KR20220082983A - Dc-dc 컨버터, 이를 이용한 dc-dc 컨버팅 방법 및 이를 포함하는 표시 장치 - Google Patents

Dc-dc 컨버터, 이를 이용한 dc-dc 컨버팅 방법 및 이를 포함하는 표시 장치 Download PDF

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KR20220082983A
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박성천
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Abstract

DC-DC 컨버터는 제1 스위칭 소자, 제2 스위칭 소자 및 강제 유지 회로를 포함한다. 상기 제1 스위칭 소자는 스위칭 제어 신호에 기초하여 턴 온 및 턴 오프된다. 상기 제2 스위칭 소자는 상기 제1 스위칭 소자와 연결된다. 상기 제2 스위칭 소자는 동기 모드에서는 상기 스위칭 제어 신호에 기초하여 턴 온 및 턴 오프된다. 상기 제2 스위칭 소자는 비동기 모드에서는 턴 오프되어 다이오드 모드로 동작한다. 상기 강제 유지 회로는 상기 제2 스위칭 소자에 연결된다. 상기 강제 유지 회로는 상기 비동기 모드 진입 후에 강제 유지 기간 동안 상기 비동기 모드를 강제로 유지한다.

Description

DC-DC 컨버터, 이를 이용한 DC-DC 컨버팅 방법 및 이를 포함하는 표시 장치 {DC-DC CONVERTER, METHOD OF DC-DC CONVERTING USING THE SAME AND DISPLAY APPARATUS HAVING THE SAME}
본 발명은 DC-DC 컨버터, 이를 이용한 DC-DC 컨버팅 방법 및 이를 포함하는 표시 장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 입력 전압의 변화에도 안정적으로 출력 전압을 생성할 수 있는 DC-DC 컨버터, 이를 이용한 DC-DC 컨버팅 방법 및 이를 포함하는 표시 장치에 관한 것이다.
표시 장치는 배터리 전압을 표시 패널용 직류 전압으로 변환하기 위한 DC-DC 컨버터를 포함한다. 배터리 전압은 고용량을 추구하면서 점차적으로 증가하고 있다.
또한, 배터리 고용량 기술이 개발되면서 배터리 전압 범위가 높아지거나 고속 충전 등의 요구로 인해 어댑터 전압 역시 증가하고 있다.
상기 배터리 전압 및 상기 어댑터 전압의 증가로 인해 DC-DC 컨버터의 안정성이 감소될 수 있다. 특히 상기 배터리 전압이나 상기 어댑터 전압의 증가로 인해 상기 DC-DC 컨버터의 입력 전압이 상기 DC-DC 컨버터의 출력 전압보다 커지는 경우, 상기 DC-DC 컨버터는 안정적으로 출력 전압을 생성하기 어려운 문제가 있다.
또한, DC-DC 컨버터의 입력 전압에 노이즈가 발생하는 경우, DC-DC 컨버터의 컨버팅 모드가 빈번하게 전환되어 표시 패널에 플리커가 발생하는 등 표시 품질이 악화되는 문제가 있다.
이에 본 발명의 기술적 과제는 이러한 점에서 착안된 것으로, 본 발명의 목적은 안정적으로 출력 전압을 생성하고 표시 패널의 표시 품질을 향상시킬 수 있는 DC-DC 컨버터를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상기 DC-DC 컨버터를 이용한 DC-DC 컨버팅 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상기 DC-DC 컨버터를 포함하는 표시 장치를 제공하는 것이다.
상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위한 일 실시예에 따른 DC-DC 컨버터는 제1 스위칭 소자, 제2 스위칭 소자 및 강제 유지 회로를 포함한다. 상기 제1 스위칭 소자는 스위칭 제어 신호에 기초하여 턴 온 및 턴 오프된다. 상기 제2 스위칭 소자는 상기 제1 스위칭 소자와 연결된다. 상기 제2 스위칭 소자는 동기 모드에서는 상기 스위칭 제어 신호에 기초하여 턴 온 및 턴 오프된다. 상기 제2 스위칭 소자는 비동기 모드에서는 턴 오프되어 다이오드 모드로 동작한다. 상기 강제 유지 회로는 상기 제2 스위칭 소자에 연결된다. 상기 강제 유지 회로는 상기 비동기 모드 진입 후에 강제 유지 기간 동안 상기 비동기 모드를 강제로 유지한다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 동기 모드에서 상기 제2 스위칭 소자는 턴 온 및 턴 오프되고 상기 제2 스위칭 소자의 바디 다이오드는 오프될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 비동기 모드에서 상기 제2 스위칭 소자는 턴 오프되고 상기 제2 스위칭 소자의 바디 다이오드는 온될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 동기 모드로부터 상기 비동기 모드로 진입하기 위한 상기 비동기 모드의 진입 문턱 전압은 상기 비동기 모드로부터 상기 동기 모드로 진출하기 위한 상기 비동기 모드의 진출 문턱 전압과 상이할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 비동기 모드의 상기 진입 문턱 전압은 상기 비동기 모드의 상기 진출 문턱 전압보다 클 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 DC-DC 컨버터는 상기 스위칭 제어 신호 및 상기 강제 유지 회로의 강제 유지 신호를 OR 연산하여 상기 제2 스위칭 소자의 제어 전극으로 인가하는 OR 게이트를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 강제 유지 회로는 입력 전압과 출력 기준 전압을 비교하는 비교기, 상기 비교기의 비교 신호를 인가받아 상기 강제 유지 기간을 카운트하는 카운터 및 상기 비교 신호 및 상기 카운터의 카운트 신호를 입력 받아 상기 강제 유지 신호를 출력하는 RS 래치를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 비교 신호가 1이면, 상기 비동기 모드의 진입을 의미할 수 있다. 상기 비교 신호가 1이면, 상기 카운터가 리셋되어 상기 강제 유지 기간의 카운트를 개시하고 상기 카운터의 상기 카운트 신호는 0일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 카운트 신호가 0이면, 상기 강제 유지 기간이 진행 중인 것을 의미할 수 있다. 상기 카운트 신호가 0이면, 상기 RS 래치의 출력인 상기 강제 유지 신호는 1일 수 있다. 상기 강제 유지 신호가 1이면, 상기 비동기 모드가 강제로 유지될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 카운터는 상기 강제 유지 기간의 카운트가 종료되면, 상기 카운트 신호를 1로 출력할 수 있다. 상기 카운트 신호가 1이고 상기 비교 신호가 0이면, 상기 RS 래치의 출력인 상기 강제 유지 신호는 0일 수 있다. 상기 강제 유지 신호가 0이면, 상기 비동기 모드가 강제로 유지되지 않을 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 입력 전압이 상기 비동기 모드의 진입 문턱 전압을 초과하면, 상기 비동기 모드가 개시될 수 있다. 상기 입력 전압이 상기 비동기 모드의 상기 진입 문턱 전압을 초과한 시점으로부터 디글리치 타임 경과 후에, 상기 입력 전압이 상기 비동기 모드의 상기 진입 문턱 전압보다 작고 상기 비동기 모드의 상기 진출 문턱 전압보다 크면, 상기 강제 유지 회로의 강제 유지 신호는 0이고 상기 비동기 모드는 유지될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 입력 전압이 상기 비동기 모드의 진입 문턱 전압을 초과하면, 상기 비동기 모드가 개시될 수 있다. 상기 입력 전압이 상기 비동기 모드의 상기 진입 문턱 전압을 초과한 시점으로부터 디글리치 타임 경과 후에, 상기 입력 전압이 상기 비동기 모드의 상기 진입 문턱 전압보다 크면, 상기 강제 유지 회로의 강제 유지 신호는 1이고 상기 비동기 모드가 상기 강제 유지 기간 동안 강제로 유지될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 입력 전압이 상기 비동기 모드의 진입 문턱 전압을 초과하면, 상기 비동기 모드가 개시될 수 있다. 상기 입력 전압이 상기 비동기 모드의 상기 진입 문턱 전압을 초과한 시점으로부터 디글리치 타임 경과 후에, 상기 입력 전압이 상기 비동기 모드의 상기 진입 문턱 전압보다 크면, 상기 강제 유지 회로의 강제 유지 신호는 1이고 상기 비동기 모드가 상기 강제 유지 기간 동안 강제로 유지될 수 있다. 상기 강제 유지 기간 중에 상기 입력 전압이 상기 비동기 모드의 진출 문턱 전압 보다 낮아졌으면 상기 강제 유지 기간 종료 시점에 상기 동기 모드가 개시될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 강제 유지 회로와 상기 제2 스위칭 소자 사이에 배치되어, 상기 강제 유지 회로의 기능을 인에이블 및 디스에이블하는 강제 유지 회로 활성화 스위치를 더 포함할 수 있다.
상기한 본 발명의 다른 목적을 실현하기 위한 일 실시예에 따른 DC-DC 컨버팅 방법은 스위칭 제어 신호에 기초하여 제1 스위칭 소자를 턴 온 및 턴 오프하는 단계, 동기 모드에서 상기 스위칭 제어 신호에 기초하여 제2 스위칭 소자를 턴 온 및 턴 오프하는 단계, 비동기 모드에서 상기 제2 스위칭 소자를 턴 오프하여 상기 제2 스위칭 소자를 다이오드 모드로 동작시키는 단계 및 상기 제2 스위칭 소자에 연결되는 강제 유지 회로를 이용하여 상기 비동기 모드 진입 후에 강제 유지 기간 동안 상기 비동기 모드를 강제로 유지하는 단계를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 동기 모드에서 상기 제2 스위칭 소자는 턴 온 및 턴 오프되고 상기 제2 스위칭 소자의 바디 다이오드는 오프될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 비동기 모드에서 상기 제2 스위칭 소자는 턴 오프되고 상기 제2 스위칭 소자의 바디 다이오드는 온될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 DC-DC 컨버팅 방법은 입력 전압이 상기 비동기 모드의 진입 문턱 전압을 초과하면, 상기 비동기 모드를 개시하는 단계 및 상기 입력 전압이 상기 비동기 모드의 상기 진입 문턱 전압을 초과한 시점으로부터 디글리치 타임 경과 후에, 상기 입력 전압이 상기 비동기 모드의 상기 진입 문턱 전압보다 큰지 판단하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 입력 전압이 상기 비동기 모드의 상기 진입 문턱 전압을 초과한 시점으로부터 상기 디글리치 타임 경과 후에, 상기 입력 전압이 상기 비동기 모드의 상기 진입 문턱 전압보다 크면, 상기 강제 유지 회로를 이용하여 상기 비동기 모드를 상기 강제 유지 기간 동안 강제로 유지할 수 있다.
상기한 본 발명의 다른 목적을 실현하기 위한 일 실시예에 따른 표시 장치는 표시 패널, 게이트 구동부, 데이터 구동부 및 전원 전압 생성부를 포함한다. 상기 표시 패널은 복수의 게이트 라인들, 복수의 데이터 라인들 및 상기 게이트 라인들 및 상기 데이터 라인들에 연결되는 복수의 픽셀들을 포함한다. 상기 게이트 구동부는 상기 게이트 라인들에 게이트 신호를 출력한다. 상기 데이터 구동부는 상기 데이터 라인들에 데이터 전압을 제공한다. 상기 전원 전압 생성부는 상기 표시 패널에 전원 전압을 제공한다. 상기 전원 전압 생성부는 제1 스위칭 소자, 제2 스위칭 소자 및 강제 유지 회로를 포함한다. 상기 제1 스위칭 소자는 스위칭 제어 신호에 기초하여 턴 온 및 턴 오프된다. 상기 제2 스위칭 소자는 상기 제1 스위칭 소자와 연결된다. 상기 제2 스위칭 소자는 동기 모드에서는 상기 스위칭 제어 신호에 기초하여 턴 온 및 턴 오프된다. 상기 제2 스위칭 소자는 비동기 모드에서는 턴 오프되어 다이오드 모드로 동작한다. 상기 강제 유지 회로는 상기 제2 스위칭 소자에 연결된다. 상기 강제 유지 회로는 상기 비동기 모드 진입 후에 강제 유지 기간 동안 상기 비동기 모드를 강제로 유지한다.
이와 같은 DC-DC 컨버터, 이를 이용한 DC-DC 컨버팅 방법 및 이를 포함하는 표시 장치에 따르면, 입력 전압의 레벨에 따라 상기 DC-DC 컨버터는 동기 모드, 비동기 모드로 동작하여 상기 입력 전압이 상기 출력 전압을 넘어서는 경우에도 안정적으로 상기 출력 전압을 생성할 수 있다.
또한, 상기 비동기 모드의 진입 문턱 전압과 진출 문턱 전압을 다르게 형성하여 문턱 전압 인근에서 컨버팅 모드가 반복적으로 전환되는 현상을 방지할 수 있다.
또한, 상기 동기 모드에서 상기 비동기 모드로 진입한 경우, 강제 유지 기간 동안 상기 비동기 모드를 강제 유지할 수 있다. 따라서, 상기 입력 전압에 노이즈가 발생하는 경우, 상기 컨버팅 모드가 반복적으로 전환되어 표시 패널에 플리커가 발생하는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 표시 패널의 표시 품질을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치를 나타내는 블록도이다.
도 2는 도 1의 전원 전압 생성부를 나타내는 블록도이다.
도 3은 도 2의 DC-DC 컨버터를 나타내는 블록도이다.
도 4는 도 3의 제1 컨버팅부의 동기 모드를 나타내는 회로도이다.
도 5는 도 3의 제1 컨버팅부의 비동기 모드를 나타내는 회로도이다.
도 6은 도 3의 제1 컨버팅부를 나타내는 회로도이다.
도 7은 도 6의 강제 유지 회로를 나타내는 회로도이다.
도 8은 도 6의 제1 컨버팅부의 동작을 나타내는 타이밍도이다.
도 9는 도 6의 제1 컨버팅부의 동작을 나타내는 타이밍도이다.
도 10은 도 6의 제1 컨버팅부의 동작을 나타내는 타이밍도이다.
도 11은 도 6의 제1 컨버팅부의 비동기 모드의 진입 문턱 전압이 설정에 의해 가변되는 경우를 나타내는 표이다.
도 12는 도 7의 강제 유지 회로의 디글리치 타임이 설정에 의해 가변되는 경우를 나타내는 표이다.
도 13은 도 6의 제1 컨버팅부의 비동기 모드의 진입 문턱 전압 및 진출 문턱 전압의 차이가 설정에 의해 가변되는 경우를 나타내는 표이다.
도 14는 도 7의 강제 유지 회로의 강제 유지 기간이 설정에 의해 가변되는 경우를 나타내는 표이다.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 전원 전압 생성부의 DC-DC 컨버터의 제1 컨버팅부를 나타내는 회로도이다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명을 보다 상세하게 설명하고자 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치를 나타내는 블록도이다.
도 1을 참조하면, 상기 표시 장치는 표시 패널(100) 및 표시 패널 구동부를 포함한다. 상기 표시 패널 구동부는 구동 제어부(200), 게이트 구동부(300), 감마 기준 전압 생성부(400), 데이터 구동부(500) 및 전원 전압 생성부(600)를 포함한다.
예를 들어, 상기 구동 제어부(200) 및 상기 데이터 구동부(500)는 일체로 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 구동 제어부(200), 상기 감마 기준 전압 생성부(400) 및 상기 데이터 구동부(500)는 일체로 형성될 수 있다. 적어도 상기 구동 제어부(200) 및 상기 데이터 구동부(500)가 일체로 형성된 구동 모듈을 타이밍 컨트롤러 임베디드 데이터 구동부(Timing Controller Embedded Data Driver, TED)로 명명할 수 있다.
상기 표시 패널(100)은 픽셀들이 배치되는 표시부(AA) 및 상기 표시부(AA)에 이웃하여 배치되며 구동 회로가 배치되는 주변부(PA)를 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 표시 패널(100)은 유기 발광 소자를 포함하는 유기 발광 표시 패널일 수 있다.
상기 표시 패널(100)은 복수의 게이트 라인들(GL), 복수의 데이터 라인들(DL) 및 상기 게이트 라인들(GL)과 상기 데이터 라인들(DL) 각각에 전기적으로 연결된 복수의 픽셀들(P)을 포함한다. 상기 게이트 라인들(GL)은 제1 방향(D1)으로 연장되고, 상기 데이터 라인들(DL)은 상기 제1 방향(D1)과 교차하는 제2 방향(D2)으로 연장된다.
상기 구동 제어부(200)는 외부의 장치(미도시)로부터 입력 영상 데이터(IMG) 및 입력 제어 신호(CONT)를 수신한다. 예를 들어, 상기 입력 영상 데이터(IMG)는 적색 영상 데이터, 녹색 영상 데이터 및 청색 영상 데이터를 포함할 수 있다. 상기 입력 영상 데이터(IMG)는 백색 영상 데이터를 포함할 수 있다. 상기 입력 영상 데이터(IMG)는 마젠타색(magenta) 영상 데이터, 황색(yellow) 영상 데이터 및 시안색(cyan) 영상 데이터를 포함할 수 있다. 상기 입력 제어 신호(CONT)는 마스터 클럭 신호, 데이터 인에이블 신호를 포함할 수 있다. 상기 입력 제어 신호(CONT)는 수직 동기 신호 및 수평 동기 신호를 더 포함할 수 있다.
상기 구동 제어부(200)는 상기 입력 영상 데이터(IMG) 및 상기 입력 제어 신호(CONT)를 근거로 제1 제어 신호(CONT1), 제2 제어 신호(CONT2), 제3 제어 신호(CONT3) 및 데이터 신호(DATA)를 생성한다.
상기 구동 제어부(200)는 상기 입력 제어 신호(CONT)를 근거로 상기 게이트 구동부(300)의 동작을 제어하기 위한 상기 제1 제어 신호(CONT1)를 생성하여 상기 게이트 구동부(300)에 출력한다. 상기 제1 제어 신호(CONT1)는 수직 개시 신호 및 게이트 클럭 신호를 포함할 수 있다.
상기 구동 제어부(200)는 상기 입력 제어 신호(CONT)를 근거로 상기 데이터 구동부(500)의 동작을 제어하기 위한 상기 제2 제어 신호(CONT2)를 생성하여 상기 데이터 구동부(500)에 출력한다. 상기 제2 제어 신호(CONT2)는 수평 개시 신호 및 로드 신호를 포함할 수 있다.
상기 구동 제어부(200)는 상기 입력 영상 데이터(IMG)를 근거로 데이터 신호(DATA)를 생성한다. 상기 구동 제어부(200)는 상기 데이터 신호(DATA)를 상기 데이터 구동부(500)에 출력한다.
상기 구동 제어부(200)는 상기 입력 제어 신호(CONT)를 근거로 상기 감마 기준 전압 생성부(400)의 동작을 제어하기 위한 상기 제3 제어 신호(CONT3)를 생성하여 상기 감마 기준 전압 생성부(400)에 출력한다.
상기 게이트 구동부(300)는 상기 구동 제어부(200)로부터 입력 받은 상기 제1 제어 신호(CONT1)에 응답하여 상기 게이트 라인들(GL)을 구동하기 위한 게이트 신호들을 생성한다. 상기 게이트 구동부(300)는 상기 게이트 신호들을 상기 게이트 라인들(GL)에 출력한다. 예를 들어, 상기 게이트 구동부(300)는 상기 게이트 신호들을 상기 게이트 라인들(GL)에 순차적으로 출력할 수 있다. 예를 들어, 상기 게이트 구동부(300)는 상기 표시 패널의 상기 주변부(PA) 상에 집적될 수 있다. 예를 들어, 상기 게이트 구동부(300)는 상기 표시 패널의 상기 주변부(PA) 상에 실장될 수 있다.
상기 감마 기준 전압 생성부(400)는 상기 구동 제어부(200)로부터 입력 받은 상기 제3 제어 신호(CONT3)에 응답하여 감마 기준 전압(VGREF)을 생성한다. 상기 감마 기준 전압 생성부(400)는 상기 감마 기준 전압(VGREF)을 상기 데이터 구동부(500)에 제공한다. 상기 감마 기준 전압(VGREF)은 각각의 데이터 신호(DATA)에 대응하는 값을 갖는다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 감마 기준 전압 생성부(400)는 상기 구동 제어부(200) 내에 배치되거나 상기 데이터 구동부(500) 내에 배치될 수 있다.
상기 데이터 구동부(500)는 상기 구동 제어부(200)로부터 상기 제2 제어 신호(CONT2) 및 상기 데이터 신호(DATA)를 입력 받고, 상기 감마 기준 전압 생성부(400)로부터 상기 감마 기준 전압(VGREF)을 입력 받는다. 상기 데이터 구동부(500)는 상기 데이터 신호(DATA)를 상기 감마 기준 전압(VGREF)을 이용하여 아날로그 형태의 데이터 전압으로 변환한다. 상기 데이터 구동부(500)는 상기 데이터 전압을 상기 데이터 라인(DL)에 출력한다. 예를 들어, 상기 데이터 구동부(500)는 상기 표시 패널의 상기 주변부(PA) 상에 집적될 수 있다. 예를 들어, 상기 데이터 구동부(500)는 상기 표시 패널의 상기 주변부(PA) 상에 실장될 수 있다.
상기 전원 전압 생성부(600)는 전원 전압을 생성하여, 상기 표시 패널(100)에 제공할 수 있다. 예를 들어, 상기 전원 전압 생성부(600)는 상기 유기 발광 소자를 포함하는 상기 픽셀에 인가되는 제1 전원 전압(ELVDD) 및 제2 전원 전압(ELVSS)을 상기 표시 패널에 제공할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 전원 전압(ELVDD)은 하이 전원 전압이고, 상기 제2 전원 전압(ELVSS)은 로우 전원 전압일 수 있다.
도 2는 도 1의 전원 전압 생성부를 나타내는 블록도이다. 도 3은 도 2의 DC-DC 컨버터를 나타내는 블록도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 상기 전원 전압 생성부(600)는 전원 관리부(620) 및 DC-DC 컨버터(640)를 포함할 수 있다. 상기 전원 관리부(620)는 충전 블록(622)을 포함할 수 있다.
상기 충전 블록(622)은 어댑터(TA, 800) 및 배터리 팩(700)에 연결될 수 있다. 상기 어댑터(800)가 충전 블록(622)에 연결된 경우, 상기 어댑터(800)의 전류(ISYS, ICHG)는 상기 DC-DC 컨버터(640) 및 상기 배터리 팩(700)으로 나뉘어 흐른다. 상기 DC-DC 컨버터(640)로 흐르는 전류(ISYS)는 상기 DC-DC 컨버터(640)를 구동하고, 상기 배터리 팩(700)으로 흐르는 전류(ICHG)는 상기 배터리 팩(700)을 충전한다.
상기 충전 블록(622)은 상기 어댑터(800)에 연결되어, 시스템 전압(VSYS)을 상기 DC-DC 컨버터(640)로 출력하는 제1 스위칭부(BUCK CON.)를 포함할 수 있다.
상기 충전 블록(622)은 상기 배터리 팩(700)에 연결되어, 배터리 전압(VBAT)을 상기 DC-DC 컨버터(640)로 출력하는 제2 스위칭부(SW)를 포함할 수 있다.
상기 DC-DC 컨버터(640)는 상기 충전 블록(622)에 연결되어, 입력 전압(VIN)을 수신한다. 상기 어댑터(800)에 의해 구동될 때와 상기 배터리 팩(700)에 의해 구동될 때, 상기 입력 전압(VIN)은 서로 달라질 수 있다. 예를 들어, 상기 어댑터(800)에 의해 구동될 때, 상기 입력 전압(VIN)은 상기 시스템 전압(VSYS)이다. 예를 들어, 상기 배터리 팩(700)에 의해 구동될 때, 상기 입력 전압(VIN)은 상기 배터리 전압(VBAT)이다.
상기 DC-DC 컨버터(640)는 상기 입력 전압(VIN)을 기초로 상기 제1 전원 전압(ELVDD)을 생성하는 제1 컨버팅부(642) 및 상기 입력 전압(VIN)을 기초로 상기 제2 전원 전압(ELVSS)을 생성하는 제2 컨버팅부(644)를 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 제1 컨버팅부(642)는 부스트 컨버터일 수 있다. 예를 들어, 상기 제2 컨버팅부(644)는 인버팅 벅-부스트 컨버터일 수 있다.
예를 들어, 상기 시스템 전압(VSYS)은 상기 배터리 전압(VBAT)보다 클 수 있다. 예를 들어, 상기 시스템 전압(VSYS)은 상기 제1 컨버팅부(642)의 출력 전압(ELVDD)보다 클 수 있다. 예를 들어, 상기 배터리 전압(VBAT)은 상기 제1 컨버팅부(642)의 상기 출력 전압(ELVDD)보다 작을 수 있다. 예를 들어, 상기 시스템 전압(VSYS)은 약 4.8V일 수 있다. 예를 들어, 상기 배터리 전압(VBAT)은 약 4.4V일 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 컨버팅부(642)의 상기 출력 전압(ELVDD)은 약 4.6V일 수 있다.
상기 제1 컨버팅부(642)는 저전압을 고전압으로 변환하는 부스트 컨버터이므로, 상기 제1 컨버팅부(642)의 상기 입력 전압(VIN)이 상기 제1 컨버팅부(642)의 상기 출력 전압(ELVDD)보다 큰 경우 정상적인 동작이 어려울 수 있다.
본 실시예에서, 상기 DC-DC 컨버터(640)의 상기 제1 컨버팅부(642)는 상기 입력 전압(VIN)에 따라 서로 다른 모드로 동작하여, 상기 제1 컨버팅부(642)의 상기 입력 전압(VIN)이 상기 출력 전압(ELVDD)보다 큰 경우에도 안정적으로 상기 출력 전압(ELVDD)을 생성할 수 있다.
상기 전원 전압 생성부(600)는 인덕터(L1), 캐패시터(C1) 및 저항(Rs)을 포함할 수 있다. 상기 인덕터(L1)의 제1 단은 상기 충전 블록(620)의 출력 단자에 연결될 수 있다. 상기 인덕터(L1)의 제2 단은 상기 DC-DC 컨버터(640)의 입력 단자에 연결될 수 있다. 상기 캐패시터(C1)의 제1 단은 상기 DC-DC 컨버터(640)의 입력 단자에 연결될 수 있다. 상기 캐패시터(C1)의 제2 단은 접지에 연결될 수 있다. 상기 저항(Rs)의 제1 단은 상기 충전 블록(620)의 배터리 입력 단자에 연결될 수 있다. 상기 저항(Rs)의 제2 단은 상기 배터리 팩(700)에 연결될 수 있다.
도 4는 도 3의 제1 컨버팅부(642)의 동기 모드를 나타내는 회로도이다. 도 5는 도 3의 제1 컨버팅부(642)의 비동기 모드를 나타내는 회로도이다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 상기 제1 컨버팅부(642)는 스위칭 제어 신호에 기초하여 턴 온 및 턴 오프되는 제1 스위칭 소자(T1) 및 상기 제1 스위칭 소자(T1)와 연결되고, 동기 모드에서는 상기 스위칭 제어 신호에 기초하여 턴 온 및 턴 오프되고 비동기 모드에서는 턴 오프되어 다이오드 모드로 동작하는 제2 스위칭 소자(T2)를 포함할 수 있다.
입력 전압(VIN)이 인가되는 단자에는 입력 인덕터(LIN)가 배치될 수 있다. 상기 제1 컨버팅부(642)의 출력 전압(VOUT)은 상기 제1 전원 전압(ELVDD)일 수 있다. 상기 출력 전압(VOUT)이 출력되는 출력 노드에는 출력 캐패시터(CO)가 연결될 수 있다.
상기 제1 컨버팅부(642)는 동기 모드 및 비동기 모드로 동작할 수 있다. 상기 동기 모드에서는 상기 제1 스위칭 소자(T1)와 상기 제2 스위칭 소자(T2)가 동기되어 동작할 수 있다. 상기 비동기 모드에서는 상기 제1 스위칭 소자(T1)와 상기 제2 스위칭 소자(T2)가 동기되지 않고 동작할 수 있다.
상기 입력 전압(VIN)이 낮은 경우에는 펄스 폭 변조 신호를 기초로 상기 제1 스위칭 소자(T1)와 상기 제2 스위칭 소자(T2)가 각각 턴 온 및 턴 오프를 반복하면서 상기 출력 전압(VOUT)을 생성하는 상기 동기 모드로 상기 제1 컨버팅부(642)를 동작할 수 있다.
상기 입력 전압(VIN)이 상기 출력 전압(VOUT)에 근접할 만큼 높은 경우에는 상기 펄스 폭 변조 신호의 스위칭 마진이 부족하게 되어 상기 제2 스위칭 소자(T2)를 턴 오프하고 상기 제2 스위칭 소자(T2)를 다이오드 모드로 동작시켜 상기 출력 전압을 생성하는 상기 비동기 모드로 상기 제1 컨버팅부(642)를 동작할 수 있다.
상기 동기 모드에서 상기 제2 스위칭 소자(T2)는 턴 온 및 턴 오프되고 상기 제2 스위칭 소자(T2)의 바디 다이오드(BD)는 오프될 수 있다. 이 때, 상기 제2 스위칭 소자(T2)는 상기 제1 스위칭 소자(T1)와 동기되어 동작할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 스위칭 소자(T1)가 턴 온될 때, 상기 제2 스위칭 소자(T2)는 턴 오프되고, 상기 제1 스위칭 소자(T1)가 턴 오프될 때, 상기 제2 스위칭 소자(T2)는 턴 온될 수 있다.
상기 비동기 모드에서 상기 제2 스위칭 소자(T2)는 턴 오프되고 상기 제2 스위칭 소자의 바디 다이오드(BD)는 온될 수 있다.
예를 들어, 상기 동기 모드로부터 상기 비동기 모드로 진입하기 위한 상기 비동기 모드의 진입 문턱 전압은 상기 비동기 모드로부터 상기 동기 모드로 진출하기 위한 상기 비동기 모드의 진출 문턱 전압과 상이할 수 있다. 예를 들어, 상기 비동기 모드의 상기 진입 문턱 전압은 상기 비동기 모드의 상기 진출 문턱 전압보다 클 수 있다.
상기 비동기 모드의 상기 진입 문턱 전압은 상기 비동기 모드의 상기 진출 문턱 전압이 동일하게 설정되는 경우, 상기 입력 전압(VIN)이 상기 문턱 전압 인근에서 컨버팅 모드가 반복적으로 전환되는 현상이 발생할 수 있다. 상기 비동기 모드의 상기 진입 문턱 전압과 상기 진출 문턱 전압을 다르게 형성하여 문턱 전압 인근에서 컨버팅 모드가 반복적으로 전환되는 현상을 방지할 수 있다.
도 6은 도 3의 제1 컨버팅부(642)를 나타내는 회로도이다. 도 7은 도 6의 강제 유지 회로(ISAM)를 나타내는 회로도이다. 도 8은 도 6의 제1 컨버팅부(642)의 동작을 나타내는 타이밍도이다. 도 9는 도 6의 제1 컨버팅부(642)의 동작을 나타내는 타이밍도이다. 도 10은 도 6의 제1 컨버팅부(642)의 동작을 나타내는 타이밍도이다.
도 1 내지 도 10을 참조하면, 상기 제1 컨버팅부(642)는 제1 스위칭 소자(T1), 제2 스위칭 소자(T2) 및 강제 유지 회로(ISAM)를 포함한다. 상기 제1 스위칭 소자(T1)는 스위칭 제어 신호(PWM)에 기초하여 턴 온 및 턴 오프된다. 상기 제2 스위칭 소자(T2)는 상기 제1 스위칭 소자(T1)와 연결된다. 상기 제2 스위칭 소자(T2)는 동기 모드에서는 상기 스위칭 제어 신호(PWM)에 기초하여 턴 온 및 턴 오프된다. 상기 제2 스위칭 소자(T2)는 비동기 모드에서는 턴 오프되어 다이오드 모드로 동작한다. 상기 강제 유지 회로(ISAM)는 상기 제2 스위칭 소자(T2)에 연결된다. 상기 강제 유지 회로(ISAM)는 상기 비동기 모드 진입 후에 강제 유지 기간 동안(MT) 상기 비동기 모드를 강제로 유지한다.
상기 입력 전압(VIN)이 인가되는 입력 단자와 상기 제2 스위칭 소자(T2)의 입력 전극 사이에는 상기 입력 인덕터(LIN)가 배치될 수 있다. 상기 제2 스위칭 소자(T2)의 입력 전극은 상기 제1 스위칭 소자(T1)의 입력 전극에 연결될 수 있다. 상기 제1 스위칭 소자(T1)의 출력 전극은 접지에 연결될 수 있다. 상기 제2 스위칭 소자(T2)의 출력 전극은 출력 전압(VOUT)을 출력하는 출력 단자에 연결될 수 있다.
상기 제1 컨버팅부(642)는 상기 스위칭 제어 신호(PWM) 및 상기 강제 유지 회로(ISAM)의 강제 유지 신호(IS)를 OR 연산하여 상기 제2 스위칭 소자(T2)의 제어 전극으로 인가하는 OR 게이트를 더 포함할 수 있다.
상기 강제 유지 신호(IS)가 1인 경우, 상기 OR 게이트에 의해 상기 스위칭 제어 신호(PWM)와 무관하게 상기 제2 스위칭 소자(T2)로 인가되는 제어 신호는 1이다. 따라서, 상기 강제 유지 신호(IS)가 1인 경우 상기 제2 스위칭 소자(T2)는 상기 스위칭 제어 신호(PWM)와 무관하게 턴 오프될 수 있다.
상기 강제 유지 회로(ISAM)는 입력 전압(VIN)과 출력 기준 전압(ELVDDR)을 비교하는 비교기(CP), 상기 비교기(CP)의 비교 신호를 인가받아 상기 강제 유지 기간(MT)을 카운트하는 카운터(TM) 및 상기 비교 신호 및 상기 카운터(TM)의 카운트 신호를 입력 받아 상기 강제 유지 신호(IS)를 출력하는 RS 래치(LT)를 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 비교기(CP)의 출력 전극과 상기 카운터(TM)의 리셋 단자(RSB) 사이에는 인버터가 배치될 수 있다.
상기 카운터(TM)에는 상기 강제 유지 기간(MT)을 카운트하기 위한 클럭 신호(CLK)가 입력될 수 있다.
상기 비교기(CP)는 상기 입력 전압(VIN)이 상기 비동기 모드의 진입 문턱 전압을 초과하면 비교 신호로 1을 출력할 수 있다. 상기 비교기(CP)의 비교 신호가 1이면, 상기 비동기 모드의 진입을 의미할 수 있다. 상기 비교기의 상기 입력 전압(VIN)의 입력 단자에는 상기 비동기 모드의 진입 문턱 전압과 상기 비동기 모드의 진출 문턱 전압의 차이를 나타내는 히스테레시스 전압(HYS)이 설정될 수 있다.
상기 비교 신호가 1이면, 상기 카운터(TM)가 리셋되어 상기 강제 유지 기간(MT)의 카운트를 개시하고 상기 카운터(TM)의 상기 카운트 신호는 0일 수 있다. 상기 카운트 신호는 상기 RS 래치(LT)의 리셋 단자로 입력된다.
상기 카운트 신호가 0이면, 상기 강제 유지 기간(MT)이 진행 중인 것을 의미한다. 상기 카운트 신호가 0이면, 상기 RS 래치의 출력인 상기 강제 유지 신호(IS)는 1이 된다. 상기 강제 유지 신호(IS)가 1이면, 상기 비동기 모드가 강제로 유지될 수 있다.
상기 카운터(TM)는 상기 강제 유지 기간(MT)의 카운트가 종료되면, 상기 카운트 신호를 1로 출력할 수 있다. 상기 카운트 신호가 1이고 상기 비교 신호가 0이면, 상기 RS 래치(LT)의 출력인 상기 강제 유지 신호(IS)는 0일 수 있다. 상기 강제 유지 신호(IS)가 0이면, 상기 비동기 모드가 강제로 유지되지 않을 수 있다.
도 8을 보면, 입력 전압(VIN)이 상기 비동기 모드의 진입 문턱 전압(ASYNC ENTER, 예컨대 4.5V)을 초과하면(T11), 상기 비동기 모드(ASYNC)가 개시될 수 있다.
상기 입력 전압(VIN)이 상기 비동기 모드의 상기 진입 문턱 전압(ASYNC ENTER)을 초과한 시점으로부터 디글리치 타임(IS DG) 경과 후에(T12), 상기 입력 전압(VIN)이 상기 비동기 모드의 상기 진입 문턱 전압(ASYNC ENTER)보다 작고 상기 비동기 모드의 상기 진출 문턱 전압(ASYNC EXIT, 예컨대, 4.4V)보다 크면, 상기 강제 유지 회로(ISAM)의 강제 유지 신호(IS)는 0이고, 상기 비동기 모드는 유지될 수 있다. 여기서, 상기 강제 유지 회로(ISAM)의 강제 유지 신호(IS)는 0이므로, 상기 강제 유지 기능은 오프(IS OFF)된 것을 의미한다.
상기 입력 전압(VIN)이 상기 비동기 모드의 상기 진출 문턱 전압(ASYNC EXIT)보다 작아지면(T13), 컨버팅 모드가 상기 동기 모드(SYNC)로 변경될 수 있다.
본 실시예에서, 예를 들어, 상기 비동기 모드의 상기 진입 문턱 전압(ASYNC ENTER)과 상기 진출 문턱 전압(ASYNC EXIT)의 차이인 히스테레시스는 100mV일 수 있다.
도 9를 보면, 입력 전압(VIN)이 상기 비동기 모드의 진입 문턱 전압(ASYNC ENTER, 예컨대 4.5V)을 초과하면(T21), 상기 비동기 모드(ASYNC)가 개시될 수 있다.
상기 입력 전압(VIN)이 상기 비동기 모드의 상기 진입 문턱 전압(ASYNC ENTER)을 초과한 시점으로부터 디글리치 타임(IS DG) 경과 후에(T22), 상기 입력 전압(VIN)이 상기 비동기 모드의 상기 진입 문턱 전압(ASYNC ENTER)보다 크면, 상기 강제 유지 회로(ISAM)의 강제 유지 신호(IS)는 1이고 상기 비동기 모드(ASYNC)가 상기 강제 유지 기간(MT) 동안 강제로 유지될 수 있다. 여기서, 상기 강제 유지 회로(ISAM)의 강제 유지 신호(IS)는 1이므로, 상기 강제 유지 기능은 온(IS ON)된 것을 의미한다.
T22로부터 상기 강제 유지 기간(MT) 내에서도 상기 입력 전압(VIN)이 상기 비동기 모드의 상기 진입 문턱 전압(ASYNC ENTER)보다 크면 (T23, T24), 상기 강제 유지 기간(MT)은 계속하여 리셋되어 연장될 수 있다.
T24로부터 상기 강제 유지 기간(MT)이 흐른 뒤에(T25), 상기 입력 전압(VIN)이 상기 비동기 모드의 상기 진입 문턱 전압(ASYNC ENTER)보다 작고 상기 진출 문턱 전압(ASYNC EXIT)보다 크므로, 상기 비동기 모드는 유지되나, 상기 강제 유지 기능은 오프(IS OFF)될 수 있다.
도 10을 보면, 입력 전압(VIN)이 상기 비동기 모드의 진입 문턱 전압(ASYNC ENTER, 예컨대 4.5V)을 초과하면(T31), 상기 비동기 모드(ASYNC)가 개시될 수 있다.
상기 입력 전압(VIN)이 상기 비동기 모드의 상기 진입 문턱 전압(ASYNC ENTER)을 초과한 시점(T31)으로부터 디글리치 타임(IS DG) 경과 후에(T32), 상기 입력 전압(VIN)이 상기 비동기 모드의 상기 진입 문턱 전압(ASYNC ENTER)보다 크면, 상기 강제 유지 회로(ISAM)의 강제 유지 신호(IS)는 1이고 상기 비동기 모드(ASYNC)가 상기 강제 유지 기간(MT) 동안 강제로 유지될 수 있다. 여기서, 상기 강제 유지 회로(ISAM)의 강제 유지 신호(IS)는 1이므로, 상기 강제 유지 기능은 온(IS ON)된 것을 의미한다.
상기 강제 유지 기간(MT) 중에 상기 입력 전압(VIN)이 상기 비동기 모드의 진출 문턱 전압(ASYNC EXIT) 보다 낮아졌으면(T33), 상기 강제 유지 기간 종료 시점(T34)에 상기 동기 모드(SYNC)가 개시될 수 있다. 상기 강제 유지 기간 종료 시점(T34)부터 상기 강제 유지 기능도 오프(IS OFF)된다.
상기 동기 모드(SYNC) 동작 중에 다시 상기 입력 전압(VIN)이 상기 비동기 모드의 진입 문턱 전압(ASYNC ENTER)을 초과하게 되면(T35) 상기 비동기 모드(ASYNC)가 개시되면서 상기 디글리치 타임(IS DG)이 설정되게 된다. 상기 입력 전압(VIN)이 상기 진입 문턱 전압(ASYNC ENTER)을 다시 초과한 시점(T35)으로부터 디글리치 타임(IS DG) 경과 후에(T36), 상기 입력 전압(VIN)은 상기 입력 전압(VIN)이 상기 비동기 모드의 상기 진입 문턱 전압(ASYNC ENTER)보다 작고 상기 비동기 모드의 상기 진출 문턱 전압(ASYNC EXIT)보다 크면, 상기 강제 유지 회로(ISAM)의 강제 유지 신호(IS)는 0이고(IS OFF), 상기 비동기 모드는 유지될 수 있다.
도 11은 도 6의 제1 컨버팅부(642)의 비동기 모드의 진입 문턱 전압(ASYNC ENTER)이 설정에 의해 가변되는 경우를 나타내는 표이다. 도 12는 도 7의 강제 유지 회로(ISAM)의 디글리치 타임(IS DG)이 설정에 의해 가변되는 경우를 나타내는 표이다. 도 13은 도 6의 제1 컨버팅부(642)의 비동기 모드의 진입 문턱 전압(ASYNC ENTER) 및 진출 문턱 전압(ASYNC EXIT)의 차이가 설정에 의해 가변되는 경우를 나타내는 표이다. 도 14는 도 7의 강제 유지 회로(ISAM)의 강제 유지 기간(MT)이 설정에 의해 가변되는 경우를 나타내는 표이다.
도 11을 보면, 제1 컨버팅부(642)의 비동기 모드의 진입 문턱 전압(ASYNC ENTER)이 설정에 의해 가변될 수 있다. 상기 진입 문턱 전압(ASYNC ENTER)은 설정값(SET)이 1일 때, 4.5V, 설정값(SET)이 2일 때, 4.45V, 설정값(SET)이 3일 때, 4.4V, 설정값(SET)이 4일 때, 4.35V인 경우를 예시하였다. 예를 들어, 상기 진입 문턱 전압(ASYNC ENTER)은 상기 설정값(SET)에 따라 50mV 단위로 조절될 수 있다.
도 12를 보면, 제1 컨버팅부(642)의 강제 유지 회로의 디글리치 타임(IS DG)이 설정에 의해 가변될 수 있다. 상기 디글리치 타임(IS DG)은 설정값(SET)이 1일 때, 0(즉시 적용), 설정값(SET)이 2일 때, 100us, 설정값(SET)이 3일 때, 500us, 설정값(SET)이 4일 때, 1ms인 경우를 예시하였다. 예를 들어, 상기 디글리치 타임(IS DG)의 디폴트값은 0으로 설정될 수 있다. 상기 디글리치 타임(IS DG)이 설정되지 않으면, 상기 입력 전압(VIN)의 한번의 일시적인 펄스가 상기 비동기 모드의 진입 문턱 전압(ASYNC ENTER)을 초과하는 경우에도 상기 비동기 모드(ASYNC)가 동작될 수 있다. 상기 동기 모드(SYNC)에 비해 상기 비동기 모드(ASYNC)의 효율이 낮으므로, 이와 같이 일시적인 펄스에 대해서는 상기 비동기 모드(ASYNC)를 동작시키지 않는 것이 유리할 수 있다. 상기 디글리치 타임(IS DG)이 크면 일시적인 펄스에 의해 상기 비동기 모드(ASYNC)가 개시되는 것을 방지할 수 있다.
도 13을 보면, 제1 컨버팅부(642)의 비동기 모드의 진입 문턱 전압(ASYNC ENTER) 및 진출 문턱 전압(ASYNC EXIT)의 차이(hysteresis)가 설정에 의해 가변될 수 있다. 상기 hysteresis는 설정값(SET)이 1일 때, 25mV, 설정값(SET)이 2일 때, 50mV, 설정값(SET)이 3일 때, 70mV, 설정값(SET)이 4일 때, 100mV인 경우를 예시하였다. 상기 hysteresis가 크면, 상기 동기 모드와 상기 비동기 모드의 모드 변경 횟수를 감소시킬 수 있다.
도 14를 보면, 상기 강제 유지 회로(ISAM)의 강제 유지 기간(MT)이 설정에 의해 가변될 수 있다. 상기 강제 유지 기간(MT)은 설정값(SET)이 1일 때, 17ms, 설정값(SET)이 2일 때, 34ms, 설정값(SET)이 3일 때, 51ms, 설정값(SET)이 4일 때, 68ms인 경우를 예시하였다. 예를 들어, 상기 강제 유지 기간(MT)은 상기 설정값(SET)에 따라 17ms 단위로 조절될 수 있으며, 상기 17ms는 표시 패널(100)의 구동 주파수가 60Hz일 때, 대략 1FRAME에 대응하는 시간일 수 있다. 상기 강제 유지 기간(MT)이 길면, 상기 동기 모드(SYNC)와 상기 비동기 모드(ASYNC)의 모드 변경 횟수를 감소시킬 수 있다.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 전원 전압 생성부(600)의 DC-DC 컨버터(640)의 제1 컨버팅부(642)를 나타내는 회로도이다.
도 15를 참조하면, 상기 제1 컨버팅부(642)는 제1 스위칭 소자(T1), 제2 스위칭 소자(T2) 및 강제 유지 회로(ISAM)를 포함한다. 상기 제1 스위칭 소자(T1)는 스위칭 제어 신호(PWM)에 기초하여 턴 온 및 턴 오프된다. 상기 제2 스위칭 소자(T2)는 상기 제1 스위칭 소자(T1)와 연결된다. 상기 제2 스위칭 소자(T2)는 동기 모드에서는 상기 스위칭 제어 신호(PWM)에 기초하여 턴 온 및 턴 오프된다. 상기 제2 스위칭 소자(T2)는 비동기 모드에서는 턴 오프되어 다이오드 모드로 동작한다. 상기 강제 유지 회로(ISAM)는 상기 제2 스위칭 소자(T2)에 연결된다. 상기 강제 유지 회로(ISAM)는 상기 비동기 모드 진입 후에 강제 유지 기간 동안(MT) 상기 비동기 모드를 강제로 유지한다.
상기 제1 컨버팅부(642)는 상기 스위칭 제어 신호(PWM) 및 상기 강제 유지 회로(ISAM)의 강제 유지 신호(IS)를 OR 연산하여 상기 제2 스위칭 소자(T2)의 제어 전극으로 인가하는 OR 게이트를 더 포함할 수 있다.
본 실시예에서, 상기 제1 컨버팅부(642)는 상기 강제 유지 회로(ISAM)와 상기 제2 스위칭 소자(T2) 사이에 배치되어, 상기 강제 유지 회로(ISAM)의 기능을 인에이블 및 디스에이블하는 강제 유지 회로 활성화 스위치(IS EN)를 더 포함할 수 있다.
상기 강제 유지 회로 활성화 스위치(IS EN)를 이용하여 상기 강제 유지 회로(ISAM)를 상기 OR 게이트에 연결하거나, 상기 OR 게이트에 연결하지 않을 수 있다. 상기 강제 유지 회로(ISAM)의 기능을 인에이블하는 경우 상기 강제 유지 회로(ISAM)의 동작은 도 6 내지 도 10을 참조하여 설명한 바와 같다. 상기 강제 유지 회로(ISAM)의 기능을 디스에이블하는 경우 상기 OR 게이트에는 0이 인가되는 것으로 가정할 수 있고, 이 경우에 상기 제2 스위칭 소자(T2)는 상기 스위칭 제어 신호(PWM)만으로 동작할 수 있다.
본 실시예에 따르면, 입력 전압(VIN)의 레벨에 따라 상기 DC-DC 컨버터는 동기 모드(SYNC), 비동기 모드(ASYNC)로 동작하여 상기 입력 전압(VIN)이 상기 출력 전압(ELVDD)을 넘어서는 경우에도 안정적으로 상기 출력 전압(ELVDD)을 생성할 수 있다.
또한, 상기 비동기 모드의 진입 문턱 전압(ASYNC ENTER)과 진출 문턱 전압(ASYNC EXIT)을 다르게 형성하여 문턱 전압 인근에서 컨버팅 모드가 반복적으로 전환되는 현상을 방지할 수 있다.
또한, 상기 동기 모드(SYNC)에서 상기 비동기 모드(ASYNC)로 진입한 경우, 강제 유지 기간(TM) 동안 상기 비동기 모드(ASYNC)를 강제 유지할 수 있다. 따라서, 상기 입력 전압(VIN)에 노이즈가 발생하는 경우, 상기 컨버팅 모드가 반복적으로 전환되어 표시 패널(100)에 플리커가 발생하는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 표시 패널(100)의 표시 품질을 향상시킬 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명에 따른 DC-DC 컨버터, DC-DC 컨버팅 방법 및 표시 장치에 따르면, 표시 패널의 표시 품질을 향상시킬 수 있다.
이상 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
100: 표시 패널 200: 구동 제어부
300: 게이트 구동부 400: 감마 기준 전압 생성부
500: 데이터 구동부 600: 전원 전압 생성부
620: 전원 관리부 622: 충전 블록
640: DC-DC 컨버터 642: 제1 컨버팅부
644: 제2 컨버팅부 700: 배터리 팩
800: 어댑터

Claims (20)

  1. 스위칭 제어 신호에 기초하여 턴 온 및 턴 오프되는 제1 스위칭 소자;
    상기 제1 스위칭 소자와 연결되고, 동기 모드에서는 상기 스위칭 제어 신호에 기초하여 턴 온 및 턴 오프되고 비동기 모드에서는 턴 오프되어 다이오드 모드로 동작하는 제2 스위칭 소자; 및
    상기 제2 스위칭 소자에 연결되고, 비동기 모드 진입 후에 강제 유지 기간 동안 상기 비동기 모드를 강제로 유지하는 강제 유지 회로를 포함하는 DC-DC 컨버터.
  2. 제1항에 있어서, 상기 동기 모드에서 상기 제2 스위칭 소자는 턴 온 및 턴 오프되고 상기 제2 스위칭 소자의 바디 다이오드는 오프되는 것을 특징으로 하는 DC-DC 컨버터.
  3. 제2항에 있어서, 상기 비동기 모드에서 상기 제2 스위칭 소자는 턴 오프되고 상기 제2 스위칭 소자의 바디 다이오드는 온되는 것을 특징으로 하는 DC-DC 컨버터.
  4. 제3항에 있어서, 상기 동기 모드로부터 상기 비동기 모드로 진입하기 위한 상기 비동기 모드의 진입 문턱 전압은 상기 비동기 모드로부터 상기 동기 모드로 진출하기 위한 상기 비동기 모드의 진출 문턱 전압과 상이한 것을 특징으로 하는 DC-DC 컨버터.
  5. 제4항에 있어서, 상기 비동기 모드의 상기 진입 문턱 전압은 상기 비동기 모드의 상기 진출 문턱 전압보다 큰 것을 특징으로 하는 DC-DC 컨버터.
  6. 제1항에 있어서, 상기 스위칭 제어 신호 및 상기 강제 유지 회로의 강제 유지 신호를 OR 연산하여 상기 제2 스위칭 소자의 제어 전극으로 인가하는 OR 게이트를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 DC-DC 컨버터.
  7. 제1항에 있어서, 상기 강제 유지 회로는
    입력 전압과 출력 기준 전압을 비교하는 비교기;
    상기 비교기의 비교 신호를 인가받아 상기 강제 유지 기간을 카운트하는 카운터; 및
    상기 비교 신호 및 상기 카운터의 카운트 신호를 입력 받아 상기 강제 유지 신호를 출력하는 RS 래치를 포함하는 것을 특징으로 하는 DC-DC 컨버터.
  8. 제7항에 있어서, 상기 비교 신호가 1이면, 상기 비동기 모드의 진입을 의미하고,
    상기 비교 신호가 1이면, 상기 카운터가 리셋되어 상기 강제 유지 기간의 카운트를 개시하고 상기 카운터의 상기 카운트 신호는 0인 것을 특징으로 하는 DC-DC 컨버터.
  9. 제8항에 있어서, 상기 카운트 신호가 0이면, 상기 강제 유지 기간이 진행 중인 것을 의미하고,
    상기 카운트 신호가 0이면, 상기 RS 래치의 출력인 상기 강제 유지 신호는 1이며,
    상기 강제 유지 신호가 1이면, 상기 비동기 모드가 강제로 유지되는 것을 특징으로 하는 DC-DC 컨버터.
  10. 제8항에 있어서, 상기 카운터는 상기 강제 유지 기간의 카운트가 종료되면, 상기 카운트 신호를 1로 출력하고,
    상기 카운트 신호가 1이고 상기 비교 신호가 0이면, 상기 RS 래치의 출력인 상기 강제 유지 신호는 0이며,
    상기 강제 유지 신호가 0이면, 상기 비동기 모드가 강제로 유지되지 않는 것을 특징으로 하는 DC-DC 컨버터.
  11. 제1항에 있어서, 입력 전압이 상기 비동기 모드의 진입 문턱 전압을 초과하면, 상기 비동기 모드가 개시되고,
    상기 입력 전압이 상기 비동기 모드의 상기 진입 문턱 전압을 초과한 시점으로부터 디글리치 타임 경과 후에, 상기 입력 전압이 상기 비동기 모드의 상기 진입 문턱 전압보다 작고 상기 비동기 모드의 진출 문턱 전압보다 크면, 상기 강제 유지 회로의 강제 유지 신호는 0이고 상기 비동기 모드는 유지되는 것을 특징으로 하는 DC-DC 컨버터.
  12. 제1항에 있어서, 입력 전압이 상기 비동기 모드의 진입 문턱 전압을 초과하면, 상기 비동기 모드가 개시되고,
    상기 입력 전압이 상기 비동기 모드의 상기 진입 문턱 전압을 초과한 시점으로부터 디글리치 타임 경과 후에, 상기 입력 전압이 상기 비동기 모드의 상기 진입 문턱 전압보다 크면, 상기 강제 유지 회로의 강제 유지 신호는 1이고 상기 비동기 모드가 상기 강제 유지 기간 동안 강제로 유지되는 것을 특징으로 하는 DC-DC 컨버터.
  13. 제1항에 있어서, 입력 전압이 상기 비동기 모드의 진입 문턱 전압을 초과하면, 상기 비동기 모드가 개시되고,
    상기 입력 전압이 상기 비동기 모드의 상기 진입 문턱 전압을 초과한 시점으로부터 디글리치 타임 경과 후에, 상기 입력 전압이 상기 비동기 모드의 상기 진입 문턱 전압보다 크면, 상기 강제 유지 회로의 강제 유지 신호는 1이고 상기 비동기 모드가 상기 강제 유지 기간 동안 강제로 유지되며,
    상기 강제 유지 기간 중에 상기 입력 전압이 상기 비동기 모드의 진출 문턱 전압 보다 낮아졌으면 상기 강제 유지 기간 종료 시점에 상기 동기 모드가 개시되는 것을 특징으로 하는 DC-DC 컨버터.
  14. 제1항에 있어서, 상기 강제 유지 회로와 상기 제2 스위칭 소자 사이에 배치되어, 상기 강제 유지 회로의 기능을 인에이블 및 디스에이블하는 강제 유지 회로 활성화 스위치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 DC-DC 컨버터.
  15. 스위칭 제어 신호에 기초하여 제1 스위칭 소자를 턴 온 및 턴 오프하는 단계;
    동기 모드에서 상기 스위칭 제어 신호에 기초하여 제2 스위칭 소자를 턴 온 및 턴 오프하는 단계;
    비동기 모드에서 상기 제2 스위칭 소자를 턴 오프하여 상기 제2 스위칭 소자를 다이오드 모드로 동작시키는 단계; 및
    상기 제2 스위칭 소자에 연결되는 강제 유지 회로를 이용하여 상기 비동기 모드 진입 후에 강제 유지 기간 동안 상기 비동기 모드를 강제로 유지하는 단계를 포함하는 DC-DC 컨버팅 방법.
  16. 제15항에 있어서, 상기 동기 모드에서 상기 제2 스위칭 소자는 턴 온 및 턴 오프되고 상기 제2 스위칭 소자의 바디 다이오드는 오프되는 것을 특징으로 하는 DC-DC 컨버팅 방법.
  17. 제16항에 있어서, 상기 비동기 모드에서 상기 제2 스위칭 소자는 턴 오프되고 상기 제2 스위칭 소자의 바디 다이오드는 온되는 것을 특징으로 하는 DC-DC 컨버팅 방법.
  18. 제15항에 있어서, 입력 전압이 상기 비동기 모드의 진입 문턱 전압을 초과하면, 상기 비동기 모드를 개시하는 단계; 및
    상기 입력 전압이 상기 비동기 모드의 상기 진입 문턱 전압을 초과한 시점으로부터 디글리치 타임 경과 후에, 상기 입력 전압이 상기 비동기 모드의 상기 진입 문턱 전압보다 큰지 판단하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 DC-DC 컨버팅 방법.
  19. 제18항에 있어서, 상기 입력 전압이 상기 비동기 모드의 상기 진입 문턱 전압을 초과한 시점으로부터 상기 디글리치 타임 경과 후에, 상기 입력 전압이 상기 비동기 모드의 상기 진입 문턱 전압보다 크면, 상기 강제 유지 회로를 이용하여 상기 비동기 모드를 상기 강제 유지 기간 동안 강제로 유지하는 것을 특징으로 하는 DC-DC 컨버팅 방법.
  20. 복수의 게이트 라인들, 복수의 데이터 라인들 및 상기 게이트 라인들 및 상기 데이터 라인들에 연결되는 복수의 픽셀들을 포함하는 표시 패널;
    상기 게이트 라인들에 게이트 신호를 출력하는 게이트 구동부;
    상기 데이터 라인들에 데이터 전압을 제공하는 데이터 구동부; 및
    상기 표시 패널에 전원 전압을 제공하는 전원 전압 생성부를 포함하고,
    상기 전원 전압 생성부는
    스위칭 제어 신호에 기초하여 턴 온 및 턴 오프되는 제1 스위칭 소자;
    상기 제1 스위칭 소자와 연결되고, 동기 모드에서는 상기 스위칭 제어 신호에 기초하여 턴 온 및 턴 오프되고 비동기 모드에서는 턴 오프되어 다이오드 모드로 동작하는 제2 스위칭 소자; 및
    상기 제2 스위칭 소자에 연결되고, 비동기 모드 진입 후에 강제 유지 기간 동안 상기 비동기 모드를 강제로 유지하는 강제 유지 회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
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