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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】5743845
(24)【登録日】2015年5月15日
(45)【発行日】2015年7月1日
(54)【発明の名称】発光ダイオード駆動装置
(51)【国際特許分類】
H01L 33/00 20100101AFI20150611BHJP
【ＦＩ】
H01L33/00 J
【請求項の数】22
【全頁数】20
(21)【出願番号】特願2011-232164(P2011-232164)
(22)【出願日】2011年10月21日
(65)【公開番号】特開2012-129502(P2012-129502A)
(43)【公開日】2012年7月5日
【審査請求日】2011年10月24日
【審判番号】不服2014-2052(P2014-2052/J1)
【審判請求日】2014年2月4日
(31)【優先権主張番号】10-2010-0126900
(32)【優先日】2010年12月13日
(33)【優先権主張国】KR
(73)【特許権者】
【識別番号】594023722
【氏名又は名称】サムソン エレクトロ−メカニックス カンパニーリミテッド．
(74)【代理人】
【識別番号】110000877
【氏名又は名称】龍華国際特許業務法人
(72)【発明者】
【氏名】ハン、ダエ ホーン
(72)【発明者】
【氏名】チェオン、ジェオング イン
(72)【発明者】
【氏名】リー、ジェイ シン
【合議体】
【審判長】
吉野 公夫
【審判官】
松川 直樹
【審判官】
鈴木 肇
(56)【参考文献】
【文献】
特開２０１０−０５７３３１号公報（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開２０１０−１５３５９９号公報（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開２０１０−１６１２６４号公報（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特表２０１０−５１４１９５号公報（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開２００６−２１０２７２号公報（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開２０１１−００９７０１号公報（ＪＰ，Ａ）
【文献】
米国特許出願公開第２０１０／０２３７７９９号明細書（ＵＳ，Ａ１）
(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）
H01L 33/00-33/64
H05B 37/00-39/10
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
商用電源を整流及び平滑する整流平滑部と、
前記整流平滑部からの整流された電源の電圧及び電流の位相差を調整する力率補正部と、
電源のスイッチングを制御するスイッチング制御信号に応じて前記力率補正部によって力率補正された電源をスイッチングするスイッチング部と、
前記スイッチング部からスイッチングされた電源の入力を受ける少なくとも一つの一次巻線と、前記少なくとも一つの一次巻線と電気的に絶縁され、予め設定された巻線比を形成して前記少なくとも一つの一次巻線から駆動電源の誘起を受ける少なくとも一つの二次巻線と、を有するトランスフォーマと、
少なくとも一つのＬＥＤチャンネルブロックが有する第１及び第２ＬＥＤチャンネルの各々に供給される前記駆動電源の電流平衡を維持する少なくとも一つの電流平衡ユニットを有する電流平衡部と、
前記少なくとも一つのＬＥＤチャンネルブロックと接地との間に連結され、前記少なくとも一つのＬＥＤチャンネルブロックに前記駆動電源が供給または遮断されるようにスイッチングするスイッチ部と、
前記少なくとも一つのＬＥＤチャンネルブロックに供給された駆動電源の状態を検出して前記スイッチ部のスイッチングを制御し、検出された駆動電源の状態に応じて前記スイッチング制御信号を生成して出力し、前記トランスフォーマの二次巻線が形成された二次側に位置する制御部と、
前記制御部から前記スイッチング制御信号の入力を受ける第１巻線と、前記第１巻線と電気的に絶縁され、前記第１巻線に入力されたスイッチング制御信号の誘起を受けて前記スイッチング部に伝達する第２巻線とを有するパルストランスフォーマを備える伝達部と
を含むことを特徴とする発光ダイオード駆動装置。
前記整流平滑部からの整流された電源の電圧及び電流の位相差を調整する力率補正部と、
電源のスイッチングを制御するスイッチング制御信号に応じて前記力率補正部によって力率補正された電源をスイッチングするスイッチング部と、
前記スイッチング部からスイッチングされた電源の入力を受ける少なくとも一つの一次巻線と、前記少なくとも一つの一次巻線と電気的に絶縁され、予め設定された巻線比を形成して前記少なくとも一つの一次巻線から駆動電源の誘起を受ける少なくとも一つの二次巻線と、を有するトランスフォーマと、
少なくとも一つのＬＥＤチャンネルブロックが有する第１及び第２ＬＥＤチャンネルの各々に供給される前記駆動電源の電流平衡を維持する少なくとも一つの電流平衡ユニットを有する電流平衡部と、
前記少なくとも一つのＬＥＤチャンネルブロックと接地との間に連結され、前記少なくとも一つのＬＥＤチャンネルブロックに前記駆動電源が供給または遮断されるようにスイッチングするスイッチ部と、
前記少なくとも一つのＬＥＤチャンネルブロックに供給された駆動電源の状態を検出して前記スイッチ部のスイッチングを制御し、検出された駆動電源の状態に応じて前記スイッチング制御信号を生成して出力し、前記トランスフォーマの二次巻線が形成された二次側に位置する制御部と、
前記制御部から前記スイッチング制御信号の入力を受ける第１巻線と、前記第１巻線と電気的に絶縁され、前記第１巻線に入力されたスイッチング制御信号の誘起を受けて前記スイッチング部に伝達する第２巻線とを有するパルストランスフォーマを備える伝達部と
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】
前記制御部は、
検出された駆動電源の状態に応じて設定される電流を生成する電流生成部と、
前記電流生成部によって生成された電流に応じて周期が設定されるクロック信号を生成するクロック生成部と、
前記電流生成部によって生成された電流に応じて、前記クロック生成部によって生成されたクロック信号のデッドタイムを生成するデッドタイム生成部と、
前記デッドタイム生成部によってデッドタイムが生成されたクロック信号を電源のスイッチング制御用に加工して前記伝達部に伝達するゲート駆動部と、
検出された駆動電源の状態に応じて前記スイッチ部のスイッチングを制御して前記少なくとも一つのＬＥＤチャンネルの輝度を制御するディミング部と、
検出された駆動電源の状態が予め設定された非定常動作に該当する場合、前記ゲート駆動部の動作を遮断する保護部と
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。
検出された駆動電源の状態に応じて設定される電流を生成する電流生成部と、
前記電流生成部によって生成された電流に応じて周期が設定されるクロック信号を生成するクロック生成部と、
前記電流生成部によって生成された電流に応じて、前記クロック生成部によって生成されたクロック信号のデッドタイムを生成するデッドタイム生成部と、
前記デッドタイム生成部によってデッドタイムが生成されたクロック信号を電源のスイッチング制御用に加工して前記伝達部に伝達するゲート駆動部と、
検出された駆動電源の状態に応じて前記スイッチ部のスイッチングを制御して前記少なくとも一つのＬＥＤチャンネルの輝度を制御するディミング部と、
検出された駆動電源の状態が予め設定された非定常動作に該当する場合、前記ゲート駆動部の動作を遮断する保護部と
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】
前記ディミング部は、
前記スイッチ部をスイッチングオン及びオフするＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）信号がハイ信号である場合、検出された駆動電源の状態を検出信号として受けて前記電流生成部に伝達される電流制御信号を演算する演算部と、
前記ＰＷＭ信号がロー信号である場合、前記検出信号の電圧レベルを予め設定された電圧レベルに制御するバッファ部と
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。
前記スイッチ部をスイッチングオン及びオフするＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）信号がハイ信号である場合、検出された駆動電源の状態を検出信号として受けて前記電流生成部に伝達される電流制御信号を演算する演算部と、
前記ＰＷＭ信号がロー信号である場合、前記検出信号の電圧レベルを予め設定された電圧レベルに制御するバッファ部と
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】
前記少なくとも一つの電流平衡ユニットは、
前記第１及び第２ＬＥＤチャンネルの各々に伝達される駆動電源同士の電流平衡を電荷平衡原理によって維持する電流平衡用キャパシタと、
前記第１ＬＥＤチャンネルと接地との間に互いに直列連結されて駆動電源を整流する第１及び第２ダイオードと、
前記第２ＬＥＤチャンネルと接地との間に互いに直列連結されて駆動電源を整流する第３及び第４ダイオードと、
前記第１及び第２ダイオードと並列連結されて前記第１ＬＥＤチャンネルに供給される駆動電源を安定化させる第１安定化キャパシタと、
前記第３及び第４ダイオードと並列連結されて前記第２ＬＥＤチャンネルに供給される駆動電源を安定化させる第２安定化キャパシタと
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。
前記第１及び第２ＬＥＤチャンネルの各々に伝達される駆動電源同士の電流平衡を電荷平衡原理によって維持する電流平衡用キャパシタと、
前記第１ＬＥＤチャンネルと接地との間に互いに直列連結されて駆動電源を整流する第１及び第２ダイオードと、
前記第２ＬＥＤチャンネルと接地との間に互いに直列連結されて駆動電源を整流する第３及び第４ダイオードと、
前記第１及び第２ダイオードと並列連結されて前記第１ＬＥＤチャンネルに供給される駆動電源を安定化させる第１安定化キャパシタと、
前記第３及び第４ダイオードと並列連結されて前記第２ＬＥＤチャンネルに供給される駆動電源を安定化させる第２安定化キャパシタと
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】
前記少なくとも一つの電流平衡ユニットは、
前記二次巻線の一端に連結され、第１及び第２ＬＥＤチャンネルの各々に伝達される駆動電源同士の電流平衡を電荷平衡原理によって維持する電流平衡用キャパシタと、
前記二次巻線の他端と前記第１ＬＥＤチャンネルとの間に連結されて駆動電源を整流する第１ダイオードと、
前記電流平衡用キャパシタと前記第２ＬＥＤチャンネルとの間に連結されて駆動電源を整流する第２ダイオードと、
前記第１ＬＥＤチャンネルと並列連結されて駆動電源を安定化させる第１安定化キャパシタと、
前記第２ＬＥＤチャンネルと並列連結されて駆動電源を安定化させる第２安定化キャパシタと
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。
前記二次巻線の一端に連結され、第１及び第２ＬＥＤチャンネルの各々に伝達される駆動電源同士の電流平衡を電荷平衡原理によって維持する電流平衡用キャパシタと、
前記二次巻線の他端と前記第１ＬＥＤチャンネルとの間に連結されて駆動電源を整流する第１ダイオードと、
前記電流平衡用キャパシタと前記第２ＬＥＤチャンネルとの間に連結されて駆動電源を整流する第２ダイオードと、
前記第１ＬＥＤチャンネルと並列連結されて駆動電源を安定化させる第１安定化キャパシタと、
前記第２ＬＥＤチャンネルと並列連結されて駆動電源を安定化させる第２安定化キャパシタと
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6】
前記二次巻線はセンタータップを中心に予め設定された巻線数に分割され、
前記第１ＬＥＤチャンネルと前記第２ＬＥＤチャンネルは直列連結され、
前記少なくとも一つの電流平衡ユニットは、
前記二次巻線のセンタータップに連結され、前記第１及び第２ＬＥＤチャンネルの連結点に連結されて、前記第１及び第２ＬＥＤチャンネルの各々に伝達される駆動電源同士の電流平衡を維持する電流平衡用キャパシタと、
前記二次巻線の一端と前記第１ＬＥＤチャンネルとの間に連結されて駆動電源を整流する第１ダイオードと、
前記二次巻線の他端と前記第２ＬＥＤチャンネルとの間に連結されて駆動電源を整流する第２ダイオードと、
前記第１ＬＥＤチャンネルと並列連結されて駆動電源を安定化させる第１安定化キャパシタと、
前記第２ＬＥＤチャンネルと並列連結されて駆動電源を安定化させる第２安定化キャパシタと
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。
前記第１ＬＥＤチャンネルと前記第２ＬＥＤチャンネルは直列連結され、
前記少なくとも一つの電流平衡ユニットは、
前記二次巻線のセンタータップに連結され、前記第１及び第２ＬＥＤチャンネルの連結点に連結されて、前記第１及び第２ＬＥＤチャンネルの各々に伝達される駆動電源同士の電流平衡を維持する電流平衡用キャパシタと、
前記二次巻線の一端と前記第１ＬＥＤチャンネルとの間に連結されて駆動電源を整流する第１ダイオードと、
前記二次巻線の他端と前記第２ＬＥＤチャンネルとの間に連結されて駆動電源を整流する第２ダイオードと、
前記第１ＬＥＤチャンネルと並列連結されて駆動電源を安定化させる第１安定化キャパシタと、
前記第２ＬＥＤチャンネルと並列連結されて駆動電源を安定化させる第２安定化キャパシタと
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7】
前記トランスフォーマは、複数のＬＥＤチャンネルブロック夫々に連結され、該当するＬＥＤチャンネルブロックに駆動電源を供給する複数の二次巻線を含み、
前記電流平衡部は、前記複数の二次巻線からの駆動電源を、該当するＬＥＤチャンネルブロックの第１ＬＥＤチャンネル及び第２ＬＥＤチャンネルに電流平衡を維持して供給する前記電流平衡ユニットを複数個含むことを特徴とする請求項４から６の何れか１項に記載の発光ダイオード駆動装置。
前記電流平衡部は、前記複数の二次巻線からの駆動電源を、該当するＬＥＤチャンネルブロックの第１ＬＥＤチャンネル及び第２ＬＥＤチャンネルに電流平衡を維持して供給する前記電流平衡ユニットを複数個含むことを特徴とする請求項４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】
前記トランスフォーマは、前記複数の二次巻線に夫々一対一対応する複数の一次巻線を含む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。
【請求項9】
電気的に絶縁された一次側と二次側とを有し、入力された電源を前記一次側でスイッチングし、当該スイッチングされた電源を前記二次側で予め設定された電圧レベルを有する駆動電源に変換し、前記駆動電源を少なくとも一つのＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）チャンネルに供給する電源供給部と、
前記電源供給部からの前記少なくとも一つのＬＥＤチャンネルへの前記駆動電源の供給及び遮断を制御して前記少なくとも一つのＬＥＤチャンネルを駆動し、前記少なくとも一つのＬＥＤチャンネルに供給される前記駆動電源の状態に応じて前記電源供給部のスイッチングを制御し、前記二次側に位置する駆動部と、
前記駆動部から伝達された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信号を前記電源供給部の前記二次側から前記一次側に伝達する伝達部と
を含み、
前記電源供給部は、少なくとも一つのＬＥＤチャンネルブロックが有する第１及び第２ＬＥＤチャンネルの各々に前記駆動電源を供給し、
前記駆動部は、
前記少なくとも一つのＬＥＤチャンネルと接地との間に連結され、前記少なくとも一つのＬＥＤチャンネルに前記駆動電源が供給または遮断されるようにスイッチングするスイッチ部と、
前記少なくとも一つのＬＥＤチャンネルに供給された駆動電源の状態を検出して前記スイッチ部のスイッチングを制御し、検出された駆動電源の状態に応じて前記スイッチング制御信号を生成して前記伝達部に伝達する制御部と
を含み、
前記伝達部は、前記制御部からのスイッチング制御信号の入力を受ける第１巻線と、前記第１巻線と電気的に絶縁され、前記第１巻線に入力されたスイッチング制御信号の誘起を受けて前記電源供給部に伝達する第２巻線とを有するパルストランスフォーマであることを特徴とする発光ダイオード駆動装置。
前記電源供給部からの前記少なくとも一つのＬＥＤチャンネルへの前記駆動電源の供給及び遮断を制御して前記少なくとも一つのＬＥＤチャンネルを駆動し、前記少なくとも一つのＬＥＤチャンネルに供給される前記駆動電源の状態に応じて前記電源供給部のスイッチングを制御し、前記二次側に位置する駆動部と、
前記駆動部から伝達された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信号を前記電源供給部の前記二次側から前記一次側に伝達する伝達部と
を含み、
前記電源供給部は、少なくとも一つのＬＥＤチャンネルブロックが有する第１及び第２ＬＥＤチャンネルの各々に前記駆動電源を供給し、
前記駆動部は、
前記少なくとも一つのＬＥＤチャンネルと接地との間に連結され、前記少なくとも一つのＬＥＤチャンネルに前記駆動電源が供給または遮断されるようにスイッチングするスイッチ部と、
前記少なくとも一つのＬＥＤチャンネルに供給された駆動電源の状態を検出して前記スイッチ部のスイッチングを制御し、検出された駆動電源の状態に応じて前記スイッチング制御信号を生成して前記伝達部に伝達する制御部と
を含み、
前記伝達部は、前記制御部からのスイッチング制御信号の入力を受ける第１巻線と、前記第１巻線と電気的に絶縁され、前記第１巻線に入力されたスイッチング制御信号の誘起を受けて前記電源供給部に伝達する第２巻線とを有するパルストランスフォーマであることを特徴とする発光ダイオード駆動装置。
【請求項10】
前記制御部は、
検出された駆動電源の状態に応じて設定される電流を生成する電流生成部と、
前記電流生成部によって生成された電流に応じて周期が設定されるクロック信号を生成するクロック生成部と、
前記電流生成部によって生成された電流に応じて、前記クロック生成部によって生成されたクロック信号のデッドタイムを生成するデッドタイム生成部と、
前記デッドタイム生成部によってデッドタイムが生成されたクロック信号を前記電源供給部のスイッチング制御用に加工して前記伝達部に伝達するゲート駆動部と、
検出された駆動電源の状態に応じて前記スイッチ部のスイッチングを制御して前記少なくとも一つのＬＥＤチャンネルの輝度を制御するディミング部と、
検出された駆動電源の状態が予め設定された非定常動作に該当する場合、前記ゲート駆動部の動作を遮断する保護部と
を含むことを特徴とする請求項９に記載の発光ダイオード駆動装置。
検出された駆動電源の状態に応じて設定される電流を生成する電流生成部と、
前記電流生成部によって生成された電流に応じて周期が設定されるクロック信号を生成するクロック生成部と、
前記電流生成部によって生成された電流に応じて、前記クロック生成部によって生成されたクロック信号のデッドタイムを生成するデッドタイム生成部と、
前記デッドタイム生成部によってデッドタイムが生成されたクロック信号を前記電源供給部のスイッチング制御用に加工して前記伝達部に伝達するゲート駆動部と、
検出された駆動電源の状態に応じて前記スイッチ部のスイッチングを制御して前記少なくとも一つのＬＥＤチャンネルの輝度を制御するディミング部と、
検出された駆動電源の状態が予め設定された非定常動作に該当する場合、前記ゲート駆動部の動作を遮断する保護部と
を含むことを特徴とする請求項９に記載の発光ダイオード駆動装置。
【請求項11】
前記ディミング部は、
前記スイッチ部をスイッチングオン及びオフするＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）信号がハイ信号である場合、検出された駆動電源の状態を検出信号として受けて前記電流生成部に伝達される電流制御信号を演算する演算部と、
前記ＰＷＭ信号がロー信号である場合、前記検出信号の電圧レベルを予め設定された電圧レベルに制御するバッファ部と
を含むことを特徴とする請求項１０に記載の発光ダイオード駆動装置。
前記スイッチ部をスイッチングオン及びオフするＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）信号がハイ信号である場合、検出された駆動電源の状態を検出信号として受けて前記電流生成部に伝達される電流制御信号を演算する演算部と、
前記ＰＷＭ信号がロー信号である場合、前記検出信号の電圧レベルを予め設定された電圧レベルに制御するバッファ部と
を含むことを特徴とする請求項１０に記載の発光ダイオード駆動装置。
【請求項12】
前記電源供給部からの駆動電源を整流し、前記少なくとも一つのＬＥＤチャンネルに供給する整流部をさらに含むことを特徴とする請求項９に記載の発光ダイオード駆動装置。
【請求項13】
前記第１及び第２ＬＥＤチャンネルの各々に供給される前記駆動電源の電流平衡を維持する少なくとも一つの電流平衡ユニットを有する電流平衡部をさらに含むことを特徴とする請求項１２に記載の発光ダイオード駆動装置。
【請求項14】
前記少なくとも一つの電流平衡ユニットは、
前記第１及び第２ＬＥＤチャンネルの各々に伝達される駆動電源同士の電流平衡を電荷平衡原理によって維持する電流平衡用キャパシタと、
前記第１ＬＥＤチャンネルと接地との間に互いに直列連結されて駆動電源を整流する第１及び第２ダイオードと、
前記第２ＬＥＤチャンネルと接地との間に互いに直列連結されて駆動電源を整流する第３及び第４ダイオードと、
前記第１及び第２ダイオードと並列連結されて前記第１ＬＥＤチャンネルに供給される駆動電源を安定化させる第１安定化キャパシタと、
前記第３及び第４ダイオードと並列連結されて前記第２ＬＥＤチャンネルに供給される駆動電源を安定化させる第２安定化キャパシタと
を含むことを特徴とする請求項９に記載の発光ダイオード駆動装置。
前記第１及び第２ＬＥＤチャンネルの各々に伝達される駆動電源同士の電流平衡を電荷平衡原理によって維持する電流平衡用キャパシタと、
前記第１ＬＥＤチャンネルと接地との間に互いに直列連結されて駆動電源を整流する第１及び第２ダイオードと、
前記第２ＬＥＤチャンネルと接地との間に互いに直列連結されて駆動電源を整流する第３及び第４ダイオードと、
前記第１及び第２ダイオードと並列連結されて前記第１ＬＥＤチャンネルに供給される駆動電源を安定化させる第１安定化キャパシタと、
前記第３及び第４ダイオードと並列連結されて前記第２ＬＥＤチャンネルに供給される駆動電源を安定化させる第２安定化キャパシタと
を含むことを特徴とする請求項９に記載の発光ダイオード駆動装置。
【請求項15】
前記電源供給部は、
商用電源を整流及び平滑する整流平滑部と、
前記整流平滑部からの整流された電源の電圧及び電流の位相差を調整する力率補正部と、
前記スイッチング制御信号に応じて前記力率補正部によって力率補正された電源をスイッチングするスイッチング部と、
前記スイッチング部からスイッチングされた電源の入力を受ける少なくとも一つの一次巻線と、前記少なくとも一つの一次巻線と電気的に絶縁され、予め設定された巻線比を形成して前記少なくとも一つの一次巻線から電源の誘起を受ける少なくとも一つの二次巻線と、を有するトランスフォーマと
を含むことを特徴とする請求項１４に記載の発光ダイオード駆動装置。
商用電源を整流及び平滑する整流平滑部と、
前記整流平滑部からの整流された電源の電圧及び電流の位相差を調整する力率補正部と、
前記スイッチング制御信号に応じて前記力率補正部によって力率補正された電源をスイッチングするスイッチング部と、
前記スイッチング部からスイッチングされた電源の入力を受ける少なくとも一つの一次巻線と、前記少なくとも一つの一次巻線と電気的に絶縁され、予め設定された巻線比を形成して前記少なくとも一つの一次巻線から電源の誘起を受ける少なくとも一つの二次巻線と、を有するトランスフォーマと
を含むことを特徴とする請求項１４に記載の発光ダイオード駆動装置。
【請求項16】
前記トランスフォーマは、複数のＬＥＤチャンネルブロック夫々に連結され、該当するＬＥＤチャンネルブロックに駆動電源を供給する複数の二次巻線を含み、
前記複数の二次巻線からの駆動電源を、該当するＬＥＤチャンネルブロックの第１ＬＥＤチャンネル及び第２ＬＥＤチャンネルに電流平衡を維持して供給する電流平衡ユニットを複数個含む電流平衡部を備えることを特徴とする請求項１５に記載の発光ダイオード駆動装置。
前記複数の二次巻線からの駆動電源を、該当するＬＥＤチャンネルブロックの第１ＬＥＤチャンネル及び第２ＬＥＤチャンネルに電流平衡を維持して供給する電流平衡ユニットを複数個含む電流平衡部を備えることを特徴とする請求項１５に記載の発光ダイオード駆動装置。
【請求項17】
前記トランスフォーマは、前記複数の二次巻線に夫々一対一対応する複数の一次巻線を含むことを特徴とする請求項１６に記載の発光ダイオード駆動装置。
【請求項18】
前記電源供給部は、少なくとも一つのＬＥＤチャンネルブロックが有する前記第１及び第２ＬＥＤチャンネルの各々に前記駆動電源を供給し、
前記電源供給部は、
商用電源を整流及び平滑する整流平滑部と、
前記整流平滑部からの整流された電源の電圧及び電流の位相差を調整する力率補正部と、
前記スイッチング制御信号に応じて前記力率補正部によって力率補正された電源をスイッチングするスイッチング部と、
前記スイッチング部からスイッチングされた電源の入力を受ける少なくとも一つの一次巻線と、前記少なくとも一つの一次巻線と電気的に絶縁され、予め設定された巻線比を形成して前記少なくとも一つの一次巻線から電源の誘起を受ける少なくとも一つの二次巻線と、を有するトランスフォーマと、
前記第１及び第２ＬＥＤチャンネルの各々に供給される前記駆動電源の電流平衡を維持する少なくとも一つの電流平衡ユニットを有する電流平衡部と
を含むことを特徴とする請求項９、１１及び１２の何れか１項に記載の発光ダイオード駆動装置。
前記電源供給部は、
商用電源を整流及び平滑する整流平滑部と、
前記整流平滑部からの整流された電源の電圧及び電流の位相差を調整する力率補正部と、
前記スイッチング制御信号に応じて前記力率補正部によって力率補正された電源をスイッチングするスイッチング部と、
前記スイッチング部からスイッチングされた電源の入力を受ける少なくとも一つの一次巻線と、前記少なくとも一つの一次巻線と電気的に絶縁され、予め設定された巻線比を形成して前記少なくとも一つの一次巻線から電源の誘起を受ける少なくとも一つの二次巻線と、を有するトランスフォーマと、
前記第１及び第２ＬＥＤチャンネルの各々に供給される前記駆動電源の電流平衡を維持する少なくとも一つの電流平衡ユニットを有する電流平衡部と
を含むことを特徴とする請求項９、１１及び１２の何れか１項に記載の発光ダイオード駆動装置。
【請求項19】
前記少なくとも一つの電流平衡ユニットは、
前記二次巻線の一端に連結され、第１及び第２ＬＥＤチャンネルの各々に伝達される駆動電源同士の電流平衡を電荷平衡原理によって維持する電流平衡用キャパシタと、
前記二次巻線の他端と前記第１ＬＥＤチャンネルとの間に連結されて駆動電源を整流する第１ダイオードと、
前記電流平衡用キャパシタと前記第２ＬＥＤチャンネルとの間に連結されて駆動電源を整流する第２ダイオードと、
前記第１ＬＥＤチャンネルと並列連結されて駆動電源を安定化させる第１安定化キャパシタと、
前記第２ＬＥＤチャンネルと並列連結されて駆動電源を安定化させる第２安定化キャパシタと
を含むことを特徴とする請求項１８に記載の発光ダイオード駆動装置。
前記二次巻線の一端に連結され、第１及び第２ＬＥＤチャンネルの各々に伝達される駆動電源同士の電流平衡を電荷平衡原理によって維持する電流平衡用キャパシタと、
前記二次巻線の他端と前記第１ＬＥＤチャンネルとの間に連結されて駆動電源を整流する第１ダイオードと、
前記電流平衡用キャパシタと前記第２ＬＥＤチャンネルとの間に連結されて駆動電源を整流する第２ダイオードと、
前記第１ＬＥＤチャンネルと並列連結されて駆動電源を安定化させる第１安定化キャパシタと、
前記第２ＬＥＤチャンネルと並列連結されて駆動電源を安定化させる第２安定化キャパシタと
を含むことを特徴とする請求項１８に記載の発光ダイオード駆動装置。
【請求項20】
前記二次巻線はセンタータップを中心に予め設定された巻線数に分割され、
前記第１ＬＥＤチャンネルと前記第２ＬＥＤチャンネルは直列連結され、
前記少なくとも一つの電流平衡ユニットは、
前記二次巻線のセンタータップに連結され、前記第１及び第２ＬＥＤチャンネルの連結点に連結されて、前記第１及び第２ＬＥＤチャンネルの各々に伝達される駆動電源同士の電流平衡を維持する電流平衡用キャパシタと、
前記二次巻線の一端と前記第１ＬＥＤチャンネルとの間に連結されて駆動電源を整流する第１ダイオードと、
前記二次巻線の他端と前記第２ＬＥＤチャンネルとの間に連結されて駆動電源を整流する第２ダイオードと、
前記第１ＬＥＤチャンネルと並列連結されて駆動電源を安定化させる第１安定化キャパシタと、
前記第２ＬＥＤチャンネルと並列連結されて駆動電源を安定化させる第２安定化キャパシタと
を含むことを特徴とする請求項１８に記載の発光ダイオード駆動装置。
前記第１ＬＥＤチャンネルと前記第２ＬＥＤチャンネルは直列連結され、
前記少なくとも一つの電流平衡ユニットは、
前記二次巻線のセンタータップに連結され、前記第１及び第２ＬＥＤチャンネルの連結点に連結されて、前記第１及び第２ＬＥＤチャンネルの各々に伝達される駆動電源同士の電流平衡を維持する電流平衡用キャパシタと、
前記二次巻線の一端と前記第１ＬＥＤチャンネルとの間に連結されて駆動電源を整流する第１ダイオードと、
前記二次巻線の他端と前記第２ＬＥＤチャンネルとの間に連結されて駆動電源を整流する第２ダイオードと、
前記第１ＬＥＤチャンネルと並列連結されて駆動電源を安定化させる第１安定化キャパシタと、
前記第２ＬＥＤチャンネルと並列連結されて駆動電源を安定化させる第２安定化キャパシタと
を含むことを特徴とする請求項１８に記載の発光ダイオード駆動装置。
【請求項21】
前記トランスフォーマは、複数のＬＥＤチャンネルブロック夫々に連結され、該当するＬＥＤチャンネルブロックに駆動電源を供給する複数の二次巻線を含み、
前記電流平衡部は、前記複数の二次巻線からの駆動電源を、該当するＬＥＤチャンネルブロックの第１ＬＥＤチャンネル及び第２ＬＥＤチャンネルに電流平衡を維持して供給する前記電流平衡ユニットを複数個含むことを特徴とする請求項１９または２０に記載の発光ダイオード駆動装置。
前記電流平衡部は、前記複数の二次巻線からの駆動電源を、該当するＬＥＤチャンネルブロックの第１ＬＥＤチャンネル及び第２ＬＥＤチャンネルに電流平衡を維持して供給する前記電流平衡ユニットを複数個含むことを特徴とする請求項１９または２０に記載の発光ダイオード駆動装置。
【請求項22】
前記トランスフォーマは、前記複数の二次巻線に夫々一対一対応する複数の一次巻線を含むことを特徴とする請求項２１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、商用電源を駆動電源に変換して発光ダイオードを駆動することができる発光ダイオード駆動装置に関する。
【背景技術】
【0002】
最近、ディスプレイ産業は陰極線管（Ｃａｔｈｏｄｅ Ｒａｙ Tｕｂｅ；ＣＲＴ）を主に用いるディスプレイ装置から、高解像度と大画面化などのユーザーの要求を反映したフラットパネルディスプレイ（Ｆｌａｔ Ｐａｎｅｌ Ｄｉｓｐｌａｙ；ＦＰＤ）装置に代替されている傾向にある。
【0003】
特に、大型ディスプレイ装置の場合、軽薄短小化の利点によって液晶ディスプレイ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ；ＬＣＤ）装置が急進的な成長傾向を示しており、価格と市場性の側面において今後主導的な役割をすると期待されている。
【0004】
一方、既存の液晶ディスプレイ装置にはバックライト光源として冷陰極蛍光ランプ（Ｃｏlｄ Ｃａｔｈｏｄｅ Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔ Ｌａｍｐ；ＣＣＦＬ）が主に用いられたが、最近は、電力消耗、寿命及び環境に優しいなどのような多様な長所により、漸次的に発光ダイオード（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ；ＬＥＤ）が用いられる傾向にある。
【0005】
このような発光ダイオードを駆動するためには、商用交流電源を直流電源に変換する電源供給回路と発光ダイオードに直流電源の供給を制御する駆動回路とが一般的に採用される。電源供給回路は、絶縁機能を強化するためにトランスフォーマを基準に一次側と二次側とに区分することができるが、一次側は商用交流電源を整流及び平滑して電源をスイッチングする回路で構成され、二次側はトランスフォーマによって変圧された電源を整流し負荷への供給を制御する回路で構成される。即ち、一般的に一次側には電源スイッチング制御回路が形成され、二次側には上述した駆動回路が形成されるが、電源のスイッチングを円滑に制御するためには、発光ダイオードに供給される電源状態のフィードバックを受け、これを基にスイッチングを制御しなければならず、このために絶縁機能を備えてフィードバック電流を伝達する複数のフォトカプラー（ｐｈｏｔｏ ｃｏｕｐｌｅｒ）が主に用いられるが、フォトカプラーは光素子であるため、信号伝達特性がフォトン（Ｐｈｏｔｏｎ）、使用時間及び接合（Ｊｕｎｃｔｉｏｎ）温度に依存されて回路設計が容易でなくなり、フォトカプラーの採用によって製造コストが上昇す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】
本発明の目的は、電源供給回路において、一次側と絶縁された二次側に発光ダイオード制御機能と電源スイッチング制御機能とを統合して形成することで、一次側の電源スイッチングを制御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】
上述した目的を果たすために、本発明の一つの技術的な側面によると、電気的に絶縁された一次側と二次側とを有し、一次側で入力された電源をスイッチングし、二次側でスイッチングされた電源を予め設定された電圧レベルを有する駆動電源に変換し、上記駆動電源を少なくとも一つのＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）チャンネルに供給する電源供給部と、上記電源供給部からの上記少なくとも一つのＬＥＤチャンネルへの上記駆動電源の供給及び遮断を制御して上記少なくとも一つのＬＥＤチャンネルを駆動し、上記少なくとも一つのＬＥＤチャンネルに供給される上記駆動電源の状態に応じて上記電源供給部のスイッチングを制御する駆動部と、上記駆動部から伝達された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信号を上記電源供給部の二次側から一次側に伝達する伝達部と、を含むことを特徴とする発光ダイオード駆動装置が提供される。
【0008】
本発明の一つの技術的な側面によると、上記駆動部は、上記少なくとも一つのＬＥＤチャンネルと接地との間に連結され、上記少なくとも一つのＬＥＤチャンネルに上記駆動電源が供給または遮断されるようにスイッチングするスイッチ部と、上記少なくとも一つのＬＥＤチャンネルに供給された駆動電源の状態を検出して上記スイッチ部のスイッチングを制御し、検出された駆動電源の状態に応じて上記スイッチング制御信号を生成して上記伝達部に伝達する制御部と、を含むことができる。
【0009】
本発明の一つの技術的な側面によると、上記制御部は、検出された駆動電源の状態に応じて設定される電流を生成する電流生成部と、上記電流生成部によって生成された電流に応じて周期が設定されるクロック信号を生成するクロック生成部と、上記電流生成部によって生成された電流に応じて上記クロック生成部によって生成されたクロック信号のデッドタイムを生成するデッドタイム生成部と、上記デッドタイム生成部によってデッドタイムが生成されたクロック信号を上記電源供給部のスイッチング制御用に加工して上記伝達部に伝達するゲート駆動部と、検出された駆動電源の状態に応じて上記スイッチ部のスイッチングを制御して上記少なくとも一つのＬＥＤチャンネルの輝度を制御するディミング部と、検出された駆動電源の状態が予め設定された非定常動作に該当する場合、上記ゲート駆動部の動作を遮断する保護部と、を含むことができる。
【0010】
本発明の一つの技術的な側面によると、上記ディミング部は、上記スイッチ部をスイッチングオン及びオフするＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）信号がハイ信号である場合、検出された駆動電源の状態を検出信号として受けて上記電流生成部に伝達される電流制御信号を演算する演算部と、上記ＰＷＭ信号がロー信号である場合、上記検出信号の電圧レベルを予め設定された電圧レベルに制御するバッファ部と、を含むことができる。
【0011】
本発明の一つの技術的な側面によると、上記伝達部は、上記ゲート駆動部からのスイッチング制御信号の入力を受ける第１巻線と、上記第１巻線と電気的に絶縁され、上記第１巻線に入力されたスイッチング制御信号の誘起を受けて上記電源供給部に伝達する第２巻線とを有するパルストランスフォーマであることができる。
【0012】
本発明の一つの技術的な側面によると、本発明の駆動装置は、上記電源供給部からの駆動電源を整流し、上記少なくとも一つのＬＥＤチャンネルに供給する整流部をさらに含むことができる。
【0013】
本発明の一つの技術的な側面によると、上記電源供給部は、第１及び第２ＬＥＤチャンネルを有する少なくとも一つのＬＥＤチャンネルブロックの上記第１及び第２ＬＥＤチャンネルに夫々上記駆動電源を供給することができる。
【0014】
本発明の一つの技術的な側面によると、本発明の駆動装置は、上記第１及び第２ＬＥＤチャンネルに夫々供給される上記駆動電源の電流平衡を維持する少なくとも一つの電流平衡ユニットを有する電流平衡部をさらに含むことができる。
【0015】
本発明の一つの技術的な側面によると、上記少なくとも一つの電流平衡ユニットは、電荷平衡原理によって上記第１及び第２ＬＥＤチャンネルに夫々伝達される駆動電源間の電流平衡を維持する電流平衡用キャパシタと、上記第１ＬＥＤチャンネルと接地との間に互いに直列連結されて駆動電源を整流する第１及び第２ダイオードと、上記第２ＬＥＤチャンネルと接地との間に互いに直列連結されて駆動電源を整流する第３及び第４ダイオードと、上記第１及び第２ダイオードと並列連結されて上記第１ＬＥＤチャンネルに供給される駆動電源を安定化させる第１安定化キャパシタと、上記第３及び第４ダイオードと並列連結されて上記第２ＬＥＤチャンネルに供給される駆動電源を安定化させる第２安定化キャパシタとを含むか、または、電荷平衡原理によって上記二次巻線の一端に連結され、第１及び第２ＬＥＤチャンネルに夫々伝達される駆動電源間の電流平衡を維持する電流平衡用キャパシタと、上記二次巻線の他端と上記第１ＬＥＤチャンネルとの間に連結されて駆動電源を整流する第１ダイオードと、上記電流平衡用キャパシタと上記第２ＬＥＤチャンネルとの間に連結されて駆動電源を整流する第２ダイオードと、上記第１ＬＥＤチャンネルと並列連結されて駆動電源を安定化させる第１安定化キャパシタと、上記第２ＬＥＤチャンネルと並列連結されて駆動電源を安定化させる第２安定化キャパシタとを含むか、または、上記二次巻線はセンタータップを中心に予め設定された巻線数に分割され、上記第１ＬＥＤチャンネルと上記第２ＬＥＤチャンネルは直列連結され、上記少なくとも一つの電流平衡ユニットは、上記二次巻線のセンタータップに連結され、上記第１及び第２ＬＥＤチャンネルの連結点に連結されて、上記第１及び第２ＬＥＤチャンネルに夫々伝達される駆動電源間の電流平衡を維持する電流平衡用キャパシタと、上記二次巻線の一端と上記第１ＬＥＤチャンネルとの間に連結されて駆動電源を整流する第１ダイオードと、上記二次巻線の他端と上記第２ＬＥＤチャンネルとの間に連結されて駆動電源を整流する第２ダイオードと、上記第１ＬＥＤチャンネルと並列連結されて駆動電源を安定化させる第１安定化キャパシタと、上記第２ＬＥＤチャンネルと並列連結されて駆動電源を安定化させる第２安定化キャパシタと、を含むことができる。
【0016】
本発明の一つの技術的な側面によると、上記電源供給部は、商用電源を整流及び平滑する整流平滑部と、上記整流平滑部からの整流された電源の電圧及び電流の位相差を調整する力率補正部と、上記スイッチング制御信号に応じて上記力率補正部によって力率補正された電源をスイッチングするスイッチング部と、上記スイッチング部からスイッチングされた電源の入力を受ける少なくとも一つの一次巻線と、上記少なくとも一つの一次巻線と電気的に絶縁され、予め設定された巻線比を形成して上記少なくとも一つの一次巻線から電源の誘起を受ける少なくとも一つの二次巻線と、を有するトランスフォーマとを含むことができる。
【0017】
本発明の一つの技術的な側面によると、上記トランスフォーマは、複数のＬＥＤチャンネルブロック夫々に連結され、該当するＬＥＤチャンネルブロックに駆動電源を供給する複数の二次巻線を含み、上記電流平衡部は、上記複数の二次巻線からの駆動電源を該当するＬＥＤチャンネルブロックの第１ＬＥＤチャンネル及び第２ＬＥＤチャンネルに電流平衡を維持して供給する上記電流平衡ユニットを複数個含むことができる。
【0018】
本発明の一つの技術的な側面によると、上記トランスフォーマは、上記複数の二次巻線に夫々一対一対応する複数の一次巻線を含むことができる。
【発明の効果】
【0019】
本発明によると、二次側に発光ダイオード制御機能と電源スイッチング制御機能とを統合形成して一次側の電源スイッチングを制御することにより、製造コストを低減した回路設計が容易であり、電流上昇の遅延を防止して電流のスパイク成分を抑制することができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【0020】
【図1】本発明の発光ダイオード駆動装置の第１実施例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の第２実施例の概略的な構成図である。
【図3】本発明の発光ダイオード駆動装置の第３実施例の概略的な構成図である。
【図4】本発明の発光ダイオード駆動装置の第４実施例の概略的な構成図である。
【図5】（ａ）は本発明の発光ダイオード駆動装置に採用されるスイッチング部の実施例の概略的な構成図であり、（ｂ）は本発明の発光ダイオード駆動装置に採用されるスイッチング部の実施例の概略的な構成図であり、（ｃ）は本発明の発光ダイオード駆動装置に採用されるスイッチング部の実施例の概略的な構成図である。
【図6】本発明の発光ダイオード駆動装置に採用される制御部の概略的な構成図である。
【図7】本発明の発光ダイオード駆動装置に採用される制御部の一部拡大図である。
【図8a】一般的な発光ダイオード駆動装置の電気的特性を示すグラフである。
【図8b】本発明の発光ダイオード駆動装置の電気的特性を示すグラフである。
【図9a】一般的な発光ダイオード駆動装置の電気的特性を示すグラフである。
【図9b】本発明の発光ダイオード駆動装置の電気的特性を示すグラフである。
【図10】本発明の発光ダイオード駆動装置の主要構成の信号波形グラフである。
【図11a】本発明の発光ダイオード駆動装置に採用される電流平衡部の実施例の概略的な構成図である。
【図11b】本発明の発光ダイオード駆動装置に採用される電流平衡部の実施例の概略的な構成図である。
【図12a】本発明の発光ダイオード駆動装置の電流平衡部の動作を示す電流の流れ図である。
【図12b】本発明の発光ダイオード駆動装置の電流平衡部の動作を示す電流の流れ図である。
【発明を実施するための形態】
【0021】
以下、図面を参照して本発明を詳細に説明する。
【0022】
図１は本発明の発光ダイオード駆動装置の第１実施例の概略的な構成図である。
【0023】
図１を参照すると、本発明の第１実施例による発光ダイオード駆動装置１００は、電源供給部１１０と、駆動部１２０と、伝達部１３０とを含むことができ、整流部１４０をさらに含むことができる。
【0024】
電源供給部１１０は、商用交流電源ＡＣの入力を受けてこれを整流及び平滑する整流平滑部１１１と、整流平滑部１１１によって整流された電源の電圧及び電流間の位相差を調整して力率を改善する力率補正部１１２と、力率補正部１１２によって力率補正された電源をスイッチングするスイッチング部１１３と、スイッチング部１１３によってスイッチングされた電源の電圧レベルを可変する変圧部１１４と、を含むことができる。図示していないが、電磁気干渉（ＥＭＩ）を除去するために、ＥＭＩフィルターがさらに含まれることができる。
【0025】
スイッチング部１１３は、力率補正部１１２によって力率補正された電源を交互にスイッチングする二つのスイッチが直列連結されて漏洩インダクタンスＬｌｋｇと共振キャパシタＣとを有するＬＬＣ共振インバータで構成されることができる。二つのスイッチは、５０：５０のデューティ比を有し、相補的にオン／オフされるようにする。なお、図５（ａ）〜図５（ｃ）に図示されたように、本発明の第１実施例による発光ダイオード駆動装置１００に採用されるスイッチング部１１３の実施例は、ハーフブリッジインバータ（図５（ａ））、フルブリッジインバータ（図５（ｂ））またはプッシュフルインバータ（図５（ｃ））などで構成されることができる。
【0026】
変圧部１１４は、少なくとも一つの一次巻線Ｎｐと少なくとも一つの二次巻線Ｎｓとを備えることができ、一次巻線Ｎｐはスイッチング部１１３によってスイッチングされた電源の入力を受け、二次巻線Ｎｓは一次巻線Ｎｐと電気的に絶縁され、一次巻線Ｎｐと予め設定された巻線比に応じて一次巻線Ｎｐに入力された電源の誘起を受けて電圧レベルを変圧することができる。変圧された電源は複数の発光ダイオードが直列連結された少なくとも一つの発光ダイオードチャンネルＬＥＤに伝達されることができる。
【0027】
駆動部１２０は、スイッチ部１２１と制御部１２２とを含むことができる。
【0028】
スイッチ部１２１は発光ダイオードチャンネルＬＥＤに連結され、ディミング信号に応じてターンオンまたはターンオフして、発光ダイオードチャンネルＬＥＤに駆動電源が供給または遮断されるようにする。
【0029】
制御部１２２は発光ダイオードチャンネルＬＥＤに供給された電源の状態に応じてスイッチ部１２１のターンオン及びターンオフを制御し、スイッチング部１１３のスイッチングを制御することで、発光ダイオードチャンネルＬＥＤに供給される電源の電圧レベルまたは電流レベルを制御することができる。
【0030】
伝達部１３０は制御部１２２からのスイッチング制御信号を磁気誘導方式でスイッチング部１１３に伝達するものであり、このために、伝達部１３０は第１巻線Ｎ１と第２巻線Ｎ２とを備えたパルストランスフォーマを含むことができる。第１巻線Ｎ１と第２巻線Ｎ２とは互いに電気的に絶縁されており、第１巻線Ｎ１は制御部１２２からのスイッチング制御信号の伝達を受け、第２巻線Ｎ２は電気的に絶縁された第１巻線Ｎ１から磁気的に誘導されたスイッチング制御信号Ｓをスイッチング部１１３に伝達することができる。
【0031】
整流部１４０は、キャパシタＣｂ１と、第１〜第４ダイオードＤ１〜Ｄ４と、安定化キャパシタＣｏ１とを含むことができ、変圧部１１４の二次巻線Ｎｓからの電源を整流及び安定化して発光ダイオードチャンネルＬＥＤに駆動電源を供給することができる。図示されたように、キャパシタＣｂ１の一端は二次巻線Ｎｓの一端に連結され、第１及び第２ダイオードＤ１、Ｄ２は互いに直列連結されており、キャパシタＣｂ１の他端は第１及び第２ダイオードＤ１、Ｄ２の連結点に連結されることができる。第３及び第４ダイオードＤ３、Ｄ４は互いに直列連結されて第１及び第２ダイオードＤ１、Ｄ２と並列連結され、二次巻線Ｎｓの他端は第３及び第４ダイオードＤ３、Ｄ４の連結点に連結されており、安定化キャパシタＣｏ１は第３及び第４ダイオードＤ３、Ｄ４と並列連結されることができる。
【0032】
上述したように、整流平滑部１１１、力率補正部１１２、スイッチング部１１３及び変圧部１１４の一次巻線Ｎｐと伝達部１３０の第２巻線Ｎ２は一次側に形成され、駆動部１２０、整流部１４０及び変圧部１１４の二次巻線Ｎｓと伝達部１３０の第１巻線Ｎ１は二次側に形成されることができる。これにより、一次側のスイッチングを制御する機能と二次側の発光ダイオードを駆動する機能が二次側に統合されて形成されることができる。
【0033】
図２は本発明の発光ダイオード駆動装置の第２実施例の概略的な構成図である。
【0034】
図１とともに図２を参照すると、本発明の第２実施例による発光ダイオード駆動装置２００は、少なくとも二つの発光ダイオードチャンネルＬＥＤ１、ＬＥＤ２に駆動電源を供給することができる。これにより、本発明の第２実施例による発光ダイオード駆動装置２００は図１の整流部１４０と異なって、電流平衡部２４０を含むことができる。
【0035】
電流平衡部２４０は、電流平衡用キャパシタＣｂ１と、第１〜第４ダイオードＤ１〜Ｄ４と、第１及び第２安定化キャパシタＣｏ１、Ｃｏ２とを含むことができる。図示されたように、電流平衡用キャパシタＣｂ１の一端は二次巻線Ｎｓの一端に連結され、第１及び第２ダイオードＤ１、Ｄ２は互いに直列連結されており、キャパシタＣｂ１の他端は第１及び第２ダイオードＤ１、Ｄ２の連結点に連結され、第２安定化キャパシタＣｏ２は第１及び第２ダイオードＤ１、Ｄ２に並列連結されることができる。第３及び第４ダイオードＤ３、Ｄ４は互いに直列連結され、二次巻線Ｎｓの他端は第３及び第４ダイオードＤ３、Ｄ４の連結点に連結されており、第１安定化キャパシタＣｏ１は第３及び第４ダイオードＤ３、Ｄ４と並列連結されることができる。
【0036】
ここで、第１安定化キャパシタＣｏ１の電圧（Ｖｏ１）と第２安定化キャパシタＣｏ２の電圧（Ｖｏ２）との絶対値が同一となるので、電流平衡用キャパシタＣｂ１の両端に印加される電圧は、ゼロになり、電荷平衡原理（Ｔｈｅ ｃａｐａｃｉｔｏｒ ｃｈａｒｇｅ ｂａｌａｎｃｅ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ）により下記の式が成り立つ。【0037】
それ以外の整流平滑部２１１、力率補正部２１２、スイッチング部２１３、変圧部２１４を有する電源供給部２１０と、スイッチ部２２１、制御部２２２を有する駆動部２２０と、伝達部２３０の構成及び機能は、図１での説明と同様であるため、詳細な説明は省略する。
【0038】
図３は本発明の発光ダイオード駆動装置の第３実施例の概略的な構成図である。
【0039】
図３を参照すると、本発明の第３実施例による発光ダイオード駆動装置３００は、変圧部３１４が複数の二次巻線ＮＳ１〜ＮＳＮを含み、これに応じて電流平衡部３４０は複数の電流平衡ユニット３４１〜３４Ｎを含み、複数の電流平衡ユニット３４１〜３４Ｎは夫々複数の二次巻線ＮＳ１〜ＮＳＮに対応して電気的に連結されることができる。複数の電流平衡ユニット３４１〜３４Ｎ夫々は、図２に図示された電流平衡部２４０の構成と同様であることができ、これについての詳細な説明は省略する。さらに、共振キャパシタＣの位置は図１及び図２と異なることがあるがＬＬＣ共振には影響がないため、漏洩インダクタンスＬｌｋｇの記載は省略した。
【0040】
それ以外の整流平滑部３１１、力率補正部３１２、スイッチング部３１３を有する電源供給部３１０と、スイッチ部３２１、制御部３２２を有する駆動部３２０と、伝達部３３０の構成及び機能は、図１での説明と同様であるため詳細な説明は省略する。
【0041】
図４は本発明の発光ダイオード駆動装置の第４実施例の概略的な構成図である。
【0042】
図４を参照すると、本発明の第４実施例による発光ダイオード駆動装置４００は、変圧部４１４が複数の一次巻線ＮＰ１〜ＮＰＮと複数の二次巻線ＮＳ１〜ＮＳＮを含み、複数の一次巻線ＮＰ１〜ＮＰＮと複数の二次巻線ＮＳ１〜ＮＳＮは夫々互いに一対一対応することができる。電流平衡部４４０は複数の電流平衡ユニット４４１〜４４Ｎを含み、複数の電流平衡ユニット４４１〜４４Ｎは夫々複数の二次巻線ＮＳ１〜ＮＳＮに対応して電気的に連結されることができる。複数の電流平衡ユニット４４１〜４４Ｎ夫々は、図２に図示された電流平衡部２４０の構成と同様であることができ、これについての詳細な説明は省略する。
【0043】
それ以外の整流平滑部４１１、力率補正部４１２、スイッチング部４１３を有する電源供給部４１０と、スイッチ部４２１、制御部４２２を有する駆動部４２０と、伝達部４３０の構成及び機能は、図１での説明と同様であるため詳細な説明は省略する。なお、図１から４においては、電流平滑部は電源供給部の外に図示されているが、電流平滑部は電源供給部に含まれる構成であってもよい。
【0045】
図６を参照すると、本発明の発光ダイオード駆動装置に採用された制御部は、図１〜図４に図示された本発明の実施例による発光ダイオード駆動装置１００、２００、３００、４００に共通的に採用されることができる。よって、図１の制御部１２２に基づいて説明する。
【0046】
制御部１２２は、電流生成部１２２ａと、クロック生成部１２２ｂと、デッドタイム生成部１２２ｃと、ゲート駆動部１２２ｄと、ディミング部１２２ｅと、保護部１２２ｆとを含むことができる。
【0047】
電流生成部１２２ａは発光ダイオードチャンネルＬＥＤ１に供給された駆動電源の状態に応じて設定されるレベルを有する電流を生成し、クロック生成部１２２ｂは電流生成部１２２ａによって生成された電流に応じて設定される周期を有するクロック信号を生成することができる。
【0048】
デッドタイム生成部１２２ｃは、電流生成部１２２ａによって生成された電流レベルとクロック生成部１２２ｂによって生成されたクロック信号とを基にスイッチング部１１３のスイッチングを制御するためのデッドタイム（ｄｅａｄ ｔｉｍｅ）を生成し、ゲート駆動部１２２ｄは、外部からのＰＷＭ（ｐｕｌｓｅ ｗｉｄｔｈ ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）信号を基に、デッドタイム生成部１２２ｃによって生成されたデッドタイムを有するスイッチング制御信号を生成する。これは伝達部１３０を介してスイッチング部１１３に伝達されることができる。
【0049】
ディミング部１２２ｅは、ゲート駆動部１２２ｄにも供給されるＰＷＭ信号または外部からのアナログディミング信号（ＡＤＩＭ）を基に、発光ダイオードチャンネルＬＥＤ１に駆動電源が供給または遮断されるように制御するスイッチング信号ＳＷを提供することができる。そのため、ディミング部１２２ｅには、発光ダイオードチャンネルＬＥＤ１に供給された駆動電源が検出抵抗ＲＳＥＮによって検出されて抵抗Ｒ１、Ｒ２を介して第１及び第２フィードバック信号ＦＢ１、ＦＢ２として伝達されることができる。
【0050】
さらに、ディミング部１２２ｅには発光ダイオードチャンネルＬＥＤ１に供給された駆動電源が抵抗Ｒ２及びＲＣネットワークを介してエラー信号ＥＲＯとして伝達されることができる。上記エラー信号ＥＲＯは電流生成部１２２ａに伝達されて電流生成に関与することができる。
【0051】
保護部１２２ｆは発光ダイオードチャンネルＬＥＤ１に供給された電源の電圧及び電流状態ＳＬＰ、ＯＬＰに応じて異常動作の有無を判断し、異常動作と判断された場合は、電流生成部１２２ａ及びゲート駆動部１２２ｄの動作を停止させることができる。
【0052】
一方、図７を参照すると、ディミング部１２２ｅは演算部１２２ｅ−１と、バッファ部１２２ｅ−２とを含むことができ、演算部１２２ｅ−１は、検出抵抗ＲＳＥＮによって検出された発光ダイオードチャンネルＬＥＤ１に供給された駆動電源の電圧レベルＶＳＥＮにより、発光ダイオードチャンネルＬＥＤ１に供給された駆動電源のフィードバック信号ＦＢ１の入力を受けることができる。
【0053】
演算部１２２ｅ−１は上述したフィードバック信号ＦＢ１のレベルに応じて周波数を可変し、ＰＦＭ（Ｐｕｌｓｅ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）制御ができる。
【0054】
動作を説明すると、スイッチ部１２１のスイッチＭ１がターンオンされた状態の場合、演算部１２２ｅ−１にフィードバック信号ＦＢ１が伝達されて電流生成部１２２ａの電流ＲＴの生成を制御することができる。この際、バッファ部１２２ｅ−２のスイッチＱ１はターンオフされて動作しない。
【0055】
一方、スイッチ部１２１のスイッチＭ１がターンオフされた状態の場合、バッファ部１２２ｅ−２のスイッチＱ１はターンオンされてエラー信号ＥＲＯの電圧レベルをアナログディミング信号ＡＤIＭの電圧レベルに維持させることで、ＰＷＭ信号がロー状態であってもアナログディミング信号ＡＤＩＭによりエラー信号ＥＲＯの電圧レベルをフィードバック信号ＦＢ１のレベルと同様に合わせることができる。【0057】
一方、フィードバックレベル信号を伝達する時、演算部１２２ｅ−１の外部抵抗とキャパシタ成分により、図８ａの符号Ａのように電流レベルが上昇する現象が発生する。しかし、本発明のディミング部１２２ｅでは、ＰＷＭ信号がロー信号の場合にもエラー信号ＥＲＯの電圧レベルをＰＷＭ信号のハイ信号の区間と同様に一定に維持し、ＰＷＭ信号がローレベルであるディミングオフ状態からディミングオン状態となる場合にも、図８ｂのように発光ダイオードチャンネルＬＥＤ１に流れる電流ＩＬＥＤの上昇時間を短縮させることができる。
【0058】
ＬＬＣ電源変換方式では、無負荷時にスイッチング制御信号Ｓが低周波数で動作して出力電圧のゲインを増加させる特性があるため、ＰＷＭ信号がローであると出力電圧ＶＯＵＴは増加するようになる。このような出力電圧の増加は、ＰＷＭ信号がハイの場合、図９ａの符号Ｂのように発光ダイオードチャンネルＬＥＤ１に流れる電流（ＬＥＤ Ｃｕｒｒｅｎt）が瞬間的に上昇するという問題点を招く。一方、本発明ではＰＷＭ信号がローの場合、スイッチング制御信号の出力をオフさせて出力電圧ＶＯＵＴを維持し、図９ｂのように発光ダイオードチャンネルＬＥＤ１に流れる電流（ＬＥＤ ｃuｒｒｅｎt）レベルを安定的に維持することができる。
【0059】
さらに、上述した制御部１２２が二次側に形成されるため、一般的に一次側に電源制御回路が形成されて二次側で発生された電源の状態を一次側に伝達するためのフォトカプラーの使用を排除することができる。
【0060】
図１０は本発明の発光ダイオード駆動装置の主要構成の信号波形グラフである。
【0061】
図１０を参照すると、符号（１）、（２）及び（３）のように正常動作で任意の異常動作信号が印加された場合、保護動作が容易になされることが分かる。即ち、符号（１）のように、スイッチ部１２１のスイッチＭ１ソースの電圧が一定電圧以下に落ちてＯＬＰ（Ｏｖｅｒ ＬＥＤ Ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ）電圧レベルがローとなるとＳＤＴのキャパシタが充電され、充電された電圧レベルが０．７Ｖ程度の一定レベル以上となると保護機能が動作することが分かる。符号（２）では、発光ダイオードチャンネルがショートされる場合のようにＳＬＰ（Ｓｈｏｒｔ ＬＥＤ Ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ）スイッチＭ１のドレーン電圧が４Ｖ程度の一定電圧以上であると、直ちにラッチシャットダウン（ｌａｔｃｈ−ｓｈｕｔｄｏｗｎ）され、スイッチＭ１のドレーン電圧が３Ｖ電圧以上であるとＳＤＴ（Ｓｈｕｔ−Ｄｏｗｎ Ｔｉｍｅ）用キャパシタが充電され、一定電圧以上となると保護機能が動作することが分かる。符号（３）では、一次側に過電流が発生した場合、ＯＣＰ（Ｏｖｅｒ Ｃｕｒｒｅｎｔ Ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ）電圧が２Ｖ程度の一定電圧レベル以上となるとスイッチング制御信号Ｓの出力が中止され、保護機能が動作することが分かる。
【0063】
図１１ａを参照すると、第１電流平衡ユニットは第１ダイオードＤ１と第２ダイオードＤ２とを備え、第１電流平衡キャパシタＣｂ１は第１二次巻線ＮＳ１の一端と第２ダイオードＤ２のアノードとの間に電気的に直列連結される。また、第１ダイオードＤ１のアノードは第１二次巻線ＮＳ１の他端と電気的に連結され、第１ダイオードＤ１のカソードは第１安定化キャパシタＣｏ１の一端と第１発光ダイオードチャンネルＬＥＤ１の一端に電気的に連結され、第２ダイオードＤ２のアノードは第１電流平衡キャパシタＣｂ１とともに第１安定化キャパシタＣｏ１の他端と第１発光ダイオードチャンネルＬＥＤ１の他端に電気的に連結され、第２ダイオードＤ２のカソードは第２安定化キャパシタＣｏ２の一端と第２発光ダイオードチャンネルＬＥＤ２の一端に電気的に連結され、第２安定化キャパシタＣｏ２の他端と第２発光ダイオードチャンネルＬＥＤ２の他端は第１二次巻線ＮＳ１の他端と電気的に連結されることができる。上記では第１電流平衡ユニットについてのみ説明したが、第２電流平衡キャパシタＣｂ２と、第３及び第４ダイオードＤ３、Ｄ４と第３及び第４安定化キャパシタＣｏ３、Ｃｏ４を有する第２電流平衡ユニットも、上述した第１電流平衡ユニットと同一の構成を有することができ、このような電流平衡ユニットは複数個備えられることができる。
【0064】
図１１ｂを参照すると、第１電流平衡ユニットの第１二次巻線ＮＳ１は分割巻線されてセンタータップを備え、第１電流平衡キャパシタＣｂ１は第１二次巻線ＮＳ１のセンタータップと接地との間に直列連結されて、第１ダイオードＤ１及び第２ダイオードＤ２を備える。第１ダイオードＤ１のアノードは第１二次巻線ＮＳ１の一端と電気的に連結され、第１ダイオードＤ１のカソードは第１安定化キャパシタＣｏ１の一端と第１発光ダイオードチャンネルＬＥＤ１の一端に電気的に連結され、第２ダイオードＤ２のアノードは第１二次巻線ＮＳ１の他端と電気的に連結され、第２ダイオードＤ２のカソードは第２安定化キャパシタＣｏ２の一端と第２発光ダイオードチャンネルＬＥＤ２の一端に電気的に連結され、第１及び第２安定化キャパシタＣｏ１、Ｃｏ２の他端と上記第１及び第２発光ダイオードチャンネルＬＥＤ１、ＬＥＤ２の他端は接地されることができる。同様に、上記では第１電流平衡ユニットについてのみ説明したが、第２電流平衡キャパシタＣｂ２と、第３及び第４ダイオードＤ３、Ｄ４と第３及び第４安定化キャパシタＣｏ３、Ｃｏ４とを有する第２電流平衡ユニットも、上述した第１電流平衡ユニットと同一の構成を有することができ、このような電流平衡ユニットは複数個備えられることができる。
【0066】
スイッチング部１１３のスイッチングに応じて一次巻線ＮＰに流れる電流は順方向（図１２ａ）及び逆方向（図１２ｂ）に交番して進行する。この際、第１及び第２二次巻線ＮＳ１、ＮＳ２と一次巻線ＮＰの電磁気結合を均等にするために第１及び第２二次巻線ＮＳ１、ＮＳ２の巻線数を互いに同一にすると、順方向の場合、第１及び第２二次巻線ＮＳ１、ＮＳ２のポジティブ（ｐｏｓｉｔｉｖｅ）電源の電流Ｉｓｅｃ１_Ｐ、Ｉｓｅｃ２_Ｐは次の式１のように近似的に同一であることができる。
【0067】
［式１］Ｉｓｅｃ１_Ｐ≒Ｉｓｅｃ２_Ｐ （＊Ｐ Ｐｏｓｉｔｉｖｅ）
【0068】
同様に、逆方向の場合、第１及び第２二次巻線ＮＳ１、ＮＳ２のネガティブ（ｎｅｇａｔｉｖｅ）電源の電流ＩＳsｅｃ１_Ｎ、Ｉｓｅｃ２_Ｎは次の式２のように近似的に同一であることができる。
【0069】
［式２］Ｉｓｅｃ１_Ｎ≒Ｉｓｅｃ２_Ｎ （＊Ｎ Ｎｅｇａｔｉｖｅ）
【0070】
この際、各整流器は一つの電流平衡キャパシタＣｂ１、Ｃｂ２を備えることができ、図１２ａ及び図１２ｂに図示されたように、順方向と逆方向の電流導通経路が形成され、電流平衡キャパシタＣｂ１、Ｃｂ２の電荷平衡原理（Ｃｈａｒｇｅ Ｂａｌａｎｃｅ Ｌａｗ）によって第１及び第３発光ダイオードチャンネルＬＥＤ１、ＬＥＤ３と、第２及び第４発光ダイオードチャンネルＬＥＤ２、ＬＥＤ４に供給される電源は、次の式３及び式４のように近似的に同一であることができる。
【0071】
［式３］Ｉｓｅｃ１，２_Ｐ≒Ｉｓｅｃ１，２_Ｎ
【0072】
［式４］Ｉｓｅｃ１_Ｐ≒Ｉｓｅｃ２_Ｐ≒Ｉｓｅｃ１_Ｎ≒Ｉｓｅｃ２_Ｎ
【0073】
即ち、第１から第４発光ダイオードチャンネルＬＥＤ１〜ＬＥＤ４に供給される駆動電源の電流は一定に維持されることができる。
【0074】
上述した構成の多様な実施形態として、一つのトランスフォーマが巻線数が同一であるＮ個の二次巻線を備える場合、各二次巻線に対応して備えられるＮ個の電流平衡キャパシタの電荷平衡原理によって少なくとも２Ｎ個の発光ダイオードチャンネルに供給される駆動電源の電流平衡が維持され、各発光ダイオードチャンネルに一定の電流が流れることができる（ここで、Ｎは正の偶数）。
【0075】
上述したように、本発明によると、一般的に一次側に形成されるスイッチング制御回路と二次側に形成される発光ダイオード制御回路とを二次側に統合して形成することにより、フォトカプラーを用いることなく、製造コストを低減することができる。
【0076】
以上で説明した本発明は、上述の実施例及び添付の図面により限定されず、添付の請求範囲により限定され、本発明の構成は、本発明の技術的思想を外れない範囲内でその構成を多様に変更及び改造することができるということは、本発明が属する技術分野において通常の知識を有する者であれば容易に分かるであろう。
【符号の説明】
【0077】
１００、２００、３００、４００ 発光ダイオード駆動装置１１０、２１０、３１０、４１０ 電源供給部
１１１、２１１、３１１、４１１ 整流平滑部
１１２、２１２、３１２、４１２ 力率補正部
１１３、２１３、３１３、４１３ スイッチング部
１２０、２２０、３２０、４２０ 駆動部
１２１、２２１、３２１、４２１ スイッチ部
１２２、２２２、３２２、４２２ 制御部
１３０、２３０、３３０、４３０ 伝達部
１４０ 整流部
２４０、３４０、４４０ 電流平衡部