KR20100089432A - 광원 구동 장치 및 이를 포함하는 광원 장치 - Google Patents

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Abstract

광원 구동 장치는 부스팅부, 부스팅 트랜지스터, 정류부, 집적 회로 및 보호 회로를 포함한다. 부스팅부는 입력부에 수신된 입력 전압을 구동 전압으로 부스팅한다. 부스팅 트랜지스터는 상기 부스팅부의 구동을 제어한다. 정류부는 부스팅부와 출력부 사이에 연결되어 구동 전압을 상기 출력부로 전달한다. 집적 회로는 부스팅 트랜지스터를 제어하는 게이트 신호를 출력한다. 보호 회로는 부스팅 트랜지스터의 출력 전류에 따라서 게이트 신호를 제어하는 보호 신호를 집적 회로에 제공한다.
Figure P1020090008670
부스팅, 트랜지스터, 쇼트 불량, 보호 회로

Description

광원 구동 장치 및 이를 포함하는 광원 장치{APPARATUS FOR DRIVING A LIGHT SOURCE AND LIGHT SOURCE APPARATUS HAVING THE SAME}
본 발명의 광원 구동 장치 및 이를 포함하는 광원 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 쇼트 불량으로부터 보호하기 위한 광원 구동 장치 및 이를 포함하는 광원 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 액정표시장치는 액정의 광투과율을 이용하여 영상을 표시하는 액정표시패널 및 상기 액정표시패널의 하부에 배치되어 상기 액정표시패널로 광을 제공하는 백라이트 어셈블리를 포함한다.
상기 액정표시패널은 화소전극들 및 상기 화소전극들과 전기적으로 연결된 박막 트랜지스터를 갖는 어레이 기판, 공통전극 및 컬러필터들을 갖는 컬러필터 기판, 및 상기 어레이 기판 및 상기 컬러필터 기판 사이에 개재된 액정층을 포함한다. 상기 액정층은 상기 화소전극들 및 상기 공통전극 사이에 형성된 전기장에 의해 배열이 변경되고, 그로 인해 상기 액정층을 투과하는 광의 투과율을 변경시킨다. 여기서, 상기 광의 투과율이 최대로 증가하면, 상기 액정 표시 패널은 휘도가 높은 화이트 영상을 구현할 수 있고, 반면 상기 광의 투과율이 최소로 감소하면, 상기 액정표시패널은 휘도가 낮은 블랙 영상을 구현할 수 있다.
상기 백라이트 어셈블리는 램프를 사용하거나, 발광 다이오드를 사용한다. 상기 발광 다이오드를 사용하는 경우 상기 백라이트 어셈블리는 상기 발광 다이오드를 구동하기 위한 LED 구동 회로를 포함한다. 상기 LED 구동 회로는 집적 회로(IC), 상기 집적 회로에 연결된 인덕터, 다이오드, FET 등의 전자 소자들을 포함한다. 상기 전자 소자들에 쇼트 불량이 발생하는 경우 상기 집적 회로(IC)에 손상을 야기한다.
이에 본 발명의 기술적 과제는 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 쇼트 불량으로부터 보호하기 위한 광원 구동 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상기 광원 구동 장치를 포함하는 광원 장치를 제공하는 것이다.
상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위한 일 실시예에 따른 광원 구동 장치는 부스팅부, 부스팅 트랜지스터, 정류부, 집적 회로 및 보호 회로를 포함한다. 상기 부스팅부는 입력부에 수신된 입력 전압을 구동 전압으로 부스팅한다. 상기 부스팅 트랜지스터는 상기 부스팅부의 구동을 제어한다. 상기 정류부는 상기 부스팅부와 출력부 사이에 연결되어 상기 구동 전압을 상기 출력부로 전달한다. 상기 집적 회 로는 상기 부스팅 트랜지스터를 제어하는 게이트 신호를 출력한다. 상기 보호 회로는 상기 부스팅 트랜지스터의 출력 전류에 따라서 상기 게이트 신호를 제어하는 보호 신호를 상기 집적 회로에 제공한다.
상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위한 다른 실시예에 따른 광원 구동 장치는 부스팅부, 부스팅 트랜지스터, 정류부, 보호 트랜지스터 및 보호 회로를 포함한다. 상기 부스팅부는 입력부에 수신된 입력 전압을 구동 전압으로 부스팅한다. 상기 부스팅 트랜지스터는 상기 부스팅부의 구동을 제어한다. 상기 정류부는 상기 부스팅부와 출력부 사이에 연결되어 상기 구동 전압을 상기 출력부로 전달한다. 상기 보호 트랜지스터는 상기 입력부와 상기 부스팅부 사이에 연결되어 상기 입력부와 부스팅부를 스위칭한다. 상기 보호 회로는 상기 부스팅 트랜지스터의 출력 전류에 따라서 상기 보호 트랜지스터를 제어하는 보호 신호를 상기 보호 트랜지스터에 제공한다.
상기한 본 발명의 다른 목적을 실현하기 위한 일 실시예에 따른 광원 장치는 광원 모듈 및 광원 구동부를 포함한다. 상기 광원 모듈은 복수의 광원들이 직렬로 연결된 광원 스트링을 포함한다. 상기 광원 구동부는 상기 광원 스트링에 구동 전압을 제공하고, 입력부에 수신된 입력 전압을 상기 구동 전압으로 부스팅하는 부스팅부와, 상기 부스팅부의 구동을 제어하는 부스팅 트랜지스터와, 상기 부스팅부와 출력부 사이에 연결되어 상기 구동 전압을 상기 출력부로 전달하는 정류부와, 상기 부스팅 트랜지스터를 제어하는 게이트 신호를 출력하는 집적 회로, 및 상기 부스팅 트랜지스터의 출력 전류에 따라서 상기 게이트 신호를 제어하는 보호 신호를 상기 집적 회로에 제공하는 보호 회로를 포함한다.
상기한 본 발명의 다른 목적을 실현하기 위한 다른 실시예에 따른 광원 장치는 광원 모듈 및 광원 구동부를 포함한다. 상기 광원 모듈은 복수의 광원들이 직렬로 연결된 광원 스트링을 포함한다. 상기 광원 구동부는 상기 광원에 구동 전압을 제공하고, 입력부에 수신된 입력 전압을 구동 전압으로 부스팅하는 부스팅부와, 상기 부스팅부의 구동을 제어하는 부스팅 트랜지스터와, 상기 부스팅부와 출력부 사이에 연결되어 상기 구동 전압을 상기 출력부로 전달하는 정류부와, 상기 부스팅부에 상기 입력 전압을 선택적으로 제공하는 보호 트랜지스터, 및 상기 부스팅 트랜지스터의 출력 전류에 따라서 상기 보호 트랜지스터를 제어하는 보호 신호를 상기 보호 트랜지스터에 제공하는 보호 회로를 포함한다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 입력 전압을 부스팅하는 부스팅부 및 부스팅된 전압을 출력부 측으로 전달하는 정류부가 쇼트되는 불량이 발생하는 경우, 상기 부스팅부를 제어하는 부스팅 트랜지스터를 강제적으로 정지시킴으로써 상기 쇼트 불량에 의한 과전류로부터 상기 부스팅 트랜지스터를 보호할 수 있다.
이하, 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 보다 상세하게 설명하기로 한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명 의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 고안의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하여 도시한 것이다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 경우, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "아래에" 있다고 할 경우, 이는 다른 부분 "바로 아래에" 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다.
실시예 1
도 1은 본 발명의 실시예 1에 따른 표시 장치의 블록도이다.
도 1을 참조하면, 상기 표시 장치는 표시 패널(100), 타이밍 제어부(110), 패널 구동부(170) 및 광원 장치(290)를 포함한다.
상기 표시 패널(100)은 영상을 표시하는 복수의 화소들을 포함하며, 예를 들면, 상기 화소들은 MㅧN(M, N은 자연수 임)개 이다. 각 화소(P)는 게이트 배선(GL) 및 데이터 배선(DL)에 연결된 스위칭 소자(TR), 상기 스위칭 소자(TR)에 연결된 액정 커패시터(CLC) 및 스토리지 커패시터(CST)를 포함한다.
상기 타이밍 제어부(110)는 외부로부터 제어 신호(101) 및 영상 신호(102)를 수신한다. 수신된 상기 제어 신호를 이용해 상기 표시 패널(100)의 구동 타이밍을 제어하는 타이밍 제어신호를 생성한다. 상기 타이밍 제어신호는 클럭신호, 수평개시신호 및 수직개시신호를 포함한다.
상기 패널 구동부(170)는 상기 타이밍 제어부(110)의 제어에 따라서 상기 표시 패널(100)을 구동시킨다. 상기 패널 구동부는 데이터 구동부(130) 및 게이트 구동부(150)를 포함한다.
상기 데이터 구동부(130)는 상기 타이밍 제어부(110)로부터 제공된 데이터 제어신호 및 영상 신호를 이용하여 상기 데이터 배선(DL)을 구동시킨다. 즉, 상기 데이터 구동부(130)는 상기 데이터 배선(DL)에 상기 영상 신호을 아날로그 형태의 데이터 신호로 변환하여 출력한다. 상기 게이트 구동부(150)는 상기 타이밍 제어부(110)로부터 제공된 게이트 제어신호를 이용하여 상기 게이트 배선(GL)을 구동시킨다. 즉, 상기 게이트 구동부(150)는 상기 게이트 배선(GL)에 게이트 신호를 출력 한다.
상기 광원 장치(290)는 광원 모듈(200), 로컬 디밍 제어부(210), 광원 구동 장치(이하, '광원 구동부'라 명칭함)(230) 및 전원 발생부(270)를 포함한다.
상기 광원 모듈(200)은 복수의 발광 블록들(B)로 나누어지고, 각 발광 블록은 복수의 광원들이 직렬로 연결된 광원 스트링을 포함한다. 상기 광원은 발광 다이오드(LED)를 예로 하며, 상기 발광 블록은 복수의 발광 다이오드들이 직렬로 연결된 발광 다이오드 스트링(이하에서는 'LED 스트링'으로 명칭 함)을 포함한다. 상기 광원 모듈(200)은 서로 병렬로 연결된 복수의 LED 스트링들(LS1, LS2, LS3, LS4)을 포함한다.
상기 로컬 디밍 제어부(210)는 상기 영상 신호를 상기 발광 블록들(B)에 대응하는 복수의 영상 블록들(D)로 나누고, 각 영상 블록의 계조에 대응하여 해당하는 발광 블록(B)의 휘도를 제어하는 펄스 폭 변조(Pulse Width Modulation : PWM)된 PWM 신호를 생성한다.
상기 광원 구동부(230)는 상기 로컬 디밍 제어부(210)로부터 상기 PWM 신호를 이용하여 상기 광원 모듈(200)을 발광 블록(B)별로 디밍 구동한다.
상기 전원 발생부(270)는 상기 광원 구동부(230)에 입력 전압(Vin)을 제공한다.
도 2는 도 1에 도시된 광원 장치의 회로도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 상기 광원 장치는 광원 모듈(200) 및 광원 구동부(230)를 포함한다.
상기 광원 모듈(200)은 LED 스트링부(210)를 포함한다. 상기 LED 스트링부(210)는 복수의 발광 다이오드들이 직렬로 연결된 LED 스트링(211)과 상기 LED 스트링(LS)과 연결된 스위칭 트랜지스터(213)을 포함한다.
상기 LED 스트링(211)의 일단은 상기 광원 구동부(230)의 출력부(230b)와 연결되고, 상기 LED 스트링(211)의 타단은 상기 스위칭 트랜지스터(213)와 연결된다. 상기 스위칭 트랜지스터(213)는 상기 LED 스트링(211)의 타단과 연결된 입력 전극과, 상기 광원 구동부(230)와 연결된 제어 전극 및 접지와 연결된 출력 전극을 포함한다.
상기 광원 구동부(230)는 부스팅부(231), 부스팅 트랜지스터(232), 정류부(233), 전압 궤환부(234), 충전부(235), 집적 회로(240) 및 보호 회로(250)를 포함한다.
상기 부스팅부(231)는 인덕터를 포함한다. 상기 부스팅부(231)는 상기 광원 구동부(230)의 입력부(230a)와 연결되어 입력 전압(Vin)을 수신하는 일단과, 상기 부스팅 트랜지스터(232)와 연결된 타단을 포함한다.
상기 부스팅 트랜지스터(232)는 상기 부스팅부(231)의 타단과 연결된 입력 전극과 상기 집적 회로(240)의 게이트 단자(GATE)와 연결된 제어 전극 및 상기 집적 회로(240)의 센싱 단자(CS)와 연결된 출력 전극을 포함한다.
상기 정류부(233)는 다이오드를 포함한다. 상기 정류부(233)는 상기 부스팅부(231)의 타단과 연결된 일단과 상기 광원 구동부(230)의 출력부(230b)와 연결된 타단을 포함한다. 상기 출력부(230b)는 상기 LED 스트링(LS)에 일단에 연결되어 상 기 LED 스트링(LS)에 구동 전압(Vout)을 제공한다.
상기 전압 궤환부(234)는 상기 정류부(233)의 타단과 상기 출력부(230b) 사이에 연결되어 상기 구동 전압(Vout)을 소정 레벨로 조절하여 상기 집적 회로(240)에 피드백한다.
상기 충전부(235)는 상기 정류부(233)의 타단과 상기 출력부(230b) 사이에 연결되어 상기 구동 전압(Vout)을 충전한다.
상기 집적 회로(240)는 게이트 단자(GATE), 센싱 단자(CS), 궤환 단자(FDBK), 디밍 제어 단자(FAULT), 디밍 단자(PWMD) 및 보호 단자(OVP)를 포함한다. 상기 집적 회로(240)는 상기 입력 전압(Vin)을 소정 레벨로 부스팅하여 구동 전압(Vout)으로 출력하는 부스팅 동작과 상기 광원 모듈(200)을 상기 LED 스트링 별로 구동하는 디밍 동작을 수행한다.
상기 게이트 단자(GATE)는 상기 부스팅 트랜지스터(232)의 게이트 전극과 연결된다. 상기 게이트 단자(GATE)는 상기 부스팅 트랜지스터(232)의 턴-온 및 턴-오프를 제어하는 하이 레벨 및 로우 레벨의 게이트 신호를 출력한다.
상기 센싱 단자(CS)는 상기 부스팅 트랜지스터(232)의 출력 전극과 연결된다. 상기 집적 회로(240)는 상기 센싱 단자(CS)에 수신된 상기 부스팅 트랜지스터(232)의 출력 전극에 흐르는 출력 전류를 센싱하여 상기 게이트 단자(GATE)에 출력되는 게이트 신호의 듀티비 조절한다.
상기 궤환 단자(FDBK)는 상기 LED 스트링부(210)로부터 궤환된 전류를 수신한다. 상기 궤환 단자(FDBK)는 상기 LED 스트링부(210)의 스위칭 트랜지스터(213) 의 출력 전극과 연결되어 상기 LED 스트링(211)에 흐르는 전류를 궤환 받는다. 상기 집적 회로(240)는 상기 궤환 단자(FDBK)에 수신된 궤환 전류를 설정된 기준치와 비교하여 상기 궤환 전류가 비정상이면 상기 디밍 제어 단자(FAULT)를 통해 상기 LED 스트링(211)의 구동을 정지시킨다.
상기 디밍 제어 단자(FAULT)는 상기 LED 스트링부(210)의 스위칭 트랜지스터(213)의 제어 전극과 연결된다. 상기 스위칭 트랜지스터(213)는 상기 디밍 제어 단자(FAULT)로부터 출력되는 제어 신호에 기초하여 턴-온 및 턴-오프 구동된다. 예를 들면, 상기 디밍 제어 단자(FAULT)는 상기 PWM 신호에 따른 제1 제어 신호 및 상기 LED 스트링부(210)의 불량 구동에 따른 제2 제어 신호를 출력한다. 상기 PWM 신호에 대응하는 상기 제1 제어 신호에 따라서 상기 스위칭 트랜지스터(213)는 턴-온 및 턴-오프 구동되고, 상기 제2 제어 신호에 따라서 상기 스위칭 트랜지스터(213)는 턴-오프 구동된다.
상기 디밍 단자(PWMD)는 상기 PWM 신호를 수신한다. 상기 집적 회로(240)는 상기 디밍 단자(PWMD)에 수신된 상기 PWM 신호의 듀티비에 대응하여 상기 디밍 제어 단자(FAULT)에 상기 제1 제어 신호를 출력한다.
상기 보호 단자(OVP)는 상기 전압 궤환부(234) 및 상기 보호 회로(250)와 연결되어, 상기 전압 궤환부(234)로부터 출력된 궤환 전압과 상기 보호 회로(250)로부터 제공된 보호 신호를 수신한다. 상기 집적 회로(240)는 상기 보호 단자(OVP)에 수신된 전압을 기준 전압과 비교하여 상기 수신된 전압이 비정상적이면 상기 게이트 단자(GATE) 및 상기 디밍 제어 단자(FAULT)에 하이 레벨의 제어 신호를 출력한 다. 예를 들면, 상기 집적 회로(250)는 상기 보호 단자(OVP)에 수신된 상기 궤환 전압과 기준 전압을 비교하여 상기 궤환 전압이 비정상적이면 상기 디밍 제어 단자(FAULT)에 상기 제2 제어 신호를 출력하고, 상기 게이트 단자(GATE)에 로우 레벨의 게이트 신호를 출력한다. 같은 방식으로, 상기 집적 회로(250)는 상기 보호 단자(OVP)에 수신된 보호 신호와 상기 기준 전압을 비교하여 상기 보호 신호가 비정상적이면 상기 게이트 단자(GATE)에 로우 레벨의 게이트 신호 및 상기 디밍 제어 단자(FAULT)에 상기 제2 제어 신호를 출력한다.
따라서, 상기 보호 단자(OVP)에 수신된 전압이 비정상적이면 상기 집적 회로(240)는 상기 부스팅 동작과 디밍 동작을 모두 정지킨다.
상기 보호 회로(250)는 비교기(251) 및 필터(253)를 포함한다. 상기 비교기(251)는 기준 전압(VREF)를 수신하는 제1 입력단(251a)과 상기 부스팅 트랜지스터(232)의 출력 전극과 연결된 제2 입력단(251b) 및 상기 보호 단자(OVP)와 연결된 출력단(251c)을 포함한다. 상기 비교기(251)는 상기 부스팅 트랜지스터(232)의 출력 전극에 흐르는 전류에 해당하는 검출 전압과 상기 기준 전압(VREF)을 비교하여 상기 검출 전압이 상기 기준 전압(VREF) 보다 크면 상기 하이 레벨의 보호 신호를 출력한다. 반면, 상기 비교기(251)는 상기 검출 전압이 상기 기준 전압(VREF) 보다 작으면 상기 로우 레벨의 보호 신호를 출력한다. 상기 비교기(251)에서 출력된 보호 신호를 상기 집적 회로(240)의 보호 단자(OVP)에 수신된다.
상기 필터(253)는 상기 제2 입력단(251b)과 접지 사이에 연결되고, 서로 병 렬로 연결된 저항(R)과 커패시터(C)를 포함한다. 상기 필터(253)는 상기 제2 입력단(251b)에 수신되는 신호의 주파수를 결정한다.
이하에서는 도 2를 참조하여 상기 광원 구동부(230)의 구동 방법을 설명한다. 먼저, 상기 광원 구동부(230)가 정상적으로 구동되는 경우이다.
상기 집적 회로(240)가 구동이 개시되면, 상기 집적 회로(240)는 상기 게이트 단자(GATE)에 하이 레벨의 게이트 신호를 출력한다. 상기 게이트 단자(GATE)에 제어 전극이 연결된 상기 부스팅 트랜지스터(232)는 턴-온 되고, 상기 부스팅 트랜지스터(232)가 턴-온 됨에 따라서 상기 입력부(230a)에 수신된 입력 전압(Vin)은 상기 부스팅부(231)에 에너지로 축적된다. 이후, 상기 집적 회로(240)는 상기 게이트 단자(GATE)에 로우 레벨의 게이트 신호를 출력한다. 상기 부스팅 트랜지스터(232)는 턴-오프 되고, 상기 부스팅부(231)에 축적된 에너지는 상기 구동 전압(Vout)으로 부스팅되고, 상기 구동 전압(Vout)은 상기 정류부(233)를 통해 상기 출력부(230b)에 인가된다.
한편, 상기 보호 회로(250)는 상기 부스팅 트랜지스터(232)가 턴-온 상태에서 상기 부스팅 트랜지스터(232)의 출력 전류를 수신한다. 즉, 상기 비교기(251)의 제2 입력단(251b)은 상기 부스팅 트랜지스터(232)의 출력 전류에 따른 검출 전압을 수신하고, 상기 비교기(251)의 제1 입력단(251a)은 기설정된 기준 전압(VREF)을 수신한다. 이 경우, 상기 비교기(251)는 상기 검출 전압과 상기 기준 전압(VREF)을 비교하여 상기 검출 전압이 정상이므로 로우 레벨의 보호 신호를 출력한다. 예컨대, 상기 검출 전압이 상기 기준 전압(VREF) 보다 작으므로 로우 레벨의 보호 신호를 출력한다. 상기 집적 회로(240)의 보호 단자(OVP)는 상기 로우 레벨의 보호 신호를 수신한다. 상기 집적 회로(240)는 상기 보호 단자(OVP)에 수신된 로우 레벨의 보호 신호에 응답하여 상기 집적 회로(240)는 정상적으로 구동된다.
도 3a는 도 2의 부스팅부에 쇼트 불량이 발생한 경우 광원 구동부의 회로도이다. 도 3b는 도 3a에 도시된 광원 구동부의 신호 파형도들이다.
도 3a 및 도 3b를 참조하면, 상기 집적 회로(240)가 구동이 개시되면, 상기 집적 회로(240)는 상기 게이트 단자(GATE)에 하이 레벨의 게이트 신호를 출력한다. 상기 게이트 단자(GATE)에 제어 전극이 연결된 상기 부스팅 트랜지스터(232)는 턴-온 되고, 상기 부스팅 트랜지스터(232)가 턴-온 됨에 따라서 상기 입력부(230a)에 수신된 입력 전압(Vin)은 상기 부스팅부(231)가 쇼트됨에 따라서 에너지로 축적되지 못한다. 따라서, 상기 입력 전압(Vin)에 따른 과전류(I)는 쇼트된 부스팅부(231)를 통해 상기 부스팅 트랜지스터(232)에 인가된다.
상기 과전류(I)는 상기 보호 회로(250)의 비교기(251)에 수신된다. 상기 비교기(251)는 수신된 과전류(I)에 따른 검출 전압과 상기 기준 전압을 비교한다. 상기 비교기(251)는 상기 검출 전압이 상기 기준 전압 보다 크므로, 하이 레벨의 보호 신호를 출력한다.
도 3b를 참조하면, 상기 부스팅부(231)에 쇼트 불량이 발생하면, 상기 집적 회로(240)의 보호 단자(OVP)는 하이 레벨의 보호 신호를 수신한다. 상기 집적 회 로(240)는 상기 보호 단자(OVP)에 수신된 상기 하이 레벨의 보호 신호에 응답하여 상기 게이트 단자(GATE)로 출력되는 게이트 신호를 로우 레벨로 제어한다. 상기 부스팅 트랜지스터(232)의 게이트 전극은 상기 쇼트 불량 이후에는 로우 레벨의 게이트 신호가 수신되고, 상기 부스팅 트랜지스터(232)는 턴-오프 된다.
따라서, 상기 부스팅부(231)가 쇼트됨에 발생하는 과전류(I)가 상기 부스팅 트랜지스터(232)에 흐르는 것을 차단함으로써 상기 부스팅 트랜지스터(232)의 손상을 막을 수 있다.
도 4a는 도 2의 정류부에 쇼트 불량이 발생한 경우 광원 구동부의 회로도이다. 도 4b는 도 4a에 도시된 광원 구동부의 신호 파형도들이다.
도 4a 및 도 4b를 참조하면, 상기 집적 회로(240)가 구동이 개시되면, 상기 집적 회로(240)는 상기 게이트 단자(GATE)에 하이 레벨의 게이트 신호를 출력한다. 상기 게이트 단자(GATE)에 제어 전극이 연결된 상기 부스팅 트랜지스터(232)는 턴-온 되고, 상기 부스팅 트랜지스터(232)가 턴-온 됨에 따라서 상기 입력부(230a)에 수신된 입력 전압(Vin)은 상기 부스팅부(231)에서 에너지로 축적된다.
이후, 상기 집적 회로(240)는 상기 게이트 단자(GATE)에 로우 레벨의 게이트 신호를 출력한다. 상기 부스팅 트랜지스터(232)는 턴-오프 되고, 상기 부스팅부(231)에 축적된 에너지는 상기 구동 전압(Vout)으로 부스팅된다. 상기 구동 전압(Vout)은 쇼트된 상기 정류부(233)를 통해 상기 출력부(230b)에 인가되고, 충전부(235)에 충전된다. 한편, 상기 정류부(233)가 쇼트 됨에 따라서, 상기 충전부(235)에 충전된 구동 전압(Vout)에 의해 과전류(I)가 역방향으로 흘러 상기 부스 팅 트랜지스터(232)에 인가된다.
상기 과전류(I)는 상기 보호 회로(250)의 비교기(251)에 수신된다. 상기 비교기(251)는 수신된 과전류(I)에 따른 검출 전압과 상기 기준 전압을 비교한다. 상기 비교기(251)는 상기 검출 전압이 상기 기준 전압 보다 크므로, 하이 레벨의 보호 신호를 출력한다.
도 4b를 참조하면, 상기 정류부(232)에 쇼트 불량이 발생하면, 상기 집적 회로(240)의 보호 단자(OVP)는 하이 레벨의 보호 신호를 수신한다. 상기 집적 회로(240)는 상기 보호 단자(OVP)에 수신된 상기 하이 레벨의 보호 신호에 응답하여 상기 게이트 단자(GATE)로 출력되는 게이트 신호를 로우 레벨로 제어한다. 상기 부스팅 트랜지스터(232)의 게이트 전극은 상기 쇼트 불량 이후에는 로우 레벨의 게이트 신호가 수신되고, 상기 부스팅 트랜지스터(232)는 턴-오프 된다.
따라서, 상기 정류부(232)가 쇼트됨에 발생하는 과전류(I)가 상기 부스팅 트랜지스터(232)에 흐르는 것을 차단함으로써 상기 부스팅 트랜지스터(232)의 손상을 막을 수 있다.
실시예 2
이하에서는 실시예 1과 동일한 구성 요소는 동일한 도면 부호를 부여하고 반복되는 상세한 설명은 생략한다.
도 5는 본 발명의 실시예 2에 따른 광원 장치의 회로도이다.
도 1 및 도 5를 참조하면, 상기 광원 장치는 광원 모듈(200) 및 광원 구동부(330)를 포함한다. 실시예 1과 동일한 구성 요소는 동일한 도면 부호를 부여하여 설명하고 반복되는 상세한 설명은 생략한다.
상기 광원 구동부(230)는 부스팅부(231), 부스팅 트랜지스터(232), 정류부(233), 전압 궤환부(234), 충전부(235), 집적 회로(240), 보호 회로(250) 및 보호 트랜지스터(260)를 포함한다.
상기 보호 트랜지스터(260)는 상기 입력 전압(Vin)을 수신하는 입력부(230a)와 상기 부스팅부(231) 사이에 연결된다. 상기 보호 트랜지스터(260)는 상기 입력부(230a)와 연결된 입력 전극과, 상기 보호 회로(250)의 출력단, 즉 상기 비교기(251)의 출력단(251c)와 연결된 제어 전극 및 상기 부스팅부(231)의 일단과 연결된 출력 전극을 포함한다. 바람직하게 상기 보호 트랜지스터(260)는 로우 레벨의 제어 신호에 턴-온 되고, 하이 레벨의 제어 신호에 턴-오프 되는 P 채널 MOSFET 이다.
상기 광원 구동부(330)가 정상적으로 구동되는 경우는 실시예 1에서 도 2를 참조하여 설명된 바와 동일하므로 생략한다.
한편, 상기 광원 구동부(330)가 쇼트 불량이 발생한 경우에 도 3a 및 도 4a를 참조하여 설명한다.
먼저, 도 3a 및 도 5를 참조하여 상기 부스팅부(231)에 쇼트 불량이 발생한 경우의 동작을 설명한다. 상기 부스팅부(231)가 쇼트됨에 따라서 상기 입력 전압(Vin)이 에너지로 축적되지 못하고 상기 부스팅 트랜지스터(232)에 과전류(I)가 흐르게 된다. 상기 과전류(I)는 상기 보호 회로(250)의 비교기(251)에 수신된다. 상기 비교기(251)는 수신된 과전류(I)에 따른 검출 전압과 상기 기준 전압을 비교 한다. 상기 비교기(251)는 상기 검출 전압이 상기 기준 전압 보다 크므로, 하이 레벨의 보호 신호를 출력한다.
상기 하이 레벨의 보호 신호는 상기 보호 트랜지스터(260)의 제어 전극에 수신되고, 상기 보호 트랜지스터(260)는 상기 하이 레벨의 보호 신호에 응답하여 턴-오프 된다. 따라서 상기 보호 트랜지스터(260)는 상기 입력부(230a)에 수신된 상기 입력 전압(Vin)이 상기 부스팅부(231)에 수신되는 것을 차단한다. 결국, 상기 광원 구동부(330)의 동작은 정지되며, 상기 과전류(I)에 의한 상기 부스팅 트랜지스터(232)의 손상을 막을 수 있다.
다음, 도 4a 및 도 5를 참조하여 상기 정류부(233)에 쇼트 불량이 발생한 경우의 동작을 설명한다. 상기 집적 회로(240)가 구동이 개시되면, 상기 부스팅 트랜지스터(232)는 턴-온 되고 상기 입력 전압(Vin)은 상기 부스팅부(231)에서 에너지로 축적된다. 이후, 상기 부스팅 트랜지스터(232)는 턴-오프 되면, 상기 부스팅부(231)에 축적된 에너지는 상기 구동 전압(Vout)으로 부스팅된다. 상기 구동 전압(Vout)은 쇼트된 상기 정류부(233)를 통해 상기 출력부(230b)에 인가되고, 충전부(235)에 충전된다. 한편, 상기 정류부(233)가 쇼트됨에 따라서, 상기 충전부(235)에 충전된 구동 전압(Vout)에 의해 과전류(I)가 역방향으로 흘러 상기 부스팅 트랜지스터(232)에 인가된다. 상기 비교기(251)는 수신된 과전류(I)에 따른 검출 전압과 상기 기준 전압을 비교한다. 상기 비교기(251)는 상기 검출 전압이 상기 기준 전압 보다 크므로, 하이 레벨의 보호 신호를 출력한다.
상기 하이 레벨의 보호 신호는 상기 보호 트랜지스터(260)의 제어 전극에 수 신되고, 상기 보호 트랜지스터(260)는 상기 하이 레벨의 보호 신호에 응답하여 턴-오프 된다. 따라서 상기 보호 트랜지스터(260)는 상기 입력부(230a)에 수신된 상기 입력 전압(Vin)이 상기 부스팅부(231)에 수신되는 것을 차단한다. 결국, 상기 광원 구동부(330)의 동작은 정지되며, 상기 과전류(I)에 의한 상기 부스팅 트랜지스터(232)의 손상을 막을 수 있다.
여기서는 상기 보호 트랜지스터(260)가 상기 광원 구동부(330)의 입력부(230a)와 상기 부스팅부(231) 사이에 연결된 것을 예로 하였으나, 상기 보호 트랜지스터(260)는 도 1에 도시된 상기 전원 발생부(270)와 상기 광원 구동부(330)의 입력부(230a) 사이에 연결될 수 있다. 즉, 상기 쇼트 불량이 발생하면, 상기 보호 트랜지스터(260)는 턴-오프 되어 상기 입력 전압(Vin)이 상기 입력부(230a)에 수신되는 것을 차단할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 광원 구동부는 입력 전압을 부스팅하는 부스팅부 및 부스팅된 전압을 출력부 측으로 전달하는 정류부가 쇼트되는 불량이 발생하는 경우, 상기 부스팅부를 제어하는 부스팅 트랜지스터를 강제적으로 정지시킴으로써 상기 쇼트 불량에 의한 과전류로부터 상기 부스팅 트랜지스터를 보호할 수 있다. 또한, 상기 쇼트 불량이 발생하는 경우, 입력 전압이 상기 부스팅부에 제공되는 것을 강제적으로 차단함으로써 상기 과전류로부터 상기 부스팅 트랜지스터를 보호할 수 있다.
이상에서는 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당 업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예 1에 따른 표시 장치의 블록도이다.
도 2는 도 1에 도시된 광원 장치의 회로도이다.
도 3a는 도 2의 부스팅부에 쇼트 불량이 발생한 경우 광원 구동부의 회로도이다.
도 3b는 도 3a에 도시된 광원 구동부의 신호 파형도들이다.
도 4a는 도 2의 정류부에 쇼트 불량이 발생한 경우 광원 구동부의 회로도이다.
도 4b는 도 4a에 도시된 광원 구동부의 신호 파형도들이다.
도 5는 본 발명의 실시예 2에 따른 광원 장치의 회로도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
100 : 표시 패널 110 : 타이밍 제어부
130 : 데이터 구동부 150 : 게이트 구동부
170 : 패널 구동부 200 : 광원 모듈
210 : LED 스트링부 211 : LED 스트링
213 : 스위칭 트랜지스터 230 : 광원 구동부
231 : 부스팅부 232 : 부스팅 트랜지스터
233 : 정류부 234 : 전압 궤환부
235 : 충전부 240 : 집적 회로
250 : 보호 회로 251 : 비교기
253 : 필터 260 : 보호 트랜지스터

Claims (20)

  1. 입력부에 수신된 입력 전압을 구동 전압으로 부스팅하는 부스팅부;
    상기 부스팅부의 구동을 제어하는 부스팅 트랜지스터;
    상기 부스팅부와 출력부 사이에 연결되어 상기 구동 전압을 상기 출력부로 전달하는 정류부; 및
    상기 부스팅 트랜지스터를 제어하는 게이트 신호를 출력하는 집적 회로; 및
    상기 부스팅 트랜지스터의 출력 전류에 따라서 상기 게이트 신호를 제어하는 보호 신호를 상기 집적 회로에 제공하는 보호 회로를 포함하는 광원 구동 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 보호 회로는 상기 부스팅 트랜지스터의 출력 전류에 따른 검출 전압이 기준 전압 보다 크면 하이 레벨의 보호 신호를 출력하고,
    상기 집적 회로는 상기 하이 레벨의 보호 신호에 응답하여 상기 부스팅 트랜지스터를 턴-오프하는 게이트 신호를 상기 부스팅 트랜지스터에 제공하는 것을 특징으로 하는 광원 구동 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 보호 회로는 상기 검출 전압이 상기 기준 전압 보다 작으면 로우 레벨의 보호 신호를 출력하고,
    상기 집적 회로는 상기 로우 레벨의 보호 신호에 응답하여 설정된 듀티비의 게이트 신호를 상기 부스팅 트랜지스터에 제공하는 것을 특징으로 하는 광원 구동 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 정류부와 병렬로 연결된 충전부를 더 포함하며,
    상기 부스팅부 및 상기 정류부 중 적어도 하나가 쇼트되면 상기 부스팅 트랜지스터는 턴-오프 되는 것을 특징으로 하는 광원 구동 장치.
  5. 입력부에 수신된 입력 전압을 구동 전압으로 부스팅하는 부스팅부;
    상기 부스팅부의 구동을 제어하는 부스팅 트랜지스터;
    상기 부스팅부와 출력부 사이에 연결되어 상기 구동 전압을 상기 출력부로 전달하는 정류부;
    상기 입력부와 상기 부스팅부 사이에 연결되어 상기 입력부와 부스팅부를 스위칭하는 보호 트랜지스터; 및
    상기 부스팅 트랜지스터의 출력 전류에 따라서 상기 보호 트랜지스터를 제어하는 보호 신호를 상기 보호 트랜지스터에 제공하는 보호 회로를 포함하는 광원 구동 장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 보호 회로는 상기 부스팅 트랜지스터의 출력 전류에 따른 검출 전압이 기준 전압 보다 크면 하이 레벨의 보호 신호를 출력하고,
    상기 보호 트랜지스터는 상기 하이 레벨의 보호 신호에 응답하여 턴-오프 되는 것을 특징으로 하는 광원 구동 장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 보호 회로는 상기 검출 전압이 상기 기준 전압 보다 작으면 로우 레벨의 보호 신호를 출력하고,
    상기 보호 트랜지스터는 상기 로우 레벨의 보호 신호에 응답하여 턴-온 되는 것을 특징으로 하는 광원 구동 장치.
  8. 제5항에 있어서, 상기 정류부와 병렬로 연결된 충전부를 더 포함하며,
    상기 부스팅부 및 상기 정류부 중 적어도 하나가 쇼트되면 상기 입력부와 상기 부스팅부 사이가 전기적으로 오픈되는 것을 특징으로 하는 광원 구동 장치.
  9. 복수의 광원들이 직렬로 연결된 광원 스트링을 포함하는 광원 모듈; 및
    상기 광원 스트링에 구동 전압을 제공하고, 입력부에 수신된 입력 전압을 상기 구동 전압으로 부스팅하는 부스팅부와, 상기 부스팅부의 구동을 제어하는 부스팅 트랜지스터와, 상기 부스팅부와 출력부 사이에 연결되어 상기 구동 전압을 상기 출력부로 전달하는 정류부와, 상기 부스팅 트랜지스터를 제어하는 게이트 신호를 출력하는 집적 회로, 및 상기 부스팅 트랜지스터의 출력 전류에 따라서 상기 게이트 신호를 제어하는 보호 신호를 상기 집적 회로에 제공하는 보호 회로를 포함하는 광원 구동부를 포함하는 광원 장치.
  10. 제9항에 있어서, 상기 보호 회로는 상기 부스팅 트랜지스터의 출력 전류에 따른 검출 전압이 기준 전압 보다 크면 하이 레벨의 보호 신호를 출력하고,
    상기 집적 회로는 상기 하이 레벨의 보호 신호에 응답하여 상기 부스팅 트랜지스터를 턴-오프하는 게이트 신호를 상기 부스팅 트랜지스터에 제공하는 것을 특징으로 하는 광원 장치.
  11. 제10항에 있어서, 상기 보호 회로는 상기 검출 전압이 상기 기준 전압 보다 작으면 로우 레벨의 보호 신호를 출력하고,
    상기 집적 회로는 상기 로우 레벨의 보호 신호에 응답하여 설정된 듀티비의 게이트 신호를 상기 부스팅 트랜지스터에 제공하는 것을 특징으로 하는 광원 장치.
  12. 제10항에 있어서, 상기 광원 구동부는 상기 정류부와 병렬로 연결된 충전부를 더 포함하며,
    상기 부스팅부 및 상기 정류부 중 적어도 하나가 쇼트되면 상기 부스팅 트랜지스터는 턴-오프 되는 것을 특징으로 하는 광원 구동 장치.
  13. 제9항에 있어서, 상기 광원 모듈은 복수의 광원 스트링들을 포함하고,
    상기 집적 회로는 상기 광원 스트링들별로 휘도를 제어하는 것을 특징으로 하는 광원 장치.
  14. 복수의 광원들이 직렬로 연결된 광원 스트링을 포함하는 광원 모듈; 및
    상기 광원에 구동 전압을 제공하고, 입력부에 수신된 입력 전압을 구동 전압으로 부스팅하는 부스팅부와, 상기 부스팅부의 구동을 제어하는 부스팅 트랜지스터와, 상기 부스팅부와 출력부 사이에 연결되어 상기 구동 전압을 상기 출력부로 전달하는 정류부와, 상기 부스팅부에 상기 입력 전압을 선택적으로 제공하는 보호 트랜지스터, 및 상기 부스팅 트랜지스터의 출력 전류에 따라서 상기 보호 트랜지스터를 제어하는 보호 신호를 상기 보호 트랜지스터에 제공하는 보호 회로를 포함하는 광원 구동부를 포함하는 광원 장치.
  15. 제14항에 있어서, 상기 보호 트랜지스터는 상기 입력부와 상기 부스팅부 사이에 연결되고, 상기 보호 신호에 따라서 상기 입력부와 상기 부스팅부를 스위칭하는 것을 특징으로 하는 광원 장치.
  16. 제14항에 있어서, 상기 입력 전압을 발생하는 전원 발생부를 더 포함하고,
    상기 보호 트랜지스터는 상기 전원 발생부와 상기 입력부 사이에 연결되고, 상기 보호 신호에 따라서 상기 전원 발생부와 상기 입력부를 스위칭하는 것을 특징으로 하는 광원 장치.
  17. 제14항에 있어서, 상기 보호 회로는 상기 부스팅 트랜지스터의 출력 전류에 따른 검출 전압이 기준 전압 보다 크면 하이 레벨의 보호 신호를 출력하고,
    상기 보호 트랜지스터는 상기 하이 레벨의 보호 신호에 응답하여 턴-오프 되 는 것을 특징으로 하는 광원 장치.
  18. 제14항에 있어서, 상기 광원 구동부는 상기 정류부와 병렬로 연결된 충전부를 더 포함하며,
    상기 부스팅부 및 상기 정류부 중 적어도 하나가 쇼트되면 상기 보호 트랜지스터는 턴-오프 되는 것을 특징으로 하는 광원 장치.
  19. 제14항에 있어서, 상기 광원 구동부는 상기 부스팅 트랜지스터를 제어하는 게이트 신호를 출력하는 집적 회로를 더 포함하는 광원 장치.
  20. 제19항에 있어서, 상기 광원 모듈은 복수의 광원 스트링들을 포함하고,
    상기 집적 회로는 상기 광원 스트링들별로 휘도를 제어하는 것을 특징으로 하는 광원 장치.
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