KR20060010511A - 표시 장치, 표시 장치용 광원의 구동 장치 및 ｄｃ-ｄｃ변환 장치 - Google Patents

표시 장치, 표시 장치용 광원의 구동 장치 및 ｄｃ-ｄｃ변환 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 DC-DC 변환 장치에 관한 것으로 입력단에 연결된 인덕터, 인덕터에 병렬로 연결된 주 스위칭 소자, 인덕터와 출력단 사이에 연결된 주 다이오드 및 주 다이오드에 연결된 출력 축전기를 포함한다. 또한 DC-DC 컨버터는 인덕터와 주 다이오드 사이에 연결된 공진 회로와, 상기 공진 회로에 연결된 보조 스위칭 소자, 공진 회로와 입력단에 연결된 보조 다이오드 및 공진 회로와 출력 축전기 사이에 연결된 클램핑 다이오드를 더 포함한다. 이로 인해, 보조 스위칭 소자의 턴온/오프 동작에 따른 공진 회로의 동작 상태에 따라 주 스위칭 소자와 주 다이오드의 영전압 스위칭 및 영전류 스위칭이 이루어져 스위칭 손실을 최소화한다.
액정표시장치, LCD, 백라이트, LED, DC-DC 컨버터, 변환기, 승압, ZVS, ZCS, zero-voltage-switching, zero-current switching, 영전압, 영전류

Description

표시 장치, 표시 장치용 광원의 구동 장치 및 ＤＣ-ＤＣ 변환 장치 {DISPLAY DEVICE, DRIVING DEVICE OF LIGHT SOURCE FOR DISPLAY DEVICE AND DC-DC CONVERTER}
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 분해 사시도이다.
도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 블록도이다.
도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 한 화소에 대한 등가 회로도이다.
도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 백라이트부의 블록도이다.
도 5는 도 4의 DC-DC 변환부에 대한 상세 회로도이다.
도 6은 본 발명의 한 실시예에 따른 DC-DC 변환부의 각 부위에 대한 신호 파형도이다.
도 7a 내지 도 7n은 도 4의 DC-DC 변환부에 대한 등가 회로도와 각 동작 모드에 대한 전류의 흐름을 나타낸 도면이다.
본 발명은 표시 장치, 표시 장치용 광원의 구동 장치 및 DC-DC 변환 장치에 관한 것이다.
컴퓨터의 모니터나 TV 등에 사용되는 표시 장치(display device)에는 스스로 발광하는 발광 다이오드(light emitting diode, LED), EL(electroluminescence), 진공 형광 표시 장치(vacuum fluorescent display, VFD), 전계 발광 소자(field emission display, FED), 플라스마 표시 장치(plasma display panel, PDP) 등과 스스로 발광하지 못하고 광원을 필요로 하는 액정 표시 장치(liquid crystal display, LCD) 등이 있다.
일반적인 액정 표시 장치는 전계 생성 전극이 구비된 두 표시판과 그 사이에 들어 있는 유전율 이방성(dielectric anisotropy)을 갖는 액정층을 포함한다. 전계 생성 전극에 전압을 인가하여 액정층에 전기장을 생성하고, 전압을 변화시켜 이 전기장의 세기를 조절하고 이렇게 함으로써 액정층을 통과하는 빛의 투과율을 조절하여 원하는 화상을 얻는다.
이때의 빛은 별도로 구비된 인공 광원일 수도 있고 자연광일 수도 있다.
액정 표시 장치용 광원, 즉 백라이트(backlight) 장치는 광원으로서 CCFL(cold cathode fluorescent lamp)나 EEFL(external electrode fluorescent) 등과 같은 복수의 형광 램프(fluorescent lamp)나 발광 다이오드를 사용한다.
형광 램프를 이용할 경우, 전력 소모가 크고 발열로 인해 액정 표시 장치의 소자 특성이 나빠진다. 또한 형광 램프가 통상적으로 막대형이므로 충격에 약하여 파손의 위험이 크고, 램프 부위에 따라 온도가 일정하지 않아 부위별로 램프의 휘도가 달라져 액정 표시 장치의 화질을 떨어뜨린다.
한편, 발광 다이오드의 경우 반도체 소자이므로 수명이 길고 점등 속도가 빠르며 소비 전력이 적다. 또한 충격에 강하며 소형화 및 박막화에 유리하다.
따라서 휴대 전화기 등과 같은 소형 액정 표시 장치뿐만 아니라 모니터나 텔레비전과 같은 중대형 액정 표시 장치에도 백라이트 장치의 광원으로서 발광 다이오드를 이용하는 추세이다.
일반적으로, 형광 램프가 교류 전압(AC)으로 구동되는데 비하여 발광 다이오드는 직류 전압(DC)으로 구동된다. 따라서 발광 다이오드를 액정 표시 장치의 광원으로 이용하기 위해서는 교류 전압을 직류 전압으로 변환한 후, 직류 전압의 레벨을 조정하는 DC-DC 변환부가 필요하다. 통상 액정 표시 장치에 이용되는 DC-DC 변환부로서는 승압형 컨버터(boost converter)를 이용한다.
하지만 반도체 소자인 스위칭 소자와 다이오드를 포함하고 있는 DC-DC 컨버터는 이들 스위칭 소자의 턴 온과 턴 온프시 발생하는 턴 온 손실과 턴 오프 손실로 인한 스위칭 손실에 의해 많은 전력 소모가 발생하는 단점이 있다. 따라서 이러한 단점을 줄이기 위하여 소프트 스위칭 방식이 제안되고 있다.
이들 소프트 스위칭 방식에는 영전압 스위칭(zero voltage switching) 방식과 영전류 스위칭(zero current switching) 방식으로 크게 나눠진다.
영전압 스위칭 방식은 턴온 손실이 큰 다수 캐리어 반도체 소자에 적합하고, 영전류 스위칭 방식은 턴오프 손실이 큰 소수 캐리어 반도체 소자에 적합하다.
하지만 소프트 스위칭 방식을 이용해도 축전기와 인덕터에 의한 공진 현상으 로 스위칭 소자의 전압 및 전류 스트레스가 증가하여 스위칭 이용률이 저하되고 도통 손실(conduction loss)이 발생하며, 또한 다이오드가 도통할 때 저장된 전하가 다이오드 오프시에 제거되기 위해 다이오드에 역 전류(다이오드 역 회복 전류)가 흐르는 다이오드 역 회복 특성에 의한 전류 스트레스 문제 등이 여전히 존재한다.
따라서 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 영전류 스위칭과 영전압 스위칭이 동시에 이루어져 스위칭 손실을 최소화하여 전력 손실을 줄이는 것이다.
이러한 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명의 한 특징에 따른 DC-DC 변환 장치는 입력 전압에 연결된 주 인덕터, 상기 주 인덕터에 병렬로 연결된 주 스위칭 소자 및 상기 주 인덕터와 출력단에 연결된 주 다이오드 및 상기 주다이오드와 상기 출력단에 연결된 주 축전기를 포함하며 상기 입력 전압의 크기를 변화시켜 출력 전압으로 내보내는 DC-DC 변환 장치로서, 상기 주 인덕터와 상기 주 다이오드 사이에 연결된 공진 회로, 상기 공진 회로에 연결되고, 외부로터의 제어 신호에 따라 동작 상태가 변하여 상기 공진 회로의 동작을 제어하는 보조 스위칭 소자, 그리고 상기 공진 회로에 상기 보조 스위칭 소자에 연결되고, 상기 공진 회로와 상기 보조 스위칭 소자의 동작에 따라 입력단과 상기 출력단으로의 전류 흐름을 제어하여 상기 출력 전압을 변화시키는 다이오드부를 포함하고, 상기 주 스위칭 소자와 상기 주 다이오드는 상기 공진 회로와 상기 보조 스위칭 소자의 동작에 따라 영전압 및 영전류 스위칭한다.
상기 공진 회로는 상기 주 스위칭 소자에 병렬로 연결된 제1 축전기, 상기 제1 축전기와 상기 제1 다이오드에 사이에 연결된 제1 인덕터, 그리고 상기 제1 축전기와 상기 보조 스위칭 소자 사이에 연결된 제2 인덕터를 포함하는 것이 좋다.
상기 다이오드부는 상기 공진 회로와 상기 보조 스위칭 소자에 연결되어, 상기 공진 회로와 상기 보조 스위칭 소자의 동작 상태에 기초하여 상기 입력단으로의 전류 흐름을 제어하는 변하는 제1 다이오드 및 상기 공진 회로와 상기 보조 스위칭 소자 사이에 연결되고, 상기 보조 스위칭 소자의 상태에 기초하여 상기 공진 회로로부터 상기 출력단으로의 전류 흐름을 제어하는 제2 다이오드를 포함할 수 있고, 제2 다이오드는 클램핑 다이오드인 것이 바람직하다.
상기 발명의 다른 특징은 표시 장치용 광원의 구동 장치는 복수의 광원을 구비한 광원부를 포함하는 표시 장치용 광원의 구동 장치로서, 상기 광원의 동작에 필요한 구동 전압을 인가하는 전원 공급부, 그리고 상기 전원 공급부의 동작을 제어하는 제1 제어 신호와 상기 광원의 동작 상태를 제어하는 제2 제어 신호를 출력하고, 상기 제2 제어 신호에 따라 상기 구동 전압에 의한 상기 광원의 점멸을 제어하는 신호 제어부를 포함하고, 상기 전원 공급부는 상기 제1 제어 신호에 따라 동작 상태가 변하는 주 스위칭 소자, 상기 광원부에 연결된 주 다이오드, 상기 주 스위칭 소자와 상기 주 다이오드 사이에 연결된 공진 회로, 상기 공진 회로에 연결되어 상기 공진 회로의 동작을 제어하는 보조 스위칭 소자를 포함하며, 입력 직류 전압을 설정 크기의 상기 구동 전압으로 승압하여 상기 광원부에 인가하는 DC-DC 변환부를 포함하며, 상기 DC-DC 변환부는 상기 공진 회로와 상기 보조 스위칭 소자의 동작에 따라 상기 주 스위칭 소자와 상기 주 다이오드의 영전압 및 영전류 스위칭 이 이루어진다.
이때, 공진 회로는 상기 주 스위칭 소자에 병렬로 연결된 제1 축전기, 상기 제1 축전기에 연결된 제1 인덕터, 그리고 상기 제1 축전기와 상기 보조 스위칭 소자 사이에 연결된 제2 인덕터를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 전원 공급부는 외부로부터의 교류 전압을 직류 전압으로 변환하는 정류부와 상기 정류부로부터의 직류 전압을 평활하여 상기 입력 직류 전압으로 출력하는 평활부 및 상기 교류 전압에 포함된 노이즈 성분을 제거하는 필터부를 더 포함할 수 있다.
또한 상기 DC-DC 변환부는 상기 입력 직류 전압에 연결된 제3 인덕터, 상기 보조 스위칭 소자와 상기 제1 인덕터에 연결된 제1 다이오드, 상기 제2 인덕터에 연결된 제2 다이오드, 그리고 상기 주 다이오드와 상기 제2 다이오드에 연결된 제2 축전기를 더 포함할 수 있다.
상기 특징에서 복수의 광원은 적어도 하나의 적색, 녹색 및 청색의 발광 다이오드를 포함하는 것이 좋다.
상기 발명의 특징들에서, 상기 주 스위칭 소자는 상기 보조 스위칭 소자와 다른 타입의 반도체 소자이고, 상기 보조 스위칭 소자는 MOSFET(metal oxide silicon field effect transistor)일 수 있다.
상기 발명의 또 다른 특징에 따른 DC-DC 컨버터는 입력단에 연결된 제1 인덕터, 상기 제1 인덕터와 상기 입력단에 연결된 제1 스위칭 소자, 상기 제1 인덕터와 출력단 사이에 연결된 제1 다이오드, 상기 제1 다이오드와 상기 입력단 사이에 연결된 제1 축전기, 상기 제1 인덕터와 상기 제1 다이오드 사이에 연결된 공진부, 상기 제1 공진부에 연결된 제2 스위칭 소자, 상기 제2 스위칭 소자와 상기 입력단 사이에 연결된 제2 다이오드, 그리고 상기 공진부와 상기 제1 다이오드 사이에 연결된 제3 다이오드를 포함한다.
상기 공진부는 상기 제1 인덕터에 연결된 제2 축전기, 상기 제2 축전기와 상기 제2 다이오드 사이에 연결된 제2 인덕터, 그리고 상기 제2 축전기와 상기 제2 스위칭 소자 사이에 연결된 제3 인덕터를 포함하는 것이 좋다.
이때, 상기 제1 스위칭 소자는 상기 제2 스위칭 소자와 다른 타입의 반도체 소자이고, 상기 제2 스위칭 소자는 MOSFET인 것이 바람직하다.
본 발명의 또 다른 특징에 따른 표시 장치는 복수의 화소, 점멸 제어 신호에 기초하여 상기 화소에 빛을 공급하는 광원부, 그리고 상기 광원부에 필요한 구동 전압을 인가하는 전원 공급부를 포함하는 표시 장치로서, 상기 전원 공급부는 입력 전압에 연결된 주 인덕터, 외부로부터의 제어 신호에 따라 동작 상태가 변하는 주 스위칭 소자, 상기 광원부에 연결된 주 다이오드, 상기 주 스위칭 소자와 상기 주 다이오드 사이에 연결된 공진 회로, 그리고 상기 공진 회로에 연결되어 상기 공진 회로의 동작을 제어하는 보조 스위칭 소자를 포함하며, 상기 공진 회로와 상기 보조 스위칭 소자의 동작에 따라 상기 주 스위칭 소자와 상기 주 다이오드의 영전압 및 영전류 스위칭이 이루어진다.
이때, 상기 공진 회로는, 상기 주 스위칭 소자에 병렬로 연결된 제1 축전기, 상기 제1 축전기에 연결된 제1 인덕터, 그리고 상기 제1 축전기와 상기 보조 스위 칭 소자 사이에 연결된 제2 인덕터를 포함하는 것이 좋다.
첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다.
도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다.
이제 본 발명의 실시예에 따른 표시 장치, 표시 장치용 광원의 구동 장치 및 DC-DC 변환 장치에 대하여 첨부한 도면을 참고로 하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 분해 사시도이며, 도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 블록도이고, 도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 한 화소에 대한 등가 회로도이다.
도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치는 표시부(330)와 백라이트부(900)를 포함하는 액정 모듈(350), 액정 모듈(350)을 수납하는 상부 및 하부 섀시(361, 362), 그리고 몰드 프레임(363)을 포함한다.
표시부(330)는 액정 표시판 조립체(300)와 이에 부착된 복수의 게이트 TCP(tape carrier package)(410) 및 데이터 TCP(510), 그리고 해당 TCP(410, 510) 에 부착되어 있는 게이트 인쇄 회로 기판(PCB, printed circuit board)(450) 및 데이터 PCB(550)를 포함한다.
액정 표시판 조립체(300)는 하부 표시판(100) 및 상부 표시판(200)과 그 사이에 들어 있는 액정층(3)을 포함한다.
하부 표시판(100)은 복수의 표시 신호선(G1-Gn, D1-Dm)을 포함하고, 하부 및 상부 표시판(100, 200)은 표시 신호선(G1-Gn, D1-Dm)에 연결되어 있으며 대략 행렬의 형태로 배열된 복수의 화소(pixel)를 포함한다.
표시 신호선(G1-Gn, D1-Dm)은 게이트 신호("주사 신호"라고도 함)를 전달하는 복수의 게이트선(G1-Gn)과 데이터 신호를 전달하는 데이터선(D1-D m)을 포함한다. 게이트선(G1-Gn)은 대략 행 방향으로 뻗어 있으며 서로가 거의 평행하고 데이터선(D 1-Dm)은 대략 열 방향으로 뻗어 있으며 서로가 거의 평행하다.
각 화소는 표시 신호선(G1-Gn, D1-Dm)에 연결된 스위칭 소자(Q)와 이에 연결된 액정 축전기(liquid crystal capacitor)(CLC) 및 유지 축전기(storage capacitor)(CST)를 포함한다. 유지 축전기(CST)는 필요에 따라 생략할 수 있다.
박막 트랜지스터 등 스위칭 소자(Q)는 하부 표시판(100)에 구비되어 있으며, 삼단자 소자로서 그 제어 단자 및 입력 단자는 각각 게이트선(G1-Gn) 및 데이터선(D1-Dm)에 연결되어 있으며, 출력 단자는 액정 축전기(CLC) 및 유지 축전기(C ST)에 연 결되어 있다.
액정 축전기(CLC)는 하부 표시판(100)의 화소 전극(190)과 상부 표시판(200)의 공통 전극(270)을 두 단자로 하며 두 전극(190, 270) 사이의 액정층(3)은 유전체로서 기능한다. 화소 전극(190)은 스위칭 소자(Q)에 연결되며 공통 전극(270)은 상부 표시판(200)의 전면에 형성되어 있고 공통 전압(Vcom)을 인가받는다. 도 3에서와는 달리 공통 전극(270)이 하부 표시판(100)에 구비되는 경우도 있으며 이때에는 두 전극(190, 270)중 적어도 하나가 선형 또는 막대형으로 만들어질 수 있다.
액정 축전기(CLC)의 보조적인 역할을 하는 유지 축전기(CST)는 하부 표시판(100)에 구비된 별개의 신호선(도시하지 않음)과 화소 전극(190)이 절연체를 사이에 두고 중첩되어 이루어지며 이 별개의 신호선에는 공통 전압(Vcom) 따위의 정해진 전압이 인가된다. 그러나 유지 축전기(CST)는 화소 전극(190)이 절연체를 매개로 바로 위의 전단 게이트선과 중첩되어 이루어질 수 있다.
액정 표시판 조립체(300)의 두 표시판(100, 200) 중 적어도 하나의 바깥 면에는 빛을 편광시키는 편광자(도시하지 않음)가 부착되어 있다.
도 1에 도시한 것처럼, 게이트 TCP(410)는 액정 표시판 조립체(300)의 하부 표시판(100)의 한 가장자리에 부착되어 있고, 그 위에는 게이트 구동부(400)를 이루는 게이트 구동 집적 회로가 칩의 형태로 장착되어 있다. 데이터 TCP(510)는 액정 표시판 조립체(300)의 하부 표시판(100)의 다른 가장자리에 부착되어 있고, 그 위에는 데이터 구동부(500)를 이루는 데이터 구동 집적 회로가 칩의 형태로 장착되어 있다. 게이트 구동부(400) 및 데이터 구동부(500)는 TCP(410, 510)에 형성되어 있는 신호선(도시하지 않음)을 통하여 액정 표시판 조립체(300)의 게이트선(G1-Gn) 및 데이터선(D1-Dm)에 각각 전기적으로 연결되어 있다.
게이트 구동부(400)는 게이트 온 전압(Von)과 게이트 오프 전압(Voff)의 조합으로 이루어진 게이트 신호를 게이트선(G1-Gn)에 인가하며, 데이터 구동부(500)는 데이터 전압을 데이터선(D1-Dm)에 인가한다.
이와 달리 TCP를 사용하지 않고 게이트 구동부(400) 및 데이터 구동부(500)를 이루는 구동 집적 회로 칩을 표시판 위에 집적 부착할 수도 있으며(chip on glass, COG 실장 방식), 게이트 구동부(400) 또는 데이터 구동부(500)를 스위칭 소자(Q) 및 표시 신호선(G1-Gn, D1-Dm)과 함께 액정 표시판 조립체(300)에 직접 형성할 수도 있다.
게이트 PCB(450)는 하부 표시판(100)과 나란하게 길이 방향으로 TCP(410)에 부착되어 있고, 그 위에는 신호를 전달하는 복수의 신호선(도시하지 않음)과 전자 부품 등이 형성되어 있다.
데이터 PCB(550)는 하부 표시판(100)과 나란하게 길이 방향으로 TCP(510)에 부착되어 있고, 그 위에는 신호를 전달하는 복수의 신호선(도시하지 않음)과 전자 부품 등이 형성되어 있다.
계조 전압 생성부(800)는 화소의 투과율과 관련된 두 벌의 복수 계조 전압을 생성하여 데이터 전압으로서 데이터 구동부(500)에 제공한다. 두 벌 중 한 벌은 공통 전압(Vcom)에 대하여 양의 값을 가지고 다른 한 벌은 음의 값을 가진다.
도 1, 도 2 및 도 4에 도시한 것처럼, 백라이트부(900)는 하부 섀시(362)에 수납되어 고정되고, 액정 표시판 조립체(300)의 하부에 장착되어 있는 광원부(960), 조립체(300)와 광원부(960) 사이에 위치하며 광원부(960)로부터의 빛을 처리하는 복수의 광학 기구(910), 그리고 광원부(960)에 필요한 전원 전압을 공급하는 전원 공급부(950)를 포함한다. 이때, 하부 섀시(362)는 몰드 프레임((363)에 고정된다.
광원부(960)는 복수의 발광 다이오드(962)가 장착되어 있는 복수의 PCB(961)를 포함한다. 각 PCB(961)는 액정 표시판 조립체(300)의 장축 방향에 수평하게 배열되어 있고, 복수의 적색, 녹색 및 청색 발광 다이오드(962)가 번갈아 장착되어 있다. 이때, 각 PCB에 장착되는 녹색 발광 다이오드의 개수는 적색 또는 청색 발광 다이오드의 개수보다 많을 수 있고, 예를 들어 약 2배 정도 많을 수 있다. 하지만, 이들 발광 다이오드의 개수는 필요에 따라 달라질 수 있다.
한편, 색 표시를 구현하기 위해서는 각 화소가 삼원색 중 하나를 고유하게 표시하거나(공간 분할) 각 화소가 시간에 따라 번갈아 삼원색을 표시하게(시간 분할) 하여 이들 삼원색의 공간적, 시간적 합으로 원하는 색상이 인식되도록 한다. 도 3은 공간 분할의 한 예로서 각 화소가 화소 전극(190)에 대응하는 상부 표시판 (200)의 영역에 적색, 녹색, 또는 청색의 색 필터(230)를 구비함을 보여주고 있다. 도 3과는 달리 색 필터(230)는 하부 표시판(100)의 화소 전극(190) 위 또는 아래에 형성할 수도 있다.
도 1에서 광학 기구(910)는 조립체(300)와 광원부(960) 사이에 위치하며 광원부(960)로부터의 빛을 조립체(300)로 유도 및 확산하는 확산판(902) 및 복수의 광학 시트(901)를 포함한다.
전원 공급부(950)는 도 4에 도시한 바와 같이, 교류 전압(AC)이 인가되는 라인 필터부(910), 라인 필터부(910)에 연결된 브리지 정류부(920), 브리지 정류부(920)에 연결된 평활부(930), 평활부(930)에 연결된 DC-DC 변환부(940)를 포함한다. 이때, 입력되는 교류 전압의 크기는 한 예로, 약 90V 내지 220V이다.
도 1에는 도시하지는 않았지만, 상부 섀시(361)의 상부와 하부 섀시(362)의 하부에는 각각 상부 케이스 및 하부 케이스가 위치하여 이들의 결합으로 액정 표시 장치가 완성된다.
신호 제어부(600)는 게이트 구동부(400) 및 데이터 구동부(500) 등의 동작을 제어한다.
그러면 이러한 액정 표시 장치의 표시 동작에 대하여 상세하게 설명한다.
신호 제어부(600)는 외부의 그래픽 제어기(도시하지 않음)로부터 입력 영상 신호(R, G, B) 및 이의 표시를 제어하는 입력 제어 신호, 예를 들면 수직 동기 신호(Vsync)와 수평 동기 신호(Hsync), 메인 클록(MCLK), 데이터 인에이블 신호(DE) 등을 제공받는다. 신호 제어부(600)는 입력 영상 신호(R, G, B)와 입력 제어 신호 를 기초로 영상 신호(R, G, B)를 액정 표시판 조립체(300)의 동작 조건에 맞게 적절히 처리하고 게이트 제어 신호(CONT1), 데이터 제어 신호(CONT2) 및 백라이트 제어 신호(CONT3) 등을 생성한 후, 신호 제어부(600)는 이어 게이트 제어 신호(CONT1)를 게이트 구동부(400)로 내보내고 데이터 제어 신호(CONT2)와 처리한 영상 신호(DAT)는 데이터 구동부(500)로 내보내며, 백라이트 제어 신호(CONT3)를 백라이트부(900)로 내보낸다.
게이트 제어 신호(CONT1)는 게이트 온 전압(Von)의 출력 시작을 지시하는 주사 시작 신호(STV), 게이트 온 전압(Von)의 출력 시기를 제어하는 게이트 클록 신호(CPV) 및 게이트 온 전압(Von)의 지속 시간을 한정하는 출력 인에이블 신호(OE) 등을 포함한다.
데이터 제어 신호(CONT2)는 영상 데이터(DAT)의 전송 시작을 알리는 수평 동기 시작 신호(STH)와 데이터선(D1-Dm)에 데이터 전압을 인가하라는 로드 신호(LOAD), 공통 전압(Vcom)에 대한 데이터 전압의 극성(이하, 공통 전압에 대한 데이터 전압의 극성을 줄여 데이터 전압의 극성이라 함)을 반전시키는 반전 신호(RVS) 및 데이터 클록 신호(HCLK) 등을 포함한다.
백라이트 제어 신호(CONT3)는 광원부(960)의 발광 다이오드의 점멸을 제어하고 전원 공급부(950)의 DC-DC 변환부(940)의 동작을 제어하는 PWM(pulse width modulation) 신호 등과 같은 복수의 제어 신호를 포함한다.
데이터 구동부(500)는 신호 제어부(600)로부터의 데이터 제어 신호(CONT2)에 따라 한 행의 화소에 대한 영상 데이터(DAT)를 차례로 입력받아 시프트시키고, 계조 전압 생성부(800)로부터의 계조 전압 중 각 영상 데이터(DAT)에 대응하는 계조 전압을 선택함으로써 영상 데이터(DAT)를 해당 데이터 전압으로 변환한 후, 이를 해당 데이터선(D1-Dm)에 인가한다.
게이트 구동부(400)는 신호 제어부(600)로부터의 게이트 제어 신호(CONT1)에 따라 게이트 온 전압(Von)을 게이트선(G1-Gn)에 인가하여 이 게이트선(G 1-Gn)에 연결된 스위칭 소자(Q)를 턴온시키며, 이에 따라 데이터선(D1-Dm)에 인가된 데이터 전압이 턴온된 스위칭 소자(Q)를 통하여 해당 화소에 인가된다.
화소에 인가된 데이터 전압과 공통 전압(Vcom)의 차이는 액정 축전기(CLC)의 충전 전압, 즉 화소 전압으로서 나타난다. 액정 분자들은 화소 전압의 크기에 따라 그 배열을 달리한다.
광원부(960)에 필요한 전압을 공급하는 백라이트부(900)의 DC-DC 변환부(940)는 먼저, 라인 필터부(910)를 통해 외부로부터 인가되는 교류 전압(AC)에서 불필요한 노이즈 성분을 제거하여 브리지 정류부(920)에 인가한다. 이때, 라인 필터부(910)를 구성하는 1차측 코일(도시하지 않음)과 2차측 코일(도시하지 않음)의 권선비는 1이기 때문에 입력 전압에 대한 출력 전압의 손실은 발생하지 않는다.
브리지 정류부(920)는 라인 필터부(910)로부터의 교류 전압을 전파 정류하여 평활부(930)에 인가한다.
평활부(930)는 전파 정류되어 직류로 변환된 맥류의 전압을 평활화하여 일정한 전압을 갖는 직류 성분을 DC-DC 변환부(940)에 인가한다.
DC-DC 변환부(940)는 백라이트 제어 신호(CONT3)에 기초하여 광원부(960)의 동작에 필요한 크기까지 입력 전압을 승압한 후 광원부(960)에 인가한다. 이러한 DC-DC 변환부(940)의 동작에 대해서는 다음에 상세히 설명한다.
광원부(960)는 백라이트 제어 신호(CONT3)와 전원 공급부(950)로부터의 전압에 따라 동작하여 각 PCB(961)에 장착된 적색, 녹색 및 청색의 발광 다이오드(962)의 점멸 동작이 이루어지고, 이들 삼원색의 빛이 혼합되어 최종 백색광이 얻어진다.
이러한 백라이트부(900)의 동작에 따라서, 광원부(960)에서 나온 빛은 액정층(3)을 통과하면서 액정 분자의 배열에 따라 그 편광이 변화한다. 이러한 편광의 변화는 편광자에 의하여 빛의 투과율 변화로 나타난다.
1 수평 주기(또는 1H)[수평 동기 신호(Hsync)의 한 주기]가 지나면 데이터 구동부(500)와 게이트 구동부(400)는 다음 행의 화소에 대하여 동일한 동작을 반복한다. 이러한 방식으로, 한 프레임(frame) 동안 모든 게이트선(G1-Gn)에 대하여 차례로 게이트 온 전압(Von)을 인가하여 모든 화소에 데이터 전압을 인가한다. 한 프레임이 끝나면 다음 프레임이 시작되고 각 화소에 인가되는 데이터 전압의 극성이 이전 프레임에서의 극성과 반대가 되도록 데이터 구동부(500)에 인가되는 반전 신호(RVS)의 상태가 제어된다(프레임 반전). 이때, 한 프레임 내에서도 반전 신호 (RVS)의 특성에 따라 한 데이터선을 통하여 흐르는 데이터 전압의 극성이 바뀌거나(행 반전, 도트 반전), 한 화소행에 인가되는 데이터 전압의 극성도 서로 다를 수 있다(열 반전, 도트 반전).
그러면, 본 발명의 한 실시예에 따른 DC-DC 변환부(940)에 대하여 도 4 및 도 7a 내지 도 7n을 참고로 하여 상세히 설명한다.
도 5는 도 4의 DC-DC 변환부(940)의 상세 회로도이다. 도 6은 본 발명의 한 실시예에 따른 DC-DC 변환부(940)의 각 부위에서 각 동작 모드에 대한 신호의 파형도이고, 도 7a 내지 도 7n은 도 6의 각 동작 모드에 따른 DC-DC 변환부(940)의 등가 회로도이다.
도 5에 도시한 것처럼, DC-DC 변환부(940)는 승압형 컨버터이고, 평활부(930)로부터의 입력 전압(Vin)이 인가되는 인덕터(Lf), 인덕터(Lf)와 입력 전압(Vin) 사이에 병렬로 연결된 주 스위칭 소자(S), 주 스위칭 소자(S) 양단에 역방향으로 병렬 연결된 다이오드(Ds), 다이오드(Ds)에 병렬 연결된 기생 축전기(Cp), 인덕터(Lf)에 연결된 축전기(Cr), 축전기(Cr)에 직렬로 연결된 인덕터(Lr1), 인덕터(Lr1)와 입력 전압(Vin) 사이에 순방향으로 연결된 다이오드(Da), 인덕터(Lf)에 연결된 인덕터(Lr2), 인덕터(Lr2, Lr1) 사이에 연결된 보조 스위칭 소자(Sa), 인덕터(Lf)에 순방향으로 연결된 다이오드(Dr), 인덕터(Lr2)와 보조 스위칭 소자(Sa)에 순방향으로 공통 연결된 다이오드(Dc), 그리고 다이오드(Dr, Dc)와 입력 전압(Vin) 사이에 연결된 축전기(Co)를 포함한다. 주 스위칭 소자(S)는 BJT(bipolar junction transistor)이고 보조 스위칭 소자(Sa)는 다수 캐리어 반도체 소자인 MOSFET(metal oxide silicon field effect transistor)이다. 하지만 이들 스위칭 소자(S, Sa)의 타입은 이에 한정되지 않고 변경 가능하다.
주 스위칭 소자(S)와 인덕터(Lf)는 각각 DC-DC 변환을 위한 주 인덕터와 주 스위칭 소자이다. 특히, 인덕터(Lf)는 입력 필터 인덕터이다. 이때, 다이오드(Ds)와 축전기(Cp)는 각각 주 스위칭 소자(S) 내부에 생기는 기생 다이오드와 기생 축전기이다.
축전기(Cr)와 인덕터(Lr1, Lr2)는 모두 공진을 위한 소자들이고, 보조 스위칭 소자(Sa)는 DC-DC 변환을 위한 보조 스위칭 소자이다. 또한 다이오드(Da, Dc) 역시 DC-DC 변환을 위한 보조 다이오드이고, 특히 다이오드(Dc)는 클램핑을 위한 클램핑 다이오드이다.
축전기(Co)는 출력 필터 축전기이다.
다음 도 5 및 도 7a 내지 도 7n을 참고로 하여 본 발명의 한 실시예에 따른 DC-DC 변환부(940)의 동작을 상세하게 설명한다.
정상 상태에서의 동작 원리를 분석하기 위해 인덕터(Lf)와 축전기(Co)가 충분히 커 스위칭 한 주기 동안 입력 전류(Ii)와 출력 전압(Vo)은 일정하고, 모든 소자는 이상적인 것으로 가정한다.
본 발명의 한 실시예에 따른 DC-DC 변환부(940)는 한 스위칭 주기 동안 모두 14개의 동작 모드를 가지고 있다.
모드 1(t0-t1): 도 6의 (a)와 (b)와 같이 저레벨 상태의 파형이 주 스위칭 소자(S)와 보조 스위칭 소자(Sa)에 각각 입력되므로, 주 스위칭 소자(S)와 보조 스 위칭 소자(Sa) 모두 턴 오프 상태가 된다.
따라서 도 7a에 도시한 것과 같은 경로를 통해 입력 전압(Vin)은 다이오드(Dr)를 거쳐 출력단의 부하측, 즉 광원부(960)에 전달되며, 이 시기에 축전기(Cr)는 최대 전압(Vcrmax)까지 충전된다[도 6의 (k)].
모드 2(t1-t2): 도 6의 (a)와 (b)에 도시한 파형에 의해 주 스위칭 소자(S)는 턴오프되고 보조 스위칭 소자(Sa)는 턴온된다. 이에 따라 도 7b에 도시한 것처럼 턴온된 보조 스위치(Sa)와 공진 축전기 및 인덕터(Cr, Lr1, Lr2)에 폐회로가 형성되며, 또한 보조 스위칭 소자(Sa)와 다이오드(Da)를 통해 전류가 흐른다.
따라서 축전기(Cr)과 인덕터(Lr1, Lr2)가 공진하여 전류가 흐르기 시작하므로, 축전기(Cr)에 충전된 전압(Vcr)은 서서히 감소하기 시작하고[도 6의 (k)], 인덕터(Lr1, Lr2)에 흐르는 전류(ILr1, ILr2)는 서서히 증가하기 시작한다[도 6의 (i)와 (j)]. 이때 인덕터(Lr1, Lr2)에 흐르는 전류(ILr1, ILr2)의 방향은 서로 반대이므로 인덕터(Lr1)에 흐르는 전류는 (-)값을 갖는다.
또한 공진 동작에 의해 다이오드(Da)가 도통되고, 다이오드(Da)를 흐르는 전류는 입력 전류(Ii)에 공진 회로를 흐르는 전류가 합해지므로 서서히 증가한다. 반면에 다이오드(Dr)를 흐르는 전류(IDr)는 공진 회로쪽으로 나눠지므로 서서히 감소하기 시작한다[도 6의 (h)].
모드 3(t2-t3): 주 스위칭 소자(S)는 턴오프 상태이고 보조 스위칭 소자(Sa)는 턴온 상태를 유지한다. 다이오드(Da)를 흐르는 전류가 입력 전류(Ii)까지 증가하면 다이오드(Dr)로 흐르는 전류가 차단되기 때문에, 도 6의 (g)에 도시한 것처럼 다이오드(Dr)의 전압이 서서히 증가하는 영전압 턴오프가 된다. 또한 이때, 주 스위칭 소자(S)의 내부 축전기(Cp)는 충전을 마치고 충전된 전하를 방전하기 시작하므로, 축전기(Cp)와 인덕터(Lr2)는 공진하기 시작한다.
모드 4(t3-t4): 주 스위칭 소자(S)가 턴오프 상태이고 보조 스위칭 소자(Sa)가 턴온 상태일 때, 도 7d에 도시한 것처럼, 축전기(Cp)의 방전이 계속 이루어져 인덕터(Lr2)를 흐르는 전류는 계속 증가하여 최대치까지 된다[도 6의 (i)]. 이 때 다이오드(Da)를 흐르는 전류는 입력 전류(Ii)보다 크기 때문에 다이오드(Ds)가 도통되어 전류가 흐른다. 인덕터(Lr2)를 흐르는 전류가 최대치가 되면 축전기(Cp)에 충전된 에너지는 모두 인덕터(Lr2)로 이동한 상태이기 때문에, 전류의 흐름은 축전기(Cp)에서 다이오드(Ds)쪽으로 이동하여 다이오드(Ds)가 도통된다. 이때, 다이오드(Da)를 흐르는 전류는 서서히 감소하지만 입력 전류(Ii)보다 작아질 때까지 다이오드(Ds)는 도통 상태를 유지한다.
따라서 다이오드(Ds)가 도통되는 동안, 주 스위칭 소자(S)는 영전압 상태이고, 주 스위칭 소자(S)를 턴온시키면 영전류 스위칭이 이루어진다.
모드 5(t4-t5): 주 스위칭 소자(S)는 턴 온 상태이고, 보조 스위칭 소자(Sa)는 온 오프 상태이다. 이전 모드(모드 4)에서 축전기(Cr)에 충전된 에너지가 모두 인덕터(Lr2) 쪽으로 이동하면 공진 회로 내에서의 전류 방향이 바뀌어 충전기(Cr)의 충전 전압(Vcr)이 증가하기 시작한다[도 6의 (k)]. 이런 상태에서, 보조 스위칭 소자(Sa)가 턴 오프되면, 도 7e에 도시한 것처럼, 인덕터(Lr2)를 흐르는 전류는 다이오드(Dc)쪽으로 흘러 부하, 즉 광원부(960)에 인가된다. 따라서 인덕터(Lr2) 의 전류(ILr2)는 감소하기 시작한다[도 6의 (i)].
또한 인덕터(Lr1)를 흐르는 전류(ILr1)도 다이오드(Da)로 흐르므로 전류(ILr1)도 서서히 감소한다[도 6의 (j)]. 모드 4의 경우와 마찬가지로, 다이오드(Da)의 전류가 입력 전류(Ii)까지 감소하지 않는 한 다이오드(Ds)는 계속 도통 상태를 유지한다. 이 경우에도 주 스위칭 소자(S)는 영전압 상태를 유지한다.
모드 6(t5-t6): 주 스위칭 소자(S)는 턴 온 상태를 유지하고 보조 스위칭 소자(Sa)는 턴 오프 상태를 유지한다. 시점(t4)에서부터 서서히 감소하기 시작한 인덕터(Lr1, Lr2)의 전류(ILr1, ILr2)의 합이 시점(t5)에서 입력 전류(Ii)보다 작게 되어, 즉 다이오드(Da)를 흐르는 전류가 입력 전류(Ii)보다 작으면, 다이오드(Ds)는 턴오프되고, 턴온된 주 스위칭 소자(S)를 통해 전류가 흐르기 시작하여 주 스위칭 소자(S)의 전류(Is)가 서서히 증가한다.
인덕터(Lr2)의 에너지는 다이오드(Dc)를 통해 광원부(960)에 전달되므로 계속 감소 상태이고, 축전기(Cr)와 인덕터(Lr1)는 부하이므로 이들 축전기(Cr)와 인덕터(Lr1)를 통해 전류는 서서히 감소하게 된다. 이로 인해 결과적으로 주 스위칭 소자(S)를 통해 흐르는 전류는 이때부터 서서히 증가하여 입력 전류(Ii)까지 증가한다[도 6의 (d)].
이때 보조 스위칭 소자(Sa)는 턴 오프 상태를 유지하므로 보조 스위칭 소자(Sa) 양단은 출력 전압(Vo)을 유지한다.
모드 7(t6-t7): 주 스위칭 소자(S)는 턴 온 상태를 유지하고 보조 스위칭 소자(Sa)는 턴 오프 상태를 유지한다. 모드 6에서 주 스위칭 소자(S)를 흐르는 전류 (Is)가 입력 전류(Ii)까지 도달하면, 도 7g와 같은 등가 회로가 형성된다. 즉, 전류는 주 스위칭 소자(S)만을 통해 흐르게 된다. 이로 인해, 입력 필터 인덕터(Lf)에는 입력 전압(Vin)으로부터 에너지가 계속 축적되고, 출력 축전기(Co)에 축적된 에너지는 발광부(960)로 전달된다.
모드 8(t7-t8): 주 스위칭 소자(S)와 보조 스위칭 소자(Sa) 모두 턴 온 상태가 된다. 보조 스위칭 소자(Sa)의 턴 온 동작에 의해 축전기(Cr)와 인덕터(Lr1, Lr2) 사이에 공진 동작이 이루어진다. 따라서 축전기(Cr)에 충전된 에너지에 의해 공진이 시작되어, 축전기(Cr)의 충전 전압이 모두 방전될 때까지 인덕터(Lr1, Lr2)의 전류(ILr1, ILr2)는 증가하기 시작한다. 이 경우, 다이오드(Da)는 축전기(Cr)와 인덕터(Lr1)에 의한 전압 강하로 인해 아직 도통되지 않는다.
이때, 축전기(Cr)의 충전 전압만이 변하므로, 보조 스위칭 소자(Sa)는 영전류 턴 온이 이루어진다.
모드 9(t8-t9): 주 스위칭 소자(S)와 보조 스위칭 소자(Sa) 모두 턴 온 상태이다. 시점(t8)에서의 공진 동작에 의해 증가한 인덕터(Lr1, Lr2)의 전류(ILr1, ILr2)가 도 6의 (i)와 (j)에 도시한 것처럼 최대가 되고, 이에 따라 다이오드(Da)는 도통된다. 따라서 다이오드(Da)를 통해 흐르는 전류가 증가하므로 주 스위칭 소자(S)를 통해 흐르는 전류(Is)는 감소한다[도 6의 d)]. 시점(t8)에서부터 도 7i에 도시한 것처럼, 인덕터(Lr2)에 입력 전류(Ii)가 흐르기 시작하므로 이 전류(Ii)에 의해 인덕터(Lr1, Lr2)와 축전기(Cr) 사이에 새로운 공진이 시작된다. 이에 따라 인덕터(Lr1)의 전류(ILr1) 방향이 바뀐다[도 6의 (j)].
모드 10(t9-t10): 주 스위칭 소자(S)와 보조 스위칭 소자(Sa) 모두 턴 온 상태이다. 도 7j에 도시한 것처럼, 이때에 공진 주기가 바뀌어 축전기(Cr)에 충전 동작이 시작되고, 이에 따라 충전 전압(Vcr)이 증가하고[도 6의 (k)], 인덕터(Lr1)를 흐르는 전류(ILr1)의 방향이 바뀐다[도 6의 (j)]. 모드 9에서 증가하기 시작한 다이오드(Da)의 전류가 입력 전류(Ii)까지 증가할 때까지 주 스위칭 소자(S)로 전류는 계속 흐르지만, 이때 흐르는 전류(Is)는 다이오드(Da)의 전류 증가에 따라 감소한다. 인덕터(Lr1)를 흐르는 전류는 항상 입력 전류(Ii)보다 작다.
모드 11(t10-t11): 주 스위칭 소자(S)는 턴 오프되고 보조 스위칭 소자(Sa)는 턴 온 상태이다. 다이오드(Da)를 흐르는 전류가 입력 전류(Ii)보다 크면 여분의 전류를 다이오드(Ds)쪽으로 통과시키기 위해 다이오드(Ds)는 턴 온 된다. 이런 상태에서 주 스위칭 소자(S)를 턴 온시키면 영 전압과 영 전류 스위칭이 이루어진다.
모드 12(t11-t12): 주 스위칭 소자(S)와 보조 스위칭 소자(Sa) 모두 턴 오프 상태이다. 보조 스위칭 소자(Sa)가 턴 오프됨에 따라 인덕터(Lr2)에 축적된 에너지는 다이오드(Dc)를 통해 부하인 광원부(960)쪽으로 전달된다.
따라서 인덕터(Lr2)의 전류(ILr2)는 서서히 감소한다[도 6의 (i)]. 또한 부하쪽으로 에너지가 전달됨에 따라 다이오드(Ds)를 통해 흐르는 전류는 점차로 감소하여 더 이상 흐르지 않게 된다(도 7k 참조). 하지만 축전기(Cr)와 인덕터(Cr) 및 다이오드(Da)를 통해 전류는 계속 흐르고 있고, 주 스위칭 소자(S) 양단의 전압을 여전히 영전압 상태를 유지한다. 또한 보조 스위칭 소자(Sa) 양단의 전압(Vsa)을 출력 전압(Vo)을 유지한다[도 6의 (e)].
모드 13(t12-t13): 주 스위칭 소자(S)와 보조 스위칭 소자(Sa)는 모두 턴 오프 상태를 유지한다. 모드 12에서 서서히 감소한 인덕터(Lr2)의 에너지가 모두 부하측으로 전달되어 전류(ILr2)가 0이 되므로[도 6의 (i)], 다이오드(Dc)는 더 이상 도통 상태가 아니다. 따라서 등가 회로는 도 7m에 도시한 것처럼 형성된다.
이로 인해, 입력 전류(Ii)에서 나눠진 전류의 일부가 축전기(Cp)로 흘러 축전기(Cp)는 충전되고, 출력 전압(Vo)까지 충전된다. 이때, 인덕터(Lr1)로 흐르는 전류(ILr1)가 증가하여 축전기(Cr)와 인덕터(Lr1)에 전류가 흘러도 양단 전위차는 영전압을 이루지 않는다.
모드 14(t13-t14): 주 스위칭 소자(S)와 보조 스위칭 소자(Sa)는 모두 턴 오프 상태이다. 축전기(Cr)가 출력 전압(Vo)까지 충전되면[도 6의 (k)], 입력 전류(Ii)는 축적기(Cr)뿐만 아니라 다이오드(Dr)를 통해서도 흐르므로 영전류 턴 온된다[도 6의 (h)]. 그리고 축전기(Cr)의 충전 전압과 인덕터(Lr1) 양단의 전압 차이가 출력 전압(Vo)이 된다.
도 6에 도시한 것처럼, 시점(to)에서 다이오드(Dr)에 흐르는 전류(IDr)는 입력 전류(Ii)가 되고 공진 축전기(Cr)는 최대 전압(Vcmax)까지 충전된 상태이다.
도 6에서, 인덕터(Lr2)를 흐르는 전류(ILr2)는 클램핑 다이오드(Dc)에 의해 클래핑된다[도 6의 (i) 참조].
본 발명의 실시예에 따르면, 다수 캐리어 반도체 소자인 보조 스위칭 소자에 의해 주 스위칭 소자와 주 다이오드의 영전압 스위칭과 영전류 스위칭이 동시에 일어나므로 스위칭 소자의 턴온 손실이 크게 줄어든다. 또한 소스 캐리어 반도체 소자와 다수 캐리어 반도체 소자에서도 영전압 스위칭과 영전류 스위칭이 이루어진다. 더욱이 주 전력의 흐름에 병렬로 주 스위칭 소자가 연결되어 있으므로, 주 스위칭과 주 다이오드는 어떠한 전류 스트레스나 전압 스트레스도 받지 않아, DC-DC 변환부의 동작 효율이 향상된다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

Claims (20)

  1. 입력 전압에 연결된 주 인덕터, 상기 주 인덕터에 병렬로 연결된 주 스위칭 소자, 상기 주 인덕터와 출력단에 연결된 주 다이오드 및 상기 주 다이오드와 상기 출력단에 연결된 주 축전기를 포함하며 상기 입력 전압의 크기를 변화시켜 출력 전압으로 내보내는 DC-DC 변환 장치로서,
    상기 주 인덕터와 상기 주 다이오드 사이에 연결된 공진 회로,
    상기 공진 회로에 연결되고, 외부로터의 제어 신호에 따라 동작 상태가 변하여 상기 공진 회로의 동작을 제어하는 보조 스위칭 소자, 그리고
    상기 공진 회로에 상기 보조 스위칭 소자에 연결되고, 상기 공진 회로와 상기 보조 스위칭 소자의 동작에 따라 입력단과 상기 출력단으로의 전류 흐름을 제어하여 상기 출력 전압을 변화시키는 다이오드부
    를 포함하고,
    상기 주 스위칭 소자와 상기 주 다이오드는 상기 공진 회로와 상기 보조 스위칭 소자의 동작에 따라 영전압 및 영전류 스위칭하는
    DC-DC 변환 장치.
  2. 제1항에서,
    상기 공진 회로는,
    상기 주 스위칭 소자에 병렬로 연결된 제1 축전기,
    상기 제1 축전기와 상기 제1 다이오드에 사이에 연결된 제1 인덕터, 그리고
    상기 제1 축전기와 상기 보조 스위칭 소자 사이에 연결된 제2 인덕터
    를 포함하는 DC-DC 변환 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에서,
    상기 주 스위칭 소자는 상기 보조 스위칭 소자와 다른 타입의 반도체 소자인 DC-DC 변환 장치.
  4. 제3항에서,
    상기 보조 스위칭 소자는 MOSFET(metal oxide silicon field effect transistor)인 DC-DC 변환 장치.
  5. 제1항에서,
    상기 다이오드부는 상기 공진 회로와 상기 보조 스위칭 소자에 연결되어, 상기 공진 회로와 상기 보조 스위칭 소자의 동작 상태에 기초하여 상기 입력단으로의 전류 흐름을 제어하는 변하는 제1 다이오드 및 상기 공진 회로와 상기 보조 스위칭 소자 사이에 연결되고, 상기 보조 스위칭 소자의 상태에 기초하여 상기 공진 회로로부터 상기 출력단으로의 전류 흐름을 제어하는 제2 다이오드를 포함하는 DC-DC 변환 장치.
  6. 제5항에서,
    상기 제2 다이오드는 클램핑 다이오드인 DC-DC 변환 장치.
  7. 복수의 광원을 구비한 광원부를 포함하는 표시 장치용 광원의 구동 장치로서,
    상기 광원의 동작에 필요한 구동 전압을 인가하는 전원 공급부, 그리고
    상기 전원 공급부의 동작을 제어하는 제1 제어 신호와 상기 광원의 동작 상태를 제어하는 제2 제어 신호를 출력하고, 상기 제2 제어 신호에 따라 상기 구동 전압에 의한 상기 광원의 점멸을 제어하는 신호 제어부
    를 포함하고,
    상기 전원 공급부는 상기 제1 제어 신호에 따라 동작 상태가 변하는 주 스위칭 소자, 상기 광원부에 연결된 주 다이오드, 상기 주 스위칭 소자와 상기 주 다이오드 사이에 연결된 공진 회로, 상기 공진 회로에 연결되어 상기 공진 회로의 동작을 제어하는 보조 스위칭 소자를 포함하며, 입력 직류 전압을 설정 크기의 상기 구동 전압으로 승압하여 상기 광원부에 인가하는 DC-DC 변환부를 포함하고,
    상기 DC-DC 변환부는 상기 공진 회로와 상기 보조 스위칭 소자의 동작에 따라 상기 주 스위칭 소자와 상기 주 다이오드의 영전압 및 영전류 스위칭이 이루어지는
    표시 장치용 광원의 구동 장치.
  8. 제7항에서,
    상기 공진 회로는,
    상기 주 스위칭 소자에 병렬로 연결된 제1 축전기,
    상기 제1 축전기에 연결된 제1 인덕터, 그리고
    상기 제1 축전기와 상기 보조 스위칭 소자 사이에 연결된 제2 인덕터를 포함하는 표시 장치용 광원의 구동 장치.
  9. 제7항 또는 제8항에서,
    상기 전원 공급부는 외부로부터의 교류 전압을 직류 전압으로 변환하는 정류부와 상기 정류부로부터의 직류 전압을 평활하여 상기 입력 직류 전압으로 출력하는 평활부를 더 포함하는 표시 장치용 광원의 구동 장치.
  10. 제9항에서,
    상기 전원 공급부는 상기 교류 전압에 포함된 노이즈 성분을 제거하는 필터부를 더 포함하는 표시 장치용 광원의 구동 장치.
  11. 제8항에서,
    상기 DC-DC 변환부는,
    상기 입력 직류 전압에 연결된 제3 인덕터,
    상기 보조 스위칭 소자와 상기 제1 인덕터에 연결된 제1 다이오드,
    상기 제2 인덕터에 연결된 제2 다이오드, 그리고
    상기 주 다이오드와 상기 제2 다이오드에 연결된 제2 축전기
    를 더 포함하는 표시 장치용 광원의 구동 장치.
  12. 제11항에서,
    상기 주 스위칭 소자는 상기 보조 스위칭 소자와 다른 타입의 반도체 소자인 표시 장치용 광원의 구동 장치.
  13. 제12항에서,
    상기 보조 스위칭 소자는 MOSFET인 표시 장치용 광원의 구동 장치.
  14. 제7항에서,
    상기 복수의 광원은 적어도 하나의 적색, 녹색 및 청색의 발광 다이오드를 포함하는 표시 장치용 광원의 구동 장치.
  15. 입력단에 연결된 제1 인덕터,
    상기 제1 인덕터와 상기 입력단에 연결된 제1 스위칭 소자,
    상기 제1 인덕터와 출력단 사이에 연결된 제1 다이오드,
    상기 제1 다이오드와 상기 입력단 사이에 연결된 제1 축전기,
    상기 제1 인덕터와 상기 제1 다이오드 사이에 연결된 공진부,
    상기 제1 공진부에 연결된 제2 스위칭 소자,
    상기 제2 스위칭 소자와 상기 입력단 사이에 연결된 제2 다이오드, 그리고
    상기 공진부와 상기 제1 다이오드 사이에 연결된 제3 다이오드
    를 포함하는 DC-DC 컨버터.
  16. 제15항에서,
    상기 공진부는,
    상기 제1 인덕터에 연결된 제2 축전기,
    상기 제2 축전기와 상기 제2 다이오드 사이에 연결된 제2 인덕터, 그리고
    상기 제2 축전기와 상기 제2 스위칭 소자 사이에 연결된 제3 인덕터
    를 포함하는
    DC-DC 컨버터.
  17. 제15항에서,
    상기 제1 스위칭 소자는 상기 제2 스위칭 소자와 다른 타입의 반도체 소자인 DC-DC 컨버터.
  18. 제17항에서,
    상기 제2 스위칭 소자는 MOSFET인 DC-DC 컨버터.
  19. 복수의 화소, 점멸 제어 신호에 기초하여 상기 화소에 빛을 공급하는 광원부, 그리고 상기 광원부에 필요한 구동 전압을 인가하는 전원 공급부를 포함하는 표시 장치로서,
    상기 전원 공급부는 입력 전압에 연결된 주 인덕터,
    외부로부터의 제어 신호에 따라 동작 상태가 변하는 주 스위칭 소자,
    상기 광원부에 연결된 주 다이오드,
    상기 주 스위칭 소자와 상기 주 다이오드 사이에 연결된 공진 회로, 그리고
    상기 공진 회로에 연결되어 상기 공진 회로의 동작을 제어하는 보조 스위칭 소자
    를 포함하며,
    상기 공진 회로와 상기 보조 스위칭 소자의 동작에 따라 상기 주 스위칭 소자와 상기 주 다이오드의 영전압 및 영전류 스위칭이 이루어지는
    표시 장치.
  20. 제19항에서,
    상기 공진 회로는,
    상기 주 스위칭 소자에 병렬로 연결된 제1 축전기,
    상기 제1 축전기에 연결된 제1 인덕터, 그리고
    상기 제1 축전기와 상기 보조 스위칭 소자 사이에 연결된 제2 인덕터를 포함하는
    표시 장치.
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