KR20120050218A - 오류 검출 회로 및 방법 - Google Patents

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Abstract

하나 이상의 발광소자가 연결된 발광소자 어레이(array)로 인가되는 전류 변화량을 감지하고, 상기 발광소자 어레이의 오류(fault) 여부를 판단하는 기준 전압과 상기 전류 변화량에 따른 전압 변화량을 비교하여 상기 발광소자 어레이의 오류 여부를 판단한 결과, 상기 발광소자 어레이가 오류로 판단된 경우, 오류 감지 신호를 제어부로 전송하는 발광소자 어레이의 오류 검출 장치를 개시한다.

Description

오류 검출 회로 및 방법{CIRCUIT AND METHOD FOR FAILURE DETECTION}
본 발명의 실시예들은 발광소자 어레이의 오류(fault)를 감지하는 오류 검출 회로 장치 및 방법에 관한 것이다.
화합물 반도체 재료를 사용하는 발광소자(Light Emitting Diode; LED)는 다양한 색의 발광원을 구현할 수 있다.
일반적으로 발광소자는 반도체의 p-n 접합구조를 이용하여 주입된 소수 캐리어(전자 또는 양공)를 만들어내고, 이들의 재결합에 의하여 발광시키는 전자부품이다.
예를 들어, 발광소자가 결합된 구조체는 실내외 조명 장치, 자동차 헤드 라이트, 자동차 실내등, LCD(Liquid Crystal Display)의 백라이트 유닛(back light unit) 등 다양한 분야로 확대되고 있다.
또한, 발광소자는 다른 광원에 비하여 친환경적인 소재로 생산되기 때문에 사용자들의 친환경적인 제품을 선호하는 경향에 따라 대중화 되는 추세이다.
다수의 발광소자로 이루어진 발광소자 어레이(LED array)는 발광소자 드라이버(LED driver)의 제어에 따라 다양한 형태로 발광될 수 있으며, 다수의 발광소자가 결합된 만큼 발광소자의 전류의 흐름을 제어할 수 있는 회로가 필요하다.
예를 들어, 발광소자 어레이는 정전류 발광소자 드라이버를 사용하는 경우, 발광소자 구동 중 개방(Open) 또는 단락(Short) 등의 오류에 의하여 일부 발광소자가 동작하지 않아도, 직병렬 구조로 이루어져 있어 다른 발광소자로 전류가 흐르기 때문에 정상적으로 동작 할 수 있도록 구성할 수 있다.
정전류 발광소자 드라이버가 구성된 발광소자 회로는 상기와 같이 오류가 발생한 발광소자를 검출할 수 없기 때문에 추가적인 조치를 취할 수 없으므로, 개방 또는 단락된 발광소자를 검출할 수 있는 회로를 개발할 필요가 있다.
본 발명의 일실시예는 발광소자의 오류(Fail)를 감지함으로써, 발광소자의 전원을 오프(OFF)하거나 외부로 오류 감지 신호를 송신하여 발광소자 어레이의 배광 규격을 만족시키는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일실시예에 따른 오류 검출 회로는 하나 이상의 발광소자가 직렬로 연결된 하나 이상의 스트링(string)을 포함하고 상기 하나 이상의 스트링은 병렬로 연결되는 발광소자 어레이(array), 상기 발광소자 어레이에 병렬로 연결되는 감지 저항, 상기 감지 저항에 인가되는 감지 전압과 기준 전압을 비교하여 상기 발광소자 어레이의 오류 여부를 판단하는 비교기 및 상기 비교기의 판단 결과를 기반으로 오류 감지 신호를 출력하는 트랜지스터를 포함한다.
본 발명의 일측에 따른 비교기는 상기 발광소자 어레이의 오류 여부에 따른 감지 전압의 변화를 상기 기준 전압과 비교하여 상기 오류 여부를 판단할 수 있다.
본 발명의 일측에 따른 비교기는 상기 하나 이상의 스트링이 개방(open)된 것으로 판단하는 제1 기준 전압이 인가되는 제1 비교기 및 상기 하나 이상의 스트링이 단락(short)된 것으로 판단하는 제2 기준 전압이 인가되는 제2 비교기를 포함한다.
본 발명의 일측에 따르면 상기 감지 전압이 상기 제1 기준 전압보다 높은 경우, 상기 제1 비교기는 상기 오류 감지 신호를 상기 트랜지스터로 전송하고, 상기 제2 비교기는 그라운드(GND) 신호를 상기 트랜지스터로 전송할 수 있다.
본 발명의 일측에 따르면 상기 감지 전압이 상기 제2 기준 전압보다 낮은 경우, 상기 제2 비교기는 상기 오류 감지 신호를 상기 트랜지스터로 전송하고, 상기 제1 비교기는 그라운드(GND) 신호를 상기 트랜지스터로 전송할 수 있다.
본 발명의 일측에 따른 오류 검출 회로는 상기 제1 비교기와 상기 트랜지스터 사이에 연결되어, 상기 오류 감지 신호가 상기 트랜지스터로 전송되도록 제어하는 제1 다이오드 및 상기 제2 비교기와 상기 트랜지스터 사이에 연결되어, 상기 오류 감지 신호가 상기 트랜지스터로 전송되도록 제어하는 제2 다이오드를 더 포함한다.
본 발명의 일측에 따른 오류 검출 회로는 상기 오류 감지 신호를 수신한 경우, 상기 발광소자 어레이에 연결된 발광소자 구동 드라이버 직접회로(Driver IC)의 동작을 정지시키는 제어부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 오류 검출 방법은 하나 이상의 발광소자가 연결된 발광소자 어레이(array)에 병렬로 연결된 감지 저항으로 인가되는 감지 전압을 감지하는 단계, 상기 감지 저항에 인가되는 감지 전압과 기준 전압을 비교하여 상기 발광소자 어레이의 오류 여부를 판단하는 단계 및 상기 판단 결과를 기반으로 오류 감지 신호를 출력하는 단계를 포함한다.
본 발명의 일측에 따른 상기 발광소자 어레이는 상기 하나 이상의 발광소자가 직렬로 연결된 하나 이상의 스트링(string)을 포함하고, 상기 하나 이상의 스트링이 서로 병렬로 연결된다.
본 발명의 일실시예에 따르면 발광소자의 오류(Fail)를 감지함으로써, 발광소자의 전원을 오프(OFF)하거나 외부로 오류 감지 신호를 송신하여 발광소자 어레이의 배광 규격을 만족시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 오류 검출 회로의 구성을 도시한 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 오류 검출 회로를 도시한 회로도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 오류 검출 회로를 도시한 회로도이다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 오류 검출 회로를 도시한 회로도이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 발광소자 어레이의 오류 검출 방법을 도시한 흐름도이다.
이하 첨부 도면들 및 첨부 도면들에 기재된 내용들을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명하지만, 본 발명이 실시예에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다.
한편, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는, 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고, 본 명세서에서 사용되는 용어(terminology)들은 본 발명의 실시예를 적절히 표현하기 위해 사용된 용어들로서, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 본 발명이 속하는 분야의 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 본 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 오류 검출 회로의 구성을 도시한 블록도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 오류 검출 회로(100)는 전원(110), 발광소자 어레이(120), 감지 저항(130), 비교기(140), 트랜지스터(150) 및 제어부(160)으로 구성된다.
본 발명의 일측에 따른 오류 검출 회로(100)는 전원(110)을 통하여 전류를 공급함으로써, 발광소자 어레이(120)에 포함된 다수의 발광소자가 발광시킬 수 있다.
본 발명의 일측에 따른 오류 검출 회로(100)는 발광하는 하나 이상의 발광소자로 이루어진 발광소자 어레이(120) 중 어느 하나 이상의 발광소자가 개방(open) 또는 단락(short) 등으로 인해 오류가 발생된 경우, 상기 발광소자 어레이의 오류 여부를 검출함에 따라 생성되는 오류 감지 신호를 출력 함으로써, 사용자가 신속하게 회로를 점검 할 수 있도록 한다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 오류 검출 회로를 도시한 회로도이다.
본 발명의 일측에 따른 발광소자 어레이(220)는 하나 이상의 발광소자가 직렬로 연결된 하나 이상의 스트링(string)으로 구성될 수 있으며, 상기 하나 이상의 스트링이 병렬로 연결되어 있기 때문에 전원(210)으로부터 공급되는 전류를 일정하게 분배 받도록 설계할 수 있다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 오류 검출 회로를 도시한 회로도이다.
본 발명의 일측에 따른 하나 이상의 스트링은 하나 이상의 발광소자만으로 구성될 수도 있으나, 도 3에 도시된 바와 같이 편차 저항(310)을 직렬로 연결함으로써 각 스트링으로 인가되는 전류의 양의 편차를 제어할 수도 있다.
본 발명의 일측에 따른 하나 이상의 감지 저항(230)는 발광소자 어레이(220)에 병렬로 연결되고, 상기 하나 이상의 스트링으로 인가되는 전류 변화량을 감지할 수 있다.
예를 들어, 본 발명의 일측에 따른 발광소자 어레이의 오류 검출 회로는 일부 발광소자의 고장으로 일부 스트링이 단락된 경우, 발광소자 어레이(220)로 인가되는 전류의 양은 일정한 반면 단락된 스트링으로 인가되는 전류가 나머지 스트링으로 인가되기 때문에, 감지 저항(230)이 연결된 스트링을 포함한 나머지 스트링으로 분배되는 전류의 양은 늘어나게 된다.
본 발명의 일측에 따른 하나 이상의 감지 저항(230)은 상기와 같이 일부 스트링의 단락으로 인해 증가된 전류의 변화량을 감지할 수 있으며, 결론적으로 감지된 전류의 변화량에 따라 증가된 감지 전압을 감지할 수 있다.
본 발명의 일측에 따른 하나 이상의 감지 저항(230)은 감지된 전류의 변화량에 대응하는 상기 증가된 감지 전압을 하나 이상의 비교기(240)로 전달한다.
또 다른 예로, 본 발명의 일측에 따른 오류 검출 회로는 일부 발광소자의 고장으로 일부 스트링이 개방된 경우, 발광소자 어레이(220)로 인가되는 전류의 양은 일정하나, 개방된 스트링으로 인해 특정 스트링으로 전류가 몰리는 현상이 일어 날 수 있다.
본 발명의 일측에 따른 오류 검출 회로는 상기와 같이 일부 스트링의 개방으로 인해 특정 스트링으로 전류가 몰리게 되어, 실질적으로 감지 저항(230) 자체로 인가되는 전류의 양이 줄어들게 되고, 하나 이상의 감지 저항(230)은 상기 전류의 변화량에 따르 감소된 감지 전압을 감지 할 수 있다.
본 발명의 일측에 따른 하나 이상의 감지 저항(230)은 감지된 전류의 변화량에 대응하는 상기 감소된 감지 전압을 하나 이상의 비교기(240)로 전달한다.
본 발명의 일실시예에 따른 하나 이상의 비교기(240)는 발광소자 어레이(220)의 오류(fault) 여부를 판단하는 기준 전압이 인가된다.
본 발명의 일실시예에 따른 하나 이상의 비교기(240)는 상기 기준 전압과 상기 감지 전압을 비교하여 발광소자 어레이(220)의 오류 여부를 판단한다.
본 발명의 일측에 따른 하나 이상의 비교기(240)는 상기 하나 이상의 스트링의 개방 또는 단락 등의 오류 여부를 판단하는 제1 기교기(241) 및 제2 비교기(242)로 구성될 수 있다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일측에 따른 제1 비교기(241)는 상기 하나 이상의 스트링 중 어느 하나 이상이 개방(open)된 것으로 판단하는 제1 기준 전압을 5번 핀(pin)을 통하여 인가하고 6번 핀을 통하여 발광소자 어레이(220)의 상기 감지 전압을 인가한다.
본 발명의 일측에 따른 제1 비교기(241)는 상기 감지 전압을 상기 제1 기준 전압과 비교한 결과, 상기 감지 전압이 상기 제1 기준 전압보다 높은 경우, 발광소자 어레이(220)가 단락된 것으로 판단하여 오류 감지 신호를 트랜지스터(250)로 전송한다.
예를 들어, 본 발명의 일측에 따라 상기 감지 전압이 상기 제1 기준 전압보다 높은 경우, 제1 비교기(241)는 상기 오류 감지 신호를 트랜지스터(250)로 전송하고 제2 비교기(242)는 그라운드(GND) 신호를 트랜지스터(250)로 전송한다.
본 발명의 일측에 따른 제2 비교기(242)는 상기 하나 이상의 스트링 중 어느 하나 이상이 단락(short)된 것으로 판단하는 제2 기준 전압을 2번 핀을 통하여 인가하고 3번 핀을 통하여 발광소자 어레이(220)의 감지 전압을 인가한다.
본 발명의 일측에 따른 제2 비교기(242)는 상기 감지 전압을 상기 제2 기준 전압과 비교한 결과, 상기 감지 전압이 상기 제2 기준 전압보다 낮은 경우, 발광소자 어레이(220)가 개방된 것으로 판단하여 오류 감지 신호를 트랜지스터(250)로 전송한다.
예를 들어, 본 발명의 일측에 따라 상기 감지 전압이 상기 제2 기준 전압보다 낮은 경우, 제2 비교기(242)는 상기 오류 감지 신호를 트랜지스터(250)로 전송하고 제1 비교기(241)는 그라운드(GND) 신호를 트랜지스터(250)로 전송한다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 오류 검출 회로를 도시한 회로도이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 일측에 따른 오류 검출 회로는 제1 비교기(241)와 트랜지스터(250) 사이에 다이오드(410)를 직렬로 연결하여 제2 비교기(242)로부터 출력되는 전류가 제1 비교기(241)로 인가되지 않도록 방지함으로써, 발광소자 어레이(220)의 오류 여부를 정확히 판단할 수 있다.
본 발명의 일측에 따른 오류 검출 회로는 제2 비교기(242)와 트랜지스터(250) 사이에 다이오드(410)를 직렬로 연결하여 제1 비교기(241)로부터 출력되는 전류가 제2 비교기(242)로 인가되지 않도록 방지함으로써, 발광소자 어레이(220)의 오류 여부를 정확히 판단할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 트랜지스터(250)는 하나 이상의 비교기(240)의 판단 결과 발광소자 어레이(220)가 오류로 판단된 경우, 상기 오류 감지 신호를 제어부(260)로 전송한다.
본 발명의 일측에 따른 제어부(260)는 상기 오류 감지 신호를 수신한 경우, 발광소자 어레이(220)에 연결된 발광소자 구동 드라이버 직접회로(Driver IC)의 동작을 정지시킬 수도 있다.
본 발명의 일측에 따른 오류 검출 회로는 하나 이상의 비교기(240)와 트랜지스터(250) 사이에 저항(420)을 연결함으로써, 트랜지스터(250)의 베이스로 인가되는 전류를 제어하여 베이스를 보호할 수도 있다.
본 발명의 일측에 따른 오류 검출 회로는 트랜지스터(250)의 베이스와 이미터 측에 병렬로 캐패시터(430)를 연결함으로써, 베이스 측으로 인가되는 전류 및 신호의 노이즈를 제거할 수도 있다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 오류 검출 방법을 도시한 흐름도이다.
도 5에 도시된 바와 같이 본 발명의 일실시예에 따른 오류 검출 장치는 하나 이상의 발광소자가 연결된 발광소자 어레이(array)에 병렬로 연결된 감지 저항으로 인가되는 감지 전압을 감지한다(510).
이때, 본 발명의 일측에 따르면 상기 하나 이상의 발광소자 어레이는 상기 하나 이상의 발광소자가 직렬로 연결된 하나 이상의 스트링(string)을 포함하고, 상기 하나 이상의 스트링이 서로 병렬로 연결된다.
본 발명의 일실시예에 따른 오류 검출 장치는 상기 감지 저항에 인가되는 감지 전압과 기준 전압을 비교하여 상기 발광소자 어레이의 오류 여부를 판단한다(520).
본 발명의 일실시예에 따른 오류 검출 장치는 상기 판단 결과를 기반으로 오류 감지 신호를 출력한다(530).
본 발명에 따른 실시예들은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(Floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
이상과 같이 본 발명에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
210: 전원
220: 발광소자 어레이
230: 감지 저항
240: 비교기
250: 트랜지스터
260: 제어부

Claims (9)

  1. 하나 이상의 발광소자가 직렬로 연결된 하나 이상의 스트링(string)을 포함하고상기 하나 이상의 스트링은 병렬로 연결되는 발광소자 어레이(array);
    상기 발광소자 어레이에 병렬로 연결되는 감지 저항;
    상기 감지 저항에 인가되는 감지 전압과 기준 전압을 비교하여 상기 발광소자 어레이의 오류 여부를 판단하는 비교기; 및
    상기 비교기의 판단 결과를 기반으로 오류 감지 신호를 출력하는 트랜지스터
    를 포함하는 오류 검출 회로.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 비교기는 상기 발광소자 어레이의 오류 여부에 따른 감지 전압의 변화를 상기 기준 전압과 비교하여 상기 오류 여부를 판단하는 오류 검출 회로.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 비교기는,
    상기 하나 이상의 스트링이 개방(open)된 것으로 판단하는 제1 기준 전압이 인가되는 제1 비교기; 및
    상기 하나 이상의 스트링이 단락(short)된 것으로 판단하는 제2 기준 전압이 인가되는 제2 비교기
    를 포함하는 오류 검출 회로.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 감지 전압이 상기 제1 기준 전압보다 높은 경우,
    상기 제1 비교기는 상기 오류 감지 신호를 상기 트랜지스터로 전송하고,
    상기 제2 비교기는 그라운드(GND) 신호를 상기 트랜지스터로 전송하는 오류 검출 회로.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 감지 전압이 상기 제2 기준 전압보다 낮은 경우,
    상기 제2 비교기는 상기 오류 감지 신호를 상기 트랜지스터로 전송하고,
    상기 제1 비교기는 그라운드(GND) 신호를 상기 트랜지스터로 전송하는 오류 검출 회로.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 제1 비교기와 상기 트랜지스터 사이에 연결되어, 상기 오류 감지 신호가 상기 트랜지스터로 전송되도록 제어하는 제1 다이오드; 및
    상기 제2 비교기와 상기 트랜지스터 사이에 연결되어, 상기 오류 감지 신호가 상기 트랜지스터로 전송되도록 제어하는 제2 다이오드
    를 더 포함하는 오류 검출 회로.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 오류 감지 신호를 수신한 경우, 상기 발광소자 어레이에 연결된 발광소자 구동 드라이버 직접회로(Driver IC)의 동작을 정지시키는 제어부
    를 더 포함하는 오류 검출 회로.
  8. 하나 이상의 발광소자가 연결된 발광소자 어레이(array)에 병렬로 연결된 감지 저항으로 인가되는 감지 전압을 감지하는 단계;
    상기 감지 저항에 인가되는 감지 전압과 기준 전압을 비교하여 상기 발광소자 어레이의 오류 여부를 판단하는 단계; 및
    상기 판단 결과를 기반으로 오류 감지 신호를 출력하는 단계
    를 포함하는 오류 검출 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 하나 이상의 발광소자 어레이는,
    상기 하나 이상의 발광소자가 직렬로 연결된 하나 이상의 스트링(string)을 포함하고, 상기 하나 이상의 스트링이 서로 병렬로 연결된 오류 검출 방법.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR102100860B1 (ko) * 2018-12-03 2020-04-14 현대오트론 주식회사 라이다 다이오드 고장 진단 장치 및 방법
KR20230011149A (ko) * 2021-07-13 2023-01-20 (주)링크일렉트로닉스 전원공급장치로 정격전력정보를 제공하면서 플리커 현상이 없는 전원공급장치 분리형 스마트 led광원

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