JP2017153348A - Dc−dcコンバータ - Google Patents

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Abstract

【課題】入力電圧によってコンバーティングモードを変更して安定的に出力電圧を生成することができるDC−DCコンバータを提供する【解決手段】DC−DCコンバータは、第1スイッチング素子、第2スイッチング素子、モード選択回路、及びコントローラを含む。前記第2スイッチング素子は、前記第1スイッチング素子と連結される。前記モード選択回路は、入力電圧に基づいて第1モード及び第2モードのうち、いずれか1つをコンバーティングモードとして選択する。前記コントローラは、前記コンバーティングモードに基づいて前記第1スイッチング素子を制御する第1スイッチング制御信号、及び前記コンバーティングモードに基づいて前記第2スイッチング素子を制御する第2スイッチング制御信号を生成する。【選択図】図5a

Description

本発明はDC−DCコンバータに関し、より詳しくは、入力電圧の変化にも安定的に出力電圧を生成することができるDC−DCコンバータに関する。
表示装置は、バッテリー電圧を表示パネル用直流電圧に変換するためのDC−DCコンバータを含む。バッテリー電圧は高容量を追求しながら徐々に増加している。
また、バッテリー高容量技術が開発されるにつれてバッテリー電圧範囲が高まるか、または高速充電などの要求によってアダプタ電圧は、やはり増加している。
前記バッテリー電圧及び前記アダプタ電圧の増加によってDC−DCコンバータの安定性が減少することがある。特に、前記バッテリー電圧や前記アダプタ電圧の増加によって前記DC−DCコンバータの入力電圧が前記DC−DCコンバータの出力電圧より大きくなる場合、前記DC−DCコンバータは安定的に出力電圧を生成し難いという問題がある。
本発明の技術的課題はこのような点から案出したものであって、本発明の目的は、入力電圧によってコンバーティングモードを変更して安定的に出力電圧を生成することができるDC−DCコンバータを提供することにある。
前記の本発明の目的を実現するための一実施形態に係るDC−DCコンバータは、第1スイッチング素子、第2スイッチング素子、モード選択回路、及びコントローラを含む。前記第2スイッチング素子は、前記第1スイッチング素子と連結される。前記モード選択回路は、入力電圧に基づいて第1モード及び第2モードのうち、いずれか1つをコンバーティングモードとして選択する。前記コントローラは、前記コンバーティングモードに基づいて前記第1スイッチング素子を制御する第1スイッチング制御信号、及び前記コンバーティングモードに基づいて前記第2スイッチング素子を制御する第2スイッチング制御信号を生成する。
本発明の一実施形態において、前記第1モードで、前記第1スイッチング素子は前記第1スイッチング制御信号によりターンオン及びターンオフ状態を繰り返し、前記第2スイッチング素子は前記第2スイッチング制御信号によりターンオン及びターンオフ状態を繰り返すことができる。
本発明の一実施形態において、前記第2モードで、前記第1スイッチング素子は前記第1スイッチング制御信号によりターンオン及びターンオフ状態を繰り返し、前記第2スイッチング素子は前記第2スイッチング制御信号によりターンオフ状態を維持することができる。
本発明の一実施形態において、前記モード選択回路は前記入力電圧が第1基準電圧未満から前記第1基準電圧以上に増加する時、前記コンバーティングモードを前記第1モードから前記第2モードに変更することができる。
本発明の一実施形態において、前記モード選択回路は前記入力電圧が第2基準電圧以上から前記第2基準電圧未満に減少する時、前記コンバーティングモードを前記第2モードから前記第1モードに変更することができる。前記第2基準電圧は、前記第1基準電圧と相異することがある。
本発明の一実施形態において、前記モード選択回路は前記入力電圧に基づいて前記第1モード、前記第2モード、及び第3モードのうち、いずれか1つを前記コンバーティングモードとして選択することができる。
本発明の一実施形態において、前記第3モードで、前記第1スイッチング素子は前記第1スイッチング制御信号によりターンオン及びターンオフ状態を繰り返し、前記第2スイッチング素子は前記第2スイッチング制御信号によりターンオン状態を維持することができる。
本発明の一実施形態において、前記第3モードで、前記第2スイッチング制御信号は前記入力電圧でありうる。
本発明の一実施形態において、前記モード選択回路は前記入力電圧が第1基準電圧未満から前記第1基準電圧以上に増加する時、前記コンバーティングモードを前記第1モードから前記第2モードに変更することができる。
本発明の一実施形態において、前記モード選択回路は前記入力電圧が第2基準電圧以上から前記第2基準電圧未満に減少する時、前記コンバーティングモードを前記第2モードから前記第1モードに変更することができる。前記第2基準電圧は前記第1基準電圧と相異することがある。
本発明の一実施形態において、前記モード選択回路は前記入力電圧が第3基準電圧未満から前記第3基準電圧以上に増加する時、前記コンバーティングモードを前記第2モードから前記第3モードに変更することができる。前記第3基準電圧は前記第1基準電圧より大きいことがある。
本発明の一実施形態において、前記モード選択回路は前記入力電圧が第4基準電圧以上から前記第4基準電圧未満に減少する時、前記コンバーティングモードを前記第3モードから前記第2モードに変更することができる。前記第4基準電圧は前記第2基準電圧より大きいことがある。前記第4基準電圧は前記第3基準電圧と相異することがある。
本発明の一実施形態において、前記コンバーティングモードが前記第1モードの時、前記DC−DCコンバータは連続伝導モード(Continuous conduction mode)の電流モードで出力電圧を生成することができる。前記コンバーティングモードが前記第2モードの時、前記DC−DCコンバータはパルススキップモード(Pulse skip mode)、不連続伝導モード(Discontinuous conduction mode)、及び前記連続伝導モード(Continuous conduction mode)のうち、いずれか1つの前記電流モードで前記出力電圧を生成することができる。
本発明の一実施形態において、前記DC−DCコンバータは前記コンバーティングモードが前記第2モードから前記第1モードに切り換えられる時、前記電流モードが前記パルススキップモード(Pulse skip mode)の場合、前記電流モードを前記パルススキップモード(Pulse skip mode)、前記不連続伝導モード(Discontinuous conduction mode)、及び前記連続伝導モード(Continuous conduction mode)に順次に切換させる適応型ローダ回路をさらに含むことができる。
本発明の一実施形態において、前記適応型ローダ回路は第3スイッチング素子、前記第3スイッチング素子に連結されるロード抵抗、及び前記第3スイッチング素子のスイッチングを制御するモードディテクタを含むことができる。前記コンバーティングモードが前記第2モードから前記第1モードに切り換えられる時、前記電流モードが前記パルススキップモード(Pulse skip mode)の場合、第3スイッチング素子がターンオンされて前記パルススキップモード(Pulse skip mode)を前記不連続伝導モード(Discontinuous conduction mode)に変えることができる。前記コンバーティングモードが前記第1モードの時には、前記第3スイッチング素子はターンオフできる。
前記の本発明の他の目的を実現するための一実施形態に係るDC−DCコンバーティング方法は、入力電圧に基づいて第1モード及び第2モードのうち、いずれか1つをコンバーティングモードとして選択するステップ、及び前記コンバーティングモードに基づいて第1スイッチング素子を制御する第1スイッチング制御信号及び前記コンバーティングモードに基づいて第2スイッチング素子を制御する第2スイッチング制御信号を生成するステップを含む。
本発明の一実施形態において、前記第1モードで、前記第1スイッチング素子は前記第1スイッチング制御信号によりターンオン及びターンオフ状態を繰り返し、前記第2スイッチング素子は前記第2スイッチング制御信号によりターンオン及びターンオフ状態を繰り返すことができる。
本発明の一実施形態において、前記第2モードで、前記第1スイッチング素子は前記第1スイッチング制御信号によりターンオン及びターンオフ状態を繰り返し、前記第2スイッチング素子は前記第2スイッチング制御信号によりターンオフ状態を維持することができる。
本発明の一実施形態において、前記コンバーティングモードを選択するステップは前記入力電圧に基づいて前記第1モード、前記第2モード、及び第3モードのうち、いずれか1つを前記コンバーティングモードとして選択することができる。
本発明の一実施形態において、前記第3モードで、前記第1スイッチング素子は前記第1スイッチング制御信号によりターンオン及びターンオフ状態を繰り返し、前記第2スイッチング素子は前記第2スイッチング制御信号によりターンオン状態を維持することができる。
前記の本発明の他の目的を実現するための一実施形態に係る表示装置は、表示パネル、スキャンドライバ、データドライバ、及び電源生成部を含む。前記表示パネルは複数のスキャンライン、複数のデータライン、及び前記スキャンライン、及び前記データラインに連結される複数のピクセルを含む。前記スキャンドライバは、前記スキャンラインにスキャン信号を出力する。前記データドライバは、前記データラインにデータ電圧を提供する。前記電源生成部は、前記表示パネルに電源電圧を提供する。前記電源生成部は、DC−DCコンバータを含む。前記DC−DCコンバータは、第1スイッチング素子、第2スイッチング素子、モード選択回路、及びコントローラを含む。前記第2スイッチング素子は、前記第1スイッチング素子と連結される。前記モード選択回路は、入力電圧に基づいて第1モード及び第2モードのうち、いずれか1つをコンバーティングモードとして選択する。前記コントローラは、前記コンバーティングモードに基づいて前記第1スイッチング素子を制御する第1スイッチング制御信号、及び前記コンバーティングモードに基づいて前記第2スイッチング素子を制御する第2スイッチング制御信号を生成する。
このようなDC−DCコンバータ、これを用いたDC−DCコンバーティング方法、及びこれを含む表示装置によれば、入力電圧のレベルに従って前記DC−DCコンバータは、同期モード、非同期ダイオードモード、及び非同期VGSモードで動作して前記入力電圧が前記出力電圧を超える場合にも安定的に前記出力電圧を生成することができる。
また、前記各コンバーティングモードの進入しきい電圧と進出しきい電圧を異なるように形成して、しきい電圧の近隣で前記コンバーティングモードが繰り返して変更される現象を防止することができる。
本発明の一実施形態に係る表示装置を示すブロック図である。 図1の表示パネルの画素構造を示す回路図である。 図1の電源生成部を示すブロック図である。 図3のDC−DCコンバータを示すブロック図である。 図4の第1コンバーティング部が第1モードで動作する時を示す回路図である。 図4の第1コンバーティング部が前記第1モードで動作する時を示すタイミング図である。 図4の第1コンバーティング部が第2モードで動作する時を示す回路図である。 図4の第1コンバーティング部が前記第2モードで動作する時を示すタイミング図である。 図4の第1コンバーティング部が第3モードで動作する時を示す回路図である。 図4の第1コンバーティング部が前記第3モードで動作する時を示すタイミング図である。 本発明の他の実施形態に係る第1コンバーティング部を示す回路図である。 図8の第1コンバーティング部の電流モードのうち、パルススキップモードを示すタイミング図である。 図8の第1コンバーティング部の電流モードのうち、不連続伝導モードを示すタイミング図である。 図8の第1コンバーティング部の電流モードのうち、連続伝導モードを示すタイミング図である。 図8の第1コンバーティング部が第2モードのコンバーティングモード及びパルススキップモードの電流モードで動作してから第1モードのコンバーティングモード及び連続伝導モードの電流モードに移動する時を示すタイミング図である。 図8の第1コンバーティング部が第2モードのコンバーティングモード及び不連続伝導モードの電流モードで動作してから第1モードのコンバーティングモード及び連続伝導モードの電流モードに移動する時を示すタイミング図である。 本発明の一実施形態に係るDC−DCコンバーティング方法を示すフローチャートである。 出力電圧が4.6Vの時、図11のDC−DCコンバーティング方法を示すタイミング図である。 出力電圧が5.0Vの時、図11のDC−DCコンバーティング方法を示すタイミング図である。
以下、添付した図面を参照して、本発明の好ましい実施形態をより詳細に説明する。図面上の同一な構成要素に対しては同一な参照符号を使用し、同一な構成要素に対して重複する説明は省略する。
図1は、本発明の一実施形態に係る表示装置を示すブロック図である。
図1を参照すると、前記表示装置は、表示パネル100、タイミング制御部200、スキャン駆動部300、データ駆動部400、及び電源生成部500を含むことができる。
本発明の一実施形態において、前記タイミング制御部200、前記スキャン駆動部300、前記データ駆動部400、及び前記電源生成部500は、1つの集積回路(Integrated Circuit;IC)チップで具現できる。
本発明の一実施形態において、前記スキャン駆動部300は前記表示パネル100上に実装されるか、または前記表示パネル100上に集積できる。また、前記データ駆動部400は前記表示パネル100上に実装されるか、または前記表示パネル100上に集積できる。
前記表示パネル100は映像を表示する。前記表示パネル100は複数のスキャン配線(SL1からSLN)、複数のデータ配線(DL1からDLM)及び前記スキャン配線(SL1からSLN)及びデータ配線(DL1からDLM)に連結される複数のサブ画素Pを含む。例えば、前記サブ画素Pはマトリックス形態に配置できる。
本発明の一実施形態において、前記スキャン配線の個数はN個でありうる。前記データ配線の個数はM個でありうる。N及びMは自然数である。本発明の一実施形態において、前記サブ画素Pの個数はN×M個でありうる。本発明の一実施形態において、3個のサブ画素Pが1つの画素をなすことができ、前記画素の個数はN×Mの1/3でありうる。
前記表示パネル100は前記複数のスキャン配線(SL1からSLN)を通じて前記スキャン駆動部300と連結され、前記複数のデータ配線(DL1からDLM)を通じて前記データ駆動部400と連結される。
また、前記表示パネル100は前記電源生成部500から第1電源電圧(ELVDD)及び第2電源電圧(ELVSS)の供給を受ける。前記第1電源電圧(ELVDD)は、前記サブ画素Pの有機発光素子の第1電極に印加できる。前記第2電源電圧(ELVSS)は前記サブ画素Pの前記有機発光素子の第2電極に印加できる。前記表示パネル100の画素構造に対しては図2を参照して詳細に説明する。
前記タイミング制御部200は、前記スキャン駆動部300の駆動タイミングを制御するための第1制御信号(CONT1)を生成して前記スキャン駆動部300に出力する。前記タイミング制御部200は、前記データ駆動部400の駆動タイミングを制御するための第2制御信号(CONT2)を生成して前記データ駆動部400に出力する。
前記スキャン駆動部300は、前記タイミング制御部200から入力を受けた前記第1制御信号(CONT1)に応答して前記スキャン配線(SL1からSLN)を駆動するためのスキャン信号を生成する。前記スキャン駆動部300は、前記スキャン信号を前記スキャン配線(SL1からSLN)に順次に出力することができる。
前記データ駆動部400は、前記タイミング制御部200から入力を受けた前記第2制御信号(CONT2)に応答して前記データ配線(DL1からDLM)を駆動するためのデータ信号を生成する。前記データ駆動部400は、前記データ信号を前記データ配線(DL1からDLM)に出力する。
電源生成部500は、第1電源電圧(ELVDD)及び第2電源電圧(ELVSS)を生成する。前記電源生成部500は、前記第1電源電圧(ELVDD)及び第2電源電圧(ELVSS)を前記表示パネル100に提供する。
前記第1電源電圧(ELVDD)は、前記サブ画素Pの前記有機発光素子の前記第1電極に印加され、前記第2電源電圧(ELVSS)は前記有機発光素子の前記サブ画素Pの前記第2電極に印加される。例えば、前記第1電源電圧(ELVDD)は前記第2電源電圧(ELVSS)より大きいことがある。
前記電源生成部500は、前記第1電源電圧(ELVDD)及び前記第2電源電圧(ELVSS)を生成するためのDC−DCコンバータを含むことができる。前記電源生成部500に対しては図3から図7bを参照して詳細に説明する。
図2は、図1の表示パネル100の画素構造を示す回路図である。
図1及び図2を参照すると、前記サブ画素Pは、第1ピクセルスイッチング素子T1、第2ピクセルスイッチング素子T2、格納キャパシタCS、及び有機発光素子OLEDを含む。
前記第1ピクセルスイッチング素子T1は、薄膜トランジスタでありうる。前記第1ピクセルスイッチング素子T1は、スキャン配線(SL1)に連結される制御電極、データ配線(DL1)に連結される入力電極、及び前記第2ピクセルスイッチング素子T2の制御電極に連結される出力電極を含む。
前記第1ピクセルスイッチング素子T1の前記制御電極は、ゲート電極でありうる。前記第1ピクセルスイッチング素子T1の前記入力電極は、ソース電極でありうる。前記第1ピクセルスイッチング素子T1の前記出力電極は、ドレイン電極でありうる。
前記第2ピクセルスイッチング素子T2は、前記第1ピクセルスイッチング素子T1の前記出力電極に連結される制御電極、前記第1電源電圧(ELVDD)が印加される入力電極、及び前記有機発光素子OLEDの第1電極に連結される出力電極を含む。
前記第2ピクセルスイッチング素子T2は、薄膜トランジスタでありうる。前記第2ピクセルスイッチング素子T2の前記制御電極は、ゲート電極でありうる。前記第2ピクセルスイッチング素子T2の前記入力電極は、ソース電極でありうる。前記第2ピクセルスイッチング素子T2の前記出力電極は、ドレイン電極でありうる。
前記格納キャパシタCSの第1段は前記第2ピクセルスイッチング素子T2の前記入力電極に連結され、前記格納キャパシタCSの第2段は前記第1ピクセルスイッチング素子T1の前記出力電極に連結される。
前記有機発光素子OLEDの前記第1電極は前記第2ピクセルスイッチング素子T2の前記出力電極に連結され、前記有機発光素子OLEDの前記第2電極には第2電源電圧(ELVSS)が印加される。
前記有機発光素子OLEDの前記第1電極は、アノード電極でありうる。前記有機発光素子OLEDの前記第2電極は、カソード電極でありうる。
前記サブ画素Pは、前記スキャン信号、前記データ信号、前記第1電源電圧(ELVDD)、及び前記第2電源電圧(ELVSS)を受信して前記データ信号に相応する輝度で前記有機発光素子OLEDを発光させて映像を表示する。
図3は、図1の電源生成部500を示すブロック図である。図4は、図3のDC−DCコンバータ540を示すブロック図である。
図1から図4を参照すると、前記電源生成部500は電源管理部520及びDC−DCコンバータ540を含むことができる。前記電源管理部520は、充電ブロック522を含むことができる。
前記充電ブロック522は、アダプタ(TA)800及びバッテリーパック700に連結できる。前記アダプタ800が充電ブロック522に連結された場合、前記アダプタ800の電流(ISYS、ICHG)は前記DC−DCコンバータ540及び前記バッテリーパック700に分かれて流れる。前記DC−DCコンバータ540に流れる電流(ISYS)は前記DC−DCコンバータ540を駆動し、前記バッテリーパック700に流れる電流(ICHG)は前記バッテリーパック700を充電する。
前記充電ブロック522は前記アダプタ800に連結されて、システム電圧(VSYS)を前記DC−DCコンバータ540に出力する第1スイッチング部(BUCK CON.)を含むことができる。
前記充電ブロック522は前記バッテリーパック700に連結されて、バッテリー電圧(VBAT)を前記DC−DCコンバータ540に出力する第2スイッチング部SWを含むことができる。
前記DC−DCコンバータ540は前記充電ブロック522に連結されて、入力電圧(VIN)を受信する。前記アダプタ800により駆動される時と前記バッテリーパック700により駆動される時、前記入力電圧(VIN)は互いに変わることがある。例えば、前記アダプタ800により駆動される時、前記入力電圧(VIN)は前記システム電圧(VSYS)である。例えば、前記バッテリーパック700により駆動される時、前記入力電圧(VIN)は前記バッテリー電圧(VBAT)である。
前記DC−DCコンバータ540は、前記入力電圧(VIN)に基づいて前記第1電源電圧(ELVDD)を生成する第1コンバーティング部542、及び前記入力電圧(VIN)に基づいて前記第2電源電圧(ELVSS)を生成する第2コンバーティング部544を含むことができる。
例えば、前記第1コンバーティング部542はブーストコンバータでありうる。例えば、前記第2コンバーティング部544はインバーティングバック−ブーストコンバータでありうる。
例えば、前記システム電圧(VSYS)は前記バッテリー電圧(VBAT)より大きいことがある。例えば、前記システム電圧(VSYS)は前記第1コンバーティング部542の出力電圧(ELVDD)より大きいことがある。例えば、前記バッテリー電圧(VBAT)は前記第1コンバーティング部542の前記出力電圧(ELVDD)より小さいことがある。例えば、前記システム電圧(VSYS)は約4.8Vでありうる。例えば、前記バッテリー電圧(VBAT)は約4.4Vでありうる。例えば、前記第1コンバーティング部542の前記出力電圧(ELVDD)は約4.6Vでありうる。
前記第1コンバーティング部542は低電圧を高電圧に変換するブーストコンバータであるので、前記第1コンバーティング部542の前記入力電圧(VIN)が前記第1コンバーティング部542の前記出力電圧(ELVDD)より大きい場合、正常な動作が困難でありうる。
本実施形態において、前記DC−DCコンバータ540の前記第1コンバーティング部542は前記入力電圧(VIN)によって互いに異なるモードで動作して、前記第1コンバーティング部542の前記入力電圧(VIN)が前記出力電圧(ELVDD)より大きい場合にも安定的に前記出力電圧(ELVDD)を生成することができる。
前記電源生成部500は、インダクタL1、キャパシタC1、及び抵抗Rsを含むことができる。前記インダクタL1の第1段は前記充電ブロック522の出力端子に連結できる。前記インダクタL1の第2段は前記DC−DCコンバータ540の入力端子に連結できる。前記キャパシタC1の第1段は前記DC−DCコンバータ540の入力端子に連結できる。前記キャパシタC1の第2段は接地に連結できる。前記抵抗Rsの第1段は前記充電ブロック522のバッテリー入力端子に連結できる。前記抵抗Rsの第2段は前記バッテリーパック700に連結できる。
図5aは、図4の第1コンバーティング部542が前記第1モードで動作する時を示す回路図である。図5bは、図4の第1コンバーティング部542が前記第1モードで動作する時を示すタイミング図である。図6aは、図4の第1コンバーティング部542が第2モードで動作する時を示す回路図である。図6bは、図4の第1コンバーティング部542が前記第2モードで動作する時を示すタイミング図である。図7aは、図4の第1コンバーティング部542が第3モードで動作する時を示す回路図である。図7bは、図4の第1コンバーティング部542が前記第3モードで動作する時を示すタイミング図である。
図5aから図5bを参照すると、前記第1コンバーティング部542は、第1スイッチング素子M1、第2スイッチング素子M2、モード選択回路MSC、及びコントローラPCを含む。前記第1コンバーティング部542は、インダクタL1、第1ダイオードD1、第2ダイオードD2、比較器CP、出力キャパシタC2、及びフィードバック回路をさらに含むことができる。
前記インダクタL1の第1段は前記入力電圧(VIN)が印加される入力端子に連結される。前記インダクタL1の第2段は第1ノードLX1に連結される。
前記第1スイッチング素子M1の制御電極は、前記コントローラPCに連結される。前記第1スイッチング素子M1の第1電極は、前記第1ノードLX1に連結される。前記第1スイッチング素子M1の第2電極は、接地に連結される。
前記第1スイッチング素子M1の前記第1電極は、第1ダイオードD1のカソード電極に連結できる。前記第1スイッチング素子M1の前記第2電極は、前記第1ダイオードD1のアノード電極に連結できる。例えば、前記第1スイッチング素子M1は、トランジスタでありうる。例えば、前記第1スイッチング素子M1は、N型トランジスタでありうる。前記第1ダイオードD1は、前記トランジスタのボディーダイオードでありうる。
前記第2スイッチング素子M2の制御電極は、前記コントローラPCに連結される。前記第2スイッチング素子M2の第1電極は、前記第1ノードLX1に連結される。前記第2スイッチング素子M2の第2電極は、前記出力電圧(ELVDD)が出力される出力端子に連結される。
前記第2スイッチング素子M2の前記第1電極は、第2ダイオードD2のアノード電極に連結できる。前記第2スイッチング素子M2の前記第2電極は、前記第2ダイオードD2のカソード電極に連結できる。前記第2スイッチング素子M2は、トランジスタでありうる。例えば、前記第2スイッチング素子M2はP型トランジスタでありうる。前記第2ダイオードD2は、前記トランジスタのボディーダイオードでありうる。
前記モード選択回路MSCは、基準電圧生成部VG及びモード選択器MSを含む。前記基準電圧生成部VGは、前記入力電圧(VIN)の入力を受けて前記第1コンバーティング部542のコンバーティングモードを決定する基準電圧を生成する。
前記基準電圧生成部VGは、前記入力電圧(VIN)に基づいて前記第1モードで前記第2モードの進入を決定する第1基準電圧(VDEN)を生成することができる。前記第1基準電圧(VDEN)は、第1可変抵抗VR1を用いて生成できる。前記基準電圧生成部VGは、前記入力電圧(VIN)に基づいて前記第2モードから前記第1モードへの進出を決定する第2基準電圧(VDEX)を生成することができる。前記第2基準電圧(VDEX)は、第2可変抵抗VR2を用いて生成できる。
前記入力電圧(VIN)、前記第1基準電圧(VDEN)、及び前記第2基準電圧(VDEX)は、前記モード選択器MSに入力される。前記モード選択器MSは、前記入力電圧(VIN)を前記第1基準電圧(VDEN)及び前記第2基準電圧(VDEX)と比較して前記コンバーティングモード(SELMODE)を出力する。
前記モード選択器MSは、前記入力電圧(VIN)が第1基準電圧(VDEN)未満から前記第1基準電圧(VDEN)以上に増加する時、前記コンバーティングモード(SELMODE)を前記第1モードから前記第2モードに変更することができる。前記第1基準電圧(VDEN)は、前記第2モードの進入しきい電圧として定義することができる。
前記モード選択器MSは、前記入力電圧(VIN)が第2基準電圧(VDEX)以上から前記第2基準電圧(VDEX)未満に減少する時、前記コンバーティングモード(SELMODE)を前記第2モードから前記第1モードに変更することができる。前記第2基準電圧(VDEX)は、前記第2モードの進出しきい電圧として定義することができる。
例えば、前記第2基準電圧(VDEX)は前記第1基準電圧(VDEN)と相異することができる。例えば、前記第2基準電圧(VDEX)は前記第1基準電圧(VDEN)より小さいことがある。前記第2モードの進入しきい電圧(VDEN)と進出しきい電圧(VDEX)を異なるように形成してしきい電圧の近隣で前記コンバーティングモードが繰り返し変更される現象を防止することができる。
前記第1モードは、同期モード(Synchronous mode)でありうる。前記第1モードで、前記第1スイッチング素子M1は前記第1スイッチング制御信号(CONS1)によりターンオン及びターンオフ状態を繰り返し、前記第2スイッチング素子M2は前記第2スイッチング制御信号(CONS2)によりターンオン及びターンオフ状態を繰り返す。
前記第1モードは前記第1スイッチング素子M1と前記第2スイッチング素子M2のターンオン及びターンオフは相互同期されるので、前記第1モードは同期モードと呼ぶことができる。
例えば、前記第1スイッチング素子M1がターンオンされる時、前記第2スイッチング素子M2はターンオフされ、前記第1スイッチング素子M1がターンオフされる時、前記第2スイッチング素子M2はターンオンできる。
図5bを見ると、前記第1コンバーティング部542は前記第1モードのみで動作する(t1からt6)。例えば、この際、前記入力電圧(VIN)は前記第1基準電圧(VDEN)未満でありうる。
前記第1モードは同期モードであり、この時の出力電圧(VOUT)は前記第1電源電圧(ELVDD)である。
前記第2モードは非同期ダイオードモード(Asynchronous diode mode)でありうる。前記第2モードで、前記第1スイッチング素子M1は前記第1スイッチング制御信号(CONS1)によりターンオン及びターンオフ状態を繰り返し、前記第2スイッチング素子M2は前記第2スイッチング制御信号(CONS2)によりターンオフ状態を維持することができる。
前記第2モードで、前記第1スイッチング素子M1と前記第2スイッチング素子M2のターンオン及びターンオフは相互同期されないので、前記第2モードは非同期モードと呼ぶことができる。前記第2モードで、前記第2スイッチング素子M2はターンオフした状態で前記第2スイッチング素子M2の前記ボディーダイオードD2を通じて電流を通過させるので、前記第2モードは非同期ダイオードモードと呼ぶことができる。
図6bを見ると、前記第1コンバーティング部542は前記第1モードで動作してから(t1からt6)、前記第2モードに変更される(t7からt10)。例えば、この際、前記入力電圧(VIN)は前記t1からt6区間までは前記第1基準電圧(VDEN)未満であったが、前記t7で前記第1基準電圧(VDEN)以上に増加することができる。
前記第2モードは非同期ダイオードモードであり、この時の出力電圧(VOUT)は前記第1電源電圧(ELVDD)である。前記第1ノードLX1の電圧は前記第1電源電圧(ELVDD)に前記第2ダイオードD2のフォワードドロップ電圧(Vf)を合した値である。例えば、前記第2ダイオードD2の前記フォワードドロップ電圧(Vf)は約0.5Vでありうる。
前記入力電圧(VIN)が上昇して前記第1コンバーティング部542が前記第1モードで動作するための最小オンデューティが足りなくなると、前記インダクタL1の両端の電圧差が小さく、前記第1スイッチング素子M1及び前記第2スイッチング素子M2は、正常なスイッチング動作を行うことができなくなる。
前記入力電圧(VIN)が前記第1基準電圧(VDEN)以上に増加する時、前記第1コンバーティング部542の前記コンバーティングモードを前記第2モードに変更すれば、前記入力電圧(VIN)が前記設計された最小オンデューティに到達する前に、前記第2スイッチング素子M2を常にオフするようになる。前記第2スイッチング素子M2を常にオフするようになれば、前記第2スイッチング素子M2のボディーダイオードD2を通じてフリーホイーリング(freewheeling)することができる。
前記第2モードでは、前記第2ダイオードD2のフォワードドロップ電圧(Vf)だけ損失が発生して前記最小オンデューティが増加する効果が発生する。前記第1ノードLX1の電圧は前記第2ダイオードD2のフォワードドロップ電圧(Vf)だけ増加して前記インダクタL1の両端の電圧差を高めてスイッチングレギュレーションを可能にする。
前記基準電圧生成部VGは、前記入力電圧(VIN)に基づいて前記第2モードで前記第3モードの進入を決定する第3基準電圧(VVEN)をさらに生成することができる。前記第3基準電圧(VVEN)は、第3可変抵抗VR3を用いて生成できる。前記基準電圧生成部VGは、前記入力電圧(VIN)に基づいて前記第3モードから前記第2モードへの進出を決定する第4基準電圧(VVEX)を生成することができる。前記第4基準電圧(VVEX)は、第4可変抵抗VR4を用いて生成できる。
前記入力電圧(VIN)、前記第1基準電圧(VDEN)、前記第2基準電圧(VDEX)、前記第3基準電圧(VVEN)、及び前記第4基準電圧(VVEX)は、前記モード選択器MSに入力される。前記モード選択器MSは、前記入力電圧(VIN)を前記第1基準電圧(VDEN)、前記第2基準電圧(VDEX)、前記第3基準電圧(VVEN)、及び前記第4基準電圧(VVEX)と比較して、前記コンバーティングモード(SELMODE)を出力することができる。
前記モード選択器MSは、前記入力電圧(VIN)が第3基準電圧(VVEN)未満から前記第3基準電圧(VVEN)以上に増加する時、前記コンバーティングモード(SELMODE)を前記第2モードから前記第3モードに変更することができる。前記第3基準電圧(VVEN)は、前記第3モードの進入しきい電圧として定義することができる。
例えば、前記第3基準電圧(VVEN)は前記第1基準電圧(VDEN)より大きいことがある。
前記モード選択器MSは、前記入力電圧(VIN)が第4基準電圧(VVEX)以上から前記第4基準電圧(VVEX)未満に減少する時、前記コンバーティングモード(SELMODE)を前記第3モードから前記第2モードに変更することができる。前記第4基準電圧(VVEX)は、前記第3モードの進出しきい電圧として定義することができる。
例えば、前記第4基準電圧(VVEX)は前記第2基準電圧(VDEX)より大きいことがある。
例えば、前記第4基準電圧(VVEX)は前記第3基準電圧(VVEN)と相異することがある。例えば、前記第4基準電圧(VVEX)は前記第3基準電圧(VVEN)より小さいことがある。前記第3モードの進入しきい電圧(VVEN)と進出しきい電圧(VVEX)を異なるように形成して、しきい電圧の近隣で前記コンバーティングモードが繰り返し変更される現象を防止することができる。
例えば、前記第2基準電圧(VDEX)、前記第1基準電圧(VDEN)、前記第4基準電圧(VVEX)、及び前記第3基準電圧(VVEN)の順に大きい値を有することができる。
前記第3モードは、非同期VGSモード(Asynchronous VGS mode)でありうる。前記第3モードで、前記第1スイッチング素子M1は前記第1スイッチング制御信号(CONS1)によりターンオン及びターンオフ状態を繰り返し、前記第2スイッチング素子M2はターンオン状態を維持することができる。前記第3モードで、前記第2スイッチング素子M2の制御電極には前記入力電圧(VIN)が印加できる。
前記第3モードで、前記第1スイッチング素子M1と前記第2スイッチング素子M2のターンオン及びターンオフは相互同期されないので、前記第3モードは非同期モードと呼ぶことができる。前記第3モードで、前記第2スイッチング素子M2の制御電極には入力電圧(VIN)が印加され、前記第1ノードLX1の電圧レベルは前記入力電圧(VIN)に前記第2スイッチング素子M2のゲート−ソース電圧(VGS)が合算されて、前記第2スイッチング素子M2をターンオンさせるので、前記第3モードは非同期VGSモードと呼ぶことができる。
図7bを見ると、前記第1コンバーティング部542は、前記第2モードで動作してから(t1からt6)、前記第3モードに変更される(t7からt10)。例えば、この際、前記入力電圧(VIN)は前記t1からt6区間までは前記第2基準電圧(VVEN)未満であったが、前記t7で前記第2基準電圧(VVEN)以上に増加することができる。
前記第3モードは非同期VGSモードであり、この時の出力電圧(VOUT)は前記第1電源電圧(ELVDD)である。
前記入力電圧(VIN)がより上昇して前記第2ダイオードD2のフォワードドロップ電圧(Vf)を超えると、前記第1コンバーティング部542が前記第2モードで動作するための最小オンデューティが足りなくなる。前記第2モードで動作するための最小オンデューティが足りない状況になれば、前記第2スイッチング素子M2の制御電極(ゲート電極)に前記入力電圧(VIN)を印加して前記第1ノードLX1の電圧を増加させて前記オンデューティを増加させて、スイッチングレギュレーションを可能にする。
前記第3モードで、前記第1スイッチング素子M1がターンオフされると、前記第2スイッチング素子M2の制御電極の電圧は前記入力電圧(VIN)であり、前記第1ノードLX1の電圧は前記入力電圧(VIN)及び前記第2スイッチング素子M2のゲート−ソース電圧(VGS)の和となる。前記第3モードで、前記入力電圧(VIN)及び前記第2スイッチング素子M2のゲート−ソース電圧(VGS)の和の値が十分に大きく設定されれば、前記インダクタL1の電流は前記出力端子に渡るようになる。
前記比較器CPは、比較基準電圧(VRAMP)の入力を受ける第1入力端子、前記フィードバック回路からフィードバック電圧の入力を受ける第2入力端子、及び前記第1入力端子から入力された前記比較基準電圧(VRAMP)及び前記第2入力端子から入力された前記フィードバック電圧を比較して比較結果を出力する出力端子を含む。前記第1入力端子には前記比較基準電圧(VRAMP)と前記インバータL1を通じて流れる電流に基づいてセンシングされたセンシング信号(SS)の和が印加できる。
前記コントローラPCは、前記比較器CPから比較結果の入力を受けて、前記モード選択器MSから前記コンバーティングモード(SELMODE)の入力を受ける。前記コントローラPCは、前記コンバーティングモード(SELMODE)及び前記比較結果に基づいて前記第1スイッチング素子M1を制御するための第1スイッチング制御信号(CONS1)を生成する。前記コントローラPCは、前記コンバーティングモード(SELMODE)及び前記比較結果に基づいて前記第2スイッチング素子M2を制御するための第2スイッチング制御信号(CONS2)を生成する。
前記第1モード、前記第2モード、及び前記第3モードで、前記第1スイッチング制御信号(CONS1)は前記第1スイッチング素子M1を繰り返してターンオン及びターンオフさせるパルス幅変調信号でありうる。前記第1モードで、前記パルス幅変調信号のデューティ比はDT1でありうる。前記第2モードで、前記パルス幅変調信号のデューティ比はDT2でありうる。前記第3モードで、前記パルス幅変調信号のデューティ比はDT3でありうる。
前記第1モードで、前記第2スイッチング制御信号(CONS2)は前記第2スイッチング素子M2を繰り返してターンオン及びターンオフさせるパルス幅変調信号でありうる。前記第2モードで、前記第2スイッチング制御信号(CONS2)は前記第2スイッチング素子M2をターンオフ状態に維持するための信号でありうる。前記第3モードで、前記第2スイッチング制御信号(CONS2)は前記第2スイッチング素子M2をターンオン状態に維持するための信号でありうる。例えば、前記第3モードで前記第2スイッチング制御信号(CONS2)は前記入力電圧(VIN)でありうる。
前記出力キャパシタC2は、前記出力電圧(ELVDD)を出力する出力端子に連結される第1段及び接地に連結される第2段を含むことができる。
前記フィードバック回路は、第1抵抗R1、第2抵抗R2、及びエラー増幅器EAを含むことができる。
前記第1抵抗R1の第1段は前記出力端子に連結され、前記第1抵抗R1の第2段は前記エラー増幅器EAの第1入力端子に連結される。
前記第2抵抗R2の第1段は前記エラー増幅器EAの前記第1入力端子に連結され、前記第2抵抗R2の第2段は接地に連結される。
前記エラー増幅器EAの第2入力端子にはフィードバック基準電圧(VREF)が入力される。前記エラー増幅器EAの出力端子は前記比較器CPの第2入力端子に連結される。
本実施形態によれば、前記コントローラPCは前記入力電圧(VIN)の大きさによって、前記第1コンバーティング部542を同期モード、非同期ダイオードモード、及び非同期VGSモードのうち、いずれか1つで動作させるので、前記入力電圧(VIN)が前記出力電圧(ELVDD)を超える場合にも安定的に前記出力電圧(ELVDD)を生成することができる。
また、前記各コンバーティングモードの進入しきい電圧と進出しきい電圧を異なるように形成して、しきい電圧の近隣で前記コンバーティングモードが繰り返して変更される現象を防止することができる。
図8は、本発明の他の実施形態に係る第1コンバーティング部を示す回路図である。図9aは、図8の第1コンバーティング部の電流モードのうち、パルススキップモードを示すタイミング図である。図9bは、図8の第1コンバーティング部の電流モードのうち、不連続伝導モードを示すタイミング図である。図9cは、図8の第1コンバーティング部の電流モードのうち、連続伝導モードを示すタイミング図である。図10aは、図8の第1コンバーティング部が第2モードのコンバーティングモード及びパルススキップモードの電流モードで動作してから第1モードのコンバーティングモード及び連続伝導モードの電流モードに移動する時を示すタイミング図である。図10bは、図8の第1コンバーティング部が第2モードのコンバーティングモード及び不連続伝導モードの電流モードで動作してから第1モードのコンバーティングモード及び連続伝導モードの電流モードに移動する時を示すタイミング図である。
本実施形態に係るDC−DCコンバータ、これを用いたDC−DCコンバーティング方法、及びこれを含む表示装置は、前記DC−DCコンバータの第1コンバーティング部が適応型ローダ回路をさらに含むことを除外すれば、図1から図7bのDC−DCコンバータ、これを用いたDC−DCコンバーティング方法、及びこれを含む表示装置と同一である。したがって、同一または対応する構成要素に対しては、同一な参照番号を引用し、重複する説明は省略する。
図1から図10bを参照すると、前記表示装置は、表示パネル100、タイミング制御部200、スキャン駆動部300、データ駆動部400、及び電源生成部500を含むことができる。
前記電源生成部500は、電源管理部520及びDC−DCコンバータ540を含むことができる。前記電源管理部520は、充電ブロック522を含むことができる。
前記DC−DCコンバータ540は、前記入力電圧(VIN)に基づいて前記第1電源電圧(ELVDD)を生成する第1コンバーティング部542及び前記入力電圧(VIN)に基づいて前記第2電源電圧(ELVSS)を生成する第2コンバーティング部544を含むことができる。
前記第1コンバーティング部542は、第1スイッチング素子M1、第2スイッチング素子M2、モード選択回路MSC、及びコントローラPCを含む。前記第1コンバーティング部542は、インダクタL1、第1ダイオードD1、第2ダイオードD2、比較器CP、出力キャパシタC2、及びフィードバック回路をさらに含むことができる。
本実施形態において、前記第1コンバーティング部542は適応型ローダ回路ALCをさらに含むことができる。
前記コンバーティングモードが前記第1モードの時、前記第1コンバーティング部542は連続伝導モード(Continuous conduction mode;CCM)の電流モードで出力電圧を生成することができる。
前記コンバーティングモードが前記第2モードの時、前記第1コンバーティング部542はパルススキップモード(Pulse skip mode;PSM)、不連続伝導モード(Discontinuous conduction mode;DCM)、及び前記連続伝導モードのうち、いずれか1つの前記電流モードで前記出力電圧を生成することができる。
図9aには前記パルススキップモードの電流モードが図示されている。前記パルススキップモードで、前記インバータ電流(IL)は一部の周期でパルスを有し、他の一部の周期ではパルスを有しない。
図9bには前記不連続伝導モードの電流モードが図示されている。前記不連続伝導モードで、前記インバータ電流(IL)は1つの周期内で増加、減少、維持区間を有する。前記インバータ電流(IL)は連続する多くの周期内で連続的に増加及び減少を続いていない。前記インバータ電流(IL)は、連続する多くの周期内で維持区間により増加及び減少が断絶される。したがって、このような方式を不連続伝導モードという。
図9cには前記連続伝導モードの電流モードが図示されている。前記連続伝導モードで、前記インバータ電流(IL)は1つの周期内で増加及び減少区間のみを有する。前記インバータ電流(IL)は、連続する多数の周期内で連続的に増加及び減少を続けるので、連続伝導モードという。
前記DC−DCコンバータ540に連結される表示パネル100のロードのサイズによって、前記第1コンバーティング部542の電流モードが決定できる。例えば、前記DC−DCコンバータ540に連結される表示パネル100のロードが第1基準ロード未満の場合、前記第1コンバーティング部542の電流モードは前記パルススキップモードでありうる。例えば、前記DC−DCコンバータ540に連結される表示パネル100のロードが前記第1基準ロード以上であり、第2基準ロード未満の場合、前記第1コンバーティング部542の電流モードは前記不連続伝導モードでありうる。例えば、前記DC−DCコンバータ540に連結される表示パネル100のロードが前記第2基準ロード以上の場合、前記第1コンバーティング部542の電流モードは前記連続伝導モードでありうる。
前記適応型ローダ回路ALCは、前記第1コンバーティング部542の前記出力端子に連結できる。前記適応型ローダ回路ALCは、モードディテクタMD、第3スイッチング素子M3、及びロード抵抗RLを含むことができる。
前記第3スイッチング素子M3の制御電極は前記モードディテクタMDに連結され、前記第3スイッチング素子M3の第1電極は前記ロード抵抗RLの第1段に連結され、前記第3スイッチング素子M3の第2電極は接地に連結される。
前記ロード抵抗RLの第1段は前記第3スイッチング素子の前記第1電極に連結され、前記ロード抵抗RLの第2段は前記第1コンバーティング部542の前記出力端子に連結される。
前記モードディテクタMDは、前記コンバーティングモード(SELMODE)及び前記入力電圧(VIN)に基づいて前記第3スイッチング素子M3のターンオン及びターンオフを制御する。
前記適応型ローダ回路ALCは、前記コンバーティングモードが前記第2モードから前記第1モードに切り換えられる時、前記電流モードが前記パルススキップモードの場合、前記電流モードを前記パルススキップモード、前記不連続伝導モード、及び前記連続伝導モードに順次に切り換えられるようにする。
図10aから見るように、前記パルススキップモードから前記連続伝導モードに一度に変化するようになる場合、前記インバータ電流(IL)のレベルは不安定に変化する。それによって、前記第1コンバーティング部542の出力電圧(VOUT)やはり不安定になる。
前記コンバーティングモードが前記第2モードから前記第1モードに切り換えられる時、前記電流モードが前記パルススキップモードの場合、前記第3スイッチング素子M3がターンオンされて前記ロード抵抗RLは前記出力端子に連結される。したがって、前記第1コンバーティング部542の前記電流モードが前記パルススキップモードから前記不連続伝導モードに変わることができる。
前記コンバーティングモードが前記第1モードの時には前記第3スイッチング素子M3はターンオフされる。
図10bから見るように、前記パルススキップモード、前記不連続伝導モード、及び前記連続伝導モードに順次に変化するようになる場合、前記インバータ電流(IL)のレベルは安定的に変化することができる。それによって、前記第1コンバーティング部542の出力電圧(VOUT)やはり安定的に変化できる。
本実施形態によれば、前記コントローラPCは前記入力電圧(VIN)のサイズによって、前記第1コンバーティング部542を同期モード、非同期ダイオードモード、及び非同期VGSモードのうち、いずれか1つで動作させるので、前記入力電圧(VIN)が前記出力電圧(ELVDD)を超える場合にも安定的に前記出力電圧(ELVDD)を生成することができる。
また、前記各コンバーティングモードの進入しきい電圧と進出しきい電圧を異なるように形成してしきい電圧の近隣で前記コンバーティングモードが繰り返して変更される現象を防止することができる。
また、前記コンバーティングモードが前記第2モードから前記第1モードに切り換えられる時、前記電流モードが前記パルススキップモードの場合、前記電流モードは、前記パルススキップモード、前記不連続伝導モード、及び前記連続伝導モードに順次に切換できる。したがって、前記モードの変更にもかかわらず、前記出力電圧(ELVDD)を安定的に出力することができる。
図11は、本発明の一実施形態に係るDC−DCコンバーティング方法を示すフローチャートである。図12aは、出力電圧が4.6Vの時、図11のDC−DCコンバーティング方法を示すタイミング図である。図12bは、出力電圧が5.0Vの時、図11のDC−DCコンバーティング方法を示すタイミング図である。
図1から図7b及び図11から図12bによれば、前記表示装置は、表示パネル100、タイミング制御部200、スキャン駆動部300、データ駆動部400、及び電源生成部500を含むことができる。
前記電源生成部500は、電源管理部520及びDC−DCコンバータ540を含むことができる。前記電源管理部520は、充電ブロック522を含むことができる。
前記DC−DCコンバータ540は、前記入力電圧(VIN)に基づいて前記第1電源電圧(ELVDD)を生成する第1コンバーティング部542、及び前記入力電圧(VIN)に基づいて前記第2電源電圧(ELVSS)を生成する第2コンバーティング部544を含むことができる。
前記第1コンバーティング部542は、第1スイッチング素子M1、第2スイッチング素子M2、モード選択回路MSC、及びコントローラPCを含む。前記第1コンバーティング部542は、インダクタL1、第1ダイオードD1、第2ダイオードD2、比較器CP、出力キャパシタC2、及びフィードバック回路をさらに含むことができる。
前記モード選択回路MSCは、基準電圧生成部VG及びモード選択器MSを含む。前記基準電圧生成部VGは、前記入力電圧(VIN)の入力を受けて前記第1コンバーティング部542のコンバーティングモードを決定する基準電圧を生成する。
前記入力電圧(VIN)、前記第1基準電圧(VDEN)、前記第2基準電圧(VDEX)、前記第3基準電圧(VVEN)、及び前記第4基準電圧(VVEX)は、前記モード選択器MSに入力される。前記モード選択器MSは、前記入力電圧(VIN)を前記第1基準電圧(VDEN)、前記第2基準電圧(VDEX)、前記第3基準電圧(VVEN)、及び前記第4基準電圧(VVEX)と比較して前記コンバーティングモード(SELMODE)を出力することができる。
前記モード選択器MSは、前記入力電圧(VIN)が第1基準電圧(VDEN)未満から前記第1基準電圧(VDEN)以上に増加する時(図12aのta1からta2に進行、図12bのtb1からtb2に進行)、前記コンバーティングモード(SELMODE)を前記第1モードから前記第2モードに変更することができる。前記第1基準電圧(VDEN)は、前記第2モードの進入しきい電圧として定義することができる。
前記第1モードは、同期モード(Synchronous mode)でありうる。前記第1モードで、前記第1スイッチング素子M1は前記第1スイッチング制御信号(CONS1)によりターンオン及びターンオフ状態を繰り返し、前記第2スイッチング素子M2は前記第2スイッチング制御信号(CONS2)によりターンオン及びターンオフ状態を繰り返す。
前記第2モードは、非同期ダイオードモード(Asynchronous diode mode)でありうる。前記第2モードで、前記第1スイッチング素子M1は前記第1スイッチング制御信号(CONS1)によりターンオン及びターンオフ状態を繰り返し、前記第2スイッチング素子M2は前記第2スイッチング制御信号(CONS2)によりターンオフ状態を維持することができる。
図11及び図12aで、前記出力電圧(ELVDD)は4.6Vとして例示する。図11及び図12aで、前記第1基準電圧(VDEN)は4.5Vでありうる。前記入力電圧(VIN)が前記出力電圧に近接して最小オンデューティが足りないと、前記第1モードで動作が困難になる。
図12bで、前記出力電圧(ELVDD)は5.0Vとして例示する。図12bで、前記第1基準電圧(VDEN)は4.9Vでありうる。
前記モード選択器MSは、前記入力電圧(VIN)が第3基準電圧(VVEN)未満から前記第3基準電圧(VVEN)以上に増加する時(図12aのta2からta3に進行、図12bのtb2からtb3に進行)、前記コンバーティングモード(SELMODE)を前記第2モードから前記第3モードに変更することができる。前記第3基準電圧(VVEN)は、前記第3モードの進入しきい電圧として定義することができる。
前記第3モードは、非同期VGSモード(Asynchronous VGS mode)でありうる。前記第3モードで、前記第1スイッチング素子M1は前記第1スイッチング制御信号(CONS1)によりターンオン及びターンオフ状態を繰り返し、前記第2スイッチング素子M2はターンオン状態を維持することができる。前記第3モードで、前記第2スイッチング素子M2の制御電極には前記入力電圧(VIN)が印加できる。
図11及び図12aで、前記出力電圧(ELVDD)は4.6Vとして例示する。図11及び図12aで、前記第3基準電圧(VVEN)は5.1Vでありうる。前記第2ダイオードD2のフォワードドロップ電圧(Vf)は約0.5Vでありうる。前記入力電圧(VIN)が前記出力電圧及び前記第2ダイオードD2のフォワードドロップ電圧(Vf)の和に近接して最小オンデューティが足りないと、前記第2モードで動作が困難になる。
図12bで、前記出力電圧(ELVDD)は5.0Vとして例示する。図12bで、前記第3基準電圧(VVEN)は5.5Vでありうる。
前記モード選択器MSは、前記入力電圧(VIN)が第4基準電圧(VVEX)以上から前記第4基準電圧(VVEX)未満に減少する時(図12aのta3からta4に進行、図12bのtb3からtb4に進行)、前記コンバーティングモード(SELMODE)を前記第3モードから前記第2モードに変更することができる。前記第4基準電圧(VVEX)は、前記第3モードの進出しきい電圧として定義することができる。
図11及び図12aで、前記出力電圧(ELVDD)は4.6Vとして例示する。図11及び図12aで、前記第4基準電圧(VVEX)は5.0Vでありうる。
図12bで、前記出力電圧(ELVDD)は5.0Vとして例示する。図12bで、前記第4基準電圧(VVEX)は5.4Vでありうる。
前記第3モードの進入しきい電圧(VVEN)と進出しきい電圧(VVEX)を異なるように形成して、しきい電圧の近隣で前記コンバーティングモードが繰り返して変更される現象を防止することができる。
前記モード選択器MSは、前記入力電圧(VIN)が第2基準電圧(VDEX)以上から前記第2基準電圧(VDEX)未満に減少する時(図12aのta4からta5に進行、図12bのtb4からtb5に進行)、前記コンバーティングモード(SELMODE)を前記第2モードから前記第1モードに変更することができる。前記第2基準電圧(VDEX)は、前記第2モードの進出しきい電圧として定義することができる。
図11及び図12aで、前記出力電圧(ELVDD)は4.6Vとして例示する。図11及び図12aで、前記第2基準電圧(VDEX)は4.4Vでありうる。
図12bで、前記出力電圧(ELVDD)は5.0Vとして例示する。図12bで、前記第2基準電圧(VDEX)は4.8Vでありうる。
前記第2モードの進入しきい電圧(VDEN)と進出しきい電圧(VDEX)を異なるように形成して、しきい電圧の近隣で前記コンバーティングモードが繰り返して変更される現象を防止することができる。
本実施形態によれば、前記コントローラPCは前記入力電圧(VIN)のサイズによって、前記第1コンバーティング部542を同期モード、非同期ダイオードモード、及び非同期VGSモードのうち、いずれか1つで動作させるので、前記入力電圧(VIN)が前記出力電圧(ELVDD)を超える場合にも安定的に前記出力電圧(ELVDD)を生成することができる。
また、前記各コンバーティングモードの進入しきい電圧と進出しきい電圧を異なるように形成して、しきい電圧の近隣で前記コンバーティングモードが繰り返して変更される現象を防止することができる。
本発明は、表示装置を備える全てのシステムに適用できる。例えば、本発明は、テレビ、コンピュータモニター、ノートブック、ディジタルカメラ、携帯電話、スマートフォン、PDA、PMP、MP3プレーヤー、ナビゲーション、ビデオフォンなどに適用できる。
以上、本発明の例示的な実施形態を参照して説明したが、該当技術分野で通常の知識を有する者であれば特許請求範囲に記載された本発明の思想及び領域から外れない範囲内で本発明を多様に修正及び変更させることができることを理解することができる。
100 表示パネル
200 タイミング制御部
300 スキャン駆動部
400 データ駆動部
500 電源生成部
520 電源管理部
522 充電ブロック
540 DC−DCコンバータ
542 第1コンバーティング部
544 第2コンバーティング部
700 バッテリーパック
800 アダプタ

Claims (10)

  1. 第1スイッチング素子と、
    前記第1スイッチング素子と連結される第2スイッチング素子と、
    入力電圧に基づいて第1モード及び第2モードのうち、いずれか1つをコンバーティングモードとして選択するモード選択回路と、
    前記コンバーティングモードに基づいて前記第1スイッチング素子を制御する第1スイッチング制御信号、及び前記コンバーティングモードに基づいて前記第2スイッチング素子を制御する第2スイッチング制御信号を生成するコントローラと、
    を含むことを特徴とする、DC−DCコンバータ。
  2. 前記第1モードで、
    前記第1スイッチング素子は前記第1スイッチング制御信号によりターンオン及びターンオフ状態を繰り返し、
    前記第2スイッチング素子は前記第2スイッチング制御信号によりターンオン及びターンオフ状態を繰り返すことを特徴とする、請求項1に記載のDC−DCコンバータ。
  3. 前記第2モードで、
    前記第1スイッチング素子は前記第1スイッチング制御信号によりターンオン及びターンオフ状態を繰り返し、
    前記第2スイッチング素子は前記第2スイッチング制御信号によりターンオフ状態を維持することを特徴とする、請求項1に記載のDC−DCコンバータ。
  4. 前記モード選択回路は、前記入力電圧が第1基準電圧未満から前記第1基準電圧以上に増加する時、前記コンバーティングモードを前記第1モードから前記第2モードに変更することを特徴とする、請求項1に記載のDC−DCコンバータ。
  5. 前記モード選択回路は、前記入力電圧が第2基準電圧以上から前記第2基準電圧未満に減少する時、前記コンバーティングモードを前記第2モードから前記第1モードに変更し、
    前記第2基準電圧は前記第1基準電圧と相異することを特徴とする、請求項4に記載のDC−DCコンバータ。
  6. 前記モード選択回路は、前記入力電圧に基づいて前記第1モード、前記第2モード、及び第3モードのうち、いずれか1つを前記コンバーティングモードとして選択することを特徴とする、請求項1に記載のDC−DCコンバータ。
  7. 前記第3モードで、
    前記第1スイッチング素子は前記第1スイッチング制御信号によりターンオン及びターンオフ状態を繰り返し、
    前記第2スイッチング素子は前記第2スイッチング制御信号によりターンオン状態を維持することを特徴とする、請求項6に記載のDC−DCコンバータ。
  8. 前記第3モードで、
    前記第2スイッチング制御信号は前記入力電圧であることを特徴とする、請求項7に記載のDC−DCコンバータ。
  9. 前記モード選択回路は、前記入力電圧が第1基準電圧未満から前記第1基準電圧以上に増加する時、前記コンバーティングモードを前記第1モードから前記第2モードに変更することを特徴とする、請求項6に記載のDC−DCコンバータ。
  10. 前記モード選択回路は、前記入力電圧が第2基準電圧以上から前記第2基準電圧未満に減少する時、前記コンバーティングモードを前記第2モードから前記第1モードに変更し、
    前記第2基準電圧は、前記第1基準電圧と相異することを特徴とする、請求項9に記載のDC−DCコンバータ。
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