JP2009213350A - 電源供給装置及びこれを備えた液晶表示装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】 大型液晶表示パネルで採用する外装形の直流電源装置を液晶表示パネルに内蔵することによって原価節減及び効率を改善することができる電源供給装置及びこれを有する液晶表示装置を提供する。
【解決手段】 外部から提供される交流電圧を第１直流電圧に変換して前記第１直流電圧を前記第１直流電圧より高い第２直流電圧に変換する第１電圧変換部と、前記第１電圧変換部から提供される第２直流電圧を第２交流電圧に変換して、前記第２交流電圧を前記第２交流電圧より高い第３交流電圧に変換して第１ロードに出力する第２電圧変換部と、を含み、前記第１電圧変換部及び第２電圧変換部は同じモジュール内に形成されることを特徴とする電源供給装置が提供される。
【選択図】図２

Description

本発明は、液晶表示装置（以下、ＬＣＤと称する）に関し、より詳細には、大型ＬＣＤモジュールの原価節減及び効率改善のための電源供給装置及びこれを有する液晶表示装置に関するものである。
一般に、ＬＣＤモニタは主にノートブックコンピュータであり、ノートブックコンピュータ用ＬＣＤモニタは、本体の特性上、バッテリや外装形直流電源から電源の供給を受けざるを得ない。
図１は、一般の卓上用ＬＣＤモニタを説明するためのブロック図である。
図１を参照すると、一般の卓上用ＬＣＤモニタは、ＡＣ入力部１２、ＡＣ−ＤＣ整流部１４及びＤＣ−ＤＣコンバータ１６で構成された電力入力部１０と、ＤＣ−ＡＣインバータ２２、バックライト部２３、ＤＣ−ＤＣコンバータ２４及びＬＣＤパネル部２５で構成されたＬＣＤモジュール２０を含む。
しかし、図１に示すように、一般の卓上用モニタを具現化するときも、外装形直流電源、即ち、アダプタを採用するノートブック用ＬＣＤモニタの典型をそのまま使用している。このような外装形直流電源を卓上用モニタで採用することで、外部に別の電源装置を具備することになり、これによって外装がすっきりしないという問題点がある。
また、別に具備された電源装置を通じて電源電圧の提供を受け、これを再び違うレベルの電圧に変更することによって、電源効率が低下される問題点がある。
本発明の技術的課題は、このような従来の問題点を解決するためのもので、本発明の目的は、アダプタ一体形の電源供給装置を提供することにある。
また、本発明の他の目的は、外装形の直流電源装置をＬＣＤパネルに内蔵させて一体化することによって、原価節減及び効率を改善することができる液晶表示装置を提供することにある。
また、本発明のさらに他の目的は、前記したアダプタ一体形の電源供給装置を採用した液晶表示装置を提供することにある。
本発明の目的を達成するため、本発明による電源供給装置は、
外部から提供される交流電圧を第１直流電圧に変換して前記第１直流電圧を前記第１直流電圧より高い第２直流電圧に変換する第１電圧変換部と、
前記第１電圧変換部から提供される第２直流電圧を第２交流電圧に変換して、前記第２交流電圧を前記第２交流電圧より高い第３交流電圧に変換して第１ロードに出力する第２電圧変換部と、を含み、
前記第１電圧変換部及び第２電圧変換部は同じモジュール内に形成される。
前記第１ロードに流れる電流を検出し、検出された電流検出信号を前記第１電圧変換部に提供して定電圧の直流電圧の出力を制御する電流検出部を更に含んでもよい。
前記第１電圧変換部から提供される第２直流電圧を第３直流電圧に変換して第２ロードに出力する第３電圧変換部を更に含んでもよい。
前記第１電圧変換部は、
前記外部から入力される交流電圧を整流して前記第１直流電圧に変換し、前記第１直流電圧を出力する整流部と、
前記第１直流電圧を第２直流電圧に昇圧し、前記第２直流電圧を前記第２電圧変換部に出力する直流−直流変換器と、を含んでもよい。
前記第１電圧変換部は、力率補正機能を有してもよい。
前記第１電圧変換部は、前記第１ロードに流れる電流に応答する電流検出信号のフィードバックを受けて前記第２直流電圧を出力してもよい。
本発明の前記した目的を達成するための液晶表示装置は、
画像をディスプレイする液晶表示パネルと、
前記液晶表示パネルに画像信号を提供するＬＣＤパネル部と前記液晶表示パネルに光を提供するバックライト部を含む液晶表示モジュール部と、を含み、
前記液晶表示モジュール部は、
外部から提供される交流電圧を第１直流電圧に変換して前記第１直流電圧を前記第１直流電圧より高い第２直流電圧に変換する第１電圧変換部、及び前記第１電圧変換部から提供される第２直流電圧を第２交流電圧に変換して、前記第２交流電圧を前記第２交流電圧より高い第３交流電圧に変換して前記バックライト部に出力する第２電圧変換部を含んでいる。
前記バックライト部に流れる電流を検出し、検出された電流検出信号を前記第１電圧変換部に提供して定電圧の直流電圧の出力を制御する電流検出部を更に含んでもよい。
前記第１電圧変換部から提供される第２直流電圧を第３直流電圧に変換して前記ＬＣＤパネル部に出力する第３電圧変換部を更に含んでもよい。
前記第１電圧変換部は、
前記外部から入力される交流電圧を整流して前記第１直流電圧に変換して、前記第１直流電圧を出力する整流部と、
前記第１直流電圧を第２直流電圧に昇圧して、第２直流電圧を前記第２電圧変換部に出力する直流−直流変換器と、を含んでもよい。
前記第２電圧変換部は、
１次側が前記第１電圧変換部の出力端に接続され、２次側が前記バックライト部に接続された変圧器と、
ＬＣ共振回路を構成するために前記変圧器の第１捲線の両端間に並列接続された共振キャパシタと、
ベースが前記第１電圧変換部の出力端に接続され、コレクタが前記共振キャパシタの一端に接続され、エミッタが接地され、前記変圧器を駆動する第１トランジスタと、
ベースが前記第１電圧変換部の出力端に接続され、コレクタが前記共振キャパシタの他端に接続され、エミッタが接地され、前記変圧器を駆動する第２トランジスタと、を含んでもよい。
前記第２電圧変換部は一端が前記第１トランジスタのベースに接続され、他端が前記第１電圧変換部の出力端に接続された第１抵抗を更に具備してもよい。
前記第２電圧変換部は一端が前記第２トランジスタのベースに接続され、他端が前記第１電圧変換部の出力端に接続された第２抵抗を更に具備してもよい。
前記交流電圧は商用交流電圧で、前記第２電圧変換部に印加される直流電圧は１５０又は２５０Ｖのうちいずれか１つである高圧の直流電圧で、前記第３電圧変換部に印加される直流電圧は前記第２電圧変換部に印加される直流電圧よりは小さい直流電圧であってもよい。
このような電源供給装置及びこれを有する液晶表示装置によると、簡単な回路構成で蛍光ランプに光電圧を提供することができ、大型ＬＣＤパネルで採用される外装形の直流電源装置をＬＣＤパネルに内蔵させることによって原価節減及び効率を改善することができる。
一般の卓上用ＬＣＤモニターを説明するためのブロック図である。 本発明による液晶表示装置を示す図である。 図２の一実施例を示す回路図である。 図２の一実施例を示す回路図である。 本発明による電源供給装置を示す図である。 本発明による電源供給装置を採用した液晶表示装置を示す図である。 図６の電源供給装置を示す回路の一実施例を示す図である。
以下、図面を参照して本発明の望ましい一実施形態をより詳細に説明する。
図２は本発明による液晶表示装置を説明するための図面である。
図２を参照すると、本発明の実施例による液晶表示装置は、ＡＣ入力部１００とＬＣＤモジュール部２００とを含む。
ＡＣ入力部１００は、１００〜２４０ボルトの凡用交流電圧をＬＣＤモジュール部２００に直接提供する。一般に、所定のプラグをコンセントなどにプラグ‐インすることでＬＣＤモジュール部２００に凡用交流電圧を出力することができる。
ＬＣＤモジュール部２００は、ＡＣ−ＤＣ整流部２１０、ＤＣ−ＡＣインバータ２２０、バックライト部２３０、ＤＣ−ＤＣ電圧変換部２４０及びＬＣＤパネル部２５０で構成され、ＡＣ入力部１００から凡用交流電圧の提供を受けて、外部のグラフィックコントローラ（図示せず）から提供される所定の画像をディスプレイする。
より詳細には、ＡＣ−ＤＣ整流部２１０は、電力効率調整ＰＦＣ機能を具備して、１００〜２４０ボルト範囲にある凡用交流電圧を高圧の直流電圧に変更し、変更された直流電圧をＤＣ−ＤＣ電圧変換部２４０とＤＣ−ＡＣインバータ２２０にそれぞれ提供する。
前記したＡＣ−ＤＣ整流部２１０は、ダイオード整流器やアクティブＰＷＭ整流器などにより実現可能である。
ＤＣ−ＡＣインバーター２２０は、ＡＣ−ＤＣ整流部２１０から生成された高電圧、例えば、５００〜６００ボルトの高電圧の直流電圧をバックライトに合う交流電圧２２１に変更して出力する。前記したＤＣ−ＡＣインバータ２２０は、既存の５〜１２ボルト内外の低電圧で駆動されるインバータ以外の、高電圧、例えば、５００〜６００ボルト程度に発生された高電圧を用いた任意のインバータにより実現可能である。例えば、ロイヤーインバータ、プッシュプルインバータ、ハーフブリッジインバータ、フルブリッジインバータなどにより実現可能である。
ここで、高電圧の直流電圧を交流電圧に変換するＤＣ−ＡＣインバータ２２０をＬＣＤモジュール部２００に採用するので従来のターン数が多いトランスを採用したＬＣＤモニタと比べると、ターン数が少なく、より効率的なトランスに代置することができる。また、トランスを用いていないＤＣ−ＡＣインバータを採用することもできる。このようにトランスを用いないＤＣ−ＡＣインバータの採用によって、ＬＣＤモニタの単価を低減することができる。
バックライト部２３０は、一般にＬＣＤパネルの後面に配置される所定の蛍光灯で構成され、ＤＣ−ＡＣインバータ２２０から提供される電流電圧２２１に基づいて蛍光灯の出力光レベルを調整してＬＣＤパネル後面に照射する。
ＤＣ−ＤＣ電圧変換部２４０は、ＤＣ−ＤＣコンバータ２４２、共通電極電圧発生部２４４及びガンマ電圧発生部２４６で構成され、ＡＣ−ＤＣ整流部２１０から生成された高電圧、例えば、５００〜６００ボルトの高電圧の直流電源のレベルを変換してＬＣＤパネル２５０を構成するデータドライバ部やスキャンドライバ、ＬＣＤパネルなどを駆動するための直流電圧に変換して出力する。
より詳細には、ＤＣ−ＤＣコンバータ２４２は、ＡＣ−ＤＣ整流部２１０から提供される高電圧の直流電圧をレベル変換して共通電極電圧発生部２４４とガンマ電圧発生部２４６及びパネル部２５０に提供する。
前記したＤＣ−ＤＣコンバータ２４２はブーストコンバータ、バックコンバータ、ハーフブリッジコンバータ、フライバックコンバータ、フルブリッジコンバータ、プッシュプルコンバータ、フォワードコンバータなどにより実現可能である。
共通電極電圧発生部２４４は、ＤＣ−ＤＣコンバータ２４２からレベル変換された直流電圧に基づいて共通電極電圧ＶＣＯＭを発生してＬＣＤパネル部２５０に提供する。ここで、共通電極電圧発生部に提供されるレベル変換された直流電圧は、共通電極電圧発生部の電力源であることが望ましい。
ガンマ電圧発生部２４６は、ＤＣ−ＤＣコンバータ２４２からレベル変換された直流電圧に基づいてガンマ電圧ＶＤＤを発生してＬＣＤパネル部２５０に提供する。このとき、ガンマ発生部に提供されるレベル変換された直流電圧はガンマ基準電圧であることが望ましい。
上記では、ＤＣ−ＤＣ電圧発生部に共通電極電圧発生部とガンマ電圧発生部とを含むことをその一例として説明したが、ＬＣＤパネル２５０に具備することもできる。
前記した本発明の一実施例によると、卓上用ＬＣＤモニタを具現するとき、従来のノートブック用ＬＣＤモニタで採用する外装形の直流電源装置を卓上用ＰＣのＬＣＤモニタと直接接続することなく、外装形の直流電源装置をＬＣＤモジュールの内部に直接インストールすることによって、卓上用ＬＣＤモニタの製造原価を節減することができる。
また、従来の電圧変換段階と比べて見ると、電圧変換段階を短縮することができ、電源部の効率を増加させることができる。
図３は前記した図２の一実施を例説明するための回路図である。
図２と図３を参照すると、ＡＣ入力部１００は、１００〜２４０ボルトの商用電圧をＡＣ−ＤＣダイオード整流部２１０に提供する。
ＡＣ−ＤＣダイオード整流部２１０は、並列接続された2つのダイオード列で構成され、１００〜２４０ボルトの商用電圧の提供を受けて、これを整流した後第１ＤＣ−ＤＣコンバータ２４２‐ａに提供する。
第１ＤＣ−ＤＣコンバータ２４２−ａは、電力効率調整（ＰＦＣ：Ｐｏｗｅｒ Ｆａｃｔｏｒ Ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ）機能を具備するブーストＤＣ−ＤＣコンバータとして、より詳細には、一端がＡＣ−ＤＣダイオード整流部の一端に接続されたインダクタと、ドレイン端子とソース端子とがダイオードに並列接続され、ドレイン端子がインダクタの他端に接続され、ソース端子がＡＣ−ＤＣダイオード整流部の他端に接続された第１絶縁ゲート形ＦＥＴ（以下、ＭＯＳＦＥＴ）Ｑ１と、一端がＡＣ−ＤＣダイオード整流部の他端と接続され、他端が第１ＭＯＳＦＥＴ Ｑ１のソース端子に接続されたキャパシタＣで構成され、ＡＣ−ＤＣダイオード整流部２１０から提供される電圧を昇圧し、昇圧された電圧をＤＣ−ＡＣインバータ２２０及び第２ＤＣ−ＤＣコンバータ２４２−ｂに提供する。
ＤＣ−ＡＣインバータ２２０は、ドレイン端子とソース端子とがダイオードに並列接続された四つのＭＯＳＦＥＴ Ｑ２、Ｑ３、Ｑ４、Ｑ５と、第１トランスＴ１とで構成され、ＣＣＦＬバックライト用電圧を出力する。
より詳細には、前記したＤＣ−ＡＣインバータ２２０は、ドレイン端子を通じてキャパシタに接続されて、ドレイン端子とソース端子とがダイオードに並列接続された第２ＭＯＳＦＥＴ Ｑ２と、ドレイン端子を通じて第２ＭＯＳＦＥＴ Ｑ２のソース端子に直列接続され、ソース端子を通じて第２キャパシタの他端に接続され、ドレイン端子とソース端子とがダイオードに並列接続された第３ＭＯＳＦＥＴ Ｑ３と、第２ＭＯＳＦＥＴ Ｑ２のドレイン端子に接続され、ドレイン端子とソース端子とがダイオードに並列接続された第４ＭＯＳＦＥＴ Ｑ４と、ドレイン端子を通じて第４ＭＯＳＦＥＴ Ｑ４のソース端子に直列接続され、ソース端子を通じて記第３ＭＯＳＦＥＴ Ｑ３のソース端子に接続され、ドレイン端子とソース端子とがダイオードに並列接続された第５ＭＯＳＦＥＴ Ｑ５とからなる。そして、第２ＭＯＳＦＥＴ Ｑ２と第３ＭＯＳＦＥＴ Ｑ３との共通端と第４ＭＯＳＦＥＴ Ｑ４と第５ＭＯＳＦＥＴ Ｑ５との共通端が１次側コイルにそれぞれ接続され、２次側コイルは蛍光ランプに接続されてコイルのターン数によって１次側コイルを経て入力されるＤＣ電圧を昇圧して蛍光ランプに提供する。
第２ＤＣ−ＤＣコンバータ２４２−ｂは、多重出力機能を有するフライバックコンバータとして、第１ＤＣ−ＤＣコンバータ２４２−ａから昇圧された電圧の提供を受けて複数の電圧を出力する。
特に、第２ＤＣ−ＤＣコンバータ２４２ｂは、ドレイン端子とソース端子とがダイオードに並列接続された第６ＭＯＳＦＥＴ Ｑ６と、主電源電圧を生成する１次捲線と、磁気コアと、複数の補助電源電圧を生成する複数の２次捲線を具備する第２トランスＴ２を含んで、１次コイル通じて入力される電圧を磁気コアを通じて複数の２次コイルに伝達する。
このとき、１次捲線を通じて出力される電圧は、電力消費が大きいデータドライバ用の電圧として用いられることが望ましく、２次コイルを通じて出力される電電圧は、スキャンドライバに印加されてＴＦＴスイッチング素子のオン/オフを制御するためのゲートオン/オフ電圧（Ｖｏｎ/Ｖｏｆｆ）と、共通電極ラインに印加される共通電極電圧の基準電圧（Ｖｃｏｍ）と、ガンマ電圧発生のための基準電圧などとして用いられることが望ましい。
図４は、前記した図２の回路の他の実施例を示す回路図である。
図２及び図４を参照すると、ＡＣ入力部１００は、１００〜２４０ボルトの商用交流電圧をＡＣ−ＤＣ整流部２１０に提供する。
ＡＣ−ＤＣ整流部２１０は、交流電圧を整流して直流に変換するダイオードブリッジと、インダクタＬ、インダクタＬ他端を介してダイオードブリッジに並列接続されたパワートランジスタＱ１、第５ダイオードＤ５及びキャパシタＣで構成され、直流電圧を直流に変換するＤＣ−ＤＣコンバータを含んでいる。そして、ＡＣ入力部１００を通じて入力される商用交流電圧を整流及び直流電圧に変換した後、ＤＣ−ＡＣインバータ２２０及びＤＣ−ＤＣコンバータ２４２に提供する。
即ち、ダイオードブリッジは、第１〜第４ダイオードＤ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４で構成されており、直列接続された第１及び第２ダイオードＤ１、Ｄ２と第３及び第４ダイオードＤ３、Ｄ４により、印加される交流電圧を整流する。そして、整流された交流電圧をインダクタＬ、インダクタＬを介してダイオードブリッジに並列接続されたパワートランジスタＱ１、第５ダイオードＤ５及びキャパシタＣで構成されたＤＣ−ＤＣコンバータを通じて直流電圧に変換した後、ＤＣ−ＡＣインバータ２２０及びＤＣ−ＤＣコンバータ２４２に提供する。
特に、前記したＡＣ−ＤＣ整流部２１０は、電力効率調整（ＰＦＣ：Ｐｏｗｅｒ Ｆａｃｔｏｒ Ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ）機能を具備するブーストＤＣ−ＤＣコンバータを含んでいる。より詳細には、一端がダイオードブリッジの一端に接続されたインダクタＬと、ドレイン端子とソース端子とがダイオードに並列接続され、ドレイン端子がインダクタＬの他端に接続され、ソース端子がダイオードブリッジの他端に接続された第１絶縁ゲート形ＦＥＴ（以下ＭＯＳＦＥＴ）Ｑ１と、一端が第５ダイオードＤ５の他端と接続され、他端が第１ＭＯＳＦＥＴ Ｑ１のソース端子に接続されたキャパシタＣで構成されている。そして、第１ＭＯＳＦＥＴ Ｑ１のゲート端子を通じて入力される信号に応答して、ダイオードブリッジから提供される電圧を昇圧し、昇圧された電圧をＤＣ−ＡＣインバータ２２０及びＤＣ−ＤＣコンバータ２４２に提供する。ここで、第１ＭＯＳＦＥＴ Ｑ１のゲート端子に印加される信号は、蛍光ランプに流れる菅電流に応答して検出される制御信号であり、蛍光ランプに過電流が流れると昇圧レベルを調整する信号である。
ＤＣ−ＡＣインバータ２２０は、ドレイン端子とソース端子とがダイオードに並列接続された四つのＭＯＳＦＥＴ Ｑ２、Ｑ３、Ｑ４、Ｑ５と、第１トランスＴ１で構成され、バックライト用電圧を出力する。ここで、前記したＤＣ−ＡＣインバータ２２０は図３のものと同様であるため、その説明を略することにする。
また、ＤＣ−ＤＣコンバータ２４２は、多重出力機能を有するフライバックコンバータとして、ＡＣ−ＤＣ整流部２１０から昇圧された電圧の提供を受けて、複数の電圧を出力する。ここで、前記したＤＣ−ＤＣコンバータ２４２は、図３のものと同様であるため、その説明は略することにする。
一方、ＬＣＤ ＴＶに採用されるバックライト光源として冷陰極線蛍光ランプＣＣＦＬに対応する代替光源が開発されている。その一例として、蛍光灯方式の面光源は、１つの駆動回路でも全体液晶表示パネルを駆動することができ、液晶表示パネル全体を直下形方式のＣＣＦＬ駆動バックライトより輝度特性を均一にすることができ、これによって液晶表示パネル全体の厚さを薄くすることができるという長所を有する。
しかし、１つの蛍光ランプを曲げて全体の面をカバーするので、管の長さが増大すると、該長さに比例して動作電圧が２．５ｋＶ以上、３．０ｋＶ以上まで上昇する。このような動作電圧は、一般のＣＣＦＬの動作電圧が６００〜８００Ｖである点を勘案すると、大体２．５倍から５倍までの高い値で、これの駆動が容易ではない。
また、蛍光ランプチューブの両端に内部電極をそれぞれ採用するＣＣＦＬに対応して、蛍光ランプチューブの両端に外部電極を採用する菅外電極蛍光ランプ（ＥＥＦＬ：Ｅｘｔｅｒｎａｌ Ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔ Ｌａｍｐ）や、蛍光ランプチューブの一端に外部電極を採用し、他端に内部電極を採用した内外部電極蛍光ランプ（ＥＩＦＬ：Ｅｘｔｅｒｎａｌ Ｉｎｔｅｒｎａｌ Ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔ Ｌａｍｐ）についての開発が行われている。しかし、このような菅外電極蛍光ランプや内外部電極蛍光ランプもやはり、一般のＣＣＦＬ方式の蛍光ランプより高電圧が要求される。
このような点に着目して、高電圧が要求される蛍光ランプに適合した電源供給装置を、添付する図面を参照して説明する。
図５は、本発明による電源供給装置を説明するための図面であり、特に、高圧が必要なロードに電源を供給するための電源供給装置を説明するための図面である。
図５を参照すると、本発明による電源供給装置は、ＡＣ入力部１００、第１電圧変換部３００、第２電圧変換部４００及び電流検出部６００を含む。
ＡＣ入力部１００は、１００〜２４０ボルトの商用交流電圧を第１電圧変換部３００に提供する。
第１電圧変換部３００は、整流部３１０とＤＣ−ＤＣコンバータ３２０で構成されるアダプタであり、商用交流電圧１０１を整流して直流電圧３２１に変換した後、変換された直流電圧３２１を第２電圧変換部４００に提供し、電流検出部６００から提供される電流検出信号６０１に応答して、第２電圧変換部４００に提供する直流電圧レベルを調整する。
より詳細には、整流部３１０は、ＡＣ入力部１００から提供される商用交流電圧１０１を整流して直流電圧３１１に変換し、変換された直流電圧３１１をＤＣ−ＤＣコンバータ３２０に提供する。ここで、整流部３１０はＡＣ−ＤＣダイオード整流器であるのが望ましい。
ＤＣ−ＤＣコンバータ３２０は、整流部３１０から提供される直流電圧３１１のレベルを変換し、レベル変換された直流電圧３２１を第２電圧変換部４００に提供され、電流検出部６００から提供される電流検出信号６０１に応答して、直流電圧レベルを調整して出力する。このとき、直流電電圧レベルを昇圧または降圧させることができ、バイパスさせることもできる。
また、電流検出信号６０１に応答して直流電圧レベルを調整するが、万一、ロード５００に所定の臨界値以上の電流が流れたことが感知される場合には、ＤＣ−ＤＣコンバータ３２０から出力される直流電圧レベルがより低くなるように調整し、所定の臨界値以下の電流が流れたことが感知される場合には、ＤＣ−ＤＣコンバータ３２０から出力される直流電圧レベルがより高くるように調整する。
第２電圧変換部４００は、ＤＣ−ＡＣインバータであり、ＤＣ−ＤＣコンバータ３２０から提供される直流電圧３２１を昇圧または降圧した後、交流電圧４０１に変換し、変換された交流電圧４０１をロード５００に提供する。
電流検出部６００は、ロード５００に流れる電流レベルを検出し、検出された電流レベルに対応する電流検出信号６０１を第１電圧変換部３００に具備されるＤＣ−ＤＣコンバータ３２０に提供する。
以下、図５で説明した電源供給装置を採用した液晶表示装置を、図面を参照して説明する。
図６は本発明による電源供給装置を採用した液晶表示装置を示す図面である。
図６を参照すると、本発明による液晶表示装置は、ＡＣ入力部１００、第１電圧変換部３００、第２電圧変換部４００、蛍光ランプ５１０、電流検出部６００、第３電圧変換部７００及び液晶表示モジュール８００を含み、図５と比べて同一な構成要素に対しては同一な図面符号を付与する。
ＡＣ入力部１００は、１００〜２４０ボルトの商用交流電圧を第１電源変換部３００に提供する。一般的に所定のプラグをコンセントにつなぐことによって凡用交流電圧を提供する。
第１電圧変換部３００は、整流部３１０と第１ＤＣ−ＤＣコンバーター３２０で構成されるアダプタで、ＡＣ入力部１００から提供される商用交流電圧を整流して直流に変換し、変換された直流電圧を第２電圧変換部４００及び第３電圧変換部７００にそれぞれ提供する。ここで、整流部３１０は、ＡＣ−ＤＣダイオード整流器であることが望ましい。
第２電圧変換部４００は、ＤＣ−ＡＣインバータで構成され、第１電圧変換部３００のＤＣ−ＤＣコンバータ３２０から提供される直流電圧を交流電圧に変換し、変換された交流電圧を蛍光ランプ５１０に提供する。
蛍光ランプ５１０は、第２電圧変換部４００から提供される交流電圧に応答して、液晶表示モジュール８００に光を出射する。
電流検出部６００は、蛍光ランプ５１０に流れる菅電流を検出し、検出された菅電流を第１電圧変換部３００のＤＣ−ＤＣコンバータ３２０に提供する。
第３電圧変換部７００は、ＤＣ−ＤＣコンバータで構成され、第１電圧変換部３００から提供される直流電圧を複数の直流電圧に変換し、変換されたそれぞれの直流電圧を液晶表示モジュール８００に提供する。ここで、ＤＣ−ＤＣコンバータはフライバックコンバータであることが望ましい。
液晶表示モジュール８００は、共通電極電圧（ＶＣＯＭ）発生部８１０、ガンマ電圧発生部８２０、データドライバ部８３０、ゲートドライバ部８４０及び液晶表示パネル８５０で構成され、第３電圧変換部７００から提供される直流電圧に応答して画像をディスプレイする。
より詳細には、共通電極電圧発生部８１０は、第３電圧変換部７００から提供される直流電圧に基づいて、共通電極電圧ＶＣＯＭを生成し、生成された共通電極電圧ＶＣＯＭを液晶表示パネル８５０に出力する。
ガンマ電圧発生部８２０は、第３電圧変換部７００から提供される直流電圧に基づいてガンマ電圧ＶＤＤを生成し、生成されたガンマ電圧ＶＤＤをデータドライバ部８３０に出力する。
データドライバ部８３０は、ガンマ電圧発生部８２０から提供されるガンマ電圧に基づいてディスプレイのための画像信号をガンマ補正し、ガンマ補正された画像信号を液晶表示パネル８５０に出力する。
ゲートドライバ部８４０は、第３電圧変換部７００から提供される直流電圧、すなわちゲートオン/オフ信号（ＶＯＮ/ＶＯＦＦ）に基づいてスキャン信号を発生し、発生されたスキャン信号を液晶表示パネル８５０に順次的に出力する。
液晶表示パネル８５０は、ゲートドライバ部８４０から提供されるスキャン信号を伝達する複数のゲートラインと、データドライバ部８３０から提供されるデータ電圧を伝達し、かつゲートラインと絶縁されて交差する複数のデータラインと、ゲートライン及びデータラインによって囲まれた領域に形成され、それぞれゲートライン及びデータラインに接続されているスイッチング素子ＴＦＴを有する行列形態に配列された複数の画素を含む。
動作時、ゲートラインにゲートオン信号が印加されてスイッチング素子ＴＦＴがタンオンになると、データラインに供給されたデータ電圧Ｖｄがスイッチング素子ＴＦＴを通じて各画素電極に印加される。これにより、画素電極に印加される画素電圧と共通電極電圧発生部８１０から提供される共通電極電圧ＶＣＯＭの差異に該当する電界が液晶キャパシタに印加されて、電界の強さに対応する透過率で光が透過されるので、画像を表示する。
以上で説明したように、電力を消費する蛍光ランプが高電圧を必要とする場合、一般のインバータ回路では、入力される直流電圧をバックコンバータを用いて再度昇圧した後、昇圧された直流電圧を、交流電圧を変換する２ステージを具備した。しかし、本発明によると、前記したバックインバータを用いなくても、蛍光ランプに必要とされる高電圧を提供することができる。
また、一般のインバータ回路を２ステージ形式から１ステージ形式に変更することによって、蛍光ランプ駆動の便宜性と効率を増大させることができる。即ち、インバータ回路においてロイヤーインバータのみ残し、その前段に配列されるＤＣ−ＤＣコンバータ、即ち、バックブロックを除去することができるので、蛍光ランプ駆動の便宜性と効率を増大させることができる。
図７は、図６の電源供給装置を示す回路の一例を説明するための図面である。
図７を参照すると、第１電圧変換部３００は、ＡＣ−ＤＣダイオード整流部３１０とＤＣ−ＤＣコンバーター３２０で構成され、ＡＣ入力部１００から提供される商用交流電圧を整流して直流に変換し、変換された直流電圧を第２電圧変換部４００及び第３電圧変換部７００にそれぞれ提供する。
より詳細には、ＡＣ−ＤＣダイオード整流部３１０は、第１〜第４ダイオードＤ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４からなるダイオードブリッジで構成され、直列接続された第１及び第２ダイオードＤ１、Ｄ２と第３及び第４ダイオードＤ３、Ｄ４を介して交流電圧の入力を受けてＤＣ−ＤＣコンバータ３２０に提供する。
ＤＣ−ＤＣコンバータ３２０は、ＡＣ−ＤＣダイオード整流部３１０の出力端に一端が接続されたインダクタＬ、インダクタＬを介してＡＣ−ＤＣダイオード清流部３１０に並列接続されたパッワトランジスタＱ１、第５ダイオードＤ５及び第１キャパシタＣ１で構成されて、ＡＣ−ＤＣダイオード整流部３１０から整流された直流電圧を平滑して第３電圧変換部７００に提供する。
また、ＤＣ−ＤＣコンバータ３２０は、スイッチング素子Ｑ７、トランスＴ３、第６ダイオードＤ６及び第２キャパシタＣ２をさらに含んで、ＡＣ−ＤＣダイオード整流部３１０から整流された直流電圧を平滑した直流電圧を昇圧させて、第２電圧変換部４００に提供する。ここで、スイッチング素子Ｑ７は、バイポーラトランジスタであることが望ましく、エミッタ端子はキャパシタＣ１の他端に接続され、コレクタ端子はトランスＴ３の１次捲線に接続され、ベース端子は電流検出部６００に出力端に接続されて、電流検出信号６０１に応答してトランスＴ３の昇圧動作を調整する。
第２電圧変換部４００は、ロイヤータイプのＤＣ−ＡＣインバータで構成され、ＤＣ−ＤＣコンバータ３２０から提供される直流電圧を変換し、変換された交流電圧を蛍光ランプ５１０に提供する。
より詳細には、ＤＣ−ＤＣコンバータ３２０によって変換されたＤＣ電源は、並列接続された抵抗Ｒ１、Ｒ２を経て、第２電圧変換部４００の入力側であるトランジスタＱ８、Ｑ８のベース端子にそれぞれ接続される。変圧器の中間タップを有する１次捲線Ｔ４には、それぞれのエミッタが接地されている一対のトランジスターＱ８、Ｑ９のコレクタ端子に並列接続され、また共振キャパシタＣＲが並列接続される。
また、ＤＣ電圧は、第２電圧変換部４００に供給される電流を一定電流に変換するためのチョークコイルを含むインダクタＬを直列に経て、変圧器Ｔ４の１次捲線の中間タップに接続される。
変圧器Ｔ４の２次捲線は、１次捲線より多い巻数に形成されて、１次捲線に印加される電圧より高い電圧に昇圧し、２次捲線の両端に接続された蛍光ランプ５１０に昇圧された定電圧を供給する。ここで、定電圧は、昇圧された交流電圧の陽極性と陰極性レベルが同一な電圧である可能性もあり、昇圧された交流電圧の最高値レベルと最低値レベルとの振幅が同一なレベル電圧である可能性もある。
一方、変圧器Ｔ５を構成する１次捲線の一端は、第１トランジスタＱ８のベース端子と接続され、他端は第２トランジスタＱ９のベース端子と接続され、変圧器Ｔ５の１次捲線に励起された電圧を第１及び第２トランジスタＱ８、Ｑ９のベース端子にそれぞれ印加させる。
以下、本発明による直流電圧を交流電圧に変換させるＤＣ−ＡＣインバータの動作を説明する。
まず、パルス変換されたＤＣ電圧、即ち、パルス電圧が印加されると、インダクタＬを通じて変圧器Ｔ４に１次捲線に電流が流れ、これと同時に、パルス電圧が第１抵抗Ｒ１を経てトランジスタＱ８のベース端子に印加され、第２抵抗Ｒ２を経てトランジスタＱ９のベース端子に印加される。このとき、変圧器Ｔ４を構成する１次捲線のリアクタンスと共振キャパシタＣＲによってＬＣ共振が行われる。従って、変圧器Ｔ４の２次捲線の両端子間には、１次捲線対２次捲線の捲数比で昇圧された電圧が発生される。これと同時に、変圧器Ｔ５を構成する１次捲線には変圧器Ｔ４に１次捲線の電流方向とは反対の方向に電流が流れる。
以後、変圧器Ｔ４の１次捲線対変圧器Ｔ５の１次捲線Ｔ５の捲数比に依存して電圧が高くなって、変圧器Ｔ４の１次捲線に対向する２次捲線から、周波数と位相が同期される高電圧の波形を発生させる。このような周波数と位相が同期される高電圧は、蛍光ランプ５１０から発生されるプリッカーを除去することができる。
蛍光ランプ５１０は、第２電圧変換部４００から提供される交流電圧に応答して液晶モジュール側に光を出射する。ここで、蛍光ランプは、冷陰極線蛍光ランプが必要とする６００〜８００Ｖの動作電圧よりは高い電圧、即ち、２．５ｋＶ以上、３００ｋＶ以上までの動作電圧を必要とする蛍光ランプである。即ち、１つの蛍光ランプを曲げて液晶表示パネルの全体面をカバーすることができる形状の蛍光ランプ、菅外電極蛍光ランプＥＥＦＬまたは内外部電極蛍光ランプＥＩＦＬである。
電流検出部６００は、蛍光ランプ５１０に流れる電流レベルを検出し、検出された電流レベルに対応する電流検出信号６０１を第１電圧変換部３００に具備されるＤＣ−ＤＣコンバータ３２０にフィードバックする。
より詳細には、電流検出部６００は、一端が蛍光ランプ５１０の他端に接続され他端が接地された抵抗Ｒ３と、カソードが蛍光ランプ５１０の他端に接続され、アノードが接地された第７ダイオードＤ７と、カソードがＤＣ−ＤＣコンバーター３２０に接続され、アノードが蛍光ランプ５１０の他端に接続された第８ダイオードＤ８で構成される。
動作時、電流検出部６００は、蛍光ランプ５１０の他端を通じて出力される菅電流を感知してＤＣ−ＤＣコンバータ３２０に具備されるバイポーラトランジスタＱ７のベース端子に提供し、直流電圧の昇圧程度を調整するように指示する。即ち、ＤＣ−ＤＣコンバータ３２０では、菅電流感知部６００から提供される電流検出信号６０１に基づいて、現在出力されている出力電圧のレベルを昇圧または降圧調整して、ＤＣ−ＡＣインバータ４００を経て蛍光ランプ５１０に提供する。
第３電圧変換部７００は、図４で説明したＤＣ−ＤＣコンバータ２４２と同一であるた
め、その説明を略することにする。
以上で説明したように、本発明によると、第１電圧変換部３００、即ちアダプタからＡＣラインを通じて入力される交流電圧を１５０〜２５０Ｖの直流電圧と１２Ｖの直流電圧のそれぞれ変換し、変換された１２Ｖの直流電圧を液晶表示パネルを駆動するための電源にそれぞれ用いる。
即ち、バックライトを駆動するためのＤＣ−ＡＣインバータ４００では、該ＤＣ−ＡＣインバータ４００に具備されるロイヤーインバータ段で１５０〜２５０Ｖの高電圧の直流電圧を昇圧して、高電圧を必要とする蛍光ランプの駆動電圧であるＡＣ３ｋＶの高電圧を生成する。このとき、蛍光ランプ電流は、アダプタの出力電圧である１５０〜２５０Ｖの電圧を可変させて制御する。
このような方式は、相対的に高圧の直流電圧を高圧の交流電圧に変換するので、ＤＣ−ＡＣインバータ４００に具備されるロイヤー段のトランス、即ち、１次捲線と２次捲線の捲線比が数十倍で十分であるため、トランスの負担を低減することができる。
また、本発明によれば、電源供給ラインに比較的相対的に高圧である１５０〜２５０Ｖの電圧が供給されることによる発熱の問題を解決し、ＤＣ−ＡＣインバータ４００への電流を低減させることができる。
また、電流フィードバックをアダプタに具備されるＤＣ−ＤＣコンバータから直接受けるので、インバータ回路に具備されるＤＣ−ＡＣインバータは残して、バックインバータ段を除去することができるので、電源効率を改善させることができる。
以上説明したように、本発明によると、電力を消費するロードに高電圧供給が必要であっても、電源効率の低下なしでロードに電源を供給することができ、液晶表示装置をバックインバータ段が省略されたインバータを含むよう構成することができるので、製造原価を節減することができる。
また、ＬＣＤモニタの外部に装備される直流電源装置を不要にすることによって全体システムの原価を節減することができ、使用者が該モニタを設置及び移動することが便利であり、使用者の業務環境を良好に保持することができる。
さらに、卓上用ＬＣＤモニタを実現するとき、ノートブック用ＬＣＤモニタの電源体系をそのまま採用する従来の電圧変換段階より電圧変換段階を縮めることができるので、電源部の効率を増大させることができる。
さらにまた、高電圧電源をインバータに直接適用することによって、既存のターン数が多いトランスをより効率的でターン数が少ないトランスに代替することができる。
また、トランスを除去したインバータの実現を現実化させることができ、既存のＤＣ−ＤＣ電力モジュールを変更しないで、そのまま採用することもできる。
また、高圧の直流電圧を高圧の交流電圧に変換することができるので、ＤＣ−ＡＣインバータに具備されるロイヤー段のトランスの負担を低減することができる。
以上、本発明の実施例によって詳細に説明したが、本発明はこれに限定されず、本発明が属する技術分野において通常の知識を有するものであれば本発明の技術思想と精神を離れることなく、本発明を修正または変更できる。
１０ 電源入力部
１２ ＡＣ入力部
１４ ＡＣ−ＤＣ整流部
１６ ＤＣ−ＤＣコンバータ
２２ ＤＣ−ＡＣインバータ
２３ バックライト部
２４ ＤＣ−ＤＣコンバータ
２５ ＬＣＤパネル部
２０ ＬＣＤモジュール
１００ ＡＣ入力部
２００ ＬＣＤモジュール部
２１０ ＡＣ−ＤＣ整流部
２２０ ＤＣ−ＡＣインバータ
２３０ バックライト部
２４０ ＤＣ−ＤＣ電圧変換部
２４２ ＤＣ−ＤＣコンバータ
２４４ 共通電極電圧発生部
２４６ ガンマ電圧発生部
２５０ ＬＣＤパネル部
３００ 第１電圧変換部
３１０ 整流部
３２０ ＤＣ−ＤＣコンバータ
３２１ 直流電圧
４００ 第２電圧変換部
６００ 電流検出部
７００ 第３電圧変換部
８００ 液晶表示モジュール
８１０ 共通電極電圧発生部
８２０ ガンマ電圧発生部
８３０ データドライバ
８４０ ゲートドライバ
８５０ 液晶表示パネル

Claims (14)

  1. 外部から提供される交流電圧を第１直流電圧に変換して前記第１直流電圧を前記第１直流電圧より高い第２直流電圧に変換する第１電圧変換部と、
    前記第１電圧変換部から提供される第２直流電圧を第２交流電圧に変換して、前記第２交流電圧を前記第２交流電圧より高い第３交流電圧に変換して第１ロードに出力する第２電圧変換部と、を含み、
    前記第１電圧変換部及び第２電圧変換部は同じモジュール内に形成されることを特徴とする電源供給装置。
  2. 前記第１ロードに流れる電流を検出し、検出された電流検出信号を前記第１電圧変換部に提供して定電圧の直流電圧の出力を制御する電流検出部を更に含むことを特徴とする請求項１記載の電源供給装置。
  3. 前記第１電圧変換部から提供される第２直流電圧を第３直流電圧に変換して第２ロードに出力する第３電圧変換部を更に含むことを特徴とする請求項１記載の電源供給装置。
  4. 前記第１電圧変換部は、
    前記外部から入力される交流電圧を整流して前記第１直流電圧に変換し、前記第１直流電圧を出力する整流部と、
    前記第１直流電圧を第２直流電圧に昇圧し、前記第２直流電圧を前記第２電圧変換部に出力する直流−直流変換器と、を含むことを特徴とする請求項１記載の電源供給装置。
  5. 前記第１電圧変換部は、力率補正機能を有することを特徴とする請求項１記載の電源供給装置。
  6. 前記第１電圧変換部は、前記第１ロードに流れる電流に応答する電流検出信号のフィードバックを受けて前記第２直流電圧を出力することを特徴とする請求項１記載の電源供給装置。
  7. 画像をディスプレイする液晶表示パネルと、
    前記液晶表示パネルに画像信号を提供するＬＣＤパネル部と前記液晶表示パネルに光を提供するバックライト部を含む液晶表示モジュール部と、を含み、
    前記液晶表示モジュール部は、
    外部から提供される交流電圧を第１直流電圧に変換して前記第１直流電圧を前記第１直流電圧より高い第２直流電圧に変換する第１電圧変換部、及び前記第１電圧変換部から提供される第２直流電圧を第２交流電圧に変換して、前記第２交流電圧を前記第２交流電圧より高い第３交流電圧に変換して前記バックライト部に出力する第２電圧変換部を含むことを特徴とする液晶表示装置。
  8. 前記バックライト部に流れる電流を検出し、検出された電流検出信号を前記第１電圧変換部に提供して定電圧の直流電圧の出力を制御する電流検出部を更に含むことを特徴とする請求項７記載の液晶表示装置。
  9. 前記第１電圧変換部から提供される第２直流電圧を第３直流電圧に変換して前記ＬＣＤパネル部に出力する第３電圧変換部を更に含むことを特徴とする請求項７記載の液晶表示装置。
  10. 前記第１電圧変換部は、
    前記外部から入力される交流電圧を整流して前記第１直流電圧に変換して、前記第１直流電圧を出力する整流部と、
    前記第１直流電圧を第２直流電圧に昇圧して、第２直流電圧を前記第２電圧変換部に出力する直流−直流変換器と、を含むことを特徴とする請求項７記載の液晶表示装置。
  11. 前記第２電圧変換部は、
    １次側が前記第１電圧変換部の出力端に接続され、２次側が前記バックライト部に接続された変圧器と、
    ＬＣ共振回路を構成するために前記変圧器の第１捲線の両端間に並列接続された共振キャパシタと、
    ベースが前記第１電圧変換部の出力端に接続され、コレクタが前記共振キャパシタの一端に接続され、エミッタが接地され、前記変圧器を駆動する第１トランジスタと、
    ベースが前記第１電圧変換部の出力端に接続され、コレクタが前記共振キャパシタの他端に接続され、エミッタが接地され、前記変圧器を駆動する第２トランジスタと、を含むことを特徴とする請求項７記載の液晶表示装置。
  12. 前記第２電圧変換部は一端が前記第１トランジスタのベースに接続され、他端が前記第１電圧変換部の出力端に接続された第１抵抗を更に具備することを特徴とする請求項１１記載の液晶表示装置。
  13. 前記第２電圧変換部は一端が前記第２トランジスタのベースに接続され、他端が前記第１電圧変換部の出力端に接続された第２抵抗を更に具備することを特徴とする請求項１１記載の液晶表示装置。
  14. 前記交流電圧は商用交流電圧で、前記第２電圧変換部に印加される直流電圧は１５０又は２５０Ｖのうちいずれか１つである高圧の直流電圧で、前記第３電圧変換部に印加される直流電圧は前記第２電圧変換部に印加される直流電圧よりは小さい直流電圧であることを特徴とする請求項９記載の液晶表示装置。
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