KR20230119862A - 커패시터들의 전압들에 기반하여 전력 신호들을 생성하기 위한 디스플레이 장치 - Google Patents

커패시터들의 전압들에 기반하여 전력 신호들을 생성하기 위한 디스플레이 장치 Download PDF

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KR20230119862A
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Abstract

일 실시예에 따른 디스플레이 장치는, 제1 인덕터, 및 상기 제1 인덕터와 유도 결합된(mutually coupled to) 제2 인덕터, 및 상기 제1 인덕터와 유도 결합된 제3 인덕터를 포함하는 트랜스포머를 포함할 수 있다. 디스플레이 장치는, 상기 제2 인덕터에서 유도되는 교류 전압을 이용하여, 제1 커패시터, 및 제2 커패시터를 충전하여, 상기 제1 커패시터 및 상기 제2 커패시터의 전압에 기반하는 제1 직류 전압을 출력하는 제1 전압 변경 회로를 포함할 수 있다. 디스플레이 장치는, 상기 제3 인덕터에서 유도되는 교류 전압을 이용하여, 상기 제2 커패시터, 및 상기 제3 커패시터를 충전하여, 상기 제1 직류 전압과 상이한 제2 직류 전압을 출력하는 제2 전압 변경 회로를 포함할 수 있다.

Description

커패시터들의 전압들에 기반하여 전력 신호들을 생성하기 위한 디스플레이 장치{DISPLAY DEVICE FOR GENERATING POWER SIGNALS BASED ON VOLTAGES OF CAPACITORS}
아래의 설명들은 커패시터들의 전압들에 기반하여 전력 신호들을 생성하기 위한 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 장치가 보다 많은 기능들을 지원하도록 설계됨에 따라, 디스플레이 장치에 포함된 부하 회로가 다양화될 수 있다. 다양화된 부하 회로들은, 상이한 특성의 전력 신호들을 제공하도록 설계될 수 있다.
디스플레이 장치의 전원 회로가, 디스플레이 장치에 포함된 부하 회로들의 상이한 특성에 대응하는 전력 신호들을, 동시에 출력하기 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, 제1 인덕터, 및 상기 제1 인덕터와 유도 결합된(mutually coupled to) 제2 인덕터, 및 상기 제1 인덕터와 유도 결합된 제3 인덕터를 포함하는 트랜스포머를 포함할 수 있다. 디스플레이 장치는, 상기 제2 인덕터에서 유도되는 교류 전압을 이용하여, 제1 커패시터, 및 제2 커패시터를 충전하여, 상기 제1 커패시터 및 상기 제2 커패시터의 전압들에 기반하는 제1 직류 전압을 출력하는 제1 전압 변경 회로를 포함할 수 있다. 디스플레이 장치는, 상기 제3 인덕터에서 유도되는 교류 전압을 이용하여, 상기 제2 커패시터, 및 상기 제3 커패시터를 충전하여, 상기 제1 직류 전압과 상이한 제2 직류 전압을 출력하는 제2 전압 변경 회로를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른, 디스플레이 장치는, 적어도 하나의 스피커를 포함할 수 있다. 디스플레이 장치는, 상기 적어도 하나의 스피커를 제어하기 위한 프로세서를 포함할 수 있다. 디스플레이 장치는, 상기 적어도 하나의 스피커, 및 상기 프로세서에 상이한 직류 전압들을 가지는 전력 신호들을 출력하는 전원 회로를 포함할 수 있다. 디스플레이 장치의 전원 회로는, 복수의 커패시터들 각각을 상이한 시간 구간들에서 충전하여, 상기 충전된 복수의 커패시터들의 전압들의 결합에 대응하는 제1 직류 전압의 전력 신호를, 상기 프로세서로 송신하는 제1 전압 변경 회로를 포함할 수 있다. 디스플레이 장치의 전원 회로는, 상기 복수의 커패시터들 중 제1 커패시터를, 상기 제1 커패시터가 상기 상이한 시간 구간들 중에서 상기 제1 전압 변경 회로에 의해 충전되는 제1 시간 구간과 상이한, 제2 시간 구간에서 충전하고, 상기 제1 커패시터의 전압에 기반하여, 상기 제1 직류 전압을 초과하고, 상기 적어도 하나의 스피커로 제공될, 제2 직류 전압의 전력 신호를 획득하는 제2 전압 변경 회로를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른, 디스플레이 장치의 전원 회로는, 제1 인덕터, 상기 제1 인덕터와 유도 결합된 제2 인덕터, 및 상기 제1 인덕터와 유도 결합된 제3 인덕터를 포함하는 트랜스포머를 포함할 수 있다. 디스플레이 장치의 전원 회로는, 역률 변환 회로로부터 출력된 전력을, 상기 트랜스포머의 상기 제1 인덕터로 입력하는 인버터 회로를 포함할 수 있다. 디스플레이 장치의 전원 회로는, 상기 제2 인덕터, 및 상기 제3 인덕터 중에서, 상기 제2 인덕터에 기반하여, 제1 커패시터, 및 제2 커패시터를 충전하고, 상기 제1 커패시터, 및 상기 제2 커패시터의 직렬 연결에 기반하여, 상기 제1 커패시터의 전압, 및 상기 제2 커패시터의 전압에 기반하는 제1 전압을 출력하는 제1 전압 변경 회로를 포함할 수 있다. 디스플레이 장치의 전원 회로는, 상기 제2 인덕터, 및 제3 인덕터 중에서, 상기 제3 인덕터에 기반하여, 상기 제2 커패시터, 및 상기 제3 커패시터를 충전하고, 상기 제1 커패시터, 상기 제2 커패시터, 및 상기 제3 커패시터로의 직렬 연결에 기반하여, 상기 제1 커패시터의 전압, 상기 제2 커패시터의 전압, 및 상기 제3 커패시터의 전압에 기반하는 제2 전압을 출력하는 제2 전압 변경 회로를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 디스플레이 장치는, 디스플레이 장치에 포함된 부하 회로들의 상이한 특성에 대응하는 전력 신호들을, 전원 회로를 이용하여 상대적으로 적은 손실에 기반하여 생성할 수 있다.
본 개시에서 얻을 수 있는 효과는 상술한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 개시가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 일 실시예(an embodiment)에 따른 디스플레이 장치의 블록도이다.
도 2는 일 실시예에 따른 디스플레이 장치에 포함된 전원 회로의 블록도이다.
도 3a 내지 도 3b는 일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 전원 회로의 전압 변환 회로의 블록도들이다.
도 4a 내지 도 4b는, 도 3a 내지 도 3b의 전압 변환 회로 각각을 포함하는 전원 회로의 회로도들이다.
도 5는 일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 전원 회로의 노드들의 전류, 및/또는 전압을 도시한 그래프들이다.
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), 모니터, 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), 디스플레이 구동 회로(130), 메인 회로(140), 디스플레이 패널(150), 또는 스피커(160) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 전원 회로(110), 디스플레이 구동 회로(130), 메인 회로(140), 디스플레이 패널(150), 및 스피커(160)는, 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 전압(예, 상이한 크기의 직류 성분들(DC components))을 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, 디스플레이 구동 회로(130) 및 메인 회로(140)) 각각의 구동을 위해 지정된 전압에 대응할 수 있다. 이하에서, 디스플레이 장치(101)에 포함된 회로 중에서, 전원 회로(110)로부터 출력되는 전력 신호에 의해 작동되는 적어도 일부분이 부하 회로로 참조될 수 있다. 디스플레이 장치(101)에 포함된 상이한 부하 회로들 각각의 구동을 위하여, 전원 회로(110)는 상기 부하 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 2, 및/또는 도 3a 내지 도 3b의 설명을 통해 후술될 것이다.
일 실시예에 따른 디스플레이 장치(101)는 디스플레이 패널(150)을 구동하기 위한 디스플레이 구동 회로(130)를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따른 디스플레이 장치(101)는 디스플레이 구동 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, 디스플레이 구동 회로(130)는 디스플레이 패널(150)에서의 영상의 출력을 위한 타이밍 신호를 생성하는 타이밍 컨트롤러(timing controller)를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 디스플레이 구동 회로(130)는, 디스플레이 패널(150)에 포함된 하나 이상의 LED들을 구동하기 위한 LED 구동 회로를 포함할 수 있다. 상기 하나 이상의 LED들은 디스플레이 패널(150)의 백 라이트 패널, 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, 디스플레이 구동 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 디스플레이 구동 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 디스플레이 구동 회로(130)와 구별되는 메인 회로(140)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 메인 회로(140)는 디스플레이 구동 회로(130)의 기능(예, LED에 제공될 전력 신호의 전압을 조절하는 기능)과 구별되는 다른 기능을 수행할 수 있다. 메인 회로(140)는 디스플레이 장치(101)의 하나 이상의 기능들을 실행하기 위한 프로세서 및/또는 메모리를 포함할 수 있다. 메인 회로(140)는 디스플레이 구동 회로(130)에 의하여 디스플레이 패널(150)에 표시될 영상을 나타내는 신호를 생성할 수 있다. 메인 회로(140)는 상기 생성된 신호를, 디스플레이 구동 회로(130)에 송신할 수 있다. 디스플레이 구동 회로(130)는 메인 회로(140)로부터 송신된 신호에 기반하여, 디스플레이 패널(150)을 제어할 수 있다. 디스플레이 구동 회로(130)가 디스플레이 패널(150)을 제어함에 따라, 메인 회로(140)에서 생성된 신호에 대응하는 영상이 디스플레이 패널(150) 상에 표시될 수 있다. 이하에서, 메인 회로(140)는, 메인 보드, 및/또는 주 회로로 참조될 수 있다.
일 실시예에서, 메인 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, 메인 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, 메인 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. 메인 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, 메인 회로(140)는 SoC(System-on-Chip)의 형태를 가질 수 있다.
일 실시예에서, 디스플레이 구동 회로(130)는, 메인 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, 디스플레이 구동 회로(130)는 상기 신호에 기반하여, 복수의 픽셀들 중에서 대응하는 행 또는 열에 포함된 적어도 하나의 픽셀을 제어할 수 있다. 디스플레이 구동 회로(130)가 적어도 하나 픽셀들을 제어하는 것은, 적어도 하나 픽셀의 휘도, 밝기 및/또는 색상을 조절하는 동작을 포함할 수 있다.
도 1을 참고하면, 일 실시예에 따른, 디스플레이 장치(101)는 디스플레이 장치(101)는 전원 회로(110)로부터 제공되는 전력 신호에 의해 동작하고, 음성 신호(acoustic signal)를 출력하기 위한 스피커(160)를 포함할 수 있다. 도 1의 일 실시예에서, 하나의 스피커(160)가 도시되지만, 실시예가 이에 제한되는 것은 아니며, 디스플레이 장치(101)는 하나 이상의 스피커들을 더 포함할 수 있다. 디스플레이 장치(101)의 메인 회로(140)는, 스피커(160)에 의해 재생될 오디오 신호를 획득할 수 있다. 예를 들어, 디스플레이 장치(101)의 메인 회로(140)는 외부 전자 장치로부터 브로드캐스팅된 데이터 신호에 기반하여, 스피커(160)에 의해 오디오를 나타내는 오디오 신호, 및 디스플레이 패널(150)을 통해 표시될 이미지를 나타내는 비디오 신호를 획득할 수 있다. 메인 회로(140)는 스피커(160), 및 디스플레이 패널(150)로, 획득된 오디오 신호, 및 획득된 비디오 신호 각각을 송신할 수 있다.
도 1을 참고하면, 일 실시예에 따른, 디스플레이 장치(101)는, 디스플레이 구동 회로(130), 메인 회로(140), 디스플레이 패널(150), 및 스피커(160)와 같은 부하(load)에 전력을 제공하는 전원 회로(110)를 포함할 수 있다. 전원 회로(110)는, 다중 출력에 기반하여, 디스플레이 구동 회로(130), 메인 회로(140), 디스플레이 패널(150), 및 스피커(160) 각각에 의해 요구되는 상이한 직류 전압들을 가지는 전력 신호들을 출력할 수 있다. 예를 들어, 전원 회로(110)는, 디스플레이 패널(150)의 백라이트의 구동을 위하여, 상대적으로 큰 전압을 가지는 전력 신호를 출력함과 동시에, 메인 회로(140)의 구동을 위하여, 상대적으로 작은 전압을 가지는 전력 신호를 출력할 수 있다
일 실시예에 따른, 디스플레이 장치(101)의 전원 회로(110)는, 부하 회로들 각각의 전력 특성(power characteristic)에 기반하는 전력 신호들을 출력할 수 있다. 예를 들어, 메인 회로(140)를 안정적으로 구동하기 위하여, 전원 회로(110)는 메인 회로(140)로, 상대적으로 적은 리플을 가지는 직류 전압의 전력 신호를 출력할 수 있다. 예를 들어, 스피커(160)의 소비 전력은, 스피커(160)에서 출력되는 오디오의 크기에 따라, 시간 영역에서 상대적으로 큰 편차를 가질 수 있다. 일 실시예에 따른, 전원 회로(110)는, 스피커(160)의 소비 전력의 급격한 변화에도 불구하고, 스피커(160)로 송신되는 전력 신호를 안정화할 수 있다. 예를 들어, 전원 회로(110)는 상대적으로 높은 효율에 기반하여, 스피커(160)로 송신될 전력 신호를 생성할 수 있다.
이하에서는, 도 2를 참고하여, 일 실시예에 따른, 디스플레이 장치(101)의 전원 회로(110)의 구조가 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 예일 수 있다. 예를 들어, 도 2의 전원 회로(110), 및 전력원(120)은 도 1의 전원 회로(110), 및 전력원(120) 각각의 일 예일 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 리플(ripple)을 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 correction circuit)(230)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 역률 변환 회로(230) 및 정류 회로(220) 사이에서 발생되는 전류의 흐름은, 정류 회로(220)에 의해 정류된 교류 신호, 및/또는 전력원(120)의 교류 신호의 전압과 일치된 위상을 가질 수 있다. 역률 변환 회로(230)가 정류 회로(220)로부터, 정류 회로(220)에 의해 정류된 교류 신호의 전압과 일치된 위상에 기반하여 전류를 수신함에 따라, 역률 변환 회로(230)를 포함하는 디스플레이 장치(101)의 역률이 개선될 수 있다.
도 2를 참고하면, 일 실시예에 따른, 전원 회로(110)는, 역률 변환 회로(230)에 의하여 충전되는 커패시터(235)를 포함할 수 있다. 역률 변환 회로(230)는 정류 회로(220)로부터 수신된 교류 신호에 기반하여 커패시터(235)를 충전할 수 있다. 일 실시예에서, 커패시터(235)는 전계(electric field)에 기반하여 전기 에너지를 저장하는 회로 요소(circuit element)일 수 있다. 예를 들어, 커패시터(235)는, 전해 커패시터, 탄탈 커패시터, 세라믹 커패시터, 및/또는 필름 커패시터를 포함할 수 있다. 커패시터(235)가 역률 변환 회로(230)에 의해 충전됨에 따라, 커패시터(235)의 양 단들(240-1, 240-2) 사이의 전압이 평활화될 수 있다(may smoothen). 예를 들어, 커패시터(235)는, 상대적으로 큰 커패시턴스를 가지는 벌크(bulk) 커패시터로 참조될 수 있다.
도 2를 참고하면, 일 실시예에 따른, 전원 회로(110)는, 역률 변환 회로(230)에 의해 충전되는 커패시터(235)의 양 단들(240-1, 240-2)에 연결되어, 역률 변환 회로(230)로부터 출력되는 전력을 수신하는 인버터 회로(240)를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따른, 전원 회로(110)는, 인버터 회로(240)와 전기적으로 연결된 제1 인덕터를 포함하는 트랜스포머(250)를 포함할 수 있다. 상기 제1 인덕터는, 트랜스포머(250)의 일차 코일(primary coil)일 수 있다. 일 실시예에서, 트랜스포머(250)는, 일차 코일과 유도 결합된(mutually coupled to) 이차 코일들(secondary coils)인, 제2 인덕터, 및 제3 인덕터를 포함할 수 있다. 예를 들어, 트랜스포머(250)의 제1 인덕터, 및 제2 인덕터가 서로 유도 결합될 수 있다. 예를 들어, 트랜스포머(250)의 제1 인덕터, 및 제3 인덕터가 서로 유도 결합될 수 있다.
일 실시예에서, 트랜스포머(250)에 포함된 상기 제1 인덕터, 상기 제2 인덕터, 및 상기 제3 인덕터는, 서로 전기적으로 절연될 수 있다. 트랜스포머(250)의 전기적인 절연에 의하여, 전력원(120) 및 전원 회로(110)에 연결된 부하 회로가 전기적으로 분리될 수 있다. 인버터 회로(240)는, 트랜스포머(250)의 일차 코일에 대응하는 인덕터로, 역률 변환 회로(230)로부터 출력된 전력(예, 커패시터(235)에 충전된 전력)을 입력할 수 있다. 예를 들어, 인버터 회로(240)는, 커패시터(235)로부터 트랜스포머(250)의 일차 코일로 향하는 전류의 흐름을 조절하여, 트랜스포머(250)의 이차 코일에서 전압, 및/또는 전류를 유도할 수 있다.
도 2를 참고하면, 일 실시예에 따른, 전원 회로(110)는 트랜스포머(250)의 이차 코일들(예, 상기 제2 인덕터, 및 상기 제3 인덕터)에 연결되어, 상기 이차 코일들에서 유도된 전압, 및/또는 전류에 기반하는 하나 이상의 전력 신호들을 생성하는 전압 변환 회로(260)를 포함할 수 있다. 전압 변환 회로(260)는, 상이한 부하 회로들 각각으로, 상기 부하 회로들 각각에 의해 요구되는 상이한 직류 전압들을 가지는 전력 신호들을 출력할 수 있다. 예를 들어, 메인 회로(140)가 연결된 단(260-1)에, 전압 변환 회로(260)는 메인 회로(140)에 의해 요구되는 제1 지정된 레벨의 직류 전압을 인가할 수 있다. 예를 들어, 스피커(160)로 전력을 제공하기 위한 선형 정류 회로(170)가 연결된 단(260-2)에, 전압 변환 회로(260)는 선형 정류 회로(170)에 의해 요구되는 제2 지정된 레벨의 직류 전압을 인가할 수 있다. 상기 예시에서, 상기 제1 지정된 레벨은, 상기 제2 지정된 레벨 미만일 수 있다. 상기 예시에서, 스피커(160) 및 메인 회로(140) 만이 예시되었으나, 실시예가 이에 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 전압 변환 회로(260)는, 디스플레이 장치(101)에 포함된 다른 부하 회로(예, 도 1의 디스플레이 구동 회로(130), 및/또는 디스플레이 패널(150))로 제공될 하나 이상의 전력 신호들을 출력할 수 있다.
일 실시예에 따른, 전원 회로(110)는, 전압 변환 회로(260)의 단(260-1)을 통해 출력되는 전력 신호에 기반하여, 인버터 회로(240)를 제어하는 컨트롤러(265)를 포함할 수 있다. 컨트롤러(265)는, 트랜스포머(250)에 의한 전기적인 절연을 유지하기 위하여, 단(260-1)의 전력 신호를, 전기적 수단과 상이한 다른 수단으로 변경할 수 있다. 도 2를 참고하면, 컨트롤러(265)가 전원 회로(110)로부터 메인 회로(140)로 출력되는 전력 신호를 수신하는 일 예가 도시되었으나, 실시예가 이에 제한되는 것은 아니다. 일 실시예에 따른, 컨트롤러(265), 및 컨트롤러(265)에 의해 제어되는 인버터 회로(240)의 구조는 도 4a 내지 도 4b를 참고하여 후술된다.
일 실시예에 따른, 디스플레이 장치(101)는, 전압 변환 회로(260)의 단(260-2)을 통해 출력되는 전력 신호에 기반하여, 스피커(160)를 구동하기 위한 전력 신호를 생성하는 선형 정류 회로(270)를 더 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 선형 정류 회로(270)는 전원 회로(110)의 일부로 포함될 수 있다. 선형 정류 회로(270)는 스피커(160)의 구동을 위한 상기 제2 지정된 레벨의 직류 전압을 출력하기 위하여, 상기 제2 지정된 레벨을 초과하는 레벨의 직류 전압을 요구할 수 있다. 전압 변환 회로(260)는 단(260-2)을 통하여 선형 정류 회로(270)로, 상기 제2 지정된 레벨을 초과하는 레벨의 직류 전압을 가지는 전력 신호를 출력할 수 있다. 도 2를 참고하면, 일 실시예에 따른, 디스플레이 장치(101)는 선형 정류 회로(270)로부터 출력되는 전력을 저장하기 위한 커패시터(280)를 더 포함할 수 있다. 저항에 기반하여 도시된 디스플레이 장치(101)의 스피커(160)의 등가 회로를 참고하면, 스피커(160)는 커패시터(280)의 양 단들에 연결되어, 커패시터(280)에 저장된 전력에 기반하여 활성화될 수 있다. 예를 들어, 커패시터(280)의 양 단들 사이에서, 상기 제2 지정된 레벨의 전압이 인가될 수 있다.
도 2를 참고하면, 단(260-2)을 통해 수신된 전력 신호로부터, 전압 강하(voltage drop)에 기반하여 상기 제2 지정된 레벨의 직류 전압을 생성하는 동안, 전력 손실이 선형 정류 회로(270)에서 발생될 수 있다. 선형 정류 회로(270)에서 발생되는 전력 손실은, 단(260-2)을 통해 수신되는 전력 신호가 가지는 전압, 및 스피커(160)로 출력되는 전력 신호가 가지는 전압(예, 상기 제2 지정된 레벨)의 차이에 비례할 수 있다. 일 실시예에 따른, 전원 회로(110)의 전압 변환 회로(260)는, 상기 전압들의 차이를 줄이면서, 순간적인 소비 전력의 변화가 발생되는 스피커(160)의 안정적인 구동을 위한, 전력 신호를 생성할 수 있다. 상기 전압들의 차이가 줄어듦에 따라, 선형 정류 회로(270)에서 발생되는 손실이 줄어들 수 있다.
일 실시예에 따른, 전원 회로(110)의 전압 변환 회로(260)는 트랜스포머(250)의 이차 코일들에 기반하여 충전된 복수의 커패시터들의 전압들을 적어도 부분적으로 스택하여, 단들(260-1, 260-2)로 출력될 전력 신호들을 생성할 수 있다. 전압 변환 회로(260)는, 상기 복수의 커패시터들 중 적어도 하나를, 트랜스포머(250)의 이차 코일들 전부를 이용하여 충전할 수 있다. 전압 변환 회로(260)가 복수의 커패시터들의 전압들을 스택하여 상기 전력 신호들을 생성함에 따라, 트랜스포머(250)의 일차 코일, 및 이차 코일들 사이의 권선비들이, 부하 회로들(예, 메인 회로(140), 및 스피커(160))에 의해 요구되는 직류 전압의 레벨과 독립적으로 설계될 수 있다. 예를 들어, 상기 권선비들은, 상기 직류 전압의 레벨과 독립적으로, 트랜스포머(250)의 권선 손실이 줄어들도록 설계될 수 있다. 스피커(160)와 관련된 선형 정류 회로(270)로 출력되는 전력 신호의 전압의 레벨은, 복수의 커패시터들의 전압들 중 적어도 하나의 결합에 의해 생성됨에 따라, 스피커(160)에 의해 요구되는 전압의 레벨에 근사할 수 있다(may approximate to).
이하에서는, 도 3a 내지 도 3b를 참고하여, 일 실시예에 따른, 전원 회로(110)의 전압 변환 회로(260)의 구조가 상세히 설명된다.
도 3a 내지 도 3b는 일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 전원 회로의 전압 변환 회로(260)의 블록도들이다. 도 3a 내지 도 3b의 디스플레이 장치, 및 전원 회로는, 도 1 내지 도 2의 디스플레이 장치(101), 및 전원 회로(110)의 일 예일 수 있다. 예를 들어, 도 3a 내지 도 3b의 전압 변환 회로(260)는, 도 2의 전압 변환 회로(260)의 일 예일 수 있다.
도 3a 내지 도 3b를 참고하면, 전압 변환 회로(260)는 전원 회로의 트랜스포머(예, 도 1 및/또는 도 2의 트랜스포머(250))의 이차 코일들인 제2 인덕터(342), 및/또는 제3 인덕터(344)와 전기적으로 연결될 수 있다. 전압 변환 회로(260)의 단들(260-1, 260-2) 각각은 도 2의 단들(260-1, 260-2)에 매칭될 수 있다. 예를 들어, 전압 변환 회로(260)는 단(260-1)을 통하여, 디스플레이 장치의 부하 회로 중에서 메인 보드(예, 도 1 및/또는 도 2의 메인 회로(140))의 구동을 위한 전력 신호를 출력할 수 있다. 예를 들어, 전압 변환 회로(260)는 단(260-2)을 통하여, 디스플레이 장치의 스피커(예, 도 1 및/또는 도 2의 스피커(160))의 구동을 위한 전력 신호를 출력할 수 있다. 상이한 부하 회로들에 의해 요구되는 상이한 레벨의 직류 전압들에 기반하여, 일 실시예에 따른, 전압 변환 회로(260)는 복수의 커패시터들(332, 334, 336)의 상이한 조합들(distinct combinations)에 기반하는 전력 신호들을 출력할 수 있다. 도 3a 내지 도 3b를 참고하면, 일 실시예에 따른 전압 변환 회로(260)에 포함된 복수의 커패시터들(332, 334, 336)의 상이한 연결 관계들이 도시된다. 실시예가 이에 제한되는 것은 아니다.
도 3a를 참고하면, 일 실시예에 따른, 전압 변환 회로(260)는, 단(260-1)으로 제1 레벨의 전압을 가지는 전력 신호를 출력하기 위한 제1 배전압 회로(voltage multiplying circuit)(310)를 포함할 수 있다. 이하에서, 배전압 회로는, 전압 변경 회로로 참조될 수 있다. 예를 들어, 제1 배전압 회로(310)는, 단(260-1)에 제1 직류 전압을 인가할 수 있다. 일 실시예에 따른, 전압 변환 회로(260)는, 단(260-2)으로 상기 제1 레벨을 초과하는 제2 레벨의 전압을 가지는 전력 신호를 출력하기 위한 제2 배전압 회로(320)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제2 배전압 회로(320)는, 단(260-2)에 상기 제1 직류 전압을 초과하는 제2 직류 전압을 인가할 수 있다. 단들(260-1, 260-2) 각각에 인가되는 전압들은, 단들(260-1, 260-2) 각각과 접지 노드(305) 사이의 전위차들일 수 있다.
도 3a를 참고하면, 일 실시예에 따른, 전압 변환 회로(260)는, 접지 노드(305) 및 제2 배전압 회로(320)의 일 노드인 단(260-2) 사이에서, 직렬로 연결된(serially connected), 제1 커패시터(332), 제2 커패시터(334), 및 제3 커패시터(336)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 커패시터(332)는, 접지 노드(305)에 연결된 일 단, 및 타 단을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제2 커패시터(334)는 제1 커패시터(332)의 타 단에 연결된 일 단, 및 타 단을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제3 커패시터(336)는 제2 커패시터(334)의 타 단에 연결된 일 단, 및 단(260-2)에 연결된 타 단을 포함할 수 있다. 도 3a를 참고하면, 노드(374)에서, 제1 커패시터(332)의 타 단, 및 제2 커패시터(334)의 일 단이 전기적으로 연결될 수 있다. 전압 변환 회로(260)의 단(260-1)에 대응하는 노드에서, 제2 커패시터(334)의 타 단, 및 제3 커패시터(336)의 일 단이 전기적으로 연결될 수 있다.
도 3a를 참고하면, 일 실시예에 따른, 전압 변환 회로(260)의 제1 배전압 회로(310)는, 전압 변환 회로(260)에 전기적으로 연결된 트랜스포머(예, 도 1, 및/또는 도 2의 트랜스포머(250))의 제2 인덕터(342)의 양 단들 각각에 연결된 노드들(372, 374)을 포함할 수 있다. 제1 배전압 회로(310)는 제2 인덕터(372)의 일 단인 노드(372)에 연결된 캐소드, 및 접지 노드(305)에 연결된 애노드를 포함하는 제1 다이오드(352)를 포함할 수 있다. 제1 배전압 회로(310)는 제2 인덕터(372)의 일 단인 노드(372)에 연결된 애노드, 및 상기 제1 직류 전압이 인가되는 노드인 단(260-1)에 캐소드를 포함하는 제2 다이오드(354)를 포함할 수 있다. 제1 배전압 회로(310)는 제2 인덕터(372)의 타 단인 노드(374)를 통해, 제1 커패시터(332)의 타 단, 및 제2 커패시터(334)의 일 단에 연결될 수 있다. 도 3a를 참고하면, 일 실시예에 따른, 전압 변환 회로(260)는 상기 제1 직류 전압이 인가되는 노드인 단(260-1)에 연결된 일 단, 및 접지 노드(305)에 연결된 타 단을 포함하는 제4 커패시터(360)를 포함할 수 있다.
도 3a를 참고하면, 일 실시예에 따른, 전압 변환 회로(260)의 제2 배전압 회로(320)는, 상기 트랜스포머의 제3 인덕터(344)의 일 단에 대응하는 노드(376)를 포함할 수 있다. 제2 배전압 회로(320)는 제3 인덕터(344)의 일 단인 노드(376)에 연결된 캐소드, 및 제2 인덕터(342)의 타 단인 노드(374)에 연결된 애노드를 포함하는 제3 다이오드(356)를 포함할 수 있다. 제2 배전압 회로(320)는, 제3 인덕터(344)의 일 단인 노드(376)에 연결된 애노드, 및 상기 제2 직류 전압이 인가되는 노드인 단(260-2)에 연결된 캐소드를 포함하는 제4 다이오드(358)를 포함할 수 있다. 도 3a를 참고하면, 제3 인덕터(344)에서, 노드(376)에 연결된 일 단과 상이한 타 단은, 전압 변환 회로(260)에서, 제2 커패시터(334)의 타 단, 및 제3 커패시터(336)의 일 단 사이의 노드인 단(260-1)에 연결될 수 있다. 예를 들어, 제1 배전압 회로(310) 및 제2 배전압 회로(320)는, 단(260-1) 및 노드(374)에 기반하여, 제2 커패시터(334)를 공유할 수 있다. 제2 커패시터(334)를 공유하는 것은, 제2 커패시터(334)가 제1 배전압 회로(310), 및 제2 배전압 회로(320) 전부의 구동을 위해 이용됨을 의미할 수 있다.
일 실시예에서, 제1 커패시터(332), 제2 커패시터(334) 및 제3 커패시터(336)는, 제1 배전압 회로(310), 또는 제2 배전압 회로(320) 중 적어도 하나에 의해 충전될 수 있다. 이차 코일들인 제2 인덕터(342), 및 제3 인덕터(344)를 포함하는 트랜스포머(예, 도 1 및/또는 도 2의 트랜스포머(250))의 일차 코일에서, 전압이 인가됨에 따라, 제2 인덕터(342), 및 제3 인덕터(344)에서, 트랜스포머의 유도 결합에 의한 유도 전류가 발생될 수 있다. 상기 유도 전류는, 제1 다이오드(352) 내지 제4 다이오드(358)에 의하여, 제1 커패시터(332) 내지 제3 커패시터(336) 중 적어도 하나를 선택적으로 충전할 수 있다. 상기 유도 전류가 발생됨에 따라, 제2 인덕터(342), 및 제3 인덕터(344) 양 단들 사이의 전압들은, 상기 유도 전류에 의하여 변경될 수 있다.
도 3a를 참고하면, 제2 인덕터(342)에서, 노드(374)로부터 노드(372)로 향하는 전류가 유도된 경우, 상기 유도된 전류는 노드(372)에서, 제1 다이오드(352), 및 제2 다이오드(354) 중에서, 애노드를 통하여 노드(372)에 연결된 제2 다이오드(354)로 흐를 수 있다. 이 경우, 상기 전류가 제2 다이오드(354)를 통과하여 제2 커패시터(334)로 전달됨에 따라, 제1 커패시터(332), 및 제2 커패시터(334) 중에서, 제2 커패시터(334)가 충전될 수 있다. 예를 들어, 제2 인덕터(342)에서, 노드(372)로부터 노드(374)로 향하는 전류가 유도된 경우, 상기 유도된 전류는 노드(374)로부터 출력되어, 제1 커패시터(332), 및 제1 다이오드(352)를 통과한 이후, 노드(372)로 흐를 수 있다. 이 경우, 노드(374)로부터 출력된 상기 전류가 제1 커패시터(332)로 전달됨에 따라, 제1 커패시터(332), 및 제2 커패시터(334) 중에서, 제1 커패시터(332)가 충전될 수 있다.
일 실시예에서, 제1 배전압 회로(310)는 제2 인덕터(342)에 유도된 전류의 방향(또는 전압의 부호)에 기반하여, 제1 커패시터(332), 및 제2 커패시터(334) 중 어느 하나를 선택적으로 충전할 수 있다. 제1 커패시터(332), 및 제2 커패시터(334) 각각은, 제1 배전압 회로(310)에 의해 상이한 시간 구간들에서 충전될 수 있다. 제1 배전압 회로(310)는, 제2 인덕터(342)에 유도된 전류를, 제1 커패시터(332), 및 제2 커패시터(334)에 순차적으로 송신할 수 있다. 예를 들어, 제1 배전압 회로(310)는, 제2 인덕터(342)에 유도된 전류의 방향에 기반하여, 제1 커패시터(332), 및 제2 커패시터(334)로, 상기 전류를 순차적으로 송신할 수 있다.
도 3a를 참고하면, 제1 배전압 회로(310)가 제1 커패시터(332), 및 제2 커패시터(334)를 충전함에 따라, 단(260-1)에, 충전된 제1 커패시터(332)의 전압, 및 충전된 제2 커패시터(334)의 전압의 결합이 인가될 수 있다. 단(260-1)에 연결된 제4 커패시터(360)는, 단(260-1)에서 출력되는 상기 전압들의 결합에 의해 충전될 수 있다. 제1 배전압 회로(310)가 제2 인덕터(342)에 유도되는 전류를, 제1 커패시터(332), 및 제2 커패시터(334) 각각에 저장함에 따라, 제1 배전압 회로(310)는 단(260-1)을 통하여 제2 인덕터(342)에 유도되는 전압의 피크(peak)(또는 진폭(amplitude))를 초과하는 직류 전압을 출력할 수 있다. 예를 들어, 제1 배전압 회로(310)는 제2 인덕터(342)에 유도되는 전압의 피크의 두 배인 직류 전압을, 단(260-1)에 인가할 수 있다.
일 실시예에서, 단(260-1)은 디스플레이 장치의 주 회로(예, 도 1. 및/또는 도 2의 메인 회로(140))에 연결되므로, 제1 배전압 회로(310)는, 상기 주 회로로, 제1 커패시터(332), 및 제2 커패시터(334)의 전압들의 결합에 대응하는 제1 직류 전압의 전력 신호를 출력할 수 있다. 제1 커패시터(332), 및 제2 커패시터(334)가 동일한 전압 VC로 충전되는 경우, 상기 제1 직류 전압은 2 Х Vc일 수 있다. 디스플레이 장치의 주 회로는, 디스플레이 장치의 스피커(예, 도 1, 및/또는 도 2의 스피커(160))를 제어하기 위한 컨트롤러, 및/또는 프로세서를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 배전압 회로(310)가 출력하는 상기 제1 직류 전압의 전력 신호는, 디스플레이 장치의 스피커를 제어하기 위한 컨트롤러, 및/또는 프로세서로 제공될 수 있다.
도 3a를 참고하면, 유도 전압이 제3 인덕터(344)에 인가됨에 따라, 노드(376)의 전압이 단(260-1)의 전압을 초과하는 상태에서, 노드(376)를 통해 제3 인덕터(344)로부터 출력되는 전류는, 제3 다이오드(356) 및 제4 다이오드(358) 중 제4 다이오드(358)를 통과하여, 제3 커패시터(336)로 송신될 수 있다. 상기 상태에서, 제3 인덕터(344)로부터 출력되는 전류는 제3 커패시터(336)의 충전에 이용될 수 있다. 제3 인덕터(344)에 인가된 상기 유도 전압이 변경됨에 따라, 단(260-1)의 전압이 노드(376)의 전압을 초과하는 다른 상태에서, 제3 인덕터(344)에 유도된 전류는, 단(260-1)을 통해 제3 인덕터(344)로부터 출력되어, 제2 커패시터(334), 및 제3 다이오드(356)를 통과한 이후, 노드(376)로 흐를 수 있다. 상기 다른 상태에서, 제3 인덕터(344)에 유도된 전류는 제2 커패시터(334)의 충전에 이용될 수 있다.
도 3a를 참고하면, 제2 배전압 회로(320)가 제2 커패시터(334), 및 제3 커패시터(336)를 충전함에 따라, 제3 커패시터(336)의 타 단에 대응하는 전압 변환 회로(260)의 단(260-2)에, 단(260-1)에 인가되는 전압, 및 제3 커패시터(336)의 전압의 결합이 인가될 수 있다. 제1 커패시터(332), 제2 커패시터(334), 및 제3 커패시터(336)가 전압 변환 회로(260)의 단(260-2) 및 접지 노드(305) 사이에서 직렬로 연결됨에 따라, 전압 변환 회로(260)의 단(260-2)에 인가되는 전압은, 제1 배전압 회로(310), 및 제2 배전압 회로(320)에 의해 충전된, 제1 커패시터(332), 제2 커패시터(334), 및 제3 커패시터(336)들의 전압들의 결합에 대응할 수 있다. 예를 들어, 제2 배전압 회로(320)는, 제1 배전압 회로(310)에 연결된 단(260-1)에서 출력되는 제1 직류 전압을 초과하는 제2 직류 전압을 가지는 전력 신호를, 단(260-2)을 통해 출력할 수 있다.
일 실시예에서, 단(260-2)은 디스플레이 장치의 스피커(예, 도 1, 및/또는 도 2의 스피커(160))의 구동을 위한 선형 정류 회로(예, 도 2의 선형 정류 회로(270))에 연결되므로, 제2 배전압 회로(320)는, 상기 선형 정류 회로로, 상기 제1 직류 전압에 제3 커패시터(336)이 스택된 제2 직류 전압의 전력 신호를 출력할 수 있다. 제1 커패시터(332), 제2 커패시터(334), 및 제3 커패시터(336) 전부가 동일한 전압 VC로 충전되는 경우, 상기 제2 직류 전압은 3 Х VC일 수 있다. 일 실시예에서, VC는 트랜스포머의 이차 코일들인 제2 인덕터(342), 및 제3 인덕터(344)에서 유도되는 교류 전압의 크기(또는 피크 값)일 수 있다. 예를 들어, 전압 변환 회로(260)는 주 회로로 입력되는 제1 직류 전압을 초과하는 제2 직류 전압의 전력 신호를, 디스플레이 장치의 스피커, 및/또는 선형 정류 회로로 송신할 수 있다.
도 3a를 참고하면, 트랜스포머의 이차 코일들인 제2 인덕터(342), 및 제3 인덕터(344)의 극성들(polarities)이 도트 표기법(dot convention)에 기반하여 예시적으로 표시된다. 도 3a의 제2 인덕터(342), 및 제3 인덕터(344)의 극성들에 기반하여, 제2 인덕터(342)에서 노드(372)로부터 노드(374)로 향하는 전류가 유도되는 동안, 및 제3 인덕터(344)에서 노드(376)로부터 단(260-1)으로 향하는 전류가 유도될 수 있다. 상기 예시를 참고하면, 제1 배전압 회로(310)에 의해 제1 커패시터(332)가 충전되는 시간 구간, 및 제2 배전압 회로(320)에 의해 제2 커패시터(334)가 충전되는 시간 구간이 서로 일치할 수 있다. 한편, 제1 배전압 회로(310)에 의해 제2 커패시터(334)가 충전되는 시간 구간, 및 제2 배전압 회로(320)에 의해 제3 커패시터(336)가 충전되는 시간 구간이 서로 일치할 수 있다. 예를 들어, 제1 배전압 회로(310), 및 제2 배전압 회로(320)는 제2 커패시터(334)를 교번하여 충전(alternately charge)할 수 있다. 단, 실시예가 이에 제한되는 것은 아니며, 제1 배전압 회로(310), 및 제2 배전압 회로(320) 각각이 제2 커패시터(334)를 충전하는 시간 구간들은, 적어도 일부 중첩될 수 있다.
도 3b를 참고하면, 도 3a의 제3 커패시터(336)와 상이한 연결 관계를 가지는 제3 커패시터(336)를 포함하는 전압 변환 회로(260)가 도시된다. 이하에서, 도 3a와 중복되는 설명은 생략될 수 있다. 도 3b의 제3 커패시터(336)는, 전압 변환 회로(260)의 단(260-2)에 연결된 일 단, 및 접지 노드(305)에 연결된 타 단을 포함할 수 있다. 도 3b의 제3 커패시터(335)는 도 3a의 제1 커패시터(332), 제2 커패시터(334), 및 제3 커패시터(336) 중 어느 하나 대비 큰 전압에 기반하여 충전될 수 있다.
도 3a의 일 실시예에서, 상대적으로 작은 전압에 기반하여 충전되는, 제1 커패시터(332), 제2 커패시터(334), 및 제3 커패시터(336)는 필름 커패시터에 기반하여 구현될 수 있다. 예를 들어, 상대적으로 큰 전압에 기반하여 충전되는 도 3b의 제3 커패시터(336)는, 필름 커패시터와 상이한 소재에 기반하는, 예를 들어, 전해 커패시터에 기반하여 구현될 수 있다. 도 3b의 제3 커패시터(336)의 상기 타 단이 접지 노드(305)에 연결됨에 따라, 제3 커패시터(336)는 전해 커패시터에 기반하여 구현됨에도 불구하고, 상대적으로 안정적으로 동작할 수 있다. 도 3b의 일 실시예에서, 전압 변환 회로(260)의 제1 배전압 회로(310), 및 제2 배전압 회로(320)는 도 3a의 일 실시예와 유사하게 동작할 수 있다.
상술한 바와 같이, 일 실시예에 따른, 전압 변환 회로(260)는, 제1 배전압 회로(310), 및 제2 배전압 회로(320)가 적어도 부분적으로 중첩된 구조를 가질 수 있다. 제1 배전압 회로(310), 및 제2 배전압 회로(320)는, 단일 트랜스포머(예, 도 2의 트랜스포머(250))의 이차 코일들(예, 제2 인덕터(342), 및 제3 인덕터(344))에 의해 동기화된 타이밍에 기반하여, 전압 변환 회로(260)에 포함된 커패시터들(예, 제1 커패시터(332) 내지 제3 커패시터(336))을 충전할 수 있다. 제1 커패시터(332), 및 제2 커패시터(334) 각각은, 디스플레이 장치의 주 회로(예, 도 1, 및/또는 도 2의 메인 회로(140))의 구동을 위한 제1 직류 전압의 전력 신호를 생성하는, 제1 배전압 회로(310)에 의해, 상기 제1 직류 전압의 절반인 전압으로 충전될 수 있다. 도 3a의 일 실시예에서, 제2 커패시터(334), 및 제3 커패시터(336) 각각은, 디스플레이 장치의 스피커의 구동을 위해 요구되는 제2 직류 전압의 전력 신호를 생성하는, 제2 배전압 회로(320)에 의해, 상기 제1 직류 전압의 절반인 전압으로 충전될 수 있다.
도 3a의 일 실시예에서, 제2 인덕터(342), 및 제3 인덕터(344)의 턴 수가 서로 일치하고, 상기 제1 직류 전압이 13 V인 경우, 제1 커패시터(332), 내지 제3 커패시터(336) 각각은 13 V Х 0.5 = 6.5 V의 동일한 전압으로 충전될 수 있다. 상기 예시에서, 상기 제2 직류 전압은 상기 제1 직류 전압의 1.5 배인, 19.5 V일 수 있다. 상기 예시에서, 19.5 V의 제2 직류 전압의 전력 신호가, 전압 변환 회로(260)로부터 선형 정류 회로(예, 도 2의 선형 정류 회로(270))로 전달됨에 따라, 선형 정류 회로는 스피커(예, 도 1, 및/또는 도 2의 스피커(160))의 구동을 위해 요구되는 제3 직류 전압(예, 18 V)의 전력 신호를, 상기 스피커로 출력할 수 있다. 선형 정류 회로에서 발생되는 손실은, 상기 제2 직류 전압 및 상기 제3 직류 전압 사이의 전압 강하의 폭에 비례할 수 있다. 스피커의 소비 전력의 편차로 인하여, 선형 정류 회로로 상기 제2 직류 전압 보다 상대적으로 큰 직류 전압(예, 20 V 내지 22 V)을 인가하도록 설계되는 다른 일 예와 비교할 때에, 19.5 V의 제2 직류 전압의 전력 신호를 선형 정류 회로로 송신하는 일 실시예에 의하여 선형 정류 회로에서 발생되는 손실이, 상대적으로 적을 수 있다.
일 실시예에 따른, 전압 변환 회로(260)를 포함하는 전원 회로(예, 도 1, 및/또는 도 2의 전원 회로(110))는, 단(260-1)을 통해 주 회로로 출력되는 상기 제1 직류 전압에 기반하여, 이차 코일들인 제2 인덕터(342), 및 제3 인덕터(344)를 포함하는 트랜스포머(예, 도 2의 트랜스포머(250))의 일차 코일로 입력되는 전류의 흐름을 조절할 수 있다. 전원 회로가 상기 제1 직류 전압에 기반하여 상기 전류의 흐름을 조절함에 따라, 전압 변환 회로(260)의 단(260-1)에서 출력되는 상기 제1 직류 전압이 안정적으로 유지될 수 있다. 상기 제1 직류 전압이 안정적으로 유지됨에 따라, 상기 제1 직류 전압에 기반하여 전압 변환 회로(260)의 단(260-2)으로부터 출력되는 상기 제2 직류 전압 또한, 상기 제2 직류 전압의 전력 신호를 수신하는 부하 회로(예, 스피커)에서의 소비 전력의 변화에도 불구하고, 안정적으로 유지될 수 있다.
상술한 바와 같이, 전압 변환 회로(260)의 단(260-2)으로부터 출력되는 제2 직류 전압이 안정적으로 유지됨에 따라, 상기 제2 직류 전압은, 부하 회로에 의한 전압 강하에 강건할 수 있다. 상기 부하 회로가 스피커, 및 상기 스피커로 지정된 레벨의 전압을 제공하기 위한 선형 정류 회로인 경우, 전압 변환 회로(260)는 스피커에 의한 전압 강하에도 불구하고, 선형 정류 회로의 손실을 줄이기 위하여, 상기 지정된 레벨에 근사된 상기 제2 직류 전압을 출력하도록, 설계될 수 있다. 일 실시예에서, 전압 변환 회로(260)를 포함하는 전원 회로가 스피커에 의한 전압 강하와 독립적으로 설계됨에 따라, 전원 회로에 포함된 트랜스포머(예, 도 2의 트랜스포머(250))의 권선비가 상기 스피커에 의한 전압 강하와 독립적으로 설계될 수 있다. 상기 권선비가 상기 스피커에 의한 전압 강하와 독립적으로 설계됨에 따라, 트랜스포머에 포함된 일차 코일, 및 이차 코일들(예, 제2 인덕터(342), 및 제3 인덕터(344))의 턴 수가, DC 바이어스 전류를 증가시키거나, 및/또는 권선 손실을 감소시키도록 설계될 수 있다. 예를 들어, 이차 코일들인 제2 인덕터(342), 및 제3 인덕터(344)의 턴 수가 서로 일치되도록 설계될 수 있다. 제2 인덕터(342), 및 제3 인덕터(344)의 턴 수가 서로 일치되도록 설계된 경우, 제1 커패시터(332) 내지 제3 커패시터(336)는 동일한 전압으로 충전될 수 있다.
다른 예를 들어, 제2 인덕터(342), 및 제3 인덕터(344)의 턴 수가 상이한 경우, 트랜스포머에 의한 직류 오프셋 전류가 발생될 수 있다. 상기 직류 오프셋 전류는, 트랜스포머의 자화 인덕터의 전류를 증가시킬 수 있다. 예를 들어, 제2 인덕터(342)의 턴 수, 및 제3 인덕터(344)의 턴 수 사이의 비율이 1:2이고, 단(260-1)을 통해 출력되는 제1 직류 전압이 13 V인 경우, 제3 커패시터(336)의 전압은, 13 Х 2 / 2=13 V 일 수 있다. 상기 예시에서, 제2 커패시터(334)의 전압은, (13 Х 2 / 2 + 13 / 2) / 2 = 9.75 V 일 수 있다. 상기 예시에서, 제1 커패시터(332)의 전압은, 13 - 9.75 = 3.25 V 일 수 있다.
이하에서는, 도 4a 내지 도 4b를 참고하여, 도 3a 내지 도 3b의 전압 변환 회로(260)의 일 실시예를 포함하는 전원 회로가, 전압 변환 회로(260)에 포함된 커패시터들을 충전하기 위한 전류의 흐름을 발생하는 동작이 설명된다.
도 4a 내지 도 4b는, 도 3a 내지 도 3b의 전압 변환 회로 각각을 포함하는 전원 회로(110)의 회로도들이다. 도 4a 내지 도 4b의 전원 회로(110)는, 도 1 내지 도 2의 전원 회로(110)의 일 예일 수 있다. 예를 들어, 도 4a 내지 도 4b의 단들(240-1, 240-2)은, 도 2의 역률 변환 회로(230) 및 인버터 회로(240) 사이에 배치된 커패시터(235)의 단들(240-1, 240-2) 각각에 매칭될 수 있다. 도 4a 내지 도 4b를 참고하면, 도 3a 내지 도 3b의 전압 변환 회로(260) 각각을 포함하는 전원 회로(110)의 일부분이 도시된다. 이하에서는, 도 1 내지 도 2의 전원 회로(110), 및 도 3a 내지 도 3b의 전압 변환 회로(260)의 설명과 중복되는 설명이 생략될 수 있다.
도 4a를 참고하면, 도 3a의 전압 변환 회로(260)를 포함하는 전원 회로(110)의 일부분이 도시된다. 예를 들어, 도 4a의 제1 배전압 회로(310), 및 제2 배전압 회로(320)는, 도 3a의 전압 변환 회로(260)의 제1 배전압 회로(310), 및 제2 배전압 회로(320)에 매칭될 수 있다. 도 4a를 참고하면, 일 실시예에 따른, 전원 회로(110)의 단(260-1)을 통해 연결된 메인 회로(140)의 등가 회로, 및 전원 회로(110)의 단(260-2)을 통해 연결된 선형 정류 회로(270), 커패시터(280), 및 스피커(160)의 등가 회로가 도시된다.
도 3a에서 상술한 바와 같이, 일 실시예에 따른, 전원 회로(110)는, 제1 배전압 회로(310)에 의해 충전된 제1 커패시터(332)의 전압, 및 제1 배전압 회로(310), 및 제2 배전압 회로(320)에 의해 충전된 제2 커패시터(334)의 전압의 결합에 기반하여, 메인 회로(140)에 연결된 단(260-1)에 인가될 제1 직류 전압을 생성할 수 있다. 전원 회로(110)는, 단(260-1)에 인가된 제1 직류 전압에, 제2 배전압 회로(320)에 의해 충전된 제3 커패시터(336)의 전압을 결합하여, 선형 정류 회로(270)에 연결된 단(260-2)에 인가될 제2 직류 전압을 생성할 수 있다.
도 4a를 참고하면, 트랜스포머(예, 도 2의 트랜스포머(250))의 일차 코일인 제1 인덕터(460)의 등가 회로가 도시된다. 제1 인덕터(460)와 전기적으로 연결된 인버터 회로(240)는, 제1 인덕터(460)의 일 단에 연결된 인덕터(470), 및 제1 인덕터(460)의 타 단에 연결된 커패시터(480)를 포함할 수 있다. 도 4a를 참고하면, 상기 트랜스포머에 기반하여 제1 인덕터(460)의 등가 회로에서 형성되는 자화 인덕턴스, 인버터 회로(240)의 인덕터(470), 및 커패시터(480)에 기반하는, LLC 공진 컨버터가 형성될 수 있다.
도 4a를 참고하면, 일 실시예에 따른, 전원 회로(110)의 인버터 회로(240)는, 제1 인덕터(460)의 일 단에 연결된 일 단을 포함하는 인덕터(470)의 타 단인 노드(490)에 연결된 스위치들(440, 450)을 포함할 수 있다. P-채널의 MOSFET(Metal Oxide Field Effect Transistor)으로 구현된 스위치들(440, 450)이 도시되지만, 실시예가 이에 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 스위치들(440, 450)은, N-채널의 MOSFET, MISFET(Metal Insulator Semiconductor FET) 및/또는 BJT(Bi-Junction Transistor)에 기반하여 구현될 수 있다. 도 4a를 참고하면, 스위치들(440, 450) 각각은, 단(240-1) 및 노드(490) 사이의 전기적인 연결, 및 단(240-2) 및 노드(490) 사이의 전기적인 연결을 제어할 수 있다.
일 실시예에 따른, 전원 회로(110)는 전압 변환 회로에서 출력되는 전력 신호들 중 어느 하나의 전압에 기반하여, 인버터 회로(240)에 포함된 스위치들(440, 450)을 제어하기 위한 컨트롤러(265)를 포함할 수 있다. 도 4a를 참고하면, 컨트롤러(265)는, 전압 변환 회로의 제1 배전압 회로(310)로부터 메인 회로(140)로 제공되는 전력 신호의 제1 직류 전압(예, 단(260-1)에 인가되는 전압)을 식별하기 위한 하나 이상의 회로 요소들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 컨트롤러(265)는, 제1 직류 전압이 인가되는 반전 입력, 참조 전압(Vref)이 인가되는 비반전 입력을 포함하는 연산 증폭기(operational amplifier)(410)를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른, 컨트롤러(265)는 상기 제1 직류 전압에 기반하는 광 신호를 생성하는 광 결합기(420)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 광 결합기(420)는, 연산 증폭기(410)에 기반하여 획득되고, 참조 전압(Vref) 및 제1 직류 전압을 비교한 결과를 나타내는 광 신호를 생성할 수 있다. 상기 광 신호는, 광 결합기(420)에 포함된 LED(Light Emitting diode)에 의하여 생성될 수 있다. 상기 광 신호는, 광 결합기(420)에 포함된 포토 다이오드에 기반하여, 컨트롤러(265)에 포함된 제어 신호 생성기(430)로 송신될 수 있다. 광 결합기(420)는, 트랜스포머의 일차 코일(예, 제1 인덕터(460)) 및 이차 코일들(예, 제2 인덕터(342), 및 제3 인덕터(344)) 사이의 전기적인 절연을 유지하기 위하여 컨트롤러(265)에 포함될 수 있다.
일 실시예에 따른, 컨트롤러(265)의 제어 신호 생성기(430)는, 펄스-주파수 변조(Pulse Frequency Modulation, PFM), 및/또는 펄스-폭 변조(Pulse-Width Modulation, PWM)에 기반하여, 스위치들(440, 450)로 송신될 제어 신호들을 생성할 수 있다. 스위치들(440, 450)이 트랜지스터에 기반하여 구현된 도 4a의 일 실시예에서, 컨트롤러(265)의 제어 신호 생성기(430)에 의해 생성된 제어 신호들은, 스위치들(440, 450) 각각의 소스에 인가될 수 있다. 예를 들어, 인버터 회로(240)의 스위치들(440, 450)이, 단(260-1)을 통해 메인 회로(140)에 인가되는 제1 직류 전압을 안정적으로 유지하도록, 컨트롤러(265)에 의하여 제어될 수 있다. 예를 들어, 컨트롤러(265)는, 메인 회로(140)로 제공되는 전력 신호의 전압(예, 상기 제1 직류 전압)에 기반하여, 인버터 회로(240)의 스위치들(440, 450)을 제어할 수 있다.
일 실시예에서, 스위치들(440, 450)이 컨트롤러(265)에 의해 제어됨에 따라, 제1 인덕터(460)에서 단들(240-1, 240-2) 사이의 전압에 기반하는 전류가 발생될 수 있다. 예를 들어, 인버터 회로(240)는 단들(240-1, 240-2) 사이의 전압(예, 도 2의 역률 변환 회로(230)에 의해 인가된 전압)으로부터 제1 인덕터(460)에 인가되는 교류 전압을 생성할 수 있다. 제1 인덕터(460)에서 발생된 전류는, 제1 인덕터(460) 및 제2 인덕터(342) 사이의 유도 결합에 기반하여, 제2 인덕터(342)에, 전압, 및/또는 전류의 발생을 야기할 수 있다. 유사하게, 제1 인덕터(460)에서 발생된 전류는, 제1 인덕터(460) 및 제3 인덕터(344) 사이의 유도 결합에 기반하여, 제3 인덕터(344)에, 전압, 및/또는 전류의 발생을 야기할 수 있다. 제2 인덕터(342), 및 제3 인덕터(344)에서 발생된 전압, 및/또는 전류는, 도 3a 내지 도 3b에서 상술한 바와 같이, 제1 배전압 회로(310), 및 제2 배전압 회로(320)에 의한 제1 커패시터(332) 내지 제3 커패시터(336)의 충전에 이용될 수 있다.
도 4b를 참고하면, 도 3b의 전압 변환 회로(260)를 포함하는 전원 회로(110)의 일부분이 도시된다. 도 4a에서 상술한 바와 같이, 전원 회로(110)의 컨트롤러(265)는, 단(260-1)을 통하여, 스피커를 제어하기 위한 프로세서를 포함하는 메인 회로(140)로 송신되는 전력 신호의 전압을 획득할 수 있다. 획득된 전압에 기반하여, 컨트롤러(265)는 인버터 회로(240)의 스위치들(440, 450)을 제어할 수 있다. 스위치들(440, 450)에 의해 제1 인덕터(460)에서 발생된 자기장의 변화는, 제1 인덕터(460)에 유도 결합된 제2 인덕터(342), 및 제3 인덕터(344)에서의 전류의 발생을 야기할 수 있다. 제1 배전압 회로(310), 및 제2 배전압 회로(320) 각각은 제2 인덕터(342), 및 제3 인덕터(344)에서 유도된 전류에 기반하여, 직렬로 연결된 제1 커패시터(332) 내지 제3 커패시터(336) 중 적어도 하나의 충전을 제어할 수 있다. 제1 커패시터(332) 내지 제3 커패시터(336)의 전압들은 적어도 부분적으로 결합되어, 메인 회로(140), 및/또는 선형 정류 회로(270) 각각으로 제공될 전력 신호들의 생성에 이용될 수 있다. 메인 회로(140)로 제공되는 전력 신호는, 컨트롤러(265)에 의하여 인버터 회로(240)로 피드백될 수 있다.
상술한 바와 같이, 일 실시예에 따른 전원 회로(110)에서, 다중 출력을 지원하기 위한 전압 변환 회로가, 수동 소자에 기반하여 상대적으로 적은 생산 비용에 기반하여 구현될 수 있다. 전원 회로(110)는, 스피커(160)와 같이, 순간적으로 전력을 소비함에 따라, 전압 강하를 야기하는 부하 회로로, 상기 전압 강하에 강건한 전력 신호를 제공할 수 있다.
이하에서는 도 5를 참고하여, 일 실시예에 따른 전압 변환 회로를 포함하는 전원 회로(110)가, 부하 회로의 소비 전력의 변화에 강건한 전력 신호를 생성하는 동작이 설명된다.
도 5는 일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 전원 회로의 노드들의 전류, 및/또는 전압을 도시한 그래프들이다. 도 5의 디스플레이 장치, 및 전원 회로는, 도 1 및/또는 도 2의 디스플레이 장치(101), 및 전원 회로(110)의 일 예일 수 있다. 도 5를 참고하면, 디스플레이 장치의 부하 회로의 소비 전력의 예시적인 변화에 따른, 도 4a 및/또는 도 4b의 전원 회로(110)의 상이한 노드들의 전류, 및/또는 전압의 변화가 도시된다.
도 5의 그래프들(510, 520, 530, 540, 550, 560)은, 디스플레이 장치의 상이한 노드들의 전류, 및/또는 전압이 동기화된 시간 축을 따라 도시된다. 도 5의 그래프(510)는, 도 4a 및/또는 도 4b의 인버터 회로(240)의 인덕터(470)에 흐르는 전류(iLr)의 변화를 나타낸다. 도 4a 내지 도 4b를 참고하면, 인덕터(470)에 흐르는 전류(iLr)는 트랜스포머의 제1 인덕터(460)로 입력되는 전류와 매칭될 수 있다. 도 5의 그래프들(520, 530, 540)은, 도 4a 및/또는 도 4b의 제1 커패시터(332), 제2 커패시터(334) 및 제3 커패시터(336) 각각의 전압들의 변화를 나타낸다. 도 5의 그래프(550)는, 도 4a 및/또는 도 4b의 단(260-2)에 인가되는 전압(예, 상기 제2 직류 전압)의 변화를 나타낸다. 도 5의 그래프(560)는, 도 4a 및/또는 도 4b의 선형 정류 회로(270), 및/또는 커패시터(280)로부터 스피커(160)로 흐르는 전류(iO2)의 변화를 나타낸다.
이하에서는, 디스플레이 장치의 스피커가 시점 t0 부터 오디오를 재생하는 것으로 가정한다. 도 5의 그래프(560)를 참고하면, 스피커가 시점 t0 부터 오디오를 재생함에 따라, 스피커로 흐르는 전류의 크기(iO2)가 시점 t0부터 증가될 수 있다. 상술한 바와 같이, 일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 전원 회로는, 도 2, 및/또는 도 3a 내지 도 3b의 전압 변환 회로(260)에 기반하여, 그래프(560)에 의해 나타나는 전류의 변화에 강건한 전압을 가지는 전력 신호를 생성할 수 있다.
도 5의 그래프(550)를 참고하면, 스피커에 연결된 선형 정류 회로로 제공되는 전력 신호의 전압은, 시점 t0에서의 스피커의 전류의 변화에도 불구하고, 상대적으로 적은 편차에 기반하여 변화할 수 있다. 유사하게, 시점 t0의 전, 후로, 그래프들(520, 530, 540)에 의해 나타나는 전원 회로에서의 전압, 및/또는 전류가, 상대적으로 적은 편차에 기반하여 변화할 수 있다. 예를 들어, 스피커의 전류의 변화에도 불구하고, 전원 회로는, 스피커에 연결된 선형 정류 회로로 송신되는 전력 신호의 전압 강하를 방지할 수 있다. 상기 전압 강하가 방지됨에 따라, 전원 회로는, 선형 정류 회로의 손실을 최소화하기 위하여, 상기 전압 강하를 보상하기 위한 전력 신호의 전압의 증가와 독립적으로 설계될 수 있다.
상술한 바와 같이, 일 실시예에 따른, 디스플레이 장치는, 부하 회로에서의 소비 전력의 변화에 강건한 직류 전압을 제공하는 전원 회로를 포함할 수 있다. 디스플레이 장치의 전원 회로는, 트랜스포머에서의 유도 전류에 의해 충전되는 복수의 커패시터들의 전압들을 누적하여, 상기 직류 전압을 생성할 수 있다. 디스플레이 장치의 전원 회로는, 상기 유도 전류에 기반하여 상기 복수의 커패시터들을 충전하는 복수의 배전압 회로들을 포함할 수 있다. 전원 회로 내에서, 복수의 배전압 회로들은, 상기 복수의 커패시터들 중 적어도 하나를 공유할 수 있다.
상술한 바와 같은, 일 실시예에 따른, 디스플레이 장치는, 제1 인덕터, 및 상기 제1 인덕터와 유도 결합된(mutually coupled to) 제2 인덕터, 및 상기 제1 인덕터와 유도 결합된 제3 인덕터를 포함하는 트랜스포머를 포함할 수 있다. 디스플레이 장치는, 상기 제2 인덕터에서 유도되는 교류 전압을 이용하여, 제1 커패시터, 및 제2 커패시터를 충전하여, 상기 제1 커패시터 및 상기 제2 커패시터의 전압에 기반하는 제1 직류 전압을 출력하는 제1 전압 변경 회로를 포함할 수 있다. 디스플레이 장치는, 상기 제3 인덕터에서 유도되는 교류 전압을 이용하여, 상기 제2 커패시터, 및 상기 제3 커패시터를 충전하여, 상기 제1 직류 전압과 상이한 제2 직류 전압을 출력하는 제2 전압 변경 회로를 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 제1 전압 변경 회로는, 상기 제2 인덕터의 일 단에 연결된 캐소드, 및 접지 노드에 연결된 애노드를 포함하는 제1 다이오드를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 전압 변경 회로는, 상기 제2 인덕터의 일 단에 연결된 애노드, 및 상기 제1 직류 전압이 인가되는 제1 노드에 연결된 캐소드를 포함하는 제2 다이오드를 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 제1 커패시터는, 상기 제2 인덕터의 타 단에 연결된 일 단, 및 상기 접지 노드에 연결된 타 단을 포함할 수 있다. 상기 제1 커패시터는, 상기 제2 인덕터의 교류 전압의 크기가 지정된 범위에 포함되는 제1 시간 구간에서, 상기 제1 다이오드를 통과하는 전류에 의해 충전될 수 있다.
예를 들어, 상기 제2 커패시터는, 상기 제2 인덕터의 타 단에 연결된 일 단, 및 상기 제1 노드에 연결된 타 단을 포함할 수 있다. 상기 제2 커패시터는, 상기 제1 시간 구간과 구별되는 제2 시간 구간에서, 상기 제2 다이오드를 통과하는 전류에 의해 충전될 수 있다.
예를 들어, 디스플레이 장치는, 상기 제1 노드에 연결된 일 단, 및 상기 접지 노드에 연결된 타 단을 포함하는 제4 커패시터를 포함할 수 있다. 상기 제4 커패시터는, 상기 제1 전압 변경 회로에서 출력되는 상기 제1 직류 전압에 의해 충전될 수 있다.
예를 들어, 상기 제2 전압 변경 회로는, 상기 제2 인덕터의 타 단에 연결된 애노드, 및 상기 제3 인덕터에서 상기 제1 노드에 연결된, 일 단과 상이한 타 단에 연결된 캐소드를 포함하는 제3 다이오드를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제2 전압 변경 회로는, 상기 제3 인덕터의 타 단에 연결된 애노드, 및 상기 제2 직류 전압이 인가되는 제2 노드에 연결된 캐소드를 포함하는 제4 다이오드를 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 제2 커패시터는, 상기 제2 인덕터의 타 단에 연결된 일 단, 및 상기 제3 인덕터의 일 단에 연결된 타 단을 포함할 수 있다. 상기 제2 커패시터는, 상기 제3 인덕터의 상기 교류 전압의 크기가 지정된 범위에 포함되는 제1 시간 구간에서, 상기 제3 다이오드를 통과하는 전류에 의해 충전될 수 있다.
예를 들어, 상기 제3 커패시터는, 상기 제2 노드에 연결된 일 단, 및 상기 제3 인덕터의 일 단에 연결된 타 단을 포함할 수 있다. 상기 제3 커패시터는, 상기 제1 시간 구간과 상이한 제2 시간 구간에서, 상기 제4 다이오드를 통과하는 전류에 의해, 상기 제1 커패시터의 전압, 및 상기 제2 커패시터의 전압과 일치하는 전압으로 충전될 수 있다.
예를 들어, 상기 제3 커패시터는, 상기 제2 노드에 연결된 일 단, 및 상기 접지 노드에 연결된 타 단을 포함할 수 있다. 상기 제3 커패시터는, 상기 제1 시간 구간과 상이한 제2 시간 구간에서, 상기 제4 다이오드를 통과하는 전류에 의해, 상기 제1 커패시터의 전압, 및 상기 제2 커패시터의 전압의 합(summation)으로 충전될 수 있다.
예를 들어, 상기 제1 커패시터, 상기 제2 커패시터, 및 상기 제3 커패시터는, 접지 노드, 및 상기 제2 직류 전압이 출력되는 상기 제2 전압 변경 회로의 노드 사이에서, 직렬로 연결될 수 있다.
예를 들어, 상기 제1 전압 변경 회로는, 상기 제2 커패시터가 상기 제2 전압 변경 회로에 의해 충전되는 제1 시간 구간과 상이한 제2 시간 구간에서, 상기 제2 인덕터에서 유도되는 교류 전압을 이용하여 상기 제2 커패시터를 충전할 수 있다.
예를 들어, 상기 디스플레이 장치는, 역률 변환 회로로부터 출력되는 제3 직류 전압으로부터, 상기 트랜스포머의 상기 제1 인덕터에 인가되는 교류 전압을 획득하는 인버터 회로를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 디스플레이 장치는, 상기 제1 전압 변경 회로의 상기 제1 직류 전압에 기반하여, 상기 인버터 회로에 포함된 스위치들을 제어하는 컨트롤러를 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 컨트롤러는, 상기 제1 직류 전압에 기반하는 광 신호를 생성하는 광 결합기를 포함할 수 있다.
예를 들어, 디스플레이 장치는, 상기 제2 전압 변경 회로로부터 출력되는 상기 제2 직류 전압으로부터, 상기 제2 직류 전압 미만이고, 상기 제1 직류 전압을 초과하는 제3 직류 전압을 출력하는 선형 정류 회로를 포함할 수 있다. 디스플레이 장치는, 상기 선형 정류 회로로부터 출력되는 상기 제3 직류 전압을 수신하는 스피커를 포함할 수 있다.
예를 들어, 디스플레이 장치는, 상기 제1 전압 변경 회로로부터 출력되는 상기 제1 직류 전압에 기반하여, 상기 스피커로 송신될 오디오 신호를 생성하는 프로세서를 더 포함할 수 있다.
상술한 바와 같은, 일 실시예에 따른, 디스플레이 장치는, 적어도 하나의 스피커를 포함할 수 있다. 디스플레이 장치는, 상기 적어도 하나의 스피커를 제어하기 위한 프로세서를 포함할 수 있다. 디스플레이 장치는, 상기 적어도 하나의 스피커, 및 상기 프로세서에 상이한 직류 전압들을 가지는 전력 신호들을 출력하는 전원 회로를 포함할 수 있다. 디스플레이 장치의 전원 회로는, 복수의 커패시터들 각각을 상이한 시간 구간들에서 충전하여, 상기 충전된 복수의 커패시터들의 전압들의 결합에 대응하는 제1 직류 전압의 전력 신호를, 상기 프로세서로 송신하는 제1 전압 변경 회로를 포함할 수 있다. 디스플레이 장치의 전원 회로는, 상기 복수의 커패시터들 중 제1 커패시터를, 상기 제1 커패시터가 상기 상이한 시간 구간들 중에서 상기 제1 전압 변경 회로에 의해 충전되는 제1 시간 구간과 상이한, 제2 시간 구간에서 충전하고, 상기 제1 커패시터의 전압에 기반하여, 상기 제1 직류 전압을 초과하고, 상기 적어도 하나의 스피커로 제공될, 제2 직류 전압의 전력 신호를 획득하는 제2 전압 변경 회로를 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 전원 회로는, 역률 변환 회로를 포함할 수 있다. 상기 전원 회로는, 제1 인덕터, 및 상기 제1 인덕터와 유도 결합된 제2 인덕터, 및 상기 제1 인덕터와 유도 결합된 제3 인덕터를 포함하는 트랜스포머를 이용하여, 상기 역률 변환 회로로부터 생성된 제3 직류 전압으로부터, 상기 제1 전압 변경 회로, 및 상기 제2 전압 변경 회로에 의해 상기 제1 커패시터를 충전할 전력을 생성하는 인버터 회로를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 전압 변경 회로는, 상기 제2 인덕터에서 유도되는 교류 전압에 기반하여, 상기 복수의 커패시터들 각각을 상기 상이한 시간 구간들에서 충전할 수 있다. 예를 들어, 상기 제2 전압 변경 회로는, 상기 제3 인덕터에서 유도되는 교류 전압에 기반하여, 상기 제1 커패시터를 상기 제2 시간 구간에서 충전할 수 있다.
예를 들어, 상기 전원 회로는, 상기 제1 직류 전압의 전력 신호에 기반하여, 상기 인버터 회로에서 상기 제3 직류 전압이 상기 제1 인덕터에 흐르는 방향을 조절하기 위한 컨트롤러를 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 제1 전압 변경 회로에 의해 상기 프로세서로 송신되는 상기 전력 신호의 상기 제1 직류 전압은, 상기 제2 인덕터에서 유도되는 교류 전압의 크기의 두 배일 수 있다. 예를 들어, 상기 제2 전압 변경 회로에 의해 상기 적어도 하나의 스피커로 제공되는 상기 전력 신호의 상기 제2 직류 전압은, 상기 제2 인덕터에서 유도되는 교류 전압의 크기의 세 배일 수 있다.
예를 들어, 상기 전원 회로는, 상기 제2 전압 변경 회로, 및 상기 적어도 하나의 스피커 사이에 배치되어, 상기 제2 직류 전압의 전력 신호로부터, 상기 제1 직류 전압을 초과하고, 상기 제2 직류 전압 미만의 제3 직류 전압을 출력하는, 선형 정류 회로를 더 포함할 수 있다.
상술한 바와 같은, 일 실시예에 따른, 디스플레이 장치의 전원 회로는, 제1 인덕터, 상기 제1 인덕터와 유도 결합된 제2 인덕터, 및 상기 제1 인덕터와 유도 결합된 제3 인덕터를 포함하는 트랜스포머를 포함할 수 있다. 디스플레이 장치의 전원 회로는, 역률 변환 회로로부터 출력된 전력을, 상기 트랜스포머의 상기 제1 인덕터로 입력하는 인버터 회로를 포함할 수 있다. 디스플레이 장치의 전원 회로는, 상기 제2 인덕터, 및 상기 제3 인덕터 중에서, 상기 제2 인덕터에 기반하여, 제1 커패시터, 및 제2 커패시터를 충전하고, 상기 제1 커패시터, 및 상기 제2 커패시터의 직렬 연결에 기반하여, 상기 제1 커패시터의 전압, 및 상기 제2 커패시터의 전압에 기반하는 제1 전압을 출력하는 제1 전압 변경 회로를 포함할 수 있다. 디스플레이 장치의 전원 회로는, 상기 제2 인덕터, 및 제3 인덕터 중에서, 상기 제3 인덕터에 기반하여, 상기 제2 커패시터, 및 상기 제3 커패시터를 충전하고, 상기 제1 커패시터, 상기 제2 커패시터, 및 상기 제3 커패시터로의 직렬 연결에 기반하여, 상기 제1 커패시터의 전압, 상기 제2 커패시터의 전압, 및 상기 제3 커패시터의 전압에 기반하는 제2 전압을 출력하는 제2 전압 변경 회로를 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 제2 커패시터는, 제1 시간 구간에서, 상기 제1 전압 변경 회로로부터 상기 제2 커패시터로 송신되고, 상기 제2 인덕터에서 유도된, 전류에 의해 충전될 수 있다. 상기 제2 커패시터는, 상기 제1 시간 구간과 상이한 제2 시간 구간에서, 상기 제2 전압 변경 회로로부터 상기 제2 커패시터로 송신되고, 상기 제3 인덕터에서 유도된, 다른 전류에 의해 충전될 수 있다.
이상에서 설명된 장치는 하드웨어 구성요소, 소프트웨어 구성요소, 및/또는 하드웨어 구성요소 및 소프트웨어 구성요소의 조합으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 실시예들에서 설명된 장치 및 구성요소는, 프로세서, 콘트롤러, ALU(arithmetic logic unit), 디지털 신호 프로세서(digital signal processor), 마이크로컴퓨터, FPGA(field programmable gate array), PLU(programmable logic unit), 마이크로프로세서, 또는 명령(instruction)을 실행하고 응답할 수 있는 다른 어떠한 장치와 같이, 하나 이상의 범용 컴퓨터 또는 특수 목적 컴퓨터를 이용하여 구현될 수 있다. 처리 장치는 운영 체제(OS) 및 상기 운영 체제 상에서 수행되는 하나 이상의 소프트웨어 어플리케이션을 수행할 수 있다. 또한, 처리 장치는 소프트웨어의 실행에 응답하여, 데이터를 접근, 저장, 조작, 처리 및 생성할 수도 있다. 이해의 편의를 위하여, 처리 장치는 하나가 사용되는 것으로 설명된 경우도 있지만, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는, 처리 장치가 복수 개의 처리 요소(processing element) 및/또는 복수 유형의 처리 요소를 포함할 수 있음을 알 수 있다. 예를 들어, 처리 장치는 복수 개의 프로세서 또는 하나의 프로세서 및 하나의 콘트롤러를 포함할 수 있다. 또한, 병렬 프로세서(parallel processor)와 같은, 다른 처리 구성(processing configuration)도 가능하다.
소프트웨어는 컴퓨터 프로그램(computer program), 코드(code), 명령(instruction), 또는 이들 중 하나 이상의 조합을 포함할 수 있으며, 원하는 대로 동작하도록 처리 장치를 구성하거나 독립적으로 또는 결합적으로(collectively) 처리 장치를 명령할 수 있다. 소프트웨어 및/또는 데이터는, 처리 장치에 의하여 해석되거나 처리 장치에 명령 또는 데이터를 제공하기 위하여, 어떤 유형의 기계, 구성요소(component), 물리적 장치, 컴퓨터 저장 매체 또는 장치에 구체화(embody)될 수 있다. 소프트웨어는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템 상에 분산되어서, 분산된 방법으로 저장되거나 실행될 수도 있다. 소프트웨어 및 데이터는 하나 이상의 컴퓨터 판독 가능 기록 매체에 저장될 수 있다.
실시예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 이때, 매체는 컴퓨터로 실행 가능한 프로그램을 계속 저장하거나, 실행 또는 다운로드를 위해 임시 저장하는 것일 수도 있다. 또한, 매체는 단일 또는 수 개의 하드웨어가 결합된 형태의 다양한 기록수단 또는 저장수단일 수 있는데, 어떤 컴퓨터 시스템에 직접 접속되는 매체에 한정되지 않고, 네트워크 상에 분산 존재하는 것일 수도 있다. 매체의 예시로는, 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체, CD-ROM 및 DVD와 같은 광기록 매체, 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical medium), 및 ROM, RAM, 플래시 메모리 등을 포함하여 프로그램 명령어가 저장되도록 구성된 것이 있을 수 있다. 또한, 다른 매체의 예시로, 어플리케이션을 유통하는 앱 스토어나 기타 다양한 소프트웨어를 공급 내지 유통하는 사이트, 서버 등에서 관리하는 기록매체 내지 저장매체도 들 수 있다.
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.
그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.

Claims (20)

  1. 디스플레이 장치(a display device)에 있어서,
    제1 인덕터, 상기 제1 인덕터와 유도 결합된(mutually coupled to) 제2 인덕터, 및 상기 제1 인덕터와 유도 결합된 제3 인덕터를 포함하는 트랜스포머; 및
    상기 제2 인덕터에서 유도되는 교류 전압을 이용하여, 제1 커패시터, 및 제2 커패시터를 충전하여, 상기 제1 커패시터 및 상기 제2 커패시터의 전압들에 기반하는 제1 직류 전압을 출력하는 제1 전압 변경 회로; 및
    상기 제3 인덕터에서 유도되는 교류 전압을 이용하여, 상기 제2 커패시터, 및 상기 제3 커패시터를 충전하여, 상기 제1 직류 전압과 상이한 제2 직류 전압을 출력하는 제2 전압 변경 회로를 포함하는, 디스플레이 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 전압 변경 회로는,
    상기 제2 인덕터의 일 단에 연결된 캐소드, 및 접지 노드에 연결된 애노드를 포함하는 제1 다이오드;
    상기 제2 인덕터의 일 단에 연결된 애노드, 및 상기 제1 직류 전압이 인가되는 제1 노드에 연결된 캐소드를 포함하는 제2 다이오드를 포함하는, 디스플레이 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제2 인덕터의 타 단에 연결된 일 단, 및 상기 접지 노드에 연결된 타 단을 포함하는 상기 제1 커패시터는, 상기 제2 인덕터의 상기 교류 전압의 크기가 지정된 범위에 포함되는 제1 시간 구간에서, 상기 제1 다이오드를 통과하는 전류에 의해 충전되는, 디스플레이 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제2 인덕터의 타 단에 연결된 일 단, 및 상기 제1 노드에 연결된 타 단을 포함하는 상기 제2 커패시터는, 상기 제1 시간 구간과 구별되는 제2 시간 구간에서, 상기 제2 다이오드를 통과하는 전류에 의해 충전되는, 디스플레이 장치.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 제1 노드에 연결된 일 단, 및 상기 접지 노드에 연결된 타 단을 포함하고, 상기 제1 전압 변경 회로에서 출력되는 상기 제1 직류 전압에 의해 충전되는, 제4 커패시터를 더 포함하는, 디스플레이 장치.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 제2 전압 변경 회로는,
    상기 제2 인덕터의 타 단에 연결된 애노드, 및 상기 제3 인덕터에서 상기 제1 노드에 연결된, 일 단과 상이한 타 단에 연결된 캐소드를 포함하는 제3 다이오드; 및
    상기 제3 인덕터의 타 단에 연결된 애노드, 및 상기 제2 직류 전압이 인가되는 제2 노드에 연결된 캐소드를 포함하는 제4 다이오드를 포함하는, 디스플레이 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제2 인덕터의 타 단에 연결된 일 단, 및 상기 제3 인덕터의 일 단에 연결된 타 단을 포함하는 상기 제2 커패시터는, 상기 제3 인덕터의 상기 교류 전압의 크기가 지정된 범위에 포함되는 제1 시간 구간에서, 상기 제3 다이오드를 통과하는 전류에 의해 충전되는, 디스플레이 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제2 노드에 연결된 일 단, 및 상기 제3 인덕터의 일 단에 연결된 타 단을 포함하는 상기 제3 커패시터는, 상기 제1 시간 구간과 상이한 제2 시간 구간에서, 상기 제4 다이오드를 통과하는 전류에 의해, 상기 제1 커패시터의 전압, 및 상기 제2 커패시터의 전압과 일치하는 전압으로 충전되는, 디스플레이 장치.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 제2 노드에 연결된 일 단, 및 상기 접지 노드에 연결된 타 단을 포함하는 상기 제3 커패시터는, 상기 제1 시간 구간과 상이한 제2 시간 구간에서, 상기 제4 다이오드를 통과하는 전류에 의해, 상기 제1 커패시터의 전압, 및 상기 제2 커패시터의 전압의 합(summation)으로 충전되는, 디스플레이 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 제1 커패시터, 상기 제2 커패시터, 및 상기 제3 커패시터는,
    접지 노드, 및 상기 제2 직류 전압이 출력되는 상기 제2 전압 변경 회로의 노드 사이에서, 직렬로 연결되는, 디스플레이 장치.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 제1 전압 변경 회로는,
    상기 제2 커패시터가 상기 제2 전압 변경 회로에 의해 충전되는 제1 시간 구간과 상이한 제2 시간 구간에서, 상기 제2 인덕터에서 유도되는 교류 전압을 이용하여 상기 제2 커패시터를 충전하는, 디스플레이 장치.
  12. 제1항에 있어서,
    역률 변환 회로로부터 출력되는 제3 직류 전압으로부터, 상기 트랜스포머의 상기 제1 인덕터에 인가되는 교류 전압을 획득하는 인버터 회로(inverter circuit); 및
    상기 제1 전압 변경 회로의 상기 제1 직류 전압에 기반하여, 상기 인버터 회로에 포함된 스위치들을 제어하는 컨트롤러를 더 포함하는, 디스플레이 장치.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 제2 전압 변경 회로로부터 출력되는 상기 제2 직류 전압으로부터, 상기 제2 직류 전압 미만이고, 상기 제1 직류 전압을 초과하는 제3 직류 전압을 출력하는 선형 정류 회로(linear regulating circuit); 및
    상기 선형 정류 회로로부터 출력되는 상기 제3 직류 전압을 수신하는 스피커를 더 포함하는, 디스플레이 장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 제1 전압 변경 회로로부터 출력되는 상기 제1 직류 전압에 기반하여, 상기 스피커로 송신될 오디오 신호를 생성하는 프로세서를 더 포함하는, 디스플레이 장치.
  15. 디스플레이 장치(a display device)에 있어서,
    적어도 하나의 스피커;
    상기 적어도 하나의 스피커를 제어하기 위한 프로세서; 및
    상기 적어도 하나의 스피커, 및 상기 프로세서에 상이한 직류 전압들을 가지는 전력 신호들을 출력하는 전원 회로를 포함하고,
    상기 전원 회로는,
    복수의 커패시터들 각각을 상이한 시간 구간들에서 충전하여, 상기 충전된 복수의 커패시터들의 전압들의 결합에 대응하는 제1 직류 전압의 전력 신호를, 상기 프로세서로 송신하는 제1 전압 변경 회로; 및
    상기 복수의 커패시터들 중 제1 커패시터를, 상기 제1 커패시터가 상기 상이한 시간 구간들 중에서 상기 제1 전압 변경 회로에 의해 충전되는 제1 시간 구간과 상이한, 제2 시간 구간에서 충전하고, 상기 제1 커패시터의 전압에 기반하여, 상기 제1 직류 전압을 초과하고, 상기 적어도 하나의 스피커로 제공될, 제2 직류 전압의 전력 신호를 획득하는, 제2 전압 변경 회로를 포함하는, 디스플레이 장치.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 전원 회로는,
    역률 변환 회로;
    제1 인덕터, 및 상기 제1 인덕터와 유도 결합된(mutually coupled to) 제2 인덕터, 및 상기 제1 인덕터와 유도 결합된 제3 인덕터를 포함하는 트랜스포머를 이용하여, 상기 역률 변환 회로로부터 생성된 제3 직류 전압으로부터, 상기 제1 전압 변경 회로, 및 상기 제2 전압 변경 회로에 의해 상기 제1 커패시터를 충전할 전력을 생성하는 인버터 회로를 더 포함하고,
    상기 제1 전압 변경 회로는,
    상기 제2 인덕터에서 유도되는 교류 전압에 기반하여, 상기 복수의 커패시터들 각각을 상기 상이한 시간 구간들에서 충전하고,
    상기 제2 전압 변경 회로는,
    상기 제3 인덕터에서 유도되는 교류 전압에 기반하여, 상기 제1 커패시터를 상기 제2 시간 구간에서 충전하는, 디스플레이 장치.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 전원 회로는,
    상기 제1 직류 전압의 전력 신호에 기반하여, 상기 인버터 회로에서 상기 제3 직류 전압이 상기 제1 인덕터에 흐르는 방향을 조절하기 위한 컨트롤러를 더 포함하는, 디스플레이 장치.
  18. 제16항에 있어서,
    상기 제1 전압 변경 회로에 의해 상기 프로세서로 송신되는 상기 전력 신호의 상기 제1 직류 전압은, 상기 제2 인덕터에서 유도되는 교류 전압의 크기(amplitude)의 두 배이고,
    상기 제2 전압 변경 회로에 의해 상기 적어도 하나의 스피커로 제공되는 상기 전력 신호의 상기 제2 직류 전압은, 상기 제2 인덕터에서 유도되는 교류 전압의 크기의 세 배인, 디스플레이 장치.
  19. 디스플레이 장치의 전원 회로에 있어서,
    제1 인덕터, 상기 제1 인덕터와 유도 결합된 제2 인덕터, 및 상기 제1 인덕터와 유도 결합된 제3 인덕터를 포함하는 트랜스포머;
    역률 변환 회로로부터 출력된 전력을, 상기 트랜스포머의 상기 제1 인덕터로 입력하는 인버터 회로;
    상기 제2 인덕터, 및 상기 제3 인덕터 중에서, 상기 제2 인덕터에 기반하여, 제1 커패시터, 제2 커패시터를 충전하고, 상기 제1 커패시터, 및 상기 제2 커패시터의 직렬 연결에 기반하여, 상기 제1 커패시터의 전압, 및 상기 제2 커패시터의 전압에 기반하는 제1 전압을 출력하는 제1 전압 변경 회로; 및
    상기 제2 인덕터, 및 상기 제3 인덕터 중에서, 상기 제3 인덕터에 기반하여, 상기 제2 커패시터, 및 제3 커패시터를 충전하고, 상기 제1 커패시터, 상기 제2 커패시터, 및 상기 제3 커패시터로의 직렬 연결에 기반하여, 상기 제1 커패시터의 전압, 상기 제2 커패시터의 전압, 및 상기 제3 커패시터의 전압에 기반하는 제2 전압을 출력하는 제2 전압 변경 회로를 포함하는, 전원 회로.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 제2 커패시터는,
    제1 시간 구간에서, 상기 제1 전압 변경 회로로부터 상기 제2 커패시터로 송신되고, 상기 제2 인덕터에서 유도된, 전류(a current)에 의해 충전되고; 및
    상기 제1 시간 구간과 상이한 제2 시간 구간에서, 상기 제2 전압 변경 회로로부터 상기 제2 커패시터로 송신되고, 상기 제3 인덕터에서 유도된, 다른 전류에 의해 충전되는, 전원 회로.
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