KR20230156559A - 디스플레이 장치 및 그 제어 방법 - Google Patents
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Abstract
전원 공급 장치를 포함하는 디스플레이 장치가 개시된다. 본 디스플레이 장치의 전공 공급 장치는 PFC(power factor correction) 컨버터, PFC 컨버터의 출력단에 연결된 제1 LLC 컨버터, PFC 컨버터의 출력단에 연결되고, 제1 LLC 컨버터와 차동 모드(differential mode) 커플드(coupled) 인덕터를 공유하는 제2 LLC 컨버터 및 제1 LLC 컨버터 및 제2 LLC 컨버터에 연결된 부하의 크기가 임계 값 이상이면 제1 LLC 컨버터 및 제2 LLC 컨버터를 턴 온시키고, 부하의 크기가 임계 값 미만이면 제1 LLC 컨버터 및 제2 LLC 컨버터 중 하나를 턴 오프시키는 제어 회로를 포함한다.
Description
본 개시는 디스플레이 장치 및 그 제어 방법에 대한 것으로, 더욱 상세하게는 경부하 효율 개선이 가능한 전원 공급 장치를 포함하는 디스플레이 장치 및 그 제어 방법에 대한 것이다.
디스플레이 장치에 포함된 전원 공급 장치(switched mode power supply, SMPS)는 PFC(power factor correction) 컨버터 및 LLC 컨버터를 포함하며 디스플레이 장치 내부의 회로 구성 각각으로 전원을 공급하는 장치이다.
예를 들어, 75W 이상의 전원 공급 장치는 도 1a에 도시된 바와 같이, AC 상용 입력 전원을 DC 전압으로 전환하며 동시에 역률(power factor correction, PFC)을 개선하는 PFC 컨버터 및 PFC 컨버터로부터 출력되는 DC 전압을 정격 DC 전압으로 출력해주는 LLC 컨버터를 포함할 수 있다. 다만, 도 1a와 같은 구조는 출력 전력이 상승할 경우, 효율이 떨어지고 열원 분산이 어려운 문제가 있다.
도 1b는 PFC 컨버터를 2개의 상으로 나누고, 각 상의 게이트 신호가 180°위상 천이하여 동작하는 전원 공급 장치를 나타낸다. 도 1b의 전원 공급 장치는 2개의 PFC 컨버터가 교번적으로 동작함에 따라 출력 전력이 상승하더라도 효율이 개선될 수 있고 열원 분산도 가능하다. 또한, 부하가 감소하는 경우, 하나의 상을 비활성화 함으로써(Vgs2 = 0V) 동작 주파수 상승을 억제하여 경부하 효율 개선이 가능하다. 다만, 부하가 감소하는 경우, LLC 컨버터의 동작 주파수가 상승하며, LLC 컨버터는 단상으로 구성되어 있으므로 동작 주파수 상승에 따라 LLC 컨버터의 FET(field effect transistor)의 스위칭 손실 및 공진 인덕터와 자화 인덕터를 포함한 트랜스포머로 구성된 공진 탱크의 코어 손실이 상승하는 문제가 있다.
도 1c는 2개의 채널로 구성된 LLC 컨버터를 포함하는 전원 공급 장치를 나타낸다. LLC 컨버터 각각은 PFM(pulse frequency modulation) 제어 IC를 이용하여 구동되며, 부하가 감소하는 경우 Interleaved PFC의 한 상이 비활성화 될 때 LLC 컨버터도 하나의 채널이 비활성화된다(Vgs_H2 = Vgs_L2 = 0V). 그에 따라, 동작 주파수의 상승을 방지할 수 있어 중/경부하에서 LLC 컨버터의 효율 상승이 가능하다. 다만, LLC 컨버터를 2개의 채널로 나누어 동작시키기 때문에 각 채널의 전류 편차가 발생하는 문제가 있다(ILr1 ≠ ILr2).
도 1d는 도 1c의 문제를 해결하기 위해, Load share IC를 2차측에 적용한 전원 공급 장치를 나타낸다. 도 1d의 전원 공급 장치는 각 채널의 전류 센싱(Vsen)을 통해 발생한 지령값(VFB_sen)을 각 채널의 Feedback과 연동하여 각 채널 전류를 제어함으로써 동일한 전류 값을 유지하도록 하지만, 고전압 저전류 시스템에서는 정확한 전류값 센싱이 어려운 문제가 있으며, 도 1e에 도시된 바와 같이, 전류 평형에 한계가 존재하는 문제가 있다.
그에 따라, 이상과 같은 문제를 해결하기 위한 회로 구조가 개발될 필요가 있다.
본 개시는 상술한 필요성에 따른 것으로, 본 개시의 목적은 부하의 크기가 임계 값 미만으로 작아진 경우에도 전원 공급 장치의 효율을 개선하기 위한 디스플레이 장치 및 그 제어 방법을 제공함에 있다.
이상과 같은 목적을 달성하기 위한 본 개시의 일 실시 예에 따르면, 디스플레이 장치의 전원 공급 장치는 PFC(power factor correction) 컨버터, 상기 PFC 컨버터의 출력단에 연결된 제1 LLC 컨버터, 상기 PFC 컨버터의 상기 출력단에 연결되고, 상기 제1 LLC 컨버터와 차동 모드(differential mode) 커플드(coupled) 인덕터를 공유하는 제2 LLC 컨버터 및 상기 제1 LLC 컨버터 및 상기 제2 LLC 컨버터에 연결된 부하의 크기가 임계 값 이상이면 상기 제1 LLC 컨버터 및 상기 제2 LLC 컨버터를 턴 온시키고, 상기 부하의 크기가 상기 임계 값 미만이면 상기 제1 LLC 컨버터 및 상기 제2 LLC 컨버터 중 하나를 턴 오프시키는 제어 회로를 포함한다.
또한, 상기 제어 회로는 상기 부하의 크기가 상기 임계 값 이상이면 상기 제1 LLC 컨버터 및 상기 제2 LLC 컨버터를 턴 온시켜, 상기 제1 LLC 컨버터로부터 출력되는 제1 전류 및 상기 제2 LLC 컨버터로부터 출력되는 제2 전류를 상기 부하로 제공하고, 상기 부하의 크기가 상기 임계 값 미만이면 상기 제2 LLC 컨버터를 턴 오프시키고, 상기 제1 LLC 컨버터로부터 출력되는 제1 전류를 상기 부하로 제공할 수 있다.
그리고, 상기 PFC 컨버터는 상기 부하의 크기를 식별하고, 상기 부하의 크기가 상기 임계 값 이상이면 상기 제어 회로로 제1 신호를 전송하고, 상기 부하의 크기가 상기 임계 값 미만이면 상기 제어 회로로 상기 제1 신호가 반전된 제2 신호를 전송할 수 있다.
또한, 상기 제어 회로는 상기 PFC 컨버터로부터 상기 제1 신호가 수신되면, 상기 제1 LLC 컨버터에 포함된 제1 스위칭부의 제1 입력단에 제3 신호를 인가하고, 상기 제1 스위칭부의 제2 입력단에 제4 신호를 인가하고, 상기 제2 LLC 컨버터에 포함된 제2 스위칭부의 제1 입력단에 상기 제3 신호를 인가하고, 상기 제2 스위칭부의 제2 입력단에 상기 제4 신호를 인가하며, 상기 제3 신호는 PFM(pulse frequency modulation) 신호이고, 상기 제4 신호는 상기 제3 신호가 반전된 신호일 수 있다.
그리고, 상기 제어 회로는 상기 PFC 컨버터로부터 상기 제2 신호가 수신되면, 상기 제1 LLC 컨버터에 포함된 제1 스위칭부의 제1 입력단에 제3 신호를 인가하고, 상기 제1 스위칭부의 제2 입력단에 제4 신호를 인가하고, 상기 제2 LLC 컨버터에 포함된 제2 스위칭부의 제1 입력단 및 제2 입력단에 턴 오프 신호를 인가하며, 상기 제3 신호는 PFM 신호이고, 상기 제4 신호는 상기 제3 신호가 반전된 신호일 수 있다.
또한, 상기 차동 모드 커플드 인덕터는 상기 제2 스위칭부의 제1 입력단 및 제2 입력단에 상기 턴 오프 신호가 인가되어 상기 제2 LLC 컨버터가 턴 오프되면, 공진 인덕턴스가 증가하고, 상기 제어 회로는 상기 차동 모드 커플드 인덕터의 공진 인덕턴스가 증가함에 따라, 상기 제1 스위칭부의 동작 주파수를 낮출 수 있다.
그리고, 상기 제1 신호는 하이(high) 신호 및 로우(low) 신호 중 하나이고, 상기 제2 신호는 상기 하이 신호 및 상기 로우 신호 중 다른 하나일 수 있다.
또한, 상기 차동 모드 커플드 인덕터는 UU 코어 형태, EI 코어 형태 및 EE 코어 형태 중 하나일 수 있다.
그리고, 상기 PFC 컨버터는 제1 PFC 컨버터 및 제2 PFC 컨버터를 포함하며, 상기 제1 PFC 컨버터 및 상기 제2 PFC 컨버터는 교번적으로 동작할 수 있다.
또한, 상기 제어 회로는 상기 PFC 회로로부터 제공되는 신호에 기초하여 상기 부하의 크기가 임계 값 이상인지 식별할 수 있다.
한편, 본 개시의 일 실시 예에 따르면, 디스플레이 장치의 제어 방법은 PFC(power factor correction) 컨버터의 출력단에 연결된 제1 LLC 컨버터 및 상기 PFC 컨버터의 상기 출력단에 연결되고, 상기 제1 LLC 컨버터와 차동 모드(differential mode) 커플드(coupled) 인덕터를 공유하는 제2 LLC 컨버터에 연결된 부하의 크기가 임계 값 이상이면 상기 제1 LLC 컨버터 및 상기 제2 LLC 컨버터를 턴 온시키는 단계 및 상기 부하의 크기가 상기 임계 값 미만이면 상기 제1 LLC 컨버터 및 상기 제2 LLC 컨버터 중 하나를 턴 오프시키는 단계를 포함한다.
또한, 상기 턴 온시키는 단계는 상기 부하의 크기가 상기 임계 값 이상이면 상기 제1 LLC 컨버터 및 상기 제2 LLC 컨버터를 턴 온시켜, 상기 제1 LLC 컨버터로부터 출력되는 제1 전류 및 상기 제2 LLC 컨버터로부터 출력되는 제2 전류를 상기 부하로 제공하고, 상기 턴 오프시키는 단계는 상기 부하의 크기가 상기 임계 값 미만이면 상기 제2 LLC 컨버터를 턴 오프시키고, 상기 제1 LLC 컨버터로부터 출력되는 제1 전류를 상기 부하로 제공할 수 있다.
그리고, 상기 PFC 컨버터가 상기 부하의 크기를 식별하는 단계 및 상기 PFC 컨버터가 상기 부하의 크기가 상기 임계 값 이상이면 제1 신호를 출력하고, 상기 부하의 크기가 상기 임계 값 미만이면 상기 제1 신호가 반전된 제2 신호를 출력하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 턴 온시키는 단계는 상기 PFC 컨버터로부터 상기 제1 신호가 출력되면, 상기 제1 LLC 컨버터에 포함된 제1 스위칭부의 제1 입력단에 제3 신호를 인가하고, 상기 제1 스위칭부의 제2 입력단에 제4 신호를 인가하고, 상기 제2 LLC 컨버터에 포함된 제2 스위칭부의 제1 입력단에 상기 제3 신호를 인가하고, 상기 제2 스위칭부의 제2 입력단에 상기 제4 신호를 인가하며, 상기 제3 신호는 PFM(pulse frequency modulation) 신호이고, 상기 제4 신호는 상기 제3 신호가 반전된 신호일 수 있다.
그리고, 상기 턴 오프시키는 단계는 상기 PFC 컨버터로부터 상기 제2 신호가 출력되면, 상기 제1 LLC 컨버터에 포함된 제1 스위칭부의 제1 입력단에 제3 신호를 인가하고, 상기 제1 스위칭부의 제2 입력단에 제4 신호를 인가하고, 상기 제2 LLC 컨버터에 포함된 제2 스위칭부의 제1 입력단 및 제2 입력단에 턴 오프 신호를 인가하며, 상기 제3 신호는 PFM 신호이고, 상기 제4 신호는 상기 제3 신호가 반전된 신호일 수 있다.
또한, 상기 제2 스위칭부의 제1 입력단 및 제2 입력단에 상기 턴 오프 신호가 인가되어 상기 제2 LLC 컨버터가 턴 오프되면, 상기 차동 모드 커플드 인덕터의 공진 인덕턴스가 증가하는 단계 및 상기 차동 모드 커플드 인덕터의 공진 인덕턴스가 증가함에 따라, 상기 제1 스위칭부의 동작 주파수를 낮추는 단계를 더 포함할 수 있다.
그리고, 상기 제1 신호는 하이(high) 신호 및 로우(low) 신호 중 하나이고, 상기 제2 신호는 상기 하이 신호 및 상기 로우 신호 중 다른 하나일 수 있다.
또한, 상기 차동 모드 커플드 인덕터는 UU 코어 형태, EI 코어 형태 및 EE 코어 형태 중 하나일 수 있다.
그리고, 상기 PFC 컨버터는 제1 PFC 컨버터 및 제2 PFC 컨버터를 포함하며, 상기 제어 방법은 상기 제1 PFC 컨버터 및 상기 제2 PFC 컨버터는 교번적으로 동작하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 PFC 회로로부터 출력되는 신호에 기초하여 상기 부하의 크기가 임계 값 이상인지 식별하는 단계를 더 포함할 수 있다.
이상과 같은 본 개시의 다양한 실시 예에 따르면, 디스플레이 장치에 포함된 두 개의 LLC 컨버터가 차동 모드(differential mode) 커플드(coupled) 인덕터를 공유하고, 부하의 크기가 임계 값 미만으로 작아진 경우 하나의 LLC 컨버터만이 동작함에 따라 동작 주파수가 낮아져 효율이 개선될 수 있다.
또한, 디스플레이 장치에 포함된 두 개의 LLC 컨버터는 부하의 크기가 임계 값 이상인 경우 동시에 동작하기 때문에 종래 전류 편차가 발생하는 문제도 해결할 수 있다.
도 1a 내지 도 1e는 본 개시의 이해를 돕기 위한 종래 기술을 나타내는 도면들이다.
도 2는 본 개시의 일 실시 예에 따른 디스플레이 장치의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 3은 본 개시의 일 실시 예에 따른 디스플레이 장치의 회로 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 개시의 일 실시 예에 따른 차동 모드 커플드 인덕터를 설명하기 위한 도면이다.
도 5 및 도 6은 본 개시의 일 실시 예에 따른 차동 모드 커플드 인덕터의 인덕턴스를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 개시의 일 실시 예에 따른 게이트 신호 차단이 가능한 회로를 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 개시의 일 실시 예에 따른 부하의 크기에 따른 각 신호의 파형을 설명하기 위한 도면이다.
도 9 및 도 10은 본 개시의 다른 실시 예에 따른 차동 모드 커플드 인덕터를 설명하기 위한 도면이다.
도 11 및 도 12는 본 개시의 다른 실시 예에 따른 게이트 신호 차단이 가능한 회로를 설명하기 위한 도면이다.
도 13은 본 개시의 일 실시 예에 따른 2채널 LLC 컨버터의 자화 전류 파형을 설명하기 위한 도면이다.
도 14는 본 개시의 일 실시 예에 따른 부하의 크기가 변경되는 경우의 2채널 LLC 컨버터의 주요 파형을 설명하기 위한 도면이다.
도 15는 본 개시의 일 실시 예에 따른 부하 별 효율을 설명하기 위한 도면이다.
도 16은 본 개시의 일 실시 예에 따른 디스플레이 장치의 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 2는 본 개시의 일 실시 예에 따른 디스플레이 장치의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 3은 본 개시의 일 실시 예에 따른 디스플레이 장치의 회로 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 개시의 일 실시 예에 따른 차동 모드 커플드 인덕터를 설명하기 위한 도면이다.
도 5 및 도 6은 본 개시의 일 실시 예에 따른 차동 모드 커플드 인덕터의 인덕턴스를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 개시의 일 실시 예에 따른 게이트 신호 차단이 가능한 회로를 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 개시의 일 실시 예에 따른 부하의 크기에 따른 각 신호의 파형을 설명하기 위한 도면이다.
도 9 및 도 10은 본 개시의 다른 실시 예에 따른 차동 모드 커플드 인덕터를 설명하기 위한 도면이다.
도 11 및 도 12는 본 개시의 다른 실시 예에 따른 게이트 신호 차단이 가능한 회로를 설명하기 위한 도면이다.
도 13은 본 개시의 일 실시 예에 따른 2채널 LLC 컨버터의 자화 전류 파형을 설명하기 위한 도면이다.
도 14는 본 개시의 일 실시 예에 따른 부하의 크기가 변경되는 경우의 2채널 LLC 컨버터의 주요 파형을 설명하기 위한 도면이다.
도 15는 본 개시의 일 실시 예에 따른 부하 별 효율을 설명하기 위한 도면이다.
도 16은 본 개시의 일 실시 예에 따른 디스플레이 장치의 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
이하에서는 첨부 도면을 참조하여 본 개시를 상세히 설명한다.
본 개시의 실시 예에서 사용되는 용어는 본 개시에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 개시의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 개시에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 개시의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.
본 명세서에서, "가진다," "가질 수 있다," "포함한다," 또는 "포함할 수 있다" 등의 표현은 해당 특징(예: 수치, 기능, 동작, 또는 부품 등의 구성요소)의 존재를 가리키며, 추가적인 특징의 존재를 배제하지 않는다.
A 또는/및 B 중 적어도 하나라는 표현은 "A" 또는 "B" 또는 "A 및 B" 중 어느 하나를 나타내는 것으로 이해되어야 한다.
본 명세서에서 사용된 "제1," "제2," "첫째," 또는 "둘째,"등의 표현들은 다양한 구성요소들을, 순서 및/또는 중요도에 상관없이 수식할 수 있고, 한 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위해 사용될 뿐 해당 구성요소들을 한정하지 않는다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "구성되다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
본 명세서에서, 사용자라는 용어는 전자 장치를 사용하는 사람 또는 전자 장치를 사용하는 장치(예: 인공 지능 전자 장치)를 지칭할 수 있다.
이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 개시의 다양한 실시 예를 보다 상세하게 설명한다.
도 2는 본 개시의 일 실시 예에 따른 디스플레이 장치(100)의 구성을 나타내는 블록도이다. 도 2에 도시된 바와 같이 디스플레이 장치(100)는 PFC(power factor correction) 컨버터(110), 제1 LLC 컨버터(120), 제2 LLC 컨버터(130) 및 제어 회로(140)를 포함할 수 있다. 또는, 디스플레이 장치(100)는 전원 공급 장치를 포함하고, 전원 공급 장치가 PFC 컨버터(110), 제1 LLC 컨버터(120), 제2 LLC 컨버터(130) 및 제어 회로(140)를 포함할 수도 있다.
전원 공급 장치는 전원을 생성하여 디스플레이 장치(100)의 회로 구성 각각으로 전원을 공급하는 장치일 수 있다. 예를 들어, 전원 공급 장치는 디스플레이 장치(100)의 일 구성으로서 디스플레이 장치(100)에 포함된 회로 구성 각각으로 전원을 공급할 수 있다.
다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 전원 공급 장치는 별도의 장치로 구현될 수도 있으며, 이 경우 전원 공급 장치는 외부 장치에 포함된 회로 구성 각각으로 전원을 공급할 수도 있다.
PFC 컨버터(110)는 AC 상용 입력 전원을 DC 전압으로 전환할 수 있다. 또한, PFC 컨버터(110)는 역률(power factor correction, PFC)을 개선할 수 있다.
PFC 컨버터(110)는 부하의 크기를 식별하고, 부하의 크기가 임계 값 이상이면 후술할 제어 회로(140)로 제1 신호를 전송하고, 부하의 크기가 임계 값 미만이면 제어 회로(140)로 제1 신호가 반전된 제2 신호를 전송할 수 있다. 여기서, 제1 신호는 하이(high) 신호 및 로우(low) 신호 중 하나이고, 제2 신호는 하이 신호 및 로우 신호 중 다른 하나일 수 있다. 그리고, 반전은 하이 신호는 로우 신호로, 로우 신호는 하이 신호로 변경되는 것을 의미한다.
PFC 컨버터(110)는 하나로 구현될 수 있으나, 제1 PFC 컨버터 및 제2 PFC 컨버터를 포함하는 형태로 구현될 수도 있다. PFC 컨버터(110)는 제1 PFC 컨버터 및 제2 PFC 컨버터를 포함하는 경우, 제1 PFC 컨버터 및 제2 PFC 컨버터는 교번적으로 동작할 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며, PFC 컨버터(110)는 3개 이상의 PFC 컨버터를 포함하는 형태로 구현될 수도 있다.
제1 LLC 컨버터(120)는 PFC 컨버터(110)의 출력단에 연결되어 PFC 컨버터(110)로부터 출력되는 DC 전압을 정격 DC 전압으로 출력할 수 있다.
제2 LLC 컨버터(130)는 PFC 컨버터(110)의 출력단에 연결되어 PFC 컨버터(110)로부터 출력되는 DC 전압을 정격 DC 전압으로 출력할 수 있다.
제2 LLC 컨버터(130)는 제1 LLC 컨버터(120)와 차동 모드(differential mode) 커플드(coupled) 인덕터를 공유할 수 있다. 여기서, 차동 모드 커플드 인덕터는 UU 코어 형태, EI 코어 형태 및 EE 코어 형태 중 하나일 수 있다.
제어 회로(140)는 제1 LLC 컨버터(120) 및 제2 LLC 컨버터(130)에 연결된 부하의 크기가 임계 값 이상이면 제1 LLC 컨버터(120) 및 제2 LLC 컨버터(130)를 턴 온시키고, 부하의 크기가 임계 값 미만이면 제1 LLC 컨버터(120) 및 제2 LLC 컨버터(130) 중 하나를 턴 오프시킬 수 있다.
예를 들어, 제어 회로(140)는 부하의 크기가 임계 값 이상이면 제1 LLC 컨버터(120) 및 제2 LLC 컨버터(130)를 턴 온시켜, 제1 LLC 컨버터(120)로부터 출력되는 제1 전류 및 제2 LLC 컨버터(130)로부터 출력되는 제2 전류를 부하로 제공하고, 부하의 크기가 임계 값 미만이면 제2 LLC 컨버터(130)를 턴 오프시키고, 제1 LLC 컨버터(120)로부터 출력되는 제1 전류를 부하로 제공할 수 있다.
제어 회로(140)는 부하의 크기를 직접 식별하고, 부하의 크기에 기초하여 제1 LLC 컨버터(120)의 동작 및 제2 LLC 컨버터(130)의 동작을 제어할 수 있다.
다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 제어 회로(140)는 PFC 회로(110)로부터 제공되는 신호에 기초하여 부하의 크기가 임계 값 이상인지 식별할 수도 있다.
예를 들어, PFC 컨버터(110)는 부하의 크기를 식별하고, 부하의 크기가 임계 값 이상이면 제어 회로(140)로 제1 신호를 전송하고, 부하의 크기가 임계 값 미만이면 제어 회로(140)로 제1 신호가 반전된 제2 신호를 전송할 수도 있다.
이 경우, 제어 회로(140)는 PFC 컨버터(110)로부터 제1 신호가 수신되면, 제1 LLC 컨버터(120)에 포함된 제1 스위칭부의 제1 입력단에 제3 신호를 인가하고, 제1 스위칭부의 제2 입력단에 제4 신호를 인가하고, 제2 LLC 컨버터(130)에 포함된 제2 스위칭부의 제1 입력단에 제3 신호를 인가하고, 제2 스위칭부의 제2 입력단에 제4 신호를 인가할 수 있다. 여기서, 제3 신호는 PFM(pulse frequency modulation) 신호이고, 제4 신호는 제3 신호가 반전된 신호일 수 있다.
또는, 제어 회로(140)는 PFC 컨버터(110)로부터 제2 신호가 수신되면, 제1 LLC 컨버터(120)에 포함된 제1 스위칭부의 제1 입력단에 제3 신호를 인가하고, 제1 스위칭부의 제2 입력단에 제4 신호를 인가하고, 제2 LLC 컨버터(130)에 포함된 제2 스위칭부의 제1 입력단 및 제2 입력단에 턴 오프 신호를 인가할 수 있다. 여기서, 제3 신호는 PFM 신호이고, 제4 신호는 제3 신호가 반전된 신호일 수 있다.
차동 모드 커플드 인덕터는 제2 스위칭부의 제1 입력단 및 제2 입력단에 턴 오프 신호가 인가되어 제2 LLC 컨버터가 턴 오프되면, 공진 인덕턴스가 증가할 수 있다. 제어 회로(140)는 차동 모드 커플드 인덕터의 공진 인덕턴스가 증가함에 따라, 제1 스위칭부의 동작 주파수를 낮출 수 있다.
이상과 같이 본 개시에 의하면 부하의 크기가 임계 값 이상인 경우, 제1 LLC 컨버터(120) 및 제2 LLC 컨버터(130)가 모두 동작하기 때문에 종래와 같이 교번적으로 동작함에 따라 발생하는 전류 편차가 발생하지 않게 된다.
또한, 종래에는 부하가 작아짐에 따라 동작 주파수가 증가하여 효율이 낮아졌으나, 본 개시에 의하면 부하의 크기가 임계 값 미만인 경우 동작 주파수가 낮아지고, 그에 따라 효율이 개선될 수 있다.
이하에서는 도 3 내지 도 15를 통해 전원 공급 장치의 회로 구성 및 동작을 좀더 구체적으로 설명한다. 도 3 내지 도 15에서는 설명의 편의를 위해 개별적인 실시 예에 대하여 설명한다. 다만, 도 3 내지 도 15의 개별적인 실시 예는 얼마든지 조합된 상태로 실시될 수도 있다.
도 3은 본 개시의 일 실시 예에 따른 디스플레이 장치의 회로 구성을 설명하기 위한 도면이다.
디스플레이 장치(100)는 도 3에 도시된 바와 같이, PFC 컨버터(110), 제1 LLC 컨버터(120) 및 제2 LLC 컨버터(130)를 포함할 수 있다. 도 3에서는 설명의 편의를 위해, 제어 회로(140)의 일부만을 도시하였다.
PFC 컨버터(110)는 제1 PFC 컨버터 및 제2 PFC 컨버터를 포함하며, 제1 PFC 컨버터 및 제2 PFC 컨버터는 교번적으로 동작할 수 있다.
PFC 컨버터(110)는 PFC IC를 포함하며, PFC IC는 부하의 크기를 식별하고, 부하의 크기가 임계 값 이상이면 제어 회로(140)로 제1 신호(phase on)를 전송하고, 부하의 크기가 임계 값 미만이면 제어 회로(140)로 제1 신호가 반전된 제2 신호(phase off)를 전송할 수 있다. 여기서, 제1 신호는 하이 신호 및 로우 신호 중 하나이고, 제2 신호는 하이 신호 및 로우 신호 중 다른 하나일 수 있다. 제1 신호의 타입은 제어 회로(140)에 포함된 트랜지스터의 타입에 기초하여 결정될 수 있다.
제1 LLC 컨버터(120) 및 제2 LLC 컨버터(130)는 PFC 컨버터(110)의 출력단에 연결되며, 차동 모드 커플드 인덕터(DM-coupled inductor)를 공유할 수 있다. 차동 모드 커플드 인덕터를 이용함에 따라 제1 LLC 컨버터(120) 및 제2 LLC 컨버터(130) 각 채널의 전류 평형이 맞춰질 수 있다.
제어 회로(140)는 LLC IC를 포함하며, LLC IC는 제1 LLC 컨버터(120)를 제어하기 위한 Vgs_HA, Vgs_LA를 출력할 수 있다. 예를 들어, LLC IC는 Vgs_HA를 제1 LLC 컨버터(120)의 high side FET로 인가하고, Vgs_LA를 제1 LLC 컨버터(120)의 low side FET로 인가할 수 있다. 여기서, Vgs_HA는 PFM(pulse frequency modulation) 신호이고, Vgs_LA는 Vgs_HA가 반전된 신호일 수 있다.
제어 회로(140)는 PFC 컨버터(110)로부터 수신된 부하의 크기에 대한 신호에 기초하여, Vgs_HA, Vgs_LA를 각각 Vgs_HB, Vgs_LB로서 제2 LLC 컨버터(130)에 인가하거나, 턴 오프 신호를 제2 LLC 컨버터(130)에 인가할 수 있다.
예를 들어, 제어 회로(140)는 PFC 컨버터(110)로부터 수신된 부하의 크기에 대한 신호에 기초하여, 부하의 크기가 임계 값 이상이면, Vgs_HA를 Vgs_HB로서 제2 LLC 컨버터(130)의 high side FET로 인가하고, Vgs_LA를 Vgs_LB로서 제2 LLC 컨버터(130)의 low side FET로 인가할 수 있다. 이 경우, 제1 LLC 컨버터(120) 및 제2 LLC 컨버터(130)는 2채널로서 동작할 수 있다. 또는, 제어 회로(140)는 부하의 크기가 임계 값 미만이면, 턴 오프 신호를 제2 LLC 컨버터(130)의 high side FET 및 low side FET로 인가할 수 있으며, 이 경우 제1 LLC 컨버터(120) 및 제2 LLC 컨버터(130)는 1채널로서 동작할 수 있다. 여기서, 턴 오프 신호는 0V일 수 있다(Vgs_HB = Vgs_LB = 0V).
즉, 제2 LLC 컨버터(130)는 제1 LLC 컨버터(120)에 인가되는 신호를 그대로 수신하거나 턴 오프 신호를 수신하게 된다. 따라서, 제어 회로(140)는 종래의 2개의 LLC IC를 이용하지 않고 하나의 LLC IC만을 포함할 수 있으며, LLC IC에 의해 동일한 시비율 및 주파수 구동이 가능하고 재료비를 절감할 수 있다.
부하의 크기가 임계 값 이상인 경우, 제1 LLC 컨버터(120) 및 제2 LLC 컨버터(130)는 각각 전체 출력 전력의 절반을 부담하게 된다. 부하의 크기가 임계 값 미만인 경우, PFC IC의 phase off 신호에 기초하여 1채널 구동되며, 차동 모드 커플드 인덕터로 인해 공진 인덕턴스가 증가하고 동작 주파수가 낮아져 경부하 효율 개선이 가능하다.
도 4는 본 개시의 일 실시 예에 따른 차동 모드 커플드 인덕터를 설명하기 위한 도면이다.
차동 모드 커플드 인덕터는 도 4에 도시된 바와 같이, UU 코어 형태일 수 있다. 차동 모드 커플드 인덕터는 각 외족에 동일한 길이의 공극(lg = lg1 = lg2)를 포함하며, 각 외족의 권선에 흐르는 전류에 의해 생성되는 자속은 코어 내부에서 서로 상쇄되도록 권선이 감긴 상태일 수 있다.
도 5 및 도 6은 본 개시의 일 실시 예에 따른 차동 모드 커플드 인덕터의 인덕턴스를 설명하기 위한 도면이다.
먼저, UU 코어 형태의 차동 모드 커플드 인덕터는 도 5에 도시된 바와 같이 등가 인덕턴스로서 표시될 수 있다. 여기서, 누설 인덕턴스와 자화 인덕턴스는 도 6에 도시된 방법으로 측정될 수 있다. 먼저, 도 6의 좌측은 누설 인덕턴스를 측정하는 방법으로, 인덕터의 2, 4번을 단락시켜 인덕턴스를 측정하며, L1_3 = 2Llk일 수 있다. 그리고, 도 6의 우측은 자화 인덕턴스를 측정하는 방법으로, 인덕터의 3, 4번을 단락시켜 인덕턴스를 측정하며, L1_2 = 2Llk + 4Lm일 수 있다.
누설 인덕턴스를 이용하여 자화 인덕턴스를 산출할 수 있으며, 누설 인덕턴스와 자화 인덕턴스의 비례 관계는 하기와 같이 커플링 계수(k)로 나타낼 수 있다.
차동 모드 커플드 인덕터는 경부하의 경우 등가로 보이는 인덕턴스가 증가하여 공진탱크 값을 변경할 수 있다. 즉, 공진 인덕턴스가 증가함에 따라 동작 주파수가 감소하여 추가적인 경부하 손실 개선이 가능하다.
예를 들어, 부하가 감소하게 되면, PFC 컨버터(110)는 2개의 채널 중 하나의 채널을 비활성화하는 신호(phase off)를 출력할 수 있다. 이 경우, 두 개의 LLC 컨버터 중 하나가 비활성화되어 자화 인덕턴스가 공진 회로에 포함되므로 공진 주파수 저감으로 인한 추가적인 동작 주파수 저감이 이루어져 추가적인 경부하 효율 개선이 가능하다.
도 7은 본 개시의 일 실시 예에 따른 게이트 신호 차단이 가능한 회로를 설명하기 위한 도면이다.
제어 회로(140)는 LLC IC 뿐만 아니라, 게이트 신호 차단이 가능한 회로를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 제어 회로(140)는 LLC IC로부터 출력되는 Vgs_HA, Vgs_LA를 각각 Vgs_HB, Vgs_LB로서 제2 LLC 컨버터(130)에 인가하거나, 턴 오프 신호를 제2 LLC 컨버터(130)에 인가하는 회로를 더 포함할 수 있다.
먼저, PFC 컨버터(110)로부터 출력되는 phase off 신호는 부하가 큰 경우 하이 신호(=VCC)이며, 부하가 작은 경우 로우 신호(=0V)일 수 있다. 부하가 큰 경우 phase off 신호가 하이 신호이므로 TL431이 활성화되어 LLC B ON/OFF 노드는 하이 값을 가지게 된다. 이 경우, T2 트랜지스터 및 T3 트랜지스터가 턴 온되어 Vgs_HA, Vgs_LA가 각각 Vgs_HB, Vgs_LB로서 제2 LLC 컨버터(130)에 인가될 수 있다.
또는, 부하가 작은 경우 phase off 신호가 로우 신호이므로 TL431이 비활성화되어 LLC B ON/OFF 노드는 로우 값을 가지게 된다. 이 경우, T2 트랜지스터 및 T3 트랜지스터가 턴 온되어 제2 LLC 컨버터(130)가 비활성화될 수 있다.
한편, 도 7의 회로 구성은 일 실시 예에 불과하며 얼마든지 다른 회로 형태로 구현되거나 얼마든지 다른 소자가 이용될 수도 있다.
도 8은 본 개시의 일 실시 예에 따른 부하의 크기에 따른 각 신호의 파형을 설명하기 위한 도면이다.
먼저, 부하의 크기가 임계 값 이상이면, phase off 신호 및 LLC B ON/OFF 노드가 하이 값을 가지고, Vgs_HA 및 Vgs_HA가 반전된 Vgs_LA가 제1 LLC 컨버터(120)에 인가되고, Vgs_HA 및 Vgs_LA가 각각 Vgs_HB, Vgs_LB로서 제2 LLC 컨버터(130)에 인가될 수 있다.
부하의 크기가 임계 값 미만이면, phase off 신호 및 LLC B ON/OFF 노드가 로우 값을 가지고, Vgs_HA 및 Vgs_HA가 반전된 Vgs_LA가 제1 LLC 컨버터(120)에 인가되고, 0V가 제2 LLC 컨버터(130)에 인가되어 제2 LLC 컨버터(130)는 턴 오프될 수 있다.
도 9 및 도 10은 본 개시의 다른 실시 예에 따른 차동 모드 커플드 인덕터를 설명하기 위한 도면이다.
차동 모드 커플드 인덕터는 도 9에 도시된 바와 같이, EI 코어 형태일 수 있다. 또는, 차동 모드 커플드 인덕터는 도 10에 도시된 바와 같이, EE 코어 형태일 수도 있다.
EI 코어 형태 및 EE 코어 형태의 차동 모드 커플드 인덕터는 누설 인덕턴스를 더 높게 확보할 수 있는 장점이 있다.
도 11 및 도 12는 본 개시의 다른 실시 예에 따른 게이트 신호 차단이 가능한 회로를 설명하기 위한 도면이다.
먼저, 게이트 신호 차단이 가능한 회로는 도 11에 도시된 바와 같이, P 타입의 FET를 이용하여 구현될 수도 있다.
또는, 게이트 신호 차단이 가능한 회로는 도 12에 도시된 바와 같이, Driver IC를 포함하는 형태로 구현될 수도 있다.
다만, 도 11의 회로 및 도 12의 회로의 동작은 도 7의 회로의 동작과 동일하므로 기능에 대한 중복 설명은 생략한다.
도 13은 본 개시의 일 실시 예에 따른 2채널 LLC 컨버터의 자화 전류 파형을 설명하기 위한 도면이다.
도 13은 Pout이 350W인 경우, 2채널 LLC 컨버터의 자화 전류 파형을 도시하였으며, 전류 편차가 거의 발생하지 않았음을 알 수 있다.
도 14는 본 개시의 일 실시 예에 따른 부하의 크기가 변경되는 경우의 2채널 LLC 컨버터의 주요 파형을 설명하기 위한 도면이다.
도 14의 가운데 도면은 Pout이 70W에서 100W로 증가한 경우의 2채널 LLC 컨버터의 주요 파형을 나타내며, 도 14의 상측 도면은 Pout이 70W에서 주요 파형의 확대 도면을 나타내고, 도 14의 하측 도면은 Pout이 100W에서 주요 파형의 확대 도면을 나타낸다.
즉, 도 14의 하측 도면과 같이 1채널 동작하는 경우는 공진 주파수가 84kHz이고, 도 14의 상측 도면과 같이 2채널 동작하는 경우는 공진 주파수가 97kHz이며, 경부하 진입 시 1채널 구동과 동시에 공진 인덕턴스가 Llk에서 Llk + Lm로 증가하여 공진 주파수가 97kHz에서 84kHz로 감소한다. 그에 따라, 경부하 효율이 개선될 수 있다.
도 15는 본 개시의 일 실시 예에 따른 부하 별 효율을 설명하기 위한 도면이다.
도 15에서 Pout이 약 100W 이하인 경부하 동작 시, 종래 LLC 2채널 구동의 경우(점선 표기)보다 본 개시의 1채널 구동의 경우(실선 표기)가 효율이 좀더 높아졌음을 확인할 수 있다.
도 16은 본 개시의 일 실시 예에 따른 디스플레이 장치의 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
먼저, PFC(power factor correction) 컨버터의 출력단에 연결된 제1 LLC 컨버터 및 PFC 컨버터의 출력단에 연결되고, 제1 LLC 컨버터와 차동 모드(differential mode) 커플드(coupled) 인덕터를 공유하는 제2 LLC 컨버터에 연결된 부하의 크기가 임계 값 이상이면 제1 LLC 컨버터 및 제2 LLC 컨버터를 턴 온시킨다(S1610). 그리고, 부하의 크기가 임계 값 미만이면 제1 LLC 컨버터 및 제2 LLC 컨버터 중 하나를 턴 오프시킨다(S1620).
여기서, 턴 온시키는 단계(S1610)는 부하의 크기가 임계 값 이상이면 제1 LLC 컨버터 및 제2 LLC 컨버터를 턴 온시켜, 제1 LLC 컨버터로부터 출력되는 제1 전류 및 제2 LLC 컨버터로부터 출력되는 제2 전류를 부하로 제공하고, 턴 오프시키는 단계(S1620)는 부하의 크기가 임계 값 미만이면 제2 LLC 컨버터를 턴 오프시키고, 제1 LLC 컨버터로부터 출력되는 제1 전류를 부하로 제공할 수 있다.
한편, PFC 컨버터가 부하의 크기를 식별하는 단계 및 PFC 컨버터가 부하의 크기가 임계 값 이상이면 제1 신호를 출력하고, 부하의 크기가 임계 값 미만이면 제1 신호가 반전된 제2 신호를 출력하는 단계를 더 포함할 수 있다.
여기서, 턴 온시키는 단계(S1610)는 PFC 컨버터로부터 제1 신호가 출력되면, 제1 LLC 컨버터에 포함된 제1 스위칭부의 제1 입력단에 제3 신호를 인가하고, 제1 스위칭부의 제2 입력단에 제4 신호를 인가하고, 제2 LLC 컨버터에 포함된 제2 스위칭부의 제1 입력단에 제3 신호를 인가하고, 제2 스위칭부의 제2 입력단에 제4 신호를 인가하며, 제3 신호는 PFM(pulse frequency modulation) 신호이고, 제4 신호는 제3 신호가 반전된 신호일 수 있다.
그리고, 턴 오프시키는 단계(S1620)는 PFC 컨버터로부터 제2 신호가 출력되면, 제1 LLC 컨버터에 포함된 제1 스위칭부의 제1 입력단에 제3 신호를 인가하고, 제1 스위칭부의 제2 입력단에 제4 신호를 인가하고, 제2 LLC 컨버터에 포함된 제2 스위칭부의 제1 입력단 및 제2 입력단에 턴 오프 신호를 인가하며, 제3 신호는 PFM 신호이고, 제4 신호는 제3 신호가 반전된 신호일 수 있다.
여기서, 제2 스위칭부의 제1 입력단 및 제2 입력단에 턴 오프 신호가 인가되어 제2 LLC 컨버터가 턴 오프되면, 차동 모드 커플드 인덕터의 공진 인덕턴스가 증가하는 단계 및 차동 모드 커플드 인덕터의 공진 인덕턴스가 증가함에 따라, 제1 스위칭부의 동작 주파수를 낮추는 단계를 더 포함할 수 있다.
그리고, 제1 신호는 하이(high) 신호 및 로우(low) 신호 중 하나이고, 제2 신호는 하이 신호 및 로우 신호 중 다른 하나일 수 있다.
한편, 차동 모드 커플드 인덕터는 UU 코어 형태, EI 코어 형태 및 EE 코어 형태 중 하나일 수 있다.
또한, PFC 컨버터는 제1 PFC 컨버터 및 제2 PFC 컨버터를 포함하며, 제어 방법은 제1 PFC 컨버터 및 제2 PFC 컨버터는 교번적으로 동작하는 단계를 더 포함할 수 있다.
한편, PFC 회로로부터 출력되는 신호에 기초하여 부하의 크기가 임계 값 이상인지 식별하는 단계를 더 포함할 수 있다.
이상과 같은 본 개시의 다양한 실시 예에 따르면, 디스플레이 장치에 포함된 두 개의 LLC 컨버터가 차동 모드(differential mode) 커플드(coupled) 인덕터를 공유하고, 부하의 크기가 임계 값 미만으로 작아진 경우 하나의 LLC 컨버터만이 동작함에 따라 동작 주파수가 낮아져 효율이 개선될 수 있다.
또한, 디스플레이 장치에 포함된 두 개의 LLC 컨버터는 부하의 크기가 임계 값 이상인 경우 동시에 동작하기 때문에 종래 전류 편차가 발생하는 문제도 해결할 수 있다.
한편, 본 개시의 일시 예에 따르면, 이상에서 설명된 다양한 실시 예들은 기기(machine)(예: 컴퓨터)로 읽을 수 있는 저장 매체(machine-readable storage media)에 저장된 명령어를 포함하는 소프트웨어로 구현될 수 있다. 기기는, 저장 매체로부터 저장된 명령어를 호출하고, 호출된 명령어에 따라 동작이 가능한 장치로서, 개시된 실시 예들에 따른 전자 장치(예: 전자 장치(A))를 포함할 수 있다. 명령이 프로세서에 의해 실행될 경우, 프로세서가 직접, 또는 프로세서의 제어 하에 다른 구성요소들을 이용하여 명령에 해당하는 기능을 수행할 수 있다. 명령은 컴파일러 또는 인터프리터에 의해 생성 또는 실행되는 코드를 포함할 수 있다. 기기로 읽을 수 있는 저장매체는, 비일시적(non-transitory) 저장매체의 형태로 제공될 수 있다. 여기서, '비일시적'은 저장매체가 신호(signal)를 포함하지 않으며 실재(tangible)한다는 것을 의미할 뿐 데이터가 저장매체에 반영구적 또는 임시적으로 저장됨을 구분하지 않는다.
또한, 본 개시의 일 실시 예에 따르면, 이상에서 설명된 다양한 실시 예들에 따른 방법은 컴퓨터 프로그램 제품(computer program product)에 포함되어 제공될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 상품으로서 판매자 및 구매자 간에 거래될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 기기로 읽을 수 있는 저장 매체(예: compact disc read only memory (CD-ROM))의 형태로, 또는 어플리케이션 스토어(예: 플레이 스토어TM)를 통해 온라인으로 배포될 수 있다. 온라인 배포의 경우에, 컴퓨터 프로그램 제품의 적어도 일부는 제조사의 서버, 어플리케이션 스토어의 서버, 또는 중계 서버의 메모리와 같은 저장 매체에 적어도 일시 저장되거나, 임시적으로 생성될 수 있다.
또한, 본 개시의 일 실시 예에 따르면, 이상에서 설명된 다양한 실시 예들은 소프트웨어(software), 하드웨어(hardware) 또는 이들의 조합을 이용하여 컴퓨터(computer) 또는 이와 유사한 장치로 읽을 수 있는 기록 매체 내에서 구현될 수 있다. 일부 경우에 있어 본 명세서에서 설명되는 실시 예들이 프로세서 자체로 구현될 수 있다. 소프트웨어적인 구현에 의하면, 본 명세서에서 설명되는 절차 및 기능과 같은 실시 예들은 별도의 소프트웨어 모듈들로 구현될 수 있다. 소프트웨어 모듈들 각각은 본 명세서에서 설명되는 하나 이상의 기능 및 동작을 수행할 수 있다.
한편, 상술한 다양한 실시 예들에 따른 기기의 프로세싱 동작을 수행하기 위한 컴퓨터 명령어(computer instructions)는 비일시적 컴퓨터 판독 가능 매체(non-transitory computer-readable medium)에 저장될 수 있다. 이러한 비일시적 컴퓨터 판독 가능 매체에 저장된 컴퓨터 명령어는 특정 기기의 프로세서에 의해 실행되었을 때 상술한 다양한 실시 예에 따른 기기에서의 처리 동작을 특정 기기가 수행하도록 한다. 비일시적 컴퓨터 판독 가능 매체란 레지스터, 캐쉬, 메모리 등과 같이 짧은 순간 동안 데이터를 저장하는 매체가 아니라 반영구적으로 데이터를 저장하며, 기기에 의해 판독(reading)이 가능한 매체를 의미한다. 비일시적 컴퓨터 판독 가능 매체의 구체적인 예로는, CD, DVD, 하드 디스크, 블루레이 디스크, USB, 메모리카드, ROM 등이 있을 수 있다.
또한, 상술한 다양한 실시 예들에 따른 구성 요소(예: 모듈 또는 프로그램) 각각은 단수 또는 복수의 개체로 구성될 수 있으며, 전술한 해당 서브 구성 요소들 중 일부 서브 구성 요소가 생략되거나, 또는 다른 서브 구성 요소가 다양한 실시 예에 더 포함될 수 있다. 대체적으로 또는 추가적으로, 일부 구성 요소들(예: 모듈 또는 프로그램)은 하나의 개체로 통합되어, 통합되기 이전의 각각의 해당 구성 요소에 의해 수행되는 기능을 동일 또는 유사하게 수행할 수 있다. 다양한 실시예들에 따른, 모듈, 프로그램 또는 다른 구성 요소에 의해 수행되는 동작들은 순차적, 병렬적, 반복적 또는 휴리스틱하게 실행되거나, 적어도 일부 동작이 다른 순서로 실행되거나, 생략되거나, 또는 다른 동작이 추가될 수 있다.
이상에서는 본 개시의 바람직한 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 개시는 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 개시의 요지를 벗어남이 없이 당해 개시에 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 개시의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.
100 : 디스플레이 장치
110 : PFC 컨버터
120 : 제1 LLC 컨버터 130 : 제2 LLC 컨버터
140 : 제어 회로
120 : 제1 LLC 컨버터 130 : 제2 LLC 컨버터
140 : 제어 회로
Claims (20)
- 전원 공급 장치를 포함하는 디스플레이 장치에 있어서,
상기 전원 공급 장치는,
PFC(power factor correction) 컨버터;
상기 PFC 컨버터의 출력단에 연결된 제1 LLC 컨버터;
상기 PFC 컨버터의 상기 출력단에 연결되고, 상기 제1 LLC 컨버터와 차동 모드(differential mode) 커플드(coupled) 인덕터를 공유하는 제2 LLC 컨버터; 및
상기 제1 LLC 컨버터 및 상기 제2 LLC 컨버터에 연결된 부하의 크기가 임계 값 이상이면 상기 제1 LLC 컨버터 및 상기 제2 LLC 컨버터를 턴 온시키고, 상기 부하의 크기가 상기 임계 값 미만이면 상기 제1 LLC 컨버터 및 상기 제2 LLC 컨버터 중 하나를 턴 오프시키는 제어 회로;를 포함하는 디스플레이 장치. - 제1항에 있어서,
상기 제어 회로는,
상기 부하의 크기가 상기 임계 값 이상이면 상기 제1 LLC 컨버터 및 상기 제2 LLC 컨버터를 턴 온시켜, 상기 제1 LLC 컨버터로부터 출력되는 제1 전류 및 상기 제2 LLC 컨버터로부터 출력되는 제2 전류를 상기 부하로 제공하고,
상기 부하의 크기가 상기 임계 값 미만이면 상기 제2 LLC 컨버터를 턴 오프시키고, 상기 제1 LLC 컨버터로부터 출력되는 제1 전류를 상기 부하로 제공하는, 디스플레이 장치. - 제1항에 있어서,
상기 PFC 컨버터는,
상기 부하의 크기를 식별하고,
상기 부하의 크기가 상기 임계 값 이상이면 상기 제어 회로로 제1 신호를 전송하고, 상기 부하의 크기가 상기 임계 값 미만이면 상기 제어 회로로 상기 제1 신호가 반전된 제2 신호를 전송하는, 디스플레이 장치. - 제3항에 있어서,
상기 제어 회로는,
상기 PFC 컨버터로부터 상기 제1 신호가 수신되면, 상기 제1 LLC 컨버터에 포함된 제1 스위칭부의 제1 입력단에 제3 신호를 인가하고, 상기 제1 스위칭부의 제2 입력단에 제4 신호를 인가하고, 상기 제2 LLC 컨버터에 포함된 제2 스위칭부의 제1 입력단에 상기 제3 신호를 인가하고, 상기 제2 스위칭부의 제2 입력단에 상기 제4 신호를 인가하며,
상기 제3 신호는, PFM(pulse frequency modulation) 신호이고,
상기 제4 신호는, 상기 제3 신호가 반전된 신호인, 디스플레이 장치. - 제3항에 있어서,
상기 제어 회로는,
상기 PFC 컨버터로부터 상기 제2 신호가 수신되면, 상기 제1 LLC 컨버터에 포함된 제1 스위칭부의 제1 입력단에 제3 신호를 인가하고, 상기 제1 스위칭부의 제2 입력단에 제4 신호를 인가하고, 상기 제2 LLC 컨버터에 포함된 제2 스위칭부의 제1 입력단 및 제2 입력단에 턴 오프 신호를 인가하며,
상기 제3 신호는, PFM 신호이고,
상기 제4 신호는, 상기 제3 신호가 반전된 신호인, 디스플레이 장치. - 제5항에 있어서,
상기 차동 모드 커플드 인덕터는,
상기 제2 스위칭부의 제1 입력단 및 제2 입력단에 상기 턴 오프 신호가 인가되어 상기 제2 LLC 컨버터가 턴 오프되면, 공진 인덕턴스가 증가하고,
상기 제어 회로는,
상기 차동 모드 커플드 인덕터의 공진 인덕턴스가 증가함에 따라, 상기 제1 스위칭부의 동작 주파수를 낮추는, 디스플레이 장치. - 제3항에 있어서,
상기 제1 신호는, 하이(high) 신호 및 로우(low) 신호 중 하나이고,
상기 제2 신호는, 상기 하이 신호 및 상기 로우 신호 중 다른 하나인, 디스플레이 장치. - 제1항에 있어서,
상기 차동 모드 커플드 인덕터는,
UU 코어 형태, EI 코어 형태 및 EE 코어 형태 중 하나인, 디스플레이 장치. - 제1항에 있어서,
상기 PFC 컨버터는,
제1 PFC 컨버터 및 제2 PFC 컨버터를 포함하며,
상기 제1 PFC 컨버터 및 상기 제2 PFC 컨버터는 교번적으로 동작하는, 디스플레이 장치. - 제1항에 있어서,
상기 제어 회로는,
상기 PFC 회로로부터 제공되는 신호에 기초하여 상기 부하의 크기가 임계 값 이상인지 식별하는, 디스플레이 장치. - 디스플레이 장치의 제어 방법에 있어서,
PFC(power factor correction) 컨버터의 출력단에 연결된 제1 LLC 컨버터 및 상기 PFC 컨버터의 상기 출력단에 연결되고, 상기 제1 LLC 컨버터와 차동 모드(differential mode) 커플드(coupled) 인덕터를 공유하는 제2 LLC 컨버터에 연결된 부하의 크기가 임계 값 이상이면 상기 제1 LLC 컨버터 및 상기 제2 LLC 컨버터를 턴 온시키는 단계; 및
상기 부하의 크기가 상기 임계 값 미만이면 상기 제1 LLC 컨버터 및 상기 제2 LLC 컨버터 중 하나를 턴 오프시키는 단계;를 포함하는 제어 방법. - 제11항에 있어서,
상기 턴 온시키는 단계는,
상기 부하의 크기가 상기 임계 값 이상이면 상기 제1 LLC 컨버터 및 상기 제2 LLC 컨버터를 턴 온시켜, 상기 제1 LLC 컨버터로부터 출력되는 제1 전류 및 상기 제2 LLC 컨버터로부터 출력되는 제2 전류를 상기 부하로 제공하고,
상기 턴 오프시키는 단계는,
상기 부하의 크기가 상기 임계 값 미만이면 상기 제2 LLC 컨버터를 턴 오프시키고, 상기 제1 LLC 컨버터로부터 출력되는 제1 전류를 상기 부하로 제공하는, 제어 방법. - 제11항에 있어서,
상기 PFC 컨버터가 상기 부하의 크기를 식별하는 단계; 및
상기 PFC 컨버터가 상기 부하의 크기가 상기 임계 값 이상이면 제1 신호를 출력하고, 상기 부하의 크기가 상기 임계 값 미만이면 상기 제1 신호가 반전된 제2 신호를 출력하는 단계;를 더 포함하는, 제어 방법. - 제13항에 있어서,
상기 턴 온시키는 단계는,
상기 PFC 컨버터로부터 상기 제1 신호가 출력되면, 상기 제1 LLC 컨버터에 포함된 제1 스위칭부의 제1 입력단에 제3 신호를 인가하고, 상기 제1 스위칭부의 제2 입력단에 제4 신호를 인가하고, 상기 제2 LLC 컨버터에 포함된 제2 스위칭부의 제1 입력단에 상기 제3 신호를 인가하고, 상기 제2 스위칭부의 제2 입력단에 상기 제4 신호를 인가하며,
상기 제3 신호는, PFM(pulse frequency modulation) 신호이고,
상기 제4 신호는, 상기 제3 신호가 반전된 신호인, 제어 방법. - 제13항에 있어서,
상기 턴 오프시키는 단계는,
상기 PFC 컨버터로부터 상기 제2 신호가 출력되면, 상기 제1 LLC 컨버터에 포함된 제1 스위칭부의 제1 입력단에 제3 신호를 인가하고, 상기 제1 스위칭부의 제2 입력단에 제4 신호를 인가하고, 상기 제2 LLC 컨버터에 포함된 제2 스위칭부의 제1 입력단 및 제2 입력단에 턴 오프 신호를 인가하며,
상기 제3 신호는, PFM 신호이고,
상기 제4 신호는, 상기 제3 신호가 반전된 신호인, 제어 방법. - 제15항에 있어서,
상기 제2 스위칭부의 제1 입력단 및 제2 입력단에 상기 턴 오프 신호가 인가되어 상기 제2 LLC 컨버터가 턴 오프되면, 상기 차동 모드 커플드 인덕터의 공진 인덕턴스가 증가하는 단계; 및
상기 차동 모드 커플드 인덕터의 공진 인덕턴스가 증가함에 따라, 상기 제1 스위칭부의 동작 주파수를 낮추는 단계;를 더 포함하는, 제어 방법. - 제13항에 있어서,
상기 제1 신호는, 하이(high) 신호 및 로우(low) 신호 중 하나이고,
상기 제2 신호는, 상기 하이 신호 및 상기 로우 신호 중 다른 하나인, 제어 방법. - 제11항에 있어서,
상기 차동 모드 커플드 인덕터는,
UU 코어 형태, EI 코어 형태 및 EE 코어 형태 중 하나인, 제어 방법. - 제11항에 있어서,
상기 PFC 컨버터는,
제1 PFC 컨버터 및 제2 PFC 컨버터를 포함하며,
상기 제어 방법은,
상기 제1 PFC 컨버터 및 상기 제2 PFC 컨버터는 교번적으로 동작하는 단계;를 더 포함하는, 제어 방법. - 제11항에 있어서,
상기 PFC 회로로부터 출력되는 신호에 기초하여 상기 부하의 크기가 임계 값 이상인지 식별하는 단계;를 더 포함하는, 제어 방법.
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|---|---|---|---|
| KR1020220056107A KR20230156559A (ko) | 2022-05-06 | 2022-05-06 | 디스플레이 장치 및 그 제어 방법 |
Applications Claiming Priority (1)
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| KR1020220056107A KR20230156559A (ko) | 2022-05-06 | 2022-05-06 | 디스플레이 장치 및 그 제어 방법 |
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|---|---|
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2022
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