KR100961120B1 - 리셋 기능을 갖는 백라이트 유닛용 구동회로 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 ESD/EOS와 같은 전기적 스트레스에 의한 장치의 오작동을 방지하기 위해 리셋 기능을 갖는 백라이트 유닛용 구동회로에 관한 것으로, 구동 전원을 공급하는 전원부와, 상기 전원부로부터 구동 전원을 공급받아 램프의 휘도를 제어하는 제어부와, 상기 제어부로부터의 휘도 제어 신호의 전압 레벨을 검출하여 상기 제어부의 이상 동작시에 상기 제어부에 공급되는 구동 전원을 리셋하는 리셋부를 포함하는 것을 특징으로 하는 리셋 기능을 갖는 백라이트 유닛용 구동회로를 제공하는 것이다.
Figure R1020080083073
백라이트 유닛(Back Light Unit), 휘도 제어(Luminance Control), 디밍(Dimming), 리셋(Reset), 엘.이.디 구동 회로(LED Driving Circuit)

Description

리셋 기능을 갖는 백라이트 유닛용 구동회로{DRIVING CIRCUIT FOR BACK-LIGHT UNIT HAVING RESET FUNCTION}
본 발명은 백라이트 유닛용 구동회로에 관한 것으로 보다 상세하게는 ESD/EOS와 같은 전기적 스트레스에 의한 장치의 오작동을 방지하기 위해 리셋 기능을 갖는 백라이트 유닛용 구동회로에 관한 것이다.
최근 들어, 디스플레이 장치 중 액정 표시 장치(Liquid Crystal Display;LCD)는 소형 및 슬림화와 저전력 소모의 장점으로 인해 컴퓨터, 노트북, AV 기기 등의 다양한 제품에 이용되고 있다.
이러한 액정 표시 장치에는 화소에 필요한 광을 방출하는 백라이트 유닛이 채용된다.
상기 백라이트 유닛은 바(Bar) 형태의 복수의 램프, 상기 램프에 전원을 공급하고 다른 회로의 구동 전원을 공급하는 전원 회로와 상기 구동 전원을 공급받아 램프의 휘도를 조정하는 제어부를 포함한다.
한편, 상술한 램프로는 일반적으로 냉음극관 형광 램프(Cold Cathode Fluorescent Lamp; CCFL)를 사용하고 있으나, 처리 속도, 전력 소모 및 수명 등을 고려하여 발광 다이오드(Light Emitting Diode)를 광원으로 채택한 백라이트 유닛이 등장하고 있다.
이러한 발광 다이오드를 광원으로 채택한 백라이트 유닛은 상술한 발광 다이오드의 제어를 위한 구동 회로를 구비하며, 상술한 구동 회로는 재설정 가능 반도체(Field-Programmable Gate Array;FPGA)로 이루어진 제어부를 채용하여 화면 분활 구동(Local Dimming) 및 스캐닝 구동(Scanning Dimming)과 같은 기능을 수행하여 명암비를 극대화할 수 있고 움직이는 연상의 잔상을 효과적으로 제거할 수 있다.
그러나, 상술한 재설정 가능 반도체로 이루어진 제어부는 정전기 방전( EIectro-Static Discharge;ESD) 또는 전기 과부하(Electrical Over Stress;EOS)와 같은 전기적 스트레스에 취약하여 전기적 스트레스가 가해지는 경우 오동작하는 문제점이 발생한다.
상술한 문제점을 해결하기 위해, 본 발명의 목적은 ESD/EOS와 같은 전기적 스트레스에 의한 장치의 오작동을 방지하기 위해 리셋 기능을 갖는 백라이트 유닛용 구동회로를 제공하는 것이다.
상술한 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 하나의 기술적인 측면은 구동 전원을 공급하는 전원부와, 상기 전원부로부터 구동 전원을 공급받아 램프의 휘도를 제어하는 제어부와, 상기 제어부로부터의 휘도 제어 신호의 전압 레벨을 검출하여 상기 제어부의 이상 동작시에 상기 제어부에 공급되는 구동 전원을 리셋하는 리셋부를 포함하는 것을 특징으로 하는 리셋 기능을 갖는 백라이트 유닛용 구동회로를 제공하는 것이다.
본 발명의 하나의 기술적인 측면에 따르면, 상기 리셋부는 상기 제어부로부터의 휘도 제어 신호의 신호 레벨이 사전에 설정된 레벨 이내에 존재하는지를 검출하는 검출부와, 상기 검출부로부터의 검출 결과가 이상 동작이면 사전에 설정된 시간 동안 상기 구동 전원의 공급을 차단하는 리셋 제어부를 포함할 수 있다.
본 발명의 하나의 기술적인 측면에 따르면, 상기 검출부는 사전에 설정된 제1 기준 전압을 입력받는 제1 플러스 입력 단자와 상기 휘도 제어 신호를 입력받는 제1 마이너스 입력 단자를 갖는 제1 비교기와, 상기 휘도 제어 신호를 입력받는 제2 플러스 입력 단자와 사전에 설정되고 상기 제1 기준 전압 보다 높은 전압 레벨의 제2 기준 전압을 입력받는 제2 마이너스 입력 단자를 갖는 제2 비교기를 포함할 수 있다.
본 발명의 하나의 기술적인 측면에 따르면, 상기 리셋부는 상기 검출부의 검출 결과가 이상 동작이면 상기 전원부로부터의 사전에 설정된 전압 레벨을 갖는 바이어스 전원을 스위칭하여 하이 레벨 신호를 상기 리셋 제어부에 전달하는 스위치부를 더 포함할 수 있고, 상기 스위칭부는 상기 검출부의 검출 결과가 이상 동작이면 스위칭 온하여 상기 바이어스 전원과 접지간의 전달 경로를 도통시키는 제1 스위치와, 상기 제1 스위치가 스위칭 온하면, 상기 바이어스 전원과 접지간의 전달 경로를 차단하여 상기 리셋 제어부에 하이 레벨 신호를 전달하는 제2 스위치를 포함할 수 있다.
본 발명의 하나의 기술적인 측면에 따르면, 상기 리셋 제어부는 상기 제2 스위치로부터 하이 레벨 신호가 전달되면 사전에 설정된 시간을 갖는 펄스 신호를 출력하는 펄스 생성부와, 상기 펄스 생성부로부터의 펄스 신호의 신호 레벨이 하이(High)인 시간 동안 상기 구동 전원의 전달을 차단하는 제3 스위치를 포함할 수 있다.
본 발명의 하나의 기술적인 측면에 따르면, 상기 제어부는 상기 램프의 휘도를 분할 조절하는 PWM 휘도 제어 신호 및 상기 PWM 휘도 제어 신호의 신호 레벨을 설정하는 리니어 휘도 제어 신호를 출력하는 메인 제어기와, 상기 램프의 휘도를 분할 조절하는 PWM 휘도 제어 신호를 출력하는 보조 제어기를 포함할 수 있다.
본 발명의 하나의 기술적인 측면에 따르면, 상기 메인 제어기는 상기 보조 제어기에 사전에 설정된 펄스 신호를 전송하고, 상기 보조 제어기로부터 상기 펄스 신호에 관한 응답 신호을 수신하면 상기 리니어 휘도 제어 신호를 출력할 수 있다.
본 발명의 하나의 기술적인 측면에 따르면, 상기 제어부는 상기 메인 제어기로부터의 상기 리니어(Linear) 휘도 제어 신호를 필터링하여 상기 리셋부의 검출부에 전달하는 필터를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면, 백라이트 유닛에 전기적 스트레스가 가해지는 경우 FPGA와 같은 디지털 IC의 오동작을 차단할 수 있는 효과가 있다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 백라이트 유닛용 구동회로의 개략적인 구성도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 백라이트 유닛용 구동 회로(100)는 전원 부(110), 제어부(120) 및 리셋부(130)를 포함한다.
전원부(110)는 입력 전원(Vin)을 서로 다른 전압 레벨을 갖는 복수의 전원으로 변환한다. 즉, 전원부(110)는 서로 다른 전압 레벨을 갖는 인에이블 전원과 구동 전원을 출력할 수 있으며, 도 2에 도시된 바와 같이 바이어스 전원을 출력할 수 도 있다.
전원부(110)로부터의 인에이블 전원과 구동 전원은 제어부(120)에 전달된다.
제어부(120)는 램프의 휘도를 제어하는 휘도 제어 신호를 출력한다. 이때, 전원부(110)로부터의 상기 인에이블 전원이 하이(High)인 경우 동작하고, 동작에 필요한 전원으로 상기 구동 전원을 공급받아 휘도 제어 동작을 수행한다.
제어부(120)는 복수의 램프 중 부분적으로 휘도를 제어할 수 있는 분할 휘도 제어 동작을 수행할 수 있으며, 이에 따라 분할 휘도 제어를 위한 PWM(Pulse Width Modulation) 휘도 제어 신호와 상기 PWM 휘도 제어 신호의 레벨 크기를 설정하는 리니어(Linear) 휘도 제어 신호를 출력한다. 여기서 리니어 휘도 제어 신호는 PWM 휘도 제어 신호의 듀티가 100%일 경우의 전류 설정값을 의미한다.
제어부(120)는 메인 제어기(121)와 보조 제어기(122)를 포함할 수 있으며, 더하여 필터(123)를 포함할 수도 있다.
메인 제어기(121)와 보조 제어기(122)는 각각 재설정 가능 반도체(Field-Programmable Gate Array;FPGA)로 이루어진 디지털(Digital) 집적회로(Integrated Cicuit;IC)일 수 있다. 이에 따라 전기적인 스트레스에 취약할 수 있으며, 메인 제 어기(121)는 보조 제어기에(122)에 일정 시간 간격으로 펄스 신호를 전송하고, 상기 펄스 신호에 관한 응답 신호를 전송받으면 보조 제어기(122)가 정상 동작하는 것으로 판단하고 상기 리니어 휘도 제어 신호를 출력한다.
상기 리니어 휘도 제어 신호는 필터(123)를 통해 필터링되어 리셋부(130)에 전달된다.
리셋부(130)는 검출부(131), 스위치부(132) 및 리셋 제어부(133)를 포함할 수 있다.
검출부(131)는 필터(123)로부터 휘도 제어 신호를 전달받아 상기 휘도 제어 신호의 이상 여부를 검출한다. 즉, 전기적 스트레스에 의해서 제어부(120)의 보조 제어기(122)에 이상이 발생한 경우 메인 제어기(121)는 리니어 휘도 제어 신호를 출력하지 않고, 메인 제어기(121)에 이상이 발생하는 경우 또한 리니어 휘도 제어 신호의 전압 레벨이 낮거나 높다.
이에 따라, 검출부(131)는 상기 휘도 제어 신호의 전압 레벨이 사전에 설정된 기준 전압 범위 이내이면 제어부(120)가 정상 동작하는 것으로 판단하고, 상기 휘도 제어 신호의 전압 레벨이 상기 기준 전압 범위 이외이면 제어부(120)가 이상동작하는 것으로 판단하여, 제어부(120)의 이상 여부를 검출한다.
스위치부(132)는 검출부(131)로부터의 검출 결과가 이상 동작이면 전원부(110)로부터의 상기 바이어스 전원을 스위칭하여 하이(High) 레벨 신호를 출력하고, 검출 결과가 정상 동작이면 로우(Low) 레벨 신호를 출력한다.
리셋 제어부(133)는 스위치부(132)로부터 상기 하이 레벨 신호를 전달받으면 사전에 설정된 시간 동안 상기 구동 전원의 공급을 차단하여 제어부(120)를 리셋할 수 있다.
도 2는 본 발명의 백라이트 유닛용 구동 회로에 채용된 리셋부의 상세 구성도이다.
도 1과 함께 도 2를 참조하면, 검출부(131)는 제1 및 제2 비교기를 갖는 제1 IC(U1)로 구성될 수 있다. 예를 들어 LM324 IC로 구성될 수도 있다.
제1 IC(U1)는 총 14개의 단자를 가지며, 4개의 비교기를 포함할 수 있다. 이중 좌측의 1번 내지 7번 단자에 해당하는 2개의 비교기는 소정의 버퍼 회로를 구성하고, 우측의 8번 내지 14번 단자에 해당하는 내부 회로는 상기 제1 및 제2 비교기를 구성할 수 있다. 대략 1.0V 정도의 제1 기준 전압이 상기 제1 비교기의 플러스 단자인 10번 단자로 입력되고 대략 3.0V 정도의 제2 기준 전압이 상기 제2 비교기의 마이너스 단자인 13번 단자로 입력되며, 제어부(120)로부터의 휘도 제어 신호의 전압 레벨은 상기 제1 비교기의 마이너스 단자인 9번 단자와 상기 제2 비교기의 플러스 단자인 12번 단자에 각각 입력된다.
이에 따라, 상기 휘도 제어 신호의 전압 레벨이 상기 제1 기준 전압 및 제2 기준 전압의 범위 내에 존재하면 제어부(120)가 정상 동작 중인 것으로 판단하고, 상기 휘도 제어 신호의 전압 레벨이 상기 제1 기준 전압 및 제2 기준 전압의 범위 외에 존재하면 제어부(120)가 이상 동작하는 것으로 판단한다.
즉, 검출부(131)는 제어부(120)의 이상 동작 여부를 검출하여 그 검출 결과를 스위치부(132)에 전달한다. 이때, 검출부(131)가 상술한 제1 및 제2 비교기로 구성됨에 의해 제어부(120)의 이상 동작 시 상기 검출 결과는 하이 레벨 신호로 출력된다.
스위치부(132)는 전원부(110)로부터 사전에 설정된 전압 레벨을 갖는 바이어스 전원을 전달받고, 바이어스 전원단과 접지 사이에 병렬 연결된 제1 및 제2 스위치(SW1,SW2)를 포함한다.
제1 스위치(SW1)는 검출부(131)로부터의 검출 결과가 이상 동작이면 즉, 하이 레벨 신호이면 상기 검출 결과를 베이스에 입력받아 스위칭 온하여 상기 바이어스 전원과 접지간의 전달 경로를 도통시킨다.
제1 스위치(SW1)가 스위칭 온 하면 제2 스위치(SW2)의 베이스에는 로우 레벨 신호가 인가되어 제2 스위치(SW2)는 스위칭 오프된다. 이에 따라 상기 바이어스 전원과 접지간의 전달 경로를 차단되며, 제2 스위치(SW2)는 하이 레벨 신호를 리셋 제어부(133)에 전달한다. 상기 바이어스 전원의 전압 레벨은 제2 스위치(SW2)로부터의 하이 레벨 신호의 전압 레벨과 동일할 수 있다.
리셋 제어부(133)는 사전에 설정된 펄스 신호를 출력하는 펄스 생성부(U2)와 리셋 신호를 출력하는 제3 스위치(SW3)를 포함한다.
펄스 생성부(U2)는 제2 스위치(SW2)로부터 하이 레벨 신호가 전달되면 사전 에 설정된 시간을 갖는 펄스 신호를 출력하는데, 예를 들어 펄스 생성부(U2)는 555타이어(Timer)로 구성될 수도 있고, 펄스 생성부(U2)는 총 8개의 단자를 갖는 집적 회로로 구성될 수 있으며 제2 스위치(SW2)로부터의 하이 레벨 신호는 4번 단자에 입력되고, 이에 따라 상기 펄스 신호는 3번 단자로 출력될 수 있다.
펄스 생성부(U2)로부터의 펄스 신호의 신호 레벨이 하이(High)인 시간 동안 제3 스위치(SW3)는 리셋 신호를 출력한다.
즉, 펄스 생성부(U2)로부터의 펄스 신호의 신호 레벨이 하이(High)이면, 제3 스위치(SW3)는 전원부(110)로부터 제어부(120)에 전달되는 상기 구동 전원을 차단하여 제어부(120)를 리셋한다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고 후술하는 특허청구범위에 의해 한정되며, 본 발명의 구성은 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 그 구성을 다양하게 변경 및 개조할 수 있다는 것을 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 쉽게 알 수 있다.
도 1은 본 발명의 백라이트 유닛용 구동 회로의 개략적인 구성도.
도 2는 본 발명의 백라이트 유닛용 구동 회로에 채용된 리셋부의 상세 구성도.
<도면의 주요 부호에 대한 상세한 설명>
100...백라이트 유닛용 구동 회로 110...전원부
120...제어부 121...메인 제어기
122...보조 제어기 123...필터
130...리셋부 131...검출부
132...스위치부 133...리셋 제어부
U1...제1 및 제2 비교기 U2...펄스 발생부

Claims (8)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 구동 전원을 공급하는 전원부;
    상기 전원부로부터 구동 전원을 공급받아 램프의 휘도를 제어하는 제어부; 및
    상기 제어부로부터의 휘도 제어 신호의 전압 레벨을 검출하여 상기 제어부의 이상 동작시에 상기 제어부에 공급되는 구동 전원을 리셋하는 리셋부를 포함하고,
    상기 리셋부는
    상기 제어부로부터의 휘도 제어 신호의 신호 레벨이 사전에 설정된 레벨 이내에 존재하는지를 검출하는 검출부; 및
    상기 검출부로부터의 검출 결과가 이상 동작이면 사전에 설정된 시간 동안 상기 구동 전원의 공급을 차단하는 리셋 제어부를 포함하며,
    상기 검출부는
    사전에 설정된 제1 기준 전압을 입력받는 제1 플러스 입력 단자와 상기 휘도 제어 신호를 입력받는 제1 마이너스 입력 단자를 갖는 제1 비교기; 및
    상기 휘도 제어 신호를 입력받는 제2 플러스 입력 단자와 사전에 설정되고 상기 제1 기준 전압 보다 높은 전압 레벨의 제2 기준 전압을 입력받는 제2 마이너스 입력 단자를 갖는 제2 비교기
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 리셋 기능을 갖는 백라이트 유닛용 구동회로.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 리셋부는 상기 검출부의 검출 결과가 이상 동작이면 상기 전원부로부터의 사전에 설정된 전압 레벨을 갖는 바이어스 전원을 스위칭하여 하이 레벨 신호를 상기 리셋 제어부에 전달하는 스위치부를 더 포함하고,
    상기 스위칭부는
    상기 검출부의 검출 결과가 이상 동작이면 스위칭 온하여 상기 바이어스 전원과 접지간의 전달 경로를 도통시키는 제1 스위치; 및
    상기 제1 스위치가 스위칭 온하면, 상기 바이어스 전원과 접지간의 전달 경로를 차단하여 상기 리셋 제어부에 하이 레벨 신호를 전달하는 제2 스위치
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 리셋 기능을 갖는 백라이트 유닛용 구동회로.
  5. 제4항에 있어서, 상기 리셋 제어부는
    상기 제2 스위치로부터 하이 레벨 신호가 전달되면 사전에 설정된 시간을 갖는 펄스 신호를 출력하는 펄스 생성부; 및
    상기 펄스 생성부로부터의 펄스 신호의 신호 레벨이 하이(High)인 시간 동안 상기 구동 전원의 전달을 차단하는 제3 스위치
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 리셋 기능을 갖는 백라이트 유닛용 구동회로.
  6. 구동 전원을 공급하는 전원부;
    상기 전원부로부터 구동 전원을 공급받아 램프의 휘도를 제어하는 제어부; 및
    상기 제어부로부터의 휘도 제어 신호의 전압 레벨을 검출하여 상기 제어부의 이상 동작시에 상기 제어부에 공급되는 구동 전원을 리셋하는 리셋부를 포함하고,
    상기 리셋부는
    상기 제어부로부터의 휘도 제어 신호의 신호 레벨이 사전에 설정된 레벨 이내에 존재하는지를 검출하는 검출부; 및
    상기 검출부로부터의 검출 결과가 이상 동작이면 사전에 설정된 시간 동안 상기 구동 전원의 공급을 차단하는 리셋 제어부를 포함하며,
    상기 제어부는
    상기 램프의 휘도를 분할 조절하는 PWM(Pulse Width Modulation) 휘도 제어 신호 및 상기 PWM 휘도 제어 신호의 신호 레벨을 설정하는 리니어 휘도 제어 신호를 출력하는 메인 제어기; 및
    상기 램프의 휘도를 분할 조절하는 PWM 휘도 제어 신호를 출력하는 보조 제어기
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 리셋 기능을 갖는 백라이트 유닛용 구동회로.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 메인 제어기는 상기 보조 제어기에 사전에 설정된 펄스 신호를 전송하고, 상기 보조 제어기로부터 상기 펄스 신호에 관한 응답 신호을 수신하면 상기 리니어 휘도 제어 신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 리셋 기능을 갖는 백라이트 유닛용 구동회로.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 메인 제어기로부터의 상기 리니어(Linear) 휘도 제어 신호를 필터링하여 상기 리셋부의 검출부에 전달하는 필터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 리셋 기능을 갖는 백라이트 유닛용 구동회로.
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