KR20230027809A - 누설 인덕턴스를 형성하는 코어를 포함하는 역률 변환 회로를 포함하는 디스플레이 장치 - Google Patents

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Abstract

일 실시예에 따른 디스플레이 장치는, 정류된 교류 신호(a rectified alternate current signal)를 수신하는 일 단(an end)을 포함하는 제1 인덕터 및 상기 정류된 교류 신호를 수신하는 일 단을 포함하는 제2 인덕터, 및 상기 제1 인덕터의 제1 부분 및 상기 제2 인덕터의 제1 부분이 감겨진(wound) 코어를 포함하는 인덕터 조립체(inductors sub-assembly) 및 상기 정류된 교류 신호에 의해 상기 인덕터 조립체의 상기 제1 인덕터 및 상기 제2 인덕터에 유도되는 전류를, 상기 정류된 교류 신호의 전압에 기반하여 스위칭하는 스위칭 회로를 포함하는 역률 변환 회로(power-factor correction circuit)를 포함하고, 상기 인덕터 조립체의 코어 는, 제1 방향으로(in a first direction) 제1 단(a first end)으로부터 제2 단(a second end)으로 연장되는 연장부(an extending portion), 상기 제1 단 및 상기 제2 단으로부터 이격된 상기 연장부의 제1 영역으로부터 상기 제1 방향과 수직인 제2 방향으로 돌출 되고, 상기 제1 인덕터의 제1 부분이 감겨진 제1 돌출부(a first protruding portion) 및 상기 제1 영역, 상기 제1 단 및 상기 제2 단으로부터 이격된 상기 연장부의 제2 영역으로부터 상기 제2 방향으로 돌출되고, 상기 제2 인덕터의 제1 부분이 감겨진 제2 돌출부를 포함할 수 있다.

Description

누설 인덕턴스를 형성하는 코어를 포함하는 역률 변환 회로를 포함하는 디스플레이 장치{DISPLAY DEVICE COMPRISING POWER FACTOR CORRECTION CIRCUIT COMPRISING CORE FOR FORMING LEAKAGE INDUCTANCE}
아래의 설명들은 누설 인덕턴스를 형성하는 코어를 포함하는 역률 변환 회로를 포함하는 디스플레이 장치에 관한 것이다.
최근 전자 기술의 발전에 따라 다양한 유형의 디스플레이 장치가 개발 및 보급되고 있고, 대형 디스플레이 장치에 대한 수요가 증가하고 있다. 디스플레이 장치의 대형화에 따라 소비 전력이 증가함에 따라, 상대적으로 높은 소비 전력을 안정적으로 공급하기 위하여, 디스플레이 장치는 하나 이상의 역률 변환 회로(power factor correction circuit, PFC)를 포함할 수 있다. 디스플레이 장치의 발전에 따라, 비선형 부하가 디스플레이 장치 내에 포함될 수 있고, 비선형 부하에 의해 발생되는 고조파가 배전 시스템(power supply system)에 유입될 수 있다. 배전 시스템에 유입된 고조파는 배전 시스템의 비정상적인 동작(abnormal operation)을 야기할 수 있다.
디스플레이 장치의 역률 변환 회로는 정류된 교류 신호의 전기 에너지를 적어도 일시적으로 저장하는 인덕터를 포함하는데, 인덕터가 형성된 인덕터 조립체의 부피를 줄이기 위한 방안이 요구될 수 있다.
디스플레이 장치의 역률 변환 회로가 전류를 수신하는 과정에서 발생되는 리플을 줄이기 위한 방안이 요구될 수 있다.
본 문서에서 이루고자 하는 기술적 과제는 상술한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
일 실시예(an embodiment)에 따른 디스플레이 장치는, 정류된 교류 신호(a rectified alternate current signal)를 수신하는 일 단(an end)을 포함하는 제1 인덕터 및 상기 정류된 교류 신호를 수신하는 일 단을 포함하는 제2 인덕터, 및 상기 제1 인덕터의 제1 부분 및 상기 제2 인덕터의 제1 부분이 감겨진(wound) 코어를 포함하는 인덕터 조립체(inductors sub-assembly) 및 상기 정류된 교류 신호에 의해 상기 인덕터 조립체의 상기 제1 인덕터 및 상기 제2 인덕터에 유도되는 전류를, 상기 정류된 교류 신호의 전압에 기반하여 스위칭하는 스위칭 회로를 포함하는 역률 변환 회로(power-factor correction circuit)를 포함하고, 상기 인덕터 조립체의 코어 는, 제1 방향으로(in a first direction) 제1 단(a first end)으로부터 제2 단(a second end)으로 연장되는 연장부(an extending portion), 상기 제1 단 및 상기 제2 단으로부터 이격된 상기 연장부의 제1 영역으로부터 상기 제1 방향과 수직인 제2 방향으로 돌출 되고, 상기 제1 인덕터의 제1 부분이 감겨진 제1 돌출부(a first protruding portion) 및 상기 제1 영역, 상기 제1 단 및 상기 제2 단으로부터 이격된 상기 연장부의 제2 영역으로부터 상기 제2 방향으로 돌출되고, 상기 제2 인덕터의 제1 부분이 감겨진 제2 돌출부를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 디스플레이 장치는, 정류된 교류 신호를 수신하는 일 단을 포함하는 제1 인덕터, 상기 정류된 교류 신호를 수신하는 일 단을 포함하는 제2 인덕터, 상기 제1 인덕터의 제1 부분 및 상기 제2 인덕터의 제1 부분이 감겨진(wound) 제1 코어, 상기 제1 코어로부터 이격되고, 상기 제1 자속의 일부분(a portion)과 교차하도록(intersected with) 배치된 제2 코어, 상기 제1 인덕터의 일 단과 구별되는 타 단(another end)에 연결된 제1 스위칭 회로 및 상기 제2 인덕터의 일 단과 구별되는 타 단에 연결된 제2 스위칭 회로를 포함하고, 상기 제1 코어는, 상기 정류된 교류 신호가 상기 제1 인덕터의 일 단에 인가되는 상태에서, 상기 제1 인덕터의 제1 부분으로부터 제2 인덕터의 제1 부분으로 향하는 제1 방향과 구별되는 제2 방향을 향하고, 상기 제1 자속의 일부분과 구별되는 다른 일부분(another portion)이 형성되는 연장부를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 상기 정류된 교류 신호가 상기 제1 인덕터의 일 단 및 상기 제2 인덕터의 일 단에 인가되는 상태에서, 상기 제1 인덕터에 의해 유도되는 제1 자속의 일부분이 상기 제1 인덕터의 제1 부분이 감겨진 제1 코어 내에서 상기 제2 인덕터에 의해 유도되는 제2 자속의 일부분에 의해 감소될 수 있다.
일 실시예에 따른 디스플레이 장치는, 인덕터 조립체의 부피를 줄이기 위한 형상을 가지는 코어에 기반하여 복수의 인덕터들을 수용함에 따라, 인덕터 조립체 및 인덕터 조립체를 포함하는 전원 회로의 부피가 줄어들 수 있다.
일 실시예에 따른 디스플레이 장치는, 역률 변환 회로에 입력되는 전류의 리플을 줄이는데 필요한 누설 인덕턴스를 형성 가능한 코어에 기반하여 복수의 인덕터들을 수용함에 따라, 상기 전류의 리플을 줄일 수 있다.
본 개시에서 얻을 수 있는 효과는 상술한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 개시가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 일 실시예(an embodiment)에 따른 디스플레이 장치의 블록도이다.
도 2는 일 실시예에 따른 디스플레이 장치에 포함된 전원 회로의 블록도이다.
도 3a 내지 3c는 일 실시예에 따른 디스플레이 장치에 포함된 인덕터 조립체(inductors sub-assembly)의 일 예를 도시한 도면들이다.
도 4a 내지 4c는 일 실시예에 따른 디스플레이 장치에 포함된 인덕터 조립체의 다른 일 예를 도시한 도면들이다.
도 5a 내지 5b는 일 실시예에 따른 디스플레이 장치에 포함된 인덕터 조립체에 유도되는 자속을 설명하기 위한 예시적인 도면들이다.
도 6은 일 실시예에 따른 디스플레이 장치에 포함된 전원 회로의 회로도이다.
도 7은 일 실시예에 따른 디스플레이 장치에 포함된 역률 변환 회로의 동작을 설명하기 위한 예시적인 그래프이다.
도 8은 일 실시예에 따른 디스플레이 장치에 포함된 역률 변환 회로의 동작을 설명하기 위한 예시적인 그래프이다.
도 9는 일 실시예에 따른 디스플레이 장치에 포함된 역률 변환 회로의 동작을 설명하기 위한 예시적인 그래프이다.
이하, 본 문서의 다양한 실시예들이 첨부된 도면을 참조하여 설명된다.
본 문서의 다양한 실시 예들 및 이에 사용된 용어들은 본 문서에 기재된 기술을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 해당 실시 예의 다양한 변경, 균등물, 및/또는 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면의 설명과 관련하여, 유사한 구성요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다. 본 문서에서, "A 또는 B", "A 및/또는 B 중 적어도 하나", "A, B 또는 C" 또는 "A, B 및/또는 C 중 적어도 하나" 등의 표현은 함께 나열된 항목들의 모든 가능한 조합을 포함할 수 있다. "제 1", "제 2", "첫째" 또는 "둘째" 등의 표현들은 해당 구성요소들을, 순서 또는 중요도에 상관없이 수식할 수 있고, 한 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위해 사용될 뿐 해당 구성요소들을 한정하지 않는다. 어떤(예: 제 1) 구성요소가 다른(예: 제 2) 구성요소에 "(기능적으로 또는 통신적으로) 연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 상기 어떤 구성요소가 상기 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나, 다른 구성요소(예: 제 3 구성요소)를 통하여 연결될 수 있다.
본 문서에서 사용된 용어 "모듈"은 하드웨어, 소프트웨어 또는 펌웨어로 구성된 유닛을 포함하며, 예를 들면, 로직, 논리 블록, 부품, 또는 회로 등의 용어와 상호 호환적으로 사용될 수 있다. 모듈은, 일체로 구성된 부품 또는 하나 또는 그 이상의 기능을 수행하는 최소 단위 또는 그 일부가 될 수 있다. 예를 들면, 모듈은 ASIC(application-specific integrated circuit)으로 구성될 수 있다.
도 1은 일 실시예(an embodiment)에 따른 디스플레이 장치(101)의 블록도이다. 디스플레이 장치(101)는 영상을 표시할 수 있는 전자 장치일 수 있다. 예를 들어, 디스플레이 장치(101)는 TV(television), 컴퓨터, 스마트 폰, 태블릿, 휴대용 미디어 플레이어, 웨어러블 디바이스, 비디오 월, 전자액자 등을 포함할 수 있다. 예를 들어, 디스플레이 장치(101)는 디스플레이를 구비하지 않는 셋탑 박스를 포함하는 영상 처리 장치, 냉장고, 세탁기를 포함하는 생활 가전, 컴퓨터 본체를 포함하는 정보 처리 장치 등 다양한 종류의 장치로 구현될 수 있다. 이하에서는 설명의 편의를 위해 디스플레이 장치(101)가 TV로 구현되는 경우를 가정하여 설명하지만, 실시예가 이에 제한되는 것은 아니다.
도 1을 참고하면, 일 실시예에 따른 디스플레이 장치(101)는 전원 회로(110), 주 회로(main circuit)(130) 또는 디스플레이 패널(140) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 전원 회로(110), 주 회로(main circuit)(130) 및 디스플레이 패널(140)은, 예를 들어, 전력선(power line) 및/또는 통신 버스(a communication bus)와 같은 전자 소자(electronical component)에 의해 서로 전기적으로 및/또는 작동적으로 연결될 수 있다(electronically and/or operably coupled with each other). 디스플레이 장치(101)에 포함된 하드웨어 컴포넌트의 타입 및/또는 개수는 도 1에 도시된 바에 제한되지 않는다. 예를 들어, 디스플레이 장치(101)는 도 1에 도시된 하드웨어 컴포넌트 중 일부만 포함할 수 있다.
도 1을 참고하면, 일 실시예에 따른 디스플레이 장치(101)의 전원 회로(110)는 배전 시스템으로부터 제공되는 전력원(power source)(120)과 전기적으로 연결될 수 있다. 디스플레이 장치(101)는 전원 회로(110) 및 전력원(120) 사이를 전기적으로 연결하는 전원 플러그(power plug)를 포함할 수 있다. 상기 전원 플러그를 통해, 디스플레이 장치(101)의 전원 회로(110)는 전력원(120)으로부터 교류 신호(alternate current signal, AC signal)를 수신할 수 있다. 전원 회로(110)가 수신하는 교류 신호는 시간에 따라 변화하는 전압을 가지는 전력 신호(power signal)로써, 예를 들어, 교류 신호의 전압은 지정된 주파수(예, 60 Hz) 및 지정된 진폭(예, 220V 및/또는 110V)을 가지는 정현파를 따라(according to a sinusoidal wave) 변화할 수 있다. 일 실시예에 따른 디스플레이 장치(101)의 전원 회로(110)는, 전력원(120)으로부터 수신된 교류 신호를 이용하여, 일정한 전압(constant voltage)을 가지는 직류 신호(direct current signal, DC signal)를 출력할 수 있다. 전원 회로(110)가 출력하는 상기 직류 신호는 시간의 변화와 독립적으로 유지되는 전압을 가지는 전력 신호에 대응할 수 있다.
일 실시예에 따른 디스플레이 장치(101)는 디스플레이 패널(140)을 제어하는 주 회로(130)를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 주 회로(130)는 디스플레이 장치(101)의 하나 이상의 기능들을 실행하기 위한 프로세서 및/또는 메모리를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 주 회로(130)는 디스플레이 패널(140)에서의 영상의 출력을 위한 타이밍 신호를 생성하는 타이밍 컨트롤러(timing controller)를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 주 회로(130)는 디스플레이 패널(140)에 포함된 LED(Light Emitting Diode)와 같은 백라이트를 구동하기 위한 백라이트 컨트롤러를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 주 회로(130)는 사용자 입력을 획득하기 위한 하나 이상의 스위치들과 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 하나 이상의 스위치들은 디스플레이 장치(101)의 하우징을 통해 적어도 일부 노출될 수 있다(may be exposed outside at least partially). 일 실시예에서, 주 회로(130)는 리모컨(remote control)과 같이 사용자 입력을 획득하기 위한 외부 전자 장치와 통신하기 위한 통신 회로를 포함할 수 있다. 상기 통신 회로는 적외선 통신, 블루투스 및/또는 Wi-Fi와 같은 무선 통신 프로토콜에 기반하여 외부 전자 장치와 통신할 수 있다. 주 회로(130)는 하나 이상의 기능들을 실행하기 위한 칩셋, 프로세서, 메모리, 전자부품 또는 배선 중 적어도 하나를 포함하는 인쇄 회로 기판(Printed Circuit Board, PCB)를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 주 회로(130)는 SoC(System-on-Chip)의 형태를 가질 수 있다.
일 실시예에 따른 디스플레이 장치(101)는 주 회로(130)에 의해 제어되고, 영상을 출력하는 디스플레이 패널(140)을 포함할 수 있다. 디스플레이 패널(140)을 이용하여, 디스플레이 장치(101)는 사용자에게 시각화된 정보를 출력할 수 있다. 디스플레이 패널(140)은 FPD(Flat Panel Display)를 포함할 수 있다. 상기 FPD는 LCD(Liquid Crystal Display), PDP(Plasma Display Panel) 및/또는 하나 이상의 LED(Light Emitting Diode)를 포함할 수 있다. 상기 LED는 OLED(Organic LED)를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 디스플레이 패널(140)은 전자 종이(electronic paper)를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 디스플레이 패널(140)은 적어도 하나의 디스플레이 구동 회로(Display Driver Integrated-Circuit, DDI)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 디스플레이 패널(140)이 2차원 매트릭스 형태로 정렬된 복수의 LED들을 포함하는 경우, DDI는 복수의 LED들 중에서 대응하는 행 또는 열에 포함된 적어도 하나의 LED들을 제어할 수 있다. DDI가 적어도 하나의 LED들을 제어하는 것은, LED들의 휘도 및/또는 밝기를 조절하는 동작을 포함할 수 있다.
비록 도시되지 않았지만, 일 실시예에 따른 디스플레이 장치(101)는 정보를 시각화한 형태 외에 다른 형태로 출력하기 위한 출력 수단을 포함할 수 있다. 예를 들어, 디스플레이 장치(101)는 전원 회로(110)로부터 제공되는 직류 신호에 의해 동작하고, 음성 신호(acoustic signal)를 출력하기 위한 하나 이상의 스피커들을 더 포함할 수 있다.
도 1을 참고하면, 일 실시예에 따른 디스플레이 장치(101)는 주 회로(130) 및 디스플레이 패널(140)과 같은 부하(load)에 전력을 제공하는 전원 회로(110)를 포함할 수 있다. 디스플레이 장치(101)는, 전원 회로(110) 내에, 정류 회로(112), 역률 변환 회로(power-factor correction circuit)(114), EMI(electromagnetic interference) 필터(116) 또는 직류-직류 변환 회로(118) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 전원 회로(110)에 포함되는 하드웨어 컴포넌트는 도 1의 예시에 제한되지 않으며, 예를 들어, 전원 회로(110)는 낙뢰 보호 회로, 바리스터, 서지 어레스터와 같은 회로를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 정류 회로(112)는 전력원(120)의 교류 신호를 정류하여, 정류된 교류 신호(a rectified alternate current signal)를 출력할 수 있다. 교류 신호를 정류하기 위하여, 정류 회로(112)는 하나 이상의 다이오드들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 정류 회로(112)는 전력원(120)의 교류 신호에 전파 정류를 수행하는 브리지 다이오드(bridge diode) 회로를 포함할 수 있다. 예를 들어, 전력원(120)은 교류 신호에 반파 정류를 수행할 수 있다. 정류 회로(112)에 포함된 회로는 상기 브리지 다이오드에 제한되지 않으며, 논 브리지(non-bridge) 방식의 회로를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 EMI 필터(116)는 전력원(120)의 교류 신호에 포함된 노이즈를 제거하거나, 또는 줄일 수 있다(may reduce). 상기 노이즈는 교류 신호를 생성하는 생산자가 의도한 교류 신호의 주파수 성분과 상이한 다른 주파수 성분에 의해 발생되는 전압 리플을 포함할 수 있다. 예를 들어, EMI 필터(116)에 의해 절감된 노이즈를 가지는 교류 신호가 정류 회로(112)에 제공될 수 있다. 예를 들어, EMI 필터(116)는 라인 필터(line filter)를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 역률 변환 회로(114)는, 전원 회로(110)로 제공되는 교류 신호 및/또는 직류 신호의 역률(power factor, PF)을 조정할 수 있다. 역률은, 부하가 소비하는 유효 전력 및 부하에 제공되는 피상 전력 사이의 비율을 의미한다. 예를 들어, 역률 변환 회로(114)는 교류 신호의 무효 전력을 줄임으로써, 상기 역률을 조정할 수 있다. 예를 들어, 역률 변환 회로(114)는 교류 신호의 유효 전력을 증가시켜, 상기 역률을 조정할 수 있다. 일 실시예에 따른 역률 변환 회로(114)는 디스플레이 장치(101)가 수신하는 교류 신호의 전압 및 전류의 위상을 동기화하여(by synchronizing), 상기 역률을 조정할 수 있다. 일 실시예에 따른 디스플레이 장치(101)에 포함된 역률 변환 회로(114)는, 도 2 내지 도 9의 설명을 통해 후술될 것이다.
일 실시예에 따른 디스플레이 장치(101)는 역률 변환 회로(114)에 기반하여, 전력원(120)의 교류 신호로부터 직류 신호를 획득할 수 있다. 일 실시예에 따른 디스플레이 장치(101)는 역률 변환 회로(114)에 기반하여, 디스플레이 장치(101)의 입력 측(예, 전력원(120)과 연결되는 디스플레이 장치(101)의 일 단(an end))에서의 역률을 변경할 수 있다. 예를 들어, 디스플레이 장치(101)는 전력원(120)의 교류 신호의 전압의 위상에 기반하여 전류를 수신하여, 전력원(120) 및 디스플레이 장치(101)를 연결하는 전력 선에서의 역률을 개선할 수 있다. 전력원(120) 및 디스플레이 장치(101)를 연결하는 전력 선에서의 역률은, 예를 들어, 고조파 규제와 관련된 지정된 역률 임계치를 초과할 수 있다. 일 실시예에 따른 디스플레이 장치(101)가 역률 변환 회로(114)를 이용하여 교류 신호로부터 직류 신호를 획득하는 일 예는, 도 2의 설명을 통해 후술될 것이다.
일 실시예에 따른 디스플레이 장치(101)의 역률 변환 회로(114)는 자기장을 이용하여 자기 에너지를 저장하는 복수의 인덕터들을 포함할 수 있다. 일 실시예에 따른 역률 변환 회로(114)는 상기 복수의 인덕터들을 수용 가능한(accommodatable) 하나 이상의 코어들을 포함할 수 있다. 상기 복수의 인덕터들의 상기 역률 변환 회로(114) 내에서의 상대적인 위치(relative position)는, 상기 하나 이상의 코어들의 형상에 적어도 기반할 수 있다. 상기 하나 이상의 코어들의 형상은, 상기 복수의 인덕터들에서 유도되는 자기장(magnetic flux)의 상호 작용과 관련된 형상을 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 하나 이상의 코어들의 형상은, 상기 자기장의 상호 작용과 관련된 자화 인덕턴스 또는 누설 인덕턴스 중 적어도 하나와 관련된 형상을 가질 수 있다. 일 실시예에 따른 역률 변환 회로(114)가 포함하는 상기 하나 이상의 코어들의 형상은, 도 3a 내지 3c 및 도 4a 내지 4c의 설명을 통해 후술될 것이다. 일 실시예에 따른 역률 변환 회로(114)가 포함하는 상기 하나 이상의 코어들에 의해 형성되는 상기 자화 인덕턴스 또는 상기 누설 인덕턴스는, 도 5a 내지 5b의 설명을 통해 후술될 것이다.
일 실시예에 따른 DC-DC 변환 회로(118)는 역률 변환 회로(114)에 적어도 기반하여 제공되는 직류 신호를, 주 회로(130) 및 디스플레이 패널(140)의 작동을 위한 지정된 전압을 가지는 직류 신호로 변경할 수 있다. 예를 들어, DC-DC 변환 회로(118)는 디스플레이 장치(101)의 하드웨어 컴포넌트들 각각에, 하드웨어 컴포넌트가 요구하는 상이한 직류 전압을 인가할 수 있다. DC-DC 변환 회로(118)는 절연형 DC-DC 컨버터, 플라이백 컨버터 또는 포워드 컨버터 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상술한 바와 같이, 일 실시예에 따른 디스플레이 장치(101)가, 복수의 인덕터들을 포함하는 역률 변환 회로(114) 내에, 상기 복수의 인덕터들에서 유도되는 자기장의 상호 작용과 관련된 형상을 가지는 하나 이상의 코어들을 포함함에 따라, 역률 변환 회로(114)의 동작에 요구되는 인덕턴스가 제공될 수 있다. 일 실시예에 따른 디스플레이 장치(101)의 역률 변환 회로(114) 내에, 상기 역률 변환 회로(114)에 포함된 복수의 인덕터들에서 유도되는 자기장의 상호 작용과 관련된 형상을 가지는 하나 이상의 코어들이 포함됨에 따라, 상기 역률 변환 회로(114)가 상대적으로 가벼운 무게 및/또는 상대적으로 적은 부피를 가질 수 있다. 이하에서는 도 2를 참고하여, 디스플레이 장치(101)의 전원 회로(110)의 일 실시예가 설명된다.
도 2는 일 실시예에 따른 디스플레이 장치에 포함된 전원 회로(110)의 블록도이다. 도 2의 디스플레이 장치는 도 1의 디스플레이 장치(101)를 포함할 수 있다. 도 2의 전원 회로(110)는 도 1의 전원 회로(110)에 대응할 수 있다. 도 2의 전력원(120), 정류 회로(112), 역률 변환 회로(114)는, 도 1의 전력원(120), 정류 회로(112), 역률 변환 회로(114) 각각에 대응할 수 있다. 일 실시예에서, 정류 회로(112) 및 역률 변환 회로(114)는 PCB 또는 PCB 상에 배치된 하나 이상의 회로 요소들을 포함하거나, 하나 이상의 집적 회로들에 포함될 수 있다. 이하에서, 도 1과 중복되는 설명은 편의를 위해 생략된다.
도 2를 참고하면, 일 실시예에 따른 역률 변환 회로(114)는 인덕터 조립체(inductors sub-assembly)(210), 스위칭 회로(220) 또는 제어 회로(230) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 역률 변환 회로(114)의 인덕터 조립체(210)는 유도 결합된(inductively coupled) 복수의 인덕터들을 포함할 수 있다. 도 2를 참고하면, 인덕터 조립체(210)가 두 개의 인덕터들을 포함하는 일 실시예에서, 인덕터 조립체(210)는 두 개의 인덕터들 중 제1 인덕터의 일 단(an end)에 대응하는 단(210-1), 상기 제1 인덕터의 타 단(another end)에 대응하는 단(210-3), 상기 두 개의 인덕터들 중 상기 제1 인덕터와 구별되는 제2 인덕터의 일 단에 대응하는 단(210-2) 및 상기 제2 인덕터의 타 단에 대응하는 단(210-4)을 포함할 수 있다.
인덕터 조립체(210)가 두 개의 인덕터들을 포함하는 일 실시예에서, 인덕터 조립체(210)의 두 개의 인덕터들은, 단들(210-1, 210-2) 각각에서 입력되는 전류에 의해 유도되는 자속이 상기 두 개의 인덕터들 내부에서 서로 교차하도록(to be intersected with each other), 인덕터 조립체(210)의 하나 이상의 코어들에 감겨질 수 있다(may be wound around). 단들(210-1, 210-2) 각각에서 입력되는 전류에 의해 유도되는 자속이 상기 두 개의 인덕터들 내부에서 서로 교차함으로써, 인덕터 조립체(210)의 두 개의 인덕터들이 차동 모드 커플드 인덕터(differential mode coupled inductor)를 형성할 수 있다.
도 2를 참고하면, 인덕터 조립체(210) 내에 포함된 복수의 인덕터들 각각에 대응하는 단들(210-3, 210-4) 각각은, 스위칭 회로(220)의 단들(220-1, 220-2)에 연결될 수 있다. 스위칭 회로(220)는 단들(220-3, 220-4)을 통해 제어 회로(230)의 단들(230-1, 230-2) 각각과 연결될 수 있다. 스위칭 회로(220)는 단들(220-3, 220-4) 각각을 통해 입력되는 제어 신호들 중 적어도 하나에 기반하여, 단들(220-1, 220-2) 각각에서 수신되는 인덕터 조립체(210)의 전력 신호들 중 적어도 하나를, 단들(220-5, 220-6) 중 적어도 하나로 출력할 수 있다. 인덕터 조립체(210)가 두 개의 인덕터들을 포함하는 일 실시예에서, 역률 변환 회로(114)의 스위칭 회로(220)는, 제어 회로(230)에 기반하여, 지정된 위상 차이(예, 180°의 위상 차이)에 기반하여 동작하는 인터리브(interleaved) 부스트(boost) 방식에 기반하여 동작할 수 있다. 인터리브 부스트 방식에 기반하여 동작하는 인덕터 조립체(210) 및 스위칭 회로(220)의 상세한 회로도의 일 예가 도 6의 설명을 통해 후술될 것이다.
도 2를 참고하면, 일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 전원 회로(110)에 포함된 역률 변환 회로(114)는 하나 이상의 노드들(240, 260)을 통해, 역률 변환 회로(114)와 구별되는 다른 회로들과 전기적으로 연결될 수 있다. 이하에서, 노드는 회로 요소들(circuit elements)을 서로 연결하는 회로의 부분으로, 전위차가 실질적으로 존재하지 않는 부분을 의미할 수 있다. 예를 들어, 노드는 회로 요소들을 연결하는 회로 내 도선에 대응할 수 있다. 도 2를 참고하면, 전원 회로(110)를 포함하는 디스플레이 장치의 회로 요소들 중 적어도 하나는 접지 노드(290)와 연결될 수 있다. 이하에서, 접지 노드는 대지(earth)와 실질적으로 동일한 전위를 가지는 노드로, 디지털 접지 노드 및/또는 아날로그 접지 노드를 포함할 수 있다.
도 2를 참고하면, 역률 변환 회로(114)는 노드(240)를 통해 정류 회로(112)와 연결될 수 있다. 노드(240)에서, 역률 변환 회로(114)의 단들(210-1, 210-2)이 정류 회로(112)와 병렬 연결될 수 있다. 도 2를 참고하면, 전원 회로(110)는 노드(240)에 연결된 일 단을 포함하고, 접지 노드(290)에 연결된 타 단을 포함하는 커패시터(250)를 포함할 수 있다. 노드(240)에서, 역률 변환 회로(114)의 단들(210-1, 210-2)이 정류 회로(112) 및 커패시터(250)와 병렬 연결될 수 있다. 전력원(120)의 교류 신호는 정류 회로(112)에 의해 정류될 수 있다. 정류 회로(112)에 의해 정류된 교류 신호는 노드(240)에 인가될 수 있다. 커패시터(250)가 노드(240)에 연결됨에 따라, 노드(240)에 인가되는 정류된 교류 신호의 전압에 포함된 리플(ripple)이 줄어들 수 있다. 비록 도시되지 않았지만, 교류 신호에 포함된 리플 및/또는 노드(240)를 통해 역률 변환 회로(114)에 입력되는 전류의 리플을 줄이기 위하여, 상기 커패시터(250)와 독립적으로, 라인 필터가 노드(240) 및/또는 정류 회로(112)에 연결될 수 있다.
도 2를 참고하면, 전원 회로(110)는 노드(260)에 연결된 일 단을 포함하고, 접지 노드(290)에 연결된 타 단을 포함하는 커패시터(270)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 커패시터(270)는 전해 커패시터(electrolytic capacitor), 필름 커패시터(film capacitor) 또는 적층 세라믹 커패시터(Multilayer Ceramic Capacitor, MLCC) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 노드(260)에서, 역률 변환 회로(114)의 단들(220-5, 220-6)이 커패시터(270)와 병렬 연결될 수 있다. 역률 변환 회로(114)에서 제공되는 전력 신호가 노드(260)에 인가될 수 있다. 커패시터(270)가 노드(260)에 연결됨에 따라, 노드(260)에 인가되는 역률 변환 회로(114)의 전력 신호의 전압에 포함된 리플이 줄어들 수 있다. 도 2를 참고하면, 전원 회로(110)는 노드(260)에 연결된 일 단을 포함하고, 접지 노드(290)에 연결된 타 단을 포함하는 저항(280)을 포함할 수 있다. 역률 변환 회로(114)의 전력 신호에 의해 충전된 커패시터(270)에 기반하여, 직류 전력(예를 들어, VOUT의 전압을 가지는 직류 전력)이 디스플레이 장치에서 노드(260)에 연결된 다른 회로들에 제공될 수 있다. 예를 들어, 도 1의 DC-DC 변환 회로(118)는, 커패시터(270)에 의해 충전된 전력으로부터 서로 다른 전압을 가지는 직류 신호를 생성할 수 있다. DC-DC 변환 회로(118)에 의해 생성된 직류 신호는, 도 1의 주 회로(130) 및/또는 디스플레이 패널(140)에 제공될 수 있다.
상술한 바와 같이, 일 실시예에 따른 디스플레이 장치는, 복수의 인덕터들을 포함하는 인덕터 조립체(210) 내에서 차동 모드 커플드 인덕터를 형성하여, 복수의 인덕터들 각각의 포화 전류를 줄일 수 있다. 복수의 인덕터들 각각의 포화 전류가 줄어듦에 따라, 복수의 인덕터들 각각의 부피가 줄어들 수 있다. 복수의 인덕터들 각각의 부피가 줄어듦에 따라, 인덕터 조립체(210)의 부피 및 인덕터 조립체(210)를 포함하는 전원 회로(110)의 부피가 줄어들 수 있다. 복수의 인덕터들 각각의 포화 전류가 줄어드는 일 예는 도 7 내지 도 9의 설명을 통해 후술될 것이다.
이하에서는, 도 3a 내지 3c를 참고하여, 유도 결합된(inductively coupled) 복수의 인덕터들을 포함하는 인덕터 조립체(210)의 예시적인 구조가 설명된다.
도 3a 내지 3c는 일 실시예에 따른 디스플레이 장치에 포함된 인덕터 조립체(210)의 일 예를 도시한 도면들이다. 도 3a 내지 3c의 디스플레이 장치는 도 1의 디스플레이 장치(101)를 포함할 수 있다. 도 3a 내지 3c의 인덕터 조립체(210)는 도 2의 인덕터 조립체(210)에 대응할 수 있다.
도 3a는 일 실시예에 따른 디스플레이 장치에 포함된 인덕터 조립체(210)의 분해 사시도(exploded view)이다. 일 실시예에 따른 인덕터 조립체(210)는 코어들(310, 360), 보빈들(320, 330) 또는 인덕터들(340, 350) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따른 인덕터 조립체(210)는 코어들(310, 360), 보빈들(320, 330) 및 인덕터들(340, 350)을 감싸는(wrapping) 박막(thin film)(예, 도 3c의 박막(390))을 더 포함할 수 있다. 설명의 편의를 위하여, 도 3a 내지 도 3b에서 박막의 도시가 생략된다.
인덕터 조립체(210)의 코어들(310, 360)은, 예를 들어, 망간-아연(MnZn) 페라이트(ferrite) 또는 니켈-아연(NiZn) 페라이트 중 적어도 하나를 포함하는 페라이트 코어일 수 있다. 보빈들(320, 330)은, 예를 들어, 베이클라이트와 같은 플라스틱 또는 세라믹 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 인덕터들(340, 350)은 전도성 소재(conductive material)에 기반하는 도선을 포함할 수 있다.
도 3a를 참고하면, 일 실시예에 따른 인덕터 조립체(210)는 인덕터들(340, 350) 사이의 공간과 구별되는 다른 공간으로 향하는 자속의 적어도 일부를 수용하는 코어(예, 코어들(310, 360))를 포함할 수 있다. 도 3a를 참고하면, 코어(310)는 길이 및 너비를 가지는 연장부(extending portion)(316), 상기 연장부(316)의 길이 방향을 따라 연장부(316)로부터 돌출되는 돌출부들(312, 314)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 코어(310)는 연장부(316) 및 상기 연장부(316)의 일 면(a surface)으로부터 돌출되고, 보빈들(320, 330) 각각의 개구들(325, 335)에 삽입되는 돌출부들(312, 314)을 포함할 수 있다. 연장부(316)의 일 면 상에서, 돌출부들(312, 314)은 서로 이격될 수 있다. 돌출부들(312, 314) 각각은 연장부(316)의 적어도 하나의 가장자리(edge)로부터 이격될 수 있다.
도 3a를 참고하면, 일 실시예에 따른 인덕터 조립체(210)는 인덕터(예, 인덕터들(340, 350))가 직접적으로 감겨진 보빈(예, 보빈들(320, 330))을 포함할 수 있다. 보빈은, 코어의 돌출부가 삽입되는 튜브부(a tube portion)를 포함할 수 있다. 도선이 튜브부의 외주(outer circumference)에 감겨져 인덕터를 형성할 수 있다. 예를 들어, 도 3a를 참고하면, 보빈들(320, 330)의 튜브부들 각각에 의해 형성된 개구들(325, 335) 및 튜브부의 외주에 감겨진 인덕터들(340, 350)이 도시된다. 보빈은, 상기 튜브부의 가장자리로부터, 상기 튜브부의 길이 방향에 수직인 방향으로 연장된 플랜지부(a flange portion)를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 인덕터 조립체(210)의 보빈의 플랜지부 상에, 인덕터의 적어도 하나의 단(at least one end)이 연장될 수 있다. 도 3a를 참고하면, 인덕터(340)가 감겨진 보빈(320)의 플랜지부 상에, 인덕터(340)의 적어도 하나의 단이 연장될 수 있다. 인덕터(350)가 감겨진 보빈(330)의 플랜지부 상에, 인덕터(350)의 적어도 하나의 단이 연장될 수 있다. 플랜지부 상에 연장되는 인덕터의 적어도 하나의 단은 인덕터 조립체(210) 및 다른 회로(예, 도 1 내지 도 2의 정류 회로(112), 도 2의 스위칭 회로(220)) 및/또는 다른 노드(예, 도 2의 노드(240))와 전기적으로 연결될 수 있다. 예를 들어, 보빈(320)의 플랜지부 상에 연장된 인덕터(340)의 적어도 하나의 단은 도 2의 단들(210-1, 210-3)을 포함할 수 있다. 상기 예시에서, 보빈(330)의 플랜지부 상에 연장된 인덕터(350)의 적어도 하나의 단은 도 2의 단들(210-2, 210-4)을 포함할 수 있다.
도 3a를 참고하면, 코어(360)는, 코어(310)와 유사하게, 연장부(366) 및 상기 연장부(366)로부터 돌출되고, 보빈들(320, 330) 각각의 개구들(325, 335)에 삽입되는 돌출부들(362, 364)을 포함할 수 있다. 코어(360)의 돌출부(362)는, 코어(310)의 돌출부(312)가 보빈(320)의 개구(325)에 삽입되는 일 방향과 구별되는 다른 방향(예, 상기 일 방향의 반대 방향)에서, 보빈(320)의 개구(325)에 삽입될 수 있다. 코어(360)의 돌출부(364)는, 코어(310)의 돌출부(314)가 보빈(330)의 개구(335)에 삽입되는 일 방향과 구별되는 다른 방향(예, 상기 일 방향의 반대 방향)에서, 보빈(330)의 개구(335)에 삽입될 수 있다.
도 3b는 일 실시예에 따른 디스플레이 장치에 포함된 인덕터 조립체(210)의 사시도(prospective view)이다. 코어들(310, 320) 각각의 돌출부들(312, 314, 322, 324) 각각이 보빈들(320, 330)의 개구들(325, 335)에 삽입됨에 따라, 보빈들(320, 330)에 감겨진 인덕터들(340, 350)의 적어도 일부분이 돌출부들(312, 314, 322, 324) 각각에 감겨질 수 있다. 코어들(310, 320) 각각의 돌출부들(312, 314, 322, 324) 각각이 보빈들(320, 330)의 개구들(325, 335)에 삽입됨에 따라, 보빈들(320, 330)의 플랜지부들이 코어들(310, 320)의 연장부(316, 366)들의 면들(surfaces)에 접할 수 있다(may contact with).
도 3b에 도시된 일 실시예에서, 보빈들(320, 330)의 플랜지부들의 크기는, 플랜지부들에 접하는 코어들(310, 320)의 연장부들의 크기에 대응할 수 있다. 이 경우, 보빈들(320, 330)의 플랜지부들의 가장자리의 적어도 일부분이, 코어들(310, 320)의 연장부들(316, 366)의 가장자리의 적어도 일부분과 접할 수 있다. 예를 들어, 보빈들(320, 330)의 플랜지부들이, 연장부(316, 366)들의 면들과 실질적으로 연속적인 평면(substantially continuous plane)을 형성할 수 있다. 그러나, 실시예들이 도 3b에 도시되는 일 실시예에 제한되는 것은 아니다.
도 3b에 도시된 일 실시예에서, 보빈들(320, 330)의 플랜지부들이 코어들(310, 320)의 연장부(316, 366)들의 면들(surfaces)에 접하는 상태에서, 보빈들(320, 330)에 감겨진 인덕터들(340, 350)은 코어들(310, 320)과 전기적으로 절연될 수 있다(may be electrically insulated from). 도 3b를 참고하면, 플랜지부들 상에 연장된 인덕터들(340, 350)의 단들은 코어들(310, 320)로부터 이격된 핀들(345, 355)에 연결될 수 있다. 예를 들어, 보빈(320)에 감겨진 인덕터(340)와 연결된 핀들(345)은 도 2의 단들(210-1, 210-3)에 대응할 수 있다. 상기 예시에서, 보빈(330)에 감겨진 인덕터(350)와 연결된 핀들(355)은 도 2의 단들(210-2, 210-4)에 대응할 수 있다. 예를 들어, 핀들(345, 355) 각각의 개수는, 대응하는 인덕터의 양 단의 개수에 대응하거나, 또는 인덕터와 관련된 전류를 분기하여 수신하기 위하여, 대응하는 인덕터의 양 단의 개수를 초과할 수 있다. 도 3b를 참고하면, 인덕터(340)에 대응하는 핀들(345)의 개수는, 두 개의 핀들이 인덕터(340)의 양 단 각각에 연결되므로, 4개 일 수 있다.
상술한 바와 같이, 인덕터들(340, 350)을 개별적으로 수용하는 것과 독립적으로, 인덕터 조립체(210)가 인덕터들(340, 350) 전부를 수용 가능한 코어들(310, 320)을 포함함에 따라, 인덕터 조립체(210)의 부피가 줄어들 수 있다. 인덕터 조립체(210)에 포함된 인덕터들(340, 350)이 유도 결합을 형성함에 따라, 인덕터 조립체(210)는 역률 변환 회로(예, 도 1 내지 도 2의 역률 변환 회로(114))에, 역률 변환 회로(114)의 구동(driving)을 위한 자화 인덕턴스, 누설 인덕턴스 또는 커플링 계수 중 적어도 하나를 제공할 수 있다. 예를 들어, 인덕터 조립체(210)는 상대적으로 높은 누설 인덕턴스를 제공하면서, 상대적으로 낮은 커플링 계수 또는 상대적으로 낮은 자화 인덕턴스를 제공할 수 있다. 인덕터 조립체(210)가 상대적으로 높은 누설 인덕턴스를 제공함에 따라, 인덕터 조립체(210)로 입력되는 전류(예, 도 1 내지 도 2의 정류 회로(112)에 의해 정류된 교류 신호의 전류)에 포함된 리플을 줄일 수 있다.
도 3c는 도 3b의 A-A' 선을 따라 나타낸 단면도(cross-section view)이다. 설명의 편의를 위해, 인덕터들(340, 350)은, 인덕터들(340, 350)의 단면도가 도시되는 대신에, 인덕터들(340, 350)이 보빈들(320, 330) 각각에 감겨진 형상이 도시된다. 일 실시예에 따른 인덕터 조립체(210)의 인덕터들(340, 350) 각각은, 정류 회로(예, 도 1 내지 도 2의 정류 회로(112))에 연결되어, 정류 회로에 의해 정류된 교류 신호를 수신하는 일 단(예, 단들(210-1, 210-2))을 포함할 수 있다. 상기 일 단과 구별되는 인덕터들(340, 350) 각각의 타 단(예, 단들(210-3, 210-4))은, 상기 정류된 교류 신호의 전압의 위상에 대응하는 위상을 가지는 전류를 수신하도록 작동하는 스위칭 회로(예, 도 2의 스위칭 회로(220))에 연결될 수 있다.
도 3c를 참고하면, 코어들(310, 360)의 돌출부들(312, 314, 362, 364)이 보빈들(320, 330) 각각의 개구들에 삽입됨에 따라, 돌출부들(312, 314, 362, 364)이 인덕터들(340, 350) 중에서 대응하는 인덕터의 적어도 일부분에 감겨질 수 있다. 예를 들어, 코어(310)의 돌출부(312)는 인덕터(340)의 일부분에 감겨질 수 있다. 예를 들어, 코어(360)의 돌출부(362)는 인덕터(340)의 다른 일부분에 감겨질 수 있다. 예를 들어, 코어(310)의 돌출부(314)는 인덕터(350)의 일부분에 감겨질 수 있다. 예를 들어, 코어(360)의 돌출부(364)는 인덕터(350)의 다른 일부분에 감겨질 수 있다.
도 3c를 참고하면, 일 실시예에 따른 인덕터 조립체(210)의 코어(310)는 제1 방향으로(in a first direction) 제1 단(316-1)으로부터 제2 단(316-2)으로 연장되는 연장부(316)를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 코어(310)는, 제1 단(316-1) 및 제2 단(316-2)으로부터 이격된 연장부(316)의 영역(316-3)으로부터 제1 방향과 수직인 제2 방향으로 돌출되고, 인덕터(340)의 제1 부분이 감겨진 돌출부(312)를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 코어(310)는, 영역(316-3), 제1 단(316-1) 및 제2 단(316-2)으로부터 이격된 연장부(316)의 영역(316-4)으로부터 제2 방향으로 돌출되고, 인덕터(314)의 제1 부분이 감겨진 돌출부(314)를 포함할 수 있다.
도 3c를 참고하면, 일 실시예에 따른 인덕터 조립체(210)는, 인덕터(340)에서 상기 제1 부분과 구별되는 제2 부분 및 인덕터(350)에서 상기 제1 부분과 구별되는 제2 부분이 감겨진 코어(360)를 포함할 수 있다. 코어(360)는, 상기 코어(310)의 제1 방향으로 제1 단(366-1)으로부터 제2 단(366-2)으로 연장되는 연장부(366)를 포함할 수 있다. 코어(360)는, 제1 단(366-1) 및 제2 단(366-2)으로부터 이격된 영역(366-3)으로부터 돌출되고, 인덕터(340)의 제2 부분이 감겨진 돌출부(362)를 포함할 수 있다. 코어(360)는 영역(366-3), 제1 단(366-1) 및 제2 단(366-2)으로부터 이격된 영역(366-4)으로부터 돌출되고, 인덕터(350)의 제2 부분이 감겨진 돌출부(364)를 포함할 수 있다.
도 3c를 참고하면, 일 실시예에 따른 인덕터 조립체(210)의 보빈(320)은, 코어(310)의 돌출부(312) 및 코어(360)의 돌출부(362)가 삽입되고, 인덕터(340)의 상기 제1 부분 및 상기 제2 부분이 감겨지는 튜브부(a tube portion)를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따른 인덕터 조립체(210)의 보빈(330)은, 코어(310)의 돌출부(314) 및 코어(360)의 돌출부(364)가 삽입되고, 인덕터(350)의 상기 제1 부분 및 상기 제2 부분이 감겨지는 튜브부를 포함할 수 있다. 예를 들어, 보빈(330)의 튜브부의 길이는, 보빈(320)의 튜브부의 길이에 대응할 수 있다. 예를 들어, 보빈(320)의 튜브부의 길이는 돌출부(312)의 길이 및 돌출부(340)의 길이의 합을 초과할 수 있다.
도 3c를 참고하면, 보빈(320)의 튜브부의 길이는 돌출부(312)의 길이 및 돌출부(340)의 길이의 합을 초과함에 따라, 상기 튜브부 내에 형성된 공극(air gap)(370)이 도시된다. 공극(370)이 보빈(320)의 튜브부 내에 형성됨에 따라, 튜브부 내에서, 코어(310)의 돌출부(312)의 일 단이 코어(360)의 돌출부(362)의 일 단과 마주하며 떨어질 수 있다(may be faced away). 보빈(330)의 튜브부의 길이가 보빈(320)의 튜브부의 길이에 대응하는 일 실시예에서, 공극(370)이 보빈(320)의 튜브부 내에 형성된 것과 유사하게, 공극(380)이 보빈(330)의 튜브부 내에 형성될 수 있다. 보빈(330)의 튜브부의 길이가 보빈(320)의 튜브부의 길이에 대응하는 일 실시예에서, 공극들(370, 380)의 두께는 서로 일치할 수 있다.
도 3c를 참고하면, 일 실시예에 따른 인덕터 조립체(210)는 코어들(310, 360), 보빈들(320, 330) 및 인덕터들(340, 350)을 감싸는 박막(390)을 더 포함할 수 있다. 상기 박막(390)은, 코어들(310, 360) 각각의 돌출부들(312, 314, 362, 364)이, 인덕터들(340, 350)이 감겨진 보빈들(320, 330) 각각의 개구들(325, 335)에 삽입된 이후, 테이핑(taping)을 수행함에 따라 형성될 수 있다. 박막(390)은 전기적으로 절연된 소재를 포함할 수 있다. 박막(390)이 코어들(310, 360), 보빈들(320, 330) 및 인덕터들(340, 350)을 감싸는 것에 따라, 박막(390) 내부에서 코어들(310, 360), 보빈들(320, 330) 및 인덕터들(340, 350) 각각의 상대적인 위치가 고정될 수 있다. 상기 상대적인 위치가 박막(390)에 의해 고정됨에 따라, 공극들(370, 380)의 크기도 보빈들(320, 330) 내부에서 고정될 수 있다. 예를 들어, 보빈(330)의 튜브부의 길이가 보빈(320)의 튜브부의 길이에 대응하는 일 실시예에서, 공극들(370, 380) 사이의 크기의 편차 없이 공극들(370, 380) 각각의 크기가 유지될 수 있다.
도 3c를 참고하면, 코어(310)에서 돌출부(312)가 연장되는 연장부(316)의 영역(316-3) 및 영역(316-3)에 인접한 제1 단(316-1) 사이의 길이는, 보빈(320)의 튜브부에서 연장되는 플랜지부의 길이에 대응할 수 있다. 이 경우, 연장부(316)의 가장자리의 적어도 일부분이 보빈(320)의 플랜지부의 가장자리에 접할 수 있다. 박막(390)을 형성하기 위한 방법(예, 테이핑)이 연장부(316)의 가장자리의 적어도 일부분이 보빈(320)의 플랜지부의 가장자리에 접한 상태에서 수행됨에 따라, 코어들(310, 360) 및 보빈들(320, 330) 각각의 상대적인 위치가 박막(390) 내부에서 고정될 수 있다. 코어들(310, 360) 및 보빈들(320, 330) 각각의 상대적인 위치가 박막(390)의 형성에 의해 안정적으로 고정됨에 따라, 인덕터 조립체(210)의 생산 수율이 개선될 수 있다.
상술한 바와 같이, 인덕터 조립체(210)가 도 3a 내지 도 3c에 도시된 코어들(310, 360)에 기반하여 조립됨에 따라, 인덕터 조립체(210) 내에 포함된 인덕터들(340, 350)이 유도 결합된 커플드 인덕터(예, 차동 모드 커플드 인덕터)를 형성할 수 있다. 코어들(310, 360)의 연장부(316, 366)들이, 인덕터들(340, 350)이 감겨진 돌출부들(312, 314, 362, 364) 사이에서 평평하게(flat) 연장됨에 따라, 인덕터 조립체(210)의 창 면적(window area)이 최대로 활용될 수 있다. 도 5a의 설명을 통해 후술되는 바와 같이, 인덕터 조립체(210) 내에 포함된 인덕터들(340, 350)은, 인덕터들(340, 350) 각각이 감겨진 코어들(310, 360)의 내부(예, 돌출부들(312, 314, 362, 364))에서, 단들(210-1, 210-2) 각각에서 수신되는 전류에 의해 발생되는 인덕터들(340, 350)의 자속들이 서로 상쇄되도록(cancelling out) 감겨질 수 있다.
이하에서는 도 4a 내지 4c를 참고하여, 도 3a 내지 3c의 코어들(310, 360)과 상이한 형상의 코어들을 포함하는 인덕터 조립체의 일 실시예가 설명된다.
도 4a 내지 4c는 일 실시예에 따른 디스플레이 장치에 포함된 인덕터 조립체(215)의 다른 일 예를 도시한 도면들이다. 도 4a 내지 4c의 디스플레이 장치는 도 1의 디스플레이 장치(101)를 포함할 수 있다. 도 4a 내지 4c의 인덕터 조립체(215)는 도 2의 인덕터 조립체(210)에 대응할 수 있다.
도 4a는 일 실시예에 따른 디스플레이 장치에 포함된 인덕터 조립체(215)의 분해 사시도이다. 일 실시예에 따른 인덕터 조립체(215)는 코어들(410, 420), 보빈들(320, 330), 인덕터들(340, 350) 또는 박막(390) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 설명의 편의를 위하여, 도 4a 내지 도 4b에서 박막(390)의 도시가 생략된다. 보빈들(320, 330) 및 인덕터들(340, 350)에 대한 설명 중에서, 도 3a 내지 3c와 유사한 설명은 생략된다.
도 4a를 참고하면, 일 실시예에 따른 인덕터 조립체(215)의 코어(410)는 길이 및 너비를 가지는 연장부(416), 상기 연장부(416)의 길이 방향을 따라 연장부(416)로부터 돌출되는 돌출부들(412, 414)을 포함할 수 있다. 돌출부들(412, 414)은 연장부(416)의 가장자리로부터 이격된 연장부(416)의 일 면 상에서, 상기 일 면이 향하는 방향을 따라 돌출될 수 있다. 도 4a를 참고하면, 코어(410)의 돌출부들(412, 414)은, 보빈들(320, 330) 각각의 개구들(325, 335) 각각에 삽입될 수 있다. 인덕터들(340, 350)이 보빈들(320, 330) 각각에서, 개구들(325, 335)을 형성하는 튜브부들에 감겨질 수 있다.
도 4a를 참고하면, 일 실시예에 따른 인덕터 조립체(215)의 코어(420)는, 코어(410)의 연장부(416)의 길이 및 너비 각각에 대응하는 길이 및 너비를 가지는 연장부(425)를 포함할 수 있다. 코어(410)의 연장부(416)와 독립적으로, 코어(420)의 연장부(425)는 상기 길이 방향 및 상기 너비 방향을 따라 평평하게 연장될 수 있다. 코어(420)의 연장부(425)가 길이 방향 및 너비 방향을 따라 부드럽게 연장됨(extended smoothly)에 따라, 연장부(425)의 일 면이, 보빈들(320, 330) 각각의 플랜지부들에 접할 수 있다. 보빈들(320, 330) 각각의 플랜지부들에 접하는 연장부(425)의 일 면은, 보빈들(320, 330) 각각의 개구에 삽입된 돌출부들(412, 414)의 단들로부터 이격될 수 있다.
도 4b는 일 실시예에 따른 디스플레이 장치에 포함된 인덕터 조립체(215)의 사시도이다. 코어(410)의 돌출부들(412, 414)이 개구들(325, 335) 각각에 삽입됨에 따라, 인덕터들(340, 350)이 돌출부들(412, 414) 각각에 감겨질 수 있다. 코어(420)의 연장부(425)가 길이 방향 및 너비 방향으로 평평하게 연장됨에 따라, 코어(420)는 보빈들(340, 350) 각각의 개구들(325, 335)에 삽입되는 것과 독립적으로, 보빈들(340, 350) 각각의 플랜지부들에 접할 수 있다. 예를 들어, 코어(420)는 보빈들(340, 350)에 포함된 튜브부들 각각의 가장자리에 접할 수 있다.
상술한 바와 같이, 인덕터 조립체(215)에 포함된 인덕터들(340, 350)이 하나의 코어(single core)(예, 코어(410))를 이용함에 따라, 인덕터 조립체(215)의 부피가 줄어들 수 있다.
도 4c는 도 3b의 A-A' 선을 따라 나타낸 단면도이다. 설명의 편의를 위해, 인덕터들(340, 350)은, 인덕터들(340, 350)의 단면도가 도시되는 대신에, 인덕터들(340, 350)이 보빈들(320, 330) 각각에 감겨진 형상이 도시된다. 도 4c를 참고하면, 도 3c와 유사하게, 인덕터들(340, 350)은, 단들(210-1, 210-2) 각각에서 수신된 전류에 의해 유도되는 자속이, 인덕터들(340, 350) 각각이 감겨진 돌출부들(412, 414)에서 상쇄되도록, 보빈들(320, 330) 각각에 감겨질 수 있다. 인덕터들(340, 350)이 단들(210-1, 210-2)로부터 전류를 수신하는 상태에서, 상기 상쇄된 자속에 의해 변경된 전류가 단들(210-3, 210-4)에서 출력될 수 있다.
일 실시예에 따른 인덕터 조립체(215)의 코어(410)는 제1 방향으로 제1 단(416-1)에서 제2 단(416-2)으로 연장되는 연장부(416)를 포함할 수 있다. 코어(410)는, 상기 제1 단(416-1) 및 상기 제2 단(416-2)으로부터 이격된 영역들(416-3, 416-4)에서, 상기 제1 방향과 수직인 제2 방향으로 돌출되는 돌출부들(412, 414)을 포함할 수 있다. 상기 제1 방향은 연장부(416)의 길이 방향에 대응할 수 있다. 도 4c를 참고하면, 돌출부들(412, 414) 각각이 보빈들(320, 330)의 개구들(325, 335)에 삽입된 상태에서, 돌출부들(412, 414) 각각은, 인덕터들(340, 350) 각각이 감겨진 보빈들(320, 330)의 튜브부를 대부분 메울 수 있다.
도 4c를 참고하면, 일 실시예에 따른 인덕터 조립체(215)의 코어(420)는, 코어(410)의 제1 단(416-1)에 대응하는 제1 단(425-1)으로부터, 코어(410)의 제2 단(416-2)에 대응하는 제2 단(425-2)까지 연장되는 연장부(425)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 코어(420)의 제1 단(425-1)으로부터 제2 단(416-2)으로 향하는 방향은 코어(410)의 제1 단(416-1)에서 제2 단(416-2)으로 향하는 방향과 평행할 수 있다. 코어(420)의 연장부(425)는 보빈들(320, 330) 각각의 튜브부의 가장자리에 접할 수 있다. 튜브부들의 가장자리에 인접한 코어(420)의 연장부(425)의 일 면은, 코어(410)의 돌출부들(412, 414)의 단들과 이격될 수 있다.
도 4c를 참고하면, 코어(420)의 연장부(425)의 일 면이 코어(410)의 돌출부들(412, 414)의 단들과 이격됨에 따라, 보빈들(320, 330)의 튜브부들 내부에서, 코어(420) 및 코어(410) 중 코어(420)에 인접한 일부분에, 공극들(430, 440)이 형성될 수 있다. 보빈들(320, 330)의 튜브부들의 길이가 서로 일치하는 일 실시예에서, 공극들(430, 440)의 부피는 서로 일치할 수 있다. 예를 들어, 보빈들(320, 330)의 튜브부들의 길이는, 코어(410)의 돌출부들(412, 414)의 길이를 초과할 수 있다.
도 4c를 참고하면, 일 실시예에 따른 인덕터 조립체(215)는 코어들(310, 360), 보빈들(320, 330) 및 인덕터들(340, 350)을 감싸는 박막(390)을 더 포함할 수 있다. 상기 박막(390)은 보빈들(320, 330) 각각의 개구들(325, 335)에 삽입되는 돌출부와 독립적인 연장부(425)를 포함하는 코어(425)를, 인덕터 조립체(215) 내에서 코어(410)의 연장부(416)와 평행한 방향으로 고정할 수 있다. 예를 들어, 박막(390)은 인덕터 조립체(215) 내에서, 코어(420)의 연장부(425)의 제1 단(425-1) 및 제2 단(425-2) 각각이 코어(410)의 연장부(415)의 제1 단(416-1) 및 제2 단(416-2)과 평행하도록, 코어들(410, 420)을 고정할 수 있다.
상술한 바와 같이, 인덕터들(340, 350)은 인덕터 조립체(215) 내에서, 단들(210-1, 210-2) 각각을 통해 전류를 수신하는 상태에서, 인덕터들(340, 350)이 감겨진 돌출부들(412, 414) 내에서 상기 수신된 전류에 의해 유도되는 인덕터들(340, 350) 각각의 자속들이 서로 다른 방향을 향하도록 배치될 수 있다. 인덕터들(340, 350) 각각의 자속들 중 적어도 일부는, 영역들(416-3, 416-4)으로부터 단들(416-1, 416-2)로 향하도록 형성될 수 있다.
이하에서는, 도 5a 내지 5b를 참고하여, 도 3a 내지 3c 및 도 4a 내지 4c의 인덕터 조립체들(210, 215) 각각이, 단들(210-1, 210-2)로부터 수신된 전류에 의해 자속을 형성하는 일 실시예가 설명된다.
도 5a 내지 5b는 일 실시예에 따른 디스플레이 장치에 포함된 인덕터 조립체에 유도되는 자속을 설명하기 위한 예시적인 도면들이다. 도 5a 내지 5b의 디스플레이 장치는 도 1의 디스플레이 장치(101)를 포함할 수 있다. 도 5a 내지 5b의 인덕터 조립체는 도 2의 인덕터 조립체(210)에 대응할 수 있다.
도 5a는, 도 3a 내지 3c의 인덕터 조립체(210)에 유도되는 자속을 설명하기 위한 예시적인 도면이다. 인덕터 조립체(310)에 포함된 인덕터들(340, 350) 각각은 단들(210-1, 210-2)을 통해 전류를 수신할 수 있다. 예를 들어, 도 1 내지 도 2의 정류 회로(112)에 의해 정류된 교류 신호가 단들(210-1, 210-2)을 통해 인덕터들(340, 350) 각각에 입력될 수 있다. 단들(210-1, 210-2)을 통해 수신된 전류는 인덕터들(340, 350)의 감겨진 도선을 통과하여, 단들(210-3, 210-4)로 출력될 수 있다.
전류가 인덕터(340)의 단(210-1)에서 단(210-3)으로 이동하는 일 예에서, 상기 전류에 의한 자속이 인덕터(340)에서 발생될 수 있다. 인덕터들(340, 350)이 인덕터 조립체(210) 내에서 유도 결합을 형성하므로, 인덕터(340)에서 발생되는 자속의 적어도 일부분이 인덕터(350)에 의해 변화할 수 있다. 상술한 자속의 변화는 단(210-3)에서 출력되는 전류의 크기 및 단(210-1)에서 출력되는 전류의 크기 사이의 차이를 야기할 수 있다. 전류가 인덕터(350)의 단(210-2)에서 단(210-4)으로 이동하는 상태에서, 상기 일 예와 유사하게, 인덕터(340)에 의한 인덕터(350)의 자속의 변화가 발생할 수 있다.
도 5a를 참고하면, 인덕터 조립체(210)가 단들(210-1, 210-2)을 통해 정류된 교류 신호를 수신하는 상태에서, 인덕터들(340, 350) 각각에 유도되는 자속들(510, 520, 530, 540)이 도시된다. 자속들(510, 530)은 단(210-1)을 통해 정류된 교류 신호를 수신하는 인덕터(340)에 의해 형성될 수 있다. 인덕터(340)에서 형성된 자속은, 인덕터(340)가 감겨진 코어(310)의 돌출부(312)에서 돌출부(312)가 형성된 연장부(310)의 영역(316-3)으로 방사된 다음, 영역(316-3)으로부터 영역(316-3)과 구별되는 연장부(316)의 다른 영역으로 방사될 수 있다. 자속은 폐-루프를 형성하므로, 인덕터(340)에서 형성된 자속은 코어(360) 내에서 영역(366-3) 및/또는 인덕터(340)가 감겨진 돌출부(362)로 수렴될 수 있다. 자속들(520, 540)은 단(210-2)을 통해 정류된 교류 신호를 수신하는 인덕터(350)에 의해 형성될 수 있다. 인덕터(350)에서 형성된 자속 또한, 인덕터(350)가 감겨진 코어(310)의 영역(316-4)으로부터 영역(316-4)과 구별되는 연장부(316)의 다른 영역으로 방사된 다음, 인덕터(350)가 감겨진 코어(360)의 돌출부(364) 및/또는 영역(366-4)으로 수렴될 수 있다.
도 5a를 참고하면, 인덕터들(340, 350)이 차동 모드 커플드 인덕터를 형성하는 일 실시예에서, 인덕터들(340, 350) 각각에 의해 형성된 자속들(510, 520)은, 코어들(310, 360)의 돌출부들(312, 314, 362, 364) 및 돌출부들(312, 315) 사이의 연장부(316)의 일부분에서, 서로 교차할 수 있다. 예를 들어, 자속들(510, 530)의 방향들은 코어들(310, 360) 내부에서 서로 상반될 수 있다(may be opposite to each other).
도 5a를 참고하면, 인덕터들(340, 350)이 차동 모드 커플드 인덕터를 형성하는 일 예에서, 인덕터(340)에 의해 형성된 자속(530)은 인덕터(340)에 대응하는 돌출부(312)가 형성된 연장부(316)의 영역(316-3)으로부터 연장부(316)의 제1 단(316-1) 및 제2 단(316-2) 중에서 영역(316-3)에 인접한 제1 단(316-1)을 향하여 형성될 수 있다. 자속(530)이 코어(310)의 연장부(316)의 형상에 기반하여, 자속(530)에 대응하는 인덕터(340)와 유도 결합된 인덕터(350)를 향하는 방향(예, 영역(316-3)에서 영역(316-4)으로 향하는 방향)과 구별되는 방향(예, 영역(316-3)에서 제1 단(316-1)으로 향하는 방향)으로 형성되므로, 인덕터(340, 350)에 의해 형성되는 차동 모드 커플드 인덕터의 누설 인덕턴스가 증가될 수 있다.
도 5a를 참고하면, 인덕터(350)에 의해 형성된 자속(540) 또한, 자속(530)과 유사하게, 인덕터(350)와 유도 결합된 인덕터(340)를 향하는 방향과 반대 방향으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 자속들(530, 540)은 인덕터들(340, 350) 사이의 유도 결합과 독립적인 자속인 누설 자속에 대응할 수 있다. 상기 반대 방향으로 형성되는 자속(540)은, 인덕터(350)가 감겨진 돌출부(314)에 대응하는 영역(316-4) 및 연장부(316)의 제2 단(316-2) 사이의 연장부(316)의 일부분에 기반하여 형성될 수 있다. 예를 들어, 코어(310)의 연장부(316)는, 인덕터(350)가 단(210-2)을 통해 전류를 수신하는 상태에서, 인덕터(350)로부터 인덕터(340)로 향하는 방향과 구별되는 다른 방향의 자속(540)을 형성하기 위한 일부분을 포함할 수 있다. 예를 들어, 연장부(316)는, 돌출부(314)가 형성된 영역(316-4) 및 제2 단(316-2) 사이의 일부분을 포함할 수 있다. 연장부(316)가 영역(316-3) 및 제1 단(316-1) 사이의 일부분과, 영역(316-4) 및 제2 단(316-2) 사이의 일부분을 포함함에 따라, 누설 인덕턴스와 관련된 자속들(530, 540)이 인덕터 조립체(210) 내에서 형성될 수 있다. 자속들(530, 540)과 관련된 누설 인덕턴스는, 인덕터 조립체(210)를 포함하는 역률 변환 회로(예, 도 2의 역률 변환 회로(114))가 수신하는 전류의 리플을 줄일 수 있다.
유도 결합된 인덕터들(340, 350)이 차동 모드 커플드 인덕터를 형성하는 일 실시예에서, 상기 차동 모드 커플드 인덕터의 누설 인덕턴스 Llk은, 인덕터 조립체(210)의 단들(210-2, 210-3) 사이에 단락 회로(short circuit)를 형성한 상태에서의 인덕터들(340, 350)의 인덕턴스 La에 기반하여, 수학식 1과 같이 측정될 수 있다.
Figure pat00001
수학식 1의 누설 인덕턴스 Llk은, 인덕터들(340, 350) 각각이 보빈들(320, 330)에 감겨진 턴 수에 비례할 수 있다. 도 5a를 참고하면, 코어들(310, 360) 각각이 누설 자속(예, 자속(530, 540))을 형성하기 위한 일부분을 포함하므로, 누설 인덕턴스 Llk은 코어들(310, 360) 각각에서 누설 자속(예, 자속(530, 540))을 형성하기 위한 일부분에 기반하여 변경될 수 있다. 누설 인덕턴스 Llk가 코어들(310, 360)의 형상에 기반하여 상기 턴 수의 변화와 독립적으로 증가될 수 있으므로, 누설 인덕턴스 Llk의 확보를 위해 요구되는 턴 수가 줄어들 수 있다. 누설 인덕턴스 Llk의 확보를 위해 요구되는 인덕터들(340, 350) 각각의 턴 수가 줄어듦에 따라, 인덕터들(340, 350)을 포함하는 인덕터 조립체(210) 및 인덕터 조립체(210)를 포함하는 전원 회로의 부피 및 무게가 줄어들 수 있다.
코어(310)에서 누설 자속을 형성하기 위한 일부분은, 예를 들어, 영역(316-3) 및 제1 단(316-1) 사이의 연장부(316)의 일부분 및/또는 영역(316-4) 및 제2 단(316-2) 사이의 연장부(316)의 일부분을 포함할 수 있다. 코어(360)에서 누설 자속을 형성하기 위한 일부분은, 예를 들어, 영역(366-3) 및 제1 단(366-1) 사이의 연장부(366)의 일부분 및/또는 영역(366-4) 및 제2 단(366-2) 사이의 연장부(366)의 일부분을 포함할 수 있다.
유도 결합된 인덕터들(340, 350)이 차동 모드 커플드 인덕터를 형성하는 일 실시예에서, 상기 차동 모드 커플드 인덕터의 자화 인덕턴스 Lm은, 인덕터 조립체(210)의 단들(210-3, 210-4) 사이에 단락 회로를 형성한 상태에서의 인덕터들(340, 350)의 인덕턴스 Lb에 기반하여, 수학식 2와 같이 측정될 수 있다.
Figure pat00002
수학식 2의 자화 인덕턴스 Lm은, 공극들(370, 380)의 크기와 관련될 수 있다. 예를 들어, 공극들(370, 380)의 크기가 커질수록, 자화 인덕턴스 Lm이 줄어들 수 있다. 공극들(370, 380)의 크기가 커질수록, 가장자리 효과(fringing effect)에 의한 권선 손실이 발생할 수 있다.
유도 결합된 인덕터들(340, 350)이 차동 모드 커플드 인덕터를 형성하는 일 실시예에서, 누설 인덕턴스 및 자화 인덕턴스 사이의 비례 관계에 기반하여, 상기 차동 모드 커플드 인덕터의 커플링 계수 k는 수학식 3과 같이 나타낼 수 있다.
Figure pat00003
보빈들(320, 330) 각각의 튜브부들 내에 형성된 공극들(370, 380)은, 인덕터들(340, 350) 각각에서 발생되는 자속들(510, 520, 530, 540)의 상호 작용에 의해 발생되는 자화 인덕턴스 또는 누설 인덕턴스 중 적어도 하나와 관련될 수 있다. 예를 들어, 공극들(370, 380)의 부피에 기반하여, 수학식 2의 자화 인덕턴스 Lm이 변경될 수 있다. 자화 인덕턴스 Lm이 변경됨에 따라, 수학식 3의 커플링 계수 k가 변경될 수 있다.
인덕터 조립체(210) 내에 포함된 인덕터들(340, 350)의 자기 포화(magnetic saturation)는, 유도 결합된 인덕터들(340, 350)이 차동 모드 커플드 인덕터를 형성하는 일 실시예에서, 자화 인덕턴스 Lm에 대응하는 차동 모드 커플드 인덕터의 자화 인덕터의 전류와 관련될 수 있다. 예를 들어, 자화 인덕터의 전류의 최대 값이 줄어들수록, 감소된 포화 전류를 가지는 인덕터가 인덕터들(340, 350)로 선택될 수 있다. 감소된 포화 전류를 가지는 인덕터가 인덕터들(340, 350)로 선택됨에 따라, 인덕터들(340, 350)을 포함하는 인덕터 조립체(210)의 부피가 줄어들 수 있다.
도 5b는, 도 4a 내지 4c의 인덕터 조립체(215)에 유도되는 자속을 설명하기 위한 예시적인 도면이다. 도 5a와 중복되거나, 또는 유사한 설명은 편의상 생략한다. 인덕터 조립체(210)가 단들(210-1, 210-2)을 통해 정류된 교류 신호를 수신하는 상태에서, 인덕터들(340, 350) 각각에 유도되는 자속들(515, 525, 535, 545)이 도시된다. 인덕터들(340, 350)이 차동 모드 커플드 인덕터를 형성하는 일 실시예에서, 자속들(515, 525)은 코어들(410, 420) 내부에서 상반되는 방향으로 방사될 수 있다. 자속들(535, 545)은 코어들(410, 420) 내부에서 서로 교차하지 않는 누설 자속에 대응할 수 있다.
상술한 바와 같이, 누설 자속에 대응하는 자속들(535, 545)을 형성하기 위하여, 인덕터 조립체(215)의 코어들(410, 420)은 서로 교차하는 자속들(515, 525)과 독립적인 일부분을 포함할 수 있다. 예를 들어, 코어(410)의 연장부(416)는 영역(416-3)으로부터 제1 단(416-1)으로 연장된 일부분, 및/또는 영역(416-4)으로부터 제2 단(416-2)으로 연장된 일부분을 포함할 수 있다. 예를 들어, 코어(420)는 인덕터들(340, 350)이 감겨진 돌출부들(412, 414)을 연결하는 영역을 제외한 다른 영역까지 연장된 연장부(425)를 포함할 수 있다.
이하에서는, 도 6을 참고하여, 인덕터 조립체(예, 도 5a의 인덕터 조립체(210) 및/또는 도 5b의 인덕터 조립체(215))에 포함된 인덕터들(340, 350)이 차동 모드 커플드 인덕터를 형성하는 일 실시예에서, 상기 인덕터 조립체를 포함하는 디스플레이 장치의 전원 회로에 기반하여, 차동 모드 커플드 인덕터의 동작이 설명된다.
도 6은 일 실시예에 따른 디스플레이 장치에 포함된 전원 회로(110)의 회로도이다. 도 6의 디스플레이 장치는 도 1의 디스플레이 장치(101)를 포함할 수 있다. 도 6의 전원 회로(110)는 도 1 내지 도 2의 전원 회로(110)에 대응할 수 있다. 예를 들어, 도 6의 전력원(120) 및 정류 회로(112)는, 도 1 내지 도 2의 전력원(120) 및 정류 회로(112) 각각에 대응할 수 있다. 예를 들어, 도 6의 인덕터 조립체(210), 스위칭 회로(220), 노드(240), 커패시터(250), 노드(260), 커패시터(270), 저항(280) 및 접지 노드(290) 각각은 도 2의 인덕터 조립체(210), 스위칭 회로(220), 노드(240), 커패시터(250), 노드(260), 커패시터(270), 저항(280) 및 접지 노드(290)에 대응할 수 있다.
도 6을 참고하면, 정류 회로(112)가 브리지 다이오드에 기반하는 전파 정류 회로인 일 실시예가 도시된다. 이 경우, 정류 회로(112)는 전력원(120)의 교류 신호의 전압의 절대 값에 대응하는 전압을 가지는 교류 신호를 출력할 수 있다. 도 6을 참고하면, 인덕터 조립체(210) 내에 포함된 인덕터들(예, 도 3a 내지 3c, 도 4a 내지 4c 및 도 5a 내지 도 5b의 인덕터들(340, 350))이 차동 모드 커플드 인덕터를 형성하는 일 실시예에서, 상기 인덕터들의 등가 회로가 도시된다. 인덕터 조립체(210)의 단들(210-1, 210-3)은, 인덕터 조립체(210) 내에 포함된 인덕터들 중에서 제1 인덕터(예, 도 3a 내지 3c, 도 4a 내지 4c 및 도 5a 내지 도 5b의 인덕터(340))의 양 단에 대응할 수 있다. 인덕터 조립체(210)의 단들(210-2, 210-4)은, 인덕터 조립체(210) 내에 포함된 인덕터들 중에서 제2 인덕터(예, 도 3a 내지 3c, 도 4a 내지 4c 및 도 5a 내지 도 5b의 인덕터(350))의 양 단에 대응할 수 있다.
도 6을 참고하면, 인덕터 조립체(210) 내에 포함된 인덕터들의 등가 회로는, 누설 인덕턴스 Llk1 및 Llk2를 가지는 2 개의 누설 인덕터들 및 자화 인덕턴스 Lm을 가지는 자화 인덕터에 기반하여 나타낼 수 있다. 수학식 1의 누설 인덕턴스 Llk에 대하여, 상기 2 개의 누설 인덕터들의 누설 인덕턴스 Llk1 및 Llk2 각각은 Llk=Llk1=Llk2의 관계를 가질 수 있다. 이 경우, 단들(210-3, 210-4)에서 출력되는 전류들 iLlk1, iLik2 각각은, 상기 2 개의 누설 인덕터들 및 자화 인덕터에 의해 결정될 수 있다.
도 6을 참고하면, 스위칭 회로(220)는 인덕터 조립체(210)의 단(210-3)과 연결되는 단(220-1)에 대응하는 노드(610) 및 상기 노드(610)에 연결된 다이오드(620) 및 스위치(630)를 포함할 수 있다. 스위치(630)는 트랜지스터를 포함할 수 있다. 비록, 트랜지스터의 일 예로 N-채널 MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)이 도시되었지만, P-채널 MOSFET 및/또는 BJT(bipolar junction transistor)가 스위치(630)에 포함될 수 있다. 노드(610)에서, 스위치(630)에 포함된 트랜지스터의 드레인 및 다이오드(620)의 애노드(anode)가 연결될 수 있다. 다이오드(620)의 캐소드(cathode)는 스위칭 회로(220)의 단(220-5)에 연결되어, 다이오드(620)의 애노드 및 캐소드 사이의 전위차에 기반하여, 노드(610)로부터 노드(260)로 향하는 전류의 흐름을 야기할 수 있다. 스위치(630)에 포함된 트랜지스터의 소스는 접지 노드(290)에 연결되어, 상기 트랜지스터의 게이트에 인가되는 전압에 기반하여, 노드(610) 및 접지 노드(290) 사이의 전류의 흐름을 야기할 수 있다. 도 6을 참고하면, 스위치(630)에 포함된 트랜지스터의 게이트는 단(220-3)에 연결될 수 있다. 도 6의 스위칭 회로(220)가 도 2의 스위칭 회로(220)에 대응하는 경우, 단(220-3)은 도 2의 제어 회로(230)의 단(230-1)에 연결될 수 있다.
도 6을 참고하면, 스위칭 회로(220)는 인덕터 조립체(210)의 단(210-4)과 연결되는 단(220-2)에 대응하는 노드(615) 및 상기 노드(615)에 연결된 다이오드(625) 및 스위치(635)를 포함할 수 있다. 스위치(635)는 트랜지스터(예, N-채널 MOSFET)를 포함할 수 있다. 노드(615)에서, 스위치(635)에 포함된 트랜지스터의 드레인 및 다이오드(625)의 애노드가 연결될 수 있다. 다이오드(625)의 캐소드는 스위칭 회로(220)의 단(220-6)에 연결되어, 다이오드(625)의 애노드 및 캐소드 사이의 전위차에 기반하여, 노드(625)로부터 노드(260)로 향하는 전류의 흐름을 야기할 수 있다. 스위치(635)에 포함된 트랜지스터의 소스는 접지 노드(290)에 연결되어, 상기 트랜지스터의 게이트에 인가되는 전압에 기반하여, 노드(615) 및 접지 노드(290) 사이의 전류의 흐름을 야기할 수 있다. 도 6을 참고하면, 스위치(630)에 포함된 트랜지스터의 게이트는 단(220-4)에 연결될 수 있다. 도 6의 스위칭 회로(220)가 도 2의 스위칭 회로(220)에 대응하는 경우, 단(220-4)은 도 2의 제어 회로(230)의 단(230-2)에 연결될 수 있다.
상술한 바와 같이, 일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 스위칭 회로(220)는, 차동 모드 커플드 인덕터에 기반하는 인덕터 조립체(210)에서 노드들(610, 615)로 흐르는 전류들(iLlk1, iLik2)을, 접지 노드(290) 또는 노드(260) 중 어느 하나에 선택적으로 송신할 수 있다. 이하에서는, 스위치(630)에 기반하여 노드(610), 노드(260) 및 접지 노드(290) 사이의 전류의 흐름이 조절되는 제1 동작을 설명한다.
도 6을 참고하면, 스위치(630)에 포함된 트랜지스터의 게이트에 연결된 단(220-3)에 상기 트랜지스터의 전압 임계치(threshold voltage)를 초과하는 전압이 인가되는 제1 상태에서, 상기 트랜지스터의 드레인 및 소스 사이의 전류의 흐름이 발생됨에 따라, 노드(610)로 입력되는 전류(iLik1)가 접지 노드(290)에 흐를 수 있다. 노드(610)로 입력되는 전류(iLik1)가 접지 노드(290)에 흐르는 동안, 노드(610)의 전압이 스위치(630)의 트랜지스터의 드레인 및 소스 사이의 전위차에 기반하여 노드(260)의 전압보다 낮게 유지되어, 노드(610) 및 노드(260) 사이의 전류의 흐름이 다이오드(620)에 의해 차단될 수 있다. 스위치(630)가 이상적인 스위치인 경우, 노드(610)의 전압은 접지 노드(290)의 전압과 일치할 수 있다. 상기 제1 상태에서, 인덕터 조립체(210)의 단들(210-1, 220-1) 사이의 전위차는, 노드(240) 및 접지 노드(290) 사이의 전위차와 실질적으로 동일할 수 있다. 이 경우, 노드(610)로 입력되는 전류(iLik1)의 크기는, 단들(210-1, 220-1) 사이의 전위차에 기반하여 점진적으로 충전되는 인덕터 조립체(210)의 인덕터들에 기반하여, 점진적으로 증가될 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 상태는 커패시터(270)의 충전을 위하여 인덕터 조립체(210) 내에 전기 에너지를 저장하기 위한 준비 기간(build-up)에 대응할 수 있다.
도 6을 참고하면, 스위치(630)에 포함된 트랜지스터의 게이트에 연결된 단(220-3)에 상기 트랜지스터의 전압 임계치 미만의 전압이 인가되는 제2 상태에서, 상기 트랜지스터의 드레인 및 소스 사이의 전류의 흐름이 차단될 수 있다. 이 경우, 인덕터 조립체(210)의 단(220-1)에서 노드(610)로 입력되는 전류(iLik1)가 다이오드(620)를 통과하여 노드(260)에 흐를 수 있다. 도 6을 참고하면, 노드(260)가 커패시터(270)의 일 단에 연결되므로, 제2 상태에서 다이오드(620)를 통과하여 노드(260)에 흐르는 전류(iLik1)는 커패시터(270)의 충전에 이용될 수 있다. 노드(260)에 흐르는 전류(iLik1)는 커패시터(270)의 충전에 이용됨에 따라, 노드(610)로 입력되는 전류(iLik1)의 크기는 점진적으로 감소될 수 있다. 예를 들어, 상기 제2 상태는 커패시터(270)에 인덕터 조립체(210) 내에 저장된 전기 에너지를 공급하기 위한(powering) 기간에 대응할 수 있다.
상기 제1 상태 및 상기 제2 상태 사이의 전환은, 단(220-3)에 전압을 제공하는 제어 회로(예, 도 2의 제어 회로(230))에 의해 발생될 수 있다. 일 실시예에 따른 스위칭 회로(220)에 연결된 제어 회로는, 지정된 시간 간격만큼 상기 제1 상태를 유지하는 모드인 임계 도통 모드(critical-conduction mode, CRM)에 기반하여, 동작할 수 있다. 예를 들어, 제어 회로는 램프 함수(ramp function) 및/또는 톱니 함수(sawtooth function)와 같이 상기 지정된 시간 간격을 측정하기 위해 변화하는 전압을 발생하는 회로를 더 포함할 수 있다. 제어 회로는 상기 지정된 시간 간격 동안, 단(220-3)에 스위치(630)의 트랜지스터의 전압 임계치를 초과하는 제1 전압을 인가할 수 있다. 상기 지정된 시간 간격의 완료를 식별하는 것에 응답하여, 제어 회로는 단(220-3)에 상기 제1 전압 미만의 제2 전압을 인가할 수 있다. 상기 제2 전압의 인가에 의해, 상기 제1 상태에서 제2 상태로의 전환이 스위치(630)에서 발생할 수 있다. 전류(iLik1)의 크기가 제2 상태에서 점진적으로 감소되어 0에 도달하는 경우, 제어 회로는 단(220-3)에 상기 제2 전압과 구별되는 상기 제1 전압을 다시 인가할 수 있다. 상기 제1 전압이 다시 인가됨에 따라, 상기 제2 상태에서 상기 제1 상태로의 전환이 스위치(630)에서 발생할 수 있다.
도 6을 참고하면, 스위치(635)에 기반하는 노드(615), 노드(260) 및 접지 노드(290) 사이의 전류의 흐름이 조절되는 제2 동작은, 노드(610)에서의 다이오드(620), 스위치(630)의 연결 관계 및 노드(615)에서의 다이오드(625), 스위치(635)의 연결 관계의 유사성에 기반하여, 상기 제1 동작과 유사하게 수행될 수 있다. 예를 들어, 스위치(630)에서의 제1 상태 및 제2 상태 사이의 천이가 제1 위상에 기반하여 발생하는 상태에서, 제어 회로는 상기 제1 위상에서 180°만큼 지연된 제2 위상에 기반하여 스위치(635)를 제어할 수 있다. 이 경우, 스위치(635)에서의 제1 상태 및 제2 상태 사이의 천이가 상기 제2 위상에 기반하여 발생할 수 있다.
스위칭 회로(220)는 단들(220-3, 220-4)에 제공되는 제어 신호(예, 도 2의 제어 회로(230)로부터 제공되는 제어 신호)에 기반하여, 인덕터 조립체(210)에서 노드들(610, 615) 각각으로 흐르는 전류들(iLlk1, iLik2) 각각이 노드(260)에 송신되는 시점들을 다르게 만들 수 있다. 예를 들어, 인덕터 조립체(210) 및 스위칭 회로(220)를 포함하는 역률 변환 회로(예, 도 2의 역률 변환 회로(114))가 인터리브드 부스트 방식에 기반하여 동작하는 경우, 전류들(iLlk1, iLik2) 각각이 노드(260)에 송신되는 시점들 사이의 차이는, 지정된 위상 차이(예, 180°의 위상 차이)에 대응할 수 있다. 상기 예시에서, 역률 변환 회로는 차동 모드 커플드 인덕터에 기반하는 인터리브드 부스트 역률 변환 회로에 대응할 수 있다. 전력원(120)에 인가되는 교류 신호의 전압에 따른 인터리브드 부스트 역률 변환 회로의 동작이 도 7 내지 도 8의 그래프에 기반하여 후술될 것이다.
도 6에서, 스위치들(630, 640)의 듀티 사이클에 따라 전력원(120)의 전압을 초과하는 전압을 제공할 수 있는 부스트 역률 변환 회로의 일 예가 도시되지만, 실시예가 이에 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 전력원(120)의 전압 미만의 전압을 제공할 수 있는 벅(buck) 역률 변환 회로가, 인덕터 조립체(210)를 포함할 수 있다.
상술한 바와 같이, 일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 전원 회로(110)가 인터리브드 방식에 기반하여, 커패시터(270)에 인덕터 조립체(210)의 단들(220-1, 220-2)로부터 출력되는 전력 신호를 제공함에 따라, 인덕터 조립체(210)에 포함된 인덕터들 각각에 흐르는 순간 전류의 최대 값이 줄어들 수 있다. 일 실시예에 따른 인덕터 조립체(210)가 도 3a 내지 3c 및 도 4a 내지 4c의 코어들(310, 360, 410, 420)에 기반하는 차동 모드 커플드 인덕터를 형성함에 따라, 인덕터 조립체(210)에 포함된 인덕터들 각각에 흐르는 순간 전류의 최대 값이 추가적으로 줄어들 수 있다. 이 경우, 상대적으로 적은 포화 전류를 가지는 인덕터가 인덕터 조립체(210) 내에 포함됨에 따라, 인덕터 조립체(210)의 부피가 줄어들 수 있다. 이 경우, 상기 차동 모드 커플드 인덕터에 기반하여, 인덕터 조립체(210)에 입력되는 전류의 리플이 줄어들 수 있다. 상기 리플이 줄어드는 것은, 전원 회로(110)에 포함되고, 상기 리플을 줄이는 라인 필터의 부피의 감소를 야기할 수 있다. 예를 들어, 인덕터 조립체(210) 및 라인 필터 모두를 포함하는 전원 회로(110)의 부피가 줄어들 수 있다.
이하에서는 도 7 내지 도 8을 참고하여, 일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 역률 변환 회로의 서로 다른 전압에서 동작하는 예시들을 설명한다.
도 7은 일 실시예에 따른 디스플레이 장치에 포함된 역률 변환 회로의 동작을 설명하기 위한 예시적인 그래프이다. 도 7의 디스플레이 장치는 도 1의 디스플레이 장치(101)를 포함할 수 있다. 도 7의 역률 변환 회로는 도 6의 역률 변환 회로에 대응할 수 있다. 이하에서는, 디스플레이 장치가 90 Vac의 교류 신호를 수신하는 상태에서, 도 6의 역률 변환 회로의 각 노드에서 측정된 전압 및 전류들을 설명한다. 도 7을 참고하면, 디스플레이 장치가 90 Vac의 교류 신호를 수신하는 상태에서, 도 6의 역률 변환 회로의 각 노드에서 측정된 전압 및 전류들이 동일 시간 축을 따라 도시된다.
도 7을 참고하면, 그래프(710)는 도 6의 스위치(630)를 제어하기 위한 제어 신호의 전압을 나타낼 수 있다. 그래프(720)는 도 6의 스위치(635)를 제어하기 위한 제어 신호의 전압을 나타낼 수 있다. 그래프(730)는 도 6의 단(210-3)에서 출력되는 전류(iLik1)를 나타낼 수 있다. 그래프(740)는 도 6의 단(210-4)에서 출력되는 전류(iLik2)를 나타낼 수 있다. 그래프(750)는 도 6의 인덕터 조립체(210) 내에 포함되고 자화 인덕턴스 Lm을 가지는 자화 인덕터에 흐르는 전류(iLm)를 나타낼 수 있다. 그래프들(710, 720)을 참고하면, 스위치들(630, 635)을 제어하기 위한 제어 신호의 전압은 0.5 이상의 듀티 사이클을 가질 수 있다.
도 7의 그래프들(730, 740)을 참고하면, 역률 변환 회로가 인터리브드 방식에 기반하여 동작하는 일 실시예에서, 그래프(730)에 의해 지시되는 전류(iLik1)의 단일 주기(780) 내에서, 그래프(740)에 의해 지시되는 전류(iLik2)는 상기 단일 주기(780)와 동일한 주기를 가지면서 상기 단일 주기(780)의 절반(즉, 180°의 위상 차이)에 대응하는 지연(785)을 가질 수 있다. 유사하게, 그래프들(710, 720) 각각에 의해 지시되는 스위치들(630, 635) 각각에 인가되는 제어 신호 또한, 동일한 주기를 가지면서 지정된 위상 차이에 기반하여 변화할 수 있다.
도 6의 인덕터 조립체(210) 내에 포함된 인덕터들이 차동 모드 커플드 인덕터를 형성하는 일 실시예에서, 자화 인덕터에 흐르는 전류(iLm)는, 인덕터 조립체(210) 내에 포함된 누설 인덕터들 각각에 흐르는 전류들(즉, iLik1 및 iLik2)의 차이에 기반하여 결정될 수 있다(iLm=iLlk1-iLlk2). 도 7의 그래프(750)를 참고하면, 자화 인덕터에 흐르는 전류(iLm)의 절대 값은, 시간 구간들(760, 770)에서 최대화될 수 있다. 시간 구간들(760, 770) 내에서 도 7의 그래프들(710, 720)을 참고하면, 시간 구간들(760, 770)은 스위치들(630, 635)이 동시에 활성화된 시간 구간에 대응할 수 있다. 도 6을 참고하면, 상기 시간 구간들(760, 770) 내에서, 스위치들(630, 635) 전부가 활성화됨에 따라, 스위치들(630, 635) 전부는 접지 노드(290)에 누설 인덕터들 각각에 흐르는 전류들(iLik1 및 iLik2)을 송신할 수 있다. 예를 들어, 시간 구간들(760, 770)은, 도 6의 스위치들(630, 635) 전부가 제1 상태에 기반하여 제어되는 시간 구간일 수 있다.
상술한 바와 같이, 일 실시예에 따른 역률 변환 회로에 포함된 인덕터들이 차동 모드 커플드 인덕터를 형성함에 따라, 상기 인덕터들의 자기 포화는, 자화 인덕터에 흐르는 전류(iLm)에 기반하여 결정될 수 있다. 도 7의 그래프(750)와 같이 자화 인덕터에 흐르는 전류(iLm)의 절대 값이 누설 인덕터들 각각에 흐르는 전류들(즉, iLik1 및 iLik2)의 차이(iLm=iLlk1-iLlk2)에 의해 제한되므로, 상대적으로 적은 포화 전류를 가지는 인덕터들이 역률 변환 회로의 구현에 이용될 수 있다. 자화 인덕터의 포화 전류가 차동 모드 커플드 인덕터의 부피를 결정하므로, 자화 인덕터에 흐르는 전류의 최대 값이 제한됨에 따라 차동 모드 커플드 인덕터의 부피가 줄어들 수 있다. 차동 모드 커플드 인덕터의 부피가 줄어듦에 따라, 차동 모드 커플드 인덕터가 형성된 인덕터 조립체 및 상기 인덕터 조립체를 포함하는 전원 회로의 부피가 줄어들 수 있다.
도 8은 일 실시예에 따른 디스플레이 장치에 포함된 역률 변환 회로의 동작을 설명하기 위한 예시적인 그래프이다. 도 8의 디스플레이 장치는 도 1의 디스플레이 장치(101)를 포함할 수 있다. 도 8의 역률 변환 회로는 도 1 내지 도 2의 역률 변환 회로(114) 및/또는 도 6의 역률 변환 회로를 포함할 수 있다. 이하에서는, 디스플레이 장치가 264 Vac의 교류 신호를 수신하는 상태에서, 도 6의 역률 변환 회로의 각 노드에서 측정된 전압 및 전류들을 설명한다. 도 9을 참고하면, 디스플레이 장치가 264 Vac의 교류 신호를 수신하는 상태에서, 도 6의 역률 변환 회로의 각 노드에서 측정된 전압 및 전류들이 동일 시간 축을 따라 도시된다.
도 8을 참고하면, 그래프(810)는 도 6의 스위치(630)를 제어하기 위한 제어 신호의 전압을 나타낼 수 있다. 그래프(820)는 도 6의 스위치(635)를 제어하기 위한 제어 신호의 전압을 나타낼 수 있다. 그래프(830)는 도 6의 단(210-3)에서 출력되는 전류(iLik1)를 나타낼 수 있다. 그래프(840)는 도 6의 단(210-4)에서 출력되는 전류(iLik2)를 나타낼 수 있다. 그래프(850)는 도 6의 인덕터 조립체(210) 내에 포함되고 자화 인덕턴스 Lm을 가지는 자화 인덕터에 흐르는 전류(iLm)를 나타낼 수 있다. 그래프들(810, 820)을 참고하면, 스위치들(630, 635)을 제어하기 위한 제어 신호의 전압은 0.5 미만의 듀티 사이클을 가질 수 있다. 도 7에서 상술한 바와 유사하게, 역률 변환 회로가 인터리브드 방식에 기반하여 동작하는 일 실시예에서, 그래프(840)에 의해 지시되는 전류(iLik2)는 그래프(830)에 의해 지시되는 전류(iLik1)의 단일 주기(880)와 동일한 주기를 가지면서, 180°의 위상 차이에 대응하는 지연(885)을 가질 수 있다.
도 6의 인덕터 조립체(210) 내에 포함된 인덕터들이 차동 모드 커플드 인덕터를 형성하는 일 실시예에서, 도 7에서 상술한 바와 유사하게, 도 8의 그래프(850)와 같이 자화 인덕터에 흐르는 전류(iLm)의 절대 값이 누설 인덕터들 각각에 흐르는 전류들(즉, iLik1 및 iLik2)의 차이(iLm=iLlk1-iLlk2)에 의해 제한될 수 있다. 예를 들어, 자화 인덕터에 흐르는 전류(iLm)의 절대 값은, 시간 구간들(860, 870)에서 최대화될 수 있다. 시간 구간들(860, 870) 내에서 도 8의 그래프들(810, 820)을 참고하면, 시간 구간들(860, 870)은 스위치들(630, 635)이 동시에 비활성화된 시간 구간에 대응할 수 있다. 도 6을 참고하면, 상기 시간 구간들(860, 870) 내에서, 스위치들(630, 635) 전부가 비활성화됨에 따라, 스위치들(630, 635) 전부는 커패시터(270)의 일 단과 연결된 노드(260)에 누설 인덕터들 각각에 흐르는 전류들(iLik1 및 iLik2)을 송신할 수 있다. 예를 들어, 시간 구간들(860, 870)은, 도 6의 스위치들(630, 635) 전부가 제2 상태에 기반하여 제어되는 시간 구간일 수 있다.
상술한 바와 같이, 도 7과 상이한 전압의 교류 신호를 수신하는 상태에서도, 자화 인덕터에 흐르는 전류의 최대 값이 누설 인덕터들 각각에 흐르는 전류들의 차이에 의해 제한될 수 있다. 자화 인덕터에 흐르는 전류의 최대 값이 제한됨에 따라 차동 모드 커플드 인덕터 및 상기 차동 모드 커플드 인덕터를 포함하는 전원 회로의 부피가 줄어들 수 있다.
도 9는 일 실시예에 따른 디스플레이 장치에 포함된 역률 변환 회로의 동작을 설명하기 위한 예시적인 그래프이다. 도 9의 디스플레이 장치는 도 1의 디스플레이 장치(101)를 포함할 수 있다. 도 9의 역률 변환 회로는 도 1 내지 도 2의 역률 변환 회로(114) 및/또는 도 6의 역률 변환 회로를 포함할 수 있다. 이하에서는, 디스플레이 장치가 교류 신호를 수신하는 상태에서, 상기 교류 신호의 어느 한 주기 내에서 도 6의 역률 변환 회로의 각 노드에서 측정된 전압 및 전류들을 설명한다.
도 9를 참고하면, 그래프(910)는 도 6의 역률 변환 회로의 단들(220-5, 220-6)과 연결된 노드(260)가 개방된 상태(예를 들어, 커패시터(270) 및 저항(280)이 노드(260)로부터 전기적으로 분리된 상태)에서의 노드(260)의 전압(예, 정류된 교류 신호의 전압)을 나타낼 수 있다. 그래프(920)는 도 6의 노드(240)를 통해 역률 변환 회로의 인덕터 조립체(210)에 흐르는 전류(iin = iLik1 + iLik2)를 나타낼 수 있다. 그래프(930)는 도 6의 단(210-3)에서 출력되는 전류(iLik1)를 나타낼 수 있다. 그래프(940)는 도 6의 단(210-4)에서 출력되는 전류(iLik2)를 나타낼 수 있다. 그래프(950)는 도 6의 인덕터 조립체(210) 내에 포함되고 자화 인덕턴스 Lm을 가지는 자화 인덕터에 흐르는 전류(iLm)를 나타낼 수 있다. 그래프(960)는 교류 신호를 수신하는 도 6의 정류 회로(112)가 노드(240)에 인가하는 전압으로, 노드(240)가 개방된 상태(예를 들어, 커패시터(250) 및 인덕터 조립체(210)가 노드(240)로부터 분리된 상태)에서의 노드(240)의 전압을 나타낼 수 있다.
도 9의 그래프들(920, 960)을 참고하면, 그래프(920)에 의해 나타나는 전류(iin)의 포락선의 위상이 그래프(960)에 의해 나타나는 정류된 교류 신호의 전압의 위상과 일치할 수 있다. 예를 들어, 그래프들(930, 940)에 의해 나타나는 전류들(iLik1, iLik2) 및 그래프(950)에 의해 나타나는 전류(iLm)의 포락선의 위상이 그래프(960)에 의해 나타나는 정류된 교류 신호의 전압의 위상과 일치할 수 있다. 일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 역률 변환 회로가 교류 신호의 전압 및 전류의 위상을 동기화하여 디스플레이 장치의 역률을 조정함에 따라, 디스플레이 장치에 입력되는 교류 신호의 전압의 위상 및 전류의 위상이 실질적으로 일치할 수 있다.
도 9의 그래프들(930, 940)을 참고하면, 일 실시예에 따른 역률 변환 회로가 인터리브드 방식에 기반하여 동작함에 따라, 전류들(iLik1, iLik2) 사이에 위상 차이가 발생될 수 있다. 상기 위상 차이는, 예를 들어, 도 7의 지연(785) 및/또는 도 8의 지연(885)에 대응할 수 있다. 예를 들어, 도 7 내지 도 8의 그래프는 도 9의 교류 신호의 단일 주기의 일부분에 대응할 수 있다.
역률 변환 회로에 포함된 인덕터들이 차동 모드 커플드 인덕터가 형성된 일 실시예에서, 도 9의 그래프(920)와 같이, 역률 변환 회로로 입력되는 전류(iin)는 차동 모드 커플드 인덕터의 자화 인덕턴스 및 누설 인덕턴스에 의해 줄어든 리플(925)을 포함할 수 있다. 누설 인덕턴스를 증가시키는 형상의 코어(예, 도 3a 내지 3c의 코어들(310, 360) 및/또는 도 4a 내지 4c의 코어들(410, 420))에 의한 누설 인덕턴스의 증가(또는 수학식 3에 기반하여, 누설 인덕턴스의 증가에 의한 커플링 계수의 감소)는 리플(925)의 감소를 야기할 수 있다. 상술한 바와 같이, 리플(925)을 줄이는 것은, 누설 인덕턴스의 증가, 커플링 계수의 감소에 기반하여 구현될 수 있다. 수학식 3을 참고하면, 커플링 계수의 감소는 자화 인덕턴스의 감소를 의미할 수 있다. 일 실시예에 따른 인덕터 조립체가 누설 인덕턴스를 증가시키는 형상의 코어를 포함함에 따라, 자화 인덕턴스를 변경하기 위해 공극(예, 도 5a 내지 5b의 공극들(370, 380))의 크기를 변경하거나, 인덕터의 턴 수를 변경하지 않으면서, 리플(925)을 줄일 수 있다. 리플(925)이 줄어듦에 따라, 리플(925)을 줄이기 위한 다른 회로(예, 라인 필터)의 부피가 줄어들 수 있다.
상술한 바와 같이, 일 실시예에 따른 디스플레이 장치는 차동 모드 커플드 인덕터에 기반하여 동작하는 인덕터들에 기반하여 역률을 개선할 수 있다. 상기 인덕터들은 상기 차동 모드 커플드 인덕터의 누설 인덕턴스를 형성하기 위한 형상을 가지는 하나 이상의 코어들에 배치될 수 있다. 예를 들어, 누설 인덕턴스의 형성은, 인덕터들이 상대적으로 적은 포화 전류를 가지게 할 수 있다. 예를 들어, 누설 인덕턴스의 형성은, 인덕터들이 수신하는 전류에 포함된 리플을 줄이게 할 수 있다.
상술한 바와 같은, 일 실시예에 따른 디스플레이 장치는, 정류된 교류 신호(a rectified alternate current signal)를 수신하는 일 단(an end)을 포함하는 제1 인덕터 및 상기 정류된 교류 신호를 수신하는 일 단을 포함하는 제2 인덕터, 및 상기 제1 인덕터의 제1 부분 및 상기 제2 인덕터의 제1 부분이 감겨진(wound) 코어를 포함하는 인덕터 조립체(inductors sub-assembly) 및 상기 정류된 교류 신호에 의해 상기 인덕터 조립체의 상기 제1 인덕터 및 상기 제2 인덕터에 유도되는 전류를, 상기 정류된 교류 신호의 전압에 기반하여 스위칭하는 스위칭 회로를 포함하는 역률 변환 회로(power-factor correction circuit)를 포함하고, 상기 인덕터 조립체의 코어 는, 제1 방향으로(in a first direction) 제1 단(a first end)으로부터 제2 단(a second end)으로 연장되는 연장부(an extending portion), 상기 제1 단 및 상기 제2 단으로부터 이격된 상기 연장부의 제1 영역으로부터 상기 제1 방향과 수직인 제2 방향으로 돌출 되고, 상기 제1 인덕터의 제1 부분이 감겨진 제1 돌출부(a first protruding portion) 및 상기 제1 영역, 상기 제1 단 및 상기 제2 단으로부터 이격된 상기 연장부의 제2 영역으로부터 상기 제2 방향으로 돌출되고, 상기 제2 인덕터의 제1 부분이 감겨진 제2 돌출부를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 디스플레이 장치에서, 상기 인덕터 조립체는, 상기 제1 인덕터의 제2 부분 및 상기 제2 인덕터의 제2 부분이 감겨진 다른 코어(another core)를 더 포함하고, 상기 다른 코어는, 상기 인덕터 조립체 내에서, 상기 제1 방향으로 제1 단(a first end)으로부터 제2 단(a second end)으로 연장되는 다른 연장부(another extending portion), 상기 다른 연장부의 제1 단 및 상기 다른 연장부의 제2 단으로부터 이격된 상기 다른 연장부의 제1 영역으로부터 돌출되고, 상기 제1 인덕터의 제2 부분이 감겨진 제1 돌출부(a first protruding portion) 및 상기 다른 연장부의 제1 영역, 상기 다른 연장부의 제1 단 및 상기 다른 연장부의 제2 단으로부터 이격된 제2 영역으로부터 돌출되고, 상기 제2 인덕터의 제2 부분이 감겨진 제2 돌출부(a second protruding portion)를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 디스플레이 장치에서, 상기 다른 코어의 제1 돌출부의 일 단(an end)은, 상기 코어의 제1 돌출부의 일 단(an end)과 마주하며 떨어지고(faced away), 상기 다른 코어의 제2 돌출부의 일 단은, 상기 코어의 제2 돌출부의 일 단과 마주하며 떨어질 수 있다.
일 실시예에 따른 디스플레이 장치에서, 상기 인덕터 조립체는, 상기 코어의 제1 돌출부 및 상기 다른 코어의 제1 돌출부가 삽입되고, 상기 제1 인덕터의 제1 부분 및 상기 제1 인덕터의 제2 부분이 감겨지는, 튜브부(a tube portion)를 포함하는 제1 보빈을 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 디스플레이 장치에서, 상기 인덕터 조립체는, 상기 코어의 제2 돌출부 및 상기 다른 코어의 제2 돌출부가 삽입되고, 상기 제2 인덕터의 제1 부분 및 상기 제2 인덕터의 제2 부분이 감겨지는, 튜브부를 포함하는 제2 보빈을 더 포함하고, 상기 제2 보빈의 튜브부의 길이는, 상기 제1 보빈의 튜브부의 길이에 대응할 수 있다.
일 실시예에 따른 디스플레이 장치에서, 상기 제1 보빈의 튜브부의 길이는, 상기 튜브부 내에 삽입된 상기 코어의 제1 돌출부의 일 단과 상기 튜브부 내에 삽입된 상기 다른 코어의 제1 돌출부의 일 단 사이의 공간이, 상기 제1 인덕터 및 상기 제2 인덕터 각각에서 발생되는 자속의 상호 작용(interaction)에 기반하는 자화 인덕턴스 또는 누설 인덕턴스 중 적어도 하나를 조정하기 위해 형성되도록, 상기 코어의 제1 돌출부의 길이 및 상기 다른 코어의 제1 돌출부의 길이의 합을 초과할 수 있다.
일 실시예에 따른 디스플레이 장치에서, 상기 인덕터 조립체의 제1 인덕터는, 상기 제1 인덕터의 일 단을 통해 상기 정류된 교류 신호를 수신하는 상태에서, 상기 부재의 제1 단 및 상기 부재의 제2 단 중에서 상기 코어의 제1 돌출부에 인접한 상기 부재의 제1 단을 향하여 유도되고, 상기 제1 보빈의 튜브부 내에 형성된 에어 갭에 기반하는 자속에 따른 전류를, 상기 제1 인덕터의 일 단과 구별되는 타 단으로 출력할 수 있다.
일 실시예에 따른 디스플레이 장치에서, 상기 인덕터 조립체는, 상기 코어의 제1 단에 대응하는 제3 단으로부터 상기 코어의 제2 단에 대응하는 제4 단으로, 상기 제1 방향을 따라 연장되고, 상기 제1 돌출부의 일 단 및 상기 제2 돌출부의 일 단과 이격된, 다른 코어를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 디스플레이 장치에서, 제1 인덕터 및 상기 제2 인덕터 각각은, 상기 제2 인덕터의 제1 부분이 감겨진 상기 코어의 제2 돌출부의 내부에서, 상기 정류된 교류 신호를 수신하는 상기 제1 인덕터에 의해 유도되는 자속(magnetic flux)의 제1 방향이, 상기 정류된 교류 신호를 수신하는 상기 제2 인덕터에 의해 유도되는 자속의 제2 방향과 구별되도록, 상기 코어의 제1 돌출부 및 상기 코어의 제2 돌출부 각각에 감길 수 있다.
일 실시예에 따른 디스플레이 장치는, 상기 역률 변환 회로에 의해 충전되는 커패시터를 더 포함하고, 상기 스위칭 회로는, 상기 제1 인덕터의 타 단에 연결되어, 상기 커패시터 및 상기 제1 인덕터 사이의 전류를 제어하는 제1 스위치 및 상기 제2 인덕터의 타 단에 연결되어, 상기 커패시터 및 상기 제2 인덕터 사이의 전류를 제어하는 제2 스위치를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 디스플레이 장치는, 상기 제1 스위치 및 상기 제2 스위치 각각을 제어하는 제어 회로를 더 포함하고, 상기 커패시터는, 상기 제어 회로에 의해 제어되는 상기 제1 스위치에 의해, 상기 제1 인덕터로부터, 상기 연장부의 제1 단 및 제2 단 중에서 상기 제1 돌출부에 인접한 제1 단을 향하여 유도되는 자속에 적어도 기반하는 전류를 수신하고, 상기 제어 회로에 의해 제어되는 상기 제2 스위치에 의해, 상기 제2 인덕터로부터, 상기 연장부의 제1 단 및 제2 단 중에서 상기 제2 돌출부에 인접한 제2 단을 향하여 유도되는 자속에 적어도 기반하는 전류를 수신할 수 있다.
일 실시예에 따른 디스플레이 장치에서, 상기 제어 회로는, 상기 정류된 교류 신호의 주기(a period) 내에서 지정된 위상에 기반하여 상기 제1 스위치를 제어하여, 상기 제1 인덕터에 의한 상기 커패시터의 충전을, 상기 위상에 기반하는 시간 간격 마다 개시할 수 있다.
일 실시예에 따른 디스플레이 장치에서, 상기 제어 회로는, 상기 주기 내에서 상기 제1 신호의 위상과 지정된 위상 차이를 가지는 다른 위상에 기반하여 상기 제2 스위치를 제어하여, 상기 제2 인덕터에 의한 상기 커패시터의 충전을, 상기 다른 위상에 기반하는 다른 시간 간격 마다 개시할 수 있다.
일 실시예에 따른 디스플레이 장치는, 정류된 교류 신호를 수신하는 일 단을 포함하는 제1 인덕터, 상기 정류된 교류 신호를 수신하는 일 단을 포함하는 제2 인덕터, 상기 제1 인덕터의 제1 부분 및 상기 제2 인덕터의 제1 부분이 감겨진(wound) 제1 코어, 상기 제1 코어로부터 이격되고, 상기 제1 자속의 일부분(a portion)과 교차하도록(intersected with) 배치된 제2 코어, 상기 제1 인덕터의 일 단과 구별되는 타 단(another end)에 연결된 제1 스위칭 회로 및 상기 제2 인덕터의 일 단과 구별되는 타 단에 연결된 제2 스위칭 회로를 포함하고, 상기 제1 코어는, 상기 정류된 교류 신호가 상기 제1 인덕터의 일 단에 인가되는 상태에서, 상기 제1 인덕터의 제1 부분으로부터 제2 인덕터의 제1 부분으로 향하는 제1 방향과 구별되는 제2 방향을 향하고, 상기 제1 자속의 일부분과 구별되는 다른 일부분(another portion)이 형성되는 연장부를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 상기 정류된 교류 신호가 상기 제1 인덕터의 일 단 및 상기 제2 인덕터의 일 단에 인가되는 상태에서, 상기 제1 인덕터에 의해 유도되는 제1 자속의 일부분이 상기 제1 인덕터의 제1 부분이 감겨진 제1 코어 내에서 상기 제2 인덕터에 의해 유도되는 제2 자속의 일부분에 의해 감소될 수 있다.
일 실시예에 따른 디스플레이 장치에서, 상기 연장부는, 제1 단에서 제2 단으로 연장되고, 상기 제1 코어는, 상기 제1 단 및 상기 제2 단으로부터 이격된 상기 연장부의 제1 영역에서 돌출되고, 상기 제1 인덕터의 제1 부분이 감겨진 제1 돌출부 및 상기 제1 영역, 상기 제1 단 및 상기 제2 단으로부터 이격된 상기 연장부의 제2 영역에서, 상기 제1 돌출부와 평행하게 돌출되고, 상기 제2 인덕터의 제1 부분이 감겨진 제2 돌출부를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 디스플레이 장치에서, 상기 제2 코어는, 상기 제1 코어의 연장부와 평행한 방향으로 제1 단(a first end)으로부터 제2 단(a second end)으로 연장되는 다른 연장부, 상기 다른 연장부의 제1 단 및 상기 다른 연장부의 제2 단으로부터 이격된 상기 다른 연장부의 제1 영역에서 돌출되고, 상기 제1 코어의 제1 돌출부의 일 단과 마주하며 떨어진 일 단을 포함하고, 상기 제1 인덕터의 제2 부분이 감겨진 제1 돌출부 및 상기 다른 연장부의 제1 영역, 상기 다른 연장부의 제1 단 및 상기 다른 연장부의 제2 단으로부터 이격된 상기 다른 연장부의 제2 영역에서, 상기 제2 코어의 제1 돌출부와 평행하게 돌출되고, 상기 제1 코어의 제2 돌출부의 일 단과 마주하며 떨어진 일 단을 포함하고, 상기 제2 인덕터의 제2 부분이 감겨진 제2 돌출부를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 디스플레이 장치는, 상기 제1 코어의 제1 돌출부 및 상기 제2 코어의 제1 돌출부가 삽입되고, 상기 제1 인덕터의 제1 부분 및 상기 제1 인덕터의 제2 부분이 감겨지는, 튜브부를 포함하는 제1 보빈 및 상기 제1 코어의 제2 돌출부 및 상기 제2 코어의 제2 돌출부가 삽입되고, 상기 제2 인덕터의 제1 부분 및 상기 제2 인덕터의 제2 부분이 감겨지는, 튜브부를 포함하는 제2 보빈을 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 디스플레이 장치에서, 상기 제1 보빈의 튜브부의 길이는, 상기 튜브부 내에 삽입된 상기 제1 코어의 제1 돌출부의 일 단과 상기 튜브부 내에 삽입된 상기 제2 코어의 제1 돌출부의 일 단 사이의 공간이, 상기 제1 자속 및 상기 제2 자속 각각의 상호 작용에 기반하는 자화 인덕턴스 또는 누설 인덕턴스 중 적어도 하나를 조정하기 위해 형성되도록, 상기 제1 코어의 제1 돌출부의 길이 및 상기 제2 코어의 제2 돌출부의 길이의 합을 초과할 수 있다.
일 실시예에 따른 디스플레이 장치에서, 상기 제2 코어는, 상기 제1 코어의 연장부와 평행한 방향으로 제1 단으로부터 제2 단으로 연장되고, 상기 제1 코어의 제1 돌출부의 일 단 및 상기 제1 코어의 제2 돌출부의 일 단과 이격될 수 있다.
일 실시예에 따른 디스플레이 장치에서, 상기 디스플레이 장치는, 상기 제1 스위칭 회로 및 상기 제2 스위칭 회로와 병렬 연결된 일 단을 포함하는 커패시터 및 상기 제1 스위칭 회로 및 상기 제2 스위칭 회로 각각을 제어하는 제어 회로를 더 포함하고, 상기 커패시터는, 상기 제1 스위칭 회로에 의해, 상기 정류된 교류 신호의 주기 내에서 지정된 위상에 기반하여 상기 제1 인덕터에 유도되는 전류를 수신하고, 상기 제2 스위칭 회로에 의해 상기 주기 내에서 상기 지정된 위상과 지정된 위상 차이를 가지는 다른 위상에 기반하여 제2 인덕터에 유도되는 전류를 수신할 수 있다.
이상에서 설명된 장치는 하드웨어 구성요소, 소프트웨어 구성요소, 및/또는 하드웨어 구성요소 및 소프트웨어 구성요소의 조합으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 실시예들에서 설명된 장치 및 구성요소는, 프로세서, 콘트롤러, ALU(arithmetic logic unit), 디지털 신호 프로세서(digital signal processor), 마이크로컴퓨터, FPGA(field programmable gate array), PLU(programmable logic unit), 마이크로프로세서, 또는 명령(instruction)을 실행하고 응답할 수 있는 다른 어떠한 장치와 같이, 하나 이상의 범용 컴퓨터 또는 특수 목적 컴퓨터를 이용하여 구현될 수 있다. 처리 장치는 운영 체제(OS) 및 상기 운영 체제 상에서 수행되는 하나 이상의 소프트웨어 어플리케이션을 수행할 수 있다. 또한, 처리 장치는 소프트웨어의 실행에 응답하여, 데이터를 접근, 저장, 조작, 처리 및 생성할 수도 있다. 이해의 편의를 위하여, 처리 장치는 하나가 사용되는 것으로 설명된 경우도 있지만, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는, 처리 장치가 복수 개의 처리 요소(processing element) 및/또는 복수 유형의 처리 요소를 포함할 수 있음을 알 수 있다. 예를 들어, 처리 장치는 복수 개의 프로세서 또는 하나의 프로세서 및 하나의 콘트롤러를 포함할 수 있다. 또한, 병렬 프로세서(parallel processor)와 같은, 다른 처리 구성(processing configuration)도 가능하다.
소프트웨어는 컴퓨터 프로그램(computer program), 코드(code), 명령(instruction), 또는 이들 중 하나 이상의 조합을 포함할 수 있으며, 원하는 대로 동작하도록 처리 장치를 구성하거나 독립적으로 또는 결합적으로(collectively) 처리 장치를 명령할 수 있다. 소프트웨어 및/또는 데이터는, 처리 장치에 의하여 해석되거나 처리 장치에 명령 또는 데이터를 제공하기 위하여, 어떤 유형의 기계, 구성요소(component), 물리적 장치, 컴퓨터 저장 매체 또는 장치에 구체화(embody)될 수 있다. 소프트웨어는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템 상에 분산되어서, 분산된 방법으로 저장되거나 실행될 수도 있다. 소프트웨어 및 데이터는 하나 이상의 컴퓨터 판독 가능 기록 매체에 저장될 수 있다.
실시예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 이때, 매체는 컴퓨터로 실행 가능한 프로그램을 계속 저장하거나, 실행 또는 다운로드를 위해 임시 저장하는 것일 수도 있다. 또한, 매체는 단일 또는 수 개의 하드웨어가 결합된 형태의 다양한 기록수단 또는 저장수단일 수 있는데, 어떤 컴퓨터 시스템에 직접 접속되는 매체에 한정되지 않고, 네트워크 상에 분산 존재하는 것일 수도 있다. 매체의 예시로는, 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체, CD-ROM 및 DVD와 같은 광기록 매체, 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical medium), 및 ROM, RAM, 플래시 메모리 등을 포함하여 프로그램 명령어가 저장되도록 구성된 것이 있을 수 있다. 또한, 다른 매체의 예시로, 어플리케이션을 유통하는 앱 스토어나 기타 다양한 소프트웨어를 공급 내지 유통하는 사이트, 서버 등에서 관리하는 기록매체 내지 저장매체도 들 수 있다.
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.
그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.

Claims (20)

  1. 디스플레이 장치(display device)에 있어서,
    정류된 교류 신호(a rectified alternate current signal)를 수신하는 일 단(an end)을 포함하는 제1 인덕터 및 상기 정류된 교류 신호를 수신하는 일 단을 포함하는 제2 인덕터, 및 상기 제1 인덕터의 제1 부분 및 상기 제2 인덕터의 제1 부분이 감겨진(wound) 코어를 포함하는 인덕터 조립체(inductors sub-assembly); 및
    상기 정류된 교류 신호에 의해 상기 인덕터 조립체의 상기 제1 인덕터 및 상기 제2 인덕터에 유도되는 전류를, 상기 정류된 교류 신호의 전압에 기반하여 스위칭하는 스위칭 회로를 포함하는 역률 변환 회로(power-factor correction circuit)
    를 포함하고,
    상기 인덕터 조립체의 코어는,
    제1 방향으로(in a first direction) 제1 단(a first end)으로부터 제2 단(a second end)으로 연장되는 연장부(an extending portion);
    상기 제1 단 및 상기 제2 단으로부터 이격된 상기 연장부의 제1 영역으로부터 상기 제1 방향과 수직인 제2 방향으로 돌출되고, 상기 제1 인덕터의 제1 부분이 감겨진 제1 돌출부(a first protruding portion); 및
    상기 제1 영역, 상기 제1 단 및 상기 제2 단으로부터 이격된 상기 연장부의 제2 영역으로부터 상기 제2 방향으로 돌출되고, 상기 제2 인덕터의 제1 부분이 감겨진 제2 돌출부를 포함하는 디스플레이 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 인덕터 조립체는,
    상기 제1 인덕터의 제2 부분 및 상기 제2 인덕터의 제2 부분이 감겨진 다른 코어(another core)
    를 더 포함하고,
    상기 다른 코어는,
    상기 인덕터 조립체 내에서, 상기 제1 방향으로 제1 단(a first end)으로부터 제2 단(a second end)으로 연장되는 다른 연장부(another extending portion);
    상기 다른 연장부의 제1 단 및 상기 다른 연장부의 제2 단으로부터 이격된 상기 다른 연장부의 제1 영역으로부터 돌출되고, 상기 제1 인덕터의 제2 부분이 감겨진 제1 돌출부(a first protruding portion); 및
    상기 다른 연장부의 제1 영역, 상기 다른 연장부의 제1 단 및 상기 다른 연장부의 제2 단으로부터 이격된 제2 영역으로부터 돌출되고, 상기 제2 인덕터의 제2 부분이 감겨진 제2 돌출부(a second protruding portion)
    를 포함하는 디스플레이 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 다른 코어의 제1 돌출부의 일 단(an end)은, 상기 코어의 제1 돌출부의 일 단(an end)과 마주하며 떨어지고(faced away), 상기 다른 코어의 제2 돌출부의 일 단은, 상기 코어의 제2 돌출부의 일 단과 마주하며 떨어진 디스플레이 장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 인덕터 조립체는,
    상기 코어의 제1 돌출부 및 상기 다른 코어의 제1 돌출부가 삽입되고, 상기 제1 인덕터의 제1 부분 및 상기 제1 인덕터의 제2 부분이 감겨지는, 튜브부(a tube portion)를 포함하는 제1 보빈을 더 포함하는 디스플레이 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 인덕터 조립체는,
    상기 코어의 제2 돌출부 및 상기 다른 코어의 제2 돌출부가 삽입되고, 상기 제2 인덕터의 제1 부분 및 상기 제2 인덕터의 제2 부분이 감겨지는, 튜브부를 포함하는 제2 보빈을 더 포함하고,
    상기 제2 보빈의 튜브부의 길이는, 상기 제1 보빈의 튜브부의 길이에 대응하는 디스플레이 장치.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 제1 보빈의 튜브부의 길이는,
    상기 튜브부 내에 삽입된 상기 코어의 제1 돌출부의 일 단과 상기 튜브부 내에 삽입된 상기 다른 코어의 제1 돌출부의 일 단 사이의 공간이, 상기 제1 인덕터 및 상기 제2 인덕터 각각에서 발생되는 자속의 상호 작용(interaction)에 기반하는 자화 인덕턴스 또는 누설 인덕턴스 중 적어도 하나를 조정하기 위해 형성되도록, 상기 코어의 제1 돌출부의 길이 및 상기 다른 코어의 제1 돌출부의 길이의 합을 초과하는 디스플레이 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 인덕터 조립체의 제1 인덕터는,
    상기 제1 인덕터의 일 단을 통해 상기 정류된 교류 신호를 수신하는 상태에서, 상기 부재의 제1 단 및 상기 부재의 제2 단 중에서 상기 코어의 제1 돌출부에 인접한 상기 부재의 제1 단을 향하여 유도되고, 상기 제1 보빈의 튜브부 내에 형성된 에어 갭에 기반하는 자속에 따른 전류를, 상기 제1 인덕터의 일 단과 구별되는 타 단으로 출력하는 디스플레이 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 인덕터 조립체는,
    상기 코어의 제1 단에 대응하는 제3 단으로부터 상기 코어의 제2 단에 대응하는 제4 단으로, 상기 제1 방향을 따라 연장되고,
    상기 제1 돌출부의 일 단 및 상기 제2 돌출부의 일 단과 이격된, 다른 코어를 더 포함하는 디스플레이 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    제1 인덕터 및 상기 제2 인덕터 각각은,
    상기 제2 인덕터의 제1 부분이 감겨진 상기 코어의 제2 돌출부의 내부에서, 상기 정류된 교류 신호를 수신하는 상기 제1 인덕터에 의해 유도되는 자속(magnetic flux)의 제1 방향이, 상기 정류된 교류 신호를 수신하는 상기 제2 인덕터에 의해 유도되는 자속의 제2 방향과 구별되도록, 상기 코어의 제1 돌출부 및 상기 코어의 제2 돌출부 각각에 감겨진 디스플레이 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 디스플레이 장치는,
    상기 역률 변환 회로에 의해 충전되는 커패시터
    를 더 포함하고,
    상기 스위칭 회로는,
    상기 제1 인덕터의 타 단에 연결되어, 상기 커패시터 및 상기 제1 인덕터 사이의 전류를 제어하는 제1 스위치; 및
    상기 제2 인덕터의 타 단에 연결되어, 상기 커패시터 및 상기 제2 인덕터 사이의 전류를 제어하는 제2 스위치
    를 포함하는 디스플레이 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 디스플레이 장치는,
    상기 제1 스위치 및 상기 제2 스위치 각각을 제어하는 제어 회로
    를 더 포함하고,
    상기 커패시터는,
    상기 제어 회로에 의해 제어되는 상기 제1 스위치에 의해, 상기 제1 인덕터로부터, 상기 연장부의 제1 단 및 제2 단 중에서 상기 제1 돌출부에 인접한 제1 단을 향하여 유도되는 자속에 적어도 기반하는 전류를 수신하고,
    상기 제어 회로에 의해 제어되는 상기 제2 스위치에 의해, 상기 제2 인덕터로부터, 상기 연장부의 제1 단 및 제2 단 중에서 상기 제2 돌출부에 인접한 제2 단을 향하여 유도되는 자속에 적어도 기반하는 전류를 수신하는 디스플레이 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제어 회로는,
    상기 정류된 교류 신호의 주기(a period) 내에서 지정된 위상에 기반하여 상기 제1 스위치를 제어하여, 상기 제1 인덕터에 의한 상기 커패시터의 충전을, 상기 위상에 기반하는 시간 간격 마다 개시하는 디스플레이 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 제어 회로는,
    상기 주기 내에서 상기 제1 신호의 위상과 지정된 위상 차이를 가지는 다른 위상에 기반하여 상기 제2 스위치를 제어하여, 상기 제2 인덕터에 의한 상기 커패시터의 충전을, 상기 다른 위상에 기반하는 다른 시간 간격 마다 개시하는 디스플레이 장치.
  14. 디스플레이 장치(display device)에 있어서,
    정류된 교류 신호를 수신하는 일 단을 포함하는 제1 인덕터;
    상기 정류된 교류 신호를 수신하는 일 단을 포함하는 제2 인덕터;
    상기 제1 인덕터의 제1 부분 및 상기 제2 인덕터의 제1 부분이 감겨진(wound) 제1 코어, 상기 정류된 교류 신호가 상기 제1 인덕터의 일 단 및 상기 제2 인덕터의 일 단에 인가되는 상태에서, 상기 제1 인덕터에 의해 유도되는 제1 자속의 일부분이 상기 제1 인덕터의 제1 부분이 감겨진 제1 코어 내에서 상기 제2 인덕터에 의해 유도되는 제2 자속의 일부분에 의해 감소됨(reduced);
    상기 제1 코어로부터 이격되고, 상기 제1 자속의 일부분(a portion)과 교차하도록(intersected with) 배치된 제2 코어;
    상기 제1 인덕터의 일 단과 구별되는 타 단(another end)에 연결된 제1 스위칭 회로; 및
    상기 제2 인덕터의 일 단과 구별되는 타 단에 연결된 제2 스위칭 회로
    를 포함하고,
    상기 제1 코어는,
    상기 정류된 교류 신호가 상기 제1 인덕터의 일 단에 인가되는 상태에서, 상기 제1 인덕터의 제1 부분으로부터 제2 인덕터의 제1 부분으로 향하는 제1 방향과 구별되는 제2 방향을 향하고, 상기 제1 자속의 일부분과 구별되는 다른 일부분(another portion)이 형성되는 연장부를 포함하는 디스플레이 장치.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 연장부는, 제1 단에서 제2 단으로 연장되고,
    상기 제1 코어는,
    상기 제1 단 및 상기 제2 단으로부터 이격된 상기 연장부의 제1 영역에서 돌출되고, 상기 제1 인덕터의 제1 부분이 감겨진 제1 돌출부; 및
    상기 제1 영역, 상기 제1 단 및 상기 제2 단으로부터 이격된 상기 연장부의 제2 영역에서, 상기 제1 돌출부와 평행하게 돌출되고, 상기 제2 인덕터의 제1 부분이 감겨진 제2 돌출부
    를 포함하는 디스플레이 장치.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 제2 코어는,
    상기 제1 코어의 연장부와 평행한 방향으로 제1 단(a first end)으로부터 제2 단(a second end)으로 연장되는 다른 연장부;
    상기 다른 연장부의 제1 단 및 상기 다른 연장부의 제2 단으로부터 이격된 상기 다른 연장부의 제1 영역에서 돌출되고, 상기 제1 코어의 제1 돌출부의 일 단과 마주하며 떨어진 일 단을 포함하고, 상기 제1 인덕터의 제2 부분이 감겨진 제1 돌출부; 및
    상기 다른 연장부의 제1 영역, 상기 다른 연장부의 제1 단 및 상기 다른 연장부의 제2 단으로부터 이격된 상기 다른 연장부의 제2 영역에서, 상기 제2 코어의 제1 돌출부와 평행하게 돌출되고, 상기 제1 코어의 제2 돌출부의 일 단과 마주하며 떨어진 일 단을 포함하고, 상기 제2 인덕터의 제2 부분이 감겨진 제2 돌출부
    를 포함하는 디스플레이 장치.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 제1 코어의 제1 돌출부 및 상기 제2 코어의 제1 돌출부가 삽입되고, 상기 제1 인덕터의 제1 부분 및 상기 제1 인덕터의 제2 부분이 감겨지는, 튜브부를 포함하는 제1 보빈; 및
    상기 제1 코어의 제2 돌출부 및 상기 제2 코어의 제2 돌출부가 삽입되고, 상기 제2 인덕터의 제1 부분 및 상기 제2 인덕터의 제2 부분이 감겨지는, 튜브부를 포함하는 제2 보빈
    을 더 포함하는 디스플레이 장치.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 제1 보빈의 튜브부의 길이는,
    상기 튜브부 내에 삽입된 상기 제1 코어의 제1 돌출부의 일 단과 상기 튜브부 내에 삽입된 상기 제2 코어의 제1 돌출부의 일 단 사이의 공간이, 상기 제1 자속 및 상기 제2 자속 각각의 상호 작용에 기반하는 자화 인덕턴스 또는 누설 인덕턴스 중 적어도 하나를 조정하기 위해 형성되도록, 상기 제1 코어의 제1 돌출부의 길이 및 상기 제2 코어의 제2 돌출부의 길이의 합을 초과하는 디스플레이 장치.
  19. 제15항에 있어서,
    상기 제2 코어는,
    상기 제1 코어의 연장부와 평행한 방향으로 제1 단으로부터 제2 단으로 연장되고,
    상기 제1 코어의 제1 돌출부의 일 단 및 상기 제1 코어의 제2 돌출부의 일 단과 이격된 디스플레이 장치.
  20. 제14항에 있어서,
    상기 디스플레이 장치는,
    상기 제1 스위칭 회로 및 상기 제2 스위칭 회로와 병렬 연결된 일 단을 포함하는 커패시터; 및
    상기 제1 스위칭 회로 및 상기 제2 스위칭 회로 각각을 제어하는 제어 회로
    를 더 포함하고,
    상기 커패시터는,
    상기 제1 스위칭 회로에 의해, 상기 정류된 교류 신호의 주기 내에서 지정된 위상에 기반하여 상기 제1 인덕터에 유도되는 전류를 수신하고;
    상기 제2 스위칭 회로에 의해 상기 주기 내에서 상기 지정된 위상과 지정된 위상 차이를 가지는 다른 위상에 기반하여 제2 인덕터에 유도되는 전류를 수신하는 디스플레이 장치.

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KR1020210110004A KR20230027809A (ko) 2021-08-20 2021-08-20 누설 인덕턴스를 형성하는 코어를 포함하는 역률 변환 회로를 포함하는 디스플레이 장치

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