(57)【要約】【課題】本発明は、一定範囲内でスイッチング周波数を可変して信号の干渉を除去する発光ダイオード駆動装置に関する。【解決手段】入力電源をスイッチングして少なくとも１つの発光ダイオードに駆動電源を供給する電源供給部と、提供されるクロック信号に応じて前記電源供給部のスイッチングを制御するスイッチング制御部と、前記スイッチング制御部に、予め設定された周波数可変範囲を有する前記クロック信号を提供するクロック信号発生部と、を含むことを特徴とする発光ダイオード駆動装置を提供する。【選択図】図１
2011135040.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力電源をスイッチングして少なくとも１つの発光ダイオードに駆動電源を供給する電源供給部と、
提供されるクロック信号に応じて前記電源供給部のスイッチングを制御するスイッチング制御部と、
前記スイッチング制御部に、予め設定された周波数可変範囲を有する前記クロック信号を提供するクロック信号発生部と、
を含むことを特徴とする発光ダイオード駆動装置。
【請求項２】
前記クロック信号発生部は、
予め設定された電圧範囲の三角波信号を発生する三角波信号発生部と、
前記三角波信号発生部の前記三角波信号に応じて周波数可変範囲が設定される前記クロック信号を発振させる発振部と、
を含むことを特徴とする請求項１に記載の発光ダイオード駆動装置。
【請求項３】
前記三角波信号発生部は、
予め設定された基準電源の電流をミラーリングして第１及び第２の電流源を提供する第１の電流ミラー部と、
前記予め設定された電圧範囲内で前記第１の電流ミラー部の第１及び第２の電流源を充放電して前記三角波信号を提供する充放電部と、
を含むことを特徴とする請求項２に記載の発光ダイオード駆動装置。
【請求項４】
前記発振部は、
前記三角波信号に応じて前記基準電源の電流をミラーリングする第２の電流ミラー部と、
前記第２の電流ミラー部からミラーリングされる電流の電圧と予め設定された基準電圧との論理結果によってミラーリングされた電流を充放電して前記クロック信号を生成するクロック信号生成部と、
を含むことを特徴とする請求項３に記載の発光ダイオード駆動装置。
【請求項５】
前記スイッチング制御部は、
前記電源供給部が前記少なくとも１つの発光ダイオードに供給された駆動電源を検出したフィードバック信号と基準信号とを比較してパルス幅変調（ＰＷＭ）信号を提供する比較器と、
前記比較器からの前記ＰＷＭ信号に応じて前記電源供給部のスイッチングを制御するゲートドライバと、
を含むことを特徴とする請求項１から４の何れか１項に記載の発光ダイオード駆動装置。
【請求項６】
前記電源供給部は、互いに並列連結された複数の発光ダイオードに前記駆動電源を供給することを特徴とする請求項１から５の何れか１項に記載の発光ダイオード駆動装置。
【請求項７】
前記電源供給部は、互いに直列連結された複数の発光ダイオードを備える少なくとも１つの発光ダイオード列に前記駆動電源を供給することを特徴とする請求項１から６の何れか１項に記載の発光ダイオード駆動装置。
【請求項８】
前記電源供給部は、互いに並列連結された複数の発光ダイオード列に前記駆動電源を供給することを特徴とする請求項７に記載の発光ダイオード駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光ダイオード駆動装置に関し、より詳しくは、一定範囲内でスイッチング周波数を可変して信号の干渉を除去する発光ダイオード駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ディスプレイ産業では高解像度と大画面化等のマルチメディア時代の要求を反映した新技術のＦＰＤ（Ｆｌａｔ  Ｐａｎｅｌ  Ｄｉｓｐｌａｙ）市場が主となり、特に、中大型ディスプレイ市場の場合、ＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｄｉｓｐｌａｙ）ＴＶが急進的に成長しており、ノートパソコン（Ｎｏｔｅｂｏｏｋ）もＬＣＤモニターを採用する等、今後の価格と市場性の側面で主導的な役割をすると期待される。
【０００３】
従来のＬＣＤ  ＴＶまたはノートパソコンの場合、バックライト光源としてＣＣＦＬ（Ｃｏｌｄ  Ｃａｔｈｏｄｅ  Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔ  Ｌａｍｐ）が主に使用されたが、最近は、電力消耗、寿命及び環境に優しい等のような多様な長所により次第にＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）の採用が増えている傾向にある。
【０００４】
このようなＬＥＤチャンネルは、中大型ディスプレイの場合、複数のチャンネルで備えられるが、各ＬＥＤチャンネルを定電流で制御するために一定のスイッチング周波数に応じてＬＥＤチャンネルに電流を供給するスイッチ素子を使用する。
【０００５】
しかし、スイッチ素子の一定のスイッチングにより高調波が発生することがあり、このような高調波による信号の干渉によってシステムに誤動作が起きる虞があるという問題点がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述した問題点を解決するため、本発明の目的は、一定範囲内でスイッチング周波数を可変して信号の干渉を除去する発光ダイオード駆動装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した目的を達成するための本発明の一技術的な側面は、入力電源をスイッチングして少なくとも１つの発光ダイオードに駆動電源を供給する電源供給部と、提供されるクロック信号に応じて上記電源供給部のスイッチングを制御するスイッチング制御部と、上記スイッチング制御部に、予め設定された周波数可変範囲を有する上記クロック信号を提供するクロック信号発生部と、を含むことを特徴とする発光ダイオード駆動装置を提供する。
【０００８】
本発明の一技術的な側面によると、上記クロック信号発生部は、予め設定された電圧範囲の三角波信号を発生する三角波信号発生部と、上記三角波信号発生部の上記三角波信号に応じて周波数可変範囲が設定される上記クロック信号を発振させる発振部と、を含むことができる。
【０００９】
本発明の一技術的な側面によると、上記三角波信号発生部は、予め設定された基準電源の電流をミラーリングして第１及び第２の電流源を提供する第１の電流ミラー部と、予め設定された電圧範囲内で上記第１の電流ミラー部の第１及び第２の電流源を充放電して上記三角波信号を提供する充放電部と、を含むことができる。
【００１０】
本発明の一技術的な側面によると、上記発振部は、上記三角波信号に応じて上記基準電源の電流をミラーリングする第２の電流ミラー部と、上記第２の電流ミラー部からミラーリングされる電流の電圧と予め設定された基準電圧との論理結果によってミラーリングされた電流を充放電して上記クロック信号を生成するクロック信号生成部と、を含むことができる。
【００１１】
本発明の一技術的な側面によると、上記スイッチング制御部は、上記電源供給部が上記少なくとも１つの発光ダイオードに供給された駆動電源を検出したフィードバック信号と基準信号とを比較してＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ  Ｗｉｄｔｈ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）信号を提供する比較器と、上記比較器からのＰＷＭ信号に応じて上記電源供給部のスイッチングを制御するゲートドライバと、を含むことができる。
【００１２】
本発明の一技術的な側面によると、上記電源供給部は、互いに並列連結された複数の発光ダイオードに上記駆動電源を供給するか、または、上記電源供給部は、互いに直列連結された複数の発光ダイオードを備える少なくとも１つの発光ダイオード列に上記駆動電源を供給するか、あるいは、上記電源供給部は、互いに並列連結された複数の発光ダイオード列に上記駆動電源を供給することができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によると、一定範囲内でスイッチング周波数を可変して信号の干渉を除去することによって、発光ダイオード駆動を安定して行うことができるという効果がある。  
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の発光ダイオード駆動装置の概略的な構成図である。
【図２】本発明の発光ダイオード駆動装置に採択されたクロック信号発生部の概略的な構成図である。
【図３】本発明のクロック信号発生部の周波数及び周期を示すグラフである。
【図４】本発明のクロック信号発生部の周波数及び周期を示すグラフである。
【図５ａ】従来技術と比較して本発明の発光ダイオード駆動装置の電気的特徴を示すグラフである。
【図５ｂ】従来技術と比較して本発明の発光ダイオード駆動装置の電気的特徴を示すグラフである。
【図５ｃ】従来技術と比較して本発明の発光ダイオード駆動装置の電気的特徴を示すグラフである。
【図５ｄ】従来技術と比較して本発明の発光ダイオード駆動装置の電気的特徴を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、添付した図面を参照し、本発明を詳しく説明する。
【００１６】
図１は、本発明の発光ダイオード駆動装置の概略的な構成図である。
【００１７】
図１を参照すると、本発明の発光ダイオード駆動装置１００は、電源供給部１１０と、スイッチング制御部１２０と、クロック信号発生部１３０とを含むことができる。
【００１８】
電源供給部１１０は、入力電源Ｖｃｃをスイッチングして少なくとも１つの発光ダイオードＬＥＤを駆動することができる駆動電源に変換して少なくとも１つの発光ダイオードＬＥＤに供給する。
【００１９】
少なくとも１つの発光ダイオードＬＥＤは、複数の発光ダイオードが並列連結されてもよく、複数の発光ダイオードが直列連結された発光ダイオード列であってもよく、複数の発光ダイオード列Ｌ１、Ｌ２が並列連結され、上記駆動電源の供給を受けて光を放出してもよい。
【００２０】
入力電源は、インダクタＬ及びキャパシタＣによりフィルタリングされ、スイッチＳＷによりスイッチングされた後、ダイオードＤ及び出力キャパシタＣｏにより安定化され、少なくとも１つの発光ダイオードＬＥＤに供給されることができる。
【００２１】
スイッチング制御部１２０は、電源供給部１１０のスイッチＳＷのスイッチングを制御することができる。これによって、スイッチング制御部１２０は比較器１２１とゲートドライバ１２２を含むことができる。
【００２２】
比較器１２１は、外部からの制御信号Ｓと少なくとも１つの発光ダイオードＬＥＤに供給される電源を分圧してフィードバックするフィードバック信号Ｆｂとを比較し、その比較結果をゲートドライバ１２２に伝達することができる。さらに、比較器１２１は、外部からソフトスタート信号ＳＳの提供を受けることができる。
【００２３】
ゲートドライバ１２２は、比較器１２１からの比較結果とクロック信号ＣＬＫによってスイッチＳＷをＰＷＭ方式でスイッチング制御することができる。この際、スイッチＳＷを制御するスイッチング制御信号の周波数が一定の場合、信号の干渉が発生することがある。これによって、クロック信号ＣＬＫは、予め設定された周波数の範囲内で可変されることができる。
【００２４】
クロック信号発生部１３０は、予め設定された周波数の範囲内で可変されるクロック信号ＣＬＫをゲートドライバ１２２に提供する。
【００２５】
以下で、図面を参照し、クロック信号発生部１３０の詳細な構成について説明する。
【００２６】
図２は、本発明の発光ダイオード駆動装置に採択されたクロック信号発生部の概略的な構成図である。
【００２７】
クロック信号発生部１３０は、三角波信号発生部１３１と発振部１３２とを含むことができる。
【００２８】
三角波信号発生部１３１は、第１の電流ミラー部１３１ａと充放電部１３２ｂとを備えることができる。
【００２９】
第１の電流ミラー部１３１ａは、２つのＰ−ＭＯＳトランジスタＭ１、Ｍ３と、２つのＮ−ＭＯＳトランジスタＭ２、Ｍ４と、１つのＯＰアンプＯＰ１とで構成されることができる。
【００３０】
第１のＰ−ＭＯＳトランジスタＭ１と第１のＮ−ＭＯＳトランジスタＭ２は互いに直列連結され、第２のＰ−ＭＯＳトランジスタＭ３と第２のＮ−ＭＯＳトランジスタＭ４は互いに直列連結されることができる。
【００３１】
第１のＰ−ＭＯＳトランジスタＭ１は供給された基準電源ＶＲＥＦをスイッチングすることができ、第１のＮ−ＭＯＳトランジスタＭ２は第１のＯＰアンプＯＰ１を介した基準電圧Ｖ１によって第１のＰ−ＭＯＳトランジスタＭ１に流れる電流をスイッチングすることができる。
【００３２】
第２のＰ−ＭＯＳトランジスタＭ３と第２のＮ−ＭＯＳトランジスタＭ４は、第１のＰ−ＭＯＳトランジスタＭ１に流れる電流をミラーリングして各電流源Ｉ１、Ｉ２に提供することができる。
【００３３】
充放電部１３１ｂは、論理結果によって電流源Ｉ１、Ｉ２をスイッチングして電流を充放電することで三角波信号を提供することができる。
【００３４】
充放電部１３１Ｂは、第１のＲＳラッチＬｏ１と、第２及び第３のＯＰアンプＯＰ２、ＯＰ３と、第１及び第２の電流源Ｉ１、Ｉ２と、第１及び第２のスイッチＳＷ１、ＳＷ２と、第１のキャパシタＣ１とで構成されることができる。
【００３５】
第１のＲＳラッチＬｏ１は論理演算によるスイッチング信号Ｑ、ＱＢを提供することができる。第１の電流源Ｉ１、第１のスイッチＳＷ１、第２のスイッチＳＷ２、第２の電流源Ｉ２は、基準電源ＶＲＥＦと接地の間に順に直列連結されることができる。第１及び第２のスイッチＳＷ１、ＳＷ２は、スイッチング信号Ｑ、ＱＢに応じて第１の電流源Ｉ１及び第２の電流源Ｉ２の電流経路をスイッチングすることができる。上述した第１及び第２のスイッチＳＷ１、ＳＷ２のスイッチングにより、第１のキャパシタＣ１には電流が充電及び放電される。
【００３６】
この際、第１のキャパシタＣ１に充電される電圧は、予め設定された電圧範囲ＶＳ１、ＶＳ２内で可変されることができ、範囲内の電圧可変は、第２及び第３のＯＰアンプＯＰ２、ＯＰ３により決定され、第１のＲＳラッチＬｏ１は、第２及び第３のＯＰアンプＯＰ２、ＯＰ３の比較結果によって論理演算してスイッチング信号Ｑ、ＱＢを提供することができる。
【００３７】
発振部１３２は、第２の電流ミラー部１３２ａとクロック信号生成部１３２ｂを備えることができる。
【００３８】
第２の電流ミラー部１３２ａは、２つのＰ−ＭＯＳトランジスタＭ５、Ｍ７と、１つのＮ−ＭＯＳトランジスタＭ６と、１つのＯＰアンプＯＰ４とで構成されることができる。
【００３９】
第３のＰ−ＭＯＳトランジスタＭ５と第３のＮ−ＭＯＳトランジスタＭ６は互いに直列連結され、第４のＰ−ＭＯＳトランジスタＭ７は第３のＰ−ＭＯＳトランジスタＭ５と互いに並列連結されることができる。
【００４０】
第３のＰ−ＭＯＳトランジスタＭ５は、供給された基準電源ＶＲＥＦをスイッチングすることができ、第３のＮ−ＭＯＳトランジスタＭ６は、第４のＯＰアンプＯＰ４を介した電圧によって第３のＰ−ＭＯＳトランジスタＭ５に流れる電流をスイッチングすることができる。この際、第１のキャパシタＣ１により充放電され、レベルが可変される電圧が第４のＯＰアンプＯＰ４に提供されることができる。
【００４１】
第４のＰ−ＭＯＳトランジスタＭ７は、第３のＰ−ＭＯＳトランジスタＭ５に流れる電流をミラーリングすることができる。
【００４２】
クロック信号生成部１３２ｂは、第５のＯＰアンプＯＰ５と、第２のＲＳラッチＬｏ２と、ディレーＤｅと、第４のＮ−ＭＯＳトランジスタＭ８と、第２のキャパシタＣ２とを備えることができる。
【００４３】
第４のＮ−ＭＯＳトランジスタＭ８と第２のキャパシタＣ２は互いに並列連結され、第４のＰ−ＭＯＳトランジスタＭ７に直列連結される。これによって、第４のＮ−ＭＯＳトランジスタＭ８は第４のＰ−ＭＯＳトランジスタＭ７に流れる電流をスイッチングすることができる。第２のキャパシタＣ２は、第４のＮ−ＭＯＳトランジスタＭ８のスイッチングにより第４のＰ−ＭＯＳトランジスタＭ７からの電流を充放電してクロック信号ＣＬＫを提供することができる。
【００４４】
第５のＯＰアンプＯＰ５は、第２のキャパシタＣ２に充放電されるクロック信号ＣＬＫの電圧レベルと基準電圧Ｖ１のレベルとを比較し、その比較結果を第２のＲＳラッチＬｏ２に伝達する。第２のＲＳラッチＬｏ２は、第５のＯＰアンプＯＰ５の比較結果と、ディレーＤｅを通じて遅延された自身の出力Ｑを論理演算し、第４のＮ−ＭＯＳトランジスタＭ８のスイッチングを制御することができる。
【００４５】
図３及び図４は、本発明のクロック信号発生部の周波数及び周期を示すグラフである。
【００４６】
図３及び図４に示したように、本発明のクロック信号発生部１３０から提供されるクロック信号ＣＬＫの周波数及び周期は一定範囲内で可変することが分かる。ここで、クロック信号ＣＬＫの周波数は、発光ダイオード駆動の機能を阻害しないよう、使用しようとする周波数Ｆｏの±５％以内に設定することが好ましく、周期は１／１０００に設定することが好ましい。
【００４７】
図５ａから図５ｄは、従来技術と比較して本発明の発光ダイオード駆動装置の電気的特徴を示すグラフである。
【００４８】
図５ａから図５ｄを参照すると、本発明の発光ダイオード駆動装置は、予め設定された周波数の範囲内で可変されるクロック信号を提供し、これによってスイッチング周波数を可変することによって信号の干渉が低減され、高調波が低減されることが分かる。
【００４９】
上述したように、本発明によると、予め設定された周波数の範囲内で可変されるクロック信号を提供し、スイッチング周波数を可変することによって信号の干渉を低減または除去するための別途の遮蔽物を使用することなく、小型化及び製造費用の低減を達成することができる。
【００５０】
本発明は、上述した実施形態及び添付された図面によって限定されるものではなく、添付された請求範囲によって限定される。従って、請求範囲に記載の本発明の技術的思想を外れない範囲内において様々な形態の置換、変形及び変更が可能であることは当技術分野において通常の知識を有する者には自明である。
【符号の説明】
【００５１】
１００    発光ダイオード駆動装置
１１０    電源供給部
１２０    スイッチング制御部
１２１    比較器
１２２    ゲートドライバ
１３０    クロック信号発生部
１３１    三角波信号発生部
１３１ａ  第１の電流ミラー部
１３１ｂ  充放電部
１３２    発振部
１３２ａ  第２の電流ミラー部
１３２ｂ  クロック信号生成部
【図１】
2011135040.tif 000003
【図２】
2011135040.tif 000004
【図３】
2011135040.tif 000005
【図４】
2011135040.tif 000006
【図５ａ】
2011135040.tif 000007
【図５ｂ】
2011135040.tif 000008
【図５ｃ】
2011135040.tif 000009
【図５ｄ】
2011135040.tif 000010