KR19980042126A - 활성/비활성 부분을 가진 제어 신호에 의해 제어되는 전압발생기 - Google Patents

활성/비활성 부분을 가진 제어 신호에 의해 제어되는 전압발생기 Download PDF

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KR19980042126A
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다비드 리용
알랭 브르시예
폴 노만
리샤르 도빌리에
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요트.게.아.롤페즈
필립스일렉트로닉스엔.브이.
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Abstract

전압 발생기(1)를 제어하기 위해, 이 발생기 출력 전압의 값을 결정하는 가변 개수의 펄스 N를 가진 활성 부분을 포함하는 한 제어 신호PBM가 사용된다.
상기 제어 신호를 보다 복잡하게 하므로써, 상기 전압 발생기로서 아주 간단한 전자 회로가 사용될 수 있다. LCD스크린의 콘트라스트를 제어하는 회로로서, 넓은 값 범위내에서 상기 전압 발생기의 출력 전압의 매우 규칙적인 변화를 허용하는 제어 회로가 기술된다.

Description

활성/비활성 부분을 가진 제어 신호에 의해 제어되는 전압 발생기
본원 발명은 최소한 하나의 활성 부분 및 비활성 부분을 포함하는 제어 신호에 의해 제어되는 전압 발생기에 관한 것이다.
본원 발명은 또한 한 전압 발생기를 제어하기위해 사용되며, 최소한 하나의 활성 부분과 비활성 부분을 가진 신호에 관한 것으로, 액정 디스플레이 스크린에 인가된 전원 전압을 변화시킴으로써 이 스크린의 콘트라스트를 제어하는 회로, 및 이와 같은 콘트라스트 제어 회로 및 액정 디스플레이 스크린을 전자 장치를 구비한다.
본원 발명은 특히, 예컨대, 스크린폰(screenphones), 이동 전화기등과 같이 액정 디스플레이 스크린을 가진 전화기를 위한 전화기술 (telephony) 분야에서 특히 사용된다.
위와 같은 전압 발생기는 1992년 7월 2일 본원 발명의 출원인에 의해 출원된 미국 특허 제 5, 272, 614 호에 기술되어 있다. 이 전압 발생기는 특히 마이크로프로세서에 의해 제어되는 DC 변환기를 구비한다. 상기 마이크로프로세서에 의해 상기 변환기에 공급된 제어 신호는 펄스-폭-변조된 신호이다. 상기 변환기의 출력 전압은 그에 따라 상기 제어 신호의 주기적인 비율에 따라 변화한다.
위와 같은 전압 발생기는 대부분의 경우에 있어서 매우 만족스럽게 동작한다. 그러나, 이것은 예컨대 액정 디스플레이 스크린의 콘트라스트를 제어할 때와 같이 매우 규칙적인 방식으로 변화하는 출력 전압이 얻어질 때 불충분할 수 도 있다.
본원 발명의 목적은 출력 전압이 매우 규칙적인 방식으로 변화될 수 있는 전압 발생기를 제공하는 것이다.
이 목적을 위해, 본원 발명에 따른 최소한 하나의 활성 부분 및 비활성 부분을 가진 제어 신호에 의해 제어되는 전압 발생기는 상기 활성 부분이 상기 전압을 결정하는 가변 개수의 펄스들을 포함하는 것을 특징으로한다.
유사하게, 본원 발명에 따라, 전압 발생기를 제어하는 데 사용되며 최소한 하나의 활성 부분과 비활성 부분을 포함하는 신호는, 상기 활성 부분이 상기 전압을 결정하는 가변 개수의 펄스를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 전압 발생기를 위한 제어 신호를 보다 복잡하게 하므로써, 본원 발명은 매우 간단한 전자 어셈블리를 사용하면서 이 발생기에 의해 공급된 전압의 매우 규칙적인 변화를 허용한다. 본원 발명은 그에 따라 예컨대 전화기와 같은 소비 응용의 분야에서 기본적인 것으로 매우 저렴한 비용으로 실현될 수 있다.
본원 발명에 따른 전압 발생기는 특히 액정 디스플레이 스크린의 콘트라스트를 제어하기 위한 회로에서 아주 효과적으로 사용된다.
액정 디스플레이 스크린의 콘트라스트는 온도에 따라 변화하며, 매우 낮은 온도에서 상기 액정 디스플레이는 불투명한 경향이 있으며, 반면에 아주 높은 온도에선 투명해지는 경향이 있다. 그에 따라 상기 스크린을 위한 전원 전압은 온도 변화의 함수로서 조절되어야하며, 그 결과 사실상 일정한 콘트라스트가 유지된다.
그러므로, 본원 발명의 다른 목적은 전압 발생기를 사용하여 액정 디스플레이 스크린의 콘트라스트를 제어하는 회로를 제공하는 것이다.
양호하게도, 이러한 회로는 온도의 함수로서 상기 전원 전압상에서 제 1 보정이 실행되게 해주는 온도-측정 수단과, 콘트라스트 제어의 함수로서 상기 전원 전압상에서 제 2 보정이 실행되게 하기 위해 상기 사용자에 의해 콘트라스트를 제어하는 수단과, 상기 제 1 및 제 2 보정을 결합하는 수단, 및 상기 전압 발생기에 대해 상기 결합의 함수로서 다수의 펄스들을 포함하는 제어 신호를 인가하는 수단을 구비한다.
상기 스크린의 전원 전압은 그에 따라 사용자에 의해 실행된 조절의 변형 및 온도 변화를 허용하기 위해 한 기준 값에 의거하여 조절된다.
도 1 은 본원 발명에 따른 전압 발생기의 회로도.
도 2 는 본원 발명에 따른 전압 발생기의 한 실시예를 도시하는 도면.
도 3 은 종래 기술에 따른 제어 신호를 도시하는 도면.
도 4 는 특히 도 2 의 전압 발생기를 제어하기 위한 본원 발명에 따른 제어 신호를 도시하는 도면.
도 5 는 본원 발명과 종래 기술에 따른 제어 신호들에 의해 상기 전압 발생기의 출력에서 얻어진 전압을 그래프로 도시한 도면.
도 6 은 본원 발명에 따른 액정 디스플레이 스크린의 콘트라스트를 조절하는 회로를 도시한 도면.
도 7 은 도 6 의 제어 회로에 사용된 프로그램가능 회로에서의 신호들을 도식적으로 도시한 도면.
도 8 은 본원 발명에 따른 전자 장치의 한 예를 도시한 도면.
※ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ※
1: 전압 발생기 2: 스위치
3: 코일 4: 다이오드
5: 캐패시터 6: 저항기
7: 출력 8 및 9: 노드
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본원 명세서를 보다 상세히 기술하겠다.
도 1에는, 본원 발명에 따른 전압 발생기(1)가 다이어그램 형태로 도시된다. 이 전압 발생기(1)는 스위치(2), 코일(3), 다이오드(4), 캐패시터(5), 및 저항기(6)를 구비한다. 상기 캐패시터(5) 및 저항기(6)는 접지와 당해 전압 발생기(1)의 출력(7)사이에 병렬로 배열된다. 상기 스위치(2)는 기준 전압을 구성하는 노드(8)와 노드(9)사이에 연결된다. 이 노드(9)는 역방향 다이오드(4)를 거쳐 당해 전압 발생기의 출력(7)에 연결되며, 코일(3)의 단자들중 한 단자에 연결된다. 상기 코일(3)의 다른 단자는 접지에 연결된다. 상기 스위치는 제어 신호 PBM에 의해 제어된다.
도 2 는 위와 같은 전압 발생기의 한 실시예를 도시한다. 이 실시예에 있어서, 스위치(2)는 에미터가 노드(8)에 연결되고 콜렉터가 노드(9)에 연결된 제 1 PNP 트랜지스터(11)에 의해 구성된다. 이 트랜지스터(11)는 에미터가 노드(8)에 연결되며 콜렉터가 당해 트랜지스터(11)의 베이스에 연결되는 제 2 PNP 트랜지스터(10)에 의해 보호된다. 상기 트랜지스터들(10 및 11)의 베이스들은 또한 각각 저항기(12) 및 저항기(13)를 거쳐 접지에 연결된다. 상기 제어 신호 PBM는 캐패시터(14) 및 저항기(15)를 거쳐 제 1 트랜지스터(10)의 베이스에 인가된다.
한 예로서, 저항기(6, 12, 13, 및 15)는 각각 R6= 6.2㏀, R12= 100㏀, R13= 4.7㏀, 및 R15= 10㏀ 의 값을 갖는다. 상기 캐패시터(5 및 14)는 각각 C5= 47㎌ 및 C14= 470㎌의 캐패시턴스를 갖는다. 상기 다이오드(4)는 다이오드 BAT54이며 상기 트랜지스터들(10 및 11)은 각각 트랜지스터 BC858 및 BC807이다. 노드(8)에서 유용한 기준 전압은 5V이며 상기 전압 발생기의 출력 전압 Vout은 인가된 제어 신호 PBM에 따라 0과 -22V사이에서 변화한다.
도 3은 종래 기술에 따른 제어 신호 PWM를 도시한다. 이 신호는 펄스 폭-변조된 신호이다. 따라서, 이것은 서치된 출력 전압 Vout이 얻어질 수 있는 해당 신호의 주기적 비율의 변화이다. 즉, 이 제어 신호는 그에 따라 상보적 비활성 부분이 뒤따르는 다소 긴(기본 주기 1/F1의 N배) 활성 부분을 포함한다.
도 4는 본원 발명에 따른 제어 신호 PBM를 도시한다. 이 신호는 주파수 F1에서의 가변 개수의 펄스들 N을 가진 활성 부분과 비활성 부분을 포함한다. 본원 발명에 따른 제어 신호의 활성 부분에서의 펄스들의 수는 전압 발생기의 출력 전압 Vout을 결정한다. 이 제어 신호 PBM의 변조 주파수는 그에 따라 F2 = 1/[Nmax. (1/FN)]에 일치하며, 이때 Nmax는 해당 신호내에서의 최대 펄스 수이다.
이하의 기술내용에 있어서, 사용된 PBM신호는 N이 0 에서 255사이에서 변화하는 50%의 주기적 비율 및 F1 = 200㎑를 가진 N개의 펄스들로 구성되며, 그 결과 상기 제어 신호의 변조 주파수는 F2 = 785㎐에 일치한다.
표 1은 각각의 제어 신호 PBM 및 PWM에 대해 개수 N의 함수로서 상기 발생기의 출력에서 얻어지는 전압 Vout을 나타낸다. 이들 결과가 도 5에 그래프 형태로 도시된다.
본 도면은, 종래 기술에 따른 제어 신호 PWM에 의해, 전압 Vout이 N의 함수로서 규칙적으로 변화하지 않으며 매우 빠르게 포화하는 것을 도시한다. 이 제어 신호 PWM는 특히 액정 디스플레이 스크린에 대한 전원 전압의 기준 전압주위에서 규칙적인 변화를 허용하지 않는다(사용된 스크린에 의존하여, 기준 전압이 -16V와 -21V사이에서 변화함). 이와는 대조적으로, 본원 발명에 따른 제어 신호 PBM는 -16V와 -21V사이의 전체 범위내에서 스크린에 대한 전원 전압의 매우 규칙적인 변화를 허용한다.
N Vout(PBM) Vout(PWM)
80 -13 V -12 V
90 -14 V -14 V
100 -14.5 V -16 V
110 -15.5 V -18 V
120 -16 V -19 V
130 -17 V -19.5 V
140 -17.5 V -20 V
150 -18 V -20.5 V
160 -18.2 V -21 V
170 -18.5 V -21.5 V
180 -19 V -22 V
190 -19.5 V -23 V
200 -20 V -24 V
210 -20.2 V -24 V
220 -20.5 V -24 V
230 -20.7 V -24 V
240 -21 V -24 V
250 -21.3 V -24 V
도 6은 액정 디스플레이 스크린(21)의 콘트라스트를 제어하는 회로를 도시한다. 이 제어 회로는 스크린(21)에 연결되며 프로세서(202)의 제 1 입력(201)에 연결된 열 센서(200)를 구비한다. 이 열 센서(200)는 아나로그 전압을 프로세서(202)에 공급하며, 이 아나로그 전압은 상기 스크린(21)의 레벨에서의 온도를 나타낸다. 상기 프로세서(202)는 ,상기 아나로그 전압에 의거하여, 온도를 나타내는 제 1 수치 값 T°을 공급하는 A/D 변환 수단을 갖는다.
상기 프로세서(202)는 본 장치의 키보드상에서 수치 제어 키(23)에 의해 본 장치의 사용자에 의해 요구된 콘트라스트 변화를 나타내는 제 2 수치 값δN1을 수신하는 제 2 입력(203)을 갖는다.
상기 스크린을 위한 전원 전압은 그에 따라 온도 변화에 무관하게 일정한 콘트라스트를 유지하도록 자동적으로 변화되며, 원할 경우, 사용자에 의해, 그가 콘트라스트를 변화시키기를 원할 때, 변화될 수 있다.
이것을 목적으로, 상기 프로세서(202)는 상기 수치 값 T。 에 대응하는 상기 제어 신호 PBM의 많은 펄스들δN2을 제공하는 대응 표를 포함한다. 상기 프로세서(202)는 또한 전역 값 δN을 형성하기 위해 두 개의 수치 값 δN1 및 δN2을 결합하는 수단(예컨대 가산 수단)을 구비한다.
표 2는 이와 같은 대응 표의 한 예이다.
온도 T。 δN2 온도 T。 δN2
0 0 26 -1
1 0 27 0
2 0 28 -1
3 0 29 -1
4 0 30 0
5 0 31 -1
6 0 32 -1
7 -1 33 0
8 0 34 -1
9 0 35 -1
10 0 36 0
11 0 37 -1
12 0 38 -1
13 0 39 -1
14 0 40 0
15 0 41 -1
16 0 42 -1
17 0 43 0
18 0 44 -1
19 -1 45 -1
20 0 46 0
21 0 47 -1
22 0 48 -1
23 0 49 0
24 0 50 -1
25 0
상기 프로세서(202)의 출력에 공급된 N값이 프로그램가능 회로(204)에 인가된다. 이 회로는 본원 발명에 따라 전압 발생기(205)에 인가되는 제어 신호 PBM를 공급한다. 이 전압 발생기의 출력 전압 Vout은
액정 디스플레이 스크린(21)을 위한 전원 전압을 형성한다.
상기 열 센서(200)는 예컨대 접지와 5V 의 기준 전압사이에 연결된 분압기 브릿지에 의해 구성되며, 이는 10㏀의 저항기(206)와 네가티브 온도 계수 CTN를 가지며 10㏀의 값을 가진 저항기(207)를 구비한다. 이것은 상기 저항기(207)의 단자로부터 취해지며 상기 프로세서(202)의 제 1 입력에 인가된 전압이다.
상기 프로세서(202)는, 예컨대, A/D 변환기를 구비하는 Hitachi H8 프로세서이다. 상기 프로그램가능 회로(204)는 예컨대 ACTEL사에 의한 ACT1240XL이라는 모델명으로 상용되고 있는 FPGA회로(Field Programmable Gate Array)이다.
도 7은 이 ACT1240XL 회로를 도시한 도면이다. 이는
- 8 비트에서, N의 값으로 충전되어야하는 레지스터(300)와;
- 상기 레지스터(300)의 출력에 연결된 제 1 입력을 가진 배타적 논리합 게이트 (301) 블록과;
- 상기 배타적 논리합 게이트(301)의 출력에 연결된 제 1 입력을 가진 8-비트 카운터(302)와;
- 상기 카운터(302)에 의해 공급된 엔드-오브-카운트(end-of-count) 신호 CPT를 수신하는 입력을 가지며, 제 1 출력에서 제어 신호 PBM의 인벨로프 E, 제 2 출력에서 상보적 신호 COMP를, 그리고 제 3 출력에 상기 카운터를 로딩시키기위한 신호 LOAD를 공급하는 논리 제어 쎌(303)로서, 상기 상보적 신호 COMP가 상기 게이트(301)의 제 2 입력에 공급되고, 상기 카운터(302)에 로딩된 값이 그에 따라 N 또는 상기 신호 COMP의 상태에 따라 255에서의 자체 상보적 값에 일치하며, 상기 카운터를 로딩하기위한 신호 LOAD가 상기 카운터(302)의 제 2 입력에 공급되고, 이것이 활성일 때, 상기 카운터(302)에서 상기 게이트(301)에 의해 공급된 값의 로딩을 허용하는 논리 제어 쎌(303)과;
제 1 입력에서 상기 쎌(303)에 의해 공급된 신호 E를 수신하고, 제 2 입력에서 상기 제어 신호의 펄스 주파수에 일치하는 주파수 F1을 가진 클럭 신호 CLK를 수신하는 논리 AND 게이트(304)를 구비한다. 제어 신호는 이 논리 게이트(304)의 출력으로부터 공급된다.
이 회로는 다음 방식으로 동작한다. 처음, 제어 신호 PBM에 대해 얻어지게 되는 펄스수에 상당하는 값 N이 상기 레지스터(300)에 로딩된다. 상기 카운터(302)는 이 값 N으로 제일 먼저 로딩된다(신호 COPM는 비활성 상태에 있음). 상기 카운터(302)는 N펄스를 카운팅하며 이동안 상기 제어 쎌(303)은 활성 상태에 있는 인벨로프 신호 E를 공급한다. 상기 게이트(304)의 출력이 그에 따라 활성 상태가 되며 상기 클럭 신호 CLK를 인에블링시킨다. 상기 카운터(302)가 상기 값 N에 도달할 때, 상기 쎌(303)에 의해 공급된 상보적 신호 COMP뿐만 아니라 엔드-오브-카운트 신호 CPT가 활성 상태로 변화한다. 상기 인벨로프 신호 E는 비활성 상태로 변화한다. 상기 255-N 값이 그에 따라 카운터(302)로 로딩된다. 상기 카운터(302)는 그에 따라 상기 인벨로프 신호가 비활성 상태에 있는 주기 동안 255-N 펄스들을 카운팅한다. 상기 게이트(304)의 출력은 그에 따라 상기 제어 신호 PBM와 마찬가지로 비활성이된다. 따라서, N 펄스의 신호가 F2=F1/255에 일치하는 변조 주파수에서 얻어진다.
도 8은 본원 발명에 따른 전자 장치(400)의 실시예를 도시한다. 이 장치는 STN타입의 액정 디스플레이 스크린(21), 키보드(23), 및 콘트라스트를 제어하는 회로(20)를 구비하는 스크린폰이다. 상기 키보드(23)는 또한 상기 스크린의 콘트라스트를 제어하기 위한 숫자 키를 갖는다.
상술된 내용에서 수치 값은 SHARP사에 의해 제조된 액정 디스플레이 스크린에 의해 얻어진 것이다. 그러나, 본원 발명의 원리는 사용된 부품의 가능한 변경들 및 상기 제어 신호의 특성들(N개 펄스의 최대 값, 상기 제어 신호의 변조 주파수, 펄스 주파수등의 선택)과 함께 다른 타입의 스크린에 적용가능하다.

Claims (6)

  1. 최소한 활성 부분 및 비활성 부분을 가진 제어 신호 PBM에 의해 제어되는 전압 발생기(1)에 있어서, 상기 활성 부분이 상기 전압을 결정하는 가변 개수의 펄스들 N을 포함하는 것을 특징으로하는 전압 발생기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어 신호에 의해 제어되는 스위치(2), 및 상기 스위치가 오픈될 때는 코일(3)의 단자들로부터 취해진 전압에서 충전되며 상기 스위치가 닫힐 때는 저항기(6)내에서 방전되는 캐패시터(5)를 구비하는 것을 특징으로 하는 전압 발생기.
  3. 전압 발생기(1)를 제어하기 위해 사용되며, 최소한 하나의 활성 부분과 비활성 부분을 가진 신호 PBM에 있어서, 상기 활성 부분이 상기 전압을 결정하는 가변 개수의 펄스 N를 구비하는 것을 특징으로 하는 신호.
  4. 액정 디스플레이 스크린(21)에 인가된 전원 전압 Vout을 변화시키므로써 상기 액정 디스플레이 스크린의 콘트라스트를 제어하는 회로에 있어서, 상기 전원 전압이 제 1 항 또는 제 2 항에서 청구된 바와 같은 전압 발생기(205)에 의해 공급되는 것을 특징으로 하는 제어 회로.
  5. 제 4 항에 있어서,
    - 온도의 함수로서 상기 전원 전압상에서 제 1 보정(201)을 실행하기 위한 온도-측정 수단(200)과;
    - 제어의 함수로서 상기 전원 전압상에서 제 2 보정(203)을 실행하기위해 사용자에 의해 콘트라스트를 제어하는 수단과;
    - 상기 제 1 및 제 2 보정을 결합하는 수단(202)과;
    - 상기 전압 발생기에 대해, 상기 결합의 함수로서 다수의 펄스들을 구비하는 제어 신호를 인가하는 수단(204)을 구비하는 것을 특징으로 하는 제어 회로.
  6. 제 4 항 또는 제 5 항에서 청구된 바와 같은 액정 디스플레이 스크린(21) 및 상기 스크린의 콘트라스트를 제어하기 위한 회로를 구비하는 것을 특징으로 하는 전자 장치(400).
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