KR20140025862A - Method of driving light-source, light-source apparatus for performing the method and display apparatus having the light-source apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 광원 구동 방법, 이를 수행하기 위한 광원 장치 및 이 광원 장치를 포함하는 표시 장치에 관한 것으로, 명암 대비비를 향상시키기 위한 광원 구동 방법, 이를 수행하기 위한 표시 장치에 관한 것이다. The present invention relates to a light source driving method, a light source device for performing the same, and a display device including the light source device. The present invention relates to a light source driving method for improving contrast ratio and a display device for performing the same.
일반적으로, 액정 표시장치는 액정의 광투과율을 이용하여 영상을 표시하는 액정 표시패널 및 상기 액정 표시패널의 하부에 배치되어 상기 액정 표시패널로 광을 제공하는 백라이트 어셈블리를 포함한다.In general, a liquid crystal display device includes a liquid crystal display panel displaying an image using light transmittance of a liquid crystal, and a backlight assembly disposed under the liquid crystal display panel and providing light to the liquid crystal display panel.
상기 액정표시패널은 화소전극들 및 상기 화소전극들과 전기적으로 연결된 박막 트랜지스터를 갖는 어레이 기판, 공통전극 및 컬러필터들을 갖는 컬러필터 기판, 및 상기 어레이 기판 및 상기 컬러필터 기판 사이에 개재된 액정층을 포함한다. 상기 액정층은 상기 화소전극들 및 상기 공통전극 사이에 형성된 전기장에 의해 배열이 변경되고, 그로 인해 상기 액정층을 투과하는 광의 투과율을 변경시킨다. 여기서, 상기 광의 투과율이 최대로 증가하면, 상기 액정표시패널은 휘도가 높은 화이트 영상을 구현할 수 있고, 반면 상기 광의 투과율이 최소로 감소하면, 상기 액정표시패널은 휘도가 낮은 블랙 영상을 구현할 수 있다.The liquid crystal display panel includes an array substrate having pixel electrodes and a thin film transistor electrically connected to the pixel electrodes, a color filter substrate having a common electrode and color filters, and a liquid crystal layer interposed between the array substrate and the color filter substrate. It includes. The arrangement of the liquid crystal layer is changed by an electric field formed between the pixel electrodes and the common electrode, thereby changing the transmittance of light passing through the liquid crystal layer. Herein, when the light transmittance is increased to the maximum, the liquid crystal display panel may implement a white image having high luminance, whereas when the light transmittance is reduced to the minimum, the liquid crystal display panel may implement a black image having low luminance. .
최근에는 상기 백라이트 어셈블리로 복수의 발광 다이오드들을 사용하고, 상기 발광 다이오드들을 상기 액정표시패널에 표시되는 영상의 휘도에 따라서 광량을 제어하는 PWM 디밍(Dimmming) 방식이 개발되고 있다. 상기 PWM 디밍 방식은 펄스의 듀티비를 조절하여 발광 다이오드의 광량을 조절하는 방식이다. 상기 PWM 디밍 방식에서 펄스의 듀티비가 약 1% 내지 약 2% 이하인 경우 발광 다이오드에 출력되는 전류의 하이 레벨이 급격히 떨어져 발광 다이오드의 제어에 어려움을 갖는다.Recently, a PWM dimming method has been developed that uses a plurality of light emitting diodes as the backlight assembly and controls the amount of light based on the brightness of an image displayed on the liquid crystal display panel. The PWM dimming method is a method of controlling the amount of light of the light emitting diode by adjusting the duty ratio of the pulse. In the PWM dimming method, when the duty ratio of the pulse is about 1% to about 2% or less, the high level of the current output to the light emitting diode drops sharply, which makes it difficult to control the light emitting diode.
본 발명에서 해결하고자 하는 기술적 과제는 이러한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 광량 제어를 용이하게 하기 위한 광원 구동 방법을 제공하는 것이다.The technical problem to be solved by the present invention is to solve such a conventional problem, an object of the present invention is to provide a light source driving method for facilitating light amount control.
본 발명의 다른 목적은 상기 광원 구동 방법을 수행하기 위한 광원 장치를 제공하는 것이다. Another object of the present invention is to provide a light source device for performing the light source driving method.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 광원 장치를 포함하는 표시 장치를 제공하는 것이다. It is still another object of the present invention to provide a display device including the light source device.
상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 일 실시예에 따른 복수의 발광 다이오드들이 직렬로 연결된 발광 다이오드 스트링을 포함하는 광원 모듈의 광원 구동 방법은 상기 발광 다이오드 스트링의 구동을 제어하는 전류 제어 펄스를 갖는 PWM 제어 신호의 주파수를 조절하는 단계 및 상기 PWM 제어 신호에 응답하여, 상기 발광 다이오드 스트링의 단부에 연결된 제어 스위칭 소자를 제어하는 단계를 포함한다.A light source driving method of a light source module including a light emitting diode string in which a plurality of light emitting diodes are connected in series according to an embodiment of the present invention has a current control pulse for controlling the driving of the light emitting diode string. Adjusting a frequency of a PWM control signal and controlling a control switching element connected to an end of the LED string in response to the PWM control signal.
본 실시예에서, 상기 PWM 제어 신호의 주파수를 조절하는 단계는 상기 발광 다이오드 스트링의 휘도를 제어하는 디밍 신호의 레벨이 설정치 보다 크면 제1 구동 주파수의 삼각파를 발생하는 단계 및 상기 제1 구동 주파수의 삼각파를 이용하여 제1 PWM 제어 신호를 생성하는 단계를 포함할 수 있다. In the present exemplary embodiment, adjusting the frequency of the PWM control signal may include generating a triangular wave of a first driving frequency when the level of the dimming signal for controlling the luminance of the LED string is greater than a predetermined value and adjusting the frequency of the first driving frequency. Generating a first PWM control signal using a triangular wave.
본 실시예에서, 상기 PWM 제어 신호의 주파수를 조절하는 단계는 상기 디밍 신호의 레벨이 설정치 보다 작으면 상기 제1 구동 주파수 보다 고주파인 제2 구동 주파수의 삼각파를 발생하는 단계 및 상기 제2 구동 주파수의 삼각파를 이용하여 제2 PWM 제어 신호를 생성하는 단계를 포함할 수 있다.In the present exemplary embodiment, adjusting the frequency of the PWM control signal may include generating a triangular wave of a second driving frequency that is higher than the first driving frequency when the level of the dimming signal is smaller than a set value and the second driving frequency. Generating a second PWM control signal by using a triangular wave of the.
본 실시예에서, 상기 설정치는 1 % 내지 2 % 의 펄스 듀티비를 가지는 상기 디밍 신호에 대응할 수 있다. In the present embodiment, the set value may correspond to the dimming signal having a pulse duty ratio of 1% to 2%.
본 실시예에서, 상기 PWM 제어 신호의 주파수를 조절하는 단계는 상기 발광 다이오드 스트링의 단부로부터 검출된 검출 전압의 레벨이 설정치와 같으면 제1 구동 주파수의 삼각파를 발생하는 단계 및 상기 제1 구동 주파수의 삼각파를 이용하여 제1 PWM 제어 신호를 생성하는 단계를 포함할 수 있다. In the present exemplary embodiment, adjusting the frequency of the PWM control signal may include generating a triangular wave of a first driving frequency when the level of the detected voltage detected from the end of the light emitting diode string is equal to a set value and adjusting the frequency of the first driving frequency. Generating a first PWM control signal using a triangular wave.
본 실시예에서, 상기 PWM 제어 신호의 주파수를 조절하는 단계는 상기 검출 전압의 레벨이 상기 설정치 보다 작으면 상기 제1 구동 주파수 보다 고주파인 제2 구동 주파수의 삼각파를 발생하는 단계 및 상기 제2 구동 주파수의 삼각파를 이용하여 제2 PWM 제어 신호를 생성하는 단계를 포함할 수 있다. In the present exemplary embodiment, adjusting the frequency of the PWM control signal may include generating a triangular wave of a second driving frequency that is higher than the first driving frequency when the level of the detection voltage is lower than the set value and the second driving. Generating a second PWM control signal using a triangular wave of the frequency.
상기한 본 발명의 다른 목적을 달성하기 위한 일 실시예에 따른 광원 장치는 복수의 발광 다이오드들이 직렬로 연결된 발광 다이오드 스트링을 포함하는 광원 모듈 및 구동 전압을 상기 발광 다이오드 스트링에 전달하는 메인 트랜지스터를 포함하고, 상기 발광 다이오드 스트링의 구동을 제어하는 전류 제어 펄스를 갖는 PWM 제어 신호의 주파수를 조절하고 상기 PWM 제어 신호에 응답하여, 상기 발광 다이오드 스트링의 단부에 연결된 제어 스위칭 소자를 제어하는 구동신호 발생부를 포함한다. According to another aspect of the present invention, a light source device includes a light source module including a light emitting diode string in which a plurality of light emitting diodes are connected in series, and a main transistor for transmitting a driving voltage to the light emitting diode string. And a driving signal generator configured to adjust a frequency of a PWM control signal having a current control pulse for controlling driving of the LED string and to control a control switching element connected to an end of the LED string in response to the PWM control signal. Include.
본 실시예에서, 상기 구동신호 발생부는 삼각파를 발생하는 주파수 발진부와, 상기 발광 다이오드 스트링의 휘도를 제어하는 디밍 신호에 기초하여 제1 구동 주파수 또는 상기 제1 구동 주파수보다 고주파인 제2 구동 주파수의 삼각파를 출력하는 주파수 변조부 및 상기 제1 또는 제2 구동 주파수의 삼각파에 기초하여 제1 또는 제2 PWM 제어 신호를 생성하는 정전류 제어부를 포함할 수 있다. In the present exemplary embodiment, the driving signal generator may include a frequency oscillator for generating a triangular wave and a second driving frequency higher than the first driving frequency based on a dimming signal for controlling the luminance of the light emitting diode string. It may include a frequency modulator for outputting a triangular wave and a constant current controller for generating a first or second PWM control signal based on the triangular wave of the first or second driving frequency.
본 실시예에서, 상기 주파수 변조부는 상기 디밍 신호를 수신하는 입력부, 상기 디밍 신호의 전압을 분배하는 전압 분배부, 상기 입력부와 상기 전압 분배부를 연결하는 다이오드부, 상기 전압 분배부로부터 제공된 분배 전압에 응답하여 구동하는 발진 트랜지스터 및 상기 주파수 발진부에 포함되고 상기 삼각파의 구동 주파수를 결정하는 제1 저항 소자와 병렬로 연결된 적어도 하나의 제2 저항 소자를 포함하는 저항부를 포함할 수 있다. In the present exemplary embodiment, the frequency modulator may include an input unit receiving the dimming signal, a voltage divider dividing a voltage of the dimming signal, a diode unit connecting the input unit and the voltage divider, and a division voltage provided from the voltage divider. A resistor may include an oscillation transistor driving in response and at least one second resistor element included in the frequency oscillator and connected in parallel with a first resistor element determining a driving frequency of the triangle wave.
본 실시예에서, 상기 분배 전압이 상기 발진 트랜지스터의 임계 전압 보다 크면 상기 발진 트랜지스터는 턴-오프 되어 상기 주파수 발진부는 상기 제1 구동 주파수의 삼각파를 발생하고, 상기 분배 전압이 상기 발진 트랜지스터의 임계 전압 보다 작으면 상기 발진 트랜지스터는 턴-온 되어 상기 주파수 발진부는 병렬로 연결된 상기 제1 및 제2 저항 소자들에 기초하여 상기 제2 구동 주파수의 삼각파를 발생할 수 있다. In the present embodiment, when the division voltage is greater than the threshold voltage of the oscillation transistor, the oscillation transistor is turned off so that the frequency oscillator generates a triangular wave of the first driving frequency, and the division voltage is a threshold voltage of the oscillation transistor. If smaller, the oscillation transistor may be turned on so that the frequency oscillator may generate triangular waves of the second driving frequency based on the first and second resistance elements connected in parallel.
본 실시예에서, 상기 구동신호 발생부는 삼각파를 발생하는 주파수 발진부, 상기 발광 다이오드 스트링의 일단으로부터 검출된 검출 전압에 제1 구동 주파수 또는 상기 제1 구동 주파수보다 고주파인 제2 구동 주파수의 삼각파를 출력하는 주파수 변조부 및 상기 제1 또는 제2 구동 주파수의 삼각파에 기초하여 제1 또는 제2 PWM 제어 신호를 생성하는 정전류 제어부를 포함할 수 있다. In the present exemplary embodiment, the driving signal generator outputs a triangular wave of a first oscillation frequency or a second driving frequency higher in frequency than the first driving frequency to a frequency oscillation unit generating triangular waves and a detection voltage detected from one end of the LED string. And a constant current controller configured to generate a first or second PWM control signal based on the frequency modulator and the triangular wave of the first or second driving frequency.
본 실시예에서, 상기 주파수 변조부는 상기 검출 전압을 수신하는 입력부, 상기 검출 전압의 분배하는 전압 분배부, 상기 입력부와 상기 전압 분배부를 연결하는 다이오드부, 상기 전압 분배부로부터 제공된 분배 전압에 응답하여 구동하는 발진 트랜지스터 및 상기 주파수 발진부에 포함되고 상기 삼각파의 구동 주파수를 결정하는 제1 저항 소자와 병렬로 연결된 적어도 하나의 제2 저항 소자를 포함하는 저항부를 포함할 수 있다. In this embodiment, the frequency modulator is an input unit for receiving the detection voltage, a voltage divider for dividing the detection voltage, a diode unit for connecting the input unit and the voltage divider, and in response to a divider voltage provided from the voltage divider. The oscillation transistor may include a driving unit and a resistance unit including at least one second resistance element included in the frequency oscillation unit and connected in parallel with a first resistance element determining a driving frequency of the triangular wave.
본 실시예에서, 상기 분배 전압이 상기 발진 트랜지스터의 임계 전압과 같으면 상기 발진 트랜지스터는 턴-오프 되어 상기 주파수 발진부는 상기 제1 구동 주파수의 삼각파를 발생하고, 상기 분배 전압이 상기 발진 트랜지스터의 임계 전압과 다르면 상기 발진 트랜지스터는 턴-온 되어 상기 주파수 발진부는 병렬로 연결된 상기 제1 및 제2 저항 소자들에 기초하여 상기 제2 구동 주파수의 삼각파를 발생할 수 있다. In the present embodiment, when the division voltage is equal to the threshold voltage of the oscillation transistor, the oscillation transistor is turned off so that the frequency oscillator generates a triangular wave of the first driving frequency, and the division voltage is a threshold voltage of the oscillation transistor. If different from the oscillation transistor is turned on, the frequency oscillator may generate a triangular wave of the second driving frequency based on the first and second resistance elements connected in parallel.
상기한 본 발명의 다른 목적을 달성하기 위한 일 실시예에 따른 광원 장치는 수신된 영상 신호를 표시하는 표시 패널, 복수의 발광 다이오드들이 직렬로 연결된 발광 다이오드 스트링을 포함하는 광원 모듈 및 구동 전압을 상기 발광 다이오드 스트링에 전달하는 메인 트랜지스터를 포함하고, 상기 발광 다이오드 스트링의 구동을 제어하는 전류 제어 펄스를 갖는 PWM 제어 신호의 주파수를 조절하고 상기 PWM 제어 신호에 응답하여 상기 발광 다이오드 스트링의 단부에 연결된 제어 스위칭 소자를 제어하는 광원 구동부를 포함한다. According to another aspect of the present invention, a light source device includes a display panel for displaying a received image signal, a light source module including a light emitting diode string having a plurality of light emitting diodes connected in series, and a driving voltage. A control transistor coupled to the light emitting diode string, the control transistor coupled to an end of the light emitting diode string in response to the PWM control signal, the frequency control of the PWM control signal having a current control pulse controlling the driving of the light emitting diode string; It includes a light source driver for controlling the switching element.
본 실시예에서, 상기 광원 구동부는 상기 영상 신호를 분석하여 상기 발광 다이오드 스트링의 목표 휘도값을 결정하는 영상 분석부, 상기 목표 휘도값을 이용해 상기 발광 다이오드 스트링의 디밍 신호를 결정하는 디밍레벨 결정부 및 상기 메인 트랜지스터를 포함하고, 상기 PWM 제어 신호의 주파수를 조절하고 상기 PWM 제어 신호에 응답하여 상기 발광 다이오드 스트링의 단부에 연결된 제어 스위칭 소자를 제어하는 구동신호 발생부를 포함한다. The light source driver may include an image analyzer configured to analyze the image signal to determine a target luminance value of the LED string, and a dimming level determiner to determine a dimming signal of the LED string using the target luminance value. And a driving signal generator including the main transistor and controlling a frequency of the PWM control signal and controlling a control switching element connected to an end of the LED string in response to the PWM control signal.
본 실시예에서, 상기 구동신호 발생부는 삼각파를 발생하는 주파수 발진부, 상기 발광 다이오드 스트링의 휘도를 제어하는 디밍 신호에 기초하여 제1 구동 주파수 또는 상기 제1 구동 주파수보다 고주파인 제2 구동 주파수의 삼각파를 출력하는 주파수 변조부 및 상기 제1 또는 제2 구동 주파수의 삼각파에 기초하여 제1 또는 제2 PWM 제어 신호를 생성하는 정전류 제어부를 포함할 수 있다. In this embodiment, the driving signal generator is a frequency oscillator for generating a triangular wave, a triangular wave of a first driving frequency or a higher frequency than the first driving frequency based on a dimming signal for controlling the brightness of the light emitting diode string. And a constant current controller configured to generate a first or second PWM control signal based on a triangular wave of the first or second driving frequency.
본 실시예에서, 상기 주파수 변조부는 상기 디밍 신호를 수신하는 입력부, 상기 디밍 신호의 전압을 분배하는 전압 분배부, 상기 입력부와 상기 전압 분배부를 연결하는 다이오드부, 상기 전압 분배부로부터 제공된 분배 전압에 응답하여 구동하는 발진 트랜지스터 및 상기 주파수 발진부에 포함되고 상기 삼각파의 구동 주파수를 결정하는 제1 저항 소자와 병렬로 연결된 적어도 하나의 제2 저항 소자를 포함하는 저항부를 포함할 수 있다. In the present exemplary embodiment, the frequency modulator may include an input unit receiving the dimming signal, a voltage divider dividing a voltage of the dimming signal, a diode unit connecting the input unit and the voltage divider, and a division voltage provided from the voltage divider. A resistor may include an oscillation transistor driving in response and at least one second resistor element included in the frequency oscillator and connected in parallel with a first resistor element determining a driving frequency of the triangle wave.
본 실시예에서, 상기 발진 트랜지스터는 PNP형일 수 있다.In the present embodiment, the oscillation transistor may be a PNP type.
본 실시예에서, 상기 구동신호 발생부는 삼각파를 발생하는 주파수 발진부, 상기 발광 다이오드 스트링의 일단으로부터 검출된 검출 전압에 제1 구동 주파수 또는 상기 제1 구동 주파수보다 고주파인 제2 구동 주파수의 삼각파를 출력하는 주파수 변조부 및 상기 제1 또는 제2 구동 주파수의 삼각파에 기초하여 제1 또는 제2 PWM 제어 신호를 생성하는 정전류 제어부를 포함할 수 있다. In the present exemplary embodiment, the driving signal generator outputs a triangular wave of a first oscillation frequency or a second driving frequency higher in frequency than the first driving frequency to a frequency oscillation unit generating triangular waves and a detection voltage detected from one end of the LED string. And a constant current controller configured to generate a first or second PWM control signal based on the frequency modulator and the triangular wave of the first or second driving frequency.
본 실시예에서, 상기 주파수 변조부는 상기 검출 전압을 수신하는 입력부, 상기 검출 전압의 분배하는 전압 분배부, 상기 입력부와 상기 전압 분배부를 연결하는 다이오드부, 상기 전압 분배부로부터 제공된 분배 전압에 응답하여 구동하는 발진 트랜지스터 및 상기 주파수 발진부에 포함되고 상기 삼각파의 구동 주파수를 결정하는 제1 저항 소자와 병렬로 연결된 적어도 하나의 제2 저항 소자를 포함하는 저항부를 포함할 수 있다. In this embodiment, the frequency modulator is an input unit for receiving the detection voltage, a voltage divider for dividing the detection voltage, a diode unit for connecting the input unit and the voltage divider, and in response to a divider voltage provided from the voltage divider. The oscillation transistor may include a driving unit and a resistance unit including at least one second resistance element included in the frequency oscillation unit and connected in parallel with a first resistance element determining a driving frequency of the triangular wave.
본 발명의 실시예들에 따르면, 디밍 신호가 설정치 보다 낮은 듀티비를 갖는 경우 및 LED 스트링에 정전류가 흐리지 않는 경우 PWM 제어 신호의 구동 주파수를 높여 상기 LED 스트링의 평균 전류 제어를 가능하게 할 수 있다. According to embodiments of the present invention, when the dimming signal has a duty ratio lower than the set value and when the constant current does not flow in the LED string, the driving frequency of the PWM control signal may be increased to enable the average current control of the LED string. .
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 블록도이다.
도 2는 도 1에 도시된 구동신호 발생부의 회로도이다.
도 3은 도 2의 구동신호 발생부의 구동 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 4a 및 도 4b는 도 2의 구동신호 발생부에 의해 디밍 신호의 듀티비에 따른 LED 스트링별 PWM 제어 신호의 파형도들이다.
도 5a 및 도 5b는 듀티비가 낮은 디밍 신호에 대한 LED 스트링의 전류를 측정한 파형도들이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 구동신호 발생부에 대한 회로도이다. 1 is a block diagram of a display device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a circuit diagram of the driving signal generator shown in FIG. 1.
3 is a flowchart illustrating a driving method of the driving signal generator of FIG. 2.
4A and 4B are waveform diagrams of PWM control signals for each LED string according to the duty ratio of the dimming signal by the driving signal generator of FIG. 2.
5A and 5B are waveform diagrams measuring current of an LED string for a dimming signal having a low duty ratio.
6 is a circuit diagram of a driving signal generator according to another exemplary embodiment of the present invention.
이하, 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 보다 상세하게 설명하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to the drawings.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 블록도이다. 1 is a block diagram of a display device according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 상기 표시 장치는 표시 패널(100), 타이밍 제어부(110), 패널 구동부(130), 광원 모듈(200) 및 광원 구동부(290)를 포함한다. Referring to FIG. 1, the display device includes a
상기 표시 패널(100)은 영상을 표시하는 복수의 화소들을 포함하며, 예를 들면, 상기 화소들은 M×N(M, N은 자연수 임)개 이다. 각 화소(P)는 게이트 배선(GL) 및 데이터 배선(DL)에 연결된 화소 스위칭 소자(TR), 상기 화소 스위칭 소자(TR)에 연결된 액정 커패시터(CLC) 및 스토리지 커패시터(CST)를 포함한다. The
상기 타이밍 제어부(110)는 외부로부터 동기 신호 및 영상 신호를 수신한다. 상기 동기 신호를 이용해 상기 표시 패널(100)의 구동 타이밍을 제어하는 타이밍 제어신호를 생성한다. 상기 타이밍 제어신호는 클럭신호, 수평동기신호 및 수직동기신호를 포함한다. The
상기 패널 구동부(130)는 상기 타이밍 제어부(110)로부터 제공된 동기 신호 및 영상 신호를 이용하여 상기 표시 패널(100)을 구동시킨다. 예를 들면, 상기 패널 구동부(130)는 수직동기신호를 이용하여 상기 게이트 배선(GL)에 제공하는 게이트 신호를 생성하는 게이트 구동부와 상기 수평동기신호를 이용하여 상기 데이터 배선(DL)에 제공하는 데이터 신호를 생성하는 데이터 구동부를 포함한다. The
상기 광원 모듈(200)은 상기 표시 패널(100)에 광을 제공한다. 상기 광원 모듈(200)은 적어도 하나의 발광 블록(LB)을 포함하고, 상기 발광 블록(LB)은 적어도 하나의 발광 다이오드 스트링(이하 "LED 스트링"으로 명칭함)을 포함하고, 상기 LED 스트링은 복수의 발광 다이오드들(LEDs)이 직렬로 연결된다. 상기 광원 모듈(200)은 복수의 발광 블록들(LB)을 포함할 수 있다. 상기 발광 블록들(LB)은 각각은 해당하는 상기 표시 패널(100)의 표시 블록(DB)에 표시되는 영상의 휘도에 기초하여 휘도가 결정될 수 있다. 상기 광원 모듈(200)의 상기 발광 블록들(LB)은 선형으로 배열될 수 있고, 또는 매트릭스형으로 배열될 수 있다. 상기 광원 모듈(200)은 상기 발광 블록들(LB)에 의해 로컬 디밍 방식으로 구동될 수 있다. The
상기 광원 구동부(290)는 영상 분석부(210), 디밍레벨 결정부(230) 및 구동신호 발생부(250)를 포함한다. The
상기 영상 분석부(210)는 수신된 동기 신호 및 영상 신호를 이용하여 목표 휘도값을 결정한다. The
상기 디밍레벨 결정부(230)는 상기 목표 휘도값을 이용해 상기 광원 모듈(200)의 광량을 제어하는 디밍 신호를 생성한다. 상기 디밍 신호는 PWM 디밍 신호로 휘도를 제어하는 PWM 디밍 방식 및 DC 신호로 휘도를 제어하는 아날로그 디밍 방식 등을 포함할 수 있다. 상기 PWM 디밍 방식은 펄스 신호의 듀티비를 제어하여 상기 발광 블록의 휘도를 제어하고, 상기 아날로그 디밍 신호는 DC 신호의 전압 레벨을 제어하여 상기 발광 블록의 휘도를 제어한다. 상기 PWM 디밍 방식은 외부로부터 펄스 형태의 외부 디빙 신호를 수신하는 외부 디밍 방식 및 외부로부터 DC 전압을 수신하고 내부에서 펄스 형태의 신호를 생성하는 내부 디밍 방식 등을 포함할 수 있다. 이하 본 실시예에서는 PWM 디밍 방식을 설명한다. The
상기 구동신호 발생부(250)는 상기 디밍 신호를 이용하여 상기 광원 모듈(200)에 구동 전압을 제공한다. The driving
상기 구동신호 발생부(250)는 상기 LED 스트링으로부터 피드백 전압이 다른 LED 스트링들의 전류 발랜스를 맞추기 위해 PWM 평균 전류 제어 방식이 사용된다. 상기 PWM 전류 제어 방식은 피드백 전압이 서로 다른 각 LED 스트링의 애노드(Anode)단과 캐소드(Cathode)단에 동일한 전압을 인가하고 이때 발생하는 전류의 편차를 상기 LED 스트링의 캐소드단에 연결된 스위칭 소자의 온/오프 타이밍을 제어하는 PWM 제어 신호를 다르게 하여 최종적으로 평균 전류를 동일하게 제어하는 방식이다. The driving
상기 PWM 평균 전류 제어 방식에 따르면, 각 LED 스트링의 평균 전류를 제어하기 위해서는 LED 스트링의 상기 제어 스위칭 소자에 제공되는 상기 PWM 제어 신호는 2 주기 이상의 전류 제어 펄스가 필요하다. According to the PWM average current control scheme, in order to control the average current of each LED string, the PWM control signal provided to the control switching element of the LED string requires a current control pulse of two or more cycles.
이에 본 실시예에 따르면, 상기 구동신호 발생부(250)는 상기 디밍 신호의 레벨, 예컨대, 듀티비가 설정치 보다 크면 제1 PWM 구동 주파수를 가지는 제1 PWM 제어 신호를 상기 LED 스트링의 캐소드단에 연결된 상기 제어 스위칭 소자에 제공한다. 한편, 상기 디밍 신호의 듀티비가 상기 설정치 보다 작으면 상기 제1 PWM 구동 주파수 보다 높은 제2 PWM 구동 주파수를 가지는 제2 PWM 제어 신호를 상기 LED 스트링의 캐소드단에 연결된 상기 제어 스위칭 소자에 제공한다. 상기 설정치는 약 1% 내지 약 2% 의 듀티비에 대응할 수 있다. 상기 설정치는 이에 한정하지 않고 다양하게 설정될 수 있다. According to the present exemplary embodiment, the driving
이에 따라서, 낮은 듀티비의 상기 디밍 신호가 인가되는 경우 상기 PWM 구동 주파수를 높여 상기 디밍 신호 내에 적어도 2 주기 이상의 전류 제어 펄스를 포함하는 상기 PWM 제어 신호를 생성함으로써 평균 전류 제어를 가능하게 할 수 있다. Accordingly, when the dimming signal having a low duty ratio is applied, the PWM driving frequency may be increased to generate the PWM control signal including at least two cycles of current control pulses in the dimming signal, thereby enabling average current control. .
도 2는 도 1에 도시된 구동신호 발생부의 회로도이다. FIG. 2 is a circuit diagram of the driving signal generator shown in FIG. 1.
도 1 및 도 2를 참조하면, 상기 표시 장치는 구동신호 발생부(250) 및 상기 광원 모듈(200)을 포함한다. 상기 광원 모듈(200)은 적어도 하나의 발광 블록으로 독립적으로 구동될 수 있다. 상기 발광 블록은 적어도 하나의 LED 스트링(LS)을 포함할 수 있다.1 and 2, the display device includes a
상기 구동신호 발생부(250)는 DC/DC 변환부(251), 제1 주파수 발진부(252_1), 주파수 변조부(253), 제2 주파수 발진부(252_2), 전류 궤환부(254) 및 정전류 제어부(255)를 포함한다. 상기 LED 스트링(LS)은 서로 직렬로 연결된 복수의 발광 다이오드들(LED)을 포함하고, 상기 LED 스트링의 제1 단은 상기 DC/DC 변환부(251)의 출력단과 연결되고 제2 단은 제어 스위칭 소자(SW)를 통해 접지단과 연결된다. The driving
상기 DC/DC 변환부(251)는 부스팅부(251a), 메인 트랜지스터(251b), 정류부(251c), 충전부(251d) 및 집적 회로(251e)를 포함한다. 상기 부스팅부(251a)는 인덕터(L1)를 포함한다. 상기 부스팅부(251a)는 상기 메인 트랜지스터(251b)의 동작에 따라서 입력 전압(Vin)을 구동 전압(Vout)으로 부스팅한다. 상기 메인 트랜지스터(251b)는 상기 집적 회로(251e)와 연결된 제어 전극, 상기 부스팅부(251a)와 연결된 입력 전극 및 접지와 연결된 출력 전극을 포함한다. 상기 메인 트랜지스터(251b)는 상기 집적 회로(251e)로부터 제공된 부스팅 스위칭 신호에 응답하여 턴-온 또는 턴-오프 한다. 상기 정류부(251c)는 다이오드(D1)를 포함하고, 상기 부스팅부(251a)와 상기 충전부(251d)를 연결한다. 상기 충전부(251d)는 커패시터(C1)를 포함하고, 상기 정류부(251c)와 상기 LED 스트링(LS)의 일단 사이에 연결되어 상기 구동 전압(Vout)을 충전한다. The DC /
상기 집적 회로(251e)는 상기 LED 스트링(LS)을 구동하기 위한 부스팅 동작 및 디밍 동작을 수행한다. 예를 들면, 상기 집적 회로(251e)는 상기 전류 궤환부(254)로부터 수신된 상기 부스팅 스위칭 신호에 기초하여 상기 메인 트랜지스터(251b)를 제어한다. The
상기 제1 주파수 발진부(252_1)는 발진하는 부스팅용 삼각파를 생성한다. 상기 부스팅용 삼각파는 상기 전류 궤환부(254)에 제공된다. The first frequency oscillator 252_1 generates a triangular wave for boosting oscillation. The boosting triangle wave is provided to the
상기 전류 궤환부(254)는 제1 OP 증폭기(254a) 및 제2 OP 증폭기(254b)를 포함한다. 상기 전류 궤환부(254)는 상기 LED 스트링(LS)의 출력 전류에 기초하여 상기 부스팅 스위칭 신호의 듀티비를 제어한다.The
예를 들면, 상기 제1 OP 증폭기(254a)는 상기 LED 스트링(LS)의 제2 단으로부터 센싱된 검출 전압(VR)과 기준 전압(Vref)을 비교하여 제1 비교 신호 및 제2 비교 신호를 출력한다. 제1 OP 증폭기(254a)는 상기 검출 전압(VR)이 상기 기준 전압(Vref) 보다 크면 제1 비교 신호를 출력하고, 상기 검출 전압(VR)이 상기 기준 전압(Vref) 보다 작으면 제2 비교 신호를 출력한다. For example, the first OP amplifier 254a compares the detected voltage VR and the reference voltage Vref sensed from the second end of the LED string LS to obtain a first comparison signal and a second comparison signal. Output The first OP amplifier 254a outputs a first comparison signal when the detection voltage VR is greater than the reference voltage Vref and compares the second when the detection voltage VR is less than the reference voltage Vref. Output the signal.
상기 제2 OP 증폭기(254b)는 상기 제1 OP 증폭기(254a)로부터 출력된 상기 제1 또는 제2 비교 신호와 상기 제1 주파수 발진부(252_1)로부터 수신된 상기 부스팅용 삼각파를 이용하여 상기 부스팅 스위칭 신호를 출력한다. 상기 제2 OP 증폭기(254b)는 상기 제1 비교 신호가 수신되면 상대적으로 듀티비가 감소된 상기 부스팅 스위칭 신호를 출력하고, 상기 제2 비교 신호가 수신되면 상대적으로 듀티비가 증가된 상기 부스팅 스위칭 신호를 출력한다. 따라서 상기 전류 궤환부(254)는 상기 LED 스트링(LS)에 흐르는 전류량을 제어한다. The second OP amplifier 254b uses the first or second comparison signal output from the first OP amplifier 254a and the boosting switching using the boosting triangle wave received from the first frequency oscillator 252_1. Output the signal. The second OP amplifier 254b outputs the boosting switching signal having a relatively reduced duty ratio when the first comparison signal is received, and outputs the boosting switching signal having a relatively increased duty ratio when the second comparison signal is received. Output Therefore, the
상기 제2 주파수 발진부(252_2)는 발진하는 PWM 제어용 삼각파를 생성한다. 상기 제2 주파수 발진부(252_2)는 복수의 OP 증폭기들, 복수의 저항 소자들, 복수의 다이오드들 및 적어도 하나의 커패시터를 포함할 수 있으며, 다양한 발진회로로 구현될 수 있다. 예를 들면, 상기 제2 주파수 발진부(252_2)는 수학식 1에 기초하는 구동 주파수(fop)의 삼각파를 발생할 수 있다. The second frequency oscillator 252_2 generates a triangular wave for controlling the PWM. The second frequency oscillator 252_2 may include a plurality of OP amplifiers, a plurality of resistors, a plurality of diodes, and at least one capacitor, and may be implemented in various oscillation circuits. For example, the second frequency oscillator 252_2 may generate a triangular wave of a driving frequency fop based on
수학식 1
상기 수학식 1의 저항값(RRT)은 상기 제2 주파수 발진부(252_2)에 포함된 제1 저항 소자(R3)의 저항값에 대응할 수 있다. 다시 말하면, 상기 제1 저항 소자(R3)의 저항값에 의해 상기 삼각파의 구동 주파수가 결정될 수 있다. The resistance value RRT of
상기 주파수 변조부(253)는 입력부(253a), 다이오드부(253b), 전압 분배부(253c), 발진 스위칭 소자(253d) 및 저항부(253e)를 포함하고, 상기 디밍 신호의 레벨에 기초하여 상기 삼각파의 구동 주파수를 변조한다. The
상기 입력부(253a)는 외부 디밍 신호(E_DIM)를 수신하는 제1 입력 단자(IT1) 및 내부 디밍 신호(I_DIM)를 수신하는 제2 입력 단자(IT2)를 포함한다. 상기 제1 입력 단자(IT1)는 디지털-아날로그 변환기(DAC)를 더 포함한다. 상기 외부 디밍 신호(E_IM)는 펄스를 포함하는 교류 신호이고, 상기 디지털-아날로그 변환기(DAC)를 통해 상기 교류 신호를 DC 전압과 같은 직류 신호로 변환한다. 상기 내부 디밍 신호(I_DIM)는 DC 전압과 같은 직류 신호이다. 상기 내부 디밍 신호(I_DIM)는 약 0V 내지 약 3.3V 일 수 있다. 상기 입력부(253a)는 상기 외부 디밍 신호(E_DIM) 및 상기 내부 디밍 신호(I_DIM)를 선택적으로 수신한다. The
상기 다이오드부(253b)는 상기 제1 입력 단자(IT1)와 연결된 제1 다이오드(D8) 및 상기 제2 입력 단자(IT2)와 연결된 제2 다이오드(D9)를 포함한다. 상기 입력부(253a)로부터 수신된 외부 또는 내부 디밍 신호는 상기 다이오드부(253b)를 통해 상기 전압 분배부(253c)에 인가된다. The
상기 전압 분배부(253c)는 직렬로 연결된 복수의 저항 소자들(R5, R6)을 포함한다. 상기 전압 분배부(253c)는 상기 외부 또는 내부 디밍 신호에 해당하는 전압을 분배하여 상기 발진 스위칭 소자(253d)에 분배 전압을 인가한다.The
상기 발진 스위칭 소자(253d)는 PNP 형의 트랜지스터이며, 상기 전압 분배부(253c)와 연결된 제어 전극과, 상기 제2 주파수 발진부(252_2)와 연결된 입력 전극 및 상기 저항부(253e)와 연결된 출력 전극을 포함한다. 상기 발진 스위칭 소자(253d)는 상기 분배 전압이 상기 발진 스위칭 소자(253d)의 임계 전압 보다 작으면, 상기 발진 스위칭 소자(253d)는 턴-온 된다. 상기 발진 스위칭 소자(253d)가 턴-온 되면, 상기 저항부(253e)는 상기 구동 주파수에 영향을 미치는 제1 저항 소자(R3)와 병렬로 연결된다.The
반대로, 상기 분배 전압이 상기 발진 스위칭 소자(253d)의 임계 전압 보다 크면, 상기 발진 스위칭 소자(253d)는 턴-오프 된다. 상기 발진 스위칭 소자(253d)가 턴-오프 되면, 상기 주파수 변조부(253)는 실질적으로 상기 제2 주파수 발진부(252_2)와 전기적으로 차단되어 상기 제2 주파수 발진부(252_2)는 설정된 제1 구동 주파수의 삼각파를 발생한다. On the contrary, when the division voltage is greater than the threshold voltage of the
상기 저항부(253e)는 상기 제2 주파수 발진부(252_2)의 상기 제1 저항 소자(R3)와 병렬로 연결된 적어도 하나의 제2 저항 소자(R6)를 포함한다. 상기 발진 스위칭 소자(253d)가 턴-온 되면, 상기 제2 저항 소자(R6)는 상기 제1 저항 소자(R3)와 병렬로 연결되어 상기 수학식 1의 저항값(RRT)이 작아진다. 상기 저항값(RRT)에 반비례하는 상기 구동 주파수(fop)는 증가하고 결과적으로 상기 제2 주파수 발진부(252_2)는 상기 제1 구동 주파수 보다 고주파인 제2 구동 주파수의 삼각파를 발생한다. The
즉, 상기 입력부(253a)에 수신된 외부 또는 내부 디밍 신호의 레벨이 설정치를 초과하면, 상기 발진 스위칭 소자(253d)는 턴-오프 되고 상기 제2 주파수 발진부(252_2)는 저주파의 제1 구동 주파수를 가지는 삼각파를 발생한다. 반면 상기 입력부(253a)에 수신된 외부 또는 내부 디밍 신호의 레벨이 설정치 보다 작으면, 상기 발진 스위칭 소자(253d)는 턴-온 되고 상기 제2 주파수 발진부(252_2)는 고주파의 제2 구동 주파수를 가지는 삼각파를 발생한다. 상기 설정치는 상기 외부 또는 내부 디밍 신호의 레벨, 예컨대, 약 1% 내지 약 2 %의 듀티비로 설정될 수 있다. That is, when the level of the external or internal dimming signal received by the
본 실시예에 따른 상기 주파수 변조부(253)는 외부 어플리케이션 회로로 구현될 수 있거나, 상기 제2 주파수 발진부(252_2)의 내부에 내장될 수 있다. 상기 주파수 변조부(253)는 이에 한정하지 않고 다양하게 구현될 수 있다. The
상기 정전류 제어부(255)는 상기 주파수 변조부(253)로부터 상기 디밍 신호의 듀티비에 따라 결정된 상기 제1 또는 제2 구동 주파수의 삼각파를 이용하여 상기 LED 스트링의 전류를 정전류로 제어하기 위한 PWM 제어 신호를 생성한다. 상기 PWM 제어 신호는 상기 제1 또는 제2 구동 주파수에 대응하는 반복되는 복수의 전류 제어 펄스를 포함한다. 상기 정전류 제어부(255)는 전압/듀티비 변환부(255a) 및 펄스 발생부(255b)를 포함한다. The constant
상기 전압/듀티비 변환부(255a)는 상기 LED 스트링(LS)의 제2 단으로부터 검출된 검출 전압(VR)에 기초하여 상기 전류 제어 펄스의 듀티비를 결정한다. 예를 들면, 상기 검출 전압(VR)이 높으면 상기 전류 궤환부(254)의 제어에 따라서 상기 LED 스트링(LS)에 상대적으로 낮은 전류가 흐르게 된다. 이에 따라서 상기 전압/듀티비 변환부(255a)는 상대적으로 상기 전류 제어 펄스의 듀티비를 증가시킨다. 반대로 상기 검출 전압(VR)이 낮으면 상기 전류 궤환부(254)의 제어에 따라서 LED 스트링(LS)에 상대적으로 높은 전류가 흐리게 된다. 이에 따라서 상기 전압/듀티비 변환부(255a)는 상대적으로 상기 전류 제어 펄스의 듀티비를 감소시킨다. The voltage /
상기 펄스 발생부(255b)는 상기 주파수 변조부(253)로부터 제공된 구동 주파수의 삼각파 및 상기 전압/듀티비 변환부(255a)로부터 제공된 상기 듀티비를 이용하여 PWM 제어 신호를 생성한다. 상기 PWM 제어 신호를 생성한다는 상기 구동 주파수에 대응하여 주기적으로 반복되는 전류 제어 펄스를 포함한다. 상기 제어 스위칭 소자(SW)는 상기 디밍 신호의 하이 구간 동안 상기 PWM 제어 신호에 포함된 상기 전류 제어 펄스에 응답하여 턴-온 및 턴-오프를 반복한다. The
도 3은 도 2의 구동신호 발생부의 구동 방법을 설명하기 위한 흐름도이다. 도 4a 및 도 4b는 도 2의 구동신호 발생부에 의해 디밍 신호의 듀티비에 따른 LED 스트링별 PWM 제어 신호의 파형도들이다. 3 is a flowchart illustrating a driving method of the driving signal generator of FIG. 2. 4A and 4B are waveform diagrams of PWM control signals for each LED string according to the duty ratio of the dimming signal by the driving signal generator of FIG. 2.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 이하에서는 펄스 형태의 외부 디밍 신호가 상기 구동신호 발생부(250)에 수신되는 경우를 예로서 설명한다. 1 to 3, a case in which an external dimming signal in a pulse form is received by the driving
상기 외부 디밍 신호(E_DIM)가 상기 제1 입력 단자(IT1)에 수신된다(단계 S210). The external dimming signal E_DIM is received at the first input terminal IT1 (step S210).
상기 주파수 변조부(253)는 수신된 외부 디밍 신호(E_DIM)의 듀티비를 판단한다(단계 S220). The
예를 들면, 상기 펄스 신호인 상기 외부 디밍 신호(E_DIM)는 디지털-아날로그 변환기(DAC)를 통해 아날로그 형태의 제1 전압으로 변환된다. 상기 제1 전압은 상기 전압 분배부(253c)를 통해 상기 제1 전압 보다 낮은 제2 전압으로 분배되어 상기 발진 스위칭 소자(253d)에 인가된다. 상기 발진 스위칭 소자(253d)의 임계 전압은 약 1 % 의 듀티비에 대응하여 설정될 수 있다. 즉, PNP형 상기 발진 스위칭 소자(253d)의 동작에 따라서 상기 외부 디밍 신호(E_DIM)의 듀티비가 1 % 보다 큰지 또는 작은지를 판단할 수 있다. For example, the external dimming signal E_DIM, which is the pulse signal, is converted into a first voltage in an analog form through a digital-to-analog converter DAC. The first voltage is divided into a second voltage lower than the first voltage through the
상기 외부 디밍 신호(E_DIM)의 듀티비가 상기 설정치인 1 % 보다 크면, 상기 발진 스위칭 소자(253d)는 턴-오프 된다. 상기 발진 스위칭 소자(253d)가 턴-오프 되면, 상기 주파수 변조부(253)는 상기 제2 주파수 발진부(252_2)와 전기적으로 차단된다. When the duty ratio of the external dimming signal E_DIM is larger than the set value of 1%, the
따라서, 상기 제2 주파수 발진부(252_2)는 설정된 제1 구동 주파수의 삼각파를 발생한다(단계 S230). Accordingly, the second frequency oscillator 252_2 generates a triangular wave of the set first driving frequency (step S230).
상기 제1 구동 주파수의 삼각파는 상기 정전류 제어부(255)에 제공되고, 상기 정전류 제어부(255)는 상기 LED 스트링의 제2 단으로부터 검출된 검출 전압(VR)에 기초하여 상기 제1 구동 주파수의 제1 PWM 제어 신호를 생성한다(단계 S240). 상기 제1 PWM 제어 신호는 상기 검출 전압(VR)의 레벨에 대응하는 듀티비를 갖는 전류 제어 펄스를 가지며, 상기 전류 제어 펄스는 상기 디밍 신호의 하이 구간 동안 상기 제1 구동 주파수에 따라서 반복된다. The triangular wave of the first driving frequency is provided to the constant
상기 LED 스트링의 제2 단에 연결된 상기 제어 스위칭 소자(SW)는 상기 제1 구동 주파수의 상기 제1 PWM 제어 신호에 응답하여 온 및 오프 동작을 상기 디밍 신호의 하이 구간 동안 반복한다. 이에 따라서, 상기 LED 스트링(LS)을 발광한다(단계 S290). The control switching device SW connected to the second end of the LED string repeats on and off operations during the high period of the dimming signal in response to the first PWM control signal of the first driving frequency. Accordingly, the LED string LS emits light (step S290).
예를 들면, 도 4a를 참조하면, 상기 광원 모듈(200)은 검출 전압(VR)이 서로 다른 제1 LED 스트링, 제2 LED 스트링 및 제3 LED 스트링을 포함한다. 상기 제1 LED 스트링의 제1 검출 전압이 가장 높고, 상기 제3 LED 스트링의 제3 검출 전압이 가장 작으며, 상기 제2 LED 스트링의 제2 검출 전압은 상기 제1 및 제3 검출 전압 사이의 레벨을 갖는다. For example, referring to FIG. 4A, the
상기 광원 모듈(200)에 상기 설정치 보다 큰 듀티비(N_DR)를 갖는 디밍 신호(DIM_N)가 수신된다. The
상기 주파수 변조부(253)는 상기 설정치보다 큰 상기 디밍 신호(DIM_N)의 듀티비에 따라서, 상기 발진 스위칭 소자(253d)는 턴-오프 된다. 결과적으로 상기 제2 주파수 발진부(252_2)와 전기적으로 차단되고, 상기 제2 주파수 발진부(252_2)는 설정된 제1 구동 주파수의 삼각파를 발생한다.The
먼저, 상기 제1 LED 스트링의 구동 방법은 다음과 같다. 상기 제1 구동 주파수의 삼각파는 상기 정전류 제어부(255)에 제공된다. 상기 전압/듀티 변환부(255a)는 상기 제1 검출 전압에 기초하여 전류 제어 펄스의 제1 듀티비를 결정한다. 상기 제1 검출 전압이 가장 크므로, 상기 제1 듀티비(DR1)는 가장 크게 설정된다. 왜냐하면, 상기 LED 스트링의 상기 검출 전압이 높을수록 상기 전류 궤환부(254)는 상기 부스팅 스위칭 신호의 듀티비를 감소시킨다. 이에 따라서 상기 LED 스트링에는 낮은 전류가 흐르게 되고, 평균 전류 제어를 위해 상기 PWM 제어 신호의 듀티비를 증가시킨다. 반대로, 상기 LED 스트링의 상기 검출 전압이 낮을수록 상기 전류 궤환부(254)는 상기 부스팅 스위칭 신호의 듀티비를 증가시킨다. 이에 따라서 상기 LED 스트링에는 높은 전류가 흐르게 되고, 평균 전류 제어를 위해 상기 PWM 제어 신호의 듀티비를 감소시킨다. First, the driving method of the first LED string is as follows. The triangular wave of the first driving frequency is provided to the constant
상기 펄스 발생부(255B)는 상기 제1 듀티비(DR1)와 상기 제1 구동 주파수의 삼각파를 이용하여 제1 PWM 제어 신호(PWM_C1)를 생성한다. 제1 PWM 제어 신호(PWM_C1)는 상기 제1 LED 스트링의 상기 제어 스위칭 소자(SW)에 제공되고, 상기 제1 LED 스트링은 상기 제1 PWM 제어 신호(PWM_C1)에 응답하여 턴-온/턴-오프를 상기 디밍 신호(DIM_N)의 하이 구간 동안 반복한다. The pulse generator 255B generates a first PWM control signal PWM_C1 using the first duty ratio DR1 and the triangular wave of the first driving frequency. The first PWM control signal PWM_C1 is provided to the control switching element SW of the first LED string, and the first LED string is turned on / turned in response to the first PWM control signal PWM_C1. Off is repeated during the high period of the dimming signal DIM_N.
다음, 상기 제2 LED 스트링의 구동 방법은 다음과 같다. 상기 제1 구동 주파수의 삼각파는 상기 정전류 제어부(255)에 제공된다. 상기 전압/듀티 변환부(255a)는 상기 제2 검출 전압에 기초하여 전류 제어 펄스의 제2 듀티비(DR2)를 결정한다. 상기 제2 검출 전압이 상기 제1 검출 전압 보다 작으므로 상기 제2 듀티비(DR2)는 상기 제1 듀티비(DR1) 보다 작게 설정된다. Next, the driving method of the second LED string is as follows. The triangular wave of the first driving frequency is provided to the constant
상기 펄스 발생부(255B)는 상기 제2 듀티비(DR2)와 상기 제1 구동 주파수의 삼각파를 이용하여 제2 PWM 제어 신호(PWM_C2)를 생성한다. 상기 제2 PWM 제어 신호(PWM_C2)는 상기 제1 PWM 제어 신호(PWM_C1)와 구동 주파수는 동일하나 듀티비는 다르다. 상기 제2 PWM 제어 신호(PWM_C2)는 상기 제2 LED 스트링의 상기 제어 스위칭 소자(SW)에 제공되고, 상기 제2 LED 스트링은 상기 제2 PWM 제어 신호(PWM_C2)에 응답하여 턴-온/턴-오프를 상기 디밍 신호(DIM_N)의 하이 구간 동안 반복한다. The pulse generator 255B generates a second PWM control signal PWM_C2 using the second duty ratio DR2 and the triangular wave of the first driving frequency. The second PWM control signal PWM_C2 has the same driving frequency as the first PWM control signal PWM_C1 but has a different duty ratio. The second PWM control signal PWM_C2 is provided to the control switching element SW of the second LED string, and the second LED string is turned on / turned in response to the second PWM control signal PWM_C2. -Off is repeated during the high period of the dimming signal DIM_N.
다음, 상기 제3 LED 스트링의 구동 방법은 다음과 같다. 상기 제1 구동 주파수의 삼각파는 상기 정전류 제어부(255)에 제공된다. 상기 전압/듀티 변환부(255a)는 상기 제3 검출 전압에 기초하여 전류 제어 펄스의 제3 듀티비(DR3)를 결정한다. 상기 제3 검출 전압이 가장 작으므로 상기 제3 듀티비(DR3)는 상기 제2 듀티비(DR2) 보다 작게 설정된다. Next, the driving method of the third LED string is as follows. The triangular wave of the first driving frequency is provided to the constant
상기 펄스 발생부(255B)는 상기 제3 듀티비(DR3)와 상기 제1 구동 주파수의 삼각파를 이용하여 제3 PWM 제어 신호(PWM_C3)를 생성한다. 상기 제3 PWM 제어 신호(PWM_C3)는 상기 제1 및 제2 PWM 제어 신호(PWM_C1, PWM_C2)와 구동 주파수는 동일하나 듀티비는 다르다. 상기 제3 PWM 제어 신호(PWM_C3)는 상기 제3 LED 스트링의 상기 제어 스위칭 소자(SW)에 제공되고, 상기 제3 LED 스트링은 상기 제3 PWM 제어 신호(PWM_C3)에 응답하여 턴-온/턴-오프를 상기 디밍 신호(DIM_N)의 하이 구간 동안 반복한다. The pulse generator 255B generates a third PWM control signal PWM_C3 using the third duty ratio DR3 and the triangular wave of the first driving frequency. The third PWM control signal PWM_C3 has the same driving frequency as the first and second PWM control signals PWM_C1 and PWM_C2 but has a different duty ratio. The third PWM control signal PWM_C3 is provided to the control switching element SW of the third LED string, and the third LED string is turned on / turned in response to the third PWM control signal PWM_C3. -Off is repeated during the high period of the dimming signal DIM_N.
결과적으로 상기 제1, 제2 및 제3 LED 스트링들 각각에 흐르는 평균 전류는 동일하게 제어될 수 있다. As a result, the average current flowing through each of the first, second and third LED strings may be controlled to be the same.
한편, 상기 외부 디밍 신호(E_DIM)의 듀티비가 상기 설정치인 1 % 보다 작으면, 상기 발진 스위칭 소자(253d)는 턴-온 된다. 상기 발진 스위칭 소자(253d)가 턴-온 되면, 상기 제2 주파수 발진부(252_2)의 제1 저항 소자(R3)와 상기 주파수 변조부(253)의 제2 저항 소자(R6)는 서로 병렬로 연결된다. 즉, 상기 제2 저항 소자(R6)는 상기 제1 저항 소자(R3)와 병렬로 연결되어 상기 제2 주파수 발진부(252_2)의 구동 주파수를 제어하는 상기 수학식 1의 저항값(RRT)이 작아진다. 결과적으로 상기 제2 주파수 발진부(252_2)는 상기 제1 구동 주파수 보다 높은 제2 구동 주파수의 삼각파를 발생한다(단계 S250). On the other hand, when the duty ratio of the external dimming signal E_DIM is less than the set value of 1%, the
상기 제2 구동 주파수의 삼각파는 상기 정전류 제어부(255)에 제공되고, 상기 정전류 제어부(255)는 상기 LED 스트링의 제2 단으로부터 검출된 검출 전압(VR)에 기초하여 상기 제2 구동 주파수의 제2 PWM 펄스 제어 신호를 생성한다(단계 S240). 상기 제2 PWM 펄스 제어 신호는 상기 검출 전압(VR)의 레벨에 대응하는 듀티비를 갖는 펄스를 가지며, 상기 펄스는 상기 디밍 신호의 하이 구간 동안 상기 제2 구동 주파수에 따라서 주기를 반복된다. The triangular wave of the second driving frequency is provided to the constant
상기 LED 스트링의 제2 단에 연결된 상기 제어 스위칭 소자(SW)는 상기 제2 구동 주파수의 상기 제2 PWM 펄스 제어 신호에 응답하여 온 및 오프 동작을 상기 디밍 신호의 하이 구간 동안 반복한다. 이에 따라서, 상기 LED 스트링(LS)을 발광한다(단계 S290). The control switching device SW connected to the second end of the LED string repeats an on and off operation during the high period of the dimming signal in response to the second PWM pulse control signal of the second driving frequency. Accordingly, the LED string LS emits light (step S290).
예를 들면, 도 4b를 참조하면, 상기 광원 모듈(200)은 검출 전압(VR)이 서로 다른 제1 LED 스트링, 제2 LED 스트링 및 제3 LED 스트링을 포함한다. 상기 제1 LED 스트링의 제1 검출 전압이 가장 높고, 상기 제3 LED 스트링의 제3 검출 전압이 가장 작으며, 상기 제2 LED 스트링의 제2 검출 전압은 상기 제1 및 제3 검출 전압 사이의 레벨을 갖는다. For example, referring to FIG. 4B, the
상기 광원 모듈(200)에 상기 설정치 보다 작은 듀티비(L_DR)를 갖는 디밍 신호(DIM_L)가 수신된다. 상기 주파수 변조부(253)는 상기 설정치보다 작은 상기 디밍 신호(DIM_L)의 듀티비에 따라서, 상기 발진 스위칭 소자(253d)는 턴-온 된다. 결과적으로 상기 제2 주파수 발진부(252_2)와 전기적으로 연결되고, 상기 제2 주파수 발진부(252_2)는 상기 제1 구동 주파수보다 높은 제2 구동 주파수의 삼각파를 발생한다.The
먼저, 상기 제1 LED 스트링의 구동 방법은 다음과 같다. 상기 제2 구동 주파수의 삼각파는 상기 정전류 제어부(255)에 제공된다. 상기 전압/듀티 변환부(255a)는 상기 제1 검출 전압에 기초하여 전류 제어 펄스의 제1 듀티비를 결정한다. 상기 제1 검출 전압이 가장 크므로, 상기 제1 듀티비(DR1)는 가장 크게 설정된다. First, the driving method of the first LED string is as follows. The triangular wave of the second driving frequency is provided to the constant
상기 펄스 발생부(255B)는 상기 제1 듀티비(DR1)와 상기 제1 구동 주파수의 삼각파를 이용하여 제1 PWM 제어 신호(PWM_C1)를 생성한다. 제1 PWM 제어 신호(PWM_C1)는 상기 제1 LED 스트링의 상기 제어 스위칭 소자(SW)에 제공되고, 상기 제1 LED 스트링은 상기 제1 PWM 제어 신호(PWM_C1)에 응답하여 턴-온/턴-오프를 상기 디밍 신호(DIM_N)의 하이 구간 동안 반복한다. 도시된 바와 같이, 상기 제1 PWM 제어 신호(PWM_C1)는 상기 설정치에 보다 작은 듀티비에 대응하는 상기 디밍 신호(DIM_L)의 하이 구간에 적어도 2 개의 제1 듀티비(DR1)를 갖는 전류 제어 펄스를 포함한다. The pulse generator 255B generates a first PWM control signal PWM_C1 using the first duty ratio DR1 and the triangular wave of the first driving frequency. The first PWM control signal PWM_C1 is provided to the control switching element SW of the first LED string, and the first LED string is turned on / turned in response to the first PWM control signal PWM_C1. Off is repeated during the high period of the dimming signal DIM_N. As illustrated, the first PWM control signal PWM_C1 has a current control pulse having at least two first duty ratios DR1 in a high period of the dimming signal DIM_L corresponding to a duty ratio smaller than the set value. It includes.
다음, 상기 제2 LED 스트링의 구동 방법은 다음과 같다. 상기 제1 구동 주파수의 삼각파는 상기 정전류 제어부(255)에 제공된다. 상기 전압/듀티 변환부(255a)는 상기 제2 검출 전압에 기초하여 전류 제어 펄스의 제2 듀티비(DR2)를 결정한다. 상기 제2 검출 전압이 상기 제1 검출 전압 보다 작으므로 상기 제2 듀티비(DR2)는 상기 제1 듀티비(DR1) 보다 작게 설정된다. 도시된 바와 같이, 상기 제2 PWM 제어 신호(PWM_C2)는 상기 디밍 신호(DIM_L)의 하이 구간에 적어도 2 개의 제2 듀티비(DR2)를 갖는 전류 제어 펄스를 포함한다. Next, the driving method of the second LED string is as follows. The triangular wave of the first driving frequency is provided to the constant
상기 펄스 발생부(255B)는 상기 제2 듀티비(DR2)와 상기 제1 구동 주파수의 삼각파를 이용하여 제2 PWM 제어 신호(PWM_C2)를 생성한다. 상기 제2 PWM 제어 신호(PWM_C2)는 상기 제1 PWM 제어 신호(PWM_C1)와 구동 주파수는 동일하나 듀티비는 다르다. 상기 제2 PWM 제어 신호(PWM_C2)는 상기 제2 LED 스트링의 상기 제어 스위칭 소자(SW)에 제공되고, 상기 제2 LED 스트링은 상기 제2 PWM 제어 신호(PWM_C2)에 응답하여 턴-온/턴-오프를 상기 디밍 신호(DIM_N)의 하이 구간 동안 반복한다. The pulse generator 255B generates a second PWM control signal PWM_C2 using the second duty ratio DR2 and the triangular wave of the first driving frequency. The second PWM control signal PWM_C2 has the same driving frequency as the first PWM control signal PWM_C1 but has a different duty ratio. The second PWM control signal PWM_C2 is provided to the control switching element SW of the second LED string, and the second LED string is turned on / turned in response to the second PWM control signal PWM_C2. -Off is repeated during the high period of the dimming signal DIM_N.
다음, 상기 제3 LED 스트링의 구동 방법은 다음과 같다. 상기 제1 구동 주파수의 삼각파는 상기 정전류 제어부(255)에 제공된다. 상기 전압/듀티 변환부(255a)는 상기 제3 검출 전압에 기초하여 전류 제어 펄스의 제3 듀티비(DR3)를 결정한다. 상기 제3 검출 전압이 가장 작으므로 상기 제3 듀티비(DR3)는 상기 제2 듀티비(DR2) 보다 작게 설정된다. 도시된 바와 같이, 상기 제3 PWM 제어 신호(PWM_C3)는 상기 디밍 신호(DIM_L)의 하이 구간에 적어도 2 개의 제3 듀티비(DR3)를 갖는 전류 제어 펄스를 포함한다. Next, the driving method of the third LED string is as follows. The triangular wave of the first driving frequency is provided to the constant
상기 펄스 발생부(255B)는 상기 제3 듀티비(DR3)와 상기 제1 구동 주파수의 삼각파를 이용하여 제3 PWM 제어 신호(PWM_C3)를 생성한다. 상기 제3 PWM 제어 신호(PWM_C3)는 상기 제1 및 제2 PWM 제어 신호(PWM_C1, PWM_C2)와 구동 주파수는 동일하나 듀티비는 다르다. 상기 제3 PWM 제어 신호(PWM_C3)는 상기 제3 LED 스트링의 상기 제어 스위칭 소자(SW)에 제공되고, 상기 제3 LED 스트링은 상기 제3 PWM 제어 신호(PWM_C3)에 응답하여 턴-온/턴-오프를 상기 디밍 신호(DIM_N)의 하이 구간 동안 반복한다. The pulse generator 255B generates a third PWM control signal PWM_C3 using the third duty ratio DR3 and the triangular wave of the first driving frequency. The third PWM control signal PWM_C3 has the same driving frequency as the first and second PWM control signals PWM_C1 and PWM_C2 but has a different duty ratio. The third PWM control signal PWM_C3 is provided to the control switching element SW of the third LED string, and the third LED string is turned on / turned in response to the third PWM control signal PWM_C3. -Off is repeated during the high period of the dimming signal DIM_N.
결과적으로 낮은 듀티비를 갖는 디밍 신호가 수신되는 경우, 상기 PWM 제어 신호의 구동 주파수를 증가시켜 상기 디밍 신호의 하이 구간 동안 상기 PWM 제어 신호는 적어도 2 개의 전류 제어 펄스를 갖도록 한다. 이에 따라서, 상기 제1, 제2 및 제3 LED 스트링들 각각에 흐르는 평균 전류를 동일하게 제어할 수 있다. As a result, when a dimming signal having a low duty ratio is received, the driving frequency of the PWM control signal is increased so that the PWM control signal has at least two current control pulses during the high period of the dimming signal. Accordingly, the average current flowing through each of the first, second, and third LED strings can be controlled to be the same.
본 실시예에 따르면, 높은 듀티비를 갖는 디밍 신호는 물론 1 % 이하의 낮은 듀티비를 갖는 디밍 신호에 대해서도 평균 전류 제어를 용이하게 할 수 있다. 따라서, 표시 장치의 명암 대비비를 향상시킬 수 있다. According to the present embodiment, the average current control can be facilitated for the dimming signal having a high duty ratio as well as the dimming signal having a low duty ratio of 1% or less. Therefore, the contrast ratio of the display device can be improved.
도 5a 및 도 5b는 듀티비가 낮은 디밍 신호에 대한 LED 스트링의 전류를 측정한 파형도들이다. 도 5a는 비교예에 따른 디밍 신호 및 LED 스트링의 출력 전류를 나타낸 그래프이고, 도 5b는 실시예에 따른 디밍 신호 및 LED 스트링의 출력 전류를 나타낸 그래프이다. 5A and 5B are waveform diagrams measuring current of an LED string for a dimming signal having a low duty ratio. 5A is a graph illustrating output currents of a dimming signal and an LED string according to a comparative example, and FIG. 5B is a graph illustrating output currents of a dimming signal and an LED string according to an embodiment.
도 5a를 참조하면, 비교예에 따른 PWM 제어 신호의 구동 주파수는 디밍 신호(DIM)의 듀티비와 무관하게 일정하게 12 kHz로 설정되었다. 이에 따라서, 듀티비가 1% 이하의 낮은 듀티비를 갖는 디밍 신호의 하이 구간 동안 상기 PWM 제어 신호에는 1 개의 전류 제어 펄스가 존재하였다. 이 경우, 상기 LED 스트링에 흐르는 전류량(LS_I)은 약 145 mA 로서 110 mA 의 목표 전류량을 넘었다. Referring to FIG. 5A, the driving frequency of the PWM control signal according to the comparative example is set to 12 kHz constantly regardless of the duty ratio of the dimming signal DIM. Accordingly, one current control pulse was present in the PWM control signal during the high period of the dimming signal having a duty ratio of less than 1%. In this case, the current amount LS_I flowing through the LED string is about 145 mA, which exceeds the target current amount of 110 mA.
이와 같은 비교예에 따르면 상기 디밍 신호의 듀티비가 낮은 경우, 상기 LED 스트링의 평균 전류 제어가 용이하지 않음을 확인할 수 있다. According to the comparative example, when the duty ratio of the dimming signal is low, it can be confirmed that the average current control of the LED string is not easy.
반면, 도 5b를 참조하면, 실시예에 따른 PWM 제어 신호의 구동 주파수는 디밍 신호(DIM)의 듀티비에 따라서 고주파로 변조되었다. 즉, 상기 디밍 신호의 듀티비가 낮은 경우 상기 구동 주파수는 30kHz로 설정되었다. 이에 따라서, 듀티비가 1% 이하의 낮은 듀티비를 갖는 디밍 신호의 하이 구간 동안 상기 PWM 제어 신호에는 적어도 2 이상의 전류 제어 펄스가 존재하였다. 이 경우, 상기 LED 스트링에 흐르는 전류량(LS_I)은 목표 전류량, 약 110 mA 로 제어할 수 있었다. On the other hand, referring to FIG. 5B, the driving frequency of the PWM control signal according to the embodiment is modulated at a high frequency according to the duty ratio of the dimming signal DIM. That is, when the duty ratio of the dimming signal is low, the driving frequency is set to 30 kHz. Accordingly, at least two current control pulses were present in the PWM control signal during the high period of the dimming signal having a duty ratio having a low duty ratio of 1% or less. In this case, the current amount LS_I flowing in the LED string could be controlled to a target current amount of about 110 mA.
본 발명의 실시예에 따르면 상기 디밍 신호의 듀티비가 낮은 경우에도 상기 LED 스트링의 평균 전류 제어가 용이함을 확인할 수 있다. According to an embodiment of the present invention, even when the duty ratio of the dimming signal is low, it can be seen that the average current control of the LED string is easy.
또한, 이에 한정하지 않고, 본 발명의 실시예들에는 포함되지 않았으나 상기 디밍 신호가 고설정치 보다 높은 듀티비를 갖는 경우 상대적으로 상기 PWM 제어 신호의 구동 주파수를 낮추도록 설계할 수도 있다. 이러한 경우, 상기 LED 스트링을 구동하는 상기 스위칭 소자의 열화를 막을 수 있는 효과를 갖는다. In addition, the present invention is not limited thereto, but may be designed to lower the driving frequency of the PWM control signal when the dimming signal has a duty ratio higher than a high set value. In this case, it is possible to prevent deterioration of the switching element for driving the LED string.
이하에서는 앞서 설명된 실시예와 동일한 구성 요소는 동일한 도면 부호를 부여하고 반복되는 설명은 간략하게 하거나 생략한다. Hereinafter, the same components as those of the above-described embodiments will be denoted by the same reference numerals, and repeated descriptions will be simplified or omitted.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 구동신호 발생부에 대한 회로도이다. 8 is a circuit diagram of a driving signal generator according to another exemplary embodiment of the present invention.
도 1 및 도 8을 참조하면, 상기 구동신호 발생부(250A)는 DC/DC 변환부(251), 제1 주파수 발진부(252_1), 주파수 변조부(256), 제2 주파수 발진부(252_2), 전류 궤환부(254) 및 정전류 제어부(255)를 포함한다. 상기 LED 스트링(LS)은 서로 직렬로 연결된 복수의 발광 다이오드들(LED)을 포함하고, 상기 LED 스트링의 제1 단은 상기 DC/DC 변환부(251)의 출력단과 연결되고 제2 단은 제어 스위칭 소자(SW)를 통해 접지단과 연결된다. 1 and 8, the driving signal generator 250A includes a DC /
본 실시예는 도 2에 도시된 이전 실시예와 비교하여, 상기 주파수 변조부(256)를 제외하고는 나머지는 실질적으로 동일하다. 이에 반복되는 설명은 생략한다. This embodiment is substantially the same except for the
상기 주파수 변조부(256)는 입력부(256a), 다이오드부(256b), 전압 분배부(256c), 발진 스위칭 소자(256d) 및 저항부(256e)를 포함하고, 상기 디밍 신호의 레벨에 기초하여 상기 삼각파의 구동 주파수를 변조한다. The
상기 입력부(256a)는 상기 LED 스트링의 제2 단으로부터 검출된 검출 전압(VR)을 수신한다. 상기 LED 스트링에 흐르는 전류가 평균 전류 즉, 정전류로 유지되지 않는 경우, 상기 LED 스트링에 예컨대, 과전류(혹은 전류 부족)가 흐르게 되면, 상기 검출 전압(VR)의 높아지게(또는 낮아지게) 된다. 상기 입력부(256a)는 상기 LED 스트링에 정전류가 흐르게 되면 설정치와 같은 레벨의 상기 검출 전압(VR)이 수신되고, 상기 LED 스트링에 정전류가 흐르지 않게 되면 상기 설정치와 다른 레벨의 상기 검출 전압(VR)이 수신된다. The
상기 다이오드부(256b)는 상기 제1 입력 단자(IT1)와 연결된 제1 다이오드(D8)를 포함한다. 상기 입력부(256a)로부터 수신된 상기 검출 전압(VR)은 상기 다이오드부(256b)를 통해 상기 전압 분배부(256c)에 인가된다. The
상기 전압 분배부(256c)는 직렬로 연결된 복수의 저항 소자들(R9, R10)을 포함한다. 상기 전압 분배부(256c)는 상기 검출 전압(VR)을 분배하고, 상기 발진 스위칭 소자(256d)에 분배 전압을 인가한다.The
상기 발진 스위칭 소자(256d)는 상기 전압 분배부(256c)와 연결된 제어 전극과, 상기 제2 주파수 발진부(252_2)와 연결된 입력 전극 및 상기 저항부(256e)와 연결된 출력 전극을 포함한다. 상기 발진 스위칭 소자(256d)는 상기 분배 전압이 상기 발진 스위칭 소자(256d)의 임계 전압과 다르면, 상기 발진 스위칭 소자(256d)는 턴-온 된다. 상기 발진 스위칭 소자(256d)가 턴-온 되면, 상기 저항부(256e)는 상기 구동 주파수에 영향을 미치는 제1 저항 소자(R3)와 병렬로 연결된다.The
반대로, 상기 분배 전압이 상기 발진 스위칭 소자(256d)의 임계 전압과 같으면, 상기 발진 스위칭 소자(256d)는 턴-오프 된다. 상기 발진 스위칭 소자(256d)가 턴-오프 되면, 상기 주파수 변조부(256)는 실질적으로 상기 제2 주파수 발진부(252_2)와 전기적으로 차단된다. 따라서, 상기 제2 주파수 발진부(252_2)는 설정된 제1 구동 주파수의 삼각파를 발생한다. Conversely, if the division voltage is equal to the threshold voltage of the
상기 저항부(256e)는 상기 제2 주파수 발진부(252_2)의 상기 제1 저항 소자(R3)와 병렬로 연결된 적어도 하나의 제2 저항 소자(R6)를 포함한다. 상기 발진 스위칭 소자(256d)가 턴-온 되면, 상기 제2 저항 소자(R6)는 상기 제1 저항 소자(R3)와 병렬로 연결되어 상기 수학식 1의 저항값(RRT)이 작아진다. 상기 저항값(RRT)에 반비례하는 상기 구동 주파수(fop)는 증가하고 결과적으로 상기 제2 주파수 발진부(252_2)는 상기 제1 구동 주파수 보다 고주파인 제2 구동 주파수의 삼각파를 발생한다. The
즉, 상기 입력부(256a)에 수신된 상기 검출 전압(VR)의 레벨이 설정치와 다르면, 상기 발진 스위칭 소자(256d)는 턴-오프 되고 상기 제2 주파수 발진부(252_2)는 저주파의 제1 구동 주파수를 가지는 삼각파를 발생한다. 반면 상기 입력부(256a)에 수신된 상기 검출 전압(VR)이 설정치와 같으면, 상기 발진 스위칭 소자(256d)는 턴-온 되고 상기 제2 주파수 발진부(252_2)는 고주파의 제2 구동 주파수를 가지는 삼각파를 발생한다. 상기 설정치는 상기 LED 스트링에 정전류가 흐르는 경우에 대응하는 검출 전압(VR)의 레벨로 설정될 수 있다. That is, when the level of the detection voltage VR received by the
상기 제2 주파수 발진부(252_2)에서 생성된 상기 제1 또는 제2 구동 주파수의 삼각파를 이용하여 상기 PWM 제어 신호를 생성하고 상기 LED 스트링(LS)을 구동하는 방법은 이전 실시예와 실질적으로 동일하므로 반복되는 설명은 생략한다. Since the PWM control signal is generated using the triangular wave of the first or second driving frequency generated by the second frequency oscillator 252_2 and the LED string LS is substantially the same as the previous embodiment. Repeated descriptions are omitted.
본 실시예에 따르면, 상기 LED 스트링에 정전류가 흐리지 않는 경우, 상기 주파수 변조부(253)는 상기 제2 주파수 발진부(252_2)를 제어하여 고주파의 삼각파를 발생하도록 제어한다. 이에 따라서, 상기 PWM 제어 신호의 구동 주파수를 높여 상기 LED 스트링의 평균 전류 제어를 용이하게 할 수 있다. According to the present embodiment, when the constant current does not flow in the LED string, the
이상에 실시예들에 따르면, 상기 디밍 신호가 설정치 보다 낮은 듀티비를 갖는 경우 및 상기 LED 스트링에 정전류가 흐리지 않는 경우 상기 PWM 제어 신호의 구동 주파수를 높여 상기 LED 스트링의 평균 전류 제어를 가능하게 함으로써 명암 대비비를 향상시킬 수 있다. According to the above embodiments, when the dimming signal has a duty ratio lower than a set value and when the constant current does not flow in the LED string, the driving frequency of the PWM control signal is increased to enable the average current control of the LED string. The contrast ratio can be improved.
이상 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined in the appended claims. It will be possible.
100 : 표시 패널 110 : 타이밍 제어부
130 : 패널 구동부 200 : 광원 모듈
210 : 영상 분석부 230 : 디밍 레벨 결정부
290 : 구동신호 발생부 251 : DC/DC 변환부
252_1 : 제1 주파수 발진부 252_2 : 제2 주파수 발진부
253, 256 : 주파수 변조부 254 : 전류 궤환부
255 : 정전류 제어부 LS : LED 스트링
SW : 제어 스위칭 소자100: display panel 110: timing control unit
130
210: image analyzer 230: dimming level determiner
290: drive signal generator 251: DC / DC converter
252_1: first frequency oscillator 252_2: second frequency oscillator
253, 256: frequency modulator 254: current feedback
255: constant current controller LS: LED string
SW: control switching element
Claims (20)
상기 발광 다이오드 스트링의 구동을 제어하는 전류 제어 펄스를 갖는 PWM 제어 신호의 주파수를 조절하는 단계; 및
상기 PWM 제어 신호에 응답하여, 상기 발광 다이오드 스트링의 단부에 연결된 제어 스위칭 소자를 제어하는 단계를 포함하는 광원 구동 방법. In a light source driving method of a light source module including a light emitting diode string in which a plurality of light emitting diodes are connected in series,
Adjusting a frequency of a PWM control signal having a current control pulse to control driving of the LED string; And
In response to the PWM control signal, controlling a control switching element connected to an end of the LED string.
상기 발광 다이오드 스트링의 휘도를 제어하는 디밍 신호의 레벨이 설정치 보다 크면 제1 구동 주파수의 삼각파를 발생하는 단계; 및
상기 제1 구동 주파수의 삼각파를 이용하여 제1 PWM 제어 신호를 생성하는 단계를 포함하는 광원 구동 방법.The method of claim 1, wherein adjusting the frequency of the PWM control signal
Generating a triangular wave of a first driving frequency when a level of a dimming signal for controlling the luminance of the LED string is greater than a set value; And
And generating a first PWM control signal using the triangular wave of the first driving frequency.
상기 디밍 신호의 레벨이 설정치 보다 작으면 상기 제1 구동 주파수 보다 고주파인 제2 구동 주파수의 삼각파를 발생하는 단계; 및
상기 제2 구동 주파수의 삼각파를 이용하여 제2 PWM 제어 신호를 생성하는 단계를 포함하는 광원 구동 방법.
The method of claim 2, wherein adjusting the frequency of the PWM control signal
Generating a triangular wave of a second driving frequency that is higher in frequency than the first driving frequency when the level of the dimming signal is smaller than a predetermined value; And
And generating a second PWM control signal using the triangular wave of the second driving frequency.
상기 발광 다이오드 스트링의 단부로부터 검출된 검출 전압의 레벨이 설정치와 같으면 제1 구동 주파수의 삼각파를 발생하는 단계; 및
상기 제1 구동 주파수의 삼각파를 이용하여 제1 PWM 제어 신호를 생성하는 단계를 포함하는 광원 구동 방법.The method of claim 1, wherein adjusting the frequency of the PWM control signal
Generating a triangular wave of a first driving frequency when the level of the detected voltage detected from an end of the LED string is equal to a set value; And
And generating a first PWM control signal using the triangular wave of the first driving frequency.
상기 검출 전압의 레벨이 상기 설정치 보다 작으면 상기 제1 구동 주파수 보다 고주파인 제2 구동 주파수의 삼각파를 발생하는 단계; 및
상기 제2 구동 주파수의 삼각파를 이용하여 제2 PWM 제어 신호를 생성하는 단계를 포함하는 광원 구동 방법.The method of claim 5, wherein adjusting the frequency of the PWM control signal
Generating a triangular wave of a second driving frequency that is higher in frequency than the first driving frequency when the level of the detection voltage is smaller than the set value; And
And generating a second PWM control signal using the triangular wave of the second driving frequency.
구동 전압을 상기 발광 다이오드 스트링에 전달하는 메인 트랜지스터를 포함하고, 상기 발광 다이오드 스트링의 구동을 제어하는 전류 제어 펄스를 갖는 PWM 제어 신호의 주파수를 조절하고 상기 PWM 제어 신호에 응답하여, 상기 발광 다이오드 스트링의 단부에 연결된 제어 스위칭 소자를 제어하는 구동신호 발생부를 포함하는 광원 장치.A light source module including a light emitting diode string in which a plurality of light emitting diodes are connected in series; And
A main transistor for transmitting a driving voltage to the light emitting diode string, and adjusting a frequency of a PWM control signal having a current control pulse to control driving of the light emitting diode string and in response to the PWM control signal, And a driving signal generator for controlling a control switching element connected to an end of the light source device.
삼각파를 발생하는 주파수 발진부;
상기 발광 다이오드 스트링의 휘도를 제어하는 디밍 신호에 기초하여 제1 구동 주파수 또는 상기 제1 구동 주파수보다 고주파인 제2 구동 주파수의 삼각파를 출력하는 주파수 변조부; 및
상기 제1 또는 제2 구동 주파수의 삼각파에 기초하여 제1 또는 제2 PWM 제어 신호를 생성하는 정전류 제어부를 포함하는 광원 장치.The method of claim 7, wherein the drive signal generator is
A frequency oscillator for generating triangular waves;
A frequency modulator configured to output a triangular wave of a first driving frequency or a second driving frequency higher in frequency than the first driving frequency based on a dimming signal for controlling the luminance of the LED string; And
And a constant current controller configured to generate a first or second PWM control signal based on the triangular wave of the first or second driving frequency.
상기 디밍 신호를 수신하는 입력부;
상기 디밍 신호의 전압을 분배하는 전압 분배부;
상기 입력부와 상기 전압 분배부를 연결하는 다이오드부;
상기 전압 분배부로부터 제공된 분배 전압에 응답하여 구동하는 발진 트랜지스터; 및
상기 주파수 발진부에 포함되고 상기 삼각파의 구동 주파수를 결정하는 제1 저항 소자와 병렬로 연결된 적어도 하나의 제2 저항 소자를 포함하는 저항부를 포함하는 광원 장치.The method of claim 8, wherein the frequency modulator
An input unit to receive the dimming signal;
A voltage divider dividing a voltage of the dimming signal;
A diode unit connecting the input unit and the voltage divider unit;
An oscillation transistor for driving in response to the division voltage provided from the voltage division unit; And
And a resistor unit included in the frequency oscillator and including at least one second resistor element connected in parallel with a first resistor element determining a driving frequency of the triangle wave.
상기 분배 전압이 상기 발진 트랜지스터의 임계 전압 보다 작으면 상기 발진 트랜지스터는 턴-온 되어 상기 주파수 발진부는 병렬로 연결된 상기 제1 및 제2 저항 소자들에 기초하여 상기 제2 구동 주파수의 삼각파를 발생하는 것을 특징으로 하는 광원 장치.The oscillating transistor of claim 9, wherein when the division voltage is greater than a threshold voltage of the oscillation transistor, the oscillation transistor is turned off so that the frequency oscillator generates a triangular wave of the first driving frequency.
When the division voltage is smaller than the threshold voltage of the oscillation transistor, the oscillation transistor is turned on so that the frequency oscillator generates a triangular wave of the second driving frequency based on the first and second resistance elements connected in parallel. Light source device, characterized in that.
삼각파를 발생하는 주파수 발진부;
상기 발광 다이오드 스트링의 일단으로부터 검출된 검출 전압에 제1 구동 주파수 또는 상기 제1 구동 주파수보다 고주파인 제2 구동 주파수의 삼각파를 출력하는 주파수 변조부; 및
상기 제1 또는 제2 구동 주파수의 삼각파에 기초하여 제1 또는 제2 PWM 제어 신호를 생성하는 정전류 제어부를 포함하는 광원 장치.The method of claim 7, wherein the drive signal generator is
A frequency oscillator for generating triangular waves;
A frequency modulator for outputting a triangular wave of a first driving frequency or a second driving frequency higher in frequency than the first driving frequency to a detection voltage detected from one end of the LED string; And
And a constant current controller configured to generate a first or second PWM control signal based on the triangular wave of the first or second driving frequency.
상기 검출 전압을 수신하는 입력부;
상기 검출 전압의 분배하는 전압 분배부;
상기 입력부와 상기 전압 분배부를 연결하는 다이오드부;
상기 전압 분배부로부터 제공된 분배 전압에 응답하여 구동하는 발진 트랜지스터; 및
상기 주파수 발진부에 포함되고 상기 삼각파의 구동 주파수를 결정하는 제1 저항 소자와 병렬로 연결된 적어도 하나의 제2 저항 소자를 포함하는 저항부를 포함하는 광원 장치.The method of claim 11, wherein the frequency modulator
An input unit to receive the detection voltage;
A voltage divider for dividing the detected voltage;
A diode unit connecting the input unit and the voltage divider unit;
An oscillation transistor for driving in response to the division voltage provided from the voltage division unit; And
And a resistor unit included in the frequency oscillator and including at least one second resistor element connected in parallel with a first resistor element determining a driving frequency of the triangle wave.
상기 분배 전압이 상기 발진 트랜지스터의 임계 전압과 다르면 상기 발진 트랜지스터는 턴-온 되어 상기 주파수 발진부는 병렬로 연결된 상기 제1 및 제2 저항 소자들에 기초하여 상기 제2 구동 주파수의 삼각파를 발생하는 것을 특징으로 하는 광원 장치.The oscillation transistor of claim 12, wherein when the division voltage is equal to the threshold voltage of the oscillation transistor, the oscillation transistor is turned off to generate the triangular wave of the first driving frequency.
When the division voltage is different from the threshold voltage of the oscillation transistor, the oscillation transistor is turned on to generate the triangular wave of the second driving frequency based on the first and second resistance elements connected in parallel. Light source device characterized by the above-mentioned.
복수의 발광 다이오드들이 직렬로 연결된 발광 다이오드 스트링을 포함하는 광원 모듈; 및
구동 전압을 상기 발광 다이오드 스트링에 전달하는 메인 트랜지스터를 포함하고, 상기 발광 다이오드 스트링의 구동을 제어하는 전류 제어 펄스를 갖는 PWM 제어 신호의 주파수를 조절하고 상기 PWM 제어 신호에 응답하여 상기 발광 다이오드 스트링의 단부에 연결된 제어 스위칭 소자를 제어하는 광원 구동부를 포함하는 표시 장치.A display panel displaying a received video signal;
A light source module including a light emitting diode string in which a plurality of light emitting diodes are connected in series; And
A main transistor for transmitting a driving voltage to the light emitting diode string, and adjusting a frequency of a PWM control signal having a current control pulse for controlling the driving of the light emitting diode string and controlling the frequency of the light emitting diode string in response to the PWM control signal. A display device comprising a light source driver for controlling a control switching element connected to the end.
상기 영상 신호를 분석하여 상기 발광 다이오드 스트링의 목표 휘도값을 결정하는 영상 분석부;
상기 목표 휘도값을 이용해 상기 발광 다이오드 스트링의 디밍 신호를 결정하는 디밍레벨 결정부; 및
상기 메인 트랜지스터를 포함하고, 상기 PWM 제어 신호의 주파수를 조절하고 상기 PWM 제어 신호에 응답하여 상기 발광 다이오드 스트링의 단부에 연결된 제어 스위칭 소자를 제어하는 구동신호 발생부를 포함하는 표시 장치.The method of claim 14, wherein the light source driving unit
An image analyzer configured to analyze the image signal to determine a target luminance value of the LED string;
A dimming level determiner configured to determine a dimming signal of the LED string using the target luminance value; And
And a driving signal generator including the main transistor and controlling a frequency of the PWM control signal and controlling a control switching element connected to an end of the LED string in response to the PWM control signal.
삼각파를 발생하는 주파수 발진부;
상기 발광 다이오드 스트링의 휘도를 제어하는 디밍 신호에 기초하여 제1 구동 주파수 또는 상기 제1 구동 주파수보다 고주파인 제2 구동 주파수의 삼각파를 출력하는 주파수 변조부; 및
상기 제1 또는 제2 구동 주파수의 삼각파에 기초하여 제1 또는 제2 PWM 제어 신호를 생성하는 정전류 제어부를 포함하는 표시 장치.The method of claim 15, wherein the drive signal generation unit
A frequency oscillator for generating triangular waves;
A frequency modulator for outputting a triangular wave of a first driving frequency or a second driving frequency higher in frequency than the first driving frequency based on a dimming signal for controlling the luminance of the LED string; And
And a constant current controller configured to generate a first or second PWM control signal based on the triangular wave of the first or second driving frequency.
상기 디밍 신호를 수신하는 입력부;
상기 디밍 신호의 전압을 분배하는 전압 분배부;
상기 입력부와 상기 전압 분배부를 연결하는 다이오드부;
상기 전압 분배부로부터 제공된 분배 전압에 응답하여 구동하는 발진 트랜지스터; 및
상기 주파수 발진부에 포함되고 상기 삼각파의 구동 주파수를 결정하는 제1 저항 소자와 병렬로 연결된 적어도 하나의 제2 저항 소자를 포함하는 저항부를 포함하는 표시 장치.The method of claim 16, wherein the frequency modulator
An input unit to receive the dimming signal;
A voltage divider dividing a voltage of the dimming signal;
A diode unit connecting the input unit and the voltage divider unit;
An oscillation transistor for driving in response to the division voltage provided from the voltage division unit; And
And a resistor unit included in the frequency oscillator and including at least one second resistor element connected in parallel with a first resistor element that determines a driving frequency of the triangle wave.
삼각파를 발생하는 주파수 발진부;
상기 발광 다이오드 스트링의 일단으로부터 검출된 검출 전압에 제1 구동 주파수 또는 상기 제1 구동 주파수보다 고주파인 제2 구동 주파수의 삼각파를 출력하는 주파수 변조부; 및
상기 제1 또는 제2 구동 주파수의 삼각파에 기초하여 제1 또는 제2 PWM 제어 신호를 생성하는 정전류 제어부를 포함하는 표시 장치.The method of claim 15, wherein the drive signal generation unit
A frequency oscillator for generating triangular waves;
A frequency modulator for outputting a triangular wave of a first driving frequency or a second driving frequency higher in frequency than the first driving frequency to a detection voltage detected from one end of the LED string; And
And a constant current controller configured to generate a first or second PWM control signal based on the triangular wave of the first or second driving frequency.
상기 검출 전압을 수신하는 입력부;
상기 검출 전압의 분배하는 전압 분배부;
상기 입력부와 상기 전압 분배부를 연결하는 다이오드부;
상기 전압 분배부로부터 제공된 분배 전압에 응답하여 구동하는 발진 트랜지스터; 및
상기 주파수 발진부에 포함되고 상기 삼각파의 구동 주파수를 결정하는 제1 저항 소자와 병렬로 연결된 적어도 하나의 제2 저항 소자를 포함하는 저항부를 포함하는 표시 장치.The method of claim 19, wherein the frequency modulator
An input unit to receive the detection voltage;
A voltage divider for dividing the detected voltage;
A diode unit connecting the input unit and the voltage divider unit;
An oscillation transistor for driving in response to the division voltage provided from the voltage division unit; And
And a resistor unit included in the frequency oscillator and including at least one second resistor element connected in parallel with a first resistor element that determines a driving frequency of the triangle wave.
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