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A 16 channel LED driver IC has been developed for Full color LED display system. the 16 channel driver IC consists of constant current regulator function and channel control function. The basic building circuit of the constant current regulator are differential pair, current mirror, negative feedback loop. It use for drawing current independent of temperature and supply voltage. LED brightness is correctly controlled by Dot correction and PWM(Pulse Width Modulation). A real-time monitoring of IC temperature (120°C/160°C) and LED status (open/short) is provided by LED driver IC and the user can receive warning and get information on problems. A 16 channel LED driver IC for full color LED display is produced using 0.35um BCD process and the size is 2.5mm x 2.5mm.

LED driver IC is used in a full-color LED display system. In this paper, we prpose a 96-channel LED driver IC with the same size as 32-channel LED driver IC. Constant current flow in the channel is configurable via an external resistor. Proposed IC supply constant current of two channels as one of the current source so that it is reduced DC control switch and current source as half when compared to existing channel control method. LED brightness is adjusted by 12-Bits PWM(Pulse Width Modulation) and 8-Bits DC(Dot Correction). A real-time monitoring of IC temperature (120°C/160°C) and LED status (open/short) is provided by LED driver IC and the user can receive warning and get information on problems. A 96-channel LED driver IC is produced using samsung 0.13 um process and the size is 4 mm x 4 mm. A 96-channel LED driver IC with the same size as existing 32-channel LED driver IC can implement. In this paper, channel current characteristic and channel current control function, temperature and LED fault detect function were measured in order to verify embodied proposed IC

LED 광원은 전기에너지를 빛에너지로 전환하는 효율이 높아 백열전구를 비롯한 형광램프들은 LED 광 원으로 대체되었다. 특히 박물관 및 미술관 등은 스포트라이트 조명 MR16 램프인 할로겐램프를 주로 사용하고 있다. 본 논문에서는 할로겐램프를 대체할 수 있는 PWM LED 구동 IC를 제작하고 전기적 특성으로는 동작전압, 최대 1.5A의 출력 전류, 디밍 주파수를 검토하는 것을 제안하였다. PWM LED 구동 IC의 입력전압은 7V~40V로 동작 전압을 제시하였다. 그러나 제시한 입력전압의 동작범위보다 넓은 1.5V~46V 동작을 갖는 것으로 검토하였 다. LED 구동 IC의 출력 전류는 RSENSE 값에 따라 전류 변화량을 검토하였으며 RSENSE=0.15Ω을 적용하고 입력전압이 40V에서 최대 1.5A까지 출력됨을 검토하였다. 또한, 디밍 주파수 검토에서는 최대 10KHz 까지 동작 하는 것을 확인할 수 있었다. 따라서 기존에 사용되어지는 350mA급을 갖는 LED 구동 IC를 1.5A급 하이파워 LED 구동 IC로 대체하면 적은 부품수로 할로겐 램프를 LED 조명으로 대체 가능하다.

LED light sources have high efficiency in converting electrical energy into light energy, so bulbs and fluorescent lamps have been replaced with LED light sources. In particular, museums and art galleries mainly use halogen lamps MR16 lamps, which are spotlights. In this paper, it is proposed to manufacture a PWM LED driving IC that can replace halogen lamp and operating range of input voltage, output current of up to 1.5A and dimming frequency as electrical characteristics. The input voltage of the PWM LED driving IC was proposed 7V~40V. However, It was examine as having 1.5V~46V operation that is wider than the suggested input voltage operating range. As for the output current of the LED driving IC, the amount of current change according to the RSENSE value was measure and RSENSE=0.15Ω was applied and the input voltage output from 40V up to 1.5A was measure. In addition, it was measure that the dimming frequency was operated up to 10KHz. Therefore, if the 350mA rate LED driving IC used in the past is replaced with a 1.5A class high power LED driving IC, halogen lamps can be replaced with LED lights with a small number of parts.

LED를 구동하기 위하여 여러 가지 주변회로를 하나의 IC로 통합한 Driver IC는 최근 LED의 효율의 증가와 더불어 다양한 사용처의 발생으로 인하여 그 종류가 다양해졌다. 본 연구에서는 이러한 다양한 Driver IC들의 특성을 평가하기 위한 방법 및 다양한 Application의 적용을 통한 Driver IC의 성능을 평가하였다. Driver IC의 기능성과 내구성을 판단하기 위한 시험들을 진행하였다. 여러 종류의 LED를 사용하여 Driver IC의 성능을 평가하였다. Driver IC에 원하는 동작을 구현하고자 하는 제어회로 부분도 설계하여 다양한 특성들을 분석할 수 있도록 하였다. 3종류의 응용제품을 구현하여 적용의 사례로 검토하였고 각각의 응용제품의 경우 필요한 기능들에 대한 분석도 실시하였다. 전체적으로 반도체 IC 시험규격에 의한 신뢰성 시험도 일부 실시를 하여 신뢰성에 대한 부분도 평가를 진행하였다. 이를 통하여 Driver IC의 필요요소에 대한 부분들을 결정하였다.

A high voltage current sensing circuit for LED driver IC is designed and verfied by Cadence SPECTRE simulations. The current mirror pair, power and sensing MOSFETs with size ratio of K, is used in our on-chip current sensing circuit. Very low drain voltages of the current mirror pair should be matched to give accurate current sensing, so a folded-cascode opamp with a PMOS input pair is used in our design. A high voltage high side LDMOST switch is used between the current sensing circuit and power MOSFET to protect the current sensing circuit from the high output voltage. Simulation results using 0.35um BCD process show that current sensing is accurate with properly frequency compensated opamp.

In this study, we proposed WLED(White-Light Emitting Diode) driver IC for mobile applications. This IC drove WLED for mobile applications with low input voltage and high efficiency by using boost converter. The device was designed by using boost converter applied current-mode control algorithm and provided PWM(Pulse Width Modulation) & analog dimming. Designed IC consisted of bias block, drive block, control block, protection block. We confirmed this device worked well through a application PCB (Printed Circuit Board) test.

This paper presents a white-LED driver IC for a mobile application. It uses a high efficiency current mode boost converter method for a low voltage application. For a LED drive, it provides a PWM(Pulse Width Modulation) and analog dimming function. The device was designed and fabricated using 0.35um BCD process. The evaluated waveforms for an implemented IC show promising results.

This paper presents a multi-channel light-emitting diode (LED) driver IC with a current-mode current regulator. The proposed current regulator replaces resistors for current sensing with a sequentially controlled single current sensor and a single regulation loop for sensing and regulating all LED channel currents. This minimizes the current mismatch among the LED channels and increases voltage headroom or, equivalently, power efficiency. The proposed LED driver IC was fabricated in a $0.35-{\mu}m$ BCD 60-V high voltage process, and the chip area is $1.06mm^2$. The measured maximum power efficiency is 93.4 % from a 12-V input, and the inter-channel current error is smaller than as low as ${\pm}1.3%$ in overall operating region.

본 논문에서는 가변안내표지판(VMS)용 멀티-채널 LED Driver IC를 설계 연구 하였다. 설계한 LED Driver IC의 채널 수는 96 채널을 기본으로 하여 여분의 64채널을 추가로 구성하였다. VDD는 동작 환경에 따라 사용할 수 있게 12V, 6V, 3.3V로 구성하였다. 각 채널당 전류는 20mA로 일정한 전류가 흐를 수 있도록 하였다. 온도 변화에 따른 전류 변화로 인한 LED 휘도특성 변화를 줄이기 위해 트랜지스터를 여러단으로 쌓아 회로를 구성하였으며 내부 회로에 PTAT과 Bandgap Reference를 이용하여 트랜지스터에 안정적인 전원이 공급될 수 있게 구성하였다. 본 논문에 사용된 공정은 동부 0.13um 공정으로 최대 3.3V까지 사용할 수 있지만 12V및 6V에도 사용할 수 있게 트랜스지터를 쌓는 회로를 구성하였다.

최근 LED 디스플레이 시스템의 대형화에 따라서 시스템의 효과적인 전력 제어 방법에 대한 연구가 진행 중이다. 그 중에서 본 논문에서는 BLU(Backlight unit)시스템의 채널 별 LED 특성차에 기인한 전력 손실을 최소화하기 위한 전력 제어 방법을 제안하였다. 제안된 전력 제어 기능을 갖는 LED 드라이버 IC는 전 채널의 정전류 동작이 가능한 최소 headroom 전압을 검출 후 DC-DC 컨버터 출력을 선형적으로 제어하여, 불필요한 추가 전압에 따른 전력 소모를 최소화 할 수 있도록 하였다. 또한 채널 별 전압 감지 비교기와 기준 전압 생성 회로가 필요하지 않아서 집적 회로 구현시 칩사이즈 감소 및 안정화 측면에서 큰 장점을 갖는다. 제안된 전력 제어 기능 동작을 검증하기 위해서, DC-DC 내장형 전력제어 LED driver IC를 Cadence 및 Synopsys사의 Design Tool을 사용하여 설계하였으며, Magnachip 0.35um 5V/40V CMOS 공정을 사용하여 제작하였다. 제작된 IC실험을 통해서 제안된 전력 제어 방법이 BLU시스템의 최소 필요 전압을 정상적으로 제어함을 확인하였다.

Recently, as LED display systems have become larger, research on effective power control methods for the systems has been in progress. This paper proposes a power control method to minimize power loss due to the difference in LED characteristics for each channel of a backlight unit (BLU) system. The proposed LED driver IC has a power optimization function and detects the minimum headroom voltage for constant current operation of all channels and linearly controls the DC-DC converter output. Thus, it minimizes power consumption due to unnecessary additional voltage. In addition, it does not require a voltage sensing comparator or a voltage generation circuit for each channel. This has a great advantage in reducing the chip size and for stabilization when implementing an integrated circuit. In order to verify the proposed function, an IC was designed using Cadence and Synopsys' design tools, and it was fabricated with a Magnachip 0.35um 5V/40V CMOS process. The experiments confirmed that the proposed power control method controls the minimum required voltage of the BLU system.

최근 LED 디스플레이 시스템이 활발히 보급됨에 따라서 시스템 구동을 위한 LED 드라이버의 효과적인 제어방법에 대한 연구가 진행 중이다. 그 중에 가장 대표적인 것이 LED Driver 채널의 균일한 밝기 제어이다. 본 논문 에서는 채널 휘도 편차 최소화를 위한 전류보상 및 시스템 보호 기능을 갖는 BLU용 LED driver IC를 제안하였다. 제안하는 LED Driver IC는 채널 간 ±3% 이내의 current accuracy와 150mA 채널 전류를 목표로 설계하였다. 설계 사양을 만족시키기 위해 채널 구동 PWM 신호를 이용한 chopping 동작을 수행하도록 하여 채널 앰프 옵셋을 상쇄할 수 있도록 하였다. 또한 pre-charge기능을 구현하여 빠른 동작 속도와 채널간 휘도 편차를 최소화할 수 있도록 하였다. LED에러(오픈, 쇼트), 스위치 TR 쇼트 감지 및 동작 온도 보호 회로를 설계하여 IC 및 BLU시스템을 보호할 수 있도록 하였다. 제안된 IC는 Cadence 및 Synopsys사의 Design Tool을 사용하여 설계 하였으며, Magnachip 0.35um CMOS 공정을 사용하여 제작되었다. 제작된 LED driver IC는 채널 간 ±1.5% 이내의 current accuracy와 150mA 채널 출력특성을 만족하였으며, 평가 보드를 통해 에러 검출 회로들이 정상 동작함을 확인하였다.

In recent years, as LED display systems are actively spread, study on effective control methods for an LED driver for driving the systems has been in progress. The most representative among them is the uniform brightness control method for the LED driver channel. In this paper, we propose an LED driver IC for BLU with current compensation and system protection functions to minimize channel luminance deviation. It is designed for current accuracy within ±3% between channels and a channel current of 150 mA. In order to satisfy the design specifications, the channel amplifier offset was canceled out by a chopping operation using a channel-driving PWM signal. Also, a pre-charge function was implemented to minimize the fast operation speed and luminance deviation between channels. LED error (open, short), switch TR short detection, and operating temperature protection circuits were designed to protect the IC and BLU systems. The proposed IC was fabricated using a Magnachip 0.35-um CMOS process and verified using Cadence and Synopsys' Design Tool. The fabricated LED driver IC has current accuracy within ±1.5% between channels and 150-mA channel output characteristics. The error detection circuits were verified by a test board.

This paper study a method of modeling and simulation of LED driver circuit for a design optimization. Simplified LED modeling is introduced and a driver IC, HV9910, is modeled by implementing the major function blocks. Circuit of buck type converter is constructed for simulation. Simulation includes not only the internal function of IC but also the various performance results such as LED array current control and dimming. Experiment results are also shown to prove the verification of its usage. This results show that the simulation approach is valid for a circuit optimization and a reduction of development time.

본 논문에서는 3개의 선형 전류 레귤레이터 그리고 자동 기준 전압 조절과 출력 전압 조절 루프를 포함하는 LED 배면광 드라이버 IC를 제안한다. 제안한 LED 드라이버에서 출력전압은 이중 피드백 루프를 통해 제어된다. 첫 번째 루프는 출력전압을 감지하고 조절하며, 두 번째 루프는 선형 전류 레귤레이터의 전압 강하를 감지하고 기준전압을 조정한다. 이러한 피드백 루프와, 선형 전류 레귤레이터의 전압강하는 드라이버 효율이 최대가 될 수 있는 최소값으로 유지된다. 드라이버의 출력은 각 채널당 4개의 LED를 가지는 3개의 채널 LED 구조이다. 휘도는 펄스 폭 변조(PWM) dimming 신호에 의해 조절된다. 제안한 드라이버는 0.35um의 60-V 고전압 공정에서 설계되었고, 측정 결과 최대 85% 정도의 효율을 가진다.

This paper presents an LED backlight driver IC consisting of three linear current regulators and an output-voltage regulation loop with a self-adjustable reference voltage. In the proposed LED driver, the output voltage is controlled by dual feedback loops. The first loop senses and controls the output voltage, and the second loop senses the voltage drop of the linear current regulator and adjusts the reference voltage. With these feedback loops, the voltage drop of the linear current regulator is maintained at a minimum value, at which the driver efficiency is maximized. The output of the driver is a three-channel LED setup with four LEDs in each channel. The luminance is adjusted by the PWM dimming signal. The proposed driver is designed by a $0.35-{\mu}m$ 60-V high-voltage process, resulting in an experimental maximum efficiency of approximately 85%.