KR20120073705A - Dc-dc converter and display device including the same - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A DC-DC converter and a display device including the same are provided to reduce a switching loss by preventing an over voltage and an over current of a switch using a protection circuit. CONSTITUTION: One side terminal of an input voltage(Vin) is connected to one side of a first inductor(L1). The other side of the first inductor is connected to a drain electrode(D) and one side of a second inductor(L2). The one side of the second inductor is connected to a first electrode of an output capacitor and a first electrode of a first diode(D1). The other side of the second inductor is connected to a first electrode of a second capacitor(C2) and a first electrode of a fourth diode(D4). A second electrode of the output capacitor is connected to a second electrode of a first capacitor(C1) and a second electrode of a third capacitor(C3).

Description

디씨-디씨컨버터 및 이를 포함하는 표시장치{DC-DC converter and display device including the same} DC-DC converter and display device including the same}

본발명은, DC-DC컨버터에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, DC-DC컨버터 및 이를 포함하는 표시장치에 관한 것이다.The present invention relates to a DC-DC converter, and more particularly, to a DC-DC converter and a display device including the same.

정보화 사회가 발전함에 따라 화상을 표시하기 위한 표시장치에 대한 요구가 다양한 형태로 증가하고 있으며, 근래에는 액정표시장치(LCD : liquid crystal display), 플라즈마표시장치(PDP : plasma display panel), 유기전계발광소자 (OLED : organic light emitting diode)와 같은 여러가지 평판표시장치(flat display device)가 활용되고 있다.As the information society develops, the demand for display devices for displaying images is increasing in various forms. Recently, liquid crystal displays (LCDs), plasma display panels (PDPs), organic fields Various flat display devices such as organic light emitting diodes (OLEDs) are being utilized.

이들 평판표시장치는, 표시패널과 다양한 구동부를 구동하기 위한 전압을 안정적으로 공급하기 위하여, DC-DC컨버터(converter)를 포함하게 된다. These flat panel displays include a DC-DC converter to stably supply voltages for driving the display panel and various driving units.

이때, 종래 DC-DC컨버터는 스위치의 턴온과 턴오프시 전압과 전류의 겹칩에의하여 스위칭 손실이 발생하며, 더욱이 높은 구동주파수에서 동작할 경우 비례적으로 스위칭 손실이 더욱 증가되는 문제점이 있다.In this case, the conventional DC-DC converter has a switching loss caused by the overlap of the voltage and the current at the time of turn-on and turn-off of the switch, and furthermore, when operating at a higher driving frequency, the switching loss is proportionally increased.

또한, 전술한 바와 같은 구동 주파수의 증가는 전류의 변화량(di/dt)와 전압의 변화량(dv/dt)로 기인하는 전자장비간에 간섭현상을 일으키는 문제점이 있다. In addition, the increase of the driving frequency as described above has a problem of causing interference between electronic equipment due to the change amount of current (di / dt) and the change amount of voltage (dv / dt).

높은 구동주파수에서 동작하는 DC-DC 컨버터의 턴온 및 턴오프시 스위치에 전압과 전류의 오버랩으로 발생하는 스위칭 손실을 저감하는데 그 과제가 있다.The problem is to reduce the switching loss caused by the overlap of voltage and current in the switch during turn-on and turn-off of a DC-DC converter operating at a high driving frequency.

또한, EMI 영향을 감소하는데 그 과제가 있다.In addition, there is a problem in reducing the EMI effect.

전술한 바와 같은 과제를 달성하기 위해, 본발명은, 스위치와; 상기 스위치의 손실을 저감하는 보호회로부를 포함하고, 상기 보호회로부는, 제 1 및 제 2 커패시터와, 제 1 내지 제 3 다이오드를 포함하고, 상기 제 1 커패시터의 제 1 전극은 상기 제 1 다이오드의 제 2 전극과, 상기 제 2 다이오드의 제 1 전극과 연결되고, 상기 제 2 커패시터의 제 2 전극은 상기 제 2 다이오드의 제 2 전극과, 제 3 다이오드의 제 1 전극과 연결되고, 상기 제 1 다이오드의 제 1 전극은 상기 스위치의 드레인 전극과 연결되고, 상기 제 1 다이오드의 제 2 전극은 상기 제 2 다이오드의 제 1 전극과 연결되고, 상기 제 2 다이오드의 제 2 전극은 상기 제 3 다이오드의 제 1 전극과 연결되는 DC-DC 컨버터를 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention, the switch; And a protection circuit unit for reducing a loss of the switch, wherein the protection circuit unit includes first and second capacitors and first to third diodes, and the first electrode of the first capacitor is formed of the first diode. A second electrode, connected to a first electrode of the second diode, and a second electrode of the second capacitor is connected to a second electrode of the second diode, a first electrode of a third diode, and the first electrode The first electrode of the diode is connected to the drain electrode of the switch, the second electrode of the first diode is connected to the first electrode of the second diode, and the second electrode of the second diode is of the third diode. Provided is a DC-DC converter connected with a first electrode.

상기 DC-DC컨버터는, 제 1 및 제 2 인덕터와, 출력 커패시터를 더욱 포함하고, 상기 제 1 인덕터와 상기 제 2 인덕터는 서로 연결되어 오토트랜스포머를 구성하고, 상기 출력 커패시터의 제 1 전극은, 상기 제 1 인덕터와 상기 제 2 인덕터의 일측과, 상기 스위치의 드레인 전극과, 상기 제 1 다이오드의 제 1 전극와 연결되고, 상기 출력 커패시터의 제 2 전극은 상기 스위치의 소스 전극과 연결되고, 상기 제 2 커패시터의 제 1 전극은 상기 제 2 인덕터의 타측과 연결된다.The DC-DC converter further includes first and second inductors and an output capacitor, wherein the first inductor and the second inductor are connected to each other to form an autotransformer, and the first electrode of the output capacitor is One side of the first inductor and the second inductor, a drain electrode of the switch, a first electrode of the first diode, a second electrode of the output capacitor, a source electrode of the switch, The first electrode of the two capacitors is connected to the other side of the second inductor.

제 3 커패시터와 제 4 다이오드를 더욱 포함하고, 상기 제 4 다이오드의 제 1 전극은 상기 제 2 인덕터의 타측과, 상기 제 2 커패시터의 제 2 전극과 연결되고, 상기 제 4 다이오드의 제 2 전극은 상기 제 3 커패시터의 제 1 전극과, 상기 제 3 다이오드의 제 2 전극과 연결되고, 상기 제 3 다이오드의 제 2 전극은 상기 제 3 커패시터의 제 1 전극과 연결된다.Further comprising a third capacitor and a fourth diode, wherein the first electrode of the fourth diode is connected to the other side of the second inductor, the second electrode of the second capacitor, the second electrode of the fourth diode The first electrode of the third capacitor is connected to the second electrode of the third diode, and the second electrode of the third diode is connected to the first electrode of the third capacitor.

영상을 표시하는 표시패널을 포함하는 평판표시장치에 있어서, 스위치와, 상기 스위치의 손실을 저감하는 보호회로부를 포함하고, 상기 보호회로부는, 제 1 및 제 2 커패시터와, 제 1 내지 제 3 다이오드를 포함하고, 상기 제 1 커패시터의 제 1 전극은 상기 제 1 다이오드의 제 2 전극과, 상기 제 2 다이오드의 제 1 전극과 연결되고, 상기 제 2 커패시터의 제 2 전극은 상기 제 2 다이오드의 제 2 전극과, 제 3 다이오드의 제 1 전극과 연결되고, 상기 제 1 다이오드의 제 1 전극은 상기 스위치의 드레인 전극과 연결되고, 상기 제 1 다이오드의 제 2 전극은 상기 제 2 다이오드의 제 1 전극과 연결되고, 상기 제 2 다이오드의 제 2 전극은 상기 제 3 다이오드의 제 1 전극과 연결되는 DC-DC 컨버터를 포함하는 평판표시장치를 제공한다.A flat panel display comprising a display panel for displaying an image, the flat panel display comprising: a switch and a protection circuit to reduce the loss of the switch, wherein the protection circuit includes first and second capacitors and first to third diodes. Wherein the first electrode of the first capacitor is connected to the second electrode of the first diode and the first electrode of the second diode, and the second electrode of the second capacitor is the first electrode of the second diode. A second electrode, a first electrode of the third diode, a first electrode of the first diode is connected to a drain electrode of the switch, and a second electrode of the first diode is a first electrode of the second diode And a second electrode of the second diode is connected to the first electrode of the third diode.

상기 DC-DC컨버터는, 제 1 및 제 2 인덕터와, 출력 커패시터를 더욱 포함하고, 상기 제 1 인덕터와 상기 제 2 인덕터는 서로 연결되어 오토트랜스포머를 구성하고, 상기 출력 커패시터의 제 1 전극은, 상기 제 1 인덕터와 상기 제 2 인덕터의 일측과, 상기 스위치의 드레인 전극과, 상기 제 1 다이오드의 제 1 전극와 연결되고, 상기 출력 커패시터의 제 2 전극은 상기 스위치의 소스 전극과 연결되고, 상기 제 2 커패시터의 제 1 전극은 상기 제 2 인덕터의 타측과 연결된다.The DC-DC converter further includes first and second inductors and an output capacitor, wherein the first inductor and the second inductor are connected to each other to form an autotransformer, and the first electrode of the output capacitor is One side of the first inductor and the second inductor, a drain electrode of the switch, a first electrode of the first diode, a second electrode of the output capacitor, a source electrode of the switch, The first electrode of the two capacitors is connected to the other side of the second inductor.

제 3 커패시터와 제 4 다이오드를 더욱 포함하고, 상기 제 4 다이오드의 제 1 전극은 상기 제 2 인덕터의 타측과, 상기 제 2 커패시터의 제 2 전극과 연결되고, 상기 제 4 다이오드의 제 2 전극은 상기 제 3 커패시터의 제 1 전극과, 상기 제 3 다이오드의 제 2 전극과 연결되고, 상기 제 3 다이오드의 제 2 전극은 상기 제 3 커패시터의 제 1 전극과 연결된다.Further comprising a third capacitor and a fourth diode, wherein the first electrode of the fourth diode is connected to the other side of the second inductor, the second electrode of the second capacitor, the second electrode of the fourth diode The first electrode of the third capacitor is connected to the second electrode of the third diode, and the second electrode of the third diode is connected to the first electrode of the third capacitor.

높은 구동주파수에서 동작하는 DC-DC 컨버터의 턴온 및 턴오프시 스위치에 전압과 전류의 오버랩으로 발생하는 스위칭 손실을 저감할 수 있는 효과가 있다.When the DC-DC converter operating at a high driving frequency is turned on and off, there is an effect to reduce the switching loss caused by the overlap of the voltage and current in the switch.

또한, EMI 영향을 감소하는 효과가 있다.In addition, there is an effect of reducing the EMI effect.

도 1은 본발명의 실시예에 따른 평판표시장치를 나타낸 개략적인 단면도.
도 2는 본발명의 실시예에 따른 화소의 등가회로도.
도 3은 본발명의 실시예에 따른 DC-DC 컨버터를 나타낸 개략적인 단면도.
도 4는 듀티비를 나타낸 개략적인 단면도.
도 5 및 도 6은 DC-DC컨버터의 종류를 개략적으로 나타낸 단면도.
도 7은 본발명의 실시예에 따른 DC-DC 컨버터의 회로를 개략적으로 나타낸 단면도.
도 8은 본발명의 실시예에 따른 DC-DC 컨버터의 턴온시 동작 회로도.
도 9는 본발명의 실시예에 따른 DC-DC 컨버터의 턴오프시 동작 회로도.
도 10은 DC-DC 컨버터의 턴온과 턴오프시 스위치에 인가되는 전압과 전류의 파형도.
도 11은 일반적인 DC-DC 컨버터의 구동 시뮬레이션 결과.
도 12은 본발명의 실시에에 따른 DC-DC 컨버터의 구동 시뮬레이션 결과.
1 is a schematic cross-sectional view showing a flat panel display device according to an embodiment of the present invention.
2 is an equivalent circuit diagram of a pixel according to an embodiment of the present invention.
3 is a schematic cross-sectional view showing a DC-DC converter according to an embodiment of the present invention.
4 is a schematic cross-sectional view showing the duty ratio.
5 and 6 are cross-sectional views schematically showing types of DC-DC converters.
7 is a schematic cross-sectional view of a circuit of a DC-DC converter according to an embodiment of the present invention.
8 is a circuit diagram illustrating an operation at turn-on of a DC-DC converter according to an embodiment of the present invention.
9 is a circuit diagram illustrating an operation of turning off a DC-DC converter according to an embodiment of the present invention.
10 is a waveform diagram of a voltage and a current applied to a switch at turn-on and turn-off of the DC-DC converter.
11 shows driving simulation results of a general DC-DC converter.
12 is a driving simulation result of the DC-DC converter according to the embodiment of the present invention.

이하, 도면을 참조하여 본발명의 실시예를 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

도 1은 본발명의 실시예에 따른 평판표시장치를 개략적으로 도시한 도면이고, 도 2는 본발명의 실시예에 따른 화소의 등가회로도이다.1 is a view schematically showing a flat panel display device according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is an equivalent circuit diagram of a pixel according to an embodiment of the present invention.

먼저, 설명의 편의를 위하여, 평판표시장치(100) 중 액정표시장치(100)를 일예로 들어서 설명한다.First, for convenience of description, the liquid crystal display device 100 of the flat panel display device 100 will be described as an example.

도시한 바와 같이, 본발명의 실시예에 따른 액정표시장치(100)는 표시패널(200)과 구동회로부(300)를 포함한다.As shown, the liquid crystal display device 100 according to the exemplary embodiment of the present invention includes a display panel 200 and a driving circuit unit 300.

표시패널(200)에는, 제 1 방향 예를 들면 행방향으로 다수의 게이트 배선(GL)이 연장되어 있다. 그리고, 제 1 방향과 교차하는 제 2 방향 예를 들면 열 방향으로 다수의 데이터배선(DL)이 연장되어 있다. 이와 같이 서로 교차하는 다수의 게이트배선(GL)과 다수의 데이터배선(DL)은 매트릭스(matrix) 형태로 배치된 다수의 화소(P)를 정의한다.In the display panel 200, a plurality of gate lines GL extend in a first direction, for example, in a row direction. The plurality of data lines DL extend in the second direction, for example, the column direction, which intersects the first direction. As described above, the plurality of gate lines GL and the plurality of data lines DL that cross each other define a plurality of pixels P arranged in a matrix form.

도 2를 참조하면, 각 화소(P)는, 박막트랜지스터(T)와, 화소전극과, 공통전극과, 액정커패시터(Clc)와, 스토리지커패시터(Cst)를 포함한다.Referring to FIG. 2, each pixel P includes a thin film transistor T, a pixel electrode, a common electrode, a liquid crystal capacitor Clc, and a storage capacitor Cst.

박막트랜지스터(T)는 게이트배선(GL)과 데이터배선(DL)의 교차부에 형성된다. 박막트랜지스터(T)는 화소전극과 연결되어 있다. 한편, 화소전극에 대응하여 공통전극이 형성된다. 화소전극에 데이터전압이 인가되고, 공통전극에 공통전압이 인가되면, 이들 사이에 전계가 형성되어 액정을 구동하게 된다. 화소전극과 공통전극 그리고 이들 전극 사이에 위치하는 액정은 액정커패시터(Clc)를 구성하게 된다. 한편, 각 화소(P)에는, 스토리지 커패시터(Cst)가 더욱 구성되며, 이는 화소 전극에 인가된 데이터전압을 다음 프레임까지 저장하는 역할을 하게 된다.The thin film transistor T is formed at the intersection of the gate line GL and the data line DL. The thin film transistor T is connected to the pixel electrode. Meanwhile, a common electrode is formed corresponding to the pixel electrode. When a data voltage is applied to the pixel electrode and a common voltage is applied to the common electrode, an electric field is formed therebetween to drive the liquid crystal. The pixel electrode, the common electrode, and the liquid crystal positioned between these electrodes constitute a liquid crystal capacitor Clc. Meanwhile, a storage capacitor Cst is further configured in each pixel P, which serves to store the data voltage applied to the pixel electrode until the next frame.

각 화소(P)는, 예를 들면, 적색(red), 녹색(green), 청색(blue)을 표시하는 R, G, B 부화소로 구성될 수 있다. 즉, 서로 이웃하는 R, G, B 부화소는, 영상표시의 단위인 화소를 구성하게 된다.Each pixel P may be configured of, for example, R, G, and B subpixels representing red, green, and blue. In other words, the neighboring R, G, and B subpixels constitute a pixel which is a unit of video display.

백라이트(800)는, 빛을 액정패널(200)에 공급하는 역할을 하게 된다. 백라이트(800)로서, 냉음극관형광램프(Cold Cathode Fluorescent Lamp : CCFL), 외부전극형광램프(External Electrode Fluorescent Lamp : EEFL), 발광다이오드(Light Emitting Diode : LED) 등이 사용될 수 있다. The backlight 800 serves to supply light to the liquid crystal panel 200. As the backlight 800, a Cold Cathode Fluorescent Lamp (CCFL), an External Electrode Fluorescent Lamp (EEFL), a Light Emitting Diode (LED), or the like may be used.

구동회로부(D)는, 타이밍제어부(300)와, 게이트구동부(400)와, 데이터구동부(500)와, 전원발생부(600)와, 감마전압공급부(700)를 포함할 수 있다. The driving circuit unit D may include a timing controller 300, a gate driver 400, a data driver 500, a power generator 600, and a gamma voltage supply unit 700.

여기서, 타이밍제어부(300)는, TV시스템이나 비디오카드와 같은 외부시스템으로부터 영상데이터신호(RGB)와, 수직동기신호(Vsync)와 수평동기신호(Hsync)와 클럭신호(CLK)와 데이터인에이블신호(DE) 등의 제어신호(TCS)를 입력 받게 된다. 한편, 도시하지는 않았지만, 이와 같은 신호들은, 타이밍제어부(300)에 구성된 인터페이스(interface)를 통해 입력될 수 있다.Here, the timing controller 300 may enable the image data signal RGB, the vertical synchronization signal Vsync, the horizontal synchronization signal Hsync, the clock signal CLK, and the data enable from an external system such as a TV system or a video card. The control signal TCS, such as the signal DE, is received. Although not shown, such signals may be input through an interface configured in the timing controller 300.

타이밍제어부(300)는, 입력된 제어신호(TCS)를 사용하여, 게이트구동부(400)를 제어하기 위한 게이트제어신호(GCS)와 데이터구동부(500)를 제어하기 위한 데이터제어신호(DCS)를 생성한다. 게이트제어신호(GCS)는, 게이트스타트펄스(Gate Start Pulse : GSP), 게이트쉬프트클럭(Gate Shift Clock : GSC), 게이트출력인에이블신호(Gate Output Enable : GOE) 등을 포함한다. The timing controller 300 uses the input control signal TCS to output a gate control signal GCS for controlling the gate driver 400 and a data control signal DCS for controlling the data driver 500. Create The gate control signal GCS includes a gate start pulse (GSP), a gate shift clock (GSC), a gate output enable signal (GOE), and the like.

데이터제어신호(DCS)는 소스스타트펄스(Source Start Pulse : SSP), 소스샘플링클럭(Source Sampling Clock : SSC), 소스출력인에이블신호(Source Output Enable : SOE), 극성신호(Polarity : POL) 등을 포함할 수 있다. The data control signal (DCS) includes a source start pulse (SSP), a source sampling clock (SSC), a source output enable signal (SOE), and a polarity signal (POL). It may include.

게이트스타트펄스(GSP)는 1수직(vertical) 중에서 화면의 시작 라인 즉, 첫 번째 라인을 알려주는 역할을 하고, 게이트쉬프트클럭(GSC)은 표시패널(200)의 화소(P)에 구성된 박막트랜지스터(도 2의 T)가 온(on) 되는 시간을 지정해준다. 또한, 게이트출력인에이블신호(GOE)는 게이트구동부(400)의 출력을 제어하는 역할을 한다.The gate start pulse (GSP) informs the start line of the screen, that is, the first line, among the 1 vertical, and the gate shift clock (GSC) is a thin film transistor configured in the pixel (P) of the display panel 200. It designates the time (T of FIG. 2) turns on. In addition, the gate output enable signal GOE controls the output of the gate driver 400.

그리고, 소스스타트펄스(SSP)는 1수평(horizontal) 중에서 데이터의 시작점 즉, 첫 번째 화소(P)를 알려주는 역할을 하고, 소스샘플링클럭(SSC)은 상승, 하강 에지에 기준하여 데이터를 래치(latch)하는 역할을 한다. 또한, 소스출력인에블신호(SOE)는 데이터구동부(500)의 출력을 제어하는 역할을 하며, 극성신호(POL)는 표시패널(200)의 데이터전압을 정(+)극성 또는 부(-)극성으로 구동하기 위해 극성을 알려주는 신호이다.The source start pulse SSP informs the start point of the data, that is, the first pixel P, in one horizontal, and the source sampling clock SSC latches the data based on the rising and falling edges. (latch) In addition, the source output enable signal SOE serves to control the output of the data driver 500, and the polarity signal POL controls the data voltage of the display panel 200 to be positive (+) polarity or negative (−). It is a signal indicating the polarity to drive the polarity.

또한, 타이밍제어부(300)는 외부의 시스템으로부터 영상데이터신호(RGB)를 전달받고, 이를 정렬하여 데이터구동부(500)에 전달하게 된다. In addition, the timing controller 300 receives the image data signal RGB from an external system, arranges the image data signal RGB, and transmits the image data signal RGB to the data driver 500.

데이터구동부(500)는, 타이밍제어부(300)으로부터 공급되는 데이터제어신호(DCS)와 영상데이터(RGB)에 응답하여, 데이터전압을 다수의 데이터배선(DL)에 공급하게 된다. 즉, 감마전압(Vgamma)을 사용하여, 영상데이터신호(RGB)에 대응되는 예를 들면 데이터전압을 생성하고, 생성된 데이터전압을 데이터배선(DL)에 출력하게 된다.The data driver 500 supplies the data voltages to the plurality of data wirings DL in response to the data control signal DCS and the image data RGB supplied from the timing controller 300. In other words, for example, a data voltage corresponding to the image data signal RGB is generated using the gamma voltage Vgamma, and the generated data voltage is output to the data wiring DL.

게이트구동부(400)는, 타이밍제어부(300)로부터 공급되는 게이트제어신호(GCS)에 응답하여, 다수의 게이트배선(GL)을 순차적으로 스캔(scan)한다. 예를 들면, 매 프레임(frame) 동안 다수의 게이트배선(GL)을 순차적으로 선택하고, 선택된 게이트배선(GL)에 대해 게이트전압을 출력하게 된다. 게이트전압에 의해, 해당 행라인에 위치하는 박막트랜지스터(T)는 턴온(turn on)된다. 한편, 다음 프레임의 스캔시까지는 게이트배선(GL)에 턴오프(turn off) 전압이 공급되어, 박막트랜지스터(T)는 턴오프 상태를 유지하게 된다.The gate driver 400 sequentially scans the plurality of gate wirings GL in response to the gate control signal GCS supplied from the timing controller 300. For example, a plurality of gate lines GL are sequentially selected during each frame, and a gate voltage is output for the selected gate lines GL. By the gate voltage, the thin film transistor T positioned in the corresponding row line is turned on. Meanwhile, a turn off voltage is supplied to the gate line GL until the next frame is scanned, so that the thin film transistor T is maintained in the turn off state.

감마전압공급부(700)는, 전원발생부(600)로부터 발생되는 고전위공통전압과 저전위공통전압을 분압하여, 감마전압(Vgamma)를 생성하여 데이터구동부(500)에 공급한다. The gamma voltage supply unit 700 divides the high potential common voltage and the low potential common voltage generated from the power generator 600, generates a gamma voltage Vgamma, and supplies the generated gamma voltage Vgamma to the data driver 500.

전원발생부(600)는, 평판표시장치(100)를 구동함에 있어 필요한 다양한 구동전압들을 생성하게 된다. 예를 들면, 타이밍제어부(300)와 데이터구동부(500)와 게이트구동부(400)에 공급되는 전원전압과, 게이트구동부(400)에 공급되는 게이트하이전압과 게이트로우전압 등을 생성하게 된다. The power generator 600 generates various driving voltages necessary for driving the flat panel display 100. For example, the power supply voltage supplied to the timing controller 300, the data driver 500, and the gate driver 400, the gate high voltage and the gate low voltage supplied to the gate driver 400 are generated.

이러한, 평판표시장치(100)는, 표시패널(200)과 구동회로부(D) 등에서 다수의 DC-DC 컨버터(DC-DC converter)를 사용할 수 있다. The flat panel display apparatus 100 may use a plurality of DC-DC converters in the display panel 200, the driving circuit unit D, and the like.

이하, 도 3을 참조하여 본발명의 실시예에 따른 DC-DC 컨버터에 대해서 보다 상세하게 설명한다.Hereinafter, a DC-DC converter according to an embodiment of the present invention will be described in more detail with reference to FIG. 3.

도 3은 본발명의 실시예에 따른 DC-DC 컨버터를 개략적으로 도시한 도면이이다. 3 is a view schematically showing a DC-DC converter according to an embodiment of the present invention.

먼저, 도 3에 도시한 바와 같이, DC-DC 컨버터(910)는, PWM제어부(920)와 연결될 수 있다.First, as shown in FIG. 3, the DC-DC converter 910 may be connected to the PWM controller 920.

여기서, PWM제어부(920)는, PWM(pulse width modulation)제어신호(PWM)를 생성하고, 이를 DC-DC 컨버터(910)에 출력한다. Here, the PWM controller 920 generates a pulse width modulation (PWM) control signal PWM and outputs it to the DC-DC converter 910.

PWM제어신호(PWM)는 DC-DC컨버터(910)의 온(on) 시간 및 오프(off) 시간의 듀티비를 조정하는 구형파 신호이다. 따라서, PWM제어신호(PWM)의 온-오프 듀티폭에 따라, DC-DC컨버터(910)의 온 시간이 조절된다. 즉, PWM제어신호(PWM)의 듀티비를 조절함으로써, DC-DC컨버터(910)의 출력전압(Vout)의 레벨을 목표로 하는 전압 레벨로 조정할 수 있게 된다. The PWM control signal PWM is a square wave signal that adjusts the duty ratio of the on time and the off time of the DC-DC converter 910. Therefore, according to the on-off duty width of the PWM control signal PWM, the on time of the DC-DC converter 910 is adjusted. That is, by adjusting the duty ratio of the PWM control signal PWM, it is possible to adjust the level of the output voltage Vout of the DC-DC converter 910 to the target voltage level.

도 4를 참고하여 구체적으로 설명하면, 듀티비(D)는 식(1)로 표현 할 수 있다. 도 4는 듀티비(D)에 따른 출력전압(Vout)을 나타낸 도면이다.Specifically, referring to FIG. 4, the duty ratio D may be expressed by Equation (1). 4 is a diagram illustrating an output voltage Vout according to the duty ratio D.

식(1) : D = Ton / T (Ton : 스위칭 소자가 온 되는 시간, T : 스위칭 소자의 스위칭 주기)Equation (1): D = Ton / T (Ton: time when switching element is on, T: switching cycle of switching element)

따라서, 출력전압이 Vout(A)일 때, 출력전압 Vout(B)일 때 보다 온 구간이 더 크므로, 듀티비(D)는 출력전압이 Vout(A)일 때가 더 크게 된다.Therefore, when the output voltage is Vout (A), since the on period is larger than when the output voltage Vout (B), the duty ratio D becomes larger when the output voltage is Vout (A).

이하, 도 5 및 도 7을 더욱 참조하여, 본발명의 실시예에 따른 DC-DC 컨버터에(910)에 대해서 보다 상세하게 설명한다. Hereinafter, the DC-DC converter 910 according to an embodiment of the present invention will be described in more detail with reference to FIGS. 5 and 7.

도 5 및 도 6은 다양한 종류의 DC-DC 컨버터의 회로를 개략적으로 도시한 도면이고, 도 7은 본발명의 실시예에 따른 DC-DC 컨버터의 회로를 도시한 도면이다.5 and 6 schematically illustrate circuits of various types of DC-DC converters, and FIG. 7 is a diagram illustrating circuits of a DC-DC converter according to an embodiment of the present invention.

먼저, DC-DC컨버터(910)는, 외부로부터 공급되는 전원전압을 입력전압(Vin)으로서 입력 받고, 이를 원하는 레벨의 출력전압(Vout)으로 생성하여 출력한다.First, the DC-DC converter 910 receives a power supply voltage supplied from the outside as an input voltage Vin, and generates and outputs the output voltage Vout at a desired level.

도 5에 도시된 바와 같이, DC-DC컨버터(910)에는, 예를 들면 벅 컨버터(buck(step-down))(도 5의 (a)), 부스트 컨버터(boost(step-up))(도 5의 (b)), 벅-부스트 컨버터(도 5의 (c)) 등의 종류가 있다. As shown in FIG. 5, the DC-DC converter 910 includes, for example, a buck converter (buck-step-down) (FIG. 5A) and a boost converter (step-up) ( (B) of FIG. 5, a buck-boost converter ((c) of FIG. 5), etc. are mentioned.

벅 컨버터(강압용 컨버터)는, 출력전압(Vout)이 입력전압(Vin)보다 낮게 출력되는 컨버터이다. 이때, 출력전압(Vout)은 식(2)와 같다.The buck converter (step-down converter) is a converter in which the output voltage Vout is lower than the input voltage Vin. At this time, the output voltage Vout is as shown in Equation (2).

식(2) : 출력전압(Vout) = D * 입력전압(Vin).Equation (2): Output voltage (Vout) = D * Input voltage (Vin).

부스트 컨버터(승압용 컨버터)는, 출력전압(Vout)이 입력전압(Vin)보다 높게 출력되는 컨버터이다. 이때, 출력전압(Vout)은 식(3)과 같다.The boost converter (step-up converter) is a converter in which the output voltage Vout is output higher than the input voltage Vin. At this time, the output voltage Vout is as shown in Equation (3).

식(3) : 출력전압(Vout) = (1/(1-D)) * 입력전압(Vin).Equation (3): Output voltage (Vout) = (1 / (1-D)) * Input voltage (Vin).

벅-부스트 컨버터는, 벅 컨버터와 부스트 컨버터가 혼합된 형태이다. 이때 출력전압(Vout)은 식(4)와 같다.The buck-boost converter is a mixture of a buck converter and a boost converter. At this time, the output voltage (Vout) is as shown in equation (4).

식(4) : 출력전압(Vout) = (D/(1-D)) * 입력전압(Vin).Equation (4): Output voltage (Vout) = (D / (1-D)) * Input voltage (Vin).

DC-DC컨버터(910)의 또 다른 종류로서, 오토트랜스포머(autotransformer: 단권변압기)를 이용하는 부스트 컨버터가 있다. Another type of DC-DC converter 910 is a boost converter using an autotransformer.

오토트랜스포머는 1차와 2차의 코일선이 별개로 되어 있지 않고, 그 일부가 공통으로 사용되는 트랜스포머(transformer: 변압기)를 말한다.An autotransformer refers to a transformer in which primary and secondary coil wires are not separated and some of them are commonly used.

도 6은 부스트 컨버터(도 5의 (b)를 참조)에 오토트랜스포머를 결합한 컨버터의 회로를 개략적으로 도시한 도면이다. FIG. 6 is a diagram schematically illustrating a circuit of a converter in which an autotransformer is coupled to a boost converter (see FIG. 5B).

이때, 입력전압(Vin)과 출력전압(Vout)의 관계는 식(5)와 같다. At this time, the relationship between the input voltage Vin and the output voltage Vout is as shown in Equation (5).

식(5) : 출력전압(Vout) = (sqrt(L4/L3)*(1/(1-D)) * 입력전압(Vin).Equation (5): Output voltage (Vout) = (sqrt (L4 / L3) * (1 / (1-D)) * Input voltage (Vin).

여기서, L4은 도 6의 제 4 인덕터(inductor)이고, L2는 도 6의 제 3 인덕터이다. 또한, 제 3 인덕터(L3)와 제 4 인덕터(L4)는 오토트랜스포머를 구성한다.Here, L4 is a fourth inductor of FIG. 6, and L2 is a third inductor of FIG. 6. In addition, the third inductor L3 and the fourth inductor L4 constitute an autotransformer.

즉, 오토트랜스포머를 결합한 컨버터 회로는 제 3 인덕터(L3)와 제 4 인덕터(L4)의 권수비(turn ratio)를 조정함으로써, 승압비를 조절할 수 있는 바, 다양한 설계가 가능하다. 여기서, 승압비는 출력전압(Vout)/입력전압(Vin)으로 나타낼 수 있다.That is, the converter circuit combining the autotransformer can adjust the boost ratio by adjusting the turn ratio of the third inductor L3 and the fourth inductor L4, and thus various designs are possible. Here, the boost ratio may be expressed as an output voltage Vout / input voltage Vin.

이하 도 7을 더욱 참조하여, 본발명의 실시예에 따른 DC-DC컨버터(910)에 대해서 보다 상세하게 설명한다.Hereinafter, the DC-DC converter 910 according to the embodiment of the present invention will be described in more detail with reference to FIG. 7.

도 7에 도시한 바와 같이, 본발명의 실시예에 따른 DC-DC 컨버터(910)는 전술한 오토트랜스포머를 이용하는 DC-DC 컨버터에서 보호회로부(911)를 더욱 포함할 수 있다.As shown in FIG. 7, the DC-DC converter 910 according to the embodiment of the present invention may further include a protection circuit unit 911 in the DC-DC converter using the aforementioned autotransformer.

구체적으로 설명하면, 본발명의 실시예에 따른 DC-DC컨버터(910)는 제 1 및 제 2 인덕터(L1, L2)와, 출력커패시터(Coss)와, 제 1 내지 3 커패시터(C1, C2, C3)와, 제 1 내지 4 다이오드(D1, D2, D3, D4)와, 스위치(M)를 포함할 수 있다. Specifically, the DC-DC converter 910 according to the embodiment of the present invention includes the first and second inductors L1 and L2, the output capacitor Coss, and the first to third capacitors C1, C2, C3), first to fourth diodes D1, D2, D3, and D4, and a switch M may be included.

여기서, 제 1 내지 제 3 다이오드(D1, D2, D3)와, 제 1 및 제 2 커패시터(C1, C2)는 보호회로부(911)를 구성하게 된다. Here, the first to third diodes D1, D2, and D3 and the first and second capacitors C1 and C2 form a protection circuit unit 911.

먼저, 본발명의 실시예에 다른 DC-DC 컨버터(910)의 연결 관계를 설명한다. First, the connection relationship of the DC-DC converter 910 according to the embodiment of the present invention will be described.

제 1 인덕터(L1)의 일측은 입력전압(Vin)의 일측단자(+)가 연결된다. 제 1 인덕터(L1)의 타측은 제 2 인덕터(L2)의 일측과, 스위치(M)의 입력단 예를 들면 드레인전극(D)과, 출력 커패시터(Coss)의 제 1 전극과, 제 1 다이오드(D1)의 제 1 전극 예를 들면 애노드(anode) 전극과 연결된다. One side of the first inductor L1 is connected to one terminal (+) of the input voltage Vin. The other side of the first inductor L1 includes one side of the second inductor L2, an input terminal of the switch M, for example, a drain electrode D, a first electrode of the output capacitor Coss, and a first diode ( It is connected to the first electrode of D1), for example an anode electrode.

제 2 인덕터(L2)의 일측은 스위치(M)의 입력단 예를 들면 드레인전극(D)과, 출력 커패시터(Coss)의 제 1 전극과, 제 1 다이오드(D1)의 제 1 전극 예를 들면 애노드 전극과 연결된다. 제 2 인덕터(L2)의 타측은, 제 2 커패시터(C2)의 제 1 전극과, 제 4 다이오드(D4)의 제 1 전극 예를 들면 애노드 전극과 연결된다. One side of the second inductor L2 is an input terminal of the switch M, for example, a drain electrode D, a first electrode of the output capacitor Coss, and a first electrode of the first diode D1, for example, an anode. Connected with the electrode. The other side of the second inductor L2 is connected to the first electrode of the second capacitor C2 and the first electrode of the fourth diode D4, for example, the anode electrode.

여기서, 제 1 인덕터(L1)와 제 2 인덕터(L2)는 오토트랜스포머(AT)를 구성하게 된다. 전술한 바와 같이, 오토트랜스포머(AT)는 1차와 2차의 코일선이 별개로 되어 있지 않고, 그 일부가 공통으로 사용되는 트랜스포머를 말하는 것으로서, 여기서, 제 1 인덕터(L1)의 일부는 예를 들면 1차 코일선의 기능을 할 수 있으며, 제 2 인덕터(L2)의 일부는 예를 들면 2차 코일선의 기능을 할 수 있다. Here, the first inductor L1 and the second inductor L2 form an autotransformer AT. As described above, the autotransformer AT refers to a transformer in which primary and secondary coil wires are not separated and a part thereof is commonly used. Here, a part of the first inductor L1 is an example. For example, it can function as a primary coil wire, and part of the second inductor L2 can function as a secondary coil wire, for example.

따라서, 제 1 인덕터(L1)와 제 2 인덕터(L2)의 권수비를 조정함으로써, 승압비를 조절할 수 있는 바, 다양한 승압비의 설계가 가능하다.Therefore, by adjusting the turn ratio of the first inductor L1 and the second inductor L2, the boost ratio can be adjusted, and various boost ratio ratio designs can be designed.

스위치(M)의 입력단은 출력 커패시터(Coss)의 제 1 전극과, 제 1 다이오드(D1)의 예를 들면 애노드 전극과 연결된다. 스위치(M)의 출력단 예를 들면 소스전극(S)은 입력전압(Vin)의 일측단자(-)와, 출력 커패시터(Coss)의 제 2 전극과, 제 1 커패시터(C1)의 제 2 전극과, 제 3 커패시터(C3)의 제 2 전극과, 출력전압(Vout)의 출력단자와 연결된다.The input terminal of the switch M is connected to the first electrode of the output capacitor Coss and, for example, the anode electrode of the first diode D1. The output terminal of the switch M, for example, the source electrode S is connected to one terminal (-) of the input voltage Vin, the second electrode of the output capacitor Coss, and the second electrode of the first capacitor C1. The second electrode of the third capacitor C3 is connected to the output terminal of the output voltage Vout.

또한, 스위치(M)의 게이트전극(G)은, PWM제어부(920)와 연결되어 PWM제어신호(PWM)를 전달 받는다. 이에 따라, PWM제어신호(PWM)의 듀티비에 따라서, 스위치(M)는 온/오프 된다. In addition, the gate electrode G of the switch M is connected to the PWM controller 920 to receive the PWM control signal PWM. Thus, the switch M is turned on / off in accordance with the duty ratio of the PWM control signal PWM.

여기서, 스위치(M)는, 예를 들면, BJT(bipolar junction transistor) 또는 다수 캐리어 반도체 소자인 MOSFET(metal oxide silicon field effect transistor)가 사용될 수 있다. 그 외에 다른 타입의 트랜지스터(transistor)가 사용될 수 있음은 당업자에게 자명하다. Here, the switch M may be, for example, a bipolar junction transistor (BJT) or a metal oxide silicon field effect transistor (MOSFET) that is a multi-carrier semiconductor device. It will be apparent to those skilled in the art that other types of transistors can be used.

출력 커패시터(Coss)의 제 1 전극은 제 1 다이오드(D1)의 애노드 전극과 연결된다. 출력 커패시터(Coss)의 제 2 전극은 제 1 커패시터(C1)의 제 2 전극과, 제 3 커패시터(C3)의 제 2 전극과, 출력전압(Vout)의 출력단과 연결된다. The first electrode of the output capacitor Coss is connected to the anode electrode of the first diode D1. The second electrode of the output capacitor Coss is connected to the second electrode of the first capacitor C1, the second electrode of the third capacitor C3, and the output terminal of the output voltage Vout.

제 1 커패시터(C1)의 제 1 전극은 제 1 다이오드(D1)의 제 2 전극 예를 들면 캐소드(cathode)전극과, 제 2 다이오드(D2)의 제 1 전극 예를 들면 애노드전극과 연결된다. 제 1 커패시터(C1)의 제 2 전극은 제 3 커패시터(C3)의 제 2 전극과 출력전압(Vout)의 출력단과 연결된다. The first electrode of the first capacitor C1 is connected to a second electrode of the first diode D1, for example, a cathode, and a first electrode of the second diode D2, for example, an anode. The second electrode of the first capacitor C1 is connected to the second electrode of the third capacitor C3 and the output terminal of the output voltage Vout.

제 2 커패시터(C2)의 제 1 전극은 제 4 다이오드(D4)의 제 1 전극 예를 들면 애노드전극과 연결된다. 제 2 커패시터(C2)의 제 2 전극은 제 2 다이오드(D2)의 제 2 전극 예를 들면 캐소드전극과, 제 3 다이오드(D3)의 제 1 전극 예를 들면 애노드전극과 연결된다. The first electrode of the second capacitor C2 is connected to the first electrode of the fourth diode D4, for example, the anode electrode. The second electrode of the second capacitor C2 is connected to a second electrode of the second diode D2, for example, a cathode, and a first electrode of the third diode D3, for example, of an anode.

제 3 커패시터(C3)의 제 1 전극은 제 3 및 제 4 다이오드(D3, D4)의 제2 전극 예를 들면 캐소드전극과, 출력전압(Vout)의 출력단과 연결된다. 제 3 커패시터(C3)의 제 2 전극은 출력전압(Vout)의 출력단과 연결된다. The first electrode of the third capacitor C3 is connected to the second electrode of the third and fourth diodes D3 and D4, for example, a cathode electrode, and an output terminal of the output voltage Vout. The second electrode of the third capacitor C3 is connected to the output terminal of the output voltage Vout.

제 1 다이오드(D1)의 제 2 전극 예를 들면 캐소드전극은 제 2 다이오드(D2)의 제 1 전극 예를 들면 애노드전극과 연결된다. A second electrode, for example a cathode, of the first diode D1 is connected to a first electrode, for example, an anode of the second diode D2.

제 2 다이오드(D2)의 제 2 전극은 제 3 다이오드(D3)의 제 1 전극과 연결된다. The second electrode of the second diode D2 is connected to the first electrode of the third diode D3.

제 3 다이오드(D3)의 제 2 전극은 제 4 다이오드(D4)의 제 2 전극과 연결된다. The second electrode of the third diode D3 is connected to the second electrode of the fourth diode D4.

여기서, 도시하지 않았으나, 스위치(M)의 출력단자와 출력 커패시터(Coss)와 제 1 및 제 3 커패시터(C1, C3)의 제 2 전극은 접지될 수 있다. Although not shown, the output terminal of the switch M, the output capacitor Coss, and the second electrodes of the first and third capacitors C1 and C3 may be grounded.

여기서, 제 4 다이오드(D4)는, 입력된 전하와 입력전압(Vin)을 출력전압(Vout)의 출력단으로 보낸다. Here, the fourth diode D4 sends the input charge and the input voltage Vin to the output terminal of the output voltage Vout.

제3커패시터(C3)는, 출력단의 출력전압(Vout)의 리플 성분을 제거하여 안정화시킨다. 즉, 스위치(M)의 고속 스위칭에 의해 입력전압(Vin)이 승압된 출력전압(Vout)에는 리플 성분이 포함되는데, 이러한 리플(ripple) 성분을 제거하는 역할을 한다. The third capacitor C3 removes and stabilizes the ripple component of the output voltage Vout at the output terminal. That is, the ripple component is included in the output voltage Vout in which the input voltage Vin is boosted by the high speed switching of the switch M, and serves to remove the ripple component.

이하, 도 8 및 도9를 더욱 참조하여, 본발명의 실시예에 따른 DC-DC 컨버터(910)의 동작모드에 대해서 설명한다. 8 and 9, the operation mode of the DC-DC converter 910 according to the embodiment of the present invention will be described.

도 8은 스위치(M)가 턴온 된 경우에 동작 회로도이며, 도 9는 스위치(M)가 턴오프 된 경우에 동작 회로도이다. 8 is an operation circuit diagram when the switch M is turned on, and FIG. 9 is an operation circuit diagram when the switch M is turned off.

먼저, 제 1 모드는, 스위치(M)가 턴온이 되는 모드이다. First, the first mode is a mode in which the switch M is turned on.

도 8을 참조하면, 스위치(M)가 턴온됨으로써, 전류는 제 1 인덕터(L1) 및 스위치(M)를 통과하여 흐르게 되고, 이때, 제 1 인덕터(L1)는 입력전압(Vin)에 대응하는 에너지가 저장된다. Referring to FIG. 8, when the switch M is turned on, current flows through the first inductor L1 and the switch M, where the first inductor L1 corresponds to the input voltage Vin. Energy is stored.

또한, 스위치(M)가 턴오프 일 때, 제 1 커패시터(C1)에 충전된 에너지는 제 2 다이오드(D2)를 통과하여 제 2 커패시터(C2)에 전달되고, 이에 따라, 제 2 커패시터(C2)는 에너지가 충전된다. In addition, when the switch M is turned off, the energy charged in the first capacitor C1 is transferred to the second capacitor C2 through the second diode D2 and thus, the second capacitor C2. ) Is charged with energy.

제 2 모드는, 스위치(M)가 턴오프 되는 모드이다. The second mode is a mode in which the switch M is turned off.

도 9를 참조하면, 스위치(M)가 턴오프 됨으로써, 전류는 스위치(M)를 통과하지 않고, 출력 커패시터(Coss)과, 제 1 다이오드(D1)를 통하여 제 1 커패시터(C1)를 충전하게 된다. 9, the switch M is turned off so that current does not pass through the switch M and charges the first capacitor C1 through the output capacitor Coss and the first diode D1. do.

이때, 제 2 커패시터(C2)는, 제 1 커패시터(C1)로부터 전류 공급이 중단되는 바, 제 1 모드에서 제 1 커패시터(C1)로부터 전달 받은 에너지를 방전한다. At this time, the second capacitor C2 discontinues supply of current from the first capacitor C1, and thus discharges energy received from the first capacitor C1 in the first mode.

또한, 제 1 인덕터(L1)에 저장된 에너지는 제 2 인덕터(L2)에 전달된다. 여기서, 전술한 바와 같이, 제 1 인덕터(L1)와 제 2 인덕터(L2)는 오토트랜스포머(AT)를 형성하게 되는 바, 제 1 인덕터(L1)와 제 2 인덕터(L2)의 권수비에 따라 입력전압(Vin)은 승압된다. 또한, 승압된 입력전압(Vin)은 출력전압(Vout)으로서 제 4 다이오드(D4)를 통과하여 출력된다.In addition, energy stored in the first inductor L1 is transferred to the second inductor L2. Here, as described above, the first inductor L1 and the second inductor L2 form an autotransformer AT, and are input according to the turn ratio of the first inductor L1 and the second inductor L2. The voltage Vin is stepped up. In addition, the boosted input voltage Vin is output through the fourth diode D4 as the output voltage Vout.

이때, 제 2 인덕터(L2)에 흐르는 전류는 0까지 감소하게 된다. 또한, 입력전압(Vin)과 출력전압(Vout)의 합이 스위치(M)의 드레인전극(D)과 소스전극(S) 사이에 인가된다. 즉, 출력 커패시터(Coss)에 인가된다. At this time, the current flowing in the second inductor L2 decreases to zero. In addition, the sum of the input voltage Vin and the output voltage Vout is applied between the drain electrode D and the source electrode S of the switch M. FIG. That is, it is applied to the output capacitor Coss.

제 3 모드는, 스위치(M)가 턴온이 되는 모드이다. The third mode is a mode in which the switch M is turned on.

다시 도 8을 참조하면, 제 1 인덕터(L1)에 에너지가 저장된다. 또한, 제 1 커패시터(C1)에 충전된 에너지는 제 2 다이오드(D2)를 통과하여 제 2 커패시터(C2)에 전달된다. Referring back to FIG. 8, energy is stored in the first inductor L1. In addition, energy charged in the first capacitor C1 is transferred to the second capacitor C2 through the second diode D2.

여기서, 본발명의 실시예에 따른 DC-DC 컨버터(910)의 효과에 대해서 보다 상세하게 설명한다. Here, the effect of the DC-DC converter 910 according to the embodiment of the present invention will be described in more detail.

도 10은 보호회로부(911)가 없는 경우 스위치(M)의 전압 전류 파형을 나타낸 도면이다. FIG. 10 is a diagram illustrating voltage and current waveforms of the switch M when the protection circuit unit 911 is not provided.

도 10을 참조하면, 스위치(M)의 턴오프시 스위치(M)의 전압은 소정의 기울기를 가지고 충전하게 되고, 전류도 소정의 기울기를 가지고 감소한다. 반면에, 스위치(M)의 턴온시 스위치(M)의 전압은 소정의 기울기를 가지고 방전하게 되고, 전류는 소정의 기울기를 가지고 증가하게 된다. Referring to FIG. 10, when the switch M is turned off, the voltage of the switch M is charged with a predetermined slope, and the current also decreases with a predetermined slope. On the other hand, when the switch M is turned on, the voltage of the switch M discharges with a predetermined slope, and the current increases with a predetermined slope.

이때, 전압과 전류의 겹치는 부분(overlap)은 스위치(M)의 도통 손실과 과전압 및 과전류 스트레스를 주게 된다. 또한, 오버랩 되는 부분은, 하드 스위칭(hard switching)에 따른 스위칭 손실(switching loss)로 나타나게 된다. 또한, EMI(electro-magnetic interference) 현상이 발생되는 요인이 된다.In this case, the overlap of the voltage and the current causes the conduction loss of the switch M and the overvoltage and overcurrent stress. In addition, the overlapped portion is represented as a switching loss due to hard switching. In addition, an electromagnetic interference (EMI) phenomenon is a factor that occurs.

여기서, 스위치(M)가 턴온되는 경우, 보호회로부(911)에 의한 스위칭 손실 저감 방법은 아래와 같다.Here, when the switch M is turned on, the switching loss reduction method by the protection circuit unit 911 is as follows.

먼저, 전술한 바와 같이, 스위치(M)의 턴온시 과전압 및 과전류에 의한 스위칭 손실이 발생하는데, 구체적으로 출력 커패시터(Coss)에 의하여, (1/2)* Coss *Vⁿ의 손실이 발생한다. 여기서, Coss는 출력 커패시터(Coss)의 전압을 말하고, n은 자연수로서 예를 들면 2가 될 수 있다.First, as described above, switching loss due to overvoltage and overcurrent occurs when the switch M is turned on. Specifically, a loss of (1/2) * Coss * Vⁿ occurs by the output capacitor Coss. Here, Coss refers to the voltage of the output capacitor Coss, and n is a natural number, for example, may be 2.

이때, 제 2 인덕터(L2)에 흐르는 전류가 0이 되면, 출력 커패시터(Coss)의 전압이 입력전압(Vin)보다 높기 때문에(왜냐하면, 전술한 바와 같이, 입력전압(Vin)과 출력전압(Vout)의 합이 출력 커패시터(Coss)에 인가되기 때문이다), 제 1 인덕터(L1)와 출력 커패시터(Coss)의 공진에 의해, 입력전압(Vin)을 중심으로 출력전압(Vout)의 진폭을 가지고 공진하게 된다. 여기서, 출력 커패시터(Coss)의 전압이 최소로 될 때, 스위치(M)의 게이트전극(G)에 게이트신호를 인가하게 되면, 스위칭 손실이 거의 0에 가깝게 된다. At this time, when the current flowing through the second inductor L2 becomes 0, the voltage of the output capacitor Coss is higher than the input voltage Vin (because, as described above, the input voltage Vin and the output voltage Vout). ) Is applied to the output capacitor (Coss), and the resonance of the first inductor (L1) and the output capacitor (Coss), the amplitude of the output voltage (Vout) around the input voltage (Vin) Resonance. Here, when the voltage of the output capacitor Coss becomes minimum, when the gate signal is applied to the gate electrode G of the switch M, the switching loss is almost zero.

스위치(M)가 턴오프되는 경우, 보호회로부(911)에 의한 스위칭 손실 저감 방법은 아래와 같다.When the switch M is turned off, the switching loss reduction method by the protection circuit unit 911 is as follows.

먼저, 전술한 바와 같이, 스위치(M)의 턴오프시 과전압 및 과전류에 의한 스위칭 손실이 발생한다. First, as described above, switching losses due to overvoltage and overcurrent occur when the switch M is turned off.

이때, 스위치(M)가 턴오프 될 때, 스위치(M)의 드레인 전극(D)에 전달되는 전류는 출력 커패시터(Coss)에 전달되고, 동시에 제 1 커패시터(C1)에도 전달된다. 이를 통하여, 스위치(M)의 드레인전극(D)의 과전류를 방지 할 수 있는 바, 스위칭 손실을 개선할 수 있다. At this time, when the switch M is turned off, the current delivered to the drain electrode D of the switch M is transmitted to the output capacitor Coss, and at the same time to the first capacitor C1. Through this, the overcurrent of the drain electrode D of the switch M can be prevented, and thus switching loss can be improved.

도 11은 일반적인 오토트랜스포머를 이용한 DC-DC 컨버터의 구동시 시뮬레이션 결과이고, 도 12는 본발명의 실시예에 따른 DC-DC 컨버터(910)의 구동시 시뮬레이션 결과이다. FIG. 11 is a simulation result when driving a DC-DC converter using a general autotransformer, and FIG. 12 is a simulation result when driving a DC-DC converter 910 according to an embodiment of the present invention.

도 11과 도 12에서 보는 바와 같이, 본발명의 실시예에 따른 DC-DC 컨버터(910)가 일반적인 DC-DC 컨버터 보다 전력 손실이 저감되는 것을 알 수 있다. As shown in FIG. 11 and FIG. 12, it can be seen that the DC-DC converter 910 according to the embodiment of the present invention reduces power loss than a general DC-DC converter.

또한, 전압과 전류의 급격한 변화가 개선되는 것을 알 수 있다.It can also be seen that abrupt changes in voltage and current are improved.

전술한 바와 같이, 본발명의 실시예에 따른 DC-DC 컨버터(910)는 보호회로부(911)를 더욱 포함함으로써, 스위치(M)의 과전압 및 과전류를 방지하여 스위칭 손실을 개선할 수 있다. 이에 따라, EMI특성도 개선된다. As described above, the DC-DC converter 910 according to the embodiment of the present invention further includes a protection circuit unit 911, thereby preventing switching over voltage and over current of the switch M to improve switching loss. Accordingly, the EMI characteristic is also improved.

전술한 본발명의 실시예는 본발명의 일예로서, 본발명의 정신에 포함되는 범위 내에서 자유로운 변형이 가능하다. 따라서, 본발명은, 첨부된 특허청구범위 및 이와 등가되는 범위 내에서의 본발명의 변형을 포함한다.The embodiments of the present invention described above are examples of the present invention, and modifications can be made freely within the scope of the present invention. Accordingly, the invention includes modifications of the invention within the scope of the appended claims and their equivalents.

100 : 평판표시장치 200 : 표시패널
910 : DC-DC컨버터 911 : 보호회로부
D : 다이오드 C : 커패시터 L : 인덕터
Vin : 입력전압 Vout : 출력전압
100: flat panel display 200: display panel
910: DC-DC converter 911: protection circuit
D: Diode C: Capacitor L: Inductor
Vin: Input Voltage Vout: Output Voltage

Claims (6)

스위치와;
상기 스위치의 손실을 저감하는 보호회로부를 포함하고,
상기 보호회로부는,
제 1 및 제 2 커패시터와, 제 1 내지 제 3 다이오드를 포함하고,
상기 제 1 커패시터의 제 1 전극은 상기 제 1 다이오드의 제 2 전극과, 상기 제 2 다이오드의 제 1 전극과 연결되고,
상기 제 2 커패시터의 제 2 전극은 상기 제 2 다이오드의 제 2 전극과, 제 3 다이오드의 제 1 전극과 연결되고,
상기 제 1 다이오드의 제 1 전극은 상기 스위치의 드레인 전극과 연결되고, 상기 제 1 다이오드의 제 2 전극은 상기 제 2 다이오드의 제 1 전극과 연결되고,
상기 제 2 다이오드의 제 2 전극은 상기 제 3 다이오드의 제 1 전극과 연결되는
DC-DC 컨버터.
A switch;
It includes a protection circuit for reducing the loss of the switch,
The protection circuit unit,
First and second capacitors, and first to third diodes,
The first electrode of the first capacitor is connected to the second electrode of the first diode, the first electrode of the second diode,
The second electrode of the second capacitor is connected with the second electrode of the second diode, the first electrode of the third diode,
The first electrode of the first diode is connected with the drain electrode of the switch, the second electrode of the first diode is connected with the first electrode of the second diode,
The second electrode of the second diode is connected with the first electrode of the third diode.
DC-DC converter.
제 1 항에 있어서,
상기 DC-DC컨버터는, 제 1 및 제 2 인덕터와, 출력 커패시터를 더욱 포함하고,
상기 제 1 인덕터와 상기 제 2 인덕터는 서로 연결되어 오토트랜스포머를 구성하고,
상기 출력 커패시터의 제 1 전극은, 상기 제 1 인덕터와 상기 제 2 인덕터의 일측과, 상기 스위치의 드레인 전극과, 상기 제 1 다이오드의 제 1 전극와 연결되고, 상기 출력 커패시터의 제 2 전극은 상기 스위치의 소스 전극과 연결되고,
상기 제 2 커패시터의 제 1 전극은 상기 제 2 인덕터의 타측과 연결되는
DC-DC 컨버터.
The method of claim 1,
The DC-DC converter further includes first and second inductors and an output capacitor,
The first inductor and the second inductor are connected to each other to form an autotransformer,
The first electrode of the output capacitor is connected to one side of the first inductor and the second inductor, the drain electrode of the switch, and the first electrode of the first diode, and the second electrode of the output capacitor is the switch. Connected to the source electrode of
The first electrode of the second capacitor is connected to the other side of the second inductor
DC-DC converter.
제 2 항에 있어서,
제 3 커패시터와 제 4 다이오드를 더욱 포함하고,
상기 제 4 다이오드의 제 1 전극은 상기 제 2 인덕터의 타측과, 상기 제 2 커패시터의 제 2 전극과 연결되고, 상기 제 4 다이오드의 제 2 전극은 상기 제 3 커패시터의 제 1 전극과, 상기 제 3 다이오드의 제 2 전극과 연결되고,
상기 제 3 다이오드의 제 2 전극은 상기 제 3 커패시터의 제 1 전극과 연결되는
DC-DC 컨버터.
The method of claim 2,
Further comprising a third capacitor and a fourth diode,
The first electrode of the fourth diode is connected to the other side of the second inductor, the second electrode of the second capacitor, the second electrode of the fourth diode is connected to the first electrode of the third capacitor, and the second electrode. Connected to the second electrode of the three diodes,
The second electrode of the third diode is connected with the first electrode of the third capacitor.
DC-DC converter.
영상을 표시하는 표시패널을 포함하는 평판표시장치에 있어서,
스위치와, 상기 스위치의 손실을 저감하는 보호회로부를 포함하고,
상기 보호회로부는,
제 1 및 제 2 커패시터와, 제 1 내지 제 3 다이오드를 포함하고,
상기 제 1 커패시터의 제 1 전극은 상기 제 1 다이오드의 제 2 전극과, 상기 제 2 다이오드의 제 1 전극과 연결되고,
상기 제 2 커패시터의 제 2 전극은 상기 제 2 다이오드의 제 2 전극과, 제 3 다이오드의 제 1 전극과 연결되고,
상기 제 1 다이오드의 제 1 전극은 상기 스위치의 드레인 전극과 연결되고, 상기 제 1 다이오드의 제 2 전극은 상기 제 2 다이오드의 제 1 전극과 연결되고,
상기 제 2 다이오드의 제 2 전극은 상기 제 3 다이오드의 제 1 전극과 연결되는
DC-DC 컨버터를 포함하는 평판표시장치.
In the flat panel display device comprising a display panel for displaying an image,
A switch, and a protection circuit portion for reducing the loss of the switch,
The protection circuit unit,
First and second capacitors, and first to third diodes,
The first electrode of the first capacitor is connected to the second electrode of the first diode, the first electrode of the second diode,
The second electrode of the second capacitor is connected with the second electrode of the second diode, the first electrode of the third diode,
The first electrode of the first diode is connected with the drain electrode of the switch, the second electrode of the first diode is connected with the first electrode of the second diode,
The second electrode of the second diode is connected with the first electrode of the third diode.
Flat panel display including a DC-DC converter.
제 4 항에 있어서,
상기 DC-DC컨버터는, 제 1 및 제 2 인덕터와, 출력 커패시터를 더욱 포함하고,
상기 제 1 인덕터와 상기 제 2 인덕터는 서로 연결되어 오토트랜스포머를 구성하고,
상기 출력 커패시터의 제 1 전극은, 상기 제 1 인덕터와 상기 제 2 인덕터의 일측과, 상기 스위치의 드레인 전극과, 상기 제 1 다이오드의 제 1 전극와 연결되고, 상기 출력 커패시터의 제 2 전극은 상기 스위치의 소스 전극과 연결되고,
상기 제 2 커패시터의 제 1 전극은 상기 제 2 인덕터의 타측과 연결되는
DC-DC 컨버터를 포함하는 평판표시장치.
The method of claim 4, wherein
The DC-DC converter further includes first and second inductors and an output capacitor,
The first inductor and the second inductor are connected to each other to form an autotransformer,
The first electrode of the output capacitor is connected to one side of the first inductor and the second inductor, the drain electrode of the switch, and the first electrode of the first diode, and the second electrode of the output capacitor is the switch. Connected to the source electrode of
The first electrode of the second capacitor is connected to the other side of the second inductor
Flat panel display including a DC-DC converter.
제 5 항에 있어서,
제 3 커패시터와 제 4 다이오드를 더욱 포함하고,
상기 제 4 다이오드의 제 1 전극은 상기 제 2 인덕터의 타측과, 상기 제 2 커패시터의 제 2 전극과 연결되고, 상기 제 4 다이오드의 제 2 전극은 상기 제 3 커패시터의 제 1 전극과, 상기 제 3 다이오드의 제 2 전극과 연결되고,
상기 제 3 다이오드의 제 2 전극은 상기 제 3 커패시터의 제 1 전극과 연결되는
DC-DC 컨버터를 포함하는 평판표시장치.
The method of claim 5, wherein
Further comprising a third capacitor and a fourth diode,
The first electrode of the fourth diode is connected to the other side of the second inductor, the second electrode of the second capacitor, the second electrode of the fourth diode is connected to the first electrode of the third capacitor, and the second electrode. Connected to the second electrode of the three diodes,
The second electrode of the third diode is connected with the first electrode of the third capacitor.
Flat panel display including a DC-DC converter.
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