KR20140126051A - 부하 회로 구동 장치 - Google Patents

부하 회로 구동 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20140126051A
KR20140126051A KR20130044074A KR20130044074A KR20140126051A KR 20140126051 A KR20140126051 A KR 20140126051A KR 20130044074 A KR20130044074 A KR 20130044074A KR 20130044074 A KR20130044074 A KR 20130044074A KR 20140126051 A KR20140126051 A KR 20140126051A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
voltage
terminal
load
constant current
led
Prior art date
Application number
KR20130044074A
Other languages
English (en)
Inventor
인정남
Original Assignee
로무 가부시키가이샤
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 로무 가부시키가이샤 filed Critical 로무 가부시키가이샤
Priority to KR20130044074A priority Critical patent/KR20140126051A/ko
Publication of KR20140126051A publication Critical patent/KR20140126051A/ko

Links

Images

Classifications

    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B20/00—Energy efficient lighting technologies, e.g. halogen lamps or gas discharge lamps
    • Y02B20/30—Semiconductor lamps, e.g. solid state lamps [SSL] light emitting diodes [LED] or organic LED [OLED]

Landscapes

  • Circuit Arrangement For Electric Light Sources In General (AREA)

Abstract

본 발명은, 부하를 구동하기 위한 부하 구동 회로를 제공한다. 본 발명에 따른 부하 구동 회로는, 입력 전원으로부터의 전원 전압을 조절하여 부하에 제공하기 위한 조절된 전압을 출력하는 전압 조절부를 포함할 수 있다. 부하는 제1 단자와 제2 단자를 가지며, 제1 단자로부터 조절된 전압을 제공받아 작동될 수 있다. 부하 구동 회로는 또한 부하의 제2 단자에 연결되어 부하에 정전류가 흐르도록 제어하는 정전류 제어부, 정전류 제어부를 통하여 부하의 제2 단자에서의 전압에 관련된 제1 전압을 공급받아 제2 전압을 출력하는 전압 클램핑부, 및 전압 클램핑부로부터 제2 전압을 공급받고 정전류 제어부를 통하여 부하의 제2 단자에서의 전압에 관련된 제3 전압을 공급받아, 제2 및 제3 전압에 기초하여 피드백 신호를 생성하는 피드백 신호부를 포함할 수 있다. 전압 클램핑부는 전압 클램핑 기능을 갖고 있어 제2 전압이 선정된 전압 이하가 되도록 작동하며, 전압 조절부에서의 전원 전압의 조절은 피드백 신호에 응답하여 이루어질 수 있다.

Description

부하 회로 구동 장치{APPARATUS FOR DRIVING A LOAD}
본 발명은 부하 회로 구동 장치에 관한 것이며, 보다 상세하게는 부하 회로로부터의 피드백 신호를 기초로 부하 회로에 인가되는 입력 전압을 조절하는 정전류 방식의 부하 회로 구동 장치에 관한 것이다.
정전류 방식의 부하 회로 구동 장치는 통상 부하 회로에 흐르는 전류를 제어하기 위하여 부하 회로의 출력 단 측에 배치된 정전류 제어 회로를 구비한다. 정전류 제어 회로는, 예컨대 부하 회로의 출력 단에 직렬 연결된 트랜지스터를 포함할 수 있으며, 이러한 트랜지스터의 베이스 입력 전압을 조절함으로써 부하 회로에 흐르는 전류가 일정한 값으로 제어될 수 있다. 정전류 제어 회로의 트랜지스터로서 NPN 또는 PNP 타입의 트랜지스터가 모두 이용될 수 있지만, 단자 수와 공간 효율 등을 고려하여 PNP 타입의 트랜지스터가 널리 이용되고 있다.
한편, 부하 회로 구동 장치에 있어서, 부하 회로의 안정된 동작을 위해서는, 부하 회로로부터의 단자 전압을 피드백 신호로 이용하여 부하 회로로 인가되는 전압을 피드백 제어하는 기술이 통상적으로 이용되고 있다. 예컨대, 직렬 연결된 LED 소자들로 구성된 하나 이상의 LED 열을 포함하는 LED 어레이 구동 장치의 경우, LED 어레이에 속한 각 LED 소자의 휘도를 일정하게 유지하기 위하여, 각 LED 열의 캐소드 단자 측에서의 전압이 제어 회로로 궤환되어 이후 LED 어레이로 인가되는 전압을 제어하기 위한 피드백 제어 신호로서 이용될 수 있다.
상기 예의 경우, 각 LED 열의 캐소드 단자 측에는, 해당 LED 열의 애노드 단자 측에 인가된 전압으로부터 해당 LED 열의 순방향 전압(Vf)만큼 강하한 전압이 나타나게 된다. LED 열의 순방향 전압(Vf)은 해당 LED 열에 흐르는 전류에 의존한다. 따라서, LED 열에 소정의 동작 전류가 흐르는 통상의 동작 시에는 해당 LED 열의 캐소드 단자 측 전압이 애노드 단자 측에 인가된 전압에 비해 충분히 낮은 값이 될 수 있다. 그러나, LED 열에 전류가 흐르지 않는 경우 그 LED 열의 순방향 전압(Vf)은 0V에 가까운 작은 값이 되고 LED 열의 캐소드 단자 측에는 애노드 단자 측에 인가된 전압에 가까운 높은 전압이 그대로 나타나게 된다. 예컨대, LED 어레이를 점등 상태에서 소등 상태로의 전환하는 경우나 LED 어레이 구동 장치의 기동 시 각 LED 열의 애노드 단자 측에 높은 전압이 인가되지만 각 LED 열에 전류가 흐르지 않기 때문에 LED 어레이의 각 LED 열의 캐소드 단자 측에는 그 인가된 전압에 가까운 높은 전압이 나타나게 된다. 이러한 캐소드 단자 측의 높은 전압이 피드백 신호로서 제어 회로에 궤환된다면 심각한 내부 회로의 손상을 야기할 수 있다.
정전류 제어를 위해 PNP 트랜지스터를 사용하는 통상의 LED 어레이 구동 장치는, 전술한 문제에 대한 해결책으로서, 각 LED 열의 캐소드 단자와 PNP 트랜지스터 사이에 직렬로 배치된 전압 클램핑 스위치를 포함한다. 이 전압 클램핑 스위치는, 각 LED 열의 캐소드 단자 측에서의 전압이 순간적으로 높아지는 경우에도 제어 회로로 궤환 입력되는 전압이 소정의 클램프 전압 이상으로 상승하는 것을 억제하는 전압 클램프 기능을 제공하며, 이로써 제어 회로로 궤환 입력되는 전압이 내부 회로의 신뢰성에 영향을 미치는 것을 막을 수 있다.
그런데, 각 LED 열의 캐소드 단자와 PNP 타입의 트랜지스터 사이에 직렬로 배치된 전압 클램핑 스위치에는, LED 어레이의 통상의 발광 동작 시 해당 LED 열에 흐르는 것과 같은 양의 전류가 흐른다. 따라서, 이러한 전압 클램핑 스위치는, 해당 LED 열의 캐소드 단자 측에 걸릴 수 있는 최대의 전압, 예컨대 해당 LED 열의 애노드 단자 측에 인가될 수 있는 최대의 전압에 부합하는 내압 특성을 가져야 할 뿐 아니라, 해당 LED 열에 흐르는 최대의 전류에 부합하는 내전류 특성도 갖추어야 한다. 이는 곧 시스템 비용의 증가를 가져올 수 있다.
그러므로, 정전류 제어를 위해 PNP 타입의 트랜지스터를 사용하는 부하 회로 구동 장치, 예컨대 LED 어레이 구동 장치 등으로서, 고가의 높은 내전류 특성의 스위치를 사용하지 않고서도 제어 회로로 궤환되는 피드백 전압 신호의 적절한 클램핑을 달성할 수 있는 부하 회로 구동 장치가 필요로 된다.
그러므로, 본 발명은, 정전류 제어를 위해 PNP 타입의 트랜지스터를 사용하는 부하 회로 구동 장치, 예컨대 LED 어레이 구동 장치 등으로서, 고가의 높은 내전류 특성의 스위치를 사용하지 않고서도 제어 회로로 궤환되는 피드백 전압 신호의 적절한 클램핑을 달성할 수 있는 부하 회로 구동 장치를 제공하고자 한다.
본 발명의 일 특징에 의하면, 부하를 구동하기 위한 부하 구동 회로가 제공될 수 있다. 본 발명에 따른 부하 구동 회로는, 입력 전원으로부터의 전원 전압을 조절하여 부하에 제공하기 위한 조절된 전압을 출력하는 전압 조절부를 포함할 수 있다. 부하는 제1 단자와 제2 단자를 가지며, 제1 단자로부터 조절된 전압을 제공받아 작동될 수 있다. 부하 구동 회로는 또한 부하의 제2 단자에 연결되어 부하에 정전류가 흐르도록 제어하는 정전류 제어부, 정전류 제어부를 통하여 부하의 제2 단자에서의 전압에 관련된 제1 전압을 공급받아 제2 전압을 출력하는 전압 클램핑부, 및 전압 클램핑부로부터 제2 전압을 공급받고 정전류 제어부를 통하여 부하의 제2 단자에서의 전압에 관련된 제3 전압을 공급받아, 제2 및 제3 전압에 기초하여 피드백 신호를 생성하는 피드백 신호부를 포함할 수 있다. 전압 클램핑부는 전압 클램핑 기능을 갖고 있어 제2 전압이 선정된 전압 이하가 되도록 작동하며, 전압 조절부에서의 전원 전압의 조절은 피드백 신호에 응답하여 이루어질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 정전류 제어부는 PNP 트랜지스터를 포함할 수 있다. 전압 클램핑부는 PNP 트랜지스터로부터 제1 전압을 공급받을 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 전압 클램핑부는 트랜지스터를 포함하고, 이트랜지스터는 제어 단자, 정전류 제어부에 연결된 제1 단자, 및 피드백 신호부에 연결된 제2 단자를 가질 수 있다. 트랜지스터의 제어 단자에는 소정의 클램핑 전압이 인가될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 전압 클램핑부의 트랜지스터의 제1 단자는 PNP 트랜지스터의 제어 단자에 연결될 수 있고, 전압 클램핑부에 의해 출력되는 제2 전압은, 부하 회로의 동작 모드에 따라, 제1 전압 또는 클램핑 전압 중 한쪽과 관련된 전압일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 전압 클램핑부에 의해 출력되는 제2 전압은, 제1 전압이 소정 값 이상인 경우, 클램핑 전압에 관련된 전압일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 피드백 신호부에 의해 생성되는 피드백 신호는, 제3 전압에 기초하여 생성되어 정전류 제어부를 위하여 궤환되는 피드백 신호를 포함할 수 있다. 이때 궤환되는 피드백 신호는, 전압 클램핑부를 통하여 정전류 제어부로 전달될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 부하 회로는 LED 어레이일 수 있다.
본 발명에 의하면, 정전류 제어를 위해 PNP 타입의 트랜지스터를 사용하는 부하 회로 구동 장치, 예컨대 LED 어레이 구동 장치 등으로서, 고가의 높은 내전류 특성의 스위치를 사용하지 않고서도 제어 회로로 궤환되는 피드백 전압 신호의 적절한 클램핑을 달성할 수 있는 부하 회로 구동 장치가 제공될 수 있다.
도 1은, 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 어레이 구동 장치의 구성을 개략적으로 도시한 도면,
도 2는, 본 발명의 일 실시예에 따라, 도 1에 도시된 정전류 제어부(140), 전압 클램핑부(150) 및 피드백 신호부(160)의 좀더 구체적인 구성을 도시한 도면,
도 3은, 본 발명의 일 실시예에 따라, 도 1의 LED 어레이 구동 장치의 LED 어레이를 점등 상태에서 소등 상태로 전환하는 경우, LED 어레이 구동 장치에 관련된 각 전압의 시간에 따른 파형을 예시적으로 도시한 도면.
첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 관하여 상세히 설명한다. 이하에서는, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 우려가 있다고 판단되는 경우 이미 공지된 기능 및 구성에 관한 구체적인 설명을 생략한다. 또한, 이하에서 설명하는 내용은 어디까지나 본 발명의 일 실시예에 관한 것일 뿐 본 발명이 이로써 제한되는 것은 아님을 알아야 한다.
도 1은, 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 어레이 구동 장치(100)의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다. 도시된 바에 의하면, LED 어레이 구동 장치(100)는 입력 전원(110), 전압 조절부(120), LED 어레이(130), 정전류 제어부(140), 전압 클램핑부(150), 피드백 신호부(160), 및 전압 제어 신호 생성부(170)를 포함할 수 있다.
입력 전원(110)은 LED 어레이 구동 장치(100)의 동작 전원으로서, LED 어레이 구동 장치(100)를 위한 직류 전압 신호를 공급할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 의하면, 입력 전원(110)은 배터리 등의 직류 전원일 수 있다. 본 발명의 다른 실시예에 의하면, 입력 전원(110)은 외부로부터 입력되는 교류 전원과, 교류 전원을 수신하고 정류하여 직류 전원으로 변환하는 정류 장치를 포함할 수 있다.
전압 조절부(120)는 입력 전원(110)으로부터의 입력 전압 신호를 수신할 수 있다. 전압 조절부(120)는 또한 전압 제어 신호 생성부(170)에 연결될 수 있고, 전압 제어 신호 생성부(170)의 제어에 따라 입력 전원(110)으로부터 수신한 입력 전압 신호를 적절한 출력 전압(Vout)으로 변압할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 전압 조절부(120)는 스위칭 소자를 포함할 수 있다. 이런 경우, (본 도면에 도시되지는 않았으나) 스위칭 소자의 제어 단자에는 전압 제어 신호 생성부(170)로부터의 제어 신호가 인가될 수 있다. 스위칭 소자의 나머지 양측 단자는 입력 전원(110)과 LED 어레이(130)에 각각 연결될 수 있다. 제어 단자에 인가되는 제어 신호에 기초하여 LED 어레이(130)로 출력될 전압 신호가 제어될 수 있다. 본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 전압 조절부(120)는 스위칭 컨버터를 포함할 수 있다. 스위칭 컨버터는 스위칭 소자, 정류용 다이오드, 인덕터, 및 출력 콘덴서를 포함할 수 있고, 전압 제어 신호 생성부(170)로부터의 제어 신호에 의해 스위칭 소자의 온/오프를 제어함으로써 입력 전압 신호를 적절한 출력 전압(Vout)으로 변압할 수 있다. 당업자라면, 이외에도 다양한 형태의 전압 조절부 구성이 가능하다는 점을 알 것이다.
LED 어레이(130)는 하나 이상 LED 열(130a, 130b)을 포함할 수 있다. 이들 LED 열(130a, 130b) 각각은 서로 직렬로 연결된 복수 개의 LED 소자들을 포함할 수 있다. 또한, LED 열(130a, 130b)은 서로 병렬로 연결될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 의하면, 각 LED 열(130a, 130b)은 모두 동일한 전류 Iled가 흐르도록 제어될 수 있다. 본 발명의 다른 실시예에 의하면, 각 LED 열(130a, 130b)은 각기 다른 전류가 흐르도록 제어될 수 있다. 각 LED 열(130a, 130b)은 전압 조절부(120)에 연결되어 그로부터 출력 전압(Vout)을 수신할 수 있다. 본 명세서에서는, 각 LED 열(130a, 130b)이 전압 조절부(120)에 연결된 쪽 단자를 애노드 단자라고 하고, 각 LED 열(130a, 130b)이 후술하는 정전류 제어부(140)와 연결된 쪽 단자를 캐소드 단자라고 한다. 본 도면에는, 2개의 LED 열이 도시되어 있고, 각 LED 열은 3개의 LED 소자를 포함하고 있으나, 당업자라면 본 발명이 이로써 제한되지 않는다는 점을 충분히 이해할 것이다. 본 발명의 다른 실시예에 의하면, LED 어레이가 2개보다 많거나 적은 LED 열을 포함할 수 있고, 각 LED 열이 3개보다 많거나 적은 LED 소자를 포함할 수 있다.
정전류 제어부(140)는 LED 어레이(130)의 각 LED 열의 캐소드 단자에 직렬 연결될 수 있다. 정전류 제어부(140)는 각 LED 열의 캐소드 단자 전압(Vled)을 수신할 수 있다. 정전류 제어부(140)는 또한 피드백 신호부(160)로부터 전압 클램핑부(150)를 통하여 피드백 입력되는 제어 신호를 수신할 수 있고, 수신된 제어 신호에 기초하여, LED 어레이(130)의 각 LED 열에 흐르는 전류가 실질적으로 일정한 크기가 되도록 조절할 수 있다.
전압 클램핑부(150)는 정전류 제어부(140)와 피드백 신호부(160) 사이에 배치될 수 있다. 전압 클램핑부(150)는, 정전류 제어부(140)로부터, LED 어레이(130)의 각 LED 열의 캐소드 단자 전압(Vled)에 기초한 전압을 수신할 수 있다. 전압 클램핑부(150)는, 수신된 각 LED 열의 캐소드 단자 전압(Vled)에 기초한 전압에 따라 출력 전압 신호(Vfb)를 생성할 수 있다. 전압 클램핑부(150)는, 정전류 제어부(140)로부터 수신된 전압이 소정의 값을 넘어서는 경우, 미리 정해진 일정한 크기의 전압을 출력 전압 신호(Vfb)로서 생성하도록 구성될 수 있다. 또한, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 피드백 신호부(160)로부터의 궤환 신호가, 전압 클램핑부(150)를 통하여, 정전류 제어부(140)를 위한 제어 신호로서, 정전류 제어부(140)로 전달될 수 있다.
피드백 신호부(160)는 전압 클램핑부(150)로부터의 출력 전압 신호(Vfb)를 수신할 수 있다. 그와 별도로, 피드백 신호부(160)는 또한 정전류 제어부(140)로부터 각 LED 열에 대응하는 전압 측정 값들을 수신할 수 있다. 피드백 신호부(160)는 수신된 전압 측정 값들을 각각의 기준 값과 비교할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 의하면, 피드백 신호부(160)는 그 비교 결과를 정전류 제어부(140)를 위한 제어 신호로서 궤환시킬 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 의하면, 피드백 신호부(160)는 또한 위 비교 결과와 전압 클램핑부(150)로부터 수신된 전압 신호(Vfb)에 기초하여 전압 제어 신호 생성부(170)를 위한 피드백 신호를 생성할 수 있다.
전압 제어 신호 생성부(170)는 피드백 신호부(160)에 연결되어 그로부터 피드백 제어 신호를 수신할 수 있다. 전압 제어 신호 생성부(170)는 또한 수신된 피드백 제어 신호에 기초하여 전압 조절부(120)를 위한 적절한 전압 제어 신호를 생성할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 의하면, 전압 제어 신호는 PWM 신호일 수 있다.
도 2는, 본 발명의 일 실시예에 따라, 도 1에 도시된 정전류 제어부(140), 전압 클램핑부(150) 및 피드백 신호부(160)의 좀더 구체적인 구성을 도시한 도면이다.
도시된 바에 의하면, 정전류 제어부(140)는 각 LED 열(130a, 130b)의 캐소드 단자에 접속된 트랜지스터(Q1a, Q1b)와, 트랜지스터(Q1a, Q1b)와 접지 사이에 배치된 저항(Ra, Rb)을 포함할 수 있다. 각 트랜지스터(Q1a, Q1b)의 한쪽 단자는 각 LED 열의 캐소드 단자에 직렬 연결될 수 있다. 각 트랜지스터(Q1a, Q1b)의 제어 단자는, 후술하는 바와 같이, 전압 클램핑부(150)의 대응하는 트랜지스터(Q2a, Q2b)의 한쪽 단자에 연결될 수 있다. 각 트랜지스터(Q1a, Q1b)의 나머지 한쪽 단자는 저항(Ra, Rb)에 직렬 연결될 수 있다. 트랜지스터(Q1a, Q1b)는 제어 단자에 인가되는 신호에 따라 각 LED 열(130a, 130b)에 흐르는 전류의 양(Iled _a, Iled _b)을 적절하게 조절할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 정전류 제어부(140)의 트랜지스터(Q1a, Q1b)는 PNP 타입의 바이폴라 트랜지스터일 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 의하면, 트랜지스터(Q1a, Q1b)는 P 타입의 FET(Field Effect Transistor)일 수 있다. 이러한 실시예에 의하면, 트랜지스터(Q1a, Q1b)의 소스 또는 에미터 단자는 각 LED 열(130a, 130b)의 캐소드 단자에 연결될 수 있다. 또한, 트랜지스터(Q1a, Q1b)의 드레인 또는 콜렉터 단자는 저항(Ra, Rb)을 통해 접지될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 의하면, 트랜지스터(Q1a, Q1b)의 게이트 또는 베이스 단자는 전압 클램핑부(150)의 대응하는 트랜지스터(Q2a, Q2b)의 한쪽 단자에 연결될 수 있다.
전술한 바와 같이, 전압 클램핑부(150)는 정전류 제어부(140)와 피드백 신호부(160) 사이에 배치될 수 있다. 전압 클램핑부(150)는 정전류 제어부(140)의 각 트랜지스터(Q1a, Q1b)에 각각 대응하는 트랜지스터(Q2a, Q2b)를 포함할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 의하면, 트랜지스터(Q2a, Q2b)는 FET 또는 바이폴라 트랜지스터일 수 있다. 트랜지스터(Q2a, Q2b)의 한쪽 단자, 예컨대 드레인 또는 컬렉터 단자는, 정전류 제어부(140)의 각 트랜지스터(Q1a, Q1b)의 제어 단자에 연결될 수 있다. 트랜지스터(Q2a, Q2b)의 제어 단자, 예컨대 게이트 또는 베이스 단자에는 소정의 클램프 전압(Vc)이 인가될 수 있다. 트랜지스터(Q2a, Q2b)의 다른 한쪽 단자, 예컨대 소스 또는 에미터 단자는 피드백 신호부(160)에 연결될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 의하면, 각 LED 열(130a, 130b)의 캐소드 단자 전압(Vled_a, Vled_b)이 정전류 제어부(140)의 대응하는 트랜지스터(Q1a, Q1b)의 소스 또는 에미터 단자 및 게이트 또는 베이스 단자를 통하여 전압 클램핑부(150)의 대응하는 트랜지스터(Q2a, Q2b)의 드레인 또는 컬렉터 단자에 인가될 수 있다. 트랜지스터(Q2a, Q2b)의 소스 또는 에미터 단자에는, 그의 드레인 또는 컬렉터 단자에 인가된 전압 신호에 기초한 크기의 전압 신호가 출력될 수 있다. 이때, 트랜지스터(Q2a, Q2b)의 드레인 또는 컬렉터 단자에 인가되는 캐소드 단자 전압(Vled _a, Vled _b)이 소정의 값을 넘어서게 되면, 각 트랜지스터(Q2a, Q2b)의 소스 또는 에미터 단자로 출력되는 전압은 클램프 전압(Vc)에서 게이트 한계값(Vt) 또는 베이스-에미터간 전압만큼 강하된 값으로 클램핑되는 점을 알아야 한다.
본 발명의 일실시예에 의하면, 전술한 바와 같이, 각 LED 열(130a, 130b)의 캐소드 단자 전압(Vled _a, Vled _b)이 각각 대응하는 트랜지스터(Q1a, Q1b) 를 통하여 전압 클램핑부(150)의 대응하는 트랜지스터(Q2a, Q2b)의 드레인 또는 컬렉터 단자에 인가될 수 있다. 캐소드 단자 전압(Vled _a, Vled _b)은 최대로 전압 조절부(120)로부터 LED 어레이(130)에 인가되는 출력 전압(Vout)일 수 있으므로, 트랜지스터(Q2a, Q2b) 각각은 그 최대 인가 전압(Vout)에 부합하는 내압 특성을 갖는 것이 바람직할 수 있다. 전류의 경우, 각 LED 열(130a, 130b)에 흐르는 전류(Iled _a, Iled _b)가 트랜지스터(Q1a, Q1b)의 소스 또는 에미터 단자 및 게이트 또는 베이스 단자를 통과하게 되면 그 통과된 전류의 값은 입력된 값(Iled _a, Iled _b)을 트랜지스터(Q1a, Q1b) 고유의 특성인 전류 증폭률(hfe)로 나눈 값이 될 수 있다. 따라서, 트랜지스터(Q2a, Q2b)에 인가될 수 있는 최대 전류 값은 LED 열에 흐르는 최대 전류(Iled _a, Iled _b) 값을 각 트랜지스터(Q1a, Q1b)의 특성 값 hfe으로 나눈 값만큼 일 수 있다. 그러므로, 종래의 전압 클램핑부에 비해, 본 발명에 따른 전압 클램핑부(150)의 트랜지스터(Q2a, Q2b)는 보다 낮은 정도의 내전류 특성을 갖는 것으로 충분할 수 있다.
피드백 신호부(160)는, 전술한 바와 같이, 정전류 제어부(140)로부터 각 LED 열(130a, 130b)에 대응하는 각각의 전압 측정 값을 수신할 수 있다. 피드백 신호부(160)는 수신된 전압 측정 값들을 각각 기준 값(Vref1, Vref2)과 비교할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 의하면, 피드백 신호부(160)는 비교기(U1a, U1b)을 포함할 수 있고, 비교기(U1a, U1b)는 정전류 제어부(140)로부터 수신된 각각의 전압 측정 값을 기준 값(Vref1, Vref2)과 비교하여 그 비교 결과를 정전류 제어부(140)의 트랜지스터(Q1a, Q1b)의 제어 단자로 궤환시킬 수 있다.
피드백 신호부(160)는 또한 전압 클램핑부(150)의 각 트랜지스터(Q2a, Q2b)로부터의 출력 전압 신호(Vfb _a, Vfb _b)를 수신할 수 있다. 피드백 신호부(160)가 전압 클램핑부(150)로부터 수신하는 전압 신호(Vfb _a, Vfb _b) 각각은 클램프 전압(Vc)보다 작은 값으로 클램핑된 값이다. 피드백 신호부(160)는 전압 클램핑부(150)로부터 수신된 신호 각각을 기준 값(Vref)과 비교할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 의하면, 피드백 신호부(160)는 비교기(U2)를 포함할 수 있고, 비교기(U2)는 수신된 각 전압 신호를 기준 값(Vref)과 비교하여 그 비교 결과를 출력할 수 있다.
전압 제어 신호 생성부(170)는 피드백 신호부(160)로부터 출력된 신호를 수신하고 수신된 신호에 기초하여 전압 조절부(120)를 위한 적절한 전압 제어 신호를 생성할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 의하면, 전압 제어 신호는 PWM 신호일 수 있다. 본 도면에 도시되지는 않았으나, 전압 제어 신호 생성부(170)는 발진기와 비교기를 포함할 수 있다. 본 발명의 일 실시예 의하면, 전압 제어 신호 생성부(170)는 발진기에 의해 생성된 삼각파 발진 신호와 피드백 신호부(160)로부터 수신된 신호의 비교에 기초하여 전압 조절부(120)를 위한 PWM 제어 신호를 생성할 수 있다.
도 3은, 본 발명의 일 실시예에 따라, 도 1의 LED 어레이 구동 장치(100)의 LED 어레이(130)를 점등 상태에서 소등 상태로 전환하는 경우, LED 어레이 구동 장치(100)에 관련된 각 전압의 시간에 따른 파형을 예시적으로 도시한 도면이다.
시각 T0부터 T1까지는, 전압 조절부(120)로부터 LED 어레이(130)에 출력 전압(Vout)이 인가되고 있고, LED 어레이(130)는 안정되게 점등되어 있는 상태를 유지하고 있다. LED 어레이(130)에는 소정의 정전류(Iled)가 흐르고 있기 때문에, LED 어레이(130)에서의 전압 강하는 LED 어레이의 각 LED 열에서의 각 LED의 순방향 전압의 합(Vf)과 동일하고, LED 어레이(130)의 각 LED 열의 캐소드 단자 전압(Vled)은 Vled = Vout - Vf가 된다. 캐소드 단자 전압(Vled = Vout - Vf)은 또한 정전류 제어부(140)의 트랜지스터(Q1) 및 전압 클램핑부(150)의 트랜지스터(Q2)를 거쳐서 피드백 신호부(160)로 전달될 수 있다(Vfb).
시각 T1에서 LED 어레이(130)의 소등이 발생할 수 있다. 이제 LED 어레이(130)에는 전류가 흐르지 않게 되는데, 그 결과 시각 T1 이후 LED 어레이(130)의 각 LED 열의 순방향 전압은 매우 작은 값이 된다. 따라서, 각 LED 열의 캐소드 단자 전압(Vled)은 전압 조절부(120)의 출력 전압(Vout) 가까이까지 상승할 수 있다. 만약 전압 클램핑부(150)가 없다면, 피드백 신호부(160)에는, 파선으로 도시한 바와 같은, 높은 전압(Vfb')이 그대로 입력될 것이다. 그러나, 도 1에 도시된 LED 어레이 구동 회로(100)의 경우, 캐소드 단자 전압(Vled)이 소정의 값 이상으로 높아지더라도, 전압 클램핑부(150)를 통하여 피드백 신호부(160)로 전달되는 전압 신호(Vfb)는 클램프 전압(Vc)보다는 소정 정도 작은 값으로 클램핑될 수 있다. 따라서, 도시된 바와 같이, 시각 T1 이후, 캐소드 단자 전압(Vled)이 출력 전압(Vout)에 가까울 정도로 높아지는 경우, 피드백 신호부(160)로 전달되는 전압(Vfb)은 Vc-Vt 이상 높아지지 않을 수 있다.
본 명세서에서는 주로 LED 어레이를 포함하는 LED 어레이 구동 장치에 관하여 설명되어 있으나 본 발명이 이로써 제한되는 것은 아니며, LED 어레이 이외의 다양한 부하 회로에도 본 발명이 적용될 수 있음을 알아야 한다.
당업자라면 알 수 있듯이 본 발명은 본 명세서에서 기술된 예시에 한정되는 것이 아니라 본 발명의 범주를 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변형, 재구성 및 대체될 수 있다. 따라서, 본 발명의 진정한 사상 및 범주에 속하는 모든 변형 및 변경을 이하의 특허청구범위에 의해 모두 포괄하고자 한다.
110: 입력 전원 120: 전압 조절부
130: LED 어레이 140: 정전류 제어부
150: 전압 클램핑부 160: 피드백 신호부
170: 전압 제어 신호 생성부

Claims (7)

  1. 부하 회로를 구동하기 위한 부하 회로 구동 회로로서,
    입력 전원으로부터의 전원 전압을 조절하여 부하에 제공하기 위한 조절된 전압을 출력하는 전압 조절부 - 상기 부하는 제1 단자와 제2 단자를 가지며, 상기 제1 단자로부터 상기 조절된 전압을 제공받아 작동됨 - ;
    상기 부하의 제2 단자에 연결되어 상기 부하에 정전류가 흐르도록 제어하는 정전류 제어부;
    상기 정전류 제어부를 통하여 상기 부하의 제2 단자에서의 전압에 관련된 제1 전압을 공급받아 제2 전압을 출력하는 전압 클램핑부; 및
    상기 전압 클램핑부로부터 제2 전압을 공급받고 상기 정전류 제어부를 통하여 상기 부하의 제2 단자에서의 전압에 관련된 제3 전압을 공급받아, 상기 제2 및 제3 전압에 기초하여 피드백 신호를 생성하는 피드백 신호부
    를 포함하고,
    상기 전압 클램핑부는 전압 클램핑 기능을 갖고 있어 상기 제2 전압이 선정된 전압 이하가 되도록 작동하며,
    상기 전압 조절부에서의 전원 전압의 조절은 상기 피드백 신호에 응답하여 이루어지는,
    부하 회로 구동 회로.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 정전류 제어부는 PNP 트랜지스터를 포함하고,
    상기 전압 클램핑부는 상기 PNP 트랜지스터로부터 상기 제1 전압을 공급받는, 부하 회로 구동 회로.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 전압 클램핑부는 트랜지스터를 포함하고,
    상기 트랜지스터는 제어 단자, 상기 정전류 제어부에 연결된 제1 단자, 및 상기 피드백 신호부에 연결된 제2 단자를 갖고, 상기 제어 단자에는 소정의 클램핑 전압이 인가되는, 부하 회로 구동 회로.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 전압 클램핑부의 상기 트랜지스터의 상기 제1 단자는 상기 PNP 트랜지스터의 제어 단자에 연결되고,
    상기 전압 클램핑부에 의해 출력되는 상기 제2 전압은, 상기 부하 회로의 동작 모드에 따라, 상기 제1 전압 또는 상기 클램핑 전압 중 한쪽과 관련되는, 부하 회로 구동 회로.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 전압 클램핑부에 의해 출력되는 상기 제2 전압은, 상기 제1 전압이 소정 값 이상인 경우, 상기 클램핑 전압과 관련되는, 부하 회로 구동 회로.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 피드백 신호부에 의해 생성되는 상기 피드백 신호는, 상기 제3 전압에 기초하여 생성되어 상기 정전류 제어부를 위하여 궤환되는 피드백 신호를 포함하고,
    상기 정전류 제어부를 위하여 상기 궤환되는 피드백 신호는, 상기 전압 클램핑부를 통하여 상기 정전류 제어부로 전달되는, 부하 회로 구동 회로.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 부하 회로는 LED 어레이인, 부하 회로 구동 회로.

KR20130044074A 2013-04-22 2013-04-22 부하 회로 구동 장치 KR20140126051A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR20130044074A KR20140126051A (ko) 2013-04-22 2013-04-22 부하 회로 구동 장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR20130044074A KR20140126051A (ko) 2013-04-22 2013-04-22 부하 회로 구동 장치

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20140126051A true KR20140126051A (ko) 2014-10-30

Family

ID=51995539

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR20130044074A KR20140126051A (ko) 2013-04-22 2013-04-22 부하 회로 구동 장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20140126051A (ko)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9699844B2 (en) Multichannel constant current LED driving circuit, driving method and LED driving power
JP4950631B2 (ja) 発光ダイオードアレイに電源を供給する方法および装置
US7750579B2 (en) LED driving device with variable light intensity
US8144111B2 (en) Light emitting diode driving circuit having voltage detection
US8503196B2 (en) Feedback circuit and control method for an isolated power converter
US8427069B2 (en) Current-regulated power supply with soft-start protection
US9055646B2 (en) Light emitting device driver circuit and control method thereof
KR102062566B1 (ko) Ｌｅｄ 발광 장치 및 그 구동 방법
TWI415518B (zh) 發光元件驅動電路、發光元件陣列控制器及其控制方法
US20100102756A1 (en) Apparatus for driving light emitting device
US9155147B2 (en) Light emitting diode illumination apparatus and control method thereof
JP4945918B2 (ja) Ｌｅｄ駆動装置
KR20110017784A (ko) Ｌｅｄ 발광 장치
KR20080083313A (ko) Ｌｅｄ 조명 장치
US8198818B2 (en) Vehicle lighting control device
TW201110811A (en) Adaptive switch mode LED driver
JP2005033853A (ja) 負荷駆動装置及び携帯機器
KR20090060878A (ko) 병렬 발광다이오드 정전류 구동 회로
KR20120080907A (ko) Ｌｅｄ 발광 장치
US8115412B2 (en) Drive device for light-emitting element
US20100052572A1 (en) Light emitting element driving apparatus
JP5569232B2 (ja) 発光素子駆動回路、表示装置
KR20150001067A (ko) 발광 디바이스의 구동 회로 및 이를 구동하는 방법
WO2015036551A1 (en) Controller for controlling a current regulating element of a lighting load
KR102062567B1 (ko) Led 발광 장치 및 그 구동 방법

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E601 Decision to refuse application