DC−DCコンバータ及びその制御方法
【課題】本発明はDC−DCコンバータとその制御方法を提供する。
【解決手段】本発明のDC−DCコンバータは出力端に接続された負荷が所定の負荷値以下の軽負荷である時に動作するバーストモード回路と、前記負荷が前記所定の負荷値より大きい重負荷である時に動作するPWMモード回路を備える。
【解決手段】本発明のDC−DCコンバータは出力端に接続された負荷が所定の負荷値以下の軽負荷である時に動作するバーストモード回路と、前記負荷が前記所定の負荷値より大きい重負荷である時に動作するPWMモード回路を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明はDC−DCコンバータ及びその制御方法に関する。また、本発明は前記DC−DCコンバータ及びその制御方法に生成された電力によって駆動される表示装置に関する。
【背景技術】
【0002】
各種電子装置は安定的な直流電源を供給受けるためにDC−DCコンバータ(DC-DC Converter)を含む。DC−DCコンバータは直流電源を入力受け直流出力を発生する。電圧制御方式で駆動されるDC−DCコンバータは負荷の変動によってパルス幅変調のデューティ比(通電率)を調節しながら直流出力を調整する。
【0003】
電子装置の待機電力を減らすために、DC−DCコンバータは負荷が小さい時スイッチング損失を減らすバーストモード(Burst Mode)機能を内蔵している。DC−DCコンバータのバーストモード動作は図1及び図2のようである。
【0004】
図1及び図2を参照すれば、DC−DCコンバータは第1乃至第3演算増幅器(AMP1〜AMP3)、ロジック部10、駆動部11、及びトランジスタ(Q1)を備える。
【0005】
第1演算増幅器(AMP1)はフィードバック端子(FB)を通じて入力されるフィードバック電圧と高電位基準電圧(Vref_max)を比べて基準電圧(Vref_max)対比フィードバック電圧の高低を示す出力を発生する。フィードバック端子(FB)には分圧抵抗回路によって分圧された出力電圧が印加される。第2演算増幅器(AMP2)は出力電圧のフィードバック電圧(Vfb)と低電位基準電圧(Vref_min)を比べて基準電圧(Vref_min)対比フィードバック電圧の高低を示す出力を発生する。第3演算増幅器(AMP3)はトランジスタ(Q1)と基底電圧源(GND)の間に接続された抵抗(R)の両端電圧を比べてトランジスタ(Q1)を通じて流れる電流を感知(sensing)しロジック部10に出力する。
【0006】
ロジック部10は第1及び第2演算増幅器(AMP1)の出力を入力受けフィードバック電圧(Vfb)が低電位基準電圧(Vref_min)に到達した後に上昇して高電位基準電圧(Vref_max)に到逹するまでスイッチオンパルスを繰り返し的に発生する。そしてロジック部10はフィードバック電圧(Vfb)が高電位基準電圧(Vref_max)に到達した後に立下りして低電位基準電圧(Vref_min)に到達されるまでスイッチオンパルス出力を止める。駆動部11はロジック部10からのスイッチオンパルスに応答してトランジスタ(Q1)をターン-オンさせる。図2で“SW”トランジスタ(Q1)のオン/オフによって変わるSW端子の電圧である。出力電圧(Vout)にはSW端子とダイオードをパスした電圧が発生する。
【0007】
表示装置の消費電力を減らすために、図1及び図2のようなバーストモード機能を有するDC−DCコンバータを表示装置の電力コンバータで適用するとバーストモードで表示パネルに供給される駆動電圧のリップルが高くなり、観察者によって表示パネルに表示される表示画像の搖れる現象が観察されることができる。
【0008】
有機発光ダイオード表示装置(OLED)のすべてのピクセルを最大明るさで表示するフルホワイト負荷を100%であるとする時有機発光ダイオード表示装置に入力されるデータの階調を30%で調整し、DC−DCコンバータでバーストモードの出力電圧を有機発光ダイオード表示装置の表示パネルに高電位駆動電圧(VDD)で印加すると、その有機発光ダイオード表示装置の表示画像は図3のようになる。この場合に、バーストモードで高電位駆動電圧(Vout)のリップル周期が観察者に視認され、観察者は画面に搖れる現象を確実に感じることができる。
【0009】
有機発光ダイオード表示装置に入力されるデータの階調を10%に低め、DC−DCコンバータでバーストモードの出力電圧を有機発光ダイオード表示装置の表示パネルに高電位駆動電圧(VDD)で印加すると、その有機発光ダイオード表示装置の表示画像は図4のようになる。この場合に、バーストモードで高電位駆動電圧(Vout)のリップル周期が観察者にほとんど視認されないから観察者は画面に搖れる現象を弱く感じることができる。
【0010】
図5乃至図7はDC−DCコンバータの出力電圧のリップル振幅が同一し、周波数が異なる波形の例を示す波形図である。DC−DCコンバータから出力される直流電源は表示装置の輝度高低、輝度均一度に大きい影響を及ぼす。DC−DCコンバータから出力される直流電源のリップル振幅差による表示装置の輝度変動は観察者の肉眼にほとんど認識されない。これに比べて、DC−DCコンバータのスイッチング区間とノンスイッチング区間の間の時間差で現われる表示装置の輝度変動は直流電源のリップル周波数にしたがって観察者の肉眼で感じることができる。例えば、DC−DCコンバータから出力される直流電源のリップル周波数が図5のように速い場合や図7のように非常に遅い場合、観察者は表示装置の搖れをほとんど感じない。しかしバーストモードで出力される直流電源のリップル周波数(図6)で観察者は表示装置の搖れを感じることができる。
【0011】
DC−DCコンバータのバーストモードは表示装置が軽負荷で動作する時適用されていない。したがって、DC−DCコンバータのバーストモードで出力される電圧を表示装置の待機電力で使ってその表示装置の負荷が軽負荷である時表示品質の低下を防止することができる方法が要求されている
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0012】
したがって、本発明の目的は、バーストモードで表示装置の表示品質を低下させないで表示装置の軽負荷待機電力を減らすことができるDC−DCコンバータ及びその制御方法とこれを利用した表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0013】
前記目的を達成するために、本発明のDC−DCコンバータは出力端に接続された負荷が所定の負荷値以下の軽負荷である時動作するバーストモード回路と、
前記負荷が前記所定の負荷値より大きい重負荷である時動作するPWMモード回路を備える。
【0014】
前記バーストモード回路は前記出力端から入力されるフィードバック電圧が高電位基準電圧まで上昇する期間に前記出力端の電圧をスイッチングすることと共に、あらかじめ設定された分周値で分周された周波数のスイッチスタート信号を発生し前記スイッチスタート信号によって前記出力端の電圧をスイッチングする。
【0015】
前記PWMモード回路はランプ波電圧が前記フィードバック電圧と所定のPWMモード基準電圧の差電圧より大きい期間に前記出力端の電圧をスイッチングする。
【0016】
前記DC−DCコンバータの制御方法は前記DC−DCコンバータの出力端に接続された負荷が所定の負荷値以下の軽負荷である時バーストモードに切り替えて前記出力端から入力されるフィードバック電圧が高電位基準電圧まで上昇する期間に前記出力端の電圧をスイッチングすることと共に、あらかじめ設定された分周値で分周された周波数のスイッチスタート信号を発生し前記スイッチスタート信号によって前記出力端の電圧をスイッチングする段階と、前記負荷が前記所定の負荷値より大きい重負荷である時PWMモードで切り替えてランプ波電圧が前記フィードバック電圧と所定のPWMモード基準電圧の差電圧より大きい期間に前記出力端の電圧をスイッチングする段階を含む。
【0017】
本発明の表示装置はデータラインとスキャンラインが交差されマトリックス形態に配置されたピクセルを含む表示パネルと、デジタルビデオデータをデータ電圧に変換し前記データラインに供給するデータ駆動部と、前記データ電圧と同期されるスキャンパルスを前記スキャンラインに順次に供給するスキャン駆動部と、前記デジタルビデオデータを前記データ駆動部に供給し前記データ駆動部と前記スキャン駆動部の動作タイミングを制御するタイミングコントローラと、前記表示パネルの駆動に必要な直流電源を発生し前記直流電源を出力端を通じて前記表示パネルに供給する前記DC−DCコンバータを備える。
【0018】
本発明のDC−DCコンバータは表示装置の直流電源を発生する。本発明の表示装置は前記DC−DCコンバータから出力される直流電源で駆動されることができるいずれの表示装置も含むことができる。例えば、本発明の表示装置は液晶表示装置(LCD)、有機発光ダイオード表示装置(OLED)、電気泳動表示装置(Electrophoresis、EPD)の中のいずれかとすることができる。
【発明の効果】
【0019】
本発明のDC−DCコンバータから直流電源を供給受ける表示装置はバーストモードで出力される直流電源で駆動される時表示品質が低下されないで軽負荷の待機電力を減らすことができる。
【図面の簡単な説明】
【0020】
【図1】DC−DCコンバータのバーストモード回路を示す回路図である。
【図2】図1に示されたバーストモード回路のフィードバック端子の電圧とスイッチ端子の電圧を示す波形図である。
【図3】30%階調のデータを有機発光ダイオード表示装置に入力し図1に示されたバーストモード回路の出力電圧で有機発光ダイオード表示装置を駆動する時見える画面の搖れた現象を示す図である。
【図4】10%階調のデータを有機発光ダイオード表示装置に入力し図1に示されたバーストモード回路の出力電圧で有機発光ダイオード表示装置を駆動する時見える画面の搖れた現象を示す図面を示す図である。
【図5】DC−DCコンバータの出力電圧のリップル振幅が同一であり周波数が異なる波形の例を示す波形図である。
【図6】DC−DCコンバータの出力電圧のリップル振幅が同一であり周波数が異なる波形の例を示す波形図である。
【図7】DC−DCコンバータの出力電圧のリップル振幅が同一であり周波数が異なる波形の例を示す波形図である。
【図8】本発明の実施の形態に係るDC−DCコンバータが集積されたパワーICのチップ見掛けを示す回路図である。
【図9】本発明のDC−DCコンバータでバーストモード回路を示す回路図である。
【図10】図9に示されたバーストモードのスイッチオンスタート信号、フィードバック端子の電圧、及びスイッチ端子の電圧を示す波形図である。
【図11】図9に示された周波数変換部の動作例を示す図である。
【図12】複数のフレーム期間の間バーストモード回路の出力電圧の1つの例を示す波形図である。
【図13】図12に示された周波数の累積電圧リップルを示す平面図である。
【図14】本発明のDC−DCコンバータでPWMモード回路を示す回路図である。
【図15】図14に示されたランプ波発生部から出力されるランプ波電圧の一例を示す波形図である。
【図16】図14に示された第1演算増幅器から出力されるギャップ電圧の一例を示す波形図である。
【図17】第2演算増幅器から出力されるスイッチオン区間信号の1つの例を示す波形図である。
【図18】本発明の実施の形態に係る表示装置を概略的に示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【0021】
以下添付された図面を参照して液晶表示装置を中心に本発明に係る望ましい実施の形態を詳しく説明する。明細書全体にかけて同一である参照番号は実質的に同一である構成要素を意味する。以下の説明で、本発明と係わる公知機能あるいは構成に対する具体的な説明が本発明の要旨を不必要に曇ることができると判断される場合、その詳細な説明を省略する。
【0022】
以下の説明で使われる構成要素の名称は明細書作成の容易さを考慮し選択されたことで、実際製品の名称とは異なることができる。
【0023】
図8は本発明の実施の形態に係るDC−DCコンバータが集積されたパワーICのチップ見掛けを示す回路図である。
【0024】
図8を参照すると、本発明の実施の形態に係るDC−DCコンバータ100はパワーICチップ形態に具現されることができる。パワーICチップのVin端子には直流電圧(Vin)が入力されインダクター(L)に接続される。パワーICチップのSW端子はインダクター(L)とジェナーダイオード(D)のアノード電極に接続される。インダクター(L)と第3キャパシター(C3)はローパスフィルターを構成して出力電圧(Vout)の高周波ノイズを除去する。出力電圧(Vout)は分圧抵抗回路(R1、R2)によって分圧されパワーICチップのFB端子にフィードバック入力される。第2キャパシター(C2)はジェナーダイオード(D)のカソード電極と分圧抵抗回路の分圧ノードの間に接続されFB端子に入力されるフィードバック電圧のノイズを除去する。
【0025】
パワーICチップは図9のようなバーストモード回路と図14のようなPWMモード回路を内蔵する。バーストモード回路は表示装置の負荷を感知して下の表1のように表示装置の負荷がないとか軽負荷である時に駆動される。これに比べて、PWMモード回路は表示装置の負荷を感知し表示装置の負荷が重負荷である時に駆動される。例えば、バーストモード回路は表示装置の負荷が30%以下である時動作し、PWMモード回路は表示装置の負荷が30%超過100%以下である時動作する。
【0026】
【表1】
【0027】
既存DC−DCコンバータのバーストモードで観察者が表示装置の搖れを肉眼で確認することができない位に出力電圧の周波数が早くできるがこの場合にスイッチング損失の増加によって式(1)のように消費電流の損失が発生される。ここで、周波数は式(1)のようにフレーム周波数と表示装置のスキャンライン数を掛けた値である。これに対して、本発明のDC−DCコンバータ100はバーストモードで既存バーストモードと類似にフィードバック電圧と基準電圧(Vref_max、Vref_min)の比較を通じてスイッチングを制御することと共に、観察者が表示画像の画面搖れを感じることができないようにスイッチング周波数を不規則に変更する周波数制御方法を実行する。
【0028】
図9はDC−DCコンバータ100のバーストモード回路を示す回路図である。図10は図9に示されたバーストモード回路のスイッチオンスタート信号(SW_ON_N)、フィードバック端子の電圧、及びスイッチ端子の電圧を示す波形図である。
【0029】
図9を参照すると、DC−DCコンバータ100のバーストモード回路は第1演算増幅器91、第2演算増幅器92、第3演算増幅器96、第4演算増幅器97、周波数生成部95、周波数変換部94、ロジック部93、駆動部98、及びトランジスタ(Q1)を備える。
【0030】
第1演算増幅器91はフィードバック端子(FB)を通じて入力されるフィードバック電圧と高電位基準電圧(Vref_max)を比較して基準電圧(Vref_max)対フィードバック電圧の高低を示す出力を発生する。第2演算増幅器92は出力電圧のフィードバック電圧(Vfb)と低電位基準電圧(Vref_min)を比較して基準電圧(Vref_min)対フィードバック電圧の高低を示す出力を発生する。第3演算増幅器96はトランジスタ(Q1)と基底電圧源(GND)の間に接続された抵抗(R93)の両端電圧を比べてトランジスタ(Q1)を通じて流れる負荷量によって変わる電流を感知して周波数生成部95に出力する。第4演算増幅器97はモード基準電圧(REFmode)と第3演算増幅器96の出力電圧を比べてモード基準電圧(REFmode) 対比出力端電圧のセンシング電圧の高低を示す出力を発生する。
【0031】
周波数生成部95は所定周波数のクロック信号(ICLK)と第3演算増幅器96の出力を入力受けて表示装置の負荷によって周波数が変わる信号を出力する。周波数生成部95は第3演算増幅器96の出力電圧が大きいほど、すなわち、表示装置の負荷が大きいほど出力周波数を早くする。反面に、周波数生成部95は第3演算増幅器96の出力電圧が低いほど、すなわち、表示装置の負荷が低いほど出力周波数を低める。クロック信号(ICLK)は示さないオシレーターから発生される。周波数変換部94はあらかじめ設定された分周値を利用して周波数生成部95から入力される信号の周波数を分周してその信号の周波数を不規則に変換してスイッチスタート信号を発生する。周波数変換部94からスイッチスタート信号の周波数(Fnew)は下の式(1)のようである。
Fnew = Fin/n ---------- 式(1)
【0032】
ここで、Fnewは周波数変換部94の出力周波数であり、Finは周波数変換部94の入力周波数である。nは2以上の正の整数として分周値である。
【0033】
図10のスイッチオンスタート信号(SW_ON_N)は第1演算増幅器91及び第2演算増幅器92の出力と周波数変換部94の出力を論理合演算するORゲートの出力に発生される。ロジック部93はスイッチオンスタート信号(SW_ON_N)のパルスに応答してフィードバック電圧(Vfb)が高電位基準電圧(Vref_max)に到逹するまでスイッチオンパルスを繰り返し的に発生する。そしてロジック部93は分周値によって変わる周波数のスイッチスタート信号に応答してスイッチオンパルスをフィードバック電圧(Vfb)が高電位基準電圧(Vref_max)に到逹するまで繰り返し的に発生する。ロジック部93は第2演算増幅器92の出力に応答してスイッチオンスタート信号がロー論理を維持する期間、すなわち、フィードバック電圧(Vfb)が高電位基準電圧(Vref_max)から漸進的に低くなって周波数変換部94からスイッチスタート信号が入力されない期間の間にスイッチオンパルスの出力を止める。
【0034】
ロジック部93は第4演算増幅器97の出力を入力受けて表示装置の負荷が軽負荷区間に属する時出力を発生する。一方に、ロジック部93は表示装置の負荷が重負荷区間に属する時出力を発生しない。
【0035】
駆動部98はプッシュプル回路形態に接続されたntype MOSFETとptype MOSFETを含む。駆動部98はロジック部93の出力がハイロジックレベルである時トランジスタ(Q1)をターン-オンさせる反面に、ロジック部93の出力がローロジックレベルである時トランジスタ(Q1)をターン-オフさせる。トランジスタ(Q1)は駆動部98から入力されるゲート電圧にしたがってオン/オフされて出力電圧(Vout)を調整する。トランジスタ(Q1)のゲート電極は駆動部98の出力端子に接続されて、そのドレイン端子はSW端子に接続される。トランジスタ(Q1)のソース電極は第3演算増幅器96の非反転入力端子に接続される。
【0036】
図11は図9に示された周波数変換部94の動作例を示す図である。
【0037】
図11を参照すると、周波数変換部94の分周値が5と7であると5の倍数と7の倍数番目クロック(ICLK)に同期して出力を発生する。周波数変換部4の分周値は5と7に限定されるのではなくいずれか一つの2以上の正の整数またはその整数の組合に設定されることができる。
【0038】
図12は複数のフレーム期間の間発生されるバーストモード回路の出力電圧の波形を示す波形図である。図13は図12に示された周波数の累積電圧リップルを示す平面図である。
【0039】
図12及び図13を参照すると、バーストモードの出力電圧周波数は毎フレーム期間ごとに周波数変換部94の分周値と表示装置の負荷量によって変わる。図12の同じ出力電圧を5個のフレーム期間の間累積するとスイッチング区間とノンスイッチング区間が不規則的に動作するようになる。その結果、観察者は表示装置の負荷が軽負荷でありDC−DCコンバータがバーストモードで動作する時表示画像の揺れ現象をほとんど感じることができない。
【0040】
図14は本発明のDC−DCコンバータ100でPWMモード回路を示す回路図である。
【0041】
図14を参照すると、DC−DCコンバータ100のPWMモード回路は第1演算増幅器131、第2演算増幅器132、 第3演算増幅器135、第4演算増幅器136、周波数生成部138、ランプ波発生部137、ロジック部133、駆動部134、及びトランジスタ(Q1)を備える。
【0042】
第1演算増幅器131はフィードバック端子(FB)を通じて入力されるフィードバック電圧と所定の基準電圧(Vref)を比べてその差電圧をギャップ電圧(GAP)として出力する。第2演算増幅器132は合成器139から入力されるランプ波電圧と第1演算増幅器131から入力されるギャップ電圧を比べて、ギャップ電圧より高いランプ波電圧区間からスイッチオン区間信号を出力する。図15はランプ波電圧の1つの例を示す波形図であり、図16はギャップ電圧の1つの例を示す波形図である。
【0043】
図17は第2演算増幅器132から出力されるスイッチオン区間信号の1つの例を示す波形図である。
【0044】
第3演算増幅器135はトランジスタ(Q1)と基底電圧源(GND) の間に接続された抵抗(R131)の両端電圧を比べてトランジスタ(Q1)を通じて流れる負荷量によって変わる電流を感知して合成器139に出力する。 第4演算増幅器136はモード基準電圧(REFmode)と第3演算増幅器135の出力電圧を比べてそのモード基準電圧(REFmode) 対比出力端電圧のセンシング電圧の高低を示す出力を発生する。周波数生成部138はロジック部133の制御の下にクロック信号(ICLK)に合わせて一定である周波数の信号を出力する。周波数生成部138の出力周波数はロジック部133から入力される周波数制御信号によって可変されることができる。ランプ波発生部137は周波数生成部138の出力信号を図15のようなランプ波信号に変換して合成器139に出力する。合成器139はランプ波発生部137から入力されるランプ波信号と第3演算増幅器135の出力ランプ信号を合成して第2演算増幅器132の非反転端子に入力する。合成器139から出力されるランプ波信号のオフセット電圧は第3演算増幅器135の出力電圧が高いほど、すなわち、表示装置の負荷が高いほど上昇する。合成器139から出力されるランプ波信号のオフセット電圧は第3演算増幅器135の出力電圧が低いほど、すなわち、表示装置の負荷が低いほど低くなる。したがって、第2演算増幅器132から出力されるスイッチオン区間信号は表示装置の負荷が高いとランプ波電圧が上昇してスイッチオン区間信号のパルス幅が広くなる一方で、表示装置の負荷が低いとランプ波電圧が立下りしてスイッチオン区間信号のパルス幅が細くなる。
【0045】
ロジック部133は第2演算増幅器132から入力されるスイッチオン区間信号のハイロジックレベル区間の間スイッチオンパルスを繰り返し的に発生する。ロジック部133は第2演算増幅器132から入力されるスイッチオン区間信号のローロジックレベル区間の間スイッチオンパルスの出力を止める。
【0046】
ロジック部133は第4演算増幅器136の出力を入力受けて表示装置の負荷が重負荷区間に属する時出力を発生する。反面に、ロジック部133は表示装置の負荷が軽負荷区間に属する時出力を発生しない。
【0047】
駆動部134はプッシュプル形態に接続されたn type MOSFETとp type MOSFETを含む。駆動部134はロジック部133の出力がハイロジックレベルである時トランジスタ(Q1)をターン-オンさせる反面に、ロジック部133の出力がローロジックレベルである時トランジスタ(Q1)をターン-オフさせる。トランジスタ(Q1)は駆動部134から入力されるゲート電圧にしたがってオン/オフされて出力電圧(Vout)を調整する。トランジスタ(Q1)のゲート電極は駆動部11の出力端子に接続され、そのドレイン端子はSW端子に接続される。トランジスタ(Q1)のソース電極は第3演算増幅器96の非反転入力端子に接続される。
【0048】
図18は本発明の実施の形態に係る表示装置を示すブロック図である。
【0049】
図18を参照すれば、本発明の表示装置は表示パネル110、データ駆動部111、スキャン駆動部112、タイミングコントローラ113、及びDC−DCコンバータ100を備える。
【0050】
表示パネル110にはデータライン(D1〜Dm)、データライン(D1〜Dm)と交差されるスキャンライン(G1〜Gn)、及びマトリックス形態に配置されたピクセルを含む。表示パネル110は液晶表示装置(LCD)、有機発光ダイオード表示装置(OLED)、電気泳動表示装置(EPD) 中いずれか一つの表示パネルとすることができる。
【0051】
データ駆動部111はタイミングコントローラ113から入力されるデジタルビデオデータをガンマ補償電圧に変換してデータ電圧を発生し、そのデータ電圧をデータライン(D1〜Dm)に供給する。スキャン駆動部112はデータライン(D1〜Dm)に供給されるデータ電圧と同期されるスキャンパルスをスキャンライン(G1〜Gn)に順次に供給する。タイミングコントローラ113は外部から入力されるデジタルビデオデータを再整列してデータ駆動部111に送る。タイミングコントローラ113は外部から入力される垂直同期信号(Vsync)、水平同期信号(Hsync)、データイネーブル信号(DE)、ドットクロック(DCLK)などのタイミング信号を利用してデータ駆動部111とゲート駆動部112の動作タイミングを制御する。
【0052】
DC−DCコンバータ100は前述のように表示パネル110の負荷が軽負荷である時バーストモードで動作し、表示パネル110の負荷が重負荷である時PWMモードで動作して表示パネル100の駆動に必要な直流電圧(Vout)を発生して表示パネル110に供給する。DC−DCコンバータ100は第3演算増幅器(96、135)を通じて出力端の電流を感知して表示パネル110の負荷量を感知とその負荷量によってバーストモードとPWMモードを選択する。
【0053】
前述のように、本発明はDC−DCコンバータのバーストモードでフィードバック電圧が高電位基準電圧に到逹するまで出力端の電圧をスイッチングすることと共に所定の分周値で分周された周波数に発生されるスイッチスタート信号区間に前記出力端の電圧をスイッチングする。その結果、前記DC−DCコンバータから直流電源を供給受ける表示装置はバーストモードで出力される直流電源で駆動される時表示品質が低減されずに軽負荷の待機電力を減らすことができる。
【符号の説明】
【0054】
91 第1演算増幅器
92 第2演算増幅器
93 ロジック部
94 周波数変換部
95 周波数生成部
96 第3演算増幅器
97 第4演算増幅器
98 駆動部
【技術分野】
【0001】
本発明はDC−DCコンバータ及びその制御方法に関する。また、本発明は前記DC−DCコンバータ及びその制御方法に生成された電力によって駆動される表示装置に関する。
【背景技術】
【0002】
各種電子装置は安定的な直流電源を供給受けるためにDC−DCコンバータ(DC-DC Converter)を含む。DC−DCコンバータは直流電源を入力受け直流出力を発生する。電圧制御方式で駆動されるDC−DCコンバータは負荷の変動によってパルス幅変調のデューティ比(通電率)を調節しながら直流出力を調整する。
【0003】
電子装置の待機電力を減らすために、DC−DCコンバータは負荷が小さい時スイッチング損失を減らすバーストモード(Burst Mode)機能を内蔵している。DC−DCコンバータのバーストモード動作は図1及び図2のようである。
【0004】
図1及び図2を参照すれば、DC−DCコンバータは第1乃至第3演算増幅器(AMP1〜AMP3)、ロジック部10、駆動部11、及びトランジスタ(Q1)を備える。
【0005】
第1演算増幅器(AMP1)はフィードバック端子(FB)を通じて入力されるフィードバック電圧と高電位基準電圧(Vref_max)を比べて基準電圧(Vref_max)対比フィードバック電圧の高低を示す出力を発生する。フィードバック端子(FB)には分圧抵抗回路によって分圧された出力電圧が印加される。第2演算増幅器(AMP2)は出力電圧のフィードバック電圧(Vfb)と低電位基準電圧(Vref_min)を比べて基準電圧(Vref_min)対比フィードバック電圧の高低を示す出力を発生する。第3演算増幅器(AMP3)はトランジスタ(Q1)と基底電圧源(GND)の間に接続された抵抗(R)の両端電圧を比べてトランジスタ(Q1)を通じて流れる電流を感知(sensing)しロジック部10に出力する。
【0006】
ロジック部10は第1及び第2演算増幅器(AMP1)の出力を入力受けフィードバック電圧(Vfb)が低電位基準電圧(Vref_min)に到達した後に上昇して高電位基準電圧(Vref_max)に到逹するまでスイッチオンパルスを繰り返し的に発生する。そしてロジック部10はフィードバック電圧(Vfb)が高電位基準電圧(Vref_max)に到達した後に立下りして低電位基準電圧(Vref_min)に到達されるまでスイッチオンパルス出力を止める。駆動部11はロジック部10からのスイッチオンパルスに応答してトランジスタ(Q1)をターン-オンさせる。図2で“SW”トランジスタ(Q1)のオン/オフによって変わるSW端子の電圧である。出力電圧(Vout)にはSW端子とダイオードをパスした電圧が発生する。
【0007】
表示装置の消費電力を減らすために、図1及び図2のようなバーストモード機能を有するDC−DCコンバータを表示装置の電力コンバータで適用するとバーストモードで表示パネルに供給される駆動電圧のリップルが高くなり、観察者によって表示パネルに表示される表示画像の搖れる現象が観察されることができる。
【0008】
有機発光ダイオード表示装置(OLED)のすべてのピクセルを最大明るさで表示するフルホワイト負荷を100%であるとする時有機発光ダイオード表示装置に入力されるデータの階調を30%で調整し、DC−DCコンバータでバーストモードの出力電圧を有機発光ダイオード表示装置の表示パネルに高電位駆動電圧(VDD)で印加すると、その有機発光ダイオード表示装置の表示画像は図3のようになる。この場合に、バーストモードで高電位駆動電圧(Vout)のリップル周期が観察者に視認され、観察者は画面に搖れる現象を確実に感じることができる。
【0009】
有機発光ダイオード表示装置に入力されるデータの階調を10%に低め、DC−DCコンバータでバーストモードの出力電圧を有機発光ダイオード表示装置の表示パネルに高電位駆動電圧(VDD)で印加すると、その有機発光ダイオード表示装置の表示画像は図4のようになる。この場合に、バーストモードで高電位駆動電圧(Vout)のリップル周期が観察者にほとんど視認されないから観察者は画面に搖れる現象を弱く感じることができる。
【0010】
図5乃至図7はDC−DCコンバータの出力電圧のリップル振幅が同一し、周波数が異なる波形の例を示す波形図である。DC−DCコンバータから出力される直流電源は表示装置の輝度高低、輝度均一度に大きい影響を及ぼす。DC−DCコンバータから出力される直流電源のリップル振幅差による表示装置の輝度変動は観察者の肉眼にほとんど認識されない。これに比べて、DC−DCコンバータのスイッチング区間とノンスイッチング区間の間の時間差で現われる表示装置の輝度変動は直流電源のリップル周波数にしたがって観察者の肉眼で感じることができる。例えば、DC−DCコンバータから出力される直流電源のリップル周波数が図5のように速い場合や図7のように非常に遅い場合、観察者は表示装置の搖れをほとんど感じない。しかしバーストモードで出力される直流電源のリップル周波数(図6)で観察者は表示装置の搖れを感じることができる。
【0011】
DC−DCコンバータのバーストモードは表示装置が軽負荷で動作する時適用されていない。したがって、DC−DCコンバータのバーストモードで出力される電圧を表示装置の待機電力で使ってその表示装置の負荷が軽負荷である時表示品質の低下を防止することができる方法が要求されている
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0012】
したがって、本発明の目的は、バーストモードで表示装置の表示品質を低下させないで表示装置の軽負荷待機電力を減らすことができるDC−DCコンバータ及びその制御方法とこれを利用した表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0013】
前記目的を達成するために、本発明のDC−DCコンバータは出力端に接続された負荷が所定の負荷値以下の軽負荷である時動作するバーストモード回路と、
前記負荷が前記所定の負荷値より大きい重負荷である時動作するPWMモード回路を備える。
【0014】
前記バーストモード回路は前記出力端から入力されるフィードバック電圧が高電位基準電圧まで上昇する期間に前記出力端の電圧をスイッチングすることと共に、あらかじめ設定された分周値で分周された周波数のスイッチスタート信号を発生し前記スイッチスタート信号によって前記出力端の電圧をスイッチングする。
【0015】
前記PWMモード回路はランプ波電圧が前記フィードバック電圧と所定のPWMモード基準電圧の差電圧より大きい期間に前記出力端の電圧をスイッチングする。
【0016】
前記DC−DCコンバータの制御方法は前記DC−DCコンバータの出力端に接続された負荷が所定の負荷値以下の軽負荷である時バーストモードに切り替えて前記出力端から入力されるフィードバック電圧が高電位基準電圧まで上昇する期間に前記出力端の電圧をスイッチングすることと共に、あらかじめ設定された分周値で分周された周波数のスイッチスタート信号を発生し前記スイッチスタート信号によって前記出力端の電圧をスイッチングする段階と、前記負荷が前記所定の負荷値より大きい重負荷である時PWMモードで切り替えてランプ波電圧が前記フィードバック電圧と所定のPWMモード基準電圧の差電圧より大きい期間に前記出力端の電圧をスイッチングする段階を含む。
【0017】
本発明の表示装置はデータラインとスキャンラインが交差されマトリックス形態に配置されたピクセルを含む表示パネルと、デジタルビデオデータをデータ電圧に変換し前記データラインに供給するデータ駆動部と、前記データ電圧と同期されるスキャンパルスを前記スキャンラインに順次に供給するスキャン駆動部と、前記デジタルビデオデータを前記データ駆動部に供給し前記データ駆動部と前記スキャン駆動部の動作タイミングを制御するタイミングコントローラと、前記表示パネルの駆動に必要な直流電源を発生し前記直流電源を出力端を通じて前記表示パネルに供給する前記DC−DCコンバータを備える。
【0018】
本発明のDC−DCコンバータは表示装置の直流電源を発生する。本発明の表示装置は前記DC−DCコンバータから出力される直流電源で駆動されることができるいずれの表示装置も含むことができる。例えば、本発明の表示装置は液晶表示装置(LCD)、有機発光ダイオード表示装置(OLED)、電気泳動表示装置(Electrophoresis、EPD)の中のいずれかとすることができる。
【発明の効果】
【0019】
本発明のDC−DCコンバータから直流電源を供給受ける表示装置はバーストモードで出力される直流電源で駆動される時表示品質が低下されないで軽負荷の待機電力を減らすことができる。
【図面の簡単な説明】
【0020】
【図1】DC−DCコンバータのバーストモード回路を示す回路図である。
【図2】図1に示されたバーストモード回路のフィードバック端子の電圧とスイッチ端子の電圧を示す波形図である。
【図3】30%階調のデータを有機発光ダイオード表示装置に入力し図1に示されたバーストモード回路の出力電圧で有機発光ダイオード表示装置を駆動する時見える画面の搖れた現象を示す図である。
【図4】10%階調のデータを有機発光ダイオード表示装置に入力し図1に示されたバーストモード回路の出力電圧で有機発光ダイオード表示装置を駆動する時見える画面の搖れた現象を示す図面を示す図である。
【図5】DC−DCコンバータの出力電圧のリップル振幅が同一であり周波数が異なる波形の例を示す波形図である。
【図6】DC−DCコンバータの出力電圧のリップル振幅が同一であり周波数が異なる波形の例を示す波形図である。
【図7】DC−DCコンバータの出力電圧のリップル振幅が同一であり周波数が異なる波形の例を示す波形図である。
【図8】本発明の実施の形態に係るDC−DCコンバータが集積されたパワーICのチップ見掛けを示す回路図である。
【図9】本発明のDC−DCコンバータでバーストモード回路を示す回路図である。
【図10】図9に示されたバーストモードのスイッチオンスタート信号、フィードバック端子の電圧、及びスイッチ端子の電圧を示す波形図である。
【図11】図9に示された周波数変換部の動作例を示す図である。
【図12】複数のフレーム期間の間バーストモード回路の出力電圧の1つの例を示す波形図である。
【図13】図12に示された周波数の累積電圧リップルを示す平面図である。
【図14】本発明のDC−DCコンバータでPWMモード回路を示す回路図である。
【図15】図14に示されたランプ波発生部から出力されるランプ波電圧の一例を示す波形図である。
【図16】図14に示された第1演算増幅器から出力されるギャップ電圧の一例を示す波形図である。
【図17】第2演算増幅器から出力されるスイッチオン区間信号の1つの例を示す波形図である。
【図18】本発明の実施の形態に係る表示装置を概略的に示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【0021】
以下添付された図面を参照して液晶表示装置を中心に本発明に係る望ましい実施の形態を詳しく説明する。明細書全体にかけて同一である参照番号は実質的に同一である構成要素を意味する。以下の説明で、本発明と係わる公知機能あるいは構成に対する具体的な説明が本発明の要旨を不必要に曇ることができると判断される場合、その詳細な説明を省略する。
【0022】
以下の説明で使われる構成要素の名称は明細書作成の容易さを考慮し選択されたことで、実際製品の名称とは異なることができる。
【0023】
図8は本発明の実施の形態に係るDC−DCコンバータが集積されたパワーICのチップ見掛けを示す回路図である。
【0024】
図8を参照すると、本発明の実施の形態に係るDC−DCコンバータ100はパワーICチップ形態に具現されることができる。パワーICチップのVin端子には直流電圧(Vin)が入力されインダクター(L)に接続される。パワーICチップのSW端子はインダクター(L)とジェナーダイオード(D)のアノード電極に接続される。インダクター(L)と第3キャパシター(C3)はローパスフィルターを構成して出力電圧(Vout)の高周波ノイズを除去する。出力電圧(Vout)は分圧抵抗回路(R1、R2)によって分圧されパワーICチップのFB端子にフィードバック入力される。第2キャパシター(C2)はジェナーダイオード(D)のカソード電極と分圧抵抗回路の分圧ノードの間に接続されFB端子に入力されるフィードバック電圧のノイズを除去する。
【0025】
パワーICチップは図9のようなバーストモード回路と図14のようなPWMモード回路を内蔵する。バーストモード回路は表示装置の負荷を感知して下の表1のように表示装置の負荷がないとか軽負荷である時に駆動される。これに比べて、PWMモード回路は表示装置の負荷を感知し表示装置の負荷が重負荷である時に駆動される。例えば、バーストモード回路は表示装置の負荷が30%以下である時動作し、PWMモード回路は表示装置の負荷が30%超過100%以下である時動作する。
【0026】
【表1】
【0027】
既存DC−DCコンバータのバーストモードで観察者が表示装置の搖れを肉眼で確認することができない位に出力電圧の周波数が早くできるがこの場合にスイッチング損失の増加によって式(1)のように消費電流の損失が発生される。ここで、周波数は式(1)のようにフレーム周波数と表示装置のスキャンライン数を掛けた値である。これに対して、本発明のDC−DCコンバータ100はバーストモードで既存バーストモードと類似にフィードバック電圧と基準電圧(Vref_max、Vref_min)の比較を通じてスイッチングを制御することと共に、観察者が表示画像の画面搖れを感じることができないようにスイッチング周波数を不規則に変更する周波数制御方法を実行する。
【0028】
図9はDC−DCコンバータ100のバーストモード回路を示す回路図である。図10は図9に示されたバーストモード回路のスイッチオンスタート信号(SW_ON_N)、フィードバック端子の電圧、及びスイッチ端子の電圧を示す波形図である。
【0029】
図9を参照すると、DC−DCコンバータ100のバーストモード回路は第1演算増幅器91、第2演算増幅器92、第3演算増幅器96、第4演算増幅器97、周波数生成部95、周波数変換部94、ロジック部93、駆動部98、及びトランジスタ(Q1)を備える。
【0030】
第1演算増幅器91はフィードバック端子(FB)を通じて入力されるフィードバック電圧と高電位基準電圧(Vref_max)を比較して基準電圧(Vref_max)対フィードバック電圧の高低を示す出力を発生する。第2演算増幅器92は出力電圧のフィードバック電圧(Vfb)と低電位基準電圧(Vref_min)を比較して基準電圧(Vref_min)対フィードバック電圧の高低を示す出力を発生する。第3演算増幅器96はトランジスタ(Q1)と基底電圧源(GND)の間に接続された抵抗(R93)の両端電圧を比べてトランジスタ(Q1)を通じて流れる負荷量によって変わる電流を感知して周波数生成部95に出力する。第4演算増幅器97はモード基準電圧(REFmode)と第3演算増幅器96の出力電圧を比べてモード基準電圧(REFmode) 対比出力端電圧のセンシング電圧の高低を示す出力を発生する。
【0031】
周波数生成部95は所定周波数のクロック信号(ICLK)と第3演算増幅器96の出力を入力受けて表示装置の負荷によって周波数が変わる信号を出力する。周波数生成部95は第3演算増幅器96の出力電圧が大きいほど、すなわち、表示装置の負荷が大きいほど出力周波数を早くする。反面に、周波数生成部95は第3演算増幅器96の出力電圧が低いほど、すなわち、表示装置の負荷が低いほど出力周波数を低める。クロック信号(ICLK)は示さないオシレーターから発生される。周波数変換部94はあらかじめ設定された分周値を利用して周波数生成部95から入力される信号の周波数を分周してその信号の周波数を不規則に変換してスイッチスタート信号を発生する。周波数変換部94からスイッチスタート信号の周波数(Fnew)は下の式(1)のようである。
Fnew = Fin/n ---------- 式(1)
【0032】
ここで、Fnewは周波数変換部94の出力周波数であり、Finは周波数変換部94の入力周波数である。nは2以上の正の整数として分周値である。
【0033】
図10のスイッチオンスタート信号(SW_ON_N)は第1演算増幅器91及び第2演算増幅器92の出力と周波数変換部94の出力を論理合演算するORゲートの出力に発生される。ロジック部93はスイッチオンスタート信号(SW_ON_N)のパルスに応答してフィードバック電圧(Vfb)が高電位基準電圧(Vref_max)に到逹するまでスイッチオンパルスを繰り返し的に発生する。そしてロジック部93は分周値によって変わる周波数のスイッチスタート信号に応答してスイッチオンパルスをフィードバック電圧(Vfb)が高電位基準電圧(Vref_max)に到逹するまで繰り返し的に発生する。ロジック部93は第2演算増幅器92の出力に応答してスイッチオンスタート信号がロー論理を維持する期間、すなわち、フィードバック電圧(Vfb)が高電位基準電圧(Vref_max)から漸進的に低くなって周波数変換部94からスイッチスタート信号が入力されない期間の間にスイッチオンパルスの出力を止める。
【0034】
ロジック部93は第4演算増幅器97の出力を入力受けて表示装置の負荷が軽負荷区間に属する時出力を発生する。一方に、ロジック部93は表示装置の負荷が重負荷区間に属する時出力を発生しない。
【0035】
駆動部98はプッシュプル回路形態に接続されたntype MOSFETとptype MOSFETを含む。駆動部98はロジック部93の出力がハイロジックレベルである時トランジスタ(Q1)をターン-オンさせる反面に、ロジック部93の出力がローロジックレベルである時トランジスタ(Q1)をターン-オフさせる。トランジスタ(Q1)は駆動部98から入力されるゲート電圧にしたがってオン/オフされて出力電圧(Vout)を調整する。トランジスタ(Q1)のゲート電極は駆動部98の出力端子に接続されて、そのドレイン端子はSW端子に接続される。トランジスタ(Q1)のソース電極は第3演算増幅器96の非反転入力端子に接続される。
【0036】
図11は図9に示された周波数変換部94の動作例を示す図である。
【0037】
図11を参照すると、周波数変換部94の分周値が5と7であると5の倍数と7の倍数番目クロック(ICLK)に同期して出力を発生する。周波数変換部4の分周値は5と7に限定されるのではなくいずれか一つの2以上の正の整数またはその整数の組合に設定されることができる。
【0038】
図12は複数のフレーム期間の間発生されるバーストモード回路の出力電圧の波形を示す波形図である。図13は図12に示された周波数の累積電圧リップルを示す平面図である。
【0039】
図12及び図13を参照すると、バーストモードの出力電圧周波数は毎フレーム期間ごとに周波数変換部94の分周値と表示装置の負荷量によって変わる。図12の同じ出力電圧を5個のフレーム期間の間累積するとスイッチング区間とノンスイッチング区間が不規則的に動作するようになる。その結果、観察者は表示装置の負荷が軽負荷でありDC−DCコンバータがバーストモードで動作する時表示画像の揺れ現象をほとんど感じることができない。
【0040】
図14は本発明のDC−DCコンバータ100でPWMモード回路を示す回路図である。
【0041】
図14を参照すると、DC−DCコンバータ100のPWMモード回路は第1演算増幅器131、第2演算増幅器132、 第3演算増幅器135、第4演算増幅器136、周波数生成部138、ランプ波発生部137、ロジック部133、駆動部134、及びトランジスタ(Q1)を備える。
【0042】
第1演算増幅器131はフィードバック端子(FB)を通じて入力されるフィードバック電圧と所定の基準電圧(Vref)を比べてその差電圧をギャップ電圧(GAP)として出力する。第2演算増幅器132は合成器139から入力されるランプ波電圧と第1演算増幅器131から入力されるギャップ電圧を比べて、ギャップ電圧より高いランプ波電圧区間からスイッチオン区間信号を出力する。図15はランプ波電圧の1つの例を示す波形図であり、図16はギャップ電圧の1つの例を示す波形図である。
【0043】
図17は第2演算増幅器132から出力されるスイッチオン区間信号の1つの例を示す波形図である。
【0044】
第3演算増幅器135はトランジスタ(Q1)と基底電圧源(GND) の間に接続された抵抗(R131)の両端電圧を比べてトランジスタ(Q1)を通じて流れる負荷量によって変わる電流を感知して合成器139に出力する。 第4演算増幅器136はモード基準電圧(REFmode)と第3演算増幅器135の出力電圧を比べてそのモード基準電圧(REFmode) 対比出力端電圧のセンシング電圧の高低を示す出力を発生する。周波数生成部138はロジック部133の制御の下にクロック信号(ICLK)に合わせて一定である周波数の信号を出力する。周波数生成部138の出力周波数はロジック部133から入力される周波数制御信号によって可変されることができる。ランプ波発生部137は周波数生成部138の出力信号を図15のようなランプ波信号に変換して合成器139に出力する。合成器139はランプ波発生部137から入力されるランプ波信号と第3演算増幅器135の出力ランプ信号を合成して第2演算増幅器132の非反転端子に入力する。合成器139から出力されるランプ波信号のオフセット電圧は第3演算増幅器135の出力電圧が高いほど、すなわち、表示装置の負荷が高いほど上昇する。合成器139から出力されるランプ波信号のオフセット電圧は第3演算増幅器135の出力電圧が低いほど、すなわち、表示装置の負荷が低いほど低くなる。したがって、第2演算増幅器132から出力されるスイッチオン区間信号は表示装置の負荷が高いとランプ波電圧が上昇してスイッチオン区間信号のパルス幅が広くなる一方で、表示装置の負荷が低いとランプ波電圧が立下りしてスイッチオン区間信号のパルス幅が細くなる。
【0045】
ロジック部133は第2演算増幅器132から入力されるスイッチオン区間信号のハイロジックレベル区間の間スイッチオンパルスを繰り返し的に発生する。ロジック部133は第2演算増幅器132から入力されるスイッチオン区間信号のローロジックレベル区間の間スイッチオンパルスの出力を止める。
【0046】
ロジック部133は第4演算増幅器136の出力を入力受けて表示装置の負荷が重負荷区間に属する時出力を発生する。反面に、ロジック部133は表示装置の負荷が軽負荷区間に属する時出力を発生しない。
【0047】
駆動部134はプッシュプル形態に接続されたn type MOSFETとp type MOSFETを含む。駆動部134はロジック部133の出力がハイロジックレベルである時トランジスタ(Q1)をターン-オンさせる反面に、ロジック部133の出力がローロジックレベルである時トランジスタ(Q1)をターン-オフさせる。トランジスタ(Q1)は駆動部134から入力されるゲート電圧にしたがってオン/オフされて出力電圧(Vout)を調整する。トランジスタ(Q1)のゲート電極は駆動部11の出力端子に接続され、そのドレイン端子はSW端子に接続される。トランジスタ(Q1)のソース電極は第3演算増幅器96の非反転入力端子に接続される。
【0048】
図18は本発明の実施の形態に係る表示装置を示すブロック図である。
【0049】
図18を参照すれば、本発明の表示装置は表示パネル110、データ駆動部111、スキャン駆動部112、タイミングコントローラ113、及びDC−DCコンバータ100を備える。
【0050】
表示パネル110にはデータライン(D1〜Dm)、データライン(D1〜Dm)と交差されるスキャンライン(G1〜Gn)、及びマトリックス形態に配置されたピクセルを含む。表示パネル110は液晶表示装置(LCD)、有機発光ダイオード表示装置(OLED)、電気泳動表示装置(EPD) 中いずれか一つの表示パネルとすることができる。
【0051】
データ駆動部111はタイミングコントローラ113から入力されるデジタルビデオデータをガンマ補償電圧に変換してデータ電圧を発生し、そのデータ電圧をデータライン(D1〜Dm)に供給する。スキャン駆動部112はデータライン(D1〜Dm)に供給されるデータ電圧と同期されるスキャンパルスをスキャンライン(G1〜Gn)に順次に供給する。タイミングコントローラ113は外部から入力されるデジタルビデオデータを再整列してデータ駆動部111に送る。タイミングコントローラ113は外部から入力される垂直同期信号(Vsync)、水平同期信号(Hsync)、データイネーブル信号(DE)、ドットクロック(DCLK)などのタイミング信号を利用してデータ駆動部111とゲート駆動部112の動作タイミングを制御する。
【0052】
DC−DCコンバータ100は前述のように表示パネル110の負荷が軽負荷である時バーストモードで動作し、表示パネル110の負荷が重負荷である時PWMモードで動作して表示パネル100の駆動に必要な直流電圧(Vout)を発生して表示パネル110に供給する。DC−DCコンバータ100は第3演算増幅器(96、135)を通じて出力端の電流を感知して表示パネル110の負荷量を感知とその負荷量によってバーストモードとPWMモードを選択する。
【0053】
前述のように、本発明はDC−DCコンバータのバーストモードでフィードバック電圧が高電位基準電圧に到逹するまで出力端の電圧をスイッチングすることと共に所定の分周値で分周された周波数に発生されるスイッチスタート信号区間に前記出力端の電圧をスイッチングする。その結果、前記DC−DCコンバータから直流電源を供給受ける表示装置はバーストモードで出力される直流電源で駆動される時表示品質が低減されずに軽負荷の待機電力を減らすことができる。
【符号の説明】
【0054】
91 第1演算増幅器
92 第2演算増幅器
93 ロジック部
94 周波数変換部
95 周波数生成部
96 第3演算増幅器
97 第4演算増幅器
98 駆動部
【特許請求の範囲】
【請求項1】
出力端に接続された負荷が所定の負荷値以下の軽負荷である時に動作するバーストモード回路と、
前記負荷が前記所定の負荷値より大きい重負荷である時に動作するPWMモード回路を備え、
前記バーストモード回路は前記出力端から入力されるフィードバック電圧が高電位基準電圧まで上昇する期間に前記出力端の電圧をスイッチングすることと共に、あらかじめ設定された分周値で分周された周波数のスイッチスタート信号を発生し前記スイッチスタート信号によって前記出力端の電圧をスイッチングし、
前記PWMモード回路はランプ波電圧が前記フィードバック電圧と所定のPWMモード基準電圧の差電圧より大きい期間に前記出力端の電圧をスイッチングすることを特徴とするDC−DCコンバータ。
【請求項2】
前記バーストモード回路は、
前記高電位基準電圧と前記フィードバック電圧を比較する第1比較器と、
低電位基準電圧と前記フィードバック電圧を比較する第2比較器と、
前記出力端と基底電圧源の間で流れる電流を感知する第3比較器と、
前記第3比較器の出力によって可変される周波数の信号を発生する周波数発生部と、
前記分周値で前記周波数発生部から入力される信号の周波数を分周して前記スイッチスタート信号を発生する周波数変換部と、
前記フィードバック電圧が前記高電位基準電圧に到達されるまで上昇する期間と前記周波数変換部の出力に応答してスイッチオンパルスを出力するロジック部と、
前記ロジック部にから入力されたスイッチオンパルスに応答して前記出力端と基底電圧源の間の電流パスをスイッチングするためのトランジスタをターン-オンさせる駆動部を備えることを特徴とする請求項1記載のDC−DCコンバータ。
【請求項3】
前記ロジック部は、
前記フィードバック電圧が立下りし前記周波数変換部の出力がない期間に前記スイッチオンパルスの出力を止めることを特徴とする請求項2記載のDC−DCコンバータ。
【請求項4】
前記バーストモード回路は、
所定のモード基準電圧と前記第3演算増幅器の出力電圧を比べてその差にあたる電圧を前記ロジック部に出力する第4演算増幅器をさらに備えることを特徴とする請求項3記載のDC−DCコンバータ。
【請求項5】
前記ロジック部は、
前記第4演算増幅器の出力を入力受けて前記出力端に接続された負荷が軽負荷である時前記スイッチオンパルスの出力を止めることを特徴とする請求項4記載のDC−DCコンバータ。
【請求項6】
DC−DCコンバータの出力端に接続された負荷が所定の負荷値以下の軽負荷である時バーストモードに切り替えて前記出力端から入力されるフィードバック電圧が高電位基準電圧まで上昇する期間に前記出力端の電圧をスイッチングすることと共に、あらかじめ設定された分周値で分周された周波数のスイッチスタート信号を発生し前記スイッチスタート信号によって前記出力端の電圧をスイッチングする段階と、
前記負荷が前記所定の負荷値より大きい重負荷である時PWMモードに切り替えてランプ波電圧が前記フィードバック電圧と所定のPWMモード基準電圧の差電圧より大きい期間に前記出力端の電圧をスイッチングする段階を含むことを特徴とするDC−DCコンバータの制御方法。
【請求項7】
データラインとスキャンラインが交差されマトリックス形態に配置されたピクセルを含む表示パネルと、
デジタルビデオデータをデータ電圧で変換し前記データラインに供給するデータ駆動部と、
前記データ電圧と同期されるスキャンパルスを前記スキャンラインに順次に供給するスキャン駆動部と、
前記デジタルビデオデータを前記データ駆動部に供給して前記データ駆動部と前記スキャン駆動部の動作タイミングを制御するタイミングコントローラと、
前記表示パネルの駆動に必要な直流電源を発生し前記直流電源を出力端を通じて前記表示パネルに供給するDC−DCコンバータを備え、
前記DC−DCコンバータは、
前記出力端に接続された表示パネルの負荷が所定の負荷値以下の軽負荷である時バーストモードで動作して前記出力端から入力されるフィードバック電圧が高電位基準電圧まで上昇する期間に前記出力端の電圧をスイッチングすることと共に、あらかじめ設定された分周値で分周された周波数のスイッチスタート信号を発生して前記スイッチスタート信号によって前記出力端の電圧をスイッチングし、
前記表示パネルの負荷が前記所定の負荷値より大きい重負荷である時PWMモードで動作してランプ波電圧が前記フィードバック電圧と所定のPWMモード基準電圧の差電圧より大きい期間に前記出力端の電圧をスイッチングすることを特徴とする表示装置。
【請求項8】
前記表示パネルは液晶表示装置(LCD)、有機発光ダイオード表示装置(OLED)、電気泳動表示装置(EPD)のうちのいずれか一つの表示パネルであることを特徴とする請求項7記載の表示装置。
【請求項1】
出力端に接続された負荷が所定の負荷値以下の軽負荷である時に動作するバーストモード回路と、
前記負荷が前記所定の負荷値より大きい重負荷である時に動作するPWMモード回路を備え、
前記バーストモード回路は前記出力端から入力されるフィードバック電圧が高電位基準電圧まで上昇する期間に前記出力端の電圧をスイッチングすることと共に、あらかじめ設定された分周値で分周された周波数のスイッチスタート信号を発生し前記スイッチスタート信号によって前記出力端の電圧をスイッチングし、
前記PWMモード回路はランプ波電圧が前記フィードバック電圧と所定のPWMモード基準電圧の差電圧より大きい期間に前記出力端の電圧をスイッチングすることを特徴とするDC−DCコンバータ。
【請求項2】
前記バーストモード回路は、
前記高電位基準電圧と前記フィードバック電圧を比較する第1比較器と、
低電位基準電圧と前記フィードバック電圧を比較する第2比較器と、
前記出力端と基底電圧源の間で流れる電流を感知する第3比較器と、
前記第3比較器の出力によって可変される周波数の信号を発生する周波数発生部と、
前記分周値で前記周波数発生部から入力される信号の周波数を分周して前記スイッチスタート信号を発生する周波数変換部と、
前記フィードバック電圧が前記高電位基準電圧に到達されるまで上昇する期間と前記周波数変換部の出力に応答してスイッチオンパルスを出力するロジック部と、
前記ロジック部にから入力されたスイッチオンパルスに応答して前記出力端と基底電圧源の間の電流パスをスイッチングするためのトランジスタをターン-オンさせる駆動部を備えることを特徴とする請求項1記載のDC−DCコンバータ。
【請求項3】
前記ロジック部は、
前記フィードバック電圧が立下りし前記周波数変換部の出力がない期間に前記スイッチオンパルスの出力を止めることを特徴とする請求項2記載のDC−DCコンバータ。
【請求項4】
前記バーストモード回路は、
所定のモード基準電圧と前記第3演算増幅器の出力電圧を比べてその差にあたる電圧を前記ロジック部に出力する第4演算増幅器をさらに備えることを特徴とする請求項3記載のDC−DCコンバータ。
【請求項5】
前記ロジック部は、
前記第4演算増幅器の出力を入力受けて前記出力端に接続された負荷が軽負荷である時前記スイッチオンパルスの出力を止めることを特徴とする請求項4記載のDC−DCコンバータ。
【請求項6】
DC−DCコンバータの出力端に接続された負荷が所定の負荷値以下の軽負荷である時バーストモードに切り替えて前記出力端から入力されるフィードバック電圧が高電位基準電圧まで上昇する期間に前記出力端の電圧をスイッチングすることと共に、あらかじめ設定された分周値で分周された周波数のスイッチスタート信号を発生し前記スイッチスタート信号によって前記出力端の電圧をスイッチングする段階と、
前記負荷が前記所定の負荷値より大きい重負荷である時PWMモードに切り替えてランプ波電圧が前記フィードバック電圧と所定のPWMモード基準電圧の差電圧より大きい期間に前記出力端の電圧をスイッチングする段階を含むことを特徴とするDC−DCコンバータの制御方法。
【請求項7】
データラインとスキャンラインが交差されマトリックス形態に配置されたピクセルを含む表示パネルと、
デジタルビデオデータをデータ電圧で変換し前記データラインに供給するデータ駆動部と、
前記データ電圧と同期されるスキャンパルスを前記スキャンラインに順次に供給するスキャン駆動部と、
前記デジタルビデオデータを前記データ駆動部に供給して前記データ駆動部と前記スキャン駆動部の動作タイミングを制御するタイミングコントローラと、
前記表示パネルの駆動に必要な直流電源を発生し前記直流電源を出力端を通じて前記表示パネルに供給するDC−DCコンバータを備え、
前記DC−DCコンバータは、
前記出力端に接続された表示パネルの負荷が所定の負荷値以下の軽負荷である時バーストモードで動作して前記出力端から入力されるフィードバック電圧が高電位基準電圧まで上昇する期間に前記出力端の電圧をスイッチングすることと共に、あらかじめ設定された分周値で分周された周波数のスイッチスタート信号を発生して前記スイッチスタート信号によって前記出力端の電圧をスイッチングし、
前記表示パネルの負荷が前記所定の負荷値より大きい重負荷である時PWMモードで動作してランプ波電圧が前記フィードバック電圧と所定のPWMモード基準電圧の差電圧より大きい期間に前記出力端の電圧をスイッチングすることを特徴とする表示装置。
【請求項8】
前記表示パネルは液晶表示装置(LCD)、有機発光ダイオード表示装置(OLED)、電気泳動表示装置(EPD)のうちのいずれか一つの表示パネルであることを特徴とする請求項7記載の表示装置。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【公開番号】特開2011−139626(P2011−139626A)
【公開日】平成23年7月14日(2011.7.14)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2010−263122(P2010−263122)
【出願日】平成22年11月26日(2010.11.26)
【出願人】(501426046)エルジー ディスプレイ カンパニー リミテッド (732)
【Fターム(参考)】
【公開日】平成23年7月14日(2011.7.14)
【国際特許分類】
【出願日】平成22年11月26日(2010.11.26)
【出願人】(501426046)エルジー ディスプレイ カンパニー リミテッド (732)
【Fターム(参考)】
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