KR101193305B1 - 디밍제어장치, 엘이디 구동장치 및 디밍제어방법 - Google Patents

디밍제어장치, 엘이디 구동장치 및 디밍제어방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 디밍제어장치, 엘이디 구동장치 및 디밍제어방법에 관한 것이다. 본 발명의 하나의 실시예에 따라, 기준신호와 입력전압으로부터 펄스폭변조(PWM) 신호를 생성하는 PWM신호 생성부; PWM신호 생성부에서 출력되는 PWM신호를 내부 클럭신호를 이용하여 보상하는 신호보상부; 및 보상된 신호와 외부 클럭신호를 동기화시켜, 디밍제어를 위한 동기화된 PWM 제어신호를 출력하는 동기화부; 를 포함하여 이루어지는 디밍제어장치가 제안된다. 또한, 엘이디 구동장치 및 디밍제어방법이 제안된다.

Description

디밍제어장치, 엘이디 구동장치 및 디밍제어방법{DIMMING CONTROL DEVICE, APPARATUS FOR DRIVING LED, AND DIMMING CONTROL METHOD}
본 발명은 디밍제어장치, 엘이디 구동장치 및 디밍제어방법에 관한 것이다. 구체적으로는 PLL을 사용하지 않고 외부 클럭과 동기화시키는 디밍제어장치, 엘이디 구동장치 및 디밍제어방법에 관한 것이다.
LED는 휘도를 조절하는 방법으로 PWM 제어 방식이 일반적으로 사용된다. LED를 특정 주파수 이상으로 점멸시키면 인간의 눈에는 빛이 지속적으로 점등된 상태로 보이며, 점멸 신호의 한 주기 내의 ON 구간의 비율이 높아질수록 LED 빛의 밝기는 밝아진다. 따라서 원하는 휘도를 갖도록 조절된 듀티비를 갖는 PWM 신호를 생성하여 스위칭 수단에 제공하는 방법으로 LED를 제어하여 LED를 점멸하고 있다. LED는 PWM 신호, 즉, 듀티비를 이용하여 휘도 조절이 가능하므로, 원하는 휘도에 맞는 듀티비를 제공하기 위한 PWM 신호 발생장치가 따로 필요하다.
종래에, 한 주기 내에 하이(HIGH) 구간을 0% ~ 100%로 갖는 PWM 신호를 별도로 생성하여 외부에서 구동회로로 인가하였으나, 최근 이를 간소화하기 위해 PWM 발생장치를 구동회로로 내재화한, 이른바 내부(Internal) PWM 방식을 사용하고 있다. 이러한 방식은 내부에서 기준 파형을 발생시키고 이를 입력된 DC 전압과 비교하여 PWM 신호를 발생시킨다. 이때 DC 입력 전압의 크기에 따라 듀티비가 결정된다.
이러한 종래의 방식의 경우, 생성된 PWM 신호가 외부의 영상 신호와 동기가 맞지 않으면 화면이 흘러내리는 것과 같은 현상 이른바 워터폴(Waterfall) 현상이 나타나기 때문에 이를 방지하기 위해 주로 PLL을 사용하고 있다. 하지만 PLL을 사용하면 초기 상태(외부 클럭과 PWM 신호가 동기되지 않은 경우)에서 정상 상태(외부 클럭과 PWM 신호가 동기가 된 경우)로 진행하는 과도 상태가 존재하게 된다. 이러한 과도 상태에서 PWM 신호의 주파수 및 듀티가 변화하기 때문에 LED 구동시 LED가 깜박이는 플리커(flicker) 현상이 생기게 된다.
종래와 같이 PLL을 사용하는 경우, 과도상태가 존재하게 되고, 이러한 과도상태 구간 동안 플리커(flicker) 현상을 방지하기 위해서는 LED를 구동하지 않게 하는 부가의 회로가 요구되었다.
이 외에도 종래의 방식에 따르면, 기준 파형인 삼각파나 입력전압에 노이즈가 발생하면 출력 PWM 신호의 오류가 발생하거나 PWM 신호의 상승 또는/및 하강 에지가 흔들리는 지터가 발생하는 등 여러 가지 문제점이 있다. 이와 같은 문제가 발생하면 듀티값이 계속 변화하므로 LED의 밝기에도 영향을 미치게 된다.
본 발명에서는 전술한 문제를 해결하기 위한 것으로, 내부의 PWM 신호 생성 시 발생되는 문제, 예컨대 클럭 지터(jitter) 또는/및 노이즈 간섭으로 인한 오동작을 방지하고, 종래에 주로 사용하는 PLL을 사용하지 않고 외부 클럭과 동기를 맞출 수 있는 기술을 제안하고자 한다.
전술한 문제를 해결하기 위하여, 본 발명의 하나의 실시예에 따라, 기준신호와 입력전압으로부터 펄스폭변조(PWM) 신호를 생성하는 PWM신호 생성부; PWM신호 생성부에서 출력되는 PWM신호를 내부 클럭신호를 이용하여 보상하는 신호보상부; 및 보상된 신호와 외부 클럭신호를 동기화시켜, 디밍제어를 위한 동기화된 PWM 제어신호를 출력하는 동기화부; 를 포함하여 이루어지는 디밍제어장치가 제안된다.
본 발명의 또 하나의 실시예에 따르면, 신호보상부는 내부 클럭신호를 이용하여 PWM신호를 보상한 1차 보상신호를 생성하고 미리 설정된 주기 동안 1차 보상신호의 듀티비 또는 상승펄스 지속시간을 평균하여 2차 보상신호를 생성할 수 있다.
또한, 하나의 실시예에서, 신호보상부는 PWM신호의 상승펄스 동안의 내부 클럭신호의 클럭수를 카운트하여 미리 설정된 값 이상인 경우 상승펄스를 유효한 클럭펄스로 판단하고 미만인 경우 상승펄스를 제거하여 1차 보상신호를 생성할 수 있다.
본 발명의 또 하나의 실시예에 따르면, PWM신호 생성부는 기준신호발생회로에서 생성된 기준신호와 입력전압을 비교하는 비교기를 구비하여 PWM 신호를 생성할 수 있다.
또 하나의 실시예에서, 기준신호는 삼각파 또는 톱니파 전압신호일 수 있다.
전술한 문제를 해결하기 위한 본 발명의 제2의 실시예에 따르면, 엘이디 구동장치에 있어서, 전술한 실시예들 중의 어느 하나에 따른 디밍제어장치; 및 디밍제어장치에서 출력된 PWM 제어신호에 따라 스위칭 동작하며 스위칭 동작에 따라 엘이디로 전원을 공급하는 구동스위치; 를 포함하여 이루어지는 엘이디 구동장치가 제안된다.
본 발명의 또 하나의 실시예에 따르면, 엘이디 구동장치는 백라이트 유닛에 사용될 수 있다.
또한, 전술한 문제를 해결하기 위한 본 발명의 제3의 실시예에 따라, 기준신호와 입력전압으로부터 펄스폭변조(PWM) 신호를 생성하는 PWM신호 생성단계; 내부 클럭신호를 이용하여 생성된 PWM신호를 보상하는 신호보상단계; 및 보상된 신호와 외부 클럭신호를 동기화시켜, 디밍제어를 위한 동기화된 PWM 제어신호를 출력하는 동기화단계; 를 포함하여 이루어지는 디밍제어방법이 제안된다.
본 발명의 또 하나의 실시예에 따르면, 전술한 신호보상단계는: 내부 클럭신호를 이용하여 PWM신호를 보상한 1차 보상신호를 생성하는 단계; 및 미리 설정된 주기 동안 1차 보상신호의 듀티비 또는 상승펄스 지속시간을 평균하여 2차 보상신호를 생성하는 단계;를 포함할 수 있다.
또한, 하나의 실시예에 따르면, 1차 보상신호를 생성하는 단계에서, PWM신호의 상승펄스 동안의 내부 클럭신호의 클럭수를 카운트하여 미리 설정된 값 이상인 경우 상승펄스를 유효한 클럭펄스로 판단하고 미만인 경우 상승펄스를 제거하여 1차 보상신호를 생성할 수 있다.
또한, 본 발명의 또 하나의 실시예에 따르면, PWM신호 생성단계에서, 기준신호발생회로에서 생성된 기준신호와 입력전압을 비교하여 PWM 신호를 생성할 수 있다.
또 하나의 실시예에서, 기준신호는 삼각파 또는 톱니파 전압신호이고, PWM신호 생성단계에서, 기준신호가 입력전압보다 큰 구간에서 상승펄스를 생성시켜 PWM 신호를 생성할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따라, 내부의 PWM 신호 생성 시 발생되는 문제, 예컨대 클럭 지터(jitter) 또는/및 노이즈 간섭으로 인한 오동작을 방지하거나 줄일 수 있고, 종래에 주로 사용하는 PLL을 사용하지 않고 외부 클럭과 동기를 맞출 수 있게 되었다.
즉, 본 발명의 실시예에 따라, 생성된 PWM신호를 보상함으로써 노이즈 또는/및 에 의한 PWM 신호 왜곡을 줄일 수 있다.
또한, PLL 블록이 없으므로, 내부 디밍회로의 구성이 간소화되고, PLL을 사용함으로써 발생하는 플리커(flicker) 현상을 해결할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따라 직접적으로 언급되지 않은 다양한 효과들이 본 발명의 실시예들에 따른 다양한 구성들로부터 당해 기술분야에서 통상의 지식을 지닌 자에 의해 도출될 수 있음은 자명하다.
도 1은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 디밍제어장치를 개략적으로 나타낸 블럭도이다.
도 2는 본 발명의 다른 하나의 실시예에 따른 엘이디 구동장치를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 3은 내부 PWM신호 생성시 발생되는 문제들을 예시적으로 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 PWM신호의 보정 및 동기화의 예를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 하나의 실시예에 따른 디밍제어방법을 개략적으로 나타내는 흐름도이다.
도 6은 본 발명의 또 하나의 실시예에 따른 디밍제어방법을 개략적으로 나타내는 흐름도이다.
전술한 과제를 달성하기 위한 본 발명의 실시예들이 첨부된 도면을 참조하여 설명될 것이다. 본 설명에 있어서, 동일부호는 동일한 구성을 의미하고, 중복되거나 발명의 의미를 한정적으로 해석되게 할 수 있는 부가적인 설명은 생략될 수 있다.
구체적인 설명에 앞서, 본 명세서에서 하나의 구성요소가 다른 구성요소와 '직접 연결' 또는 '직접 결합' 등으로 언급되지 않는 이상, 단순히 '연결' 또는 '결합' 등으로 언급된 경우에는 '직접적으로' 연결 또는 결합될 수 있고, 나아가 그들 사이에 또 다른 구성요소가 삽입되어 연결 또는 결합되는 형태로도 존재할 수 있다.
본 명세서에 비록 단수적 표현이 기재되어 있을지라도, 발명의 개념에 반하지 않고 해석상 모순되거나 명백하게 다르게 해석되지 않는 이상 복수의 구성 전체를 대표하는 개념으로 사용될 수 있음에 유의하여야 한다.
본 명세서에서 '포함하는', '갖는', '구비하는', '포함하여 이루어지는' 등의 기재는 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 구성요소 또는 그들의 조합의 존재 또는 부가 가능성이 있는 것으로 이해되어야 한다.
우선, 본 발명의 제1 실시예에 따른 디밍제어장치를 도면을 참조하여 구체적으로 살펴본다.
도 1은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 디밍제어장치를 개략적으로 나타낸 블럭도이다. 도 3은 내부 PWM신호 생성시 발생되는 문제들을 예시적으로 나타내는 도면이다. 도 4는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 PWM신호의 보정 및 동기화의 예를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 1을 참조하여, 본 발명의 하나의 실시예에 따른 디밍제어장치를 살펴본다.
본 실시예에 따른 디밍제어장치는 PWM신호 생성부(10), 신호보상부(30) 및 동기화부(50)를 포함하고 있다.
이때, PWM신호 생성부(10)는 기준신호와 입력전압으로부터 펄스폭변조(PWM) 신호를 생성한다. 예컨대, 기준신호 중 입력전압을 초과하는 부분을 상승펄스로 하고 입력전압에 미치지 못하는 부분을 하강펄스로 형성함으로써 펄스폭변조(PWM) 신호를 생성할 수 있다.
도 2를 참조하여, 디밍제어장치(100)의 또 하나의 실시예를 살펴본다. 도 2를 참조하면, PWM신호 생성부(10)는 기준신호발생회로(11)에서 생성된 기준신호와 입력전압을 비교하는 비교기(13)를 구비하여 PWM 신호를 생성할 수 있다. 이때, 기준신호발생회로(11)는 내부에 구비될 수 있다. 예컨대, 비교기(13)에서 기준신호와 입력전압을 비교하여 기준신호 전압이 입력전압보다 큰 구간에서 상승펄스를 생성함으로써 PWM신호를 생성할 수 있다. 이때, 기준신호는 삼각파, 톱니파 등이 될 수 있으며, 또한 입력전압은 DC전압일 수 있다. 기준신호는 삼각파나 톱니파 이외에도 입력전압과 비교하여 펄스파를 구현해낼 수 있는 파동이면 족하고, 입력전압 또한 DC전압뿐만 아니라 진폭이 작고 주파수가 기준신호에 비하여 매우 작은 교류파형의 전압도 가능하다. 즉, 입력전압은 기준신호의 파형을 비교기 등을 통해 비교하여 펄스파를 생성할 수 있는 기준이 되는 것이면 족하다.
PWM신호 생성부(10)에서 생성된 PWM신호는 여러 에러를 포함할 수 있다. 예컨대, 도 3의 (a)에 도시된 바와 같이 노이즈의 영향으로 펄스파의 상승 또는/및 하강부근에서 다수의 고주파 펄스가 나타날 수 있다. 또한, 도 3의 (b)에 도시된 바와 같이 지터(Jitter)의 영향으로 생성된 PWM신호의 펄스 상승 또는/및 하강 부분이 빠르게 당겨지거나 늦춰져 상승클럭 구간이 확대되거나 줄어들 수 있다. PWM신호 생성시에 나타나는 이러한 문제를 제거할 필요가 있다.
또한 하나의 실시예에서, 기준신호는 삼각파 전압신호이거나 톱니파 전압신호일 수 있다. 이때, 기준신호가 입력전압보다 큰 구간에서 상승펄스가 형성되는 PWM신호가 생성될 수 있다. 하나의 예로서, 도 3에서는 기준신호가 삼각파이고 입력전압은 점선으로 표시된 DC전압인 경우를 나타내고 있다.
다음으로, 도 1을 참조하여, 신호보상부(30)를 살펴본다. 본 실시예에서 신호보상부(30)는 PWM신호 생성부(10)에서 출력되는 PWM신호를 내부 클럭신호를 이용하여 보상한다. 신호보상부(30)에서의 보상은 앞서 설명된 PWM신호 생성시 나타나는 문제를 보상하기 위한 것이다. 도시되지 않았으나, 내부 클럭신호는 내부 클럭신호생성부에서 생성된다. 내부 클럭신호를 이용한 PWM신호의 보상은 예컨대 노이즈, 지터 등의 간섭을 보상하는 것이다. 본 발명의 실시예에서, 신호보상부(30)의 신호보상 방식은 여러가지 방식으로 수행될 수 있다. 예컨대, 하나의 예로써, 디지털 회로를 통한 보상방식이 수행될 수 있다.
구체적으로, 도 4를 참조하여, 또 하나의 실시예를 살펴보면, 신호보상부(30)는 내부 클럭신호를 이용하여 PWM신호를 보상한 1차 보상신호를 생성하고, 미리 설정된 주기 동안 1차 보상신호의 듀티비 또는 상승펄스(high 구간) 지속시간을 평균하여 2차 보상신호를 생성할 수 있다. 1차적으로 PWM신호의 왜곡은 내부의 클럭 INT_CLK를 사용해 제거할 수 있다. 내부 클럭신호를 이용하여 PWM신호를 보상한 1차 보정신호는 예컨대, PWM신호에 포함된 노이즈를 제거한 보상신호일 수 있다. 도 4를 참조하면, PWM신호 생성부(10)에서 생성된 PWM신호 PWM_1이 도시되어 있다. PWM신호 PWM_1은 노이즈의 간섭 등에 따라 펄스 상승 또는/및 하강부근에서 고주파 펄스가 나타나게 되고, 이러한 노이즈의 간섭에 따른 고주파 펄스를 제거할 필요가 있다.
이때, 도 4에 도시된 내부 클럭신호 INT_CLK를 이용하여 PWM신호 PWM_1의 펄스 상승 또는/및 하강부근에서의 고주파펄스를 제거할 수 있다. 구체적으로, 또 하나의 실시예에서, 신호보상부(30)는 PWM신호(도 4의 PWM_1 참조)의 상승펄스 동안의 내부 클럭신호(도 4의 INT_CLK 참조)의 클럭수를 카운트하여 미리 설정된 값 이상인 경우 상승펄스를 유효한 클럭펄스로 판단하고 미만인 경우 상승펄스를 제거하여 1차 보상신호를 생성할 수 있다. 이때, 내부 클럭신호인 INT_CLK은 생성된 PWM신호 또는 기준신호보다 매우 큰 주파수를 사용하여 PWM신호의 상승펄스(high 구간) 동안 충분한 내부 클럭 횟수가 카운트될 수 있도록 한다. 이에 따라, PWM_1의 펄스 상승 또는/및 하강부근에서의 고주파펄스를 제거하고 PWM_1 신호 중 내부 클럭신호 INT_CLK의 카운트 값이 미리 정해 놓은 값 이상이 되는 상승펄스 구간을 유효한 상승펄스(high 구간)로 하면, 1차 보상신호로서 도 4의 PWM_2 신호를 얻을 수 있다. 노이즈의 간섭 등에 따른 고주파펄스를 제거하더라도 지터 등의 간섭에 따라 상승펄스의 구간이 일정하지 못할 수 있다.
또한, 이때, 신호보상부(30)는 미리 설정된 주기 동안 1차 보상신호의 듀티비 또는 상승펄스(high 구간) 지속시간을 평균하여 2차 보상신호를 생성할 수 있다. 도 4를 참조하면, 앞선 4개의 PWM_2 펄스의 상승펄스 지속시간을 평균하거나 듀티비를 평균하여 2차 보상신호를 생성할 수 있다. 이때, 듀티비는 주기(T)시간에 대한 상승펄스 지속시간으로 나타낼 수 있다. 도 4의 PWM_2 신호의 듀티비 또는 상승펄스 지속시간을 평균함으로써, 펄스의 상승 또는/및 하강 부근에서 지터 등의 간섭에 따른 문제를 해결할 수 있다. 하나의 예에서, 지터의 간섭 등에 따라 주기가 달리질 수 있으므로, PWM_2 신호의 상승펄스 지속시간을 평균화하여 2차 보상신호를 생성한다. 1차 보상신호인 PWM_2 신호의 듀티비 또는 상승펄스 지속시간을 평균하기 위한 미리 설정된 주기 수는 실시형태에 따라 달라질 수 있으며, 예컨대 하나의 예에서, 대략 3 ~ 5 주기 범위 내에서 정할 수 있다. 이러한 평균화에 필요한 주기 시간은 대략 300ms 정도 내외에 불과하므로, 종래와 같이 PLL을 사용하는 경우 과도상태의 플리커(flicker)를 방지하기 위한 지연시간이 초단위까지 지속되는 것보다 훨씬 짧다.
본 발명의 하나의 실시예에 따라, 도 4에 도시된 바와 같이, PWM_1과 같이 에러가 포함된 신호를 신호보상부(30)에서 도 4의 PMW_2와 같이 만들고, 이 PWM_2의 상승펄스 지속시간 또는 듀티비를 여러 주기에 걸쳐 평균을 취하면 노이즈에 의한 PWM 신호의 왜곡이나 지터와 같은 문제를 해결할 수 있다.
다시, 도 1을 참조하여 동기화부(50)를 구체적으로 살펴본다. 동기화부(50)는 신호보상부(30)에서 보상된 신호와 외부 클럭신호를 동기화시켜, 디밍제어를 위한 동기화된 PWM 제어신호를 출력한다. 이때, 외부 클럭신호의 주파수에 따라 PWM 제어신호의 주파수가 결정된다. 또한, 외부 클럭신호의 주파수는 기준신호 주파수와 동일할 수 있다.
도 4를 참조하면, 신호보상부(30)에서 보상된 신호, 예컨대 듀티비 또는 상승펄스 지속시간이 평균화된 PWM_2 신호를 외부 클럭신호인 Vsync 신호에 동기화시켜 PWM 제어신호인 PWM_IN 신호를 출력하게 되면, 종래와 같은 PLL을 사용하지 않고도 외부 클럭신호와 동기를 맞출 수 있다. 이때, 정해진 주기 동안 평균을 낸 PWM_2 신호, 예컨대, 보다 구체적으로는 상승펄스 지속시간 값을 외부 클럭신호인 Vsync 클럭의 상승에지에 맞추어 출력한다. 이때, 듀티비 또는 상승펄스 지속시간을 평균화하는 동안에 외부 클럭신호 Vsync 신호가 미리 일정 주기 수만큼 경과한 후, 외부 클럭신호 Vsync의 상승에지에 맞추어 평균화된 PWM_2 신호가 동기화된다. 예컨대 하나의 예에서, PWM_2 신호의 듀티비 또는 상승펄스 지속시간을 평균하기 위한 대략 3 ~ 5 주기 동안 외부 클럭신호 Vsync 신호가 경과한 후, 외부 클럭신호 Vsync의 상승에지에 맞추어 평균화된 PWM_2 신호가 동기화되도록 할 수 있다. 하나의 예에서, 이러한 PWM_2 신호의 평균화 지연기간은 대략 300ms 정도 내외에 불과하므로, 종래와 같이 PLL을 사용하는 경우 과도상태의 플리커(flicker)를 방지하기 위한 지연시간이 초단위까지 지속되는 것보다 훨씬 짧다.
종래의 경우, PLL을 사용할 경우, 주파수 동기화되지 않은 초기 상태에서 주파수가 동기화되는 시간, 즉, 락킹타임(locking time) 동안 과도 상태에 있게 된다. 이 상태에서 주파수 및 듀티가 변화하게 되고, 이에 따라 예컨대 백라이트의 LED의 상태가 깜박이는 플리커(flicker) 현상이 나타나게 된다. 이에 반하여, 본 실시예에서는 평균화된 PWM_2 신호와 외부 클럭신호 Vsync를 동기화시키기 때문에 이러한 현상을 해결할 수 있다.
다음으로, 본 발명의 제2 실시예에 따른 엘이디 구동장치를 도면을 참조하여 살펴본다. 도 2는 본 발명의 다른 하나의 실시예에 따른 엘이디 구동장치를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 2를 참조하면, 본 실시예에 따른 엘이디 구동장치는 디밍제어장치(100) 및 구동스위치(200)를 포함하고 있다.
본 발명의 실시예의 하나의 구성인 디밍제어장치(100)를 설명함에 있어서, 도 2뿐만 아니라 앞서 살펴본 디밍제어장치의 실시예들과 도 1, 3 또는/및 4가 참조될 것이다. 앞서 설명된 바와 같이 디밍제어장치(100)는 PWM신호 생성부(10), 신호보상부(30) 및 동기화부(50)를 포함하고 있다. 디밍제어장치(100)에 대한 구체적인 설명은 앞서 설명된 실시예들과 중복되므로 생략하기로 한다.
다음으로, 도 2의 구동스위치(200)를 살펴본다. 구동스위치(200)는 디밍제어장치(100)에서 출력된 PWM 제어신호에 따라 스위칭 동작하며 스위칭 동작에 따라 엘이디로 전원을 공급한다. 하나의 예에서, 구동스위치(200)는 전계효과 트랜지스터(FET)이다. 예컨대, MOSFET이 구동스위치로 사용될 수 있다.
본 발명의 또 하나의 실시예에 따르면, 엘이디 구동장치는 백라이트 유닛에 사용될 수 있다. 본 실시예에 따라 엘이디(LED) 백라이트 유닛에서 LED가 깜박이는 플리커(flicker) 현상을 해결할 수 있게 된다.
다음으로, 본 발명의 제3의 실시예에 따른 디밍제어방법을 도면을 참조하여 살펴본다.
도 5는 본 발명의 또 다른 하나의 실시예에 따른 디밍제어방법을 개략적으로 나타내는 흐름도이고, 도 6은 본 발명의 또 하나의 실시예에 따른 디밍제어방법을 개략적으로 나타내는 흐름도이다.
본 실시예를 설명함에 있어서, 도 5 및/또는 6뿐만 아니라, 앞서 설명된 디밍제어장치의 실시예들과 도 1 내지 4가 참조될 수 있다. 그에 따라, 앞서 설명된 실시예들과 중복되는 부분에 대한 설명을 생략될 수 있다.
도 5 또는/및 6을 참조하면, 본 발명의 하나의 실시예에 따른 디밍제어방법은 PWM신호 생성단계(S100, S1100), 신호보상단계(S200, S1200) 및 동기화단계(S300, S1300)를 포함하고 있다.
먼저, PWM신호 생성단계(S100, S1100)를 살펴보면, 기준신호와 입력전압으로부터 펄스폭변조(PWM) 신호가 생성된다.
이때, 본 발명의 또 하나의 실시예에 따르면, PWM신호 생성단계(S100, S1100)에서, 기준신호발생회로에서 생성된 기준신호와 입력전압을 비교하여 PWM 신호를 생성할 수 있다. 예컨대, 기준신호 중 입력전압을 초과하는 부분을 상승펄스로 하고 입력전압에 미치지 못하는 부분을 하강펄스로 형성함으로써 펄스폭변조(PWM) 신호를 생성할 수 있다. 이때, 기준신호는 삼각파, 톱니파 등이 될 수 있으며, 또한 입력전압은 DC전압일 수 있다. 기준신호는 삼각파나 톱니파 이외에도 입력전압과 비교하여 펄스파를 구현해낼 수 있는 파동이면 족하고, 입력전압 또한 DC전압뿐만 아니라 진폭이 작고 주파수가 기준신호에 비하여 매우 작은 교류파형의 전압도 가능하다. 즉, 입력전압은 기준신호의 파형을 비교기 등을 통해 비교하여 펄스파를 생성할 수 있는 기준이 되는 것이면 족하다.
또 하나의 실시예에서, 기준신호는 삼각파 전압신호이거나 톱니파 전압신호일 수 있다. 이때, 기준신호가 입력전압보다 큰 구간에서 상승펄스를 생성시켜 PWM 신호를 생성할 수 있다. 하나의 예로서, 도 3을 참조하면, 기준신호가 삼각파이고 입력전압은 DC전압이고, 삼각파 전압신호 중 DC 전압 이상 구간에서 상승펄스를 생성시켜 PWM 신호를 생성할 수 있다.
다시, 도 5를 참조하면, 신호보상단계(S200)에서 내부 클럭신호를 이용하여 생성된 PWM신호를 보상한다. PWM신호 보상은 PWM신호 생성시 나타나는 문제를 보상하기 위한 것으로, 예컨대 노이즈, 지터 등의 간섭의 영향을 보상하는 것이다.
나아가, 도 6을 참조하여, 본 발명의 또 하나의 실시예를 살펴보면, 신호보상단계(S1200)는 1차 보상신호를 생성하는 단계(S1210) 및 2차 보상신호를 생성하는 단계(S1230)를 포함하여 이루어질 수 있다.
이때, 1차 보상신호를 생성하는 단계(S1210)에서는 내부 클럭신호를 이용하여 PWM신호를 보상한 1차 보상신호를 생성한다. 내부 클럭신호를 이용하여 PWM신호를 보상한 1차 보정신호는 예컨대, PWM신호에 포함된 노이즈를 제거한 보상신호일 수 있다. 예컨대, 도 4에 도시된 내부 클럭신호 INT_CLK를 이용하여 PWM신호 PWM_1의 펄스 상승 또는/및 하강부근에서의 고주파펄스를 제거할 수 있다.
보다 구체적으로, 또 하나의 실시예에 따르면, 1차 보상신호를 생성하는 단계(S1210)에서, PWM신호의 상승펄스 동안의 내부 클럭신호의 클럭수를 카운트하여 미리 설정된 값 이상인 경우 상승펄스를 유효한 클럭펄스로 판단하고 미만인 경우 상승펄스를 제거하여 1차 보상신호를 생성할 수 있다. 이때, 도 4를 참조하면, 내부 클럭신호인 INT_CLK은 생성된 PWM신호 또는 기준신호보다 매우 큰 주파수를 사용하여 PWM신호의 상승펄스 동안 충분한 내부 클럭 횟수가 카운트될 수 있도록 한다. 이에 따라, PWM_1의 펄스 상승 또는/및 하강부근에서의 고주파펄스를 제거한 1차 보상신호로서 도 4의 PWM_2 신호를 얻을 수 있다.
또한, 계속하여 도 6을 참조하면, 2차 보상신호를 생성하는 단계(S1230)에서는 미리 설정된 주기 동안 1차 보상신호의 듀티비 또는 상승펄스(high 구간) 지속시간을 평균하여 2차 보상신호를 생성할 수 있다. 도 4를 참조하면, 앞선 4개의 PWM_2 펄스의 상승펄스 지속시간을 평균하거나 듀티비를 평균하여 2차 보상신호를 생성할 수 있다. 이때, 듀티비는 주기(T)시간에 대한 상승펄스 지속시간으로 나타낼 수 있다. 하나의 예에서, 지터의 간섭 등에 따라 주기가 달리질 수 있으므로, PWM_2 신호의 상승펄스 지속시간을 평균화하여 2차 보상신호를 생성한다. 1차 보상신호인 PWM_2 신호의 듀티비 또는 상승펄스 지속시간을 평균하기 위한 미리 설정된 주기 수는 실시형태에 따라 달라질 수 있으며, 예컨대 하나의 예에서, 대략 3 ~ 5 주기 범위 내에서 정할 수 있다.
다시, 도 5 또는/및 도 6을 참조하면, 동기화단계(S300, S1300)에서, 보상된 신호와 외부 클럭신호가 동기화되어, 디밍제어를 위한 동기화된 PWM 제어신호가 출력된다. 이때, 외부 클럭신호의 주파수에 따라 PWM 제어신호의 주파수가 결정된다.
도 4를 참조하면, 보상된 신호, 예컨대 듀티비 또는 상승펄스(high 구간) 지속시간이 평균화된 PWM_2 신호를 외부 클럭신호인 Vsync 신호에 동기화시켜 PWM 제어신호인 PWM_IN 신호를 출력하게 되면, 종래와 같은 PLL을 사용하지 않고도 외부 클럭신호와 동기를 맞출 수 있다. 이때, 정해진 주기 동안 평균을 낸 PWM_2 신호, 예컨대, 보다 구체적으로는 상승펄스 지속시간 값을 외부 클럭신호인 Vsync 클럭의 상승에지에 맞추어 출력한다. 하나의 예에서, PWM_2 신호의 듀티비 또는 상승펄스 지속시간을 평균하기 위한 대략 3 ~ 5 주기 동안 외부 클럭신호 Vsync 신호가 경과한 후, 외부 클럭신호 Vsync의 상승에지에 맞추어 평균화된 PWM_2 신호가 동기화되도록 할 수 있다.
이상에서, 전술한 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 범주를 제한하는 것이 아니라 본 발명에 대한 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자의 이해를 돕기 위해 예시적으로 설명된 것이다. 또한, 전술한 구성들의 다양한 조합에 따른 실시예들이 앞선 구체적인 설명들로부터 당업자에게 자명하게 구현될 수 있다. 따라서, 본 발명의 다양한 실시예는 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있고, 본 발명의 범위는 특허청구범위에 기재된 발명에 따라 해석되어야 하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의한 다양한 변경, 대안, 균등물들을 포함하고 있다.
10 : PWM신호 생성부 11 : 기준신호발생회로
13 : 비교기 30 : 신호보상부
50 : 동기화부 100 : 디밍제어장치
200 : 스위치

Claims (12)

  1. 기준신호와 입력전압으로부터 펄스폭변조(PWM) 신호를 생성하는 PWM신호 생성부;
    상기 PWM신호 생성부에서 출력되는 상기 PWM신호를 내부 클럭신호를 이용하여 보상하는 신호보상부; 및
    상기 보상된 신호와 외부 클럭신호를 동기화시켜, 디밍제어를 위한 동기화된 PWM 제어신호를 출력하는 동기화부; 를 포함하여 이루어지는 디밍제어장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 신호보상부는 상기 내부 클럭신호를 이용하여 상기 PWM신호를 보상한 1차 보상신호를 생성하고 미리 설정된 주기 동안 상기 1차 보상신호의 듀티비 또는 상승펄스 지속시간을 평균하여 2차 보상신호를 생성하는,
    디밍제어장치.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 신호보상부는 상기 PWM신호의 상승펄스 동안의 상기 내부 클럭신호의 클럭수를 카운트하여 미리 설정된 값 이상인 경우 상기 상승펄스를 유효한 클럭펄스로 판단하고 미만인 경우 상기 상승펄스를 제거하여 상기 1차 보상신호를 생성하는,
    디밍제어장치.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 PWM신호 생성부는 기준신호발생회로에서 생성된 상기 기준신호와 입력전압을 비교하는 비교기를 구비하여 PWM 신호를 생성하는,
    디밍제어장치.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 기준신호는 삼각파 또는 톱니파 전압신호인,
    디밍제어장치.
  6. 엘이디 구동장치에 있어서,
    청구항 1 내지 5중의 어느 하나의 청구항에 따른 디밍제어장치; 및
    상기 디밍제어장치에서 출력된 상기 PWM 제어신호에 따라 스위칭 동작하며 스위칭 동작에 따라 엘이디로 전원을 공급하는 구동스위치; 를 포함하여 이루어지는 엘이디 구동장치.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 엘이디 구동장치는 백라이트 유닛에 사용되는 것을 특징으로 하는,
    엘이디 구동장치.
  8. 기준신호와 입력전압으로부터 펄스폭변조(PWM) 신호를 생성하는 PWM신호 생성단계;
    내부 클럭신호를 이용하여 상기 생성된 PWM신호를 보상하는 신호보상단계; 및
    상기 보상된 신호와 외부 클럭신호를 동기화시켜, 디밍제어를 위한 동기화된 PWM 제어신호를 출력하는 동기화단계; 를 포함하여 이루어지는 디밍제어방법.
  9. 청구항 8에 있어서, 상기 신호보상단계는:
    상기 내부 클럭신호를 이용하여 상기 PWM신호를 보상한 1차 보상신호를 생성하는 단계; 및
    미리 설정된 주기 동안 상기 1차 보상신호의 듀티비 또는 상승펄스 지속시간을 평균하여 2차 보상신호를 생성하는 단계;를 포함하는,
    디밍제어방법.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 1차 보상신호를 생성하는 단계에서, 상기 PWM신호의 상승펄스 동안의 상기 내부 클럭신호의 클럭수를 카운트하여 미리 설정된 값 이상인 경우 상기 상승펄스를 유효한 클럭펄스로 판단하고 미만인 경우 상기 상승펄스를 제거하여 상기 1차 보상신호를 생성하는,
    디밍제어방법.
  11. 청구항 8에 있어서,
    상기 PWM신호 생성단계에서, 기준신호발생회로에서 생성된 상기 기준신호와 입력전압을 비교하여 PWM 신호를 생성하는,
    디밍제어방법.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 기준신호는 삼각파 또는 톱니파 전압신호이고,
    상기 PWM신호 생성단계에서, 상기 기준신호가 상기 입력전압보다 큰 구간에서 상승펄스를 생성시켜 PWM 신호를 생성하는,
    디밍제어방법.
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