WO2018169241A1 - 전원공급장치, 이를 구비한 디스플레이 장치 및 전원 공급 방법 - Google Patents

전원공급장치, 이를 구비한 디스플레이 장치 및 전원 공급 방법 Download PDF

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Definitions

  • the present disclosure relates to a power supply device, a display device having the same, and a power supply method.
  • the present invention relates to a power supply device capable of reducing a capacitor capacity in a power supply device by stopping a backlight driving operation during an instantaneous power failure, and a display device having the same. It relates to a power supply method.
  • the display device is a device that processes and displays a digital or analog video signal received from the outside or various video signals stored in a compressed file of various formats in an internal storage device.
  • Such a display device is provided with a capacitor to prevent a reset even when there is no input of an AC power supply for a predetermined cycle, that is, to hold up.
  • Capacitors for this hold-up hold are determined by ripple current and hold-up time, and display devices require a relatively large capacitor.
  • the electrolytic capacitor has a problem that ignition may occur due to environmental damage due to breakdown of insulation between parts, defective parts due to foreign matters, and overvoltage application, and the ignition of the electrolytic capacitor may cause fire of the display device.
  • an object of the present disclosure is to provide a power supply device, a display device having the same, and a power supply method capable of reducing a capacitor capacity in a power supply device by stopping a backlight driving operation during an instantaneous power failure.
  • a display apparatus for achieving the above object is a display for displaying an image, a processor for controlling the display so that a predetermined image is displayed, receiving a AC power to generate a predetermined DC power, A power supply unit providing the generated DC power to each of the display and the processor, and a sensing unit outputting a sensing signal corresponding to whether the AC power is input, wherein the display is configured to display an image according to the sensing signal. Is stopped.
  • the display may include an LED array, and a driver for selectively providing a constant current to the LED array according to the AC sensing signal.
  • the processor may receive the sensing signal and selectively stop an image display operation of the display according to the received sensing signal.
  • the display apparatus may further include a speaker that outputs a sound corresponding to the image, and the speaker may stop the output operation of the sound according to the detection signal.
  • the power supply unit may output a plurality of DC voltages having different magnitudes, and maintain the output of one of the plurality of DC voltages and stop the output of the other DC voltages according to the detection signal.
  • the power supply unit may include: a first rectifying unit rectifying the AC power to a DC power source; a capacitor for smoothing the rectified DC power; a transformer for transforming the smoothed DC power and outputting the plurality of driving powers; A switching unit for selectively supplying power to the transformer, a second rectifying unit rectifying the first output voltage output from the transformer and outputting the first output power to the first driving power source, and rectifying the second output voltage output from the transformer for driving the second drive A third rectifier outputs to a power source, and a power control unit for controlling the switching unit based on the magnitude of the second driving voltage.
  • the capacitor may be a film capacitor.
  • the capacitor may have a capacity of 15 ms to 20 ms to be held up by the display apparatus except for the display.
  • the sensing unit may include a photo coupler which is connected to the light emitting unit in parallel to the capacitor.
  • the sensing unit may include a sensing circuit configured to detect whether an AC power is input based on at least one driving voltage among the plurality of driving power sources.
  • the power supply unit may further include a power factor correction (PFC) unit for matching the voltage and current of the rectified AC power in phase, and the capacitor may smooth the output voltage of the PFC unit.
  • PFC power factor correction
  • the first driving power may be provided to the display, and the second driving power may be provided to the processor.
  • the sensing unit may include a photo coupler that the light emitting unit is connected in parallel to the AC power supply.
  • the power supply device provides an input unit for receiving the AC power, a converter for receiving the AC power to output a plurality of DC voltages, and the detection signal corresponding to the input of the AC power And a sensing unit for outputting, wherein the converting unit maintains the output of one of the plurality of DC voltages and stops the output of the other DC voltage according to the sensing signal.
  • the converter may include a film capacitor to smooth the rectified AC power.
  • the sensing unit may include a photo coupler that the light emitting unit is connected in parallel to the AC power supply.
  • the image display method of the display device generating an image, displaying the generated image, detecting whether the AC power input, AC according to the detection result If the input of the power is not detected, the generating operation includes the step of controlling the display device to stop the display operation in a continuously maintained state.
  • the input of the AC power is not detected according to the detection result may further comprise the step of stopping the output operation of the sound corresponding to the image.
  • the displaying may include displaying an image using a backlight and an LCD element, and the controlling may control the display apparatus to stop the display operation because the driving power is not provided to the backlight.
  • the present disclosure can reduce the capacitor capacity in the power supply by stopping the backlight driving operation during instantaneous power failure.
  • FIG. 1 is a block diagram illustrating a brief configuration of a display apparatus according to an exemplary embodiment.
  • FIG. 2 is a block diagram illustrating a detailed configuration of a display apparatus according to an exemplary embodiment.
  • FIG. 3 is a block diagram showing a specific configuration of a power supply apparatus according to an embodiment of the present disclosure
  • FIG. 4 is a circuit diagram of a power supply device according to a first embodiment of the present disclosure
  • FIG. 5 is a circuit diagram of a power supply apparatus according to a second embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 6 is a circuit diagram of a power supply apparatus according to a third embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 7 is a circuit diagram of a power supply apparatus according to a fourth embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 8 is a circuit diagram of a power supply apparatus according to a fifth embodiment of the present disclosure.
  • 9 and 10 are output waveform diagrams according to whether the AC sensing circuit is operated.
  • FIG. 11 is a flowchart illustrating a power supply method according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 1 is a block diagram illustrating a brief configuration of a display apparatus according to an exemplary embodiment.
  • the display apparatus 100 may include a display 110, a processor 120, a power supply 200, and a detector 300.
  • the display 110 displays an image.
  • the display 110 may be implemented as various types of displays such as a liquid crystal display (LCD), an organic light emitting diode (OLED) display, a plasma display panel (PDP), and the like.
  • the display 110 may also include a driving circuit, a backlight unit, and the like, which may be implemented in the form of an a-si TFT, a low temperature poly silicon (LTPS) TFT, an organic TFT (OTFT), or the like.
  • the display 110 may be implemented as a touch screen in combination with the touch sensing unit.
  • the display 110 may be an LCD panel that transmits light emitted from the backlight through the LCD or displays gray scales by adjusting the degree of transmission, or may be an OLED panel that emits light corresponding to an image directly.
  • the display 110 is configured as an LCD panel that transmits the light emitted from the backlight through the LCD or adjusts the degree of transmission to display the gray scale
  • the display 110 displays the backlight through the power supply unit 200 to be described later. It is possible to receive the power required to transmit the light emitted from the backlight to the LC.
  • the display 110 receives power to be used for the pixel electrode and the common electrode from the power supply unit 200 to be described later, and adjusts each LC according to the image signal input to the image signal generator 170 to be described later to display an image. can do.
  • the backlight may be configured to emit light to the LCD, and may include a cold cathode fluorescent lamp (CCFL), a light emitting diode (LED), or the like.
  • CCFL cold cathode fluorescent lamp
  • LED light emitting diode
  • the backlight is illustrated and described as being composed of a light emitting diode and a light emitting diode driving circuit.
  • the backlight may be implemented in other configurations.
  • the backlight when using a light emitting diode to emit light, the backlight should be provided with an LED driver for driving the LED.
  • the LED driver is configured to provide the LED with a constant current corresponding to the brightness value so that the backlight operates with the brightness value corresponding to the dimming information provided from the image signal generator 170.
  • These LED drivers may not provide constant current to the LED depending on the dimming signal.
  • the display 110 may display an image corresponding to the image signal provided from the image signal generator 170 and the driving power supplied from the power supply unit 200 to be described later.
  • the display 110 may include a plurality of pixels including an organic light emitting diode.
  • the organic electroluminescent diode refers to a 'self-emitting organic material' that emits light by using an electroluminescence phenomenon that emits light when a current flows through the fluorescent organic compound.
  • the display 110 temporarily stops displaying an image depending on whether AC power is input.
  • the display 110 includes a backlight
  • an operation of the backlight may be temporarily stopped in response to a detection signal of the sensing unit 300 to be described later.
  • the display 110 is an OLED panel
  • the power provided to the organic light emitting diode is stopped and the image display operation may be temporarily stopped. Accordingly, the display apparatus 100 may reduce power consumption when the AC power is not input.
  • the processor 120 controls the overall operation of the display apparatus 100.
  • the processor 120 may control the display 110 to display an image.
  • the processor 120 may control the display 110 to stop the display operation of the image according to the detection state of the AC power of the sensing unit 300 to be described later.
  • the processor 120 may also stop the output operation of the sound to reduce power consumption when the AC power is not input.
  • the implementation is not a configuration used to maintain the system of the display device is not reset, other configuration than the configuration described above.
  • the USB charging function may be temporarily stopped according to the detection state of the AC power.
  • the processor 120 has been described as controlling the display 110 according to the detection of the AC power
  • the display 110 instead of the processor 120 is directly connected to the detection signal of the sensing unit 300. Accordingly, the image display operation (specifically, the backlight operation) may be stopped.
  • the power supply unit 200 not the display 110, may interrupt the driving power provided to the backlight to stop the image display operation. Such examples will be described later with reference to FIGS. 4 to 8.
  • the power supply unit 200 supplies power to each component in the display apparatus 100.
  • the power supply unit 200 may generate driving power for driving the display apparatus 100 and supply the generated driving power to each component. If the display apparatus 100 requires a plurality of driving voltages having different sizes, the power supply unit 200 may generate a plurality of driving voltages to supply power to each component. Such a configuration will be described in detail with reference to FIG. 3.
  • the sensing unit 300 outputs a sensing signal corresponding to whether AC power is input. A detailed circuit and operation of the sensing unit 300 will be described later with reference to FIGS. 4 to 8.
  • the display apparatus 100 may include a configuration as illustrated in FIG. 2.
  • a detailed configuration of the display apparatus 100 will be described below with reference to FIG. 2.
  • FIG. 2 is a block diagram illustrating a detailed configuration of a display apparatus according to an exemplary embodiment.
  • the display apparatus 100 includes a display 110, an image signal generator 170, a broadcast receiver 130, a signal separator 135, and an A / V processor 140. ), An audio output unit 145, a storage unit 150, a communication interface unit 155, an operation unit 160, a processor 120, and a power supply unit 200.
  • the operation of the display 110 and the power supply unit 200 is the same as that of FIG. 1, and a redundant description thereof will be omitted. Meanwhile, in the illustrated example, although the power supply unit 200 supplies power only to the display 110 and the processor 120, the power supply unit 200 supplies power to all components requiring power in the display apparatus 100. Can be provided.
  • the broadcast receiver 130 may receive and demodulate a broadcast by wire or wireless from a broadcast station or a satellite.
  • the signal separator 135 may separate the broadcast signal into an image signal, an audio signal, and an additional information signal. In addition, the signal separator 135 may transmit an image signal and an audio signal to the A / V processor 140.
  • the A / V processing unit 140 may perform signal processing such as video decoding, video scaling, and audio decoding on the video signal and the audio signal input from the broadcast receiving unit 130 and the storage unit 150.
  • the A / V processor 140 may output an image signal to the image signal generator 170 and output an audio signal to the audio output unit 145.
  • the A / V processing unit 140 may output the image and audio to the storage unit 150 in a compressed form.
  • the audio output unit 145 converts an audio signal output from the A / V processing unit 140 into sound and outputs it through a speaker (not shown) or outputs to an external device connected through an external output terminal (not shown). Can be.
  • the image signal generator 170 may generate a graphical user interface (GUI) for providing to the user.
  • GUI graphical user interface
  • the image signal generator 170 may add the generated GUI to the image output from the A / V processor 140.
  • the image signal generator 170 may provide an image signal corresponding to the image to which the GUI is added to the display 110. Accordingly, the display 110 may display various information provided by the display apparatus 100 and an image transmitted from the image signal generator 170.
  • the image signal generator 170 may display a GUI indicating that the screen display is suspended because the AC power is unstable when it is displayed that the image display operation is temporarily suspended due to the temporary interruption of the AC power.
  • the image signal generator 170 may extract brightness information corresponding to the image signal and generate a dimming signal corresponding to the extracted brightness information.
  • the image signal generator 170 may provide the generated dimming signal to the display 110.
  • This dimming signal may be a PWM signal for backlight control.
  • the image signal generator 170 may vary the dimming signal according to the detection signal of the detector 300 to provide to the display 110. For example, when a detection signal indicating that AC power is not input, a dimming signal for preventing the backlight from operating may be output.
  • the image signal generator 170 generates the dimming signal and provides the dimming signal to the display 110.
  • the display 110 receiving the image signal generates the dimming signal by itself. It can also be implemented in the form used.
  • the dimming signal for controlling the backlight is provided only to the display 110, but the dimming signal may also be provided to the power supply unit 200. That is, the backlight on / off may be performed according to the detection signal of the sensing unit 300.
  • the storage unit 150 may store image content.
  • the storage unit 150 may receive and store the compressed video content from the A / V processing unit 140, and store the stored video content under the control of the processor 120. ) Can be printed.
  • the storage unit 150 may be implemented as a hard disk, a nonvolatile memory, a volatile memory, or the like.
  • the operation unit 160 may be implemented as a touch screen, a touch pad, a key button, a keypad, or the like to provide a user operation of the display apparatus 100.
  • an external control device eg, a remote controller.
  • the communication interface unit 155 is configured to communicate with various types of external devices according to various types of communication methods.
  • the communication interface unit 155 may include a Wi-Fi chip and a Bluetooth chip.
  • the processor 120 may communicate with various external devices by using the communication interface 155.
  • the communication interface unit 155 may receive a control command from a control terminal device (for example, a remote controller) that can control the display apparatus 100.
  • the communication interface unit 155 may include a USB port to which a USB connector may be connected, or various external inputs for connecting to various external terminals such as a headset, a mouse, and a LAN. Ports, DMB chip for receiving and processing the Digital Multimedia Broadcasting (DMB) signal may be further included, of course.
  • DMB Digital Multimedia Broadcasting
  • the processor 120 controls the overall operation of the display apparatus 100.
  • the processor 120 may control the image signal generator 170 and the display 110 to display an image according to a control command received through the manipulation unit 160.
  • the image signal generator 170 provides an image signal to the display 110.
  • the image signal generator 170 may supply various image signals for displaying the image data and / or the image data to the display 110 in response to the image data.
  • the processor 120 may include a RAM, a ROM, a CPU, a graphics processing unit (GPU), and a bus.
  • RAM, ROM, CPU, and Graphic Processing Unit (GPU) may be connected to each other via a bus.
  • the CPU accesses the storage unit 150 and performs booting using an operating system (O / S) stored in the storage unit 150.
  • O / S operating system
  • various operations may be performed using various programs, contents, data, and the like stored in the storage 150.
  • the ROM stores a command set for system booting.
  • the CPU copies the O / S stored in the storage unit 150 to the RAM according to the command stored in the ROM, and executes the O / S to boot the system.
  • the CPU copies various programs stored in the storage unit 150 to the RAM and executes the programs copied to the RAM to perform various operations.
  • the GPU may generate a screen including various objects such as an icon, an image, and a text.
  • the GPU configuration is a configuration that performs the function in the above-described image signal generation unit, therefore, when implemented, the GPU configuration may be configured in a separate configuration, such as the image signal generation unit 170, the processor 170 It may be implemented in a configuration such as an SoC combined with an internal CPU.
  • the processor 120 may determine an operation state of the display apparatus 100.
  • the display apparatus 110 may determine a normal mode, and when the display operation of the display 110 is not required, the display 110 may be determined as a standby mode (or a power saving mode or a standby mode).
  • the standby mode may be not only a state of waiting for a user's operation (ex, a power-on command) but also a state of outputting only a voice without displaying a screen, or an IoT communication state of communicating with other external devices nearby.
  • the processor 120 may change an operation state of the display 110 according to a detection signal of the detector 300.
  • the processor 120 directly controls the display 110 so that the display 110 does not display an image, or outputs a dimming signal for preventing the backlight from operating.
  • the image signal generator 170 may be controlled.
  • the processor 120 may control the audio output unit 145 so that sound is not output when a detection signal indicating that AC power is not input is input.
  • the processor 120 may maintain operation without shutting down for a predetermined time (for example, 15 ms or 20 ms or more) by using a power stored in a capacitor in the power supply 200. .
  • the processor 120 may control the display 110 to display a message indicating that the screen display is temporarily stopped because the input of the AC power is not constant.
  • the display apparatus 100 may temporarily reduce power consumption by preventing the display 110 from displaying an image, specifically, preventing the backlight from operating. Accordingly, the size of the capacitor required for the hold-up (instantaneous power) can be reduced, thereby reducing the area occupied by the capacitor, and the capacitor in the display apparatus 100 can be used as a film capacitor. Accordingly, it is possible to fundamentally prevent the possibility of explosion-proof / ignition / fire / smoke of the display device.
  • the above-described function is applied only to a display device that receives and displays a broadcast.
  • the power supply device described below may be applied to any electronic device having a display.
  • the power supply unit 200 has been described as being included in the display apparatus 100, the function of the power supply unit 200 may be implemented as a separate device.
  • a separate power supply apparatus that performs the same function as the power supply unit 200 will be described with reference to FIG. 3.
  • sensing unit 300 has been described as being disposed outside the power supply unit 200, the sensing unit 300 may be disposed in the power supply unit 200.
  • the processor 120 controls the operation of the display according to the detection of the AC power
  • the display operation of the display is directly stopped according to the detection signal of the sensing unit at the time of implementation (eg, detection Signal may be used as a dimming control signal or an output control signal of a driving power supply of the power supply device).
  • FIG. 3 is a block diagram showing a specific configuration of a power supply apparatus according to an embodiment of the present disclosure.
  • the power supply device 200 may include a rectifier 210, a converter 400, and a detector 300.
  • the rectifier 210 rectifies the external AC power to DC power.
  • the rectifier 210 may rectify the AC power provided from the outside using a rectifier circuit such as a full bridge diode circuit.
  • the converter 400 converts the output voltage of the rectifier 210 into a driving power and outputs the driving voltage.
  • the converter 400 may output a plurality of different DC voltages using the rectified AC power.
  • the converter 400 may include a transformer 410, a control circuit 420, a second rectifier 430, and a third rectifier 440.
  • the transformer 410 transforms the smoothed DC power and outputs the plurality of driving voltages.
  • the control circuit 420 may include a switching unit 421, a power control unit 420, and sensing circuits 422 and 423.
  • the switching unit 420 selectively provides a smoothed DC power supply to the primary side winding of the transformer 410.
  • the power control unit 420 controls the switching operation of the switching unit 420 according to the magnitude of the output voltage sensed by the sensing circuit.
  • the sensing circuits 422 and 423 may provide the power control unit 420 with a magnitude of a driving voltage output from the transformer 410.
  • the second rectifier 430 may rectify the first output voltage output from the transformer and output the rectified first voltage to the first driving power.
  • the first driving power may be power provided to the backlight of the display.
  • the third rectifier 440 may rectify the second output voltage output from the transformer and output the rectified second voltage to the second driving power.
  • the second driving power may be power provided to the processor.
  • the sensing unit 300 outputs a sensing signal corresponding to whether AC power is input.
  • the sensing unit 300 may be composed of a photo coupler, a sensing circuit, a transformer, and the like. In addition to such a circuit configuration, other elements may be used as long as they can provide information while maintaining insulation between the primary side and the secondary side.
  • the sensing positions of the sensing unit 300 may be various positions such as an AC power terminal input of an AC power source, an output terminal of a hold-up capacitor, and a secondary side winding of a transformer. Various configurations and positions of the sensing unit 300 will be described later with reference to FIGS. 4 to 8.
  • the power supply device 200 may further include a hold-up capacitor 230, and may further include a PFC unit, which is essentially provided in a device having a predetermined power consumption.
  • the hold-up capacitor 230 is a capacitor that charges the power so that the system does not reset for a certain time even though AC power is not temporarily input.
  • the capacitor 230 according to the present exemplary embodiment may have a capacity such that the display device excluding the display is not reset for at least 15ms (when the frequency of the AC power is 60hz) or 20ms (when the frequency of the AC power is 50hz). have.
  • the output of the display or the speaker is temporarily stopped when the AC power is not input, power consumption in the display device is greatly reduced. Therefore, a larger capacitor capacity than the conventional one is not necessary, and thus it is possible to use a film capacitor having excellent performance.
  • the PFC unit 220 may compensate for the power factor by matching the voltage and current of the rectified AC power in phase.
  • the above-described hold-up capacitor 230 may be disposed at the output terminal of the PFC unit.
  • the power supply device 200 when the AC power is not input, the power supply device 200 outputs a detection signal indicating that the AC power is not input.
  • the AC power is not input using the corresponding detection signal, Can reduce power consumption.
  • the power supply device 200 outputs only a detection signal corresponding to whether AC power is input.
  • only a part of the plurality of driving power sources may be supplied depending on whether AC power is input. It may be implemented in a form that outputs, and does not output the remaining drive power.
  • the second driving power provided to the processor may temporarily stop the output of the first driving power provided to the display while maintaining the output.
  • the power supply device 200 according to the first embodiment is an embodiment in which the LED driver occupationally uses the detection signal of the sensing unit in the power supply device applicable to the small display device.
  • the power supply device 200 may include a rectifier 210, a hold-up capacitor 230, a converter 400, and a detector 300.
  • the rectifier 210 (or the first rectifier) rectifies the external AC power source into a DC power source.
  • the rectifier 210 may be implemented as a full bridge full-wave rectification circuit as shown in FIG.
  • the hold-up capacitor 230 may smooth the rectified AC power source.
  • the transformer 410 transforms the smoothed DC power and outputs the plurality of driving voltages.
  • One end of the switch element 421 is connected to the other end of the primary coil of the transformer 240, the other end is connected to the ground of the primary end.
  • the sensing circuits 422 and 423 provide the magnitude of the second driving voltage to the power control unit 420.
  • the power control unit 420 may control the on / off state of the switch element 421 according to the magnitude of the transferred second driving voltage.
  • the second rectifier 430 may rectify the first output voltage output from the first secondary coil of the transformer 410 by using the diode 431 and the capacitor 432 to output the first driving power.
  • the first driving power may be power provided to the backlight of the display.
  • the third rectifier 440 may rectify the second output voltage output from the second secondary coil of the transformer 410 by using the diode 441 and the capacitor 442 and output the rectified voltage to the second driving power.
  • the second driving power may be power provided to the processor.
  • the sensing unit 300 directly outputs a sensing signal corresponding to whether AC power is input to the display 110.
  • the sensing unit 300 may provide the sensing signal to the LED driver of the backlight 115 of the display using the photo coupler 320 in which the light emitting unit is connected to the AC power in parallel.
  • the LED driver may provide a constant current to the LED array according to a dimming signal provided from a display or an image signal generator in a general manner. If a detection signal indicating that AC power is not input, the constant current may not be provided to the LED array.
  • the processor 120 is continuously provided with the second driving power, the display device 100 is not reset even in the state of maintaining the operation, the backlight does not operate, it is possible to reduce the power consumption.
  • the sensing unit 300 will output a sensing signal to which the AC power is input, and the LED driver may again provide a constant current corresponding to the dimming signal to the LED array.
  • the processor 120 receives the sensing signal and the processor 120 controls the LED driver. Can be. This will be described below with reference to FIG. 5.
  • the power supply device 200 is an embodiment in which the processor controls the LED driver using the detection signal in the power supply device applicable to the small display device.
  • the power supply device 200 ′ may include a rectifier 210, a hold-up capacitor 230, a converter 400, and a detector 300.
  • the configuration of the rectifier 210, the hold-up capacitor 230 and the converter 400 is the same as the embodiment of FIG.
  • the sensing unit 300 outputs a sensing signal corresponding to whether AC power is input to the processor 120.
  • the sensing unit 300 may generate a sensing signal using the photo coupler 320 connected in parallel with the light emitting unit, and provide the generated sensing signal to the processor 120.
  • the processor 120 may provide a normal dimming signal to the LED driver to perform an image display operation.
  • the processor 120 may provide a dimming signal to the LED driver to prevent the LED from emitting light so that the backlight does not operate.
  • the processor 120 may also stop the sound output operation of the speaker 145.
  • the processor 120 has been described as controlling the LED driver by the dimming signal, but in the implementation, it is also possible to use a separate control signal (VCC control signal) in addition to the dimming signal.
  • VCC control signal VCC control signal
  • the embodiment may be applied to a power supply of a large display device having a PFC unit when implemented. This will be described below with reference to FIG. 6.
  • FIG. 6 is a circuit diagram of a power supply apparatus according to a third embodiment of the present disclosure.
  • the power supply device 200 ′′ according to the third embodiment is an embodiment in which an LED driver uses a detection signal of a detector in a power supply device applicable to a large display device.
  • the power supply device 200 ′′ may include a rectifier 210, a PFC unit 220, a hold-up capacitor 230, a converter 500, and a detector 300.
  • the rectifier 210 rectifies the external AC power to DC power.
  • the rectifier 210 may be configured as a full bridge diode circuit.
  • the PFC unit 220 matches the voltage and current of the rectified AC power source in phase.
  • the PFC unit 220 may include an inductor 221, a first switch 222, a first diode 223, a hold-up capacitor 230, and a PFC controller 225.
  • the hold-up capacitor 230 has been described as being included in the PFC unit.
  • the holding up capacitor 230 may be a capacitor outside the PFC unit 220.
  • One end of the inductor 221 is connected to the rectifier 210 to receive the rectified DC power, and the other end is commonly connected to the anode of the first diode 223 and one end of the first switch 222.
  • One end of the first switch 222 is commonly connected to the other end of the inductor 221 and the anode of the first diode 223, the other end is grounded, and the switching operation is performed according to the driving signal of the PFC controller 225. do.
  • the diode 223 has an anode commonly connected to the other end of the inductor 221 and one end of the first switch 222, and a cathode is commonly connected to one end of the hold-up capacitor 230 and the converter 300.
  • One end of the hold-up capacitor 230 is commonly connected to the cathode of the diode 223 and the converter 300, and the other end is grounded together with the other end of the first switch 222.
  • the PFC controller 225 controls the connection state of the first switch 222 to match the voltage and current of the AC power rectified by the rectifier 210 in phase.
  • the converter 500 converts the output voltage of the PFC unit 220 into a driving power and outputs the driving voltage.
  • the converter 500 may be implemented as an LLC resonant converter.
  • the converter 500 may include an LLC control unit 510, a second switch 521, a third switch 522, Second capacitor 523, transformer 530, second diode 541, third diode 542, third capacitor 543, fourth diode 551, fifth diode 552, fourth capacitor 553.
  • the circuit configuration of the LLC resonant converter shown is an example. Accordingly, the LLC resonant converter circuit may be implemented with other circuit configurations that perform the same function.
  • One end of the second switch 521 is connected to the output terminal of the PFC unit 230, and the other end thereof is connected to one end of the third switch 522.
  • One end of the third switch 522 is connected to the other end of the second switch 521 and the other end is grounded. As described above, the second switch 521 and the third switch 522 are connected in series, and perform a switching operation under the control of the LLC controller 510.
  • One end of the second capacitor 523 is commonly connected to the other end of the second switch 521 and one end of the third switch 522, and the other end of the second capacitor 523 is one end of the primary winding 531 of the transformer 530. Is connected to.
  • the transformer 340 has a primary winding 531 and a plurality of secondary windings 532, 533, 534, 535, and the primary winding and the plurality of secondary windings may have a predetermined turns ratio.
  • one end of the primary winding 531 is connected to the other end of the second capacitor 523, and the other end of the primary winding 531 is grounded.
  • the secondary winding 532 has one end connected to the anode of the second diode 541, and the other end is common to one end of the other secondary winding 533 and the other end of the third capacitor 543 through the center tap. Connected.
  • the second winding 533 is commonly connected to the other end of the second winding 532 and the other end of the third capacitor 543, and the other end thereof is connected to the anode of the third diode 542.
  • the second diode 541 has an anode connected to one end of the secondary winding 532, and a cathode is commonly connected to the cathode of the third diode 533 and one end of the third capacitor 543.
  • the third diode 542 has an anode connected to the other end of the secondary winding 533, and a cathode is commonly connected to the cathode of the second diode 541 and one end of the third capacitor 543.
  • One end of the third capacitor 543 is commonly connected to the cathode of the second diode 541 and the cathode of the third diode 542, and the other end of the third capacitor 543 is connected to the center tap of the transformer 340. Therefore, the center tap side operates as a reference voltage (secondary ground) of the output voltage, and the voltage of the third capacitor 543 becomes the first driving voltage.
  • the first driving power source is provided to the backlight of the display.
  • the secondary winding 534 has one end connected to the anode of the fourth diode 551, and the other end is common to the other end of the fourth capacitor 553 and the other end of the second winding 535 through the center tap. Connected. In addition, one end of the secondary winding 535 is commonly connected to the other end of the second winding 534 and the other end of the fourth capacitor 553, and the other end thereof is connected to the anode of the fifth diode 551.
  • the fourth diode 551 has an anode connected to one end of the secondary winding 534, and a cathode is commonly connected to the cathode of the fifth diode 535 and one end of the fourth capacitor 553.
  • the fifth diode 552 has an anode connected to the other end of the secondary winding 535, and a cathode is commonly connected to the cathode of the fourth diode 551 and one end of the fourth capacitor 553.
  • One end of the fourth capacitor 553 is commonly connected to the cathode of the fourth diode 551 and the cathode of the fifth diode 552, and the other end is connected to the center tap of the transformer 340. Accordingly, the center tap side is operated as a reference voltage (secondary ground) of the output voltage, and the voltage of the fourth capacitor 553 becomes the second driving voltage.
  • a second driving power source is provided to the processor.
  • the LLC controller 310 controls the operations of the second switch 521 and the third switch 522 to output the preset second driving voltage. This operation is a general operation of the LLC resonant converter, so the operation of the LLC control unit is omitted.
  • the sensing circuits 561 and 562 sense the magnitude of the output load receiving the second driving power.
  • the sensing circuits 531 and 562 may include a photo coupler 562 and a diode 561.
  • the diode 561 varies the current flowing according to the magnitude of the output load of the converter 500 and provides it to the photo coupler 562.
  • the photo coupler 562 provides the converter 500 with voltage information corresponding to the magnitude of the provided current.
  • the sensing unit 300 directly outputs a sensing signal corresponding to whether AC power is input to the display 110.
  • the sensing unit 300 may provide the sensing signal to the LED driver of the backlight 115 of the display using the photo coupler 320 in which the light emitting unit is connected to the AC power in parallel.
  • the operation of the sensing unit 300 is the same as that of the embodiment of FIG. 4, and thus descriptions thereof will be omitted.
  • the power supply device 200 ′′ according to the third embodiment may not only supply appropriate power to a large display device
  • the power supply device 200 ′′ ′ according to the fourth embodiment is an embodiment in which an AC power is input using a voltage of a hold-up capacitor in a power supply device applicable to a large display device.
  • the power supply device 200 ′′ ′ may be configured of a rectifier 210, a PFC unit 220, a hold-up capacitor 230, a converter 500, and a detector 300 ′.
  • the rectifier 210, the PFC unit 220, the hold-up capacitor 230, and the converter 500 are the same as those of the third embodiment of FIG. 6, and thus descriptions thereof will not be repeated.
  • the sensing unit 300 ′ outputs whether the AC power is input using the voltage value of the hold-up capacitor 230.
  • the detector 300 ′ may include a voltage divider 330 and a photo coupler 340.
  • the voltage divider 330 divides the voltage of the hold-up capacitor 230 by using a plurality of resistors and capacitors, and provides the voltage to the photo coupler 340. In detail, the voltage divider 330 detects whether the voltage of the hold-up capacitor 230 is lower than or equal to a predetermined value.
  • the photo coupler 340 provides the sensing result of the voltage divider 330 to the secondary side of the transformer.
  • the photo coupler 340 may provide the LED driver of the backlight 115 of the display that the AC power is not input when the voltage of the hold-up capacitor is less than or equal to a predetermined voltage.
  • the sensing unit 300 ′ detects that the AC power is not input when the voltage of the hold-up capacitor falls below a predetermined voltage.
  • the power supply device 200 ′′ ′′ according to the fifth embodiment is an embodiment in which a power supply device applicable to a small display device checks whether AC power is input using a secondary winding of a transformer.
  • the power supply device 200 ′′ ′′ may include a rectifier 210, a hold-up capacitor 230, a converter 400 ′, and a detector 300 ′′.
  • the rectifier 210 and the hold-up capacitor 230 are the same as in the first embodiment of FIG. 4, and thus description thereof will be omitted.
  • the converter 400 ′ is composed of a transformer 410 having three secondary windings, and the primary winding and the plurality of secondary windings may have a predetermined turns ratio.
  • two of the secondary windings are connected to the second rectifying part and the third rectifying part in the same manner as in FIG. 4, and thus description thereof will be omitted.
  • the other secondary winding is used to check whether the AC power input.
  • the sensing unit 300 ′′ detects that the AC power is not input when the voltage induced in the secondary winding drops below a predetermined voltage.
  • the sensing unit 300 outputs whether the AC power is input using the secondary winding of the transformer. Specifically, the voltage distribution circuit 350 compares whether the voltage induced in the secondary winding of the transformer is less than or equal to a predetermined voltage, and if the comparison result is less than or equal to the predetermined voltage, the switch 363 and the diode 361 are operated. A sense signal can be provided to the LED driver.
  • 9 and 10 are output waveform diagrams according to whether the AC sensing circuit is operated.
  • FIG. 9 is an output waveform diagram when the sensing circuit as in the present embodiment is not provided
  • FIG. 10 is an output waveform diagram when the sensing circuit as in the present embodiment is provided.
  • FIG. 11 is a flowchart illustrating a power supply method according to an embodiment of the present disclosure.
  • the operation of displaying the image may be stopped while maintaining the operation of generating the image (S1130).
  • the display device is a device displaying an image with a backlight
  • the display of the image may be stopped by temporarily stopping supply of driving power to the backlight. At this time, the output of the sound corresponding to the image can also be stopped.
  • the display 110 when the AC power is not input, the display 110 does not display an image, specifically, the backlight may not be operated to temporarily reduce power consumption. Accordingly, the size of the capacitor required for the hold-up (instantaneous power) can be reduced, thereby reducing the area occupied by the capacitor, and the capacitor in the display apparatus 100 can be used as a film capacitor. Accordingly, it is possible to fundamentally prevent the possibility of explosion-proof / ignition / fire / smoke of the display device. 11 and the power supply method may be executed on a display device having the configuration of FIG. 1 or 2 or a power supply having the configuration of FIG. 3, and may also be executed on a display device or a power supply having other configurations.
  • the power supply method as described above may be implemented as a program including an executable algorithm that can be executed in a computer, and the above-described program may be stored and provided in a non-transitory computer readable medium. Can be.
  • the non-transitory readable medium refers to a medium that stores data semi-permanently and is readable by a device, not a medium storing data for a short time such as a register, a cache, a memory, and the like.
  • a non-transitory readable medium such as a CD, a DVD, a hard disk, a Blu-ray disk, a USB, a memory card, a ROM, or the like.

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Abstract

디스플레이 장치가 개시된다. 본 디스플레이 장치는 영상을 표시하는 디스플레이, 기설정된 영상이 표시되도록 디스플레이를 제어하는 프로세서, AC 전원을 입력받아 기설정된 DC 전원을 생성하고, 생성된 DC 전원을 디스플레이 및 프로세서 각각에 제공하는 전원 공급부, 및 AC 전원의 입력 여부에 대응되는 감지 신호를 출력하는 감지부를 포함하고, 디스플레이는, 감지 신호에 따라 영상 표시 동작이 중지된다.

Description

전원공급장치, 이를 구비한 디스플레이 장치 및 전원 공급 방법
본 개시는 전원공급장치, 이를 구비한 디스플레이 장치 및 전원 공급 방법에 관한 것으로, 순시 정전시에 백라이트 구동 동작을 중지함으로써 전원공급장치 내의 커패시터 용량을 줄일 수 있는 전원공급장치, 이를 구비한 디스플레이 장치 및 전원 공급 방법에 관한 것이다.
디스플레이 장치는 외부로부터 수신된 디지털 또는 아날로그 영상 신호 또는 내부 저장장치에 다양한 포맷의 압축 파일로 저장된 다양한 영상 신호 등이 처리되어 표시되도록 하는 장치이다.
이러한 디스플레이 장치는 일정 사이클 기간 동안 AC 전원의 입력이 없는 경우에도 리셋이 되지 않도록, 즉 홀드 업 유지를 위한 커패시터가 구비된다. 이러한 홀드 업 유지를 위한 커패시터는 리플 전류와 홀드업 시간에 의해 용량이 결정되었는데, 디스플레이 장치에는 비교적 큰 용량의 커패시터가 요구되었다.
이러한 큰 용량을 만족시키기 위하여, 종래의 디스플레이 장치에는 전해액 커패시터가 많이 사용되었다. 그러나 전해액 커패시터는 극간 절연 파괴, 이물 등에 의한 단품 불량, 과전압 인가에 의해 환경적 원인으로 발화가 발생할 수 있는 문제점이 있었으며, 전해 커패시터의 발화는 디스플레이 장치의 화재까지 발생하게 하는 원인이 되기도 하였다.
따라서, 본 개시의 목적은, 순시 정전시에 백라이트 구동 동작을 중지함으로써 전원공급장치 내의 커패시터 용량을 줄일 수 있는 전원공급장치, 이를 구비한 디스플레이 장치 및 전원 공급 방법을 제공하는 데 있다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 개시의 일 실시 예에 따른 디스플레이 장치는 영상을 표시하는 디스플레이, 기설정된 영상이 표시되도록 상기 디스플레이를 제어하는 프로세서, AC 전원을 입력받아 기설정된 DC 전원을 생성하고, 상기 생성된 DC 전원을 상기 디스플레이 및 상기 프로세서 각각에 제공하는 전원 공급부, 및 상기 AC 전원의 입력 여부에 대응되는 감지 신호를 출력하는 감지부를 포함하고, 상기 디스플레이는, 상기 감지 신호에 따라 영상 표시 동작이 중지된다.
이 경우, 상기 디스플레이는 LED 어레이, 및 상기 AC 감지 신호에 따라 선택적으로 상기 LED 어레이에 정전류를 제공하는 드라이버를 포함할 수 있다.
한편, 상기 프로세서는 상기 감지 신호를 수신하고, 상기 수신된 감지 신호에 따라 상기 디스플레이의 영상 표시 동작을 선택적으로 중지시킬 수 있다.
한편, 본 디스플레이 장치는 상기 영상에 대응되는 소리를 출력하는 스피커를 더 포함하고, 상기 스피커는 상기 감지 신호에 따라 소리의 출력 동작을 중지할 수 있다.
한편, 상기 전원 공급부는 서로 다른 크기의 복수의 DC 전압을 출력하고, 상기 감지 신호에 따라 상기 복수의 DC 전압 중 하나의 DC 전압의 출력은 유지하고 다른 DC 전압의 출력은 중지할 수 있다.
한편, 상기 전원 공급부는 상기 AC 전원을 DC 전원으로 정류하는 제1 정류부, 상기 정류된 DC 전원을 평활하는 커패시터, 상기 평활된 DC 전원을 변압하여 복수의 구동 전원으로 출력하는 트랜스포머, 상기 평활된 DC 전원을 선택적으로 상기 트랜스포머에 제공하는 스위칭부, 상기 트랜스포머에서 출력되는 제1 출력 전압을 정류하여 제1 구동 전원으로 출력하는 제2 정류부, 상기 트랜스포머에서 출력되는 제2 출력 전압을 정류하여 제2 구동 전원으로 출력하는 제3 정류부, 및 상기 제2 구동 전압의 크기에 기초하여 상기 스위칭부를 제어하는 전원 제어부를 포함할 수 있다.
이 경우, 상기 커패시터는 필름 커패시터일 수 있다.
한편, 상기 커패시터는 상기 디스플레이를 제외한 상기 디스플레이 장치가 15ms 내지 20ms 홀드업 가능한 용량을 가질 수 있다.
이 경우, 상기 감지부는 발광부가 상기 커패시터에 병렬 연결되어 동작하는 포토 커플러를 포함할 수 있다.
한편, 상기 감지부는 상기 복수의 구동 전원 중 적어도 하나의 구동 전압에 기초하여 AC 전원 입력 여부를 감지하는 감지 회로를 포함할 수 있다.
한편, 상기 전원 공급부는 상기 정류된 AC 전원의 전압과 전류를 동상으로 일치시키는 PFC(Power Factor Correction)부를 더 포함하고, 상기 커패시터는 상기 PFC부의 출력 전압을 평활할 수 있다.
한편, 상기 제1 구동 전원은 상기 디스플레이에 제공되고, 상기 제2 구동 전원을 상기 프로세서에 제공될 수 있다.
한편, 상기 감지부는 발광부가 상기 AC 전원에 병렬 연결되어 동작하는 포토 커플러를 포함할 수 있다.
한편, 본 개시의 일 실시 예에 따른 전원 공급 장치는 AC 전원을 입력받는 입력부, 상기 AC 전원을 입력받아 복수의 DC 전압을 출력하는 변환부, 및 상기 AC 전원의 입력 여부에 대응되는 감지 신호를 출력하는 감지부를 포함하고, 상기 변환부는, 상기 감지 신호에 따라 상기 복수의 DC 전압 중 하나의 DC 전압의 출력은 유지하고 다른 DC 전압의 출력은 중지할 수 있다.
이 경우, 상기 변환부는 정류된 AC 전원을 평활하는 필름 커패시터를 포함할 수 있다.
한편, 상기 감지부는 발광부가 상기 AC 전원에 병렬 연결되어 동작하는 포토 커플러를 포함할 수 있다.
한편, 본 개시의 일 실시 예에 따른 디스플레이 장치의 영상 표시 방법은, 영상을 생성하는 단계, 상기 생성된 영상을 표시하는 단계, AC 전원의 입력 여부를 감지하는 단계, 및 상기 감지 결과에 따라 AC 전원의 입력이 감지되지 않으면 상기 생성 동작은 지속적으로 유지한 상태에서 상기 표시 동작이 중지되도록 상기 디스플레이 장치를 제어하는 단계를 포함한다.
이 경우, 상기 감지 결과에 따라 AC 전원의 입력이 감지되지 않으면 상기 영상에 대응되는 소리의 출력 동작을 중지하는 단계를 더 포함할 수 있다.
한편, 상기 표시하는 단계는 백라이트 및 LCD 소자를 이용하여 영상을 표시하고, 상기 제어하는 단계는 상기 백라이트에 구동 전원을 제공하지 않아 표시 동작이 중지되도록 상기 디스플레이 장치를 제어할 수 있다.
상술한 바에 의하면, 본 개시는 순시 정전시에 백라이트 구동 동작을 중지함으로써 전원공급장치 내의 커패시터 용량을 줄일 수 있다.
도 1은 본 개시의 일 실시 예에 따른 디스플레이 장치의 간략한 구성을 나타내는 블럭도,
도 2는 본 개시의 일 실시 예에 따른 디스플레이 장치의 구체적인 구성을 나타내는 블럭도,
도 3은 본 개시의 일 실시 예에 따른 전원공급장치의 구체적인 구성을 나타내는 블럭도,
도 4는 본 개시의 제1 실시 예에 따른 전원공급장치의 회로도를 나타내는 도면,
도 5는 본 개시의 제2 실시 예에 따른 전원공급장치의 회로도를 나타내는 도면,
도 6은 본 개시의 제3 실시 예에 따른 전원공급장치의 회로도를 나타내는 도면,
도 7은 본 개시의 제4 실시 예에 따른 전원공급장치의 회로도를 나타내는 도면,
도 8은 본 개시의 제5 실시 예에 따른 전원공급장치의 회로도를 나타내는 도면,
도 9 및 도 10은 AC 감지 회로의 동작 여부에 따른 출력 파형도, 그리고,
도 11은 본 개시의 일 실시 예에 따른 전원 공급 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
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이하에서는 도면을 참조하여 본 개시를 보다 상세하게 설명한다.
도 1은 본 개시의 일 실시 예에 따른 디스플레이 장치의 간략한 구성을 나타내는 블럭도이다.
도 1을 참조하면, 본 실시 예에 따른 디스플레이 장치(100)는 디스플레이(110), 프로세서(120), 전원 공급부(200), 감지부(300)로 구성될 수 있다.
디스플레이(110)는 영상을 표시한다. 이러한 디스플레이(110)는 LCD(Liquid Crystal Display), OLED(Organic Light Emitting Diodes) 디스플레이, PDP(Plasma Display Panel) 등과 같은 다양한 형태의 디스플레이로 구현될 수 있다. 디스플레이(110) 내에는 a-si TFT, LTPS(low temperature poly silicon) TFT, OTFT(organic TFT) 등과 같은 형태로 구현될 수 있는 구동 회로, 백라이트 유닛 등도 함께 포함될 수 있다. 한편, 디스플레이(110)는 터치 감지부와 결합하여 터치 스크린으로 구현될 수 있다.
이러한 디스플레이(110)는 백라이트에서 발광된 빛을 LCD를 통해 투과시키거나 투과 정도를 조절하여 계조를 표시하는 LCD 패널이거나, 직접 영상에 대응되는 빛을 발광하는 OLED 패널일 수 있다.
만약, 디스플레이(110)가 백라이트에서 발광된 빛을 LCD를 통해 투과시키거나 투과 정도를 조절하여 계조를 표시하는 LCD 패널로 구성되는 경우, 디스플레이(110)는 후술할 전원 공급부(200)를 통하여 백라이트에 필요한 전원을 입력받고, 백라이트에서 발광된 빛을 LC에 투과할 수 있다. 그리고 디스플레이(110)는 후술할 전원 공급부(200)로부터 픽셀 전극 및 공통 전극에 사용될 전원을 입력받고, 후술할 영상 신호 생성부(170)로 입력받은 영상 신호에 따라 각 LC를 조절하여 영상을 표시할 수 있다.
여기서 백라이트는 LCD에 빛을 발산하는 구성으로, 냉음극형광램프(Cold Cathode Fluorescent Lamp: CCFL) 및 발광 다이오드(Light Emitting Diode: LED) 등으로 구성될 수 있다. 이하에서는 백라이트를 발광 다이오드와 발광 다이오드 구동 회로로 구성되는 것으로 도시하고 설명하나, 구현시에는 LED 이외에 다른 구성으로 구현될 수도 있다.
한편, 빛을 발광을 발광 다이오드를 이용하는 경우, 백라이트는 LED 구동을 위한 LED 드라이버가 구비되어야 한다. 구체적으로, LED 드라이버는 영상 신호 생성부(170)에서 제공되는 디밍 정보에 대응되는 밝기 값으로 백라이트가 동작하도록 밝기 값에 대응되는 정전류를 LED에 제공하는 구성이다. 이러한 LED 드라이버는 디밍 신호에 따라 LED에 정전류를 제공하지 않을 수 있다.
한편, 디스플레이(110)가 OLED 패널인 경우, 디스플레이(110)는 후술할 영상 신호 생성부(170)로부터 제공되는 영상 신호 및 전원 공급부(200)로부터 공급되는 구동 전원에 대응하여 영상을 표시할 수 있다. 이를 위해 디스플레이(110)는 유기 전계 발광 다이오드를 포함하는 다수의 화소를 구비할 수 있다. 여기서 유기 전계 발광 다이오드는 형광성 유기화합물에 전류가 흐르면 빛을 내는 전계 발광현상을 이용하여 스스로 빛을 내는 '자체발광형 유기물질'을 말한다.
한편, 디스플레이(110)는 AC 전원의 입력 여부에 따라 일시적으로 영상 표시 동작이 중지된다. 구체적으로, 디스플레이(110)는 백라이트를 구비하는 경우, 후술할 감지부(300)의 감지 신호에 대응하여 백라이트의 동작이 일시적으로 중지될 수 있다. 한편, 디스플레이(110)가 OLED 패널인 경우, 유기 전계 발광 다이오드에 제공되는 전원이 중지되어 영상 표시 동작이 일시적으로 중지될 수 있다. 이에 따라 디스플레이 장치(100)는 AC 전원이 입력되지 않는 시점의 소비 전력을 줄일 수 있다.
프로세서(120)는 디스플레이 장치(100)의 전반적인 동작을 제어한다. 구체적으로, 프로세서(120)는 영상이 표시되도록 디스플레이(110)를 제어할 수 있다. 또한, 프로세서(120)는 후술할 감지부(300)의 AC 전원의 감지 상태에 따라 영상의 표시 동작이 중지되도록 디스플레이(110)를 제어할 수 있다. 또한, 프로세서(120)는 소리의 출력 동작도 중지하여 AC 전원이 입력되지 않는 시점의 소비 전력을 줄일 수 있다.
한편, 이상에서는 디스플레이 장치의 영상 또는 소리의 출력을 일시 정지하는 실시 예만을 기술하였지만, 구현시에는 디스플레이 장치의 시스템이 리셋되지 않은 상태를 유지하는데 사용되는 구성이 아니라며, 상술한 구성 이외의 다른 구성들에도 적용될 수 있다. 예를 들어, 디스플레이 장치가 USB 등의 포트를 이용하여 타 전자 장치에 전원을 제공하는 경우, AC 전원의 감지 상태에 따라 USB 충전 기능을 일시적으로 중지할 수 있다.
한편, 이상에서는 프로세서(120)가 AC 전원의 감지에 따라 디스플레이(110)를 제어하는 것으로 설명하였지만, 구현시에는 프로세서(120)가 아닌 디스플레이(110)가 직접 감지부(300)의 감지 신호에 따라 영상 표시 동작(구체적으로, 백라이트 동작)을 중지할 수 있다. 또한, 구현시에는 디스플레이(110)가 아닌 전원 공급부(200)가 백라이트에 제공되는 구동 전원을 차단하여 영상 표시 동작을 중지할 수도 있다. 이러한 예들에 대해서는 도 4 내지 도 8을 참조하여 후술한다.
전원 공급부(200)는 디스플레이 장치(100) 내의 각 구성에 전원을 공급한다. 구체적으로, 전원 공급부(200)는 디스플레이 장치(100)의 구동에 필요한 구동 전원을 생성하고, 생성한 구동 전원을 각 구성에 공급할 수 있다. 만약, 디스플레이 장치(100)에 서로 다른 크기의 복수의 구동 전압이 필요한 경우, 전원 공급부(200)는 복수의 구동 전압을 생성하여 각 구성에 전원 공급할 수 있다. 이와 같은 구성에 대해서는 도 3을를 참조하여 자세히 설명한다.
감지부(300)는 AC 전원의 입력 여부에 대응되는 감지 신호를 출력한다. 이러한 감지부(300)의 구체적인 회로 및 동작에 대해서는 도 4 내지 도 8을 참조하여 후술한다.
이상에서는 디스플레이 장치(100)의 간략한 구성만을 설명하였으나, 디스플레이 장치(100)는 도 2에 도시된 바와 같은 구성을 포함할 수 있다. 디스플레이 장치(100)의 구체적인 구성에 대해서는 도 2를 참조하여 이하에서 설명한다.
도 2는 본 개시의 일 실시 예에 따른 디스플레이 장치의 구체적인 구성을 나타내는 블럭도이다.
도 2를 참조하면, 본 실시 예에 따른 디스플레이 장치(100)는, 디스플레이(110), 영상 신호 생성부(170), 방송 수신부(130), 신호 분리부(135), A/V 처리부(140), 오디오 출력부(145), 저장부(150), 통신 인터페이스부(155), 조작부(160), 프로세서(120) 및 전원 공급부(200)를 포함할 수 있다.
디스플레이(110), 전원 공급부(200)의 동작은 도 1과 동일한바, 중복 설명은 생략한다. 한편, 도시된 예에서는 전원 공급부(200)가 디스플레이(110) 및 프로세서(120)에만 전원을 공급하는 것으로 도시하였으나, 전원 공급부(200)는 디스플레이 장치(100) 내의 전원이 요구되는 구성 모두에 전원을 제공할 수 있다.
방송 수신부(130)는 방송국 또는 위성으로부터 유선 또는 무선으로 방송을 수신하여 복조할 수 있다.
신호 분리부(135)는 방송 신호를 영상 신호, 오디오 신호, 부가정보 신호로 분리할 수 있다. 그리고 신호 분리부(135)는 영상 신호 및 오디오 신호를 A/V 처리부(140)로 전송할 수 있다.
A/V 처리부(140)는 방송 수신부(130) 및 저장부(150)로부터 입력된 영상 신호 및 오디오 신호에 대해 비디오 디코딩, 비디오 스케일링, 오디오 디코딩 등의 신호처리를 수행할 수 있다. 그리고 A/V 처리부(140)는 영상 신호를 영상 신호 생성부(170)로 출력하고, 오디오 신호를 오디오 출력부(145)로 출력할 수 있다.
반면, 수신된 영상 및 오디오 신호를 저장부(150)에 저장하는 경우, A/V 처리부(140)는 영상과 오디오를 압축된 형태로 저장부(150)에 출력할 수 있다.
오디오 출력부(145)는 A/V 처리부(140)에서 출력되는 오디오 신호를 사운드로 변환하여 스피커(미도시)를 통해 출력시키거나, 외부 출력단자(미도시)를 통해 연결된 외부기기로 출력할 수 있다.
영상 신호 생성부(170)는 사용자에게 제공하기 위한 GUI(Graphic User Interface)를 생성할 수 있다. 그리고 영상 신호 생성부(170)는 생성된 GUI를 A/V 처리부(140)에서 출력된 영상에 부가할 수 있다. 그리고 영상 신호 생성부(170)는 GUI가 부가된 영상에 대응되는 영상 신호를 디스플레이(110)에 제공할 수 있다. 이에 따라, 디스플레이(110)는 디스플레이 장치(100)에서 제공하는 각종 정보 및 영상 신호 생성부(170)에서 전달된 영상을 표시할 수 있다.
그리고 영상 신호 생성부(170)는 AC 전원의 일시적 차단에 따라 영상 표시 동작이 일시 중지되었다고 표시되는 경우, AC 전원이 불안정하여 화면 표시가 일시 중단되었음을 알리는 GUI를 표시할 수 있다.
그리고 영상 신호 생성부(170)는 영상 신호에 대응되는 밝기 정보 추출하고, 추출된 밝기 정보에 대응되는 디밍 신호를 생성할 수 있다. 그리고 영상 신호 생성부(170)는 생성된 디밍 신호를 디스플레이(110)에 제공할 수 있다. 이러한 디밍 신호는 백라이트 제어를 위한 PWM 신호일 수 있다.
한편, 영상 신호 생성부(170)는 감지부(300)의 감지 신호에 따라 디밍 신호를 가변하여 디스플레이(110)에 제공할 수 있다. 예를 들어, AC 전원이 입력되지 않는다는 감지 신호가 입력되면, 백라이트가 동작하지 않도록 하는 디밍 신호를 출력할 수 있다.
한편, 본 실시 예에서는 영상 신호 생성부(170)에서 디밍 신호를 생성하여 디스플레이(110)에 제공하는 것으로 설명하였지만, 구현시에는 영상 신호를 수신한 디스플레이(110)가 디밍 신호를 자체적으로 생성하여 이용하는 형태로도 구현될 수 있다. 또한, 이상의 실시 예에서는 백라이트 제어를 위한 디밍 신호를 디스플레이(110)에만 제공하는 것으로 설명하였지만, 디밍 신호는 전원 공급부(200)에도 제공할 수도 있다. 즉, 백라이트의 On/Off를 감지부(300)의 감지 신호에 따라 수행할 수도 있다.
그리고 저장부(150)는 영상 컨텐츠를 저장할 수 있다. 구체적으로, 저장부(150)는 A/V 처리부(140)로부터 영상과 오디오가 압축된 영상 컨텐츠를 제공받아 저장할 수 있으며, 프로세서(120)의 제어에 따라 저장된 영상 컨텐츠를 A/V 처리부(140)에 출력할 수 있다. 한편, 저장부(150)는 하드디스크, 비휘발성 메모리, 휘발성 메모리 등으로 구현될 수 있다.
조작부(160)는 터치 스크린, 터치패드, 키 버튼, 키패드 등으로 구현되어, 디스플레이 장치(100)의 사용자 조작을 제공한다. 본 실시 예에서는 디스플레이 장치(100)에 구비된 조작부(160)를 통하여 제어 명령을 입력받는 예를 설명하였지만, 조작부(160)는 외부 제어 장치(예를 들어, 리모컨)로부터 사용자 조작을 입력받을 수도 있다.
통신 인터페이스부(155)는 다양한 유형의 통신방식에 따라 다양한 유형의 외부 기기와 통신을 수행하는 구성이다. 통신 인터페이스부(155)는 와이파이 칩, 블루투스 칩을 포함할 수 있다. 프로세서(120)는 통신 인터페이스부(155)를 이용하여 각종 외부 기기와 통신을 수행할 수 있다. 구체적으로, 통신 인터페이스부(155)는 디스플레이 장치(100)를 제어할 수 있는 제어 단말장치(예를 들어, 리모컨)로부터 제어 명령을 수신할 수 있다.
그 밖에, 도 2에 도시하지는 않았으나, 실시 예에 따라서는, 통신 인터페이스부(155)는 USB 커넥터가 연결될 수 있는 USB 포트나, 헤드셋, 마우스, LAN 등과 같은 다양한 외부 단자와 연결하기 위한 다양한 외부 입력 포트, DMB(Digital Multimedia Broadcasting) 신호를 수신하여 처리하는 DMB 칩 등을 더 포함할 수 있음은 물론이다.
프로세서(120)는 디스플레이 장치(100)의 전반적인 동작을 제어한다. 구체적으로, 프로세서(120)는 조작부(160)를 통하여 입력받은 제어 명령에 따른 영상이 표시되도록 영상 신호 생성부(170), 디스플레이(110)를 제어할 수 있다.
영상 신호 생성부(170)는 디스플레이(110)에 영상 신호를 제공한다. 구체적으로, 영상 신호 생성부(170)는 영상 데이터에 대응하여 영상 데이터 및/또는 영상 데이터를 표시하기 위한 다양한 영상 신호를 디스플레이(110)로 공급할 수 있다.
프로세서(120)는 RAM, ROM, CPU, GPU(Graphic Processing Unit), 버스를 포함할 수 있다. RAM, ROM, CPU, GPU(Graphic Processing Unit) 등은 버스를 통해 서로 연결될 수 있다.
CPU는 저장부(150)에 액세스하여, 저장부(150)에 저장된 운영체제(O/S)를 이용하여 부팅을 수행한다. 그리고 저장부(150)에 저장된 각종 프로그램, 컨텐츠, 데이터 등을 이용하여 다양한 동작을 수행할 수 있다.
ROM에는 시스템 부팅을 위한 명령어 세트 등이 저장된다. 턴 온 명령이 입력되어 전원이 공급되면, CPU는 ROM에 저장된 명령어에 따라 저장부(150)에 저장된 O/S를 RAM에 복사하고, O/S를 실행시켜 시스템을 부팅시킨다. 부팅이 완료되면, CPU는 저장부(150)에 저장된 각종 프로그램을 RAM에 복사하고, RAM에 복사된 프로그램을 실행시켜 각종 동작을 수행한다.
GPU는 디스플레이 장치(100)의 부팅이 완료되면, 아이콘, 이미지, 텍스트 등과 같은 다양한 객체를 포함하는 화면을 생성할 수 있다. 한편, GPU 구성은 상술한 영상 신호 생성부에서의 기능을 수행하는 구성으로, 따라서, 구현시에 GPU 구성은 영상 신호 생성부(170)와 같은 별도의 구성으로 구성될 수 있으며, 프로세서(170) 내의 CPU와 결합된 SoC와 같은 구성으로 구현될 수도 있다.
프로세서(120)는 디스플레이 장치(100)의 동작 상태를 결정할 수 있다. 구체적으로, 디스플레이(110)의 표시 동작이 필요한 경우 노멀 모드로 결정하고, 디스플레이(110)의 표시 동작이 필요하지 않은 경우 대기 모드(또는 절전 모드, 스탠바이 모드)로 결정할 수 있다. 이러한 대기 모드는 사용자의 조작(ex, 전원 온 명령)을 기다리는 상태뿐만 아니라, 화면 표시 없이 음성만을 출력하는 상태이거나, 주변의 다른 외부 기기와 통신을 수행하는 IoT 통신 상태일 수도 있다.
그리고 프로세서(120)는 감지부(300)의 감지 신호에 따라 디스플레이(110)의 동작 상태를 가변할 수 있다. 구체적으로, 프로세서(120)는 AC 전원이 입력되지 않는다는 감지 신호가 입력되면, 디스플레이(110)가 영상을 표시하지 않도록 디스플레이(110)를 직접 제어하거나, 백라이트가 동작하지 않도록 하는 디밍 신호가 출력되도록 영상 신호 생성부(170)를 제어할 수 있다. 또한, 프로세서(120)는 AC 전원이 입력되지 않는다는 감지 신호가 입력되면 소리도 출력되지 않도록 오디오 출력부(145)를 제어할 수도 있다.
그리고 프로세서(120)는 AC 전원이 입력되지 않는 경우에도, 전원 공급부(200) 내의 커패시터에 저장된 전원을 이용하여 일정 시간 동안(예를 들어, 15ms 또는 20ms 이상), 셧 다운 없이 동작을 유지할 수 있다.
그리고 프로세서(120)는 AC 전원이 입력되지 않다가 다시 AC 전원이 입력되면, AC 전원의 입력이 일정하지 않아 일시적으로 화면 표시가 중지되었음을 알리는 메시지가 표시되도록 디스플레이(110)를 제어할 수 있다.
이상과 같이 본 실시 예에 따른 디스플레이 장치(100)는 AC 전원이 입력되지 않으면, 디스플레이(110)가 영상을 표시하지 않도록, 구체적으로, 백라이트가 동작하지 않도록 하여 소비 전력을 일시적으로 줄일 수 있다. 이에 따라 홀드업(순시 전력)에 필요한 커패시터의 크기를 줄일 수 있으며, 그에 따라 커패시터가 차지하는 면적을 줄일 수 있으며, 디스플레이 장치(100) 내의 커패시터를 필름 커패시터로 이용할 수 있다. 그에 따라, 디스플레이 장치의 방폭/발화/화재/연기 등의 가능성을 근본적으로 방지할 수 있다.
한편, 도 2를 설명함에 있어서, 방송을 수신하여 표시하는 디스플레이 장치에만 상술한 바와 같은 기능이 적용되는 것으로 설명하였으나, 후술하는 바와 같은 전원공급장치는 디스플레이를 갖는 어떠한 전자 장치에도 적용될 수 있다.
한편, 이상에서는 전원 공급부(200)가 디스플레이 장치(100)에 포함되는 구성인 것으로 설명하였지만, 전원 공급부(200)의 기능은 별도의 장치로 구현될 수도 있다. 이하에서는 도 3을 참고하여 전원 공급부(200)와 같은 기능을 수행하는 별도의 전원공급장치에 대해서 설명한다.
또한, 이상에서는 감지부(300)가 전원 공급부(200)의 외부에 배치되는 것으로 설명하였지만, 감지부(300)는 전원 공급부(200) 내에 배치될 수도 있다.
또한, 이상에서는 AC 전원의 감지에 따라 프로세서(120)가 디스플레이의 동작을 제어하는 것으로 설명하였지만, 구현시에 감지부의 감지 신호에 따라 디스플레이의 표시 동작이 직접적으로 중지되는 형태(예를 들어, 감지 신호를 디밍 제어 신호로 사용하거나 전원 공급 장치의 구동 전원의 출력 제어 신호)로도 구현될 수 있다.
도 3은 본 개시의 일 실시 예에 따른 전원공급장치의 구체적인 구성을 나타내는 블럭도이다.
도 3을 참조하면, 전원공급장치(200)는 정류부(210), 컨버터(400), 감지부(300)로 구성될 수 있다.
정류부(210)는 외부 AC 전원을 DC 전원으로 정류한다. 구체적으로, 정류부(210)는 외부에서 제공되는 AC 전원을 풀 브리지 다이오드 회로 등의 정류 회로를 이용하여 정류할 수 있다.
컨버터(400)는 정류부(210)의 출력 전압을 구동 전원으로 변압하여 출력한다. 구체적으로, 컨버터(400)는 정류된 AC 전원을 이용하여 서로 다른 복수의 DC 전압을 출력할 수 있다.
컨버터(400)는 트랜스포머(410), 제어 회로(420), 제2 정류부(430), 제3 정류부(440)로 구성될 수 있다.
트랜스포머(410)는 평활된 DC 전원을 변압하여, 복수의 구동 전압으로 출력한다.
제어 회로(420)는 스위칭부(421), 전원 제어부(420), 감지 회로(422, 423)로 구성될 수 있다.
스위칭부(420)는 평활된 DC 전원을 선택적으로 트랜스포머(410)의 1차 측 권선에 제공한다.
전원 제어부(420)는 감지 회로에서 감지된 출력 전압의 크기에 따라 스위칭부(420)의 스위칭 동작을 제어한다.
감지 회로(422, 423)는 트랜스포머(410)에서 출력되는 구동 전압의 크기를 전원 제어부(420)에 제공할 수 있다.
제2 정류부(430)는 트랜스포머에서 출력되는 제1 출력 전압을 정류하여 제1 구동 전원으로 출력할 수 있다. 여기서 제1 구동 전원은 디스플레이의 백라이트에 제공되는 전원일 수 있다.
제3 정류부(440)는 트랜스포머에서 출력되는 제2 출력 전압을 정류하여 제2 구동 전원으로 출력할 수 있다. 여기서 제2 구동 전원을 프로세서에 제공되는 전원일 수 있다.
감지부(300)는 AC 전원의 입력 여부에 대응되는 감지 신호를 출력한다. 이러한 감지부(300)는 포토 커플러, 감지회로, 트랜스포머 등으로 구성될 수 있다. 이러한 회로 구성뿐만 아니라, 1차 측과 2차 측 사이에 절연을 유지한 상태에서 정보의 제공할 수 있는 소자라면 다른 소자가 이용될 수도 있다. 그리고 감지부(300)의 감지 위치는 AC 전원의 입력되는 AC 전원단, 홀드업 커패시터의 출력단, 트랜스포머의 2차 측 권선 등 다양한 위치일 수 있다. 감지부(300)의 다양한 구성 및 위치에 대해서는 도 4 내지 도 8을 참조하여 후술한다.
한편, 전원공급장치(200)는 홀드업 커패시터(230)가 더 포함될 수 있으며, 기설정된 이상의 소비 전력을 갖는 장치에 필수적으로 구비되어야 하는 PFC부가 더 포함될 수도 있다.
홀드업 커패시터(230)는 AC 전원이 일시적으로 입력되지 않더라도 시스템이 일정시간 리셋되지 않도록 전원을 충전해 놓는 커패시터이다. 본 실시 예에 따른 커패시터(230)는 디스플레이를 제외한 디스플레이 장치가 적어도 15ms(AC 전원의 주파수가 60hz인 경우), 또는 20ms(AC 전원의 주파수가 50hz인 경우) 이상 리셋되지 않도록 하는 용량을 가질 수 있다. 한편, 본 개시에서는 AC 전원이 입력되지 않는 시점에 디스플레이 또는 스피커의 출력이 일시적으로 중지되는바, 디스플레이 장치에서의 소비 전력이 크게 감소한다. 따라서, 종래보다 큰 커패시터 용량이 필요하지 않으며, 그에 따라 성능이 우수한 필름 커패시터를 이용하는 것이 가능하다.
한편, 상술한 동작 없이 기존의 전해 커패시터를 필름 커패시터로 대체하는 것도 가능하나, 동일 용량 대비 필름 커패시터는 전해 커패시터보다 대략 몇십 배의 부피를 갖는다. 따라서, 기존의 전해 커패시터를 필름 커패시터로 대체한다면 경박 단호한 디스플레이를 구현하는 것이 불가능하다. 그러나 본 실시 예에서는 디스플레이 장치에 요구되는 커패시터 용량을 상술한 동작을 통하여 줄였는바, 경박단소를 유지하면서도 필름 커패시터를 이용하는 것이 가능하다.
PFC부(220)는 정류된 AC 전원의 전압과 전류를 동상으로 일치시킴으로써 역률을 보상할 수 있다. 한편, 전원 공급부(200)에 PFC부가 구비되는 경우, 상술한 홀드업 커패시터(230)는 PFC부의 출력단에 배치될 수도 있다.
이상과 같이 본 실시 예에 따른 전원공급장치(200)는 AC 전원이 입력되지 않으면, AC 전원이 입력되지 않음을 나타내는 감지 신호를 출력하는바, 해당 감지 신호를 이용하여 AC 전원이 입력되지 않는 시점의 소비 전력을 절감할 수 있다.
한편, 도 3을 설명함에 있어서, 전원공급장치(200)가 AC 전원의 입력 여부에 대응되는 감지 신호만을 출력하는 것으로 설명하였지만, 구현시에는 AC 전원의 입력 여부에 따라 복수의 구동 전원은 일부만 전원을 출력하도록 하고, 나머지 구동 전원은 출력하지 않는 형태로도 구현될 수 있다. 예를 들어, AC 전원이 입력되지 않는 것으로 감지되면, 프로세서에 제공되는 제2 구동 전원은 출력을 유지한 상태에서, 디스플레이로 제공하는 제1 구동 전원의 출력을 일시적으로 중지할 수 있다.
도 4는 본 개시의 제1 실시 예에 따른 전원공급장치의 회로도를 나타내는 도면이다. 구체적으로, 제1 실시 예에 따른 전원공급장치(200)는 소형의 디스플레이 장치에 적용 가능한 전원 공급장치에서, LED 드라이버가 감지부의 감지 신호를 직업 이용하는 실시예이다.
도 4를 참조하면, 전원공급장치(200)는 정류부(210), 홀드업 커패시터(230), 컨버터(400), 감지부(300)로 구성될 수 있다.
정류부(210)(또는 제1 정류부)는 외부 AC 전원을 DC 전원으로 정류한다. 구체적으로, 정류부(210)는 도 4에 도시된 바와 같이 풀 브리지 전파정류 회로로 구현될 수 있다.
홀드업 커패시터(230) 정류된 AC 전원을 평활할 수 있다.
트랜스포머(410)는 평활된 DC 전원을 변압하여, 복수의 구동 전압으로 출력한다.
스위치 소자(421)는 일단이 트랜스포머(240)의 1차 코일의 타 단에 연결되고, 타 단이 1차단의 접지에 연결된다.
감지 회로(422, 423)는 제2 구동 전압의 크기를 전원 제어부(420)로 제공한다.
전원 제어부(420)는 전달된 제2 구동 전압의 크기에 따라 스위치 소자(421)의 온/오프 상태를 제어할 수 있다.
제2 정류부(430)는 트랜스포머(410)의 제1 2차 코일에서 출력되는 제1 출력 전압을 다이오드(431)와 커패시터(432)를 이용하여 정류하여 제1 구동 전원으로 출력할 수 있다. 여기서 제1 구동 전원은 디스플레이의 백라이트에 제공되는 전원일 수 있다.
제3 정류부(440)는 트랜스포머(410)의 제2 2차 코일에서 출력되는 제2 출력 전압을 다이오드(441)와 커패시터(442)를 이용하여 정류하여 제2 구동 전원으로 출력할 수 있다. 여기서 제2 구동 전원을 프로세서에 제공되는 전원일 수 있다.
감지부(300)는 AC 전원의 입력 여부에 대응되는 감지 신호를 디스플레이(110)에 직접 출력한다. 구체적으로, 감지부(300)는 발광부가 AC 전원에 병렬 연결된 포토 커플러(320)를 이용하여 감지 신호를 디스플레이의 백라이트(115)의 LED 드라이버에 제공할 수 있다.
이에 따라 LED 드라이버는 AC 전원이 입력된다는 감지 신호가 입력되면, 일반적인 방식으로 디스플레이 또는 영상 신호 생성부에서 제공되는 디밍 신호에 따라 정전류를 LED 어레이에 제공할 수 있다. 만약, AC 전원이 입력되지 않는다는 감지 신호가 입력되면, 정전류를 LED 어레이에 제공하지 않을 수 있다.
이때, 프로세서(120)는 지속적으로 제2 구동 전원이 제공되는바, 디스플레이 장치(100)는 리셋되지 않고 동작을 유지한 상태에서도, 백라이트가 동작하지 않는바, 소비 전력을 줄일 수 있다.
이후에, 다시 AC 전원이 입력되면, 감지부(300)는 AC 전원이 입력되는 감지 신호를 출력할 것이고, LED 드라이버는 다시 디밍 신호에 대응되는 정전류를 LED 어레이에 제공할 수 있다.
한편, 이상에서는 LED 드라이버가 감지부(300)의 감지 신호를 직접 이용하는 것으로 설명하였지만, 구현시에는 프로세서(120)가 감지 신호를 수신하고, 프로세서(120)가 LED 드라이버를 제어하는 형태로도 구현될 수 있다. 이에 대해서는 도 5를 참조하여 이하에서 설명한다.
도 5는 본 개시의 제2 실시 예에 따른 전원공급장치의 회로도를 나타내는 도면이다. 구체적으로, 제2 실시 예에 따른 전원공급장치(200)는 소형의 디스플레이 장치에 적용 가능한 전원 공급장치에서, 프로세서가 감지 신호를 이용하여 LED 드라이버를 제어하는 실시예이다.
도 5를 참조하면, 전원공급장치(200')는 정류부(210), 홀드업 커패시터(230), 컨버터(400), 감지부(300)로 구성될 수 있다.
정류부(210), 홀드업 커패시터(230) 및 컨버터(400)의 구성은 도 4의 실시 예와 동일한바 중복 설명은 생략한다.
감지부(300)는 AC 전원의 입력 여부에 대응되는 감지 신호를 프로세서(120)에 출력한다. 구체적으로, 감지부(300)는 발광부가 AC 전원에 병렬 연결된 포토 커플러(320)를 이용하여 감지 신호를 생성하고, 생성된 감지 신호를 프로세서(120)에 제공할 수 있다.
이에 따라 프로세서(120)는 정상적인 감지 신호가 입력되면, 정상적인 디밍 신호를 LED 드라이버에 제공하여 영상 표시 동작이 수행되도록 할 수 있다.
그러나 AC 전원이 입력되지 않는다는 감지 신호가 입력되면, 프로세서(120)는 LED가 발광하지 않도록 하는 디밍 신호가 LED 드라이버에 제공하여 백라이트가 동작하지 않도록 할 수 있다.
이때, 프로세서(120)는 스피커(145)의 소리 출력 동작도 중지할 수 있다.
한편, 이상에서는 프로세서(120)가 디밍 신호로 LED 드라이버를 제어하는 것으로 설명하였지만, 구현시에는 디밍 신호 이외에 별도의 제어 신호(VCC 제어 신호)를 이용할 수도 있다.
한편, 이상에서는 소형의 디스플레이 장치에만 적용되는 것을 설명하였지만, 구현시에는 PFC부가 구비되는 대형의 디스플레이 장치의 전원 공급 장치에도 본 실시 예는 적용될 수 있다. 이에 대해서는 도 6을 참조하여 이하에서 설명한다.
도 6은 본 개시의 제3 실시 예에 따른 전원공급장치의 회로도를 나타내는 도면이다. 구체적으로, 제3 실시 예에 따른 전원공급장치(200")는 대형의 디스플레이 장치에 적용 가능한 전원 공급장치에서, LED 드라이버가 감지부의 감지 신호를 직업 이용하는 실시예이다.
도 6을 참조하면, 전원공급장치(200")는 정류부(210), PFC부(220), 홀드업 커패시터(230), 컨버터(500), 감지부(300)로 구성될 수 있다.
정류부(210)는 외부 AC 전원을 DC 전원으로 정류한다. 구체적으로, 정류부(210)는 풀브리지 다이오드 회로로 구성될 수 있다.
PFC부(220)는 정류된 AC 전원의 전압과 전류를 동상으로 일치시킨다. 구체적으로, PFC부(220)는 인덕터(221), 제1 스위치(222), 제1 다이오드(223), 홀드업 커패시터(230), 및 PFC 제어부(225)로 구성될 수 있다. 한편, 도시된 예에서 홀드업 커패시터(230)가 PFC부에 포함되는 것으로 설명하였지만, 구현시에는 PFC부(220) 외부의 커패시터일 수도 있다.
인덕터(221)는 일 단이 정류부(210)에 연결되어 정류된 DC 전원을 입력받고 타 단이 제1 다이오드(223)의 애노드와 제1 스위치(222)의 일 단에 공통 연결된다.
제1 스위치(222)는 일 단이 인덕터(221)의 타 단과 제1 다이오드(223)의 애노드에 공통 연결되고, 타 단이 접지되며, PFC 제어부(225)의 구동 신호에 따라 스위칭 동작을 수행한다.
다이오드(223)는 애노드가 인덕터(221)의 타 단과 제1 스위치(222)의 일 단에 공통 연결되고, 캐소드가 홀드업 커패시터(230)의 일 단과 컨버터(300)에 공통 연결된다.
홀드업 커패시터(230)는 일 단이 다이오드(223)의 캐소드와 컨버터(300)에 공통 연결되고, 타 단이 제1 스위치(222)의 타 단과 함께 접지된다.
PFC 제어부(225)는 제1 스위치(222)의 연결 상태를 제어하여 정류부(210)에서 정류된 AC 전원의 전압과 전류를 동상으로 일치시킨다.
컨버터(500)는 PFC부(220)의 출력 전압을 구동 전원으로 변압하여 출력한다. 이러한 컨버터(500)는 LLC 공진형 컨버터로 구현될 수 있으며, LLC 공진형 컨버터로 구현되는 경우, 컨버터(500)는 LLC 제어부(510), 제2 스위치(521), 제3 스위치(522), 제2 커패시터(523), 트랜스포머(530), 제2 다이오드(541), 제3 다이오드(542), 제3 커패시터(543), 제4 다이오드(551), 제5 다이오드(552), 제4 커패시터(553)로 구성될 수 있다. 한편, 도시된 LLC 공진형 컨버터의 회로 구성은 일 예이다. 따라서, 동일한 기능을 수행하는 다른 회로 구성으로도 LLC 공진형 컨버터 회로를 구현할 수도 있다.
제2 스위치(521)는 일 단이 PFC부(230)의 출력단에 연결되고, 타 단이 제3 스위치(522)의 일 단에 연결된다.
제3 스위치(522)는 일 단이 제2 스위치(521)의 타 단과 연결되고, 타 단이 접지된다. 이와 같이 제2 스위치(521)와 제3 스위치(522)는 직렬 연결되고, LLC 제어부(510)의 제어에 따라 스위칭 동작을 수행한다.
제2 커패시터(523)는 일 단이 제2 스위치(521)의 타 단과 제3 스위치(522)의 일 단에 공통 연결되고, 타 단이 트랜스포머(530)의 1차 권선(531)의 일 단에 연결된다.
트랜스포머(340)는 1차 권선(531)과 복수의 2차 권선(532, 533, 534, 535)을 가지며, 1차 권선과 복수의 2차 권선은 기설정된 권선비를 가질 수 있다. 여기서 1차 권선(531)의 일 단은 제2 커패시터(523)의 타 단에 연결되고, 1차 권선(531)의 타 단은 접지된다.
그리고 2차 권선(532)은 일 단이 제2 다이오드(541)의 애노드에 연결되고, 타 단이 센터 탭으로 다른 2차 권선(533)의 일 단과 제3 커패시터(543)의 타 단에 공통 연결된다. 그리고 2차 권선(533)은 일 단이 다른 2차 권선(532)의 타 단과 제3 커패시터(543)의 타 단에 공통 연결되고, 타 단이 제3 다이오드(542)의 애노드에 연결된다.
제2 다이오드(541)는 애노드가 2차 권선(532)의 일 단에 연결되고, 캐소드가 제3 다이오드(533)의 캐소드와 제3 커패시터(543)의 일 단에 공통 연결된다.
제3 다이오드(542)는 애노드가 2차 권선(533)의 타 단에 연결되고, 캐소드가 제2 다이오드(541)의 캐소드와 제3 커패시터(543)의 일 단에 공통 연결된다.
제3 커패시터(543)는 일 단이 제2 다이오드(541)의 캐소드와 제3 다이오드(542)의 캐소드에 공통 연결되고, 타 단이 트랜스포머(340)의 센터 탭에 연결된다. 따라서, 센터 탭측이 출력전압의 기준 전압(2차 측 접지)으로 동작하게 되고, 제3 커패시터(543)의 전압이 제1 구동 전압이 되게 된다.
여기서 제1 구동 전원은 디스플레이의 백라이트에 제공된다.
그리고 2차 권선(534)은 일 단이 제4 다이오드(551)의 애노드에 연결되고, 타 단이 센터 탭으로 다른 2차 권선(535)의 일 단과 제4 커패시터(553)의 타 단에 공통 연결된다. 그리고 2차 권선(535)은 일 단이 다른 2차 권선(534)의 타 단과 제4 커패시터(553)의 타 단에 공통 연결되고, 타 단이 제5 다이오드(551)의 애노드에 연결된다.
제4 다이오드(551)는 애노드가 2차 권선(534)의 일 단에 연결되고, 캐소드가 제5 다이오드(535)의 캐소드와 제4 커패시터(553)의 일 단에 공통 연결된다.
제5 다이오드(552)는 애노드가 2차 권선(535)의 타 단에 연결되고, 캐소드가 제4 다이오드(551)의 캐소드와 제4 커패시터(553)의 일 단에 공통 연결된다.
제4 커패시터(553)는 일 단이 제4 다이오드(551)의 캐소드와 제5 다이오드(552)의 캐소드에 공통 연결되고, 타 단이 트랜스포머(340)의 센터 탭에 연결된다. 따라서, 센터 탭측이 출력전압의 기준 전압(2차 측 접지)으로 동작하게 되고, 제4 커패시터(553)의 전압이 제2 구동 전압이 되게 된다. 여기서 제2 구동 전원을 프로세서에 제공된다.
LLC 제어부(310)는 기설정된 제2 구동 전압을 출력하도록 제2 스위치(521), 제3 스위치(522)의 동작을 제어한다. 이러한 동작은 LLC 공진 컨버터에서의 일반적인 동작인바 이와 관련된 LLC 제어부의 동작은 생략한다.
감지 회로(561, 562)는 제2 구동 전원을 입력받는 출력 부하의 크기를 감지한다. 구체적으로, 감지 회로(531, 562)는 포토 커플러(562) 및 다이오드(561)로 구성될 수 있다.
다이오드(561)는 컨버터(500)의 출력 부하의 크기에 따라 흐르는 전류를 가변하여 포토 커플러(562)에 제공한다.
포토 커플러(562)는 제공된 전류의 크기에 대응되는 전압 정보를 컨버터(500)에 제공한다.
감지부(300)는 AC 전원의 입력 여부에 대응되는 감지 신호를 디스플레이(110)에 직접 출력한다. 구체적으로, 감지부(300)는 발광부가 AC 전원에 병렬 연결된 포토 커플러(320)를 이용하여 감지 신호를 디스플레이의 백라이트(115)의 LED 드라이버에 제공할 수 있다. 감지부(300)의 동작은 도 4의 실시 예와 동일한바 중복 설명은 생략한다.
이와 같이 제3 실시 예에 따른 전원 공급 장치(200")는 대형의 디스플레이 장치에도 적절한 전원을 공급할 수 있을 뿐만 아니라,
도 7은 본 개시의 제4 실시 예에 따른 전원공급장치의 회로도를 나타내는 도면이다. 구체적으로, 제4 실시 예에 따른 전원공급장치(200"')는 대형의 디스플레이 장치에 적용 가능한 전원 공급장치에서, 홀드업 커패시터의 전압을 이용하여 AC 전원의 입력여부를 확인하는 실시예이다.
도 7을 참조하면, 전원공급장치(200"')는 정류부(210), PFC부(220), 홀드업 커패시터(230), 컨버터(500), 감지부(300')로 구성될 수 있다.
정류부(210), PFC부(220), 홀드업 커패시터(230), 컨버터(500)는 도 6의 제3 실시 예와 동일한바 중복 설명은 생략한다.
감지부(300')는 AC 전원의 입력 여부를 홀드업 커패시터(230)의 전압 값을 이용하여 출력한다. 구체적으로, 감지부(300')는 전압 분배부(330) 및 포토 커플러(340)로 구성될 수 있다.
전압 분배부(330)는 홀드업 커패시터(230)의 전압을 복수의 저항 및 커패시터를 이용하여 전압 분배하여, 포토 커플러(340)로 제공한다. 구체적으로, 전압 분배부(330)는 홀드업 커패시터(230)의 전압이 기설정된 이하인지 여부를 감지한다.
포토 커플러(340)는 전압 분배부(330)의 감지 결과를 트랜스포머의 이차 측으로 제공한다. 구체적으로, 포토 커플러(340)는 홀드업 커패시터의 전압이 기설정된 전압 이하이면 AC 전원이 입력되지 않음을 디스플레이의 백라이트(115)의 LED 드라이버에 제공할 수 있다.
구체적으로, AC 전원이 입력되지 않으면 홀드업 커패시터의 전압이 점차적으로 떨어지게 될 것인바, 감지부(300')는 홀드업 커패시터의 전압이 일정 전압 이하로 떨어지면 AC 전원이 입력되지 않는 것으로 감지한다.
도 8은 본 개시의 제5 실시 예에 따른 전원공급장치의 회로도를 나타내는 도면이다. 구체적으로, 제5 실시 예에 따른 전원공급장치(200"")는 소형의 디스플레이 장치에 적용 가능한 전원 공급장치에서, 트랜스포머의 2차 권선을 이용하여 AC 전원의 입력 여부를 확인하는 실시예이다.
도 8을 참조하면, 전원공급장치(200"")는 정류부(210), 홀드업 커패시터(230), 컨버터(400'), 감지부(300")로 구성될 수 있다.
정류부(210), 홀드업 커패시터(230) 도 4의 제1 실시 예와 동일한바 이에 대한 설명은 생략한다.
컨버터(400')는 3개의 2차 권선을 갖는 트랜스포머(410)로 구성되며, 1차 권선과 복수의 2차 권선은 기설정된 권선비를 가질 수 있다. 여기서 2차 권선의 두 개는 도 4의 동일하게 제2 정류부와 제3 정류부에 연결되는바 이에 대한 설명은 생략한다.
한편, 나머지 하나의 2차 권선은 AC 전원의 입력 여부를 확인하는데 이용된다.
구체적으로, AC 전원이 입력되지 않으면 홀드업 커패시터의 전압이 점차적으로 떨어지게 될 것인바, 그에 따라 트랜스포머는 기설정된 비율 비로 2차 권선에 유기되는 전압도 낮아지게 된다. 따라서, 감지부(300")는 2차 권선에 유기된 전압이 기설정된 전압 이하로 떨어지면, AC 전원이 입력되지 않는 것으로 감지한다.
감지부(300)는 AC 전원의 입력 여부를 트랜스포머의 2차 권선을 이용하여 출력한다. 구체적으로, 트랜스포머의 2차 권선에 유기된 전압이 기설정된 전압 이하인지를 전압 분배 회로(350)를 이용하여 비교하고, 비교 결과 기설정된 전압 이하이면 스위치(363) 및 다이오드(361)를 조작하여 감지 신호를 LED 드라이버에 제공할 수 있다.
도 9 및 도 10은 AC 감지 회로의 동작 여부에 따른 출력 파형도이다.
구체적으로, 도 9는 본 실시 예와 같은 감지 회로가 구비되지 않은 경우의 출력 파형도이며, 도 10은 본 실시 예에와 같은 감지 회로가 구비된 경우의 출력 파형도이다.
도 9를 참고하면, 감지 회로가 없는 경우에 AC 전원이 일시적으로 중지되면, 구동 전압이 일정 전압 이하로 떨어지게 되어 시스템 리부팅이 수행되는 것을 확인할 수 있다. 반면에 도 10을 참조하면, AC 전원이 일시적으로 중지되더라도 구동 전압이 일정하게 유지되어 시스템이 리부팅되지 않음을 확인할 수 있다.
도 11은 본 개시의 일 실시 예에 따른 전원 공급 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 11을 참조하면, 디스플레이 장치에 전원이 입력되어 동작하면, 영상을 생성하고, 생성된 영상을 디스플레이에 표시한다.
이러한 표시 동작 중에 AC 전원의 입력 여부를 실시간으로 계속적으로 감지한다(S1110).
만약, AC 전원이 지속적으로 입력되는 것으로 확인되면(S1110-Y), 상술한 영상 표시 동작을 지속할 수 있다(S1120).
반대로, AC 전원이 차단된 것으로 확인되면(S1110-N), 영상을 생성하는 동작을 유지한 상태에서, 영상을 표시하는 동작은 중지할 수 있다(S1130). 구체적으로, 디스플레이 장치가 백라이트로 영상을 표시하는 장치이면, 백라이트에 구동 전원의 공급을 일시적으로 중지하여 영상의 표시를 중지할 수 있다. 이때, 영상에 대응되는 소리의 출력도 함께 중지할 수 있다.
한편, 다시 AC 전원이 공급되는 것으로 확인되면, 영상의 표시 동작을 재개할 수 있다.
따라서, 본 실시 예에 따른 전원 공급 방법은 AC 전원이 입력되지 않으면, 디스플레이(110)가 영상을 표시하지 않도록, 구체적으로, 백라이트가 동작하지 않도록 하여 소비 전력을 일시적으로 줄일 수 있다. 이에 따라 홀드업(순시 전력)에 필요한 커패시터의 크기를 줄일 수 있으며, 그에 따라 커패시터가 차지하는 면적을 줄일 수 있으며, 디스플레이 장치(100) 내의 커패시터를 필름 커패시터로 이용할 수 있다. 그에 따라, 디스플레이 장치의 방폭/발화/화재/연기 등의 가능성을 근본적으로 방지할 수 있다. 도 11과 전원 공급 방법은 도 1 또는 2의 구성을 가지는 디스플레이 장치 또는 도 3의 구성을 가지는 전원 공급 장치상에서 실행될 수 있으며, 그 밖에 다른 구성을 가지는 디스플레이 장치 또는 전원 공급 장치상에서도 실행될 수 있다.
또한, 상술한 바와 같은 전원 공급 방법은 컴퓨터에서 실행될 수 있는 실행 가능한 알고리즘을 포함하는 프로그램으로 구현될 수 있고, 상술한 프로그램은 비일시적 판독 가능 매체(non-transitory computer readable medium)에 저장되어 제공될 수 있다.
비일시적 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. 구체적으로는, 상술한 다양한 어플리케이션 또는 프로그램들은 CD, DVD, 하드 디스크, 블루레이 디스크, USB, 메모리카드, ROM 등과 같은 비일시적 판독 가능 매체에 저장되어 제공될 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 개시가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 개시의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해돼서는 안 될 것이다.
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Claims (15)

  1. 디스플레이 장치에 있어서,
    영상을 표시하는 디스플레이;
    기설정된 영상이 표시되도록 상기 디스플레이를 제어하는 프로세서;
    AC 전원을 입력받아 기설정된 DC 전원을 생성하고, 상기 생성된 DC 전원을 상기 디스플레이 및 상기 프로세서 각각에 제공하는 전원 공급부; 및
    상기 AC 전원의 입력 여부에 대응되는 감지 신호를 출력하는 감지부;를 포함하고,
    상기 디스플레이는,
    상기 감지 신호에 따라 영상 표시 동작이 중지되는 디스플레이 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 디스플레이는,
    LED 어레이; 및
    상기 AC 감지 신호에 따라 선택적으로 상기 LED 어레이에 정전류를 제공하는 드라이버;를 포함하는 디스플레이 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 감지 신호를 수신하고, 상기 수신된 감지 신호에 따라 상기 디스플레이의 영상 표시 동작을 선택적으로 중지시키는 디스플레이 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 영상에 대응되는 소리를 출력하는 스피커;를 더 포함하고,
    상기 스피커는,
    상기 감지 신호에 따라 소리의 출력 동작을 중지하는 디스플레이 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 전원 공급부는,
    서로 다른 크기의 복수의 DC 전압을 출력하고, 상기 감지 신호에 따라 상기 복수의 DC 전압 중 하나의 DC 전압의 출력은 유지하고 다른 DC 전압의 출력은 중지하는 디스플레이 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 전원 공급부는,
    상기 AC 전원을 DC 전원으로 정류하는 제1 정류부;
    상기 정류된 DC 전원을 평활하는 커패시터;
    상기 평활된 DC 전원을 변압하여 복수의 구동 전원으로 출력하는 트랜스포머;
    상기 평활된 DC 전원을 선택적으로 상기 트랜스포머에 제공하는 스위칭부;
    상기 트랜스포머에서 출력되는 제1 출력 전압을 정류하여 제1 구동 전원으로 출력하는 제2 정류부;
    상기 트랜스포머에서 출력되는 제2 출력 전압을 정류하여 제2 구동 전원으로 출력하는 제3 정류부; 및
    상기 제2 구동 전압의 크기에 기초하여 상기 스위칭부를 제어하는 전원 제어부;를 포함하는 디스플레이 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 커패시터는,
    필름 커패시터인 디스플레이 장치.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 커패시터는,
    상기 디스플레이를 제외한 상기 디스플레이 장치가 15ms 내지 20ms 홀드업 가능한 용량을 갖는 디스플레이 장치.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 감지부는,
    발광부가 상기 커패시터에 병렬 연결되어 동작하는 포토 커플러;를 포함하는 디스플레이 장치.
  10. 제6항에 있어서,
    상기 감지부는,
    상기 복수의 구동 전원 중 적어도 하나의 구동 전압에 기초하여 AC 전원 입력 여부를 감지하는 감지 회로;를 포함하는 디스플레이 장치.
  11. 제6항에 있어서,
    상기 전원 공급부는,
    상기 정류된 AC 전원의 전압과 전류를 동상으로 일치시키는 PFC(Power Factor Correction)부;를 더 포함하고,
    상기 커패시터는,
    상기 PFC부의 출력 전압을 평활하는 디스플레이 장치.
  12. 제6항에 있어서,
    상기 제1 구동 전원은 상기 디스플레이에 제공되고,
    상기 제2 구동 전원을 상기 프로세서에 제공되는 디스플레이 장치.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 감지부는,
    발광부가 상기 AC 전원에 병렬 연결되어 동작하는 포토 커플러;를 포함하는 디스플레이 장치.
  14. 전원공급장치에 있어서,
    AC 전원을 입력받는 입력부;
    상기 AC 전원을 입력받아 복수의 DC 전압을 출력하는 변환부; 및
    상기 AC 전원의 입력 여부에 대응되는 감지 신호를 출력하는 감지부;를 포함하고,
    상기 변환부는,
    상기 감지 신호에 따라 상기 복수의 DC 전압 중 하나의 DC 전압의 출력은 유지하고 다른 DC 전압의 출력은 중지하는 전원공급장치.
  15. 디스플레이 장치의 영상 표시 방법에 있어서,
    영상을 생성하는 단계;
    상기 생성된 영상을 표시하는 단계;
    AC 전원의 입력 여부를 감지하는 단계; 및
    상기 감지 결과에 따라 AC 전원의 입력이 감지되지 않으면 상기 생성 동작은 지속적으로 유지한 상태에서 상기 표시 동작이 중지되도록 상기 디스플레이 장치를 제어하는 단계;를 포함하는 영상 표시 방법.
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