KR20090050381A

KR20090050381A - 발광소자 구동장치

Info

Publication number: KR20090050381A
Application number: KR1020070116777A
Authority: KR
Inventors: 신상철; 민병운; 공정철; 장유진; 공승곤
Original assignee: 삼성전기주식회사
Priority date: 2007-11-15
Filing date: 2007-11-15
Publication date: 2009-05-20
Also published as: JP4972068B2; US20090128055A1; KR100905844B1; JP2009124125A; US7940014B2

Abstract

본 발명은 발광소자 구동장치에 관한 것으로, 구동전원을 공급하는 전원부; 상기 전원부에 연결된 애노드단과 캐소드단 사이에 직렬로 연결된 복수의 발광소자를 포함하는 발광소자 어레이; 상기 발광소자 어레이에 흐르는 전류를 제1 튜닝 전압에 따라 일정하게 유지시키는 정전류 회로부; 및 상기 발광소자 어레이의 캐소드단과 상기 정전류 회로부 사이에 연결되어, 제2 튜닝전압에 따라 상기 발광소자 어레이의 캐소드단에서 접지 사이에 걸리는 전체 전압중 일부 전압을 분담하여, 상기 정전류 회로부에 걸리는 전압을 기 설정된 전압 이하로 제한하는 전압 제한 회로부를 포함한다.

발광소자, LED, 발광 다이오드, OLED(Organic Light Emitting Diodes), 유기 발광 다이오드

Description

발광소자 구동장치{APPARATUS FOR DRIVING LIGHT EMITTING ELEMENT}

본 발명은 광원이나 백라이트에 적용될 수 있는 발광소자의 구동장치에 관한 것으로, 특히 발광 소자에 정전류를 공급하기 필요한 정전류 회로에 걸리는 전압을 일정 전압 이하로 제한하도록 함으로서, MOS 트랜지스터를 포함하는 정전류 회로에서의 발열을 제한할 수 있는 발광소자 구동장치에 관한 것이다

일반적으로, 발광 소자(LIGHT EMITTING ELEMENT)는 빛을 발산하는 소자로서, 예를들면 발광 다이오드(LED : Light Emitting Diode), 레이저 다이오드(LD: Laser Diode) 또는 유기 발광 다이오드(OLED : Organic Light Emitting Diodes) 등이 있다.

이러한 발광 소자중에서 하나의 소자를 예를 들어 설명하면, LED(Light Emitting Diode)는 조명이나 백라이트 유니트(Backlight Unit)등 다양한 분야에서 적용하고 있으며 앞으로도 많은 분야에 적용될 것이다.

이러한 LED 구동하는 LED 구동에 있어서 두 가지 방법이 사용되고 있는데, 스위칭 모드의 DC/DC을 사용하는 방법과, 전류원(Current Source)을 이용하는 방법이 있다. 전류원(Current source)을 이용하는 방법은 스위칭 노이즈도 적을 뿐만 아니라 회로가 간단한 장점을 가지고 있어 많이 이용되고 있지만, 전류원에 포함되는 MOS 트랜지스터에서 발생되는 발열 문제는 개선되어야 한다.

이하, 전류원을 이용하는 종래 LED 구동장치에 대해 설명한다.

도 1은 종래 LED 구동장치의 구성도로서, 도 1에 도시된 종래 LED 구동장치는, 발광소자인 LED의 구동에 필요한 구동전원(V)을 공급하는 전원부(10)와, 상기 전원부(10)에 연결되어 상기 전원부(10)로부터의 구동전원에 의해 점등되는 직렬로 연결된 복수의 LED를 포함하는 LED부(20)와, 상기 LED부(20)와 접지 사이에 연결되어, 상기 LED부(20)에 흐르는 전류를 일정하게 유지시키는 정전류 회로부(30)를 포함한다.

상기 정전류 회로부(30)는, 상기 LED부(20)의 복수의 직렬 LED의 캐소드에 연결된 드레인과, 게이트 및 소오스를 갖는 MOS 트랜지스터(MOS)와, 상기 MOS 트랜지스터(MOS)의 소오스와 접지 사이에 연결되어, 전압을 센싱하는 센싱 저항(RS)과, 상기 센싱 저항(RS)에 의해 검출된 검출전압(VD)과 기 설정된 기준전압(Vref)을 비교하여 두 전압의 차전압에 따라 결정되는 튜닝전압(VT)을 상기 MOS 트랜지스터(MOS1)의 게이트에 공급하는 비교부(31)를 포함한다.

이와 같이 이루어진 도 1의 종래 LED 구동장치에서는, 상기 LED부(20)에 정전류를 공급하는 정전류 회로부(30)를 이용하여, 상기 LED부(20)에 흐르는 전류를 일정하게 유지시킬 수 있게 된다.

이때, 상기 LED부(20)에 흐르는 전류(ILED)는, 하기 수학식 1과 같이, 상기 비교부(31)의 기준전압(Vref)과 상기 MOS 트랜지스터(MOS)와 접지 사이의 센싱 저항(RS)에 의해 결정된다.

그러나, 이와 같이 도 1에 도시된 종래 LED 구동장치에서는, 구동전원(Vcc)이 증가함에 따라서 상기 MOS 트랜지스터(MOS)의 드레인-소오스 전압(Vds)이 증가하게 되고, 이 드레인-소오스 전압(Vds)이 증가함에 따라서 상기 MOS 트랜지스터(MOS)에서 열이 발생하게 되는 문제점이 있다.

또한, 상기 LED부(20)에 포함되는 LED가 고전력(High Power) LED인 경우에는, 상기 LED부(20)에 흐르는 전류가 높게 되므로 더욱 발열문제가 심각하게 발생하는 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해서 제안된 것으로써, 그 목적은, 발광 소자에 정전류를 공급하기 필요한 정전류 회로에 걸리는 전압을 일정 전압 이하로 제한하도록 함으로서, MOS 트랜지스터를 포함하는 정전류 회로에서의 발열을 제한할 수 있는 발광소자 구동장치를 제공하는데 있다.

상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 발광소자 구동장치에 대한 제1 실시형태는, 구동전원을 공급하는 전원부; 상기 전원부에 연결된 애노드단과 캐소드단 사이에 직렬로 연결된 복수의 발광소자를 포함하는 발광소자 어레이; 상기 발광소자 어레이에 흐르는 전류를 제1 튜닝 전압에 따라 일정하게 유지시키는 정전류 회로부; 및 상기 발광소자 어레이의 캐소드단과 상기 정전류 회로부 사이에 연결되어, 제2 튜닝전압에 따라 상기 발광소자 어레이의 캐소드단에서 접지 사이에 걸리는 전체 전압중 일부 전압을 분담하여, 상기 정전류 회로부에 걸리는 전압을 기 설정된 전압 이하로 제한하는 전압 제한 회로부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 발광소자 구동장치에 대한 제2 실시형태는, 구동전원을 공급하는 전원부; 상기 전원부에 연결된 애노드단과 캐소드단 사이에 직렬로 연결된 복수의 발광소자를 포함하는 발광소자 어레이; 상기 발광소자 어레이에 흐르는 전류를 제1 튜닝 전압에 따라 일정하게 유지시키는 정전류 회로부; 상기 발광소자 어레이의 캐소드단과 상기 정전류 회로부 사이에 연결되어, 제2 튜닝 전압에 따라 상기 발광소자 어레이의 캐소드단에서 접지 사이에 걸리는 전체 전압중 일부 전압을 분담하여, 상기 정전류 회로부에 걸리는 전압을 제한하는 전압 제한 회로부; 및 상기 정전류 회로부에 걸리는 제1 전압을 검출하고, 상기 제1 전압의 크기에 따라 상기 제2 튜닝 전압을 상기 전압 제한 회로부에 공급하여 상기 전압 제한 회로부에 의해 분할되는 전압 크기를 제어하는 전압분할 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 발광소자 구동장치에 대한 제3 실시형태는, PWM 방식으로 생성한 구동전원을 공급하는 전원부; 상기 전원부에 연결된 애노드단과 캐소드단 사이에 직렬로 연결된 복수의 발광소자를 포함하는 발광소자 어레이; 상기 발광소자 어레이에 흐르는 전류를 제1 튜닝 전압에 따라 일정하게 유지시키는 정전류 회로부; 상기 발광소자 어레이의 캐소드단과 상기 정전류 회로부 사이에 연결되어, 제2 튜닝 전압에 따라 상기 발광소자 어레이의 캐소드단에서 접지 사이에 걸리는 전체 전압중 일부 전압을 분담하여, 상기 정전류 회로부에 걸리는 전압을 제한하는 전압 제한 회로부; 상기 정전류 회로부에 걸리는 제1 전압을 검출하고, 상기 제1 전압의 크기에 따라 상기 제2 튜닝 전압을 상기 전압 제한 회로부에 공급하여 상기 전압 제한 회로부에 의해 분할되는 전압 크기를 제어하는 전압분할 제어부; 및 상 기 PWM 방식으로 생성된 상기 구동전원에 동기하여, 상기 정전류 회로부의 출력단과, 상기 전압분할 제어부의 입력단을 온/오프 스위칭하는 PWM 스위칭 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 정전류 회로부는, 상기 전압 제한 회로부의 전류 출력단에 연결된 드레인과, 게이트 및 소오스를 갖는 제1 MOS 트랜지스터; 상기 제1 MOS 트랜지스터의 소오스와 접지 사이에 연결되어, 상기 제1 MOS 트랜지스터를 통해 흐르는 전류를 센싱하여 제1 검출전압을 출력하는 센싱 저항; 및 상기 제1 검출전압과 기 설정된 제1 기준전압을 비교하여 두 전압의 차전압에 따라 제1 튜닝전압을 상기 제1 MOS 트랜지스터의 게이트에 공급하여 상기 발광소자 어레이에 흐르는 전류를 일정하게 하는 비교부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 PWM 스위칭 제어부는, 상기 정전류 회로부의 비교부와 제1 MOS 트랜지스터사이에 연결된 제1 스위치; 상기 전압분할 제어부의 제1 전압 검출라인에 연결된 제2 스위치; 및 PWM 방식으로 생성된 상기 구동전원에 동기하여 상기 제1 스위치 및 제2 스위치를 온 또는 오프로 스위칭시키는 PWM 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 전압 제한 회로부는, 상기 발광소자 어레이의 캐소드단에 연결된 드레인과, 상기 제1 MOS 트랜지스터의 드레인에 연결된 소오스와, 상기 제2 튜닝 전압단에 연결된 게이트를 포함하는 제2 MOS 트랜지스터를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 전압 제한 회로부는, 상기 발광소자 어레이의 캐소드단에 연결된 드레 인과, 상기 제1 MOS 트랜지스터의 드레인에 연결된 소오스와, 상기 제2 튜닝 전압단에 연결된 게이트를 포함하는 제2 MOS 트랜지스터; 및 상기 제2 MOS 트랜지스터의 드레인과 소오스 사이에 연결된 전압 분할 저항을 포함하는 것을 특징으로 한다.

이와같은 본 발명에 의하면, 발광 소자에 정전류를 공급하기 필요한 정전류 회로에 걸리는 전압을 일정 전압 이하로 제한하도록 함으로서, MOS 트랜지스터를 포함하는 정전류 회로에서의 발열을 제한할 수 있으며, 이에 따라, 발광 소자에 의한 제품의 발열문제를 해결하여, 제품의 수명 및 제품의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 피드백 제어방식 및 피드백 경로를 PWM 방식으로 스위칭하는 방식을 이용하면, MOS 트랜지스터의 게이트 전압을 피드백 루프(Feedback Loop)를 이용하여 정밀하게 조절 할 수 있는 효고가 있다.

이하, 본 발명의 실시형태를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

본 발명은 설명되는 실시형태에 한정되지 않으며, 본 발명의 실시형태는 본 발명의 기술적 사상에 대한 이해를 돕기 위해서 사용된다. 본 발명에 참조된 도면에서 실질적으로 동일한 구성과 기능을 가진 구성요소들은 동일한 부호를 사용할 것이다.

도 2는 본 발명에 따른 발광소자 구동장치의 제1 실시형태를 보이는 구성도이다.

도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 발광소자 구동장치의 제1 실시형태는, 구동전원(Vcc)을 공급하는 전원부(100)와, 상기 전원부(100)에 연결된 애노드단(AT)과 캐소드단(CT) 사이에 직렬로 연결된 복수의 발광소자를 포함하는 발광소자 어레이(200)와, 상기 발광소자 어레이(200)에 흐르는 전류를 제1 튜닝 전압(VT1)에 따라 일정하게 유지시키는 정전류 회로부(300)와, 상기 발광소자 어레이(200)의 캐소드단(CT)과 상기 정전류 회로부(300) 사이에 연결되어, 제2 튜닝전압(VT2)에 따라 상기 발광소자 어레이(200)의 캐소드단(CT)에서 접지 사이에 걸리는 전체 전압중 일부 전압을 분담하여, 상기 정전류 회로부(300)에 걸리는 전압을 기 설정된 전압 이하로 제한하는 전압 제한 회로부(400)를 포함한다.

도 3은 본 발명에 따른 발광소자 구동장치의 제2 실시형태를 보이는 구성도이다.

도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 발광소자 구동장치의 제2 실시형태는, 구동전원(Vcc)을 공급하는 전원부(100)와, 상기 전원부(100)에 연결된 애노드단(AT)과 캐소드단(CT) 사이에 직렬로 연결된 복수의 발광소자를 포함하는 발광소자 어레이(200)와, 상기 발광소자 어레이(200)에 흐르는 전류를 제1 튜닝 전압(VT1)에 따라 일정하게 유지시키는 정전류 회로부(300)와, 상기 발광소자 어레이(200)의 캐소드단(CT)과 상기 정전류 회로부(300) 사이에 연결되어, 제2 튜닝 전압(VT2)에 따라 상기 발광소자 어레이(200)의 캐소드단(CT)에서 접지 사이에 걸리는 전체 전압중 일부 전압을 분담하여, 상기 정전류 회로부(300)에 걸리는 전압을 제한하는 전압 제한 회로부(400)와, 상기 정전류 회로부(300)에 걸리는 제1 전압(V1)을 검출하고, 상기 제1 전압(V1)의 크기에 따라 상기 제2 튜닝 전압(VT2)을 상기 전압 제한 회로부(400)에 공급하여 상기 전압 제한 회로부(400)에 의해 분할되는 전압 크기를 제어하는 전압분할 제어부(500)를 포함한다.

도 4는 본 발명에 따른 발광소자 구동장치의 제3 실시형태를 보이는 구성도이다.

도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 발광소자 구동장치의 제3 실시형태는, PWM 방식으로 생성한 구동전원(Vcc)을 공급하는 전원부(100)와, 상기 전원부(100)에 연결된 애노드단(AT)과 캐소드단(CT) 사이에 직렬로 연결된 복수의 발광소자를 포함하는 발광소자 어레이(200)와, 상기 발광소자 어레이(200)에 흐르는 전류를 제1 튜닝 전압(VT1)에 따라 일정하게 유지시키는 정전류 회로부(300)와, 상기 발광소자 어레이(200)의 캐소드단(CT)과 상기 정전류 회로부(300) 사이에 연결되어, 제2 튜닝 전압(VT2)에 따라 상기 발광소자 어레이(200)의 캐소드단(CT)에서 접지 사이에 걸리는 전체 전압중 일부 전압을 분담하여, 상기 정전류 회로부(300)에 걸리는 전압을 제한하는 전압 제한 회로부(400)와, 상기 정전류 회로부(300)에 걸리는 제1 전압(V1)을 검출하고, 상기 제1 전압(V1)의 크기에 따라 상기 제2 튜닝 전압을 상기 전압 제한 회로부(400)에 공급하여 상기 전압 제한 회로부(400)에 의해 분할되 는 전압 크기를 제어하는 전압분할 제어부(500)와, 상기 PWM 방식으로 생성된 상기 구동전원(Vcc)에 동기하여, 상기 정전류 회로부(300)의 출력단과, 상기 전압분할 제어부(500)의 입력단을 온/오프 스위칭하는 PWM 스위칭 제어부(600)를 포함한다.

본 발명의 제1, 제2 및 제3 실시형태 각각에서, 상기 정전류 회로부(300)는, 상기 전압 제한 회로부(400)의 전류 출력단에 연결된 드레인과, 게이트 및 소오스를 갖는 제1 MOS 트랜지스터(MOS1)와, 상기 제1 MOS 트랜지스터(MOS1)의 소오스와 접지 사이에 연결되어, 상기 제1 MOS 트랜지스터(MOS1)를 통해 흐르는 전류를 센싱하여 제1 검출전압(VD1)을 출력하는 센싱 저항(RS)과, 상기 제1 검출전압(VD1)과 기 설정된 제1 기준전압(Vref1)을 비교하여 두 전압의 차전압에 따라 제1 튜닝전압(VT)을 상기 제1 MOS 트랜지스터(MOS1)의 게이트에 공급하여 상기 발광소자 어레이(200)에 흐르는 전류를 일정하게 하는 비교부(311)를 포함한다.

한편, 본 발명의 제3 실시형태에서, 상기 PWM 스위칭 제어부(600)는, 상기 정전류 회로부(300)의 비교부(311)와 제1 MOS 트랜지스터(MOS1)사이에 연결된 제1 스위치(SW1)와, 상기 전압분할 제어부(500)의 제1 전압(V1) 검출라인에 연결된 제2 스위치(SW2)와, PWM 방식으로 생성된 상기 구동전원(Vcc)에 동기하여 상기 제1 스위치(SW1) 및 제2 스위치(SW2)를 온 또는 오프로 스위칭시키는 PWM 제어부(610)를 포함한다.

본 발명의 발광소자 구동장치는, 서로 병렬로 연결된 복수의 발광소자 어레이에도 적용될 수 있다. 예를 들면, 복수의 발광소자 어레이 각각에 연결되는 전압 제한 회로부 및 정전류 회로부를 포함하는 경우, 상기 복수의 정전류 회로부 각각에 걸리는 전압에 따라, 해당 전압 제한 회로부를 제어할 수 있다.

이하, 상기 본 발명의 제1, 제2 및 제3 실시형태 각각에 모두 적용되는 상기 전압 제한 회로부(400)에 대해 설명한다.

도 5는 본 발명의 전압 제한 회로부에 의한 전압 보상 설명도이다.

도 2 내지 도 5를 참조하면, 상기 전압 제한 회로부(400)는, 상기 발광소자 어레이(200)의 캐소드단(CT)에 연결된 드레인과, 상기 제1 MOS 트랜지스터(MOS1)의 드레인에 연결된 소오스와, 상기 제2 튜닝 전압(VT2)단에 연결된 게이트를 포함하는 제2 MOS 트랜지스터(MOS2)를 포함할 수 있다.

도 6은 본 발명의 전압 제한 회로부의 전압 분할 저항 설명도이다.

도 3 내지 도 6을 참조하면, 상기 전압 제한 회로부(400)는, 상기 발광소자 어레이(200)의 캐소드단(CT)에 연결된 드레인과, 상기 제1 MOS 트랜지스터(MOS1)의 드레인에 연결된 소오스와, 상기 제2 튜닝 전압(VT2)단에 연결된 게이트를 포함하는 제2 MOS 트랜지스터(MOS2)와, 상기 제2 MOS 트랜지스터(MOS2)의 드레인과 소오스 사이에 연결된 전압 분할 저항(R2)을 포함한다.

이하, 도 2 내지 도 6을 참조하여 본 발명에 따른 발광소자 구동장치의 실시형태들에 대한 작용 및 효과에 대해 설명한다.

먼저, 도 2에 도시된 본 발명의 제1 실시형태를 설명하면, 본 발명에 따른 발광소자 구동장치는, 전원부(100), 발광소자 어레이(200), 정전류 회로부(300) 및 전압 제한 회로부(400)를 포함한다.

상기 전원부(100)는, 상기 발광소자 어레이(200)에서 필요로 하는 구동전원(Vcc)을 공급한다.

상기 발광소자 어레이(200)는, 상기 전원부(100)에 연결된 애노드단(AT)과 캐소드단(CT) 사이에 직렬로 연결된 복수의 발광소자를 포함한다.

여기서, 상기 복수의 발광 소자는, 발광 다이오드(LED) 또는 레이저 다이오드(LD) 또는 유기 발광 다이오드(OLED) 등이 있다.

상기 정전류 회로부(300)는, 상기 발광소자 어레이(200)에 흐르는 전류를 제1 튜닝 전압(VT1)에 따라 일정하게 유지시킨다.

이때, 상기 전압 제한 회로부(400)는, 상기 발광소자 어레이(200)의 캐소드단(CT)과 상기 정전류 회로부(300) 사이에 연결되어, 제2 튜닝전압(VT2)에 따라 상기 발광소자 어레이(200)의 캐소드단(CT)에서 접지 사이에 걸리는 전체 전압중 일부 전압을 분담하여, 상기 정전류 회로부(300)에 걸리는 전압을 기 설정된 전압 이하로 제한한다.

보다 구체적으로, 도 5를 참조하면, 상기 전압 제한 회로부(400)에 대해 설명하면, 상기 전압 제한 회로부(400)가 상기 발광소자 어레이(200)의 캐소드단(CT)에 연결된 드레인과, 상기 제1 MOS 트랜지스터(MOS1)의 드레인에 연결된 소오스와, 상기 제2 튜닝 전압(VT2)단에 연결된 게이트를 포함하는 제2 MOS 트랜지스터(MOS2)로 이루어지는 경우, 상기 제2 MOS 트랜지스터(MOS2)의 게이트에 공급되는 제2 튜닝 전압(VT2)의 크기로 상기 정전류 회로부(300)에 걸리는 전압을 조절할 수 있다.

이때, 상기 제1 MOS 트랜지스터(MOS1)와 제2 MOS 트랜지스터(MOS2)와의 접속노드(N1)에서의 제1 전압(V1)과, 제1 및 제2 MOS 트랜지스터(MOS1,MOS2) 각각의 드레인-소오스간 전압(Vds1,Vds2)은 하기 수학식 2와 같다.

상기 수학식 2를 참조하면, 제2 튜닝전압(VT2)을 낮게 공급하면, 제1 전압(V1)을 낮게 만들 수 있으며, 상기 제1 전압(V1)이 낮으면 제1 MOS 트랜지스터(MOS1)의 드레인-소오스간 전압(Vds1)도 낮게 되므로, 상기 제2 튜닝전압(VT2)을 조절하여 상기 제1 MOS 트랜지스터(MOS1)에서의 발열이 개선될 수 있음을 알 수 있다.

전술한 바와 같이, 상기 제2 MOS 트랜지스터(MOS2)를 추가하여, 상기 제1 MOS 트랜지스터(MOS1)의 발열문제를 개선할 수 있지만, 추가되는 제2 MOS 트랜지스터(MOS2)의 자체 발열 문제가 발생될 수 있으므로, 상기 제2 MOS 트랜지스터(MOS2)의 발열 문제는, 도 6에 도시한 바와같이, 상기 제2 MOS 트랜지스터(MOS2)의 드레인-소오스간 저항을 추가하여 해결하였다.

도 6을 참조하면, 상기 전압 제한 회로부(400)가, 상기 제2 MOS 트랜지스터(MOS2)의 드레인과 소오스 사이에 연결된 전압 분할 저항(R2)을 더 포함하는 경우에는, 상기 제2 MOS 트랜지스터(MOS2)에 흐르는 전류를 분산시켜 상기 제2 MOS 트랜지스터(MOS2)에서 발생되는 열을 분산시킬 수 있다.

이때, 상기 발광소자 어레이(200)에 흐르는 전류(ILED)에서 상기 전압분산 저항(R2)에 흐르는 전류(IR2)가 분산되므로, 상기 제2 MOS 트랜지스터(MOS2)에 흐르는 전류(IM2)는 하기 수학식 3과 같이 줄어든다.

즉, 상기 수학식 3에 보인 바와같이, 상기 제2 MOS 트랜지스터(MOS2)에 흐르 는 전류를 상기 전압분산 저항(R2)에 의해 분산되므로, 상기 제2 MOS 트랜지스터(MOS2)에 흐르는 전류가 감소되고, 이에 따라 상기 제2 MOS 트랜지스터(MOS2)의 발열이 개선될 수 있다.

위와 같은, 본 발명의 제1 실시형태에서의 설명은, 본 발명의 제2 실시형태 및 제3 실시형태 각각에도 그대로 적용되므로, 본 발명의 제1실시형태와 중복되는 기술내용에 대해서는 본 발명의 제2 실시형태 및 제3 실시형태에서는 그 설명에서 생략한다.

다음, 도 3에 도시된 본 발명의 제2 실시형태를 설명하면, 본 발명에 따른 발광소자 구동장치는, 도 2에 도시된 본 발명의 제1 실시형태의 구성에, 전압분할 제어부(500)를 더 추가한다.

이때, 상기 전압분할 제어부(500)는, 상기 정전류 회로부(300)에 걸리는 제1 전압(V1)을 검출하고, 상기 제1 전압(V1)의 크기에 따라 상기 제2 튜닝 전압(VT2)을 상기 전압 제한 회로부(400)에 공급하여 상기 전압 제한 회로부(400)에 의해 분할되는 전압 크기를 제어한다.

즉, 상기 전압분할 제어부(500)는, 상기 정전류 회로부(300)에 걸리는 제1 전압(V1)의 크기에 따라 상기 제2 튜닝 전압(VT2)의 크기를 조절하여, 상기 전압 제한 회로부(400)에 의해 분할되는 전압 크기를 조절할 수 있으며, 이에 따라, 피드백 제어 원리를 이용하여, 상기 정전류 회로부(300)에 걸리는 제1 전압(V1)을 기 설정된 전압 이하로 자동적으로 제한할 수 있다.

이때, 기설정된 전압은, 상기 전압분할 제어부(500)에서 접지까지의 전체 전압에서 상기 전압분할 제어부(500)에서 분담하는 전압을 제외한 전압에 해당된다.

다음, 도 4에 도시된 본 발명의 제3 실시형태를 설명하면, 본 발명에 따른 발광소자 구동장치는, 도 3에 도시된 본 발명의 제2 실시형태의 구성에, PWM 스위칭 제어부(600)를 더 추가한다.

이때, 상기 PWM 스위칭 제어부(600)는, 상기 PWM 방식으로 생성된 상기 구동전원(Vcc)에 동기하여, 상기 정전류 회로부(300)의 출력단과, 상기 전압분할 제어부(500)의 입력단을 온/오프 스위칭한다.

즉, 상기 PWM 스위칭 제어부(600)의 PWM 제어부(610)는, 상기 PWM 방식으로 생성된 상기 구동전원(Vcc)에 동기하여, 상기 정전류 회로부(300)의 출력에 연결된 제1 스위치(SW1)와, 상기 전압분할 제어부(500)의 입력단에 연결된 제2 스위치(SW2)를 온 또는 오프 시켜, PWM 제어 구간중 온 구간에서는 상기 제1 및 제2 스위치(SW1,SW2)를 온시키고, 상기 PWM 제어 구간중 오프 구간에서는 상기 제1 및 제2 스위치(SW1,SW2)를 오프시킨다.

전술한 본 발명의 제1, 제2 및 제3 실시형태 각각에 적용되는 상기 정전류 회로부(300)에 대해 구체적으로 설명한다.

상기 정전류 회로부(300)는, 상기 전압 제한 회로부(400)의 전류 출력단에 연결된 드레인과, 제1 튜닝전압(VT1)단에 연결된 게이트 및 센싱 저항(RS)에 연결된 소오스를 갖는 제1 MOS 트랜지스터(MOS1)를 포함하는데, 이때, 상기 센싱 저항(RS)은 상기 제1 MOS 트랜지스터(MOS1)를 통해 접지로 흐르는 전류를 센싱하여 제1 검출전압(VD1)을 비교부(311)에 출력한다.

상기 비교부(311)는, 상기 제1 검출전압(VD1)과 기 설정된 제1 기준전압(Vref1)을 비교하여 두 전압의 차전압에 따라 상기 제1 튜닝전압(VT)을 상기 제1 MOS 트랜지스터(MOS1)의 게이트에 공급하여 상기 발광소자 어레이(200)에 흐르는 전류를 일정하게 유지하게 한다.

또한, 본 발명의 제3 실시형태에서, 상기 PWM 스위칭 제어부(600)에 대해 설명하면, 상기 PWM 스위칭 제어부(600)의 PWM 제어부(610)는, PWM 방식으로 생성된 상기 구동전원(Vcc)에 동기하여 상기 제1 스위치(SW1) 및 제2 스위치(SW2)를 온 또는 오프로 스위칭시킨다.

이에 따라, 상기 제1 스위치(SW1)는 상기 정전류 회로부(300)의 비교부(311)의 출력단과 상기 제1 MOS 트랜지스터(MOS1)의 게이트 사이에서 온 또는 오프 동작하여, 상기 비교부(311)의 출력단에 상기 제1 MOS 트랜지스터(MOS1)의 게이트를 연결시키거나 분리시킨다.

그리고, 상기 제2 스위치(SW2)가 온 또는 오프되어, 상기 전압분할 제어부(500)의 제1 전압(V1) 검출라인을 연결 또는 분리시킨다.

전술한 바와같이, LED 등과 같은 발광소자의 밝기를 조정하기 위하여 PWM 동작으로 발광소자를 온 또는 오프로 반복하여 동작시키는데, 이때 오프 상태에서 제2 MOS 트랜지스터의 드레인-소오스 전압(Vds2)이 급격히 증가할 수 있으나, 이를 피드백(Feedback)시키면 오프구간에서도 튜닝전압을 생성시키는 오동작 문제가 발생한다. 따라서, 본원 발명과 같이 PWM 동작시 피드백 경로를 오프시키면 보다 동작의 안정성과 정확성이 향상되는 효과가 있다.

도 1은 종래 LED 구동장치의 구성도.

도 2는 본 발명에 따른 발광소자 구동장치의 제1 실시형태를 보이는 구성도. 도 3은 본 발명에 따른 발광소자 구동장치의 제2 실시형태를 보이는 구성도.

도 4는 본 발명에 따른 발광소자 구동장치의 제3 실시형태를 보이는 구성도.

도 5는 본 발명의 전압 제한 회로부에 의한 전압 보상 설명도.

도 6은 본 발명의 전압 제한 회로부의 전압 분할 저항 설명도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

100 : 전원부 200 : 발광소자 어레이

300 : 정전류 회로부 311 : 비교부

400 : 전압 제한 회로부 500 : 전압분할 제어부

600 : PWM 스위칭 제어부 610 : PWM 제어부

MOS1 : 제1 MOS 트랜지스터 MOS2 : 제2 MOS 트랜지스터

RS : 센싱 저항 R2 : 전압 분할 저항

SW1 : 제1 스위치 SW2 : 제2 스위치

Claims

구동전원을 공급하는 전원부;

상기 전원부에 연결된 애노드단과 캐소드단 사이에 직렬로 연결된 복수의 발광소자를 포함하는 발광소자 어레이;

상기 발광소자 어레이에 흐르는 전류를 제1 튜닝 전압에 따라 일정하게 유지시키는 정전류 회로부; 및

상기 발광소자 어레이의 캐소드단과 상기 정전류 회로부 사이에 연결되어, 제2 튜닝전압에 따라 상기 발광소자 어레이의 캐소드단에서 접지 사이에 걸리는 전체 전압중 일부 전압을 분담하여, 상기 정전류 회로부에 걸리는 전압을 기 설정된 전압 이하로 제한하는 전압 제한 회로부

를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광소자 구동장치.
제1항에 있어서, 상기 정전류 회로부는,

상기 전압 제한 회로부와 정전류 회로부간의 접속노드에 연결된 드레인과, 제1 튜닝 전압단에 연결된 게이트 및 소오스를 갖는 제1 MOS 트랜지스터;

상기 제1 MOS 트랜지스터의 소오스와 접지 사이에 연결되어, 상기 제1 MOS 트랜지스터를 통해 흐르는 전류를 센싱하여 제1 검출전압을 출력하는 센싱 저항;

상기 제1 검출전압과 기 설정된 제1 기준전압을 비교하여 상기 제1 검출전압과 제1 기준전압간의 차전압에 따라 상기 제1 튜닝전압을 상기 제1 MOS 트랜지스터 의 게이트에 공급하여 상기 발광소자 어레이에 흐르는 전류를 일정하게 하는 비교부

를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광소자 구동장치.
제2항에 있어서, 상기 전압 제한 회로부는,

상기 발광소자 어레이의 캐소드단에 연결된 드레인과, 상기 제1 MOS 트랜지스터의 드레인에 연결된 소오스와, 제2 튜닝 전압단에 연결된 게이트를 포함하는 제2 MOS 트랜지스터를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광소자 구동장치.
제2항에 있어서, 상기 전압 제한 회로부는,

상기 발광소자 어레이의 캐소드단에 연결된 드레인과, 상기 제1 MOS 트랜지스터의 드레인에 연결된 소오스와, 제2 튜닝 전압단에 연결된 게이트를 포함하는 제2 MOS 트랜지스터; 및

상기 제2 MOS 트랜지스터의 드레인과 소오스 사이에 연결된 전압 분할 저항

를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광소자 구동장치.
구동전원을 공급하는 전원부;

상기 전원부에 연결된 애노드단과 캐소드단 사이에 직렬로 연결된 복수의 발광소자를 포함하는 발광소자 어레이;

상기 발광소자 어레이에 흐르는 전류를 제1 튜닝 전압에 따라 일정하게 유지 시키는 정전류 회로부;

상기 발광소자 어레이의 캐소드단과 상기 정전류 회로부 사이에 연결되어, 제2 튜닝 전압에 따라 상기 발광소자 어레이의 캐소드단에서 접지 사이에 걸리는 전체 전압중 일부 전압을 분담하여, 상기 정전류 회로부에 걸리는 전압을 제한하는 전압 제한 회로부; 및

상기 정전류 회로부에 걸리는 제1 전압을 검출하고, 상기 제1 전압의 크기에 따라 상기 제2 튜닝 전압을 상기 전압 제한 회로부에 공급하여 상기 전압 제한 회로부에 의해 분할되는 전압 크기를 제어하는 전압분할 제어부

를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광소자 구동장치.
제5항에 있어서, 상기 정전류 회로부는,

상기 전압 제한 회로부와 정전류 회로부간의 접속노드에 연결된 드레인과, 제1 튜닝 전압단에 연결된 게이트 및 소오스를 갖는 제1 MOS 트랜지스터;

상기 제1 MOS 트랜지스터의 소오스와 접지 사이에 연결되어, 상기 제1 MOS 트랜지스터를 통해 흐르는 전류를 센싱하여 제1 검출전압을 출력하는 센싱 저항; 및

상기 제1 검출전압과 기 설정된 제1 기준전압을 비교하여 상기 제1 검출전압과 제1 기준전압간의 차전압에 따라 상기 제1 튜닝전압을 상기 제1 MOS 트랜지스터의 게이트에 공급하여 상기 발광소자 어레이에 흐르는 전류를 일정하게 하는 비교부

를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광소자 구동장치.
제6항에 있어서, 상기 전압 제한 회로부는,

상기 발광소자 어레이의 캐소드단에 연결된 드레인과, 상기 제1 MOS 트랜지스터의 드레인에 연결된 소오스와, 상기 제2 튜닝 전압단에 연결된 게이트를 포함하는 제2 MOS 트랜지스터를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광소자 구동장치.
제6항에 있어서, 상기 전압 제한 회로부는,

상기 발광소자 어레이의 캐소드단에 연결된 드레인과, 상기 제1 MOS 트랜지스터의 드레인에 연결된 소오스와, 상기 제2 튜닝 전압단에 연결된 게이트를 포함하는 제2 MOS 트랜지스터; 및

상기 제2 MOS 트랜지스터의 드레인과 소오스 사이에 연결된 전압 분할 저항

를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광소자 구동장치.
PWM 방식으로 생성한 구동전원을 공급하는 전원부;

상기 전원부에 연결된 애노드단과 캐소드단 사이에 직렬로 연결된 복수의 발광소자를 포함하는 발광소자 어레이;

상기 발광소자 어레이에 흐르는 전류를 제1 튜닝 전압에 따라 일정하게 유지시키는 정전류 회로부;

상기 발광소자 어레이의 캐소드단과 상기 정전류 회로부 사이에 연결되어, 제2 튜닝 전압에 따라 상기 발광소자 어레이의 캐소드단에서 접지 사이에 걸리는 전체 전압중 일부 전압을 분담하여, 상기 정전류 회로부에 걸리는 전압을 제한하는 전압 제한 회로부;

상기 정전류 회로부에 걸리는 제1 전압을 검출하고, 상기 제1 전압의 크기에 따라 상기 제2 튜닝 전압을 상기 전압 제한 회로부에 공급하여 상기 전압 제한 회로부에 의해 분할되는 전압 크기를 제어하는 전압분할 제어부; 및

상기 PWM 방식으로 생성된 상기 구동전원에 동기하여, 상기 정전류 회로부의 출력단과, 상기 전압분할 제어부의 입력단을 온/오프 스위칭하는 PWM 스위칭 제어부

를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광소자 구동장치.
제9항에 있어서, 상기 정전류 회로부는,

상기 전압 제한 회로부의 전류 출력단에 연결된 드레인과, 게이트 및 소오스를 갖는 제1 MOS 트랜지스터;

상기 제1 MOS 트랜지스터의 소오스와 접지 사이에 연결되어, 상기 제1 MOS 트랜지스터를 통해 흐르는 전류를 센싱하여 제1 검출전압을 출력하는 센싱 저항; 및

상기 제1 검출전압과 기 설정된 제1 기준전압을 비교하여 두 전압의 차전압에 따라 제1 튜닝전압을 상기 제1 MOS 트랜지스터의 게이트에 공급하여 상기 발광소자 어레이에 흐르는 전류를 일정하게 하는 비교부

를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광소자 구동장치.
제10항에 있어서, 상기 PWM 스위칭 제어부는,

상기 정전류 회로부의 비교부와 제1 MOS 트랜지스터사이에 연결된 제1 스위치;

상기 전압분할 제어부의 제1 전압 검출라인에 연결된 제2 스위치; 및

PWM 방식으로 생성된 상기 구동전원에 동기하여 상기 제1 스위치 및 제2 스위치를 온 또는 오프로 스위칭시키는 PWM 제어부

를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광소자 구동장치.
제11항에 있어서, 상기 전압 제한 회로부는,

상기 발광소자 어레이의 캐소드단에 연결된 드레인과, 상기 제1 MOS 트랜지스터의 드레인에 연결된 소오스와, 상기 제2 튜닝 전압단에 연결된 게이트를 포함하는 제2 MOS 트랜지스터를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광소자 구동장치.
제11항에 있어서, 상기 전압 제한 회로부는,

상기 발광소자 어레이의 캐소드단에 연결된 드레인과, 상기 제1 MOS 트랜지스터의 드레인에 연결된 소오스와, 상기 제2 튜닝 전압단에 연결된 게이트를 포함하는 제2 MOS 트랜지스터; 및

상기 제2 MOS 트랜지스터의 드레인과 소오스 사이에 연결된 전압 분할 저항

를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광소자 구동장치.