KR20230032119A

KR20230032119A - 역률 및 리플 전압을 조정하기 위한 전원 회로를 포함하는 디스플레이 장치 및 방법

Info

Publication number: KR20230032119A
Application number: KR1020210114554A
Authority: KR
Inventors: 김건우; 김문영; 강정일; 이진형; 김재은; 김해든
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2021-08-30
Filing date: 2021-08-30
Publication date: 2023-03-07

Abstract

일 실시예에 따른 디스플레이 장치는, 정류된 교류 전압을 가지는 제1 전력 신호를 수신하는 제1 포트, 상기 제1 전력 신호에 의해 유도되는 제2 전력 신호를 출력하는 제2 포트, 및 상기 제1 전력 신호에 의해 유도되는 제3 전력 신호를 출력하는 제3 포트를 포함하고, 상기 제1 포트에서, 상기 정류된 교류 전압의 위상에 따라 발생되는 전류의 흐름에 기반하여 상기 제1 전력 신호의 역률을 변환하는 역률 변환 회로, 상기 제2 포트에 연결되어, 상기 제2 전력 신호에 의해 충전되는 제1 커패시터, 상기 제3 포트에 연결되어, 상기 제3 전력 신호에 의해 충전되는 제2 커패시터 및 상기 제2 커패시터에 충전된 전력으로부터 생성되고, 상기 제1 커패시터의 제1 전압의 변화를 보상하도록 변화하는 제2 전압을, 상기 제1 커패시터의 제1 전압에 결합하는(stacks) 전압 변환 회로(voltage converting circuit)를 포함할 수 있다.

Description

역률 및 리플 전압을 조정하기 위한 전원 회로를 포함하는 디스플레이 장치 및 방법{DISPLAY DEVICE COMPRISING POWER CIRCUIT FOR ADJUSTING POWER FACTOR AND RIPPLE VOLTAGE AND METHOD THEREOF}

아래의 설명들은 역률 및 리플 전압을 조정하기 위한 전원 회로를 포함하는 디스플레이 장치 및 방법에 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 회로 및 역률 변환 회로를 포함하는 전원 회로가 교류 신호로부터 직류 신호를 생성하는 과정에서 상기 직류 신호에 포함되는 리플 전압을 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 전압을 가지는 제1 전력 신호를 수신하는 제1 포트, 상기 제1 전력 신호에 의해 유도되는 제2 전력 신호를 출력하는 제2 포트, 및 상기 제1 전력 신호에 의해 유도되는 제3 전력 신호를 출력하는 제3 포트를 포함하고, 상기 제1 포트에서, 상기 정류된 교류 전압의 위상에 따라 발생되는 전류의 흐름에 기반하여 상기 제1 전력 신호의 역률을 변환하는 역률 변환 회로, 상기 제2 포트에 연결되어, 상기 제2 전력 신호에 의해 충전되는 제1 커패시터, 상기 제3 포트에 연결되어, 상기 제3 전력 신호에 의해 충전되는 제2 커패시터 및 상기 제2 커패시터에 충전된 전력으로부터 생성되고, 상기 제1 커패시터의 제1 전압의 변화를 보상하도록 변화하는 제2 전압을, 상기 제1 커패시터의 제1 전압에 결합하는(stacks) 전압 변환 회로(voltage converting circuit)를 포함할 수 있다.

일 실시예에 따른 디스플레이 장치는, 제1 인덕터, 정류된 교류 신호를 수신하기 위해 이용되고, 상기 제1 인덕터와 전기적으로 연결된 제1 포트, 상기 제1 인덕터와 유도 결합된 제2 인덕터, 상기 제1 인덕터와 유도 결합된 제3 인덕터, 상기 제2 인덕터와 전기적으로 연결된 제2 포트, 및 상기 제3 인덕터와 전기적으로 연결된 제3 포트를 포함하는 제1 트랜스포머, 상기 제1 트랜스포머의 제2 포트의 일 단에 전기적으로 연결된 일 단 및 상기 제1 트랜스포머의 제2 포트의 타 단에 전기적으로 연결된 타 단을 포함하는 제1 커패시터, 상기 제1 트랜스포머의 제3 포트의 일 단에 전기적으로 연결된 일 단 및 상기 제1 트랜스포머의 제3 포트의 타 단에 전기적으로 연결되고, 접지된 타 단을 포함하는 제2 커패시터, 상기 제1 트랜스포머의 제2 포트의 일 단에 전기적으로 연결되고, 상기 제1 트랜스포머의 제2 포트의 타 단에 전기적으로 연결되며, 상기 제2 커패시터의 일 단에 전기적으로 연결된 전압 변환 회로(voltage converting circuit)를 포함하고, 상기 전압 변환 회로는, 상기 제1 커패시터에 충전된 전력에 기반하여 생성되고, 상기 제2 커패시터의 전압의 변화를 보상하는(compensating) 제2 전압을 출력할 수 있다.

일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 방법은, 상기 디스플레이 장치에서, 정류된 교류 전압을 가지는 제1 전력 신호를 수신하는 역률 변환 회로에서 출력되는 제2 전력 신호에 의해 충전되는 제1 커패시터의 전압의 변화를 식별하는 동작, 상기 제1 커패시터의 전압의 변화를 식별하는 것에 응답하여, 상기 식별된 제1 커패시터의 전압의 변화에 기반하는 듀티 사이클을 획득하는 동작 및 상기 획득된 듀티 사이클에 기반하여, 상기 역률 변환 회로에서 출력되고, 상기 제2 전력 신호와 구별되는 제3 전력 신호에 의해 충전되는 제2 커패시터에 연결된 트랜지스터를 제어하는 동작을 포함할 수 있다.

일 실시예에 따른 디스플레이 장치는, 교류 신호로부터 직류 신호를 생성하는 과정에서 상기 직류 신호에 포함되는 리플 전압을 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 3은 일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 전원 회로에 포함된 역률 변환 회로의 일 예를 도시한 회로도이다.
도 4는 일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 전원 회로에 포함된 전압 변환 회로의 일 예를 도시한 회로도이다.
도 5는 일 실시예에 따른 디스플레이 장치에 포함된 전압 변환 회로의 트랜스포머의 구조를 설명하기 위한 예시적인 도면이다.
도 6은 일 실시예에 따른 디스플레이 장치에 포함된 전압 변환 회로의 동작을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 7은 일 실시예에 따른 디스플레이 장치에 포함된 전압 변환 회로의 동작을 설명하기 위한 예시적인 그래프이다.
도 8은 일 실시예에 따른 디스플레이 장치에 포함된 전원 회로의 일 예를 도시한 회로도이다.
도 9는 일 실시예에 따른 디스플레이 장치에 포함된 전원 회로의 동작을 설명하기 위한 예시적인 그래프이다.
도 10은, 전력원으로부터의 전원 공급이 중단된 상태에서, 일 실시예에 따른 디스플레이 장치에 포함된 전원 회로의 동작을 설명하기 위한 회로도이다.
도 11은, 전력원으로부터의 전원 공급이 중단된 상태에서, 일 실시예에 따른 디스플레이 장치에 포함된 전원 회로의 동작을 설명하기 위한 그래프이다.
도 12는, 영상이 디스플레이 장치에서 출력되는 활성 상태와 구별되는 대기 상태에서, 일 실시예에 따른 디스플레이 장치에 포함된 전원 회로의 동작을 설명하기 위한 회로도이다.
도 13은 일 실시예에 따른 디스플레이 장치에 포함된 전원 회로의 일 예를 도시한 회로도이다.

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), 제1 회로(130), 제2 회로(140) 또는 디스플레이 패널(140) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 전원 회로(110), 제1 회로(130), 제2 회로(140) 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) 및/또는 상기 교류 신호와 독립적인 주기 및/또는 진폭을 가지는 다른 교류 신호를 출력할 수 있다. 상기 직류 신호는 시간의 변화와 독립적으로 유지되는 전압을 가지는 전력 신호에 대응할 수 있다. 일 실시예에 따른 전원 회로(110)는 서로 다른 전압을 가지는 복수의 전력 신호들을 동시에 출력할 수 있다. 이하에서, 전원 회로(110)의 다중 출력은, 전원 회로(110)가 서로 다른 전압을 가지는 복수의 전력 신호들을 출력하는 것을 의미할 수 있다.

전원 회로(110)가 다중 출력을 지원하는 일 실시예에서, 전원 회로(110)에서 출력되는 전력 신호들이 가지는 서로 다른 전압들은, 디스플레이 장치(101)에 포함된 서로 다른 회로들(예, 제1 회로(130) 및 제2 회로(140)) 각각의 구동을 위해 지정된 전압에 대응할 수 있다. 디스플레이 장치(101)에 포함된 서로 다른 회로들 각각의 구동을 위하여, 전원 회로(110)는 상기 회로들 각각에 대응하는 전압을 가지는 전력 신호들을 생성할 수 있다. 일 실시예에 따른 디스플레이 장치(101)의 전원 회로가 서로 다른 회로들 각각의 구동을 위한 서로 다른 전압을 가지는 전력 신호들을 생성하는 동작은, 도 2의 설명을 통해 후술될 것이다.

일 실시예에 따른 디스플레이 장치(101)는 디스플레이 패널(150)을 구동하기 위한 제1 회로(130)를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따른 디스플레이 장치(101)는 제1 회로(130)에 의해 제어되고, 영상을 출력하는 디스플레이 패널(150)을 포함할 수 있다. 디스플레이 패널(150)을 이용하여, 디스플레이 장치(101)는 사용자에게 시각화된 정보를 출력할 수 있다. 디스플레이 패널(150)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(150)은 전자 종이(electronic paper)를 포함할 수 있다.

일 실시예에서, 제1 회로(130)는 디스플레이 패널(150)에서의 영상의 출력을 위한 타이밍 신호를 생성하는 타이밍 컨트롤러(timing controller)를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 제1 회로(130)는 디스플레이 패널(150)에 포함된 하나 이상의 LED들을 구동하기 위한 LED 구동 회로를 포함할 수 있다. 상기 LED는 디스플레이 패널(150)의 백 라이트 및/또는 픽셀에 포함될 수 있다. LED 구동 회로는, 디스플레이 패널(150)에 포함된 하나 이상의 LED들의 밝기를 조절하기 위하여, 하나 이상의 LED들에 제공될 전력 신호의 전압을 조절할 수 있다. 예를 들어, 제1 회로(130)는 디스플레이 패널(150)에 포함된 하나 이상의 LED들의 밝기를 제어할 수 있다. 실시예가 이에 제한되는 것은 아니며, 상기 전력 신호는, 전원 회로(110)의 다중 출력 중에서 제1 회로(130)와 구별되는 다른 회로에 공급될 다른 전력 신호와 독립적으로 전원 회로(110)로부터 제공될 수 있다.

도 1을 참고하면, 일 실시예에 따른 디스플레이 장치(101)는 디스플레이 패널(150)을 구동하기 위한 제1 회로(130)와 구별되는 제2 회로(140)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제2 회로(140)는 제1 회로(130)의 기능(예, LED에 제공될 전력 신호의 전압을 조절하는 기능)과 구별되는 다른 기능을 수행할 수 있다. 제2 회로(140)는 디스플레이 장치(101)의 하나 이상의 기능들을 실행하기 위한 프로세서 및/또는 메모리를 포함할 수 있다. 제2 회로(140)는 제1 회로(130)에 의하여 디스플레이 패널(150)에 표시될 영상을 나타내는 신호를 생성할 수 있다. 제2 회로(140)는 상기 생성된 신호를, 제1 회로(130)에 송신할 수 있다. 제1 회로(130)는 제2 회로(140)로부터 송신된 신호에 기반하여, 디스플레이 패널(150)을 제어할 수 있다. 제1 회로(130)가 디스플레이 패널(150)을 제어함에 따라, 제2 회로(140)에서 생성된 신호에 대응하는 영상이 디스플레이 패널(150) 상에 표시될 수 있다.

일 실시예에서, 제2 회로(140)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, 제2 회로(140)는 리모컨(remote control)과 같이 사용자 입력을 획득하기 위한 외부 전자 장치와 통신하기 위한 통신 회로를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따른 디스플레이 장치(101)는, 제2 회로(140)를 이용하여 상기 하나 이상의 스위치들 및/또는 상기 리모컨과 관련된 사용자 입력을 식별할 수 있다. 상기 통신 회로는 적외선 통신, 블루투스 및/또는 Wi-Fi와 같은 무선 통신 프로토콜에 기반하여 외부 전자 장치와 통신할 수 있다. 제2 회로(140)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, 제2 회로(140)는 SoC(System-on-Chip)의 형태를 가질 수 있다.

일 실시예에서, 제1 회로(130)는, 제2 회로(140)로부터 수신된 신호에 기반하여, 디스플레이 패널(150)에 포함된 하나 이상의 픽셀들을 제어할 수 있다. 예를 들어, 디스플레이 패널(150)은 2차원 매트릭스 형태로 정렬된 복수의 픽셀들을 포함할 수 있다. 상기 예시에서, 제1 회로(130)는 상기 신호에 기반하여, 복수의 픽셀들 중에서 대응하는 행 또는 열에 포함된 적어도 하나의 픽셀을 제어할 수 있다. 제1 회로(130)가 적어도 하나 픽셀들을 제어하는 것은, 적어도 하나 픽셀의 휘도, 밝기 및/또는 색상을 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 전력 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 제1 회로(130), 제2 회로(140) 및 디스플레이 패널(150)과 같은 부하(load)에 전력을 제공하는 전원 회로(110)를 포함할 수 있다. 제1 회로(130), 제2 회로(140) 및 디스플레이 패널(150)과 같은 부하(load)에 전력을 제공하면서, 전원 회로(110)는 전력원(120)에서 수신하는 교류 신호의 역률을 개선할 수 있다. 상기 역률은, 부하(예, 디스플레이 장치(101))가 소비하는 유효 전력 및 부하에 제공되는 피상 전력 사이의 비율을 의미한다. 일 실시예에 따른 디스플레이 장치(101)의 전원 회로(110)는, 전력원(120)으로부터 수신되는 교류 신호에서 시간에 따라 변화하는 전압 및 전류의 주기 및 위상을 일치시켜, 교류 신호의 역률을 개선할 수 있다. 역률이 개선됨에 따라, 디스플레이 장치(101)는 고조파 규제와 관련된 지정된 역률 임계치를 초과하는 역률을 가질 수 있다. 일 실시예에 따른 디스플레이 장치(101)의 전원 회로(110)가 역률을 개선하는 동작은, 도 2, 도 3 및/또는 도 9의 설명을 통해 후술될 것이다.

도 1을 참고하면, 일 실시예에 따른 디스플레이 장치(101)는 전원 회로(110)를 이용하여, 전력원(120)으로부터 수신된 교류 신호로부터, 전원 회로(110)와 구별되는 디스플레이 장치(101)의 서로 다른 회로들(예, 제1 회로(130), 제2 회로(140) 및/또는 디스플레이 패널(150))에 제공될 서로 다른 전력 신호들을 생성할 수 있다. 상기 서로 다른 회로들에 제공될 서로 다른 전력 신호들은, 대응하는 회로에 의해 요구되는 전압을 가지는 직류 신호일 수 있다. 상기 직류 신호를 생성하기 위하여, 전원 회로(110)는 하나 이상의 커패시터들을 포함할 수 있다. 일 실시예에 따른 디스플레이 장치(101)의 전원 회로(110)는, 전력원(120)의 교류 신호로부터 상기 직류 신호를 생성하는 동안 발생되는, 상기 직류 신호의 전압의 변화를 줄일 수 있다. 이하에서, 리플(ripple) 전압은 상기 직류 신호의 전압에 포함된 고조파(harmonic wave)로써, 상기 직류 신호에서 발생되는 전압의 변화를 의미한다. 예를 들어, 디스플레이 장치(101)는, 리플 전압을 줄이거나, 및/또는 제거하여, 리플 전압이 포함된 직류 신호가 상기 직류 신호를 수신하는 부하(예, 제2 회로(140))의 오작동을 야기하는 것을 방지할 수 있다. 일 실시예에 따른 디스플레이 장치(101)의 전원 회로(110)가 리플 전압을 줄이는 동작은, 도 2, 도 4 내지 도 9의 설명을 통해 후술될 것이다.

일 실시예에 따른 디스플레이 장치(101)는, 전력원(120)에 연결된 이후, 복수의 지정된 상태들 중 어느 한 상태에서 동작할 수 있다. 복수의 지정된 상태들은, 예를 들어, 디스플레이 장치(101)가 전력원(120)으로부터 전력 신호를 수신하면서, 디스플레이 패널(150)을 통해 영상을 출력하는 활성 상태(active state)를 포함할 수 있다. 상기 지정된 상태들은, 디스플레이 장치(101)가 전력원(120)으로부터 전력 신호를 수신하면서, 디스플레이 패널(150)을 통해 영상을 출력하는 것을 적어도 일시적으로 중단한 대기 상태(stand-by state)를 포함할 수 있다. 상기 지정된 상태들은, 전력원(120)이 디스플레이 장치(101)로부터 분리된 이후의 상태로써, 전원 회로(110)의 잔류 전력을 제1 회로(130) 및 제2 회로(140) 중 제2 회로(140)로 집중적으로 제공하여, 전력원(120)이 디스플레이 장치(101)로부터 분리된 이후에도 제2 회로(140)의 구동을 지원하는 유지 상태(hold-up state)를 포함할 수 있다. 복수의 지정된 상태들 각각에서, 디스플레이 장치(101)의 전원 회로(110)는 다르게 동작할 수 있다. 예를 들어, 활성 상태에서의 디스플레이 장치(101)의 전원 회로(110)의 동작은, 도 2, 도 4 내지 도 9의 설명을 통해 후술될 것이다. 예를 들어, 유지 상태에서의 디스플레이 장치(101)의 전원 회로(110)의 동작은, 도 10 내지 도 11의 설명을 통해 후술될 것이다. 예를 들어, 대기 상태에서의 디스플레이 장치(101)의 전원 회로(110)의 동작은 도 12 내지 도 13의 설명을 통해 후술될 것이다.

상술한 바와 같이, 일 실시예에 따른 디스플레이 장치(101)의 전원 회로(110)는 전력원(120)으로부터 수신되는 교류 신호의 역률을 개선하면서, 디스플레이 장치(101) 내에서 전원 회로(110)와 구별되는 서로 다른 회로들(예, 제1 회로(130), 제2 회로(140) 및/또는 디스플레이 패널(150)) 각각에 의하여 요구되는 복수의 전력 신호들을 동시에 생성하는 다중 출력을 지원할 수 있다. 일 실시예에 따른 디스플레이 장치(101)의 전원 회로(110)는, 전력원(120)으로부터 지정된 역률 임계치를 초과하는 역률에 기반하여 교류 신호를 수신하면서, 수신된 교류 신호로부터 제1 회로(130) 및 제2 회로(140) 각각에 의해 요구되는 직류 신호의 리플 전압을 줄일 수 있다. 이하에서는, 도 2를 참고하여, 일 실시예에 따른 디스플레이 장치(101)의 전원 회로(110)의 구조가 상세히 설명된다.

도 2는 일 실시예에 따른 디스플레이 장치(101)에 포함된 전원 회로(110)의 블록도이다. 도 2의 디스플레이 장치(101)는 도 1의 디스플레이 장치(101)의 일 예에 대응할 수 있다. 예를 들어, 도 2의 전원 회로(110), 전력원(120), 제1 회로(130) 및 제2 회로(140) 각각은 도 1의 전원 회로(110), 전력원(120), 제1 회로(130) 및 제2 회로(140)에 대응할 수 있다. 전원 회로(110)에 포함된 하드웨어 컴포넌트는 도 2의 예시에 제한되지 않으며, 비록 도시되지 않았지만, 전원 회로(110)는 낙뢰 보호 회로, 바리스터, 서지 어레스터와 같은 회로를 더 포함할 수 있다.

도 2를 참고하면, 일 실시예에 따른 전원 회로(110)는 EMI(electromagnetic interference) 필터(210)를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따른 전원 회로(110)의 EMI 필터(210)는 전력원(120)의 교류 신호에 포함된 노이즈를 제거하거나, 또는 줄일 수 있다(may reduce). 예를 들어, EMI 필터(210)는 라인 필터(line filter)에 기반하여, 교류 신호에 포함된 노이즈를 줄일 수 있다. 상기 노이즈는, 교류 신호를 생성하는 생산자가 의도한 교류 신호의 주파수 성분과 상이한 다른 주파수 성분에 의해 발생되는 전압 리플을 포함할 수 있다.

도 2를 참고하면, 일 실시예에 따른 전원 회로(110)는 정류 회로(220)를 포함할 수 있다. 정류 회로(220)는, EMI 필터(210)로부터, EMI 필터(210)에 의해 절감된 노이즈를 가지는 교류 신호를 수신할 수 있다. 일 실시예에 따른 정류 회로(220)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(220)는 하나 이상의 다이오드들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 정류 회로(220)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(220)에 포함된 회로는 상기 브리지 다이오드에 제한되지 않으며, 논 브리지(non-bridge) 방식의 회로를 포함할 수 있다.

도 2를 참고하면, 일 실시예에 따른 전원 회로(110)는 정류 회로(220)에 연결되어, 정류 회로(220)에 의해 정류된 교류 신호의 전압의 위상 및 주기에 기반하는 전류의 흐름을 발생하는 역률 변환 회로(power-factor converting circuit)(230)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 역률 변환 회로(230)는 트랜스포머에 기반하여 역률을 보정하는 플라이백(flyback) 토폴로지와 관련될 수 있다. 도 2를 참고하면, 일 실시예에 따른 전원 회로(110)의 역률 변환 회로(230)는 정류 회로(220)에 의해 정류된 교류 전압을 가지는 제1 전력 신호를 수신하는 포트(230-1)를 포함할 수 있다. 이하에서, 특정 회로의 포트는, 특정 회로의 단들 중에서, 다른 회로와 연결되는 두 개의 단들의 그룹을 의미한다. 예를 들어, 두 개의 도선들이, 두 회로들을 사이에서 시간에 따라 변화하는 전압을 가지는 교류 신호의 송신을 위하여 연결되어, 포트를 형성할 수 있다.

도 2를 참고하면, 일 실시예에 따른 전원 회로(110)의 역률 변환 회로(230)는 포트(230-1)와 구별되는 포트(230-2)를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 역률 변환 회로(230)는, 포트(230-1)를 통해 제1 전력 신호를 수신하는 상태에서, 포트(230-2)를 통해 상기 제1 전력 신호에 기반하는 제2 전력 신호를 출력할 수 있다. 도 2를 참고하면, 일 실시예에 따른 전원 회로(110)의 역률 변환 회로(230)는 포트들(230-1, 230-2)과 구별되는 포트(230-3)를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 역률 변환 회로(230)는, 포트(230-1)를 통해 제1 전력 신호를 수신하는 상태에서, 포트(230-3)를 통해 상기 제1 전력 신호에 기반하는 제3 전력 신호를 출력할 수 있다.

일 실시예에서, 포트들(230-1, 230-2, 230-3)은 서로 전기적으로 절연될 수 있다. 포트들(230-1, 230-2, 230-3) 각각에 연결된 회로 요소들(circuit elements)은 전기적으로 절연될 수 있다. 회로 요소들 사이의 전기적인 절연과 독립적으로, 포트들(230-1, 230-2, 230-3) 각각에 연결된 회로 요소들(circuit elements)은 자속에 기반하는 상호 작용에 기반하여 서로 유도 결합될 수 있다(may be inductively coupled with each other). 예를 들어, 포트(230-1)에서 수신되는 상기 제1 전력 신호에 의해 야기되고, 포트들(230-2, 230-3) 각각에서 출력되는 제2 전력 신호 및 제3 전력 신호는, 역률 변환 회로(230) 내에서 유도 결합된 트랜스포머에 의해 생성될 수 있다. 일 실시예에 따른 전원 회로(110)에 포함된 역률 변환 회로(230)의 구조는 도 3의 설명을 통해 후술될 것이다.

도 2를 참고하면, 일 실시예에 따른 전원 회로(110)는, 역률 변환 회로(230)의 포트(230-2)에 연결되어, 포트(230-2)로부터 출력되는 제2 전력 신호에 의해 충전되는 커패시터(250)를 포함할 수 있다. 도 2를 참고하면, 커패시터(250)의 양 단들 각각은 포트(230-2)에 포함된 단들에 연결될 수 있다. 일 실시예에 따른 전원 회로(110)는 커패시터(250)의 양 단들을 통해 제1 회로(130)와 연결될 수 있다. 커패시터(250)가 제2 전력 신호에 의해 충전됨에 따라, 제1 회로(130)는 커패시터(250)에 의해 평활화된 전압을 수신할 수 있다. 제1 회로(130)가 커패시터(250)에 의해 평활화된 전압을 수신함에 따라, 제1 회로(130)는 커패시터(250)에 충전된 전력에 기반하여, 디스플레이 패널(예, 도 1의 디스플레이 패널(150))에 포함된 하나 이상의 LED들의 밝기를 제어할 수 있다.

도 2를 참고하면, 일 실시예에 따른 전원 회로(110)는 역률 변환 회로(230)의 포트(230-3)에 연결되어, 포트(230-3)로부터 출력되는 제3 전력 신호에 의해 충전되는 커패시터(260)를 포함할 수 있다. 도 2를 참고하면, 커패시터(260)의 양 단들 각각은 포트(230-3)에 포함된 단들에 연결될 수 있다. 커패시터(260)가 제3 전력 신호에 의해 충전됨에 따라, 포트(230-3)에 포함된 단들 사이의 전압이 평활화될 수 있다. 상술한 전압의 평활화에도 불구하고, 제3 전력 신호의 전압의 변화 및 커패시터(260)의 충전 및/또는 방전에 의하여, 리플 전압이 평활화된 전압에 포함될 수 있다.

일 실시예에 따른 전원 회로(110)는, 커패시터(250)에 충전된 전력으로부터 생성되고, 커패시터(260)의 제1 전압의 변화를 보상하도록 변화하는 제2 전압을, 커패시터(260)의 제1 전압에 결합하는(stacks) 전압 변환 회로(voltage converting circuit)(240)를 포함할 수 있다. 도 2를 참고하면, 전압 변환 회로(240)는 포트(230-2) 및/또는 커패시터(250)의 단들 각각에 연결된 단들(240-1, 240-2)을 포함할 수 있다. 상기 단들(240-1, 240-2)을 통해, 전압 변환 회로(240)는 커패시터(250)에 충전된 전력을 획득할 수 있다. 일 실시예에서, 전압 변환 회로(240)는 플라이백 토폴로지에 기반하여, 단들(240-1, 240-2)과 구별되는 다른 단에, 획득된 전력에 따른 전압을 인가할 수 있다.

도 2를 참고하면, 전압 변환 회로(240)는 커패시터(260)의 단들 중에서, 접지된 일 단과 구별되는 타 단에 연결되는 단(240-3)을 포함할 수 있다. 상기 단(240-3)을 통해, 전압 변환 회로(240)는 커패시터(260)의 제1 전압을 수신할 수 있다. 도 2를 참고하면, 전압 변환 회로(240)는, 상기 제1 전압에, 상기 제1 전압의 변화를 보상하도록 변화하는 제2 전압을 결합하여 생성된, 제3 전압이 인가되는 단(240-4)을 포함할 수 있다. 도 2의 일 실시예에서, 전압 변환 회로(240)는 제2 회로(140)로부터 수신되고, 제2 회로(140)에서 식별된 사용자 입력과 관련된 신호를 수신하기 위한 단(240-5)을 포함할 수 있다. 단(240-5)에 기반하여, 전압 변환 회로(240)는 대기 상태 및 활성 상태 사이의 전환을 식별할 수 있다.

도 2를 참고하면, 전원 회로(110)는 단(240-4)을 통해 제2 회로(140)와 연결될 수 있다. 제2 회로(140)가 단(240-4) 및 커패시터(260)의 접지된 일 단과 연결됨에 따라, 제2 회로(140)는 전압 변환 회로(240)의 상기 제3 전압을 수신할 수 있다. 상기 제3 전압이 커패시터(260)의 제1 전압의 변화가 보상된 제2 전압의 결합에 대응하므로, 제2 회로(140)는 커패시터(260)의 제1 전압에 포함된 리플 전압이 줄어든(또는 보상된) 제3 전압을 수신할 수 있다. 일 실시예에 따른 전원 회로(110)에 포함된 전압 변환 회로(240)의 구조는 도 4의 설명을 통해 후술될 것이다.

상술한 바와 같이, 일 실시예에 따른 디스플레이 장치(101)는 플라이백 토폴로지에 기반하는 역률 변환 회로(230)의 복수의 포트들(230-2, 230-3)을 이용하여 다중 출력을 지원할 수 있다. 예를 들어, 제1 회로(130)는, 포트(230-2)에서 출력되는 제2 전력 신호와 관련되고, 커패시터(250)에 의해 평활화된 전압에 기반하여 동작할 수 있다. 예를 들어, 제2 회로(140)는, 포트(230-3)에서 출력되는 제3 전력 신호와 관련되고, 커패시터(260)에 의해 평활화된 제1 전압및, 전압 변환 회로(240)에 의해 생성되고, 포트(230-2)에서 출력되는 제2 전력 신호와 관련되는 제2 전압에 기반하여 동작할 수 있다. 전압 변환 회로(240)가 제1 전압의 변화를 보상하기 위한 제2 전압을 출력함에 따라, 제2 회로(140)는 제1 전압에 포함된 리플 전압과 독립적으로 동작할 수 있다. 상기 제2 전압이 상기 제1 전압 대비 작은 전압으로 설계될수록, 전압 변환 회로(240)의 크기가 줄어들 수 있다.

이하에서는 도 3 내지 도 4를 참고하여, 일 실시예에 따른 디스플레이 장치(101)의 전원 회로(110)에 포함된 역률 변환 회로(230) 및 전압 변환 회로(240) 각각의 구조가 설명된다.

도 3은 일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 전원 회로에 포함된 역률 변환 회로(230)의 일 예를 도시한 회로도이다. 도 3의 디스플레이 장치는 도 1 및/또는 도 2의 디스플레이 장치(101)의 일 예에 대응할 수 있다. 예를 들어, 도 3의 역률 변환 회로(230) 및 포트들(230-1, 230-2, 230-3)는 도 2의 역률 변환 회로(230) 및 포트들(230-1, 230-2, 230-3) 각각에 대응할 수 있다. 이하에서, 도 2와 중복되는 설명은 편의상 생략된다.

일 실시예에 따른 역률 변환 회로(230)는 유도 결합된 복수의 인덕터들을 포함하는 트랜스포머(310)를 포함할 수 있다. 도 3을 참고하면, 3 개의 인덕터들을 포함하는 트랜스포머(310)의 등가 회로를 포함하는 역률 변환 회로(230)의 회로도의 일 예가 도시된다. 트랜스포머(310)의 등가 회로를 참고하면, 트랜스포머(310)는, 단들(311-1, 311-2)에 연결된 양 단들을 포함하는 제1 인덕터 및 단들(312-1, 312-2)에 연결된 양 단들을 포함하는 제2 인덕터 및 단들(313-1, 313-2)에 연결된 양 단들을 포함하는 제3 인덕터를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 인덕터 및 제2 인덕터는 가극성(additive polarity)에 기반하여 유도 결합될 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 인덕터 및 제3 인덕터는 가극성에 기반하여 유도 결합될 수 있다.

일 실시예에 따른 역률 변환 회로(230)는 트랜스포머(310)의 구동을 제어하기 위한 트랜지스터(320)를 포함할 수 있다. 트랜지스터(320)의 드레인은 트랜스포머(310)의 제1 인덕터의 단(311-2)과 전기적으로 연결될 수 있다. 트랜지스터(320)의 소스는, 포트(230-1)의 양 단들 중에서, 제1 인덕터의 단(311-1)과 연결된 일 단과 구별되는 타 단에 연결될 수 있다. 제1 인덕터의 단(311-1)은 포트(230-1)의 양 단들 중 일 단에 연결될 수 있다. 일 실시예에서, 트랜지스터(320)는 포트(230-1)의 양 단들 사이의 전류의 흐름을 발생하는 스위치에 대응할 수 있다. 비록 N 채널 FET(Field-Effect Transistor)에 기반하는 트랜지스터(320)가 도시되었으나, 실시예가 이에 제한되는 것은 아니며, P 채널 MOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor FET), MISFET(Metal Insulator Semiconductor FET) 및/또는 BJT(bipolar junction transistor)가 트랜지스터(320)로써 이용될 수 있다.

문턱 전압을 초과하는 전압이 트랜지스터(320)의 게이트에 인가됨에 따라, 상기 트랜지스터(320)에서 소스 및 드레인 사이의 전류의 흐름이 발생하는 상태에서, 역률 변환 회로(230)는 포트(230-1)를 통해 제1 전력 신호(예, 도 2의 정류 회로(220)의 정류된 교류 신호)를 수신할 수 있다. 상기 제1 전력 신호를 수신하는 제1 인덕터에서 발생되는 자속에 의해, 전류의 흐름이 제1 인덕터와 결합된 제2 인덕터 및 제3 인덕터 각각에서 발생할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 인덕터의 자속에 의해, 전위차가 제2 인덕터 및 제3 인덕터에서 발생될 수 있다. 상기 전위차는 제1 인덕터, 제2 인덕터 및 제3 인덕터들에 포함된 도선들의 턴 수들의 비율과 관련될 수 있다. 일 실시예에 따른 역률 변환 회로(230)는 상기 제2 인덕터에서 발생하는 전류의 흐름을 수신하기 위한 다이오드(330)를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따른 역률 변환 회로(230)는 상기 제3 인덕터에서 발생하는 전류의 흐름을 수신하기 위한 다이오드(340)를 포함할 수 있다.

도 3을 참고하면, 다이오드(330)의 애노드는 제2 인덕터의 단(312-1)에 연결될 수 있다. 다이오드(330)의 캐소드는, 제2 인덕터의 단(312-2)에 연결된 포트(230-2)의 일 단과 구별되는 포트(230-2)의 타 단에 연결될 수 있다. 유사하게, 다이오드(340)의 애노드는 제3 인덕터의 단(313-1)에 연결될 수 있다. 다이오드(340)의 캐소드는, 제3 인덕터의 단(313-2)에 연결된 포트(230-3)의 일 단과 구별되는 포트(230-3)의 타 단에 연결될 수 있다. 다이오드들(330, 340)에서, 애노드에서 캐소드로 향하는 전류의 흐름이 발생될 수 있다. 다이오드들(330, 340)에서, 캐소드에서 애노드로 향하는 전류의 흐름이 차단될 수 있다.

도 3을 참고하면, 역률 변환 회로(230)는 다이오드(340)의 캐소드 및/또는 포트(230-3)의 일 단에 대응하는 노드(345)에 연결된 광 결합기(350)를 포함할 수 있다. 역률 변환 회로(230)는 광 결합기(350)를 이용하여 노드(345)의 전압을 식별하는 컨트롤러(360)를 포함할 수 있다. 컨트롤러(360)는 광 결합기(350)를 통해 식별된 노드(345)의 전압에 적어도 기반하는 제어 신호를, 트랜지스터(320)의 게이트에 입력할 수 있다. 상기 제어 신호와 독립적으로, 노드(345) 및 트랜지스터(320)의 게이트 사이의 전기적인 절연을 유지하기 위하여, 광 결합기(350)는 LED와 같은 광 신호 송신기 및 PD(photo diode)와 같은 광 신호 수신기를 포함할 수 있다. 예를 들어, 광 결합기(350)의 광 신호 송신기는, 노드(345)의 전압을 나타내는 광 신호를 출력할 수 있다. 광 결합기(350)의 광 신호 수신기는 광 신호 송신기로부터 출력되는 광 신호를 수신할 수 있다. 수신된 광 신호에 기반하여, 광 결합기(350)의 광 신호 수신기는 컨트롤러(360)로 노드(345)의 전압을 알릴 수 있다. 예를 들어, 광 신호의 세기, 파장, 주파수 및/또는 듀티 사이클 중 적어도 하나에 기반하여, 광 결합기(350)는 컨트롤러(260)로 노드(345)의 전압을 알릴 수 있다.

일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 역률 변환 회로(230)는, 컨트롤러(360)를 이용하여 트랜지스터(320)를 제어하여, 포트(230-1)에서, 정류된 교류 전압의 변화에 대응하는 전류의 흐름을 발생할 수 있다. 상기 정류된 교류 전압의 위상에 따라 발생되는 전류의 흐름에 기반하여, 역률 변환 회로(230)는 포트(230-1)에서 수신되는 제1 전력 신호의 역률을 변경할 수 있다. 예를 들어, 컨트롤러(360)는 다이오드(340)의 캐소드의 전압(예, 노드(345)의 전압)에 기반하여, 트랜지스터(320)의 게이트에 제어 신호를 출력할 수 있다.

일 실시예에 따른 컨트롤러(360)가 트랜지스터(320)의 게이트로 출력하는 제어 신호는, 지정된 주기를 따라 변화하는 전압을 가지는 펄스파(pulse wave)일 수 있다. 일 실시예에서, 문턱 전압을 초과하는 펄스파의 전압에 의해 트랜지스터(320)가 활성화됨에 따라, 포트(230-1)에서 전류의 흐름이 발생될 수 있다. 일 실시예에 따른 컨트롤러(360)는, 트랜지스터(320)가 활성화되어 드레인 및 소스 사이의 전류의 흐름이 발생되는 기간(duration) 및 상기 주기 사이의 비율인 듀티 사이클을 변경하여, 상기 제1 전력 신호의 역률을 변경할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 전력 신호의 전압의 위상에 기반하여 트랜지스터(320)를 활성화하여, 컨트롤러(360)는 상기 제1 전력 신호의 전압의 위상(예, 도 2의 정류 회로(220)에서 정류된 교류 신호의 전압의 위상) 및 포트(230-1)에서 발생하는 전류의 흐름의 위상을 동기화할 수 있다. 일 실시예에 따른 역률 변환 회로(230)의 컨트롤러(360)는, 다이오드(340)의 캐소드의 전압에 기반하여, 포트(230-1)에서 정류된 교류 전압의 위상에 대응하는 위상을 가지는 전류의 흐름을 야기하는 제어 신호를 출력할 수 있다.

상술한 바와 같이, 일 실시예에 따른 디스플레이 장치는 플라이백 토폴로지에 기반하는 역률 변환 회로(230)를 이용하여 포트(230-1)에 인가되는 교류 신호(예, 도 2의 정류 회로(220)에 의해 정류된 교류 신호)의 역률을 개선할 수 있다. 역률 변환 회로(230)는, 역률 변환 회로(230)를 포함하는 전원 회로(예, 도 1 및/또는 도 2의 전원 회로(110))의 다중 출력을 지원하기 위하여, 복수의 포트들(230-2, 230-3)을 포함할 수 있다. 역률 변환 회로(230)는 포트(230-1)에 인가되는 교류 신호의 역률을 개선하면서, 포트들(230-2, 230-3)에 상기 교류 신호에 기반하는 전력 신호들을 출력할 수 있다. 일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 전원 회로는, 역률 변환 회로(230)의 다중 출력을 지원하기 위한 복수의 포트들(230-2, 230-3) 각각에서 출력되는 전력 신호들 전부를 이용하여, 전원 회로에 연결된 다른 회로(예, 도 1 및/또는 도 2의 제2 회로(140))에 제공될 직류 전압에 포함된 리플 전압을 줄일 수 있다.

이하에서는, 도 4를 참고하여, 디스플레이 장치의 전원 회로에 포함되고, 상기 리플 전압을 줄이기 위한 추가적인 전압을 생성하는 전압 변환 회로가 설명된다.

도 4는 일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 전원 회로에 포함된 전압 변환 회로(240)의 일 예를 도시한 회로도이다. 도 4의 디스플레이 장치는 도 1 및/또는 도 2의 디스플레이 장치(101)의 일 예에 대응할 수 있다. 예를 들어, 도 4의 전압 변환 회로(240) 및 단들(240-1, 240-2, 240-3, 240-4, 240-5)은 도 2의 전압 변환 회로(240) 및 단들(240-1, 240-2, 240-3, 240-4, 240-5) 각각에 대응할 수 있다. 이하에서, 도 2와 중복되는 설명은 편의상 생략된다.

도 4를 참고하면, 일 실시예에 따른 전압 변환 회로(240)는 유도 결합된 복수의 인덕터들을 포함하는 트랜스포머(410)를 포함할 수 있다. 도 4를 참고하면, 2 개의 인덕터들을 포함하는 트랜스포머(410)의 등가 회로를 포함하는 전압 변환 회로(240)의 회로도의 일 예가 도시된다. 트랜스포머(410)의 등가 회로를 참고하면, 트랜스포머(410)는, 단들(411-1, 411-2)에 연결된 양 단들을 포함하는 제1 인덕터 및 단들(412-1, 412-2)에 연결된 양 단들을 포함하는 제2 인덕터를 포함할 수 있다. 트랜스포머(410)의 제1 인덕터 및 제2 인덕터는 가극성에 기반하여 유도 결합될 수 있다. 트랜스포머(410)의 예시적인 구조는 도 5의 설명을 통해 후술될 것이다.

일 실시예에 따른 전압 변환 회로(240)는 트랜스포머(410)의 구동을 제어하기 위한 트랜지스터(420)를 포함할 수 있다. 트랜지스터(420)의 드레인은 트랜스포머(410)의 제1 인덕터의 단(411-2)과 전기적으로 연결될 수 있다. 트랜지스터(420)의 소스는, 포트(230-1)의 양 단들 중에서, 트랜스포머(410)의 제1 인덕터의 단(411-1)과 전기적으로 연결된 단(240-2)을 제외한 단(240-1)과 전기적으로 연결될 수 있다. 일 실시예에서, 트랜지스터(420)는 단들(240-1, 240-2) 사이의 전류의 흐름을 발생하는 스위치에 대응할 수 있다. 도 4의 등가 회로에서, N 채널 FET에 기반하는 트랜지스터(420)가 도시되었지만, 실시예가 이에 제한되는 것은 아니다.

도 4를 참고하면, 전압 변환 회로(240)는 트랜스포머(410)의 제2 인덕터의 단(412-1)과 전기적으로 애노드를 포함하는 다이오드(430)를 포함할 수 있다. 전압 변환 회로(240)는 다이오드(430)의 캐소드와 전기적으로 연결된 일 단 및 제2 인덕터의 단(412-2)과 전기적으로 연결된 타 단을 포함하는 커패시터(440)를 포함할 수 있다. 제2 인덕터의 단(412-2)은 전압 변환 회로(240)의 단(240-3)에 대응할 수 있다. 다이오드(430)의 캐소드 및/또는 상기 캐소드와 연결된 커패시터(440)의 일 단은 전압 변환 회로(240)의 단(240-4)에 대응할 수 있다.

도 4를 참고하면, 전압 변환 회로(240)는 단(240-4)(또는 다이오드(430)의 캐소드)의 전압에 기반하여 트랜지스터(420)의 게이트로 출력될 제어 신호를 생성하는 컨트롤러(450)를 포함할 수 있다. 컨트롤러(450)는 단(240-4)에서 측정되는 전압에 기반하여, 제어 신호의 전압의 크기, 주파수 및/또는 듀티 사이클을 변경할 수 있다. 일 실시예에서, 제어 신호를 생성하기 위하여, 컨트롤러(450)는 클럭 발생기, 비교기(comparator)와 같은 하나 이상의 디지털 회로 요소들을 포함하거나, 또는 상기 디지털 회로 요소들이 집적된 IC(integrated circuit)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 컨트롤러(450)는, 커패시터(440)에서 다이오드(430)의 캐소드와 연결된 일 단에 인가되는 전압에 따라 변화하는 듀티 사이클을 가지는 제어 신호를, 트랜지스터(420)의 게이트로 출력할 수 있다. 예를 들어, 상기 제어 신호는, 지정된 주기를 가지면서, 매 주기 마다 독립적으로 변화하는 듀티 사이클을 가지는 펄스 폭 변조(Pulse Width Modulation, PWM)에 기반하여 생성될 수 있다. 제어 신호의 전압이 트랜지스터(420)의 지정된 문턱 전압을 초과하는 상태에서, 트랜지스터(420)의 소스 및 드레인 사이의 전류의 흐름이 발생될 수 있다.

트랜지스터(420)의 소스 및 드레인 사이의 전류의 흐름이 발생되는 상태에서, 전압 변환 회로(230)는 단들(240-1, 240-2)을 통해 전력 신호를 수신할 수 있다. 전력 신호의 수신에 의하여 트랜스포머(410)의 제1 인덕터에서 발생되는 자속에 의해, 전류의 흐름이 트랜스포머(410)의 제2 인덕터에서 발생될 수 있다. 상기 전류의 흐름은, 제2 인덕터에 대응하는 단들(412-1, 412-2) 사이의 전위차를 야기할 수 있다. 상기 전위차는 제1 인덕터 및 제2 인덕터들에 포함된 도선들의 턴 수들 사이의 비율과 관련될 수 있다. 제2 인덕터에서 발생된 전류는, 단(412-1)에 연결된 다이오드(430)에 의해 정류될 수 있다. 도 4를 참고하면, 커패시터(440)가 다이오드(430)에 의해 정류된 전류에 의해 충전됨에 따라, 다이오드(430)의 캐소드와 연결된 커패시터(440)의 일 단(예, 단(240-4))의 전압이 커패시터(440)의 타 단(예, 단(240-3))의 전압을 초과할 수 있다.

도 4를 참고하면, 커패시터(440)가 충전됨에 따라, 전압 변환 회로(240)의 단(240-3)에 인가되는 전압을 초과하는 전압이 단(240-4)에 인가될 수 있다. 전압 변환 회로(240)는 트랜지스터(420)의 게이트에 인가되는 제어 신호를 조정하여, 커패시터(440)의 충전 및/또는 방전을 제어할 수 있다. 예를 들어, 전압 변환 회로(240)는 커패시터(440)의 충전 및/또는 방전을 제어하여, 단(240-3)의 전압의 시간에 따른 변화(예, 리플 전압)를 보상할 수 있다. 예를 들어, 전압(240-4)에 인가되는 전압은, 단(240-3)에 인가되는 전압을 초과하면서, 단(240-3)에 인가되는 전압의 변화가 보상된 직류 전압에 대응할 수 있다.

일 실시예에 따른 전압 변환 회로(240)의 컨트롤러(450)는, 단(240-4)에 인가되는 전압의 변화에 기반하여, 트랜지스터(420)의 게이트에 인가되는 제어 신호의 듀티 사이클을 변경할 수 있다. 컨트롤러(450)는 단(240-4)에 인가되는 전압이 지정된 직류 전압을 유지하도록, 상기 듀티 사이클을 변경할 수 있다. 예를 들어, 단(240-4)에 인가되는 전압이 지정된 직류 전압 미만이면서, 점진적으로 감소하는 경우, 컨트롤러(450)는 듀티 사이클을 증가하여, 커패시터(440)의 충전 및/또는 상기 충전에 의한 단(240-4)에서의 전압의 증가를 야기할 수 있다. 상기 듀티 사이클은, 단(240-4)에 인가되는 전압 및 지정된 직류 전압 사이의 차이가 줄어들수록, 감소할 수 있다. 컨트롤러(450)가 단(240-4)에 인가되는 전압에 기반하여 듀티 사이클을 변경하는 동작은 도 6의 설명을 통해 후술될 것이다.

도 4를 참고하면, 컨트롤러(450)는 디스플레이 장치의 상태와 관련된 신호를 수신하기 위한 단(240-5)을 포함할 수 있다. 상기 상태는, 활성 상태, 대기 상태 및/또는 유지 상태 중 어느 하나에 대응할 수 있다. 예를 들어, 도 2의 제2 회로(140)를 통해, 컨트롤러(450)는 디스플레이 상태와 관련된 신호를 수신할 수 있다. 예를 들어, 단(240-5)을 통해 대기 상태를 알리는 신호를 수신하는 것에 응답하여, 컨트롤러(450)는 트랜지스터(420)의 게이트로 출력될 제어 신호를 생성하기 위한 하나 이상의 회로 요소들(예, 클럭 발생기, 비교기(comparator)와 같은 하나 이상의 디지털 회로 요소, 및/또는 상기 디지털 회로 요소들이 집적된 IC(integrated circuit))에 전력을 제공하는 것을 중단할 수 있다. 컨트롤러(450)가 전력의 제공을 중단함에 따라, 컨트롤러(450)를 포함하는 전압 변환 회로(240)의 동작이, 대기 상태에서 중단될 수 있다. 예를 들어, 단(240-5)을 통해 대기 상태와 구별되는 다른 상태(예, 활성 상태)를 알리는 신호를 수신하는 것에 응답하여, 컨트롤러(450)는 트랜지스터(420)의 게이트로 출력될 제어 신호를 생성하기 위하여, 상기 전력의 제공을 재개할 수 있다.

상술한 바와 같이, 일 실시예에 따른 전압 변환 회로(240)는 단(240-3)에 인가되는 전압에 결합될 다른 전압을, 단들(240-1, 240-2)에 인가되는 전압에 기반하여 획득할 수 있다. 전압 변환 회로(240)는 단들(240-3, 240-4) 사이의 전압을 변경하여, 단(240-4)에 인가되는 전압에 포함된 리플 전압을 줄일 수 있다. 예를 들어, 단들(240-3, 240-4) 사이의 전압을, 단(240-3)에서 측정되는 제1 전압에 포함된 리플 전압과 동일한 주파수를 가지면서, 상기 리플 전압의 위상과 구별되는 다른 위상을 가진 제2 전압을 따라 조정하여, 전압 변환 회로(240)는 단(240-4)에 리플 전압이 조정된 전압을 인가할 수 있다. 상기 다른 위상은, 예를 들어, 상기 리플 전압의 위상과 180° 만큼 상이한 다른 위상일 수 있다. 리플 전압이 줄어듦에 따라, 전압 변환 회로(240)는 단(240-4)에 인가되는 전압을 직류 전압으로 유지할 수 있다.

이하에서는, 도 5 내지 도 7을 참고하여, 전압 변환 회로(240)에 포함된 트랜스포머(410) 및 컨트롤러(450)의 일 예가 설명된다.

도 5는 일 실시예에 따른 디스플레이 장치에 포함된 전압 변환 회로의 트랜스포머(410)의 구조를 설명하기 위한 예시적인 도면이다. 도 5의 디스플레이 장치는 도 1 및/또는 도 2의 디스플레이 장치(101)의 일 예에 대응할 수 있다. 도 5의 전압 변환 회로는 도 2 내지 도 4의 전압 변환 회로(240)의 일 예에 대응할 수 있다. 예를 들어, 도 5의 트랜스포머(410)는 도 4의 트랜스포머(410)의 일 예에 대응할 수 있다. 도 5를 참고하면, 트랜스포머(410)에서 인덕터들(530, 540)이 감겨진 보빈(520)의 개구 및 상기 개구에 삽입된 코어들(512, 514)의 돌출부들을 통과하는 축을 따라 나타낸 트랜스포머410)의 단면도가 도시된다.

도 5를 참고하면, 트랜스포머(410)는 하나 이상의 코어들(512, 514), 상기 코어들(512, 514)의 돌출부(예, 코어들(512, 514) 각각의 중족들(middle-legs))이 삽입된 개구를 포함하는 보빈(520) 및 보빈(520)에 감겨진 인덕터들(530, 540)을 포함할 수 있다. 코어들(512, 514)은 망간-아연(MnZn) 페라이트(ferrite) 또는 니켈-아연(NiZn) 페라이트 중 적어도 하나를 포함하는 페라이트 코어일 수 있다. 보빈(520)은, 예를 들어, 베이클라이트와 같은 플라스틱 또는 세라믹 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 인덕터들(530, 540)은 전도성 소재(conductive material)에 기반하는 도선을 포함할 수 있다. 전류가 인덕터들(530, 540) 중 적어도 하나에 흐르는 상태에서, 코어들(512, 514) 내부에, 상기 전류에 의해 상기 인덕터(530, 540) 중 적어도 하나로부터 발생된 자속이 형성될 수 있다. 도 4를 참고하면, 도 5의 인덕터(530)는 도 4의 단들(411-1, 411-2)과 관련된 트랜스포머(410)의 제1 인덕터에 대응할 수 있다. 도 4를 참고하면, 도 5의 인덕터(540)는 도 4의 단들(412-1, 412-2)과 관련된 트랜스포머(410)의 제2 인덕터에 대응할 수 있다.

도 5를 참고하면, 보빈(520)에서 개구를 형성하는 튜브부의 외주에, 인덕터(530)의 도선 중 제1 부분이 감겨질 수 있다. 제1 부분의 외주에, 인덕터(540)의 도선이 감겨질 수 있다. 인덕터(540)의 도선의 외주에, 인덕터(530)의 도선 중 제2 부분이 감겨질 수 있다. 도 5를 참고하면, 트랜스포머(410)는 인덕터(530)의 도선 중 제1 부분 및 인덕터(540) 사이에 배치된 절연층(insulation layer)(554)을 포함할 수 있다. 트랜스포머(410)는 인덕터(530)의 도선 중 제2 부분 및 인덕터(540) 사이에 배치된 절연층(552)을 포함할 수 있다.

도 2를 참고하면, 트랜스포머(410)를 포함하는 전압 변환 회로(240)가 커패시터(260)의 제1 전압의 변화를 보상하는 제2 전압을 생성하기 위하여, 전압 변환 회로(240)는 제2 전압의 생성에 요구되는, 상대적으로 적은 전력을 수신할 수 있다. 전압 변환 회로(240)가 상대적으로 적은 전력을 수신함에 따라, 전압 변환 회로(240)에 포함된 트랜스포머(410)의 부피가 줄어들 수 있다. 전압 변환 회로(240)가 상대적으로 적은 전력을 수신함에 따라, 예를 들어, 트랜스포머(410)가 강화 절연에 기반하는 도선과 구별되는 다른 도선에 기반하는 인덕터들(530, 540)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 전압 변환 회로(240)가 도 2의 역률 변환 회로(230) 및/또는 도 4의 트랜스포머(310)의 2차 회로에 포함되므로, 트랜스포머(410)에 포함된 인덕터들(530, 540)이, 인덕터들(530, 540) 사이의 전기적인 절연과 독립적인 구조를 가질 수 있다.

도 5의 일 실시예를 참고하면, 트랜스포머(410)가 강화 절연에 기반하는 도선과 구별되는 다른 도선에 기반하는 인덕터들(530, 540)을 포함함에 따라, 인덕터들(530, 540)이 절연층들(552, 554)을 사이에 두고 감겨질 수 있다. 인덕터(540)가 보빈(520)에 감겨진 인덕터(530)의 제1 부분 및 제2 부분 사이에 감겨짐에 따라, 인덕터들(530, 540) 사이의 결합 계수가 증가될 수 있다. 결합 계수가 증가됨에 따라, 인덕터들(530, 540)의 유도 결합과 관련된 누설 인덕턴스가 감소될 수 있다.

도 6은 일 실시예에 따른 디스플레이 장치에 포함된 전압 변환 회로의 동작을 설명하기 위한 흐름도이다. 도 6의 디스플레이 장치는 도 1 및/또는 도 2의 디스플레이 장치(101)의 일 예에 대응할 수 있다. 도 6의 전압 변환 회로는 도 2 내지 도 4의 전압 변환 회로(240)의 일 예에 대응할 수 있다. 예를 들어, 도 6의 전압 변환 회로의 동작은 도 4의 전압 변환 회로(240) 및/또는 전압 변환 회로(240)에 포함된 컨트롤러(450)에 의해 수행될 수 있다.

도 6을 참고하면, 동작(610)에서, 일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 전압 변환 회로는, 디스플레이 장치를 활성화하는 사용자 입력을 수신하였는지 여부를 식별할 수 있다. 동작(610)은, 디스플레이 장치 및 전력원(예, 도 1 및/또는 도 2의 전력원(120)) 사이의 전기적인 연결이 수립된 상태에서 수행될 수 있다. 예를 들어, 동작(610)은, 디스플레이 장치의 상태가 디스플레이 패널(150)을 통해 영상을 출력하는 것을 적어도 일시적으로 중단한 대기 상태에서 수행될 수 있다.

대기 상태에서, 일 실시예에 따른 디스플레이 장치는 제2 회로(예, 도 2의 제2 회로(140))를 이용하여, 디스플레이 장치의 하우징의 일부분을 통해 외부로 노출된 전원 버튼 및/또는 리모컨의 전원 버튼을 누르는 사용자 입력을 수신할 수 있다. 상기 사용자 입력의 수신에 응답하여, 디스플레이 장치는 대기 상태에서, 디스플레이 패널(150)을 통해 영상을 출력하는 활성 상태(active state)로 진입할 수 있다. 활성 상태로 진입함에 따라, 디스플레이 장치의 제2 회로는 전압 변환 회로의 컨트롤러로, 활성 상태로 진입을 알리는 신호를 송신할 수 있다. 도 2를 참고하면, 제2 회로(140)는 단(240-5)을 통하여 전압 변환 회로(240)로, 활성 상태로 진입을 알리는 신호를 송신할 수 있다. 상기 신호의 수신에 응답하여, 전압 변환 회로는 디스플레이 장치를 활성화하는 사용자 입력을 수신하였음을 식별할 수 있다.

도 6을 참고하면, 디스플레이 장치를 활성화하는 사용자 입력을 수신하지 않은 상태에서(610-아니오), 디스플레이 장치의 전압 변환 회로는 도 6에 도시된 동작들(620, 630, 640, 650, 660) 중 적어도 하나의 수행을 중단할 수 있다. 예를 들어, 디스플레이 장치를 활성화하는 사용자 입력을 수신하지 않은 상태에서(610-아니오), 디스플레이 장치의 전압 변환 회로의 컨트롤러(예, 도 4의 컨트롤러(450))는, 전압 변환 회로의 구동을 위한 전력의 수신을 중단할 수 있다. 전력의 수신이 중단됨에 따라, 디스플레이 장치를 활성화하는 사용자 입력을 수신하지 않은 상태에서(610-아니오), 전압 변환 회로의 소비 전력이 줄어들 수 있다.

디스플레이 장치를 활성화하는 사용자 입력을 수신한 이후(610-예), 동작(620)에서, 일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 전압 변환 회로는 듀티 사이클을 따라 변화하는 제어 신호를 생성할 수 있다. 도 4를 참고하면, 컨트롤러(450)는 트랜지스터(420)의 게이트에 인가되는 제어 신호를, 듀티 사이클을 따라 생성할 수 있다. 전압 변환 회로가 생성하는 제어 신호의 듀티 사이클은, 후술되는 동작들(630, 640, 650, 660) 중 적어도 하나에 기반하여 변경될 수 있다.

도 6을 참고하면, 동작(630)에서, 일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 전압 변환 회로는, 전압 변환 회로의 컨트롤러에 연결된 노드의 전압을 식별할 수 있다. 동작들(620, 630) 각각에 의한 제어 신호의 생성 및/또는 전압의 식별은, 디스플레이 장치를 활성화하기 위한 사용자 입력을 수신하는 것에 응답하여 개시될 수 있다. 상기 노드는, 도 4의 컨트롤러(450)에 연결된 단(240-4)을 포함할 수 있다. 도 4를 참고하면, 컨트롤러(450)에 연결된 단(240-4)의 전압은, 단(240-3)에 인가되는 전압에, 커패시터(440)의 전압이 누적된 전압에 대응할 수 있다. 예를 들어, 디스플레이 장치의 전압 변환 회로는, 전압 변환 회로에 연결된 커패시터의 전압에 적어도 기반하는 노드의 전압을 식별할 수 있다.

도 6의 동작들(640, 650, 660)을 참고하면, 노드의 전압을 식별하는 것에 응답하여, 디스플레이 장치의 전압 변환 회로는 식별된 노드의 전압에 기반하여, 동작(620)에서 생성된 제어 신호의 듀티 사이클을 변경할 수 있다. 일 실시예에서, 디스플레이 장치의 전압 변환 회로는 식별된 노드의 전압 및 지정된 전압의 차이에 기반하는 듀티 사이클을 획득할 수 있다. 예를 들어, 동작(640)에서, 일 실시예에 따른 전압 변환 회로는 동작(630)에서 식별된 전압 및 지정된 전압을 비교할 수 있다. 식별된 전압이 지정된 전압 미만인 경우(640-예), 동작(650)에서, 일 실시예에 따른 전압 변환 회로는 제어 신호의 듀티 사이클을 증가할 수 있다. 식별된 전압이 지정된 전압 이상인 경우(640-아니오), 동작(660)에서, 일 실시예에 따른 전압 변환 회로는 제어 신호의 듀티 사이클을 줄일 수 있다.

도 6을 참고하면, 동작들(650, 660) 중 적어도 하나에 기반하여 조정된 듀티 사이클에 기반하여, 동작(620)에서, 일 실시예에 따른 전압 변환 회로는 조정된 듀티 사이클을 따라 변화하는 제어 신호를 생성할 수 있다. 상기 제어 신호는, 예를 들어, 도 4의 트랜지스터(420)의 게이트에 인가될 수 있다. 도 4를 참고하면, 조정된 듀티 사이클을 따라 변화된 제어 신호는, 트랜스포머(410)에 의해 충전되는 커패시터(440)의 전압의 변화를 야기할 수 있다. 도 4의 커패시터(440)의 일 단(예, 도 4의 단(240-4)에 연결된 커패시터(440)의 일 단)이, 도 6의 동작(630)의 노드에 대응하므로, 전압 변환 회로가 동작(620)에 기반하여 생성하는 제어 신호는, 동작(630)에서 식별되는 전압에 대한 피드백에 대응할 수 있다. 예를 들어, 제어 신호의 듀티 사이클이 동작(650)에 기반하여 증가하는 상태에서, 동작(630)에 기반하여 식별되는 노드의 전압은, 상기 듀티 사이클에 의한 전압 변환 회로의 트랜스포머(예, 도 4 및/또는 도 5의 트랜스포머(410))의 활성화에 의해 증가될 수 있다. 노드의 전압이 지정된 전압 이상으로 증가되는 경우, 전압 변환 회로는 동작(660)을 수행하여, 듀티 사이클을 줄일 수 있다. 듀티 사이클이 감소됨에 따라, 동작(630)에 기반하여 식별되는 노드의 전압이 다시 지정된 전압을 향하여 감소할 수 있다.

상술한 바와 같이, 사용자 입력에 의해 대기 상태에서 활성 상태로 진입한 이후, 일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 전압 변환 회로는 동작들(630, 640, 650, 660) 중 적어도 하나를 수행하여, 동작(630)의 노드의 전압을, 지정된 전압으로 유지할 수 있다. 컨트롤러에 연결된 노드는, 전압 변환 회로 및/또는 디스플레이 장치의 전원 회로(예, 도 1 및/또는 도 2의 전원 회로(110))에 연결된 다른 회로(예, 도 1 및/또는 도 2의 제2 회로(140))에 연결되어, 상기 다른 회로의 구동에 필요한 직류 전압의 제공을 위해 이용될 수 있다.

도 7은 일 실시예에 따른 디스플레이 장치에 포함된 전압 변환 회로의 동작을 설명하기 위한 예시적인 그래프이다. 도 7의 디스플레이 장치는 도 1 및/또는 도 2의 디스플레이 장치(101)의 일 예에 대응할 수 있다. 도 7의 전압 변환 회로는 도 2 내지 도 4의 전압 변환 회로(240)의 일 예에 대응할 수 있다. 예를 들어, 도 7의 전압 변환 회로는, 도 6의 동작들 중 적어도 하나를 수행할 수 있다.

도 7을 참고하면, 전압 변환 회로의 서로 다른 노드에서 측정된 그래프들이 도시된다. 그래프(710)는, 도 2 및/또는 도 4의 단(240-3)에 인가되는 전압의 크기를 나타낸다. 그래프(715)는, 도 2 및/또는 도 4의 단(240-4)에 인가되는 전압의 크기를 나타낸다. 그래프(720)는 도 4의 컨트롤러(450)가 트랜지스터(420)의 게이트로 출력하는 제어 신호의 전압의 크기를 나타낸다. 그래프(730)는 도 2 및/또는 도 4의 단들(240-3, 240-4) 사이의 전압의 크기를 나타낸다. 예를 들어, 그래프(730)는 도 4의 커패시터(440)에 의해 평활화된 단들(240-3, 240-4) 사이의 전압의 크기를 나타낸다.

도 7의 그래프(710)는, 도 2를 참고하면, 단(240-3)에 대응하는 커패시터(260)의 전압의 크기에 대응할 수 있다. 도 2의 역률 변환 회로(230)가 정류된 교류 신호에 기반하여 커패시터(260)를 충전함에 따라, 정류된 교류 신호와 관련된 주파수(예, 120 Hz)를 가지는 리플 전압이, 커패시터(260)의 전압에 포함될 수 있다. 도 7을 참고하면, 그래프(710)는 리플 전압의 어느 한 주기 내에서 도 2의 커패시터(260)의 전압의 변화를 나타낸다. 예를 들어, 커패시터(260)의 전압에 포함된 리플 전압의 주파수가 120 Hz인 상태에서, 그래프(710)에 의해 나타나고, 도 4의 컨트롤러(450)가 트랜지스터(420)의 게이트로 출력하는 제어 신호는, 수십 kHz 내지 수백 kHz의 주파수를 가질 수 있다.

도 7의 그래프(715)는, 도 4의 단(240-4)에 인가되는 전압의 크기를 나타내므로, 도 4의 단(240-3)에 인가되는 제1 전압 및 도 4의 커패시터(440)의 양 단들 사이의 제2 전압의 결합을 나타낼 수 있다. 도 2를 참고하면, 단(240-3)에 인가되는 상기 제1 전압은 커패시터(260)의 양 단들 사이의 전압을 나타낼 수 있다. 예를 들어, 그래프(715)는, 도 2의 커패시터(260)의 양 단들 사이의 제1 전압 및 도 4의 커패시터(440)의 양 단들 사이의 전압의 합을 나타낼 수 있다. 그래프(710)가 도 2 및/또는 도 4의 단(240-3)에 인가되는 전압의 크기를 나타내고, 그래프(730)가 도 2 및/또는 도 4의 단들(240-3, 240-4) 사이의 전압의 크기를 나타내므로, 그래프(715)에 의해 지시되는 전압의 크기는, 그래프들(710, 730) 각각에 의해 지시되는 전압들의 크기의 합에 대응할 수 있다.

그래프(715)가 도 2 및/또는 도 4의 단(240-4)에 인가되는 전압의 크기를 나타내므로, 일 실시예에 따른 전압 변환 회로는, 도 6의 동작(630)을 수행하여, 그래프(715)에 대응하는 전압을 식별할 수 있다. 그래프(715)에 대응하는 전압을 식별하는 것에 응답하여, 일 실시예에 따른 전압 변환 회로는, 도 6의 동작들(640, 650, 660)을 수행하여, 식별된 전압으로부터 그래프(720)와 같이 변화하는 전압을 가지는 제어 신호를 생성할 수 있다. 생성된 제어 신호는, 도 4의 트랜지스터(420)의 게이트로 출력될 수 있다.

도 7의 그래프(720)를 참고하면, 제어 신호의 전압은 지정된 주파수에 기반하는 주기들(740, 750, 760, 770) 내에서, 전압 변환 회로가 주기들(740, 750, 760, 770) 마다 결정한 듀티 사이클에 따라 지정된 임계치(예, 도 4의 트랜지스터(420)의 문턱 전압)를 초과하는 전압을 가질 수 있다. 예를 들어, 제어 신호는 지정된 기간을 가지는 주기들(740, 750, 760, 7760) 각각의 듀티 사이클을 조절하는 PWM 방식에 의하여 생성될 수 있다. 예를 들어, 주기(740)에 포함된 시간 간격(742) 내에서, 그래프(720)에 의해 지시되는 제어 신호의 전압의 크기는, 지정된 임계치를 초과하는 전압에 대응할 수 있다. 예를 들어, 주기(740)에 포함된 시간 간격(744) 내에서, 제어 신호의 전압의 크기는, 지정된 임계치 미만의 전압에 대응할 수 있다. 주기(740) 내에서, 주기(740)의 길이 및 시간 간격(742)의 길이 사이의 비율은, 전압 변환 회로가 주기(740) 내 시점 t0에서 측정한 그래프(715)의 전압에 기반하여 결정된 듀티 사이클에 대응할 수 있다. 예를 들어, 전압 변환 회로는, 시점 t0에서 측정한 그래프(715)의 전압에 기반하여, 도 6의 동작들(630, 640, 650, 660) 중 적어도 하나를 수행하여, 주기(740) 내에서의 듀티 사이클을 획득할 수 있다.

도 7을 참고하면, 주기(740) 이후의 주기(750)에서, 전압 변환 회로는 주기(740)에서 결정된 듀티 사이클을 조정할 수 있다. 예를 들어, 주기(750) 내 시점 t1에서 측정한 그래프(715)의 전압은, 그래프(710)에 의해 지시되는 전압이 감소됨에 따라, 시점 t0에서 측정한 그래프(715)의 전압 보다 작을 수 있다. 시점 t1에서 측정한 그래프(715)의 전압이 시점 t0에서 측정한 그래프(715)의 전압 보다 작으므로, 일 실시예에 따른 전압 변환 회로는 주기(750)에 대응하는 듀티 사이클을, 주기(740)에 대응하는 듀티 사이클 보다 크게 조정할 수 있다. 도 7을 참고하면, 주기(750) 내에서, 제어 신호의 전압이 지정된 임계치를 초과하는 시간 간격(752)의 길이는, 주기(740) 내 시간 간격(742)의 길이 보다 클 수 있다. 예를 들어, 주기(750) 내에서, 제어 신호의 전압이 지정된 임계치 미만인 시간 간격(754)의 길이는, 주기(740) 내 시간 간격(744)의 길이 보다 작을 수 있다.

도 7을 참고하면, 주기(750) 이후의 주기(760)에서, 전압 변환 회로는 주기(760) 내 시점 t2에서 측정한 그래프(715)의 전압에 기반하여, 주기(760)에 대응하는 듀티 사이클을 획득할 수 있다. 그래프(715)에 의해 지시되는 전압이 그래프들(710, 730) 각각에 의해 지시되는 전압들의 합에 대응하고, 그래프(710)에 의해 지시되는 전압이 감소됨에 따라, 시점 t2에서 측정한 그래프(715)의 전압은, 시점 t0, t1에서 측정한 전압들 보다 작을 수 있다. 전압 변환 회로는 시점 t2에서 시점 t0, t1의 전압들 보다 작은 전압을 식별하는 것에 응답하여, 주기(760) 이전의 주기들(740, 750)에서 결정한 듀티 사이클 보다 큰 듀티 사이클을 획득할 수 있다. 도 7을 참고하면, 주기(760) 내 시간 간격(762)의 길이는 주기들(740, 750) 각각에서의 시간 간격들(742, 752)의 길이 보다 클 수 있다. 한편, 주기(760) 내 시간 간격(764)의 길이는 주기들(740, 750) 각각에서의 시간 간격들(744, 754)의 길이 보다 작을 수 있다. 듀티 사이클이 주기들(740, 750, 760)에서 점진적으로 증가됨에 따라, 그래프(730)에 의해 지시되는 전압의 크기가 점진적으로 증가될 수 있다. 도 7을 참고하면, 그래프(710)에 의해 지시되는 전압의 감소에도 불구하고, 그래프(730)에 의해 지시되는 전압이 증가됨에 따라, 그래프(715)에 의해 지시되는 전압이 상대적으로 적은 오차에 기반하여 지정된 전압(Va)에 수렴할 수 있다.

도 7을 참고하면, 주기(760) 이후의 주기(770)에서, 전압 변환 회로는 주기(770) 내 시점 t3에서 측정한 그래프(715)의 전압에 기반하여, 주기(770) 내에서 제어 신호의 생성에 이용되는 듀티 사이클을 결정할 수 있다. 그래프(710)에 의해 지시되는 전압이 증가됨에 따라, 시점 t3에서 측정한 그래프(715)의 전압은, 시점 t2에서 측정한 전압 보다 클 수 있다. 전압 변환 회로는 시점 t3에서, 시점 t2의 전압 보다 큰 전압을 식별하는 것에 응답하여, 시점 t3에 대응하는 주기(770)의 듀티 사이클을, 시점 t2에 대응하는 주기(760)의 듀티 사이클 미만으로 변경할 수 있다. 도 7을 참고하면, 상기 듀티 사이클의 변경에 의해, 제어 신호의 전압이 지정된 임계치를 초과하는 주기(770) 내 시간 간격(772)의 길이가, 주기(760) 내 시간 간격(762)의 길이 보다 줄어들 수 있다. 예를 들어, 제어 신호의 전압이 지정된 임계치 미만인 주기(770) 내 시간 간격(774)의 길이가, 주기(760) 내 시간 간격(764)의 길이 보다 클 수 있다.

도 7을 참고하면, 주기들(740, 750, 760, 770) 각각에서 조정되는 듀티 사이클에 따라, 제어 신호의 전압이 지정된 임계치를 초과하는 시간 간격들(742, 752, 762, 772)의 길이가 달라질 수 있다. 그래프(730)를 참고하면, 그래프(730)에 의해 지시되는 전압의 크기는, 제어 신호의 전압이 지정된 임계치를 초과하는 시간 간격들(742, 752, 762, 772) 내에서 증가되고, 시간 간격들(744, 754, 764, 774) 내에서 감소될 수 있다. 예를 들어, 그래프(730)가 도 4의 단들(240-3, 240-4) 사이의 전압의 크기를 나타내므로, 도 4의 커패시터(440)가 시간 간격들(742, 752, 762, 772) 내에서 도 4의 트랜스포머(410)에 의해 충전되고, 시간 간격들(744, 754, 764, 774) 내에서 방전될 수 있다.

도 7을 참고하면, 그래프(730)에 의해 지시되는 전압이 그래프(710)에 의해 지시되는 전압의 변화를 보상하도록 변화함에 따라, 그래프(715)에 의해 지시되는 전압의 크기가 상대적으로 적은 오차를 가지고 지정된 전압(Va)에 수렴할 수 있다. 예를 들어, 그래프(710)에 의해 지시되는 전압 및 지정된 전압(Va) 사이의 오차가, 그래프(715)에 의해 지시되는 전압 및 지정된 전압(Va) 사이의 오차보다 클 수 있다. 일 실시예에 따른 디스플레이 장치는 그래프(715)에 의해 지시되는 전압을, 디스플레이 장치에 포함된 하나 이상의 회로들(예, 도 1 및/또는 도 2의 제2 회로(140))의 구동에 이용할 수 있다. 일 실시예에 따른 디스플레이 장치는 지정된 전압(Va)에 수렴하는 상기 전압을 이용하여, 디스플레이 장치가 전력원(예, 도 1 및/또는 도 2의 전력원(120))으로부터 전기적으로 분리된 이후에도, 디스플레이 장치에 포함된 하나 이상의 회로들의 구동을 유지할 수 있다.

이하에서는, 도 8을 참고하여, 일 실시예에 따른 전압 변환 회로를 포함하는 디스플레이 장치의 일 예를 설명한다.

도 8은 일 실시예에 따른 디스플레이 장치(101)에 포함된 전원 회로(110)의 일 예를 도시한 회로도이다. 도 5의 디스플레이 장치(101)는 도 1 및/또는 도 2의 디스플레이 장치(101)의 일 예에 대응할 수 있다. 예를 들어, 도 8의 전원 회로(110), 전력원(120), 제1 회로(130) 및 제2 회로(140)는 도 1 및/또는 도 2의 전원 회로(110), 전력원(120), 제1 회로(130) 및 제2 회로(140) 각각에 대응할 수 있다. 예를 들어, 도 8의 EMI 필터(210), 정류 회로(220)는 도 2의 EMI 필터(210), 정류 회로(220) 각각에 대응할 수 있다.

일 실시예에 따른 디스플레이 장치(101)의 전원 회로(110)에 포함된 역률 변환 회로(230)는, 제1 인덕터, 상기 제1 인덕터와 유도 결합된 제2 인덕터, 상기 제1 인덕터와 유도 결합된 제3 인덕터를 포함할 수 있다. 상기 제1 인덕터 내지 상기 제3 인덕터는 역률 변환 회로(230) 내에서 트랜스포머를 형성할 수 있다. 도 8을 참고하면, 역률 변환 회로(230)는, 정류된 교류 신호를 수신하기 위해 이용되고, 상기 제1 인덕터와 전기적으로 연결된 포트(230-1), 상기 제2 인덕터와 전기적으로 연결된 포트(230-2), 및 상기 제3 인덕터와 전기적으로 연결된 포트(230-3)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 도 8의 역률 변환 회로(230)는 도 2 내지 도 3의 역률 변환 회로(230)의 일 예에 대응할 수 있다.

도 8을 참고하면, 일 실시예에 따른 디스플레이 장치(101)의 전원 회로(110)는, 역률 변환 회로(230)의 포트(230-2)의 두 개의 단들 각각에 전기적으로 연결된 두 개의 단들을 포함하는 커패시터(250)를 포함할 수 있다. 커패시터(250)의 두 개의 단들 중 하나는 접지 노드(820)에 연결될 수 있다. 커패시터(250)의 두 개의 단들 각각에 연결된 포트(230-2)의 두 개의 단들이, 제1 회로(130)의 두 개의 단들 각각에 연결됨에 따라, 커패시터(250)에 의해 평활화된 전압이 제1 회로(130)에 제공될 수 있다. 제1 회로(130)는 복수의 LED들을 포함하는 디스플레이 패널(150)의 밝기를, 상기 평활화된 전압에 기반하여 제어할 수 있다.

도 8을 참고하면, 일 실시예에 따른 디스플레이 장치(101)의 전원 회로(110)는, 역률 변환 회로(230)의 포트(230-3)의 두 개의 단들 각각에 전기적으로 연결된 두 개의 단들을 포함하는 커패시터(260)를 포함할 수 있다. 커패시터(260)의 두 개의 단들 중 하나는 접지 노드(810)에 연결될 수 있다. 커패시터(260)의 두 개의 단들 각각이 포트(230-3)의 두 개의 단들 각각에 연결됨에 따라, 커패시터(260)에 의해 평활화된 전압이 포트(230-3)의 두 개의 단들 사이에 인가될 수 있다. 역률 변환 회로(230)가 정류된 교류 신호에 기반하여, 커패시터(260)를 충전함에 따라, 커패시터(260)에 의해 평활화된 전압이 전력원(120)의 교류 신호의 주파수(예, 50 Hz 내지 60 Hz)를 초과하는 주파수(예, 전력원(120)의 교류 신호의 주파수의 두 배에 대응하는 100 Hz 내지 120 Hz)를 가지는 리플 전압을 포함할 수 있다. 일 실시예에 따른 역률 변환 회로(230)는, 포트(230-2)를 통해 복수의 LED에 기반하는 백 라이트를 포함하는 디스플레이 패널(150)을 구동하기 위한 제1 회로(130)에 입력될 전압을 출력하고, 포트(230-3)를 통해 상기 제1 회로(130)와 구별되는 제2 회로(140)에 입력될 전압의 일부분을 출력할 수 있다.

도 8을 참고하면, 일 실시예에 따른 디스플레이 장치(101)의 전원 회로(110)는 커패시터(260)에 의해 평활화된 전압에 포함된 리플 전압을 변환하기 위한 전압 변환 회로를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따른 전압 변환 회로는 포트(230-2)의 양 단들에 전기적으로 연결된 단들(240-1, 240-2)을 포함할 수 있다. 일 실시예에 따른 전압 변환 회로는 포트(230-3)의 일 단 및/또는 커패시터(260)의 일 단에 전기적으로 연결된 단(240-3)을 포함할 수 있다. 일 실시예에 따른 전압 변환 회로는 제2 회로(140)의 일 단에 연결된 단(240-4)을 포함할 수 있다.

도 8을 참고하면, 전압 변환 회로는 제1 인덕터 및 제2 인덕터를 포함하는 트랜스포머(410)를 포함할 수 있다. 상기 트랜스포머(410)는, 역률 변환 회로(230)의 트랜스포머와 독립적으로 동작할 수 있다. 전압 변환 회로는 단(240-2)과 연결된 트랜스포머(410)의 타 단에 전기적으로 연결된 드레인 및 단(240-1)과 연결된 소스를 포함하는 트랜지스터(420)를 포함할 수 있다. 전압 변환 회로는 트랜지스터(420)에 대응하는 트랜스포머(410)의 제1 인덕터와 전기적으로 절연된 제2 인덕터의 일 단에 연결된 애노드를 포함하는 다이오드(430)를 포함할 수 있다. 전압 변환 회로는 다이오드(430)의 캐소드에 연결된 일 단 및 상기 제2 인덕터의 타 단에 연결된 타 단을 포함하는 커패시터(440)를 포함할 수 있다. 도 8을 참고하면, 커패시터(440)의 상기 일 단은 단(240-4)에 대응할 수 있고, 커패시터(440)의 상기 타 단은 단(240-3)에 대응할 수 있다. 단(240-3)에서, 커패시터(440)의 상기 타 단은, 접지 노드(810)에 연결된 일 단과 구별되는 커패시터(260)의 타 단에 전기적으로 연결될 수 있다. 도 8을 참고하면, 전압 변환 회로는 트랜지스터(420)의 게이트에 전기적으로 연결되고, 커패시터(440)의 일 단에 대응하는 단(240-4)의 전압을 수신하는 컨트롤러(450)를 포함할 수 있다. 도 8의 전압 변환 회로는 도 2 및/또는 도 4의 전압 변환 회로(240)의 일 예에 대응할 수 있다. 예를 들어, 도 8의 트랜스포머(410), 트랜지스터(420), 다이오드(430) 및 커패시터(440)는 도 4의 트랜스포머(410), 트랜지스터(420), 다이오드(430) 및 커패시터(440) 각각에 대응할 수 있다.

도 8을 참고하면, 일 실시예에 따른 전원 회로(110)의 전압 변환 회로는, 커패시터(250)에 충전된 전력에 기반하여 생성되고, 커패시터(260)의 일 단에 대응하는 단(240-3)의 제1 전압에 기반하여 변화하는 제2 전압을 출력할 수 있다. 예를 들어, 전압 변환 회로는 트랜스포머(410)에 의한 커패시터(440)의 충전 및/또는 방전을 제어하여, 상기 제2 전압을 생성할 수 있다. 예를 들어, 제1 전압에 기반하여 변화하는 제2 전압은, 커패시터(440)의 양 단들 사이의 전압에 대응할 수 있다.

도 8을 참고하면, 일 실시예에 따른 전압 변환 회로의 컨트롤러(450)는, 단(240-4)의 전압에 기반하여, 상기 제2 전압을 생성할 수 있다. 컨트롤러(450)는 단(240-4)의 전압에 기반하여, 트랜지스터(420)의 게이트에 인가되는 제어 신호의 듀티 사이클을 변경할 수 있다. 컨트롤러(450)가 상기 듀티 사이클을 변경하는 동작은, 도 6의 동작들 중 적어도 하나와 관련될 수 있다. 예를 들어, 단(240-4)의 전압이 지정된 전압 미만인 경우, 컨트롤러(450)는 상기 듀티 사이클을 증가할 수 있다. 예를 들어, 단(240-4)의 전압이 지정된 전압을 초과하는 경우, 컨트롤러(450)는 상기 듀티 사이클을 줄일 수 있다. 상기 듀티 사이클의 변화는, 커패시터(440)의 전압의 변화를 야기할 수 있다. 상기 듀티 사이클의 변화에 기반하여, 컨트롤러(450)는 단(240-4)의 전압을, 상기 지정된 전압에 수렴하게 만들 수 있다. 예를 들어, 컨트롤러(450)는, 단(240-3)의 제1 전압 및 커패시터(440)의 제2 전압이 결합된 단(240-4)의 전압이 지정된 전압을 유지하도록, 상기 듀티 사이클을 조정할 수 있다. 상기 지정된 전압은 단(240-4)에 연결된 제2 회로(140)의 구동을 위해 요구되는 직류 전압일 수 있다.

도 8을 참고하면, 제2 회로(140)가 접지 노드(810) 및 단(240-4) 각각에 연결됨에 따라, 제2 회로(140)는 커패시터(260)의 제1 전압 및 커패시터(440)의 제2 전압이 누적된 제3 전압을 수신할 수 있다. 일 실시예에 따른 전원 회로(110)의 전압 변환 회로는 도 6의 동작들 중 적어도 하나를 수행하여, 제1 전압의 변화를 보상하도록 변화하는 제2 전압을 출력할 수 있다. 상기 제2 전압은 제1 회로(130)에 대응하는 커패시터(250)에 충전된 전력으로부터 생성될 수 있다. 제2 회로(140)가 제1 전압 및 제2 전압이 누적된 제3 전압을 수신함에 따라, 제2 회로(140)는 제1 전압의 변화가 보상된 제3 전압에 기반하여 동작할 수 있다. 예를 들어, 제2 회로(140)는, 제1 전압에 포함된 리플 전압이 상기 제2 전압의 누적에 의해 줄어든 상기 제3 전압을 수신할 수 있다. 일 실시예에서, 상기 제3 전압은 컨트롤러(450)에 의해 상기 지정된 전압에 수렴할 수 있다.

도 8을 참고하면, 일 실시예에 따른 전압 변환 회로는, 제2 회로(140)에 제공되는 상기 제3 전압의 일부인 상기 제2 전압을 생성하므로, 트랜스포머(410)에 포함된 제1 인덕터 및 제2 인덕터의 포화 전류가, 상대적으로 적은 크기의 상기 제2 전압의 생성을 위해 필요한 정도까지 줄어들 수 있다. 예를 들어, 전압 변환 회로가 처리하는 전력이, 역률 변환 회로(230)가 처리하는 전력 미만일 수 있다. 상기 포화 전류의 감소는, 트랜스포머(410)의 부피의 감소를 야기할 수 있다. 트랜스포머(410)의 부피 감소는, 트랜스포머(410)를 포함하는 전압 변환 회로 및/또는 전원 회로(110)의 부피의 감소를 야기할 수 있다.

상술한 바와 같이, 일 실시예에 따른 전원 회로(110)의 전압 변환 회로는 제1 전압에 포함된 리플 전압이 줄어들거나 및/또는 제거된 전압을, 단(240-4)에 인가할 수 있다. 전압 변환 회로는 단(240-4)에 인가된 전압을, 피드백으로써 이용할 수 있다. 예를 들어, 전압 변환 회로의 컨트롤러(450)는 단(240-4)에 인가된 전압에 기반하여 트랜지스터(420)를 제어하여, 단(240-4)에 인가되는 전압의 변화를 야기할 수 있다. 일 실시예에 따른 전원 회로(110)가 전압 변환 회로에 기반하여 리플 전압을 보상함에 따라, 커패시터들(250, 260, 440)이 상대적으로 적은 커패시턴스를 가지는 커패시터에 의하여 구현될 수 있다.

도 8을 참고하면, 일 실시예에 따른 디스플레이 장치(101)의 전원 회로(110)는 단일 전력단(single stage)에 기반하는 구조를 가지는 역률 변환 회로(230) 및 전압 변환 회로를 포함할 수 있다. 전원 회로(110)가 단일 전력단에 기반하는 구조를 가짐에 따라, 전원 회로(110)는 상대적으로 적은 수의 회로 요소들을 이용하여 구현될 수 있다. 역률 변환 회로(230) 및/또는 전압 변환 회로가 플라이백 토폴로지에 기반하여 동작하므로, 전원 회로(110)에 포함되는 회로 요소들의 수가 절감될 수 있다. 일 실시예에 따른 디스플레이 장치(101)의 전원 회로(110)는 역률 변환 회로(230)를 이용하여 전력원(120) 및 전원 회로(110) 사이의 교류 신호의 역률을 개선함과 동시에, 전압 변환 회로를 이용하여 제2 회로(140)에 상대적으로 적은 오차를 가지는 직류 전압(예, 상기 리플 전압이 보상된 제3 전압)을 제공할 수 있다.

도 8을 참고하면, 포트(230-2)의 양 단들 사이에 커패시터(250) 및 제1 회로(130)와 구별되는 부하(예, 전압 변환 회로)가 배치됨에 따라, 제1 회로(130)의 구동이 중단된 상태에서, 역률 변환 회로(230)에 포함된 트랜스포머에 의한 포트(230-2)의 양 단들 사이의 전압의 크기의 급격한 증가가 방지될 수 있다. 포트(230-2)의 양 단들 사이의 전압의 크기의 급격한 증가가 방지됨에 따라, 포트(230-2)의 양 단들과 관련된 커패시터(250)가 상기 포트(230-2)의 양 단들 사이의 전압의 크기의 급격한 증가와 독립적인 커패시턴스를 가지는 커패시터로 선택될 수 있다. 포트(230-2)의 양 단들 사이의 전압의 크기의 급격한 증가가 방지됨에 따라, 포트(230-2)의 양 단들 사이에 전압 변환 회로, 제1 회로(130) 및 커패시터(250)와 구별되는 회로 요소들(예, 더미(dummy) 회로)이 제거될 수 있다. 포트(230-2)의 양 단들 사이의 전압의 크기의 급격한 증가가 방지됨에 따라, 크로스 레귤레이션(Cross-regulation) 특성이 개선될 수 있다.

이하에서는 도 9를 참고하여, 도 8의 전원 회로(110)에 의한 역률의 개선 및 리플 전압이 보상된 전압이 생성되는 일 예가 설명된다.

도 9는 일 실시예에 따른 디스플레이 장치에 포함된 전원 회로의 동작을 설명하기 위한 예시적인 그래프이다. 도 9의 디스플레이 장치는 도 1 및/또는 도 2의 디스플레이 장치(101)의 일 예에 대응할 수 있다. 도 9의 전원 회로는 도 1, 도 2 및/또는 도 8의 전원 회로(110)의 일 예에 대응할 수 있다.

도 9를 참고하면, 디스플레이 장치가 영상을 표시하는 활성 상태에서, 디스플레이 장치의 전원 회로의 서로 다른 노드에서 측정된 그래프들이 도시된다. 그래프(910)는, 도 2 및/또는 도 4의 단(240-4)에 인가되는 전압의 크기를 나타낸다. 예를 들어, 그래프(910)의 일부분이 도 7의 그래프(715)에 대응할 수 있다. 예를 들어, 그래프(910)의 주기는, 디스플레이 장치로 입력되는 교류 신호의 주파수(예, 60 Hz) 및/또는 디스플레이 장치의 전원 회로 내에서 발생되는 리플 전압의 주파수(예, 120 Hz)에 대응할 수 있다. 이 경우, 도 7의 그래프(715)는, 수십 kHz 내지 수백 kHz의 주파수에 기반하여 제어 신호를 나타내므로, 그래프(910)의 일부분에 대응할 수 있다. 그래프(920)는 도 2 및/또는 도 4의 단(240-3)에 인가되는 전압의 크기를 나타낸다. 그래프(930)는 도 1 및/또는 도 8의 디스플레이 패널(150)로 입력되는 전류의 크기를 나타낸다. 그래프들(940, 950) 각각은 도 1, 도 2 및/또는 도 8의 전력원(120)에서 전원 회로(110)로 송신되는 교류 신호의 전류의 크기 및 전압의 크기를 나타낸다. 그래프(960)는 도 2 및/또는 도 8의 정류 회로(220)에서 역률 변환 회로(230)로 송신되는 전류의 크기를 나타낸다.

일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 전원 회로는, 도 2 및/또는 도 3의 역률 변환 회로(230)를 포함할 수 있다. 도 2를 참고하면, 역률 변환 회로(230)는 정류 회로에 연결된 포트(230-1)에 대응하는 트랜지스터(320)를 이용하여 도 9의 그래프(960)를 따라 변화하는 전류의 흐름을 발생할 수 있다. 도 9를 참고하면, 그래프(960)의 포락선(envelope)의 위상이 교류 신호의 전압의 크기를 나타내는 그래프(950)의 위상과 일치한다. 그래프(960)가 정류 회로에서 역률 변환 회로로 송신되는 전류의 크기를 나타내므로, 그래프(940)에 의해 지시되는 전력원에서 전원 회로로 송신되는 전류의 위상이, 그래프(960)의 위상과 일치한다. 그래프들(940, 950)의 위상이 일치하므로, 전력원에서 디스플레이 장치로 송신되는 교류 신호의 역률이 개선될 수 있다.

일 실시예에서, 그래프(910)에 의해 지시되는 전압은 도 2 및/또는 도 4의 단(240-4)에 인가되는 전압에 대응하므로, 상기 전압은 도 2 및/또는 도 4의 단(240-3)에 인가되는 전압(예, 그래프(920)에 의해 지시되는 전압)에 전압 변환 회로에서 생성된 다른 전압이 결합된 전압일 수 있다. 도 9를 참고하면, 그래프(920)에 의해 지시되는 전압이, 역률 변환 회로에서 발생된 리플 전압을 포함함에도 불구하고, 그래프(910)에 의해 지시되는 전압은, 전압 변환 회로에서 생성된 다른 전압이 결합됨에 따라 상기 리플 전압과 독립적으로 변화할 수 있다. 예를 들어, 그래프들(910, 920) 사이의 차이(925)가, 상기 전압 변환 회로에서 생성된 다른 전압에 대응할 수 있다. 그래프들(910, 920) 사이의 차이(925)는, 전압 변환 회로에서 생성되는 제어 신호의 조정을 야기할 수 있다. 예를 들어, 상기 차이(925)는 도 4의 컨트롤러(450)에서 트랜지스터(420)의 게이트로 출력되는 제어 신호의 듀티 사이클의 조정을 야기할 수 있다. 도 4의 컨트롤러(450)에 의한 상기 듀티 사이클의 조정은, 예를 들어, 도 6의 동작들 중 적어도 하나에 기반하여 수행될 수 있다.

일 실시예에 따른 전압 변환 회로는 그래프(920)에 의해 지시되는 전압에, 그래프(920)에 의해 지시되는 전압에 포함된 리플 전압(예, 100 Hz 내지 120 Hz의 주파수를 가지는 리플 전압)을 보상하면서, 그래프(920)에 의해 지시되는 전압을 초과하는 지정된 전압에 수렴하게 만드는 다른 전압을 결합할 수 있다. 일 실시예에 따른 전압 변환 회로를 포함하는 전원 회로는, 그래프(920)에 의해 지시되는 전압이 상기 지정된 전압에서 리플 전압의 진폭을 차감한 전압 미만이 되도록 제조될 수 있다. 일 실시예에서, 전압 변환 회로에서 출력되는 전압은 상기 리플 전압이 보상되고, 지정된 전압에 수렴되는 직류 전압일 수 있다.

일 실시예에서, 그래프(910)에 의해 지시되는 전압은, 도 1 및/또는 도 2의 제2 회로(140)의 구동에 이용될 수 있다. 그래프(930)에 의해 지시되는 전류는, 도 1 및/또는 도 2의 제2 회로(140)와 구별되는 제1 회로(130)에 의해 생성 및/또는 조절될 수 있다. 일 실시예에 따른 전압 변환 회로는, 그래프(930)에 의해 지시되는 전류의 생성에 필요한 전력(예, 도 2의 커패시터(250)에 충전된 전력)에 적어도 기반하여, 그래프(920)에 의해 지시되는 전압으로부터 그래프(910)에 의해 지시되는 전압을 생성할 수 있다. 상기 전압의 생성과 독립적으로, 전압 변환 회로는 그래프(930)에 의해 지시되는 전류의 크기가 일정하게 유지될 수 있다.

상술한 바와 같이, 활성 상태에서, 디스플레이 장치의 전원 회로는, 역률 변환 회로를 이용한 역률 개선 및 전압 변환 회로를 이용한 리플 전압의 보상을 동시에 수행할 수 있다. 이하에서는, 도 10 내지 도 11을 참고하여, 상기 활성 상태와 구별되는 유지 상태에서의 상기 전원 회로의 동작이 설명된다.

도 10은, 전력원으로부터의 전원 공급이 중단된 상태(1000)에서, 일 실시예에 따른 디스플레이 장치에 포함된 전원 회로(110)의 동작을 설명하기 위한 회로도이다. 도 10의 디스플레이 장치는 도 1, 도 2 및/또는 도 8의 디스플레이 장치(101)의 일 예에 대응할 수 있다. 예를 들어, 도 10의 전원 회로(110), 제1 회로(130), 제2 회로(140), 디스플레이 패널(150), EMI 필터(210), 정류 회로(220) 및 역률 변환 회로(230)는 도 8의 전원 회로(110), 제1 회로(130), 제2 회로(140), 디스플레이 패널(150), EMI 필터(210), 정류 회로(220) 및 역률 변환 회로(230) 각각에 대응할 수 있다.

도 10을 참고하면, 상태(1000)는, 디스플레이 장치의 전원 회로(110)에서 전력원(예, 도 1 및/또는 도 2의 전력원(120))과 연결되기 위한 포트(1010)가 상기 전력원으로부터 전기적으로 분리된 상태일 수 있다. 예를 들어, 상태(1000)는 활성 상태 이후의 상태로써, 영상을 표시하고 있던 디스플레이 장치가 전력원과 전기적으로 분리된 상태일 수 있다. 상기 디스플레이 장치 및 상기 전력원 사이의 전기적인 분리는, 예를 들어, 전원 회로(110)로부터 연장된 플러그 및 콘센트 사이의 외력에 의한 분리, 및/또는 정전과 같이 전력원을 포함하는 배전 시스템의 오작동에 의하여 야기될 수 있다. 전력원과 전기적으로 분리된 이후, 디스플레이 장치의 전원 회로(110)는 제2 회로(140)의 구동을 지원하는 유지 상태로 진입할 수 있다.

도 10을 참고하면, 유지 상태에서, 디스플레이 장치에서 전력의 수신이 중단되는 회로들이 파선(dashed lines)으로 표시될 수 있다. 예를 들어, 제1 회로(130) 및/또는 디스플레이 패널(150)의 구동이, UVLO(Under Voltage Lock-Out)와 관련되고, 단(1020)에 입력되는 신호에 의해 중단될 수 있다. 예를 들어, EMI 필터(210), 정류 회로(220) 및/또는 역률 변환 회로(230)의 일부분의 구동이 중단될 수 있다. 일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 전원 회로(110)는 전압 변환 회로(예, 도 2 및/또는 도 4의 전압 변환 회로(240))를 이용하여, 제2 회로(140)가 구동되는 시간을 연장할 수 있다. 예를 들어, 제2 회로(140)가 구동되는 시간이, 전력원으로부터 전기적으로 분리된 이후 수십 msec까지 연장될 수 있다. 제2 회로(140)가 구동되는 시간은, 전압 변환 회로가 전원 회로(110) 내 커패시터들(250, 260, 440)에 충전된 전력을, 제2 회로(140)에 집중적으로 제공함에 따라 연장될 수 있다.

디스플레이 장치가 전력원으로부터 전기적으로 분리됨에 따라, 포트(1010)를 통해 제공되는 교류 신호의 제공이 중단될 수 있다. 포트(1010)를 통해 제공되는 교류 신호의 제공이 중단됨에 따라, 역률 변환 회로(230)에 의한 커패시터들(250, 260)의 충전이 중단될 수 있다. 커패시터(250)의 충전이 중단됨에 따라, 제1 회로(130)에 제공되는 전압의 크기가 줄어들 수 있다. 제1 회로(130)에 제공되는 전압의 크기가 지정된 임계치 미만으로 줄어드는 경우, 커패시터(250)가 방전되기 이전에, 제1 회로(130)의 구동이 중단될 수 있다. 예를 들어, 상기 UVLO에 기반하여, 커패시터(250)에 충전된 전하가 0이 되기 이전에, 제1 회로(130)는 커패시터(250)에 충전된 전력을 수신하는 것을 중단할 수 있다. 제1 회로(130)가 커패시터(250)에 충전된 전력의 수신을 중단함에 따라, 커패시터(250)에 충전된 모든 전력이, 일 실시예에 따른 전압 변환 회로에 의해 제2 회로(140)의 구동에 이용될 수 있다.

도 10의 일 실시예에서, 전압 변환 회로의 컨트롤러(450)는, 상태(1000)에서, 도 6의 동작들 중 적어도 하나의 수행을 유지할 수 있다. 커패시터(260)의 충전이 중단됨에 따라, 커패시터(260)의 전압이 점진적으로 줄어들 수 있다. 점진적으로 줄어드는 커패시터(260)의 전압은, 커패시터(260)의 전압에 적어도 기반하는 단(240-4)의 전압의 변화를 야기할 수 있다. 컨트롤러(450)는, 단(240-4)의 전압의 변화를 식별하는 것에 응답하여, 커패시터(250)의 전력에 기반하여 커패시터(440)를 충전하기 위한 제어 신호의 듀티 사이클을 증가할 수 있다. 상기 듀티 사이클의 증가에 따라, 커패시터(440)의 전압이 증가할 수 있다. 예를 들어, 컨트롤러(450)는, 단(240-4)의 전압이 커패시터(440)의 전압이 증가함에 따라 지정된 전압을 유지하도록, 상기 듀티 사이클을 증가할 수 있다. 컨트롤러(450)가 상기 듀티 사이클을 증가함에 따라, 제2 회로(140)의 구동이, 지정된 전압이 유지되는 단(240-4)의 전압에 기반하여 유지될 수 있다. 상태(1000)에서, 제2 회로(140)는 유지 상태와 관련된 기능을 수행할 수 있다.

상술한 바와 같이, 일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 전압 변환 회로는, 디스플레이 장치 및 전력원의 전기적인 분리에도 불구하고, 제2 회로(140)의 구동을 상대적으로 긴 시간 동안 유지할 수 있다. 일 실시예에 다른 디스플레이 장치의 전압 변환 회로는, 제2 회로(140)의 구동을 유지하기 위하여, 제2 회로(140)에 제1 회로(130)의 구동을 위한 전력을 제공할 수 있다. 일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 전압 변환 회로는, 상대적으로 적은 커패시턴스를 가지는 커패시터들(250, 260, 440)을 이용하여 제2 회로(140)를 상대적으로 긴 시간 동안 구동할 수 있다.

이하에서는 도 11을 참고하여, 상태(1000)에서 일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 전압 변환 회로의 노드들의 전압 및/또는 전류의 변화가 설명된다.

도 11은, 전력원으로부터의 전원 공급이 중단된 상태에서, 일 실시예에 따른 디스플레이 장치에 포함된 전원 회로의 동작을 설명하기 위한 그래프이다. 도 11의 디스플레이 장치는 도 1 및/또는 도 2의 디스플레이 장치(101)의 일 예에 대응할 수 있다. 도 11의 전원 회로는 도 1, 도 2 및/또는 도 8의 전원 회로(110)의 일 예에 대응할 수 있다.

도 11을 참고하면, 도 10의 상태(1000)에서, 디스플레이 장치의 전원 회로의 서로 다른 노드에서 측정된 그래프들이 도시된다. 그래프(1110)는 도 10의 단(240-4)에 인가되는 전압의 크기를 나타낸다. 그래프(1120)는 도 10의 커패시터(260)의 양 단들 사이의 전압의 크기를 나타낸다. 그래프(1130)는 도 10의 커패시터(440)의 양 단들 사이의 전압의 크기를 나타낸다. 그래프(1110)가 도 10의 단(240-4)에 인가되는 전압의 크기를 나타내므로, 그래프(1110)에 의해 지시되는 전압의 크기는 그래프들(1120, 1130) 각각에 의해 지시되는 전압들의 크기의 합에 대응할 수 있다. 그래프(1140)는 도 10의 커패시터(250)의 양 단들 사이의 전압의 크기를 나타낸다. 그래프(1150)는 도 10의 디스플레이 패널(150)로 입력되는 전류의 크기를 나타낸다.

도 11을 참고하면, 디스플레이 장치가 활성 상태에 기반하여 동작하고 있는 시점(1160)에서, 디스플레이 장치가 전력원으로부터 전기적으로 분리될 수 있다. 디스플레이 장치가 전력원으로부터 전기적으로 분리됨에 따라, 시점(1160) 이후에서, 디스플레이 장치는 도 10의 상태(1000)로 진입할 수 있다. 상태(1000) 내에서, 디스플레이 장치의 전원 회로는 제2 회로(예, 도 10의 제2 회로(140))가 동작하는 시간을 유지하기 위한 유지 상태로 진입할 수 있다.

도 11의 시점(1160) 이후의 시간 간격(1170) 내에서, 전력이 디스플레이 장치의 전원 회로로부터 제1 회로(예, 도 10의 제1 회로(130)) 및/또는 디스플레이 패널(예, 도 10의 디스플레이 패널(150))로 제공되는 것이 유지될 수 있다. 예를 들어, 도 10의 커패시터(250)의 전력에 기반하여, 시간 간격(1170) 내에서 디스플레이 장치에 의한 영상의 표시가 유지될 수 있다. 디스플레이 장치가 전력원으로부터 전기적으로 분리됨에 따라, 디스플레이 장치의 제1 회로 및/또는 디스플레이 패널에 제공되는 직류 전압(예, 도 10의 커패시터(250)의 양 단들 사이의 전압)의 크기가 점진적으로 감소될 수 있다. 시간 간격(1170) 이후, 지정된 임계치 미만으로 감소된 전압의 수신에 응답하여, 디스플레이 장치의 제1 회로 및/또는 디스플레이 패널은 상기 전압의 수신을 중단할 수 있다. 상기 전압의 수신의 중단에 따라, 그래프(1150)에 의해 지시되고, 디스플레이 패널로 입력되는 전류의 크기는 시간 간격(1170) 이후 0으로 줄어들 수 있다.

일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 전압 변한 회로는, 유지 상태에서, 그래프(1120)에 의해 지시되는 전압의 감소를 보상하여, 그래프(1110)에 의해 지시되는 전압의 크기가 지정된 전압으로 유지되는 시간을 연장할 수 있다. 예를 들어, 디스플레이 장치가 전력원으로부터 전기적으로 분리된 이후, 도 10의 커패시터(260)의 충전이 중단됨에 따라, 그래프(1120)에 의해 지시되는 전압의 크기가 점진적으로 감소될 수 있다. 일 실시예에 따른 전압 변환 회로는 그래프(1130)에 의해 지시되는 전압(예, 도 10의 커패시터(440)의 양 단들 사이의 전압)을 증가하여, 그래프(1110)에 의해 지시되는 전압(예, 도 10의 제2 회로(140)의 구동에 이용되는 전압)의 크기가 지정된 전압으로 유지되는 시간을 연장할 수 있다. 도 4 내지 도 7 및/또는 도 10에서 상술한 바와 같이, 일 실시예에 따른 전압 변환 회로는 제1 회로 및/또는 디스플레이 패널에 제공될 전력에 기반하여, 제2 회로에 제공되는 전압의 크기가 지정된 전압으로 유지되는 시간을 연장할 수 있다. 도 11을 참고하면, 시점(1160) 이후의 시간 간격(1180) 내에서, 그래프(1110)에 의해 지시되는 전압의 크기가 지정된 임계치(Vlower) 이상의 전압으로 유지될 수 있다. 예를 들어, 상기 지정된 임계치는, 그래프(1110)에 의해 지시되는 전압을 수신하는 회로(예, 도 10의 제2 회로(140))가 12 V의 전압을 요구하는 상태에서, 9 V에 대응할 수 있다. 예를 들어, 상기 시간 간격(1180)의 크기는 30 msec 이상일 수 있다. 상기 시간 간격(1180)의 크기는, 도 10의 커패시터(250)의 커패시턴스 및/또는 도 10의 컨트롤러(450)에서 생성되는 제어 신호의 듀티 사이클의 최대 값을 증가시킴에 따라, 증가할 수 있다.

상술한 바와 같이, 일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 전압 변환 회로는, 활성 상태에서 전력원 및 디스플레이 장치 사이의 전기적인 분리에 응답하여, 디스플레이 장치에 포함된 특정 회로(예, 도 10의 제2 회로(140))가 시간 간격(1180) 내에서 지정된 임계치(Vlower) 이상의 전압을 수신하는 것을 보장할 수 있다.

이하에서는 도 12 내지 도 13을 참고하여, 상기 유지 상태와 구별되는 대기 상태에서의 디스플레이 장치의 전원 회로의 동작이 설명된다.

도 12는, 영상이 디스플레이 장치에서 출력되는 활성 상태와 구별되는 대기 상태에서, 일 실시예에 따른 디스플레이 장치에 포함된 전원 회로(110)의 동작을 설명하기 위한 회로도이다. 도 12의 디스플레이 장치는 도 1, 도 2 및/또는 도 8의 디스플레이 장치(101)의 일 예에 대응할 수 있다. 예를 들어, 도 10의 전원 회로(110), 전력원(120), 제1 회로(130), 제2 회로(140), 디스플레이 패널(150), EMI 필터(210), 정류 회로(220) 및 역률 변환 회로(230)는 도 9의 전원 회로(110), 전력원(120), 제1 회로(130), 제2 회로(140), 디스플레이 패널(150), EMI 필터(210), 정류 회로(220) 및 역률 변환 회로(230) 각각에 대응할 수 있다.

도 12의 상태(1200)는, 디스플레이 장치의 전원 회로(110)가 전력원(120)에 연결되고, 디스플레이 패널(150)을 통해 영상을 출력하는 것을 적어도 일시적으로 중단한 대기 상태에 대응할 수 있다. 예를 들어, 사용자가 콘센트에 디스플레이 장치의 전원 회로(110)로부터 연장된 플러그를 삽입한 이후, 디스플레이 장치는 대기 상태로 진입할 수 있다. 예를 들어, 상기 플러그의 삽입 이후, 사용자가 디스플레이 장치의 전원 버튼 및/또는 리모컨의 전원 버튼을 누르기 전까지, 디스플레이 장치는 대기 상태를 유지할 수 있다. 예를 들어, 활성 상태에서, 사용자가 디스플레이 장치의 전원 버튼 및/또는 리모컨의 전원 버튼을 누른 이후, 디스플레이 장치는 활성 상태에서 대기 상태로 진입할 수 있다.

도 12를 참고하면, 대기 상태에서, 디스플레이 장치에서 전력의 수신이 중단되는 회로들이 파선으로 표시될 수 있다. 대기 상태에서, 디스플레이 패널(150)을 통해 영상을 출력하는 것이 중단됨에 따라, 디스플레이 패널(150) 및 제1 회로(130)의 구동이 중단될 수 있다. 대기 상태에서, 전원 회로(110)에 포함된 전압 변환 회로의 구동이 중단될 수 있다. 전압 변환 회로의 구동의 중단은, 제2 회로(140)로부터 제공되고, 대기 상태를 알리는 신호에 의해 중단될 수 있다. 예를 들어, 제2 회로(140)로부터 대기 상태를 알리는 신호를 수신하는 것에 응답하여, 전압 변환 회로의 컨트롤러(450)의 구동이 중단될 수 있다. 컨트롤러(450)의 구동이 중단되는 것은, 컨트롤러(450)로 입력되는 전류의 흐름의 차단을 포함할 수 있다. 컨트롤러(450)의 구동은, 제2 회로(140)로부터 대기 상태에서 활성 상태로의 전환을 알리는 신호를 수신하는 것에 응답하여 개시될 수 있다.

도 12를 참고하면, 상태(1200)에서, 전압 변환 회로의 구동이 중단됨에 따라, 단(240-4)에 연결된 제2 회로(140)는 커패시터(260) 및 커패시터(440) 중에서 커패시터(260)에 충전된 전력을 수신할 수 있다. 예를 들어, 제2 회로(140)의 양 단들 사이의 전압은 커패시터(260) 및 커패시터(440) 중에서 커패시터(260)의 양 단들 사이의 전압에 대응할 수 있다. 제2 회로(140)의 양 단들 사이의 전압은, 활성 상태에서, 커패시터(260)의 양 단들 사이의 전압 및 커패시터(440)의 양 단들 사이의 전압의 결합일 수 있다. 대기 상태에서 제2 회로(140)가 수신하는 전압은 활성 상태에서 제2 회로(140)가 수신하는 전압 미만일 수 있다.

상술한 바와 같이, 일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 전압 변환 회로는, 대기 상태에서 전력의 수신을 적어도 일시적으로 중단할 수 있다. 전압 변환 회로가 전류의 수신을 중단함에 따라, 대기 상태에서 전원 회로(110)의 소비 전력(예, 대기 전력)이 줄어들 수 있다.

도 13은 일 실시예에 따른 디스플레이 장치(101)에 포함된 전원 회로(110-1)의 일 예를 도시한 회로도이다. 도 13의 디스플레이 장치(101)는 도 1 및/또는 도 2의 디스플레이 장치(101)의 일 예에 대응할 수 있다. 예를 들어, 도 13의 전력원(120), 제1 회로(130) 및 제2 회로(140)는 도 1 및/또는 도 2의 전력원(120), 제1 회로(130) 및 제2 회로(140) 각각에 대응할 수 있다. 도 13의 전원 회로(110-1)는, 도 8의 전원 회로(110)와 관련될 수 있다. 예를 들어, 도 13의 EMI 필터(210), 정류 회로(220) 및 역률 변환 회로(230)는 도 2의 EMI 필터(210), 정류 회로(220) 및 역률 변환 회로(230) 각각에 대응할 수 있다. 이하에서, 도 1 내지 도 2 및/또는 도 8과 중복되는 설명은 편의상 생략한다.

도 13을 참고하면, 일 실시예에 따른 전원 회로(110-1)의 전압 변환 회로는 커패시터(440)의 일 단과 연결된 애노드 및 커패시터(440)의 타 단과 연결된 캐소드를 포함하는 다이오드(1310)를 포함할 수 있다. 도 13을 참고하면, 다이오드(1310)의 애노드는 전압 변환 회로의 단(240-3)에 대응할 수 있다. 다이오드(1310)의 캐소드는 전압 변환 회로의 단(240-4)에 대응할 수 있다. 일 실시예에 따른 전원 회로(110-1)는 커패시터(260)의 일 단에 연결된 애노드 및 커패시터(260)의 타 단에 연결된 캐소드를 포함하는 다이오드(1320)를 포함할 수 있다. 다이오드(1320)의 애노드는 접지 노드(810)와 연결될 수 있다. 다이오드(1320)의 캐소드는 전압 변환 회로의 단(240-3)에 연결될 수 있다.

다이오드들(1310, 1320)은, 애노드에서 캐소드로 향하는 전류의 흐름을 발생하면서, 캐소드에서 애노드로 향하는 전류의 흐름을 차단할 수 있다. 다이오드들(1310, 1320)은, 다이오드들(1310, 1320) 각각에 대응하는 인덕터를 향하는 전류의 흐름을 차단할 수 있다. 예를 들어, 다이오드(1310)는, 트랜스포머(410)에서 다이오드(1310)와 연결된 인덕터(예, 도 4의 단들(412-1, 412-2)에 대응하는 제2 인덕터)로 향하는 전류의 흐름을 방지할 수 있다. 전압 변환 회로의 구동이, 대기 상태에서 중단될 수 있다. 전압 변환 회로의 구동이 중단된 상태에서, 다이오드(1310)는 단(240-3)에서 트랜스포머(410)로 향하는 전류의 흐름을 차단할 수 있다. 예를 들어, 다이오드(1320)는 트랜스포머(310)에서 다이오드(1320)와 연결된 인덕터(예, 도 3의 단들(313-1, 313-2)에 대응하는 제3 인덕터)로 향하는 전류의 흐름을 방지할 수 있다. 유지 상태에서, 커패시터(260)의 전압이 점진적으로 감소되어 0에 수렴할 수 있다. 커패시터(260)의 전압이 0에 대응하는 상태에서, 다이오드(1320)는 접지 노드(810)에서 트랜스포머(310)로 향하는 전류의 흐름을 방지할 수 있다.

상술한 바와 같이, 일 실시예에 따른 디스플레이 장치(101)의 전원 회로(110-1)는 다이오드들(1310, 1320)을 이용하여 트랜스포머들(310, 410) 각각으로 향하는 전류의 흐름을, 적어도 일시적으로(예, 상기 유지 상태 및/또는 상기 대기 상태) 차단할 수 있다. 트랜스포머들(310, 410) 각각으로 향하는 전류의 흐름이 적어도 일시적으로 차단됨에 따라, 디스플레이 장치(101)의 전원 회로(110-1)는 트랜스포머들(310, 410)에 포함된 인덕터의 구동과 독립적으로 동작할 수 있다.

상술한 바와 같이, 일 실시예에 따른 디스플레이 장치는 디스플레이 패널 및 디스플레이 패널을 제어하는 제1 회로를 구동하는데 이용되는 커패시터에 충전된 전력을, 상기 제1 회로와 구별되는 제2 회로를 구동하는데 이용되는 커패시터에서 발생되는 리플 전압을 보상하는데 이용할 수 있다. 예를 들어, 디스플레이 장치의 전원 회로는 상기 제2 회로를 구동하는데 이용되는 커패시터의 제1 전압에, 상기 제1 회로를 구동하는데 이용되는 커패시터에 충전된 전력으로부터 생성되고, 상기 제1 전압에 포함된 리플 전압을 보상하도록 변화하는 제2 전압을 결합할 수 있다. 디스플레이 장치의 전원 회로는 상기 제1 전압 및 상기 제2 전압의 결합을, 상기 제2 회로에 제공함에 따라, 상기 제2 회로는 상기 리플 전압이 줄어들거나, 및/또는 제거된 상기 제1 전압 및 상기 제2 전압의 결합을 수신할 수 있다.

상술한 바와 같은, 일 실시예에 따른 디스플레이 장치는, 정류된 교류 전압을 가지는 제1 전력 신호를 수신하는 제1 포트, 상기 제1 전력 신호에 의해 유도되는 제2 전력 신호를 출력하는 제2 포트, 및 상기 제1 전력 신호에 의해 유도되는 제3 전력 신호를 출력하는 제3 포트를 포함하고, 상기 제1 포트에서, 상기 정류된 교류 전압의 위상에 따라 발생되는 전류의 흐름에 기반하여 상기 제1 전력 신호의 역률을 변환하는 역률 변환 회로, 상기 제2 포트에 연결되어, 상기 제2 전력 신호에 의해 충전되는 제1 커패시터, 상기 제3 포트에 연결되어, 상기 제3 전력 신호에 의해 충전되는 제2 커패시터 및 상기 제2 커패시터에 충전된 전력으로부터 생성되고, 상기 제1 커패시터의 제1 전압의 변화를 보상하도록 변화하는 제2 전압을, 상기 제1 커패시터의 제1 전압에 결합하는(stacks) 전압 변환 회로(voltage converting circuit)를 포함할 수 있다.

일 실시예에 따른 디스플레이 장치에서, 상기 역률 변환 회로는, 상기 제1 포트의 일 단과 전기적으로 연결된 일 단을 포함하는 제1 인덕터, 상기 제1 포트의 일 단과 구별되는 타 단과 연결된 소스, 상기 제1 인덕터의 일 단과 구별되는 타 단과 연결된 드레인을 포함하는 트랜지스터, 상기 제2 포트의 일 단과 전기적으로 연결된 일 단을 포함하고, 상기 제1 인덕터와 유도 결합된 제2 인덕터, 상기 제2 인덕터의 일 단과 구별되는 타 단과 연결된 애노드 및 상기 제2 포트의 일 단과 구별되는 타 단과 연결된 캐소드를 포함하는 제1 다이오드, 상기 제3 포트의 일 단과 전기적으로 연결되고, 상기 제1 인덕터와 유도 결합된 제3 인덕터, 상기 제3 인덕터의 일 단과 구별되는 타 단과 연결된 애노드 및 상기 제3 포트의 일 단과 구별되는 타 단과 연결된 캐소드를 포함하는 제2 다이오드 및 상기 제1 다이오드의 캐소드의 전압에 기반하여, 상기 트랜지스터의 게이트에 제어 신호를 출력하는 컨트롤러를 포함할 수 있다.

일 실시예에 따른 디스플레이 장치에서, 상기 컨트롤러는, 상기 제1 다이오드의 캐소드의 전압에 기반하여, 상기 제1 포트에서 상기 정류된 교류 전압의 위상에 대응하는 위상을 가지는 상기 전류의 흐름을 야기하는 상기 제어 신호를 출력할 수 있다.

일 실시예에 따른 디스플레이 장치에서, 상기 전압 변환 회로는, 상기 제2 커패시터의 일 단과 연결된 제4 인덕터, 상기 제2 커패시터의 일 단과 구별되는 타 단과 연결된 소스 및 상기 제4 인덕터의 일 단과 구별되는 타 단과 연결된 드레인을 포함하는 트랜지스터, 상기 제4 인덕터와 유도 결합된 제5 인덕터, 상기 제5 인덕터의 일 단과 연결된 애노드를 포함하는 다이오드 및 상기 제5 인덕터의 일 단과 구별되는 타 단과 연결되고, 상기 제1 커패시터의 일 단과 전기적으로 연결된 일 단 및 상기 다이오드의 캐소드와 연결된 타 단을 포함하는 제3 커패시터 및 상기 제3 커패시터의 일 단과 구별되는 타 단에 인가되는 전압에 따라 변화하는 듀티 사이클을 가지는 제어 신호를, 상기 트랜지스터의 게이트로 출력하는 컨트롤러를 포함할 수 있다.

일 실시예에 따른 디스플레이 장치에서, 상기 컨트롤러는, 상기 제3 커패시터의 일 단과 구별되는 타 단에서 상기 제2 전압이 상기 제1 전압에 결합됨에 따라, 상기 제3 커패시터의 타 단에 인가되는 전압이 지정된 전압을 유지하도록, 상기 제어 신호의 상기 듀티 사이클을 조정할 수 있다.

일 실시예에 따른 디스플레이 장치에서, 상기 전압 변환 회로는, 상기 제3 커패시터의 일 단과 연결된 애노드 및 상기 제3 커패시터의 타 단과 연결된 캐소드를 포함하는 다른 다이오드(another diode)를 더 포함할 수 있다.

일 실시예에 따른 디스플레이 장치에서, 상기 제어 신호의 듀티 사이클은, 상기 제1 커패시터의 제1 전압 및 지정된 전압의 차이에 기반하여 조정될 수 있다.

일 실시예에 따른 디스플레이 장치에서, 상기 제어 신호의 듀티 사이클은, 상기 역률 변환 회로가 상기 제1 전력 신호를 수신하는 제1 상태와 구별되는 제2 상태에서, 상기 제1 커패시터의 제1 전압의 감소를 보상하도록 점진적으로 증가될 수 있다.

일 실시예에 따른 디스플레이 장치는, 하나 이상의 LED들(Light Emitting Diodes)을 포함하는 디스플레이 패널, 상기 제2 커패시터에 충전된 전력에 기반하여, 상기 디스플레이 패널에 포함된 상기 하나 이상의 LED들의 밝기를 제어하기 위한 제1 회로 및 상기 전압 변환 회로에 의해 결합된 상기 제1 전압 및 상기 제2 전압에 기반하여 구동되는 제2 회로를 더 포함할 수 있다.

일 실시예에 따른 디스플레이 장치에서, 상기 제2 회로는, 상기 디스플레이 장치를 활성화하기 위한 사용자 입력을 수신하는 것에 응답하여, 상기 전압 변환 회로에, 상기 전압 변환 회로의 구동을 위한 전류의 공급을 개시할 수 있다(may initiate).

일 실시예에 따른 디스플레이 장치는, 제1 인덕터, 정류된 교류 신호를 수신하기 위해 이용되고, 상기 제1 인덕터와 전기적으로 연결된 제1 포트, 상기 제1 인덕터와 유도 결합된 제2 인덕터, 상기 제1 인덕터와 유도 결합된 제3 인덕터, 상기 제2 인덕터와 전기적으로 연결된 제2 포트, 및 상기 제3 인덕터와 전기적으로 연결된 제3 포트를 포함하는 제1 트랜스포머, 상기 제1 트랜스포머의 제2 포트의 일 단에 전기적으로 연결된 일 단 및 상기 제1 트랜스포머의 제2 포트의 타 단에 전기적으로 연결된 타 단을 포함하는 제1 커패시터, 상기 제1 트랜스포머의 제3 포트의 일 단에 전기적으로 연결된 일 단 및 상기 제1 트랜스포머의 제3 포트의 타 단에 전기적으로 연결되고, 접지된 타 단을 포함하는 제2 커패시터, 상기 제1 트랜스포머의 제2 포트의 일 단에 전기적으로 연결되고, 상기 제1 트랜스포머의 제2 포트의 타 단에 전기적으로 연결되며, 상기 제2 커패시터의 일 단에 전기적으로 연결된 전압 변환 회로(voltage converting circuit)를 포함하고, 상기 전압 변환 회로는, 상기 제1 커패시터에 충전된 전력에 기반하여 생성되고, 상기 제2 커패시터의 일 단에 인가되는 제1 전압에 기반하여 변화하는 제2 전압을 출력할 수 있다.

일 실시예에 따른 디스플레이 장치에서, 상기 전압 변환 회로는, 상기 제1 트랜스포머의 제2 포트의 일 단과 구별되는 타 단에 전기적으로 연결된 소스를 포함하는 트랜지스터, 상기 제1 트랜스포머의 제2 포트의 일 단에 전기적으로 연결된 일 단 및 상기 트랜지스터의 드레인에 연결된 타 단을 포함하는 제4 인덕터, 및 상기 제4 인덕터와 유도 결합된 제5 인덕터를 포함하는 제2 트랜스포머, 상기 제2 트랜스포머의 상기 제5 인덕터의 일 단에 연결된 애노드를 포함하는 다이오드, 상기 다이오드의 캐소드에 연결된 일 단 및 상기 제5 인덕터의 일 단과 구별되는 타 단에 연결되고, 상기 제2 커패시터의 일 단에 전기적으로 연결된 타 단을 포함하는 제3 커패시터, 및 상기 트랜지스터의 게이트에 전기적으로 연결되고, 상기 제3 커패시터의 일 단의 전압을 수신하는 컨트롤러를 포함할 수 있다.

일 실시예에 따른 디스플레이 장치에서, 상기 컨트롤러는, 상기 제3 커패시터의 일 단의 전압에 기반하여, 상기 트랜지스터의 게이트에 인가되는 제어 신호의 듀티 사이클(duty cycle)을 변경할 수 있다.

일 실시예에 따른 디스플레이 장치에서, 상기 컨트롤러는, 상기 제3 커패시터의 일 단에 인가되고, 상기 제2 커패시터의 제1 전압 및 상기 제3 커패시터의 제2 전압이 결합된, 전압의 주파수 성분을 보상하기 위하여, 상기 듀티 사이클을 변경할 수 있다.

일 실시예에 따른 디스플레이 장치에서, 상기 컨트롤러는, 상기 정류된 교류 신호가 상기 제1 트랜스포머의 제1 포트에 인가되는 제1 상태와 구별되는 제2 상태에서, 상기 제1 커패시터에 충전된 전력에 기반하여 상기 제3 커패시터를 충전하기 위한 제어 신호를, 상기 트랜지스터의 게이트로 출력할 수 있다.

일 실시예에 따른 디스플레이 장치는, 상기 제3 커패시터의 일 단에 연결된 애노드 및 상기 제3 커패시터의 타 단에 연결된 캐소드를 포함하는 제1 다이오드, 및 상기 제2 커패시터의 일 단에 연결된 애노드 및 상기 제2 커패시터의 타 단에 연결된 캐소드를 포함하는 제2 다이오드를 더 포함할 수 있다.

일 실시예에 따른 디스플레이 장치는, 하나 이상의 LED들(Light Emitting Diodes)을 포함하는 디스플레이 패널, 상기 제1 커패시터의 일 단 및 상기 제1 커패시터의 타 단에 연결되어, 상기 제1 커패시터에 충전된 전력에 기반하여, 상기 디스플레이 패널에 포함된 상기 하나 이상의 LED들의 밝기를 제어하기 위한 제1 회로 및 상기 제1 회로와 구별되는 제2 회로를 더 포함하고, 상기 제2 회로는, 상기 제2 커패시터의 일 단에 인가되는 제1 전압 및 상기 전압 변환 회로로부터 출력되는 상기 제2 전압의 결합에 기반하여 구동될 수 있다.

일 실시예에 따른 디스플레이 장치에서, 상기 제2 회로는, 상기 디스플레이 장치를 활성화하기 위한 사용자 입력을 수신하는 것에 응답하여, 상기 전압 변환 회로에, 상기 전압 변환 회로의 구동을 위한 전류의 공급을 개시할 수 있다.

일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 방법은, 상기 디스플레이 장치를 활성화하기 위한 사용자 입력을 수신하는 것에 응답하여, 상기 제1 커패시터의 전압의 식별을 개시하는 동작을 더 포함할 수 있다.

일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 방법에서, 상기 듀티 사이클을 획득하는 동작은, 상기 역률 변환 회로가 상기 제1 전력 신호를 수신하는 제1 상태와 구별되는 제2 상태에서, 상기 제1 커패시터의 전압 및 상기 지정된 전압 사이의 차이가 증가됨에 따라 상기 듀티 사이클을 점진적으로 증가하는 동작을 더 포함할 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

디스플레이 장치(display device)에 있어서,
정류된 교류 전압을 가지는 제1 전력 신호를 수신하는 제1 포트, 상기 제1 전력 신호에 의해 유도되는 제2 전력 신호를 출력하는 제2 포트, 및 상기 제1 전력 신호에 의해 유도되는 제3 전력 신호를 출력하는 제3 포트를 포함하는 역률 변환 회로, 상기 역률 변환 회로는, 상기 제1 포트에서, 상기 정류된 교류 전압의 위상에 따라 발생되는 전류의 흐름에 기반하여 상기 제1 전력 신호의 역률을 변환함,
상기 제2 포트에 연결되어, 상기 제2 전력 신호에 의해 충전되는 제1 커패시터;
상기 제3 포트에 연결되어, 상기 제3 전력 신호에 의해 충전되는 제2 커패시터; 및
상기 제2 커패시터에 충전된 전력으로부터 생성되고, 상기 제1 커패시터의 제1 전압의 변화를 보상하도록 변화하는 제2 전압을, 상기 제1 커패시터의 제1 전압에 결합하는(stacks) 전압 변환 회로(voltage converting circuit)를 포함하는 디스플레이 장치.
제1항에 있어서,
상기 역률 변환 회로는,
상기 제1 포트의 일 단과 전기적으로 연결된 일 단을 포함하는 제1 인덕터;
상기 제1 포트의 일 단과 구별되는 타 단과 연결된 소스, 상기 제1 인덕터의 일 단과 구별되는 타 단과 연결된 드레인을 포함하는 트랜지스터;
상기 제2 포트의 일 단과 전기적으로 연결된 일 단을 포함하고, 상기 제1 인덕터와 유도 결합된 제2 인덕터;
상기 제2 인덕터의 일 단과 구별되는 타 단과 연결된 애노드 및 상기 제2 포트의 일 단과 구별되는 타 단과 연결된 캐소드를 포함하는 제1 다이오드;
상기 제3 포트의 일 단과 전기적으로 연결되고, 상기 제1 인덕터와 유도 결합된 제3 인덕터;
상기 제3 인덕터의 일 단과 구별되는 타 단과 연결된 애노드 및 상기 제3 포트의 일 단과 구별되는 타 단과 연결된 캐소드를 포함하는 제2 다이오드; 및
상기 제1 다이오드의 캐소드의 전압에 기반하여, 상기 트랜지스터의 게이트에 제어 신호를 출력하는 컨트롤러를 포함하는 디스플레이 장치.
제2항에 있어서,
상기 컨트롤러는,
상기 제1 다이오드의 캐소드의 전압에 기반하여, 상기 제1 포트에서 상기 정류된 교류 전압의 위상에 대응하는 위상을 가지는 상기 전류의 흐름을 야기하는 상기 제어 신호를 출력하는 디스플레이 장치.
제1항에 있어서,
상기 전압 변환 회로는,
상기 제2 커패시터의 일 단과 연결된 제4 인덕터;
상기 제2 커패시터의 일 단과 구별되는 타 단과 연결된 소스 및 상기 제4 인덕터의 일 단과 구별되는 타 단과 연결된 드레인을 포함하는 트랜지스터;
상기 제4 인덕터와 유도 결합된 제5 인덕터;
상기 제5 인덕터의 일 단과 연결된 애노드를 포함하는 다이오드; 및
상기 제5 인덕터의 일 단과 구별되는 타 단과 연결된 일 단 및 상기 다이오드의 캐소드와 연결된 타 단을 포함하는 제3 커패시터, 상기 제3 커패시터의 일 단은, 상기 제1 커패시터의 일 단과 전기적으로 연결됨; 및
상기 제3 커패시터의 일 단과 구별되는 타 단에 인가되는 전압에 따라 변화하는 듀티 사이클을 가지는 제어 신호를, 상기 트랜지스터의 게이트로 출력하는 컨트롤러
를 포함하는 디스플레이 장치.
제4항에 있어서,
상기 컨트롤러는,
상기 제3 커패시터의 일 단과 구별되는 타 단에서 상기 제2 전압이 상기 제1 전압에 결합됨에 따라, 상기 제3 커패시터의 타 단에 인가되는 전압이 지정된 전압을 유지하도록, 상기 제어 신호의 상기 듀티 사이클을 조정하는 디스플레이 장치.
제4항에 있어서,
상기 전압 변환 회로는,
상기 제3 커패시터의 일 단과 연결된 애노드 및 상기 제3 커패시터의 타 단과 연결된 캐소드를 포함하는 다른 다이오드(another diode)
를 더 포함하는 디스플레이 장치.
제1항에 있어서,
상기 제어 신호의 듀티 사이클은,
상기 제1 커패시터의 제1 전압 및 지정된 전압의 차이에 기반하여 조정되는 디스플레이 장치.
제1항에 있어서,
상기 제어 신호의 듀티 사이클은,
상기 역률 변환 회로가 상기 제1 전력 신호를 수신하는 제1 상태와 구별되는 제2 상태에서, 상기 제1 커패시터의 제1 전압의 감소를 보상하도록 점진적으로 증가되는 디스플레이 장치.
제1항에 있어서,
하나 이상의 LED들(Light Emitting Diodes)을 포함하는 디스플레이 패널;
상기 제2 커패시터에 충전된 전력에 기반하여, 상기 디스플레이 패널에 포함된 상기 하나 이상의 LED들의 밝기를 제어하기 위한 제1 회로; 및
상기 전압 변환 회로에 의해 결합된 상기 제1 전압 및 상기 제2 전압에 기반하여 구동되는 제2 회로
를 더 포함하는 디스플레이 장치.
제9항에 있어서,
상기 제2 회로는,
상기 디스플레이 장치를 활성화하기 위한 사용자 입력을 수신하는 것에 응답하여, 상기 전압 변환 회로에, 상기 전압 변환 회로의 구동을 위한 전류의 공급을 개시하는(initiate) 디스플레이 장치.
디스플레이 장치에 있어서,
제1 인덕터, 정류된 교류 신호를 수신하기 위해 이용되고, 상기 제1 인덕터와 전기적으로 연결된 제1 포트, 상기 제1 인덕터와 유도 결합된 제2 인덕터, 상기 제1 인덕터와 유도 결합된 제3 인덕터, 상기 제2 인덕터와 전기적으로 연결된 제2 포트, 및 상기 제3 인덕터와 전기적으로 연결된 제3 포트를 포함하는 제1 트랜스포머;
상기 제1 트랜스포머의 제2 포트의 일 단에 전기적으로 연결된 일 단 및 상기 제1 트랜스포머의 제2 포트의 타 단에 전기적으로 연결된 타 단을 포함하는 제1 커패시터;
상기 제1 트랜스포머의 제3 포트의 일 단에 전기적으로 연결된 일 단 및 상기 제1 트랜스포머의 제3 포트의 타 단에 전기적으로 연결된 타 단을 포함하는 제2 커패시터, 상기 제2 커패시터의 타 단은 접지됨(grounded);
상기 제1 트랜스포머의 제2 포트의 일 단에 전기적으로 연결되고, 상기 제1 트랜스포머의 제2 포트의 타 단에 전기적으로 연결되며, 상기 제2 커패시터의 일 단에 전기적으로 연결된 전압 변환 회로(voltage converting circuit)를 포함하고,
상기 전압 변환 회로는,
상기 제1 커패시터에 충전된 전력에 기반하여 생성되고, 상기 제2 커패시터의 전압의 변화를 보상하는(compensating) 디스플레이 장치.
제11항에 있어서,
상기 전압 변환 회로는,
상기 제1 트랜스포머의 제2 포트의 일 단과 구별되는 타 단에 전기적으로 연결된 소스를 포함하는 트랜지스터;
상기 제1 트랜스포머의 제2 포트의 일 단에 전기적으로 연결된 일 단 및 상기 트랜지스터의 드레인에 연결된 타 단을 포함하는 제4 인덕터, 및 상기 제4 인덕터와 유도 결합된 제5 인덕터를 포함하는 제2 트랜스포머;
상기 제2 트랜스포머의 상기 제5 인덕터의 일 단에 연결된 애노드를 포함하는 다이오드;
상기 다이오드의 캐소드에 연결된 일 단 및 상기 제5 인덕터의 일 단과 구별되는 타 단에 연결된 타 단을 포함하는 제3 커패시터, 상기 제3 커패시터의 타 단은 상기 제2 커패시터의 일 단에 전기적으로 연결됨; 및
상기 트랜지스터의 게이트에 전기적으로 연결되고, 상기 제3 커패시터의 일 단의 전압을 수신하는 컨트롤러를 포함하는 디스플레이 장치.
제12항에 있어서,
상기 컨트롤러는,
상기 제3 커패시터의 일 단의 전압에 기반하여, 상기 트랜지스터의 게이트에 인가되는 제어 신호의 듀티 사이클(duty cycle)을 변경하는 디스플레이 장치.
제13항에 있어서,
상기 컨트롤러는,
상기 제3 커패시터의 일 단에 인가되고, 상기 제2 커패시터의 제1 전압 및 상기 제3 커패시터의 제2 전압이 결합된, 전압의 주파수 성분을 보상하기 위하여, 상기 듀티 사이클을 변경하는 디스플레이 장치.
제12항에 있어서,
상기 컨트롤러는,
상기 정류된 교류 신호가 상기 제1 트랜스포머의 제1 포트에 인가되는 제1 상태와 구별되는 제2 상태에서, 상기 제1 커패시터에 충전된 전력에 기반하여 상기 제3 커패시터를 충전하기 위한 제어 신호를, 상기 트랜지스터의 게이트로 출력하는 디스플레이 장치.
제12항에 있어서,
상기 제3 커패시터의 일 단에 연결된 애노드 및 상기 제3 커패시터의 타 단에 연결된 캐소드를 포함하는 제1 다이오드, 및
상기 제2 커패시터의 일 단에 연결된 애노드 및 상기 제2 커패시터의 타 단에 연결된 캐소드를 포함하는 제2 다이오드
를 더 포함하는 디스플레이 장치.
제11항에 있어서,
상기 디스플레이 장치는,
하나 이상의 LED들(Light Emitting Diodes)을 포함하는 디스플레이 패널;
상기 제1 커패시터의 일 단 및 상기 제1 커패시터의 타 단에 연결되어, 상기 제1 커패시터에 충전된 전력에 기반하여, 상기 디스플레이 패널에 포함된 상기 하나 이상의 LED들의 밝기를 제어하기 위한 제1 회로; 및
상기 제1 회로와 구별되는 제2 회로를 더 포함하고,
상기 제2 회로는,
상기 제2 커패시터의 일 단에 인가되는 제1 전압 및 상기 전압 변환 회로로부터 출력되는 상기 제2 전압의 결합에 기반하여 구동되는 디스플레이 장치.
제17항에 있어서,
상기 제2 회로는,
상기 디스플레이 장치를 활성화하기 위한 사용자 입력을 수신하는 것에 응답하여, 상기 전압 변환 회로에, 상기 전압 변환 회로의 구동을 위한 전류의 공급을 개시하는(initiate) 디스플레이 장치.
디스플레이 장치의 방법에 있어서,
상기 디스플레이 장치에서, 정류된 교류 전압을 가지는 제1 전력 신호를 수신하는 역률 변환 회로에서 출력되는 제2 전력 신호에 의해 충전되는 제1 커패시터의 전압의 변화를 식별하는 동작;
상기 제1 커패시터의 전압의 변화를 식별하는 것에 응답하여, 상기 식별된 제1 커패시터의 전압의 변화에 기반하는 듀티 사이클을 획득하는 동작; 및
상기 획득된 듀티 사이클에 기반하여, 상기 역률 변환 회로에서 출력되고, 상기 제2 전력 신호와 구별되는 제3 전력 신호에 의해 충전되는 제2 커패시터에 연결된 트랜지스터를 제어하는 동작
을 포함하는 방법.
제19항에 있어서,
상기 듀티 사이클을 획득하는 동작은,
상기 역률 변환 회로가 상기 제1 전력 신호를 수신하는 제1 상태와 구별되는 제2 상태에서, 상기 제1 커패시터의 전압 및 상기 지정된 전압 사이의 차이가 증가됨에 따라 상기 듀티 사이클을 점진적으로 증가하는 동작
을 더 포함하는 방법.