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KR20130135718A - Display device having led backlight and power supply device and method thereof - Google Patents

Display device having led backlight and power supply device and method thereof Download PDF

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Publication number
KR20130135718A
KR20130135718A KR1020120140237A KR20120140237A KR20130135718A KR 20130135718 A KR20130135718 A KR 20130135718A KR 1020120140237 A KR1020120140237 A KR 1020120140237A KR 20120140237 A KR20120140237 A KR 20120140237A KR 20130135718 A KR20130135718 A KR 20130135718A
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KR
South Korea
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power
voltage
power factor
backlight
driving
Prior art date
Application number
KR1020120140237A
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Korean (ko)
Inventor
류승렬
이정훈
성유창
이용희
Original Assignee
서울반도체 주식회사
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Publication date
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Abstract

The present invention relates to a display device with an LED backlight, an apparatus and a method for supplying power thereof, wherein the LED backlight eliminates a process of partially converting power and power loss thereby in a switching mode power supply (SMPS) of the display device by directly supplying a power factor correction voltage to a backlight unit and using an AC-LED driving circuit including a correction circuit for the ripples of tens of volts of driving voltage, thereby improving efficiency and reducing manufacturing costs. The display device comprises: a display panel for displaying an image in accordance with an inputted image signal; the backlight unit having at least one LED array and illuminating the display panel; and a power supply apparatus for receiving inputted alternate current power and supplying direct current component power to the display panel and to the backlight unit. The power supply apparatus includes: an AC-DC converter for the full-wave rectification of inputted alternate current power so as to generate power factor correction power having a high voltage value which is higher than the total forward voltage value of an LED array; a bypass wire for supplying, as backlight-driving power, the power factor correction power to the backlight unit; and a DC-DC converter, which is electrically connected to the rear end of the AC-DC converter, and which steps down the backlight-driving power so as to generate display-driving power having a low voltage value for driving the display panel, and which supplies the generated display-driving power to the display panel. [Reference numerals] (31) AC-DC converter;(33) Backlight driving part;(34) DC-DC converter;(AA) Input alternate current power source(85~265V)

Description

ＬＥＤ 백라이트를 구비하는 디스플레이 장치와 그 전원 공급 장치 및 방법{DISPLAY DEVICE HAVING LED BACKLIGHT AND POWER SUPPLY DEVICE AND METHOD THEREOF}DISPLAY DEVICE HAVING LED BACKLIGHT AND POWER SUPPLY DEVICE AND METHOD THEREOF}

본 발명은 LED(Light Emitting Diode) 백라이트를 구비하는 디스플레이 장치와 그 전원 공급 장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 역률보상전압을 백라이트 유닛에 직접 공급하고 구동전압의 리플에 대한 보상 회로가 포함된 백라이트 구동부를 이용함으로써 스위칭모드 파워서플라이(Switching Mode Power Supply, SMPS)에서의 일부 전력 변환 과정과 그에 따른 전력 소실을 제거하여 효율을 높이고 제조 비용을 낮출 수 있는 LED 백라이트를 구비하는 디스플레이 장치와 그 전원 공급 장치 및 방법에 관한 것이다.
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a display device having a LED (Light Emitting Diode) backlight and a power supply and method thereof. Display device having an LED backlight that can increase the efficiency and lower the manufacturing cost by eliminating some power conversion process in the Switching Mode Power Supply (SMPS) and the resulting power loss by using the included backlight driver; It relates to a power supply and a method thereof.

최근 LCD(Liquid Crystal Display) 텔레비전에서 LED(Light Emitting Diode) 백라이트는 이전의 냉음극관 형광등(Cold Cathode Fluorescent Light) 백라이트보다 색재현성 및 소비전력 측면에서 뛰어나 LCD TV용 백라이트(Backlight)로 많이 이용되고 있다.Recently, the LED (Light Emitting Diode) backlight in LCD (Liquid Crystal Display) televisions is used as the backlight for LCD TVs because it has better color reproduction and power consumption than previous Cold Cathode Fluorescent Light backlights. .

LCD TV용 LED 백라이트에서는 LCD TV의 크기 및 해상도, 적용 모델에 따라 적게는 수십 개에서 많게는 수백 개까지 발광다이오드(LED)가 존재하고, 따라서 각 백라이트 모델별 전원을 제공하는데 있어서 표준화하기가 쉽지 않다. 또한, 종래의 LED 백라이트는 24V 대역의 전원전압을 사용하는 LED 어레이(Array)부터 약 120V나 그 이상의 전압을 사용하는 모델 등과 같이 다양한 모델이 존재하며, 따라서 각 모델별 LED 백라이트의 구동전원을 제공하기 위해서 LCD TV용 전원회로에서 입력 교류전원을 받아서 여러 단의 DC-DC 컨버터를 통해서 필요한 DC 구동전압을 공급하는 것이 일반적이다.In LED backlights for LCD TVs, there are at least tens to hundreds of light emitting diodes (LEDs), depending on the size and resolution of LCD TVs and the application model. Therefore, it is not easy to standardize in providing power for each backlight model. . In addition, the conventional LED backlight has a variety of models, such as the LED array using a power supply voltage of 24V band to a model using a voltage of about 120V or more, and thus provide the driving power of each LED backlight for each model To do this, it is common to receive the input AC power from the LCD TV power supply circuit and supply the required DC driving voltage through the DC-DC converter of several stages.

한편, LCD TV에서 LED 백라이트가 차지하는 소비 전력은 전체 시스템의 약 70% 정도로 크기 때문에 저전력 LCD TV를 구현하기 위해서는 LED 백라이트의 전력소비량을 줄이는 것이 필수적이다.On the other hand, since the power consumption of the LED backlight in the LCD TV is about 70% of the total system, it is essential to reduce the power consumption of the LED backlight to implement a low-power LCD TV.

그러나, 종래의 일반적인 LCD TV의 전원회로는 직류 24V 전원을 생성하고 그 직류 24V 전원을 백라이트 구동전원으로 승압하거나 패널 구동전원으로 강압하여 사용하는 등 전원 변환 단계가 많은 단점이 있다. 즉, 전원 변환 단계가 많으면 전원 변환 과정에서의 손실이 커져 에너지 효율이 떨어지고 가격 경쟁력 측면에서 좋지 않은 단점이 있다.However, the power circuit of the conventional LCD TV has a disadvantage in that there are many power conversion steps, such as generating a DC 24V power supply and boosting the DC 24V power supply with a backlight driving power supply or stepping down with a panel driving power supply. In other words, if the power conversion stage is large, the loss in the power conversion process increases, resulting in low energy efficiency and disadvantage in terms of price competitiveness.

일례로, 도 1에 도시한 바와 같이, 종래의 일반적인 LCD TV는 스위칭모드 파워서플라이(SMPS, 2)에 의해 LED 백라이트(3)를 구동하는 LED 구동회로(3c)에 백라이트 구동전원을 공급하면서 디스플레이 패널(3)이나 그 주변 장치에서 사용되는 여러 레벨의 전원을 관리하는 전원관리부(Power Management Integrated Circuit, PMIC)에 구동전원을 공급하도록 구성된다. 디스플레이 패널(3)에서 사용되는 여러 레벨의 전원은 타이밍 제어기의 전원(Timing Controller Power), 소스 드라이버 전원(Source Driver Power), 게이트 드라이버 전원(Gate Driver Power), 감마 전압(Gamma Voltage) 또는 공통 버퍼 전원(Vcom Buffer) 등을 말한다.For example, as shown in FIG. 1, a conventional general LCD TV displays while supplying backlight driving power to the LED driving circuit 3c for driving the LED backlight 3 by a switching mode power supply (SMPS) 2. It is configured to supply driving power to a power management integrated circuit (PMIC) that manages various levels of power used in the panel 3 or its peripheral devices. The various levels of power used in the display panel 3 can include the timing controller power, the source driver power, the gate driver power, the gamma voltage, or the common buffer. Power supply (Vcom Buffer), etc.

SMPS(2)는 통상 필터(2a), 브리지 다이오드(2b), 역률보상회로(2c) 및 중간단 DC-DC 컨버터(2d)를 구비하고, 브리지 다이오드(2b)에 의해 85V~256V의 상용 입력 교류전압을 정류한 후 역률보상회로(Power Factor Correction Circuit, 2c)에 의해 최대 약 385V의 역률보상전압을 생성하고, 중간단 DC-DC 컨버터(2d)에 의해 24V 직류 전원, 12V 직류 전원, 및 5V 또는 3V 직류 전원을 출력한다. 즉, 종래의 SMPS(2)에서는 역률보상회로(2c)에서의 역률보상전압을 중간단 DC-DC 컨버터(2d)에서 1차적으로 스텝-다운한 후 부하단 DC-DC 컨버터(3a)에서 2차적으로 스텝-업 또는 스텝-다운하여 각 부하(백라이트 유닛 등)에 맞는 부하전압을 출력하는 것이 일반적이다. 여기서, 24V 직류전원은 LED 백라이트(3)의 부하단 DC-DC 컨버터(3a)를 통해 백라이트 유닛(3b) 및 LED 구동회로(3c)에 공급되고, 12V 직류전원은 PMIC를 통해 LCD 패널의 각 구동회로에 공급되며, 5V 또는 3V 직류전원은 TV 셋톱 박스(Setop Box)나 비디오 입력 등을 위해 공급된다.The SMPS 2 typically includes a filter 2a, a bridge diode 2b, a power factor correction circuit 2c, and an intermediate stage DC-DC converter 2d, which are commercially input from 85V to 256V by the bridge diode 2b. After rectifying the AC voltage, a power factor correction voltage of up to about 385 V is generated by a power factor correction circuit (2c), and a 24 V DC power supply, a 12 V DC power supply, and an intermediate DC-DC converter (2d). Output 5V or 3V DC power. That is, in the conventional SMPS 2, the power factor correction voltage of the power factor correction circuit 2c is first stepped down by the intermediate stage DC-DC converter 2d, and then, by the load stage DC-DC converter 3a. In general, step-up or step-down outputs a load voltage suitable for each load (backlight unit, etc.). Here, the 24V DC power is supplied to the backlight unit 3b and the LED driving circuit 3c through the load stage DC-DC converter 3a of the LED backlight 3, and the 12V DC power is supplied to each LCD panel through the PMIC. It is supplied to the driving circuit, and 5V or 3V DC power is supplied for TV set top box or video input.

전술한 바와 같이, 종래의 LED TV에서 LED 구동회로(3c)는 DC-DC 컨버터(3a)를 제어하여 중간단 DC-DC 컨버터(2d)로부터의 24V 구동전압로부터 수백 볼트의 구동전압을 생성하여 백라이트 유닛(3b)에 공급하게 되므로 전력 변환 시 전력 손실이 크고, 큰 전류 용량을 가지므로 제품에 요구되는 신뢰성을 얻기 위하여 비싼 부품을 사용해야 하기 때문에 SMPS(2)에 대한 비용을 증가시키는 단점이 있다.As described above, in the conventional LED TV, the LED driving circuit 3c controls the DC-DC converter 3a to generate several hundred volts of driving voltage from the 24V driving voltage from the intermediate stage DC-DC converter 2d. Since power is supplied to the backlight unit 3b, power loss is large when converting the power, and a large current capacity is required. Therefore, an expensive component must be used to obtain the reliability required for the product, thereby increasing the cost for the SMPS 2. .

또한, 전술한 종래의 LED TV에 사용되는 대부분의 SMPS(2)는 실질적으로 입력 교류전압을 AC-DC 변환하고, AC-DC 변환된 정류전압을 중간단 DC-DC 컨버터(2d)에서 1차적으로 변환한 후, 부하단 DC-DC 컨버터(3a 등)에서 최종적으로 각 부하에 적합한 전압으로 변환하여 출력하게 되므로, 3단계의 전력 변환에 소모되는 전력 손실에 의해 효율이 좋지 않은 단점이 있다.In addition, most of the SMPS 2 used in the above-described conventional LED TV substantially AC-DC converts the input AC voltage, and primarily converts the AC-DC converted rectified voltage in the intermediate stage DC-DC converter 2d. After conversion to, since the output terminal is finally converted to a voltage suitable for each load in the DC-DC converter (3a, etc.), there is a disadvantage that the efficiency is not good due to the power loss consumed in the three-stage power conversion.

게다가, LED 어레이로 이루어진 백라이트 유닛(3b)을 구동하는 LED 구동회로(3c)의 경우, 통상 24V 직류전압을 다시 LED 어레이의 순방향 전압에 적합하게 승압하여 사용하게 되므로, LED 백라이트(3)에서의 직류전압 승압에 소모되는 4단계째의 전력 손실에 의해 전체 시스템 효율이 더욱 좋지 않게 되는 단점이 있다.
In addition, in the case of the LED driving circuit 3c for driving the backlight unit 3b made of the LED array, since the 24V DC voltage is normally boosted again to suit the forward voltage of the LED array, the LED backlight 3 There is a disadvantage in that the overall system efficiency becomes worse due to the power loss in the fourth stage consumed in the DC voltage boosting.

본 발명은 상기의 문제를 해결하기 위한 것으로, 본 발명에 따른 LED(Light Emitting Diode) 백라이트를 구비하는 디스플레이 장치와 그 전원 공급 장치 및 방법은, 역률보상전압을 백라이트 유닛에 직접 공급하면서 역률보상전압의 수십 볼트의 리플에 대한 보상 회로를 포함하는 백라이트 구동부를 이용함으로써 다단계의 전력 변환을 생략하고 그에 따른 전력 손실을 제거하는 것을 목적으로 한다.The present invention is to solve the above problems, the display device having a LED (Light Emitting Diode) backlight according to the present invention and its power supply device and method, the power factor correction voltage while supplying the power factor compensation voltage directly to the backlight unit. By using a backlight driver including a compensation circuit for ripples of several tens of volts, an object of the present invention is to eliminate multi-stage power conversion and to eliminate power loss.

본 발명의 실시예에 따른 LED 백라이트를 구비하는 디스플레이 장치와 그 전원 공급 장치 및 방법은, 수십 볼트의 리플을 가진 직류 구동전압을 LED 어레이를 구비한 백라이트 유닛에 직접 공급하면서 역률보상회로와 결합하는 백라이트 구동부를 이용함으로써 디스플레이 장치나 그 전원 공급 장치에서의 소비 전력을 크게 낮추고 장치의 효율을 높이는 것을 다른 목적으로 한다.
Display device having a LED backlight according to an embodiment of the present invention and its power supply and method is coupled to the power factor correction circuit while supplying a direct current driving voltage having a ripple of several tens of volts directly to the backlight unit having an LED array Another object of the present invention is to use a backlight driver to significantly reduce power consumption of a display device or a power supply thereof and to increase efficiency of the device.

상기의 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 디스플레이 장치는, 입력 영상신호에 따른 영상을 표시하는 디스플레이 패널; 적어도 하나의 LED 어레이를 구비하고, 디스플레이 패널에 조명을 제공하는 백라이트 유닛; 및 입력 교류전원을 인가받아 디스플레이 패널 및 백라이트 유닛에 직류성분의 전원을 공급하는 전원공급장치;를 포함하며, 여기서 전원공급장치는, 입력 교류전원을 전파정류하여 LED 어레이의 총 순방향 전압값 이상의 고전압값을 갖는 역률보상전원을 생성하는 AC-DC 컨버터; 역률보상전원을 백라이트 유닛에 백라이트 구동전원으로 공급하는 바이패스 배선; 및 AC-DC 컨버터의 후단에 전기적으로 연결되고 백라이트 구동전원을 강압하여 디스플레이 패널을 구동하기 위한 저전압값을 갖는 디스플레이 구동전원을 생성하고, 생성한 상기 디스플레이 구동전원을 디스플레이 패널에 공급하는 DC-DC 컨버터;를 구비하는 것을 특징으로 한다. 저전압값은 LED 백라이트에서 필요로 하는 직류전원을 제외하고 디스플레이 패널의 구동회로나 디스플레이 장치의 시스템 보드에서 필요로 하는 직류전원에 대응한다.In order to achieve the above object, a display apparatus according to the present invention, a display panel for displaying an image according to the input image signal; A backlight unit having at least one LED array and providing illumination to the display panel; And a power supply device configured to receive an input AC power and supply power of a DC component to the display panel and the backlight unit, wherein the power supply includes full-voltage rectification of the input AC power to at least a high forward voltage value of the LED array. An AC-DC converter for generating a power factor correction power supply having a value; Bypass wiring for supplying the power factor correction power to the backlight unit as the backlight driving power; And a DC-DC electrically connected to a rear end of an AC-DC converter to generate a display driving power having a low voltage value for driving the display panel by stepping down the backlight driving power and supplying the generated display driving power to the display panel. It characterized in that it comprises a converter. The low voltage value corresponds to the DC power required by the driving circuit of the display panel or the system board of the display device except the DC power required by the LED backlight.

본 발명의 실시예에 따른 디스플레이 장치에 있어서, AC-DC 컨버터는, 입력 교류전원을 수신하는 입력단; 입력단과 전기적으로 연결되고 입력 교류전원을 전파정류하여 정류전원을 생성하는 전파정류부; 및 전파정류부와 전기적으로 연결되며, 정류전원을 역률보상하여 입력 교류전원의 전압 최대값보다 큰 중간값과 입력 교류전원의 전압변동폭보다 작은 리플을 가지는 역률보상전원을 생성하는 역률보상부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.In the display device according to an embodiment of the present invention, the AC-DC converter, the input terminal for receiving an input AC power; A full-wave rectifier electrically connected to the input terminal and generating a rectified power by full-wave rectifying the input AC power; And a power factor correction unit electrically connected to the full-wave rectifier and generating a power factor correction power source having a median greater than the maximum voltage of the input AC power and a ripple smaller than the voltage fluctuation range of the input AC power by compensating the power factor. Characterized in that.

본 발명의 다른 실시예에 따른 디스플레이 장치는, 적어도 하나의 LED 어레이를 정전류 구동하는 백라이트 구동부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.According to another exemplary embodiment of the present invention, a display device may further include a backlight driver configured to constant current drive at least one LED array.

본 발명의 다른 실시예에 따른 디스플레이 장치에 있어서, 백라이트 구동부는, 적어도 하나의 LED 어레이의 출력단에 제1 단자가 연결되는 구동스위치; 구동스위치의 제2 단자와 기준전위 사이에 연결되는 저항기; 및 구동스위치의 제어단자에 연결되고 저항기 양단에 걸리는 피드백전압과 기준전압에 기초하여 구동스위치의 동작을 PWM 제어하는 제어부;를 구비하는 것을 특징으로 한다.In the display device according to another embodiment of the present invention, the backlight driver includes: a drive switch having a first terminal connected to an output terminal of at least one LED array; A resistor connected between the second terminal of the drive switch and the reference potential; And a controller connected to the control terminal of the driving switch and PWM controlling the operation of the driving switch based on the feedback voltage and the reference voltage across the resistor.

본 발명의 다른 실시예에 따른 디스플레이 장치에 있어서, 백라이트 구동부는 복수의 LED 어레이가 복수의 채널을 형성하며 병렬 연결되는 복수의 LED 어레이의 출력단에 각각 연결되는 복수의 정전류 구동부를 구비하고, 각 정전류 구동부는 기준전압 발생기를 구비한 집적회로로 형성되며, 복수의 정전류 구동부 중 어느 하나는 마스터(Master)로 설정되고 나머지는 슬래이브(Slave)로 설정되며, 그에 의해 복수의 정전류 구동부는 마스터로 설정된 정전류 구동부의 기준전압에 기초하여 정전류 구동하는 것을 특징으로 한다.In the display device according to another embodiment of the present invention, the backlight driver includes a plurality of constant current drivers connected to output terminals of the plurality of LED arrays in which a plurality of LED arrays are formed in a plurality of channels and connected in parallel, respectively, each constant current. The driver is formed of an integrated circuit having a reference voltage generator, and one of the plurality of constant current drivers is set as a master and the other is set as a slave, whereby the plurality of constant current drivers are set as a master. A constant current is driven based on the reference voltage of the constant current driver.

본 발명의 다른 실시예에 따른 디스플레이 장치에 있어서, 각 정전류 구동부에 구비되는 비교기는, 비교기의 포지티브 입력단자 및 네거티브 입력단자와 비교기 내의 출력 극성을 시간에 따라 교번하여 비교기의 입력 오차를 시간 흐름에 따라 상쇄시키는 초핑(Chopping) 방식의 오차 보상 비교기인 것을 특징으로 한다.In the display device according to another embodiment of the present invention, the comparator provided in each constant current driving unit alternates the positive input terminal and the negative input terminal of the comparator with the output polarity in the comparator over time, thereby changing the input error of the comparator over time. It is characterized in that the error compensation comparator of the chopping (Chopping) method to cancel accordingly.

본 발명의 다른 실시예에 따른 디스플레이 장치에 있어서, 백라이트 구동부는 복수의 LED 어레이가 복수의 채널을 형성하며 병렬 연결되는 복수의 LED 어레이의 출력단에 각각 연결되는 복수의 정전류 구동부를 구비하고, 여기서, 각 정전류 구동부는 전압감지부 및 전류감지부 중 적어도 어느 하나에 의해 구동스위치의 제1 단자에서의 스위치전압을 감지하거나 저항기에 흐르는 전류에 따른 피드백전압을 감지하고, 감지한 스위치전압 또는 피드백전압에 기초하여 역률보상 조절용 피드백신호를 역률보상부에 제공하는 것을 특징으로 한다.In the display device according to another embodiment of the present invention, the backlight driver includes a plurality of constant current drivers connected to output terminals of the plurality of LED arrays in which a plurality of LED arrays form a plurality of channels and connected in parallel. Each constant current driver senses a switch voltage at the first terminal of the drive switch or at least one of a voltage detector and a current detector, and senses a feedback voltage according to a current flowing through a resistor. And providing a power factor compensation feedback signal to the power factor correction unit.

본 발명의 다른 실시예에 따른 디스플레이 장치에 있어서, 교류 입력전압은, 직류 85V 내지 240V의 실효치(Root Mean Square Value, RMS 값)에 상응하는 전압을 가지고, AC-DC 컨버터는, 고전압값에 대응하는 직류 200V 내지 400V의 중간값 및 50V 이하의 리플을 가지는 역률보상전원(백라이트 구동전원)을 생성하고, DC-DC 컨버터는, 저전압값에 대응하는 직류 3V 내지 50V의 디스플레이 구동전원을 생성하는 것을 특징으로 한다.In the display device according to another exemplary embodiment of the present invention, the AC input voltage has a voltage corresponding to a root mean square value (RMS value) of 85 V to 240 V DC, and the AC-DC converter corresponds to a high voltage value. To generate a power factor correction power supply (backlight drive power supply) having an intermediate value of DC 200V to 400V and a ripple of 50V or less, and the DC-DC converter generates a display driving power source of DC 3V to 50V corresponding to a low voltage value. It features.

본 발명의 다른 실시예에 따른 디스플레이 장치는, AC-DC 컨버터의 입력단에 연결되는 EMI(Electromagnetic Interference) 필터를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.The display device according to another embodiment of the present invention may further include an electromagnetic interference (EMI) filter connected to an input terminal of the AC-DC converter.

본 발명에 따른 디스플레이 장치의 전원 공급 장치는, 입력 교류전원을 인가받아 적어도 하나의 LED(Light Emitting Diode) 어레이를 구비한 백라이트 유닛과 상기 백라이트 유닛이 결합되는 디스플레이 패널에 직류성분의 전원을 공급하는 디스플레이 장치의 전원 공급 장치에 있어서, 입력 교류전원을 전파정류하여 적어도 하나의 LED 어레이의 총 순방향 전압값 이상의 고전압값을 갖는 백라이트 구동전원을 생성하는 AC-DC 컨버터; 백라이트 구동전원을 상기 백라이트 유닛에 공급하는 바이패스 배선; 및 AC-DC 컨버터의 후단에 전기적으로 연결되고 백라이트 구동전원을 강압하여 디스플레이 패널을 구동하기 위한 저전압값을 갖는 디스플레이 구동전원을 생성하는 DC-DC 컨버터;를 포함하는 것을 특징으로 한다.The power supply device of the display device according to the present invention is supplied with a direct current to the backlight unit having at least one LED (Light Emitting Diode) array and the display panel to which the backlight unit is coupled to receive the input AC power A power supply for a display device, the power supply comprising: an AC-DC converter for full-wave rectifying an input AC power to generate a backlight driving power having a high voltage value equal to or greater than a total forward voltage value of at least one LED array; A bypass wiring for supplying backlight driving power to the backlight unit; And a DC-DC converter electrically connected to a rear end of the AC-DC converter and generating a display driving power having a low voltage value for driving the display panel by stepping down the backlight driving power.

본 발명의 실시예에 따른 디스플레이 장치의 전원 공급 장치에 있어서, AC-DC 컨버터는, 입력 교류전원을 수신하는 입력단; 입력단과 전기적으로 연결되고 입력 교류전원을 전파정류하여 정류전원을 생성하는 전파정류부; 및 전파정류부와 전기적으로 연결되며, 정류전원을 역률보상하여 입력 교류전원의 전압 최대값보다 큰 중간값과 입력 교류전원의 전압변동폭보다 작은 리플을 가지는 역률보상전원을 생성하는 역률보상부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.In the power supply of the display device according to an embodiment of the present invention, the AC-DC converter, the input terminal for receiving an input AC power; A full-wave rectifier electrically connected to the input terminal and generating a rectified power by full-wave rectifying the input AC power; And a power factor correction unit electrically connected to the full-wave rectifier and generating a power factor correction power source having a median greater than the maximum voltage of the input AC power and a ripple smaller than the voltage fluctuation range of the input AC power by compensating the power factor. Characterized in that.

본 발명의 다른 실시예에 따른 디스플레이 장치의 전원 공급 장치에 있어서, 역률보상부는, 전파정류부의 출력단에 직렬 연결되는 인덕터; 인버터에 애노드가 연결되는 다이오드; 제1 단자, 제2 단자 및 제어단자를 구비하고, 제1 단자가 인덕터의 일단과 다이오드의 애노드에 공통 연결되고, 제2 단자가 기준전위(Reference Potential) 측에 연결되며, 제어단자가 PFC(Power Factor Correction) 제어부에 연결되는 트랜지스터; 및 다이오드의 캐소드와 기준전위와의 사이에 연결되는 캐패시터;를 구비하는 것을 특징으로 한다.In the power supply of the display device according to another embodiment of the present invention, the power factor correction unit, an inductor connected in series with the output terminal of the full-wave rectifier; A diode to which an anode is connected to the inverter; A first terminal, a second terminal and a control terminal, the first terminal is commonly connected to one end of the inductor and the anode of the diode, the second terminal is connected to the reference potential side, the control terminal is PFC ( A power transistor connected to a power factor correction controller; And a capacitor connected between the cathode of the diode and the reference potential.

본 발명의 다른 실시예에 따른 디스플레이 장치의 전원 공급 장치에 있어서, PFC 제어부는, 다이오드의 캐소드에 병렬 연결된 복수의 저항기들의 전압분할기로부터 역률보상전원의 전압을 미리 설정된 크기로 분배한 모니터링전압을 수신하고, 기설정된 기준전압(Reference Voltage)과 모니터링전압을 비교한 결과에 따른 PWM 제어신호를 트랜지스터의 제어단자에 인가하는 것을 특징으로 한다.In the power supply of the display apparatus according to another embodiment of the present invention, the PFC control unit receives a monitoring voltage obtained by dividing the voltage of the power factor correction power source into a predetermined magnitude from a voltage divider of a plurality of resistors connected in parallel to the cathode of the diode. The PWM control signal may be applied to the control terminal of the transistor according to a result of comparing the preset reference voltage with the monitoring voltage.

본 발명의 다른 실시예에 따른 디스플레이 장치의 전원 공급 장치에 있어서, PFC 제어부는 백라이트 구동부로부터 역률보상전압 조절용 피드백신호를 수신하는 것을 특징으로 한다.In the power supply of the display device according to another embodiment of the present invention, the PFC controller is characterized in that for receiving the feedback signal for adjusting the power factor correction voltage from the backlight driver.

본 발명의 다른 실시예에 따른 디스플레이 장치의 전원 공급 장치에 있어서, 교류 입력전압은, 직류 85V 내지 240V의 실효치(Root Mean Square Value, RMS 값)에 상응하는 전압을 가지고, AC-DC 컨버터는, 고전압값에 대응하는 직류 200V 내지 400V의 중간값 및 50V 이하의 리플을 가지는 백라이트 구동전원을 생성하고, DC-DC 컨버터는, 저전압값에 대응하는 직류 3V 내지 50V의 디스플레이 구동전원을 생성하는 것을 특징으로 한다.In the power supply of the display device according to another embodiment of the present invention, the AC input voltage has a voltage corresponding to the root mean square value (RMS value) of DC 85V to 240V, AC-DC converter, A backlight driving power source having a medium value of DC 200 V to 400 V corresponding to a high voltage value and a ripple of 50 V or less is generated, and the DC-DC converter generates a display driving power source of DC 3 V to 50 V corresponding to a low voltage value. It is done.

본 발명의 다른 실시예에 따른 디스플레이 장치의 전원 공급 장치에 있어서, DC-DC 컨버터는,역률보상전압을 강압하여 제1 강압전압을 생성하고, 생성한 제1 강압전압을 디스플레이 패널에 공급하는 제1 DC-DC 컨버터; 및 역률보상전압을 강압하여 제1 강압전압보다 낮은 제2 강압전압을 생성하고, 생성한 제2 강압전압을 디스플레이 패널에 공급하는 제2 DC-DC 컨버터;를 구비하는 것을 특징으로 한다.In the power supply of the display device according to another embodiment of the present invention, the DC-DC converter, step-down the power factor correction voltage to generate a first step-down voltage, and supplies the first step-down voltage to the display panel 1 DC-DC converter; And a second DC-DC converter for stepping down the power factor correction voltage to generate a second step-down voltage lower than the first step-down voltage and supplying the generated second step-down voltage to the display panel.

본 발명의 다른 실시예에 따른 디스플레이 장치의 전원 공급 장치에 있어서, 제1 DC-DC 컨버터는 디스플레이 패널의 PMIC에 공급되는 전원이고, 제2 DC-DC 컨버터는 스탠바이 DC-DC 컨버터라고도 하며 디스플레이 장치의 전원이 최초에 켜졌을 때 최소한의 전력만 동작시키기 위해 제1 DC-DC 컨버터와 분리되는 전원인 것을 특징으로 한다. In the power supply of the display device according to another embodiment of the present invention, the first DC-DC converter is a power supplied to the PMIC of the display panel, the second DC-DC converter is also called a standby DC-DC converter When the power is initially turned on is characterized in that the power is separated from the first DC-DC converter to operate only the minimum power.

본 발명의 다른 실시예에 따른 디스플레이 장치의 전원 공급 장치에 있어서, AC-DC 컨버터는 백라이트 유닛의 LED 어레이의 총 순방향 전압과 역률보상전압의 리플 전압과 LED 어레이의 구동스위치의 최소 동작 전압을 합한 전압 이상의 전압 크기를 가진 역률보상전압을 출력하는 것을 특징으로 한다.In the power supply of the display device according to another embodiment of the present invention, the AC-DC converter is a sum of the total forward voltage of the LED array of the backlight unit and the ripple voltage of the power factor correction voltage and the minimum operating voltage of the drive switch of the LED array. The power factor correction voltage having a voltage magnitude greater than or equal to the voltage may be output.

본 발명에 따른 디스플레이 장치의 전원 공급 방법은, 입력 교류전원을 인가받아 적어도 하나의 LED(Light Emitting Diode) 어레이를 구비한 백라이트 유닛과 상기 백라이트 유닛이 결합되는 디스플레이 패널에 직류성분의 전원을 공급하는 디스플레이 장치의 전원 공급 방법으로서, 입력 교류전원을 전파정류하여 정류전원을 생성하는 제1 단계; 정류전원의 역률을 보상하여 역률보상전압을 생성하는 제 2 단계; 역률보상전압을 바이패스 경로를 통해 상기 백라이트 유닛에 공급하는 제 3 단계-여기서, 역률보상전압은 적어도 하나의 LED 어레이의 총 순방향 전압값 이상의 고전압값을 갖는 백라이트 구동전압임-; 역률보상전압을 강압하여 디스플레이 패널을 구동하기 위한 저전압값을 갖는 디스플레이 구동전원을 생성하는 제 4 단계; 및 디스플레이 구동전원을 디스플레이 패널에 공급하는 제 5 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.In the power supply method of the display device according to the present invention, the input AC power is applied to supply a DC component power to a backlight unit having at least one LED (Light Emitting Diode) array and a display panel to which the backlight unit is coupled. A power supply method for a display device, comprising: a first step of generating a rectified power by full-wave rectifying an input AC power; A second step of generating a power factor correction voltage by compensating the power factor of the rectified power source; Supplying a power factor compensation voltage to the backlight unit through a bypass path, wherein the power factor compensation voltage is a backlight driving voltage having a high voltage value equal to or greater than a total forward voltage value of at least one LED array; A fourth step of generating a display driving power source having a low voltage value for driving the display panel by stepping down the power factor correction voltage; And a fifth step of supplying display driving power to the display panel.

본 발명의 실시예에 따른 디스플레이 장치의 전원 공급 방법에 있어서, 제2 단계는, 정류전원을 역률보상하여 입력 교류전원의 전압 최대값보다 큰 중간값을 가지고 입력 교류전원의 전압변동폭보다 작은 리플 전압을 가지는 역률보상전압을 생성하는 것을 특징으로 한다.In the power supply method of the display apparatus according to the embodiment of the present invention, the second step, the power factor correction of the rectified power supply has an intermediate value greater than the voltage maximum value of the input AC power supply, the ripple voltage smaller than the voltage fluctuation range of the input AC power supply It characterized in that to generate a power factor correction voltage having a.

본 발명의 실시예에 따른 디스플레이 장치의 전원 공급 방법에 있어서, 제2 단계는, 적어도 하나의 LED 어레이의 총 순방향 전압과 역률보상전압의 리플 전압과 LED 어레이의 구동스위치의 최소 동작 전압을 합한 전압 이상의 크기를 가진 역률보상전압을 생성하는 것을 특징으로 한다.In the power supply method of the display device according to an embodiment of the present invention, the second step, the sum of the total forward voltage of the at least one LED array and the ripple voltage of the power factor correction voltage and the minimum operating voltage of the drive switch of the LED array. The power factor correction voltage having the above magnitude is generated.

본 발명의 실시예에 따른 디스플레이 장치의 전원 공급 방법에 있어서, 제1 단계는, 직류 85V 내지 240V의 실효치(Root Mean Square value, RMS 값)를 가지는 입력 교류전원을 수신하고, 제2 단계는, 직류 200V 내지 400V의 중간값과 50V 이하의 리플을 가지는 역률보상전압을 생성하고, 제4 단계는, 역률보상전압을 강압하여 직류 3V 내지 50V를 가지는 디스플레이 구동전원을 생성하는 것을 특징으로 한다.In the power supply method of the display device according to the embodiment of the present invention, the first step, the input AC power having a root mean square value (RMS value) of 85V to 240V DC, the second step, A power factor correction voltage having an intermediate value of DC 200V to 400V and a ripple of 50V or less is generated, and the fourth step is to step down the power factor correction voltage to generate a display driving power having 3 to 50V DC.

본 발명의 실시예에 따른 디스플레이 장치의 전원 공급 방법은, 제2 단계 전에, 역률보상전압을 생성하는 역률보상부가 적어도 하나의 LED 어레이를 정전류 구동하는 백라이트 구동부로부터 역률보상전압 조절용 피드백 신호를 수신하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.In the power supply method of the display apparatus according to the embodiment of the present invention, before the second step, the power factor correction unit for generating the power factor correction voltage receives a feedback signal for adjusting the power factor correction voltage from the backlight driver for constant current driving the at least one LED array. It further comprises a step.

본 발명에 따른 LED(Light Emitting Diode) 백라이트는, 디스플레이 장치용 LED 백라이트로서, 입력 교류전원의 역률을 보상하여 역률보상전압을 출력하는 역률보상부; 복수의 발광다이오드를 포함하고, 제공된 역률보상전압에 따라 구동하는 백라이트 유닛; 및 복수의 발광다이오드에 흐르는 전류를 일정한 크기로 제어하고, 백라이트 유닛의 밝기를 제어하는 백라이트 구동부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.The LED (Light Emitting Diode) backlight according to the present invention includes a power factor correction unit for outputting a power factor correction voltage by compensating a power factor of an input AC power source as an LED backlight for a display device; A backlight unit including a plurality of light emitting diodes and driving according to the provided power factor correction voltage; And a backlight driver controlling a current flowing through the plurality of light emitting diodes to a predetermined size and controlling brightness of the backlight unit.

본 발명의 실시예에 따른 LED 백라이트에 있어서, 백라이트 구동부는 백라이트 유닛의 출력 전류에 상응하는 전압과 기준전압을 비교한 결과에 따라 전류의 크기를 조절하는 것을 특징으로 한다.In the LED backlight according to the embodiment of the present invention, the backlight driver is characterized in that to adjust the magnitude of the current according to the result of comparing the voltage and the reference voltage corresponding to the output current of the backlight unit.

본 발명의 다른 실시예에 따른 LED 백라이트에 있어서, 역률보상부는 상용 교류 전원의 전압 크기의 차이를 보상할 수 있고, 복수의 발광다이오드 각각의 구동을 위한 기준전압의 합 이상의 크기를 가지는 역률보상전압을 출력하는 것을 특징으로 한다.In the LED backlight according to another embodiment of the present invention, the power factor correction unit may compensate for the difference in the voltage level of the commercial AC power supply, and the power factor correction voltage having a magnitude equal to or greater than the sum of the reference voltages for driving the plurality of light emitting diodes. It characterized in that the output.

본 발명의 다른 실시예에 따른 LED 백라이트는, 역률보상전압에 포함된 교류 성분을 제거하여 교류 성분이 제거된 역률보상전압을 백라이트 유닛에 제공하는 리플제거부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
The LED backlight according to another embodiment of the present invention may further include a ripple removing unit for removing the AC component included in the power factor compensation voltage to provide the power factor compensation voltage from which the AC component is removed to the backlight unit.

상기의 구성에 의해 본 발명에 따른 LED 백라이트를 구비하는 디스플레이 장치와 그 전원 공급 장치 및 전원 공급 방법은, 역률보상전압을 백라이트 유닛에 직접 공급하면서 역률보상전압의 수십 볼트의 리플에 대한 보상 회로가 포함된 백라이트 구동부를 이용함으로써 백라이트 유닛의 구동전원을 공급하기 위한 전력 변환 과정을 생략하고 그에 따른 전력 손실을 제거하는 효과를 제공한다.According to the above configuration, a display device having an LED backlight according to the present invention, a power supply device, and a power supply method include a compensation circuit for a ripple of several tens of volts of the power factor compensation voltage while directly supplying the power factor compensation voltage to the backlight unit. By using the included backlight driver, the power conversion process for supplying the driving power of the backlight unit is omitted and thus the power loss is eliminated.

본 발명의 실시예에 따른 LED 백라이트를 구비하는 디스플레이 장치와 그 전원 공급 장치 및 전원 공급 방법은, 수십 볼트의 리플을 가진 역률보상전압을 백라이트 유닛에 직접 공급하면서 역률보상회로와 결합하는 백라이트 구동부를 이용함으로써 디스플레이 장치에서의 실질적인 소비 전력을 크게 낮추고, 장치의 효율을 높이는 효과를 제공한다.
According to an exemplary embodiment of the present invention, a display device including an LED backlight, a power supply device, and a power supply method include a backlight driving unit coupled to a power factor correction circuit while directly supplying a power factor correction voltage having a ripple of several tens of volts to the backlight unit. By using this, the actual power consumption of the display device can be significantly lowered, and the efficiency of the device can be improved.

도 1은 종래의 LCD(Liquid Crystal Display)형 디스플레이 장치의 개략적인 구성도.
도 2는 본 발명에 따른 LED 백라이트를 구비하는 디스플레이 장치의 개략적인 구성도.
도 3은 도 2의 백라이트 구동부의 다른 실시예에 대한 개략적인 회로도.
도 4는 도 2의 백라이트 구동부의 다른 실시예에 대한 개략적인 회로도.
도 5는 도 2의 백라이트 구동부의 다른 실시예에 대한 개략적인 회로도.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 디스플레이 장치의 전원 공급 장치를 설명하기 위한 회로도.
도 7은 도 6의 디스플레이 장치의 입력 교류전원의 파형도.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 디스플레이 장치의 전원 공급 장치를 설명하기 위한 부분 회로도.
도 9는 본 발명에 따른 디스플레이 장치의 전원 공급 방법에 대한 순서도.1 is a schematic configuration diagram of a conventional liquid crystal display (LCD) type display device.
2 is a schematic configuration diagram of a display device having an LED backlight according to the present invention;
3 is a schematic circuit diagram of another embodiment of the backlight driver of FIG. 2;
4 is a schematic circuit diagram of another embodiment of the backlight driver of FIG. 2;
FIG. 5 is a schematic circuit diagram of another embodiment of the backlight driver of FIG. 2; FIG.
6 is a circuit diagram illustrating a power supply device of a display device according to an embodiment of the present invention.
7 is a waveform diagram of an input AC power supply of the display device of FIG. 6.
8 is a partial circuit diagram illustrating a power supply device of a display device according to another embodiment of the present invention.
9 is a flowchart illustrating a power supply method of a display apparatus according to the present invention.

본 명세서 및 특허청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정되어 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.The terms and words used in the present specification and claims should not be construed as limited to ordinary or dictionary meanings and the inventor should appropriately define the concept of the term in order to describe its invention in the best way The present invention should be construed in accordance with the meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention. Therefore, the embodiments described in the specification and the drawings shown in the drawings are only the most preferred embodiment of the present invention, and do not represent all of the technical idea of the present invention various that can be substituted for them at the time of the present application It should be understood that there may be equivalents and variations.

본 명세서에서 사용된 용어는 특정 실시예를 설명하기 위하여 사용되므로 본 발명을 제한하기 위한 것이 아니다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 단수 형태는 문맥상 다른 경우를 분명히 지적하는 것이 아니라면 복수의 형태를 포함할 수 있다.
The terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the invention. As used herein, the singular forms "a", "an", and "the" include plural referents unless the context clearly dictates otherwise.

실시예Example

도 2는 본 발명에 따른 LED 백라이트를 구비하는 디스플레이 장치의 개략적인 구성도이다.2 is a schematic configuration diagram of a display device having an LED backlight according to the present invention.

도 2를 참조하면, 본 실시예에 따른 디스플레이 장치는 디스플레이 패널(10), 백라이트 유닛(20) 및 전원공급장치(30)를 구비한다.Referring to FIG. 2, the display device according to the present embodiment includes a display panel 10, a backlight unit 20, and a power supply device 30.

디스플레이 패널(10)은 입력 영상신호에 따른 영상을 표시한다. 본 실시예에서, 디스플레이 패널(10)은 전원관리집적회로(Power Management Integrated Circuit)(11)를 구비할 수 있다. 전원관리집적회로(11)는 디스플레이 패널의 구동에 필요한 여러 가지 전원을 통합 제어 및 관리하는 전력반도체 소자로서, 예컨대 타이밍 제어기의 전원(Timing Controller Power), 소스 드라이버 전원(Source Driver Power), 게이트 드라이버 전원(Gate Driver Power), 감마 전압(Gamma Voltage) 또는 공통 버퍼 전원(Vcom Buffer)을 제어 및 관리할 수 있다. 전원관리집적회로(11)는 그에 상응하는 기능을 수행하는 기존의 전원관리부로 대체가능하다.The display panel 10 displays an image according to the input image signal. In the present embodiment, the display panel 10 may include a power management integrated circuit 11. The power management integrated circuit 11 is a power semiconductor device that integrally controls and manages various powers required for driving a display panel. For example, a power supply of a timing controller, a source driver power, and a gate driver Gate driver power, gamma voltage, or common buffer power (Vcom Buffer) can be controlled and managed. The power management integrated circuit 11 may be replaced with an existing power management unit that performs a corresponding function.

이러한 디스플레이 패널(10)은 기존의 액정표시장치(Liquid Crystal Display)형 디스플레이 장치에서 백라이트와 스위칭모드 파워서플라이(Switching Mode Power Supply, SMPS)를 제외한 나머지 부분에 대응할 수 있다. 여기서, 백라이트는 백라이트 유닛과 백라이트 구동부를 포함하는 것으로 가정한다.The display panel 10 may correspond to the remaining portion of the existing liquid crystal display type display device except for a backlight and a switching mode power supply (SMPS). Here, it is assumed that the backlight includes a backlight unit and a backlight driver.

백라이트 유닛(20)은 적어도 하나의 LED(Light Emitting Diode) 어레이를 구비하고, 디스플레이 패널(10)에 조명을 제공한다. 이하의 설명에서, 백라이트 유닛(20)은 간단히 LED 어레이로 언급될 수 있다. LED 어레이는 복수의 발광다이오드 소자가 직렬 연결되는 적어도 하나의 LED 그룹을 포함하거나 복수의 LED 그룹을 포함할 수 있다.The backlight unit 20 includes at least one array of light emitting diodes (LEDs) and provides lighting to the display panel 10. In the following description, the backlight unit 20 may simply be referred to as an LED array. The LED array may include at least one LED group in which a plurality of light emitting diode elements are connected in series, or may include a plurality of LED groups.

전원공급장치(30)는 AC-DC 컨버터(31), 바이패스 배선(32), 백라이트 구동부(33) 및 DC-DC 컨버터(34)를 구비한다. 본 실시예에 따른 전원공급장치(30)는 백라이트 구동부(33)가 AC-DC 컨버터(31) 및 DC-DC 컨버터(34)와 함께 단일 기판에 실장된 스위칭모드 파워서플라이에 대응할 수 있다.The power supply device 30 includes an AC-DC converter 31, a bypass wiring 32, a backlight driver 33, and a DC-DC converter 34. The power supply device 30 according to the present exemplary embodiment may correspond to a switching mode power supply in which the backlight driver 33 is mounted on a single substrate together with the AC-DC converter 31 and the DC-DC converter 34.

AC-DC 컨버터(31)는 역률보상 기능을 구비한 컨버터로서, 입력 교류전원을 전파정류하여 LED 어레이의 총 순방향 전압값 이상의 고전압값을 갖는 역률보상전압(VPFC)을 생성하고, 바이패스 배선(34)을 통해 백라이트 유닛(20)에 공급한다.The AC-DC converter 31 is a converter having a power factor correction function. The AC-DC converter 31 performs full-wave rectification of the input AC power to generate a power factor correction voltage (V PFC ) having a high voltage value equal to or greater than the total forward voltage value of the LED array, and bypass wiring. Supply to the backlight unit 20 through 34.

본 실시예에서, AC-DC 컨버터(31)는 85V 내지 265V의 입력 직류전원을 정류하고 제어 IC나 MOSFET 스위치를 이용하여 역률보상을 수행한다. 그 경우, AC-DC 컨버터(31)는 수 볼트(Voltage)에서 수십 볼트의 리플(Ripple)을 가진 역률보상전압을 출력하게 된다. 즉, 전술한 LED 어레이의 총 순방향 전압값 이상의 고전압값은 약 10V 이상의 리플을 가진 직류 전압(385V 등)일 수 있다. 이러한 역률보상전압은 백라이트 구동전원으로서 백라이트 유닛(20)에 공급된다.In the present embodiment, the AC-DC converter 31 rectifies 85 V to 265 V of input DC power and performs power factor correction using a control IC or a MOSFET switch. In this case, the AC-DC converter 31 outputs a power factor correction voltage having a ripple of several tens of volts at several volts. That is, the high voltage value equal to or greater than the total forward voltage value of the LED array described above may be a direct current voltage (385V, etc.) having a ripple of about 10V or more. The power factor correction voltage is supplied to the backlight unit 20 as the backlight driving power.

바이패스 배선(32)은 AC-DC 컨버터(31)의 출력단과 백라이트 유닛(20)의 입력단을 직접 연결한다. 바이패스 배선(32)에 의해 AC-DC 컨버터(31)에서 출력되는 역률보상전압(VPFC)은 DC-DC 컨버터(34)를 거치지 않고 백라이트 유닛(20)에 직접 공급된다. 본 실시예에서, 바이패스 배선(32)이 AC-DC 컨버터(31)에 포함되는 것으로 설명하였으나, 본 발명은 그러한 구성으로 한정되지 않고, 디스플레이 장치나 전원 공급 장치가 바이패스 배선(32)을 독립적인 구성요소로 구비하는 것을 포함한다.The bypass wire 32 directly connects the output terminal of the AC-DC converter 31 and the input terminal of the backlight unit 20. The power factor correction voltage V PFC output from the AC-DC converter 31 by the bypass wiring 32 is directly supplied to the backlight unit 20 without passing through the DC-DC converter 34. In the present embodiment, the bypass wiring 32 has been described as being included in the AC-DC converter 31, but the present invention is not limited to such a configuration, and the display device or the power supply device does not bypass the bypass wiring 32. It includes having as an independent component.

백라이트 구동부(33)는 백라이트 유닛(20)의 적어도 하나의 LED 어레이를 정전류 구동한다. 백라이트 구동부(33)는 백라이트 유닛(20)에 백라이트 구동전원으로서 공급되고 수 내지 수십 볼트의 리플을 구비한 역률보상전압을 이용하여 백라이트 유닛(20)을 구동한다. 본 실시예에 있어서, 고효율 구동을 위해, 백라이트 구동부(33)는 AC-DC 컨버터(31)에 구비된 역률보상부에 피드백신호(VPC)를 전송할 수 있다.The backlight driver 33 constant current drives at least one LED array of the backlight unit 20. The backlight driver 33 supplies the backlight unit 20 as a backlight driving power and drives the backlight unit 20 using a power factor correction voltage having a ripple of several to several tens of volts. In the present exemplary embodiment, for high efficiency driving, the backlight driver 33 may transmit a feedback signal V PC to the power factor correction unit provided in the AC-DC converter 31.

DC-DC 컨버터(34)는 AC-DC 컨버터(31)의 후단에 전기적으로 연결되고, 역률보상전압(백라이트 구동전압에 대응)을 강압하여 디스플레이 패널(10)을 구동하기 위한 저전압값을 갖는 디스플레이 구동전원을 생성하고, 생성한 디스플레이 구동전원을 디스플레이 패널(10)에 공급한다. 여기서, 저전압값은 디스플레이 패널(10)에서 사용하는 24V 이하의 전압을 지칭한다.
The DC-DC converter 34 is electrically connected to the rear end of the AC-DC converter 31 and has a low voltage value for driving the display panel 10 by stepping down the power factor correction voltage (corresponding to the backlight driving voltage). The driving power is generated, and the generated display driving power is supplied to the display panel 10. Here, the low voltage value refers to a voltage of 24V or less used in the display panel 10.

도 3은 도 2의 백라이트 구동부의 다른 실시예에 대한 개략적인 회로도이다.3 is a schematic circuit diagram of another embodiment of the backlight driver of FIG. 2.

도 3을 참조하면, 본 실시예에 따른 백라이트 구동부(33a)는 제1 채널의 제1 LED 어레이(21)에 결합하는 제1 정전류 구동부(331), 및 제2 채널의 제2 LED 어레이(22)에 결합하는 제2 정전류 구동부(332)를 구비한다. Referring to FIG. 3, the backlight driver 33a according to the present exemplary embodiment includes a first constant current driver 331 coupled to a first LED array 21 of a first channel, and a second LED array 22 of a second channel. ) Is provided with a second constant current driver 332.

제1 정전류 구동부(331)는 제1 구동스위치(Q1), 제1 저항기(R), 제1 제어부(3311), 제1 비교기(3312) 및 제1 기준전압 발생기(3313)를 구비한다. 제2 정전류 구동부(332)는 제2 구동스위치(Q3), 제2 저항기(R), 제2 제어부(3321), 제2 비교기(3322) 및 제2 기준전압 발생기(3323)를 구비한다. 각 정전류 구동부는 IC 칩으로 형성될 수 있다.The first constant current driver 331 includes a first drive switch Q1, a first resistor R, a first controller 3311, a first comparator 3312, and a first reference voltage generator 3313. The second constant current driver 332 includes a second driving switch Q3, a second resistor R, a second controller 3321, a second comparator 3322, and a second reference voltage generator 3323. Each constant current driver may be formed of an IC chip.

제1 정전류 구동부(331)에 있어서, 제1 구동스위치(Q1)는 제1 단자, 제2 단자 및 제어단자를 구비하고, 제1 단자는 제1 LED 어레이(21)의 출력단에 연결되고, 제1 저항기(R)는 제1 구동스위치(Q1)의 제2 단자와 기준전위 사이에 연결된다. 제1 구동스위치(Q1)의 제2 단자에서 검출한 제1 저항기(R) 양단의 전압(피드백 전압)은 제1 비교기(3312)의 네거티브 입력단자에 입력되고, 제1 제어부(3311)로부터의 기준전압은 제1 비교기(3312)의 포지티브 입력단자에 입력된다. 제1 비교기(3312)는 피드백 전압과 기준전압에 따른 PWM 제어신호를 제1 구동스위치(Q1)의 제어단자에 인가한다. 제1 기준전압 발생기(3313)는 제1 기준전압을 제1 제어부(3311)에 입력한다. 제2 정전류 구동부(332)의 구성요소의 연결관계는 전술한 제1 정전류 구동부(331)의 경우와 실질적으로 동일하다.In the first constant current driver 331, the first driving switch Q1 includes a first terminal, a second terminal, and a control terminal, and the first terminal is connected to an output terminal of the first LED array 21. The first resistor R is connected between the second terminal of the first driving switch Q1 and the reference potential. The voltage (feedback voltage) across the first resistor R detected at the second terminal of the first driving switch Q1 is input to the negative input terminal of the first comparator 3312, and is supplied from the first control unit 3311. The reference voltage is input to the positive input terminal of the first comparator 3312. The first comparator 3312 applies a PWM control signal according to the feedback voltage and the reference voltage to the control terminal of the first driving switch Q1. The first reference voltage generator 3313 inputs the first reference voltage to the first controller 3311. The connection relationship between the components of the second constant current driver 332 is substantially the same as that of the first constant current driver 331 described above.

백라이트 구동부(33a)는 각 채널의 저항기(R)의 양단에 인가되는 피드백전압과 각 제어부로부터의 기준전압의 비교 결과에 따라 각 채널의 LED 어레이(21, 22)에 흐르는 전류(ILED)를 정전류 제어한다.The backlight driver 33a receives the current I LED flowing through the LED arrays 21 and 22 of each channel according to a result of comparing the feedback voltage applied to both ends of the resistor R of each channel with the reference voltage from each controller. Constant current control.

본 실시예에 따른 백라이트 구동부(33a)는 각 채널의 정전류 구동부마다 기준전압이 달라서 기준전압의 편차에 따른 채널들 간의 LED 전류 편차를 줄일 수 있도록 각 정전류 구동부를 설정할 수 있다.The backlight driver 33a according to the present exemplary embodiment may set each constant current driver to reduce the LED current deviation between channels according to the deviation of the reference voltage because the reference voltage is different for each constant current driver of each channel.

예를 들어, 백라이트 구동부(33a)는 각 채널의 정전류 구동부에 제공되는 기준전압들 중 어느 하나의 채널의 정전류 구동부에 제공되는 기준전압을 기준으로 나머지 채널의 정전류 구동부의 기준전압이 설정되도록 구성된다. 좀더 구체적으로 설명하면, 제1 및 제2 채널의 각 정전류 구동부를 IC1, IC2라고 하고, IC 칩마다의 기준전압 발생기가 존재하는 경우, 각 채널의 기준전압 발생기의 전압 산포에 따라 각 채널에 흐르는 LED 전류에 차이가 발생하고, 그에 의해 각 채널의 휘도 편차가 발생하는 것을 줄이기 위해, IC1의 기준전압으로 IC2도 동작시킨다. 이를 위해, 본 실시예에 따른 백라이트 구동부(33a)는 IC1을 마스터(Master)로, IC2를 슬래이스(Slave)로 설정한다. 이러한 설정에 의하면, IC1의 기준전압을 가지고 IC2가 구동될 수 있다.
For example, the backlight driver 33a is configured to set the reference voltage of the constant current driver of the remaining channels based on the reference voltage provided to the constant current driver of any one channel among the reference voltages provided to the constant current driver of each channel. . More specifically, each constant current driver of the first and second channels is referred to as IC1 and IC2, and if there is a reference voltage generator for each IC chip, it flows in each channel according to the voltage distribution of the reference voltage generator of each channel. IC2 is also operated with the reference voltage of IC1 in order to reduce the difference in LED current and thereby reduce the luminance deviation of each channel. To this end, the backlight driver 33a according to the present exemplary embodiment sets IC1 as a master and IC2 as a slave. According to this setting, IC2 can be driven with the reference voltage of IC1.

도 4는 도 2의 백라이트 구동부의 다른 실시예에 대한 개략적인 회로도이다.4 is a schematic circuit diagram of another embodiment of the backlight driver of FIG. 2.

도 4를 참조하면, 본 실시예에 따른 백라이트 구동부(33b)는 제1 정전류 구동부(331)와 제2 정전류 구동부(332)를 구비하고, 제1 정전류 구동부(331)는 제1 구동스위치(Q1), 제1 저항기(R), 제1 제어부(3311), 제1 오차 보정 비교기(3312a) 및 제1 기준전압 보상부(3313)를 구비한다. 제2 정전류 구동부(332)는 제2 구동스위치(Q3), 제2 저항기(R), 제2 제어부(3321), 제2 오차 보정 비교기(3322) 및 제2 기준전압 보상부(3323)를 구비한다. 각 정전류 구동부는 IC 칩으로 형성될 수 있다.Referring to FIG. 4, the backlight driver 33b according to the present exemplary embodiment includes a first constant current driver 331 and a second constant current driver 332, and the first constant current driver 331 includes a first drive switch Q1. ), A first resistor R, a first controller 3311, a first error correction comparator 3312a, and a first reference voltage compensator 3313. The second constant current driver 332 includes a second drive switch Q3, a second resistor R, a second controller 3321, a second error correction comparator 3322, and a second reference voltage compensator 3323. do. Each constant current driver may be formed of an IC chip.

본 실시예에 따른 백라이트 구동부(33b)는, 정전류 구동부의 오차 보정 비교기(3312a, 3322a)를 제외하고, 정전류 구동부의 구성요소가 도 3을 참조하여 앞서 설명한 백라이트 구동부(33b)의 대응 구성요소와 실질적으로 동일하므로, 설명의 중복을 피하기 위해 그것들에 대한 상세 설명은 생략한다.Except for the error correction comparators 3312a and 3322a of the constant current driver, the backlight driver 33b according to the present exemplary embodiment may have the same components as those of the backlight driver 33b described above with reference to FIG. 3. Since they are substantially the same, detailed descriptions thereof will be omitted in order to avoid duplication of description.

제1 및 제2 오차 보정 비교기(3312a, 3322a)는 캐패시터를 사용하지 않는 초핑(Chopping) 방식의 비교기로서, 비교기의 포지티브 입력단자 및 네거티브 입력단자와 비교기 내의 출력 극성을 시간에 따라 교번하여 비교기의 입력 오차를 시간 흐름에 따라 상쇄시키도록 구현될 수 있다.The first and second error correction comparators 3312a and 3322a are a chopping comparator without a capacitor. The first and second error compensating comparators 3322a and 3322a alternately output the positive and negative input terminals of the comparator with the output polarity in the comparator over time. It can be implemented to cancel the input error over time.

본 실시예에 의하면, 도 3에서 설명한 백라이트 구동부의 비교기에 오차 보정 비교기를 사용함으로써 비교기의 입력 오프셋 전압 편차에 따른 LED 전류 편차를 줄여서 각 채널에서의 LED 어레이의 휘도 편차를 줄일 수 있다.
According to the present exemplary embodiment, by using an error correcting comparator for the comparator of the backlight driving unit described with reference to FIG. 3, the LED current deviation according to the input offset voltage deviation of the comparator may be reduced, thereby reducing the luminance variation of the LED array in each channel.

도 5는 도 2의 백라이트 구동부의 다른 실시예에 대한 개략적인 회로도이다.FIG. 5 is a schematic circuit diagram of another embodiment of the backlight driver of FIG. 2.

도 5를 참조하면, 본 실시예에 따른 백라이트 구동부(33c)는, 구동스위치(Q1), 저항기(R), 제어부(3311), 비교기(3312), 전압감지부(3314), 전류감지부(3315), 역률보상전압 조절신호 발생기(3316)를 구비한다. 여기서, 역률보상전압(VPFC)은, 앞서 설명한 바와 같이, 상용 입력 교류전원의 전압 크기의 차이를 보상할 수 있고, LED 어레이(20)의 구동을 위한 구동전압(순방향 전압) 이상의 크기를 가진다.Referring to FIG. 5, the backlight driver 33c according to the present embodiment includes a driving switch Q1, a resistor R, a controller 3311, a comparator 3312, a voltage detector 3314, and a current detector ( 3315), the power factor correction voltage control signal generator 3316 is provided. Here, the power factor correction voltage (V PFC ), as described above, can compensate for the difference in voltage magnitude of the commercial input AC power supply, and has a magnitude greater than or equal to the driving voltage (forward voltage) for driving the LED array 20. .

본 실시예에 따른 백라이트 구동부(33c)는 구동스위치(Q)의 제1 단자에서의 전압을 감지하거나 구동스위치(Q)에 흐르는 출력전류에 따른 전압을 감지하고, 감지한 피드백 전압이 LED 어레이(20)가 정전류 구동하는데 필요한 정격전압보다 높은 전압이거나 낮은 전압이면 역률보상전압(VPFC)을 조절할 수 있는 피드백신호(VPC)를 역률보상부나 역률보상부를 포함하는 AC-DC 컨버터(도 2의 참조부호 31 참조)에 제공한다.The backlight driver 33c according to the present exemplary embodiment senses the voltage at the first terminal of the driving switch Q or the voltage according to the output current flowing through the driving switch Q, and the detected feedback voltage is the LED array ( If the voltage 20 is higher or lower than the rated voltage required to drive the constant current, the feedback signal V PC capable of adjusting the power factor correction voltage V PFC may include an AC-DC converter including a power factor correction unit or a power factor correction unit (see FIG. 2). Reference numeral 31).

좀더 구체적으로 설명하면, 역률보상전압(VPFC)은 역률보상부의 출력단에 병렬 연결되는 복수 저항기의 직렬회로의 저항비에 따라 역률보상부로 피드백되는 전압에 의해 그 크기가 결정될 수 있다. 이와 유사하게, 본 실시예에 따른 백라이트 구동부(33c)는 역률보상전압(VPFC)에서 LED 어레이(20)의 순방향 전압만큼 하강할 것으로 예상되는 제1 전압을 검출하고, 검출한 제1 전압이 미리 설정된 기준전압과 동일하면 현재의 역률보상전압을 유지하도록 동작하고, 검출한 제1 전압이 미리 설정된 기준전압보다 높으면 역률보상전압을 낮추기 위한 역률보상전압 조절신호를 출력하고, 제1 전압이 기준전압보다 낮으면 역률보상전압을 높이기 위한 역률보상전압 조절신호를 출력한다. 역률보상전압 조절신호는 역률보상전압 조절용 피드백신호로서 전술한 피드백신호(VPC)에 대응하며, 이러한 역률보상전압 조절신호를 이용하면, 백라이트 구동 효율을 향상시키고, LED 어레이를 구비한 백라이트 유닛에서 발열을 줄일 수 있다.More specifically, the magnitude of the power factor correction voltage V PFC may be determined by a voltage fed back to the power factor correction unit according to a resistance ratio of a series circuit of a plurality of resistors connected in parallel to the output terminal of the power factor correction unit. Similarly, the backlight driver 33c according to the present exemplary embodiment detects a first voltage expected to fall by the forward voltage of the LED array 20 from the power factor correction voltage V PFC , and detects the first voltage. When the same as the preset reference voltage is operated to maintain the current power factor compensation voltage, if the detected first voltage is higher than the preset reference voltage outputs a power factor compensation voltage control signal for lowering the power factor compensation voltage, the first voltage is the reference If it is lower than the voltage, the power factor correction voltage control signal for increasing the power factor correction voltage is output. The power factor correction voltage control signal corresponds to the feedback signal V PC as the power factor compensation voltage control feedback signal, and when the power factor compensation voltage control signal is used, the backlight driving efficiency is improved, and the backlight unit having the LED array is used. Can reduce fever.

한편, 본 실시예에 따른 백라이트 구동부(33c)는, 전류감지부(3315)에서 전류 검출 결과, 검출한 전류가 기준전류보다 작을 때 역률보상전압 조절신호 발생기(3316)에 역률보상전압 조절신호를 인가하여 역률보상전압을 높이도록 동작하고, 검출한 전류가 기준전류와 동일하거나 클 때 역률보상전압 조절신호 발생기(3316)에서는 현재의 역률보상전압이 유지되도록 동작(역률보상전압 조절신호를 출력하지 않음 등)할 수 있다.On the other hand, the backlight driver 33c according to the present embodiment transmits the power factor correction voltage control signal to the power factor compensation voltage control signal generator 3316 when the current detection result of the current detection unit 3315 is less than the reference current. Is applied to increase the power factor compensation voltage, and when the detected current is equal to or greater than the reference current, the power factor compensation voltage control signal generator 3316 operates to maintain the current power factor compensation voltage (do not output the power factor compensation voltage control signal). Etc.).

본 실시예에서, 역률보상전압을 조절하는 것은 구현에 따라서 전압감지부(3314)와 전류감지부(3315) 중 적어도 어느 하나를 이용하여 수행될 수 있다.
In the present embodiment, adjusting the power factor correction voltage may be performed using at least one of the voltage detector 3314 and the current detector 3315, depending on the implementation.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 디스플레이 장치의 전원 공급 장치를 설명하기 위한 회로도이다.6 is a circuit diagram illustrating a power supply device of a display device according to an embodiment of the present invention.

도 6을 참조하면, 본 실시예에 따른 디스플레이 장치는, 필터(310), 브리지 다이오드(311), 역률보상부(312), 바이패스 배선(32), 백라이트 유닛(20), 백라이트 구동부(33), 제1 DC-DC 컨버터(341) 및 제2 DC-DC 컨버터(342)를 구비한다.Referring to FIG. 6, the display device according to the present exemplary embodiment includes a filter 310, a bridge diode 311, a power factor correction unit 312, a bypass wiring 32, a backlight unit 20, and a backlight driver 33. ), A first DC-DC converter 341 and a second DC-DC converter 342.

본 실시예에 따른 디스플레이 장치에 있어서, 브리지 다이오드(311), 바이패스 배선(32), 백라이트 유닛(20) 및 백라이트 구동부(33)는 도 2를 참조하여 앞서 설명한 대응 구성요소와 실질적으로 동일하므로, 설명의 중복을 피하기 위해 그에 대한 상세 설명은 생략한다. 다만, 본 실시예에서, 백라이트 구동부(33)는 수 볼트 내지 수십 볼트의 리플을 가진 역률보상전압에 의해 백라이트 유닛(20)을 구동한다는 점에서 AC-LED 구동회로(Driver IC)로 불릴 수 있다.In the display device according to the present exemplary embodiment, the bridge diode 311, the bypass wire 32, the backlight unit 20, and the backlight driver 33 are substantially the same as the corresponding components described above with reference to FIG. 2. In order to avoid duplication of description, detailed description thereof will be omitted. However, in the present exemplary embodiment, the backlight driver 33 may be referred to as an AC-LED driver circuit in that the backlight unit 33 drives the backlight unit 20 by a power factor correction voltage having a ripple of several volts to several tens of volts. .

필터(310)는 EMI(Electromagnetic Interference) 필터를 포함한다. EMI 필터는, 정상 동작 중에 상용 입력 교류 전원 상의 잡음 신호를 감소시키고 비정상 동작 중에 서지 펄스의 크기를 감소시키기 위한 것으로, 입력 교류전원의 두 전원선 모두에서 잡음을 감소시킬 수 있는 공통 모드 초크(Common Mode Choke), 및 공통 모드 초크의 양단에 연결되는 두 캐패시터로 구현될 수 있다.The filter 310 includes an electromagnetic interference (EMI) filter. EMI filters are designed to reduce noise signals on commercial input AC power during normal operation and to reduce the magnitude of surge pulses during abnormal operation. Common mode chokes can reduce noise on both power lines of input AC power. Mode Choke), and two capacitors connected across the common mode choke.

또한, 필터(310)는 EMI 필터의 입력단에 설치되는 보호회로를 포함할 수 있다. 보호회로는 입력 교류전원에서의 과전압을 차단하고 과전압 또는 서지전압을 감쇠하여 입력 교류전압을 일정 전압 이하로 유지하기 위한 것으로, 배전용 퓨즈(Fuse)와 금속산화물 바이스터(Matal oxide varistor, MOV) 등의 TVS(Transient Voltage Suppression) 소자로 구현될 수 있다.In addition, the filter 310 may include a protection circuit installed at the input terminal of the EMI filter. The protection circuit is to keep the input AC voltage below a certain voltage by cutting off the overvoltage at the input AC power supply and attenuating the overvoltage or surge voltage. The protection circuit fuse and metal oxide varistor (MOV) It may be implemented as a Transient Voltage Suppression (TVS) device.

역률보상부(312)는 인덕터(L), 다이오드(D), 스위치(QP), 캐패시터(CP) 및 PFC 제어기(3121)를 구비한다. 인덕터(L)는 브릿지 다이오드(311)의 출력단에 직렬연결되고, 다이오드(D)의 애노드는 인덕터(L)에 연결된다. 스위치(MOSFET 스위치 등)는 제1 단자, 제2 단자 및 제어단자를 구비하고, 제1 단자가 인덕터(L)와 다이오드(D)의 애노드에 공통 연결되고, 제2 단자가 저항기(R0)를 게재하고 기준전위에 연결되며, 제어단자가 PFC 제어기(3121)의 출력단자에 연결된다. 캐패시터(CP)는 제1 단자와 제2 단자를 구비하고, 제1 단자가 다이오드(D)의 캐소드에 연결되고, 제2 단자가 기준전위에 연결된다. 다이오드(D)의 캐소드와 기준전위 사이에는 제1 저항기(R1)와 제2 저항기(R2)의 직렬 회로가 연결될 수 있다.The power factor correction unit 312 includes an inductor L, a diode D, a switch Q P , a capacitor C P , and a PFC controller 3121. The inductor L is connected in series to the output terminal of the bridge diode 311, and the anode of the diode D is connected to the inductor L. The switch (MOSFET switch, etc.) has a first terminal, a second terminal and a control terminal, the first terminal is commonly connected to the anode of the inductor L and the diode D, and the second terminal connects the resistor R0. And the control terminal is connected to the output terminal of the PFC controller 3121. The capacitor C P has a first terminal and a second terminal, the first terminal is connected to the cathode of the diode D, and the second terminal is connected to the reference potential. A series circuit of the first resistor R1 and the second resistor R2 may be connected between the cathode of the diode D and the reference potential.

불연속 전류 모드(Discontinuous Current Mode, DCM)로 동작하는 경우, 역률보상부(312)의 PFC 제어기(3121)는 인덕터(L)에 흐르는 전류가 제로(0)일 때 턴온되고, 저항기(R0)의 양단에 걸리는 전압으로서 소정 입력단자(CS)에 인가되는 기준전압과 인덕터(L)에 흐르는 전류에 따른 전압으로서 소정 입력단자(ZCD)에 인가되는 인덕터 전압이 동일할 때 턴오프되도록 스위치(QP)의 동작을 제어한다. 이러한 과정을 반복하면, 역률보상부(312)는 입력 전류의 파형(평균 파형)이 입력 전압 파형을 추종하도록 함으로써 실질적으로 역률을 거의 1에 가깝게 할 수 있다.When operating in the discontinuous current mode (DCM), the PFC controller 3121 of the power factor correction unit 312 is turned on when the current flowing in the inductor L is zero, and the resistor R0 Switch Q P to be turned off when the voltage applied to both terminals as the reference voltage applied to the predetermined input terminal CS and the current flowing through the inductor L are equal to the inductor voltage applied to the predetermined input terminal ZCD. Control the operation of By repeating this process, the power factor correction unit 312 can substantially bring the power factor closer to 1 by causing the waveform of the input current (average waveform) to follow the input voltage waveform.

한편, 도면에 도시하지는 않았지만, 구현에 따라서 백라이트 유닛(20)의 입력단에 리플 제거부(미도시)가 설치될 수 있다. 이러한 리플 제거부는 백라이트 구동부의 일부 구성으로 포함하거나 백라이트 구동부와 백라이트 유닛으로 이루어지는 LED 백라이트의 일부 구성으로 포함될 수 있따. 리플 제거부는 역률보상부(312)로부터 제공된 역률보상전압(VPFC)에 포함된 교류 성분을 적어도 일정 부분 제거한 후, 교류 성분이 일정 부분 제거된 역률보상전압을 백라이트 유닛(20)에 제공한다. 이러한 리플 제거부를 이용하면, 역률보상전압에 포함된 교류성분(Ripple)의 크기가 너무 큰 경우 이를 감소시켜 리플 성분에 의해 소모되는 전력을 감소시킬 수 있고, 백라이트 유닛(20)의 구동을 용이하게 하며, 이를 통해 전력 효율을 더욱 높일 수 있다.Although not shown in the drawings, a ripple removing unit (not shown) may be installed at the input terminal of the backlight unit 20 according to the implementation. The ripple removing unit may be included in some components of the backlight driver or in some components of the LED backlight including the backlight driver and the backlight unit. The ripple removing unit removes at least a portion of an AC component included in the power factor correction voltage V PFC provided from the power factor correction unit 312, and then provides the power factor compensation voltage to which the AC component is partially removed to the backlight unit 20. By using the ripple removing unit, if the magnitude of the AC component included in the power factor correction voltage is too large, the amount of the ripple component may be reduced to reduce power consumed by the ripple component, and the driving of the backlight unit 20 may be easily performed. This can further increase power efficiency.

제1 DC-DC 컨버터(341)는 플라이백 컨버터 형태를 구비하며, 공진 제어기(Resonant Controller)로 두 스위치에 연결되는 변압기를 제어함으로써 변압기 1차측에 인가되는 역률보상전원으로부터 변압기 2차측에 직류 12V의 디스플레이 구동전원이 출력되도록 동작한다.The first DC-DC converter 341 has a form of a flyback converter, and direct current 12V from the power factor correction power applied to the transformer primary side by controlling the transformer connected to the two switches by a resonant controller. The display driving power is operated to be output.

제2 DC-DC 컨버터(342)는 제1 DC-DC 컨버터(341)에 결합하는 다단 플라이백 컨버터 형태를 구비하며, PWM 제어기(PWM Controller)로 스위치에 연결되는 변압기를 제어함으로써, 변압기 1차측에 인가되는 역률보상전원으로부터 변압기 2차측에 직류 3.5V의 구동전원이 출력되도록 동작한다.The second DC-DC converter 342 has a form of a multi-stage flyback converter coupled to the first DC-DC converter 341, and by controlling a transformer connected to the switch by a PWM controller, the transformer primary side It operates to output DC 3.5V driving power to the transformer secondary side from power factor correction power applied to.

본 실시예에 있어서, 제1 DC-DC 컨버터(341)는 디스플레이 패널의 PMIC에 패널 구동전원을 공급하는 컨버터에 대응하고, 제2 DC-DC 컨버터(342)는 구현에 따라서 스탠바이 DC-DC 컨버터로서 디스플레이 장치의 전원이 최초로 켜졌을 때 디스플레이 장치에서 최소한의 대기 전력만 동작시키기 위해 제1 DC-DC 컨버터(342)와 분리된 대기 전원을 공급하는 컨버터에 대응할 수 있다. 또한, 제1 DC-DC 컨버터(341)와 제2 DC-DC 컨버터(342)는 구현에 따라서 제1 및 제2 DC-DC 컨버터(341, 342)가 하나의 DC-DC 컨버터로 일체화된 형태를 구비할 수 있다.
In the present embodiment, the first DC-DC converter 341 corresponds to a converter for supplying panel driving power to the PMIC of the display panel, and the second DC-DC converter 342 is a standby DC-DC converter depending on the implementation. As the display device is powered on for the first time, the display device may correspond to a converter supplying standby power separated from the first DC-DC converter 342 to operate only the minimum standby power. In addition, the first DC-DC converter 341 and the second DC-DC converter 342 may be a form in which the first and second DC-DC converters 341 and 342 are integrated into one DC-DC converter according to an implementation. It may be provided.

도 7은 도 6의 디스플레이 장치의 입력 교류전원의 파형도이다.7 is a waveform diagram of an input AC power supply of the display apparatus of FIG. 6.

도 7에 나타난 바와 같이, 본 실시예에 따른 디스플레이 장치는 역률보상부(312)와 백라이트 구동부(33)의 동작에 의해 역률을 크게 개선한다. 입력 상용전원 측에서 디스플레이 장치의 역률을 살펴보면, 입력 교류전압의 주기와 입력 교류전류의 주기가 일치되어 무효 전력이 크게 감소된다.As shown in FIG. 7, the display apparatus according to the present exemplary embodiment greatly improves the power factor by the operations of the power factor compensator 312 and the backlight driver 33. Looking at the power factor of the display device on the input commercial power supply side, the period of the input AC voltage and the period of the input AC current coincide, and the reactive power is greatly reduced.

또한, 본 실시예에 따른 디스플레이 장치는 역률보상부(312)에서 출력되는 역률보상전원을 백라이트 유닛에 직접 공급함으로써 유효전력을 크게 감소시킨다.In addition, the display device according to the present embodiment greatly reduces the effective power by directly supplying the power factor correction power output from the power factor correction unit 312 to the backlight unit.

본 실시예에 따른 디스플레이 장치와 비교예의 디스플레이 장치의 성능을 비교하면 다음의 표 1과 같다. 비교예에 사용된 디스플레이 장치는 에지 방식의 LED 백라이트를 구비한 LCD TV이고, 본 실시예에 사용된 디스플레이 장치는 비교예의 디스플레이 장치는 전술한 본 발명의 구성(도 10 참조)에 따라 개량한 LCD TV이다.Comparing the performance of the display device according to the present embodiment and the display device of the comparative example is shown in Table 1 below. The display device used in the comparative example is an LCD TV having an LED backlight of the edge method, and the display device used in the present embodiment is an LCD improved according to the above-described configuration of the present invention (see FIG. 10). TV.

Figure pat00001
Figure pat00001

표 1에서 알 수 있듯이, 본 실시예의 디스플레이 장치는 유효전력 35.6[W]와 피상전력 39.2[VA]에 의해 역률 0.91를 나타내고, 비교예의 디스플레이 장치는 유효전력 44.2[W]와 피상전력 51.9[VA]에 의해 역률 0.86을 나타낸다. 이와 같이, 본 발명에 따른 디스플레이 장치는 0.9를 넘는 역률을 만족할 수 있다.As can be seen from Table 1, the display device of this embodiment exhibits a power factor of 0.91 by 35.6 [W] of active power and 39.2 [VA] of apparent power, and a display device of Comparative Example of 44.2 [W] and 51.9 [VA of apparent power of Comparative Example. ] Represents a power factor of 0.86. As such, the display device according to the present invention may satisfy a power factor of more than 0.9.

또한, 본 발명에 따른 디스플레이 장치는, 주로 전원 공급 장치에서의 효율(Efficiency)이 약 95.22%로서, 비교예의 75.05%에 비해 약 20% 향상된 효율을 나타내었다. 그 주된 이유는 백라이트 유닛을 구동하는데 있어서 전력 손실이 상당 비중을 차지하는 다단의 DC-DC 컨버터를 사용하지 않았기 때문이다.In addition, the display device according to the present invention mainly exhibits an efficiency of about 95.22% in the power supply, which is about 20% improved compared to 75.05% of the comparative example. The main reason for this is that it does not use a multi-stage DC-DC converter, which consumes a significant amount of power to drive the backlight unit.

이와 같이, 본 발명에 따른 디스플레이 장치나 그 전원 공급 장치는 LED 백라이트 구동을 위한 여러 단계(Stages)의 전력 변환 과정을 제거하여 전력 손실을 방지함으로써 큰 효율 증대의 효과를 제공할 수 있다.
As described above, the display device or the power supply device according to the present invention can provide a large efficiency increase by eliminating power conversion processes of various stages for driving the LED backlight to prevent power loss.

도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 디스플레이 장치의 전원 공급 장치에 대한 부분 회로도이다.8 is a partial circuit diagram of a power supply of a display device according to another embodiment of the present invention.

도 8을 참조하면, 본 실시예에 따른 디스플레이 장치의 전원 공급 장치는, 배전용 퓨즈(310a), 브리지 다이오드(311), 입력 캐패시터(CV), 인덕터(L), 다이오드(D), 역률보상 스위치(QP), 출력 캐패시터(CP), 구동스위치(QLED), 전류설정 저항기(RSET), 및 역률구동제어부(330)를 구비한다. 전원 공급 장치는 입력 교류전원(VAC)을 전파정류하고 역률보상하여 역률보상전압을 생성하고, 생성한 역률보상전압을 백라이트 유닛(20)에 직접 공급하도록 이루어진다. 그리고, 역률보상전압은 디스플레이 장치의 디스플레이 패널에 구동전원을 공급하기 위해 후단의 DC-DC 컨버터로 공급된다.Referring to FIG. 8, the power supply of the display apparatus according to the present embodiment includes a fuse 310a for power distribution, a bridge diode 311, an input capacitor C V , an inductor L, a diode D, and a power factor. A compensation switch Q P , an output capacitor C P , a drive switch Q LED , a current setting resistor R SET , and a power factor drive control unit 330 are provided. The power supply device is configured to generate a power factor correction voltage by full-wave rectifying and power factor correcting the input AC power V AC , and directly supply the generated power factor compensation voltage to the backlight unit 20. The power factor correction voltage is supplied to a DC-DC converter at a later stage to supply driving power to the display panel of the display device.

배전용 퓨즈(310a)는 전술한 필터의 입력단에 설치되는 보호회로의 일부 구성에 대응한다. 입력 캐패시터(CV)는 SMPS의 피크 전류 요구에 따라 입력 전압 즉 브리지 다이오드(311)에서 전파정류된 정류 전압을 안정시킬 수 있는 용량을 구비한다.The distribution fuse 310a corresponds to a part of the protection circuit provided at the input terminal of the filter. The input capacitor C V has a capacity to stabilize the input voltage, that is, the rectified voltage full-wave rectified by the bridge diode 311 according to the peak current demand of the SMPS.

인덕터(L), 다이오드(D), 역률보상 스위치(QP) 및 출력 캐패시터(CP)는 부스트 컨버터 형태의 역률보상부로서 도 6을 참조하여 앞서 설명한 역률보상부의 대응 구성요소와 실질적으로 동일하므로, 중복을 피하기 위해 그 상세설명은 생략한다. 다만, 종래의 역률보상회로에서는 출력 전압의 리플을 최소화하기 위해 출력 캐패시터의 사양(낮은 ESR 캐패시터 등)을 고려하는 것이 일반적이지만, 본 실시예에서는 소정 크기의 리플을 가지는 역류보상전압을 그대로 이용하므로 종래의 역률보상회로에 비해 역률보상부의 출력 캐패시터에 대한 선택폭을 넓혀 설계 자유도를 증대시킬 수 있다.The inductor L, the diode D, the power factor correction switch Q P and the output capacitor C P are power factor compensators in the form of boost converters and are substantially the same as the corresponding components of the power factor compensator described above with reference to FIG. 6. Therefore, detailed description thereof will be omitted to avoid duplication. However, in the conventional power factor correction circuit, in order to minimize the ripple of the output voltage, it is common to consider the specification of the output capacitor (low ESR capacitor, etc.), but in this embodiment, since the reverse flow compensation voltage having the ripple of a predetermined size is used as it is. Compared with the conventional power factor correction circuit, a wider selection range for the output capacitor of the power factor correction unit can increase design freedom.

전류설정 저항기(RSET)는 백라이트 유닛(20)의 LED 어레이에 흐르는 전류를 설정하기 위한 것으로, 구현에 따라서 역률구동제어부(330)에 일체로 집적될 수 있다. 전류설정 저항기(RSET)는 앞서 설명한 실시예들의 정전류 구동부에 구비되는 저항기(R)와 실질적으로 동일하므로, 중복을 피하기 위해 그 상세 설명은 생략한다.The current setting resistor R SET is for setting a current flowing in the LED array of the backlight unit 20, and may be integrally integrated with the power factor driving controller 330 according to the implementation. Since the current setting resistor R SET is substantially the same as the resistor R provided in the constant current driving units of the above-described embodiments, detailed description thereof will be omitted to avoid duplication.

역률구동제어부(330)는 AC-DC 컨버터의 역률보상부에 구비되는 PFC 제어부와 백라이트 구동부의 정전류 구동부를 단일 집적회로로 형성한 것이다. 역률구동제어부(330)는 도 6을 참조하여 앞서 설명한 PFC 제어부(3121)의 기능과 백라이트 구동부(33)의 기능을 수행한다. 단일 집적회로의 역률구동제어부를 이용하면, 전원 공급 장치의 가격을 낮추고 고효율로 LED 백라이트를 구동할 수 있다.
The power factor drive controller 330 is a PFC controller and a constant current driver of the backlight driver of the AC-DC converter formed of a single integrated circuit. The power factor drive controller 330 performs the functions of the PFC controller 3121 and the backlight driver 33 described above with reference to FIG. 6. The power factor drive controller of a single integrated circuit can reduce the cost of the power supply and drive the LED backlight with high efficiency.

도 9는 본 발명에 따른 디스플레이 장치의 전원 공급 방법에 대한 순서도이다.9 is a flowchart illustrating a power supply method of a display apparatus according to the present invention.

도 9를 참조하면, 본 실시예에 따른 디스플레이 장치의 전원 공급 방법은, 우선 전원 공급 장치에서 입력 교류전원을 전파정류하여 정류전원을 생성한다(S91).Referring to FIG. 9, in the power supply method of the display device according to the present embodiment, first, the rectifier power is generated by full-wave rectifying the input AC power in the power supply device (S91).

본 단계(S91)에서, AC-DC 컨버터에 구비되는 브리지 다이오드 등의 정류부는 직류 85V 내지 240V의 실효치(Root Mean Square value, RMS 값)를 가지는 입력 교류전원을 수신하고, 수시한 입력 교류전원을 정류하여 정류전원을 출력할 수 있다.In this step S91, the rectifying unit such as a bridge diode provided in the AC-DC converter receives an input AC power source having a root mean square value (RMS value) of 85 V to 240 V DC, and receives the input AC power at any time. It can rectify and output rectified power supply.

다음, 정류전원의 역률을 보상하여 역률보상전압을 생성한다(S92). Next, the power factor correction voltage is generated by compensating the power factor of the rectified power source (S92).

본 단계(S92)에서, AC-DC 컨버터에 구비되는 역률보상부는 정류전원을 역률보상하여 입력 교류전원의 전압 최대값보다 큰 중간값을 가지고 입력 교류전원의 전압변동폭보다 작은 리플 전압을 가지는 역률보상전압을 생성한다.In this step (S92), the power factor correction unit provided in the AC-DC converter compensates for the rectified power supply and has a median value larger than the maximum voltage of the input AC power supply and has a ripple voltage smaller than the voltage fluctuation range of the input AC power supply. Generate voltage.

또한, 본 단계(S92)에서, 역률보상부는 백라이트 유닛에 구비되는 적어도 하나의 LED 어레이의 총 순방향 전압과 역률보상전압의 리플 전압과 LED 어레이의 출력단에 연결되는 구동스위치의 최소 동작 전압을 합한 전압 이상의 크기를 가진 역률보상전압을 생성한다.In addition, in this step (S92), the power factor correction unit is a sum of the total forward voltage of the at least one LED array provided in the backlight unit, the ripple voltage of the power factor correction voltage and the minimum operating voltage of the driving switch connected to the output terminal of the LED array. The power factor correction voltage having the above magnitude is generated.

예를 들어, 역률보상부는 정류전원을 역률보상하여 직류 200V 내지 400V의 중간값과 소정의 리플을 가지는 역률보상전압을 생성한다.For example, the power factor correction unit compensates for the rectified power source to generate a power factor correction voltage having a median value of DC 200V to 400V and a predetermined ripple.

한편, 본 단계(S92)는, 고효율 구동을 위해, 역률보상부의 PFC 제어부는 적어도 하나의 LED 어레이를 정전류 구동하는 백라이트 구동부로부터 역률보상전압 조절용 피드백신호를 수신할 수 있다. 백라이트 구동부로부터의 피드백 신호에 따라 백라이트 유닛에 공급되는 역률보상전원(구동전압 또는 구동전류)을 제어함으로써, 역률보상부는 부하(LED 어레이)에 따른 최적 효율로 전원 공급 장치를 구동제어할 수 있다. 역률보상부와 백라이트 구동부가 단일 집적회로 형태로 일체화되는 경우, 상기의 역류보상부는 역률보상제어부에 대응된다.On the other hand, in the step S92, for high efficiency driving, the PFC controller of the power factor correction unit may receive a feedback signal for adjusting the power factor compensation voltage from the backlight driver for driving the at least one LED array. By controlling the power factor correction power supply (driving voltage or driving current) supplied to the backlight unit according to a feedback signal from the backlight driver, the power factor correction unit may drive control the power supply device at an optimum efficiency according to the load (LED array). When the power factor correction unit and the backlight driver are integrated into a single integrated circuit, the countercurrent compensation unit corresponds to the power factor correction control unit.

다음, 역률보상전압을 바이패스 경로를 통해 백라이트 유닛에 공급한다(S93). 이 경우, 백라이트 구동부는 백라이트 유닛을 구동하기 위한 백라이트 구동전압에 대응되고 백라이트 유닛에 구비되는 적어도 하나의 LED 어레이의 총 순방향 전압값 이상의 고전압값을 갖는 역률보상전압을 이용하여 백라이트 유닛을 정전류 구동한다.Next, the power factor correction voltage is supplied to the backlight unit through the bypass path (S93). In this case, the backlight driver drives the backlight unit by using a power factor correction voltage corresponding to the backlight driving voltage for driving the backlight unit and having a high voltage value equal to or greater than a total forward voltage value of at least one LED array included in the backlight unit. .

본 단계(S93)에서, 백라이트 구동부는 도 3 내지 도 5를 참조하여 앞서 설명한 백라이트 구동회로에 의해 구현될 수 있다.In this step S93, the backlight driver may be implemented by the backlight driver circuit described above with reference to FIGS. 3 to 5.

한편, 역률보상전압을 생성하는 단계(S92) 후에 상기의 단계(S93)와 병렬적으로, 전원 공급 장치는 역률보상전압을 강압하여 디스플레이 패널을 구동하기 위한 저전압값을 갖는 디스플레이 구동전원을 생성한다(S94). 그리고, 디스플레이 구동전원을 디스플레이 패널에 공급한다(S95).On the other hand, after generating the power factor correction voltage (S92) in parallel with the above step (S93), the power supply device step-down the power factor correction voltage to generate a display driving power having a low voltage value for driving the display panel. (S94). Then, the display driving power is supplied to the display panel (S95).

본 단계(S94, S95)에서, AC-DC 컨버터의 출력단에 전기적으로 연결되는 DC-DC 컨버터는 역률보상전압을 강압하여 직류 3V 내지 50V를 가지는 디스플레이 구동전원을 생성하고, 생성한 디스플레이 구동전원을 디스플레이 패널의 전원관리집적회로에 공급할 수 있다.In this step (S94, S95), the DC-DC converter electrically connected to the output terminal of the AC-DC converter to step down the power factor correction voltage to generate a display drive power having a direct current 3V to 50V, and to generate the display drive power It can be supplied to the power management integrated circuit of the display panel.

본 실시예에 의하면, 수 볼트 내지 수십 볼트의 리플을 가진 역률보상전압을 백라이트 유닛에서 직접 사용할 수 있도록 함으로써, 디스플레이 장치와 그 전원 공급 장치 및 방법에 있어서 고효율, 저비용, 저소비전력, 고역률의 효과를 제공할 수 있다.
According to the present embodiment, the power factor correction voltage having a ripple of several volts to several tens of volts can be directly used in the backlight unit, thereby providing high efficiency, low cost, low power consumption, and high power factor in the display device and its power supply and method. Can be provided.

본 발명은 이상에서 살펴본 바와 같이 바람직한 실시예를 들어 도시하고 설명하였으나, 상기한 실시예에 한정되지 아니하며 본 발명의 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변경, 치환, 수정이 가능할 것이며, 이러한 변경, 치환, 수정 등은 본 발명의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.
Although the present invention has been shown and described with reference to the preferred embodiments as described above, it is not limited to the above embodiments and those skilled in the art without departing from the spirit of the present invention. Various changes, substitutions, and modifications may be made by the present invention. Such changes, substitutions, and modifications should be regarded as falling within the claims of the present invention.

10: 디스플레이 패널
20: 백라이트 유닛
30: 전원 공급 장치 또는 스위칭모드 파워서플라이(SMPS)
31: AC-DC 컨버터
32: 바이패스 배선
33: 백라이트 구동부
34: DC-DC 컨버터10: display panel
20: Backlight unit
30: power supply or switched mode power supply (SMPS)
31: AC-DC converter
32: bypass wiring
33: backlight driver
34: DC-DC converter

Claims (26)

입력 영상신호에 따른 영상을 표시하는 디스플레이 패널;
적어도 하나의 LED 어레이를 구비하고, 상기 디스플레이 패널에 조명을 제공하는 백라이트 유닛; 및
입력 교류전원을 인가받아 상기 디스플레이 패널 및 상기 백라이트 유닛에 직류성분의 전원을 공급하는 전원공급장치;를 포함하며,
상기 전원공급장치는,
상기 입력 교류전원을 전파정류하여 상기 LED 어레이의 총 순방향 전압값 이상의 고전압값을 갖는 역률보상전원을 생성하는 AC-DC 컨버터;
상기 역률보상전원을 상기 백라이트 유닛에 백라이트 구동전원으로 공급하는 바이패스 배선; 및
상기 AC-DC 컨버터의 후단에 전기적으로 연결되고 상기 백라이트 구동전원을 강압하여 상기 디스플레이 패널을 구동하기 위한 저전압값을 갖는 디스플레이 구동전원을 생성하고, 생성한 상기 디스플레이 구동전원을 상기 디스플레이 패널에 공급하는 DC-DC 컨버터;를 구비하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
A display panel configured to display an image according to an input image signal;
A backlight unit having at least one LED array and providing illumination to the display panel; And
And a power supply device configured to receive input AC power and supply power of a DC component to the display panel and the backlight unit.
The power supply device includes:
An AC-DC converter for full-wave rectifying the input AC power to generate a power factor correction power source having a high voltage value equal to or greater than a total forward voltage value of the LED array;
Bypass wiring for supplying the power factor correction power to the backlight unit as a backlight driving power; And
A display driving power electrically connected to a rear end of the AC-DC converter and stepping down the backlight driving power to generate a display driving power having a low voltage value for driving the display panel, and supplying the generated display driving power to the display panel; And a DC-DC converter.
제 1 항에 있어서,
상기 AC-DC 컨버터는,
상기 입력 교류전원을 수신하는 입력단;
상기 입력단과 전기적으로 연결되고 상기 입력 교류전원을 전파정류하여 정류전원을 생성하는 전파정류부; 및
상기 전파정류부와 전기적으로 연결되며, 상기 정류전원을 역률보상하여 상기 입력 교류전원의 전압 최대값보다 큰 중간값과 상기 입력 교류전원의 전압변동폭보다 작은 리플을 가지는 역률보상전원을 생성하는 역률보상부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
The method of claim 1,
The AC-DC converter,
An input terminal for receiving the input AC power;
A full-wave rectifier electrically connected to the input terminal to generate a rectified power by full-wave rectifying the input AC power; And
A power factor correction unit electrically connected to the full-wave rectifier and generating a power factor correction power source having a median greater than a voltage maximum value of the input AC power and a ripple smaller than a voltage fluctuation range of the input AC power by power factor correcting the rectified power. Display device comprising a.
제 2 항에 있어서,
상기 적어도 하나의 LED 어레이를 정전류 구동하는 백라이트 구동부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
3. The method of claim 2,
And a backlight driver configured to constant current drive the at least one LED array.
제 3 항에 있어서,
상기 백라이트 구동부는,
상기 적어도 하나의 LED 어레이의 출력단에 제1 단자가 연결되는 구동스위치;
상기 구동스위치의 제2 단자와 기준전위 사이에 연결되는 저항기; 및
상기 구동스위치의 제어단자에 연결되고 상기 저항기 양단에 걸리는 피드백전압과 기설정 기준전압에 기초하여 상기 구동스위치의 동작을 PWM 제어하는 제어부;를 구비하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
The method of claim 3, wherein
The backlight driver,
A driving switch having a first terminal connected to an output terminal of the at least one LED array;
A resistor connected between the second terminal of the driving switch and a reference potential; And
And a controller connected to a control terminal of the driving switch and PWM controlling the operation of the driving switch based on a feedback voltage and a predetermined reference voltage across the resistor.
제 4 항에 있어서,
상기 백라이트 구동부는 복수의 LED 어레이가 복수의 채널을 형성하며 병렬 연결되는 복수의 LED 어레이의 출력단에 각각 연결되는 복수의 정전류 구동부를 구비하고,
각 정전류 구동부는 기준전압 발생기를 구비한 집적회로로 형성되며,
상기 복수의 정전류 구동부 중 어느 하나는 마스터로 설정되고, 나머지는 슬래이브로 설정되며, 복수의 정전류 구동부는 마스터로 설정된 정전류 구동부의 기준전압에 기초하여 정전류 구동하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
5. The method of claim 4,
The backlight driver includes a plurality of constant current drivers connected to output terminals of a plurality of LED arrays in which a plurality of LED arrays form a plurality of channels and connected in parallel.
Each constant current driver is formed of an integrated circuit having a reference voltage generator,
Any one of the plurality of constant current driver is set as a master, the rest is set as a slave, the plurality of constant current driver is a constant current drive based on the reference voltage of the constant current driver set as the master.
제 5 항에 있어서,
상기 각 정전류 구동부에 구비되는 비교기는, 비교기의 포지티브 입력단자 및 네거티브 입력단자와 비교기 내의 출력 극성을 시간에 따라 교번하여 비교기의 입력 오차를 시간 흐름에 따라 상쇄시키는 초핑(Chopping) 방식의 오차 보상 비교기인 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
The method of claim 5, wherein
The comparator provided in each of the constant current driving units is a chopping error compensation comparator that alternates the polarity of the positive input terminal and the negative input terminal of the comparator with the output polarity of the comparator over time to cancel the input error of the comparator over time. Display device characterized in that.
제 4 항에 있어서,
상기 백라이트 구동부는 복수의 LED 어레이가 복수의 채널을 형성하며 병렬 연결되는 복수의 LED 어레이의 출력단에 각각 연결되는 복수의 정전류 구동부를 구비하고,
각 정전류 구동부는 전압감지부 및 전류감지부 중 적어도 어느 하나에 의해 상기 구동스위치의 제1 단자에서의 스위치전압을 감지하거나 상기 저항기에 흐르는 전류에 따른 상기 피드백전압을 감지하고, 감지한 상기 스위치전압 또는 상기 피드백전압에 기초하여 역률보상 조절용 피드백신호를 상기 역률보상부에 제공하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
5. The method of claim 4,
The backlight driver includes a plurality of constant current drivers connected to output terminals of a plurality of LED arrays in which a plurality of LED arrays form a plurality of channels and connected in parallel.
Each constant current driver detects the switch voltage at the first terminal of the drive switch or at least one of a voltage detector and a current detector, and detects the feedback voltage according to the current flowing through the resistor, and detects the switch voltage. Or providing the power factor correction feedback signal to the power factor correction unit based on the feedback voltage.
제 1 항에 있어서,
상기 교류 입력전압은, 직류 85V 내지 240V의 실효치(Root Mean Square Value, RMS 값)에 상응하는 전압을 가지고,
상기 AC-DC 컨버터는, 상기 고전압값에 대응하는 직류 200V 내지 400V의 중간값 및 50V 이하의 리플을 가지는 상기 백라이트 구동전원을 생성하고,
상기 DC-DC 컨버터는, 상기 저전압값에 대응하는 직류 3V 내지 50V의 상기 디스플레이 구동전원을 생성하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
The method of claim 1,
The AC input voltage has a voltage corresponding to an effective value (Root Mean Square Value, RMS value) of DC 85V to 240V,
The AC-DC converter generates the backlight driving power source having an intermediate value of DC 200V to 400V and a ripple of 50V or less corresponding to the high voltage value,
And the DC-DC converter generates the display driving power of DC 3V to 50V corresponding to the low voltage value.
제 1 항에 있어서,
상기 AC-DC 컨버터의 입력단에 연결되는 EMI(Electromagnetic Interference) 필터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
The method of claim 1,
And an electromagnetic interference (EMI) filter connected to the input terminal of the AC-DC converter.
입력 교류전원을 인가받아 적어도 하나의 LED(Light Emitting Diode) 어레이를 구비한 백라이트 유닛과 상기 백라이트 유닛이 결합되는 디스플레이 패널에 직류성분의 전원을 공급하는 디스플레이 장치의 전원 공급 장치에 있어서,
상기 입력 교류전원을 전파정류하여 상기 적어도 하나의 LED 어레이의 총 순방향 전압값 이상의 고전압값을 갖는 백라이트 구동전원을 생성하는 AC-DC 컨버터;
상기 백라이트 구동전원을 상기 백라이트 유닛에 공급하는 바이패스 배선; 및
상기 AC-DC 컨버터의 후단에 전기적으로 연결되고 상기 백라이트 구동전원을 강압하여 상기 디스플레이 패널을 구동하기 위한 저전압값을 갖는 디스플레이 구동전원을 생성하는 DC-DC 컨버터;를 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치의 전원 공급 장치.
In the power supply of the display device for receiving the input AC power to supply the power of the direct current component to the backlight unit having at least one LED (Light Emitting Diode) array and the display panel to which the backlight unit is coupled,
An AC-DC converter for full-wave rectifying the input AC power to generate a backlight driving power having a high voltage value equal to or greater than a total forward voltage value of the at least one LED array;
A bypass wiring for supplying the backlight driving power to the backlight unit; And
And a DC-DC converter electrically connected to a rear end of the AC-DC converter and generating a display driving power having a low voltage value for driving the display panel by stepping down the backlight driving power. Power supply.
제 10 항에 있어서,
상기 AC-DC 컨버터는,
상기 입력 교류전원을 수신하는 입력단;
상기 입력단과 전기적으로 연결되고 상기 입력 교류전원을 전파정류하여 정류전원을 생성하는 전파정류부; 및
상기 전파정류부와 전기적으로 연결되며, 상기 정류전원을 역률보상하여 상기 입력 교류전원의 전압 최대값보다 큰 중간값과 상기 입력 교류전원의 전압변동폭보다 작은 리플을 가지는 역률보상전원을 생성하는 역률보상부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치의 전원 공급 장치.
11. The method of claim 10,
The AC-DC converter,
An input terminal for receiving the input AC power;
A full-wave rectifier electrically connected to the input terminal to generate a rectified power by full-wave rectifying the input AC power; And
A power factor correction unit electrically connected to the full-wave rectifier and generating a power factor correction power source having a median greater than a voltage maximum value of the input AC power and a ripple smaller than a voltage fluctuation range of the input AC power by power factor correcting the rectified power. And a power supply of the display device.
제 11 항에 있어서,
상기 역률보상부는,
상기 전파정류부의 출력단에 직렬 연결되는 인덕터;
상기 인버터에 애노드가 연결되는 다이오드;
제1 단자, 제2 단자 및 제어단자를 구비하고, 상기 제1 단자가 상기 인덕터의 일단과 상기 다이오드의 애노드에 공통 연결되고, 상기 제2 단자가 기준전위(Reference Potential) 측에 연결되며, 상기 제어단자가 PFC(Power Factor Correction) 제어부에 연결되는 트랜지스터; 및
상기 다이오드의 캐소드와 상기 기준전위와의 사이에 연결되는 캐패시터;를 구비하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치의 전원 공급 장치.
The method of claim 11,
Wherein the power factor compensator comprises:
An inductor connected in series with the output terminal of the full wave rectifier;
A diode having an anode connected to the inverter;
A first terminal, a second terminal, and a control terminal, wherein the first terminal is commonly connected to one end of the inductor and the anode of the diode, and the second terminal is connected to a reference potential side; A transistor having a control terminal connected to a power factor correction (PFC) controller; And
And a capacitor connected between the cathode of the diode and the reference potential.
제 12 항에 있어서,
상기 PFC 제어부는, 상기 다이오드의 캐소드에 병렬 연결된 복수의 저항기들의 전압분할기로부터 상기 역률보상전원의 전압을 미리 설정된 크기로 분배한 모니터링전압을 수신하고, 기설정된 기준전압(Reference Voltage)과 상기 모니터링전압을 비교한 결과에 따른 PWM 제어신호를 상기 트랜지스터의 제어단자에 인가하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치의 전원 공급 장치.
13. The method of claim 12,
The PFC control unit receives a monitoring voltage obtained by dividing the voltage of the power factor correction power source into a predetermined magnitude from a voltage divider of a plurality of resistors connected in parallel to the cathode of the diode, and presets a reference voltage and the monitoring voltage. Apparatus for supplying a PWM control signal according to the result of the comparison to the control terminal of the transistor.
제 13 항에 있어서,
상기 PFC 제어부는 상기 백라이트 구동부로부터 역률보상전압 조절용 피드백신호를 수신하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치의 전원 공급 장치.
The method of claim 13,
And the PFC controller receives a feedback signal for adjusting the power factor correction voltage from the backlight driver.
제 10 항에 있어서,
상기 교류 입력전압은, 직류 85V 내지 240V의 실효치(Root Mean Square Value, RMS 값)에 상응하는 전압을 가지고,
상기 AC-DC 컨버터는, 상기 고전압값에 대응하는 직류 200V 내지 400V의 중간값 및 50V 이하의 리플을 가지는 상기 백라이트 구동전원을 생성하고,
상기 DC-DC 컨버터는, 상기 저전압값에 대응하는 직류 3V 내지 50V의 상기 디스플레이 구동전원을 생성하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치의 전원 공급 장치.
11. The method of claim 10,
The AC input voltage has a voltage corresponding to an effective value (Root Mean Square Value, RMS value) of DC 85V to 240V,
The AC-DC converter generates the backlight driving power source having an intermediate value of DC 200V to 400V and a ripple of 50V or less corresponding to the high voltage value,
The DC-DC converter is configured to generate the display driving power of a direct current 3V to 50V corresponding to the low voltage value.
제 10 항에 있어서,
상기 DC-DC 컨버터는,
상기 역률보상전압을 강압하여 제1 강압전압을 생성하고, 상기 제1 강압전압을 상기 디스플레이 패널에 공급하는 제1 DC-DC 컨버터; 및
상기 역률보상전압을 강압하여 상기 제1 강압전압보다 낮은 제2 강압전압을 생성하고, 상기 제2 강압전압을 상기 디스플레이 패널에 공급하는 제2 DC-DC 컨버터;를 구비하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치의 전원 공급 장치.
11. The method of claim 10,
The DC-DC converter includes:
A first DC-DC converter for stepping down the power factor correction voltage to generate a first step-down voltage and supplying the first step-down voltage to the display panel; And
And a second DC-DC converter for stepping down the power factor compensation voltage to generate a second step-down voltage lower than the first step-down voltage, and supplying the second step-down voltage to the display panel. Power supply.
제 10 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 AC-DC 컨버터는 상기 백라이트 유닛의 LED 어레이의 총 순방향 전압과 상기 역률보상전압의 리플 전압과 상기 LED 어레이의 구동스위치의 최소 동작 전압을 합한 전압 이상의 전압 크기를 가진 상기 역률보상전압을 출력하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치의 전원 공급 장치.
17. The method according to any one of claims 10 to 16,
The AC-DC converter outputs the power factor correction voltage having a voltage magnitude equal to or greater than the sum of the total forward voltage of the LED array of the backlight unit and the ripple voltage of the power factor correction voltage and the minimum operating voltage of the driving switch of the LED array. Power supply of the display device, characterized in that.
입력 교류전원을 인가받아 적어도 하나의 LED(Light Emitting Diode) 어레이를 구비한 백라이트 유닛과 상기 백라이트 유닛이 결합되는 디스플레이 패널에 직류성분의 전원을 공급하는 디스플레이 장치의 전원 공급 방법에 있어서,
상기 입력 교류전원을 전파정류하여 정류전원을 생성하는 제1 단계;
상기 정류전원의 역률을 보상하여 역률보상전압을 생성하는 제 2 단계;
상기 역률보상전압을 바이패스 경로를 통해 상기 백라이트 유닛에 공급하는 제 3 단계-여기서, 상기 역률보상전압은 상기 적어도 하나의 LED 어레이의 총 순방향 전압값 이상의 고전압값을 갖는 백라이트 구동전압임-;
상기 역률보상전압을 강압하여 디스플레이 패널을 구동하기 위한 저전압값을 갖는 디스플레이 구동전원을 생성하는 제 4 단계; 및
상기 디스플레이 구동전원을 상기 디스플레이 패널에 공급하는 제 5 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치의 전원 공급 방법.
In the power supply method of the display device for receiving the input AC power to supply the power of the direct current component to the backlight unit having at least one LED (Light Emitting Diode) array and the display panel to which the backlight unit is coupled,
Generating a rectified power by full-wave rectifying the input AC power;
A second step of generating a power factor correction voltage by compensating the power factor of the rectified power source;
Supplying the power factor compensation voltage to the backlight unit through a bypass path, wherein the power factor compensation voltage is a backlight driving voltage having a high voltage value equal to or greater than a total forward voltage value of the at least one LED array;
Generating a display driving power having a low voltage value for driving the display panel by stepping down the power factor correction voltage; And
And a fifth step of supplying the display driving power to the display panel.
제 18 항에 있어서,
상기 제2 단계는, 상기 정류전원을 역률보상하여 상기 입력 교류전원의 전압 최대값보다 큰 중간값을 가지고 상기 입력 교류전원의 전압변동폭보다 작은 리플 전압을 가지는 상기 역률보상전압을 생성하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치의 전원 공급 방법.
The method of claim 18,
In the second step, the power factor correction of the rectified power source generates the power factor correction voltage having an intermediate value greater than the maximum voltage value of the input AC power and having a ripple voltage smaller than the voltage fluctuation range of the input AC power. Power supply method of the display device.
제 18 항에 있어서,
상기 제2 단계는, 상기 적어도 하나의 LED 어레이의 총 순방향 전압과 상기 역률보상전압의 리플 전압과 상기 LED 어레이의 구동스위치의 최소 동작 전압을 합한 전압 이상의 크기를 가진 상기 역률보상전압을 생성하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치의 전원 공급 방법.
The method of claim 18,
The second step is to generate the power factor correction voltage having a magnitude greater than or equal to the sum of the total forward voltage of the at least one LED array and the ripple voltage of the power factor compensation voltage and the minimum operating voltage of the driving switch of the LED array. A power supply method for a display device.
제 18 항에 있어서,
상기 제1 단계는, 직류 85V 내지 240V의 실효치(Root Mean Square value, RMS 값)를 가지는 상기 입력 교류전원을 수신하고,
상기 제2 단계는, 직류 200V 내지 400V의 중간값과 50V 이하의 리플을 가지는 상기 역률보상전압을 생성하고,
상기 제4 단계는, 상기 역률보상전압을 강압하여 직류 3V 내지 50V를 가지는 상기 디스플레이 구동전원을 생성하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치의 전원 공급 방법.
The method of claim 18,
The first step is to receive the input AC power source having a root mean square value (RMS value) of 85 V to 240 V DC,
The second step is to generate the power factor correction voltage having an intermediate value of DC 200V to 400V and a ripple of 50V or less,
In the fourth step, the power supply method of the display device, characterized in that to step down the power factor correction voltage to generate the display driving power having a direct current 3V to 50V.
제 18 항에 있어서,
상기 제2 단계 전에, 상기 역률보상전압을 생성하는 역률보상부가 상기 적어도 하나의 LED 어레이를 구동하는 백라이트 구동부로부터 역률보상전압 조절용 피드백 신호를 수신하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치의 전원 공급 방법.
The method of claim 18,
Before the second step, the power factor correction unit for generating the power factor compensation voltage further comprises the step of receiving a feedback signal for adjusting the power factor compensation voltage from a backlight driver for driving the at least one LED array. Supply method.
디스플레이 장치용 LED(Light Emitting Diode) 백라이트에 있어서,
입력 교류전원의 역률을 보상하여 역률보상전압을 출력하는 역률보상부;
복수의 발광다이오드를 포함하고, 제공된 상기 역률보상전압에 따라 구동하는 백라이트 유닛; 및
상기 복수의 발광다이오드에 흐르는 전류를 일정한 크기로 제어하고, 상기 백라이트 유닛의 밝기를 제어하는 백라이트 구동부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 LED 백라이트.
In the LED (Light Emitting Diode) backlight for display devices,
A power factor correction unit for compensating the power factor of the input AC power and outputting a power factor compensation voltage;
A backlight unit including a plurality of light emitting diodes and driving according to the provided power factor correction voltage; And
And a backlight driver controlling a current flowing through the plurality of light emitting diodes to a predetermined size and controlling brightness of the backlight unit.
제 23 항에 있어서,
상기 백라이트 구동부는 상기 백라이트 유닛의 출력 전류에 상응하는 전압과 기준전압을 비교한 결과에 따라 상기 전류의 크기를 조절하는 것을 특징으로 하는 LED 백라이트.
24. The method of claim 23,
And the backlight driver adjusts the magnitude of the current according to a result of comparing a voltage corresponding to the output current of the backlight unit with a reference voltage.
제 23 항에 있어서,
상기 역률보상부는 상용 교류 전원의 전압 크기의 차이를 보상할 수 있고, 상기 복수의 발광다이오드 각각의 구동을 위한 기준전압의 합 이상의 크기를 가지는 상기 역률보상전압을 출력하는 것을 특징으로 하는 LED 백라이트.
24. The method of claim 23,
The power factor correction unit may compensate for a difference in voltage of a commercial AC power supply, and outputs the power factor correction voltage having a magnitude equal to or greater than a sum of reference voltages for driving the plurality of light emitting diodes.
제 23 항에 있어서,
상기 역률보상전압에 포함된 교류 성분을 제거하여 교류 성분이 제거된 역률보상전압을 백라이트 유닛에 제공하는 리플제거부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 LED 백라이트.24. The method of claim 23,
And a ripple removing unit for removing the AC component included in the power factor compensation voltage to provide the power factor compensation voltage from which the AC component is removed to the backlight unit.
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