KR20120080007A - Ｄｃ-ｄｃ 컨버터 및 이를 이용한 이동통신 단말기 - Google Patents

Ｄｃ-ｄｃ 컨버터 및 이를 이용한 이동통신 단말기 Download PDF

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Abstract

본 발명은 입력전원을 변환하여 제 1전원을 생성하고, 상기 제 1전원을 제 1출력단으로 출력하는 DC-DC 컨버터에 있어서, 상기 입력전원이 특정 범위의 전압을 갖는 경우에, 상기 제 1출력단에 소정의 저항을 전기적으로 연결하는 저항부; 를 포함하는 DC-DC 컨버터 및 이를 이용한 이동통신 단말기에 관한 것이다. 본 발명에 따르면, 입력되는 입력전원을 감지하여 특정 범위의 전압에 해당되는 경우 출력단에 부하를 증가시켜 펄스 스킵 모드를 감소 또는 제거하는 DC-DC 컨버터 및 이를 이용한 이동통신 단말기를 제공할 수 있다.

Description

ＤＣ-ＤＣ 컨버터 및 이를 이용한 이동통신 단말기{DC-DC Converter and Mobile Communication Terminal using The Same}
본 발명은 DC-DC 컨버터 및 이를 이용한 이동통신 단말기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 입력되는 입력전원을 감지하여 특정 범위의 전압에 해당되는 경우 출력단에 부하를 증가시켜 펄스 스킵 모드를 감소 또는 제거하는 DC-DC 컨버터 및 이를 이용한 이동통신 단말기에 관한 것이다.
최근, 이동통신 분야의 발전이 가속화됨에 따라 스마트 폰(Smart Phone) 등과 같은 이동통신 단말기의 보급이 광범위하게 이루어지고 있다. 이러한 이동통신 단말기에는 화상을 표시하기 위한 디스플레이부가 설치된다.
이러한 디스플레이부의 구동에 필요한 전원은 DC-DC 컨버터로부터 전달받는데, 상기 DC-DC 컨버터는 펄스 폭 변조(Pulse Width Modulation, PWM)을 사용함으로써 배터리 전원을 승압 또는 강압하여, 부하측이 원하는 직류 전원으로 변환하여 공급한다.
DC-DC 컨버터는 배터리 전원의 가용범위 내에서 얼마나 장시간 사용할 수 있는가의 효율성이 중요하게 되므로, 구동 전압이 낮은 사용자 인터페이스(User Interface, UI) 화면 등이 디스플레이부에 표시되는 경우에는 스위칭 동작을 생략하여 효율을 높이는 펄스 스킵 모드(Pulse Skip Mode, PSM)로 동작한다.
그러나, 이러한 펄스 스킵 모드 도중에 통화가 이루어지는 경우에는 배터리 전원이 불안정하게 변동(fluctuation)되므로, 디스플레이부에 플리커(flicker) 현상이 발생하는 문제점이 있었다. 이러한 문제점은 특히, 유럽식 디지털 이동통신 방식인 GSM(Global System for Mobile Communication)의 경우에 더욱 두드러졌다.
상술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 본 발명의 목적은 입력되는 입력전원을 감지하여 특정 범위의 전압에 해당되는 경우 출력단에 부하를 증가시켜 펄스 스킵 모드를 감소 또는 제거하는 DC-DC 컨버터 및 이를 이용한 이동통신 단말기를 제공하기 위한 것이다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 본 발명의 DC-DC 컨버터는 입력전원을 변환하여 제 1전원을 생성하고, 상기 제 1전원을 제 1출력단으로 출력하는 DC-DC 컨버터에 있어서, 상기 입력전원이 특정 범위의 전압을 갖는 경우에, 상기 제 1출력단에 소정의 저항을 전기적으로 연결하는 저항부를 포함한다.
또한, 상기 입력전원을 승압하여 상기 제 1전원을 생성하고, 상기 제 1전원을 제 1출력단으로 출력하는 부스트회로 및 상기 입력전원을 강압하여 제 2전원을 생성하고, 상기 제 2전원을 제 2출력단으로 출력하는 벅회로를 더 포함한다.
또한, 상기 저항부는 저항, 상기 저항과 상기 제 1출력단 사이에 위치하는 스위칭소자 및 상기 입력전원이 기준전압보다 큰 전압을 갖는 경우에는 상기 스위칭소자를 턴-온시키고, 상기 입력전원이 상기 기준전압보다 낮은 전압을 갖는 경우에는 상기 스위칭소자를 턴-오프시키는 비교기를 포함한다.
또한, 상기 기준전압은 4.0V 인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 입력전원은 배터리로부터 전달되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 DC-DC 컨버터를 이용한 이동통신 단말기는 주사선들, 데이터선들, 제 1전원 및 제 2전원과 접속되는 화소들을 포함하여 화상을 표시하는 디스플레이부, 상기 주사선들을 통해 각 화소에 주사 신호를 제공하는 주사 구동부, 상기 데이터선들을 통해 각 화소에 데이터 신호를 제공하는 데이터 구동부 및 입력전원을 변환하여 상기 제 1전원 및 상기 제 2전원을 생성하고, 상기 제 1전원을 제 1출력단으로 출력하며, 상기 제 2전원을 제 2출력단으로 출력하는 DC-DC 컨버터를 포함하되, 상기 DC-DC 컨버터는, 상기 입력전원이 특정 범위의 전압을 갖는 경우에, 상기 제 1출력단에 소정의 저항을 전기적으로 연결하는 저항부를 포함한다.
또한, 상기 DC-DC 컨버터는 상기 입력전원을 승압하여 상기 제 1전원을 생성하고, 상기 제 1전원을 제 1출력단으로 출력하는 부스트회로 및 상기 입력전원을 강압하여 제 2전원을 생성하고, 상기 제 2전원을 제 2출력단으로 출력하는 벅회로를 더 포함한다.
또한, 상기 저항부는, 저항, 상기 저항과 상기 제 1출력단 사이에 위치하는 스위칭소자 및 상기 입력전원이 기준전압보다 큰 전압을 갖는 경우에는 상기 스위칭소자를 턴-온시키고, 상기 입력전원이 상기 기준전압보다 낮은 전압을 갖는 경우에는 상기 스위칭소자를 턴-오프시키는 비교기를 포함한다.
또한, 상기 기준전압은, 4.0V 인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 입력전원은, 배터리로부터 전달되는 것을 특징으로 한다.
이상 살펴본 바와 같은 본 발명에 따르면, 입력되는 입력전원을 감지하여 특정 범위의 전압에 해당되는 경우 출력단에 부하를 증가시켜 펄스 스킵 모드를 감소 또는 제거하는 DC-DC 컨버터 및 이를 이용한 이동통신 단말기를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 의한 DC-DC 컨버터를 포함하는 이동통신 단말기를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 의한 디스플레이부의 화소를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 의한 DC-DC 컨버터를 나타낸 도면이다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 이하의 설명에서 어떤 부분이 다른 부분과 연결되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 전기적으로 연결되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 도면에서 본 발명과 관계없는 부분은 본 발명의 설명을 명확하게 하기 위하여 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다.
이하, 첨부된 도면들을 참고하여 본 발명에 대해 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 의한 DC-DC 컨버터를 포함하는 이동통신 단말기를 나타낸 도면이다. 특히, 도 1은 본 발명의 요지와 관련되는 디스플레이부(20) 및 DC-DC 컨버터(60)와 관계되는 구성을 위주로 도시하였으며, 이동통신 단말기에 포함된 기타 구성 요소는 공지된 구성으로서 도 1 및 이하 설명에서 생략한다.
또한, 이동통신 단말기는 이동통신망을 이용하는 기기이면 족하고, 셀룰러폰(Cellular Phone), 스마트폰(Smart Phone) 등일 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시예에 의한 디스플레이부의 화소를 나타낸 도면이다. 특히, 도 2에서는 설명의 편의성을 위하여 제 n주사선(Sn) 및 제 m데이터선(Dm)과 접속된 화소를 도시하기로 한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 이동통신 단말기는 디스플레이부(20), 주사 구동부(30), 데이터 구동부(40) 및 DC-DC 컨버터(60)를 포함한다. 또한, 주사 구동부(30) 및 데이터 구동부(40)를 제어하기 위한 타이밍 제어부(50)를 더 포함할 수 있다.
디스플레이부(20)는 이동통신 단말기에서 사용자 인터페이스 영상(UI) 등의 각종 화면을 표시하는 것으로서, 본 발명에서는 유기전계발광 디스플레이인 것이 바람직하다.
또한, 상기 디스플레이부(20)는 주사선들(S1 내지 Sn) 및 데이터선들(D1 내지 Dm)과 접속되는 복수의 화소들(10)로 이루어진다. 또한, 각 화소들(10)은 제 1전원(ELVDD) 및 제 2전원(ELVSS)과 연결되며, 제 1전원(ELVDD) 및 제 2전원(ELVSS)을 공급받은 화소들(10) 각각은 제 1전원(ELVDD)으로부터 유기 발광 다이오드를 경유하여 제 2전원(ELVSS)까지 흐르는 전류에 의하여 데이터 신호에 대응하는 빛을 생성한다.
도 2를 참조하면, 상기 각 화소(10)는 유기 발광 다이오드(OLED)와, 데이터선(Dm) 및 주사선(Sn)에 접속되어 유기 발광 다이오드(OLED)를 제어하기 위한 화소 회로(12)를 구비한다.
유기 발광 다이오드(OLED)의 애노드 전극은 화소 회로(12)에 접속되고, 캐소드 전극은 제 2전원(ELVSS)에 접속된다.
이와 같은 유기 발광 다이오드(OLED)는 화소 회로(12)로부터 공급되는 전류에 대응되어 소정 휘도의 빛을 생성한다.
화소 회로(12)는 주사선(Sn)으로 주사신호가 공급될 때 데이터선(Dm)으로 공급되는 데이터신호에 대응되어 유기 발광 다이오드(OLED)로 공급되는 전류량을 제어한다. 이를 위해, 화소 회로(12)는 제 1전원(ELVDD)과 유기 발광 다이오드(OLED) 사이에 접속된 제 2트랜지스터(M2)와, 제 2트랜지스터(M2), 데이터선(Dm) 및 주사선(Sn)의 사이에 접속된 제 1트랜지스터(M1)와, 제 2트랜지스터(M2)의 게이트 전극과 제 1전극 사이에 접속된 스토리지 커패시터(Cst)를 구비한다.
제 1트랜지스터(M1)의 게이트 전극은 주사선(Sn)에 접속되고, 제 1전극은 데이터선(Dm)에 접속된다. 그리고, 제 1트랜지스터(M1)의 제 2전극은 스토리지 커패시터(Cst)의 일측 단자에 접속된다. 여기서, 제 1전극은 소스 전극 및 드레인 전극 중 어느 하나로 설정되고, 제 2전극은 제 1전극과 다른 전극으로 설정된다. 예를 들어, 제 1전극이 소스 전극으로 설정되면 제 2전극은 드레인 전극으로 설정된다.
주사선(Sn) 및 데이터선(Dm)에 접속된 제 1트랜지스터(M1)는 주사선(Sn)으로부터 주사신호가 공급될 때 턴-온되어 데이터선(Dm)으로부터 공급되는 데이터신호를 스토리지 커패시터(Cst)로 공급한다. 이때, 스토리지 커패시터(Cst)는 데이터신호에 대응되는 전압을 충전한다.
제 2트랜지스터(M2)의 게이트 전극은 스토리지 커패시터(Cst)의 일측 단자에 접속되고, 제 1전극은 스토리지 커패시터(Cst)의 다른측 단자 및 제 1전원(ELVDD)에 접속된다. 그리고, 제 2트랜지스터(M2)의 제 2전극은 유기 발광 다이오드(OLED)의 애노드 전극에 접속된다.
이와 같은 제 2트랜지스터(M2)는 스토리지 커패시터(Cst)에 저장된 전압값에 대응하여 제 1전원(ELVDD)으로부터 유기 발광 다이오드(OLED)를 경유하여 제 2전원(ELVSS)으로 흐르는 전류량을 제어한다. 이때, 유기 발광 다이오드(OLED)는 제 2트랜지스터(M2)로부터 공급되는 전류량에 대응되는 빛을 생성한다.
상기 설명된 도 2의 화소 구조는 본 발명의 일 실시예일 뿐이지, 본 발명의 화소(10)가 상기 화소 구조에 한정되는 것은 아니다.
주사 구동부(30)는 타이밍 제어부(50)의 제어에 의해 주사 신호를 생성하고, 생성된 주사 신호를 주사선들(S1 내지 Sn)로 공급한다.
데이터 구동부(40)는 타이밍 제어부(50)의 제어에 의해 데이터 신호를 생성하고, 생성된 데이터 신호를 데이터선들(D1 내지 Dm)로 공급한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 의한 DC-DC 컨버터를 나타낸 도면이다.
DC-DC 컨버터(60)는 입력전원(Vin)을 변환하여 상기 제 1전원(ELVDD)과 제 2전원(ELVSS)을 생성하여 디스플레이부(20)에 공급한다.
특히, DC-DC 컨버터(60)는 상기 입력전원(Vin)이 특정 범위의 전압을 갖는 경우에는 상기 제 1전원(ELVDD)이 출력되는 제 1출력단(OUT1)에 소정의 저항(R)을 전기적으로 연결하는 저항부(100)를 포함한다.
따라서, 펄스 스킵 모드 중에 통화가 이루어져 상기 입력전원(Vin)이 특정 범위의 전압을 갖는 경우에는 상기 제 1출력단(OUT1)에 저항(R)을 연결시킴으로써, 제 1출력단(OUT1)에 부하를 증가시켜 펄스 스킵 모드를 불연속 모드(Discontinuous Mode, DCM) 또는 연속 모드(Continuous Mode)로 변화시켜 디스플레이부(20)에 일어나는 플리커 현상을 제거할 수 있게 된다.
도 3을 참조하면, DC-DC 컨버터(60)는 저항부(100)와 더불어, 부스트회로(80) 및 벅회로(90)를 더 포함한다.
부스트회로(80)는 승압형 컨버터로서, 입력단(INPUT)으로 인가되는 입력전원(Vin)을 승압한 제 1전원(ELVDD)을 생성하고, 상기 제 1전원(ELVDD)을 제 1출력단(OUT1)으로 출력한다.
벅회로(90)는 강압형 컨버터로서, 입력단(INPUT)으로 인가되는 입력전원(Vin)을 강압한 제 2전원(ELVSS)을 생성하고, 상기 제 2전원(ELVSS)을 제 2출력단(OUT2)으로 출력한다.
이러한, 부스트회로(80)와 벅회로(90)는 승압 및 강압을 수행하는 회로이면 그 어떤 구성이라도 무방하며, 이미 공지된 회로를 사용하여도 무방하다.
제 1전원(ELVDD)은 입력전원(Vin)이 승압된 것이고, 제 2전원(ELVSS)은 입력전원(Vin)이 강압된 것이므로, 결국 제 1전원(ELVDD)은 제 2전원(ELVSS)보다 큰 전압을 갖게 된다.
상기 입력전원(Vin)은 이동통신 단말기 내부에 설치되는 배터리(70)로부터 전달되는 것이 바람직하다.
본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 상기 저항부(100)는 저항(R), 스위칭소자(T1) 및 비교기(110)를 포함한다.
저항(R)은 소정의 저항값을 가지는 소자로서, 그 저항값은 실험이나 컨버터의 특성 등에 따라 다양하게 변화될 수 있다.
스위칭소자(T1)는 제 1전원(ELVDD)을 출력하는 제 1출력단(OUT1)과 상기 저항(R) 사이에 위치하여, 비교기(110)로부터 전달되는 비교신호(Vcmp)에 의해 온/오프 제어된다. 도 3에는 일실시예로서, 스위칭소자(T1)가 NMOS형 트랜지스터로 구성된 경우를 도시하였으나 이에 한정되지는 않는다.
비교기(110)는 입력전원(Vin)과 기준전압(Vref)을 비교하여, 그 결과에 따라 비교신호(Vcmp)를 통해 스위칭소자(T1)의 온/오프를 제어한다.
상세하게는, 입력전원(Vin)이 기준전압(Vref)보다 큰 전압을 갖는 경우에는 상기 스위칭소자(T1)를 턴-온시켜 저항(R)을 제 1출력단(OUT1)에 연결시키고, 입력전원(Vin)이 기준전압(Vref)보다 낮은 전압을 갖는 경우에는 상기 스위칭소자(T1)를 턴-오프시켜 저항(R)과 제 1출력단(OUT1)의 연결을 차단한다.
스위칭소자(T1)가 NMOS형 트랜지스터인 경우를 예를 들면, 비교기(110)는 입력전원(Vin)이 기준전압(Vref)보다 큰 전압을 갖는 경우에 하이 레벨의 비교신호(Vcmp)를 상기 트랜지스터의 게이트 전극으로 공급하여 상기 스위칭소자(T1)를 턴-온시키고, 입력전원(Vin)이 기준전압(Vref)보다 낮은 전압을 갖는 경우에는 로우 레벨의 비교신호(Vcmp)를 상기 트랜지스터의 게이트 전극으로 공급하여 상기 스위칭소자(T1)를 턴-오프시키게 된다.
이 때, 비교 기준이 되는 기준전압(Vref)은 4.0V인 것이 바람직하다. 즉, 입력전원(Vin)이 4.0V 이상으로 변동하는 경우에 바로 입력전원(Vin)의 변동을 파악하여 저항(R)을 제 1출력단(OUT1)에 연결시킬 수 있게 된다.
도 3에서는 본 발명의 저항부(100)가 부스트회로(80)와 벅회로(90)를 모두 구비하고 있는 DC-DC 컨버터(60)에 설치된 것을 도시하고 있으나, 부스트회로(80)만을 구비한 DC-DC 컨버터(60)에 설치될 수 있음은 물론이다.
본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구의 범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구의 범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
10: 화소 20: 디스플레이부
30: 주사구동부 40: 데이터 구동부
50: 타이밍제어부 60: DC-DC 컨버터
70: 배터리 80: 부스트회로
90: 벅회로 100: 저항부
110: 비교기

Claims (10)

  1. 입력전원을 변환하여 제 1전원을 생성하고, 상기 제 1전원을 제 1출력단으로 출력하는 DC-DC 컨버터에 있어서,
    상기 입력전원이 특정 범위의 전압을 갖는 경우에, 상기 제 1출력단에 소정의 저항을 전기적으로 연결하는 저항부; 를 포함하는 DC-DC 컨버터.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 입력전원을 승압하여 상기 제 1전원을 생성하고, 상기 제 1전원을 제 1출력단으로 출력하는 부스트회로; 및
    상기 입력전원을 강압하여 제 2전원을 생성하고, 상기 제 2전원을 제 2출력단으로 출력하는 벅회로; 를 더 포함하는 DC-DC 컨버터.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 저항부는,
    저항;
    상기 저항과 상기 제 1출력단 사이에 위치하는 스위칭소자; 및
    상기 입력전원이 기준전압보다 큰 전압을 갖는 경우에는 상기 스위칭소자를 턴-온시키고, 상기 입력전원이 상기 기준전압보다 낮은 전압을 갖는 경우에는 상기 스위칭소자를 턴-오프시키는 비교기; 를 포함하는 DC-DC 컨버터.
  4. 제 3항에 있어서, 상기 기준전압은,
    4.0V 인 것을 특징으로 하는 DC-DC 컨버터.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 입력전원은,
    배터리로부터 전달되는 것을 특징으로 하는 DC-DC 컨버터.
  6. 주사선들, 데이터선들, 제 1전원 및 제 2전원과 접속되는 화소들을 포함하여 화상을 표시하는 디스플레이부;
    상기 주사선들을 통해 각 화소에 주사 신호를 제공하는 주사 구동부;
    상기 데이터선들을 통해 각 화소에 데이터 신호를 제공하는 데이터 구동부; 및
    입력전원을 변환하여 상기 제 1전원 및 상기 제 2전원을 생성하고, 상기 제 1전원을 제 1출력단으로 출력하며, 상기 제 2전원을 제 2출력단으로 출력하는 DC-DC 컨버터; 를 포함하되,
    상기 DC-DC 컨버터는,
    상기 입력전원이 특정 범위의 전압을 갖는 경우에, 상기 제 1출력단에 소정의 저항을 전기적으로 연결하는 저항부; 를 포함하는 이동통신 단말기.
  7. 제 6항에 있어서, 상기 DC-DC 컨버터는,
    상기 입력전원을 승압하여 상기 제 1전원을 생성하고, 상기 제 1전원을 제 1출력단으로 출력하는 부스트회로; 및
    상기 입력전원을 강압하여 제 2전원을 생성하고, 상기 제 2전원을 제 2출력단으로 출력하는 벅회로; 를 더 포함하는 이동통신 단말기.
  8. 제 6항에 있어서, 상기 저항부는,
    저항;
    상기 저항과 상기 제 1출력단 사이에 위치하는 스위칭소자; 및
    상기 입력전원이 기준전압보다 큰 전압을 갖는 경우에는 상기 스위칭소자를 턴-온시키고, 상기 입력전원이 상기 기준전압보다 낮은 전압을 갖는 경우에는 상기 스위칭소자를 턴-오프시키는 비교기; 를 포함하는 이동통신 단말기.
  9. 제 8항에 있어서, 상기 기준전압은,
    4.0V 인 것을 특징으로 하는 이동통신 단말기.
  10. 제 6항에 있어서, 상기 입력전원은,
    배터리로부터 전달되는 것을 특징으로 하는 이동통신 단말기.
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