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KR20130071327A - Dc/dc converter with multiple outputs - Google Patents

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Publication number
KR20130071327A
KR20130071327A KR1020120025595A KR20120025595A KR20130071327A KR 20130071327 A KR20130071327 A KR 20130071327A KR 1020120025595 A KR1020120025595 A KR 1020120025595A KR 20120025595 A KR20120025595 A KR 20120025595A KR 20130071327 A KR20130071327 A KR 20130071327A
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KR
South Korea
Prior art keywords
signal
voltage
switch
output voltage
current
Prior art date
Application number
KR1020120025595A
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Korean (ko)
Inventor
리우 다
Original Assignee
오투 마이크로, 인코포레이티드
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Priority claimed from US13/331,265 external-priority patent/US8587221B2/en
Application filed by 오투 마이크로, 인코포레이티드 filed Critical 오투 마이크로, 인코포레이티드
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Abstract

PURPOSE: A DC/DC converter having multiple outputs is provided to reduce manufacturing costs of a display system by omitting an opto-coupler in the display system. CONSTITUTION: A transformer(332) comprises a main winding(LP), a first auxiliary winding(L1), and a second auxiliary winding(L2). A switch control device is connected to the main winding. The switch control device controls a first output voltage. A driver control device(324) is connected to the first auxiliary winding. The driver control device makes a second switch flicker by turns. [Reference numerals] (314) DC/DC control device; (324) Driver control device; (328) Micro control device; (AA) Video control device; (BB) Audio control device

Description

복수 출력을 가진 ＤＣ／ＤＣ 컨버터{DC/DC CONVERTER WITH MULTIPLE OUTPUTS}DC / DC Converters with Multiple Outputs {DC / DC CONVERTER WITH MULTIPLE OUTPUTS}

본 출원은 복수 출력을 가진 DC/DC 컨버터(DC/DC CONVERTER WITH MULTIPLE OUTPUTS)에 관한 것이다. The present application relates to a DC / DC converter with multiple outputs (DC / DC CONVERTER WITH MULTIPLE OUTPUTS).

디스플레이 시스템은 일반적으로 조명 모듈(illuminating module)과 제어 모듈을 포함한다. 조명 모듈은 예를 들어 하나 또는 그 이상의 복수 발광 다이오드(LED) 스트링(string)을 포함한다. 마이크로-제어장치, 비디오 프로세서 및 오디오 프로세서를 포함할 수 있는 제어 모듈(control module)은 조명 모듈의 온/오프 및 조광(dimming)을 제어하고, 그리고 비디오 및 오디오 신호를 처리한다. 조명 모듈의 전력 요구(requirement) 및 제어 모듈의 전력 요구는 서로 다를 수 있다. 이로 인하여 입력 AC 전압은 제1 DC 전압으로 변환되어 조명 모듈에 전력을 공급하고, 그리고 제1 DC 전압과 서로 다른 제2 DC 전압으로 변환하여 제어 모듈에 전력을 공급한다. Display systems generally include an illuminating module and a control module. The lighting module comprises, for example, one or more strings of light emitting diodes (LEDs). A control module, which may include a micro-controller, a video processor and an audio processor, controls on / off and dimming of the lighting module and processes video and audio signals. The power requirements of the lighting module and the power requirements of the control module may be different. As a result, the input AC voltage is converted into a first DC voltage to supply power to the lighting module, and then to a second DC voltage different from the first DC voltage to supply power to the control module.

도 1은 종래의 디스플레이 시스템(100)의 실시 예를 예시한 것이다. AC/DC 컨버터(104)는 AC 전력 공급원(102)으로부터 AC 전압을 수신하고 DC 전압(VIN)을 출력한다. 변압기(transformer)(130)는 주 권선(primary winding)(106)에서 DC 전압(VIN)을 수신하고, 제1 보조 권선(first secondary winding)(110)에서 출력 전압(VOUT1)을 발생시키고, 그리고 제2 보조 권선(108)에서 출력 전압(VOUT2)을 발생시킨다. 출력 전압(VOUT1)은 마이크로 제어장치, 비디오 프로세서 및 오디오 프로세서를 포함하는 제어 모듈(128)에 전력을 공급하기 위하여 사용된다. 출력 전압(VOUT2)은 복수의 LED 스트링을 포함하는 조명 모듈(126)에 전력을 공급하기 위하여 사용된다. 제어 모듈(128)은 온/오프 신호를 발생시켜 조명 모둘(126)을 켜거나 끄고(온 시키거나 오프 시키고)(turn on or turn off), 그리고 조광 신호(dimming signal)(DIM)를 발생시켜 조명 모듈(126)의 휘도(brightness)를 조절한다. 오류 증폭기(error amplifier)(118)는 전압 분배기(voltage divider)(120)를 통하여 출력 전압(VOUT1)을 감지하고, 옵토커플러(optocoupler)(116)를 제어하여 출력 전압(VOUT1)을 나타내는 되먹임 신호(feedback signal)(FB)를 발생시킨다. DC/DC 제어 장치(114)는 되먹임 신호(FB)를 수신하고, 펄스 신호를 발생시켜 주 권선(106)에 직렬로 연결된 스위치(112)를 제어한다. 스위치(112)를 제어하는 것에 의하여, 주 권선(106)으로부터 보조 권선(110)으로 전송된 전력을 조절하여, 출력 전압(VOUT1)이 제어 모듈(128)의 전력 요구를 충족시키는 제1 수준까지 조절될 수 있다. 스위치(112)를 제어하는 것에 의하여, 출력 전압(VOUT2)이 또한 다양하게 될 수 있다. 예를 들어, 부스트(boost) 컨버터(122)와 같은 전력 컨버터가 보조 권선(108)과 조명 모듈(126) 사이에 연결될 수 있다. 부스트 컨버터(122)는 조명 모듈(126)의 전력 요구를 충족시키기 위하여 출력 전압(VOUT2)을 제2 수준까지 조절한다. 이로 인하여 출력 전압(VOUT1)과 서로 다른 전압 수준을 가지는 출력 전압(VOUT2)을 발생시키기 위하여, 추가 전력 컨버터(예를 들어, 부스트 컨버터(122))가 사용되고, 그리고 이것은 시스템의 비용을 증가시킨다. 1 illustrates an embodiment of a conventional display system 100. AC / DC converter 104 receives an AC voltage from AC power source 102 and outputs a DC voltage VIN. Transformer 130 receives DC voltage VIN at primary winding 106, generates output voltage VOUT1 at first secondary winding 110, and The second auxiliary winding 108 generates an output voltage VOUT2. Output voltage VOUT1 is used to power control module 128, which includes a microcontroller, a video processor and an audio processor. The output voltage VOUT2 is used to power the lighting module 126 comprising a plurality of LED strings. The control module 128 generates an on / off signal to turn the lighting module 126 on or off (turn on or turn off) and generate a dimming signal (DIM). Adjust the brightness of the lighting module 126. Error amplifier 118 senses output voltage VOUT1 through voltage divider 120 and controls optocoupler 116 to indicate a feedback signal indicative of output voltage VOUT1. Generate a feedback signal (FB). The DC / DC control device 114 receives the feedback signal FB and generates a pulse signal to control the switch 112 connected in series with the main winding 106. By controlling the switch 112, the power transmitted from the main winding 106 to the auxiliary winding 110 is adjusted so that the output voltage VOUT1 reaches a first level where the power requirements of the control module 128 are met. Can be adjusted. By controlling the switch 112, the output voltage VOUT2 can also be varied. For example, a power converter such as boost converter 122 may be connected between auxiliary winding 108 and lighting module 126. The boost converter 122 adjusts the output voltage VOUT2 to a second level to meet the power requirements of the lighting module 126. Thereby an additional power converter (eg boost converter 122) is used to generate an output voltage VOUT2 having a different voltage level than the output voltage VOUT1, which increases the cost of the system.

도 2는 종래의 디스플레이 시스템(200)의 또 다른 실시 예를 도시한 것이다. 도 1과 동일한 도면 부호가 부여된 구성요소는 유사한 기능을 가진다. 2 illustrates another embodiment of a conventional display system 200. Components denoted with the same reference numerals as those of FIG. 1 have similar functions.

종래의 디스플레이 시스템(200)은 제1 변압기(230)와 제2 변압기(232)를 포함한다. 제1 변압기(230)는 제1 출력 전압(VOUT1)을 발생시켜 제어 모듈(128)에 전력을 공급한다. 제2 변압기(232)는 제2 출력 전압(VOUT2)을 발생시켜 조명 모듈(126)에 전력을 공급한다. 제1 DC/DC 제어장치(214)는 제1 변압기(230)의 주 권선과 직렬로 연결된 제1 스위치(204)를 제어하여, 제1 옵토커플러(236)로부터 전송되는 되먹임 신호(FB1)에 기초하여 출력 전압(VOUT1)을 조절한다. 제2 DC/DC 제어장치(216)는 제2 변압기(232)의 주 권선과 직렬로 연결된 제2 스위치(202)를 제어하여, 제2 옵토커플러(234)로부터 전달된 되먹임 신호(FB2)에 기초하여 출력 전압(VOUT2)을 조절한다. 그러므로 추가 DC/DC 제어장치(216), 추가 변압기(232) 및 추가 옵토커플러(234)가 사용되고, 이것은 또한 시스템의 비용을 증가시킨다. The conventional display system 200 includes a first transformer 230 and a second transformer 232. The first transformer 230 generates a first output voltage VOUT1 to supply power to the control module 128. The second transformer 232 generates a second output voltage VOUT2 to supply power to the lighting module 126. The first DC / DC controller 214 controls the first switch 204 connected in series with the main winding of the first transformer 230 to the feedback signal FB1 transmitted from the first optocoupler 236. The output voltage VOUT1 is adjusted based on this. The second DC / DC controller 216 controls the second switch 202 connected in series with the main winding of the second transformer 232 to the feedback signal FB2 transmitted from the second optocoupler 234. The output voltage VOUT2 is adjusted based on this. Therefore, additional DC / DC controller 216, additional transformer 232 and additional optocoupler 234 are used, which also increases the cost of the system.

본 발명의 실시 형태는 DC/DC 컨버터를 제공한다. Embodiments of the present invention provide a DC / DC converter.

DC/DC 컨버터는 변압기, 스위치 제어장치 및 드라이버 제어장치를 포함한다. 변압기는 전력 공급원에 연결된 주 권선, 제1 부하에 제1 출력 전압을 제공하는 제1 보조 권선 및 제2 부하에 제2 출력 전압을 제공하는 제2 보조 권선을 가진다. 스위치 제어장치는 주 권선에 연결되고, 그리고 주 권선에 연결된 제1 스위치를 제어하여, 주 권선에 대한 입력 전력을 제어하고, 그리고 제1 부하의 전력 요구에 기초하여 제1 출력 전압을 조절한다. 드라이버 제어장치는 제2 보조 권선에 연결되고, 펄스 신호를 발생하여, 제2 보조 권선에 연결된 제2 스위치를 교대로 점멸시켜(turn on and turn off) 제2 부하의 전력 요구에 기초하여 제2 출력 전압을 조절한다 DC / DC converters include transformers, switch controls, and driver controls. The transformer has a main winding connected to a power supply, a first auxiliary winding providing a first output voltage to a first load, and a second auxiliary winding providing a second output voltage to a second load. The switch controller is connected to the main winding and controls a first switch connected to the main winding to control the input power to the main winding and adjust the first output voltage based on the power demand of the first load. The driver control device is connected to the second auxiliary winding, generates a pulse signal, and turns on and turn off a second switch connected to the second auxiliary winding to generate a second signal based on the power demand of the second load. Regulate the output voltage

본 발명의 적절한 실시 형태에 따르면, DC/DC 컨버터는 전력 공급원에 연결된 주 권선, 제1 부하에 제1 출력 전압을 제공하는 제1 보조 권선 및 제2 부하에 제2 출력 전압을 제공하는 제2 보조 권선을 가지는 변압기; 상기 제1 부하의 전력 요구에 기초하여 상기 주 권선에 대한 입력 전력을 제어하고 그리고 상기 제1 출력 전압을 조절하기 위하여 상기 주 권선에 연결된 제1 스위치를 제어하도록 상기 주 권선에 연결된 스위치 제어장치; 및 펄스 변조 신호를 발생시키고 상기 제2 부하의 전력 요구에 기초하여 상기 제2 보조 권선에 연결된 제2 스위치를 교대로 점멸시켜(turn on and turn off) 상기 제2 출력 전압을 조절하는 드라이버 제어장치를 포함한다. According to a suitable embodiment of the invention, the DC / DC converter comprises a main winding connected to a power supply, a first auxiliary winding providing a first output voltage to a first load and a second providing a second output voltage to a second load. A transformer having an auxiliary winding; A switch control device coupled to the main winding to control an input power to the main winding based on a power demand of the first load and to control a first switch connected to the main winding to regulate the first output voltage; And a driver control device for generating a pulse modulated signal and adjusting the second output voltage by alternately turning on and turning off a second switch connected to the second auxiliary winding based on a power demand of the second load. It includes.

본 발명의 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 변압기로부터 제1 부하로 전송되는 제1 출력 전압을 제어하기 위한 드라이버 제어장치는 상기 변압기의 제1 보조 권선으로부터 스위치 제어장치의 작동 주파수를 나타내는 동기화 신호를 수신하는 동기화 단자; 상기 제1 출력 전압을 나타내는 전압 감지 신호를 수신하는 전압 감지 단자; 상기 제1 부하를 통하여 흐르는 전류를 나타내는 전류 감지 신호를 수신하는 전류 감지 단자; 및 상기 동기화 신호, 상기 전압 감지 신호 및 상기 전류 감지 신호에 기초하여 펄스 변조 신호를 발생시켜 상기 제1 출력 전압을 조절하고 상기 드라이버 제어장치의 작동 주파수를 상기 스위치 제어장치의 상기 작동 주파수와 동기화시키는 구동 단자를 포함하고, 상기 드라이버 제어장치는 상기 변압기의 제2 보조 권선에 연결되고 그리고 상기 스위치 제어장치는 펄스-폭 변조(PWM) 신호를 발생시켜 상기 변압기의 주 권선에 연결된 제1 스위치를 교대로 점멸시키고 그리고 상기 PWM 신호의 듀티 사이클을 조절하는 것에 의하여 제2 출력 전압을 조절하기 위하여 상기 주 권선에 대한 입력 전력을 제어한다. According to another suitable embodiment of the invention, a driver control device for controlling a first output voltage transmitted from a transformer to a first load receives a synchronization signal indicative of the operating frequency of the switch control device from the first auxiliary winding of the transformer. A synchronization terminal; A voltage sensing terminal receiving a voltage sensing signal indicative of the first output voltage; A current sensing terminal receiving a current sensing signal indicative of a current flowing through the first load; And generating a pulse modulated signal based on the synchronization signal, the voltage sensing signal and the current sensing signal to adjust the first output voltage and synchronize the operating frequency of the driver control device with the operating frequency of the switch control device. A drive terminal, said driver control device being connected to a second auxiliary winding of said transformer and said switch control device generating a pulse-width modulation (PWM) signal to alternate a first switch connected to said transformer's main winding. By controlling the duty cycle of the PWM signal and controlling the input power to the main winding to regulate the second output voltage.

본 발명에 따른 컨버터는 디스플레이 시스템에서 부스트 컨버터, 추가적인 DC/DC 제어장치, 보조적인 변압기 또는 추가적인 옵토커플러가 필요 없게 되어 디스플레이 시스템의 제조비용이 감소될 수 있도록 한다는 이점을 가진다. The converter according to the invention has the advantage that the cost of the display system can be reduced by eliminating the need for a boost converter, an additional DC / DC controller, an auxiliary transformer or an additional optocoupler in the display system.

청구된 주제 사안의 실시 형태의 특징 및 이점은 도면을 참조하는 아래의 상세한 설명이 진행됨에 따라 명백해지고, 동일한 도면 부호는 동일한 부분을 나타내는 도면은 아래와 같다.
도 1은 종래의 디스플레이 시스템의 실시 예를 예시한 것이다.
도 2는 종래의 디스플레이 시스템의 또 다른 실시 예를 예시한 것이다.
도 3은 본 발명의 하나의 실시 형태에 따른 디스플레이 시스템을 예시한 것이다.
도 4는 본 발명의 하나의 실시 형태에 따른 도 3에 제시된 드라이버 제어장치의 실시 예를 예시한 것이다.
도 5는 본 발명의 하나의 실시 형태에 따른 도 3의 디스플레이 시스템과 관련되는 파형(waveforms)의 실시 예를 예시한 것이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시 형태에 따른 디스플레이 시스템을 예시한 것이다.
도 7은 본 발명의 하나의 실시 형태에 따른 도 6에서 제시된 디스플레이 시스템과 관련된 파형의 실시 예를 예시한 것이다.
도 8은 본 발명의 하나의 실시 형태에 따른 복수의 출력 전압을 발생시키는 변압기를 제어하기 위한 방법의 순서도(flowchart)를 예시한 것이다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시 형태에 따른 디스플레이 시스템을 예시한 것이다.
도 10은 본 발명의 하나의 실시 형태에 따른 도 9에 제시된 드라이버 제어장치의 실시 예를 예시한 것이다.
도 11은 본 발명에의 하나의 실시 형태에 따른 도 9에 제시된 디스플레이 시스템과 관련된 파형의 실시 예를 예시한 것이다.
도 12는 본 발명의 실시 형태에 따른 복수의 출력 전압을 발생시키는 변압기를 제어하기 위한 방법의 순서도를 예시한 것이다. Features and advantages of embodiments of the claimed subject matter become apparent as the following detailed description proceeds with reference to the drawings, wherein like reference numerals refer to like parts.
1 illustrates an embodiment of a conventional display system.
2 illustrates another embodiment of a conventional display system.
3 illustrates a display system according to one embodiment of the invention.
FIG. 4 illustrates an example of the driver control apparatus shown in FIG. 3 according to one embodiment of the present invention.
5 illustrates an example of waveforms associated with the display system of FIG. 3 in accordance with one embodiment of the present invention.
6 illustrates a display system according to another embodiment of the present invention.
FIG. 7 illustrates an example of waveforms associated with the display system shown in FIG. 6 in accordance with one embodiment of the present invention.
8 illustrates a flowchart of a method for controlling a transformer that generates a plurality of output voltages in accordance with one embodiment of the present invention.
9 illustrates a display system according to another embodiment of the present invention.
10 illustrates an example of the driver control apparatus shown in FIG. 9 according to an embodiment of the present invention.
FIG. 11 illustrates an example of waveforms associated with the display system shown in FIG. 9 in accordance with one embodiment of the present invention.
12 illustrates a flowchart of a method for controlling a transformer that generates a plurality of output voltages in accordance with an embodiment of the present invention.

아래에서 본 발명의 실시 형태에 대한 참조가 상세하게 기술될 것이다. 본 발명은 이러한 실시 형태와 관련하여 기술되는 한편, 그들이 이러한 실시 형태에 본 발명을 제한하기 위한 의도를 가지는 것으로 이해되지 않을 것이다. 이와 반대로, 본 발명은 첨부된 청구범위에 의하여 규정되는 본 발명의 기술적 사상 및 범위에 포함되는 대안 발명, 변형 발명 및 등가 발명을 포함하는 의도를 가진다. Reference will now be made in detail to the embodiments of the present invention. While the present invention has been described in connection with such embodiments, it will not be understood that they have the intention to limit the invention to such embodiments. On the contrary, the invention is intended to cover alternatives, modifications, and equivalents included in the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims.

추가로 본 발명의 아래의 설명에서, 수많은 구체적인 상세한 사항들이 본 발명의 철저한 이해를 제공하기 위하여 개시된다. 그러나 이 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 이러한 구체적인 상세한 사항들이 없이 실행될 수 있다는 것을 인지할 것이다. 다른 실시 예에서, 공지된 방법, 절차, 구성요소 및 회로는 본 발명의 특징을 불필요하게 모호하게 만들지 않도록 하기 위하여 기술되지 않을 것이다. Further in the following description of the invention, numerous specific details are set forth in order to provide a thorough understanding of the invention. However, one of ordinary skill in the art will recognize that the present invention may be practiced without these specific details. In other embodiments, well-known methods, procedures, components, and circuits will not be described in order not to unnecessarily obscure features of the present invention.

본 발명의 설명에서 '연결된'은 '결합된(coupled)'을 포함하는 의미이며, 연결되는 구성 요소들 사이에 제3의 구성요소가 개입(존재)하는 경우를 포함하여 나타내는 용어입니다. In the description of the present invention, 'coupled' is meant to include 'coupled' and includes a case in which a third component is interposed (exists) between components to be connected.

도 3은 본 발명의 하나의 실시 형태에 따른 디스플레이 시스템(300)을 예시한 것이다. 디스플레이 시스템(300)은 AC 전력 공급원(302)로부터 AC 전압을 DC 전압(VIN)으로 변환하기 위한 AC/DC 컨버터[예를 들어 브리지 정류기(304)를 포함하는], 그리고 DC 전압(VIN)을 제1 출력 전압(VOUT1) 및 제2 출력 전압(VOUT2)으로 변환하기 위한 DC/DC 컨버터(301)를 포함한다. DC/DC 컨버터(301)는 브리지 정류기(304)에 연결된 변압기(332)를 포함한다. 변압기(332)는 주 권선(LP), 보조 권선(L1) 및 보조 권선(L2)을 포함한다. DC/DC 컨버터(301)는 추가로 변압기(332)의 주 권선(LP)에 직렬로 연결된 스위치(Q1), 보조 권선(L2)에 직렬로 연결된 스위치(Q2), 주 권선(LP)에 대한 입력 전력을 제어하여 출력 전압(VOUT1)을 조절하기 위하여 스위치(Q1)에 연결된 DC/DC 제어장치(314) 및 스위치(Q2)를 제어하여 출력 전압(VOUT2)을 조절하기 위한 드라이버 제어장치(324)를 포함한다. 도 3의 실시 예에서, 스위치(Q1)는 n-형 금속 산화막 반도체 전계 효과 트랜지스터(N-type Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor, NMOSFET)가 되고 그리고 스위치(Q2)는 p-형 금속 산화막 반도체 전계 효과 트랜지스터(PMOSFET)가 된다. 3 illustrates a display system 300 according to one embodiment of the invention. Display system 300 converts an AC / DC converter (including, for example, bridge rectifier 304) for converting an AC voltage from DC power source 302 to a DC voltage VIN, and a DC voltage VIN. And a DC / DC converter 301 for converting the first output voltage VOUT1 and the second output voltage VOUT2. The DC / DC converter 301 includes a transformer 332 connected to the bridge rectifier 304. Transformer 332 includes a primary winding LP, an auxiliary winding L1 and an auxiliary winding L2. The DC / DC converter 301 further includes a switch Q1 connected in series to the main winding LP of the transformer 332, a switch Q2 connected in series to the auxiliary winding L2, and a main winding LP. Driver control device 324 for controlling output voltage VOUT2 by controlling switch Q2 and DC / DC controller 314 connected to switch Q1 to control input power to adjust output voltage VOUT1. ). In the embodiment of FIG. 3, the switch Q1 becomes an n-type metal oxide semiconductor field effect transistor (NMOSFET) and the switch Q2 is a p-type metal oxide semiconductor field effect transistor. It becomes a transistor (PMOSFET).

작동 과정에서, 변압기(332)는 주 권선(LP)에서 DC 전압(VIN)을 수신하고, 그리고 보조 권선(L1, L2)에 각각 2개의 출력 전압(VOUT1, VOUT2)을 공급한다. 하나의 실시 형태에서. 출력 전압(VOUT1)은 마이크로 제어장치, 비디오 프로세서 및 오디오 프로세서를 포함하는 제어 모듈(328)에 공급된다. 마이크로-제어장치는, 예를 들어 사용자의 입력에 따라 비디오 및 오디오 출력을 조절하기 위하여, 비디오 프로세서와 오디오 프로세서를 제어할 수 있다. 출력 전압(VOUT2)은, 예를 들어 복수의 LED 스트링과 같은, 하나 또는 그 이상의 광원을 포함하는 조명 모듈(326)에 공급될 수 있다. 제어 모듈(328)은 조명 모듈(326)을 켜거나 또는 끄기 위하여 온/오프 신호를 발생시키고, 조명 모듈(326)의 휘도를 조절하기 위하여 조광 신호(dimming signal)(DIM)를 발생시킨다. 오류 증폭기(318)는 보조 권선(L1)에 연결된, 예를 들어 전압 분배기(320)와 같은, 전압 센서를 통하여 출력 전압(VOUT1)을 감지하고, 옵토커플러(316)를 제어하여 출력 전압(VOUT1)을 나타내는 되먹임 신호(FB)를 발생시킨다. DC/DC 제어장치(314)는 옵토커플러(316)로부터 되먹임 신호(FB)를 수신하며, 스위치(Q1)에 직렬로 연결된 전류 센서(330)로부터 감지 신호(LPSEN)를 수신하고, 그리고 제1 전압까지 출력 전압(VOUT1)을 조절하기 위하여 스위치(Q1)를 제어하는 제어 신호(DRV1)를 발생시킨다. 하나의 실시 형태에서, 제어 신호(DRV1)는, 예를 들어 펄스-폭 변조(PWM) 신호와 같은, 펄스 변조 신호(pulse modulation signal)가 된다. 감지 신호(LPSEN)는 주 권선(LP)를 통하여 흐르는 전류를 나타낸다. In operation, the transformer 332 receives the DC voltage VIN at the primary winding LP, and supplies two output voltages VOUT1 and VOUT2 to the auxiliary windings L1 and L2, respectively. In one embodiment. The output voltage VOUT1 is supplied to a control module 328 which includes a microcontroller, a video processor and an audio processor. The micro-controller may control the video processor and the audio processor, for example, to adjust the video and audio output in accordance with the user's input. The output voltage VOUT2 can be supplied to an illumination module 326 comprising one or more light sources, for example, a plurality of LED strings. The control module 328 generates an on / off signal to turn on or off the lighting module 326, and generates a dimming signal DIM to adjust the brightness of the lighting module 326. The error amplifier 318 senses the output voltage VOUT1 through a voltage sensor, such as, for example, a voltage divider 320, connected to the auxiliary winding L1, and controls the optocoupler 316 to control the output voltage VOUT1. Generates a feedback signal FB. The DC / DC controller 314 receives the feedback signal FB from the optocoupler 316, receives the sensing signal LPSEN from the current sensor 330 connected in series with the switch Q1, and receives a first signal. In order to regulate the output voltage VOUT1 to the voltage, a control signal DRV1 for controlling the switch Q1 is generated. In one embodiment, the control signal DRV1 becomes a pulse modulation signal, such as, for example, a pulse-width modulation (PWM) signal. The sense signal LPSEN represents a current flowing through the main winding LP.

드라이버 제어장치(324)는 조명 모듈(326)에서 LED 스트링 각각을 통하여 흐르는 전류를 나타내는 감지 신호(ISEN_1, ISEN_2, ... , ISEN_N)를 수신하고, 보조 권선(L2)의 전압(VOUT2)을 나타내는 감지 신호(VSEN)를 수신한다. 하나의 실시 형태에서, 감지 신호(VSEN)는, 예를 들어 보조 권선(L2)에 연결된 전압 분배기(338)와 같은, 전압 센서로부터 얻어진다. 드라이버 제어장치(324)는 목표 전압에 이르도록 출력 전압(VOUT2)을 조절하도록 스위치(Q2)를 제어하기 위하여 감지 신호(ISEN_1, ISEN_2, ... , ISEN_N)에 따라 제어 신호(DRV2)를 발생시킨다. 하나의 실시 형태에서, 제어 신호(DRV2)는, 예를 들어 PWM 신호와 같은, 펄스 변조 신호가 된다. 드라이버 제어장치(324)는 또한 제어 모듈(328)에 의하여 발생된 온/오프 신호 및 조광 신호(dimming signal)(DIM)에 기초하여 조명 모듈(326)의 온/오프 상태 및 조광(dimming)을 제어한다. The driver controller 324 receives the sensing signals ISEN_1, ISEN_2,..., ISEN_N representing the current flowing through each of the LED strings in the lighting module 326, and the voltage VOUT2 of the auxiliary winding L2 is received. Receive the sense signal VSEN indicating. In one embodiment, the sense signal VSEN is obtained from a voltage sensor, for example a voltage divider 338 connected to the auxiliary winding L2. The driver controller 324 generates the control signal DRV2 according to the sense signals ISEN_1, ISEN_2,..., ISEN_N to control the switch Q2 to adjust the output voltage VOUT2 to reach the target voltage. Let's do it. In one embodiment, the control signal DRV2 is a pulse modulated signal, for example a PWM signal. The driver controller 324 also controls the on / off state and dimming of the illumination module 326 based on the on / off signal and the dimming signal (DIM) generated by the control module 328. To control.

도 4는 본 발명의 하나의 실시 형태에 따른 도 3에서 제시된 드라이버 제어장치(324)의 실시 예를 예시한 것이다. 도 4의 실시 예에서, 드라이버 제어장치(324)는 전류 조절 유닛(current regulation unit)(404), 기준 신호 발생기(reference signal generator)(410), 오류 증폭기(error amplifier)(408), 램프 신호 발생기(ramp signal generator)(412), 비교기(comparator)(406) 및 인버터 버퍼(inverter buffer)(402)를 포함한다. 도 4는 도 3과 함께 기술된다. 4 illustrates an example of the driver control apparatus 324 shown in FIG. 3 according to one embodiment of the present invention. In the embodiment of FIG. 4, the driver controller 324 includes a current regulation unit 404, a reference signal generator 410, an error amplifier 408, and a ramp signal. A generator 412, a comparator 406, and an inverter buffer 402. 4 is described in conjunction with FIG.

하나의 실시 형태에서, 전류 조절 유닛(404)은 각각의 LED 스트링을 통하여 흐르는 전류가 목표 전류 수준에 따라 실질적으로 동일하도록 조명 모듈(326)에 있는 LED 스트링을 통하여 흐르는 전류의 균형을 맞추기 위하여 작동할 수 있다. 본 명세서에서 사용될 때, ‘실질적으로 동일(substantially the same)'은 LED 스트링을 통하여 흐르는 전류가 LED 스트링이 비교적 균일한 휘도를 가진 바람직한 광 출력을 발생시키도록 하기 위한 범위 내에서 변하는 것을 포함하는 의미이다. In one embodiment, the current regulation unit 404 operates to balance the current flowing through the LED string in the lighting module 326 such that the current flowing through each LED string is substantially the same according to the target current level. can do. As used herein, 'substantially the same' means that the current flowing through the LED string varies within a range to cause the LED string to produce the desired light output with relatively uniform brightness. to be.

추가로 전류 조절 유닛(404)은 출력 전압(VOUT2)을 조절하여 조명 모듈(326)의 전력 요구를 충족시킬 수 있다. 보다 구체적으로, 하나의 실시 형태에서 전류 조절 유닛(404)은 각각의 LED 스트링을 가로지르는(across) 전압 강하(voltage drop)가, 각각의 LED 스트링이 목표 전류 수준과 실질적으로 동일한 전류를 발생시키는 것이 가능하도록 하기에 충분하도록 출력 전압(VOUT2)을 조절한다. 전류 조절 유닛(404)은 감지 신호(ISEN_1, ISEN_2, ... , ISEN_N)를 수신하고 조명 모듈(326)의 전력 요구에 기초하여 기준 신호(ADJ)를 발생시킴에 따라 기준 신호 발생기(410)를 제어한다. 하나의 실시 형태에서, 전류 조절 유닛(404)은 출력 전압(VOUT2)을 증가시키기 위하여 기준 신호 발생기(410)를 제어하여 기준 신호(ADJ)를 증가시킬 수 있고 그리고 역으로 작동할 수 있다. In addition, the current regulation unit 404 may adjust the output voltage VOUT2 to meet the power requirements of the lighting module 326. More specifically, in one embodiment, the current regulation unit 404 causes a voltage drop across each LED string such that each LED string generates a current that is substantially equal to the target current level. Adjust the output voltage VOUT2 to make it possible. The current regulation unit 404 receives the sense signals ISEN_1, ISEN_2,..., ISEN_N and generates a reference signal ADJ based on the power request of the lighting module 326, thereby generating the reference signal generator 410. To control. In one embodiment, the current regulation unit 404 can control the reference signal generator 410 to increase the output voltage VOUT2 to increase the reference signal ADJ and vice versa.

오류 증폭기(408)는 기준 신호(ADJ) 및 출력 전압(VOUT2)을 나타내는 감지 신호(VSEN)를 수신하고, 기준 신호(ADJ)를 감지 신호(VSEN)와 비교하는 것에 의하여 오류 신호(ER)를 발생시킨다. 하나의 실시 형태에서, 만약 기준 신호(ADJ)가 증가하면, 오류 증폭기(408)는 오류 신호(ER)를 증가시킨다. 비교기(406)는 오류 신호(ER)를 램프 신호 발생기(412)에 의하여 발생된 램프 신호(RAMP)와 비교하여 신호(DRV2B)를 발생시킨다. 하나의 실시 형태에서, 인버터 버퍼(402)는 신호(DRV2B)를 역전시키고(invert), 인버터 버퍼(402)를 통하여 제어 신호(DRV2)를 출력하여 보조 권선(L2)에 직렬로 연결된, 예를 들어 PMOSFET와 같은, 스위치(Q2)를 제어한다. 도 4의 실시 형태에서, 신호(DRV2B) 및 제어 신호(DRV2)는, 예를 들어 PWM 신호와 같은, 펄스 변조 신호가 될 수 있다. 만약 제어 신호(DRV2)가 제1 상태(예를 들어 디지털 0)가 된다면, 스위치(Q2)는 온(on) 상태가 된다. 만약 제어 신호(DRV2)가 제2 상태(예를 들어 디지털 1)가 된다면, 스위치(Q2)는 오프(off)가 된다. 신호(DRV2)의 듀티 사이클(duty cycle)은 오류 신호(ER)에 의하여 결정된다. 만약 오류 신호(ER)가 증가한다면, 하나의 실시 형태에서 비교기(406)는 제어 신호(DRV2B)의 듀티 사이클을 증가시킨다. 결과적으로 스위치(Q2)의 전도 듀티 사이클(conduction duty cycle)은 증가된다. 그러므로 보조 권선(L2)을 통하여 흐르는 평균 전류는 증가되고 이로 인하여 출력 전압(VOUT2)이 증가된다.The error amplifier 408 receives the sense signal VSEN representing the reference signal ADJ and the output voltage VOUT2, and compares the error signal ER by comparing the reference signal ADJ with the sense signal VSEN. Generate. In one embodiment, if the reference signal ADJ increases, the error amplifier 408 increases the error signal ER. The comparator 406 generates the signal DRV2B by comparing the error signal ER with the ramp signal RAMP generated by the ramp signal generator 412. In one embodiment, the inverter buffer 402 inverts the signal DRV2B and outputs the control signal DRV2 through the inverter buffer 402 to be connected in series with the auxiliary winding L2, for example. For example, the switch Q2, such as a PMOSFET, is controlled. In the embodiment of FIG. 4, signal DRV2B and control signal DRV2 may be a pulse modulated signal, such as, for example, a PWM signal. If the control signal DRV2 goes to the first state (eg, digital 0), the switch Q2 is turned on. If the control signal DRV2 goes to the second state (eg digital 1), the switch Q2 is off. The duty cycle of the signal DRV2 is determined by the error signal ER. If the error signal ER increases, in one embodiment the comparator 406 increases the duty cycle of the control signal DRV2B. As a result, the conduction duty cycle of the switch Q2 is increased. Therefore, the average current flowing through the auxiliary winding L2 is increased, thereby increasing the output voltage VOUT2.

도 5는 본 발명의 하나의 실시 형태에 따른 도 3에 제시된 디스플레이 시스템(300)과 관련된 파형(waveforms)의 실시 예를 예시한 것이다. 도 5는 도 3과 함께 기술이 된다. 보다 구체적으로 도 5는 DC/DC 제어장치(314)에 의하여 발생된 제어 신호(DRV1), 스위치(Q1)의 상태, 주 권선(LP)을 통하여 흐르는 전류(ILP), 보조 권선(L1)을 통하여 흐르는 전류(IL1), 드라이버 제어장치(324)에 의하여 발생된 제어 신호(DRV2) 및 보조 권선(L2)을 통하여 흐르는 전류(IL2)를 나타낸다. FIG. 5 illustrates an example of waveforms associated with the display system 300 shown in FIG. 3 in accordance with one embodiment of the present invention. 5 is described along with FIG. More specifically, FIG. 5 shows the control signal DRV1 generated by the DC / DC controller 314, the state of the switch Q1, the current I LP flowing through the main winding LP , and the auxiliary winding L1. The current I L1 flowing through the control signal, the control signal DRV2 generated by the driver controller 324, and the current I L2 flowing through the auxiliary winding L2 are shown.

작동 과정에서, DC/DC 제어장치(314)는 주 권선(LP)를 통하여 흐르는 전류(ILP)를 나타내는 감지 신호(LPSEN)를 수신하고, 제어 신호(DRV1)를 발생시켜 스위치(Q1)를 제어한다. 만약 DRV1이 예를 들어 디지털 1과 같은 제1 상태에 있다면, 스위치(Q1)는 온(on)이 되고, 주 권선(LP)을 통하여 흐르는 전류(ILP)는 증가한다. 스위치(Q1)가 온 상태에 있는 경우, 보조 권선(L1)에 연결된 다이오드(D1)와 보조 권선(L2)에 연결된 다이오드(D2)가 양쪽 모두 역-바이어스(reverse-biased)가 되므로 보조 권선(L1, L2)을 통하여 흐르는 전류가 존재하지 않게 된다. 감지 신호(LPSEN)의 전압이 미리 결정된 전압까지 증가하는 경우, 이것은 전류(ILP)가 미리 결정된 전류 수준(IPK)에 도달한 것을 나타내고, DC/DC 제어장치(314)는 예를 들어 디지털 0과 같은 제2 상태에 있는 제어 신호(DRV1)를 발생시키고 스위치(Q1)를 오프(off) 시킨다. 스위치(Q1)가 오프(off)가 되는 경우, 주 권선(LP)의 전류(ILP)가 0으로 감소하게 된다. 따라서 보조 권선(L1)의 전류(IL1)와 보조 권선(L2)의 전류(IL2)가 감소하고 양쪽 모두 스위치(Q2)에 의하여 조절된다. 스위치(Q2)의 전도 상태는 제어 신호(DRV2)에 의하여 제어된다. 주 권선(LP)의 감김 회수가 NP라고 가정하고, 보조 권선(L1)의 감김 회수가 N1, 그리고 보조 권선(L2)의 감김 회수가 N2라고 각각 가정한다. 만약 제어 신호(DRV2)가 제1 상태에 있다면, 스위치(Q2)가 온(on)이 되고 이로 인하여 전류(IL1)가 보조 권선(L1)으로부터 다이오드(D1)를 통하여 제어 모듈(328)로 흐르고 그리고 전류(IL2)가 접지(ground)로부터 스위치(Q2), 보조 권선(L2) 및 다이오드(D2)를 통하여 조명 모듈(326)로 흐른다. 스위치(Q2)가 온 상태가 되는 경우, 전류(IL1, IL2)는 아래와 같이 주어질 수 있다.
In operation, the DC / DC controller 314 receives the detection signal LPSEN representing the current I LP flowing through the main winding LP, generates a control signal DRV1, and switches the switch Q1. To control. If DRV1 is in the first state, for example digital 1, switch Q1 is on and the current I LP flowing through main winding LP is increased. When the switch Q1 is in the ON state, both the diode D1 connected to the auxiliary winding L1 and the diode D2 connected to the auxiliary winding L2 are reverse-biased, so that the auxiliary winding ( There is no current flowing through L1 and L2. If the voltage of the sense signal LPSEN increases to a predetermined voltage, this indicates that the current I LP has reached a predetermined current level IPK, and the DC / DC controller 314 is for example digital 0. The control signal DRV1 in the second state as shown in FIG. 3 is generated and the switch Q1 is turned off. When the switch Q1 is turned off, the current I LP of the main winding LP is reduced to zero. Therefore, the current I L1 of the auxiliary winding L1 and the current I L2 of the auxiliary winding L2 are reduced and both are controlled by the switch Q2. The conduction state of the switch Q2 is controlled by the control signal DRV2. Assume that the number of turns of the main winding LP is NP, and that the number of turns of the auxiliary winding L1 is N1 and that the number of turns of the auxiliary winding L2 is N2, respectively. If the control signal DRV2 is in the first state, the switch Q2 is turned on, thereby causing the current I L1 to flow from the auxiliary winding L1 to the control module 328 through the diode D1. And current I L2 flows from ground to switch module 326 through switch Q2, auxiliary winding L2 and diode D2. When the switch Q2 is turned on, the currents I L1 and I L2 may be given as follows.

NP*ILP = N1*IL1 + N2*IL2 (1)
NP * I LP = N1 * I L1 + N2 * I L2 (One)

만약 제어 신호(DRV2)가 제2 상태에 있다면, 스위치(Q2)는 오프가 되고 전류(IL2)가 컷-오프(cut-off) 상태를 유지한다. 스위치(Q2)가 오프가 되는 경우, 전류(IL1)는 아래와 같이 주어진다.If the control signal DRV2 is in the second state, the switch Q2 is turned off and the current I L2 remains in the cut-off state. When the switch Q2 is turned off, the current I L1 is given as follows.

NP*ILP = N1*IL1 (2) NP * I LP = N1 * I L1 (2)

예시 목적을 위하여, 비록 몇몇 적용 예에서 전류(ILP)는 일단 스위치(Q2)가 오프 상태가 되면 즉시 0으로 떨어지지만, 스위치가 오프가 되는 경우 전류(ILP)가 점차적으로 0으로 감소한다고 가정한다. 하나의 실시 형태에서, 변압기(332)는, 제어 신호(DRV1)가 고정된 주파수 및 조절 가능한 듀티 사이클을 가지는 고정 주파수 모드(constant frequency mode)에서 작동한다. 다른 실시 예에서, 제어 신호(DRV1)의 주파수 및 듀티 사이클이 모두 조절 가능하다. For illustration purposes, even though the current in some applications (I LP) is when the status once the switch (Q2) is turned off, only to fall immediately to zero, that the current (I LP) is gradually reduced to zero when the switch is turned off Assume In one embodiment, the transformer 332 operates in a constant frequency mode in which the control signal DRV1 has a fixed frequency and an adjustable duty cycle. In another embodiment, both the frequency and duty cycle of the control signal DRV1 are adjustable.

도 3 및 도 5와 관련하여 설명이 된 것처럼, DC/DC 제어장치(314)는, 주 권선(LP)에 대한 입력 전력을 제어하는 것에 의하여 보조 권선(L1)에서 발생된 출력 전압(VOUT1)을 조절한다. 보다 구체적으로, DC/DC 제어장치(314)는 되먹임 신호(FB)와 감지 신호(LPSEN)에 기초하여 주 권선(LP)에 직렬로 연결된 스위치(Q1)를 제어한다. 되먹임 신호(FB)는 출력 신호(VOUT1)를 나타낸다. 감지 신호(LPSEN)는 주 권선(LP)의 전류(ILP)를 나타낸다. 드라이버 제어장치(324)는 감지 신호(ISEN_1, ISEN_2, ... , ISEN_N)와 감지 신호(VSEN)에 기초하여 보조 권선(L2)과 직렬로 연결된 스위치(Q2)를 제어하는 것에 의하여 보조 권선(L2)에서 발생된 출력 전압(VOUT2)을 조절한다. 감지 신호(ISEN_1, ISEN_2, ... , ISEN_N)는 조명 모듈(326) 내에 있는 각각의 LED 스트링을 통하여 흐르는 전류를 나타낸다. 감지 신호(VSEN)는 출력 전압(VOUT2)을 나타낸다. 결과적으로, 종래의 디스플레이 시스템(100)의 부스트 컨버터(122) 또는 종래의 디스플레이 시스템(200)의 DC/DC 제어장치(216), 변압기(232) 및 옵토커플러(234)가 제거될 수 있고 이로 인하여 비용이 감소될 수 있다. As described in connection with FIGS. 3 and 5, the DC / DC controller 314 outputs the output voltage VOUT1 generated in the auxiliary winding L1 by controlling the input power to the main winding LP. Adjust. More specifically, the DC / DC controller 314 controls the switch Q1 connected in series to the main winding LP based on the feedback signal FB and the sensing signal LPSEN. The feedback signal FB represents the output signal VOUT1. The sense signal LPSEN represents the current I LP of the main winding LP. The driver controller 324 controls the switch Q2 connected in series with the auxiliary winding L2 based on the sense signals ISEN_1, ISEN_2,..., ISEN_N and the sense signal VSEN. Adjust the output voltage (VOUT2) generated at L2). The sense signals ISEN_1, ISEN_2,..., ISEN_N represent the current flowing through each LED string in the illumination module 326. The sense signal VSEN represents the output voltage VOUT2. As a result, the boost converter 122 of the conventional display system 100 or the DC / DC controller 216, the transformer 232 and the optocoupler 234 of the conventional display system 200 can be removed and thereby The cost can be reduced.

도 6은 본 발명의 또 다른 실시 형태에 따른 디스플레이 시스템(600)을 예시한 것이다. 도 3에 제시된 실시 예와 동일한 도면 부호를 가지는 장치는 유사한 기능을 가진다. 도 7은 본 발명의 하나의 실시 형태에 따른 도 6에 제시된 디스플레이 시스템(600)과 관련된 파형의 실시 예를 도시한 것이다. 도 6은 도 7과 함께 기술된다. 6 illustrates a display system 600 according to another embodiment of the present invention. Devices having the same reference numerals as the embodiments shown in FIG. 3 have similar functions. 7 illustrates an example of waveforms associated with the display system 600 shown in FIG. 6 in accordance with one embodiment of the present invention. 6 is described in conjunction with FIG.

디스플레이 시스템(600)은 AC 전력 공급원(302)로부터 공급되는 AC 전압을 DC 전압(VIN)으로 변환하기 위한 AC/DC 컨버터(예를 들어 브리지 정류기(304)를 포함하는) 및 DC 전압(VIN)을 제1 출력 전압(VOUT1) 및 제2 출력 전압(VOUT2)으로 변환하기 위한 DC/DC 컨버터(601)를 포함한다. DC/DC 컨버터(601)는 브리지 정류기(304)에 연결된 변압기(632)를 포함한다. 도 6의 실시 예에서, 변압기(602)는 주 권선(LP), 보조 권선(L1) 및 보조 권선(L2)을 포함한다. 하나의 실시 형태에서, 보조 권선(L1)은 탭 형태로 만들어지고(tapped) 접지와 연결되는 탭 포인트를 가진다. 보조 권선(L2)이 또한 탭 형태로 만들어지고 스위치(Q2)를 통하여 접지로 연결되는 탭 포인트를 가진다. DC/DC 컨버터(601)는 추가로 브리지 정류기(304)와 주 권선(LP) 사이에 연결된 스위치(Q11), 주 권선(LP)과 접지 사이에 연결된 스위치(Q10), 출력 전압(VOUT1)을 조절하기 위하여 주 권선(LP)에 대한 입력 전력을 제어하기 위해, 스위치(Q10, Q11)에 연결된 DC/DC 제어장치(614) 및 출력 전압(VOUT2)을 조절하기 위하여 스위치(Q2)를 제어하기 위해, 스위치(Q2)에 연결된 드라이버 제어장치(324)를 포함한다. Display system 600 includes an AC / DC converter (including, for example, bridge rectifier 304) and a DC voltage VIN for converting an AC voltage supplied from an AC power source 302 into a DC voltage VIN. To a first output voltage VOUT1 and a second output voltage VOUT2. The DC / DC converter 601 includes a transformer 632 connected to the bridge rectifier 304. In the embodiment of FIG. 6, transformer 602 includes a primary winding LP, an auxiliary winding L1, and an auxiliary winding L2. In one embodiment, auxiliary winding L1 has a tap point that is tapped and connected to ground. The auxiliary winding L2 is also made in the form of a tab and has a tap point which is connected to ground via a switch Q2. The DC / DC converter 601 further includes a switch Q11 connected between the bridge rectifier 304 and the main winding LP, a switch Q10 connected between the main winding LP and ground, and an output voltage VOUT1. Controlling switch Q2 to regulate output voltage VOUT2 and DC / DC controller 614 connected to switches Q10 and Q11 to control input power to main winding LP for regulation. A driver control device 324 connected to the switch Q2.

도 6에 제시된 실시 예에서, 스위치(Q10, Q11)는 NMOSFETs가 되고, 그리고 각각 제어 신호(DRV10, DRV11)에 의하여 제어된다. 제어 신호(DRV10, DRV11)는, 출력 신호(VOUT1)를 나타내는 되먹임 신호(FB)에 기초하고 주 권선(LP)을 통하여 흐르는 전류(ILP)를 나타내는 감지 신호(LPSEN)에 기초하여, DC/DC 제어장치(614)에 의하여 발생된다. 감지 신호(LSEN)는 주 권선(LP)에 직렬로 연결된 전류 센서(330)에 의하여 제공된다. 예를 들어, 감지 신호(LPSEN)는 DC/DC 제어장치(614)에 의하여 이용되어 과도-전류 조건을 탐지할 수 있다. In the embodiment shown in FIG. 6, switches Q10 and Q11 are NMOSFETs, and are controlled by control signals DRV10 and DRV11, respectively. The control signals DRV10 and DRV11 are based on the feedback signal FB representing the output signal VOUT1 and based on the sensing signal LPSEN representing the current I LP flowing through the main winding LP, DC /. Generated by the DC controller 614. The sense signal LSEN is provided by a current sensor 330 connected in series with the main winding LP. For example, the sense signal LPSEN may be used by the DC / DC controller 614 to detect the transient-current condition.

도 6의 실시 예에서, 스위치(Q2)는 PMOSFET가 되고, 그리고 제어 신호(DRV2)에 의하여 제어된다. 제어 신호(DRV2)는 감지 신호(VSEN) 및 감지 신호(ISEN_1, ISEN_2, ... , ISEN_N)에 기초하여 드라이버 제어장치(324)에 의하여 발생된다. 하나의 실시 형태에서, 제어 신호(DRV2)는 예를 들어 PWM 신호와 같은 펄스 변조 신호가 된다. 만약 제어 신호(DRV2)가 제1 상태에 있다면, 스위치(Q2)는 온 상태가 된다. 만약 제어 신호(DRV2)가 제2 상태에 있다면, 스위치(Q2)는 오프 상태가 된다. 감지 신호(VSEN)는 출력 전압(VOUT2)을 나타낸다. 감지 신호(ISEN_1, ISEN_2, ... , ISEN_N)는 조명 모듈(326)에서 각각의 LED 스트링을 통하여 흐르는 전류를 나타낸다. In the embodiment of FIG. 6, switch Q2 becomes a PMOSFET and is controlled by control signal DRV2. The control signal DRV2 is generated by the driver controller 324 based on the sensing signal VSEN and the sensing signals ISEN_1, ISEN_2,..., ISEN_N. In one embodiment, the control signal DRV2 becomes a pulse modulated signal, for example a PWM signal. If the control signal DRV2 is in the first state, the switch Q2 is turned on. If the control signal DRV2 is in the second state, the switch Q2 is turned off. The sense signal VSEN represents the output voltage VOUT2. The sense signals ISEN_1, ISEN_2,..., ISEN_N represent the currents flowing through the respective LED strings in the illumination module 326.

작동 과정에서, DC/DC 제어장치(614)는 제어 신호(DRV10, DRV11)를 발생시켜 교대로 스위치(Q10, Q11)를 켜면서 변압기(632)의 주 권선(LP)에 대한 입력 전력을 제어한다. 하나의 실시 형태에서, 제어 신호(DRV10, DRV11) 양쪽은 미리 결정된 듀티 사이클 및 조절 가능한 주파수를 가지는 펄스 신호가 된다. DRV10 및 DRV11의 주파수는 제어 모듈(328)의 전력 요구(requirement)에 기초하여 DC/DC 제어장치(614)에 의하여 결정된다. 스위치(Q10)는 제어 신호(DRV10)가 제1 상태(예를 들어 디지털 1)에 있는 경우 온 상태가 되고, 제어 신호(DRV10)가 제2 상태(예를 들어 디지털 0)에 있는 경우 오프 상태가 된다. 스위치(Q11)는 제어 신호(DRV11)가 제1 상태(예를 들어 디지털 1)에 있는 경우 온 상태가 되고, 그리고 제어 신호(DRV11)가 제2 상태(예를 들어 디지털 0)에 있는 경우 오프 상태가 된다. In operation, the DC / DC controller 614 generates the control signals DRV10 and DRV11 to alternately turn on the switches Q10 and Q11 to control the input power to the main winding LP of the transformer 632. . In one embodiment, both control signals DRV10 and DRV11 become pulse signals having a predetermined duty cycle and an adjustable frequency. The frequencies of DRV10 and DRV11 are determined by DC / DC controller 614 based on the power requirements of control module 328. The switch Q10 is turned on when the control signal DRV10 is in the first state (eg digital 1), and is turned off when the control signal DRV10 is in the second state (eg digital 0). Becomes The switch Q11 is turned on when the control signal DRV11 is in the first state (eg digital 1), and is turned off when the control signal DRV11 is in the second state (eg digital 0). It becomes a state.

하나의 실시 형태에서, 초기에 DC/DC 제어장치(614)는 시간(T1)에서 스위치(Q11)를 켜고(온 시키고), 스위치(Q10)를 오프 상태로 유지한다. 시간(T1)으로부터 시간(T2)까지, 스위치(Q11)는 온 상태가 되고 스위치(Q10)는 오프 상태가 되고, 그리고 전류(ILP)는 브리지 정류기(304)로부터 스위치(Q11) 및 주 권선(LP)를 통하여 흐르고, 주 권선(LP)에 연결된, 예를 들어 커패시터(C1)와 같은, 에너지 저장 장치를 충전시킨다. 시간(T2)에, DC/DC 제어 장치(614)는 스위치(Q11)를 끄고 스위치(Q10)를 오프 상태로 유지한다. 시간(T2)로부터 시간(T3)까지, 양쪽 스위치(Q10, Q11)는 오프가 되고, 전류(ILP)는 접지로부터 스위치(Q10)의 몸체 다이오드(body diode) 및 주 권선(LP)을 통하여 흐른다. 이후 DC/DC 제어장치(614)는 시간(T3)에서 스위치(Q10)를 켜고 스위치(Q11)를 오프 상태로 유지한다. 시간(T3)로부터 시간(T4)까지, 스위치(Q10)는 온 상태가 되고 스위치(Q11)는 오프 상태가 되고, 전류(ILP)가 기준 값, 예를 들어 0, 까지 감소할 때까지 접지로부터 스위치(Q10) 및 주 권선(LP)을 통하여 흐른다. 전류(ILP)가 0으로 감소한 이후, 커패시터(C1)는 방전되고 그리고 전류(ILP)는 커패시터(C1)로부터 주 권선(LP)과 스위치(Q10)를 통하여 접지로 흐른다. 이후 DC/DC 제어장치(614)는 시간(T4)에서 스위치(Q10)를 끈다. 시간(T4)로부터 시간(T5)까지, 양쪽 스위치(Q10, Q11)는 오프가 되고, 그리고 전류(ILP)는 커패시터(C1)로부터 주 권선(LP), 스위치(Q11)의 몸체 다이오드 및 브리지 정류기(304)를 통하여 접지로 흐른다. 이후 DC/DC 제어장치(614)는 시간(T5)에서 다시 스위치(Q11)를 켠다. 그러므로 스위치(Q11, Q10)를 제어하는 것에 의하여, 브리지 정류기(304)로부터 주 권선(LP)에 대한(으로의) 전력이 제어된다. In one embodiment, initially the DC / DC controller 614 turns on (turns on) the switch Q11 at time T1 and keeps the switch Q10 in the off state. From time T1 to time T2, switch Q11 is turned on, switch Q10 is turned off, and current I LP is switched from bridge rectifier 304 to switch Q11 and the main winding. Flows through LP and charges the energy storage device, such as, for example, capacitor C1, connected to main winding LP. At time T2, DC / DC control device 614 turns off switch Q11 and keeps switch Q10 off. From time T2 to time T3, both switches Q10 and Q11 are turned off and current I LP is from ground through the body diode and main winding LP of switch Q10. Flow. The DC / DC controller 614 then turns on the switch Q10 and maintains the switch Q11 in the off state at time T3. From time T3 to time T4, switch Q10 is turned on and switch Q11 is turned off and grounded until current I LP decreases to a reference value, for example 0, Flows through switch Q10 and main winding LP. After the current I LP decreases to zero, the capacitor C1 is discharged and the current I LP flows from the capacitor C1 through the main winding LP and the switch Q10 to ground. DC / DC controller 614 then turns off switch Q10 at time T4. From time T4 to time T5, both switches Q10 and Q11 are off, and current I LP is connected from capacitor C1 to main winding LP, body diode and bridge of switch Q11. Flow is through rectifier 304 to ground. The DC / DC controller 614 then turns on the switch Q11 again at time T5. Therefore, by controlling the switches Q11, Q10, the power from the bridge rectifier 304 to the main winding LP is controlled.

전류(IL1)는 보조 권선(L1)에 의하여 발생된다. 출력 전압(VOUT1)은 전류(IL1)의 평균값에 비례한다. DC/DC 제어장치(614)는 제어 신호(DRV10, DRV11)의 주파수를 조절하여 전류(IL1)의 평균값을 조절한다. 하나의 실시 형태에서, 만약 옵토커플러(316)에 의하여 발생된 되먹임 신호(FB)가 출력 전압(VOUT1)이 제어 모듈(328)에서 요구되는 전압보다 크다는 것을 나타낸다면, DC/DC 제어장치(614)는 제어 신호(DRV10, DRV11)의 주파수를 증가시켜 전류(IL1)의 평균값을 감소시킨다. 결과적으로, 출력 전압(VOUT1)이 감소된다. 유사하게, 만약 출력 전압(VOUT1)이 제어 모듈(328)에서 요구되는 전압에 비하여 작다면, DC/DC 제어장치(614)는 제어 신호(DRV10, DRV11)의 주파수를 감소시켜 전류(IL1)의 평균값을 증가시킨다. 결과적으로, 출력 전압(VOUT1)이 증가된다. 일반적으로, 출력 전압(VOUT1)은 제어 모듈(328)의 전력 요구를 충족시킬 수 있는 요구되는 전압까지 조절된다. Current I L1 is generated by auxiliary winding L1. The output voltage VOUT1 is proportional to the average value of the current I L1 . The DC / DC controller 614 adjusts the frequency of the control signals DRV10 and DRV11 to adjust the average value of the current I L1 . In one embodiment, the DC / DC controller 614 if the feedback signal FB generated by the optocoupler 316 indicates that the output voltage VOUT1 is greater than the voltage required by the control module 328. ) Increases the frequencies of the control signals DRV10 and DRV11 to decrease the average value of the current I L1 . As a result, the output voltage VOUT1 is reduced. Similarly, if the output voltage VOUT1 is small compared to the voltage required by the control module 328, the DC / DC controller 614 reduces the frequency of the control signals DRV10 and DRV11 so that the current I L1 . Increase the average value of. As a result, the output voltage VOUT1 is increased. In general, output voltage VOUT1 is regulated to the required voltage to meet the power requirements of control module 328.

만약 스위치(Q2)가 온 상태라면, 전류(IL2)가 보조 권선(L2)에 의하여 발생되고, 그리고 전류(ILP)의 절대 값에 비례한다. 스위치(Q2)가 온 상태인 경우, 전류(IL2)는 접지로부터 스위치(Q2) 및 보조 권선(L2)의 일부를 통하여 조명 모듈(326)로 흐른다. 만약 스위치(Q2)가 오프 상태라면, 전류(IL2)는 컷-오프 상태로 유지된다. 이로 인하여 전류IL2의 평균값은 스위치(Q2)의 전도(conduction) 듀티 사이클에 비례하고, 추가로 제어 신호(DRV2)에 의하여 결정된다. 출력 전압(VOUT2)은 전류(IL2)의 평균값에 비례한다. 출력 전압(VOUT2)이 조명 모듈(326)의 전력 요구를 충족시킬 수 있는 전압에 이르게 조절되도록 하기 위하여, 드라이버 제어장치(324)는 감지 신호(VSEN) 및 감지 신호(ISEN_1, ISEN_2, ... , ISEN_N)에 기초하여 제어 신호(DRV2)의 듀티 사이클을 조절한다. If switch Q2 is on, current I L2 is generated by auxiliary winding L2 and is proportional to the absolute value of current I LP . When switch Q2 is on, current I L2 flows from ground to lighting module 326 through switch Q2 and part of auxiliary winding L2. If the switch Q2 is in the off state, the current I L2 remains in the cut-off state. As a result, the average value of the current I L2 is proportional to the conduction duty cycle of the switch Q2, and is further determined by the control signal DRV2. The output voltage VOUT2 is proportional to the average value of the current I L2 . In order for the output voltage VOUT2 to be adjusted to a voltage that can meet the power requirements of the lighting module 326, the driver controller 324 is provided with a sense signal VSEN and a sense signal ISEN_1, ISEN_2, ... To adjust the duty cycle of the control signal DRV2 based on ISEN_N.

주 권선(LP)의 감김 회수가 NP라고 가정하고, 전류(ILP)의 절대값이 I'LP가 되고, 보조 권선(L1)의 탭 포인트가 보조 권선(L1)을 N11의 감김 회수를 가진 제1 부분과 N12의 감김 회수를 가진 제2 부분으로 나누고, 보조 권선(L2)의 탭 포인트는 보조 권선(L2)을 N21의 감김 회수를 가진 제1 부분과 N22의 감김 회수를 가진 제2 부분으로 나눈다고 가정한다. 전류(IL1)는 인덕터(L6)를 통하여 제어 모듈(328)까지 흐르고, 전류(IL2)는 인덕터(L7)를 통하여 조명 모듈(326)까지 흐른다. 만약 제어 신호(DRV2)가 제1 상태에 있다면, 스위치(Q2)는 온 상태가 되고, 전류(ILP)는 제1 반 사이클(half cycle)에 있고, 그리고 전류(IL1 , IL2)는 아래와 같이 주어질 수 있다:
Assuming that the winding number of the main winding LP is NP, the absolute value of the current I LP becomes I ' LP , and the tap point of the auxiliary winding L1 has the winding number of N11 winding the auxiliary winding L1. The first part is divided into a second part with the number of turns of N12, and the tap point of the auxiliary winding L2 divides the auxiliary winding L2 with the first part with the number of turns of N21 and the second part with the number of turns of N22. Suppose we divide by. Current I L1 flows through inductor L6 to control module 328, and current I L2 flows through inductor L7 to lighting module 326. If the control signal DRV2 is in the first state, the switch Q2 is on, the current I LP is in the first half cycle, and the currents I L1 , I L2 are Can be given as:

NP*ILP = N11*IL1 + N21*IL2 (3)
NP * I LP = N11 * I L1 + N21 * I L2 (3)

만약 제어 신호(DRV2)가 제1 상태에 있다면, 스위치(Q2)가 온 상태에 있고, 전류(ILP)는 제2 반 사이클 상태에 있고 그리고 전류(IL1, IL2)는 아래와 같이 주어질 수 있다: If control signal DRV2 is in the first state, switch Q2 is in the on state, current I LP is in the second half cycle state and currents I L1 , I L2 can be given as have:

NP*I'LP = N12*IL1 + N22*IL2. (4)
NP * I ' LP = N12 * I L1 + N22 * I L2 . (4)

만약 제어 신호(DRV2)가 제2 상태에 있다면, 스위치(Q2)가 오프 상태가 되고, 그리고 전류(IL2)가 컷-오프 상태로 유지된다. 스위치(Q2)가 오프 상태가 되고, 그리고 전류(ILP)가 제1 반 사이클 상태에 있다면, 전류(IL1)는 아래와 같이 주어질 수 있다:
If the control signal DRV2 is in the second state, the switch Q2 is turned off, and the current I L2 remains in the cut-off state. If switch Q2 is off and current I LP is in the first half cycle state, current I L1 can be given as follows:

NP*ILP = N11*IL1 (5)
NP * I LP = N11 * I L1 (5)

스위치(Q2)가 오프 상태에 있고, 그리고 전류(ILP)가 제2 반 사이클 상태에 있는 경우, 전류(ILP)는 아래와 같이 주어질 수 있다.
When switch Q2 is in the off state and current I LP is in the second half cycle state, current I LP can be given as follows.

NP*I'LP = N12*IL1 (6)
NP * I ' LP = N12 * I L1 (6)

도 8은 본 발명의 하나의 실시 형태에 따른 복수의 조절된 출력 전압을 발생시키는 변압기를 제어하기 위한 방법을 예시한 것이다. 도 8은 도 3 및 도 6과 함께 기술된다. 8 illustrates a method for controlling a transformer that generates a plurality of regulated output voltages in accordance with one embodiment of the present invention. FIG. 8 is described in conjunction with FIGS. 3 and 6.

블록 802에서, 제1 출력 전압이 변압기(예를 들어, 도 3에 제시된 변압기(332) 또는 도 6에 제시된 변압기(632))의 제1 보조 권선(L1)에서 발생된다. 블록 804에서, 제2 출력 전압이 변압기의 제2 보조 권선(L2)에서 발생된다. 블록 806에서, 주 권선(LP)에서 변압기에 의하여 수신된 입력 전력이 제1 출력 전압을 조절하기 위하여 제어된다. At block 802, a first output voltage is generated at a first auxiliary winding L1 of a transformer (eg, transformer 332 shown in FIG. 3 or transformer 632 shown in FIG. 6). At block 804, a second output voltage is generated at the second auxiliary winding L2 of the transformer. In block 806, the input power received by the transformer in the main winding LP is controlled to regulate the first output voltage.

블록 808에서, 펄스 변조 신호가 발생 된다[예를 들어, 도 3에서 제시된 드라이버 제어장치(324)에 의하여 또는 도 6에서 제시된 드라이버 제어장치(324)에 의하여]. 블록 810에서, 제2 보조 권선(L2)을 통하여 흐르는 전류가, 펄스 변조 신호에 기초하여 제2 출력 전압을 조절하기 위하여, 교대로 인에이블(enabled) 또는 디스에이블(disabled) 된다. 예를 들어, 제2 보조 권선(L2)에 연결된 스위치(도 3에 제시된 스위치(Q2) 또는 도 6에 제시된 스위치(Q2))는, 제2 출력 전압을 조절하기 위하여 펄스 변조 신호에 의하여 제어된다. 만약 펄스 변조 신호가 제1 상태에 있다면, 스위치가 온 상태로 되고, 전류가 제2 보조 권선(L2)를 통하여 부하(load)로 흐른다. 만약 펄스 변조 신호가 제2 상태에 있다면, 스위치가 오프 상태로 되고, 제2 보조 권선(L2)을 통하여 흐르는 전류가 컷-오프 상태로 유지된다. At block 808, a pulse modulated signal is generated (eg, by driver controller 324 shown in FIG. 3 or by driver controller 324 shown in FIG. 6). At block 810, the current flowing through the second auxiliary winding L2 is alternately enabled or disabled to adjust the second output voltage based on the pulse modulated signal. For example, a switch (switch Q2 shown in FIG. 3 or switch Q2 shown in FIG. 6) connected to the second auxiliary winding L2 is controlled by a pulse modulated signal to regulate the second output voltage. . If the pulse modulated signal is in the first state, the switch is turned on and current flows through the second auxiliary winding L2 to the load. If the pulse modulated signal is in the second state, the switch is turned off and the current flowing through the second auxiliary winding L2 remains in the cut-off state.

따라서 본 발명은 DC/DC 컨버터에 복수의 조절된 출력을 제공한다. DC/DC 컨버터는 제1 보조 권선에 의하여 발생된 제1 출력 전압을 조절하기 위하여 변압기의 주 권선에 대한 입력 전력을 제어하고 그리고 제2 보조 권선에 의하여 발생된 제2 출력 전압을 조절하기 위하여 변압기의 제2 보조 권선에 연결된 스위치를 제어한다. 본 발명에 따른 DC/DC 컨버터는 디스플레이 시스템에서 사용될 수 있다. 일반적으로, 제2 출력 전압을 조절하기 위하여 선행 기술에서 사용되는 부스트 컨버터 또는 제2 변압기와 같은 추가 구성 요소는 제거될 수 있고 이로 인하여 비용이 감소된다. The present invention thus provides a plurality of regulated outputs to the DC / DC converter. The DC / DC converter controls the input power to the main winding of the transformer to regulate the first output voltage generated by the first auxiliary winding and to regulate the second output voltage generated by the second auxiliary winding. To control the switch connected to the second auxiliary winding. The DC / DC converter according to the invention can be used in a display system. In general, additional components such as boost converters or second transformers used in the prior art to regulate the second output voltage can be eliminated, thereby reducing costs.

도 9는 본 발명의 또 다른 실시 형태에 따른 디스플레이 시스템(900)을 예시한 것이다. 디스플레이 시스템(900)은 AC 전력 공급원(902)으로부터 공급되는 AC 전압을 DC 전압(VIN) 으로 변환하기 위한 AC/DC 컨버터[예를 들어 브리지 정류기(904)를 포함하는] 및 DC/DC 컨버터(901)를 포함한다. DC/DC 컨버터(901)는 DC 전압(VIN)을 제1 부하 및 제2 부하를 작동시키기 위한 제1 출력 전압(VOUT1)과 제2 출력 전압(VOUT2)으로 변환한다. 하나의 실시 형태에서, DC/DC 컨버터(901)는 브리지 정류기(904)에 연결된 변압기(932), 스위치 제어장치(예를 들어 DC/DC 제어장치(914)) 및 드라이버 제어장치(924)를 포함한다. 변압기(932)는 전력 공급원(902)에 연결된 주 권선(LP), 제1 부하(예를 들어 제어 모듈(928))에 출력 전압(VOUT1)을 제공하기 위한 보조 권선(L1) 및 제2 부하(예를 들어 조명 모듈(926))에 출력 전압(VOUT2)을 제공하기 위한 보조 권선(L2)을 포함한다. 하나의 실시 형태에서, 변압기(932)는 추가로 DC/DC 제어장치(914)에 공급 전압(VDD)을 제공하기 위한 예비 권선(auxiliary winding)(LA)을 포함한다. 주 권선(LP)에 연결된 DC/DC 제어장치(914)는, 주 권선(LP)에 대한 입력 전압을 제어하기 위하여, 그리고 제어 모듈(928)의 전력 요구에 기초하여 출력 전압(VOUT1)을 조절하기 위하여 주 권선(LP)에 연결된 스위치(Q1)를 제어하도록 작동할 수 있다. 드라이버 제어장치(924)는 보조 권선(L2)에 연결되고, 그리고 조명 모듈(926)의 전력 요구에 기초하여 출력 전압(VOUT2)을 조절하기 위하여 보조 권선(L2)과 직렬로 연결된 스위치(Q3)를 교대로 점멸시키기(turn on and turn off) 위하여 펄스 변조 신호를 발생시키도록 작동할 수 있다. 도 9에 제시된 실시 예에서, 스위치(Q1)는 n-형-금속 산화막 반도체 전계 효과 트랜지스터(NMOSFET)가 되고, 그리고 스위치(Q3)는 p-형-금속 산화막 반도체 전계 효과 트랜지스터(PMOSFET)가 된다. 도 9의 실시 예에서, 스위치(Q3)의 소스(source)는 보조 권선(L1)으로부터 출력 전압(VOUT1)을 수신한다. 스위치(Q3)는 스위치(Q3)의 소스-대-게이트 전압(Vsg)이 문턱 값(threshold)보다 큰 경우 온 상태로 된다. 9 illustrates a display system 900 according to another embodiment of the present invention. Display system 900 includes an AC / DC converter (including for example bridge rectifier 904) and a DC / DC converter (for example, to convert AC voltage supplied from AC power source 902 to DC voltage VIN). 901). The DC / DC converter 901 converts the DC voltage VIN into a first output voltage VOUT1 and a second output voltage VOUT2 for operating the first load and the second load. In one embodiment, the DC / DC converter 901 includes a transformer 932, a switch controller (eg, DC / DC controller 914) and a driver controller 924 connected to the bridge rectifier 904. Include. Transformer 932 includes main winding LP connected to power source 902, auxiliary winding L1 and second load for providing output voltage VOUT1 to a first load (e.g., control module 928). Auxiliary winding L2 for providing an output voltage VOUT2 (eg, lighting module 926). In one embodiment, the transformer 932 further includes an auxiliary winding LA for providing a supply voltage VDD to the DC / DC controller 914. The DC / DC controller 914 connected to the main winding LP adjusts the output voltage VOUT1 to control the input voltage to the main winding LP and based on the power requirements of the control module 928. In order to control the switch Q1 connected to the main winding LP. The driver controller 924 is connected to the auxiliary winding L2 and a switch Q3 connected in series with the auxiliary winding L2 to adjust the output voltage VOUT2 based on the power requirement of the lighting module 926. May be operated to generate a pulse modulated signal to alternately turn on and turn off. In the embodiment shown in FIG. 9, the switch Q1 becomes an n-type-metal oxide semiconductor field effect transistor (NMOSFET), and the switch Q3 becomes a p-type-metal oxide semiconductor field effect transistor (PMOSFET). . In the embodiment of FIG. 9, the source of the switch Q3 receives the output voltage VOUT1 from the auxiliary winding L1. The switch Q3 is turned on when the source-to-gate voltage V sg of the switch Q3 is larger than a threshold.

도 9의 실시 예에서, 스위치(Q3)는 드라이버 제어장치(924)의 외부에 위치된다. 대안으로, 스위치(Q3)는 드라이버 제어장치(924)에 포함될 수 있다. DC/DC 컨버터(901)는 추가로 스위치(Q3)의 소스(source)와 드레인(drain) 사이에 연결되고 과도-전압 상태에서 DC/DC 컨버터(901)를 보호하기 위하여 작동할 수 있는, 예를 들어 다이오드(D3)와 같은, 순간 전압 억제 장치(transient voltage suppressor)를 포함한다. 다이오드(D3)는 변압기(932)의 누설 인덕턴스(leakage inductance) 및 회로 기판(PCB) 트레이스(trace)의 기생 인덕턴스에 의하여 유도되는 에너지를 분산시킬 수 있다. DC/DC 컨버터(901)의 순간 전압이 미리 결정된 수준을 초과하는 경우 다이오드(D3)는 DC/DC 컨버터(901)의 과도-전압 상태를 피하기 위하여 파괴된다(break down). In the embodiment of FIG. 9, switch Q3 is located outside of driver control device 924. Alternatively, switch Q3 may be included in driver controller 924. The DC / DC converter 901 is further connected between the source and the drain of the switch Q3 and operable to protect the DC / DC converter 901 in a transient-voltage state, eg A transient voltage suppressor, such as, for example, a diode D3. The diode D3 may disperse energy induced by the leakage inductance of the transformer 932 and the parasitic inductance of the circuit board (PCB) trace. When the instantaneous voltage of the DC / DC converter 901 exceeds a predetermined level, the diode D3 breaks down to avoid an over-voltage condition of the DC / DC converter 901.

작동 과정에서, 변압기(932)는 주 권선(LP)에서 DC 전압(VIN)을 수신하고, 그리고 보조 권선(L1, L2)에 각각 출력 전압(VOUT1, VOUT2)을 제공한다. 도 9의 실시 예에서, 출력 전압(VOUT1)은 마이크로 제어장치, 비디오 프로세서 및 오디오 프로세서를 포함하는 제어 모듈(928)에 공급된다. 마이크로-제어장치는 비디오 및 오디오 출력을 조절하기 위하여, 예를 들어 사용자로부터 입력에 따라 비디오 프로세서 및 오디오 프로세서를 제어할 수 있다. 출력 전압(VOUT2)은, 예를 들어 복수의 LED 스트링과 같은, 다수 개의 광원을 포함하는 조명 모듈(926)에 공급된다. 제어 모듈(928)은 조명 모듈(926)을 켜거나 또는 끄기 위한 온/오프 신호를 발생시키고, 조명 모듈(926)의 휘도(brightness)를 조절하기 위하여 조광 신호(dimming signal)(DIM)를 발생시킨다. In operation, transformer 932 receives DC voltage VIN at primary winding LP and provides output voltages VOUT1 and VOUT2 to auxiliary windings L1 and L2, respectively. In the embodiment of FIG. 9, the output voltage VOUT1 is supplied to a control module 928 that includes a microcontroller, a video processor, and an audio processor. The micro-controller may control the video processor and the audio processor, for example in response to input from a user, to adjust the video and audio output. The output voltage VOUT2 is supplied to an illumination module 926 comprising a plurality of light sources, for example a plurality of LED strings. The control module 928 generates an on / off signal for turning the lighting module 926 on or off, and generates a dimming signal DIM to adjust the brightness of the lighting module 926. Let's do it.

옵토커플러(916) 및 주 권선(LP) 사이에 연결된 DC/DC 제어장치(914)는 출력 전압(VOUT1)의 목표 전압을 나타내는 되먹임 신호(FB)를 수신하고, 그리고 주 권선(LP)를 통하여 흐르는 전류(ILP)를 나타내는 감지 신호(LPSEN)를 수신하도록 작동할 수 있다. DC/DC 제어장치(914)는 되먹임 신호(FB) 및 감지 신호(LPSEN)에 기초하여 출력 신호(VOUT1)를 조절한다. 하나의 실시 형태에서, DC/DC 제어장치(914)는 스위치(Q1)를 교대로 점멸시키기 위하여 제어 신호(DRV1)(예를 들어 펄스-폭 변조(PWM) 신호)를 발생시키고, 그리고 제어 신호(DRV1)의 듀티 사이클을 조절하는 것에 의하여 출력 전압(VOUT1)을 조절하도록 작동할 수 있다. 만약 제어 신호(DRV1)가 제1 상태(예를 들어 디지털 1)에 있다면, 스위치(Q1)는 온 상태가 된다. 전류(ILP)는 주 권선(LP)를 통하여 흐른다. 보조 권선(L1)에 연결된 다이오드(D1)와 보조 권선(L2)에 연결된 다이오드(D2)는 양쪽 모두 역-바이어스가 되므로, 어떤 전류도 보조 권선(L1, L2)을 통하여 흐르지 않는다. 만약 제어 신호(DRV1)가 제2 상태(예를 들어 디지털 0)에 있다면, 다이오드(D1, D2)가 순방향 바이어스(forward biased)가 되므로 스위치(Q1)는 오프 상태가 되고, 전류(IL1)는 보조 권선(L1)을 통하여 흐르고, 그리고 전류(IL2)는 보조 권선(L2)을 통하여 흐른다. The DC / DC controller 914 connected between the optocoupler 916 and the main winding LP receives a feedback signal FB indicative of the target voltage of the output voltage VOUT1 and through the main winding LP. Operate to receive a sense signal LPSEN representing a flowing current I LP . The DC / DC controller 914 adjusts the output signal VOUT1 based on the feedback signal FB and the sense signal LPSEN. In one embodiment, the DC / DC controller 914 generates a control signal DRV1 (eg, a pulse-width modulation (PWM) signal) to alternately flash the switch Q1, and the control signal. The output voltage VOUT1 can be adjusted by adjusting the duty cycle of DRV1. If the control signal DRV1 is in the first state (eg digital 1), the switch Q1 is in the on state. Current I LP flows through main winding LP. The diode D1 connected to the auxiliary winding L1 and the diode D2 connected to the auxiliary winding L2 both become reverse-biased, so no current flows through the auxiliary windings L1 and L2. If the control signal DRV1 is in the second state (eg, digital 0), the switches Q1 are off because the diodes D1 and D2 are forward biased, and the current I L1 . Flows through auxiliary winding L1, and current I L2 flows through auxiliary winding L2.

하나의 실시 형태에서, 만약 옵토커플러(916)를 통하여 흐르는 전류[예를 들어 되먹임 신호(FB)]가 미리 결정된 전류보다 크다면, 실제 출력 전압(VOUT1)이 출력 전압(VOUT1)의 목표 수준에 비하여 크다는 것을 나타내고, DC/DC 제어장치(914)는 주 권선(LP)를 통하여 흐르는 전류(ILP)의 미리 결정된 정점(peak) 전류 수준(IPK)을 감소시킨다. 감지 신호(LPSEN)의 전압이 미리 결정된 전압까지 증가하는 경우, 전류(ILP)가 미리 결정된 전류 수준(IPK)에 도달한 것을 나타내고, DC/DC 제어장치(914)는 스위치(Q1)를 끄기 위하여, 예를 들어 디지털 0과 같은, 제2 상태에서 제어 신호(DRV1)를 발생시킨다. 따라서 제어 신호(DRV1)의 듀티 사이클이 감소한다. 유사하게, 만약 실제 출력 전압(VOUT1)이 출력 전압(VOUT1)의 목표 수준에 비하여 작다면, DC/DC 제어장치(914)는 제어 신호(DRV1)의 듀티 사이클을 증가시킨다. 그러므로 DC/DC 제어장치(914)는 목표 수준까지 출력 전압(VOUT1)을 조절한다. In one embodiment, if the current flowing through the optocoupler 916 (e.g., feedback signal FB) is greater than the predetermined current, the actual output voltage VOUT1 is at a target level of the output voltage VOUT1. DC / DC controller 914 reduces the predetermined peak current level IPK of current I LP flowing through main winding LP. When the voltage of the sense signal LPSEN increases to a predetermined voltage, it indicates that the current I LP has reached a predetermined current level IPK, and the DC / DC controller 914 turns off the switch Q1. In order to generate the control signal DRV1 in the second state, for example, digital zero. Therefore, the duty cycle of the control signal DRV1 is reduced. Similarly, if the actual output voltage VOUT1 is small compared to the target level of the output voltage VOUT1, the DC / DC controller 914 increases the duty cycle of the control signal DRV1. Therefore, the DC / DC controller 914 adjusts the output voltage VOUT1 to the target level.

예를 들어, 이에 제한되지는 않지만, 드라이버 제어장치(924)의 단자는 ISEN, OVP, VR, COMP, TS, BLON, PWM 및 GATE를 포함한다. 도 9의 실시 예에서, 복수(다수의)의 전류 감지 단자가 존재하고, 각각의 전류 감지 단자는 조광 모듈(926)에서 각각의 LED 스트링을 통하여 흐르는 전류를 나타내는 각각의 전류 감지 신호(ISEN_1, ISEN_2, ... , ISEN_N)를 수신한다. 전압 감지 단자(OVP)는 보조 권선(L2)에 연결된, 예를 들어 전압 분배기(938)와 같은, 전압 센서로부터 전압(VOUT2)을 나타내는 전압 감지 신호(VSEN)를 수신한다. 단자(VR)는 보조 권선(L1)에 연결된, 예를 들어 전압 분배기(920)와 같은, 전압 센서로부터의 전압(VOUT1)을 나타내는 되먹임 신호(VFB)를 수신한다. 하나의 실시 형태에서, 되먹임 신호(FB)의 전압이 목표 조절 전압보다 크거나 또는 전압 감지 신호(VSEN)의 전압이 미리 결정된 안전 전압에 비하여 크다면, 드라이버 제어장치(924)는 주 권선(LP)에 대한 입력 전압을 감소시킨다. 보다 구체적으로, 보상 신호(VCOMP)가 0으로 될 때, 옵토커플러(916)를 통하여 흐르는 전류[즉, 되먹임 신호(FB)]는 최대값까지 증가된다. 이로 인하여 DC/DC 제어장치(914)는 조명 모듈(926)과 제어 모듈(928)의 과도-전압 상태를 방지하기 위하여 제어 신호(DRV1)의 듀티 사이클을 감소시킨다. 구동 단자(GATE)는 목표 전압까지 전압(VOUT2)을 조절하기 위하여 스위치(Q3)를 제어하는, 전류 감지 신호(ISEN_1, ISEN_2, ... , ISEN_N)와 전압 감시 신호(VSEN)에 기초한, 제어 신호(DRV3)를 발생시킨다. 하나의 실시 형태에서, 제어 신호(DRV3)는 예를 들어 PWM 신호와 같은 펄스 변조 신호가 된다. 만약 제어 신호(DRV3)가 제1 상태(예를 들어 디지털 0)에 있다면, 전류는 보조 권선(L2)을 통하여 흐르고, 그리고 제어 신호(DRV3)가 제2 상태(예를 들어 디지털 1)에 있다면, 보조 권선(L2)의 전류는 컷-오프 상태로 유지된다. For example, but not limited to, the terminals of the driver controller 924 include ISEN, OVP, VR, COMP, TS, BLON, PWM, and GATE. In the embodiment of FIG. 9, there are a plurality of (multiple) current sensing terminals, each current sensing terminal representing a current flowing through each LED string in the dimming module 926. ISEN_2, ..., ISEN_N). The voltage sensing terminal OVP receives a voltage sensing signal VSEN representing the voltage VOUT2 from a voltage sensor, such as, for example, a voltage divider 938, connected to the auxiliary winding L2. Terminal VR receives feedback signal VFB, which represents voltage VOUT1 from voltage sensor, such as, for example, voltage divider 920, connected to auxiliary winding L1. In one embodiment, if the voltage of the feedback signal FB is greater than the target regulated voltage, or if the voltage of the voltage sensing signal VSEN is greater than the predetermined safety voltage, the driver controller 924 is connected to the main winding LP. Reduce the input voltage for. More specifically, when the compensation signal VCOMP becomes zero, the current flowing through the optocoupler 916 (that is, the feedback signal FB) is increased to the maximum value. As a result, the DC / DC controller 914 reduces the duty cycle of the control signal DRV1 to prevent over-voltage conditions of the lighting module 926 and the control module 928. The drive terminal GATE controls based on the current sense signals ISEN_1, ISEN_2, ..., ISEN_N and the voltage supervisory signal VSEN, which controls the switch Q3 to regulate the voltage VOUT2 to the target voltage. Generate the signal DRV3. In one embodiment, the control signal DRV3 is a pulse modulated signal, for example a PWM signal. If the control signal DRV3 is in the first state (eg digital 0), current flows through the auxiliary winding L2 and if the control signal DRV3 is in the second state (eg digital 1) , The current in the auxiliary winding L2 is kept in a cut-off state.

도 9의 실시 예에서, 동기화 단자(synchronous terminal)(TS)는 예를 들어 L1과 같은 보조 권선으로부터 DC/DC 제어장치(914)의 작동 주파수(operation frequency)를 나타내는 동기화 신호(SYNC)를 수신한다. 구동 단자(GATE)는 동기화 신호(SYNC), 전류 감지 신호(ISEN_1, ISEN_2, ... , ISEN_N) 및 전압 감지 신호(VSEN)에 기초하여 제어 신호(DRV3)를 발생시킨다. 제어 신호(DRV3)는 조명 모듈(926)의 전력 요구에 기초하여 전압(VOUT2)을 조절하기 위하여, 그리고 드라이버 구동장치(924)의 작동 주파수를 DC/DC 제어장치(914)의 작동 주파수와 동기화하기 위하여 사용된다. 단자(PWM)는 제어 모듈(928)로부터 조광 신호(DIM)를 수신한다. 단자(BLON)는 제어 모듈(928)로부터 온/오프 신호를 수신한다. 드라이버 제어장치(924)는 제어모듈에 의해 발생된 온/오프 신호 및 조광신호에 기초하여 조명 모듈의 온/오프 상태 및 조광신호(dimming signal)(DIM)를 제어한다. In the embodiment of FIG. 9, the synchronous terminal TS receives a synchronization signal SYNC representing the operation frequency of the DC / DC controller 914 from an auxiliary winding, for example L1. do. The driving terminal GATE generates the control signal DRV3 based on the synchronization signal SYNC, the current sensing signals ISEN_1, ISEN_2,..., ISEN_N, and the voltage sensing signal VSEN. The control signal DRV3 adjusts the voltage VOUT2 based on the power demand of the lighting module 926 and synchronizes the operating frequency of the driver driver 924 with the operating frequency of the DC / DC controller 914. To be used. The terminal PWM receives the dimming signal DIM from the control module 928. The terminal BLON receives an on / off signal from the control module 928. The driver controller 924 controls the on / off state and the dimming signal DIM of the lighting module based on the on / off signal and the dimming signal generated by the control module.

도 10은 본 발명의 하나의 실시 형태에 따른 도 9에 제시된 드라이버 제어장치(924)의 실시 예를 예시한 것이다. 도 10의 실시 예에서, 드라이버 제어장치(924)는 전류 조절 유닛(1004), 기준 신호 발생기(1010), 오류 증폭기(1008), 램프 신호 발생기(1012), 비교기(1006), 인버터 버퍼(1002), 과도-전압 보호 및 전압 조절 회로(1014) 및 과도-전압 보호 기능에 의하여 제어되는 스위치(1020)를 포함한다. 도 10은 도 9와 함께 기술된다. FIG. 10 illustrates an example of the driver control device 924 shown in FIG. 9 according to one embodiment of the present invention. In the embodiment of FIG. 10, the driver controller 924 includes a current regulation unit 1004, a reference signal generator 1010, an error amplifier 1008, a ramp signal generator 1012, a comparator 1006, an inverter buffer 1002. ), A transient voltage protection and voltage regulation circuit 1014 and a switch 1020 controlled by the transient voltage protection function. FIG. 10 is described in conjunction with FIG. 9.

하나의 실시 형태에서, 전류 조절 유닛(1004)은, 각각의 LED 스트링을 통하여 흐르는 전류가 목표 전류 수준에 따라 실질적으로 동일하도록 하기 위하여, 조명 모듈(926)에 있는 LED 스트링을 통하여 흐르는 전류의 균형을 맞추도록 작동할 수 있다. 본 명세서에서 사용되는, '실질적으로 동일'은 LED 스트링을 통하여 흐르는 전류가 LED 스트링이 상대적으로 균일한 휘도를 가지도록 요구되는 광 출력을 발생시킬 수 있도록 하기 위한 일정 범위 내에서의 변화를 포함하는 것을 의미한다. In one embodiment, the current regulation unit 1004 balances the current flowing through the LED string in the lighting module 926 so that the current flowing through each LED string is substantially the same according to the target current level. Can work to match. As used herein, 'substantially the same' includes a change within a range to allow the current flowing through the LED string to generate the light output required for the LED string to have a relatively uniform brightness. Means that.

추가로, 전류 조절 유닛(1004)은 조명 모듈(926)의 전력 요구를 충족시키기 위하여 출력 전압(VOUT2)을 조절한다. 보다 구체적으로, 하나의 실시 형태에서, 전류 조절 유닛(1004)은, 각각의 LED 스트링을 가로지르는 전압 강하가 각각의 LED 스트링이 목표 전류 수준과 실질적으로 동일한 전류를 발생시키기 위하여 충분하도록, 출력 전압(VOUT2)을 조절한다. 전류 조절 유닛(1004)은 조명 모듈(926)에 있는 각각의 LED 스트링을 통하여 흐르는 전류를 나타내는 전류 감지 신호(ISEN_1, ISEN_2, ... , ISEN_N)를 수신한다. 전류 조절 유닛(1004)은, 온/오프 신호 및 조광 신호(DIM) 각각에 기초하여 온/오프 상태 및 조명 모듈(926)의 온/오프 상태 및 조광을 제어하기 위하여, 기준 신호 발생기(1010)를 제어한다. In addition, the current regulation unit 1004 adjusts the output voltage VOUT2 to meet the power requirements of the illumination module 926. More specifically, in one embodiment, the current regulation unit 1004 provides an output voltage such that the voltage drop across each LED string is sufficient for each LED string to generate a current that is substantially equal to the target current level. Adjust (VOUT2). The current regulation unit 1004 receives current sense signals ISEN_1, ISEN_2,..., ISEN_N representing the current flowing through each LED string in the lighting module 926. The current control unit 1004 controls the on / off state and the on / off state and dimming of the illumination module 926 based on the on / off signal and the dimming signal DIM, respectively, and the reference signal generator 1010. To control.

기준 신호 발생기(1010)는, 조명 모듈(926)의 전력 요구에 기초하여, 기준 신호(ADJ)를 발생시키기 위하여 작동할 수 있다. 하나의 실시 형태에서, 전류 조절 유닛(1004)은 출력 전압(VOUT2)을 증가시키거나 또는 감소시키기 위하여 기준 신호 발생기(1010)를 제어하여 기준 신호(ADJ)를 증가시키거나 또는 감소시킨다. 실시 예로, 전류 조절 유닛(1004)은 전류 감지 신호(ISEN_1~ISEN_N)로부터 가장 작은 수준(레벨, level)을 가지는 감지 신호를 선택한다. 만약 가장 작은 수준을 가지는 감지 신호가 미리 결정된 문턱 값 보다 작다면, 전류 조절 유닛(1004)은 기준 신호(ADJ)를 증가시키고, 그리고 만약 가장 작은 수준을 가지는 감지 신호가 미리 결정된 문턱 값을 초과한다면, 전류 조절 유닛(1004)은 기준 신호(ADJ)를 감소시킨다. 전류 감지 신호(ISEN_1~ISEN_N) 중 가장 작은 수준을 가지는 전류 감지 신호가 가장 큰 순방향 전압을 가지는 LED 스트링에 해당하므로, 가장 작은 수준을 가지는 감지 신호에 따라 기준 신호(ADJ)를 조절하는 것은 조명 모듈(926)에 있는 모든 LED 스트링의 전력 요구를 충족시킬 수 있다. 오류 증폭기(1008)는 기준 신호(ADJ) 및 전압(VOUT2)을 나타내는 전압 감지 신호(VSEN)를 수신하도록 작동한다. 하나의 실시 형태에서, 만약 기준 신호(ADJ)가 증가한다면, 오류 증폭기(1008)는 오류 신호(ER)를 증가시킨다.The reference signal generator 1010 may operate to generate a reference signal ADJ based on the power requirements of the illumination module 926. In one embodiment, the current regulation unit 1004 controls the reference signal generator 1010 to increase or decrease the reference signal ADJ to increase or decrease the output voltage VOUT2. In an embodiment, the current adjusting unit 1004 selects a sensing signal having the smallest level (level) from the current sensing signals ISEN_1 to ISEN_N. If the sensing signal with the smallest level is less than the predetermined threshold, the current regulation unit 1004 increases the reference signal ADJ, and if the sensing signal with the smallest level exceeds the predetermined threshold. The current regulation unit 1004 reduces the reference signal ADJ. Since the current sensing signal having the smallest level among the current sensing signals ISEN_1 to ISEN_N corresponds to the LED string having the largest forward voltage, adjusting the reference signal ADJ according to the sensing signal having the smallest level is the lighting module. The power needs of all LED strings at 926 can be met. The error amplifier 1008 operates to receive a voltage sensing signal VSEN representing the reference signal ADJ and voltage VOUT2. In one embodiment, if the reference signal ADJ increases, the error amplifier 1008 increases the error signal ER.

램프 신호 발생기(1012)는 보조 권선(L1)으로부터 DC/DC 제어장치(914)의 작동 주파수를 나타내는 동기화 신호(SYNC)를 수신하도록 작동할 수 있다. 램프 신호 발생기(1012)는 드라이버 제어장치(924)의 작동 주파수를 DC/DC 제어장치(914)의 작동 주파수와 동기화하기 위하여, 동기화 신호(SYNC)에 기초하여 램프 신호(RAMP)를 발생시킨다. 보다 구체적으로, 제어 신호(DRV1)가 제1 상태(예를 들어 디지털 1)에 있다면, 스위치(Q1)는 온 상태가 된다. 전류(ILP)는 주 권선(LP)를 통하여 흐르고, 그리고 보조 권선(L1)을 통하여 흐르는 전류는 존재하지 않는다. 동기화 신호(SYNC)의 전압은 제1 상태에 존재한다. 제어 신호(DRV1)가 제2 상태(예를 들어 디지털 0)에 있는 경우, 스위치(Q1)는 오프 상태가 되고, 그리고 전류(IL1)는 보조 권선(L1)을 통하여 흐른다. 동기화 신호(SYNC)의 전압은 제2 상태에 있다. 따라서 드라이버 제어장치(924)는 동기화 신호(SYNC)의 전압 수준에 기초하여 DC/DC 제어장치(914)의 작동 주파수를 탐지한다. 동기화 신호(SYNC)의 전압이 제1 수준에 있는 경우, 램프 신호 발생기(1012)는 램프 신호(RAMP)를 발생시키는 것을 중지한다. 동기화 신호(SYNC)의 전압이 제2 수준에 있는 경우, 램프 신호 발생기(1012)는 램프 신호(RAMP)를 발생시킨다. The ramp signal generator 1012 may be operable to receive a synchronization signal SYNC representing the operating frequency of the DC / DC controller 914 from the auxiliary winding L1. The ramp signal generator 1012 generates a ramp signal RAMP based on the synchronization signal SYNC to synchronize the operating frequency of the driver controller 924 with the operating frequency of the DC / DC controller 914. More specifically, if the control signal DRV1 is in the first state (eg digital 1), the switch Q1 is turned on. The current I LP flows through the main winding LP and there is no current flowing through the auxiliary winding L1. The voltage of the synchronization signal SYNC is in the first state. When the control signal DRV1 is in the second state (for example digital 0), the switch Q1 is turned off and the current I L1 flows through the auxiliary winding L1. The voltage of the synchronization signal SYNC is in the second state. Accordingly, the driver controller 924 detects the operating frequency of the DC / DC controller 914 based on the voltage level of the synchronization signal SYNC. When the voltage of the synchronization signal SYNC is at the first level, the ramp signal generator 1012 stops generating the ramp signal RAMP. When the voltage of the synchronization signal SYNC is at the second level, the ramp signal generator 1012 generates the ramp signal RAMP.

비교기(1006)는 조명 모듈(926)의 전력 요구에 기초하여 신호(DRV3B)를 발생시키기 위하여 오류 신호(ER)를 램프 신호(RAMP)와 비교한다. 하나의 실시 형태에서, 인버터 버퍼(1002)는 신호(DRV3B)를 역전시키고(invert), 제어 신호(DRV3)를 출력하여 보조 권선(L2)에 직렬로 연결된, 예를 들어 PMOSFET와 같은, 스위치(Q3)를 제어한다. 도 10의 실시 형태에서, 신호(DRV3B)와 제어 신호(DRV3)는, 예를 들어 PWM 신호와 같은, 펄스 변조 신호이다. 만약, 제어 신호(DRV3)가 제1 상태(예를 들어 디지털 0)에 있다면, 스위치(Q3)는 온 상태가 된다. 만약 제어 신호(DRV3)가 제2 상태(예를 들어 디지털 1)에 있다면, 스위치(Q3)는 오프 상태가 된다. DRV3의 듀티 사이클은 오류 신호(ER)에 의하여 결정된다. 하나의 실시 형태에서, 만약 오류 신호(ER)가 증가한다면, 비교기(1006)는 제어 신호(DRV3B)의 듀티 사이클을 증가시킨다. 결과적으로, 스위치(Q3)의 전도 듀티 사이클이 증가된다. 그러므로 보조 권선(L2)을 통하여 흐르는 평균 전류는 증가되고, 그리고 이로 인하여 출력 전압(VOUT2)이 증가된다. Comparator 1006 compares error signal ER with ramp signal RAMP to generate signal DRV3B based on the power requirements of lighting module 926. In one embodiment, the inverter buffer 1002 inverts the signal DRV3B and outputs a control signal DRV3 to be connected in series with the auxiliary winding L2, such as a PMOSFET, for example. Q3) is controlled. In the embodiment of FIG. 10, the signal DRV3B and the control signal DRV3 are pulse modulated signals, such as, for example, PWM signals. If the control signal DRV3 is in the first state (eg, digital 0), the switch Q3 is turned on. If the control signal DRV3 is in the second state (eg digital 1), the switch Q3 is turned off. The duty cycle of DRV3 is determined by the error signal ER. In one embodiment, if error signal ER is increased, comparator 1006 increases the duty cycle of control signal DRV3B. As a result, the conduction duty cycle of the switch Q3 is increased. Therefore, the average current flowing through the auxiliary winding L2 is increased, thereby increasing the output voltage VOUT2.

추가로, 드라이버 제어장치(924)는 DC/DC 제어장치(914)의 작동 주파수를 탐지하고, 그리고 동기화 신호(SYNC)에 기초하여 제어 신호(DRV3)를 발생시킨다. 보다 구체적으로, 동기화 신호(SYNC)의 전압이 제2 수준에 있는 경우, 램프 신호 발생기(1012)는 램프 신호(RAMP)를 발생시킨다. 비교기(1006)는 신호(DRV3B)를 발생시키기 위하여 오류 신호(ER)를 램프 신호(RAMP)와 비교하고, 이후 인버터 버퍼(1002)는 제어 신호(DRV3)를 출력한다. 동기화 신호(SYNC)의 전압이 제1 수준에 있는 경우, 램프 신호 발생기(1012)는 램프 신호(RAMP)를 발생시키는 것을 중단하고, 그리고 램프 신호(RAMP)의 전압은 미리 결정된 최고값에서 유지된다. 도 10의 실시 예에서, 비교기(1006)는 오류 신호(ER)를 램프 신호(RAMP)의 미리 결정된 최고값과 비교하여 논리 0(DRV3B)을 출력하고, 이후 인버터 버퍼(1002)는 논리 1(DRV3)을 출력하여 스위치(Q3)[예를 들어 스위치(Q3)는 PMOSFET가 된다]를 오프시킨다(끈다). 그러므로, 보조 권선 측(secondary side)에 있는 드라이버 구동 장치(924)의 작동 주파수는 주 권선 측(primary side)에 있는 DC/DC 제어장치(914)의 작동 주파수와 동기화 되어, DC/DC 제어장치(914)와 드라이버 제어장치(924) 사이를 요동하는(beating) 주파수로 인한 가청(audible) 노이즈를 피하게 된다. In addition, the driver controller 924 detects the operating frequency of the DC / DC controller 914 and generates the control signal DRV3 based on the synchronization signal SYNC. More specifically, when the voltage of the synchronization signal SYNC is at the second level, the ramp signal generator 1012 generates the ramp signal RAMP. The comparator 1006 compares the error signal ER with the ramp signal RAMP to generate the signal DRV3B, and then the inverter buffer 1002 outputs the control signal DRV3. When the voltage of the synchronization signal SYNC is at the first level, the ramp signal generator 1012 stops generating the ramp signal RAMP, and the voltage of the ramp signal RAMP is maintained at a predetermined maximum value. . In the embodiment of FIG. 10, the comparator 1006 compares the error signal ER with a predetermined maximum value of the ramp signal RAMP and outputs a logic 0 DRV3B, and then the inverter buffer 1002 outputs a logic 1 ( DRV3) is output to turn off (turn off) the switch Q3 (for example, the switch Q3 becomes a PMOSFET). Therefore, the operating frequency of the driver drive unit 924 on the secondary winding side is synchronized with the operating frequency of the DC / DC control unit 914 on the primary winding side, so that the DC / DC controller Audible noise due to the frequency of beating between 914 and driver controller 924 is avoided.

하나의 실시 형태에서, 드라이버 제어장치(924)는 추가로 과도-전압 보호 및 전압 조절 회로(1014)와 접지 사이에 연결된 스위치(1020)를 포함한다. 되먹임 신호의 전압(VFB)이 목표 조절 전압보다 크거나 또는 전압 감지 신호(VSEN)의 전압이 미리 결정된 안전 전압보다 큰 경우, 과도-전압 보호 및 전압 조절 회로(1014)는 스위치(1020)를 켜고(온시키고) 보상 신호(VCOMP)를 0으로 끌어내린다. 결과적으로 옵토커플러(916)[예를 들어 되먹임 신호(FB)]를 통하여 흐르는 전류는 최대 값까지 증가된다. 이로 인하여 DC/DC 제어장치(914)는 제어 신호(DRV1)의 듀티 사이클을 감소시킨다. 되먹임 신호의 전압(VFB)이 목표 조절 전압보다 작고, 그리고 전압 감지 신호(VSEN)의 전압이 미리 결정된 안전 전압보다 작은 경우, 과도-전압 보호 및 전압 조절 회로(1014)는 스위치(1020)를 끈다. 그러므로 드라이버 제어장치(924)는 조명 모듈(926)과 제어 모듈(928)의 과도-전압 상태를 방지한다.In one embodiment, the driver controller 924 further includes a switch 1020 coupled between the over-voltage protection and voltage regulation circuit 1014 and ground. If the voltage VFB of the feedback signal is greater than the target regulated voltage or the voltage of the voltage sensing signal VSEN is greater than the predetermined safety voltage, the over-voltage protection and voltage regulation circuit 1014 turns on the switch 1020. (On) Bring down the compensation signal VCOMP to zero. As a result, the current flowing through optocoupler 916 (eg, feedback signal FB) is increased to a maximum value. As a result, the DC / DC controller 914 reduces the duty cycle of the control signal DRV1. If the voltage VFB of the feedback signal is less than the target regulated voltage, and the voltage of the voltage sense signal VSEN is less than the predetermined safety voltage, the over-voltage protection and voltage regulation circuit 1014 turns off the switch 1020. . Driver control 924 thus prevents over-voltage conditions of lighting module 926 and control module 928.

도 11은 본 발명의 하나의 실시 예에 따른 도 9에 제시된 디스플레이 시스템(900)과 관련된 파형의 실시 예를 도시한 것이다. 도 11은 도 9와 함께 기술된다. 보다 구체적으로, 도 11은 DC/DC 제어장치(914)에 의해 발생된 제어 신호(DRV1), 스위치(Q1)의 상태, 동기화 신호(SYNC)의 전압, 주 권선(LP)를 통하여 흐르는 전류(ILP), 보조 권선(L1)을 통하여 흐르는 전류(IL1), 드라이버 제어장치(924)에 의하여 발생된 제어 신호(DRV3) 및 보조 권선(L2)을 통하여 흐르는 전류(IL2)를 나타낸다. FIG. 11 illustrates an embodiment of a waveform associated with the display system 900 shown in FIG. 9 in accordance with one embodiment of the present invention. FIG. 11 is described in conjunction with FIG. 9. More specifically, FIG. 11 shows the control signal DRV1 generated by the DC / DC controller 914, the state of the switch Q1, the voltage of the synchronization signal SYNC, and the current flowing through the main winding LP. I LP ), the current I L1 flowing through the auxiliary winding L1, the control signal DRV3 generated by the driver controller 924, and the current I L2 flowing through the auxiliary winding L2.

작동 과정에서, DC/DC 제어장치(914)는 주 권선(LP)를 통하여 흐르는 전류(ILP)를 나타내는 감지 신호(LPSEN)를 수신하고, 제어 신호(DRV1)를 발생시켜 스위치(Q1)를 제어한다. 만약 제어신호 DRV1이 예를 들어 디지털 1과 같은 제1 상태에 있다면, 스위치(Q1)는 온 상태가 되고, 그리고 주 권선(LP)를 흐르는 전류(ILP)는 증가한다. 스위치(Q1)가 온 상태인 경우, 보조 권선(L1)에 연결된 다이오드(D1)와 보조 권선(L2)에 연결된 다이오드(D2)가 양쪽 모두 역-바이어스가 되므로 보조 권선(L1, L2)을 흐르는 전류는 존재하지 않는다. 동기화 신호(SYNC)의 전압은 제1 수준에 있다. 감지 신호(LPSEN)의 전압이 미리 결정된 전압까지 증가하는 경우, 이것은 전류(ILP)가 미리 결정된 전류 수준(IPK)에 도달했다는 것을 나타내며, DC/DC 제어장치(914)는, 예를 들어 디지털 0과 같은 제2 상태에서 제어 신호(DRV1)을 발생시켜 스위치(Q1)를 끈다. 전류(L1)는 보조 권선(L1)을 통하여 흐르고 그리고 동기화 신호(SYNC)의 전압은 제2 수준에 존재한다. In operation, the DC / DC controller 914 receives the sensing signal LPSEN representing the current I LP flowing through the main winding LP, generates a control signal DRV1, and switches the switch Q1. To control. If the control signal DRV1 is in the first state, for example digital 1, the switch Q1 is turned on, and the current I LP flowing through the main winding LP is increased. When the switch Q1 is in the ON state, the diode D1 connected to the auxiliary winding L1 and the diode D2 connected to the auxiliary winding L2 both become reverse-biased and thus flow through the auxiliary windings L1 and L2. There is no current. The voltage of the synchronization signal SYNC is at the first level. If the voltage of the sense signal LPSEN increases to a predetermined voltage, this indicates that the current I LP has reached a predetermined current level IPK, and the DC / DC controller 914 is for example digital. In the second state equal to zero, the control signal DRV1 is generated to turn off the switch Q1. The current L 1 flows through the auxiliary winding L1 and the voltage of the synchronization signal SYNC is at the second level.

하나의 실시 형태에서, 스위치(Q1)가 오프 상태에 있는 경우, 주 권선(LP)의 전류(ILP)는 0으로 감소한다. 보조 권선(L1)의 전류(IL1)와 보조 권선(L2)의 전류(IL2)는 감소하고, 그리고 양쪽 전류 모두 스위치(Q3)에 의하여 조절된다. 스위치(Q3)의 전도 상태는 제어 신호(DRV3)에 의하여 제어된다. 예를 들어, 제어 신호(DRV3)가 제1 상태에 있는 경우(예를 들어 디지털0), 스위치(Q3)는 온 상태가 된다. 제어 신호(DRV3)가 제2 상태(예를 들어 디지털 1)에 있는 경우, 스위치(Q3)는 오프 상태가 된다. 주 권선(LP)의 감김(turns) 수가 NP, 보조 권선(L1)의 감김 수가 N1 그리고 보조 권선(L2)의 감김 수가 N2라고 가정한다. 만약, 제어 신호(DRV3)가 제1 상태(예를 들어 디지털 0)에 있다면, 스위치(Q3)는 온 상태가 된다. 이로 인하여, 전류(IL1)는 보조 권선(L1)으로부터 다이오드(D1)를 통하여 제어 모듈(928)까지 흐르고, 전류(IL2)는 접지로부터 스위치(Q3), 보조 권선(L2), 다이오드(D2)를 통하여 조명 모듈(926)로 흐른다. 스위치(Q3)가 온 상태가 되는 경우, 전류(IL1, IL2)는 아래와 같이 주어질 수 있다:
In one embodiment, when the switch Q1 is in the off state, the current I LP of the main winding LP decreases to zero. The current I L1 of the auxiliary winding L1 and the current I L2 of the auxiliary winding L2 decrease and both currents are regulated by the switch Q3. The conduction state of the switch Q3 is controlled by the control signal DRV3. For example, when the control signal DRV3 is in the first state (for example, digital 0), the switch Q3 is turned on. When the control signal DRV3 is in the second state (for example, digital 1), the switch Q3 is turned off. Assume that the number of turns of the main winding LP is NP, the number of turns of the auxiliary winding L1 is N1 and the number of turns of the auxiliary winding L2 is N2. If the control signal DRV3 is in the first state (eg, digital 0), the switch Q3 is turned on. Due to this, the current I L1 flows from the auxiliary winding L1 through the diode D1 to the control module 928, and the current I L2 flows from ground to the switch Q3, the auxiliary winding L2, and the diode ( Through D2) to the lighting module 926. When switch Q3 is turned on, currents I L1 and I L2 can be given as follows:

NP*ILP = N1*IL1 +N2*IL2 (7)
NP * I LP = N1 * I L1 + N2 * I L2 (7)

만약 제어 신호(DRV3)가 제2 상태(예를 들어 디지털 1)에 있다면, 스위치(Q3)는 오프 상태가 되고 그리고 전류(IL2)는 컷-오프 상태로 유지된다. 스위치(Q3)가 오프 상태가 되는 경우, 전류(IL1)는 아래와 같은 식으로 주어질 수 있다:
If the control signal DRV3 is in the second state (eg digital 1), the switch Q3 is turned off and the current I L2 remains in the cut-off state. When switch Q3 is turned off, current I L1 can be given by:

NP*ILP = N1*IL1 (8)
NP * I LP = N1 * I L1 (8)

전류(ILP, IL1 및 IL2) 사이의 관계를 나타내기 위하여, 전류(ILP)가 점차적으로 0으로 감소한다고 가정한다. 하나의 실시 형태에서, 변압기(932)는, 제어 신호(DRV1)가 고정 주파수 및 조절 가능한 듀티 사이클을 가지는 고정 주파수 모드에서 작동한다. 다른 실시 형태에서, 제어 신호(DRV1)의 주파수 및 듀티 사이클 양쪽 모두가 조절 가능하다. In order to show the relationship between the currents I LP , I L1 and I L2 , it is assumed that the current I LP gradually decreases to zero. In one embodiment, the transformer 932 operates in a fixed frequency mode where the control signal DRV1 has a fixed frequency and an adjustable duty cycle. In another embodiment, both the frequency and duty cycle of the control signal DRV1 are adjustable.

하나의 실시 형태에서, 드라이버 제어장치(924)는 동기화 신호(SYNC)에 기초하여 제어 신호(DRV3)를 발생시킨다. 보다 구체적으로, 만약, 동기화 신호(SYNC)의 전압이 제1 수준에 있다면, 제어 신호(DRV3)는 제2 상태(디지털 1)로 유지되어 스위치(Q3)를 끈다. 만약, 동기화 신호(SYNC)의 전압이 제2 수준에 있다면, 제어 신호(DRV3)는 스위치(Q3)를 교대로 점멸시키기 위해 다수 개의 펄스를 포함한다. 바람직하게는, 보조 권선 측에 있는 드라이버 제어장치(924)의 작동 주파수는 주 권선 측에 있는 DC/DC 제어장치(914)의 작동 주파수와 동기화 되어, DC/DC 제어장치(914)와 드라이버 제어장치(924) 사이의 요동하는(beating) 주파수로 인한 가청(audible) 노이즈를 피할 수 있다. In one embodiment, the driver controller 924 generates the control signal DRV3 based on the synchronization signal SYNC. More specifically, if the voltage of the synchronization signal SYNC is at the first level, the control signal DRV3 is maintained in the second state (digital 1) to turn off the switch Q3. If the voltage of the synchronization signal SYNC is at the second level, the control signal DRV3 includes a plurality of pulses to alternately flash the switch Q3. Preferably, the operating frequency of the driver control device 924 on the auxiliary winding side is synchronized with the operating frequency of the DC / DC control device 914 on the main winding side, thereby controlling the DC / DC controller 914 and driver control. Audible noise due to the beating frequency between the devices 924 can be avoided.

도 9 및 도 11과 관련하여 설명이 된 것처럼, DC/DC 제어장치(914)는 주 권선(LP)에 대한 입력 전력을 제어하는 것에 의하여 보조 권선(L1)에서 발생된 출력 전압(VOUT1)을 조절한다. 보다 구체적으로, DC/DC 제어장치(914)는 되먹임 신호(FB)와 감지 신호(LPSEN)에 기초하여 주 권선(LP)과 직렬로 연결된 스위치(Q1)를 제어한다. 되먹임 신호(feedback signal)(FB)는 출력 전압(VOUT1)의 목표 수준을 나타낸다. 감지 신호(LPSEN)는 주 권선(LP)의 전류(ILP)를 나타낸다. 드라이버 제어장치(924)는, 전류 감지 신호(ISEN_1, ISEN_2, ..., ISEN_N), 전압 감지 신호(VSEN) 및 동기화 신호(SYNC)에 기초하여 보조 권선(L2)과 직렬로 연결된 스위치(Q3)를 제어하는 것에 의하여, 보조 권선(L2)에서 발생되는 출력 전압(VOUT2)을 조절한다. 각각의 전류 감지 신호(ISEN_1, ISEN_2, ..., ISEN_N)는 조명 모듈(926)에 있는 각각의 LED 스트링을 통하여 흐르는 전류를 나타낸다. 전압 감지 신호(VSEN)는 출력 전압(VOUT2)을 나타낸다. 동기화 신호(SYNC)는 DC/DC 제어장치(914)의 작동 주파수(operation frequency)를 나타낸다. 결과적으로, 디스플레이 시스템(100)에서 부스트 컨버터(122) 또는 종래의 디스플레이 시스템(200)에서 DC/DC 제어장치(216), 변압기(232) 및 옵토커플러(234)가 제거될 수 있고 이로 인하여 비용이 감소된다. As described in connection with FIGS. 9 and 11, the DC / DC controller 914 controls the output voltage VOUT1 generated at the auxiliary winding L1 by controlling the input power to the main winding LP. Adjust. More specifically, the DC / DC controller 914 controls the switch Q1 connected in series with the main winding LP based on the feedback signal FB and the sensing signal LPSEN. The feedback signal FB represents the target level of the output voltage VOUT1. The sense signal LPSEN represents the current I LP of the main winding LP. The driver controller 924 includes a switch Q3 connected in series with the auxiliary winding L2 based on the current sense signals ISEN_1, ISEN_2,..., ISEN_N, the voltage sense signal VSEN and the synchronization signal SYNC. ), The output voltage VOUT2 generated in the auxiliary winding L2 is adjusted. Each current sense signal ISEN_1, ISEN_2,..., ISEN_N represents the current flowing through each LED string in the lighting module 926. The voltage sensing signal VSEN represents the output voltage VOUT2. The synchronization signal SYNC represents an operation frequency of the DC / DC controller 914. As a result, the boost converter 122 in the display system 100 or the DC / DC controller 216, the transformer 232 and the optocoupler 234 in the conventional display system 200 can be eliminated and thereby cost Is reduced.

도 12는 본 발명의 하나의 실시 형태에 따른 복수의 출력 전압을 발생시키는 변압기를 제어하기 위한 방법의 순서도(flowchart)를 예시한 것이다. 도 12는 도 9와 함께 기술된다. 12 illustrates a flow chart of a method for controlling a transformer that generates a plurality of output voltages in accordance with one embodiment of the present invention. 12 is described in conjunction with FIG.

블록 1202에서, 제1 출력 전압이 변압기[예를 들어 도 9의 변압기(932)]의 제1 보조 권선(L1)에서 발생된다. 블록 1204에서, 제2 출력 전압이 변압기의 제2 보조 권선(L2)에서 발생된다. 블록 1206에서, 주 권선(LP)에서 변압기에 의하여 수신된 입력 전력은 DC/DC 제어장치(914)에 의하여 발생된, 예를 들어 구동 신호(DRV1)와 같은, 구동 신호에 기초하여 제1 출력 전압을 조절하도록 제어된다. At block 1202, a first output voltage is generated at the first auxiliary winding L1 of the transformer (eg, transformer 932 of FIG. 9). At block 1204, a second output voltage is generated at the second auxiliary winding L2 of the transformer. In block 1206, the input power received by the transformer in the main winding LP is a first output based on the drive signal, such as, for example, the drive signal DRV1, generated by the DC / DC controller 914. It is controlled to regulate the voltage.

블록 1208에서, 펄스 변조 신호가 발생된다[예를 들어 도 9에서 드라이버 제어장치(924)에 의하여 발생된 펄스 변조 신호(DRV3)]. 하나의 실시 형태에서, 펄스 변조신호는 구동 신호와 동기화가 된다. 블록 1210에서, 제2 보조 권선(L2)을 통하여 흐르는 전류는 교대로 인에이블 및 디스에이블이 되어 펄스 변조 신호에 기초하는 제2 출력 전압을 조절한다. 예를 들어, 제2 보조 권선(L2)에 연결된 스위치[예를 들어 도 9에서 제시된 스위치(Q3)]는 펄스 변조 신호에 의하여 제어되어 제2 출력 전압을 조절한다. 만약, 펄스 변조 신호가 제1 상태에 있다면, 스위치는 온 상태가 되고 전류는 제2 보조 권선(L2)을 통하여 부하로 흐른다. 만약, 펄스 변조 신호가 제2 상태에 있다면, 스위치는 오프 상태가 되고 그리고 제2 보조 권선(L2)의 전류는 컷-오프 상태를 유지한다. At block 1208, a pulse modulated signal is generated (e.g., pulse modulated signal DRV3 generated by driver controller 924 in FIG. 9). In one embodiment, the pulse modulated signal is synchronized with the drive signal. In block 1210, the current flowing through the second auxiliary winding L2 is alternately enabled and disabled to adjust a second output voltage based on the pulse modulated signal. For example, a switch connected to the second auxiliary winding L2 (eg, switch Q3 shown in FIG. 9) is controlled by a pulse modulated signal to regulate the second output voltage. If the pulse modulated signal is in the first state, the switch is turned on and current flows through the second auxiliary winding L2 to the load. If the pulse modulated signal is in the second state, the switch is turned off and the current of the second auxiliary winding L2 remains in the cut-off state.

따라서 본 발명은 복수의 조절된 출력을 가지는 DC/DC 컨버터를 제공한다. DC/DC 컨버터는 변압기의 주 권선에 대한 입력 전력을 제어하여 제1 보조 권선에 의하여 발생되는 제1 출력 전압을 조절하고, 그리고 변압기의 제2 보조 권선에 연결된 스위치를 제어하여 제2 보조 권선에 의하여 발생되는 제2 출력 전압을 조절한다. 본 발명에 따른 DC/DC 컨버터는 디스플레이 시스템에 사용될 수 있다. 일반적으로, 제2 출력 전압을 조절하기 위하여 선행 기술에서 사용되는, 예를 들어 부스트 컨버터 또는 보조 변압기와 같은, 추가적인 장치가 필요 없게 되고 이로 인하여 비용이 감소된다. The present invention thus provides a DC / DC converter having a plurality of regulated outputs. The DC / DC converter controls the input power to the main winding of the transformer to regulate the first output voltage generated by the first auxiliary winding, and the switch connected to the second auxiliary winding of the transformer to control the second auxiliary winding. By adjusting the second output voltage. The DC / DC converter according to the present invention can be used in a display system. In general, no additional device, such as a boost converter or an auxiliary transformer, used in the prior art for regulating the second output voltage is needed and thus the cost is reduced.

위에서 개시된 내용 및 도면은 본 발명의 실시 형태를 표현하는 한편, 다양한 추가 발명, 변형 발명 및 대체 발명이 첨부된 청구 범위에서 규정된 본 발명의 기술적 사상 및 범위를 벗어나지 않고 만들어질 수 있는 것으로 이해될 것이다. 이 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 실시에서 사용된 형태, 구조, 배열, 비율, 소재, 소자 및 구성 요소 그리고 그 이외의 것의 변형을 이용하여 사용될 수 있고, 이러한 것은 특별히 본 발명의 원리로부터 벗어나지 않는 구체적인 환경과 작동 요구에 특별히 맞추어진 것이라는 것을 인지할 것이다. 그러므로 본 명세서에서 개시된 실시 형태는 예시적인 것으로 제한되지 않는 것으로 간주되어야 하고, 본 발명의 범위는 첨부된 청구범위 및 이들의 법적 등가물에 의하여 제시되고 위에서 기술한 내용에 제한되지 않는다.While the above disclosed contents and drawings represent embodiments of the invention, it will be understood that various further inventions, modifications and alternatives may be made without departing from the spirit and scope of the invention as defined in the appended claims. will be. One of ordinary skill in the art can use the present invention using modifications of forms, structures, arrangements, ratios, materials, elements and components, and others used in the practice of the present invention, and these are specifically described herein. It will be appreciated that the instrument is specifically tailored to the specific circumstances and operating requirements thereof without departing from the principles of the invention. The presently disclosed embodiments are therefore to be considered as illustrative and not restrictive, the scope of the invention being indicated by the appended claims and their legal equivalents and not limited to the foregoing.

100: 디스플레이 시스템 102: AC 전력 공급원
104: AC/DC 컨버터 106: 주 권선
108: 제2 보조 권선 110: 제1 보조 권선
112; 스위치 118: 오류 증폭기
120: 전압 분배기 122: 부스트 컨버터
126: 조명 모둘 128: 제어 모듈
200: 디스플레이 시스템 202: 제2 스위치
204: 제1 스위치 214: DC/DC 제어장치
230: 제1 변압기 232: 제2 변압기
236:제1 옵토 커플러
300: 디스플레이 시스템 301: DC/DC 컨버터
302: AC 전력 공급원 304: 브리지 정류기
314: DC/DC 제어 장치 316: 옵토커플러
318: 오류 증폭기 320: 분배기
324: 드라이버 제어장치 326: 조명 모듈
328: 제어 모듈 330: 전류 센서
332: 변압기 338: 전압 분배기
402: 인버터 버퍼 404: 전류 조절 유닛
406: 비교기 408: 오류 증폭기
410: 기준 신호 발생기 412: 램프 신호 발생기
614: DC/DC 제어장치
901: DC/DC 컨버터 914: DC/DC 제어장치
916: 옵토 커플러 924: 드라이버 제어장치
926: 조광 모듈 928: 제어 모듈
938: 전압 분배기
1004: 전류 조절 유닛 1002: 인버터 버퍼
1010: 기준 신호 발생기 1014: 전압 조절 회로
1020: 스위치 100: display system 102: AC power source
104: AC / DC converter 106: main winding
108: second auxiliary winding 110: first auxiliary winding
112; Switch 118: Error Amplifier
120: voltage divider 122: boost converter
126: lighting module 128: control module
200: display system 202: second switch
204: first switch 214: DC / DC controller
230: first transformer 232: second transformer
236: the first optocoupler
300: display system 301: DC / DC converter
302: AC power source 304: bridge rectifier
314: DC / DC control unit 316: optocoupler
318: error amplifier 320: distributor
324: driver control unit 326: lighting module
328: control module 330: current sensor
332: transformer 338: voltage divider
402: inverter buffer 404: current regulation unit
406: comparator 408: error amplifier
410: reference signal generator 412: ramp signal generator
614: DC / DC controller
901: DC / DC converter 914: DC / DC controller
916: optocoupler 924: driver control unit
926: dimming module 928: control module
938: voltage divider
1004: current regulation unit 1002: inverter buffer
1010: reference signal generator 1014: voltage regulation circuit
1020: switch

Claims (20)

전력 공급원에 연결된 주 권선, 제1 부하에 제1 출력 전압을 제공하는 제1 보조 권선 및 제2 부하에 제2 출력 전압을 제공하는 제2 보조 권선을 가지는 변압기;
상기 제1 부하의 전력 요구에 기초하여 상기 주 권선에 대한 입력 전력을 제어하고 상기 제1 출력 전압을 조절하기 위하여, 상기 주 권선에 연결된 제1 스위치를 제어하도록, 상기 주 권선에 연결된 스위치 제어장치; 및
상기 제2 부하의 전력 요구에 기초하여 상기 제2 출력 전압을 조절하기 위하여 상기 제2 보조 권선에 연결된 제2 스위치를 교대로 점멸시키기(turn on and turn off) 위한 펄스 변조 신호를 발생시키는, 상기 제2 보조 권선에 연결된 드라이버 제어장치를 포함하는 DC/DC 컨버터. A transformer having a primary winding connected to a power supply, a first auxiliary winding providing a first output voltage to a first load, and a second auxiliary winding providing a second output voltage to a second load;
A switch control device connected to the main winding to control a first switch connected to the main winding to control the input power to the main winding and adjust the first output voltage based on the power demand of the first load ; And
Generating a pulse modulated signal for alternately turning on and turn off a second switch connected to the second auxiliary winding to adjust the second output voltage based on a power demand of the second load; DC / DC converter comprising a driver control connected to the second auxiliary winding. 청구항 1에 있어서, 상기 변압기는 상기 스위치 제어장치에 공급 전압을 공급하는 예비 권선(auxiliary winding)을 추가로 포함하는 DC/DC 컨버터. The DC / DC converter of claim 1, wherein the transformer further comprises an auxiliary winding for supplying a supply voltage to the switch control device. 청구항 1에 있어서, 상기 제2 스위치의 소스(source)는 상기 제1 보조 권선으로부터 상기 제1 출력 전압을 수신하는 DC/DC 컨버터. The DC / DC converter of claim 1, wherein a source of the second switch receives the first output voltage from the first auxiliary winding. 청구항 1에 있어서, 상기 DC/DC 컨버터는 추가로 상기 제2 스위치의 소스와 드레인 사이에 결합된 순간 전압 억제 장치(transient voltage suppressor)를 포함하는 DC/DC 컨버터. The DC / DC converter of claim 1, wherein the DC / DC converter further comprises a transient voltage suppressor coupled between the source and the drain of the second switch. 청구항 1에 있어서, 상기 스위치 제어장치는 펄스-폭 변조(PWM) 신호를 발생시켜 상기 제1 스위치를 교대로 점멸시키고, 상기 PWM 신호의 듀티 사이클을 조절하는 것에 의하여 상기 제1 출력 전압을 조절하는 DC/DC 컨버터. The method of claim 1, wherein the switch controller generates a pulse-width modulated (PWM) signal to alternately flash the first switch and adjust the first output voltage by adjusting a duty cycle of the PWM signal. DC / DC converters. 청구항 1에 있어서, 상기 드라이버 제어장치는,
상기 제2 부하의 상기 전력 요구에 기초하여 기준 신호를 발생시키는 기준 신호 발생기; 및
상기 기준 신호 및 상기 제2 출력 전압을 나타내는 감지 신호를 수신하고, 상기 기준 신호를 상기 감지 신호와 비교하는 것에 의하여 오류 신호를 발생시키는 오류 증폭기(error amplifier)를 포함하는 DC/DC 컨버터. The method according to claim 1, wherein the driver control device,
A reference signal generator for generating a reference signal based on the power demand of the second load; And
And an error amplifier receiving the sense signal indicative of the reference signal and the second output voltage and generating an error signal by comparing the reference signal with the sense signal. 청구항 6에 있어서, 상기 제2 부하는 복수의 광원을 포함하고, 상기 드라이버 제어장치는 추가로 상기 복수의 광원을 통하여 전류의 균형을 맞추는 전류 조절 유닛을 포함하는 DC/DC 컨버터. 7. The DC / DC converter according to claim 6, wherein the second load includes a plurality of light sources, and the driver controller further comprises a current regulation unit for balancing current through the plurality of light sources. 청구항 6에 있어서, 상기 드라이버 제어장치는 상기 오류 신호를 램프 신호와 비교하여 상기 펄스 변조 신호를 발생시키는 비교기를 더 포함하는 DC/DC 컨버터. The DC / DC converter according to claim 6, wherein the driver controller further comprises a comparator for generating the pulse modulated signal by comparing the error signal with a ramp signal. 청구항 1에 있어서. 상기 드라이버 제어장치는 상기 제1 보조 권선으로부터 상기 스위치 제어장치의 작동 주파수를 나타내는 동기화 신호를 수신하고, 상기 동기화 신호에 기초하여 상기 펄스 변조 신호를 발생시켜 상기 드라이버 제어장치의 작동 주파수를 상기 스위치 제어장치의 상기 작동 주파수와 동기화시키는 DC/DC 컨버터. The method according to claim 1. The driver controller receives a synchronization signal indicating an operating frequency of the switch controller from the first auxiliary winding, and generates the pulse modulated signal based on the synchronization signal to control the operating frequency of the driver controller. DC / DC converter to synchronize with the operating frequency of the device. 청구항 9에 있어서, 만약 상기 동기화 신호의 전압이 제1 수준에 있다면, 상기 펄스 변조 신호는 일정한 수준을 유지하여 상기 제2 스위치를 끄고, 만약 상기 동기화 신호의 전압이 제2 수준에 있다면, 상기 펄스 변조 신호는 복수 개의 펄스를 포함하여 상기 제2 스위치를 교대로 점멸시키는 DC/DC 컨버터. 10. The method of claim 9, wherein if the voltage of the synchronization signal is at a first level, the pulse modulated signal remains at a constant level to turn off the second switch, and if the voltage of the synchronization signal is at a second level, the pulse The modulated signal includes a plurality of pulses to alternately flash the second switch. 청구항 1에 있어서, 되먹임 신호의 전압이, 상기 제1 출력 전압이 목표 조절 전압보다 크다는 것을 나타내거나 또는 감지 신호의 전압이 상기 제2 출력 전압이 미리 결정된 안전 전압보다 크다는 것을 나타내는 경우, 상기 드라이버 제어장치는 상기 주 권선에 대한 입력 전력을 감소시키는 DC/DC 컨버터. The driver control of claim 1, wherein the voltage of the feedback signal indicates that the first output voltage is greater than a target regulated voltage or the voltage of the sense signal indicates that the second output voltage is greater than a predetermined safety voltage. A device to reduce the input power to the main winding. 변압기로부터 제1 부하로 전송되는 제1 출력 전압을 제어하기 위한 드라이버 제어장치에 있어서,
상기 변압기의 제1 보조 권선으로부터 스위치 제어장치의 작동 주파수를 나타내는 동기화 신호를 수신하는 동기화 단자;
상기 제1 출력 전압을 나타내는 전압 감지 신호를 수신하는 전압 감지 단자;
상기 제1 부하를 통하여 흐르는 전류를 나타내는 전류 감지 신호를 수신하는 전류 감지 단자; 및
상기 동기화 신호, 상기 전압 감지 신호 및 상기 전류 감지 신호에 기초하여 펄스 변조 신호를 발생시켜 상기 제1 출력 전압을 조절하고, 상기 드라이버 제어장치의 작동 주파수를 상기 스위치 제어장치의 상기 작동 주파수와 동기화시키는 구동 단자를 포함하고,
상기 드라이버 제어장치는 상기 변압기의 제2 보조 권선에 연결되고, 및
상기 스위치 제어장치는 상기 변압기의 주 권선에 연결된 제1 스위치를 교대로 점멸시키는 펄스-폭 변조(PWM) 신호를 발생시키고, 상기 PWM 신호의 듀티 사이클을 조절하는 것에 의하여 제2 출력 전압을 조절하기 위하여 상기 주 권선에 대한 입력 전력을 제어하는 드라이버 제어장치. A driver control device for controlling a first output voltage transmitted from a transformer to a first load, wherein:
A synchronization terminal for receiving a synchronization signal indicative of an operating frequency of a switch control device from the first auxiliary winding of the transformer;
A voltage sensing terminal receiving a voltage sensing signal indicative of the first output voltage;
A current sensing terminal receiving a current sensing signal indicative of a current flowing through the first load; And
Generating a pulse modulated signal based on the synchronization signal, the voltage sensing signal and the current sensing signal to adjust the first output voltage and to synchronize the operating frequency of the driver control device with the operating frequency of the switch control device. Including a driving terminal,
The driver control device is connected to a second auxiliary winding of the transformer, and
The switch controller generates a pulse-width modulated (PWM) signal that alternately flashes a first switch connected to the main winding of the transformer and adjusts the second output voltage by adjusting the duty cycle of the PWM signal. Driver control device for controlling the input power to the main winding. 청구항 12에 있어서, 상기 펄스 변조 신호는 상기 제2 보조 권선에 연결된 제2 스위치를 교대로 점멸시켜 상기 제1 부하의 전력 요구에 기초하여 상기 제1 출력 전압을 조절하는 드라이버 제어장치. The device of claim 12, wherein the pulse modulated signal alternately flashes a second switch connected to the second auxiliary winding to adjust the first output voltage based on a power demand of the first load. 청구항 13에 있어서, 상기 제2 스위치의 소느(source)는 상기 제1 보조 권선으로부터 상기 제2 출력 전압을 수신하는 드라이버 제어장치. The driver control apparatus of claim 13, wherein a source of the second switch receives the second output voltage from the first auxiliary winding. 청구항 12에 있어서, 만약 상기 펄스 변조 신호가 제1 상태에 있다면, 전류는 상기 제2 보조 권선을 흐르고, 그리고 만약 상기 펄스 변조 신호가 제2 상태에 있다면, 상기 제2 보조 권선의 상기 전류는 컷-오프를 유지하는 것을 특징으로 하는 드라이버 제어장치. 13. The method of claim 12, wherein if the pulse modulated signal is in a first state, current flows through the second auxiliary winding, and if the pulse modulated signal is in a second state, the current of the second auxiliary winding is cut. Driver control, characterized in that to keep off. 청구항 15에 있어서, 만약 상기 동기화 신호의 전압이 제1 수준에 있다면, 상기 펄스 변조 신호는 상기 제2 상태를 유지하고, 그리고 만약 상기 동기화 신호의 상기 전압이 제2 수준에 있다면, 상기 펄스 변조 신호는 복수의 펄스를 포함하는 드라이버 제어장치. The pulse modulation signal of claim 15, wherein if the voltage of the synchronization signal is at a first level, the pulse modulated signal maintains the second state, and if the voltage of the synchronization signal is at a second level, the pulse modulated signal. Driver control apparatus including a plurality of pulses. 청구항 12에 있어서, 상기 제1 부하는 다수 개의 광원을 포함하고, 상기 드라이버 제어장치는 추가로 상기 복수개의 광원을 통하여 흐르는 복수 개의 전류의 균형을 맞추는 전류 조절 유닛을 포함하는 드라이버 제어장치. 13. The driver control apparatus of claim 12, wherein the first load comprises a plurality of light sources, and the driver control device further comprises a current regulation unit for balancing a plurality of currents flowing through the plurality of light sources. 청구항 17에 있어서, 상기 전류 조절 유닛은 상기 전류 감지 신호를 수신하고, 그리고 온/오프 신호 및 조광 신호에 기초하여 온/오프 상태 및 상기 복수 개의 광원의 조광을 각각 제어하는 드라이버 제어장치. 18. The driver control apparatus according to claim 17, wherein the current adjusting unit receives the current sensing signal and controls an on / off state and dimming of the plurality of light sources based on an on / off signal and a dimming signal respectively. 청구항 12에 있어서, 상기 제2 출력 전압을 나타내는 되먹임 신호의 전압이 목표 조절 전압보다 큰 경우 또는 상기 전압 감지 신호의 전압이 미리 결정된 안전 전압보다 큰 경우, 상기 드라이버 제어장치는 상기 주 권선에 대한 입력 전력을 감소시키는 드라이버 제어장치. The driver control apparatus of claim 12, wherein when the voltage of the feedback signal representing the second output voltage is greater than a target regulating voltage or when the voltage of the voltage sensing signal is greater than a predetermined safety voltage, the driver controller is configured to input to the main winding. Driver control to reduce power. 청구항 19에 있어서, 상기 드라이버 제어장치는 과도-전압 보호 회로와 접지 사이에 연결된 제3 스위치를 더 포함하고, 상기 되먹임 신호의 상기 전압이 상기 제1 미리 결정된 안전 전압보다 크거나 또는 상기 전압 감지 신호의 상기 전압이 상기 제2 미리 결정된 안전 전압보다 클 때에는, 상기 과도-전압 보호 회로는 상기 제3 스위치를 온 시켜 보상 신호를 0으로 끌어내리는 드라이버 제어장치. 20. The device of claim 19, wherein the driver control device further comprises a third switch coupled between a transient-voltage protection circuit and ground, wherein the voltage of the feedback signal is greater than the first predetermined safety voltage or the voltage sensing signal. And when the voltage of is greater than the second predetermined safety voltage, the transient-voltage protection circuit turns on the third switch to bring the compensation signal down to zero.
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