KR20140087911A - 전원 공급 장치 및 이를 포함하는 표시 장치 - Google Patents

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Abstract

기준 저전압 검출 전압을 높게 설정하더라도 순간적인 전압 강하에 대해서는 저전압 잠김 기능이 수행되지 않도록 하기 위한 본 발명에 따른 전원 공급 장치는 입력 전원의 전압 강하를 검출하여 저전압 잠김 신호를 생성하여 저전압 보호 기능을 수행하는 저전압 검출부를 포함하는 전원 공급 장치에 있어서, 상기 저전압 검출부는 입력 전원을 설정된 지연 시간 동안 지연시켜 상기 저전압 잠김 신호를 생성하는 것을 특징으로 한다.

Description

전원 공급 장치 및 이를 포함하는 표시 장치{POWER SUPPLYING APPARATUS AND DISPLAY APPARATUS INCLUDING THE SAME}
본 발명은 전원 공급 장치 및 이를 포함하는 표시 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 전원 공급 장치는 교류 전압을 이용하여 정류하여 직류 전압으로 변환하거나, 직류 전압을 필요로 하는 전압으로 승압하거나 강압하여 각종 기기(예를 들어, 디스플레이 장치, 발광 다이오드)에 필요한 직류 전압을 제공한다.
도 1은 종래의 전원 공급 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 1을 참조하면, 종래의 전원 공급 장치는 직류-직류 컨버터(10), 저전압 검출부(20), 및 스위칭 제어부(30)를 포함한다.
상기 직류-직류 컨버터(10)는 입력 전원(Vin)을 직류 전압으로 변환하여 출력하는 것으로서, 인덕터(L), 다이오드(D), 스위칭 소자(Psw), 및 커패시터(C)로 이루어진다. 이러한 상기 직류-직류 컨버터(10)는 스위칭 제어부(30)로부터 공급되는 펄스 폭 변조 신호(SPWM)에 따른 스위칭 소자(Psw)의 스위칭에 따라 입력 전원(Vin)을 직류 전압으로 변환한다. 즉, 스위칭 소자(Psw)가 턴-온(On)될 경우, 입력 전원(Vin)에 의해 인덕터(L)에 전류가 흘러 에너지가 축적된다. 그리고, 스위칭 소자(Psw)가 턴-오프될 경우, 인덕터(L)에 축적된 에너지가 입력 전원(Vin)에 부가되고, 다이오드(D)에 의해 정류되어 커패시터(C)에 의해 평활되어 출력 전압(Vout)으로서 출력된다.
저전압 검출부(20)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 입력 전원(Vin)이 공급되는 회로의 오동작을 방지하기 위해, 입력 전원(Vin)의 전압이 설정된 기준 저전압 검출 전압(Vref_UVLO) 이하일 경우에만 하이(High) 상태의 저전압 잠금(Under Voltage Lock Out) 신호(UVLO)를 생성하여 스위칭 제어부(30)에 공급한다.
스위칭 제어부(30)는 직류-직류 컨버터(10)의 출력 전압(Vout)을 피드백(FB) 받아 펄스 폭 변조 신호(SPWM)를 생성하고, 저전압 검출부(20)로부터 로우(Low) 상태의 저전압 잠금 신호(UVLO)가 공급될 경우에만 상기 펄스 폭 변조 신호(SPWM)로 직류-직류 컨버터(10)의 출력 전압(Vout)을 일정하게 제어한다.
한편, 종래의 전원 공급 장치에서는 순간적인 로드(Load) 증가 및 전류 집중(Inrush current)시 입력 전원(Vin)의 순간적인 전압 강하(Voltage Dip)가 발생될 경우, 저전압 검출부(20)에 의해 하이 상태의 저전압 잠김 신호(UVLO)가 생성되어 저전압 잠김 기능이 수행되는 경우가 있다. 물론, 비정상적인 입력 전원(Vin)의 전압 강하시 입력 전원(Vin)이 공급되는 회로의 오동작을 방지하기 위해 저전압 잠김 기능이 수행돼야 하지만, 디스플레이 장치 등에 있어서는, 순간적인 입력 전압(Vin)의 전압 강하는 무시하고 동작하는 것이 안정적인 동작에 유리할 수 있다.
이에 따라, 디스플레이 장치에 적용되는 전원 공급 장치에 있어서는, 입력 전원(Vin)의 순간적인 전압 강하(Voltage Dip)시에는 저전압 잠김 기능이 수행되지 않도록 기준 저전압 검출 전압(Vref_UVLO)을 낮춰 입력 전원(Vin)의 전압 범위를 넓히고 있다.
그러나, 저전압 잠김 기능을 위한 기준 저전압 검출 전압(Vref_UVLO)을 낮춰 입력 전원(Vin)의 전압 범위를 넓힐 경우, 입력 전원(Vin)이 낮아지면, 입력 전류가 커지고, 이로 인해, 도 3에 도시된 바와 같이, 입력 전원(Vin)의 변화에 따른 스위칭 소자(Psw), 인덕터(L), 및 다이오드(D) 각각의 입력 전류도 증가하기 때문에, 집적 회로(IC)의 칩 사이즈(Chip size)가 커지고, 스위칭 소자(Psw), 인덕터(L), 및 다이오드(D) 각각의 전류 정격(Current rating)도 높아져야 하는 문제점이 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위해, 저전압 잠김 기능을 위한 기준 저전압 검출 전압(Vref_UVLO)을 높일 경우 순간적인 전압 강하에도 저전압 잠김 기능이 수행되게 된다.
따라서, 기준 저전압 검출 전압(Vref_UVLO)을 높게 설정하더라도 순간적인 전압 강하에 대해서는 저전압 잠김 기능이 수행되지 않는 방안이 요구된다.
본 발명은 전술한 문제점을 해결하고자 안출된 것으로, 기준 저전압 검출 전압을 높게 설정하더라도 순간적인 전압 강하에 대해서는 저전압 잠김 기능이 수행되지 않는 전원 공급 장치 및 이를 이용한 표시 장치를 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.
위에서 언급된 본 발명의 기술적 과제 외에도, 본 발명의 다른 특징 및 이점들이 이하에서 기술되거나, 그러한 기술 및 설명으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
전술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 전원 공급 장치는 입력 전원의 전압 강하를 검출하여 저전압 잠김 신호를 생성하여 저전압 보호 기능을 수행하는 저전압 검출부를 포함하는 전원 공급 장치에 있어서, 상기 저전압 검출부는 입력 전원을 설정된 지연 시간 동안 지연시켜 상기 저전압 잠김 신호를 생성하는 것을 특징으로 한다.
상기 전원 공급 장치는 스위칭 소자의 스위칭에 따라 입력 전원을 직류 전압으로 변환하여 출력하는 직류-직류 컨버터; 및 상기 저전압 잠김 신호에 기초하여 상기 스위칭 소자의 스위칭을 제어하는 스위칭 제어부를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
전술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 표시 장치는 게이트 라인과 데이터 라인의 교차에 의해 정의되는 화소 영역에 형성된 화소를 포함하는 표시 패널; 상기 화소를 구동하기 위한 패널 구동부; 및 입력 전원을 직류 전압으로 변환하여 상기 패널 구동부에 공급하는 전원 공급부를 포함하며, 상기 전원 공급부는 상기 전원 공급 장치를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 패널 구동부는 복수의 기준 감마 전압을 생성하는 기준 감마 전압 생성부; 상기 복수의 기준 감마 전압을 이용하여 입력되는 화소 데이터를 데이터 전압으로 변환하여 상기 데이터 라인에 공급하는 데이터 구동 회로부; 상기 게이트 라인에 게이트 신호를 공급하는 게이트 구동 회로부; 및 상기 데이터 구동 회로부와 상기 게이트 구동 회로부의 구동을 제어하고, 상기 데이터 구동 회로부에 화소 데이터를 공급하는 타이밍 제어부를 포함하며, 상기 전원 공급부는 상기 기준 감마 전압 생성부와 상기 데이터 구동 회로부와 상기 게이트 구동 회로부 및 상기 타이밍 제어부 중 적어도 하나의 구동에 필요한 상기 직류 전압을 생성하여 공급하는 것을 특징으로 한다.
상기 표시 장치는 상기 표시 패널에 광을 조사하기 위한 백 라이트 유닛; 및 상기 백 라이트 유닛을 구동하는 백 라이트 구동부를 더 포함하여 구성되며, 상기 전원 공급부는 상기 백 라이트 구동부의 구동에 필요한 상기 직류 전압을 더 생성하여 공급하는 것을 특징으로 한다.
상기 과제의 해결 수단에 의하면, 본 발명은 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 입력 전원을 일정 시간 동안 지연시켜 저전압 보호 기능을 위한 저전압 잠김 신호를 생성함으로써 기준 저전압 검출 전압을 높게 설정하더라도 순간적인 전압 강하에 대해서는 저전압 잠김 기능이 수행되지 않고, 입력 전원의 전압 강하가 일정 시간 동안 기준 저전압 검출 전압 이하일 때 저전압 보호 기능이 수행된다는 효과가 있다.
둘째, 기준 저전압 검출 전압이 종래 대비 높게 설정할 수 있고, 입력 전원의 하한을 높일 수 있기 때문에 작은 입력 전류에 의해 전원 공급 장치의 크기를 줄일 수 있고, 스위칭 소자와 인덕터 및 다이오드의 전류 정격(Current rating)을 최적화할 수 있다는 효과가 있다.
도 1은 종래의 전원 공급 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 저전압 검출부의 동작을 설명하기 위한 파형도이다.
도 3은 도 1에 도시된 스위칭 소자, 인덕터, 및 다이오드 각각의 입력 전원에 따른 전류 변화를 나타내는 파형도이다.
도 4는 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 전원 공급 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 5a 및 도 5b는 도 4에 도시된 저전압 검출부로부터 출력되는 저전압 잠김 신호를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 도 5에 도시된 저전압 검출부에 포함된 지연 수단의 구성을 설명하기 위한 블록도이다.
도 7은 도 6에 도시된 지연 수단에 의해 지연되는 입력 전원을 설명하기 위한 파형도이다.
도 8은 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 전원 공급 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 도 8에 도시된 저전압 검출부에 포함된 지연 수단의 구성을 설명하기 위한 블록도이다.
도 10은 본 발명에 따른 전원 공급 장치에 포함된 스위칭 소자, 인덕터, 및 다이오드 각각의 입력 전원에 따른 전류 변화를 나타내는 파형도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시 예에 따른 표시 장치를 설명하기 위한 도면이다.
본 명세서에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 정의하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "제 1", "제 2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 것으로, 이들 용어들에 의해 권리범위가 한정되어서는 아니 된다.
"포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
"적어도 하나"의 용어는 하나 이상의 관련 항목으로부터 제시 가능한 모든 조합을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 예를 들어, "제 1 항목, 제 2 항목 및 제 3 항목 중에서 적어도 하나"의 의미는 제 1 항목, 제 2 항목 또는 제 3 항목 각각 뿐만 아니라 제 1 항목, 제 2 항목 및 제 3 항목 중에서 2개 이상으로부터 제시될 수 있는 모든 항목의 조합을 의미한다.
이하에서는 본 발명에 따른 전원 공급 장치 및 이를 이용한 표시 장치의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 4는 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 전원 공급 장치를 설명하기 위한 도면이고, 도 5a 및 도 5b는 도 4에 도시된 저전압 검출부로부터 출력되는 저전압 잠김 신호를 설명하기 위한 도면이다.
도 4, 도 5a 및 도 5b를 참조하면, 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 전원 공급 장치(100)는 직류-직류 컨버터(110), 저전압 검출부(120), 및 스위칭 제어부(130)를 포함한다.
상기 직류-직류 컨버터(110)는 입력 전원(Vin)을 직류 전압으로 변환하여 출력하는 것으로서, 인덕터(L), 다이오드(D), 스위칭 소자(Psw), 및 커패시터(C)로 이루어진다. 이러한 상기 직류-직류 컨버터(110)는 스위칭 제어부(130)로부터 공급되는 펄스 폭 변조 신호(SPWM)에 따른 스위칭 소자(Psw)의 스위칭에 따라 입력 전원(Vin)을 직류 전압으로 변환한다. 즉, 스위칭 소자(Psw)가 턴-온(On)될 경우, 입력 전원(Vin)에 의해 인덕터(L)에 전류가 흘러 에너지가 축적된다. 그리고, 스위칭 소자(Psw)가 턴-오프될 경우, 인덕터(L)에 축적된 에너지가 입력 전원(Vin)에 부가되고, 다이오드(D)에 의해 정류되어 커패시터(C)에 의해 평활되어 출력 전압(Vout)으로서 출력된다.
상기 저전압 검출부(120)는 입력 전원(Vin)이 공급되는 회로의 오동작을 방지하기 위해, 입력 전원(Vin)의 전압이 설정된 기준 저전압 검출 전압(Vref_UVLO) 이하일 경우에만 하이(High) 상태의 저전압 잠금(Under Voltage Lock Out) 신호(UVLO)를 생성하여 스위칭 제어부(130)에 공급한다. 이를 위해, 저전압 검출부(120)는 제 1 저전압 검출 수단(121), 지연 수단(123), 제 2 저전압 검출 수단(125), 및 논리 게이트(127)를 포함한다.
상기 제 1 저전압 검출 수단(121)은 입력 전원(Vin)의 전압이 설정된 기준 저전압 검출 전압(Vref_UVLO) 이하로 강하되면 하이(High) 상태의 제 1 저전압 잠금 신호(UVLO1)를 생성하고, 상기 입력 전원(Vin)의 전압이 설정된 기준 저전압 검출 전압(Vref_UVLO)을 초과하면 로우(Low) 상태의 제 1 저전압 잠금 신호(UVLO1)를 생성하여 논리 게이트(127)에 공급한다. 여기서, 상기 기준 저전압 검출 전압(Vref_UVLO)은 전술한 종래의 기준 저전압 검출 전압(Vref_UVLO)보다 상대적으로 높은 전압 레벨로 설정된다.
상기 지연 수단(123)은 입력되는 입력 전원(Vin)을 설정된 지연 시간만큼 지연시켜 지연된 입력 전원(Vin_delay)을 제 2 저전압 검출 수단(125)에 공급한다.
상기 제 2 저전압 검출 수단(121)은 지연된 입력 전원(Vin_delay)의 전압이 설정된 기준 저전압 검출 전압(Vref_UVLO) 이하로 강하되면 하이(High) 상태의 제 2 저전압 잠금 신호(UVLO2)를 생성하고, 상기 지연된 입력 전원(Vin_delay)의 전압이 설정된 기준 저전압 검출 전압(Vref_UVLO)을 초과하면 로우(Low) 상태의 제 2 저전압 잠금 신호(UVLO2)를 생성하여 논리 게이트(127)에 공급한다.
상기 논리 게이트(127)는 입력되는 제 1 및 제 2 저전압 잠금 신호(UVLO1, UVLO2)를 논리곱(AND) 연산하여 최종적인 저전압 잠금 신호(UVLO)를 생성한다. 즉, 상기 논리 게이트(127)는 제 1 및 제 2 저전압 잠금 신호(UVLO1, UVLO2)가 모두 하이(High) 논리 상태일 경우에는 하이(High) 상태의 저전압 잠금 신호(UVLO)를 생성하고, 그렇지 않은 경우 로우(Low) 상태의 저전압 잠금 신호(UVLO)를 생성하여 스위칭 제어부(130)에 제공한다.
이와 같은, 상기 저전압 검출부(120)는 상기 지연 수단(123)을 이용하여 입력 전원(Vin)을 설정된 지연 시간만큼 지연시킴으로써, 도 5a에 도시된 바와 같이, 입력 전원(Vin)이 순간적으로 기준 저전압 검출 전압(Vref_UVLO) 이하로 전압 강하될 경우 하이(High) 상태의 저전압 잠금 신호(UVLO)를 출력하지 않는 반면에, 도 5b에 도시된 바와 같이, 입력 전원(Vin)이 설정된 일정 시간 동안 기준 저전압 검출 전압(Vref_UVLO) 이하로 전압 강하될 경우 하이(High) 상태의 저전압 잠금 신호(UVLO)를 출력한다. 따라서, 상기 저전압 검출부(120)는 순간적인 입력 전원(Vin)의 전압 강하에는 저전압 보호 기능을 수행하지 않으며, 입력 전원(Vin)의 전압 강하가 일정 시간 동안 기준 저전압 검출 전압(Vref_UVLO) 이하일 때 저전압 보호 기능을 수행하게 된다. 결과적으로, 본 발명에 따른 전원 공급 장치(100)는 기준 저전압 검출 전압(Vref_UVLO)을 종래보다 높게 설정할 수 있다.
상기 스위칭 제어부(130)는 직류-직류 컨버터(110)의 출력 전압(Vout)을 피드백(FB) 받아 펄스 폭 변조 신호(SPWM)를 생성하고, 저전압 검출부(120)로부터 로우(Low) 상태의 저전압 잠금 신호(UVLO)가 공급될 경우에만 상기 펄스 폭 변조 신호(SPWM)로 직류-직류 컨버터(110)의 출력 전압(Vout)을 일정하게 제어한다.
한편, 전술한 직류-직류 컨버터(110)의 스위칭 소자(Psw)와 저전압 검출부(120) 및 스위칭 제어부(130)는 하나의 집적 회로(IC)에 내장될 수 있다.
도 6은 도 5에 도시된 저전압 검출부에 포함된 지연 수단의 구성을 설명하기 위한 블록도이며, 도 7은 도 6에 도시된 지연 수단에 의해 지연되는 입력 전원을 설명하기 위한 파형도이다.
도 6 및 도 7을 결부하면, 일 실시 예에 따른 지연 수단(123)은 샘플링 클럭 생성부(123a), 아날로그-디지털 컨버터(123b), 선입선출 버퍼(First In First Out; 123c), 및 디지털-아날로그 컨버터(123d)를 포함한다.
상기 샘플링 클럭 생성부(123a)는 소정 주기로 설정된 제 1 내지 제 n 샘플링 클럭(CLKsam)을 생성하여 아날로그-디지털 컨버터(123b), 선입선출 버퍼(123c), 및 디지털-아날로그 컨버터(123d) 각각에 공급한다. 이때, 상기 샘플링 클럭(CLKsam)의 주파수는 아래의 수학식 1에 의해 설정될 수 있다.
Figure pat00001
수학식 1에서, Tdelay는 사용자에 의해 설정된 지연 시간을 의미하고, n은 지연 시간 동안의 샘플링 개수 또는 선입선출 버퍼의 레지스터 개수를 의미한다.
상기 아날로그-디지털 컨버터(123b)는 상기 제 1 내지 제 n 샘플링 클럭(CLKsam) 각각에 따른 샘플링 시점마다 입력 전원(Vin)의 전압 레벨에 대응되는 제 1 내지 제 n 전원 샘플링 데이터(Vin_data)를 생성하여 선입선출 버퍼(123c)에 입력한다.
상기 선입선출 버퍼(123c)는 상기 아날로그-디지털 컨버터(123b)로부터 입력되는 상기 제 1 내지 제 n 전원 샘플링 데이터(Vin_data)를 상기 제 1 내지 제 n 샘플링 클럭(CLKsam)에 따라 저장하고, 선입선출 방식에 기초하여 저장된 상기 제 1 내지 제 n 전원 샘플링 데이터(Vin_data)를 상기 제 1 내지 제 n 샘플링 클럭(CLKsam)에 따라 출력한다.
상기 디지털-아날로그 컨버터(123d)는 상기 선입선출 버퍼(123c)로부터 출력되는 상기 제 1 내지 제 n 전원 샘플링 데이터(Vin_data)를 상기 제 1 내지 제 n 샘플링 클럭(CLKsam)에 따라 아날로그 형태의 전압으로 변환하여 지연된 입력 전원(Vin_delay)을 생성하고, 지연된 입력 전원(Vin_delay)을 전술한 제 2 저전압 검출 수단(125)에 공급한다.
이와 같은, 일 실시 예에 따른 지연 수단(123)은 입력 전원(Vin)을 샘플링 클럭(CLKsam)에 따라 샘플링하여 전원 샘플링 데이터(Vin_data)를 생성하여 선입선출 버퍼(123c)에 저장하고, 샘플링 클럭(CLKsam)에 따라 선입선출 버퍼(123c)로부터 출력되는 전원 샘플링 데이터(Vin_data)를 아날로그 형태의 지연된 입력 전원(Vin_delay)을 생성하게 된다. 예를 들어, 도 7에 도시된 바와 같이, 제 i 번째 샘플링 클럭(CLKsam)에 따른 샘플링 시점에서 입력 전압(Vin)이 전압 강하된 경우, 제 i 번째 샘플링 클럭(CLKsam)에 의해 샘플링된 전원 샘플링 데이터(Vin_data[i])는 선입선출 버퍼(123c)에 저장된 후, 설정된 지연 시간(Tdelay) 이후에 선입선출 버퍼(123c)로부터 출력되어 상기 디지털-아날로그 컨버터(123d)에 의해 아날로그 형태로 변환하여 제 2 저전압 검출 수단(125)에 공급되게 된다.
도 8은 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 전원 공급 장치를 설명하기 위한 도면으로서, 이는 저전압 검출부의 구성을 변경하여 구성한 것이다. 이하에서는, 저전압 검출부의 구성에 대해서만 설명하기로 한다.
상기 저전압 검출부(120)는 저전압 검출 수단(121), 지연 수단(226), 및 논리 게이트(127)를 포함한다.
상기 저전압 검출 수단(121)은 입력 전원(Vin)의 전압이 설정된 기준 저전압 검출 전압(Vref_UVLO) 이하로 강하되면 하이(High) 상태의 제 1 저전압 잠금 신호(UVLO1)를 생성하고, 상기 입력 전원(Vin)의 전압이 설정된 기준 저전압 검출 전압(Vref_UVLO)을 초과하면 로우(Low) 상태의 제 1 저전압 잠금 신호(UVLO1)를 생성하여 상기 지연 수단(226) 및 상기 논리 게이트(127)에 공급한다.
상기 지연 수단(226)은 상기 저전압 검출 수단(121)으로부터 공급되는 제 1 저전압 잠금 신호(VULO1)를 설정된 지연 시간만큼 지연시켜 제 2 저전압 잠금 신호(VULO2)로서 상기 논리 게이트(127)에 공급한다.
상기 논리 게이트(127)는 입력되는 제 1 및 제 2 저전압 잠금 신호(UVLO1, UVLO2)를 논리곱(AND) 연산하여 최종적인 저전압 잠금 신호(UVLO)를 생성한다. 즉, 상기 논리 게이트(127)는 제 1 및 제 2 저전압 잠금 신호(UVLO1, UVLO2)가 모두 하이(High) 논리 상태일 경우에는 하이(High) 상태의 저전압 잠금 신호(UVLO)를 생성하고, 그렇지 않은 경우 로우(Low) 상태의 저전압 잠금 신호(UVLO)를 생성하여 스위칭 제어부(130)에 제공한다.
이와 같은, 상기 저전압 검출부(120)는 상기 지연 수단(123)을 이용하여 제 1 저전압 잠금 신호(UVLO1)를 설정된 지연 시간만큼 지연시킴으로써, 도 5a에 도시된 바와 같이, 입력 전원(Vin)이 순간적으로 기준 저전압 검출 전압(Vref_UVLO) 이하로 전압 강하될 경우 하이(High) 상태의 저전압 잠금 신호(UVLO)를 출력하지 않는 반면에, 도 5b에 도시된 바와 같이, 입력 전원(Vin)이 설정된 일정 시간 동안 기준 저전압 검출 전압(Vref_UVLO) 이하로 전압 강하될 경우 하이(High) 상태의 저전압 잠금 신호(UVLO)를 출력한다. 따라서, 상기 저전압 검출부(120)는 순간적인 입력 전원(Vin)의 전압 강하에는 저전압 보호 기능을 수행하지 않으며, 입력 전원(Vin)의 전압 강하가 일정 시간 동안 기준 저전압 검출 전압(Vref_UVLO) 이하일 때 저전압 보호 기능을 수행하게 된다.
도 9는 도 8에 도시된 저전압 검출부에 포함된 지연 수단의 구성을 설명하기 위한 블록도이다.
도 9를 도 8과 결부하면, 다른 실시 예에 따른 지연 수단(226)은 지연 기준 전압 생성부(226a), 삼각파 생성부(226b), 지연 클럭 생성부(226c), 및 제 2 저전압 잠김 신호 생성부(226d)를 포함한다.
상기 지연 기준 전압 생성부(226a)는 사용자에 의해 가변적으로 설정되거나 미리 설정된 일정한 전압을 가지는 지연 기준 전압(DRV)을 생성하여 지연 클럭 생성부(226c)에 공급한다. 예를 들어, 상기 지연 기준 전압 생성부(226a)는 저항을 이용한 전압 분배 회로 또는 가변 저항을 포함하는 전압 분배 회로로 이루어질 수 있다.
상기 삼각파 생성부(226b)는 일정한 주기를 가지는 삼각파(CW)를 생성하여 지연 클럭 생성부(226c)에 공급한다. 예를 들어, 상기 삼각파 생성부(226b)는 일정한 주파수의 기준 클럭을 생성하는 발진 회로(미도시)와 기준 클럭을 카운팅하여 삼각파(CW)을 출력하는 카운터(미도시)를 포함하여 이루어질 수 있다.
상기 지연 클럭 생성부(226c)는 상기 삼각파 생성부(226b)로부터 입력되는 삼각파(CW)에 기초하여 상기 지연 기준 전압 생성부(226a)로부터 입력되는 지연 기준 전압(DRV)에 따른 하이(High) 구간과 로우(Low) 구간을 가지는 지연 클럭(CLKdelay)을 생성하여 제 2 저전압 잠김 신호 생성부(226d)에 공급한다. 이러한, 상기 지연 클럭 생성부(226c)는 연산 증폭기로 이루어진 비교기로 구성될 수 있으며, 상기 비교기의 비반전 단자(+)에는 상기 지연 시간 레벨의 전압(DTL)이 입력되고, 상기 비교기의 반전 단자(-)에는 상기 삼각파(CW)가 입력된다.
상기 제 2 저전압 잠김 신호 생성부(226d)는 상기 지연 클럭 생성부(226c)로부터 공급되는 지연 클럭(CLKdelay)에 따라 전술한 상기 저전압 검출 수단(121)으로부터 공급되는 제 1 저전압 잠김 신호(UVLO1)를 지연시켜 제 2 저전압 잠김 신호(CVLO2)로서 전술한 상기 논리 게이트(127)에 공급한다. 이러한, 상기 제 2 저전압 잠김 신호 생성부(226d)는 상기 지연 클럭(CLKdelay)에 따라 제 1 저전압 잠김 신호(UVLO1)를 지연시켜 출력하는 D 플립플롭(Flip-Flop)으로 구성될 수 있다.
이와 같은, 다른 실시 예에 따른 지연 수단(226)은 사용자에 의해 설정된 지연 기준 전압(DRV)에 따른 지연 시간을 가지는 지연 클럭(CLKdelay)을 생성하고, 생성된 지연 클럭(CLKdelay)의 주기만큼 제 1 저전압 잠김 신호(UVLO1)를 지연시켜 제 2 저전압 잠김 신호(UVLO2)를 생성한다.
이상과 같은, 본 발명의 실시 예들에 따른 전원 공급 장치(100)는 입력 전원(Vin) 또는 제 1 저전압 잠김 신호(UVLO1)를 지연시켜 지연시간 이후에도 입력 전원(Vin) 또는 제 1 저전압 잠김 신호(UVLO1)가 기준 저전압 검출 전압(Vref_UVLO) 이하일 경우에 저전압 보호 기능이 수행됨으로써 기준 저전압 검출 전압(Vref_UVLO)을 높게 설정하더라도 순간적인 전압 강하에 대해서는 저전압 잠김 기능이 수행되지 않는다.
따라서, 본 발명의 실시 예들에 따른 전원 공급 장치(100)는 기준 저전압 검출 전압(Vref_UVLO)을 종래 대비 상대적으로 높게 설정할 수 있고(도 5b 참조), 입력 전원(Vin)의 하한을 높일 수 있기 때문에, 입력 전류가 작아지고, 이로 인해, 도 10에 도시된 바와 같이, 입력 전원(Vin)의 변화에 따른 스위칭 소자(Psw), 인덕터(L), 및 다이오드(D) 각각의 입력 전류도 작아지기 때문에, 집적 회로(IC)의 칩 사이즈(Chip size)가 작아지고, 스위칭 소자(Psw), 인덕터(L), 및 다이오드(D) 각각의 전류 정격(Current rating)도 작아지게 된다.
한편, 도 4 및 도 8에서는 본 발명에 따른 전원 공급 장치(100)가 하나의 직류-직류 컨버터(110)와 하나의 스위칭 제어부(130)로 구성되는 것으로 도시하였지만, 이에 한정되지 않고, 본 발명에 따른 전원 공급 장치(100)는 복수의 직류-직류 컨버터(110)와 복수의 스위칭 제어부(130)로 구성되고, 이들은 전술한 하나의 저전압 검출부(120)로부터 공급되는 저전압 잠김 신호(UVLO)에 따라 동작한다. 이 경우, 상기 복수의 직류-직류 컨버터(110) 중 일부는 입력 전원(Vin)의 전압 레벨보다 높은 전압 레벨의 출력 전압(Vout)을 출력하는 승압형 직류-직류 컨버터일 수 있고, 나머지는 입력 전원(Vin)의 전압 레벨보다 낮은 전압 레벨의 출력 전압(Vout)을 출력하는 감압형 직류-직류 컨버터일 수 있다.
전술한 바와 같은, 본 발명에 따른 전원 공급 장치(100)는 액정 표시 장치, 유기 발광 표시 장치, 또는 플라즈마 표시 장치를 포함하는 평판 표시 장치의 전원 공급 장치로 사용될 수 있으며, 나아가 직류 전압을 필요로 하는 각종 정보 기기의 전원 공급 장치에 적용될 수 있다.
도 11은 본 발명의 일 실시 예에 따른 표시 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 11을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 표시 장치는 표시 패널(300), 패널 구동부(400), 전원 공급부(500), 백 라이트 유닛(600), 및 백 라이트 구동부(700)를 포함하여 구성된다.
상기 표시 패널(300)은 복수의 게이트 라인(GL)과 복수의 데이터 라인(DL)에 의해 정의되는 영역마다 형성된 복수의 화소(P)를 포함하여 이루어진다.
상기 복수의 화소(P) 각각은 게이트 라인(GL)과 데이터 라인(DL)에 접속된 박막 트랜지스터(미도시) 및 박막 트랜지스터에 접속된 액정셀을 포함하여 이루어진다.
이러한 표시 패널(300)은 각 화소(P)에 공급되는 데이터 전압에 따라 액정셀에 전계를 형성하여 백 라이트 유닛(600)으로부터 조사되는 광의 투과율을 조절함으로써 소정의 영상을 표시하게 된다.
패널 구동부(400)는 기준 감마 전압 생성부(410), 데이터 구동 회로부(420), 게이트 구동 회로부(430), 및 타이밍 제어부(440)를 포함하여 이루어진다.
상기 기준 감마 전압 생성부(410)는 각기 다른 복수의 기준 감마 전압(RGV)을 생성하는 프로그래머블 감마 IC(Programmable Gamma Integrated Circuit)로 구현될 수 있다. 이러한, 상기 기준 감마 전압 생성부(410)는 감마 전압 설정 데이터에 따라 전원 공급부(500)로부터 기준 감마 전압 생성용 고전위 전압(Vdd)과 저전위 전압 사이의 전압 분배를 통해 각기 다른 전압 레벨을 가지는 복수의 기준 감마 전압(RGV)을 생성하여 데이터 구동 회로부(420)에 공급한다. 이때, 상기 기준 감마 전압 생성부(410)는 단위 화소의 각 화소(P)에 공통적으로 사용되는 복수의 기준 감마 전압(RGV)을 생성하거나, 상기 단위 화소의 각 화소(P)에 개별(또는 독립)적으로 사용되는 색상별 복수의 기준 감마 전압(RGV)을 생성할 수 있다.
상기 감마 전압 설정 데이터는 메모리에 저장되어 있거나, 타이밍 제어부(440)로부터 공급될 수 있다.
상기 데이터 구동 회로부(420)는 상기 기준 감마 전압 생성부(410)로부터 공급되는 복수의 기준 감마 전압(RGV)을 세분화하여 복수의 정극성/부극성 계조 전압을 생성하고, 타이밍 제어부(440)로부터 공급되는 데이터 제어 신호(DCS)에 따라 타이밍 제어부(440)로부터 입력되는 화소 데이터(R, G, B)를 래치하고, 상기 복수의 정극성/부극성 계조 전압을 이용하여 래치된 화소 데이터를 정극성/부극성 데이터 전압으로 변환한 후, 극성 제어 신호에 대응되는 정극성/부극성 데이터 전압을 선택하여 데이터 라인들(DL)에 공급한다.
상기 게이트 구동 회로부(430)는 타이밍 제어부(440)로부터 공급되는 게이트 제어 신호(GCS)에 따라 게이트 신호를 생성하여 게이트 라인들(GL)에 순차적으로 공급한다. 여기서, 게이트 구동 회로부(430)는 박막 트랜지스터 형성과 동시에 기판상에 형성될 수 있다.
상기 타이밍 제어부(440)는 외부로부터 입력되는 입력 데이터(RGB)를 표시 패널(300)의 구동에 알맞도록 화소 데이터(R, G, B)로 정렬하여 데이터 구동 회로부(420)에 공급한다.
또한, 상기 타이밍 제어부(440)는 입력되는 타이밍 동기 신호(TSS)를 이용하여 데이터 구동 회로부(420) 및 게이트 구동 회로부(430)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 데이터 제어 신호(DCS)와 게이트 제어 신호(GCS)를 생성한다. 여기서, 타이밍 동기 신호(TSS)는 수직 동기 신호(Vsync); 수평 동기 신호(Hsync); 데이터 인에이블 신호(Data Enable); 및 도트클럭(DCLK) 등을 포함하여 구성될 수 있다. 데이터 제어 신호(DCS)는 소스 스타트 펄스(Source Start Pulse); 소스 샘플링 클럭(Source Sampling Clock); 소스 출력 인에이블(Source Output Enable); 및 극성 제어 신호(POL) 등이 될 수 있다. 게이트 제어 신호(GCS)는 게이트 스타트 펄스(Gate Start Pulse); 게이트 쉬프트 클럭(Gate Shift Clock); 및 게이트 출력 인에이블(Gate Output Enable) 등이 될 수 있다.
그리고, 상기 타이밍 제어부(440)는 한 프레임의 영상의 밝기에 따라 백 라이트 유닛(600)의 휘도를 제어하기 위한 백 라이트 디밍 신호(DIM)를 생성하여 백 라이트 유닛(600)에 공급한다. 여기서, 타이밍 제어부(440)는 한 프레임의 입력 데이터(RGB)를 분석하여 평균 영상 레벨을 산출하고, 산출된 평균 영상 레벨에 따른 백 라이트 디밍 신호(DIM)를 생성한다. 예를 들어, 평균 영상 레벨에 따라 한 프레임의 영상이 상대적으로 밝은 영상으로 판단될 경우, 백 라이트 유닛(600)의 휘도를 감소시키기 위한 백 라이트 디밍 신호(DIM)를 생성하고, 반대로 평균 영상 레벨에 따라 한 프레임의 영상이 상대적으로 어두운 영상으로 판단될 경우, 백 라이트 유닛(600)의 휘도를 증가시키기 위한 백 라이트 디밍 신호(DIM)를 생성할 수 있다.
상기 전원 공급부(500)는 표시 장치의 구동에 필요한 전압을 생성하여 출력한다.
일 실시 예에 따른 전원 공급부(500)는 입력 전원(Vin)을 이용하여 일정한 직류 전압 레벨을 가지는 상기 기준 감마 전압 생성용 고전위 전압(Vdd)을 생성하여 상기 기준 감마 전압 생성부(410)에 공급할 수 있다. 이러한, 상기 전원 공급부(500)는 도 3 내지 도 10을 참조하여 전술한 전원 공급 장치(100)로 이루어지므로 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
다른 실시 예에 따른 전원 공급부(500)는 상기 기준 감마 전압 생성용 고전위 전압(Vdd) 뿐만 아니라, 입력 전원(Vin)을 이용하여 일정한 직류 전압 레벨을 가지는 정전압(Vcc)을 생성하여 백 라이트 구동부(700)에 공급할 수 있다. 이 경우, 상기 전원 공급부(500)는 도 3 내지 도 10을 참조하여 전술한 전원 공급 장치(100)로 이루어지되, 상기 정전압(Vcc)을 생성하기 위한 직류-직류 컨버터와 스위칭 제어부가 추가되고, 추가된 직류-직류 컨버터와 스위칭 제어부는 전술한 저전압 검출부(120)로부터 출력되는 저전압 잠김 신호에 따라 동작한다. 이와 마찬가지로, 전원 공급부(500)는 데이터 구동 회로부(420), 게이트 구동 회로부(430), 및 타이밍 제어부(440) 각각의 구동에 필요한 구동 전압을 생성하여 공급할 수도 있다.
상기 백 라이트 유닛(600)은 복수의 발광 다이오드의 발광을 이용해 표시 패널(300)에 광을 조사한다. 이러한, 백 라이트 유닛(600)은 직렬 접속된 복수의 발광 다이오드(LED)로 이루어지는 적어도 하나의 발광 다이오드 어레이를 포함하여 구성된다. 여기서, 상기 백 라이트 유닛(600)은 에지형 백 라이트 유닛 또는 직하형 백 라이트 유닛이 될 수 있다.
상기 백 라이트 구동부(700)는 상기 전원 공급부(500)로부터 공급되는 정전압(Vcc)을 기반으로 백 라이트 디밍 신호(DIM)에 따라 백 라이트 구동 전압(VLED)의 펄스 폭 및/또는 진폭을 변조하여 상기 백 라이트 유닛(600), 즉 발광 다이오드 어레이를 구동함으로써 백 라이트 디밍 신호(DIM)에 대응되는 밝기의 광이 표시 패널(300)에 조사되도록 한다.
한편, 전술한 표시 장치는 백 라이트 유닛(600)을 포함하므로 액정 표시 장치가 될 수 있다. 하지만, 본 발명에 따른 표시 장치는 전술한 액정 표시 장치에 한정되지 않고, 유기 발광 표시 장치 또는 플라즈마 표시 장치 등이 될 수 있다. 이 경우, 전술한 백 라이트 유닛(600)과 백 라이트 구동부(700)은 생략된다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시 예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사항을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
100: 전원 공급 장치 110: 직류-직류 컨버터
120: 저전압 검출부 121: 제 1 저전압 검출 수단
123, 226: 지연 수단 123a: 샘플링 클럭 생성부
123b: 아날로그-디지털 컨버터 123c: 선입선출 버퍼
123d: 디지털-아날로그 컨버터 125: 제 2 저전압 검출 수단
127: 논리 게이트 130: 스위칭 제어부
226a: 지연 기준 전압 생성부 226b: 삼각파 생성부
226c: 지연 클럭 생성부 226d: 제 2 저전압 잠김 신호 생성부
300: 표시 패널 400: 패널 구동부
410: 기준 감마 전압 생성부 420: 데이터 구동 회로부
430: 게이트 구동 회로부 440: 타이밍 제어부
500: 전원 공급부 600: 백 라이트 유닛
700: 백 라이트 구동부

Claims (10)

  1. 입력 전원의 전압 강하를 검출하여 저전압 잠김 신호를 생성하여 저전압 보호 기능을 수행하는 저전압 검출부를 포함하는 전원 공급 장치에 있어서,
    상기 저전압 검출부는 입력 전원을 설정된 지연 시간 동안 지연시켜 상기 저전압 잠김 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 전원 공급 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    스위칭 소자의 스위칭에 따라 입력 전원을 직류 전압으로 변환하여 출력하는 직류-직류 컨버터; 및
    상기 저전압 잠김 신호에 기초하여 상기 스위칭 소자의 스위칭을 제어하는 스위칭 제어부를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 전원 공급 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 저전압 검출부는,
    상기 입력 전원의 전압 강하를 검출하여 제 1 저전압 잠김 신호를 출력하는 제 1 저전압 검출 수단;
    상기 입력 전원을 설정된 지연 시간 동안 지연시키는 지연 수단;
    상기 지연된 입력 전원의 전압 강하를 검출하여 제 2 저전압 잠김 신호를 출력하는 제 2 저전압 검출 수단; 및
    상기 제 1 및 제 2 저전압 잠김 신호를 논리 연산하여 상기 저전압 잠김 신호를 생성하는 논리 게이트를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 전원 공급 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 지연 수단은,
    샘플링 클럭을 생성하는 샘플링 클럭 생성부;
    상기 샘플링 클럭에 따라 상기 입력 전원을 샘플링하여 전원 샘플링 데이터를 생성하는 아날로그-디지털 컨버터;
    상기 아날로그-디지털 컨버터로부터 입력되는 전원 샘플링 데이터를 상기 샘플링 클럭에 따라 저장하여 선입선출 방식으로 출력하는 선입선출 버퍼; 및
    상기 선입선출 버퍼로부터 입력되는 전원 샘플링 데이터를 상기 샘플링 클럭에 따라 아날로그 형태로 변환하여 상기 지연된 입력 전원을 생성하는 디지털-아날로그 컨버터를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 전원 공급 장치.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 저전압 검출부는,
    상기 입력 전원의 전압 강하를 검출하여 제 1 저전압 잠김 신호를 출력하는 저전압 검출 수단;
    상기 저전압 검출 수단으로부터 공급되는 상기 제 1 저전압 잠김 신호를 설정된 지연 시간 동안 지연시켜 제 2 저전압 잠김 신호로서 출력하는 지연 수단; 및
    상기 제 1 및 제 2 저전압 잠김 신호를 논리 연산하여 상기 저전압 잠김 신호를 생성하는 논리 게이트를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 전원 공급 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 지연 수단은,
    지연 기준 전압을 생성하는 지연 기준 전압 생성부;
    일정한 주기를 가지는 삼각파를 생성하는 삼각파 생성부;
    상기 삼각파와 상기 지연 기준 전압을 이용하여 상기 설정된 지연 시간에 대응되는 주기를 가지는 지연 클럭을 생성하는 지연 클럭 생성부; 및
    상기 지연 클럭에 따라 상기 제 1 저전압 잠김 신호를 지연시켜 상기 제 2 저전압 잠김 신호로서 출력하는 제 2 저전압 잠김 신호 생성부를 포함하여 구성되는 것을 특징을 하는 전원 공급 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 제 2 저전압 잠김 신호 생성부는 D 플립플롭인 것을 특징으로 하는 전원 공급 장치.
  8. 게이트 라인과 데이터 라인의 교차에 의해 정의되는 화소 영역에 형성된 화소를 포함하는 표시 패널;
    상기 화소를 구동하기 위한 패널 구동부; 및
    입력 전원을 직류 전압으로 변환하여 상기 패널 구동부에 공급하는 전원 공급부를 포함하며,
    상기 전원 공급부는 청구항 제 1 항 내지 청구항 제 7 항 중 어느 한 항에 기재된 전원 공급 장치를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 패널 구동부는,
    복수의 기준 감마 전압을 생성하는 기준 감마 전압 생성부;
    상기 복수의 기준 감마 전압을 이용하여 입력되는 화소 데이터를 데이터 전압으로 변환하여 상기 데이터 라인에 공급하는 데이터 구동 회로부;
    상기 게이트 라인에 게이트 신호를 공급하는 게이트 구동 회로부; 및
    상기 데이터 구동 회로부와 상기 게이트 구동 회로부의 구동을 제어하고, 상기 데이터 구동 회로부에 화소 데이터를 공급하는 타이밍 제어부를 포함하며,
    상기 전원 공급부는 상기 기준 감마 전압 생성부와 상기 데이터 구동 회로부와 상기 게이트 구동 회로부 및 상기 타이밍 제어부 중 적어도 하나의 구동에 필요한 상기 직류 전압을 생성하여 공급하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 표시 패널에 광을 조사하기 위한 백 라이트 유닛; 및
    상기 백 라이트 유닛을 구동하는 백 라이트 구동부를 더 포함하여 구성되며,
    상기 전원 공급부는 상기 백 라이트 구동부의 구동에 필요한 상기 직류 전압을 더 생성하여 공급하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
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