KR101667218B1

KR101667218B1 - 이상 전압 보호장치, 발광 모듈 및 디스플레이 장치

Info

Publication number: KR101667218B1
Application number: KR1020090051026A
Authority: KR
Inventors: 판카즈 아가와; 최성진; 김태훈
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2009-06-09
Filing date: 2009-06-09
Publication date: 2016-10-18
Anticipated expiration: 2029-06-09
Also published as: EP2262072B1; US8279569B2; US20100309597A1; EP2262072A3; EP2262072A2; KR20100132283A

Abstract

이상 전압 보호장치, 발광 모듈 및 디스플레이 장치가 제공된다. 본 이상 전압 보호장치는 복수개의 부하에서 인가되는 전압 중 최고 전압과 최저 전압을 추출하고, 최고 전압과 최저 전압을 각각 분배하는 2개의 전압 분배부를 포함하며, 전압 분배부로부터 인가되는 최고 전압 및 최저 전압이 기설정된 범위 내에 포함되는지 검출한다. 이에 따라, 이상전압 보호장치는 보호의 대상이 되는 부하의 개수가 많아지더라도 크기나 단가에 크게 영향이 없게 된다.

이상 전압, 보호, 전압 분배

Description

이상 전압 보호장치, 발광 모듈 및 디스플레이 장치{Apparatus for protecting from over/under voltage, light emitting module, and display apparatus}

본 발명은 이상 전압 보호장치, 발광 모듈 및 디스플레이 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 부하에 정상적인 범위를 벗어난 이상전압이 걸리면 부하를 셧다운하는 이상 전압 보호장치, 발광 모듈 및 디스플레이 장치에 관한 것이다.

전자 기기에 사용되는 부하(load)들은 각각에 적합한 전압의 범위가 존재한다. 따라서, 정격 전압의 범위를 벗어난 과전압(over voltage) 또는 부족전압(under voltage)이 전자 기기에 인가되면, 전자기기는 정상적인 작동을 할 수 없을 뿐만 아니라 전자기기의 고장의 원인이 될 수도 있다. 이와 같이, 전자기기에 이상전압(즉, 과전압 또는 부족전압)이 인가되지 않게 하기 위해, 전자기기 제조자들은 이상전압 보호장치를 전자기기에 장착시킨다.

이상전압 보호장치는 부하에 과전압 또는 부족전압이 인가되는지를 검출하여 전자기기를 이상전압으로부터 보호하는 장치이다. 종래의 이상전압 보호장치는 복수 개의 부하 각각에 전압 분배기가 2개씩 배치된 구조를 가지고 있었다. 즉, 종래 의 이상전압 보호장치는 부하가 N개이면 전압 분배기가 2N개 필요한 구조를 가지고 있다.

따라서, 종래의 이상전압 보호장치는 보호하고자 하는 부하의 개수가 많아질수록 크기가 커지고 단가가 비싸지는 문제가 있다. 이에 따라, 보호의 대상이 되는 부하의 개수가 많아지더라도 크기나 단가에 크게 영향이 없는 이상전압 보호장치를 제공하기 위한 방안의 모색이 요청된다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은, 복수개의 부하에서 인가되는 전압 중 최고 전압과 최저 전압을 추출하고, 최고 전압과 최저 전압을 각각 분배하는 2개의 전압 분배부를 포함하며, 전압 분배부로부터 인가되는 최고 전압 및 최저 전압이 기설정된 범위 내에 포함되는지 검출하는 이상전압 보호장치를 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른, 이상전압 보호장치는, 복수개의 부하 각각에 연결되며, 상기 복수개의 부하에서 인가되는 전압 중 최고 전압과 최저 전압을 추출하는 추출부; 상기 추출부에서 출력되는 상기 최고 전압을 분배하는 제1 전압 분배부; 상기 추출부에서 출력되는 상기 최저 전압을 분배하는 제2 전압 분배부; 및 상기 제1 전압 분배부 및 상기 제2 전압 분배부로부터 인가되는 최고 전압 및 최저 전압이 기설정된 범위 내에 포함되는지 검출하는 검출 부;를 포함한다.

그리고, 상기 검출부는, 상기 최저 전압이 최저 기준전압보다 낮은 경우, 또는 최고 전압이 상기 최고 기준전압보다 높은 경우, 특정 신호를 출력할 수도 있다.

또한, 상기 검출부는, 상기 제1 전압 분배부에서 분배되어 인가되는 상기 최저 전압과 상기 최저 기준전압이 인가되고, 출력단에는 제1 다이오드가 연결되어 있으며, 상기 최저 전압이 상기 최저 기준전압보다 낮은 경우 상기 특정 신호를 출력하는 제1 연산증폭기(operational amplifier); 및 상기 제2 전압 분배부에서 분배되어 인가되는 상기 최고 전압과 최고 기준전압이 인가되고, 출력단에는 제2 다이오드가 연결되어 있으며, 상기 최고 전압이 상기 최고 기준전압보다 높은 경우 상기 특정 신호를 출력하는 제2 연산증폭기(operational amplifier);를 포함할 수도 있다.

그리고, 상기 특정 신호는, 상기 복수개의 부하를 셧다운(shut down)하기 위한 신호일 수도 있다.

또한, 상기 검출부는, 상기 최고 전압과 상기 최저 전압의 차이가 기준 차전압보다 큰 경우, 특정 신호를 출력할 수도 있다.

그리고, 상기 검출부는, 상기 제1 전압 분배부에서 분배되어 인가되는 상기 최저 전압과 제2 전압 분배부에서 분배되어 인가되는 상기 최고 전압이 인가되고, 상기 최저전압과 상기 최고 전압의 차 전압을 출력하는 제3 연산증폭기(operational amplifier); 및 상기 차 전압과 상기 기준 차전압이 인가되고, 출 력단에는 제3 다이오드가 연결되어 있으며, 상기 차 전압이 상기 기준 차전압보다 높은 경우 상기 특정 신호를 출력하는 제4 연산증폭기(operational amplifier);를 포함할 수도 있다.

또한, 상기 제1 전압 분배부는, 복수의 저항을 이용하여 상기 최저 전압을 분배하고, 상기 제2 전압 분배부는, 복수의 저항을 이용하여 상기 최고 전압을 분배할 수도 있다.

그리고, 상기 제1 전압 분배부는, 직렬로 연결된 제1 저항 및 제2 저항을 포함하고, 상기 제1 저항의 일 측은 상기 추출부에서 출력되는 상기 최저 전압이 인가되고, 상기 제2 저항의 일 측은 접지되며, 상기 제1 저항 및 상기 제2 저항의 사이가 상기 검출부와 연결될 수도 있다.

또한, 상기 제2 전압 분배부는, 직렬로 연결된 제3 저항 및 제4 저항을 포함하고, 상기 제3 저항의 일 측은 상기 추출부에서 출력되는 상기 최고 전압이 인가되고, 상기 제4 저항의 일 측은 접지되며, 상기 제3 저항 및 상기 제4 저항의 사이가 상기 검출부와 연결될 수도 있다.

그리고, 상기 복수개의 부하는, N개(N은 2 이상의 자연수)의 부하를 포함하고, 상기 추출부는, 2개의 다이오드가 서로 직렬로 연결된 N개의 다이오드 쌍 및 바이어스 임피던스(Bias Impedence)를 포함하고, 상기 N개의 다이오드 쌍 각각은 서로 병렬로 연결되고, 상기 바이어스 임피던스는 상기 N개의 다이오드 쌍과 병렬로 연결되며, 상기 N개의 부하 각각은 상기 N개의 다이오드 쌍 각각에 포함된 두 다이오드 사이에 연결될 수도 있다.

또한, 상기 바이어스 임피던스는, 바이어스 저항일 수도 있다.

그리고, 상기 복수개의 부하는, 복수개의 LED(Light Emitting Diode)일 수도 있다.

또한, 상기 추출되는 최고 전압은, 상기 N개의 다이오드 쌍이 병렬로 연결되는 노드 중 상기 N개의 다이오드 쌍의 플러스 단자에 대응되는 노드의 전압일 수도 있다.

그리고, 상기 추출되는 최저 전압은, 상기 N개의 다이오드 쌍이 병렬로 연결되는 노드 중 상기 N개의 다이오드 쌍의 마이너스 단자에 대응되는 노드의 전압일 수도 있다.

한편, 본 발명의 일 실시에에 따른, 발광 모듈은 상기 기재된 이상 전압 보호장치를 포함한다.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른, 디스플레이 장치는, 상기 기재된 이상 전압 보호장치를 포함한다.

본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 복수개의 부하에서 인가되는 전압 중 최고 전압과 최저 전압을 추출하고, 최고 전압과 최저 전압을 각각 분배하는 2개의 전압 분배부를 포함하며, 전압 분배부로부터 인가되는 최고 전압 및 최저 전압이 기설정된 범위 내에 포함되는지 검출하는 이상전압 보호장치를 제공할 수 있게 되어, 이상전압 보호장치는 보호의 대상이 되는 부하의 개수가 많아지더라도 크기나 단가에 크게 영향이 없게 된다. 따라서, 소형, 저가의 이상전압 보호장치를 이용하 여 많은 수의 부하를 이상전압으로부터 보호할 수 있게 된다.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른, 이상 전압 보호장치(100)의 기능적인 구성을 도시한 블럭도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 이상전압 보호장치(100)는 추출부(120), 제1 전압 분배부(130), 제2 전압 분배부(135) 및 검출부(140)를 포함한다. 그리고, 이상전압 보호장치(100)는 N개의 부하(110)와 연결된다. 여기에서, N은 2 이상의 자연수이다.

N개의 부하(110)는 제1부하(110-1) 내지 제N부하(110-N)를 포함한다. 그리고, N개의 부하(110)는 각각 이상전압 보호장치(100)에 연결된다. 즉, N개의 부하(110)는 이상전압 보호장치(100)의 보호 대상이 되는 부하들이다. N개의 부하(110)는 다양한 종류의 부하가 될 수 있다. 예를 들어, 이상전압 보호장치(100)가 LED(Light Emitting Diode) 백라이트 장치를 보호하는 경우, N개의 부하(110)는 N개의 LED가 될 수도 있다.

추출부(120)는 N개의 부하(110)에 각각에 연결되며, N개의 부하(110)에서 인가되는 전압 중 최고 전압과 최저 전압을 추출한다. 그리고, 추출부(120)는 최저전압을 제1 전압 분배부(130)로 인가하고, 최고전압을 제2 전압 분배부(135)로 인가한다.

제1 전압 분배부(130)는 추출부(120)에서 출력되는 최저 전압을 검출부(140)에 적합한 크기로 분배한다. 그리고, 제2 전압 분배부(135)는 추출부(120)에서 출 력되는 최고 전압을 적합한 크기로 분배한다.

일반적으로, 부하의 정격전압과 검출부(140)의 정격전압은 서로 상이하다. 검출부(140)는 연산증폭기(operational amplifier)를 포함하기 때문에, 검출부(140)의 정격전압은 5 ~ 15 V 정도가 된다. 반면, 부하의 정격전압은 부하의 종류에 따라 달라지고, 100 V 이상의 높은 전압에서 될 수도 있다. 따라서, 제1 전압 분배부(130) 및 제2 전압 분배부(135)는 N개의 부하(110)의 최저전압 및 최고전압을 검출부(140)의 정격전압의 범위에 포함되는 크기가 되도록 특정 비율로 분배하게 된다.

예를 들어, 제1 전압 분배부(130) 및 제2 전압 분배부(135)는 1/10로 전압을 분배할 수도 있다. 이 경우, 추출부(120)가 최저 전압을 50 V, 최고 전압을 100 V로 추출하였다면, 제1 전압 분배부(130)는 5V를 검출부(140)로 출력하고, 제2 전압 분배부(135)는 10V를 검출부(140)로 출력하게 된다.

검출부(140)는 제1 전압 분배부(130) 및 제2 전압 분배부(135)로부터 인가되는 최저 전압 및 최고 전압이 기설정된 범위 내에 포함되는지 검출한다. 그리고, 최저 전압 및 최고 전압이 기설정된 범위를 벗어난 경우, 검출부(140)는 특정 신호를 출력한다.

여기에서, 기설정된 범위는 N개의 부하(110)의 정격전압의 범위를 의미한다. 만약, N개의 부하(110)에 포함된 부하들의 정격전압이 서로 상이한 경우에는, 정격전압의 하한값들 중 가장 높은 값과 정격전압의 상한값들 중 가장 낮은 값 사이의 범위가 기설정된 범위가 된다. 이는 모든 부하의 정격전압 범위를 만족시키기 위함 이다. 부하가 3개인 경우를 예로 들면, 부하 A의 정격 전압의 범위가 100V ~ 200V 이고, 부하 B의 정격 전압의 범위가 90V ~ 190V, 부하 C의 정격 전압의 범위가 80V ~ 230V인 경우, 기설정된 범위는 100V ~ 190V가 된다.

또한, 기설정된 범위는 최저 기준전압, 최고 기준전압, 및 기준 차전압을 정의하게 된다. 최저 기준전압은 기설정된 범위의 최저값이 되고, 최고 기준전압은 기설정된 범위의 최고값이 되며, 기준 차전압은 기설정된 범위의 최고값과 최저값의 차이가 된다. 예를 들어, 기설정된 범위가 100V ~ 190V인 경우, 최저 기준전압은 100V, 최고 기준전압은 190V, 기준 차전압은 90V가 된다.

또한, 특정 신호는 N개의 부하(110)를 셧다운(shut down)하기 위한 신호를 의미한다. 기설정된 범위를 벗어나는 전압은 이상전압에 해당되므로, 검출부(140)는 N개의 부하(110)를 보호하기 위해 셧다운 신호를 출력하게 된다.

구체적으로, 검출부(140)는 최저 전압이 최저 기준전압보다 낮은 경우, 또는 최고 전압이 최고 기준전압보다 높은 경우, 특정 신호를 출력한다. 즉, 검출부(140)는 기설정된 범위의 하한값과 상한값을 이용하여, 이상전압이 인가되었는지 여부를 검출하게 된다. 이를 구현하기 위한 검출부(140)의 회로 구조는 도 2에 도시되어 있다.

또한, 검출부(140)는 최고 전압과 상기 최저 전압의 차이가 기준 차전압보다 큰 경우, 특정 신호를 출력하도록 구현될 수도 있다. 이 경우, 검출부(140)는 기설정된 범위의 상한값과 하한값의 차이를 이용하여, 이상전압이 인가되었는지 여부를 검출하게 된다. 이를 구현하기 위한 검출부(140)의 회로 구조는 도 3에 별도로 도 시되어 있다.

이와 같이, 이상전압 보호장치(100)는 2개의 전압 분배기만을 포함하고 있으며, 부하의 개수가 증가하더라도 전압 분배기의 개수에는 변함이 없게 된다. 따라서, 이상전압 보호장치(100)는 많은 수의 부하를 보호하더라도 그 크기가 소형이고 단가가 낮아지게 된다.

이하에서는, 도 2 및 도 3을 참고하여, 이상전압 보호장치의 상세한 회로도에 관하여 설명한다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른, 이상 전압 보호장치의 회로도이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 추출부(120)는 N개의 다이오드 쌍(220-1 ~ 220-N)과 바이어스 저항(225)을 포함한다.

N개의 다이오드 쌍(220-1 ~ 220-N)은 서로 병렬로 연결된다. 각 다이오드 쌍은 같은 방향을 향하도록 직렬로 연결된 2개의 다이오드를 포함한다. 그리고, 각 부하는 다이오드 쌍 각각에 포함된 두 다이오드의 사이에 연결된다.

바이어스 저항(225)은 N개의 다이오드 쌍(220-1 ~ 220-N)과 병렬로 연결된다. 바이어스 저항(225)은 다이오드 쌍의 양단에 최저 전압과 최고 전압이 각각 인가되도록 전압강하를 일으키는 역할을 한다.

한편, 추출부(120)는 바이어스 저항(225) 이외에도 전압 강하를 일으키는 다양한 종류의 바이어스 임피던스(Bias Impedence)가 사용될 수 있다. 예를 들어, 바이어스 임피던스로 바이어스 캐패시터(Bias Capacitor)가 사용될 수도 있다.

이와 같은 회로 구성을 가지는 추출부(120)는 N개의 부하(110)의 전압 중 가 장 높은 전압이 오른쪽단(B 지점)에 걸리게 되고, 가장 낮은 전압이 왼쪽단(A 지점)에 걸리게 된다. 따라서, 추출부(120)는 N개의 부하(110)의 전압 중 최저 전압을 A지점을 통해 출력하고, 최고 전압을 B지점을 통해 출력하게 된다.

다시 말해, 추출부(120)에서 추출되는 최고 전압은 N개의 다이오드 쌍(220-1 ~ 220-N)이 병렬로 연결되는 노드 중 N개의 다이오드 쌍(220-1 ~ 220-N)의 플러스 단자에 대응되는 노드의 전압이 된다. 그리고, 추출부(120)에서 추출되는 최저 전압은, N개의 다이오드 쌍(220-1 ~ 220-N)이 병렬로 연결되는 노드 중 N개의 다이오드 쌍(220-1 ~ 220-N)의 마이너스 단자에 대응되는 노드의 전압이 된다.

제1 전압 분배부(130)는 제1 저항(231) 및 제2 저항(232)을 이용하여 전압을 분배한다. 제1 저항(231)과 제2 저항(232)은 서로 직렬로 연결된다. 그리고, 제1 저항(231)의 일 측은 추출부(120)의 A지점에 연결되어, 추출부(120)에서 출력되는 최저 전압이 인가된다. 그리고, 제2 저항(232)의 일 측은 접지된다.

그리고, 제1 저항(231)과 제2 저항(232)의 사이 부분이 검출부(140)와 연결된다. 제1 저항(231)과 제2 저항(232)의 사이 부분에 걸리는 전압은 제1 저항(231)의 저항값과 제2 저항(232)의 저항값의 비율에 의해 결정된다. 따라서, 검출부(140)에 적합한 전압이 어떤 범위인지에 따라, 제1 저항(231)의 저항값과 제2 저항(232)의 저항값이 선택되어야 한다.

이와 같은 구성을 통해 제1 전압 분배부(130)는 N개의 부하(110)의 최저 전압을 분배하게 된다.

제2 전압 분배부(135)는 제3 저항(233) 및 제4 저항(234)을 이용하여 전압을 분배한다. 제3 저항(233)과 제4 저항(234)은 서로 직렬로 연결된다. 그리고, 제3 저항(233)의 일 측은 추출부(120)의 B지점에 연결되어, 추출부(120)에서 출력되는 최고 전압이 인가된다. 그리고, 제4 저항(234)의 일 측은 접지된다.

그리고, 제3 저항(233)과 제4 저항(234)의 사이 부분이 검출부(140)와 연결된다. 제3 저항(233)과 제4 저항(234)의 사이 부분에 걸리는 전압은 제3 저항(233)의 저항값과 제4 저항(234)의 저항값의 비율에 의해 결정된다. 따라서, 검출부(140)에 적합한 전압이 어떤 범위인지에 따라, 제3 저항(233)의 저항값과 제4 저항(234)의 저항값이 선택되어야 한다.

이와 같은 구성을 통해 제2 전압 분배부(135)는 N개의 부하(110)의 최고 전압을 분배하게 된다.

도 2에 도시된 바와 같이, 검출부(140)는 제1 연산증폭기(240), 제1 다이오드(241), 제2 연산증폭기(245), 및 제2 다이오드(246)를 포함한다.

제1 연산증폭기(240)는 제1 전압 분배부(130)에서 분배되어 인가되는 최저 전압이 (-) 단자에 인가되고, 최저 기준전압(Vr.min)이 (+) 단자에 인가된다. 그리고, 제1 연산증폭기(240)의 출력단자에는 제1 다이오드(241)가 연결되어 있다.

이와 같은 구조에서, 제1 연산증폭기(240)의 (-)단자에 인가되는 전압이 최저 기준전압(Vr.min)보다 높으면, 출력전압이 로우레벨(low level)이 되어 제1 다이오드(241)를 통과하지 못하게 된다.

반면, 제1 연산증폭기(240)의 (-)단자에 인가되는 전압이 최저 기준전압(Vr.min)보다 낮으면, 출력전압이 하이레벨(high level)이 되어 제1 다이오 드(241)를 통과하게 된다. 이 경우는 N개의 부하(110)에 부족전압(즉, 이상전압)이 걸리는 경우이다. 따라서, 제1 연산증폭기(240)의 출력단자의 제1 다이오드(241)를 통과하는 신호가 특정신호(즉, 셧다운 신호)가 된다.

제2 연산증폭기(245)는 제2 전압 분배부(135)에서 분배되어 인가되는 최고 전압이 (+) 단자에 인가되고, 최고 기준전압(Vr.max)이 (-) 단자에 인가된다. 그리고, 제2 연산증폭기(245)의 출력단자에는 제2 다이오드(246)가 연결되어 있다.

이와 같은 구조에서, 제2 연산증폭기(245)의 (+)단자에 인가되는 전압이 최고 기준전압(Vr.max)보다 낮으면, 출력전압이 로우레벨(low level)이 되어 제2 다이오드(246)를 통과하지 못하게 된다.

반면, 제2 연산증폭기(245)의 (+)단자에 인가되는 전압이 최고 기준전압(Vr.max)보다 높으면, 출력전압이 하이레벨(high level)이 되어 제2 다이오드(246)를 통과하게 된다. 이 경우는 N개의 부하(110)에 과전압(즉, 이상전압)이 걸리는 경우이다. 따라서, 제2 연산증폭기(245)의 출력단자의 제2 다이오드(246)를 통과하는 신호가 특정신호(즉, 셧다운 신호)가 된다.

이와 같은 회로구성을 가진 검출부(140)는 부하의 최저 전압과 최고 전압이 기준 최저전압과 기준 최고전압의 사이 범위에 포함되지 않는 경우, 셧다운 신호를 출력하게 된다. 따라서, 검출부(140)는 부하에 이상전압이 인가되는지 여부를 검출할 수 있게 된다.

N개의 부하(110)에 실제 전압 값을 예로 적용하여 설명하면 다음과 같다. 제1 부하(110-1)는 100V, 제2 부하(110-2)는 140V, 제3 부하 내지 제N-1부하는 150V, 제N 부하(100-N)는 200V가 인가된 경우를 예로 설명한다. 이 경우, A 지점은 최저 전압인 100V가 걸리고, B 지점은 최고 전압인 200V가 걸린다.

제1 전압분배부(130) 및 제2 전압분배부(135)는 전압을 1/10으로 분배한다고 가정하면, C 지점은 10V 인가되고 D 지점은 20V가 인가된다.

따라서, 최저 기준전압(Vr.min)이 10V 이상인 경우, 제1 연산증폭기(240)는 출력단자의 전압이 제1 다이오드(241)를 통과하게 되어 셧다운 신호를 출력하게 된다. 또한, 최고 기준전압(Vr.max)가 20V 이하인 경우, 제2 연산증폭기(245)는 출력단자의 전압이 제2 다이오드(246)를 통과하게 되어 셧다운 신호를 출력하게 된다.

이와 같은 회로 구성을 통해, 이상전압 보호장치는 부하에 이상전압이 발생된 경우 부하를 셧다운할 수 있게 된다.

한편, 도 2에서 검출부(140)는 최저 기준전압과 최고 기준전압을 이용하는 것으로 설명하였으나, 검출부(140)는 기준 차전압을 이용할 수도 있음은 물론이다. 이를 위한 검출부(140)의 회로 구성에 대해 도 3을 참고하여 상세히 설명한다.

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른, 최고 전압과 최저 전압의 차 전압을 이용하는 경우의 검출부(140)의 회로를 도시한 도면이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 검출부(140)는 제3 연산증폭기(310), 제4 연산증폭기(320) 및 제3 다이오드(325)를 포함한다.

제3 연산증폭기(310)의 (-) 단자는 제1 전압 분배부(130)와 연결되고, 제1 전압 분배부(130)에서 분배되어 인가되는 최저 전압이 인가된다. 제3 연산증폭기(310)의 (+) 단자는 제2 전압 분배부(135)와 연결되고, 제2 전압 분배부(135)에 서 분배되어 인가되는 최고 전압이 인가된다. 그리고, 제3 연산증폭기(310)의 출력단자는 최고전압과 최저전압의 차전압을 출력한다. 여기서, 설명의 편의를 위해 제3 연산증폭기(310)를 단순 연산 증폭기 구조로써 도시하였으나, 제3 연산 증폭기(310)는 피드백 저항들을 포함하는 연산 증폭기 구조일 수도 있다.

제4 연산증폭기(320)의 (+) 단자는 제3 연산증폭기(310)의 출력단자와 연결되어 최고전압과 최저전압의 차전압이 인가된다. 그리고, 제4 연산증폭기(320)의 (-) 단자는 기준 차전압(Vr.diff)이 인가된다. 또한, 제4 연산증폭기(320)의 출력단자에는 제3 다이오드(325)가 연결된다.

따라서, 차전압이 기준 차전압보다 작은 경우, 제4 연산증폭기(320)의 출력단자는 마이너스 전압을 출력하기 때문에 전압이 제3 다이오드(325)를 통과하지 못한다.

반면, 차전압이 기준 차전압보다 큰 경우, 제4 연산증폭기(320)의 출력단자는 플러스 전압을 출력하기 때문에 전압이 제3 다이오드(325)를 통과하게 된다. 이 경우가 부하에 이상전압이 인가된 경우가 된다. 따라서, 이 경우 제3 다이오드(325)를 통과한 전압신호는 부하를 셧다운 하기 위한 신호인 셧다운 신호가 된다.

이와 같이, 이상전압 보호장치(100)는 최고전압과 최저전압의 차전압을 이용하여 이상전압을 검출할 수도 있다.

본 실시예에 따른 이상전압 보호장치(100)는 다양한 전자 기기에 적용될 수 있다. 예를 들어, 이상전압 보호장치(100)는 발광 모듈에 적용될 수 있다. 이 경 우, N개의 부하(110)는 발광소자(예를 들면, LED 소자)가 된다. 그리고, 이상전압 보호장치(100)에서 셧다운 신호가 출력된 경우, 발광 모듈은 발광 소자들을 셧다운 시킴으로써 발광소자를 이상전압으로부터 보호할 수 있게 된다.

또한, 이상전압 보호장치(100)는 디스플레이 장치에 적용될 수도 있다. 이 경우, 이상전압 보호장치(100)에서 셧다운 신호가 출력된 경우, 디스플레이 장치는 디스플레이 상태를 셧다운시킴으로써 이상전압으로부터 보호할 수 있게 된다.

또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른, 이상 전압 보호장치의 기능적인 구성을 도시한 블럭도,

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른, 이상 전압 보호장치의 회로도,

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른, 최고 전압과 최저 전압의 차 전압을 이용하는 경우의 검출부의 회로를 도시한 도면이다.

* 도면의 주요한 부분에 대한 부호의 설명 *

100 : 이상전압 보호장치 110 : 부하

120 : 추출부 130 : 제1 전압 분배부

135 : 제2 전압 분배부 140 : 검출부

220-1 ~ 220-N : 다이오드 쌍 225 : 바이어스 저항

231 : 제1 저항 232 : 제2 저항

233 : 제3 저항 234 : 제4 저항

240 : 제1 연산증폭기 241 : 제1 다이오드

245 : 제2 연산증폭기 246 : 제2 다이오드

310 : 제3 연산증폭기 320 : 제4 연산증폭기

325 : 제3 다이오드

Claims

복수개의 부하 각각에 연결되며, 상기 복수개의 부하에서 인가되는 전압 중 최고 전압과 최저 전압을 추출하는 추출부;

상기 추출부에서 출력되는 상기 최고 전압을 분배하는 제1 전압 분배부;

상기 추출부에서 출력되는 상기 최저 전압을 분배하는 제2 전압 분배부; 및

상기 제1 전압 분배부 및 상기 제2 전압 분배부로부터 인가되는 상기 최저 전압이 최저 기준전압보다 낮은 경우, 또는 상기 최고 전압이 최고 기준전압보다 높은 경우, 특정 신호를 출력하는 검출부;를 포함하며,

상기 검출부는,

상기 제1 전압 분배부에서 분배되어 인가되는 상기 최저 전압과 상기 최저 기준전압이 인가되고, 출력단에는 제1 다이오드가 연결되어 있으며, 상기 최저 전압이 상기 최저 기준전압보다 낮은 경우 상기 특정 신호를 출력하는 제1 연산증폭기(operational amplifier); 및

상기 제2 전압 분배부에서 분배되어 인가되는 상기 최고 전압과 상기 최고 기준전압이 인가되고, 출력단에는 제2 다이오드가 연결되어 있으며, 상기 최고 전압이 상기 최고 기준전압보다 높은 경우 상기 특정 신호를 출력하는 제2 연산증폭기(operational amplifier);를 포함하는 것을 특징으로 하는 이상 전압 보호장치.
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제1항에 있어서,

상기 특정 신호는,

상기 복수개의 부하를 셧다운(shut down)하기 위한 신호인 것을 특징으로 하는 이상 전압 보호장치.
제1항에 있어서,

상기 검출부는,

상기 최고 전압과 상기 최저 전압의 차이가 기준 차전압보다 큰 경우, 특정 신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 이상 전압 보호장치.
제5항에 있어서,

상기 검출부는,

상기 제1 전압 분배부에서 분배되어 인가되는 상기 최저 전압과 제2 전압 분 배부에서 분배되어 인가되는 상기 최고 전압이 인가되고, 상기 최저전압과 상기 최고 전압의 차 전압을 출력하는 제3 연산증폭기(operational amplifier); 및

상기 차 전압과 상기 기준 차전압이 인가되고, 출력단에는 제3 다이오드가 연결되어 있으며, 상기 차 전압이 상기 기준 차전압보다 높은 경우 상기 특정 신호를 출력하는 제4 연산증폭기(operational amplifier);를 포함하는 것을 특징으로 하는 이상 전압 보호장치.
제1항에 있어서,

상기 제1 전압 분배부는,

복수의 저항을 이용하여 상기 최저 전압을 분배하고,

상기 제2 전압 분배부는,

복수의 저항을 이용하여 상기 최고 전압을 분배하는 것을 특징으로 하는 이상 전압 보호장치.
제1항에 있어서,

상기 제1 전압 분배부는,

직렬로 연결된 제1 저항 및 제2 저항을 포함하고,

상기 제1 저항의 일 측은 상기 추출부에서 출력되는 상기 최저 전압이 인가되고,

상기 제2 저항의 일 측은 접지되며,

상기 제1 저항 및 상기 제2 저항의 사이가 상기 검출부와 연결되는 것을 특징으로 하는 이상 전압 보호장치.
제1항에 있어서,

상기 제2 전압 분배부는,

직렬로 연결된 제3 저항 및 제4 저항을 포함하고,

상기 제3 저항의 일 측은 상기 추출부에서 출력되는 상기 최고 전압이 인가되고,

상기 제4 저항의 일 측은 접지되며,

상기 제3 저항 및 상기 제4 저항의 사이가 상기 검출부와 연결되는 것을 특징으로 하는 이상 전압 보호장치.
제1항에 있어서,

상기 복수개의 부하는,

N개(N은 2 이상의 자연수)의 부하를 포함하고,

상기 추출부는,

2개의 다이오드가 서로 직렬로 연결된 N개의 다이오드 쌍 및 바이어스 임피던스(Bias Impedence)를 포함하고,

상기 N개의 다이오드 쌍 각각은 서로 병렬로 연결되고, 상기 바이어스 임피던스는 상기 N개의 다이오드 쌍과 병렬로 연결되며,

상기 N개의 부하 각각은 상기 N개의 다이오드 쌍 각각에 포함된 두 다이오드 사이에 연결되는 것을 특징으로 하는 이상 전압 보호장치.
제10항에 있어서,

상기 바이어스 임피던스는,

바이어스 저항인 것을 특징으로 하는 이상 전압 보호장치.
제1항에 있어서,

상기 복수개의 부하는,

복수개의 LED(Light Emitting Diode)인 것을 특징으로 하는 이상 전압 보호장치.
제10항에 있어서,

상기 추출되는 최고 전압은,

상기 N개의 다이오드 쌍이 병렬로 연결되는 노드 중 상기 N개의 다이오드 쌍의 플러스 단자에 대응되는 노드의 전압인 것을 특징으로 하는 이상전압 보호장치.
제10항에 있어서,

상기 추출되는 최저 전압은,

상기 N개의 다이오드 쌍이 병렬로 연결되는 노드 중 상기 N개의 다이오드 쌍 의 마이너스 단자에 대응되는 노드의 전압인 것을 특징으로 하는 이상전압 보호장치.
제1항 및, 제4항 내지 제14항 중 어느 한 항에 기재된 이상 전압 보호장치를 포함하는 발광 모듈.
제1항 및, 제4항 내지 제14항 중 어느 한 항에 기재된 이상 전압 보호장치를 포함하는 디스플레이 장치.