KR20230072209A - 표시 장치 - Google Patents

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이상욱
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조순동
장원용
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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치는 복수의 화소가 배치되는 표시 패널 및 표시 패널에 구동 전압을 공급하는 전원 공급부를 포함하고, 전원 공급부는, 외부 시스템으로부터 공급되는 입력 전압을 부스트 전압으로 변환시키는 제1 변환부, 부스트 전압을 구동 전압으로 뱐환시키는 제2 변환부, 부스트 전압이 제1 기준 전압에 비례하도록, 제1 PWM 신호를 제1 변환부에 출력하는 제1 피드백부, 구동 전압이 제2 기준 전압에 비례하도록, 제2 PWM 신호를 제2 변환부에 출력하는 제2 피드백부, 전원 공급부가 최대 효율로 구동될 수 있도록, 입력 전압과 구동 전압으로부터 제1 기준 전압을 계산하여 제1 피드백부에 제1 기준 전압을 공급하는 기준 전압 계산부를 포함하여 전원 공급부의 전원 변환 효율을 향상시킬 수 있다.

Description

표시 장치{DISPLAY DEVICE}
본 발명은 복수의 파워 컨버터를 포함하는 표시 장치에 관한 것이다.
정보화 사회가 발전함에 따라 화상을 표시하기 위한 표시 장치에 대한 요구가 다양한 형태로 증가하고 있으며, 근래에는 액정표시 장치(LCD: Liquid Crystal Display Device), 플라즈마 표시 장치(PDP: Plasma Display Panel), 유기발광표시 장치(OLED: Organic Light Emitting Display Device) 등과 같은 여러 가지 표시 장치가 활용되고 있다.
그리고, 표시 장치는 동작에 필요한 구동 전원을 생성하는 파워 서플라이(Power supply)를 포함한다. 파워 서플라이는 외부 시스템으로부터 공급되는 입력 전원을 표시 장치의 동작에 필요한 구동 전원으로 변환하는 복수의 파워 컨버터를 포함한다. 그리고, 입력 전원은 직류 형태의 전원이고, 출력 전원인 구동 전원 또한 직류 형태의 전원이므로, 파워 서플라이는 DC/DC 파워 컨버터 일 수 있다.
한편, 파워 서플라이에 연결되는 외부 시스템은 전원 배터리와 전원 어댑터등 다양한 형태의 전원 시스템일 수 있다. 그리고, 전원 배터리에서 공급하는 입력 전원은 전원 어댑터에서 공급하는 입력 전원보다 낮을 수 있다. 즉, 파워 서플라이에 공급되는 입력 전원의 레벨은 상황에 따라 변동될 수 있다.
상술한 바와 같이, 파워 서플라이의 입력 전원이 변동됨에 따라, 파워 서플라이의 전원 변환 효율이 달라지게 된다. 이로 인해, 파워 서플라이의 효율이 저하되는 경우가 발생하여, 표시 장치의 소비 전력이 증가하는 문제점이 발생한다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 파워 서플라이의 전원 변환 효율을 상승시킨 표시 장치를 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는 파워 서플라이의 부스트 전압을 가변할 수 있는 표시 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치는 복수의 화소가 배치되는 표시 패널 및 표시 패널에 구동 전압을 공급하는 전원 공급부를 포함하고, 전원 공급부는, 외부 시스템으로부터 공급되는 입력 전압을 부스트 전압으로 변환시키는 제1 변환부, 부스트 전압을 구동 전압으로 뱐환시키는 제2 변환부, 부스트 전압이 제1 기준 전압에 비례하도록, 제1 PWM 신호를 제1 변환부에 출력하는 제1 피드백부, 구동 전압이 제2 기준 전압에 비례하도록, 제2 PWM 신호를 제2 변환부에 출력하는 제2 피드백부, , 입력 전압과 구동 전압을 입력 받아 제1 피드백부에 제1 기준 전압을 공급하는 기준 전압 계산부를 포함하여 전원 공급부의 전원 변환 효율을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치는 복수의 화소가 배치되는 표시 패널 및 표시 패널에 구동 전압을 공급하는 전원 공급부를 포함하고, 전원 공급부는 외부 시스템으로부터 공급되는 입력 전압을 부스트 전압으로 변환시키는 제1 변환부, 부스트 전압을 구동 전압으로 뱐환시키는 제2 변환부, 제1 변환부가 부스트 전압을 출력할 수 있도록 제1 변환부를 제어하는 제1 피드백부, 제2 변환부가 구동 전압을 출력할 수 있도록 제2 변환부를 제어하는 제2 피드백부, 입력 전압과 구동 전압으로부터 피드백 전압을 계산하는 피드백 전압 계산부를 포함하고, 제1 피드백부는 복수의 저항, 제1 증폭기 및 제1 PWM 생성기를 포함하고, 제1 증폭기의 비반전 단자에는 제1 기준 전압이 인가되고, 제1 증폭기의 반전 단자는 복수의 저항 중 어느 하나를 통해 피드백 전압 계산부에 연결되고, 제1 PWM 생성기는 부스트 전압이 제1 기준 전압에 비례하도록, 제1 변환부에 제1 PWM 신호를 출력하여, 전원 공급부의 전원 변환 효율을 향상시킬 수 있다.
기타 실시예의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명은 부스트되는 전압을 입력 전압 및 구동 전압에 따라 가변시켜, 전원 공급부의 최종 효율을 증가시킬 수 있다.
본 발명은 입력 전압을 부스트 전압으로 바이 패스 시킴으로써, 리플이 발생하지 않게 되어, 리플으로 인한 소비 전력의 손실을 최소화시킬 수 있다.
본 발명에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 발명 내에 포함되어 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치를 설명하기 위한 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 전원 공급부의 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 전원 공급부의 회로도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 전원 공급부가 형성된 인쇄 회로 기판을 나타내는 상면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 제1 기준 전압 출력부의 회로도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 전압 파형도이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치의 전원 공급부의 블록도이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치의 전원 공급부의 회로도이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치의 전압 파형도이다.
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 표시 장치의 전원 공급부의 블록도이다.
도 11은 본 발명의 또 실시예에 따른 표시 장치의 전원 공급부의 회로도이다.
도 12는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 표시 장치의 피드백 전압 계산부의 블록도이다.
도 13a는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 표시 장치의 제1 피드백 전압 변환부의 회로도이다.
도 13b는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 표시 장치의 제2 피드백 전압 변환부의 회로도이다.
도 14는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 표시 장치의 피드백 전압 출력부의 회로도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 제한되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형상으로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
본 발명의 실시예를 설명하기 위한 도면에 개시된 형상, 면적, 비율, 각도, 개수 등은 예시적인 것이므로 본 발명이 도시된 사항에 제한되는 것은 아니다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다. 본 발명 상에서 언급된 '포함한다', '갖는다', '이루어진다' 등이 사용되는 경우 '~만'이 사용되지 않는 이상 다른 부분이 추가될 수 있다. 구성 요소를 단수로 표현한 경우에 특별히 명시적인 기재 사항이 없는 한 복수를 포함하는 경우를 포함한다.
구성 요소를 해석함에 있어서, 별도의 명시적 기재가 없더라도 오차 범위를 포함하는 것으로 해석한다.
위치 관계에 대한 설명일 경우, 예를 들어, '~상에', '~상부에', '~하부에', '~옆에' 등으로 두 부분의 위치 관계가 설명되는 경우, '바로' 또는 '직접'이 사용되지 않는 이상 두 부분 사이에 하나 이상의 다른 부분이 위치할 수도 있다.
소자 또는 층이 다른 소자 또는 층 "위 (on)"로 지칭되는 것은 다른 소자 바로 위에 또는 중간에 다른 층 또는 다른 소자를 개재한 경우를 모두 포함한다.
또한 제 1, 제 2 등이 다양한 구성 요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성 요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않는다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제 1 구성 요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제 2 구성 요소일 수도 있다.
명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
도면에서 나타난 각 구성의 면적 및 두께는 설명의 편의를 위해 도시된 것이며, 본 발명이 도시된 구성의 면적 및 두께에 반드시 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 여러 실시예들의 각각 특징들이 부분적으로 또는 전체적으로 서로 결합 또는 조합 가능하고, 기술적으로 다양한 연동 및 구동이 가능하며, 각 실시예들이 서로에 대하여 독립적으로 실시 가능할 수도 있고 연관 관계로 함께 실시할 수도 있다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명에 대해 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치를 설명하기 위한 블록도이다.
도 1을 참조하면, 표시 장치(100)는 표시 패널(110), 게이트 구동부(120), 데이터 구동부(130) 및 전원 공급부(140)를 포함한다.
표시 패널(110)은 유리 또는 플라스틱을 이용한 기판 및 기판 상에 교차 배치된 복수의 게이트 라인(GL)과 복수의 데이터 라인(DL)을 포함한다. 복수의 게이트 라인(GL)과 데이터 라인(DL)의 교차 지점에 복수의 화소(PX)가 정의된다. 그리고, 영상을 구현하는 복수의 화소(PX)가 배치되는 영역을 표시 영역으로 표현할 수 있고, 표시 영역의 외곽에 배치되고 복수의 화소(PX)가 배치되지 않는 영역을 비표시 영역로 표현할 수 있다.
표시 패널(110)의 복수의 화소(PX) 각각은 적어도 하나의 박막 트랜지스터를 구비한다.
그리고, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치(100)가 전계 발광 표시 장치인 경우에, 복수의 화소(PX)에 구비된 전계 발광 다이오드에 전류를 가하여, 방출된 전자와 정공의 결합으로 여기자가 생성된다. 그리고, 여기자가 발광하여 표시 장치(100)의 계조를 구현하게 된다.
다만, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치(100)는 전계 발광 표시 장치에 한정되지 않고, 액정 표시 장치 등 다양한 형태의 표시 장치일 수 있다.
게이트 구동부(120)는 타이밍 제어부에서 출력되는 게이트 제어 신호(Gate Control Signal)에 따라, 온(On) 전압 또는 오프(Off) 전압의 게이트 전압을 게이트 라인(GL)으로 순차적으로 공급한다.
게이트 제어 신호(Gate Control Signal)는 게이트 스타트 펄스(Gate Start Pulse), 게이트 쉬프트 클럭(Gate Shift Clock), 게이트 출력 인에이블 신호(Gate Output Enable) 등을 포함한다.
상술한, 게이트 스타트 펄스는 게이트 구동부(120)를 구성하는 하나 이상의 게이트 회로의 동작 스타트 타이밍을 제어한다. 게이트 쉬프트 클럭은 하나 이상의 게이트 회로에 공통으로 입력되는 클럭 신호로서, 스캔 신호(게이트 펄스)의 쉬프트 타이밍을 제어한다. 게이트 출력 인에이블 신호는 하나 이상의 게이트 회로의 타이밍 정보를 지정하고 있다.
게이트 구동부(120)는 구동 방식에 따라서, 표시 패널(110)의 일 측에만 위치할 수도 있고, 경우에 따라서는 양측에 위치할 수도 있다.
게이트 구동부(120)는 쉬프트 레지스터, 레벨 쉬프터 등을 포함할 수 있다.
데이터 구동부(130)는 타이밍 제어부로부터 수신한 영상 데이터를 데이터 제어 신호(Data Control Signal)에 기초하여, 아날로그 형태의 데이터 전압(Vdata)으로 변환하여 데이터 라인(DL)에 출력한다.
상술한, 데이터 제어 신호(Data Control Signal)는 소스 스타트 펄스(Source Start Pulse), 소스 샘플링 클럭(Source Sampling Clock), 소스 출력 인에이블 신호(Souce Output Enable) 등을 포함한다.
상술한, 소스 스타트 펄스는 데이터 구동부(130)를 구성하는 하나 이상의 데이터 회로의 데이터 샘플링 시작 타이밍을 제어한다. 소스 샘플링 클럭은 데이터 회로 각각에서 데이터의 샘플링 타이밍을 제어하는 클럭 신호이다. 소스 출력 인에이블 신호는 데이터 구동부(130)의 출력 타이밍을 제어한다.
데이터 구동부(130)는 테이프 오토메티드 본딩 방식 또는 칩 온 글래스 방식으로 표시 패널(110)의 본딩 패드에 연결되거나, 표시 패널(110)에 직접 배치될 수도 있으며, 경우에 따라서, 표시 패널(110)에 집적화되어 배치될 수도 있다.
데이터 구동부(130)는 레벨 쉬프터, 래치부 등의 다양한 회로를 포함하는 로직부와, 디지털 아날로그 컨버터(DAC: Digital Analog Converter)와, 출력 버퍼 등을 포함할 수 있다.
전원 공급부(140)는 외부 시스템으로부터 공급되는 입력 전압을 변환하여, 표시 장치(100)의 구동에 필요한 구동 전압으로 변환할 수 있다. 구체적으로 전원 공급부(140)는 입력 전압을 변환하여, 게이트 고전위 전압(VGH), 소스 고전위 전압(SVDD) 및 구동 고전위 전압(EVDD)을 출력한다. 게이트 고전위 전압(VGH)은 게이트 전압을 발생시키는데 이용되는 전압으로, 게이트 구동부(120)에 공급된다. 소스 고전위 전압(SVDD)은 감마기준전압들을 발생하는 데이터 구동부(130)의 감마분압회로에 인가되는 고전위 전원 전압으로, 데이터 구동부(130)에 공급된다. 구동 고전위 전압(EVDD)은 복수의 화소(PX) 각각에 포함된 전계 발광 다이오드에 인가되는 전압으로, 복수의 화소(PX) 각각에 공급된다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 전원 공급부의 블록도이다.
도 2를 참조하면, 전원 공급부(140)는 제1 변환부(Boost Converter; 141), 제2 변환부(Buck Converter; 142), 제1 피드백부(Boost Feedback; 143), 제2 피드백부(Buck Feedback; 144) 및 기준 전압 계산부(Vref Calculator; 145)를 포함한다.
제1 변환부(141)는 외부 시스템으로부터 공급되는 입력 전압(Vin)을 부스트 전압(Vbst)으로 승압시킨다. 즉, 제1 변환부(141)는 입력 전압(Vin)을 승압하여, 입력 전압(Vin)을 부스트 전압(Vbst)으로 변환하는 부스트 컨버터(Boost Converter) 혹은 스텝 업 컨버터(Step up Converter)일 수 있다.
제2 변환부(142)는 승압된 부스트 전압(Vbst)을 표시 장치(100)에 필요한 구동 전압(Vout)으로 강압시킨다. 즉, 제2 변환부(142)는 부스트 전압(Vbst)을 강압하여, 부스트 전압(Vbst)을 구동 전압(Vout)으로 변환하는 벅 컨버터(Buck Converter) 혹은 스텝 다운 컨버터(Step down Converter)일 수 있다.
제1 피드백부(143)는 제1 변환부(141)가 일정한 부스트 전압(Vbst)을 출력할 수 있도록 부스트 전압(Vbst)을 센싱 및 제어한다. 즉, 제1 피드백부(143)는 부스트 전압(Vbst)이 제1 기준 전압(Vref1)에 비례하여 일정한 레벨을 유지할 수 있도록, 제1 PWM 신호(PWM1)를 생성하고, 제1 변환부(141)에 출력한다.
제2 피드백부(144)는 제2 변환부(142)가 일정한 구동 전압(Vout)을 유지할 수 있도록 구동 전압(Vout)을 센싱 및 제어한다. 즉, 제2 피드백부(144)는 구동 전압(Vout)이 제2 기준 전압에 따라 일정한 레벨을 유지할 수 있도록, 제2 PWM 신호(PWM2)를 생성하고, 제2 변환부(142)에 출력한다.
기준 전압 계산부(145)는 전원 공급부(140)가 최대 효율로 구동될 수 있도록, 제1 기준 전압(Vref1)을 계산하고, 제1 피드백부(143)에 출력한다. 즉, 기준 전압 계산부(145)는 입력 전압(Vin) 및 구동 전압(Vout) 각각을 입력 받아, 입력 전압(Vin) 및 구동 전압(Vout) 각각에 따라 제1 기준 전압(Vref1)을 계산하고, 제1 피드백부(143)에 출력한다.
이하에서는 도 3을 참조하여 상술한 제1 변환부(141), 제2 변환부(142), 제1 피드백부(143), 제2 피드백부(144) 및 기준 전압 계산부(145)의 구체적인 회로 구성에 대해서 설명한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 전원 공급부의 회로도이다.
도 3을 참조하면, 제1 변환부(141)는 제1 인덕터(L1), 제1 다이오드(D1), 제1 트랜지스터(T1) 및 제1 커패시터(C1)를 포함한다.
제1 인덕터(L1)의 일단에는 입력 전압(Vin)이 인가되며, 제1 인덕터(L1)의 타단에는 제1 다이오드(D1) 및 제1 트랜지스터(T1)가 연결된다. 그리고, 제1 다이오드(D1)의 애노드 전극에는 제1 인덕터(L1)가 연결되고, 제1 다이오드(D1)의 캐소드 전극에는 제1 커패시터(C1) 및 제2 변환부(142)와 제1 피드백부(143)가 연결된다. 그리고, 제1 트랜지스터(T1)의 게이트 전극은 제1 피드백부(143)에 연결되고, 제1 트랜지스터(T1)의 소스 전극은 제1 인덕터(L1)와 제1 다이오드(D1)에 연결되고, 제1 트랜지스터(T1)의 드레인 전극은 접지된다.
이에, 제1 피드백부(143)에서 출력된 제1 PWM 신호(PWM1)가 제1 트랜지스터(T1)를 제어함으로써, 제1 변환부(141)는 제1 인덕터(L1) 및 제1 다이오드(D1)를 이용하여 부스트 전압(Vbst)을 생성할 수 있다.
도 3을 참조하면, 제2 변환부(142)는 제2 인덕터(L2), 제2 트랜지스터(T2), 제3 트랜지스터(T3) 및 제2 커패시터(C2)를 포함한다.
제2 인덕터(L2)의 일단에는 제2 트랜지스터(T2)를 통해 부스트 전압(Vbst)이 인가되며, 제2 인덕터(L2)의 타단에는 제2 커패시터(T2)가 연결된다. 그리고, 제2 트랜지스터(T2)의 게이트 전극은 제2 피드백부(144)에 연결되고, 제2 트랜지스터(T2)의 소스 전극은 제1 변환부(141)에 연결되고, 제2 트랜지스터(T2)의 드레인 전극은 제2 인덕터(L2)에 연결된다. 그리고, 제3 트랜지스터(T3)의 게이트 전극은 인버터를 통해 제2 피드백부(144)에 연결되고, 제3 트랜지스터(T3)의 소스 전극은 제2 인덕터(L2)에 연결되고, 제3 트랜지스터(T3)의 드레인 전극은 접지된다.
이에, 제2 피드백부(144)에서 출력된 제2 PWM 신호(PWM2)가 제2 트랜지스터(T2) 및 제3 트랜지스터(T3)를 제어함으로써, 제2 변환부(142)는 제2 인덕터(L2)를 이용하여 구동 전압(Vout)을 생성할 수 있다.
도 3을 참조하면, 제1 피드백부(143)는 복수의 저항(R1, R2, R3), 제3 커패시터(C3), 제1 증폭기(Amplifier; AMP1), 제1 발진기(Oscillator; OSC 1) 및 제1 비교기(Comparator; CP1) 및 제1 PWM 생성기(PWM Generator; PG1)을 포함한다.
제1 저항(R1) 및 제2 저항(R2)은 직렬 연결된다. 그리고 직렬 연결된 제1 저항(R1) 및 제2 저항(R2)은 제1 변환부(141)의 출력단과 접지단 사이에 연결된다. 이에, 직렬 연결된 제1 저항(R1) 및 제2 저항(R2)은 부스트 전압(Vbst)을 분배하는 전압 분배기의 역할을 수행한다. 따라서, 제1 저항(R1) 및 제2 저항(R2) 사이에 분배된 부스트 전압(Vbst)은 (R2)/(R1+R2)*Vbst으로 표현될 수 있다.
그리고, 제1 증폭기(AMP1)의 반전 단자에는 제1 저항(R1) 및 제2 저항(R2)이 연결되어, 분배된 부스트 전압((R2)/(R1+R2)*Vbst)이 인가될 수 있다. 그리고, 제1 증폭기(AMP1)의 비반전 단자에는 기준 전압 계산부(145)가 연결되어, 제1 기준 전압(Vref1)이 인가될 수 있다. 그리고, 제1 증폭기(AMP1)의 반전 단자의 전압과 비반전 단자의 전압은 동일하므로, 제1 기준 전압(Vref1)은 분배된 부스트 전압((R2)/(R1+R2)*Vbst)일 수 있다. 그리고, 제1 증폭기(AMP1)의 출력 단자에는 직렬 연결된 제3 저항(R3) 및 제3 커패시터(C3)가 연결되어, 제1 증폭기(AMP1)의 출력 전압을 안정화시킨다. 즉, 제1 증폭기(AMP1)는 분배된 부스트 전압((R2)/(R1+R2)*Vbst) 및 제1 기준 전압(Vref1)의 차이값을 도출하고 이의 증폭 값을 출력한다.
그리고, 제1 비교기(CP1)의 반전 단자에는 제1 발진기(OSC1)가 연결되어, 제1 발진기(OSC1)로부터 출력된 삼각파가 인가될 수 있다. 그리고, 제1 비교기(CP1)의 비반전 단자에는 제1 증폭기(AMP1)가 연결되어, 제1 증폭기(AMP1)의 출력 값이 인가될 수 있다. 그리고, 제1 증폭기(AMP1)의 출력 단자에는 제1 PWM 생성기(PG1)가 연결된다. 즉, 제1 비교기(CP1)는 제1 증폭기(AMP1)의 출력 값과 제1 발진기(OSC1)로부터 출력된 삼각파를 비교한 결과 값을 제1 PWM 생성기(PG1)에 출력한다.
그리고, 제1 PWM 생성기(PG1)는 제1 비교기(CP1)의 출력 값을 인가 받아, 제1 비교기(CP1)의 출력 값을 반영한 듀티를 가진 제1 PWM 신호(PWM1)를 제1 변환부(141)에 출력한다. 이에, 제1 변환부(141)의 제1 트랜지스터(T1)는 제1 PWM 신호(PWM1)에 대응하여 온/오프 스위칭 동작을 수행하여 제1 변환부(141)는 제1 PWM 신호(PWM1)의 듀티에 따라서, 입력 전압(Vin)을 부스트 전압(Vbst)으로 변환한다.
도 3을 참조하면, 제2 피드백부(144)는 복수의 저항(R4, R5, R6), 제4 커패시터(C4), 제2 증폭기(Amplifier; AMP2), 제2 발진기(Oscillator; OSC 2) 및 제2 비교기(Comparator; CP2) 및 제2 PWM 생성기(PWM Generator; PG2)을 포함한다.
제4 저항(R4) 및 제5 저항(R5)은 직렬 연결된다. 그리고 직렬 연결된 제4 저항(R4) 및 제5 저항(R5)은 제2 변환부(142)의 출력단과 접지단 사이에 연결된다. 이에, 직렬 연결된 제4 저항(R4) 및 제5 저항(R5)은 구동 전압(Vout)을 분배하는 전압 분배기의 역할을 수행한다. 따라서, 제4 저항(R4) 및 제5 저항(R5) 사이에 분배된 구동 전압(Vout)은 (R5)/(R4+R5)*Vout으로 표현될 수 있다.
그리고, 제2 증폭기(AMP2)의 반전 단자에는 제4 저항(R4) 및 제5 저항(R5)이 연결되어, 분배된 구동 전압((R5)/(R4+R5)*Vout)이 인가될 수 있다. 그리고, 제2 증폭기(AMP2)의 비반전 단자에는 구동 전압(Vout)을 출력하기 위한 제2 기준 전압(Vref2)이 인가될 수 있다. 제2 증폭기(AMP2)의 반전 단자의 전압과 비반전 단자의 전압은 동일하므로 제2 기준 전압(Vref2)은 분배된 구동 전압((R5)/(R4+R5)*Vout)일 수 있다. 그리고, 제2 증폭기(AMP2)의 출력 단자에는 직렬 연결된 제6 저항(R6) 및 제4 커패시터(C4)가 연결되어, 제2 증폭기(AMP2)의 출력 전압을 안정화시킨다. 즉, 제2 증폭기(AMP2)는 분배된 구동 전압((R5)/(R4+R5)*Vout)과 제2 기준 전압(Vref2)의 차이값을 도출하고 이의 증폭 값을 출력한다.
그리고, 제2 비교기(CP2)의 반전 단자에는 제2 발진기(OSC2)가 연결되어, 제2 발진기(OSC2)로부터 출력된 삼각파가 인가될 수 있다. 그리고, 제2 비교기(CP2)의 비반전 단자에는 제2 증폭기(AMP2)가 연결되어, 제2 증폭기(AMP2)의 출력 값이 인가될 수 있다. 그리고, 제2 증폭기(AMP2)의 출력 단자에는 제2 PWM 생성기(PG2)가 연결된다. 즉, 제2 비교기(CP2)는 제2 증폭기(AMP2)의 출력 값과 제2 발진기(OSC2)로부터 출력된 삼각파를 비교한 결과 값을 출력한다.
그리고, 제2 PWM 생성기(PG2)는 제2 비교기(CP2)의 출력 값을 인가 받아, 제2 비교기(CP2)의 출력 값을 반영한 듀티를 가진 제2 PWM 신호(PWM2)를 제2 변환부(142)에 출력한다. 이에, 제2 변환부(142)의 제2 트랜지스터(T2)는 제2 PWM 신호(PWM2)에 대응하여 온/오프 스위칭 동작을 수행하여 제2 변환부(142)는 제2 PWM 신호(PWM2)의 듀티에 따라, 부스트 전압(Vbst)을 구동 전압(Vout)으로 변환한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 기준 전압 계산부의 블록도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 제1 기준 전압 출력부의 회로도이다.
기준 전압 계산부(145)는 제1-1 기준 전압 계산부(145-1), 제1-2 기준 전압 계산부(145-2), 제1 기준 전압 출력부(145-3)를 포함한다.
제1-1 기준 전압 계산부(145-1)를 입력 전압(Vin)을 인가 받아, 이를 제1-1 기준 전압(Vref1-1)으로 변환한다. 제1-1 기준 전압(Vref1-1)은 제1 변환부(141)가 동작 하기 위한 최소한의 전압을 의미한다.
구체적으로, 제1 변환부(141)가 동작하기 위해서는 일정 듀티 이상의 듀티(Dmin)를 가진 제1 PWM 신호(PWM1)가 입력되어야 한다. 제1 변환부(141)가 동작하기 위한, 제1 PWM 신호(PWM1)의 최소 듀티를 제1 듀티(Dmin)로 정의할 수 있고, 제1 듀티(Dmin)는 제1 PWM 신호(PWM1)의 최소 온 타임과 제1 PWM 신호(PWM1)의 스위칭 주기의 비율로 도출할 수 있다.
즉, 제1 듀티(Dmin)는 아래와 같은 수학식 1로 표현할 수 있다.
[수학식 1]
Dmin= Tmin_on / Tpwm1
(Tmin_on은 제1 PWM 신호(PWM1)의 최소 온 타임을 의미하고, Tpwm1은 제1 PWM 신호(PWM1)의 스위칭 주기를 의미한다.)
그리고, 제1 변환부(141)의 입출력 전압인 입력 전압(Vin)과 부스트 전압(Vbst)의 관계식은 [수학식 2]로 표현할 수 있다.
[수학식 2]
Vbst/Vin = 1/(1-Dmin)
이에, 제1 변환부(141)에서 출력되는 부스트 전압(Vbst)는 Vin/(1-Dmin)로 표현될 수 있다.
한편, 제1 증폭기(AMP1)의 반전 단자에는 분배된 부스트 전압((R2)/(R1+R2)*Vbst)이 인가되고, 제1 증폭기(AMP1)의 비반전 단자에는 제1 기준 전압(Vref1) 중 어느 하나인 제1-1 기준 전압(Vref1-1)이 인가될 수 있고, 제1 증폭기(AMP1)의 반전 단자의 전압과 비반전 단자의 전압은 같다. 즉, 제1-1 기준 전압(Vref1-1)과 분배된 부스트 전압((R2)/(R1+R2)*Vbst)은 같다.
따라서, [수학식 2]를 이용하면, 제1 변환부(141)가 동작하기 위한, 제1-1 기준 전압(Vref1-1)은 (R2)/(R1+R2)* Vin/(1-Dmin)로 도출될 수 있다.
즉, 제1-1 기준 전압 계산부(145-1)는 입력 전압(Vin)을 인가받아, 제1-1 기준 전압(Vref1-1)을 (R2)/(R1+R2)* Vin/(1-Dmin)로 설정할 수 있다.
제1-2 기준 전압 계산부(145-2)는 구동 전압(Vout)을 인가 받아, 이를 제1-2 기준 전압(Vref1-2)으로 변환한다. 제1-2 기준 전압(Vref1-2)은 제2 변환부(142)가 동작 하기 위한 최소한의 전압을 의미한다.
구체적으로, 제2 변환부(142)가 동작하기 위해서는 일정 듀티(Dmax) 이하의 듀티를 가진 제2 PWM 신호(PWM2)가 입력되어야 한다. 제2 변환부(142)가 동작하기 위한, 제2 PWM 신호(PWM2)의 최대 듀티를 제2 듀티(Dmax)로 정의할 수 있고, 제2 듀티(Dmax)는 제2 PWM 신호(PWM2)의 최소 오프 타임과 제2 PWM 신호(PWM2)의 스위칭 주기의 비율로 도출할 수 있다.
즉, 제2 듀티(Dmax)는 아래와 같은 수학식 3로 표현할 수 있다.
[수학식 3]
Dmax= 1-( Tmin_off / Tpwm2)
(Tmin_off은 제2 PWM 신호(PWM2)의 최소 오프 타임을 의미하고, Tpwm2은 제1 PWM 신호(PWM2)의 스위칭 주기를 의미한다.)
그리고, 제2 변환부(142)의 입출력 전압인 부스트 전압(Vbst)과 구동 전압(Vout)의 관계식은 [수학식 4]로 표현할 수 있다.
[수학식 4]
Vout/Vbst = Dmax
이에, 제2 변환부(Boost Converter; 142)에서 입력되는 부스트 전압(Vbst)은 Vout/Dmax로 표현될 수 있다.
한편, 제1 증폭기(AMP1)의 반전 단자에는 분배된 부스트 전압((R2)/(R1+R2)*Vbst)이 인가되고, 제1 증폭기(AMP1)의 비반전 단자에는 제1 기준 전압(Vref1) 중 어느 하나인 제1-2 기준 전압(Vref1-2)이 인가될 수 있고, 제1 증폭기(AMP1)의 반전 단자의 전압과 비반전 단자의 전압은 같다. 즉, 제1-2 기준 전압(Vref1-2)과 분배된 부스트 전압((R2)/(R1+R2)*Vbst)은 같다.
따라서, [수학식 4]를 이용하면, 제2 변환부(142)가 동작하기 위한, 제1-2 기준 전압(Vref1-2)은 (R2)/(R1+R2)* Vout/Dmax로 도출될 수 있다.
즉, 제1-2 기준 전압 계산부(145-2)는 구동 전압(Vout)을 인가받아, 제1-2 기준 전압(Vref1-2)을 ((R2)/(R1+R2)* Vout/Dmax로 설정할 수 있다.
제1 기준 전압 출력부(145-3)는 제1-1 기준 전압(Vref1-1) 및 제1-2 기준 전압(Vref1-2) 중 큰 값을 제1 기준 전압(Vref1)으로 출력한다. 상술한 바와 같이, 제1-1 기준 전압 계산부(145-1)는 제1 변환부(141)를 구동시키기 위한 최소한의 전압인 제1-1 기준 전압(Vref1-1)을 도출하고, 제1-2 기준 전압 계산부(145-2)는 제2 변환부(142)를 구동시키기 위한 최소한의 제1-2 기준 전압(Vref1-2)을 도출한다. 그리고, 전원 공급부(140)를 구동하기 위해서는 제1 변환부(141) 및 제2 변환부(142)를 모두 구동시켜야한다.
이에, 제1 기준 전압 출력부(145-3)는 제1 변환부(141) 및 제2 변환부(142)를 모두 구동시키기 위하여, 제1-1 기준 전압(Vref1-1) 및 제1-2 기준 전압(Vref1-2) 중 큰 값을 제1 기준 전압(Vref1)으로 출력한다.
제1 기준 전압 출력부(145-3)는 제1-1 기준 전압(Vref1-1) 및 제1-2 기준 전압(Vref1-2)을 입력 받는 먹스(MUX)와 비교기(COMPARATOR)를 포함한다.
비교기(COMPARATOR)는 제1-1 기준 전압(Vref1-1)과 제1-2 기준 전압(Vref1-2)을 비교하여 그 비교 결과 값을 먹스(MUX)에 출력한다.
그리고, 먹스(MUX)는 비교기(COMPARATOR)의 결과 값에 따라, 제1-1 기준 전압(Vref1-1)과 제1-2 기준 전압(Vref1-2) 중 전위가 높은 전압을 제1 기준 전압(Vref1)으로 출력한다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 전압 파형도이다.
도 6에 도시된 바와 같이, 입력 전압(Vin)은 시간에 따라 순차적으로 증가할 수 있다. 구체적으로, 전원 공급부(140)에 연결되는 외부 시스템은 전원 배터리와 전원 어댑터등 다양한 형태로 변형될 수 있으므로, 입력 전압(Vin) 또한 가변될 수 있다. 예를 들어, 입력 전압(Vin)은 t0 시점에서, 8.5V이고, t1 시점에서 12.1V이고, 13.7V까지 증가될 수 있다.
그리고, 표시 장치(100)의 구동에 필요한 구동 전압(Vout)은 일정한 전압으로 고정된다. 예를 들어, 구동 전압(Vout)을 모든 시점에서 13V로 고정될 수 있다.
이에, 제1-1 기준 전압 계산부(145-1)는 가변되는 입력 전압(Vin)을 이용하여, 제1-1 기준 전압(Vref1-1)을 (R2)/(R1+R2)* Vin/(1-Dmin)로 설정할 수 있다. 즉, 입력 전압(Vin)이 시간에 따라 선형적으로 비례하므로, 제1-1 기준 전압(Vref1-1) 또한 시간에 따라 선형적으로 비례할 수 있다.
그리고, 제1-2 기준 전압 계산부(145-2)는 고정되는 구동 전압(Vout)을 이용하여, 제1-2 기준 전압(Vref1-2)을 (R2)/(R1+R2)* Vout/Dmax로 설정할 수 있다. 즉, 구동 전압(Vout)이 일정하게 고정되므로, 제1-2 기준 전압(Vref1-2) 또한 일정하게 고정될 수 있다.
제1 시구간(t0-t1 구간)에서, 고정되는 제1-2 기준 전압(Vref1-2)이 가변되는 제1-1 기준 전압(Vref1-1)보다 클 수 있다. 이에, 제1 기준 전압 출력부(145-3)는 고정되는 제1-2 기준 전압(Vref1-2)을 제1 피드백부(143)에 제1 기준 전압(Vref1)으로 출력하여, 고정된 부스트 전압(Vbst)을 출력할 수 있다. 예를 들어, 도 6에서, 제1 시구간(t0-t1 구간)에서, 부스트 전압(Vbst)은 13.44V로 고정될 수 있다.
그리고, 제2 시구간(t1 이후 구간)에서, 가변되는 제1-1 기준 전압(Vref1-1)이 고정되는 제1-2 기준 전압(Vref1-2)보다 클 수 있다. 이에, 제1 기준 전압 출력부(145-3)는 가변되는 제1-1 기준 전압(Vref1-1)을 제1 피드백부(143)에 제1 기준 전압(Vref1)으로 출력하여, 가변되는 부스트 전압(Vbst)을 출력할 수 있다. 예를 들어, 도 6에서, 제2 시구간(t1 이후 구간)에서, 부스트 전압(Vbst)은 13.44V에서 15.2V까지 선형적으로 증가할 수 있다.
종래의 경우에는, 부스트 전압(Vbst)이 일정 전압으로 고정되었다. 구체적으로, 제1 컨버터에 입력되는 입력 전압이 12V인 경우나 20V인 경우에 모두 24V까지 승압되어 부스트 전압이 출력되었다. 그리고, 제2 컨버터에 입력되는 부스트 전압인 24V는 구동 전압인 13V로 강압되어 출력되었다.
예를 들어, 종래의 표시 장치에서 입력 전압이 12V인 경우나 20V인 경우, 입출력 전압 전류에 따른 제1 컨버터의 효율은 표1에 기재하였다.
Boost Converter vin(V) Iin(A) Vout(V) Iout(A) 효율(%)
12V 12.09 0.354 23.21 0.178 96.53073
20V 20.14 0.215 23.22 0.177 94.91559
그리고, 종래의 표시 장치에서 입력 전압이 12V인 경우나 20V인 경우, 입출력 전압 전류에 따른 제2 컨버터의 효율은 표2에 기재하였다.
Buck Converter vin(V) Iin(A) Vout(V) Iout(A) 효율(%)
12V 23.21 0.178 13.2 0.26 83.07152
20V 23.22 0.177 13.19 0.26 83.44161
종래의 표시 장치에서 입력 전압이 12V인 경우, 전원 공급부의 최종 효율은 80.19%(=96.53073% X 83.071525)이고, 입력 전압(Vin)이 20V인 경우, 전원 공급부의 최종 효율은 79.20%(=94.91559 X 83.44161)이다.이에 반하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 경우에는, 부스트 전압(Vbst)이 시구간 별로 가변될 수 있다. 예를 들어 도 6에 도시된 바와 같이, 제1 컨버터(141)에 입력되는 입력 전압(Vin)이 8.5V 내지 12.1V인 경우(제1 시구간의 경우)에는 부스트 전압(Vbst)이 13.44V로 고정될 수 있고, 제1 컨버터(141)에 입력되는 입력 전압(Vin)이 12.1V이상인 경우(제2 시구간의 경우)에는 부스트 전압(Vbst)이 선형적으로 증가될 수 있다. 그리고, 제2 컨버터(142)에 입력되는 부스트 전압(Vbst)을 구동 전압(Vout)인 13V로 강압되어 출력되었다.
예를 들어, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치(100)에서 입력 전압(Vin)이 12V인 경우나 20V인 경우, 입출력 전압 전류에 따른 제1 컨버터(141)의 효율은 표3에 기재하였다.
Boost Converter vin(V) Iin(A) Vout(V) Iout(A) 효율(%)
12V 12.19 0.333 14.8 0.26 94.79537
20V 20.2 0.205 19.92 0.205 98.61386
그리고, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치(100)에서 입력 전압이 12V인 경우나 20V인 경우, 입출력 전압 전류에 따른 제2 컨버터(142)의 효율은 표4에 기재하였다.
Buck Converter vin(V) Iin(A) Vout(V) Iout(A) 효율(%)
12V 14.8 0.26 13.21 0.262 89.94335
20V 19.92 0.205 13.21 0.261 84.43065
본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치(100)에서 입력 전압(Vin)이 12V인 경우, 전원 공급부(140)의 최종 효율은 85.26%(=94.79537% X 89.94335%)이고, 입력 전압(Vin)이 20V인 경우, 전원 공급부(140)의 최종 효율은 83.26%(=98.61386% X 84.43065%)이다.즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치(100)에서 전원 공급부(140)의 최종 효율은 종래의 표시 장치 대비 입력 전압(Vin)이 12V인 경우, 5.07% 증가되는 것을 확인할 수 있고, 입력 전압(Vin)이 20V인 경우, 5.07% 증가되는 것을 확인할 수 있다.
즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치는 부스트 전압을 가변 시킴으로써, 제1 컨버터의 입출력 전압 차이를 감소시켜, 제1 컨버터의 효율을 증가시킬 뿐만 아니라, 제2 컨버터의 입출력 전압 차이를 감소시켜, 제2 컨버터의 효율을 증가시킬 수 있다. 이에, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치는 전원 공급부의 최종 효율을 증가시킬 수 있다.
이하에서는 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치의 전원 구동부(240)에 대해서 설명한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 전원 구동부(240)와 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치의 전원 구동부(140, 340)는 모드 제어부(246)에서만 차이점이 존재하므로 이에 대해서 구체적으로 설명한다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치의 전원 공급부의 블록도이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치의 전원 공급부의 회로도이다.
도 7을 참조하면, 전원 공급부(240)는 제1 변환부(Boost Converter; 241), 제2 변환부(Buck Converter; 242), 제1 피드백부(Boost Feedback; 243), 제2 피드백부(Buck Feedback; 244), 기준 전압 계산부(Vref Calculator; 245), 및 모드 제어부(Mode controller; 246)를 포함한다.
모드 제어부(246)는 제1-2 기준 전압(Vref1-2) 및 입력 전압(Vin)을 입력받아, 노멀 모드(Normal Mode)로 구동될 것인지, 바이 패스 모드(By Pass Mode)로 구동될 것인지를 결정한다.
제1 변환부(241)가 노멀 모드로 구동된다는 것은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치에서 설명한 바와 같이, 제1 피드백부(243)에서 출력되는 제1 PWM 신호(PWM1)에 따라 제1 트랜지스터(T1)가 반복적으로 스위칭 되어 제1 변환부(241)가 부스트 전압(Vbst)을 (R1+R2)/R1*Vref1 로 출력하는 것을 의미한다.
즉, 노멀 모드에서 제1 변환부(241)는 제1 피드백부(243)에 의해 제어되어, 부스트 전압(Vbst)을 제1 기준 전압(Vref1)에 비례하도록 출력한다.
그리고, 제1 변환부(241)가 바이 패스 모드(By Pass Mode)로 구동된다는 것은 제1 트랜지스터(T1)가 오프되어, 제1 변환부(241)가 입력 전압(Vin)을 제1 인덕터(L1) 및 제1 다이오드(D1)를 통해 바이 패스 시켜, 부스트 전압(Vbst)을 입력 전압(Vin)으로 출력하는 것을 의미한다. 다만, 제1 다이오드(D1)를 통해 부스트 전압(Vbst)이 출력되므로, 입력 전압(Vin)과 부스트 전압(Vbst)은 다이오드 쇼트키 전압 만큼의 전압 차가 발생할 수 있다.
즉, 바이 패스 모드에서 제1 변환부(241)는 입력 전압(Vin)을 바이 패스 시켜, 부스트 전압(Vbst)을 출력한다.
구체적으로, 도 8을 참조하면, 모드 제어부(246)는 제3 비교기(COMPARATOR; CP3), 앤드 게이트(AND), 제3 증폭기(Amplifier; AMP3) 및 복수의 저항(R6, R7)으로 구성된다.
제3 증폭기(Amplifier; AMP3)는 제1-2 기준 전압(Vref1-2)을 모드 전압(Vm)으로 증폭시킨다. 구체적으로, 제3 증폭기(AMP3)의 출력에는 직렬 연결된 제6 저항(R6)과 제7 저항(R7) 및 제3 비교기(CP3)가 연결되고, 제3 증폭기(AMP3)의 반전 단자는 제6 저항(R6) 및 제7 저항(R7) 사이에 연결되고, 제3 증폭기(AMP3)의 비반전 단자는 기준 전압 계산부(245)에 연결된다. 이에, 제3 증폭기(AMP3)는 제1-2 기준 전압(Vref1-2)을 인가 받아, 모드 전압(Vm)을 (R6+R7)/(R7)*Vref1-2로 증폭시켜 출력한다.
제3 비교기(CP3)는 입력 전압(Vin)과 모드 전압(Vm)을 비교하여, 이의 비교 값을 출력할 수 있다. 제3 비교기(CP3)의 반전 단자에는 입력 전압(Vin)이 인가되고, 제3 비교기(CP3)의 비반전 단자에는 모드 전압(Vm)이 인가된다.
입력 전압(Vin)이 모드 전압(Vm)보다 낮은 경우에는, 앤드 게이트(AND)에 온 레벨(혹은 하이 레벨)의 비교 신호를 출력하고, 입력 전압(Vin)이 모드 전압(Vm)보다 높은 경우에는, 앤드 게이트(AND)에 오프 레벨(혹은 로우 레벨)의 비교 신호를 출력한다.
그리고 앤드 게이트(AND)는 제3 비교기(COMPARATOR)로부터 비교 신호와 제1 피드백부(243)로부터 제1 PWM 신호(PWM1)를 인가 받아, 제1 변환부(241)의 제1 트랜지스터(T1)를 제어할 수 있다.
구체적으로, 앤드 게이트(AND)에 온 레벨의 비교 신호가 인가될 경우에는, 제1 PWM 신호(PWM1)와 동일한 제어 신호(CS)를 출력하여, 제1 트랜지스터(T1)를 주기적으로 스위칭 시킨다. 이에, 제1 PWM 신호(PWM1)와 동일한 제어 신호(CS)에 따라 제1 트랜지스터(T1)가 반복적으로 스위칭 되어 제1 변환부(241)가 부스트 전압(Vbst)을 (R1+R2)/R1*Vref1 로 출력할 수 있다.
즉, 앤드 게이트(AND)에 온 레벨의 비교 신호가 인가될 경우에는, 제1 변환부(241)를 노멀 모드로 구동시킨다.
그리고, 앤드 게이트(AND)에 오프 레벨의 비교 신호가 인가될 경우에는, 오프 레벨(혹은 로우 레벨)의 제어 신호(CS)를 출력하여, 제1 트랜지스터(T1)를 오프 시킨다. 이에, 제1 변환부(241)가 입력 전압(Vin)을 제1 인덕터(L1) 및 제1 다이오드(D1)를 통해 그대로 출력하여, 부스트 전압(Vbst)을 입력 전압(Vin)으로 출력할 수 있다. 다만, 제1 다이오드(D1)를 통해 부스트 전압(Vbst)이 출력되므로, 입력 전압(Vin)과 부스트 전압(Vbst)은 다이오드 쇼트키 전압 만큼의 전압 차가 발생할 수 있다.
앤드 게이트(AND)에 오프 레벨의 비교 신호가 인가될 경우에는, 제1 변환부(241)를 바이 패스 모드로 구동시킨다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치의 전압 파형도이다.
제1 시구간(t0-t1 구간) 및 제2 시구간(t1-t2 구간)에서, 입력 전압(Vin)이 모드 전압(Vm)보다 낮을 수 있다. 이에, 앤드 게이트(AND)에 온 레벨의 비교 신호가 인가되어, 제1 변환부(241)가 제1 피드백부(243)에 의해 제어되는 노멀 모드(Normal Mode)로 구동될 수 있다.
이에, 도 6을 참조하여 본 발명의 일 실시예에서 전술한 바와 같이, 제1 시구간(t0-t1 구간)에서 고정되는 제1-2 기준 전압(Vref1-2)을 제1 피드백부(243)에 제1 기준 전압(Vref1)으로 출력하여, 고정된 부스트 전압(Vbst)을 출력할 수 있다. 예를 들어, 제1 시구간(t0-t1 구간)에서, 부스트 전압(Vbst)은 13.44V로 고정될 수 있다. 그리고, 제2 시구간(t1-t2 구간)에서 가변되는 제1-1 기준 전압(Vref1-1)을 제1 피드백부(243)에 제1 기준 전압(Vref1)으로 출력하여, 가변되는 부스트 전압(Vbst)을 출력할 수 있다. 예를 들어, 도 9에서, 제2 시구간(t1-t2 구간)에서, 부스트 전압(Vbst)은 13.44V에서 15.2V까지 선형적으로 증가할 수 있다.
제3 시구간(t2 이후 구간)에서, 입력 전압(Vin)이 모드 전압(Vm)보다 높을 수 있다. 이에, 앤드 게이트(AND)에 오프 레벨의 비교 신호가 인가되어, 제1 변환부(241)가 입력 전압(Vin)을 제1 다이오드(D1)를 통해 출력하는 바이 패스 모드(By Pass Mode)로 구동될 수 있다.
제3 시구간(t2 이후 구간)에서, 입력 전압(Vin)을 제1 다이오드(D1)를 통해 부스트 전압(Vbst)으로 출력될 수 있다. 이에, 도 9에 도시된 바와 같이, 제3 시구간(t2 이후 구간)에서, 부스트 전압(Vbst)은 입력 전압(Vin)에 대응될 수 있다. 다만, 제1 다이오드(D1)를 통해 부스트 전압(Vbst)이 출력되므로, t2 시점을 기준으로, 13.7V의 입력 전압(Vin)과 13.44V의 부스트 전압(Vbst)은 0.26V의 다이오드 쇼트키 전압 만큼의 전압 차가 발생할 수 있다.
종래의 표시 장치에서는, 입력 전압이 증가하더라도 PWM 신호에 따라 트랜지스터가 반복적으로 스위칭시켜 부스트 전압을 출력하는 노멀 구동이 지속됨으로써, 상술한 PWM 신호로 인해 구동 전압에도 리플이 발생할 수 있다.
그러나, 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치는 입력 전압이 증가할 경우, PWM 신호에 따라 트랜지스터를 스위칭 시키지 않고, 입력 전압을 부스트 전압으로 바이 패스 시킨다. 이에, 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치는 입력 전압을 부스트 전압으로 바이 패스 시킴으로써, 리플이 발생하지 않게 된다.
따라서, 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치의 구동 전압은 리플의 영향을 받지 않게 되어, 리플으로 인한 소비 전력의 손실을 최소화 시킬 수 있다.
이하에서는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 표시 장치의 전원 구동부(340)에 대해서 설명한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 전원 구동부(340)와 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 표시 장치의 전원 구동부(140, 240)는 피드백 전압 계산부(345) 및 제1 피드백부(343)에서만 차이점이 존재하므로 이에 대해서 구체적으로 설명한다
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 표시 장치의 전원 공급부의 블록도이다.
도 10를 참조하면, 전원 공급부(340)는 제1 변환부(Boost Converter; 341), 제2 변환부(Buck Converter; 342), 제1 피드백부(Boost Feedback; 343), 제2 피드백부(Buck Feedback; 344) 및 피드백 전압 계산부(Vfb Calculator; 345)를 포함한다.
제1 변환부(341)는 외부 시스템으로부터 공급되는 입력 전압(Vin)을 부스트 전압(Vbst)으로 승압시킨다. 즉, 제1 변환부(341)는 입력 전압(Vin)을 승압하여, 입력 전압(Vin)을 부스트 전압(Vbst)으로 변환하는 부스트 컨버터(Boost Converter) 혹은 스텝 업 컨버터(Step up Converter)일 수 있다.
제2 변환부(342)는 승압된 부스트 전압(Vbst)을 표시 장치(100)의 구동에 필요한 구동 전압(Vout)으로 강압시킨다. 즉, 제2 변환부(342)는 부스트 전압(Vbst)을 강압하여, 부스트 전압(Vbst)을 구동 전압(Vout)으로 변환하는 벅 컨버터(Buck Converter) 혹은 스텝 다운 컨버터(Step down Converter)일 수 있다.
제1 피드백부(343)는 제1 변환부(341)가 일정한 부스트 전압(Vbst)을 출력할 수 있도록 제1 변환부(341)를 제어한다. 즉, 제1 피드백부(343)는 부스트 전압(Vbst)이 제1 기준 전압에 비례하여 일정한 레벨을 유지할 수 있도록, 제1 PWM 신호(PWM1)를 생성하고, 제1 변환부(341)에 출력한다.
제2 피드백부(344)는 제2 변환부(342)가 일정한 구동 전압(Vout)을 유지할 수 있도록 제2 변환부(342)를 제어한다. 즉, 제2 피드백부(344)는 구동 전압(Vout)이 제2 기준 전압에 따라 일정한 레벨을 유지할 수 있도록, 제2 PWM 신호(PWM2)를 생성하고, 제2 변환부(342)에 출력한다.
피드백 전압 계산부(345)는 전원 공급부(340)가 최대 효율로 구동될 수 있도록, 피드백 전압(Vfb)을 계산하고, 제1 피드백부(343)에 출력한다. 즉, 피드백 전압 계산부(345)는 입력 전압(Vin) 및 구동 전압(Vout) 각각을 입력 받아, 입력 전압(Vin) 및 구동 전압(Vout) 각각에 따라 피드백 전압(Vfb)을 계산하고, 제1 피드백부(343)에 출력한다.
이하에서는 도 11을 참조하여, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 표시 장치의 제1 피드백부(343)를 중점으로 구체적인 회로 구성에 대해서 설명한다.
도 11은 본 발명의 또 실시예에 따른 표시 장치의 전원 공급부의 회로도이다.
제1 피드백부(343)는 복수의 저항(R1, R2, R3, R8), 제3 커패시터(C3), 제1 증폭기(Amplifier; AMP1), 제1 발진기(Oscillator; OSC 1) 및 제1 비교기(Comparator; CP1) 및 제1 PWM 생성기(PWM Generator; PG1)를 포함한다.
제1 저항(R1) 및 제2 저항(R2)은 직렬 연결된다. 그리고 직렬 연결된 제1 저항(R1) 및 제2 저항(R2)은 제1 변환부(341)의 출력단과 접지단 사이에 연결된다. 이에, 직렬 연결된 제1 저항(R1) 및 제2 저항(R2)은 부스트 전압(Vbst)을 분배하는 전압 분배기의 역할을 수행한다. 따라서, 제1 저항(R1) 및 제2 저항(R2) 사이에 분배된 부스트 전압(Vbst)은 (R2)/(R1+R2)*Vbst으로 표현될 수 있다.
그리고, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 표시 장치에서는, 제1 저항(R1) 및 제2 저항(R2) 사이의 노드인 제1 증폭기(AMP1)의 반전 단자는 복수의 저항 중 어느 하나인 제8 저항(R8)을 통해 피드백 전압 계산부(345)에 연결될 수 있다. 즉, 제8 저항(R8)의 일단은 제1 저항(R1) 및 제2 저항(R2) 사이의 노드인 제1 증폭기(AMP1)의 반전 단자에 연결되고, 제8 저항(R8)의 타단은 피드백 전압 계산부(345)에 연결된다.
다시 말하면, 제1 증폭기(AMP1)의 반전 단자는 복수의 저항 중 다른 하나(R1)를 통해 제1 변환부(341)의 출력단에 연결되고, 제1 증폭기(AMP1)의 반전 단자는 복수의 저항 중 또 다른 하나(R2)를 통해 접지단에 연결된다.
그리고, 제1 증폭기(AMP1)의 반전 단자에는 제1 저항(R1) 및 제2 저항(R2)이 연결되어, 분배된 부스트 전압((R2)/(R1+R2)*Vbst)이 인가될 수 있다. 그리고, 제1 증폭기(AMP1)의 비반전 단자에는 제1 기준 전압(Vref1)이 인가될 수 있다. 다만, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 표시 장치에서는 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치와 달리 제1 기준 전압(Vref1)이 가변되는 것이 아니라 고정될 수 있다.
그리고, 제1 증폭기(AMP1)의 반전 단자의 전압과 비반전 단자의 전압은 동일하므로, 제1 기준 전압(Vref1)은 분배된 부스트 전압((R2)/(R1+R2)*Vbst)일 수 있다. 그리고, 제1 증폭기(AMP1)의 출력 단자에는 직렬 연결된 제3 저항(R3) 및 제3 커패시터(C3)가 연결되어, 제1 증폭기(AMP1)의 출력 전압을 안정화시킨다. 즉, 제1 증폭기(AMP1)는 분배된 부스트 전압((R2)/(R1+R2)*Vbst) 및 제1 기준 전압(Vref1)의 차이값을 도출하고 이의 증폭 값을 출력한다.
그리고, 제1 비교기(CP1)의 반전 단자에는 제1 발진기(OSC1)가 연결되어, 제1 발진기(OSC1)로부터 출력된 삼각파가 인가될 수 있다. 그리고, 제1 비교기(CP1)의 비반전 단자에는 제1 증폭기(AMP1)가 연결되어, 제1 증폭기(AMP1)의 출력 값이 인가될 수 있다. 그리고, 제1 증폭기(AMP1)의 출력 단자에는 제1 PWM 생성기(PG1)가 연결된다. 즉, 제1 비교기(CP1)는 제1 증폭기(AMP1)의 출력 값과 제1 발진기(OSC1)로부터 출력된 삼각파를 비교한 결과 값을 제1 PWM 생성기(PG1)에 출력한다.
그리고, 제1 PWM 생성기(PG1)는 제1 비교기(CP1)의 출력 값을 인가 받아, 제1 비교기(CP1)의 출력 값을 반영한 듀티를 가진 제1 PWM 신호(PWM1)를 제1 변환부(341)에 출력한다. 이에, 제1 변환부(341)의 제1 트랜지스터(T1)는 제1 PWM 신호(PWM1)에 대응하여 온/오프 스위칭 동작을 수행하여 제1 변환부(341)는 제1 PWM 신호(PWM1)의 듀티에 따라서, 입력 전압(Vin)을 부스트 전압(Vbst)으로 변환한다.
도 12는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 표시 장치의 피드백 전압 계산부의 블록도이다.
도 13a는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 표시 장치의 제1 피드백 전압 변환부의 회로도이다.
도 13b는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 표시 장치의 제2 피드백 전압 변환부의 회로도이다.
도 14는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 표시 장치의 피드백 전압 출력부의 회로도이다.
피드백 전압 계산부(345)는 제1 피드백 전압 변환부(345-1), 제2 피드백 전압 변환부(345-2), 피드백 전압 출력부(345-3)를 포함한다.
제1 피드백 전압 변환부(345-1)를 입력 전압(Vin)을 인가 받아, 이를 제1 피드백 전압(Vfb1)으로 변환한다. 제1 피드백 전압(Vfb1)은 제1 변환부(341)가 동작 하기 위한 최소한의 전압을 의미한다.
구체적으로, 제1 피드백 전압 변환부(345-1)는 입력 전압(Vin)을 강압시킨 뒤, 강압시킨 입력 전압(Vin)을 분배하여, 제1 피드백 전압(Vfb1)을 출력한다. 즉, 제1 피드백 전압 변환부(345-1)는 입력 전압(Vin)의 레벨을 제1 기준 전압(Vref1) 이하로 다운시켜 제1 피드백 전압(Vfb1)을 출력할 수 있다.
도 13a에 도시된 바와 같이, 제1 피드백 전압 변환부(345-1)는 직렬 연결된 복수의 다이오드와 복수의 저항(Rd1, Rd2)을 포함할 수 있다.
이에, 제1 피드백 전압 변환부(345-1)는 복수의 다이오드를 통해 입력 전압(Vin)을 뱐환시키고, 복수의 저항(Rd1, Rd2)을 통해 강압시킨 입력 전압(Vin)을 분배하여, 제1 피드백 전압(Vfb1)을 출력한다. 이에, 제1 피드백 전압(Vfb1)은 제1 기준 전압(Vref1)보다 낮을 수 있다.
제2 피드백 전압 변환부(345-2)는 구동 전압(Vout)을 인가 받아, 이를 제2 피드백 전압(Vfb2)으로 변환한다. 제2 피드백 전압(Vfb2)은 제2 변환부(342)가 동작 하기 위한 최소한의 전압을 의미한다.
구체적으로, 제2 피드백 전압 변환부(345-2)는 구동 전압(Vout)을 강압시킨 뒤, 강압시킨 구동 전압(Vout)을 분배하여, 제2 피드백 전압(Vfb2)을 출력한다. 즉, 제2 피드백 전압 변환부(345-2)는 구동 전압(Vout)의 레벨을 제1 기준 전압(Vref1) 이하로 다운시켜 제2 피드백 전압(Vfb2)을 출력할 수 있다.
도 13b에 도시된 바와 같이, 제2 피드백 전압 변환부(345-2)는 직렬 연결된 복수의 다이오드와 복수의 저항(Rd3, Rd4)을 포함할 수 있다.
이에, 제2 피드백 전압 변환부(345-2)는 복수의 다이오드를 통해 구동 전압(Vout)을 뱐환시키고, 복수의 저항(Rd3, Rd4)을 통해 강압시킨 구동 전압(Vout)을 분배하여, 제2 피드백 전압(Vfb2)을 출력한다. 이에, 제2 피드백 전압(Vfb2)은 제1 기준 전압(Vref1)보다 낮을 수 있다.
피드백 전압 출력부(345-3)는 제1 피드백 전압(Vfb1) 및 제2 피드백 전압(Vfb2) 중 큰 값을 피드백 전압(Vfb)으로 출력한다. 상술한 바와 같이, 제1 피드백 전압 변환부(345-1)는 제1 변환부(341)를 구동시키기 위한 최소한의 전압인 제1 피드백 전압(Vfb1)을 출력하고, 제2 피드백 전압 변환부(345-2)는 제2 변환부(342)를 구동시키기 위한 최소한의 제2 피드백 전압(Vfb2)을 출력한다. 그리고, 전원 공급부(340)를 구동하기 위해서는 제1 변환부(341) 및 제2 변환부(342)를 모두 구동시켜야한다.
이에, 피드백 전압 출력부(345-3)는 제1 변환부(341) 및 제2 변환부(342)를 모두 구동시키기 위하여, 제1 피드백 전압(Vfb1) 및 제2 피드백 전압(Vfb2) 중 큰 값을 피드백 전압(Vfb)으로 출력한다.
도 14를 참조하면, 피드백 전압 출력부(345-3)는 제1 피드백 전압(Vfb1) 및 제2 피드백 전압(Vfb2)을 입력 받는 먹스(MUX)와 비교기(COMPARATOR)를 포함한다.
비교기(COMPARATOR)는 제1 피드백 전압(Vfb1)과 제2 피드백 전압(Vfb2)을 비교하여 그 비교 결과 값을 먹스(MUX)에 출력한다.
그리고, 먹스(MUX)는 비교기(COMPARATOR)의 결과 값에 따라, 제1 피드백 전압(Vfb1)과 제2 피드백 전압(Vfb2) 중 전위가 높은 전압을 피드백 전압(Vfb)으로 출력한다.
한편, 도 11을 참조하면, 제1 증폭기(AMP1)의 비반전 단자와 반전 단자는 동일한 전압이므로, 제1 증폭기(AMP1)의 비반전 단자에는 제1 기준 전압(Vref1)이 인가된다.
이에, 제2 저항(R2)에 흐르는 제1 전류(I1)는 Vref1/R2로 표현할 수 있고, 제8 저항(R8)에 흐르는 제2 전류(I2)는 (Vref1-Vfb)/R8로 표현할 수 있다. 이에, 제1 저항(R1)에 흐르는 전류(I(total))는 제1 전류(I1)와 제2 전류(I2)의 합 전류이므로, Vref1/R2 + (Vref1-Vfb)/R8으로 표현할 수 있다.
이에, 부스트 전압(Vbst)은 제1 기준 전압(Vref1)과 제1 저항(R1)에 인가된 전압의 합으로 표현할 수 있다. 즉, 부스트 전압(Vbst)은 Vref1 + {Vref1/R2 + (Vref1-Vfb)/R8}*R1으로 표현할 수 있다. 부스트 전압(Vbst)을 전압 기준으로 정리하면, Vref1(1+R1/R2+R1/R8)-Vfb(R1/R8)으로 표현 할 수 있다.
즉, 부스트 전압(Vbst)은 피드백 전압(Vfb)에 따라 변화하므로, 피드백 전압(Vfb)을 조절함으로써, 부스트 전압(Vbst)을 제어할 수 있다.
다시 말하면, 본 발명의 또 다른 표시 장치는 제1 변환부(341)를 제어하는 제1 피드백부(343)에 인가되는 피드백 전압(Vfb)을 조절함으로써, 부스트 전압(Vbst)을 제어할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 표시 장치 또한 부스트 전압을 가변 시킴으로써, 제1 컨버터의 입출력 전압 차이를 감소시켜, 제1 컨버터의 효율을 증가시킬 뿐만 아니라, 제2 컨버터의 입출력 전압 차이를 감소시켜, 제2 컨버터의 효율을 증가시킬 수 있다. 이에, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 표시 장치 또한 전원 공급부의 최종 효율을 증가시킬 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예들에 따른 표시 장치는 다음과 같이 설명될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치는 복수의 화소가 배치되는 표시 패널 및 표시 패널에 구동 전압을 공급하는 전원 공급부를 포함하고, 전원 공급부는, 외부 시스템으로부터 공급되는 입력 전압을 부스트 전압으로 변환시키는 제1 변환부, 부스트 전압을 구동 전압으로 뱐환시키는 제2 변환부, 부스트 전압이 제1 기준 전압에 비례하도록, 제1 PWM 신호를 제1 변환부에 출력하는 제1 피드백부, 구동 전압이 제2 기준 전압에 비례하도록, 제2 PWM 신호를 제2 변환부에 출력하는 제2 피드백부, , 입력 전압과 구동 전압을 입력 받아 제1 피드백부에 제1 기준 전압을 공급하는 기준 전압 계산부를 포함하여 전원 공급부의 전원 변환 효율을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 제1 변환부는 제1 인덕터, 제1 다이오드, 제1 트랜지스터 및 제1 커패시터를 포함하는 부스트 컨버터이고, 제1 트랜지스터는 제1 PWM 신호에 대응하여 스위칭 동작을 수행함으로써, 제1 변환부는 제1 PWM 신호의 듀티에 따라 입력 전압을 부스트 전압으로 변환할 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 제1 피드백부는 복수의 저항, 제1 증폭기 및 제1 PWM 생성기를 포함하고, 복수의 저항은 부스트 전압을 분배하고, 제1 증폭기의 반전 단자에는 분배된 부스트 전압이 인가되고, 제1 증폭기의 반전 단자에는 제1 기준 전압이 인가되고, 제1 PWM 생성기는 분배된 부스트 전압과 제1 기준 전압이 같아 지도록, 제1 PWM 신호를 출력할 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 제2 변환부는 제2 인덕터, 제2 트랜지스터, 제3 트랜지스터 및 제2 커패시터를 포함하는 벅 컨버터이고, 제2 트랜지스터 및 제3 트랜지스터는 제2 PWM 신호에 대응하여 스위칭 동작을 수행함으로써, 제2 변환부는 제2 PWM 신호의 듀티에 따라 부스트 전압을 구동 전압으로 변환할 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 제2 피드백부는 복수의 저항, 제2 증폭기 및 제2 PWM 생성기를 포함하고, 복수의 저항은 구동 전압을 분배하고, 제2 증폭기의 반전 단자에는 분배된 구동 전압이 인가되고, 제2 증폭기의 반전 단자에는 제2 기준 전압이 인가되고, 제2 PWM 생성기는 분배된 구동 전압과 제2 기준 전압이 같아 지도록, 제2 PWM 신호를 출력할 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 제1-1 기준 전압 계산부는 제1-1 기준 전압 계산부, 제1-2 기준 전압 계산부 및 기준 전압 출력부를 포함하고, 제1-1 기준 전압 계산부는 입력 전압에 기초하여, 제1-1 기준 전압을 계산하고, 제1-2 기준 전압 계산부는 구동 전압에 기초하여, 제1-2 기준 전압을 계산하고, 기준 전압 출력부는 제1-1 기준 전압과 제1-2 기준 전압 중 레벨이 높은 전압을 기준 전압으로 출력할 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 제1-1 기준 전압은 제1 변환부가 동작하기 위한 최소한의 전압이고, 제1-2 기준 전압은 제2 변환부가 동작하기 위한 최소한의 전압이다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 입력 전압은 가변되고, 제1-1 기준 전압은 입력 전압에 따라 가변될 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 구동 전압은 고정되고, 제1-2 기준 전압은 구동 전압에 따라 고정될 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 제1 기준 전압 출력부는 제1 시구간에서 제1-2 기준 전압을 제1 피드백부에 제1 기준 전압으로 출력하고, 제2 시구간에서 제1-1 기준 전압을 제1 피드백부에 제1 기준 전압으로 출력할 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 제1-2 기준 전압 및 입력 전압을 입력받아, 제1 변환부가 노멀 모드 혹은 바이 패스 모드로 구동되는 것을 결정하는 모드 제어부를 더 포함하고, 노멀 모드에서 제1 변환부는 제1 피드백부에 의해 제어되어, 부스트 전압을 제1 기준 전압에 비례하도록 출력하고, 바이 패스 모드에서 제1 변환부는 입력 전압을 바이 패스 시켜 부스트 전압으로 출력할 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 모드 제어부는 증폭기, 비교기 및 앤드 게이트를 포함하고, 증폭기는 제1-2 기준 전압을 모드 전압으로 증폭시키고, 비교기는 입력 전압과 모드 전압을 비교하고, 앤드 게이트는 제1 PWM 신호와 비교기의 비교 신호를 인가 받아, 제1 변환부를 제어하는 제어 신호를 출력할 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 비교기의 반전 단자에는 입력 전압이 인가되고, 비교기의 비반전 단자에는 모드 전압이 인가될 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 비교기는 입력 전압이 모드 전압보다 낮은 경우에는, 앤드 게이트에 온 레벨의 비교 신호를 출력하고, 입력 전압이 모드 전압보다 높은 경우에는, 앤드 게이트에 오프 레벨의 비교 신호를 출력할 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 앤드 게이트는 온 레벨의 비교 신호가 인가될 경우에, 제1 PWM 신호와 동일한 제어 신호를 출력하여 제1 변환부를 노멀 모드로 구동시키고, 오프 레벨의 비교 신호가 인가될 경우에, 오프 레벨의 제어 신호를 출력하여 제1 변환부를 바이 패스 모드로 구동시킬 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치는 복수의 화소가 배치되는 표시 패널 및 표시 패널에 구동 전압을 공급하는 전원 공급부를 포함하고, 전원 공급부는 외부 시스템으로부터 공급되는 입력 전압을 부스트 전압으로 변환시키는 제1 변환부, 부스트 전압을 구동 전압으로 뱐환시키는 제2 변환부, 제1 변환부가 부스트 전압을 출력할 수 있도록 제1 변환부를 제어하는 제1 피드백부, 제2 변환부가 구동 전압을 출력할 수 있도록 제2 변환부를 제어하는 제2 피드백부, 입력 전압과 구동 전압으로부터 피드백 전압을 계산하는 피드백 전압 계산부를 포함하고, 제1 피드백부는 복수의 저항, 제1 증폭기 및 제1 PWM 생성기를 포함하고, 제1 증폭기의 비반전 단자에는 제1 기준 전압이 인가되고, 제1 증폭기의 반전 단자는 복수의 저항 중 어느 하나를 통해 피드백 전압 계산부에 연결되고, 제1 PWM 생성기는 부스트 전압이 제1 기준 전압에 비례하도록, 제1 변환부에 제1 PWM 신호를 출력하여, 전원 공급부의 전원 변환 효율을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 제1 변환부는 제1 인덕터, 제1 다이오드, 제1 트랜지스터 및 제1 커패시터를 포함하고, 제1 트랜지스터는 제1 PWM 신호에 대응하여 스위칭 동작을 수행함으로써, 제1 변환부는 제1 PWM 신호의 듀티에 따라 입력 전압을 부스트 전압으로 변환할 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 제1 증폭기의 반전 단자는 복수의 저항 중 다른 하나를 통해 제1 변환부의 출력단에 연결되고, 제1 증폭기의 반전 단자는 복수의 저항 중 또 다른 하나를 통해 접지단에 연결될 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 피드백 전압 계산부는 제1 피드백 전압 변환부, 제2 피드백 전압 변환부 및 피드백 전압 출력부를 포함하고, 제1 피드백 전압 변환부는 입력 전압을 제1 기준 전압 이하로 강압시켜 제1 피드백 전압으로 변환하고, 제2 피드백 전압 변환부는 구동 전압을 제1 기준 전압 이하로 강압시켜 제2 피드백 전압으로 변환하고, 피드백 전압 출력부는 제1 피드백 전압과 제2 피드백 전압 중 레벨이 높은 전압을 피드백 전압으로 출력할 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 제1 피드백 전압은 제1 변환부가 동작하기 위한 최소한의 전압이고, 제2 피드백 전압은 제2 변환부가 동작하기 위한 최소한의 전압일 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 더욱 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 반드시 이러한 실시예로 국한되는 것은 아니고, 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변형실시될 수 있다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 제한하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 제한되는 것은 아니다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 제한적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100: 표시 장치
110: 표시 패널
120: 게이트 구동부
130: 데이터 구동부
140, 240, 340: 전원 공급부
141, 241, 341: 제1 변환부
142, 242, 342: 제2 변환부
143, 243, 343: 제1 피드백부
144, 244, 344: 제2 피드백부
145, 245: 기준 전압 계산부
345: 피드백 전압 계산부
145-1: 제1-1 기준 전압 계산부
145-2: 제1-2 기준 전압 계산부
145-3: 제1 기준 전압 출력부
345-1: 제1 피드백 전압 변환부
345-2: 제2 피드백 전압 변환부
345-3: 피드백 전압 출력부
246: 모드 제어부
PX: 화소
GL: 게이트 라인
DL: 데이터 라인
VGH: 게이트 고전위 전압
SVDD: 소스 고전위 전압
EVDD: 구동 고전위 전압
Vin: 입력 전압
Vbst: 부스트 전압
Vout: 구동 전압
PWM1: 제1 PWM 신호
PWM2: 제2 PWM 신호
L: 인덕터
D: 다이오드
R: 저항
T: 트랜지스터
PG1: 제1 PWM 생성기
PG2: 제2 PWM 생성기
OSC1: 제1 발진기
OSC2: 제2 발진기

Claims (20)

  1. 복수의 화소가 배치되는 표시 패널; 및
    상기 표시 패널에 구동 전압을 공급하는 전원 공급부를 포함하고,
    상기 전원 공급부는,
    외부 시스템으로부터 공급되는 입력 전압을 부스트 전압으로 변환시키는 제1 변환부;
    상기 부스트 전압을 상기 구동 전압으로 뱐환시키는 제2 변환부;
    상기 부스트 전압이 제1 기준 전압에 비례하도록, 제1 PWM 신호를 제1 변환부에 출력하는 제1 피드백부;
    상기 구동 전압이 제2 기준 전압에 비례하도록, 제2 PWM 신호를 제2 변환부에 출력하는 제2 피드백부;
    상기 입력 전압과 상기 구동 전압을 입력 받아 상기 제1 피드백부에 상기 제1 기준 전압을 공급하는 기준 전압 계산부를 포함하는, 표시 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 변환부는 제1 인덕터, 제1 다이오드, 제1 트랜지스터 및 제1 커패시터를 포함하는 부스트 컨버터이고,
    상기 제1 트랜지스터는 상기 제1 PWM 신호에 대응하여 스위칭 동작을 수행함으로써, 상기 제1 변환부는 상기 제1 PWM 신호의 듀티에 따라 상기 입력 전압을 상기 부스트 전압으로 변환하는, 표시 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1 피드백부는 복수의 저항, 제1 증폭기 및 제1 PWM 생성기를 포함하고,
    상기 복수의 저항은 상기 부스트 전압을 분배하고,
    상기 제1 증폭기의 반전 단자에는 상기 분배된 부스트 전압이 인가되고,
    상기 제1 증폭기의 비반전 단자에는 상기 제1 기준 전압이 인가되고,
    상기 제1 PWM 생성기는 상기 분배된 부스트 전압과 상기 제1 기준 전압이 같아 지도록, 상기 제1 PWM 신호를 출력하는, 표시 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제2 변환부는 제2 인덕터, 제2 트랜지스터, 제3 트랜지스터 및 제2 커패시터를 포함하는 벅 컨버터이고,
    상기 제2 트랜지스터 및 상기 제3 트랜지스터는 상기 제2 PWM 신호에 대응하여 스위칭 동작을 수행함으로써, 상기 제2 변환부는 상기 제2 PWM 신호의 듀티에 따라 상기 부스트 전압을 상기 구동 전압으로 변환하는, 표시 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제2 피드백부는 복수의 저항, 제2 증폭기 및 제2 PWM 생성기를 포함하고,
    상기 복수의 저항은 구동 전압을 분배하고,
    상기 제2 증폭기의 반전 단자에는 상기 분배된 구동 전압이 인가되고,
    상기 제2 증폭기의 반전 단자에는 상기 제2 기준 전압이 인가되고,
    상기 제2 PWM 생성기는 상기 분배된 구동 전압과 상기 제2 기준 전압이 같아 지도록, 상기 제2 PWM 신호를 출력하는, 표시 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 기준 전압 계산부는 제1-1 기준 전압 계산부, 제1-2 기준 전압 계산부 및 제1 기준 전압 출력부를 포함하고
    상기 제1-1 기준 전압 계산부는 상기 입력 전압에 기초하여, 제1-1 기준 전압을 계산하고,
    상기 제1-2 기준 전압 계산부는 상기 구동 전압에 기초하여, 제1-2 기준 전압을 계산하고,
    상기 제1 기준 전압 출력부는 상기 제1-1 기준 전압과 상기 제1-2 기준 전압 중 레벨이 높은 전압을 상기 제1 기준 전압으로 출력하는, 표시 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제1-1 기준 전압은 상기 제1 변환부가 동작하기 위한 최소한의 전압이고,
    상기 제1-2 기준 전압은 상기 제2 변환부가 동작하기 위한 최소한의 전압인, 표시 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 입력 전압은 가변되고,
    상기 제1-1 기준 전압은 상기 입력 전압에 따라 가변되는, 표시 장치.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 구동 전압은 고정되고,
    상기 제1-2 기준 전압은 상기 구동 전압에 따라 고정되는, 표시 장치.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 제1 기준 전압 출력부는,
    제1 시구간에서 상기 제1-2 기준 전압을 상기 제1 피드백부에 상기 제1 기준 전압으로 출력하고,
    제2 시구간에서 상기 제1-1 기준 전압을 상기 제1 피드백부에 상기 제1 기준 전압으로 출력하는, 표시 장치.
  11. 제6항에 있어서,
    상기 제1-2 기준 전압 및 상기 입력 전압을 입력받아, 상기 제1 변환부가 노멀 모드 혹은 바이 패스 모드로 구동되는 것을 결정하는 모드 제어부를 더 포함하고,
    상기 노멀 모드에서 상기 제1 변환부는 상기 제1 피드백부에 의해 제어되어, 상기 부스트 전압을 상기 제1 기준 전압에 비례하도록 출력하고,
    상기 바이 패스 모드에서 상기 제1 변환부는 상기 입력 전압을 바이 패스 시켜 상기 부스트 전압으로 출력하는, 표시 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 모드 제어부는,
    증폭기, 비교기 및 앤드 게이트를 포함하고,
    상기 증폭기는 상기 제1-2 기준 전압을 모드 전압으로 증폭시키고,
    상기 비교기는 상기 입력 전압과 상기 모드 전압을 비교하고,
    상기 앤드 게이트는 상기 제1 PWM 신호와 상기 비교기의 비교 신호를 인가 받아, 상기 제1 변환부를 제어하는 제어 신호를 출력하는, 표시 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 비교기의 반전 단자에는 상기 입력 전압이 인가되고,
    상기 비교기의 비반전 단자에는 상기 모드 전압이 인가되는, 표시 장치.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 비교기는,
    상기 입력 전압이 상기 모드 전압보다 낮은 경우에는, 상기 앤드 게이트에 온 레벨의 비교 신호를 출력하고, 상기 입력 전압이 상기 모드 전압보다 높은 경우에는, 상기 앤드 게이트에 오프 레벨의 비교 신호를 출력하는, 표시 장치.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 앤드 게이트는
    상기 온 레벨의 비교 신호가 인가될 경우에, 상기 제1 PWM 신호와 동일한 상기 제어 신호를 출력하여 상기 제1 변환부를 상기 노멀 모드로 구동시키고,
    상기 오프 레벨의 비교 신호가 인가될 경우에, 오프 레벨의 제어 신호를 출력하여 상기 제1 변환부를 상기 바이 패스 모드로 구동시키는, 표시 장치.
  16. 복수의 화소가 배치되는 표시 패널; 및
    상기 표시 패널에 구동 전압을 공급하는 전원 공급부를 포함하고,
    상기 전원 공급부는,
    외부 시스템으로부터 공급되는 입력 전압을 부스트 전압으로 변환시키는 제1 변환부;
    상기 부스트 전압을 상기 구동 전압으로 뱐환시키는 제2 변환부;
    상기 제1 변환부가 상기 부스트 전압을 출력할 수 있도록 상기 제1 변환부를 제어하는 제1 피드백부;
    상기 제2 변환부가 상기 구동 전압을 출력할 수 있도록 상기 제2 변환부를 제어하는 제2 피드백부;
    상기 입력 전압과 상기 구동 전압으로부터 피드백 전압을 계산하는 피드백 전압 계산부를 포함하고
    상기 제1 피드백부는 복수의 저항, 제1 증폭기 및 제1 PWM 생성기를 포함하고,
    상기 제1 증폭기의 비반전 단자에는 제1 기준 전압이 인가되고,
    상기 제1 증폭기의 반전 단자는 복수의 저항 중 어느 하나를 통해 상기 피드백 전압 계산부에 연결되고
    상기 제1 PWM 생성기는 상기 부스트 전압이 상기 제1 기준 전압에 비례하도록, 상기 제1 변환부에 제1 PWM 신호를 출력하는, 표시 장치.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 제1 변환부는 제1 인덕터, 제1 다이오드, 제1 트랜지스터 및 제1 커패시터를 포함하고,
    상기 제1 트랜지스터는 상기 제1 PWM 신호에 대응하여 스위칭 동작을 수행함으로써, 상기 제1 변환부는 상기 제1 PWM 신호의 듀티에 따라 상기 입력 전압을 상기 부스트 전압으로 변환하는, 표시 장치.
  18. 제16항에 있어서,
    상기 제1 증폭기의 반전 단자는 복수의 저항 중 다른 하나를 통해 상기 제1 변환부의 출력단에 연결되고,
    상기 제1 증폭기의 반전 단자는 복수의 저항 중 또 다른 하나를 통해 접지단에 연결되는, 표시 장치.
  19. 제16항에 있어서,
    상기 피드백 전압 계산부는 제1 피드백 전압 변환부, 제2 피드백 전압 변환부 및 피드백 전압 출력부를 포함하고
    상기 제1 피드백 전압 변환부는 상기 입력 전압을 상기 제1 기준 전압 이하로 강압시켜 제1 피드백 전압으로 변환하고,
    상기 제2 피드백 전압 변환부는 상기 구동 전압을 상기 제1 기준 전압 이하로 강압시켜 제2 피드백 전압으로 변환하고,
    상기 피드백 전압 출력부는 상기 제1 피드백 전압과 상기 제2 피드백 전압 중 레벨이 높은 전압을 상기 피드백 전압으로 출력하는, 표시 장치.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 제1 피드백 전압은 상기 제1 변환부가 동작하기 위한 최소한의 전압이고,
    상기 제2 피드백 전압은 상기 제2 변환부가 동작하기 위한 최소한의 전압인, 표시 장치.
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