KR20120020481A - 발광 구동 장치, 디스플레이 장치 및 그 구동 방법 - Google Patents

발광 구동 장치, 디스플레이 장치 및 그 구동 방법 Download PDF

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Abstract

복수의 발광부를 구동시키기 위한 발광 구동 장치가 개시된다. 발광 구동 장치는, 복수의 발광부 각각의 내부 전압을 센싱하는 전압 센싱부, 복수의 발광부 각각의 내부 전류를 센싱하는 전류 센싱부, 전압 센싱부로부터 복수의 발광부 각각의 내부 전압을 입력받아 하나의 감지 신호를 생성하는 감지 신호 생성부, 감지 신호의 크기에 따라 과전압 상태가 발생한 것으로 판단되면, 전류 센싱부에서 센싱된 각 내부 전류의 크기에 따라, 복수의 발광부 중 과전압 상태가 발생한 적어도 하나의 발광부를 탐색하는 제어부 및, 탐색된 발광부에 대하여 과전압 보호 작업을 수행하는 보호부를 포함한다. 이에 따라 발광 구동 장치의 효능을 효과적으로 개선할 수 있게 된다.

Description

발광 구동 장치, 디스플레이 장치 및 그 구동 방법{Luminescence driving apparatus, display apparatus and driving method thereof}
본 발명은 발광 구동 장치, 디스플레이 장치 및 그 구동 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 채널 별 과전압 보호 기능이 가능한 발광 구동 장치, 디스플레이 장치 및 그 구동 방법에 관한 것이다.
최근 디스플레이 slim화 추세에 따라 Edge-lit 방식의 LED BLU 개발이 활발히 진행되고 있다. Edge-lit 방식 LED BLU는 직렬 연결된 다수의 LED를 하나의 구동회로로 구동하는 것이 경제적이기 때문에 도 1a에서 예로 보인 것과 같이 스위칭 방식의 회로를 사용하는 것이 유리하다.
도 1a는 boost 회로방식을 적용한 종래의 LED 구동회로의 예를 도시한 도면이다.
도 1a에서는 LED 구동 IC의 주요 핀 몇 가지만 표시한 것이다. 도 1a의 회로는 Rs를 통해 LED에 흐르는 전류를 피드백 받아서 전류 지령에 해당하는 Iref와 비교한 후, 그 결과에 따라 M1의 스위칭 duty를 조절하여 Rs로 센싱된 전압이 Iref를 정확히 추종함에 의해 LED에 원하는 전류가 흐르도록 제어가 이루어진다. 이와 같은 boost 방식의 회로의 가장 중요한 문제 중의 하나는 LED가 open 되는 경우 출력전압이 한없이 상승하게 된다는 것인데, 이에 대해 OVP 핀으로 센싱된 전압이 특정 전압에 이르게 되면 latch 나 auto-recovery 방식의 프로텍션이 동작하여 M1, 또는 M1과 M2를 모두 off시키는 방식으로 프로텍션이 수행되도록 하는 것이 필수적이다.
도 1b는 도 1a의 LED 구동 IC의 실제적인 내부 블럭 다이어그램의 예를 도시한 도면이다.
3D 모드를 지원하는 TV 등에서는 필연적으로 BLU 상부의 LED와 하부의 LED를 독립적으로 구동해야 하므로 2개 이상의 구동회로가 필요한데, 이와 같은 경우 도 1a와 같은 구성을 중복적으로 사용하여 시스템을 구성하였다.
도 1c는 복수의 LED 어레이를 구동하기 위한 구동 시스템의 구성을 나타내는 도면이다.
하지만, 도 1c에 따르면, 각 회로의 OVP 처리 블럭이 서로 독립적으로 구성되어 회로의 개수만큼 존재하게 되므로 각 OVP 처리 블럭으로부터 입력되는 신호를 받는 OVP 핀 수가 너무 많아진다는 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명의 목적은, LED 구동 칩의 구성을 간소화할 수 있는 발광 구동 장치, 디스플레이 장치 및 그 구동 방법을 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 복수의 발광부를 구동시키기 위한 발광 구동 장치는, 상기 복수의 발광부 각각의 내부 전압을 센싱하는 전압 센싱부, 상기 복수의 발광부 각각의 내부 전류를 센싱하는 전류 센싱부, 상기 전압 센싱부로부터 상기 복수의 발광부 각각의 내부 전압을 입력받아 하나의 감지 신호를 생성하는 감지 신호 생성부, 상기 감지 신호의 크기에 따라 과전압 상태가 발생한 것으로 판단되면, 상기 전류 센싱부에서 센싱된 각 내부 전류의 크기에 따라, 상기 복수의 발광부 중 과전압 상태가 발생한 적어도 하나의 발광부를 탐색하는 제어부 및, 상기 탐색된 발광부에 대하여 과전압 보호 작업을 수행하는 보호부를 포함한다.
이 경우, 상기 복수의 발광부 각각은, 백라이트유닛의 에지부에 배치되는 LED 어레이이며, 상기 감지 신호 생성부는, 상기 복수의 발광부 각각의 내부 전압을 입력받아, 다이오드 오링시켜 상기 감지 신호를 출력하는 적어도 하나의 다이오드 패스(diode path)를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제어부는, 상기 감지 신호가 기 설정된 제1 임계치 이상이면 상기 과전압 상태가 발생한 것으로 판단하고, 상기 전류 센싱부에서 센싱된 각 내부 전류의 크기를 레퍼런스 전류와 비교하여, 상기 레퍼런스 전류 미만의 크기를 가지는 내부 전류가 센싱된 발광부를 상기 과전압 상태의 발광부로 탐색할 수 있다.
또한, 상기 제어부는, 상기 감지 신호가 기 설정된 제2 임계치 이상이면 상기 복수의 발광원 전체에 대하여 과전압 보호 작업을 수행하도록 상기 보호부를 제어할 수 있다.
또한, 상기 과전압 보호 작업은, 상기 발광원에 연결되어 전원을 인가하는 스위치를 오프시키는 작업이 될 수 있다.
또한, 상기 발광 구동 장치는, 부스트(boost) 방식의 IC(Integrated Circuit)로 구현될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시 예에 따른 디스플레이 장치는, 복수의 LED 어레이, 상기 복수의 LED 어레이 각각의 내부 전압을 센싱하는 전압 센싱부, 상기 복수의 LED 어레이 각각의 내부 전류를 센싱하는 전류 센싱부 및, 상기 전압 센싱부에서 센싱된 내부전압들에 대응되는 하나의 과전압 판단 신호를 이용하여 과전압 상태가 발생한 것으로 판단되면, 상기 전류 센싱부에서 센싱된 각 내부 전류의 크기에 따라 상기 과전압 상태가 발생한 적어도 하나의 LED 어레이를 확인하여, 과전압 보호 작업을 수행하는 제어부를 포함한다.
또한, 상기 제어부는, 상기 과전압 판단 신호가 기 설정된 제1 임계치 이상이면 상기 과전압 상태가 발생한 것으로 판단하고, 상기 전류 센싱부에서 센싱된 각 내부 전류의 크기를 레퍼런스 전류와 비교하여, 상기 레퍼런스 전류 미만의 크기를 가지는 내부 전류가 센싱된 LED 어레이를 상기 과전압 상태가 발생한 적어도 하나의 LED 어레이로 확인하여, 과전압 보호 작업을 수행할 수 있다.
또한, 상기 제어부는, 상기 과전압 판단 신호가 기 설정된 제2 임계치 이상이면 상기 복수의 LED 어레이 전체에 대하여 과전압 보호 작업을 수행할 수 있다.
또한, 상기 디스플레이 장치는, 에지 릿(Edge-lit) 방식의 LED BLU를 포함하는 입체영상표시장치가 될 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시 예에 따른 복수의 발광부를 구동시키기 위한 발광 구동 방법은, 상기 복수의 발광부 각각의 내부 전압을 이용하여, 과전압 상태 발생 여부를 판단하는 단계, 상기 과전압 상태가 발생하였다고 판단되면, 상기 복수의 발광부 각각의 내부 전류를 이용하여, 상기 복수의 발광부 중 상기 과전압 상태가 발생한 발광부를 탐색하는 단계 및 상기 탐색된 발광부에 대해 과전압 보호 작업을 수행하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 상기 과전압 상태 발생 여부를 판단하는 단계는, 상기 복수의 발광부 각각으로부터 내부 전압을 센싱하는 단계, 상기 센싱된 내부 전압들을 다이오드 오링시켜 하나의 과전압 감지 신호를 생성하는 단계 및 상기 과전압 감지 신호가 기 설정된 제1 임계치 이상이면 과전압 상태가 발생한 것으로 판단하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 상기 과전압 감지 신호가 기 설정된 제2 임계치 이상이면 상기 복수의 발광부 전체에 대하여 과전압 보호 작업을 수행하는 단계를 더 포함할 수 있다.
이 경우, 상기 복수의 발광부 각각은, 백라이트유닛의 에지부에 배치되는 LED 어레이가 될 수 있다.
또한, 상기 과전압 보호 작업은, 상기 발광부에 연결되어 전원을 인가하는 스위치를 오프시키는 작업이 될 수 있다.
또한, 복수의 LED 어레이를 포함하는 디스플레이 장치의 구동 방법은, 상기 복수의 LED 각각의 내부 전압들에 대응되는 하나의 과전압 판단 신호를 이용하여 과전압 상태 발생 여부를 판단하는 단계 및 상기 과전압 상태가 발생하였다고 판단되면, 상기 복수의 LED 각각의 내부 전류들의 크기에 따라 상기 과전압 상태가 발생한 적어도 하나의 LED 어레이를 확인하여, 과전압 보호 작업을 수행하는 단계를 포함한다.
또한, 상기 과전압 상태 발생 여부를 판단하는 단계는, 상기 복수의 LED 어레이 각각으로부터 내부 전압을 센싱하는 단계, 상기 센싱된 내부 전압들을 다이오드 오링시켜 하나의 과전압 판단 신호를 생성하는 단계, 및 상기 과전압 판단 신호가 기 설정된 제1 임계치 이상이면 과전압 상태가 발생한 것으로 판단하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 상기 과전압 판단 신호가 기 설정된 제2 임계치 이상이면 상기 복수의 발광부 전체에 대하여 과전압 보호 작업을 수행하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 과전압 보호 작업을 수행하는 단계는, 상기 복수의 LED 어레이 각각으로부터 내부 전류를 센싱하는 단계, 상기 센싱된 각 내부 전류의 크기를 레퍼런스 전류와 비교하는 단계 및 상기 비교 결과, 상기 레퍼런스 전류 미만의 크기를 가지는 내부 전류가 센싱된 LED 어레이를 상기 과전압 상태가 발생한 적어도 하나의 LED 어레이로 확인하여, 과전압 보호 작업을 수행하는 단계를 포함할 수 있다.
이 경우 상기 디스플레이 장치는, 에지 릿(Edge-lit) 방식의 LED BLU를 포함하는 입체영상표시장치가 될 수 있다.
도 1a 내지 도 1c는 종래 기술에 따른 LED 구동 회로의 구성을 설명하기 위한 도면들이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 발광 구동 장치의 구성을 나타내는 블럭도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 디스플레이 장치의 구성을 나타내는 블럭도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 다이오드 OR-ING의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 OVP 처리 블럭의 구성을 나타내 회로도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 OVP 처리 블럭의 구성을 나타내 회로도이다.
도 7은 도 6에 도시된 구성이 LED 구동 IC 내에 적용된 실시 예를 설명하기 위한 회로도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 발광 구동 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 디스플레이 장치의 구동 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
이하에서는 첨부도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 발광 구동 장치의 구성을 나타내는 블럭도이다.
도 2에 따르면 발광 구동 장치(200)는 전압 센싱부(210), 전류 센싱부(220), 감지 신호 생성부(230), 제어부(240) 및 보호부(250)를 포함한다.
본 발광 구동 장치(200)는 복수의 발광부(미도시)를 구동시키기 위한 것으로, 부스트(boost) 방식의 IC(Integrated Circuit)로 구현될 수 있다.
여기서 복수의 발광부(미도시)는 백라이트유닛의 에지부에 배치되는 LED 어레이로 구현될 수 있다. 예를 들어, 에지 릿(Edge-lit) 방식의 LED 백라이트 유닛(BLU)의 구동 회로에 적용될 수 있다. 에지 릿 방식의 LED 백라이트는 측면 테두리에만 LED 어레이을 설치해 빛을 패널 가운데로 쏘아주는 방식으로 이에 대한 자세한 설명은 생략하도록 한다.
전압 센싱부(210)는 복수의 발광부(미도시) 각각의 내부 전압을 센싱하는 기능을 한다. 여기서, 전압 센싱부(210)는 복수의 발광부(미도시) 각각에 연결된 두 개의 분압 레지스터(R1, R2 또는 R3, R4)를 직렬연결 형태로 구현될 수 있다. 즉, 전압 센싱부(210)는 복수의 발광부(미도시)에 대응되는 개수만큼 마련될 수 있다.
예를 들어, 발광부 즉, LED 어레이가 두 개인 경우 전압 센싱부(210)는 두 개 마련될 수 있으며, 두 개의 전압 센싱부(210)는 각각 두 개의 분압 레지스터(R1, R2)를 직렬연결 형태로 구현될 수 있다.
한편, 전압 센싱부(210)에 의해 센싱된 전압값은 직렬연결된 리지스터의 저항값에 따라 분압된 전압이 될 수 있다. 즉, R1 및 R2 사이의 전압이 센싱되어 제어부(240)로 입력될 수 있다.
전류 센싱부(220)는 복수의 발광부(미도시) 각각의 내부 전류를 센싱하는 기능을 한다. 여기서, 전류 센싱부(220)는 복수의 발광부(미도시) 각각에 연결된 레지스터(Rs)로 구현될 수 있다. 즉, 전류 센싱부(210)는 복수의 발광부(미도시)에 대응되는 개수만큼 마련될 수 있다.
예를 들어, 발광부 즉, LED 어레이가 두 개인 경우 전류 센싱부(220)는 두 개 마련될 수 있으며, 두 개의 전류 센싱부(220)는 각각 하나의 레지스터(Rs1, Rs2)로 구현될 수 있다.
감지 신호 생성부(230)는 전압 센싱부(210)로부터 복수의 발광부 각각의 내부 전압을 입력받아 하나의 감지 신호를 생성하는 기능을 한다.
또한, 감지 신호 생성부(230)는 복수의 발광부(미도시) 각각의 내부 전압을 입력받아, 다이오드 오링(OR-ING)시켜 감지 신호를 출력하는 적어도 하나의 다이오드 패스(diode path)를 포함할 수 있다. 여기서, 다이오드 오링(OR-ING)이란 2개의 신호를 결합해 이 두 신호가 존재한다면 출력이 온 상태가 되도록 구현하는 것으로 OR 로직 게이트로 구현될 수 있다. 즉, 2개의 입력과 1개의 출력으로 구성되며, 두 입력 중 1개만 하이이면 하이 출력이 된다.
예를 들어, 복수의 발광부(미도시) 각각의 내부 전압 중 하나의 내부 전압 만이 OVP 인 경우에 OVP 신호가 출력될 수 있다.
제어부(240)는 감지 신호 생성부(230)에서 생성된 감지 신호의 크기에 따라 과전압 상태가 발생한 것으로 판단되면, 전류 센싱부(220)에서 센싱된 각 내부 전류의 크기에 따라, 복수의 발광부 중 과전압 상태가 발생한 적어도 하나의 발광부를 탐색하는 기능을 한다.
또한, 제어부(240)는 감지 신호 생성부(230)에서 생성된 감지 신호가 기 설정된 제1 임계치 이상이면 과전압 상태가 발생한 것으로 판단하고, 전류 센싱부(220)에서 센싱된 각 내부 전류의 크기를 레퍼런스 전류와 비교하여, 레퍼런스 전류 미만의 크기를 가지는 내부 전류가 센싱된 발광부(미도시)를 과전압 상태의 발광부로 탐색할 수 있다.
또한, 제어부(240)는 감지 신호 생성부(230)에서 생성된 감지 신호가 기 설정된 제2 임계치 이상이면 복수의 발광원 전체에 대하여 과전압 보호 작업을 수행하도록 보호부(250)를 제어할 수 있다.
보호부(250)는 탐색된 발광부(미도시)에 대하여 과전압 보호 작업을 수행하는 기능을 한다.
여기서, 과전압 보호 즉, OVP(Over Voltage Protection) 작업은 일정 전압 이상되면 출력을 shutdown 시키는 기능으로, 예를 들어 발광부에 연결되어 전원을 인가하는 스위치를 오프시키는 작업이 될 수 있다.
한편, 상술한 실시 예에서는 OVP 기능을 중심으로 설명하였지만, 본 발광 구동 장치(200)에는 OCP(Over Current Protection), OLP(Over Load Protection), OTP(Over Temperature Protection), OTP(Over Temperature Protection), SCP (Short Circuit Protection) 등의 보호 기능도 추가적으로 적용될 수 있음은 물론이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 디스플레이 장치의 구성을 나타내는 블럭도이다.
도 3에 따르면, 디스플레이 장치(300)는 복수의 LED 어레이(340, 350), 전압 센싱부(311, 321), 전류 센싱부(312, 322) 및 제어부(330)를 포함한다. 한편, 본 실시 예에서는 설명의 편의를 위하여 복수의 LED 어레이(340, 350), 즉 LED 채널이 두 개인 경우를 상정하여 설명하도록 한다. 하지만, 이는 일 실시 예에 불과하며, LED 어레이가 3개 이상인 경우에도 동일한 원리가 적용될 수 있다.
디스플레이 장치(300)는 예를 들어 에지 릿(Edge-lit) 방식 LED BLU를 포함하는 입체영상표시장치, 구체적으로 LCD 3D TV로 구현될 수 있다.
일반적으로 LCD TV는 자체적으로 발광할 수 없기 때문에 LCD 패널로 백라이트를 투사하는 LED BLU를 포함한다. LED BLU는 백라이트 구동 회로 및 발광 모듈을 포함할 수 있다.
또한, 디스플레이 장치(300)는 LED BLU에서 발생한 빛의 투과율을 조절하여 영상 신호를 가시화하고 화면에 디스플레이하는 LCD 패널(미도시)을 포함할 수 있다.
그 밖에 디스플레이 장치(300)는 영상 입력부(미도시) 및 영상 처리부(미도시)를 포함할 수 있다.
영상 입력부(미도시)는 복수의 입력단자들을 구비하며, 이러한 입력단자들을 통해 비디오 플레이어나 DVD 플레이어와 같은 외부 장치로부터 제공되는 컴포넌트(Component) 영상 신호, S-VHS(Super-Video Home System) 영상신호, 및 컴포지트(Composite) 영상 신호 등을 입력받으며, 각각의 영상신호에 대응되는 음향신호를 입력받는다.
영상 처리부(미도시)는 영상 입력부로부터 입력되는 영상신호나 방송 컨텐츠에 대해 비디오 디코딩, 비디오 스케일링, FRC(Frame Rate Conversion) 등의 신호처리를 수행한다. 또한, 입력된 영상을 LCD 패널(미도시)에 적합한 형태로 변환한 영상신호를 생성하고, 또한 BLU의 밝기 제어신호를 생성할 수 있다.
이하에서는, 본 발명이 적용되는 LED BLU의 백라이트 구동 회로의 구성을 중심으로 설명하도록 한다.
제1 전압 센싱부(311)는 제1 LED 어레이(340)의 내부 전압을 센싱하는 기능을 한다. 예를 들어, 제1 전압 센싱부(311)는 입체영상표시장치의 LED BLU의 상부에 위치한 LED 어레이의 내부 전압을 센싱하도록 구현될 수 있다.
제2 전압 센싱부(321)는 제2 LED 어레이(350)의 내부 전압을 센싱하는 기능을 한다. 예를 들어, 제2 전압 센싱부(331)는 입체영상표시장치의 LED BLU의 하부에 위치한 LED 어레이의 내부 전압을 센싱하도록 구현될 수 있다.
제1 전류 센싱부(312)는 제1 LED 어레이(340)의 내부 전류를 센싱하는 기능을 한다.
제2 전류 센싱부(322)는 제2 LED 어레이(350)의 내부 전류를 센싱하는 기능을 한다.
제어부(330)는 제1 전압 센싱부(311) 및 제2 전압 센싱부(321) 중 적어도 하나에서 센싱된 내부전압들에 대응되는 하나의 과전압 판단 신호를 이용하여 과전압 상태가 발생했는지 여부를 판단한다.
또한, 제어부(330)는 과전압 판단 신호를 이용하여 과전압 상태가 발행하였다고 판단되면, 제1 전류 센싱부(312) 및 제2 전류 센싱부(322)에서 센싱된 각 내부 전류의 크기에 따라 제1 LED 어레이(340) 및 제2 LED 어레이(350) 중 과전압 상태가 발생한 적어도 하나의 LED 어레이를 확인하여, 과전압 보호 작업을 수행한다.
또한, 제어부(330)는 과전압 판단 신호가 기 설정된 제1 임계치 이상이면 과전압 상태가 발생한 것으로 판단하고, 제1 전류 센싱부(312) 및 제2 전류 센싱부(322)에서 센싱된 각 내부 전류의 크기를 레퍼런스 전류와 비교하여, 레퍼런스 전류 미만의 크기를 가지는 내부 전류가 센싱된 LED 어레이를 과전압 상태가 발생한 적어도 하나의 LED 어레이로 확인하여, 과전압 보호 작업을 수행할 수 있다. 여기서, 레퍼런스 전류는 PWM 제어의 기준이 되는 전류 지령(Iref) 보다 작은 값이 될 수 있다. 예를 들어, 0.8 * Iref 정도의 값이 될 수 있다.
또한, 제어부(330)는 과전압 판단 신호가 기 설정된 제2 임계치 이상이면 복수의 LED 어레이 전체에 대하여 과전압 보호 작업을 수행할 수 있다. 여기서, 제2 임계치는 제1 임계치보다 크게 설정될 수 있으며, 제작자에 의해 기설정되거나 사용자에 의해 변경되도록 구현될 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 다이오드 OR-ING의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 4에 도시된 바와 같이 각 OVP 신호를 diode로 or-ing하여 IC에 입력하는 방법을 적용할 수 있다. 구체적으로, 2-in-1 또는 n-in-1 구성의 IC를 이용하여 서로 독립된 2개 또는 그 이상의 회로를 구동할 수 있다.
이에 따라 LED 구동 IC 구조에서 OVP1, OVP2 등과 같이 채널 수 만큼 사용되는 OVP 입력 핀의 개수를 줄일 수 있게 된다. 다만, 이 경우 어떤 채널에서 OVP가 발생하였는지 구분이 불가능하므로 전 채널 동시에 프로텍션을 걸게 된다.
도 5는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 OVP 처리 블럭의 구성을 나타내 회로도이다.
도 5에 도시된 바와 같이 본 OVP 처리 블럭은 각 LED 채널(즉, LED 어레이)의 전류 센싱값 FB1, FB2와 전류지령 Iref를 모두 활용할 수 있다.
구체적으로, 다이오드에 의해 or-ing된 신호(510)가 기설정된 임계치 이상으로 검출되면, 전류 센싱부(미도시)에 의해 센싱된 각 채널의 전류 센싱값 FB1, FB2과 전류지령 Iref을 이용하여 과전압 채널을 검출할 수 있다.
예를 들어, 각 채널의 전류 센싱값 FB1, FB2을 전류 지령 Iref에 0.8배 한 값과 비교하여 0.8xIref보다 실제 센싱된 전류가 작은 채널에 대해서는 LED가 open되었거나 LED의 Vf가 지나치게 높다고 판단하여 GATE 출력 및 PWMO 출력을 disable시켜 과전압 보호 동작이 수행되도록 할 수 있다.
또한, 그렇지 않은 채널에 대해서는 정상 동작이 이루어지고 있다고 판단하여 과전압 보호 동작이 수행되지 않도록 할 수 있다.
구체적으로, 한 채널의 LED가 open된 경우를 예를 들어 설명하면, LED 구동 IC는 FB 핀으로 센싱되는 전류가 없으므로 계속해서 GATE를 보다 높은 duty로 구동하면서 출력전압을 높이는 시도를 하게 되고, 결국 그 출력 전압이 어느 특정 전압에 이르면 OVP 처리 블럭이 동작을 하게 된다.
이 경우, 여전히 FB 핀에는 전류가 흐르지 않기 때문에 0.8xIref와의 비교한 출력이 HIGH가 되어 PWMO와 GATE가 disable되게 된다.
또한, 정상전류가 흐르는 채널에 대해서는 0.8xIref와의 비교한 출력이 LOW가 되므로 OVP 처리 블럭의 출력에 무관하게 PWM0와 GATE는 정상적으로 출력될 수 있다.
도 5에 도시된 구성을 좀더 자세히 설명하면, 다이오드에 의해 or-ing된 하나의 신호(510)는 기존의 OVP 처리 블럭(520)에서 임계치와 비교되어 과전압 상태인지 여부가 판별된다. 즉, 기존의 OVP 처리 블럭(520)은 다이오드에 의해 or-ing된 하나의 신호(510)와 기설정된 전압 임계치를 비교하는 비교기(미도시)를 구비할 수 있다.
다이오드에 의해 or-ing된 하나의 신호(510)와 기설정된 임계치를 비교하여 과전압 상태가 발생하였다고 판단되면, 즉, HIGH 신호(예를 들어, 1)가 출력되면, 각 채널에서 센싱되어 피드백된 전류(FB1, FB2) 각각은 전류 임계치 0.8*Iref 값과 비교기(531, 532)에 의해 비교될 수 있다. 여기서 비교기(531, 532)로는 경우에 따라 히스테리시스(Hysteresis) 비교기가 이용될 수 있다.
비교기(531, 532) 각각은 피드백 전류(FB1, FB2)가 전류 임계치 0.8*Iref 값보다 작은 경우 HIGH 신호(예를 들어, 1)을 출력하고, 피드백 전류(FB1, FB2)가 전류 임계치 0.8*Iref 값보다 큰 경우 LOW 신호(예를 들어, 0)를 출력할 수 있다.
비교기(531, 532) 각각의 출력은 논리곱 회로(541, 542)에서 기존의 OVP 처리 블럭(520)에서 출력된 HIGH 신호(예를 들어, 1)와 "and" 되어 출력된다.
예를 들어, 비교기(531)에서 HIGH 신호(예를 들어, 1)가 출력되고, 비교기(532)에서 LOW 신호(예를 들어, 0)가 출력된 경우 각 비교기(531, 532)의 출력은 기존의 OVP 처리 블럭(520)의 HIGH 신호(예를 들어, 1)와 "and" 되어 출력되므로 논리곱 회로(541)에서는 HIGH 신호(예를 들어, 1)가 출력되고, 논리곱 회로(542)에서는 LOW 신호(예를 들어, 0)가 출력되게 된다.
이에 따라 피드백 전류(FB1)에 해당하는 채널에서 과전압 상태가 발생한 것으로 판단하고, 해당 채널에 대해 과전압 보호 동작을 수행할 수 있다. 즉, 논리곱 회로(541)의 HIGH 신호에 의해 PWMO와 GATE가 disable되게 된다.
한편, 상술한 실시 예에서 0.8이라는 이득은 하나의 예에 불과하며 주변 조건에 따라 최적화된 다른 어떤 값이 될 수도 있다.
도 6은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 OVP 처리 블럭의 구성을 나타내 회로도이다.
도 6에 도시된 바와 같이 OVP 처리 블럭은 두 가지 레벨에서 동작하도록 설계될 수 있다.
도 6에 도시된 실시 예에 따르면, 도 4에 도시된 바와 같이 OVP 처리 블럭과 도 5에 도시된 OVP 처리 블럭이 결합된 형태의 OVP 처리 블럭이 도시된다.
도 6에 따르면, OVP 처리 동작을 두 가지 레벨로 설정하여 수행할 수 있다.
구체적으로, 두 가지 레벨 중 로우(LOW) 레벨에 대해서는 도 5에 도시된 바와 같이 과전압 보호 동작이 수행되도록 하여 LDE open 등의 경우에 대해 회로를 보호하도록 할 수 있다.
즉, 다이오드에 의해 or-ing된 OVP 신호가 기설정된 전압 임계치 이상으로 검출되면, 전류 센싱부에 의해 센싱된 각 채널의 전류 센싱값 FB1, FB2과 전류지령 Iref을 이용하여 과전압 채널을 검출한 후, 과전압 채널에 대해서는 과전압 보호 동작을 수행할 수 있다.
또한, 두 가지 레벨 중에 하이(HIGH) 레벨에 대해서는 도 3에 구성된 것과 같이 프로텍션이 동작하도록 하여 회로 전체가 프로텍션 걸리도록 할 수 있다.
즉, 로우 레벨에서 설정한 제1 전압 임계치보다 높은 전압을 제2 전압 임계치로 설정하여 하이 레벨에 적용하여 로우 레벨에서 처리할 수 없는 과전압 상태가 보호되도록 할 수 있다.
예를 들어, 경우에 따라 LED가 open되지는 않았으나 LED의 임피던스가 지나치게 높은 경우에는 FB가 Iref를 추종하도록 하기 위해 출력전압이 계속 상승하다가 OVP 처리블럭이 동작을 하는 시점에서 전류 임계치 0.8xIref보다 큰 전류가 센싱되는 경우가 있을 수 있다. 이 경우에는 출력전압이 OVP 처리블럭이 동작을 시작하는 전압보다 높은 전압에서 회로가 정상 동작을 지속하는 경우가 발생할 수 있다.
이와 같은 특정한 경우에 대해서는 양/불량 판정이 곤란하므로 2차적인 글로벌(global) 프로텍션 레벨(상술한 하이 레벨)을 설정하여 최후의 수단으로 전 채널 출력을 disable하는 방법을 적용할 수 있다.
도 6에 도시된 구성을 좀더 자세히 설명하면, 다이오드에 의해 or-ing된 하나의 신호(610)는 HIGHER OVP 처리 블럭(621) 및 LOWER OVP 처리 블럭(621)으로 동시에 입력될 수 있다.
이 경우 HIGHER OVP 처리 블럭(621) 및 LOWER OVP 처리 블럭(622)은 각각 다르게 설정된 전압 임계치와 비교하기 위한 비교기(미도시)를 구비할 수 있다.
예를 들어, 다이오드에 의해 or-ing된 하나의 신호(610)는 HIGHER OVP 처리 블럭(621)에서는 제1 전압 임계치와 비교되고, LOWER OVP 처리 블럭(622)에서는 제2 전압 임계치와 비교될 수 있다. 여기서, 제1 전압 임계치는 제2 전압 임계치보다 넓게 설정될 수 있다.
즉, 다이오드에 의해 or-ing된 하나의 신호(610)가 제1 전압 임계치보다 높은 경우 HIGHER OVP 처리 블럭(621)에서 처리되고, 제1 전압 임계치보다 낮고, 제2 전압 임계치보다 높은 경우 LOWER OVP 처리 블럭(622)에서 처리될 수 있다.
또한, 논리곱 회로(641, 642)에서 출력되는 값은 도 5에 도시된 논리곱 회로(541, 542)에서 출력된 신호와 동일한 원리로 출력된다.
논리곱 회로(641, 642)에서 출력된 신호 각각은 HIGHER OVP 처리 블럭(621)에서 출력된 신호와 논리 합 회로(651, 652)에 의해 "OR" 되어 출력된다.
예를 들어, 논리곱 회로(641) 출력된 신호가 "LOW"인 경우에도 HIGHER OVP 처리 블럭(621)에서 출력된 신호가 "HIHG"인 경우에는 논리합 회로(651)에서 "HIGH"가 출력되어 과전압 보호 동작이 수행될 수 있다. 즉, 논리합 회로(651)에서 출력된 값에 의해 PWMO와 GATE가 disable되게 된다.
즉, HIGHER OVP 처리 블럭(621)에서 과전압 상태가 감지된 경우에는 피드백 전류(FB1, FB2)의 크기에 관계없이 모든 채널에 대해 과전압 보호 동작을 수행할 수 있다.
한편, 상술한 실시 예에서, 0.8이라는 이득은 하나의 예에 불과하며 주변 조건에 따라 최적화된 다른 어떤 값이 될 수도 있다.
한편, 상술한 도면들에서 점선으로 표시한 신호의 흐름은 그 주된 흐름의 맥을 표시한 것뿐이며, 실제로는 그 흘러가는 과정에 각각의 도면에는 표시되어 있지 않은 다른 어떤 처리 블럭을 거치거나 또 다른 신호와 조합되는 어떤 처리 블럭을 거치거나 다른 어떤 처리 블럭으로 분기될 수도 있다.
또한, 상술한 도면들에서는 2개의 채널을 boost 회로 방식의 LED 구동회로를 제어할 수 있는 IC를 예로 들어 설명하였으나, 이는 일 실시 예에 불과하며, 3 개 이상의 채널을 가지는 회로에 대해서도 마찬가지로 본 발명이 적용될 수 있다.
또한, boost 방식이 아닌 다른 어떠한 방식의 회로에도 본 발명이 적용될 수있다.
도 7은 도 5에 도시된 구성이 LED 구동 IC 내에 적용된 실시 예를 설명하기 위한 회로도이다.
도 7에 따르면, 논리곱 회로(541, 542)에서 출력되는 값은 도 5에 도시된 논리곱 회로(541, 542)에서 출력된 신호와 동일한 원리로 출력되므로 이에 대한 자세한 설명은 생략하도록 한다.
논리곱 회로(541, 542)에서 출력된 값은 각 채널의 OCP 값(OCP1, OCP2)과 논리합 회로(551, 552)에 의해 "OR"되어 출력될 수 있다.
한편, 상술한 실시 예에서는 도 5에 도시된 회로 구성이 LED 구동 IC 내에 적용된 경우에 대해 설명하였지만, 도 6에 도시된 회로 구성이 LED 구동 IC 내에 적용되는 경우에도 동일한 원리로 적용가능하므로 이에 대한 자세한 설명은 생략하도록 한다.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 발광 구동 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 8에 따른 복수의 발광부를 구동시키기 위한 발광 구동 방법은, 우선, 복수의 발광부 각각의 내부 전압을 이용하여, 과전압 상태 발생 여부를 판단한다(S810).
이어서, S810 단계의 판단 결과, 과전압 상태가 발생하였다고 판단되면, 복수의 발광부 각각의 내부 전류를 이용하여, 복수의 발광부 중 과전압 상태가 발생한 발광부를 탐색한다(S820). 여기서, 복수의 발광부 각각은 백라이트유닛의 에지부에 배치되는 LED 어레이로 구현될 수 있다.
이 후, 탐색된 발광부에 대해 과전압 보호 작업을 수행한다(S830). 여기서, 과전압 보호 작업은 발광부에 연결되어 전원을 인가하는 스위치를 오프시키는 작업이 될 수 있다.
또한, 과전압 상태 발생 여부를 판단하는 단계(S810)는, 복수의 발광부 각각으로부터 내부 전압을 센싱하고, 센싱된 내부 전압들을 다이오드 오링시켜 하나의 과전압 감지 신호를 생성한 후, 과전압 감지 신호가 기 설정된 제1 임계치 이상이면 과전압 상태가 발생한 것으로 판단할 수 있다.
또한, 과전압 상태 발생 여부를 판단하는 단계(S810)는, 과전압 감지 신호가 기 설정된 제2 임계치 이상이면 복수의 발광부 전체에 대하여 과전압 보호 작업을 수행할 수 있다.
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 디스플레이 장치의 구동 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 9에 따른 복수의 LED 어레이를 포함하는 디스플레이 장치의 구동 방법은, 복수의 LED 각각의 내부 전압들에 대응되는 하나의 과전압 판단 신호를 이용하여 과전압 상태 발생 여부를 판단한다(S910).
이 후, 과전압 상태가 발생하였다고 판단되면, 복수의 LED 각각의 내부 전류들의 크기에 따라 과전압 상태가 발생한 적어도 하나의 LED 어레이를 확인하여, 과전압 보호 작업을 수행할 수 있다(S920).
또한, 과전압 상태 발생 여부를 판단하는 단계(S910)에서는, 복수의 LED 어레이 각각으로부터 내부 전압을 센싱하고, 센싱된 내부 전압들을 다이오드 오링시켜 하나의 과전압 판단 신호를 생성하고, 과전압 판단 신호가 기 설정된 제1 임계치 이상이면 과전압 상태가 발생한 것으로 판단할 수 있다.
또한, 과전압 판단 신호가 기 설정된 제2 임계치 이상이면 상기 복수의 발광부 전체에 대하여 과전압 보호 작업을 수행할 수 있다.
또한, 과전압 보호 작업을 수행하는 단계(S920)에서는, 복수의 LED 어레이 각각으로부터 내부 전류를 센싱하고, 센싱된 각 내부 전류의 크기를 레퍼런스 전류와 비교하고, 비교 결과, 상기 레퍼런스 전류 미만의 크기를 가지는 내부 전류가 센싱된 LED 어레이를 상기 과전압 상태가 발생한 적어도 하나의 LED 어레이로 확인하여, 과전압 보호 작업을 수행할 수 있다.
여기서, 디스플레이 장치는, 에지 릿(Edge-lit) 방식의 LED BLU를 포함하는 입체영상표시장치가 될 수 있다.
또한, 복수의 LED 어레이는 에지 릿(Edge-lit) 방식의 LED BLU의 상하부에 배치된 LED 어레이가 될 수 있다.
이에 따라 에지 릿 방식 LED BLU의 구동회로에서 구동 IC의 출력전압 OVP 회로를 보다 간단하게 하여 IC의 핀 수를 줄이고 원가를 개선할 수 있게 된다.
또한, 복수의 LED 어레이 각각에 대한 피드백 전류를 이용하여 어떤 LED 채널에서 과전압이 발생하였는지 판단할 수 있으므로 전체 LED 어레이에 OVP를 적용하는 것을 방지할 수 있게 된다. 이에 따라 LED open에 대해서도 화면 전체가 꺼지지 않아 디스플레이로서의 최소한의 기능을 유지하도록 할 수 있다.
또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 이해되어져서는 안 될 것이다.
200: 발광 구동 장치 210: 전류 센싱부
222: 전압 센싱부 230: 감지 신호 생성부
240: 제어부 250: 보호부
300: 디스플레이 장치 311: 제1 전류 센싱부
312: 제1 전압 센싱부 312: 제2 전류 센싱부
322: 제2 전압 센싱부 330: 제어부
341: 제1 LED 어레이 342: 제2 LED 어레이

Claims (20)

  1. 복수의 발광부를 구동시키기 위한 발광 구동 장치에 있어서,
    상기 복수의 발광부 각각의 내부 전압을 센싱하는 전압 센싱부;
    상기 복수의 발광부 각각의 내부 전류를 센싱하는 전류 센싱부;
    상기 전압 센싱부로부터 상기 복수의 발광부 각각의 내부 전압을 입력받아 하나의 감지 신호를 생성하는 감지 신호 생성부;
    상기 감지 신호의 크기에 따라 과전압 상태가 발생한 것으로 판단되면, 상기 전류 센싱부에서 센싱된 각 내부 전류의 크기에 따라, 상기 복수의 발광부 중 과전압 상태가 발생한 적어도 하나의 발광부를 탐색하는 제어부; 및,
    상기 탐색된 발광부에 대하여 과전압 보호 작업을 수행하는 보호부;를 포함하는 발광 구동 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 발광부 각각은, 백라이트유닛의 에지부에 배치되는 LED 어레이이며,
    상기 감지 신호 생성부는,
    상기 복수의 발광부 각각의 내부 전압을 입력받아, 다이오드 오링시켜 상기 감지 신호를 출력하는 적어도 하나의 다이오드 패스(diode path)를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 구동 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 감지 신호가 기 설정된 제1 임계치 이상이면 상기 과전압 상태가 발생한 것으로 판단하고, 상기 전류 센싱부에서 센싱된 각 내부 전류의 크기를 레퍼런스 전류와 비교하여, 상기 레퍼런스 전류 미만의 크기를 가지는 내부 전류가 센싱된 발광부를 상기 과전압 상태의 발광부로 탐색하는 것을 특징으로 하는 발광 구동 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 감지 신호가 기 설정된 제2 임계치 이상이면 상기 복수의 발광원 전체에 대하여 과전압 보호 작업을 수행하도록 상기 보호부를 제어하는 것을 특징으로 하는 발광 구동 장치.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 과전압 보호 작업은,
    상기 발광원에 연결되어 전원을 인가하는 스위치를 오프시키는 작업인 것을 특징으로 하는 발광 구동 장치.
  6. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 발광 구동 장치는,
    부스트(boost) 방식의 IC(Integrated Circuit)로 구현되는 것을 특징으로 하는 발광 구동 장치.
  7. 디스플레이 장치에 있어서,
    복수의 LED 어레이;
    상기 복수의 LED 어레이 각각의 내부 전압을 센싱하는 전압 센싱부;
    상기 복수의 LED 어레이 각각의 내부 전류를 센싱하는 전류 센싱부;
    상기 전압 센싱부에서 센싱된 내부전압들에 대응되는 하나의 과전압 판단 신호를 이용하여 과전압 상태가 발생한 것으로 판단되면, 상기 전류 센싱부에서 센싱된 각 내부 전류의 크기에 따라 상기 과전압 상태가 발생한 적어도 하나의 LED 어레이를 확인하여, 과전압 보호 작업을 수행하는 제어부;를 포함하는 디스플레이 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 과전압 판단 신호가 기 설정된 제1 임계치 이상이면 상기 과전압 상태가 발생한 것으로 판단하고, 상기 전류 센싱부에서 센싱된 각 내부 전류의 크기를 레퍼런스 전류와 비교하여, 상기 레퍼런스 전류 미만의 크기를 가지는 내부 전류가 센싱된 LED 어레이를 상기 과전압 상태가 발생한 적어도 하나의 LED 어레이로 확인하여, 과전압 보호 작업을 수행하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 과전압 판단 신호가 기 설정된 제2 임계치 이상이면 상기 복수의 LED 어레이 전체에 대하여 과전압 보호 작업을 수행하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
  10. 제7항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 디스플레이 장치는,
    에지 릿(Edge-lit) 방식의 LED BLU를 포함하는 입체영상표시장치인 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
  11. 복수의 발광부를 구동시키기 위한 발광 구동 방법에 있어서,
    상기 복수의 발광부 각각의 내부 전압을 이용하여, 과전압 상태 발생 여부를 판단하는 단계;
    상기 과전압 상태가 발생하였다고 판단되면, 상기 복수의 발광부 각각의 내부 전류를 이용하여, 상기 복수의 발광부 중 상기 과전압 상태가 발생한 발광부를 탐색하는 단계; 및
    상기 탐색된 발광부에 대해 과전압 보호 작업을 수행하는 단계;를 포함하는 발광 구동 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 과전압 상태 발생 여부를 판단하는 단계는,
    상기 복수의 발광부 각각으로부터 내부 전압을 센싱하는 단계;
    상기 센싱된 내부 전압들을 다이오드 오링시켜 하나의 과전압 감지 신호를 생성하는 단계; 및
    상기 과전압 감지 신호가 기 설정된 제1 임계치 이상이면 과전압 상태가 발생한 것으로 판단하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 구동 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 과전압 감지 신호가 기 설정된 제2 임계치 이상이면 상기 복수의 발광부 전체에 대하여 과전압 보호 작업을 수행하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 구동 방법.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 복수의 발광부 각각은, 백라이트유닛의 에지부에 배치되는 LED 어레이인 것을 특징으로 하는 발광 구동 방법.
  15. 제11항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 과전압 보호 작업은,
    상기 발광부에 연결되어 전원을 인가하는 스위치를 오프시키는 작업인 것을 특징으로 하는 발광 구동 방법.
  16. 복수의 LED 어레이를 포함하는 디스플레이 장치의 구동 방법에 있어서,
    상기 복수의 LED 각각의 내부 전압들에 대응되는 하나의 과전압 판단 신호를 이용하여 과전압 상태 발생 여부를 판단하는 단계; 및
    상기 과전압 상태가 발생하였다고 판단되면, 상기 복수의 LED 각각의 내부 전류들의 크기에 따라 상기 과전압 상태가 발생한 적어도 하나의 LED 어레이를 확인하여, 과전압 보호 작업을 수행하는 단계;를 포함하는 디스플레이 장치의 구동 방법.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 과전압 상태 발생 여부를 판단하는 단계는,
    상기 복수의 LED 어레이 각각으로부터 내부 전압을 센싱하는 단계;
    상기 센싱된 내부 전압들을 다이오드 오링시켜 하나의 과전압 판단 신호를 생성하는 단계; 및
    상기 과전압 판단 신호가 기 설정된 제1 임계치 이상이면 과전압 상태가 발생한 것으로 판단하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치의 구동 방법.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 과전압 판단 신호가 기 설정된 제2 임계치 이상이면 상기 복수의 발광부 전체에 대하여 과전압 보호 작업을 수행하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치의 구동 방법.
  19. 제17항 또는 제18항에 있어서,
    상기 과전압 보호 작업을 수행하는 단계는,
    상기 복수의 LED 어레이 각각으로부터 내부 전류를 센싱하는 단계;
    상기 센싱된 각 내부 전류의 크기를 레퍼런스 전류와 비교하는 단계; 및
    상기 비교 결과, 상기 레퍼런스 전류 미만의 크기를 가지는 내부 전류가 센싱된 LED 어레이를 상기 과전압 상태가 발생한 적어도 하나의 LED 어레이로 확인하여, 과전압 보호 작업을 수행하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치의 구동 방법.
  20. 제16항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 디스플레이 장치는,
    에지 릿(Edge-lit) 방식의 LED BLU를 포함하는 입체영상표시장치인 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치의 구동 방법.
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