KR102052329B1 - 전원 공급 장치 및 이를 포함하는 디스플레이 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 입력 전원이 낮아지더라도 안정적으로 동작하는 전원 공급 장치 및 이를 이용한 디스플레이 장치를 제공하는 것으로, 본 발명에 따른 전원 공급 장치는 스위칭 소자의 스위칭에 따라 입력 전원을 직류 전압으로 변환하여 출력하는 직류-직류 컨버터; 상기 입력 전원의 전압 강하에 따라 저전압 잠금 신호를 생성하는 저전압 잠금 제어부; 및 상기 저전압 잠금 신호에 기초하여 상기 스위칭 소자의 스위칭을 제어하는 스위칭 제어부를 포함하며, 상기 저전압 잠금 제어부는 상기 입력 전원이 제 1 기준 저전압까지 낮아질 경우, 설정된 지연 시간 동안 상기 스위칭 소자를 강제로 오프(Off)시키기 위한 제 1 논리 상태의 저전압 잠금 신호를 생성하는 것을 특징으로 한다.

Description

전원 공급 장치 및 이를 포함하는 디스플레이 장치{POWER SUPPLYING APPARATUS AND DISPLAY APPARATUS INCLUDING THE SAME}
본 발명은 전원 공급 장치 및 이를 포함하는 디스플레이 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 전원 공급 장치는 교류 전압을 이용하여 정류하여 직류 전압으로 변환하거나, 직류 전압을 필요로 하는 전압으로 승압하거나 강압하여 각종 기기(예를 들어, 디스플레이 장치, 발광 다이오드)에 필요한 직류 전압을 제공한다.
도 1은 종래의 전원 공급 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 1을 참조하면, 종래의 전원 공급 장치는 직류-직류 컨버터(10), 저전압 검출부(20), 및 스위칭 제어부(30)를 포함한다.
상기 직류-직류 컨버터(10)는 입력 전원(Vin)을 직류 전압으로 변환하여 출력하는 것으로서, 인덕터(L), 다이오드(D), 스위칭 소자(Psw), 및 커패시터(C)로 이루어진다. 이러한 상기 직류-직류 컨버터(10)는 스위칭 제어부(30)로부터 공급되는 펄스 폭 변조 신호(SPWM)에 따른 스위칭 소자(Psw)의 스위칭에 따라 입력 전원(Vin)을 직류 전압으로 변환한다. 즉, 상기 스위칭 소자(Psw)가 턴-온(On)될 경우, 입력 전원(Vin)에 의해 인덕터(L)에 전류가 흘러 에너지가 축적된다. 그리고, 스위칭 소자(Psw)가 턴-오프될 경우, 인덕터(L)에 축적된 에너지는 입력 전원(Vin)에 부가되어 다이오드(D)를 통과하여 커패시터(C)에 의해 직류 전압으로 평활됨으로써 출력 전압(Vout)으로서 출력된다.
상기 저전압 검출부(20)는 입력 전원(Vin)의 전압이 설정된 전압보다 낮을 경우, 집적 회로(IC) 및 전원 공급 장치의 안정성을 높이기 위해 전원 공급 장치를 강제로 오프시키기 위한 저전압 잠금(Under Voltage Lock Out) 신호(UVLO)를 생성하여 스위칭 제어부(30)에 공급한다.
구체적으로, 상기 저전압 검출부(20)는 입력 전원(Vin)을 전압 분배하고, 일정한 히스테리시스(Hysteresis) 값을 가지는 비교기(미도시)를 이용하여 전압 분배된 입력 전압과 설정된 기준 저전압을 비교하고, 비교 결과에 따라 저전압 잠금(Under Voltage Lock Out) 신호(UVLO)를 생성하여 스위칭 제어부(30)에 공급한다. 예를 들어, 상기 저전압 검출부(20)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 전압 분배된 입력 전압이 설정된 기준 저전압(Vref)에 도달할 경우, 직류-직류 컨버터(10)의 스위칭 소자(Psw)를 오프시키기 위한 하이 상태의 저전압 잠금 신호(UVLO)를 생성한다.
상기 스위칭 제어부(30)는 직류-직류 컨버터(10)의 출력 전압(Vout)을 피드백(FB) 받아 펄스 폭 변조 신호(SPWM)를 생성하고, 저전압 검출부(20)로부터 로우(Low) 상태의 저전압 잠금 신호(UVLO)가 공급될 경우에만 상기 펄스 폭 변조 신호(SPWM)로 직류-직류 컨버터(10)의 출력 전압(Vout)을 일정하게 제어한다.
이와 같은, 종래의 전원 공급 장치는 전압 분배된 입력 전압이 설정된 기준 저전압(Vref)에 도달할 경우에 직류-직류 컨버터(10)가 온(On) 및 오프(Off)를 반복한다는 문제점이 있다.
구체적으로, 도 2에 도시된 바와 같이, 전압 분배된 입력 전압이 설정된 기준 저전압(Vref)에 도달할 경우, 상기 저전압 검출부(20)에서 하이 상태의 저전압 잠금 신호(UVLO)가 생성됨으로써 직류-직류 컨버터(10)의 스위칭 소자(Psw)가 오프되고, 이로 인해 직류-직류 컨버터(10)의 동작이 정지된다. 이때, 상기 직류-직류 컨버터(10)의 동작이 정지되면서, 인덕터(L)와 입력 전원(Vin) 라인에 저장되어 있던 에너지에 의해 입력 전원(Vin)이 상승되게 된다. 그리고, 상승하는 입력 전원(Vin)의 전압이 상기 저전압 검출부(20)의 히스테리시스(Hysteresis) 값보다 높아질 경우, 상기 저전압 검출부(20)에서 로우 상태의 저전압 잠금 신호(UVLO)가 생성됨으로써 직류-직류 컨버터(10)의 스위칭 소자(Psw)가 턴-온되어 입력 전원(Vin)이 직류-직류 컨버터(10)에 공급되면서 입력 전원(Vin)의 전압이 설정된 기준 저전압(Vref)으로 낮아지게 된다. 위와 같은 과정이 반복됨으로써 직류-직류 컨버터(10)가 온(On) 및 오프(Off)를 반복하게 된다.
따라서, 종래의 전원 공급 장치를 전원 장치로 사용하는 디스플레이 장치에서는 전술한 입력 전압이 설정된 기준 저전압(Vref)에 도달할 경우에 발생되는 직류-직류 컨버터(10)의 온(On) 및 오프(Off) 반복 현상으로 인해 플리커 현상이 발생한다는 문제점이 있다.
본 발명은 전술한 문제점을 해결하고자 안출된 것으로, 입력 전원이 낮아지더라도 안정적으로 동작하는 전원 공급 장치 및 이를 이용한 디스플레이 장치를 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.
전술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 전원 공급 장치는 스위칭 소자의 스위칭에 따라 입력 전원을 직류 전압으로 변환하여 출력하는 직류-직류 컨버터; 상기 입력 전원의 전압 강하에 따라 저전압 잠금 신호를 생성하는 저전압 잠금 제어부; 및 상기 저전압 잠금 신호에 기초하여 상기 스위칭 소자의 스위칭을 제어하는 스위칭 제어부를 포함하며, 상기 저전압 잠금 제어부는 상기 입력 전원이 제 1 기준 저전압까지 낮아질 경우, 설정된 지연 시간 동안 상기 스위칭 소자를 강제로 오프(Off)시키기 위한 제 1 논리 상태의 저전압 잠금 신호를 생성하는 것을 특징으로 한다.
상기 저전압 잠금 제어부는 상기 입력 전원이 상기 제 1 기준 저전압보다 낮은 제 2 기준 저전압 이하로 낮아질 경우, 상기 제 1 논리 상태의 저전압 잠금 신호를 생성하고, 상기 제 1 기준 저전압까지 낮아진 입력 전원이 상기 제 2 기준 저전압 이하로 낮아지지 않을 경우, 상기 스위칭 소자를 온(On)시키기 위한 제 2 논리 상태의 저전압 잠금 신호를 생성하는 것을 특징으로 한다.
전술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 디스플레이 장치는 게이트 라인과 데이터 라인의 교차에 의해 정의되는 화소 영역에 형성된 화소를 포함하는 디스플레이 패널; 상기 화소를 구동하기 위한 패널 구동부; 및 입력 전원을 직류 전압으로 변환하여 상기 패널 구동부에 공급하는 전원 공급부를 포함하며, 상기 전원 공급부는 상기 전원 공급 장치를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 패널 구동부는 복수의 기준 감마 전압을 생성하는 기준 감마 전압 생성부; 상기 복수의 기준 감마 전압을 이용하여 입력되는 화소 데이터를 데이터 전압으로 변환하여 상기 데이터 라인에 공급하는 데이터 구동 회로부; 상기 게이트 라인에 게이트 신호를 공급하는 게이트 구동 회로부; 및 상기 데이터 구동 회로부와 상기 게이트 구동 회로부의 구동을 제어하고, 상기 데이터 구동 회로부에 화소 데이터를 공급하는 타이밍 제어부를 포함하며, 상기 전원 공급부는 상기 기준 감마 전압 생성부와 상기 데이터 구동 회로부와 상기 게이트 구동 회로부 및 상기 타이밍 제어부 중 적어도 하나의 구동에 필요한 직류 전압을 생성하는 것을 특징으로 한다.
상기 디스플레이 장치는 상기 디스플레이 패널에 광을 조사하는 백 라이트 유닛; 및 상기 백 라이트 유닛을 구동하는 백 라이트 구동부를 더 포함하여 구성되며, 상기 전원 공급부는 상기 백 라이트 유닛과 상기 백 라이트 구동부 중 적어도 하나의 구동에 필요한 직류 전압을 더 생성하는 것을 특징으로 한다.
상기 과제의 해결 수단에 의하면, 본 발명은 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 입력 전원의 전압이 제 1 기준 저전압까지 낮아질 경우, 설정된 지연 시간 동안 직류-직류 컨버터의 스위칭 소자를 오프시키고, 지연 시간 이후에 입력 전원이 제 2 기준 저전압 이하로 전압 강하될 경우에만 직류-직류 컨버터의 스위칭 소자를 오프시킴으로써 입력 전원이 낮아지더라도 오작동을 일으키지 않고 안정적으로 동작한다는 효과가 있다.
둘째, 입력 전원이 낮아지더라도 안정적으로 동작하는 전원 공급 장치를 포함하여 구성됨으로써 입력 전원이 설정된 기준 저전압에 도달할 경우에 발생되는 직류-직류 컨버터의 온(On)/오프(Off) 반복 현상으로 인한 플리커 현상을 방지할 수 있다는 효과가 있다.
도 1은 종래의 전원 공급 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 종래의 전원 공급 장치의 저전압 잠금 동작을 설명하기 위한 파형도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 전원 공급 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 도 3에 도시된 저전압 잠금 제어부를 설명하기 위한 회로도이다.
도 5 및 도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 전원 공급 장치의 동작 파형을 설명하기 위한 파형도이다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 전원 공급 장치의 시뮬레이션 파형도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 디스플레이 장치를 설명하기 위한 도면이다.
본 명세서에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 정의하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "제 1", "제 2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 것으로, 이들 용어들에 의해 권리범위가 한정되어서는 아니 된다.
"포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
"적어도 하나"의 용어는 하나 이상의 관련 항목으로부터 제시 가능한 모든 조합을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 예를 들어, "제 1 항목, 제 2 항목 및 제 3 항목 중에서 적어도 하나"의 의미는 제 1 항목, 제 2 항목 또는 제 3 항목 각각 뿐만 아니라 제 1 항목, 제 2 항목 및 제 3 항목 중에서 2개 이상으로부터 제시될 수 있는 모든 항목의 조합을 의미한다.
이하에서는 본 발명에 따른 전원 공급 장치 및 이를 포함하는 디스플레이 장치의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 전원 공급 장치를 설명하기 위한 도면이면, 도 4는 도 3에 도시된 저전압 잠금 제어부를 설명하기 위한 회로도이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 전원 공급 장치(100)는 직류-직류 컨버터(110), 저전압 잠금 제어부(120), 및 스위칭 제어부(130)를 포함한다.
상기 직류-직류 컨버터(110)는 입력 전원(Vin)을 직류 전압으로 변환하여 출력하는 것으로서, 인덕터(L), 다이오드(D), 스위칭 소자(Psw), 및 커패시터(C)로 이루어질 수 있다. 이러한, 상기 직류-직류 컨버터(110)는 상기 스위칭 제어부(130)로부터 공급되는 펄스 폭 변조 신호(SPWM)에 따른 스위칭 소자(Psw)의 스위칭에 따라 입력 전원(Vin)을 직류 전압으로 변환한다. 즉, 스위칭 소자(Psw)가 턴-온(On)될 경우, 입력 전원(Vin)에 의해 인덕터(L)가 축적된다. 그리고, 스위칭 소자(Psw)가 턴-오프될 경우, 인덕터(L)에 축적된 에너지는 입력 전원(Vin)에 부가되어 다이오드(D)를 통과하여 커패시터(C)에 의해 직류 전압으로 평활됨으로써 출력 전압(Vout)으로서 출력된다.
상기 저전압 잠금 제어부(120)는 입력 전원(Vin)의 전압이 설정된 전압보다 낮을 경우, 집적 회로(IC) 및 전원 공급 장치의 안정성을 높이기 위해 전원 공급 장치를 강제로 오프시키기 위한 저전압 잠금(Under Voltage Lock Out) 신호(UVLO)를 생성하여 스위칭 제어부(30)에 공급한다. 즉, 상기 저전압 잠금 제어부(120)는 입력 전원(Vin)의 전압이 제 1 기준 저전압(Vref1)으로 전압 강하될 경우, 설정된 지연 시간 동안 상기 스위칭 소자(Psw)를 오프(Off)시키기 위한 제 1 논리 상태의 저전압 잠금 신호(UVLO)를 생성한다. 상기 지연 시간 동안 상기 저전압 잠금 제어부(120)는 상기 입력 전원(Vin)이 제 1 기준 저전압(Vref1)보다 낮은 제 2 기준 저전압(Vref2) 이하로 전압 강하될 경우, 상기 제 1 논리 상태의 저전압 잠금 신호(UVLO)를 상기 스위칭 제어부(130)에 공급하고, 상기 입력 전원(Vin)이 상기 제 2 기준 저전압(Vref2) 이하로 전압 강하되지 않을 경우, 상기 스위칭 소자(Psw)를 온(On)시키기 위한 제 2 논리 상태의 저전압 잠금 신호(UVLO)를 생성해 상기 스위칭 제어부(130)에 공급한다. 이러한, 상기 저전압 잠금 제어부(120)는 상기 입력 전원(Vin)이 상기 제 1 기준 저전압(Vref1)보다 높은 기준 리셋 전압(Ref_Reset) 이상으로 상승될 경우에 리셋되게 된다.
구체적으로, 본 발명에 따른 저전압 잠금 제어부(120)는 제 1 저전압 검출부(121), 제 2 저전압 검출부(123), 지연 회로부(125), 및 저전압 잠금 신호 생성부(127)를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 제 1 저전압 검출부(121)는 입력 전원(Vin)의 전압과 설정된 제 1 기준 저전압(Vref1)을 비교하여 제 1 저전압 검출 신호(LDS1)를 생성하고, 생성된 제 1 저전압 검출 신호(LDS1)를 상기 저전압 잠금 신호 생성부(127)에 공급한다. 이를 위해, 일 실시 예에 따른 제 1 저전압 검출부(121)는 제 1 비교기(121a) 및 제 1 반전기(121b)를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 제 1 비교기(121a)는 일정한 히스테리시스(Hysteresis) 값을 가지도록 구성되어 상기 입력 전원(Vin)의 전압과 상기 설정된 제 1 기준 저전압(Vref1)을 비교하여 제 1 논리 상태(L) 또는 제 2 논리 상태(H)의 제 1 비교 신호(CS1)를 생성해 출력한다. 예를 들어, 상기 제 1 비교기(121a)는 입력 전원(Vin)의 전압이 상기 설정된 제 1 기준 저전압(Vref1)과 같거나 작을 경우 제 1 논리 상태(L)의 제 1 비교 신호(CS1)를 생성하여 출력한다. 반면에, 상기 제 1 비교기(121a)는 입력 전원(Vin)의 전압이 상기 설정된 제 1 기준 저전압(Vref1)보다 클 경우 제 2 논리 상태(H)의 제 1 비교 신호(CS1)를 생성하여 출력한다. 여기서, 상기 제 1 비교기(121a)에 입력되는 상기 입력 전원(Vin)은 전압 분배 회로(미도시)에 의해 전압 분배된 전압일 수 있다.
상기 제 1 반전기(121b)는 상기 제 1 비교기(121a)로부터 입력되는 상기 제 1 비교 신호(CS1)의 논리 상태를 논리 반전시켜 상기 제 1 저전압 검출 신호(LDS1)를 생성한다.
상기 제 2 저전압 검출부(123)는 상기 제 2 기준 저전압(Vref1)보다 더 낮은 전압으로 설정된 제 2 기준 저전압(Vref2)과 상기 입력 전원(Vin)의 전압을 비교하여 제 2 저전압 검출 신호(LDS2)를 생성하고, 생성된 제 2 저전압 검출 신호(LDS2)를 상기 저전압 잠금 신호 생성부(127)에 공급한다. 이를 위해, 일 실시 예에 따른 제 2 저전압 검출부(123)는 제 2 비교기(123a), 및 제 2 반전기(123b)를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 제 2 비교기(123a)는 상기 입력 전원(Vin)의 전압과 상기 설정된 제 2 기준 저전압(Vref2)을 비교하여 제 1 논리 상태(L) 또는 제 2 논리 상태(H)의 제 2 비교 신호(CS2)를 생성해 출력한다. 예를 들어, 상기 제 2 비교기(123a)는 입력 전원(Vin)의 전압이 상기 설정된 제 2 기준 저전압(Vref2)과 같거나 작을 경우 제 1 논리 상태(L)의 제 2 비교 신호(CS2)를 생성하여 출력한다. 반면에, 상기 제 2 비교기(123a)는 입력 전원(Vin)의 전압이 상기 설정된 제 2 기준 저전압(Vref2)보다 클 경우 제 2 논리 상태(H)의 제 2 비교 신호(CS2)를 생성하여 출력한다. 여기서, 상기 제 2 비교기(123a)에 입력되는 상기 입력 전원(Vin)은 전압 분배 회로(미도시)에 의해 전압 분배된 전압일 수 있다.
상기 제 2 반전기(123b)는 상기 제 2 비교기(123a)로부터 입력되는 상기 제 2 비교 신호(CS2)의 논리 상태를 논리 반전시켜 상기 제 2 저전압 검출 신호(LDS2)를 생성한다.
상기 지연 회로부(125)는 상기 제 1 저전압 검출부(121)에서 출력되는 상기 제 2 논리 상태(H)의 제 1 저전압 검출 신호(LDS1)에 따라 설정된 펄스 폭을 가지는 지연 신호(DS)를 생성하여 저전압 잠금 신호 생성부(127)에 공급한다. 이러한, 상기 지연 회로부(125)는 상기 제 1 저전압 검출부(121)의 제 1 비교기(121a)에서 출력되는 상기 제 2 논리 상태(H)의 제 1 비교 신호(CS1)에 따라 리셋된다. 이를 위해, 상기 지연 회로부(125)는 제 1 트랜지스터(T1), 저항(Rd), 커패시터(Cd), 제 2 트랜지스터(T2), 제 3 비교기(125a), 및 제 3 반전기(125b)를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 제 1 트랜지스터(T1)는 상기 제 1 저전압 검출부(121)로부터 제 2 논리 상태(H)의 제 1 저전압 검출 신호(LDS1)가 공급될 경우에만 턴-온되어 구동 전압(Vcc)을 상기 저항(Rd)에 공급한다. 이를 위해, 상기 제 1 트랜지스터(T1)는 상기 제 1 저전압 검출부(121)의 출력 단자에 연결되어 있는 게이트 단자, 상기 구동 전압(Vdd) 라인에 연결되어 있는 소스 단자, 및 상기 저항(Rd)의 일단에 연결되어 있는 드레인 단자를 포함하여 이루어질 수 있다.
상기 저항(Rd)은 상기 제 1 트랜지스터(T1)의 드레인 단자와 공통 노드(Nc) 간에 연결된다. 상기 커패시터(Cd)는 상기 공통 노드(Nc)와 기저 전원 간에 연결된다. 이러한, 상기 저항(Rd)과 상기 커패시터(Cd)는 RC 시정수에 기초하여 상기 제 1 트랜지스터(T1)의 스위칭에 따라 구동 전압(Vcc) 라인으로부터 공급되는 구동 전압(Vcc)을 충전한다.
상기 제 2 트랜지스터(T2)는 상기 제 1 저전압 검출부(121)의 제 1 비교기(121a)에서 출력되는 제 2 논리 상태(H)의 제 1 비교 신호(CS1)에 따라 턴-온되어 상기 커패시터(Cd)에 충전된 전압을 상기 기저 전원으로 방전시킴으로써 상기 커패시터(Cd)를 초기화시키고, 나아가, 상기 지연 회로부(125)를 리셋시키는 역할을 한다. 이러한, 상기 제 2 트랜지스터(T2)는 상기 제 1 비교기(121a)의 출력 단자에 연결되어 있는 게이트 단자, 상기 공통 노드(Nc)에 연결되어 있는 소스 단자, 및 상기 기저 전원에 연결되어 있는 드레인 단자를 포함하여 이루어질 수 있다.
상기 제 3 비교기(125a)는 상기 공통 노드(Nc) 상의 전압과 설정된 지연 기준 전압(Vref3)을 비교하여 제 1 논리 상태(L) 또는 제 2 논리 상태(H)의 제 3 비교 신호(CS3)를 생성해 출력한다. 예를 들어, 상기 제 3 비교기(125a)는 상기 제 2 트랜지스터(T2)가 턴-오프 상태에서 상기 제 1 트랜지스터(T1)가 턴-온됨에 따라 상기 커패시터(Cd)에 충전되는 전압에 의한 상기 공통 노드(Nc) 상의 전압이 상기 설정된 지연 기준 전압(Vref3)과 같거나 작을 경우 제 1 논리 상태(L)의 제 3 비교 신호(CS3)를 생성하여 출력한다. 반면에, 상기 제 3 비교기(125a)는 상기 공통 노드(Nc) 상의 전압이 상기 설정된 지연 기준 전압(Vref3)보다 클 경우 제 2 논리 상태(H)의 제 3 비교 신호(CS3)를 생성하여 출력한다.
상기 제 3 반전기(125b)는 상기 제 3 비교기(125a)로부터 입력되는 상기 제 3 비교 신호(CS3)의 논리 상태를 논리 반전시켜 지연 기준 신호(DRS)를 생성한다.
상기 저전압 잠금 신호 생성부(127)는 상기 제 1 및 제 2 저전압 검출부(121, 123) 각각으로부터 공급되는 제 1 및 제 2 저전압 검출 신호(LDS1, LDS2)와 상기 지연 회로부(125)로부터 공급되는 지연 기준 신호(DRS)에 기초하여 제 1 논리 상태(L) 또는 제 2 논리 상태(H)의 저전압 잠금 신호(UVLO)를 생성해 상기 스위칭 제어부(130)에 제공한다. 예를 들어, 본 발명에 따른 저전압 잠금 신호 생성부(127)는 제 1 논리 게이트(127a), 제 3 트랜지스터(T3), 및 제 2 논리 게이트(127b)를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 제 1 논리 게이트(127a)는 상기 제 1 저전압 검출부(121)로부터 공급되는 제 1 저전압 검출 신호(LDS1)와 상기 지연 회로부(125)로부터 공급되는 지연 기준 신호(DRS) 각각의 논리 상태를 논리 연산하여 제 1 논리 상태(L) 또는 제 2 논리 상태의 지연 신호(DS)를 생성해 상기 제 2 논리 게이트(127b)에 공급한다. 예를 들어, 상기 제 1 논리 게이트(127a)는 배타적 부정 논리합(XNOR) 게이트(exclusive not OR gate)로 이루어져 상기 제 1 저전압 검출 신호(LDS1)와 지연 신호(DS)를 배타적 부정 논리합(XOR) 연산하여 상기 지연 신호(DS)를 생성할 수 있다.
상기 제 3 트랜지스터(T3)는 상기 지연 회로부(125)로부터 공급되는 제 2 논리 상태(H)의 지연 기준 신호(DRS)에 따라 스위칭되어 상기 제 2 저전압 검출부(123)로부터 공급되는 제 2 저전압 검출 신호(LDS2)를 상기 제 2 논리 게이트(127b)에 공급한다. 이러한, 상기 제 3 트랜지스터(T3)는 상기 지연 회로부(125)의 출력 단자에 연결되어 있는 게이트 단자, 상기 제 2 저전압 검출부(123)의 출력 단자에 연결되어 있는 소스 단자, 및 상기 제 2 논리 게이트(127b)에 연결되어 있는 드레인 단자를 포함하여 이루어질 수 있다.
상기 제 2 논리 게이트(127b)는 상기 제 1 논리 게이트(127a)로부터 공급되는 지연 신호(DS)와 상기 제 3 트랜지스터(T3)로부터 공급되는 제 2 저전압 검출 신호(LDS2) 각각의 논리 상태를 논리 연산하여 제 1 논리 상태(L) 또는 제 2 논리 상태의 저전압 잠금 신호(UVLO)를 생성해 스위칭 제어부(130)에 제공한다. 예를 들어, 상기 제 2 논리 게이트(127b)는 부정 논리합(NOR) 게이트로 이루어져 제 1 논리 게이트(127a)로부터의 지연 신호(DS)와 턴-온된 제 3 트랜지스터(T3)로부터의 제 2 저전압 검출 신호(LDS2)를 부정 논리합(NOR) 연산하여 상기 저전압 잠금 신호(UVLO)를 생성할 수 있다.
상기 스위칭 제어부(130)는 상기 직류-직류 컨버터(110)의 출력 전압(Vout)을 피드백(FB) 받아 펄스 폭 변조 신호(SPWM)를 생성하고, 상기 저전압 잠금 제어부(120)로부터 제 2 논리 상태(H)의 저전압 잠금 신호(UVLO)가 공급될 경우, 상기 펄스 폭 변조 신호(SPWM)를 출력하여 직류-직류 컨버터(110)의 스위칭 소자(Psw)를 스위칭시킴으로써 직류-직류 컨버터(110)의 출력 전압(Vout)을 일정하게 제어한다. 반면에, 상기 스위칭 제어부(130)는 상기 저전압 잠금 제어부(120)로부터 제 1 논리 상태(L)의 저전압 잠금 신호(UVLO)가 공급될 경우, 상기 펄스 폭 변조 신호(SPWM)의 출력을 중단하여 직류-직류 컨버터(110)의 스위칭 소자(Psw)를 오프시킨다. 이를 위해, 상기 스위칭 제어부(130)는 펄스 폭 제어부(132), 및 스위치(SW)를 포함하여 이루어질 수 있다.
상기 펄스 폭 제어부(132)는 상기 직류-직류 컨버터(110)의 출력 전압(Vout)을 피드백(FB) 받아 소정의 듀티-비를 가지는 펄스 폭 변조 신호(SPWM)를 생성한다. 나아가, 상기 펄스 폭 제어부(132)는 외부로부터 공급되는 듀티 데이터에 대응되는 듀티-비를 가지는 펄스 폭 변조 신호(SPWM)를 생성할 수도 있다.
상기 스위치(SW)는 저전압 잠금 제어부(120)로부터 공급되는 제 2 논리 상태(H)의 저전압 잠금 신호(UVLO)에 따라 턴-온되어 상기 펄스 폭 제어부(132)로부터 출력되는 펄스 폭 변조 신호(SPWM)를 직류-직류 컨버터(110)의 스위칭 소자(Psw)에 공급한다. 반면에, 상기 스위치(SW)는 저전압 잠금 제어부(120)로부터 공급되는 제 1 논리 상태(L)의 저전압 잠금 신호(UVLO)에 따라 턴-오프되어 상기 펄스 폭 제어부(132)로부터 직류-직류 컨버터(110)의 스위칭 소자(Psw)에 공급되는 펄스 폭 변조 신호(SPWM)를 차단함으로써 상기 직류-직류 컨버터(110)의 스위칭 소자(Psw)를 오프시킨다. 이러한, 상기 스위치(SW)는 저전압 잠금 제어부(120)의 출력 단자에 연결되어 있는 게이트 단자, 상기 펄스 폭 제어부(132)의 출력 단자에 연결되어 있는 소스 단자, 및 상기 스위칭 소자(Psw)의 게이트 단자에 연결되어 있는 드레인 단자를 포함하여 이루어질 수 있다.
전술한 직류-직류 컨버터(110)의 스위칭 소자(Psw)와 저전압 잠금 제어부(120) 및 스위칭 제어부(130)는 하나의 집적 회로(IC)에 내장될 수 있다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 전원 공급 장치의 동작 파형을 설명하기 위한 파형도로서, 이는 입력 전원이 제 1 기준 저전압 근처로 낮아졌을 경우, 본 발명에 따른 전원 공급 장치의 동작 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 3 내지 5를 참조하면, 본 발명에 따른 전원 공급 장치는 입력 전원(Vin)이 제 1 기준 저전압(Vref1)까지 낮아지면, 설정된 지연 시간(Td) 동안 상기 직류-직류 컨버터(110)의 스위칭 소자(Psw)를 강제로 오프시킨다.
구체적으로, 입력 전원(Vin)이 제 1 기준 저전압(Vref1)까지 낮아지면, 상기 저전압 잠금 제어부(120)의 제 1 비교부(121)에서는 제 2 논리 상태(H)의 제 1 저전압 검출 신호(LDS1)가 생성되고, 상기 지연 회로부(125)에서는 상기 RC 시정수에 의해 설정된 지연 시간(Td)을 가지는 제 2 논리 상태(H)의 지연 기준 신호(RDS)가 생성됨과 동시에 제 2 비교부(123)에서는 제 1 논리 상태(L)의 제 2 저전압 검출 신호(LDS2)가 생성된다. 여기서, 상기 지연 회로부(125)에서는 상기 제 2 논리 상태(H)의 제 1 저전압 검출 신호(LDS1)에 의해 제 1 트랜지스터(T1)가 턴-온되고, 턴-온된 제 1 트랜지스터(T1)와 저항(Rd)을 통해 커패시터(Cd)에 구동 전압(Vdd)이 공급됨으로써 커패시터(Cd)에 구동 전압(Vdd)이 충전되기 시작하고, 상기 지연 기준 전압(Vref3) 미만으로 충전되는 커패시터(Cd)의 전압(VCd)에 의한 상기 제 3 비교기(125a)와 상기 제 3 반전기(125b)의 동작에 의해서 제 2 논리 상태(H)의 지연 기준 신호(RDS)가 생성되게 된다. 이에 따라, 상기 저전압 잠금 제어부(120)의 저전압 잠금 신호 생성부(127)에서는 제 2 논리 상태(H)의 제 1 저전압 검출 신호(LDS1)와 제 2 논리 상태(H)의 지연 기준 신호(DRS)의 배타적 부정 논리합(XNOR) 연산에 의해 제 2 논리 상태(H)의 지연 신호(DS)가 생성되고, 생성된 제 2 논리 상태(H)의 지연 신호(DS)와 제 1 논리 상태(L)의 제 2 저전압 검출 신호(LDS2)의 부정 논리합(NOR) 연산에 의해 제 1 논리 상태(L)의 저전압 잠금 신호(UVLO)가 생성되게 된다. 따라서, 상기 스위칭 제어부(130)는 상기 제 1 논리 상태(L)의 저전압 잠금 신호(UVLO)에 따라 설정된 지연 시간(Td) 동안 상기 직류-직류 컨버터(110)의 스위칭 소자(Psw)를 강제로 오프시킨다.
그런 다음, 상기 지연 시간(Td) 동안 또는 상기 지연 시간(Td) 이후에, 제 1 기준 저전압(Vref1)까지 낮아진 입력 전원(Vin)이 제 2 기준 저전압(Vref2)까지 낮아지지 않거나 저전압 잠금 리셋 전압(Vreset) 이상으로 높이질 경우, 본 발명에 따른 전원 공급 장치는 상기 직류-직류 컨버터(110)의 스위칭 소자(Psw)를 스위칭시킨다. 이 경우, 상기 저전압 잠금 제어부(120)의 제 1 비교부(121)에서는 제 2 논리 상태(H)의 제 1 저전압 검출 신호(LDS1)가 생성되고, 상기 지연 회로부(125)에서는 제 1 논리 상태(L)의 지연 기준 신호(RDS)가 생성됨과 동시에 제 2 비교부(123)에서는 제 1 논리 상태(L)의 제 2 저전압 검출 신호(LDS2)가 생성된다. 여기서, 상기 지연 회로부(125)에서는 턴-온된 제 1 트랜지스터(T1)와 저항(Rd)을 통해 커패시터(Cd)에 구동 전압(Vdd)이 지속적으로 공급되었기 때문에 상기 지연 기준 전압(Vref3) 이상으로 충전되는 커패시터(Cd)의 전압(VCd)에 의한 상기 제 3 비교기(125a)와 상기 제 3 반전기(125b)의 동작에 의해서 제 1 논리 상태(L)의 지연 기준 신호(RDS)가 생성되게 된다. 이에 따라, 상기 저전압 잠금 제어부(120)의 저전압 잠금 신호 생성부(127)에서는 제 2 논리 상태(H)의 제 1 저전압 검출 신호(LDS1)와 제 1 논리 상태(L)의 지연 기준 신호(DRS)의 배타적 부정 논리합(XNOR) 연산에 의해 제 1 논리 상태(L)의 지연 신호(DS)가 생성되고, 생성된 제 1 논리 상태(L)의 지연 신호(DS)와 제 1 논리 상태(L)의 제 2 저전압 검출 신호(LDS2)의 부정 논리합(NOR) 연산에 의해 제 2 논리 상태(H)의 저전압 잠금 신호(UVLO)가 생성되게 된다. 따라서, 상기 스위칭 제어부(130)는 상기 제 2 논리 상태(H)의 저전압 잠금 신호(UVLO)에 따라 펄스 폭 변조 신호(SPWM)를 출력하여 상기 직류-직류 컨버터(110)의 스위칭 소자(Psw)를 스위칭시킴으로써 상기 직류-직류 컨버터(110)에서 출력 전압(Vout)이 출력되도록 한다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 전원 공급 장치의 동작 파형을 설명하기 위한 파형도로서, 이는 입력 전원이 제 1 기준 저전압 이하로 낮아지면서 오프될 경우, 본 발명에 따른 전원 공급 장치의 동작 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 3, 도 4, 및 도 6을 참조하면, 본 발명에 따른 전원 공급 장치는 입력 전원(Vin)이 제 1 기준 저전압(Vref1)까지 낮아지면, 전술한 바와 같이, 설정된 지연 시간(Td) 동안 상기 직류-직류 컨버터(110)의 스위칭 소자(Psw)를 강제로 오프시킨다.
그런 다음, 상기 지연 시간(Td) 동안, 입력 전원(Vin)이 상기 제 1 기준 저전압(Vref1) 이하로 낮아지면, 본 발명에 따른 전원 공급 장치는 상기 직류-직류 컨버터(110)의 스위칭 소자(Psw)를 강제로 오프시킨다. 구체적으로, 상기 지연 시간(Td) 동안, 입력 전원(Vin)이 제 2 기준 저전압(Vref2) 이하로 낮아지면, 상기 저전압 잠금 제어부(120)의 제 1 비교부(121)에서는 제 2 논리 상태(H)의 제 1 저전압 검출 신호(LDS1)가 생성되고, 상기 지연 회로부(125)에서는 제 2 논리 상태(H)의 지연 기준 신호(RDS)가 생성됨과 동시에 제 2 비교부(123)에서는 제 2 논리 상태(H)의 제 2 저전압 검출 신호(LDS2)가 생성된다.
이에 따라, 상기 저전압 잠금 제어부(120)의 저전압 잠금 신호 생성부(127)에서는 제 2 논리 상태(H)의 제 1 저전압 검출 신호(LDS1)와 제 2 논리 상태(H)의 지연 기준 신호(DRS)의 배타적 부정 논리합(XNOR) 연산에 의해 제 2 논리 상태(H)의 지연 신호(DS)가 생성되고, 생성된 제 2 논리 상태(H)의 지연 신호(DS)와 제 2 논리 상태(H)의 제 2 저전압 검출 신호(LDS2)의 부정 논리합(NOR) 연산에 의해 제 1 논리 상태(L)의 저전압 잠금 신호(UVLO)가 생성되게 된다.
따라서, 상기 지연 시간(Td) 동안, 상기 제 1 기준 저전압(Vref1) 이하로 낮아지면, 상기 직류-직류 컨버터(110)의 스위칭 소자(Psw)는 상기 저전압 잠금 제어부(120)에 생성되는 제 1 논리 상태(L)의 저전압 잠금 신호(UVLO)에 의해 설정된 지연 시간(Td) 동안 강제로 오프된다.
그런 다음, 상기 지연 시간(Td) 동안, 제 2 기준 저전압(Vref2) 이하로 낮아진 입력 전원(Vin)이 오프(Off)되면, 본 발명에 따른 전원 공급 장치는 상기 직류-직류 컨버터(110)의 스위칭 소자(Psw)를 오프시킨다. 구체적으로, 상기 지연 시간(Td) 동안, 제 2 기준 저전압(Vref2) 이하로 낮아진 입력 전원(Vin)이 오프(Off)되면, 상기 저전압 잠금 제어부(120)의 제 1 비교부(121)에서는 입력 전원(Vin)이 오프(Off)로 인해 제 1 논리 상태(L)의 제 1 저전압 검출 신호(LDS1)가 생성되고, 상기 지연 회로부(125)에서는 제 2 논리 상태(H)의 지연 기준 신호(RDS)가 생성됨과 동시에 제 2 비교부(123)에서는 제 2 논리 상태(H)의 제 2 저전압 검출 신호(LDS2)가 생성된다.
이에 따라, 상기 저전압 잠금 제어부(120)의 저전압 잠금 신호 생성부(127)에서는 제 1 논리 상태(L)의 제 1 저전압 검출 신호(LDS1)와 제 2 논리 상태(H)의 지연 기준 신호(DRS)의 배타적 부정 논리합(XNOR) 연산에 의해 제 1 논리 상태(L)의 지연 신호(DS)가 생성되고, 생성된 제 1 논리 상태(L)의 지연 신호(DS)와 제 2 논리 상태(H)의 제 2 저전압 검출 신호(LDS2)의 부정 논리합(NOR) 연산에 의해 제 1 논리 상태(L)의 저전압 잠금 신호(UVLO)가 생성되게 된다.
따라서, 상기 지연 시간(Td) 동안, 제 2 기준 저전압(Vref2) 이하로 낮아진 입력 전원(Vin)이 오프(Off)되면, 상기 직류-직류 컨버터(110)의 스위칭 소자(Psw)는 상기 저전압 잠금 제어부(120)에 생성되는 제 1 논리 상태(L)의 저전압 잠금 신호(UVLO)에 의해 오프(Off)된다.
한편, 도 3에서는 본 발명에 따른 전원 공급 장치(100)가 하나의 직류-직류 컨버터(110)와 하나의 스위칭 제어부(130)로 구성되는 것으로 도시하였지만, 이에 한정되지 않고, 본 발명에 따른 전원 공급 장치(100)는 복수의 직류-직류 컨버터(110)와 복수의 스위칭 제어부(130)로 구성되고, 이들은 전술한 하나의 저전압 잠금 제어부(120)로부터 공급되는 저전압 잠금 신호(UVLO)에 따라 동작한다. 이 경우, 상기 복수의 직류-직류 컨버터(110) 중 일부는 입력 전원(Vin)의 전압 레벨보다 높은 전압 레벨의 출력 전압(Vout)을 출력하는 승압형 직류-직류 컨버터일 수 있고, 나머지는 입력 전원(Vin)의 전압 레벨보다 낮은 전압 레벨의 출력 전압(Vout)을 출력하는 감압형 직류-직류 컨버터일 수 있다.
전술한 바와 같은, 본 발명의 실시 예에 따른 전원 공급 장치(100)는 액정 디스플레이 장치, 유기 발광 디스플레이 장치, 또는 플라즈마 디스플레이 장치를 포함하는 평판 디스플레이 장치의 전원 공급 장치로 사용될 수 있으며, 나아가 직류 전압을 필요로 하는 각종 정보 기기의 전원 공급 장치에 적용될 수 있다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 전원 공급 장치의 시뮬레이션 파형도로서, 이는 입력 전원의 전압 강하에 따른 제 1 및 제 2 저전압 검출 신호, 지연 기준 신호, 지연 시간 및 펄스 폭 변조 신호 각각의 파형을 나타내는 파형도이다.
도 7에서 알 수 있듯이, 입력 전원(Vin)이 제 1 기준 저전압(Vref1)까지 낮아질 경우, 설정된 지연 시간 동안 직류-직류 컨버터(110)의 스위칭 소자(Psw)가 오프(Off)되고, 상기 지연 시간 이후 제 1 기준 저전압(Vref1)까지 낮아진 입력 전원(Vin)이 제 2 기준 저전압(Vref2) 이하로 낮아지지 않을 경우 직류-직류 컨버터(110)의 스위칭 소자(Psw)가 다시 온(On)되고, 입력 전원(Vin)이 제 2 기준 저전압(Vref2) 이하로 낮아질 경우 직류-직류 컨버터(110)의 스위칭 소자(Psw)가 다시 오프(Off)되며, 제 2 기준 저전압(Vref2) 이하로 낮아진 입력 전원(Vin)이 저전압 잠금 리셋 전압(Vreset) 이상으로 높아질 경우 직류-직류 컨버터(110)의 스위칭 소자(Psw)가 다시 온(On)되는 것을 확인할 수 있다.
이상과 같은, 본 발명의 실시 예에 따른 전원 공급 장치(100)는 입력 전원(Vin)의 전압이 제 1 기준 저전압(Vref1)까지 낮아질 경우, 설정된 지연 시간(Td) 동안 직류-직류 컨버터(110)의 스위칭 소자(Psw)를 오프(Off)시키고, 지연 시간(Td) 이후에 상기 입력 전원(Vin)이 제 2 기준 저전압(Vref2) 이하로 전압 강하될 경우에만 상기 스위칭 소자(Psw)를 오프시킴으로써 입력 전원이 낮아지더라도 안정적으로 동작하게 된다.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 디스플레이 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 8을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 디스플레이 장치는 디스플레이 패널(200), 패널 구동부(300), 전원 공급부(400), 백 라이트 유닛(500), 및 백 라이트 구동부(600)를 포함하여 구성된다.
상기 디스플레이 패널(200)은 복수의 게이트 라인(GL)과 복수의 데이터 라인(DL)에 의해 정의되는 영역마다 형성된 복수의 화소(P)를 포함하여 이루어진다. 상기 복수의 화소(P) 각각은 게이트 라인(GL)과 데이터 라인(DL)에 접속된 박막 트랜지스터(미도시) 및 박막 트랜지스터에 접속된 액정셀을 포함하여 이루어진다. 이러한, 디스플레이 패널(200)은 각 화소(P)에 공급되는 데이터 전압에 따라 액정셀에 전계를 형성하여 백 라이트 유닛(500)으로부터 조사되는 광의 투과율을 조절함으로써 소정의 영상을 표시하게 된다.
상기 패널 구동부(300)는 기준 감마 전압 생성부(310), 데이터 구동 회로부(320), 게이트 구동 회로부(330), 및 타이밍 제어부(340)를 포함하여 이루어진다.
상기 기준 감마 전압 생성부(310)는 각기 다른 복수의 기준 감마 전압(RGV)을 생성하는 프로그래머블 감마 IC(Programmable Gamma Integrated Circuit)로 구현될 수 있다. 이러한, 상기 기준 감마 전압 생성부(310)는 감마 전압 설정 데이터에 따라 전원 공급부(400)로부터 기준 감마 전압 생성용 고전위 직류 전압(Vdd)과 저전위 직류 전압 사이의 전압 분배를 통해 각기 다른 전압 레벨을 가지는 복수의 기준 감마 전압(RGV)을 생성하여 데이터 구동 회로부(320)에 공급한다. 이때, 상기 기준 감마 전압 생성부(310)는 단위 화소의 각 화소(P)에 공통적으로 사용되는 복수의 기준 감마 전압(RGV)을 생성하거나, 상기 단위 화소의 각 화소(P)에 개별(또는 독립)적으로 사용되는 색상별 복수의 기준 감마 전압(RGV)을 생성할 수 있다. 여기서, 상기 감마 전압 설정 데이터는 메모리에 저장되어 있거나, 타이밍 제어부(340)로부터 공급될 수 있다.
상기 데이터 구동 회로부(320)는 상기 기준 감마 전압 생성부(310)로부터 공급되는 복수의 기준 감마 전압(RGV)을 세분화하여 복수의 정극성/부극성 계조 전압을 생성하고, 타이밍 제어부(340)로부터 공급되는 데이터 제어 신호(DCS)에 따라 타이밍 제어부(340)로부터 입력되는 화소 데이터(R, G, B)를 래치하고, 상기 복수의 정극성/부극성 계조 전압을 이용하여 래치된 화소 데이터를 정극성/부극성 데이터 전압으로 변환한 후, 극성 제어 신호에 대응되는 정극성/부극성 데이터 전압을 선택하여 데이터 라인들(DL)에 공급한다.
상기 게이트 구동 회로부(330)는 타이밍 제어부(340)로부터 공급되는 게이트 제어 신호(GCS)에 따라 게이트 신호를 생성하여 게이트 라인들(GL)에 순차적으로 공급한다. 여기서, 게이트 구동 회로부(330)는 박막 트랜지스터 형성과 동시에 기판상에 형성될 수 있다.
상기 타이밍 제어부(340)는 외부로부터 입력되는 입력 데이터(RGB)를 디스플레이 패널(200)의 구동에 알맞도록 화소 데이터(R, G, B)로 정렬하여 데이터 구동 회로부(320)에 공급한다.
또한, 상기 타이밍 제어부(340)는 입력되는 타이밍 동기 신호(TSS)를 이용하여 데이터 구동 회로부(320) 및 게이트 구동 회로부(330)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 데이터 제어 신호(DCS)와 게이트 제어 신호(GCS)를 생성한다. 여기서, 타이밍 동기 신호(TSS)는 수직 동기 신호, 수평 동기 신호, 데이터 인에이블 신호, 및 도트 클럭 등을 포함하여 이루어질 수 있다.
그리고, 상기 타이밍 제어부(340)는 한 프레임의 영상의 밝기에 따라 백 라이트 유닛(500)의 휘도를 제어하기 위한 백 라이트 디밍 신호(DIM)를 생성하여 백 라이트 유닛(500)에 공급한다. 여기서, 타이밍 제어부(340)는 한 프레임의 입력 데이터(RGB)를 분석하여 평균 영상 레벨을 산출하고, 산출된 평균 영상 레벨에 따른 백 라이트 디밍 신호(DIM)를 생성한다. 예를 들어, 평균 영상 레벨에 따라 한 프레임의 영상이 상대적으로 밝은 영상으로 판단될 경우, 백 라이트 유닛(500)의 휘도를 감소시키기 위한 백 라이트 디밍 신호(DIM)를 생성하고, 반대로 평균 영상 레벨에 따라 한 프레임의 영상이 상대적으로 어두운 영상으로 판단될 경우, 백 라이트 유닛(500)의 휘도를 증가시키기 위한 백 라이트 디밍 신호(DIM)를 생성할 수 있다.
상기 전원 공급부(400)는 디스플레이 장치의 구동에 필요한 전압을 생성하여 출력한다.
일 실시 예에 따른 전원 공급부(400)는 입력 전원(Vin)을 이용하여 일정한 직류 전압 레벨을 가지는 상기 기준 감마 전압 생성용 고전위 직류 전압(Vdd)을 생성하여 상기 기준 감마 전압 생성부(310)에 공급할 수 있다. 이러한, 상기 전원 공급부(400)는 도 3 내지 도 7을 참조하여 전술한 전원 공급 장치(100)로 이루어지므로 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
다른 실시 예에 따른 전원 공급부(400)는 상기 기준 감마 전압 생성용 고전위 직류 전압(Vdd) 뿐만 아니라, 입력 전원(Vin)을 이용하여 일정한 직류 전압 레벨을 가지는 정전압(Vcc)을 생성하여 백 라이트 구동부(600)에 공급할 수 있다. 이 경우, 상기 전원 공급부(400)는 도 3 내지 도 7을 참조하여 전술한 전원 공급 장치(100)로 이루어지되, 상기 정전압(Vcc)을 생성하기 위한 직류-직류 컨버터와 스위칭 제어부가 추가되고, 추가된 직류-직류 컨버터와 스위칭 제어부는 전술한 저전압 잠금 제어부(120)로부터 출력되는 저전압 잠금 신호에 따라 동작한다. 이와 마찬가지로, 전원 공급부(400)는 데이터 구동 회로부(320), 게이트 구동 회로부(330), 및 타이밍 제어부(340) 각각의 구동에 필요한 구동 전압을 생성하여 공급할 수도 있다.
상기 백 라이트 유닛(500)은 복수의 발광 다이오드의 발광을 이용해 디스플레이 패널(200)에 광을 조사한다. 이러한, 백 라이트 유닛(500)은 직렬 접속된 복수의 발광 다이오드로 이루어지는 적어도 하나의 발광 다이오드 어레이를 포함하여 구성된다. 여기서, 상기 백 라이트 유닛(500)은 에지형 백 라이트 유닛 또는 직하형 백 라이트 유닛이 될 수 있다.
상기 백 라이트 구동부(600)는 상기 전원 공급부(400)로부터 공급되는 정전압(Vcc)을 기반으로 백 라이트 디밍 신호(DIM)에 따라 백 라이트 구동 전압(VLED)의 펄스 폭 및/또는 진폭을 변조하여 상기 백 라이트 유닛(500), 즉 발광 다이오드 어레이를 구동함으로써 백 라이트 디밍 신호(DIM)에 대응되는 밝기의 광이 디스플레이 패널(200)에 조사되도록 한다.
전술한 디스플레이 장치는 백 라이트 유닛(500)을 포함하므로 액정 디스플레이 장치가 될 수 있다. 하지만, 본 발명에 따른 디스플레이 장치는 전술한 액정 디스플레이 장치에 한정되지 않고, 유기 발광 디스플레이 장치 또는 플라즈마 디스플레이 장치 등이 될 수 있다. 이 경우, 전술한 백 라이트 유닛(500)과 백 라이트 구동부(600)는 생략된다.
이상과 같은, 본 발명의 실시 예에 따른 디스플레이 장치는 입력 전원이 낮아지더라도 안정적으로 동작하는 전원 공급 장치(100)를 포함하여 구성됨으로써 입력 전원(Vin)이 설정된 기준 저전압(Vref)에 도달할 경우에 발생되는 직류-직류 컨버터(110)의 온(On)/오프(Off) 반복 현상으로 인한 플리커 현상을 방지할 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시 예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사항을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
100: 전원 공급 장치 110: 직류-직류 컨버터
120: 저전압 잠금 제어부 121: 제 1 저전압 검출부
123: 제 2 저전압 검출부 125: 지연 회로부
127: 저전압 잠금 신호 생성부 130: 스위칭 제어부
200: 디스플레이 패널 300: 패널 구동부
400: 전원 공급부 500: 백 라이트 유닛
600: 백 라이트 구동부

Claims (11)

  1. 스위칭 소자의 스위칭에 따라 입력 전원을 직류 전압으로 변환하여 출력하는 직류-직류 컨버터;
    상기 입력 전원의 전압 강하에 따라 저전압 잠금 신호를 생성하는 저전압 잠금 제어부; 및
    상기 저전압 잠금 신호에 기초하여 상기 스위칭 소자의 스위칭을 제어하는 스위칭 제어부를 포함하며,
    상기 저전압 잠금 제어부는 상기 입력 전원이 제 1 기준 저전압까지 낮아질 경우, 설정된 지연 시간 동안 상기 스위칭 소자를 강제로 오프(Off)시키기 위한 제 1 논리 상태의 저전압 잠금 신호를 생성하고,
    상기 입력 전원이 상기 제 1 기준 저전압보다 낮은 제 2 기준 저전압 이하로 낮아질 경우, 상기 제 1 논리 상태의 저전압 잠금 신호를 생성하고,
    상기 제 1 기준 저전압까지 낮아진 입력 전원이 상기 제 2 기준 저전압 이하로 낮아지지 않을 경우, 상기 스위칭 소자를 온(On)시키기 위한 제 2 논리 상태의 저전압 잠금 신호를 생성하는, 전원 공급 장치.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 저전압 잠금 제어부는,
    상기 입력 전원과 상기 제 1 기준 저전압을 비교하여 제 1 저전압 검출 신호를 생성하는 제 1 저전압 검출부;
    상기 입력 전원과 상기 제 1 기준 저전압보다 낮은 제 2 기준 저전압을 비교하여 제 2 저전압 검출 신호를 생성하는 제 2 저전압 검출부;
    상기 제 1 저전압 검출부의 출력 신호에 따라 상기 지연 시간에 대응되는 지연 기준 신호를 생성하는 지연 회로부; 및
    상기 제 1 및 제 2 저전압 검출 신호와 상기 지연 기준 신호에 따라 상기 제 1 논리 상태 또는 제 2 논리 상태의 저전압 잠금 신호를 생성하는 저전압 잠금 신호 생성부를 포함하여 구성되는, 전원 공급 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 1 저전압 검출부는,
    상기 입력 전원과 상기 제 1 기준 저전압을 비교하고, 비교 결과에 따른 제 1 비교 신호를 생성하는 제 1 비교기; 및
    상기 제 1 비교 신호의 논리 상태를 반전시켜 상기 제 1 저전압 검출 신호를 생성하는 제 1 반전기를 포함하여 구성되는, 전원 공급 장치.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 2 저전압 검출부는,
    상기 입력 전원과 상기 제 2 기준 저전압을 비교하고, 비교 결과에 따른 제 2 비교 신호를 생성하는 제 2 비교기; 및
    상기 제 2 비교 신호의 논리 상태를 반전시켜 상기 제 2 저전압 검출 신호를 생성하는 제 2 반전기를 포함하여 구성되는, 전원 공급 장치.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 지연 회로부는,
    상기 제 1 저전압 검출 신호에 따라 턴-온되어 구동 전압을 출력하는 제 1 트랜지스터;
    상기 제 1 트랜지스터에 접속된 저항;
    상기 저항과 기전 전원 사이에 접속되어 상기 턴-온된 제 1 트랜지스터와 상기 저항을 통해 공급되는 구동 전압에 의해 충전되는 커패시터;
    상기 커패시터에 병렬 접속되고, 상기 제 1 비교 신호에 따라 턴-온되어 상기 커패시터에 저장된 전압을 방전시키는 제 2 트랜지스터;
    설정된 지연 기준 전압과 상기 커패시터의 전압을 비교하여 제 3 비교 신호를 생성하는 제 3 비교기; 및
    상기 제 3 비교 신호의 논리 상태를 반전시켜 상기 지연 기준 신호를 생성하는 제 3 반전기를 포함하여 구성되는, 전원 공급 장치.
  7. 제 3 항에 있어서,
    상기 저전압 잠금 신호 생성부는,
    상기 제 1 저전압 검출 신호와 상기 지연 기준 신호를 제 1 논리 연산하여 지연 신호를 생성하는 제 1 논리 게이트;
    상기 지연 기준 신호에 따라 턴-온되어 상기 제 2 저전압 검출 신호를 출력하는 제 3 트랜지스터; 및
    상기 턴-온된 제 3 트랜지스터로부터 공급되는 제 2 저전압 검출 신호와 상기 지연 신호를 제 2 논리 연산하여 상기 제 1 논리 상태 또는 제 2 논리 상태의 저전압 잠금 신호를 생성하는 제 2 논리 게이트를 포함하여 구성되는, 특징으로 하는 전원 공급 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 제 1 논리 연산은 배타적 부정 논리합 연산이고,
    상기 제 2 논리 연산은 부정 논리합 연산인, 전원 공급 장치.
  9. 게이트 라인과 데이터 라인의 교차에 의해 정의되는 화소 영역에 형성된 화소를 포함하는 디스플레이 패널;
    상기 화소를 구동하기 위한 패널 구동부; 및
    입력 전원을 직류 전압으로 변환하여 상기 패널 구동부에 공급하는 전원 공급부를 포함하며,
    상기 전원 공급부는 청구항 제 1 항 및 청구항 제 3 항 내지 청구항 제 8 항 중 어느 한 항에 기재된 전원 공급 장치를 포함하여 구성되는, 디스플레이 장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 패널 구동부는,
    복수의 기준 감마 전압을 생성하는 기준 감마 전압 생성부;
    상기 복수의 기준 감마 전압을 이용하여 입력되는 화소 데이터를 데이터 전압으로 변환하여 상기 데이터 라인에 공급하는 데이터 구동 회로부;
    상기 게이트 라인에 게이트 신호를 공급하는 게이트 구동 회로부; 및
    상기 데이터 구동 회로부와 상기 게이트 구동 회로부의 구동을 제어하고, 상기 데이터 구동 회로부에 화소 데이터를 공급하는 타이밍 제어부를 포함하며,
    상기 전원 공급부는 상기 기준 감마 전압 생성부와 상기 데이터 구동 회로부와 상기 게이트 구동 회로부 및 상기 타이밍 제어부 중 적어도 하나의 구동에 필요한 직류 전압을 생성하는, 디스플레이 장치.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 디스플레이 패널에 광을 조사하는 백 라이트 유닛; 및
    상기 백 라이트 유닛을 구동하는 백 라이트 구동부를 더 포함하여 구성되며,
    상기 전원 공급부는 상기 백 라이트 유닛과 상기 백 라이트 구동부 중 적어도 하나의 구동에 필요한 직류 전압을 더 생성하는, 디스플레이 장치.
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