KR102113617B1 - 전원제어집적회로 및 이의 구동방법 - Google Patents

전원제어집적회로 및 이의 구동방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 게이트 드라이버의 오동작을 방지할 수 있는 표시장치용 전원제어집적회로 및 이의 구동방법에 관한 것으로, 외부로부터의 입력전압을 승압하여 기준전압을 생성하는 기준전압생성부; 상기 기준전압생성부로부터의 기준전압을 승압하여 게이트고전압을 생성하는 게이트고전압생성부; 상기 기준전압생성부로부터의 기준전압을 강압하여 게이트저전압을 생성하는 게이트저전압생성부; 및, 상기 게이트저전압이 목표전압에 도달한 시점 또는 그 시점 이후부터, 상기 게이트고전압생성부로부터 발생된 게이트고전압을 게이트 드라이버로 제공하는 입력순서제어부를 포함함을 특징으로 한다.

Description

전원제어집적회로 및 이의 구동방법{POWER MANAGEMENT INTEGRATED CIRCUIT AND METHOD FOR DRIVING THE SAME}
본 발명은 전원제어집적회로에 관한 것으로, 특히 게이트 드라이버의 오동작을 방지할 수 있는 표시장치용 전원제어집적회로 및 이의 구동방법에 대한 것이다.
표시장치용 전원제어집적회로로부터 생성된 게이트고전압 및 게이트저전압은 게이트 드라이버로 공급된다. 이때, 이 게이트 드라이버의 안정적인 동작을 위해, 그 게이트고전압 및 게이트저전압은 미리 설정된 전원 입력 순서(power sequence)에 따라 게이트 드라이버로 입력되어야 한다. 즉, 전원제어집적회로로부터 생성된 게이트전압 및 게이트고전압 중 게이트저전압이 게이트고전압보다 게이트 드라이버로 상대적으로 먼저 공급되어야 한다. 그렇지 않을 경우, 게이트 드라이버의 안정적인 동작이 보증될 수 없다. 일반적으로 차지 펌프(charge pump)를 이용하여 게이트고전압을 생성하는 전원제어집적회로는 전술된 전원 입력 순서에 따라 게이트고전압 및 게이트저전압을 출력한다.
한편, 전술된 차치 펌프 보다 전력 효율면에서 더 우수한 부스터 컨버터(boost converter)를 이용하여 게이트고전압을 생성하는 전원제어집적회로가 더 많이 적용되는 추세인 바, 그러나 이러한 부스터 컨버터을 사용하는 전원제어집적회에는 게이트저전압이 목표전압으로 안정화되기 이전에 게이트고전압이 게이트 드라이버로 먼저 공급되는 문제점 있다. 이는 그 부스터 컨버터의 특성에 기인한 것으로, 즉 기준전압에 의해 게이트고전압이 실질적으로 게이트저전압의 안정화 이전에 기준전압의 레벨로 먼저 상승하기 때문이다.
따라서, 종래의 부스터 컨버터 방식의 전원제어집적회로는 전술된 전원 입력 순서를 만족하지 못하는 바, 그로 인해 게이트 드라이버가 오동작을 일으키거나, 또는 심할 경우 회로적인 손상을 입는 경우가 발생한다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 게이트저전압이 목표전압으로 안정화될 때까지 게이트고전압의 출력을 차단하고, 그 게이트저전압이 목표전압으로 안정화된 후에야 게이트고전압을 출력하도록 제어하는 표시장치용 전원제어집적회로 및 이의 구동방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 전원제어집적회로는, 외부로부터의 입력전압을 승압하여 기준전압을 생성하는 기준전압생성부; 상기 기준전압생성부로부터의 기준전압을 승압하여 게이트고전압을 생성하는 게이트고전압생성부; 상기 기준전압생성부로부터의 기준전압을 강압하여 게이트저전압을 생성하는 게이트저전압생성부; 및, 상기 게이트저전압이 목표전압에 도달한 시점 또는 그 시점 이후부터, 상기 게이트고전압생성부로부터 발생된 게이트고전압을 게이트 드라이버로 제공하는 입력순서제어부를 포함함을 특징으로 한다.
상기 입력순서제어부는, 외부로부터의 순서제어신호에 따라 상기 게이트고전압생성부로부터의 게이트고전압을 상기 게이트 드라이버로 전달하는 스위칭소자이며; 그리고, 상기 순서제어신호는 상기 게이트저전압이 목표전압에 도달한 시점 또는 그 이후부터 상기 스위칭소자를 턴-온시킬 수 있는 액티브 상태를 갖는 신호임을 특징으로 한다.
상기 순서제어신호는 상기 게이트저전압생성부로부터의 게이트저전압인 것을 특징으로 한다.
상기 기준전압생성부는, 상기 입력전압이 인가되는 제 1 입력단자; 상기 제 1 입력단자와 제 1 노드 사이에 접속된 제 1 인덕터; 상기 제 1 노드와 제 1 출력단자 사이에 접속된 제 1 다이오드; 상기 제 1 입력단자와 제 2 노드 사이에 접속된 제 1 저항; 상기 제 2 노드와 접지 사이에 접속된 제 1 제너 다이오드; 상기 제 2 노드의 전압과 제 3 노드의 전압을 근거로 출력을 발생하는 제 1 비교기; 상기 제 1 비교기로부터의 출력에 따라 펄스의 듀티비를 조절하고, 이 듀티비가 조절된 펄스를 출력하는 제 1 펄스폭제어발진기; 상기 제 1 펄스폭제어발진기로부터의 펄스에 따라 제어되며, 상기 제 1 노드와 접지 사이에 접속된 제 1 트랜지스터; 상기 제 1 출력단자와 접지 사이에 접속된 제 1 커패시터; 상기 제 1 출력단자와 제 3 노드 사이에 접속된 제 2 저항; 및, 상기 제 3 노드와 접지 사이에 접속된 제 3 저항을 포함함을 특징으로 한다.
상기 게이트고전압생성부는, 상기 기준전압이 인가되는 제 2 입력단자;
상기 제 2 입력단자와 제 4 노드 사이에 접속된 제 2 인덕터; 상기 제 4 노드와 제 2 출력단자 사이에 접속된 제 2 다이오드; 상기 제 2 입력단자와 제 5 노드 사이에 접속된 제 1 저항; 상기 제 5 노드와 접지 사이에 접속된 제 2 제너 다이오드; 상기 제 5 노드의 전압과 제 6 노드의 전압을 근거로 출력을 발생하는 제 2 비교기; 상기 제 2 비교기로부터의 출력에 따라 펄스의 듀티비를 조절하고, 이 듀티비가 조절된 펄스를 출력하는 제 2 펄스폭제어발진기; 상기 제 2 펄스폭제어발진기로부터의 펄스에 따라 제어되며, 상기 제 4 노드와 접지 사이에 접속된 제 2 트랜지스터; 상기 제 2 출력단자와 접지 사이에 접속된 제 2 커패시터; 상기 제 2 출력단자와 제 6 노드 사이에 접속된 제 5 저항; 및, 상기 제 6 노드와 접지 사이에 접속된 제 6 저항을 포함함을 특징으로 한다.
또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 전원제어집적회로의 구동방법은, 외부로부터의 입력전압을 승압하여 기준전압을 생성하는 단계; 상기 기준전압을 승압하여 게이트고전압을 생성하는 단계; 상기 기준전압을 강압하여 게이트저전압을 생성하는 단계; 및, 상기 게이트저전압이 목표전압에 도달한 시점 또는 그 시점 이후부터, 상기 게이트고전압을 게이트 드라이버로 제공하는 단계를 포함함을 특징으로 한다.
상기 게이트고전압을 게이트 드라이버로 제공하는 단계는, 상기 게이트저전압이 목표전압에 도달한 시점 또는 그 시점 이후부터 액티브 상태를 갖는 순서제어신호를 생성하는 단계: 및, 상기 순서제어신호를, 상기 게이트고전압을 생성하는 게이트고전압생성부와 상기 게이트 드라이버 사이에 형성된 스위칭소자인 입력순서제어부로 입력하는 단계를 포함함을 특징으로 한다.
상기 순서제어신호는 상기 게이트저전압인 것을 특징으로 한다.
본원발명에 따른 전원제어집적회로 및 이의 구동방법에는 다음과 같은 효과가 있다.
본 발명에서의 전원제어집적회로는 게이트저전압이 목표전압으로 안정화될 때까지 게이트고전압의 출력을 차단하고, 그 게이트저전압이 목표전압으로 안정화된 후에야 게이트고전압을 출력하도록 제어한다. 따라서, 전원 입력 순서에 따라 게이트저전압이 게이트고전압보다 먼저 게이트 드라이버로 입력되므로, 게이트 드라이버의 오동작 및 손상이 방지될 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전원제어집적회로(power management integrated circuit)를 구비한 표시장치의 블록 구성도
도 2는 도 1의 전원제어집적회로에 대한 블록 구성도
도 3은 도 2의 전원제어집적회로부터 출력되는 각종 신호들의 타이밍도
도 4는 도 2의 기준전압생성부, 게이트고전압생성부 및 입력순서제어부의 구체적인 회로 구성을 나타낸 도면
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전원제어집적회로(power management integrated circuit)를 구비한 표시장치의 블록 구성도이다.
본 발명의 실시예에 따른 표시장치는, 도 1에 도시된 바와 같이, 표시부(DSP), 데이터 드라이버(DD), 게이트 드라이버(GD), 타이밍 컨트롤러(TC), 전원제어집적회로(PMIC)를 포함하는 바, 여기서 데이터 드라이버(DD), 게이트 드라이버(GD), 타이밍 컨트롤러(TC) 및 전원제어집적회로(PMIC)는 표시부(DSP)에 영상이 표시되도록 그 표시부(DSP)를 구동하는 표시장치용 구동회로이다. 이 열거된 구성요소들에 대하여 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
표시부(DSP)는 다수의 화소(PXL)들과, 이들 화소(PXL)들이 화상을 표시하는데 필요한 각종 신호들을 전송하기 위한 i개의 데이터 라인들(DL1 내지 DLi)과 j개의 게이트 라인들(GL1 내지 GLj)을 포함한다. 여기서, i 및 j는 자연수이다.
화소(PXL)들은 매트릭스(matrix) 형태로 표시부(DSP)에 배열되어 있다. 표시부의 각 수평라인에는 i개의 화소(PXL)들이 배열되어 있다. 이 화소(PXL)들은 적색 영상을 표시하는 적색 화소(R), 녹색 영상을 표시하는 녹색 화소(G) 및 청색 영상을 표시하는 청색 화소(B)로 구분된다. 이때, 동일 게이트 라인에 접속되며 서로 인접하여 위치한 3개의 적색 화소(R), 녹색 화소(G) 및 청색 화소(B)는 하나의 단위 화소를 이룬다. 이 단위 화소는 적색 영상, 녹색 영상 및 청색 영상을 혼합하여 하나의 단위 영상을 표시한다.
타이밍 컨트롤러(TC)는 시스템으로부터 수평동기신호(Hsync), 수직동기신호(Vsync), 도트-클럭신호(d-clk) 및 영상 데이터(img_data)들을 공급받는다. 그리고, 입력된 수평동기신호(Hsync), 수직동기신호(Vsync), 및 도트-클럭신호(d-clk)를 이용하여 데이터 제어신호(dcs) 및 게이트 제어신호(gcs)를 발생한다.
데이터 제어신호(dcs)는 소스클럭펄스신호(source clock pulse signal), 소스스타트펄스신호(source start pulse signal), 소스아웃풋인에이블신호(source output enable signal) 및 극성반전제어신호를 포함한다. 이 데이터 제어신호(dcs)는 데이터 드라이버(DD)로 공급된다.
게이트 제어신호(gcs)는 게이트스타트펄스신호(gate start pulse signal), 게이트쉬프트클럭신호(gate shift clock signal), 게이트아웃풋인에이블신호(gate output enable signal)를 포함한다. 이 게이트 제어신호(gcs)는 게이트 드라이버(GD)로 공급된다.
게이트 드라이버(GD)는 타이밍 컨트롤러(TC)로부터의 게이트 제어신호에 따라 게이트 신호들을 생성하고 이들을 다수의 게이트 라인들(GL1 내지 GLj)로 순차적으로 공급함으로써 그 게이트 라인들(GL1 내지 GLj)을 구동한다.
데이터 드라이버(DD)는 타이밍 컨트롤러(TC)로부터의 데이터 제어신호(dcs)에 따라 영상 데이터들(타이밍 컨트롤러로부터의 영상 데이터들)을 샘플링한 후에, 매 수평기간(Horizontal Time : 1H, 2H, ...)마다 한 수평라인에 해당하는 샘플링 영상 데이터들을 래치하고 래치된 한 수평라인의 영상 데이터들을 데이터 라인들(DL1 내지 DLj)로 공급한다. 이때, 이 데이터 드라이버(DD)는 타이밍 컨트롤러(TC)로부터의 영상 데이터를 감마기준전압들을 이용하여 아날로그 데이터 신호로 변환하여 데이터 라인들(DL1 내지 DLj)로 공급한다.
전원제어집적회로(PMIC)는 부스터 컨버터 방식을 사용하는 전원제어집적회로로서, 이는 표시부(DSP), 게이트 드라이버(GD) 및 데이터 드라이버(DD)에 필요한 각종 신호들을 생성한다. 예를 들어, 이 전원제어집적회로(PMIC)는 시스템(도시되지 않은)의 전원으로부터 제공되는 입력전압(Vin)을 승압 또는 강압하여 디지털 논리 전압(VCC), 기준전압(VDD), 공통전압(VCOM), 감마기준전압(GMA), 게이트고전압(VGH), 게이트저전압(VGL) 등을 생성한다. 여기서, 기준전압(VDD)은 데이터의 최상한 계조나 최하한 계조에 해당하는 전압으로 사용될 수 있으며, 감마기준전압(GMA)은 데이터의 중간 계조들에 해당하는 전압으로 사용될 수 있으며, 게이트고전압(VGH)은 게이트 신호의 하이논리전압으로 사용될 수 있으며, 그리고 게이트저전압(VGL)은 그 게이트 신호의 로우논리전압으로 사용될 수 있다.
전원제어집적회로(PMIC)로부터 생성된 게이트고전압(VGH) 및 게이트저전압(VGL)은 게이트 드라이버(GD)로 공급되는 바, 이 게이트 드라이버(GD)는 이 게이트고전압(VGH) 및 게이트저전압(V히)을 이용하여 게이트 신호를 생성한다. 이때, 이 게이트 드라이버(GD)의 안정적인 동작을 위해, 그 게이트 드라이버(GD)로 입력되는 게이트고전압(VGH) 및 게이트저전압(VGL)을 포함한 각종 전원 신호들은 미리 설정된 전원 입력 순서(power sequence)에 따라 게이트 드라이버(GD)로 입력되어야 한다. 그렇지 않을 경우, 게이트 드라이버(GD)의 안정적인 동작이 보증될 수 없다. 이는, 그 전원 입력 순서가 지켜지지 않을 경우, 게이트 드라이버(GD)가 오동작을 일으킬 수도 있음을 의미한다.
이러한 게이트 드라이버(GD)는, 예를 들어, 아래와 같은 두 가지 방식의 전원 입력 순서들 중 어느 하나에 따라 전원 신호들을 공급받는다.
1) VCC --> 각종 입력신호들 --> VGL --> VGH
2) VCC --> VGL --> VGH --> 각종 입력신호들
즉, 위의 1) 방식에 따르면, 디지털 논리 신호(VCC)가 먼저 입력되고, 이어서 각종 입력신호들이 입력되고, 이후 게이트저전압(VGL)이 입력되고, 다음으로 게이트고전압(VGH)이 입력된다. 한편, 위의 2) 방식에 따르면, 디지털 논리 신호(VCC)가 먼저 입력되고, 이어서 게이트저전압(VGL)이 입력되고, 이후 게이트고전압(VGH)이 입력되고, 다음으로 각종 입력신호들이 입력된다.
여기서, 두 가지 방식들 중 어떠한 경우라도, 게이트저전압(VGL)이 게이트고전압(VGH)보다 먼저 입력되어야 한다. 다시 말하여, 전원제어집적회로(PMIC)로부터 생성된 게이트고전압(VGH) 및 게이트저전압(VGL) 중 게이트저전압(VGL)이 게이트고전압(VGH)보다 게이트 드라이버(GD)로 상대적으로 먼저 공급되어야 한다. 그러나, 전술된 바와 같이, 게이트저전압(VGL)보다 앞서 출력되는 기준전압(VDD)에 의한 영향으로, 게이트저전압(VGL)이 목표전압으로 안정화되기 전에 게이트고전압(VGH)이 그 기준전압(VDD)의 레벨로 상승하게 되는 바, 이 때문에 게이트 드라이버(GD)는 실질적으로 게이트고전압(VGH)이 게이트저전압(VGL)보다 먼저 입력되는 것으로 인식하게 되는 문제점이 발생된다.
이러한 문제점을 해결하기 위해, 본원발명에서의 전원제어집적회로(PMIC)는 게이트저전압(VGL)이 목표전압에 도달한 시점 또는 그 시점 이후부터, 그 게이트고전압(VGH)을 게이트 드라이버(GD)로 제공한다. 여기서, 목표전압이란 그 게이트저전압(VGL)이 임의의 전압 상태에서 실질적으로 사용 가능한 상태의 전압으로 도달했을 때의 값을 의미한다. 예를 들어, 이 게이트저전압은 -6[V]의 값을 목표전압으로 가질 수 있다.
이러한 전원제어집적회로(PMIC)는 다음과 같은 구성을 가질 수 있다.
도 2는 도 1의 전원제어집적회로(PMIC)에 대한 블록 구성도이고, 그리고 도 3은 도 2의 전원제어집적회로(PMIC)부터 출력되는 각종 신호들의 타이밍도이다.
본 발명에 따른 전원제어집적회로(PMIC)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 기준전압생성부(RG), 게이트고전압생성부(GHG), 게이트저전압생성부(GLG) 및 입력순서제어부(ISC)를 포함한다.
기준전압생성부(RG)는 시스템으로부터 제공된 입력전압(Vin)을 승압하여 기준전압(VDD)을 생성한다. 이 기준전압(VDD)은, 예를 들어, 12[V]가 될 수 있다. 한편, 입력전압(Vin)은 5[V]가 될 수 있다.
게이트고전압생성부(GHG)는 기준전압생성부(RG)로부터 제공된 기준전압(VDD)을 승압하여 게이트고전압(VGH)을 생성한다.
게이트저전압생성부(GLG)는 기준전압생성부(RG)로부터 제공된 기준전압(VDD)을 강압하여 게이트저전압(VGL)을 생성한다. 이 게이트저전압(VGL)은, 예를 들어, -6[V]가 될 수 있다.
입력순서제어부(ISC)는, 게이트저전압(VGL)이 목표전압에 도달한 시점부터 게이트고전압(VGH), 즉 게이트고전압생성부(GHG)로부터 발생된 게이트고전압(VGL)을 게이트 드라이버(GD)로 공급한다. 또 다른 실시예로서, 이 입력순서제어부(ISC)는, 게이트저전압(VGL)이 목표전압에 도달한 시점 이후부터 그 게이트고전압(VGH)을 게이트 드라이버(GD)로 공급할 수도 있다.
이 입력순서제어부(ISC)는, 예를 들어, 외부로부터의 순서제어신호(SS)에 따라 게이트고전압생성부(GHG)로부터의 게이트고전압(VGH)을 게이트 드라이버(GD)로 전달하는 스위칭소자가 될 수 있는 바, 여기서 이 순서제어신호(SS)는 게이트저전압(VGL)이 목표전압에 도달한 시점 또는 그 이후부터 그 스위칭소자를 턴-온시킬 수 있도록 그 해당 시점부터 액티브 상태를 갖는 신호가 될 수 있다. 하나의 예로서, 이 순서제어신호(SS)로서 게이트저전압(VGL)이 사용될 수도 있는 바, 이 순서제어신호(SS)는 그 게이트전압(VGL)만으로 한정되는 것이 아니라, 전술된 바와 같은 타이밍에 액티브 상태를 가질 수 있는 신호이면 어떠한 신호라도 사용될 수 있다.
이러한 입력순서제어부(ISC)는 그 순서제어신호(SS)에 의해 제어되어, 자신에게 입력된 게이트고전압(VGH)의 출력 여부를 결정한다. 예를 들어, 도 3에 도시된 바와 같이, 게이트저전압이 목표전압에 도달한 시점(T1)보다 먼저 발생된 게이트고전압(①; 즉, 기준전압 레벨의 게이트고전압)은, 턴-오프 상태인 입력순서제어부(ISC)에 의해 차단되어 게이트 드라이버(GD)로 입력되지 못한다. 그러나, 그 시점(T1) 이후인 다음 시점, 예를 들어 T2시점의 게이트고전압(②)은, 턴-온 상태인 입력순서제어부(ISC)에 의해 게이트 드라이버(GD)로 입력될 수 있다. 따라서, 게이트 드라이버(GD)에는 게이트저전압(VGL)이 게이트고전압(VGH)보다 먼저 입력될 수 있다.
도 4는 도 2의 기준전압생성부(RG), 게이트고전압생성부(GHG) 및 입력순서제어부(ISC)의 구체적인 회로 구성을 나타낸 도면이다.
기준전압생성부(RG)는 이의 제 1 입력단자(it1)에 인가된 입력전압(Vin)을 승압하여 기준전압(VDD)을 생성하고, 그리고 이 생성된 기준전압(VDD)을 자신의 제 1 출력단자(ot1)를 통해 출력하는 바, 이러한 기능을 위해, 도 4에 도시된 바와 같이, 제 1 인덕터(L1), 제 1 다이오드(D1), 제 1 내지 제 3 저항(R1 내지 R3), 제 1 제너 다이오드(ZD1), 제 1 비교기(CM1), 제 1 펄스폭제어발진기(PCO1), 제 1 트랜지스터(Q1), 그리고 제 1 커패시터(C1)를 포함한다. 즉, 이 기준전압생성부(RG)는 입력전압(Vin)을 이보다 큰 값으로 상승시키는 스텝업형 스위칭 레귤레이터(step-up switching regulator)가 될 수 있다.
제 1 인덕터(L1)는 제 1 입력단자(it1)와 제 1 노드(n1) 사이에 접속된다.
제 1 다이오드(D1)는 제 1 노드(n1)와 제 1 출력단자(oT1) 사이에 접속된다.
제 1 저항(R1)은 제 1 입력단자(it1)와 제 2 노드(n2) 사이에 접속되고, 제 2 저항(R2)은 제 1 출력단자(ot1)와 제 3 노드 사이(n3)에 접속되며, 그리고 제 3 저항(R3)은 제 3 노드(n3)와 접지 사이에 접속된다.
제 1 제너 다이오드(ZD1)는 제 2 노드(n2)와 접지 사이에 접속된다.
제 1 비교기(CM1)는 제 2 노드(n2)의 전압과 제 3 노드(n3)의 전압을 근거로 출력을 발생한다.
제 1 펄스폭제어발진기(PCO1)는 펄스를 출력하는 바, 이때 제 1 비교기(CM1)로부터의 출력에 따라 그 펄스의 듀티비(duty ratio)를 조절하여 출력한다.
제 1 트랜지스터(Q1)는 제 1 펄스폭제어발진기(PCO1)로부터의 펄스에 따라 제어되며, 제 1 노드(n1)와 접지 사이에 접속된다.
제 1 커패시터(C1)는 제 1 출력단자(ot1)와 접지 사이에 접속된다.
이러한 구성을 갖는 기준전압발생부(RG)의 동작을 상세히 설명하면 다음과 같다.
제 1 펄스폭제어발진기(PCO1)로부터의 하이 펄스에 의해 제 1 트랜지스터(Q1)가 턴-온되면, 입력전압(Vin)에 의해 제 1 인덕터(L1)가 충전되기 시작한다. 즉, 제 1 트랜지스터(Q1)가 턴-온됨에 따라 제 1 인덕터(L1) 양단의 전압강하(Vin-Vce; Vce는 제 1 트랜지스터(Q1)의 컬렉터 에미터간 전압)가 증가하게 되고, 이때 제 1 인덕터(L1)에 걸리는 자계가 급격하게 증가한다. 그러면, 제 1 노드(n1)의 전압이 제 1 출력단자(ot1)의 전압보다 낮아지게 되고, 그로 인해 제 1 다이오드(D1)가 역방향으로 바이어스되는 바, 그때 제 1 인덕터(L1)가 충전된다. 이 제 1 인덕터(L1)의 충전 중에는 제 1 다이오드(D1)는 역방향으로 바이어스된 상태로 유지된다.
이후, 제 1 펄스폭제어발진기(PCO1)로부터의 로우 펄스에 의해 제 1 트랜지스터(Q1)가 턴-오프되면, 제 1 인덕터(L1)에 충전된 전류가 방전되기 시작한다. 이때 제 1 다이오드(D1)가 순방향으로 바이어스됨에 따라, 그 제 1 인덕터(L1)로부터 방전된 전류는 제 1 커패시터(C1)로 흐르게 된다. 이에 따라 제 1 커패시터(C1)가 충전되고, 제 1 출력단자(ot1)의 전압이 입력전압(Vin)과 제 1 인덕터(L1)의 양단 전압간의 합으로 나타난다. 이 제 1 출력단자(ot1))의 전압이 바로 기준전압(VDD)이 된다.
한편, 제 1 출력단자(ot1)의 전압이 변화함에 따라 제 3 노드(n3)의 전압이 변화한다. 그러면, 제 1 비교기(CM1)는, 제 1 제너 다이오드(ZD1)에 의해 안정화된 제 2 노드(n2)의 전압과 전술된 제 3 노드(n3)의 전압간의 비교를 근거로 출력을 조절한다. 이 제 1 비교기(CM1)로부터의 출력은 제 1 펄스폭제어발진기(PCO1)로 입력되는 바, 이 제 1 펄스폭제어발진기(PCO1)는 그 입력된 출력의 크기에 따라 펄스의 듀티비를 조절한다.
게이트고전압생성부(GHG)는 이의 제 2 입력단자(it2)에 인가된 기준전압(VDD)을 승압하여 게이트고전압(VGH)을 생성하고, 그리고 이 생성된 게이트고전압(VGH)을 자신의 제 2 출력단자(ot2)를 통해 출력하는 바, 이러한 기능을 위해, 도 4에 도시된 바와 같이, 제 2 인덕터(L2), 제 2 다이오드(D2), 제 4 내지 제 6 저항(R4 내지 R6), 제 2 제너 다이오드(ZD2), 제 2 비교기(CM2), 제 2 펄스폭제어발진기(PCO2), 제 2 트랜지스터(Q2), 그리고 제 2 커패시터(C2)를 포함한다. 즉, 이 게이트고전압생성부(GHG)는 기준전압(VDD)을 이보다 큰 값으로 상승시키는 스텝업형 스위칭 레귤레이터(step-up switching regulator)가 될 수 있다.
제 2 인덕터(L2)는 제 2 입력단자(it2)와 제 4 노드(n4) 사이에 접속된다.
제 2 다이오드(D2)는 제 4 노드(n4)와 제 2 출력단자(ot2) 사이에 접속된다.
제 4 저항(R4)은 제 2 입력단자(it2)와 제 5 노드(n5) 사이에 접속되고, 제 5 저항(R5)은 제 2 출력단자(ot2)와 제 6 노드(n6) 사이에 접속되며, 그리고 제 6 저항(R6)은 제 6 노드(n6)와 접지 사이에 접속된다.
제 2 제너 다이오드(ZD2)는 제 5 노드(n5)와 접지 사이에 접속된다.
제 2 비교기(CM2)는 제 5 노드(n5)의 전압과 제 6 노드(n6)의 전압을 근거로 출력을 발생한다.
제 2 펄스폭제어발진기(PCO2)는 펄스를 출력하는 바, 이때 제 2 비교기(CM2)로부터의 출력에 따라 그 펄스의 듀티비(duty ratio)를 조절하여 출력한다.
제 2 트랜지스터(Q2)는 제 2 펄스폭제어발진기(PCO2)로부터의 펄스에 따라 제어되며, 제 4 노드(n4)와 접지 사이에 접속된다.
제 2 커패시터(C2)는 제 2 출력단자(ot2)와 접지 사이에 접속된다.
이러한 구성을 갖는 게이트고전압생성부(GHG)는 실질적으로 전술된 기준전압생성부(RG)와 그 회로 구성이 동일하다. 따라서, 이 게이트고전압생성부(GHG)에 대한 동작 설명은 전술된 기준전압생성부(RG)의 그것을 참조하기로 한다.
입력순서제어부(ISC)는 순서제어신호(SS)에 따라 제어되며, 제 2 출력단자(ot2)와 게이트 드라이버(GD)간에 접속된다. 이 입력순서제어부(ISC)는 순서제어신호(SS)에 따라 턴-온 또는 턴-오프되며, 턴-온시 게이트고전압생성부(GHG)로부터의 게이트고전압(VGG)을 게이트 드라이버(GD)로 전달하는 스위칭소자가 될 수 있다.
이와 같이, 본 발명에 따르면, 게이트고전압(VGH) 및 게이트저전압(VGL)이 전술된 전원 입력 순서에 따라 게이트 드라이버(GD)로 올바르게 입력될 수 있는 바, 그러므로 게이트 드라이버(GD)가 안정적으로 동작할 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명은 상술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
PMIC: 전원제어집적회로 RG: 기준전압생성부
ISC: 입력순서제어부 GHG: 게이트고전압생성부
GLG: 게이트저전압생성부 Vin: 입력전압
VDD: 기준전압 SS: 순서제어신호
VGH: 게이트하이전압 VGL: 게이트로우전압

Claims (8)

  1. 외부로부터의 입력전압을 승압하여 기준전압을 생성하는 기준전압생성부;
    상기 기준전압생성부로부터의 기준전압을 승압하여 게이트고전압을 생성하는 게이트고전압생성부;
    상기 기준전압생성부로부터의 기준전압을 강압하여 게이트저전압을 생성하는 게이트저전압생성부; 및,
    상기 게이트저전압이 목표전압에 도달한 시점 또는 그 시점 이후부터, 상기 게이트고전압생성부로부터 발생된 게이트고전압을 게이트 드라이버로 제공하는 입력순서제어부를 포함하고,
    상기 기준전압생성부는,
    상기 입력전압이 인가되는 제 1 입력단자;
    상기 제 1 입력단자와 제 1 노드 사이에 접속된 제 1 인덕터;
    상기 제 1 노드와 제 1 출력단자 사이에 접속된 제 1 다이오드;
    상기 제 1 입력단자와 제 2 노드 사이에 접속된 제 1 저항;
    상기 제 2 노드와 접지 사이에 접속된 제 1 제너 다이오드;
    상기 제 2 노드의 전압과 제 3 노드의 전압을 근거로 출력을 발생하는 제 1 비교기;
    상기 제 1 비교기로부터의 출력에 따라 펄스의 듀티비를 조절하고, 이 듀티비가 조절된 펄스를 출력하는 제 1 펄스폭제어발진기;
    상기 제 1 펄스폭제어발진기로부터의 펄스에 따라 제어되며, 상기 제 1 노드와 접지 사이에 접속된 제 1 트랜지스터;
    상기 제 1 출력단자와 접지 사이에 접속된 제 1 커패시터;
    상기 제 1 출력단자와 제 3 노드 사이에 접속된 제 2 저항; 및,
    상기 제 3 노드와 접지 사이에 접속된 제 3 저항을 포함함을 특징으로 하는 표시장치용 전원제어집적회로.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 입력순서제어부는, 외부로부터의 순서제어신호에 따라 상기 게이트고전압생성부로부터의 게이트고전압을 상기 게이트 드라이버로 전달하는 스위칭소자이며; 그리고,
    상기 순서제어신호는 상기 게이트저전압이 목표전압에 도달한 시점 또는 그 이후부터 상기 스위칭소자를 턴-온시킬 수 있는 액티브 상태를 갖는 신호임을 특징으로 하는 표시장치용 전원제어집적회로.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 순서제어신호는 상기 게이트저전압생성부로부터의 게이트저전압인 것을 특징으로 하는 표시장치용 전원제어집적회로.
  4. 삭제
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 게이트고전압생성부는,
    상기 기준전압이 인가되는 제 2 입력단자;
    상기 제 2 입력단자와 제 4 노드 사이에 접속된 제 2 인덕터;
    상기 제 4 노드와 제 2 출력단자 사이에 접속된 제 2 다이오드;
    상기 제 2 입력단자와 제 5 노드 사이에 접속된 제 1 저항;
    상기 제 5 노드와 접지 사이에 접속된 제 2 제너 다이오드;
    상기 제 5 노드의 전압과 제 6 노드의 전압을 근거로 출력을 발생하는 제 2 비교기;
    상기 제 2 비교기로부터의 출력에 따라 펄스의 듀티비를 조절하고, 이 듀티비가 조절된 펄스를 출력하는 제 2 펄스폭제어발진기;
    상기 제 2 펄스폭제어발진기로부터의 펄스에 따라 제어되며, 상기 제 4 노드와 접지 사이에 접속된 제 2 트랜지스터;
    상기 제 2 출력단자와 접지 사이에 접속된 제 2 커패시터;
    상기 제 2 출력단자와 제 6 노드 사이에 접속된 제 5 저항; 및,
    상기 제 6 노드와 접지 사이에 접속된 제 6 저항을 포함함을 특징으로 하는 표시장치용 전원제어집적회로.
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 삭제
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