 300, and the light emitting device array from the constant current control unit 300 After detecting the cathode voltage of 200, converting the voltage difference between the DC voltage and the cathode voltage of the light emitting device array 420 into a second digital signal, a second digital signal corresponding to the DC voltage matched with the second digital signal The MCU 400 for generating a PWM signal, a PWM signal converter 500 for converting the second PWM signal generated by the MCU 400 to generate a feedback voltage, and the DCDC converter by dividing the feedback voltage ( It includes a voltage divider 600 that is transmitted to 100).

또한, 상기 분압기(600)는 하이저항(610)(RH) 및 로우저항(620)(RL)으로 구성되는 것을 특징으로 한다.In addition, the voltage divider 600 is characterized in that it is composed of a high resistance 610 (RH) and a low resistance 620 (RL).

그리고, 상기 MCU(400)는 상기 직류전압(Vout)과 발광소자 어레이(200)의 캐소드 전압의 전압편차를 산출하는 비교모듈(410), 상기 발광소자 어레이로 부터 검출된 전류값을 제1 디지털신호로 변환하고, 상기 전압차를 제2 디지털신호로 변환하는 ADC 모듈(420) 및 상기 제1디지털 신호를 제1 PWM신호로 변환하고, 상기 제2 디지털신호를 제2 PWM신호로 변환하는 PWM변환 모듈(430)을 포함하는 것이 바람직하다.In addition, the MCU 400 includes a comparison module 410 for calculating a voltage deviation between the DC voltage Vout and the cathode voltage of the light emitting device array 200, and a current value detected from the light emitting device array as a first digital ADC module 420 that converts the signal into a signal and converts the voltage difference into a second digital signal, and a PWM that converts the first digital signal into a first PWM signal, and the second digital signal into a second PWM signal It is preferable to include a conversion module 430.

또한, 상기 비교모듈(410)은 상기 직류전압(Vout)을 상기 발광소자 어레이(200)에 포함된 스트링 각각의 출력 전압과 비교하여 가장 큰 전압차를 산출한다. In addition, the comparison module 410 calculates the largest voltage difference by comparing the DC voltage Vout with the output voltage of each string included in the light emitting device array 200.

그리고, 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 PWM신호 변환부(500)는 상기 제2 PWM신호가 입력되는 제1스위칭 소자, 일단이 상기 제1스위칭 소자와 연결되고 타단이 상기 분압기(600)의 노드에 연결되는 제1저항 및 일단이 상기 분압기(600)의 노드에 연결되고 타단이 접지되는 제1커패시터를 포함할 수 있다.And, according to an embodiment of the present invention, the PWM signal conversion unit 500 is a first switching element to which the second PWM signal is input, one end is connected to the first switching element, and the other end is the voltage divider 600 A first resistor connected to a node of and a first capacitor having one end connected to the node of the voltage divider 600 and the other end grounded may be included.

또한, 본 발명의 다른 실시 예에 따르면, 상기 PWM신호 변환부(500)는 상기 제2 PWM신호가 입력되는 제2스위칭 소자, 상기 제2스위칭 소자의 동작에 대응하여 출력 전류를 조절하는 바이어스 회로(520), 상기 바이어스 회로(520)로부터 출력 전류를 인가받아 동작하는 제3스위칭 소자, 일단이 상기 제3스위칭 소자와 연결되고 타단이 상기 분배기의 노드에 연결되는 전류미러(540), 일단이 상기 제3스위칭 소자에 연결되고 타단이 접지되는 제2저항 및 일단이 상기 분배기의 노드에 연결되고 타단이 접지되는 제3저항을 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, according to another embodiment of the present invention, the PWM signal conversion unit 500 includes a second switching element to which the second PWM signal is input, and a bias circuit that adjusts an output current in response to an operation of the second switching element. 520, a third switching element operated by receiving an output current from the bias circuit 520, a current mirror 540 having one end connected to the third switching element and the other end connected to the node of the divider, and one end And a second resistor connected to the third switching element and grounded at the other end, and a third resistor connected at one end to a node of the divider and grounded at the other end.

그리고, 본 발명의 또 다른 실시 예에 따르면, 상기 PWM신호 변환부(500)는 상기 제2 PWM신호가 입력되는 저역필터(560) 및 입력단자가 상기 저역필터(560)의 출력단과 연결되고, 출력단자가 상기 분배기의 노드에 연결되는 전압팔로워(580)를 포함할 수 있다. 이 경우 상기 PWM신호 변환부(500)는 일단이 상기 전압팔로워(580)의 출력단자와 연결되고 타단이 상기 분배기의 노드에 연결되는 제4저항, 일단이 상기 분배기의 노드에 연결되고, 타단이 접지되는 제5저항 및 일단이 상기 분배기의 노드에 연결되고, 타단이 접지되는 제2커패시터를 더 포함할 수 있다.Further, according to another embodiment of the present invention, in the PWM signal conversion unit 500, a low pass filter 560 and an input terminal to which the second PWM signal is input are connected to an output terminal of the low pass filter 560, The output terminal may include a voltage follower 580 connected to the node of the divider. In this case, the PWM signal conversion unit 500 has one end connected to the output terminal of the voltage follower 580, the other end connected to the node of the divider, a fourth resistor, one end connected to the node of the divider, and the other end A fifth resistor to be grounded and a second capacitor having one end connected to the node of the divider and the other end earthed may be further included.

또한, 상기 발광소자 어레이(200)는 차량 램프용으로 이용되는 것이 바람직하다.In addition, the light emitting element array 200 is preferably used for a vehicle lamp.

본 발명에 의하면 MCU를 이용하여 발광소자를 디지털 방식으로 구동시킬 수 있다.According to the present invention, a light emitting device can be digitally driven using an MCU.

그리고, 본 발명에 의하면 다양한 구동 특성 및 구동 조건을 갖는 발광소자에 대한 구동을 가능케함으로써, 구동 회로의 설계 자유도를 높일 수 있다.Further, according to the present invention, it is possible to drive a light emitting device having various driving characteristics and driving conditions, thereby increasing the degree of freedom in designing a driving circuit.

또한, 본 발명에 의하면 발광소자 및 구동 회로의 신뢰성을 향상시키고, 수명을 연장할 수 있다.Further, according to the present invention, it is possible to improve the reliability of the light emitting device and the driving circuit and extend the lifespan.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 MCU를 이용한 발광소자 구동 장치의 전체적인 블록도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 MCU를 이용한 발광소자 구동 장치의 개략적인 내부 구조를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 PWM신호 변환부의 내부 회로를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 PWM신호 변환부의 내부 회로를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 PWM신호 변환부의 내부 회로를 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 MCU를 이용한 발광소자 구동 장치가 도 3의 PWM신호 변환부(500)를 포함하는 경우 PWM 신호에 따라 변동되는 직류전압(Vout) 그래프이다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 MCU를 이용한 발광소자 구동 장치가 도 4의 PWM신호 변환부(500)를 포함하는 경우 PWM 신호에 따라 변동되는 직류전압(Vout) 그래프이다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 MCU를 이용한 발광소자 구동 장치가 도 5의 PWM신호 변환부(500)를 포함하는 경우 PWM 신호에 따라 변동되는 직류전압(Vout) 그래프이다.1 is an overall block diagram of an apparatus for driving a light emitting device using an MCU according to an embodiment of the present invention.
2 is a diagram showing a schematic internal structure of a light emitting device driving apparatus using an MCU according to an embodiment of the present invention.
3 is a diagram showing an internal circuit of a PWM signal conversion unit according to an embodiment of the present invention.
4 is a diagram showing an internal circuit of a PWM signal conversion unit according to another embodiment of the present invention.
5 is a diagram showing an internal circuit of a PWM signal conversion unit according to another embodiment of the present invention.
6 is a graph of a DC voltage Vout that varies according to a PWM signal when the device for driving a light emitting device using an MCU according to an embodiment of the present invention includes the PWM signal converter 500 of FIG. 3.
FIG. 7 is a graph of a DC voltage Vout that varies according to a PWM signal when the device for driving a light emitting device using an MCU according to an embodiment of the present invention includes the PWM signal converter 500 of FIG. 4.
FIG. 8 is a graph of a DC voltage Vout that varies according to a PWM signal when the device for driving a light emitting device using an MCU according to an embodiment of the present invention includes the PWM signal converter 500 of FIG. 5.

본 명세서에서 개시되는 실시예들은 본 발명의 범위를 한정하는 것으로 해석되거나 이용되지 않아야 할 것이다. 이 분야의 통상의 기술자에게 본 명세서의 실시예를 포함한 설명은 다양한 응용을 갖는다는 것이 당연하다. 따라서, 특허청구범위에 의해 한정되지 않는 이상, 임의의 실시예는 본 발명을 보다 잘 설명하기 위한 예시적인 것이며 본 발명의 범위가 실시예들로 한정되는 것을 의도하지 않는다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.The embodiments disclosed herein should not be construed or used as limiting the scope of the present invention. It is natural to those skilled in the art that the description including the embodiments of the present specification has various applications. Therefore, unless limited by the claims, certain embodiments are illustrative for better describing the present invention, and it is not intended that the scope of the present invention be limited to the embodiments. In addition, in describing the present invention, if it is determined that a detailed description of a related known configuration or function may obscure the subject matter of the present invention, a detailed description thereof will be omitted.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 더욱 상세하게 설명하기로 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 MCU를 이용한 발광소자 구동 장치의 전체적인 블록도이다.1 is an overall block diagram of an apparatus for driving a light emitting device using an MCU according to an embodiment of the present invention.

도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 MCU를 이용한 발광소자 구동 장치는 DCDC컨버터(100), 발광소자 어레이(200), 정전류 제어부(300), MCU(400), PWM신호 변환부(500) 및 분압기(600)를 포함한다.As shown, a light emitting device driving apparatus using an MCU according to an embodiment of the present invention includes a DCDC converter 100, a light emitting device array 200, a constant current controller 300, an MCU 400, and a PWM signal conversion unit 500. ) And a voltage divider 600.

DCDC컨버터(100)는 외부의 전원공급부로부터 인가되는 전원전압을 PWM신호 변환부(500)로부터 전달받은 피드백 전압에 따라 직류전압(Vout)으로 변환하여 발광소자 어레이(200)로 공급한다. 한편, 외부의 전원공급부는 발광소자 구동 장치로 전원을 공급해주는 역할을 한다. The DCDC converter 100 converts a power voltage applied from an external power supply unit into a DC voltage Vout according to the feedback voltage received from the PWM signal conversion unit 500 and supplies it to the light emitting device array 200. Meanwhile, the external power supply serves to supply power to the light emitting device driving device.

발광소자 어레이(array)(200)는 상기 DCDC컨버터(100)로부터 공급된 직류전압(Vout)에 대응하는 전류에 따라 빛을 방출한다. 여기서 발광소자 어레이(200)를 구성하는 발광소자는 복수개일 수 있으며, 발광소자에는 LED, OLED를 포함하는 다양한 종류의 광원이 포함될 수 있다.The light emitting device array 200 emits light according to a current corresponding to the DC voltage Vout supplied from the DCDC converter 100. Here, there may be a plurality of light emitting devices constituting the light emitting device array 200, and various types of light sources including LEDs and OLEDs may be included in the light emitting devices.

정전류 제어부(300)는 발광소자 어레이(200)에 포함된 발광소자 스트링(210) 각각에 흐르는 전류를 독립적으로 싱크하고, MCU(400)로부터 인가되는 제1 PWM신호를 이용하여 발광소자 스트링(210) 각각에 흐르는 전류를 정전류(constant current)가 되도록 제어하는 역할을 한다. The constant current controller 300 independently sinks the current flowing through each of the light emitting device strings 210 included in the light emitting device array 200, and uses a first PWM signal applied from the MCU 400 to generate the light emitting device string 210. ) It plays a role of controlling the current flowing through each to become a constant current.

MCU(400)는 정전류 제어부(300)로부터 발광소자 어레이(200)의 전류값을 검출하여 ADC(Analog to Digital Converting)에 의해 디지털 신호로 변환한 후 설정된 목표 전류값과의 차이에 대응되는 제1 PWM신호를 생성한다. The MCU 400 detects the current value of the light emitting device array 200 from the constant current control unit 300, converts it to a digital signal by analog to digital converting (ADC), and then converts the first value corresponding to the difference from the set target current value. Generate a PWM signal.

여기서 제1 PWM신호는 발광소자 어레이(200)를 정전류 제어하기 위한 신호로서 발광소자 어레이(200)에 포함된 발광소자 스트링(210) 각각에 대하여 개별적으로 생성될 수 있다. 즉, 발광소자 스트링(210)이 N개인 경우 제1-1 PWM신호부터 제1-N PWM신호가 생성되므로 각 발광소자 스트링(210)에 대한 독립적인 제어를 가능하게 한다.
Here, the first PWM signal is a signal for controlling the light emitting device array 200 at a constant current and may be individually generated for each of the light emitting device strings 210 included in the light emitting device array 200. That is, when the number of light emitting device strings 210 is N, since the 1-N PWM signal is generated from the 1-1th PWM signal, independent control of each light emitting device string 210 is possible.

그리고, MCU(400)는 발광소자 어레이(200)의 발광소자 스트링(210) 각각의 캐소드 전압을 검출한다. 또한, MCU(400)는 DCDC컨버터(100)로부터 인가되는 직류전압(Vout)과 발광소자 어레이(200)의 캐소드 전압의 전압차에 대응되는 제2 PWM신호를 생성한 후 PWM신호 변환부(500)로 전달하는 역할을 한다. 제2 PWM신호는 DCDC컨버터(100)에 의해 공급되는 직류전압(Vout)을 조절하기 위한 신호로서, DCDC컨버터(100)로부터 인가되는 직류전압(Vout)과 발광소자 어레이(200)의 캐소드 전압의 전압차에 대응하여 설정된 값에 따라 MCU에서 생성된다.Further, the MCU 400 detects a cathode voltage of each of the light emitting device strings 210 of the light emitting device array 200. In addition, the MCU 400 generates a second PWM signal corresponding to the voltage difference between the DC voltage Vout applied from the DCDC converter 100 and the cathode voltage of the light emitting device array 200, and then the PWM signal conversion unit 500 ). The second PWM signal is a signal for adjusting the DC voltage Vout supplied by the DCDC converter 100, and the voltage between the DC voltage Vout applied from the DCDC converter 100 and the cathode voltage of the light emitting device array 200 It is generated by the MCU according to the set value corresponding to the voltage difference.

PWM신호 변환부(500)는 제2 PWM신호를 변환하여 직류인 피드백 전압을 생성하는 역할을 한다. PWM신호 변환부(500)가 피드백 전압을 생성하기 위한 실시예는 다양할 수 있는 바, 이하 별도로 설명하기로 한다.The PWM signal conversion unit 500 serves to generate a DC feedback voltage by converting the second PWM signal. Embodiments for the PWM signal conversion unit 500 to generate the feedback voltage may be various, and will be described separately below.

분압기(600)는 직류전압(Vout)을 분압하여 DCDC컨버터(100)로 전달하는 역할을 한다. 이 경우, PWM신호 변환부(500)로부터 전달되는 전압이 분배기의 노드(A)에 중첩되어 피드백정보가 생성되고, 피드백정보를 DCDC컨버터(100)가 입력받아 발광소자 어레이(200)의 구동에 적합한 직류전압(Vout)이 출력되도록 제어 한다. The voltage divider 600 serves to divide the DC voltage Vout and transfer it to the DCDC converter 100. In this case, the voltage transmitted from the PWM signal conversion unit 500 is superimposed on the node A of the divider to generate feedback information, and the feedback information is received by the DCDC converter 100 to drive the light emitting device array 200. It controls to output an appropriate DC voltage (Vout).

상술한 본 발명의 실시예에 따른 MCU를 이용한 발광소자 구동 장치는 MCU(400)를 이용하여 ADC 변환 및 PWM신호의 듀티비 조정을 수행함으로써 설계 변경 없이 서로 다른 구동 특성 갖는 발광소자에 적합한 전압 제어를 할 수 있다.The above-described light emitting device driving apparatus using the MCU according to the embodiment of the present invention uses the MCU 400 to perform ADC conversion and adjustment of the duty ratio of the PWM signal, thereby controlling voltage suitable for light emitting devices having different driving characteristics without design change. Can do it.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 MCU를 이용한 발광소자 구동 장치의 개략적인 내부 구조를 나타낸 도면이다.2 is a diagram showing a schematic internal structure of a light emitting device driving apparatus using an MCU according to an embodiment of the present invention.

우선, DCDC컨버터(100)는 적어도 하나 이상의 인덕터, 트랜지스터 및 다이오드를 포함한다. 대표적인 DCDC컨버터(100)에는 벅(Buck) 컨버터, 부스트(Boost) 컨버터, 포워드(Forward) 컨버터, 플라이백(Flyback) 컨버터 등이 있다. DCDC컨버터(100)는 내부의 트랜지스터에서 발생하는 스위칭(on/off) 동작에 따라 발광소자 어레이(200) 측으로 직류전압(Vout)을 공급하게 된다.First, the DCDC converter 100 includes at least one inductor, transistor, and diode. Representative DCDC converters 100 include a buck converter, a boost converter, a forward converter, and a flyback converter. The DCDC converter 100 supplies a DC voltage Vout to the light emitting element array 200 according to a switching (on/off) operation generated by an internal transistor.

발광소자 어레이(200)는 도 2에 도시된 바와 같이, 발광소자가 적어도 하나 이상 직렬 연결된 발광소자 스트링(210)을 포함할 수 있다. 또한, 복수개의 발광소자 스트링(210)(제1 발광소자 스트링 내지 제N 발광소자 스트링)이 병렬로 연결될 수 있음은 통상의 기술자에게 자명할 것이다. 한편, 복수개의 발광소자 스트링(210) 각각에 직렬 연결된 발광소자의 개수는 동일하거나 상이할 수 있다.As illustrated in FIG. 2, the light emitting device array 200 may include a light emitting device string 210 in which at least one light emitting device is connected in series. In addition, it will be apparent to a person skilled in the art that a plurality of light emitting device strings 210 (first light emitting device string to Nth light emitting device string) may be connected in parallel. Meanwhile, the number of light emitting devices connected in series to each of the plurality of light emitting device strings 210 may be the same or different.

정전류 제어부(300)는 내부에 적어도 하나 이상의 트랜지스터(T1-Tn) 및 저항소자(r1-rN)를 포함할 수 있다. 트랜지스터(T1-Tn) 및 저항소자(r1-rN)의 개수는 발광소자 어레이(200)에 포함된 발광소자 스트링(210)의 수와 동일한 것이 바람직하지만, 이에 한정되지 않는다. 트랜지스터(T1-Tn) 및 저항소자(r1-rN)는 발광소자 스트링(210) 각각에 흐르는 전류를 싱크하여 정전류(constant current)를 유지하기 위한 구성이다. The constant current controller 300 may include at least one or more transistors T1 -Tn and resistance elements r1 -rN therein. The number of transistors T1-Tn and resistance elements r1-rN is preferably the same as the number of light-emitting element strings 210 included in the light-emitting element array 200, but is not limited thereto. The transistors T1 -Tn and the resistance elements r1 -rN are configured to sink a current flowing through each of the light emitting element strings 210 to maintain a constant current.

또한, 트랜지스터(T1-Tn) 각각은 MCU(400)로부터 제1 PWM신호가 공급되면 스위칭(on/off) 동작을 하여 특정 발광소자 스트링(210)에 흐르는 전류량을 조절한다. 그리고, MCU(400)는 저항소자(r1-rN) 양단의 전압을 감지하여 발광소자 스트링(210) 각각에 흐르는 전류정보를 검출할 수 있다. MCU(400)는 검출된 전류정보를 이용하여 설정된 전류에 대응하는 제1 PWM신호를 생성 및 조절하게 된다.In addition, each of the transistors T1-Tn performs a switching (on/off) operation when the first PWM signal is supplied from the MCU 400 to adjust the amount of current flowing through the specific light emitting device string 210. In addition, the MCU 400 may detect the voltage across the resistance elements r1-rN to detect current information flowing through each of the light emitting element strings 210. The MCU 400 generates and adjusts the first PWM signal corresponding to the set current by using the detected current information.

MCU(400)는 도 2에 도시된 바와 같이 비교모듈(410), ADC 모듈(420) 및 PWM변환 모듈(430)을 포함한다. The MCU 400 includes a comparison module 410, an ADC module 420, and a PWM conversion module 430 as shown in FIG. 2.

비교모듈(410)은 DCDC컨버터(100)로부터 발광소자 어레이(200)로 공급되는 직류전압(Vout)과 발광소자 어레이(200)의 캐소드 전압의 전압차를 산출하는 역할을 한다. The comparison module 410 serves to calculate a voltage difference between the DC voltage Vout supplied from the DCDC converter 100 to the light emitting device array 200 and the cathode voltage of the light emitting device array 200.

상술한 바와 같이 발광소자 어레이(200)에 포함된 발광소자 스트링(210)은 복수개일 수 있는 바, 이 경우 비교모듈(410)은 DCDC컨버터(100)로부터 발광소자 어레이(200)로 공급되는 직류전압(Vout)을 발광소자 어레이(200)에 포함된 발광소자 스트링(210) 각각의 캐소드 전압과 비교하여 가장 큰 전압차를 선택 및 산출한다.As described above, there may be a plurality of light emitting device strings 210 included in the light emitting device array 200. In this case, the comparison module 410 is a direct current supplied from the DCDC converter 100 to the light emitting device array 200. The largest voltage difference is selected and calculated by comparing the voltage Vout with the cathode voltage of each of the light emitting device strings 210 included in the light emitting device array 200.

일 예로서, 발광소자 어레이(200)로 공급되는 직류전압(Vout)이 10V이고, 발광소자 어레이(200)에 포함된 발광소자 스트링(210)이 3개이며, 발광소자 스트링(210)의 출력 전압이 각각 1V, 2V, 3V인 경우를 가정할 수 있다. 여기서 전압차는 각각 9V, 8V, 7V이므로 비교모듈(410)에 의해 가장 큰 전압차인 9V가 산출된다. 이렇게 가장 큰 전압차를 선택함으로써, DCDC컨버터(100)가 발광소자 어레이(200)에 포함된 모든 발광소자 스트링(210)을 구동시킬 수 있는 직류전압(Vout)으로 제어하여 공급할 수 있게 된다.As an example, the direct current voltage Vout supplied to the light emitting device array 200 is 10V, the number of light emitting device strings 210 included in the light emitting device array 200 is 3, and the output of the light emitting device string 210 It can be assumed that the voltages are 1V, 2V, and 3V, respectively. Here, since the voltage difference is 9V, 8V, and 7V, respectively, 9V, which is the largest voltage difference, is calculated by the comparison module 410. By selecting the largest voltage difference, the DCDC converter 100 can control and supply the DC voltage Vout capable of driving all the light emitting device strings 210 included in the light emitting device array 200.

ADC 모듈(420)은 ADC(Analog to Digital converting) 변환을 통해 발광소자 어레이(200)의 전류를 제1 디지털신호로 변환하고, DCDC컨버터(100)로부터 발광소자 어레이(200)로 공급되는 직류전압(Vout)과 발광소자 어레이(200)의 캐소드 전압의 전압차를 제2 디지털신호로 변환하는 역할을 한다. The ADC module 420 converts the current of the light emitting device array 200 into a first digital signal through ADC (Analog to Digital converting) conversion, and a DC voltage supplied from the DCDC converter 100 to the light emitting device array 200 It serves to convert the voltage difference between (Vout) and the cathode voltage of the light emitting device array 200 into a second digital signal.

PWM변환 모듈(430)은 ADC 모듈(420)로부터 전달된 제1 디지털 신호를 설정된 목표 전류값과의 차이에 대응되는 제1 PWM신호로 변환하고, 제2 디지털신호를 설정된 전압차에 대응되는 제2 PWM신호로 변환하는 역할을 한다. The PWM conversion module 430 converts the first digital signal transmitted from the ADC module 420 into a first PWM signal corresponding to a difference between a set target current value, and converts the second digital signal to a first digital signal corresponding to a set voltage difference. 2 It converts into PWM signal.

제1 PWM신호 및 제2 PWM신호는 각각 독립적인 듀티비를 가진다. 한편, 듀티비(Duty cycle)란 펄스폭변조(PWM, Pulse Width Modulation) 방식에 있어서 펄스 주기에 대한 펄스폭의 비율을 나타내는 수치이며 단위는 %이다. Each of the first PWM signal and the second PWM signal has an independent duty ratio. Meanwhile, the duty cycle is a value representing the ratio of the pulse width to the pulse period in the Pulse Width Modulation (PWM) method, and the unit is %.

듀티비는 발광소자 어레이(200)가 구동되는 동안 MCU(400)의 제어에 의해 0%부터 100%까지의 범위에서 계속적으로 조절된다. 따라서, 펄스 주기 당 발광소자 어레이(200)에 대한 제어가 가능하다. The duty ratio is continuously adjusted in a range from 0% to 100% by the control of the MCU 400 while the light emitting device array 200 is being driven. Therefore, it is possible to control the light emitting device array 200 per pulse period.

PWM변환 모듈(430)의 실시예는 다양할 수 있는 바, 이하에서 도3 내지 도 5를 참조하여 별도로 설명하기로 한다.Embodiments of the PWM conversion module 430 may be various, and will be separately described below with reference to FIGS. 3 to 5.

분압기(600)는 DCDC컨버터(100)의 출력단에 연결된 하이저항(610)(RH) 및 접지되는 로우저항(620)(RL)으로 구성될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 이 경우 하이저항(610)(RH)과 로우저항(620)(RL)의 비율을 조절함으로써 DCDC컨버터(100)의 입력가능 범위에 포함되도록 피드백 전압을 정확히 분압할 수 있다.The voltage divider 600 may include a high resistance 610 (RH) connected to the output terminal of the DCDC converter 100 and a low resistance 620 (RL) connected to the ground, but is not limited thereto. In this case, by adjusting the ratio of the high resistance 610 (RH) and the low resistance 620 (RL), it is possible to accurately divide the feedback voltage so as to be included in the input possible range of the DCDC converter 100.

도 3 내지 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 PWM신호 변환부(500)의 내부 회로를 나타낸 도면이다.3 to 5 are diagrams showing the internal circuit of the PWM signal conversion unit 500 according to an embodiment of the present invention.

우선, 도 3을 참조하면 본 발명의 일 실시예에 따른 PWM신호 변환부(500)는 제1스위칭 소자(Q1), 제1저항(R1) 및 제1커패시터(C1)를 포함할 수 있다.First, referring to FIG. 3, the PWM signal conversion unit 500 according to an embodiment of the present invention may include a first switching element Q1, a first resistor R1, and a first capacitor C1.

제1스위칭 소자(Q1)는 제2 PWM신호가 입력되는 구성으로서, 제2 PWM신호의 듀티비에 따라 스위칭(on/off) 모드를 변경하여 전류를 조절하는 역할을 한다. The first switching element Q1 is a configuration in which the second PWM signal is input, and serves to adjust the current by changing the switching (on/off) mode according to the duty ratio of the second PWM signal.

제1저항(R1)은 일단이 제1스위칭 소자(Q1)와 연결되고 타단이 분압기(600)의 노드(A)에 연결된다. 제1커패시터(C1)는 일단이 상기 분압기(600)의 노드(A)에 연결되고 타단이 접지된다. 제1스위칭 소자(Q1)의 스위칭 모드가 온(on)으로 변경되면 분압기(600)의 노드(A)에서 제1저항(R1)으로 전류가 싱크된다. 제2 PWM신호의 듀티비가 증가할수록 분압기(600)의 노드(A)에서 제1저항(R1)으로 싱크되는 전류가 증가되어 최종적으로 DCDC컨버터(100)가 공급하는 직류전압(Vout)이 상승한다. 즉, MCU(400)에 의해 제2 PWM신호의 듀티비를 조절함으로써 도 6에 도시된 바와 같이 DCDC컨버터(100)로부터 공급되는 직류전압(Vout)을 제어할 수 있다.The first resistor R1 has one end connected to the first switching element Q1 and the other end connected to the node A of the voltage divider 600. One end of the first capacitor C1 is connected to the node A of the voltage divider 600 and the other end is grounded. When the switching mode of the first switching element Q1 is changed to on, current is sinked from the node A of the voltage divider 600 to the first resistor R1. As the duty ratio of the second PWM signal increases, the current sinked from the node A of the voltage divider 600 to the first resistor R1 increases, and finally the DC voltage Vout supplied by the DCDC converter 100 increases. . That is, by adjusting the duty ratio of the second PWM signal by the MCU 400, the DC voltage Vout supplied from the DCDC converter 100 can be controlled as shown in FIG. 6.

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 PWM신호 변환부(500)의 내부 회로를 나타낸 도면이다. 4 is a diagram showing an internal circuit of a PWM signal conversion unit 500 according to another embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 PWM신호 변환부(500)는 제2스위칭 소자(Q2), 바이어스 회로(520), 제3스위칭 소자(Q3), 전류미러(540), 제2저항(R2) 및 제3저항(R3)을 포함할 수 있다.4, the PWM signal conversion unit 500 according to the embodiment of the present invention includes a second switching element Q2, a bias circuit 520, a third switching element Q3, a current mirror 540, and a third. It may include a second resistor (R2) and a third resistor (R3).

제2스위칭 소자(Q2)는 제2 PWM신호가 입력되는 구성으로서, 제2 PWM신호의 듀티비에 따라 스위칭(on/off) 모드를 변경하여 전류를 조절하는 역할을 한다.The second switching element Q2 is a configuration in which the second PWM signal is input, and serves to adjust the current by changing the switching (on/off) mode according to the duty ratio of the second PWM signal.

바이어스 회로(520)와 전류미러(540)는 별도의 외부 전원(VDD)을 공급받아 동작한다.The bias circuit 520 and the current mirror 540 operate by receiving a separate external power source VDD.

바이어스 회로(520)는 제2스위칭 소자(Q2)의 동작에 대응하여 제3스위칭 소자(Q3)로 인가되는 전류를 공급하는 역할을 한다.The bias circuit 520 serves to supply a current applied to the third switching element Q3 in response to the operation of the second switching element Q2.

제3스위칭 소자(Q3)는 바이어스 회로(520)에 의해 생성된 전류를 인가받아 스위칭(on/off) 모드를 변경하여 전류미러(540)에 흐르는 전류를 조절하는 역할을 한다.The third switching element Q3 serves to control the current flowing through the current mirror 540 by changing a switching (on/off) mode by receiving the current generated by the bias circuit 520.

전류미러(540)는 일단이 제3스위칭 소자(Q3)와 연결되고 타단이 분배기의 노드(A)에 연결된다. 제3스위칭 소자(Q3)의 전류값에 따라 전류미러(540)에 포함된 제4스위칭 소자(Q4)의 전류값이 결정된다. 제4스위칭 소자(Q4)의 전류값은 제5스위칭 소자(Q5)으로 미러링(mirroring)되어 제3저항(R3)에 인가된다.The current mirror 540 has one end connected to the third switching element Q3 and the other end connected to the node A of the distributor. The current value of the fourth switching element Q4 included in the current mirror 540 is determined according to the current value of the third switching element Q3. The current value of the fourth switching element Q4 is mirrored to the fifth switching element Q5 and applied to the third resistor R3.

제2저항(R2)은 일단이 제3스위칭 소자에 연결되고 타단이 접지되는 구성으로서, 제3스위칭 소자(Q3)에 흐르는 전류를 싱크하는 역할을 한다. 제3저항은 일단이 분배기의 노드(A)에 연결되고 타단이 접지되는 구성으로서, 제5스위칭 소자(Q5)에 흐르는 전류를 싱크하는 역할을 한다. The second resistor R2 has one end connected to the third switching element and the other end grounded, and serves to sink a current flowing through the third switching element Q3. The third resistor is a configuration in which one end is connected to the node A of the divider and the other end is grounded, and serves to sink the current flowing through the fifth switching element Q5.

제5스위칭 소자(Q5)에 흐르는 전류가 제3저항(R3)에 인가되고, 제3저항(R3)의 전압은 분압기(600)의 노드(A)의 전압과 중첩되며 DCDC컨버터(100)로부터 공급되는 직류전압(Vout)이 변경된다. 즉, MCU(400)에 의해 제2 PWM신호의 듀티비를 조절하여 분압기(600)의 노드(A)의 전압과 중첩되는 제3저항(R3)의 전압인 피드백 전압을 조절할 수 있으므로, 도 7에 도시된 바와 같이 최종적으로 DCDC컨버터(100)로부터 공급되는 직류전압(Vout)을 제어할 수 있다.The current flowing through the fifth switching element Q5 is applied to the third resistor R3, and the voltage of the third resistor R3 overlaps the voltage of the node A of the voltage divider 600, and from the DCDC converter 100 The supplied DC voltage Vout is changed. That is, since the feedback voltage, which is the voltage of the third resistor R3 overlapping the voltage of the node A of the divider 600, can be adjusted by adjusting the duty ratio of the second PWM signal by the MCU 400, FIG. 7 As shown in FIG. 1, the DC voltage Vout supplied from the DCDC converter 100 may be finally controlled.

도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 PWM신호 변환부(500)의 내부 회로를 나타낸 도면이다. 5 is a diagram showing an internal circuit of the PWM signal conversion unit 500 according to another embodiment of the present invention.

도 5를 참조하면, PWM신호 변환부(500)는 저역필터(560) 및 전압팔로워(580)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 5, the PWM signal conversion unit 500 may include a low pass filter 560 and a voltage follower 580.

저역필터(560)(LPF)는 제2 PWM신호가 입력되는 구성으로서 도 5에 도시된 바와 같이 저항소자와 커패시터로 구성될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. The low-pass filter 560 (LPF) is a configuration in which the second PWM signal is input, and may be composed of a resistance element and a capacitor as shown in FIG. 5, but is not limited thereto.

저역필터(560)는 제2 PWM신호에 포함된 노이즈를 제거하여 평탄화하는 역할을 할 수 있다.The low-pass filter 560 may serve to flatten by removing noise included in the second PWM signal.

전압팔로워(580)(voltage follower)의 입력단자(비반전단자)가 저역필터(560)The input terminal (non-inverting terminal) of the voltage follower 580 is a low-pass filter 560

의 출력단과 연결되고, 출력단자가 분배기의 노드(A)에 연결된다. 또한, 본 발명의 실시예에 따르면, PWM신호 변환부(500)는 일단이 전압팔로워(580)의 출력단자와 연결되고 타단이 상기 분배기의 노드(A)에 연결되는 제4저항(R4), 일단이 분배기의 노드(A)에 연결되고, 타단이 접지되는 제5저항(R5) 및 일단이 분배기의 노드(A)에 연결되고, 타단이 접지되는 제2커패시터(C2)를 더 포함할 수 있다. 제4저항(R4)과 제5저항(R5)의 저항값을 조절함으로써 전압팔로워(580)의 출력에 의해 제5저항(R5)에 인가되는 전압인 피드백 전압을 조절할 수 있다.It is connected to the output terminal of and the output terminal is connected to the node (A) of the distributor. In addition, according to an embodiment of the present invention, the PWM signal converter 500 has a fourth resistor R4 having one end connected to the output terminal of the voltage follower 580 and the other end connected to the node A of the divider, It may further include a fifth resistor R5 having one end connected to the node A of the divider, the other end grounded, and a second capacitor C2 having one end connected to the node A of the divider and the other end grounded. have. By adjusting the resistance values of the fourth resistor R4 and the fifth resistor R5, a feedback voltage, which is a voltage applied to the fifth resistor R5 by the output of the voltage follower 580, may be adjusted.

제2 PWM신호의 듀티비가 증가하면 저역필터(560)에서 출력되는 전압이 증가한다. 이에 따라 전압팔로워(580)로부터 출력되는 전압 역시 증가하여 분압기(600)의 노드(A)의 전압과 중첩되고, 도 8에 도시된 바와 같이 DCDC컨버터(100)로부터 공급되는 직류전압(Vout)을 제어하게 된다.When the duty ratio of the second PWM signal increases, the voltage output from the low-pass filter 560 increases. Accordingly, the voltage output from the voltage follower 580 also increases, overlaps with the voltage of the node A of the voltage divider 600, and the DC voltage Vout supplied from the DCDC converter 100 as shown in FIG. Control.

한편, 종래기술의 경우 UV단자에서 싱크되는 전류량이 제한적이기 때문에 전압제어 범위가 1~2V 편차에 불과하여, 부하전압의 특성에 따라 적용할 수 있는 분야가 한정적이었다. 예를 들어, TV 백라이트에 적용되는 LED의 구동전압은 약 1.7V, LED조명에 적용되는 LED의 구동전압은 약 2V, OLED 조명의 경우 구동전압은 약 6V, 차량조명 LED경우 구동전압은 2V~3.5V이다. 또한 각 응용분야에 따라 발광소자 어레이의 배열이 다르고, 주위 온도 환경에 따라 발생하는 발광소자 스트링의 편차가 달라지게 된다.On the other hand, in the case of the prior art, since the amount of current sinking from the UV terminal is limited, the voltage control range is only 1 ~ 2V deviation, and the field that can be applied according to the characteristics of the load voltage was limited. For example, the driving voltage of the LED applied to the TV backlight is about 1.7V, the driving voltage of the LED applied to the LED lighting is about 2V, the driving voltage for OLED lighting is about 6V, and the driving voltage for vehicle lighting LED is about 2V~ It is 3.5V. In addition, the arrangement of the light emitting device array is different according to each application field, and the variation of the light emitting device string generated according to the ambient temperature environment is different.

도 3 내지 도 5에 제시된 3가지 실시예는 MCU(400)에서 PWM신호 변환부(500)로 전달되는 제2 PWM신호를 직류전압(Vout)으로 변환하여, 분압기(600)에 인가되는 방식에 대한 것이다. 도 6 내지 도 8을 참조하면, 10~50% 듀티비 조건에서 실시예에 따라 DCDC컨버터(100)로부터 출력되는 직류전압(Vout)을 약 1V~10V 범위의 편차가 발생하도록 제어할 수 있으며, 듀티비를 100%로 올릴 경우, 20V 이상의 편차가 발생하도록 직류전압(Vout)의 제어 범위를 증가시킬 수 있다. 즉, 본 발명의 실시예들은 직류전압(Vout)의 제어 범위가 넓기 때문에 다양한 부하 조건, 다양한 부하 어레이 편차를 갖는 부하에 적용 가능한 것이 장점이다. The three embodiments shown in FIGS. 3 to 5 are applied to the voltage divider 600 by converting the second PWM signal transmitted from the MCU 400 to the PWM signal conversion unit 500 to a DC voltage Vout. For. 6 to 8, it is possible to control the DC voltage Vout output from the DCDC converter 100 according to the embodiment under the condition of a 10 to 50% duty ratio so that a deviation in the range of about 1V to 10V occurs, When the duty ratio is raised to 100%, the control range of the DC voltage Vout can be increased so that a deviation of 20V or more occurs. That is, the embodiments of the present invention are advantageous in that they can be applied to loads having various load conditions and various load array variations since the DC voltage Vout has a wide control range.

한편, 본 발명의 실시예에 따른 MCU를 이용한 발광소자 구동 장치의 발광소자 어레이(200)는 차량에 장착되는 램프인 것이 바람직하다.Meanwhile, it is preferable that the light emitting device array 200 of the light emitting device driving apparatus using the MCU according to the embodiment of the present invention is a lamp mounted on a vehicle.

차량에는 리어 콤비네이션 램프(rear combination lamp, RCL), 데이라이트 러닝 램프(daylight running lamp, DRL), 포지셔닝 램프(positioning lamp), 백 램프(back lamp), 브레이크 램프(break lamp), 파킹 램프(parking lamp), 라이선스 플레이트 램프 등을 포함하는 다양한 용도의 램프가 장착된다. 이에 따라 각 용도에 적합한 구동 특성을 갖는 발광소자 역시 매우 다양하다. 본 발명의 실시예에 따른 MCU(400)를 이용한 발광소자 구동 장치가 차량에 장착되면 상이한 구동 특성을 갖는 발광소자들을 제어하기 위해서 복수의 구동 회로를 사용해야 하는 불편함을 제거하고 제조비용을 절감하며 신뢰성을 확보할 수 있다.Vehicles include a rear combination lamp (RCL), daylight running lamp (DRL), positioning lamp, back lamp, break lamp, and parking lamp. ), license plate lamps, etc. Accordingly, light emitting devices having driving characteristics suitable for each use are also very diverse. When the light emitting device driving device using the MCU 400 according to the embodiment of the present invention is mounted on a vehicle, the inconvenience of using a plurality of driving circuits to control light emitting devices having different driving characteristics is eliminated and manufacturing cost is reduced. Reliability can be secured.

위에서 설명된 본 발명의 실시예들은 예시의 목적을 위해 개시된 것이며, 이들에 의하여 본 발명이 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명에 대한 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정 및 변경을 가할 수 있을 것이며, 이러한 수정 및 변경은 본 발명의 범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.The embodiments of the present invention described above are disclosed for purposes of illustration, and the present invention is not limited thereto. In addition, those of ordinary skill in the technical field of the present invention will be able to make various modifications and changes within the spirit and scope of the present invention, and these modifications and changes should be viewed as belonging to the scope of the present invention.

100 : DCDC컨버터 200 : 발광소자 어레이
210 : 발광소자 스트링 300 : 정전압 제어부
400 : MCU 410 : 비교모듈
420 : ADC 모듈 430 : PWM변환 모듈
500 : PWM신호 변환부 520 : 바이어스 회로
540 : 전류미러 560 : 저역필터
580 : 전압팔로워 600 : 분압기
610 : 하이저항 620 : 로우저항100: DCDC converter 200: light emitting element array
210: light emitting element string 300: constant voltage control unit
400: MCU 410: comparison module
420: ADC module 430: PWM conversion module
500: PWM signal conversion unit 520: bias circuit
540: current mirror 560: low pass filter
580: voltage follower 600: voltage divider
610: high resistance 620: low resistance

Claims (9)

외부의 전원공급부로부터 인가되는 전원전압을 직류전압으로 변환하여 발광소자 어레이로 공급하는 DCDC컨버터;
상기 발광소자 어레이에 흐르는 전류를 싱크하여 정전류가 되도록 제어하는 정전류 제어부;
상기 정전류 제어부 로부터 상기 발광소자 어레이에 흐르는 전류값을 검출하여 제1 디지털 신호로 변환한 후 설정된 목표 전류값과의 차이에 대응되는 제1 PWM신호를 생성하여 상기 정전류 제어부를 제어하고, 상기 정전류 제어부로부터 상기 발광소자 어레이의 캐소드 전압을 검출하여 상기 직류전압과 상기 발광소자 어레이의 캐소드 전압의 전압차를 제2 디지털 신호로 변환한 후 상기 제2 디지털 신호와 매칭된 직류전압에 대응되는 제2 PWM신호를 생성하는 MCU;
상기 MCU에 의해 생성된 상기 제2 PWM신호를 변환하여 피드백 전압을 생성하는 PWM신호 변환부; 및
상기 피드백 전압을 분압하여 상기 DCDC컨버터로 전달하는 분압기;
를 포함하고,
상기 PWM신호 변환부는,
상기 제2 PWM신호가 입력되는 제1스위칭 소자;
일단이 상기 제1스위칭 소자와 연결되고 타단이 상기 분압기의 노드에 연결되는 제1저항; 및
일단이 상기 분압기의 노드에 연결되고 타단이 접지되는 제1커패시터;
를 포함하는, MCU를 이용한 발광소자 구동 장치.A DCDC converter converting a power voltage applied from an external power supply unit into a DC voltage and supplying it to the light emitting device array;
A constant current controller for controlling the current flowing through the light emitting device array to become a constant current;
The constant current controller detects a current value flowing through the light emitting device array, converts it into a first digital signal, and generates a first PWM signal corresponding to a difference from a set target current value to control the constant current controller, and the constant current controller A second PWM corresponding to the DC voltage matched with the second digital signal after converting the voltage difference between the DC voltage and the cathode voltage of the light emitting element array into a second digital signal by detecting the cathode voltage of the light emitting element array from MCU to generate a signal;
A PWM signal converter configured to convert the second PWM signal generated by the MCU to generate a feedback voltage; And
A divider for dividing the feedback voltage and transferring it to the DCDC converter;
Including,
The PWM signal conversion unit,
A first switching element to which the second PWM signal is input;
A first resistor having one end connected to the first switching element and the other end connected to a node of the voltage divider; And
A first capacitor having one end connected to the node of the voltage divider and the other end grounded;
Containing, a light emitting device driving device using an MCU. 외부의 전원공급부로부터 인가되는 전원전압을 직류전압으로 변환하여 발광소자 어레이로 공급하는 DCDC컨버터;
상기 발광소자 어레이에 흐르는 전류를 싱크하여 정전류가 되도록 제어하는 정전류 제어부;
상기 정전류 제어부 로부터 상기 발광소자 어레이에 흐르는 전류값을 검출하여 제1 디지털 신호로 변환한 후 설정된 목표 전류값과의 차이에 대응되는 제1 PWM신호를 생성하여 상기 정전류 제어부를 제어하고, 상기 정전류 제어부로부터 상기 발광소자 어레이의 캐소드 전압을 검출하여 상기 직류전압과 상기 발광소자 어레이의 캐소드 전압의 전압차를 제2 디지털 신호로 변환한 후 상기 제2 디지털 신호와 매칭된 직류전압에 대응되는 제2 PWM신호를 생성하는 MCU;
상기 MCU에 의해 생성된 상기 제2 PWM신호를 변환하여 피드백 전압을 생성하는 PWM신호 변환부; 및
상기 피드백 전압을 분압하여 상기 DCDC컨버터로 전달하는 분압기;
를 포함하고,
상기 PWM신호 변환부는,
상기 제2 PWM신호가 입력되는 제2스위칭 소자;
상기 제2스위칭 소자의 동작에 대응하여 출력 전류를 조절하는 바이어스 회로;
상기 바이어스 회로로부터 출력 전류를 인가받아 동작하는 제3스위칭 소자;
일단이 상기 제3스위칭 소자와 연결되고 타단이 상기 분압기의 노드에 연결되는 전류미러;
일단이 상기 제3스위칭 소자에 연결되고 타단이 접지되는 제2저항; 및
일단이 상기 분압기의 노드에 연결되고 타단이 접지되는 제3저항;
을 포함하는, MCU를 이용한 발광소자 구동 장치.A DCDC converter converting a power voltage applied from an external power supply unit into a DC voltage and supplying it to the light emitting device array;
A constant current controller for controlling the current flowing through the light emitting device array to become a constant current;
The constant current controller detects a current value flowing through the light emitting device array, converts it into a first digital signal, and generates a first PWM signal corresponding to a difference from a set target current value to control the constant current controller, and the constant current controller A second PWM corresponding to the DC voltage matched with the second digital signal after converting the voltage difference between the DC voltage and the cathode voltage of the light emitting element array into a second digital signal by detecting the cathode voltage of the light emitting element array from MCU to generate a signal;
A PWM signal converter configured to convert the second PWM signal generated by the MCU to generate a feedback voltage; And
A divider for dividing the feedback voltage and transferring it to the DCDC converter;
Including,
The PWM signal conversion unit,
A second switching element to which the second PWM signal is input;
A bias circuit for adjusting an output current in response to an operation of the second switching element;
A third switching element that operates by receiving an output current from the bias circuit;
A current mirror having one end connected to the third switching element and the other end connected to a node of the voltage divider;
A second resistor having one end connected to the third switching element and the other end grounded; And
A third resistor having one end connected to the node of the voltage divider and the other end grounded;
Containing, a light emitting device driving apparatus using an MCU. 외부의 전원공급부로부터 인가되는 전원전압을 직류전압으로 변환하여 발광소자 어레이로 공급하는 DCDC컨버터;
상기 발광소자 어레이에 흐르는 전류를 싱크하여 정전류가 되도록 제어하는 정전류 제어부;
상기 정전류 제어부 로부터 상기 발광소자 어레이에 흐르는 전류값을 검출하여 제1 디지털 신호로 변환한 후 설정된 목표 전류값과의 차이에 대응되는 제1 PWM신호를 생성하여 상기 정전류 제어부를 제어하고, 상기 정전류 제어부로부터 상기 발광소자 어레이의 캐소드 전압을 검출하여 상기 직류전압과 상기 발광소자 어레이의 캐소드 전압의 전압차를 제2 디지털 신호로 변환한 후 상기 제2 디지털 신호와 매칭된 직류전압에 대응되는 제2 PWM신호를 생성하는 MCU;
상기 MCU에 의해 생성된 상기 제2 PWM신호를 변환하여 피드백 전압을 생성하는 PWM신호 변환부; 및
상기 피드백 전압을 분압하여 상기 DCDC컨버터로 전달하는 분압기;
를 포함하고,
상기 PWM신호 변환부는,
상기 제2 PWM신호가 입력되는 저역필터;
입력단자가 상기 저역필터의 출력단과 연결되고, 출력단자가 상기 분압기의 노드에 연결되는 전압팔로워;
일단이 상기 전압팔로워의 출력단자와 연결되고 타단이 상기 분압기의 노드에 연결되는 제4저항;
일단이 상기 분압기의 노드에 연결되고, 타단이 접지되는 제5저항; 및
일단이 상기 분압기의 노드에 연결되고, 타단이 접지되는 제2커패시터;
를 포함하는, MCU를 이용한 발광소자 구동 장치.A DCDC converter converting a power voltage applied from an external power supply unit into a DC voltage and supplying it to the light emitting device array;
A constant current controller for controlling the current flowing through the light emitting device array to become a constant current;
The constant current controller detects a current value flowing through the light emitting device array, converts it into a first digital signal, and generates a first PWM signal corresponding to a difference from a set target current value to control the constant current controller, and the constant current controller A second PWM corresponding to the DC voltage matched with the second digital signal after converting the voltage difference between the DC voltage and the cathode voltage of the light emitting element array into a second digital signal by detecting the cathode voltage of the light emitting element array from MCU to generate a signal;
A PWM signal converter configured to convert the second PWM signal generated by the MCU to generate a feedback voltage; And
A divider for dividing the feedback voltage and transferring it to the DCDC converter;
Including,
The PWM signal conversion unit,
A low pass filter to which the second PWM signal is input;
A voltage follower whose input terminal is connected to the output terminal of the low-pass filter and the output terminal is connected to the node of the voltage divider;
A fourth resistor having one end connected to the output terminal of the voltage follower and the other end connected to a node of the voltage divider;
A fifth resistor having one end connected to the node of the voltage divider and the other end grounded; And
A second capacitor having one end connected to the node of the voltage divider and the other end grounded;
Containing, a light emitting device driving device using an MCU. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 분압기는,
하이저항 및 로우저항을 포함하는, MCU를 이용한 발광소자 구동 장치.The method according to any one of claims 1 to 3,
The voltage divider,
A light emitting device driving device using an MCU, including high resistance and low resistance. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 MCU는,
상기 직류전압과 발광소자 어레이의 캐소드 전압의 전압차를 산출하는 비교모듈;
상기 발광소자 어레이로부터 검출된 전류값을 제1 디지털신호로 변환하고, 상기 전압차를 제2 디지털신호로 변환하는 ADC 모듈; 및
상기 제1 디지털 신호를 제1 PWM신호로 변환하고, 상기 제2 디지털신호를 제2 PWM신호로 변환하는 PWM변환모듈;
을 포함하는, MCU를 이용한 발광소자 구동 장치.The method according to any one of claims 1 to 3,
The MCU,
A comparison module calculating a voltage difference between the DC voltage and a cathode voltage of the light emitting device array;
An ADC module for converting a current value detected from the light emitting element array into a first digital signal and converting the voltage difference into a second digital signal; And
A PWM conversion module for converting the first digital signal into a first PWM signal and converting the second digital signal into a second PWM signal;
Containing, a light emitting device driving apparatus using an MCU. 제5항에 있어서,
상기 비교모듈은,
상기 직류전압을 상기 발광소자 어레이의 발광소자 스트링 각각의 캐소드 전압과 비교하여 가장 큰 전압차를 산출하는 것을 특징으로 하는, MCU를 이용한 발광소자 구동 장치.
The method of claim 5,
The comparison module,
A light emitting device driving apparatus using an MCU, characterized in that the largest voltage difference is calculated by comparing the DC voltage with a cathode voltage of each light emitting device string of the light emitting device array.
 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 발광소자 어레이는 차량 램프용인 것을 특징으로 하는, MCU를 이용한 발광소자 구동 장치.The method according to any one of claims 1 to 3,
The light emitting device driving apparatus using an MCU, characterized in that the light emitting device array is for a vehicle lamp. 삭제delete 삭제delete
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