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KR20120055348A - Apparatus and method for controlling current of 3 dimensional light emitting diode display, and 3 dimensional light emitting diode display system using thereof - Google Patents

Apparatus and method for controlling current of 3 dimensional light emitting diode display, and 3 dimensional light emitting diode display system using thereof Download PDF

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KR20120055348A
KR20120055348A KR1020100117038A KR20100117038A KR20120055348A KR 20120055348 A KR20120055348 A KR 20120055348A KR 1020100117038 A KR1020100117038 A KR 1020100117038A KR 20100117038 A KR20100117038 A KR 20100117038A KR 20120055348 A KR20120055348 A KR 20120055348A
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current
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led display
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신대성
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엘지이노텍 주식회사
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Abstract

PURPOSE: A three-dimensional LED display current control apparatus, a method thereof, and a three-dimensional LED display system using the same are provided to reduce a peak current supplied to an LED panel, thereby preventing malfunction of an entire system or thermal damage of a power supply system. CONSTITUTION: A power source conversion part(110) converts an AC power source into a DC power source. An array current controller(120) uses the converted DC power source. The array current controller successively supplies a current to each LED array of an LED panel(130).

Description

3차원 ＬＥＤ 디스플레이 전류 제어 장치 및 방법과 이를 이용한 3차원 ＬＥＤ 디스플레이 시스템{Apparatus and method for controlling current of 3 dimensional Light Emitting Diode display, and 3 dimensional Light Emitting Diode display system using thereof}Apparatus and method for controlling current of 3 dimensional Light Emitting Diode display, and 3 dimensional Light Emitting Diode display system using

본 발명은 3차원 LED 디스플레이 시스템의 전류 제어 기술에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 3차원 영상을 디스플레이하는 경우 LED 패널에 공급되어야 할 피크 전류를 감소시킴으로써 전력 계통의 열 손상이나 시스템 전체의 오작동 내지 셧다운을 방지함은 물론, 시스템의 설계 및 제조 시에 공간 및 비용 효율을 개선하는 3차원 LED 디스플레이 전류 제어 장치 및 방법과 이를 이용한 3차원 LED 디스플레이 시스템에 관한 것이다.
The present invention relates to a current control technology of a three-dimensional LED display system, and more particularly, to reduce the peak current to be supplied to the LED panel when displaying a three-dimensional image, such as thermal damage of the power system or malfunction of the system as a whole. The present invention relates to a three-dimensional LED display current control device and method for preventing shutdown, as well as improving space and cost efficiency in the design and manufacture of the system, and a three-dimensional LED display system using the same.

LED 디스플레이 패널(Light Emitting Diode Display Panel)은 LED를 정렬한 RGB 픽셀의 배열을 통해 선택적으로 빛을 방사함으로써 전기 신호를 영상 데이터로 출력하는 디스플레이 장치를 말한다. 최근, LED 디스플레이 패널을 이용한 3차원 입체 영상 기술이 급속도로 발전함에 따라 3차원 LED 디스플레이 장치, 예컨대 3차원 LED TV 등의 보급률이 급격히 증가하고 있는 추세이다.The LED display panel refers to a display device that outputs an electric signal as image data by selectively emitting light through an array of RGB pixels in which LEDs are aligned. Recently, as the 3D stereoscopic image technology using the LED display panel is rapidly developed, the penetration rate of the 3D LED display device, for example, the 3D LED TV, is rapidly increasing.

그러나, 3차원 LED 디스플레이 장치들은 2차원 영상을 제공하는 경우보다 3차원 영상을 제공하는 경우, 더욱 높은 피크치를 지닌 전류를 사용하기 때문에 발열에 의한 주변 부품의 열 손상이나 시스템 전체의 오작동 내지 셧다운(shutdown) 등을 초래하는 문제가 있다. 또한, 3차원 영상을 제공하는 경우 많은 전력이 충?방전되기 때문에 전압 리플(Ripple)이 커지는 문제가 있다. 더욱이, 이러한 문제들을 보완하기 위해 설계된 전원 공급 장치를 사용하는 경우 제품의 크기가 커지고 제조 비용이 증가하는 등 공간 및 비용 효율이 저하되는 문제가 있다.
However, since 3D LED display devices use a current having a higher peak value when providing a 3D image than when providing a 2D image, thermal damage of peripheral components due to heat generation or a malfunction or shutdown of the entire system may be caused. shutdown). In addition, when a 3D image is provided, a large amount of power is charged and discharged, thereby increasing a voltage ripple. Moreover, when using a power supply designed to compensate for these problems, there is a problem in that space and cost efficiency are deteriorated, such as an increase in the size of a product and an increase in manufacturing cost.

본 발명의 실시예들은, 3차원 LED 디스플레이 시스템에서 3차원 영상을 디스플레이하는 경우 LED 패널에 공급되어야 할 피크 전류를 감소시킴으로써, 전력 계통의 열 손상이나 시스템 전체의 오작동 내지 셧다운을 방지함은 물론, 많은 전력이 충?방전됨으로써 야기되는 전압 리플 문제를 해결하고자 한다.Embodiments of the present invention, by reducing the peak current to be supplied to the LED panel when displaying a three-dimensional image in the three-dimensional LED display system, as well as to prevent thermal damage of the power system or malfunction or shutdown of the entire system, To solve the voltage ripple problem caused by a large amount of charge and discharge.

또한, 전력 공급 장치에 요구되는 용량성 소자의 크기를 감소시킴으로써, 3차원 LED 디스플레이 시스템의 설계 및 제조 시에 공간 및 비용 효율을 더욱 개선하고자 한다.In addition, by reducing the size of the capacitive element required for the power supply, it is intended to further improve space and cost efficiency in the design and manufacture of a three-dimensional LED display system.

또한, 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면, 본 발명에 따른 실시예들이 상기 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들을 해결할 수 있음을 아래의 기재로부터 명확하게 이해할 수 있을 것이다.
In addition, those skilled in the art to which the present invention pertains will be clearly understood from the following description that embodiments according to the present invention can solve other technical problems not mentioned above.

본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 LED 디스플레이 전류 제어 장치는, 교류 전원을 직류 전원으로 변환하는 전원 변환부; 및 LED 패널을 통해 3차원 영상을 디스플레이하는 경우 상기 변환된 직류 전원을 이용하여 상기 LED 패널의 LED 어레이 각각에 일정 지연시간을 두고 순차적으로 전류를 공급하는 어레이 전류 제어부를 포함한다.3D LED display current control device according to an embodiment of the present invention, the power conversion unit for converting AC power to DC power; And an array current controller for sequentially supplying current with a predetermined delay time to each of the LED arrays of the LED panel using the converted DC power when displaying a 3D image through the LED panel.

일 실시예에 있어서, 상기 전원 변환부는, 상기 교류 전원의 전압 및 전류의 위상을 동일하게 변환하는 제1 변환기부; 상기 변환된 교류 전원을 저장하는 링크 커패시터부; 및 상기 링크 커패시터에 저장된 전원을 직류 전원으로 변환하는 제2 변환기부를 포함한다.In one embodiment, the power conversion unit, the first converter unit for converting the phase of the voltage and current of the AC power source; A link capacitor unit for storing the converted AC power; And a second converter configured to convert power stored in the link capacitor into DC power.

일 실시예에 있어서, 상기 제2 변환기부는, 상기 LED 패널을 통해 3차원 영상이 디스플레이되는 경우 상기 링크 커패시터에 저장된 전원을 펄스 형태의 직류 전원으로 변환한다.In an embodiment, when the 3D image is displayed through the LED panel, the second converter converts the power stored in the link capacitor into a DC power in pulse form.

일 실시예에 있어서, 상기 전원 변환부는, 소정 주파수를 지닌 외부 전원을 상기 교류 전원으로 정류하는 정류부를 더 포함한다.In one embodiment, the power converter further includes a rectifier for rectifying the external power having a predetermined frequency to the AC power.

일 실시예에 있어서, 상기 어레이 전류 제어부는, 상기 LED 어레이 각각에 펄스 형태의 전류를 공급한다.In an embodiment, the array current controller supplies a pulse current to each of the LED arrays.

일 실시예에 있어서, 상기 어레이 전류 제어부는, 상기 LED 어레이 각각에 동일한 펄스 폭 및 전류값을 지니는 펄스 형태의 전류를 공급한다.In one embodiment, the array current control unit supplies a current in the form of a pulse having the same pulse width and current value to each of the LED array.

일 실시예에 있어서, 상기 어레이 전류 제어부는, 상기 LED 어레이 각각에 공급되는 전류들의 순시값의 합이 상기 LED 패널을 통해 2차원 영상을 디스플레이하는 경우보다 크지 않도록 상기 지연시간을 결정하여 상기 LED 어레이 각각에 순차적으로 전류를 공급한다.In example embodiments, the array current controller determines the delay time such that the sum of instantaneous values of currents supplied to each of the LED arrays is not greater than when displaying a two-dimensional image through the LED panel. Supply current sequentially to each.

본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 LED 디스플레이 시스템은, LED 패널을 통해 2차원 영상 또는 3차원 영상을 디스플레이하는 LED 패널부; 및 상기 LED 패널을 통해 3차원 영상을 디스플레이하는 경우 상기 LED 패널의 LED 어레이 각각에 일정 지연시간을 두고 순차적으로 전류를 공급하는 3차원 LED 디스플레이 전류 제어 장치를 포함한다.Three-dimensional LED display system according to an embodiment of the present invention, the LED panel unit for displaying a two-dimensional image or a three-dimensional image through the LED panel; And a 3D LED display current control device that sequentially supplies current with a predetermined delay time to each of the LED arrays of the LED panel when displaying a 3D image through the LED panel.

본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 LED 디스플레이 전류 제어 방법은, 전원 변환 장치에서 교류 전원을 직류 전원으로 변환하는 전원 변환 단계; 및 LED 패널을 통해 3차원 영상을 디스플레이하는 경우 LED 드라이버에서 상기 변환된 직류 전원을 이용하여 상기 LED 패널의 LED 어레이 각각에 일정 지연시간을 두고 순차적으로 전류를 공급하는 어레이 전류 제어 단계를 포함한다.
Three-dimensional LED display current control method according to an embodiment of the present invention, the power conversion step of converting AC power to DC power in the power converter; And an array current control step of sequentially supplying current to the LED array of the LED panel with a predetermined delay time by using the converted DC power in the LED driver when displaying a 3D image through the LED panel.

본 발명의 실시예들은, 3차원 LED 디스플레이 시스템에서 3차원 영상을 디스플레이하는 경우 LED 패널에 공급되어야 할 피크 전류를 감소시킴으로써, 전력 계통의 열 손상이나 시스템 전체의 오작동 내지 셧다운을 방지할 수 있음은 물론, 많은 전력이 충?방전됨으로써 야기되는 전압 리플 문제를 해결할 수 있다.Embodiments of the present invention, by reducing the peak current to be supplied to the LED panel when displaying a three-dimensional image in the three-dimensional LED display system, it is possible to prevent thermal damage of the power system or malfunction or shutdown of the system as a whole Of course, it is possible to solve the voltage ripple problem caused by charging and discharging a lot of power.

나아가, 전력 공급 장치에 요구되는 용량성 소자의 크기를 감소시킴으로써, 3차원 LED 디스플레이 시스템의 설계 및 제조 시에 공간 및 비용 효율을 더욱 개선할 수 있다.
Furthermore, by reducing the size of the capacitive elements required for the power supply, it is possible to further improve space and cost efficiency in the design and manufacture of three-dimensional LED display systems.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 LED 디스플레이 전류 제어 장치를 이용한 3차원 LED 디스플레이 시스템을 나타낸 블록도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 LED 디스플레이 전류 제어 방법을 나타낸 흐름도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 LED 디스플레이 전류 제어 장치의 전원 변환부의 일례를 나타낸 도면.
도 4는 3차원 영상을 디스플레이하는 경우 각각의 LED 어레이에 공급되는 전류를 나타낸 도면.
도 5는 3차원 영상을 디스플레이하는 경우 발생 가능한 입?출력 전력 상황을 나타낸 그래프.
도 6은 3차원 영상을 디스플레이하는 경우 발생 가능한 최악의 입?출력 전력 상황을 나타낸 그래프.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 LED 디스플레이 전류 제어 장치에 의해 각각의 LED 어레이에 공급되는 전류를 나타낸 도면.1 is a block diagram showing a three-dimensional LED display system using a three-dimensional LED display current control device according to an embodiment of the present invention.
2 is a flow chart showing a three-dimensional LED display current control method according to an embodiment of the present invention.
3 is a view showing an example of a power conversion unit of the three-dimensional LED display current control device according to an embodiment of the present invention.
4 is a view showing a current supplied to each LED array when displaying a three-dimensional image.
5 is a graph illustrating an input / output power situation that may occur when displaying a 3D image.
6 is a graph illustrating the worst case input / output power situation that may occur when displaying a 3D image.
7 is a diagram showing the current supplied to each LED array by the three-dimensional LED display current control device according to an embodiment of the present invention.

이하, 본 발명의 기술적 과제에 관한 해결 방안을 명확화하기 위해 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다. 다만, 본 발명을 설명함에 있어서 관련 공지기술에 관한 설명이 오히려 본 발명의 요지를 불명료하게 할 수 있다고 판단되는 경우 그에 관한 설명을 생략하기로 한다. 또한, 후술하는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자 등의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있을 것이다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings in order to clarify a solution related to the technical problem of the present invention. However, in describing the present invention, when it is determined that the description of the related known technology may make the gist of the present invention unclear, the description thereof will be omitted. In addition, terms to be described later are terms defined in consideration of functions in the present invention, which may vary according to intentions or customs of users, operators, and the like. Therefore, the definition should be based on the contents throughout this specification.

도 1에는 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 LED 디스플레이 전류 제어 장치를 이용한 3차원 LED 디스플레이 시스템이 블록도로 도시되어 있다.1 is a block diagram of a three-dimensional LED display system using a three-dimensional LED display current control device according to an embodiment of the present invention.

도 2에는 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 LED 디스플레이 전류 제어 방법이 흐름도로 도시되어 있다.2 is a flowchart illustrating a three-dimensional LED display current control method according to an embodiment of the present invention.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 3차원 LED 디스플레이 시스템, 예컨대 3차원 LED TV 시스템은 3차원 LED 디스플레이 전류 제어 장치(100) 및 LED 패널부(130)를 포함한다.As shown in FIGS. 1 and 2, the 3D LED display system, such as a 3D LED TV system, includes a 3D LED display current control device 100 and an LED panel unit 130.

상기 LED 패널부(130)는, 사용자 선택 모드(2D mode 또는 3D mode)에 따라 LED 패널(LED Panel)을 통해 2차원 영상 또는 3차원 영상을 디스플레이할 수 있다.The LED panel 130 may display a 2D image or a 3D image through an LED panel according to a user selection mode (2D mode or 3D mode).

상기 3차원 LED 디스플레이 전류 제어 장치(100)는, 상기 LED 패널을 통해 3차원 영상을 디스플레이하는 경우 상기 LED 패널의 LED 어레이(LED Array) 각각에 일정 지연시간을 두고 순차적으로 전류를 공급한다(S210 내지 S240). 이를 위해, 상기 3차원 LED 디스플레이 전류 제어 장치(100)는 전원 변환부(110) 및 어레이 전류 제어부(120)를 포함할 수 있다.When the 3D LED display current control device 100 displays a 3D image through the LED panel, the 3D LED display current control device 100 sequentially supplies current to each of the LED arrays of the LED panel with a predetermined delay time (S210). To S240). To this end, the three-dimensional LED display current control device 100 may include a power converter 110 and the array current controller 120.

상기 전원 변환부(110)는, 상기 LED 패널부(130)에 사용되는 전원을 공급하기 위해 교류 전원을 직류 전원으로 변환한다.The power conversion unit 110 converts AC power into DC power to supply power used in the LED panel 130.

도 3에는 상기 전원 변환부(110)의 일례가 도시되어 있다.3 illustrates an example of the power converter 110.

도 3에 도시된 바와 같이, 상기 전원 변환부(110)는 제1 변환기부(330), 링크 커패시터(340) 및 제2 변환기부(350)을 포함하며, 정류부(320)를 더 포함할 수 있다. 도 3에서 제2 변환기부(350)의 출력 단자에 연결된 커패시터(360)는 상기 제2 변환기부(350)의 출력 용량(capacitance)을 나타내고, 저항(370)은 부하(load)의 모델 링 저항(resistance)을 나타낸다.As shown in FIG. 3, the power converter 110 may include a first converter 330, a link capacitor 340, and a second converter 350, and may further include a rectifier 320. have. In FIG. 3, the capacitor 360 connected to the output terminal of the second converter unit 350 represents the output capacitance of the second converter unit 350, and the resistor 370 represents the modeling resistance of the load. (resistance).

상기 정류부(320)는, 소정 주파수를 지닌 외부 전원(310)을 교류 전원으로 정류한다(S210). 이 경우, 상기 정류부(320)는 다이오드로 구성된 전파 정류기(full wave rectifier)를 이용할 수 있다.The rectifier 320 rectifies the external power source 310 having a predetermined frequency into an AC power source (S210). In this case, the rectifier 320 may use a full wave rectifier composed of a diode.

상기 제1 변환기부(330)는, 최대 역률(Unity Power Factor)을 보장하기 위해서 상기 교류 전원의 전압 및 전류의 위상을 동일하게 변환한다. 이 경우, 상기 제1 변환기부(330)는 PFC(Power Factor Correction) 회로를 사용할 수 있다. 그 결과, 상기 변환된 교류 전원, 즉 입력 전력(Pin)의 전압과 전류의 위상은 동일하며, 그 모양도 정현파(Pure Sine-Wave)에 가까워진다. 또한, 상기 입력 전력(Pin)의 모양은 오프셋(Offset)을 가지며 외부 전원(310) 주파수의 두 배의 주파를 지닌다.The first converter 330 converts a phase of the voltage and the current of the AC power supply in the same manner to ensure a maximum power factor. In this case, the first converter 330 may use a power factor correction (PFC) circuit. As a result, the phase of the voltage and the current of the converted AC power source, that is, the input power Pin is the same, and the shape is also close to a sine wave. In addition, the shape of the input power Pin has an offset and has a frequency twice the frequency of the external power supply 310.

상기 링크 커패시터(340)는, 상기 변환된 교류 전원을 저장한다.The link capacitor 340 stores the converted AC power.

상기 제2 변환기부(350)는, 상기 링크 커패시터(340)에 저장된 전원을 직류 전원으로 변환한다(S220). 상기 제2 변환기부(350)는, 상기 LED 패널을 통해 3차원 영상이 디스플레이되는 경우 상기 링크 커패시터(340)에 저장된 전원을 펄스 형태의 직류 전원으로 변환한다(S230). 이를 위해, 상기 제2 변환기부(350)는 스위치 형의 직류/직류 컨버터(DC/DC Converter)를 사용할 수 있다.The second converter 350 converts the power stored in the link capacitor 340 into DC power (S220). When the 3D image is displayed through the LED panel, the second converter 350 converts the power stored in the link capacitor 340 into a DC power in the form of a pulse (S230). To this end, the second converter 350 may use a switch type DC / DC converter.

이와 같이, 상기 전원 변환부(110)는, 상기 3차원 LED 디스플레이 시스템의 3D 모드 성능(performance)을 최대화하기 위해 외부 전원(310) 주기의 반 주기 중 일부 시간 동안만 상기 LED 패널부(130)의 LED 패널에 전류를 공급하게 된다.As such, the power conversion unit 110 may operate the LED panel 130 only for a part of a half period of the external power supply 310 cycle in order to maximize the 3D mode performance of the 3D LED display system. Supply current to the LED panel.

도 4에는 3차원 영상을 디스플레이하는 경우 각각의 LED 어레이에 공급되는 전류가 도시되어 있다.4 shows the current supplied to each LED array when displaying a 3D image.

도 4에 도시된 바와 같이, 3차원 LED 디스플레이 시스템, 예컨대 3차원 LED TV 시스템에서 3D 모드가 선택되어 3차원 영상이 디스플레이되는 경우, 2차원 영상이 디스플레이되는 경우보다 LED 패널에 필요한 전류의 피크치가 높다. 즉, 3차원 영상이 디스플레이되는 경우 상기 LED 패널의 LED 어레이 각각에 공급되는 전류들의 순시값의 합은 특정 순간 2차원 영상이 디스플레이되는 경우보다 커지게 된다.As shown in FIG. 4, when a 3D mode is selected and a 3D image is displayed in a 3D LED display system, for example, a 3D LED TV system, the peak value of the current required for the LED panel is higher than when the 2D image is displayed. high. That is, when the 3D image is displayed, the sum of the instantaneous values of the currents supplied to each of the LED arrays of the LED panel becomes larger than when the instantaneous 2D image is displayed.

도 5에는 3차원 영상을 디스플레이하는 경우 발생 가능한 입?출력 전력 상황이 그래프로 도시되어 있다.5 is a graph illustrating input and output power situations that may occur when displaying a 3D image.

도 5에 도시된 바와 같이, 3차원 LED 디스플레이 시스템에서, 예컨대 3차원 LED TV 시스템에서 상기 변환된 교류 전원에 의한 입력 전력(Pin)의 주파수를 120Hz로 가정하면, 상기 3차원 LED TV의 3D 모드 성능 구현을 위해, LED 어레이 각각에 공급되는 출력 전력(Po)은 8.33ms 주기를 지닌 펄스(Pulse) 형태로, 한 주기당 최대 전력(Po.max) 공급 구간이 17%(0.42ms), 최소 전력(Po.min) 공급 구간이 83%(6.91ms)가 되도록 구현할 수 있다. 이 경우, 상기 최소 전력(Po.min)이 0이 아닌 이유는 LED 패널에 전류가 공급되지 않는 경우에도 사운드 출력 또는 스탠바이 블록(Standby Block)을 위해 전력이 공급되고 있기 때문이다. 또한, 위에서 설명한 바와 같이 상기 제1 변환기부(330)에 의해 입력 전압 및 전류가 동위상을 가지므로 입력 전력(Pin)은 평균 입력 전력을 오프셋으로 갖는 사인파형이 된다. 상기 입력 전력(Pin)의 크기가 상기 출력 전력(Po)의 크기에 비해 작은 경우(A 영역)에는 상기 링크 커패시터(340)가 방전되며, 반대의 경우(B 영역)에는 그 차이만큼 상기 링크 커패시터(340)가 충전된다. 이 경우, 상기 링크 커패시터(340)에는 링크 전압(Vlink)이 걸리게 되며 상기 입력 전력(Pin)과 상기 출력 전력(Po)의 변화에 따라 상기 링크 전압(Vlink)의 크기가 변하게 된다. 즉, 상기 링크 전압(Vlink)이 최대값(Vlink . max)과 최소값(Vlink . min) 사이에서 변동하는 리플(Ripple)이 발생하게 된다. 결국, 3차원 LED 디스플레이 시스템에서는 도 5의 A 영역 및 B 영역 만큼에 해당하는 에너지가 충?방전하면서 상기 링크 전압의 리플을 결정하게 된다. 그러나, 상기 출력 전력(Po)의 최대 전력(Po.max) 구간은 일정한 위상이 아닌 임의의 위상에 놓일 수 있다.As shown in FIG. 5, in the 3D LED display system, for example, assuming that the frequency of the input power Pin by the converted AC power is 120 Hz in the 3D LED TV system, the 3D mode of the 3D LED TV is shown. To achieve performance, the output power (Po) supplied to each of the LED arrays is in the form of a pulse with a 8.33ms period, with a maximum power supply period of 17% (0.42ms) and a minimum The power supply period can be implemented to be 83% (6.91 ms). In this case, the minimum power Po.min is not 0 because power is supplied for the sound output or the standby block even when no current is supplied to the LED panel. In addition, as described above, since the input voltage and the current are in phase by the first converter unit 330, the input power Pin becomes a sinusoidal waveform having an average input power as an offset. When the magnitude of the input power Pin is smaller than the magnitude of the output power Po (area A), the link capacitor 340 is discharged, and in the opposite case (area B), the link capacitor is equal to the difference. 340 is charged. In this case, a link voltage V link is applied to the link capacitor 340, and a magnitude of the link voltage V link is changed according to the change of the input power Pin and the output power Po. That is, a ripple occurs in which the link voltage V link varies between a maximum value V link . Max and a minimum value V link . Min . As a result, in the 3D LED display system, energy corresponding to areas A and B of FIG. 5 is charged and discharged to determine the ripple of the link voltage. However, the maximum power Po.max section of the output power Po may be in an arbitrary phase rather than a constant phase.

도 6에는 3차원 영상을 디스플레이하는 경우 발생 가능한 최악의 입?출력 전력 상황이 그래프로 도시되어 있다.FIG. 6 is a graph illustrating a worst case input / output power situation that may occur when displaying a 3D image.

도 6에 도시된 바와 같이, 상기 출력 전력(Po)의 최대 전력(Po.max) 구간이 상기 입력 전력(Pin)의 최소 전력 구간과 일치하게 되는 경우, 상기 링크 커패시터(340)로부터 방전되는 전력량(A 구간) 및 상기 링크 커패시터(340)로 충전되는 전력량(B 구간)이 최대치에 이르게 된다. 이는 상기 링크 전압(Vlink)의 리플이 최대가 됨을 의미한다. 이러한 최악의 상황을 고려하지 않고 시스템을 설계한 경우, 상기 제1 변환기부(330) 및 상기 제2 변환기부(350)를 연결하는 상기 링크 커패시터(340)의 링크 전압(Vlink)이 설계된 최소값 이하로 떨어질 수 있으며, 이에 따라 과전류 방지(OCP) 동작에 의한 시스템 셧다운(Shutdown)을 초래할 수 있다. 또한, 1차 측 전류 증가로 인한 발열 문제 등 시스템에 악영향을 초래하게 된다.As illustrated in FIG. 6, when the maximum power Po.max section of the output power Po coincides with the minimum power section of the input power Pin, the amount of power discharged from the link capacitor 340. (A section) and the amount of power charged in the link capacitor 340 (B section) reach a maximum value. This means that the ripple of the link voltage V link is maximized. If the system is designed without considering the worst case, the minimum value of the link voltage V link of the link capacitor 340 connecting the first converter unit 330 and the second converter unit 350 is designed. It can fall below, resulting in system shutdown by overcurrent protection (OCP) operation. In addition, adverse effects on the system, such as heat generation problems due to the increase of the primary side current.

그러나, 이러한 최악의 상황을 고려하여 시스템을 설계할 경우, 상기 링크 커패시터(340)의 용량을 증가시켜야만 링크 전압(Vlink)이 설계자에 의해 설정된 값보다 떨어지지 않도록 보장할 수 있다. 이는 3차원 LED 디스플레이 시스템에 사용되는 전원 공급 장치의 크기 및 제조 비용을 증가시키는 문제를 초래하게 된다.However, when designing a system in consideration of such a worst case, it is necessary to increase the capacity of the link capacitor 340 to ensure that the link voltage V link does not fall below the value set by the designer. This leads to the problem of increasing the size and manufacturing cost of the power supply used in the three-dimensional LED display system.

이와 같이, 3차원 LED 디스플레이 시스템에서 3차원 영상을 디스플레이하는 경우 2차원 영상을 디스플레이하는 경우에 비해 LED 패널로 큰 피크성 전류를 공급하기 때문에 전력 계통은 물론 시스템 전체에 많은 문제점을 초래하게 된다.As such, in the case of displaying a 3D image in a 3D LED display system, since a large peak current is supplied to the LED panel as compared to the case of displaying a 2D image, it causes many problems not only in the power system but also in the entire system.

따라서, 상기 어레이 전류 제어부(120)는, LED 패널을 통해 3차원 영상을 디스플레이하는 경우 상기 변환된 직류 전원을 이용하여 상기 LED 패널의 LED 어레이 각각에 일정 지연시간을 두고 순차적으로 전류를 공급한다(S240). 이 경우, 상기 어레이 전류 제어부(120)는 상기 LED 어레이 각각에 펄스 형태의 전류를 공급할 수 있으며, 상기 LED 어레이 각각에 공급되는 상기 펄스 형태의 전류는 동일한 펄스 폭 및 전류값을 지닐 수 있다. 또한, 일 실시예에 있어서, 상기 어레이 전류 제어부(120)는 상기 LED 어레이 각각에 공급되는 전류들의 순시값의 합이 상기 LED 패널을 통해 2차원 영상을 디스플레이하는 경우보다 크지 않도록 상기 지연시간을 결정하여 상기 LED 어레이 각각에 순차적으로 전류를 공급할 수 있다.Therefore, when displaying a 3D image through the LED panel, the array current controller 120 sequentially supplies current to the LED array of the LED panel with a predetermined delay time using the converted DC power ( S240). In this case, the array current controller 120 may supply a pulse type current to each of the LED arrays, and the pulse type current supplied to each of the LED arrays may have the same pulse width and current value. In addition, in one embodiment, the array current controller 120 determines the delay time such that the sum of instantaneous values of currents supplied to each of the LED arrays is not greater than when displaying a 2D image through the LED panel. The current may be sequentially supplied to each of the LED arrays.

도 7에는 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 LED 디스플레이 전류 제어 장치에 의해 각각의 LED 어레이에 공급되는 전류가 도시되어 있다.Figure 7 shows the current supplied to each LED array by the three-dimensional LED display current control device according to an embodiment of the present invention.

도 7에 도시된 바와 같이, 3차원 LED 디스플레이 시스템, 예컨대 3차원 LED TV 시스템의 LED 패널이 총 10개의 LED 어레이(Array)들로 구성되어 있고, 각각의 어레이는 16개의 스트링(String)으로 구성되어 있다고 가정한다. 그리고, 상기 3차원 LED TV 시스템의 3D 성능을 구현하기 위해 하나의 LED에 공급하여야 하는 전류가 150mA라고 한다면, 1개의 어레이에는 150mA×16=2.4[A]의 전류를 공급하여야 한다. 따라서, LED 패널에 공급하여야 하는 피크성 전류는 24[A]가 된다.As shown in FIG. 7, the LED panel of a three-dimensional LED display system, such as a three-dimensional LED TV system, is composed of a total of ten LED arrays, each of which consists of sixteen strings. Assume that it is. In addition, if the current to be supplied to one LED is 150 mA to implement the 3D performance of the 3D LED TV system, one array must be supplied with a current of 150 mA x 16 = 2.4 [A]. Therefore, the peak current to be supplied to the LED panel is 24 [A].

따라서, 상기 어레이 전류 제어부(120)는 1개의 어레이마다 0.489ms의 지연시간을 두어 순차적으로 3D 성능에 필요한 전류를 공급하게 된다. 그 결과, 상기 LED 패널에 매 순간 공급되는 전류의 순시치는 최대 3개의 LED 어레이에 공급되는 전류들의 순시치 합이 된다. 즉, 상기 LED 패널에 공급되는 전류의 피크치는 2.4A×3=7.2[A]에 불과하다. 반면, 3차원 LED TV 시스템에서 2차원 영상을 디스플레이하는 경우 1개의 LED 어레이에 공급하여야 하는 전류량은 0.95[A]이지만, 10개의 LED 어레이 전체가 쉬는 구간 없이 모두 켜져 있어야 하므로 LED 패널에 공급하여야 하는 전류의 피크치는 9.5[A]에 이르게 된다. 이와 같이, 본 발명의 실시예들은 3D 모드 시의 피크 전류를 2D 모드 시의 피크 전류보다 낮출 수 있게 되어 과전류에 의해 초래되는 문제들을 해결할 수 있게 된다.Accordingly, the array current controller 120 sequentially supplies 0.489 ms of delay time for each array to sequentially supply current required for 3D performance. As a result, the instantaneous value of the instantaneous current supplied to the LED panel is the instantaneous sum of the currents supplied to the maximum of three LED arrays. That is, the peak value of the current supplied to the LED panel is only 2.4A x 3 = 7.2 [A]. On the other hand, when displaying a 2D image in a 3D LED TV system, the amount of current to be supplied to one LED array is 0.95 [A], but since all 10 LED arrays must be turned on without a rest period, they must be supplied to the LED panel. The peak value of the current reaches 9.5 [A]. As described above, embodiments of the present invention can lower the peak current in the 3D mode than the peak current in the 2D mode, thereby solving the problems caused by the overcurrent.

일 실시예에 있어서, 상기 어레이 전류 제어부(120)는 3차원 LED 디스플레이 시스템에서 LED 패널로 공급되는 전류를 제어하는 LED 드라이버(LED Driver)의 마이컴(Microcomputer)으로 하여금 상술한 동작들을 실행하도록 프로그래밍함으로써 별도 장치의 추가 없이 간단하게 구현할 수 있다. 즉, 본 발명의 실시예들은 컴퓨터로 판독할 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽어들일 수 있는 프로그램 코드를 이용하여 구현하는 것이 가능하다. 본 발명의 실시예들이 소프트웨어를 통해 실행될 때, 본 발명의 구성 수단들은 필요한 작업을 실행하는 코드 세그먼트들이다. 또한, 프로그램 또는 코드 세그먼트들은 컴퓨터의 프로세서 판독가능 매체에 저장되거나 전송 매체 또는 통신망을 통해 반송파와 결합된 컴퓨터 데이터 신호로 전송될 수 있다.In one embodiment, the array current controller 120 is configured to program the microcomputer of the LED driver to control the current supplied to the LED panel in the three-dimensional LED display system to perform the above-described operations. It can be implemented simply without adding a separate device. That is, embodiments of the present invention can be implemented using a program code that can be read by a computer in a computer-readable recording medium. When embodiments of the present invention are executed through software, the constituent means of the present invention are code segments for performing a necessary task. In addition, the program or code segments may be stored in a computer readable medium of a computer or transmitted as a computer data signal coupled with a carrier via a transmission medium or a communication network.

컴퓨터 판독가능 기록매체에는 컴퓨터 시스템에 의해 읽혀질 수 있는 데이터를 저장하는 모든 종류의 기록장치가 포함된다. 예컨대, 컴퓨터 판독가능 기록매체에는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피디스크, 광데이터 저장장치 등이 포함될 수 있다. 또한, 컴퓨터 판독가능 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어 컴퓨터가 읽어들일 수 있는 코드를 분산방식으로 저장하고 실행되도록 할 수 있다.Computer-readable recording media include all kinds of recording devices for storing data that can be read by a computer system. For example, the computer-readable recording medium may include a ROM, a RAM, a CD-ROM, a magnetic tape, a floppy disk, an optical data storage device, and the like. The computer readable recording medium can also be distributed over network coupled computer systems so that the computer can store and execute the code that is readable.

상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예들은 3차원 LED 디스플레이 시스템에서 3차원 영상을 디스플레이하는 경우 LED 패널에 공급되어야 할 피크 전류를 감소시킴으로써, 전력 계통의 열 손상이나 시스템 전체의 오작동 내지 셧다운을 방지할 수 있음은 물론, 많은 전력이 충?방전됨으로써 야기되는 전압 리플 문제를 해결할 수 있다. 나아가, 전력 공급 장치에 요구되는 용량성 소자의 크기를 감소시킴으로써, 3차원 LED 디스플레이 시스템의 설계 및 제조 시에 공간 및 비용 효율을 더욱 개선할 수 있다.As described above, embodiments of the present invention reduce the peak current to be supplied to the LED panel when displaying a three-dimensional image in a three-dimensional LED display system, thereby preventing thermal damage of the power system or malfunction or shutdown of the entire system. In addition, it can solve the voltage ripple problem caused by charging and discharging a lot of power. Furthermore, by reducing the size of the capacitive elements required for the power supply, it is possible to further improve space and cost efficiency in the design and manufacture of three-dimensional LED display systems.

지금까지 본 발명에 대해 실시예들을 참고하여 설명하였다. 그러나 당업자라면 본 발명의 본질적인 기술적 사상으로부터 벗어나지 않는 범위에서 본 발명이 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 즉, 본 발명의 진정한 기술적 범위는 첨부된 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 균등범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.So far, the present invention has been described with reference to the embodiments. However, one of ordinary skill in the art will appreciate that the present invention can be implemented in a modified form without departing from the essential technical spirit of the present invention. Therefore, the disclosed embodiments should be considered in an illustrative rather than a restrictive sense. That is, the true technical scope of the present invention is shown in the appended claims, and all differences within the equivalent scope will be construed as being included in the present invention.

Claims (19)

교류 전원을 직류 전원으로 변환하는 전원 변환부; 및
LED 패널을 통해 3차원 영상을 디스플레이하는 경우 상기 변환된 직류 전원을 이용하여 상기 LED 패널의 LED 어레이 각각에 일정 지연시간을 두고 순차적으로 전류를 공급하는 어레이 전류 제어부를 포함하는 3차원 LED 디스플레이 전류 제어 장치.A power converter converting AC power into DC power; And
When displaying a 3D image through the LED panel 3D LED display current control including an array current control unit for supplying a current sequentially with a predetermined delay time to each of the LED array of the LED panel using the converted DC power supply Device. 제1항에 있어서,
상기 전원 변환부는,
상기 교류 전원의 전압 및 전류의 위상을 동일하게 변환하는 제1 변환기부;
상기 변환된 교류 전원을 저장하는 링크 커패시터부; 및
상기 링크 커패시터에 저장된 전원을 직류 전원으로 변환하는 제2 변환기부를 포함하는 3차원 LED 디스플레이 전류 제어 장치.The method of claim 1,
The power converter,
A first converter unit converting a phase of a voltage and a current of the AC power supply in the same manner;
A link capacitor unit for storing the converted AC power; And
3D LED display current control device including a second converter for converting the power stored in the link capacitor to direct current power. 제2항에 있어서,
상기 제2 변환기부는, 상기 LED 패널을 통해 3차원 영상이 디스플레이되는 경우 상기 링크 커패시터에 저장된 전원을 펄스 형태의 직류 전원으로 변환하는 3차원 LED 디스플레이 전류 제어 장치.The method of claim 2,
The second converter unit, the 3D LED display current control device for converting the power stored in the link capacitor to a direct current power supply in the form of a pulse when the 3D image is displayed through the LED panel. 제2항에 있어서,
상기 전원 변환부는, 소정 주파수를 지닌 외부 전원을 상기 교류 전원으로 정류하는 정류부를 포함하는 3차원 LED 디스플레이 전류 제어 장치.The method of claim 2,
The power conversion unit, 3D LED display current control device including a rectifier for rectifying the external power having a predetermined frequency to the AC power. 제1항에 있어서,
상기 어레이 전류 제어부는, 상기 LED 어레이 각각에 펄스 형태의 전류를 공급하는 3차원 LED 디스플레이 전류 제어 장치.The method of claim 1,
The array current controller is a three-dimensional LED display current control device for supplying a pulse-shaped current to each of the LED array. 제5항에 있어서,
상기 어레이 전류 제어부는, 상기 LED 어레이 각각에 동일한 펄스 폭 및 전류값을 지니는 펄스 형태의 전류를 공급하는 3차원 LED 디스플레이 전류 제어 장치.The method of claim 5,
The array current controller is a three-dimensional LED display current control device for supplying a pulse-shaped current having the same pulse width and current value to each of the LED array. 제6항에 있어서,
상기 어레이 전류 제어부는, 상기 LED 어레이 각각에 공급되는 전류들의 순시값의 합이 상기 LED 패널을 통해 2차원 영상을 디스플레이하는 경우보다 크지 않도록 상기 지연시간을 결정하여 상기 LED 어레이 각각에 순차적으로 전류를 공급하는 3차원 LED 디스플레이 전류 제어 장치.The method of claim 6,
The array current controller determines the delay time so that the sum of the instantaneous values of the currents supplied to each of the LED arrays is not greater than when displaying a two-dimensional image through the LED panel and sequentially supplies current to each of the LED arrays. Supply 3D LED display current control device. LED 패널을 통해 2차원 영상 또는 3차원 영상을 디스플레이하는 LED 패널부; 및
상기 LED 패널을 통해 3차원 영상을 디스플레이하는 경우 상기 LED 패널의 LED 어레이 각각에 일정 지연시간을 두고 순차적으로 전류를 공급하는 3차원 LED 디스플레이 전류 제어 장치를 포함하는 3차원 LED 디스플레이 시스템.An LED panel unit displaying a 2D image or a 3D image through the LED panel; And
3D LED display system including a three-dimensional LED display current control device for sequentially supplying a current with a predetermined delay time to each of the LED array of the LED panel when displaying a three-dimensional image through the LED panel. 제8항에 있어서,
3차원 LED 디스플레이 전류 제어 장치는,
교류 전원을 펄스 형태의 직류 전원으로 변환하는 전원 변환부; 및
상기 LED 패널을 통해 3차원 영상을 디스플레이하는 경우 상기 변환된 직류 전원을 이용하여 상기 LED 패널의 LED 어레이 각각에 일정 지연시간을 두고 순차적으로 전류를 공급하는 어레이 전류 제어부를 포함하는 3차원 LED 디스플레이 시스템.The method of claim 8,
3D LED display current control device,
A power converter converting AC power into a DC power in pulse form; And
3D LED display system including an array current control unit for supplying a current sequentially with a predetermined delay time to each of the LED array of the LED panel using the converted DC power when displaying a 3D image through the LED panel . 제9항에 있어서,
상기 어레이 전류 제어부는, 상기 LED 어레이 각각에 펄스 형태의 전류를 공급하는 3차원 LED 디스플레이 시스템.10. The method of claim 9,
The array current controller is a three-dimensional LED display system for supplying a pulse-shaped current to each of the LED array. 제10항에 있어서,
상기 어레이 전류 제어부는, 상기 LED 어레이 각각에 동일한 펄스 폭 및 전류값을 지니는 펄스 형태의 전류를 공급하는 3차원 LED 디스플레이 시스템.The method of claim 10,
The array current controller is a three-dimensional LED display system for supplying a pulse-shaped current having the same pulse width and current value to each of the LED array. 제11항에 있어서,
상기 어레이 전류 제어부는, 상기 LED 어레이 각각에 공급되는 전류들의 순시값의 합이 상기 LED 패널을 통해 2차원 영상을 디스플레이하는 경우보다 크지 않도록 상기 지연시간을 결정하여 상기 LED 어레이 각각에 순차적으로 전류를 공급하는 3차원 LED 디스플레이 시스템.The method of claim 11,
The array current controller determines the delay time so that the sum of the instantaneous values of the currents supplied to each of the LED arrays is not greater than when displaying a two-dimensional image through the LED panel and sequentially supplies current to each of the LED arrays. 3D LED display system. 3차원 LED 디스플레이 시스템에서 전류를 제어하는 방법에 있어서,
전원 변환 장치에서 교류 전원을 직류 전원으로 변환하는 전원 변환 단계; 및
LED 패널을 통해 3차원 영상을 디스플레이하는 경우 LED 드라이버에서 상기 변환된 직류 전원을 이용하여 상기 LED 패널의 LED 어레이 각각에 일정 지연시간을 두고 순차적으로 전류를 공급하는 어레이 전류 제어 단계를 포함하는 3차원 LED 디스플레이 전류 제어 방법.In the method of controlling the current in a three-dimensional LED display system,
A power conversion step of converting AC power into DC power in the power conversion device; And
In the case of displaying a three-dimensional image through the LED panel 3D including an array current control step of sequentially supplying current to the LED array of the LED panel with a predetermined delay time using the converted DC power in the LED driver LED display current control method. 제13항에 있어서,
상기 전원 변환 단계는,
상기 교류 전원의 전압 및 전류의 위상을 동일하게 변환하는 제1 변환 단계;
상기 변환된 교류 전원을 링크 커패시터에 저장하는 단계; 및
상기 링크 커패시터에 저장된 전원을 직류 전원으로 변환하는 제2 변환 단계를 포함하는 3차원 LED 디스플레이 전류 제어 방법.The method of claim 13,
The power conversion step,
A first conversion step of converting a phase of a voltage and a current of the AC power supply in the same manner;
Storing the converted AC power in a link capacitor; And
And converting the power stored in the link capacitor into a direct current power. 제14항에 있어서,
상기 제2 변환 단계는, 상기 LED 패널을 통해 3차원 영상이 디스플레이되는 경우 상기 링크 커패시터에 저장된 전원을 펄스 형태의 직류 전원으로 변환하는 단계인 3차원 LED 디스플레이 전류 제어 방법.The method of claim 14,
Wherein the second conversion step, when the three-dimensional image is displayed through the LED panel is a step of converting the power stored in the link capacitor to a direct current power in the form of a pulse. 제14항에 있어서,
상기 전원 변환 단계는, 소정 주파수를 지닌 외부 전원을 상기 교류 전원으로 정류하는 정류 단계를 포함하는 3차원 LED 디스플레이 전류 제어 방법.The method of claim 14,
The power conversion step, the rectifying step of rectifying the external power source having a predetermined frequency to the AC power supply. 제13항에 있어서,
상기 어레이 전류 제어 단계는, 상기 LED 어레이 각각에 펄스 형태의 전류를 공급하는 단계인 3차원 LED 디스플레이 전류 제어 방법.The method of claim 13,
The array current control step is a step of supplying a pulse-shaped current to each of the LED array current control method of the three-dimensional LED display. 제17항에 있어서,
상기 어레이 전류 제어 단계는, 상기 LED 어레이 각각에 동일한 펄스 폭 및 전류값을 지니는 펄스 형태의 전류를 공급하는 단계인 3차원 LED 디스플레이 전류 제어 방법.The method of claim 17,
The array current control step is a step of supplying a pulse-shaped current having the same pulse width and current value to each of the LED array current control method of the three-dimensional LED display. 제18항에 있어서,
상기 어레이 전류 제어 단계는, 상기 LED 어레이 각각에 공급되는 전류들의 순시값의 합이 상기 LED 패널을 통해 2차원 영상을 디스플레이하는 경우보다 크지 않도록 상기 지연시간을 결정하여 상기 LED 어레이 각각에 순차적으로 전류를 공급하는 단계인 3차원 LED 디스플레이 전류 제어 방법.The method of claim 18,
In the array current control step, the delay time is determined so that the sum of the instantaneous values of the currents supplied to each of the LED arrays is not greater than that of displaying a two-dimensional image through the LED panel, thereby sequentially supplying current to each of the LED arrays. Supplying a three-dimensional LED display current control method.
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