KR20110019245A - 액정 표시 장치의 전원 공급 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 발광 다이오드를 백라이트 유닛으로 채용한 액정 표시 장치에 있어서, 액정 표시 장치 외부의 직류 전원 공급 장치와 액정 표시 장치 내부의 구동 전원 공급 장치를 단일화한 액정 표시 장치의 전원 공급 장치에 관한 것으로, 스위칭 동작을 통해 상용 교류 전원을 사전에 설정된 전압 레벨을 갖는 적어도 하나의 동작 전원으로 변환하는 전원 변환부와, 상기 전원 변환부로부터의 상기 동작 전원을 스위칭하여 백라이트용 구동 전원으로 변환하는 백라이트 구동부와, 상기 전원 변환부의 상기 동작 전원의 전압 레벨을 갖는 제1 피드백 신호와 상기 백라이트 구동부의 상기 백라이트용 구동 전원의 전압 레벨을 갖는 제2 피드백 신호에 기초하여 상기 전원 변환부의 스위칭 동작을 제어하는 전원 스위칭 제어부를 포함하고, 상기 전원 변환부, 백라이트 구동부 및 전원 스위칭 제어부는 하나의 인쇄회로기판에 실장되는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치의 전원 공급 장치를 제공하는 것이다.
Figure P1020090076875
액정 표시 장치(Liquid Crystal Display;LCD), 발광 다이오드(Light Emitting Diode;LED), 집적화(Integrated)

Description

액정 표시 장치의 전원 공급 장치{POWER SUPPLY FOR LIQUID CRYSTAL DISPLAY}
본 발명은 액정 표시 장치의 전원 공급 장치에 관한 것으로 보다 상세하게는 발광 다이오드를 백라이트 유닛으로 채용한 액정 표시 장치에 있어서, 액정 표시 장치 외부의 직류 전원 공급 장치와 액정 표시 장치 내부의 구동 전원 공급 장치를 단일화한 액정 표시 장치의 전원 공급 장치에 관한 것이다.
최근 들어, 디스플레이 장치 중 액정 표시 장치(Liquid Crystal Display;LCD)는 소형 및 슬림화와 저전력 소모의 장점으로 인해 컴퓨터, 노트북, AV 기기 등의 다양한 제품에 이용되고 있다.
이러한 액정 표시 장치에는 화소에 필요한 광을 방출하는 백라이트 유닛이 채용된다.
상기 백라이트 유닛은 바(Bar) 형태의 복수의 램프, 상기 램프에 전원을 공급하고 다른 회로의 구동 전원을 공급하는 전원 회로와 상기 구동 전원을 공급받아 램프의 휘도를 조정하는 제어부를 포함한다.
한편, 상술한 램프로는 일반적으로 냉음극관 형광 램프(Cold Cathode Fluorescent Lamp; CCFL)를 사용하고 있으나, 처리 속도, 전력 소모 및 수명 등을 고려하여 발광 다이오드(Light Emitting Diode;LED)를 광원으로 채택한 백라이트 유닛이 등장하고 있다.
이러한, 발광 다이오드를 채택한 백라이트 유닛은 아답터와 같은 외장형 직류 전원 공급 장치를 별도로 채택하여 전원을 이분화하며, 이에 따라 아답터를 형성하는 인쇄회로기판, 케이스 및 전원 전달 케이블과 같은 비용이 부수적으로 발생하고, 액정 표시 장치의 이동이 불편하며 외관이 미려하지 못한 문제점이 있다.
상술한 문제점을 해결하기 위해, 본 발명의 목적은 액정 표시 장치 외부의 직류 전원 공급 장치와 액정 표시 장치 내부의 구동 전원 공급 장치를 단일화한 액정 표시 장치의 전원 공급 장치를 제공하는 것이다.
상술한 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 하나의 기술적인 측면은 스위칭 동작을 통해 상용 교류 전원을 사전에 설정된 전압 레벨을 갖는 적어도 하나의 동작 전원으로 변환하는 전원 변환부와, 상기 전원 변환부로부터의 상기 동작 전원을 스위칭하여 백라이트용 구동 전원으로 변환하는 백라이트 구동부와, 상기 전원 변환부의 상기 동작 전원의 전압 레벨을 갖는 제1 피드백 신호와 상기 백라이트 구동부의 상기 백라이트용 구동 전원의 전압 레벨을 갖는 제2 피드백 신호에 기초하여 상기 전원 변환부의 스위칭 동작을 제어하는 전원 스위칭 제어부를 포함하고, 상기 전원 변환부, 백라이트 구동부 및 전원 스위칭 제어부는 하나의 인쇄회로기판에 실장되는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치의 전원 공급 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 하나의 기술적인 측면에 따르면, 상기 전원 변환부는 상용 교류 전원을 정류 및 평활하는 정류기와, 상기 정류기로부터의 정류 및 평활된 전원을 스위칭하는 스위칭부와, 상기 스위칭부로부터의 스위칭된 전원의 전압 레벨을 변압하여 상기 동작 전원을 공급하는 변압부를 포함할 수 있다.
본 발명의 하나의 기술적인 측면에 따르면, 상기 변압부는 상기 스위칭부로부터의 스위칭된 전원을 입력받는 일차 권선과, 상기 일차 권선과 사전에 설정된 제1 권선비를 형성하여 제1 동작 전원을 출력하는 제1 이차 권선과, 상기 일차 권선과 사전에 설정된 제2 권선비를 형성하여 제2 동작 전원을 출력하는 제2 이차 권선을 포함할 수 있다.
본 발명의 하나의 기술적인 측면에 따르면, 상기 백라이트 구동부는 상기 제1 동작 전원을 온 및 오프 스위칭하는 스위치부와, 상기 스위치부로부터의 스위칭된 전원을 공급받아 동작하여 발광 다이오드 백라이트의 각 발광 다이오드에 상기 백라이트용 구동 전원을 공급하는 복수의 트랜지스터를 포함하고, 상기 복수의 트랜지스터는 공급되는 상기 백라이트 구동용 전원의 전류를 제어하는 전류 제어부를 포함할 수 있다.
본 발명의 하나의 기술적인 측면에 따르면, 디밍 제어 신호와 상기 전류 제어부의 복수의 트랜지스터로부터 전달되는 백라이트용 구동 전원의 전압 레벨을 피드백받아 상기 스위치부의 스위칭을 제어하는 스위칭 제어부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 하나의 기술적인 측면에 따르면, 외부로부터의 영상 신호에 따라 상기 스위칭 제어부에 상기 디밍 제어 신호를 제공하는 영상 제어부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 하나의 기술적인 측면에 따르면, 상기 제2 동작 전원의 전압 레벨을 사전에 설정된 전압 레벨로 유지하여 상기 영상 제어부에 공급하는 정전압 유지부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 하나의 기술적인 측면에 따르면, 상기 전원 스위칭 제어부는 상기 제1 피드백 신호와 상기 제2 피드백 신호의 전압 레벨차를 입력받는 레퍼런스, 접지에 연결된 애노드 및 사전에 설정된 전압을 갖는 구동 전원을 입력받는 캐소드를 갖는 션트 레귤레이터와, 상기 션트 레귤레이터에 흐르는 전류를 피드백하는 포토 커플러와, 상기 포토 커플러로부터의 피드백 신호에 따라 상기 스위칭부의 스위칭을 제어하는 스위칭 제어기를 포함할 수 있다.
본 발명의 하나의 기술적인 측면에 따르면, 상기 스위칭 제어부, 상기 영상 제어부 및 상기 정전압 유지부 중 적어도 하나는 상기 하나의 인쇄회로기판에 실장될 수 있다.
본 발명에 따르면, 액정 표시 장치 외부의 직류 전원 공급 장치와 액정 표시 장치 내부의 동작 전원 공급 장치를 단일화하여 종래에 직류 전원 공급 장치를 형성하는 인쇄회로기판, 케이스 및 전원 전달 케이블과 같은 부수적인 비용 발생을 억제하고, 공급되는 동작 전원을 디밍신호에 기초해서 온/오프 듀티를 조정하여 간단하게 LED 백라이트의 디밍 조정을 수행하여 제조 비용을 저감할 수 있으며, 액정 표시 장치의 이동이 간편하고 외관이 미려한 효과가 있다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 전원 공급 장치의 개략적인 구성도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 전원 공급 장치(100)는 전원 변환부(110), 백라이트 구동부(120) 및 전원 스위칭 제어부(130)를 포함할 수 있고, 더하여, 스위칭 제어부(140), 영상 제어부(150) 및 정전압 유지부(160)를 더 포함할 수 있다.
전원 변환부(110)는 정류부(111), 스위칭부(112) 및 변압부(113)를 포함할 수 있다.
정류부(111)는 상용 교류 전원을 입력받아, 입력받은 상용 교류 전원을 정류 및 평활할 수 있다.
스위칭부(112)는 정류부(111)로부터의 정류 및 평활된 전원을 제어 신호에 따라 스위칭할 수 있다.
변압부(113)는 일차 권선(Np)와 제1 및 제2 이차 권선(Ns1,Ns2)를 포함할 수 있다. 일차 권선(Np)는 스위칭부(112)로부터의 스위칭된 전원을 입력받으며, 제1 및 제2 이차 권선(Ns1,Ns2)과 사전에 설정된 권선비를 형성할 수 있다. 제1 및 제2 이차 권선(Ns1,Ns2)은 일차 권선(Np)와의 권선비에 따라 입력받은 스위칭된 전원의 전압 레벨을 변압하여 제1 및 제2 동작 전원(A,B)을 출력한다. 제1 동작 전원(A)은 백라이트 구동부(120)에 전달되고, 제2 동작 전원(B)은 정전압 유지부(160)에 전달될 수 있다.
백라이트 구동부(120)는 스위치부(121) 및 전류 제어부(122)를 포함할 수 있다.
스위치부(121)는 전원 변환부(110)의 전원 출력단과 전류 제어부(122)에 직렬 연결된 스위치를 포함하여 제어 신호에 따라 스위칭 온 및 스위칭 오프하여 전원 변환부(110)로부터 전류 제어부(122)에 전달되는 제1 동작 전원의 온/오프 듀티를 제어할 수 있다. 이에 따라, 스위치부(121)는 복수의 발광 다이오드 열을 갖는 발광 다이오드 백라이트의 휘도를 제어할 수 있다.
전류 제어부(122)는 스위치부(121)와 상기 발광 다이오드 백라이트 사이에 서로 병렬 연결된 복수의 트랜지스터를 포함할 수 있으며, 도시되지 않았지만 상기 복수의 트랜지스터의 각 트랜지스터는 상기 복수의 발광 다이오드 열의 각 발광 다이오드 열마다 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 복수의 트랜지스터는 스위치부(121)로부터의 백라이트 구동용 전원을 상기 발광 다이오드 백라이트에 전달하는 데 이때 트랜지스터의 턴 온/턴 오프에 따라 상기 발광 다이오드 백라이트에 전달되는 상기 백라이트 구동용 전원의 전류가 제어될 수 있다.
전원 스위칭 제어부(130)는 상기 백라이트 구동용 전원의 전류 레벨을 전압 으로 검출한 피드백 신호인 제1 피드백 신호와 상기 제1 동작 전원의 전압 레벨을 피드백 받은 제2 피드백 신호에 기초하여 스위칭부(112)의 스위칭을 제어할 수 있다.
도 2는 본 발명의 전원 공급 장치에 채택된 전원 스위칭 제어부의 개략적인 구성도이다.
도 2를 참조하면, 전원 스위칭 제어부(130)는 션트 레귤레이터(131), 포토 커플러(132) 및 스위칭 제어기(133)를 포함할 수 있다.
션트 레귤레이터(131)는 상기 제1 피드백 신호와 제2 피드백 신호의 전압 레벨차를 입력받는 레퍼런스, 접지에 연결된 애노드 및 사전에 설정된 전압 레벨을 갖는 전원을 공급받는 캐소드를 가지며, 상기 레퍼런스에 사전에 설정된 전압 레벨이 인가되면 애노드와 캐소드가 도통된다. 여기서, 상기 캐소드에 공급되는 전원은 제1 동작 전원(A) 또는 제2 동작 전원(B)일 수 있다.
포토 커플러(132)는 일차와 이차가 절연되어 션트 레귤레이터(131)의 도통시에 흐르는 전류를 스위칭 제어기(133)에 전달한다.
스위칭 제어기(133)는 포토 커플러(132)로부터의 피드백 신호에 기초하여 스위칭부(112)의 스위칭 온 및 스위칭 오프를 제어할 수 있다.
상술한 본 발명의 전원 공급 장치(100)의 구성 요소인 전원 변환부(110), 백라이트 구동부(120) 및 전원 스위칭 제어부(130)는 하나의 회로 기판에 실장될 수 있다.
다시 도 1을 참조하여, 스위칭 제어부(140)는 스위치부(131)의 스위칭 온 및 스위칭 오프를 제어할 수 있다. 즉, 스위칭 제어부(140)는 스위치부(131)로부터 전류 제어부(132)의 각 트랜지스터로부터의 상기 백라이트 구동용 전원의 전압 레벨을 피드백받고, 전달받은 피드백 신호와 제공되는 디밍 신호에 따라 스위치부(131)의 스위칭 온 및 오프 듀티를 제어하여 상기 LED 백라이트의 밝기를 조정하는 디밍 제어 동작을 수행할 수 있다. 더하여, 전류 제어부(132)의 각 트랜지스터로부터의 상기 백라이트 구동용 전원의 전압 레벨에 기초하여 오픈된 발광 다이오드를 검출할 수 있다.
영상 제어부(150)는 각종 영상 신호의 처리를 담당할 수 있고, 디스플레이 화면에 표시되는 영상을 위해, 외부로부터의 영상 신호에 따라 스위칭 제어부(140)에 상기 디밍 신호를 제공할 수 있다.
상술한 영상 제어부(150)는 동작에 필요한 전원을 공급받을 수 있고, 전원 변환부(110)의 변압부(113)의 제2 이차 권선(Ns2)로부터의 제2 동작 전원(B)이 영상 제어부(150)에 제공될 수 있다. 이때, 제2 동작 전원(B)의 전압 레벨 유지를 위해 정전압 유지부(160)이 채용될 수 있다.
상술한 스위칭 제어부(140), 영상 제어부(150) 및 정전압 유지부(160) 중 적어도 하나는 전원 변환부(110), 백라이트 구동부(120) 및 전원 스위칭 제어부(130)와 함께 하나의 인쇄 회로 기판에 실장될 수 있고, 전원 변환부(110), 백라이트 구 동부(120), 전원 스위칭 제어부(130), 스위칭 제어부(140), 영상 제어부(150) 및 정전압 유지부(160) 전부가 하나의 인쇄 회로 기판에 실장될 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 하나의 인쇄 회로 기판에 적어도 전원 공급 회로와 백라이트 구동 회로가 실장되어 제조 비용을 저감할 수 있고, 백라이트 구동 회로의 디밍 제어 신호를 간단하게 구성하여 제조 비용을 보다 더 저감할 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고 후술하는 특허청구범위에 의해 한정되며, 본 발명의 구성은 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 그 구성을 다양하게 변경 및 개조할 수 있다는 것을 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 쉽게 알 수 있다.
도 1은 본 발명의 전원 공급 장치의 개략적인 구성도.
도 2는 본 발명의 전원 공급 장치에 채택된 전원 스위칭 제어부의 개략적인 구성도.
<도면의 주요 부호에 대한 상세한 설명>
100...전원 공급 장치 110...전원 변환부
111...정류부 112...스위칭부
113...변압부 120...백라이트 구동부
121...스위치부 122...전류 제어부
130...전원 스위칭 제어부 131...레귤레이터
132...포토 커플러 133...스위칭 제어기
140...스위칭 제어부 150...영상 제어부
160...정전압 유지부

Claims (9)

  1. 스위칭 동작을 통해 상용 교류 전원을 사전에 설정된 전압 레벨을 갖는 적어도 하나의 동작 전원으로 변환하는 전원 변환부;
    상기 전원 변환부로부터의 상기 동작 전원을 스위칭하여 백라이트용 구동 전원으로 변환하는 백라이트 구동부; 및
    상기 전원 변환부의 상기 동작 전원의 전압 레벨을 갖는 제1 피드백 신호와 상기 백라이트 구동부의 상기 백라이트용 구동 전원의 전압 레벨을 갖는 제2 피드백 신호에 기초하여 상기 전원 변환부의 스위칭 동작을 제어하는 전원 스위칭 제어부를 포함하고,
    상기 전원 변환부, 백라이트 구동부 및 전원 스위칭 제어부는 하나의 인쇄회로기판에 실장되는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치의 전원 공급 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 전원 변환부는
    상용 교류 전원을 정류 및 평활하는 정류기;
    상기 정류기로부터의 정류 및 평활된 전원을 스위칭하는 스위칭부; 및
    상기 스위칭부로부터의 스위칭된 전원의 전압 레벨을 변압하여 상기 동작 전원을 공급하는 변압부
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치의 전원 공급 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 변압부는
    상기 스위칭부로부터의 스위칭된 전원을 입력받는 일차 권선;
    상기 일차 권선과 사전에 설정된 제1 권선비를 형성하여 제1 동작 전원을 출력하는 제1 이차 권선; 및
    상기 일차 권선과 사전에 설정된 제2 권선비를 형성하여 제2 동작 전원을 출력하는 제2 이차 권선
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치의 전원 공급 장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 백라이트 구동부는
    상기 제1 동작 전원을 온 및 오프 스위칭하는 스위치부; 및
    상기 스위치부로부터의 스위칭된 전원을 공급받아 동작하여 발광 다이오드 백라이트의 각 발광 다이오드에 상기 백라이트용 구동 전원을 공급하는 복수의 트랜지스터를 포함하고, 상기 복수의 트랜지스터는 공급되는 상기 백라이트 구동용 전원의 전류를 제어하는 전류 제어부
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치의 전원 공급 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    디밍 제어 신호와 상기 전류 제어부의 복수의 트랜지스터로부터 전달되는 백라이트용 구동 전원의 전압 레벨을 피드백받아 상기 스위치부의 스위칭을 제어하는 스위칭 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치의 전원 공급 장 치.
  6. 제5항에 있어서,
    외부로부터의 영상 신호에 따라 상기 스위칭 제어부에 상기 디밍 제어 신호를 제공하는 영상 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치의 전원 공급 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제2 동작 전원의 전압 레벨을 사전에 설정된 전압 레벨로 유지하여 상기 영상 제어부에 공급하는 정전압 유지부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치의 전원 공급 장치.
  8. 제1항에 있어서, 상기 전원 스위칭 제어부는
    상기 제1 피드백 신호와 상기 제2 피드백 신호의 전압 레벨차를 입력받는 레퍼런스, 접지에 연결된 애노드 및 사전에 설정된 전압을 갖는 구동 전원을 입력받는 캐소드를 갖는 션트 레귤레이터;
    상기 션트 레귤레이터에 흐르는 전류를 피드백하는 포토 커플러; 및
    상기 포토 커플러로부터의 피드백 신호에 따라 상기 스위칭부의 스위칭을 제어하는 스위칭 제어기
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치의 전원 공급 장치.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 스위칭 제어부, 상기 영상 제어부 및 상기 정전압 유지부 중 적어도 하나는 상기 하나의 인쇄회로기판에 실장되는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치의 전원 공급 장치.
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