CN103187877A - Dc/dc转换器及具有该转换器的驱动装置 - Google Patents

Dc/dc转换器及具有该转换器的驱动装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种DC/DC转换器及具有该转换器的驱动装置。该DC/DC转换器包括：DC/DC转换部，其通过切换输入电力而将输入电力转换成预定的DC电力，从而将转换后的DC电力提供给发光器件；以及控制部，其根据施加至发光器件的驱动信号来控制DC/DC转换部的切换，从而控制DC电力的电压水平。

Description

DC/DC转换器及具有该转换器的驱动装置
相关申请的交叉引用
本申请主张享有于2011年12月28日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2011-0144821号的优先权，其公开内容通过引用结合于此。
技术领域
本发明涉及一种用于驱动发光器件的DC/DC转换器以及具有该转换器的驱动装置。
背景技术
近些年，随着平板显示技术的发展，平板显示器甚至已用于汽车仪表盘以及智能手机、游戏机和数码相机中，并被期待着以诸如超薄电视(TV)、透明导航设备(transparent navigation devices)等各种设备的形式广泛用于日常生活中。
作为平板显示器，主要可使用薄膜晶体管液晶显示器(TFT-LCD)。
然而，由于TFT-LCD需要单独的光源，所以TFT-LCD在其诸如伴随的超薄、保证观看角度等方面具有局限性。
因此，作为将来要在市场销售的平板显示器，有源矩阵有机发光二极管(OLED)显示器由于具有更宽的观看角度、更高的色度值和更快的响应时间以及不需要单独的光源，故可能取代TFT-LCD而被广泛使用。
即，在OLED中，在有源矩阵OLED的情况下，用等于一秒的1/1,000,000的微秒(μs)单位来测量对动态图像的响应速度。这比具有以等于一秒的1/1,000的毫秒(ms)单位来测量的响应速度的TFT-LCD快1,000倍，从而可以克服在TFT-LCD中存在的残影问题。
此外，由于有源矩阵OLED是自发光型平板显示器，所以它不像TFT-LCD那样，不需要从其后表面发光的背光单元，从而其厚度和重量与TFT-LCD相比可减小1/3。并且，与TFT-LCD相反，有源矩阵OLED具有在高温和低温下恒定的色彩再现性，并且是自发光型平板显示器，因此其对比度不会随亮度或观看角度而变化。
近些年，OLED由于诸如相对较低的功耗、相对较长的寿命、环境友好等各种优势，已被越来越多地使用。
用于驱动OLED的驱动装置通常使用AC/DC转换电路和多级DC/DC转换电路，并且多级DC/DC转换电路在转换用于驱动OLED所需电压的过程中，可能导致诸如电力转换损失、由于增加转换器而使电路的制造成本和体积增大等问题。
同时，DC/DC转换电路中采用的诸如有源/无源器件、集成电路(IC)等产品的可靠性可能下降。
发明内容
本发明的一个方面提供了一种DC/DC转换器以及具有该转换器的驱动装置，它可包括AC/AC转换端子和单个DC/DC转换端子以驱动发光器件，而不采用附加DC/DC转换端子。
根据本发明的一个方面，提供了一种用于有机发光二极管(OLED)的DC/DC转换器，该DC/DC转换器包括：DC/DC转换部，其通过切换输入电力而将输入电转换成预定的DC电力，从而将转换后的DC电力提供给发光器件；以及控制部，其根据施加至发光器件的驱动信号来控制DC/DC转换部的切换，从而控制DC电力的电压水平。
DC/DC转换部可包括：切换部，其根据控制部的切换控制来切换输入电力；变压器，其具有初级线圈和次级线圈，该初级线圈从切换部接收切换后的电力，该次级线圈相对于初级线圈具有预定的匝数比并且输出根据匝数比而变换的电力；以及整流部，其具有对来自变压器的次级线圈的变换后的电力进行整流的同步整流元件。
控制部可与切换部的切换控制同步，从而控制整流部的同步整流元件的开/关切换。
控制部可包括：比较部，其将预定基准信号与DC/DC转换部的DC电力以及驱动信号的信号水平相比较，以及切换控制部，其根据比较部的比较结果来控制切换部的切换和同步整流元件的切换。
控制部可根据驱动信号的开启时间占空比(on-time duty)来控制切换部的导通占空比(switching-on duty)。
切换部可具有移相全桥(PSFB)开关结构或半桥开关结构。
根据本发明的另一方面，提供了一种驱动装置，包括：功率因数校正部，其切换整流后的电力以校正功率因数；DC/DC转换部，其切换来自功率因数校正部的功率因数被校正的电力，并将切换后的电力转换成预定的DC电力，从而将转换后的DC电提供给有机发光二极管(OLED)；以及控制部，其根据施加至OLED的驱动信号来控制DC/DC转换部的切换，从而控制DC电力的电压水平。
DC/DC转换部可包括：切换部，其根据控制部的切换控制来切换功率因数被校正的电力，变压器，其具有初级线圈和次级线圈，该初级线圈从切换部接收切换后的电力，该次级线圈相对于初级线圈具有预定的匝数比，从而输出根据匝数比而变换的电力；以及整流部，其具有对来自变压器的次级线圈的变换后的电力进行整流的同步整流元件。
附图说明
从以下结合附图的详细描述中，本发明的上述和其他方面、特征以及其他优势将会被更清晰地理解，附图中：
图1是示出根据本发明实施方式的驱动装置的结构的示意图；
图2是详细示出根据本发明实施方式的驱动装置的电路图；
图3是示出根据本发明实施方式的驱动装置的主要部分的操作的图；
图4是示出驱动电力的电压水平按照根据本发明实施方式的驱动装置的驱动信号而变化的状态的图；以及
图5示出了在根据本发明实施方式的驱动装置中采用的切换部的另一实例。
具体实施方式
下文中，将参照附图对实施方式进行详细描述，使得本发明所属领域的技术人员能够容易地实施。
然而，将省略对与已知功能或结构相关的详细描述，以便不给本发明的主题造成不必要的模糊。
另外，在通篇附图中，将使用类似的附图标记来描述具有相同或相似功能的元件。
在通篇说明书中，需要理解的是，当称某一元件被“连接至”另一元件时，它可被直接连接至其他元件，或者也可被间接连接至其他元件而其间还有元件。
此外，除非明确描述了相反情况，否则词语“包括(comprise)”以及诸如“包括(comprises)”或“包括(comprising)”等的变体将作暗含包括所述元件但不排除有其他元件之意理解。
现将参照附图对本发明的实施方式进行详细描述。
图1是示出根据本发明实施方式的驱动装置的结构的示意图。
参照图1，根据本发明实施方式的驱动装置100可包括功率因数校正部110和DC/DC转换器120。
功率因数校正部110可接收AC电力并对其整流，并且通过切换整流后的电力来调整电流与电压之间的相位差，从而校正功率因数。
校正后的电力可被传送至DC/DC转换器120。
DC/DC转换器120可将校正后的DC电转换为预定驱动电力，并将转换后的驱动电力传送至包括发光器件(具体地，包括OLED的有机发光二极管(OLED)模块)的发光器件模块。
可利用驱动电力给OLED模块供电，并且可根据驱动信号来驱动OLED模块。
如上所述，根据本发明实施方式的驱动装置100不采用用于向包括发光器件(具体地，包括OLED的OLED模块)的发光器件模块提供所需驱动电力的分立DC/DC转换端子，从而可提高电力转换效率，并可降低电路尺寸和制造成本。
图2是详细示出根据本发明实施方式的驱动装置的电路图。
参照图2，功率因数校正部110与图1的相同，因此，将省略对其的详细描述。
DC/DC转换器120可包括DC/DC转换部121、122和123以及控制部124。
DC/DC转换部可包括切换部121、变压器122以及整流部123。
切换部121可具有移相全桥(PSFB)开关结构，该结构具有四个开关Q1、Q2、Q3和Q4，并且四个开关Q1、Q2、Q3和Q4可根据控制部124的切换控制而导通和关断。
变压器122可包括初级线圈Np及次级线圈NS1和NS2，并且初级线圈Np及次级线圈NS1和NS2之间可形成预定的匝数比。
初级线圈Np可从切换部121接收切换后的电力，并且次级线圈NS1和NS2可具有中心抽头，并且允许切换后的电力具有根据相对于初级线圈Np的预定匝数比来变换的电压水平并将其输出。
整流部123可包括连接至次级线圈NS1和NS2的一端和另一端的两个同步整流元件DSA和DSB，并且可与控制部124对切换部121进行的导通和关断的控制同步，从而对来自次级线圈NS1和NS2的输出电力整流。
此外，整流部123可包括连接至次级线圈NS1和NS2的中心抽头的电感器(Lo)以及电容器(Co)，以稳定整流后的电力(Vo)，从而向OLED模块提供驱动电力ELVDD。
控制部124可包括比较部124a和切换控制部124b。
比较部124a可将向OLED模块提供的驱动电力ELVDD以及控制OLED模块亮度的驱动信号与预定基准电流水平Iref相比较，并将比较结果传送至切换控制部124b。
切换控制部124b可提供使切换部121和整流部123的同步整流元件DSA和DSB根据来自比较部124a的比较结果而导通和关断的脉宽调制(PWM)信号。
图3是示出根据本发明实施方式的OLED驱动装置的主要部分的操作的图。
参照图2和图3，在操作模式1中，切换部121的第一开关Q1和第四开关Q4同时导通，并且整流部123的第一同步整流元件DSA导通。正向DC电压被施加至变压器122的次级线圈NS1和NS2上，电力被从初级线圈Np传送至次级线圈NS1和NS2，并且电感器Lo的电流IL线性增大。在图3的曲线中，Im表示磁性电感器中流通的电流，Vab表示施加至变压器122的电压，Ip表示初级侧电流，并且I5和I6表示第一和第二同步整流元件DSA和DSB中流通的电流。
在操作模式2中，第一开关Q1和第二开关Q2同时导通，并且变压器122的初级侧处于续流状态，从而变压器122的次级侧电压为0。因此，电感器线圈中流通的电流IL通过第一同步整流元件DSA而线性减小，如图3所示。
操作模式3和4除输入电压的符号之外，与上述操作模式1和2相同，因此，将省略对其的详细描述。
图4是示出驱动电力的电压水平按照根据本发明实施方式的OLED驱动装置的驱动信号而变化的状态的图。
参照图2和图4，控制部124可利用PWM方式来调制切换部121的四个开关Q1、Q2、Q3和Q4的切换占空比，以控制向OLED模块提供的驱动电力ELVDD的电压水平。
在该情况下，可从外部提供具有预定开/关时间的操作信号ELVSS，以驱动OLED模块。这里，操作信号ELVSS可以是低电平有效信号，并且在操作信号ELVSS的关时间内，电流流向OLED模块从而发光。
OLED模块的亮度可由OLED模块内的驱动信号来控制，并且可将该驱动信号输入至比较部124a的同相端，从而参与切换部121的四个开关Q1、Q2、Q3和Q4的切换占空比的控制。因此，当OLED的亮度被调节为较低时，施加至该OLED的电压水平可被降低，从而减小不必要的功耗。
图5示出了在根据本发明实施方式的OLED驱动装置中采用的切换部的另一实例。
参照图5，根据本发明实施方式的OLED驱动装置100的切换部121可被配置成具有两个开关QM和QN的半桥结构。
该半桥开关结构已被广泛知晓，因此，将省略对其的详细描述。
如上所述，根据本发明的实施方式，OLED驱动装置不采用附加的DC/DC转换端子，而是包括AC/AC转换端子和单个DC/DC转换端子，从而可提高电力转换效率，并降低电路尺寸和制作成本。
此外，当OLED的亮度被调节为较低时，施加至OLED的电压水平可被降低，从而减小不必要的功耗。
尽管已结合实施方式示出并描述了本发明，但显而易见的是，本领域技术人员可对其进行修改和变更，而不脱离由所附权利要求限定的本发明的思想和范围。

Claims (12)

1.一种DC/DC转换器，包括：
DC/DC转换部，通过切换输入电力而将所述输入电力转换成预定的DC电力，从而将转换后的DC电力提供给发光器件；以及
控制部，根据施加至所述发光器件的驱动信号来控制所述DC/DC转换部的切换，从而控制所述DC电力的电压水平。
2.根据权利要求1所述的DC/DC转换器，其中，所述DC/DC转换部包括：
切换部，根据所述控制部的切换控制来切换所述输入电力；
变压器，具有初级线圈和次级线圈，所述初级线圈从所述切换部接收切换后的电力，所述次级线圈相对于所述初级线圈具有预定的匝数比并且输出根据所述匝数比而变换的电力；以及
整流部，具有对来自所述变压器的所述次级线圈的变换后的电力进行整流的同步整流元件。
3.根据权利要求2所述的DC/DC转换器，其中，所述控制部与所述切换部的切换控制同步，从而控制所述整流部的所述同步整流元件的开/关切换。
4.根据权利要求3所述的DC/DC转换器，其中，所述控制部包括：
比较部，将预定基准信号与所述DC/DC转换部的所述DC电力以及所述驱动信号的信号水平相比较，以及
切换控制部，根据所述比较部的比较结果来控制所述切换部的切换和所述同步整流元件的切换。
5.根据权利要求4所述的DC/DC转换器，其中，所述控制部根据所述驱动信号的开启时间占空比来控制所述切换部的导通占空比。
6.根据权利要求2所述的DC/DC转换器，其中，所述切换部具有移相全桥(PSFB)开关结构或半桥开关结构。
7.一种驱动装置，包括：
功率因数校正部，切换整流后的电力以校正功率因数；
DC/DC转换部，切换来自所述功率因数校正部的所述功率因数被校正的电力，并将切换后的电力转换成预定的DC电力，从而将转换后的DC电力提供给有机发光二极管(OLED)；以及
控制部，根据施加至所述OLED的驱动信号来控制所述DC/DC转换部的切换，从而控制所述DC电力的电压水平。
8.根据权利要求7所述的驱动装置，其中，所述DC/DC转换部包括：
切换部，根据所述控制部的切换控制来切换所述功率因数被校正的电力，
变压器，具有初级线圈和次级线圈，所述初级线圈从所述切换部接收切换后的电力，所述次级线圈相对于所述初级线圈具有预定的匝数比，从而输出根据所述匝数比而变换的电力，以及
整流部，具有对来自所述变压器的所述次级线圈的变换后的电力进行整流的同步整流元件。
9.根据权利要求8所述的驱动装置，其中，所述控制部与所述切换部的切换控制同步，从而控制所述整流部的所述同步整流元件的开/关切换。
10.根据权利要求9所述的驱动装置，其中，所述控制部包括：
比较部，将预定基准信号与所述DC/DC转换部的所述DC电力以及所述驱动信号的信号水平相比较，以及
切换控制部，根据所述比较部的比较结果来控制所述切换部的切换和所述同步整流元件的切换。
11.根据权利要求10所述的驱动装置，其中，所述控制部根据所述驱动信号的开启时间占空比来控制所述切换部的导通占空比。
12.根据权利要求8所述的驱动装置，其中，所述切换部具有移相全桥(PSFB)开关结构或半桥开关结构。
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