KR20200055843A - Dc-dc 컨버터 및 이를 포함하는 표시 장치 - Google Patents

Dc-dc 컨버터 및 이를 포함하는 표시 장치 Download PDF

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Abstract

DC-DC 컨버터는 입력 전원을 제1 전원 전압으로 변환하는 제1 컨버터(converter), 제1 컨버터로부터의 출력으로부터 패널 전류를 검출하는 제1 센서, 및 패널 전류에 따라 입력 전원을 제2 전원 전압으로 변환하는 복수의 인버팅 컨버터들을 구비하는 제1 출력 그룹을 포함하는 제1 전원 공급부; 입력 전원을 제1 전원 전압으로 변환하여 제1 출력단으로 출력하는 제2 컨버터, 및 패널 전류에 따라 입력 전원을 제2 전원 전압으로 변환하여 제2 출력단으로 출력하는 복수의 인버팅 컨버터들을 구비하는 제2 출력 그룹을 포함하는 제2 전원 공급부; 및 검출된 패널 전류에 기초하여 제1 및 제2 출력 그룹들 각각에 포함되는 인버팅 컨버터들을 기 설정된 순서로 제어하는 제1 페이즈(phase) 제어부를 포함한다. 패널 전류가 기 설정된 인에이블 값을 초과하면, 제2 전원 공급부가 동작한다.

Description

DC-DC 컨버터 및 이를 포함하는 표시 장치{DC-DC CONVERTER AND DISPLAY DEVICE HAVING THE SAME}
본 발명은 표시 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 DC-DC 컨버터 및 이를 포함하는 표시 장치에 관한 것이다.
표시 장치는 외부로부터 공급되는 입력 전원을 변환함으로써 화소들의 구동에 필요한 전원 전압들을 생성하는 DC-DC 컨버터를 포함한다. DC-DC 컨버터는 생성된 전원 전압을 전원선을 통하여 화소들로 공급한다.
다만, 표시 장치에 포함되는 표시 패널의 크기 또는 표시 가능 휘도가 커짐에 따라 상기 표시 패널에 제공되는 구동 전류의 범위가 커지게 된다.
이에 따라, 큰 구동 전류에 대응하여 설계된 직류-직류 컨버터를 사용하게 되는 경우, 구동 전류의 크기가 작은 저휘도 등으로 구동될 때 상기 직류-직류 컨버터는 변환 효율이 감소된다. 또한, 상기 직류-직류 컨버터가 가지는 비교적 큰 내부 저항 또는 반복적인 스위칭으로 인해 도전 손실(conduction loss)이 증가됨으로써 불필요한 전력 소모 및 발열이 증가한다.
본 발명의 일 목적은 복수의 전원 공급부들을 포함하고, 패널 전류에 따라 복수의 인버팅 컨버터들의 동작을 제어하는 DC-DC 컨버터를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상기 DC-DC 컨버터를 포함하는 표시 장치를 제공하는 것이다.
다만, 본 발명의 목적은 상술한 목적들로 한정되는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 확장될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 실시예들에 따른 DC-DC 컨버터는 입력 전원을 제1 전원 전압으로 변환하여 제1 출력단으로 출력하는 제1 컨버터(converter), 상기 제1 컨버터로부터의 출력으로부터 패널 전류를 검출하는 제1 센서, 및 상기 패널 전류에 따라 상기 입력 전원을 제2 전원 전압으로 변환하여 제2 출력단으로 출력하는 복수의 인버팅 컨버터들을 구비하는 제1 출력 그룹을 포함하는 제1 전원 공급부; 상기 입력 전원을 상기 제1 전원 전압으로 변환하여 상기 제1 출력단으로 출력하는 제2 컨버터, 및 상기 패널 전류에 따라 상기 입력 전원을 상기 제2 전원 전압으로 변환하여 상기 제2 출력단으로 출력하는 복수의 인버팅 컨버터들을 구비하는 제2 출력 그룹을 포함하는 상기 제2 전원 공급부; 및 상기 검출된 패널 전류에 기초하여 상기 제1 및 제2 출력 그룹들 각각에 포함되는 상기 인버팅 컨버터들의 동작을 제어하는 제1 페이즈(phase) 제어부를 포함할 수 있다. 상기 패널 전류가 기 설정된 인에이블 값을 초과하면, 상기 제2 전원 공급부가 동작할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 제1 출력 그룹은, 비활성화 상태에서 상기 패널 전류가 제1 인에이블 값보다 작아지면 활성화되고, 활성화 상태에서 상기 패널 전류가 제1 디스에이블 값보다 커지면 비활성화되는 제1 인버팅 컨버터; 및 비활성화 상태에서 상기 패널 전류가 제2 인에이블 값보다 커지면 활성화되고, 활성화 상태에서 상기 패널 전류가 제2 디스에이블 값보다 작아지면 비활성화되는 제2 인버팅 컨버터를 포함할 수 있다. 상기 제1 디스에이블 값이 상기 제1 인에이블 값 및 상기 제2 인에이블 값보다 크며, 상기 제2 디스에이블 값이 상기 제1 인에이블 값보다 작을 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 제2 인에이블 값이 상기 제2 디스에이블 값 및 상기 제1 인에이블 값보다 클 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 제1 인버팅 컨버터의 활성화 상태에서 상기 패널 전류가 상기 제1 디스에이블 값과 상기 제2 인에이블 값 사이인 제1 중첩 범위에 포함되는 경우, 상기 제2 인버팅 컨버터는 활성화되며, 상기 제1 및 제2 인버팅 컨버터들에 의해 상기 제2 전원 전압이 생성될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 제2 인버팅 컨버터의 활성화 상태에서 상기 패널 전류가 상기 제1 인에이블 값과 상기 제2 디스에이블 값 사이인 제2 중첩 범위에 포함되는 경우, 상기 제1 인버팅 컨버터는 활성화되며, 상기 제1 및 제2 인버팅 컨버터들에 의해 상기 제2 전원 전압이 생성될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 제1 출력 그룹은, 비활성화 상태에서 상기 패널 전류가 제3 인에이블 값보다 커지면 활성화되고, 활성화 상태에서 상기 패널 전류가 제3 디스에이블 값보다 작아지면 비활성화되는 제3 인버팅 컨버터를 더 포함할 수 있다. 상기 제3 인에이블 값이 상기 제2 인에이블 값보다 크고, 상기 제3 디스에이블 값보다 클 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 제2 출력 그룹은, 비활성화 상태에서 상기 패널 전류가 슬레이브 인에이블 값보다 커지면 활성화되고, 활성화 상태에서 상기 패널 전류가 슬레이브 디스에이블 값보다 작아지면 비활성화되는 제4 인버팅 컨버터; 및 비활성화 상태에서 상기 패널 전류가 상기 제3 인에이블 값보다 커지면 활성화되고, 활성화 상태에서 상기 패널 전류가 상기 제3 디스에이블 값보다 작아지면 비활성화되는 제5 인버팅 컨버터를 포함할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 슬레이브 인에이블 값은 상기 제2 인에이블 값보다 크고 상기 제3 인에이블 값보다 작을 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 슬레이브 디스에이블 값은 상기 제2 디스에이블 값보다 크고 상기 제3 디스에이블 값보다 작을 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 패널 전류가 상기 제2 인에이블 값보다 큰 경우, 상기 패널 전류가 증가함에 따라 상기 제2 인버팅 컨버터, 상기 제4 인버팅 컨버터, 상기 제3 인버팅 컨버터 순으로 활성화될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 제3 인버팅 컨버터와 상기 제5 인버팅 컨버터의 구동은 동시에 제어될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 제2 내지 제5 인버팅 컨버터들은 공통의 제어 전압에 응답하여 상기 제2 전원 전압을 생성하고, 상기 제2 내지 제5 인버팅 컨버터들은 상기 제2 전원 전압에 기초하여 상기 제어 전압을 출력하는 에러 앰프를 공유할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 제2 내지 제5 인버팅 컨버터들의 사이즈가 동일할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 제1 인버팅 컨버터의 사이즈가 상기 제2 인버팅 컨버터의 사이즈보다 작을 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 제2 컨버터는 상기 패널 전류가 기 설정된 컨버터 인에이블 값보다 커지면 활성화되어 상기 제1 전원 전압을 생성하고, 상기 패널 전류가 상기 기 설정된 컨버터 디스에이블 값보다 작아지면 비활성화될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 제2 전원 공급부는 상기 제2 컨버터로부터의 출력으로부터 상기 패널 전류를 검출하는 제2 센서를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 DC-DC 컨버터는 상기 제1 센서로부터 검출된 제1 패널 전류 및 상기 제2 센서로부터 검출된 제2 패널 전류의 합에 기초하여 상기 제2 컨버터의 동작을 제어하는 제2 페이즈 제어부를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 제2 컨버터는 상기 제3 및 제5 인버팅 컨버터들과 동기하여 구동될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 제1 페이즈 제어부는 상기 제1 패널 전류와 상기 제2 패널 전류의 합에 기초하여 상기 제1 내지 제5 인버팅 컨버터들의 동작을 제어할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 제1 출력 그룹은, 상기 패널 전류와 무관하게 상기 제2 전원 전압을 출력하는 제1 인버팅 컨버터; 및 비활성화 상태에서 상기 패널 전류가 제1 인에이블 값보다 커지면 활성화되고, 활성화 상태에서 상기 패널 전류가 제1 디스에이블 값보다 작아지면 비활성화되는 제2 인버팅 컨버터를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제2 출력 그룹은, 비활성화 상태에서 상기 패널 전류가 슬레이브 인에이블 값보다 커지면 활성화되고, 활성화 상태에서 상기 패널 전류가 슬레이브 디스에이블 값보다 작아지면 비활성화되는 제3 인버팅 컨버터; 및 비활성화 상태에서 상기 패널 전류가 상기 제1 인에이블 값보다 커지면 활성화되고, 활성화 상태에서 상기 패널 전류가 상기 제1 디스에이블 값보다 작아지면 비활성화되는 제4 인버팅 컨버터를 포함할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 제1 인에이블 값과 상기 제1 디스에이블 값이 서로 다르고, 상기 슬레이브 인에이블 값과 상기 슬레이브 디스에이블 값이 서로 다를 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 패널 전류가 증가함에 따라 상기 제3 인버팅 컨버터, 상기 제2 인버팅 컨버터 순으로 활성화되고, 상기 패널 전류가 감소함에 따라 상기 제2 인버팅 컨버터, 상기 제3 인버팅 컨버터 순으로 비활성화될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 제4 인버팅 컨버터는 상기 제2 인버팅 컨버터와 동기하여 구동될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 제1 페이즈 제어부는, 상기 패널 전류가 상기 슬레이브 인에이블 값보다 커지면 상기 제1 인버팅 컨버터를 구동하는 제1 PWM(Pulse Width Modulation) 신호에 동기하여 상기 제3 인버팅 컨버터를 구동하는 제1 동기화 제어부; 및 상기 패널 전류가 상기 제1 인에이블 값보다 커지면 상기 제2 인버팅 컨버터를 구동하는 제2 PWM 신호에 동기하여 상기 제4 인버팅 컨버터를 구동하는 제2 동기화 제어부를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 실시예들에 따른 DC-DC 컨버터는, 입력 전원을 제1 전원 전압으로 변환하여 제1 출력단으로 출력하는 제1 컨버터(converter), 상기 제1 컨버터의 출력으로부터 패널 전류를 검출하는 제1 센서, 비활성화 상태에서 상기 패널 전류가 제1 인에이블 값보다 작으면 상기 입력 전원을 제2 전원 전압으로 변환하여 제2 출력단으로 출력하는 제1 인버팅 컨버터, 비활성화 상태에서 상기 패널 전류가 제2 인에이블 값보다 커지면 활성화되어 상기 제2 전원 전압을 출력하는 제2 인버팅 컨버터, 및 비활성화 상태에서 상기 패널 전류가 제3 인에이블 값보다 커지면 활성화되어 상기 제2 전원 전압을 출력하는 제3 인버팅 컨버터를 포함하는 제1 전원 공급부; 비활성화 상태에서 상기 패널 전류가 상기 제3 인에이블 값보다 커지면 상기 제1 전원 전압을 출력하는 제2 컨버터, 상기 제2 컨버터의 출력으로부터 상기 패널 전류를 검출하는 제2 센서, 비활성화 상태에서 상기 패널 전류가 슬레이브 인에이블 값보다 커지면 활성화되어 상기 제2 전원 전압을 출력하는 제4 인버팅 컨버터, 및 비활성화 상태에서 상기 패널 전류가 상기 제3 인에이블 값보다 커지면 활성화되어 상기 제2 전원 전압을 출력하는 제5 인버팅 컨버터를 포함하는 제2 전원 공급부; 및 상기 패널 전류의 변화, 상기 제1 내지 제3 인에이블 값들, 및 상기 슬레이브 인에이블 값에 기초하여 상기 제1 내지 제5 인버팅 컨버터들 및 상기 제2 컨버터의 동작을 제어하는 페이즈(phase) 제어부를 포함할 수 있다. 상기 패널 전류가 상기 슬레이브 인에이블 값보다 커지면, 상기 제2 전원 공급부가 동작할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 제1 및 제2 전원 공급부가 시동될 때, 상기 제1 인버팅 컨버터가 활성화되어 상기 제2 전원 전압을 출력하고, 상기 패널 전류가 제1 디스에이블 값보다 커지면 상기 제1 인버팅 컨버터가 비활성화될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 제1 디스에이블 값이 상기 제2 인에이블 값보다 클 수 있다. 상기 제1 인버팅 컨버터의 활성화 상태에서 상기 패널 전류가 상기 제1 디스에이블 값과 상기 제2 인에이블 값 사이인 제1 중첩 범위에 포함되는 경우, 상기 제2 인버팅 컨버터는 활성화되며, 상기 제1 및 제2 인버팅 컨버터들에 의해 상기 제2 전원 전압이 생성될 수 있다.
본 발명의 일 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 실시예들에 따른 표시 장치는, 복수의 화소들을 포함하는 표시 패널; 상기 표시 패널에 데이터 신호를 제공하는 구동부; 및 입력 전원에 기초하여 상기 화소들을 구동하는 제1 전원 전압 및 제2 전원 전압을 상기 표시 패널에 제공하는 DC-DC 컨버터를 포함할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 DC-DC 컨버터는, 상기 입력 전원을 제1 전원 전압으로 변환하는 제1 컨버터(converter), 상기 제1 컨버터의 출력으로부터 패널 전류를 검출하는 제1 센서, 비활성화 상태에서 상기 패널 전류가 제1 인에이블 값보다 작으면 상기 입력 전원을 제2 전원 전압으로 변환하는 제1 인버팅 컨버터, 비활성화 상태에서 상기 패널 전류가 제2 인에이블 값보다 커지면 활성화되어 상기 제2 전원 전압을 출력하는 제2 인버팅 컨버터, 및 비활성화 상태에서 상기 패널 전류가 제3 인에이블 값보다 커지면 활성화되어 상기 제2 전원 전압을 출력하는 제3 인버팅 컨버터를 포함하는 제1 전원 공급부; 및 비활성화 상태에서 상기 패널 전류가 상기 제3 인에이블 값보다 커지면 상기 제1 전원 전압을 출력하는 제2 컨버터, 상기 제2 컨버터의 출력으로부터 상기 패널 전류를 검출하는 제2 센서, 비활성화 상태에서 상기 패널 전류가 슬레이브 인에이블 값보다 커지면 활성화되어 상기 제2 전원 전압을 출력하는 제4 인버팅 컨버터, 및 비활성화 상태에서 상기 패널 전류가 상기 제3 인에이블 값보다 커지면 활성화되어 상기 제2 전원 전압을 출력하는 제5 인버팅 컨버터를 포함하는 제2 전원 공급부를 포함할 수 있다. 상기 패널 전류가 상기 슬레이브 인에이블 값보다 커지면, 상기 제2 전원 공급부가 동작할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 DC-DC 컨버터는 기 설정된 순서에 따라 순차적으로 구동되는 컨버터들 및 인버팅 컨버터들을 포함하는 복수의 전원 공급부들을 포함할 수 있다. 상기 인버팅 컨버터들은 인덕터 전류들의 밸런싱을 보장하면서 순차적으로 턴-온 또는 턴-오프될 수 있다. 따라서, 패널 전류에 따라 최적화된 전원 전압 생성 구동이 적용되고, 전압 변환 효율이 향상될 수 있다.
또한, 전원 공급부들이 종속적으로 연결되어 제1 전원 전압 생성을 위한 전류 및 제2 전원 전압 생성을 위한 전류를 각각 분산하여 제공함으로써, 넓은 구동 전류(패널 전류) 범위에 효과적으로 적용될 수 있다.
나아가, 본 발명의 실시예들에 따른 표시 장치는 상기 DC-DC 컨버터를 포함함으로써 전원 공급에 따른 발열 및 소비 전력이 감소될 수 있다.
다만, 본 발명의 효과는 상술한 효과에 한정되는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 확장될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 표시 장치를 나타내는 블록도이다.
도 2는 본 발명의 실시예들에 따른 DC-DC 컨버터를 나타내는 도면이다.
도 3은 도 2의 DC-DC 컨버터의 동작의 일 예를 나타내는 타이밍도이다.
도 4는 도 2의 DC-DC 컨버터에 포함되는 제1 및 제2 컨버터들의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 5는 도 2의 DC-DC 컨버터에 포함되는 제1 및 제2 출력 그룹들의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예들에 따른 DC-DC 컨버터의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 7은 도 6의 DC-DC 컨버터의 동작의 일 예를 나타내는 타이밍도이다.
도 8은 본 발명의 실시예들에 따른 DC-DC 컨버터의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 9는 도 8의 DC-DC 컨버터의 동작의 일 예를 나타내는 타이밍도이다.
도 10a는 도 8의 DC-DC 컨버터의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 10b는 도 10a의 DC-DC 컨버터의 동작의 일 예를 나타내는 타이밍도이다.
도 11은 도 8의 DC-DC 컨버터의 일부의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 12는 도 11의 DC-DC 컨버터의 동작의 일 예를 나타내는 타이밍도이다.
도 13은 도 11의 DC-DC 컨버터의 동작의 다른 일 예를 나타내는 타이밍도이다.
도 14는 본 발명의 실시예들에 따른 DC-DC 컨버터의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 15 및 도 16은 도 14의 DC-DC 컨버터의 동작의 일 예들을 나타내는 도면들이다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.
도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 표시 장치를 나타내는 블록도이다.
도 1을 참조하면, 표시 장치(DD)는 DC-DC 컨버터(10), 표시 패널(20), 및 구동부(30)를 포함할 수 있다.
표시 패널(20)은 제1 전원 전압(ELVDD), 제2 전원 전압(ELVSS) 및 데이터 신호(DATA)를 수신하여 동작하는 복수의 화소들을 포함할 수 있다. 일 실시예예서, 제2 전원 전압(ELVSS)은 제1 전원 전압(ELVDD)보다 작을 수 있다. 예를 들어, 제1 전원 전압(ELVDD)은 양의 전압이고, 제2 전원 전압(ELVSS)은 음의 전압일 수 있다.
구동부(30)는 표시 패널(20)에 데이터 신호(DATA)를 제공하고, DC-DC 컨버터(10)에 제어 신호(CON1)를 제공하여 DC-DC 컨버터(10)가 동작하도록 할 수 있다. 도 1에는 구동부(30)가 간략히 도시되어 있으나, 구동부(30)는 주사 구동부, 데이터 구동부, 타이밍 제어부의 기능을 하는 구성을 포함할 수도 있다.
일 실시예에서, 타이밍 제어부 및 데이터 구동부는 하나의 드라이버 IC에 집적되거나, 표시 패널(20) 상에 직접 배치될 수 있다. 주사 구동부는 표시 패널(20) 상에 직접 배치되거나, IC 형태로 표시 패널(20)에 연결될 수 있다.
DC-DC 컨버터(10)는 입력 전원에 기초하여 표시 패널(20)에 제공되는 전원 전압들(ELVDD, ELVSS)을 생성할 수 있다. 제1 전원 전압(ELVDD) 및 제2 전원 전압(ELVSS)은 화소(P)들의 구동에 필요한 고전위 전압과 저전위 전압이다.
DC-DC 컨버터(10)는 복수의 전원 공급부들을 포함할 수 있다. 각각의 전원 공급부들은 입력 전원의 전압을 제1 전원 전압(ELVDD) 및 제2 전원 전압(ELVSS)으로 변환할 수 있다. 일 실시예에서, 전원 공급부들 각각은 IC 형태로 표시 패널(20)에 연결될 수 있다. 예를 들어, 전원 공급부들은 하나의 마스터(master) 전원 공급부와 적어도 하나의 슬레이브(slave) 전원 공급부로 구분될 수 있다.
전원 공급부들 각각은 제1 전원 전압(ELVDD)을 출력하는 컨버터 및 제2 전원 전압(ELVSS)을 출력하는 복수의 인버팅 컨버터들을 포함할 수 있다.
전원 공급부들 각각은 패널 전류(또는 패널 로드)에 따라 컨버터 및/또는 인버팅 컨버터들의 활성화(동작)을 제어할 수 있다. 예를 들어, 낮은 패널 전류가 요구되는 경우에는 슬레이브 전원 공급부가 비활성화되어 소비 전력을 줄일 수 있다. 여기서, 패널 전류는 표시 패널(20)의 사이즈, 표시 휘도, 영상 크기 등에 따라 변할 수 있다.
DC-DC 컨버터(10)의 구체적인 구성 및 동작은 도 2 내지 도 16을 참조하여 자세히 설명하기로 한다.
표시 장치(DD)는 표시 패널(20)이 DC-DC 컨버터(10)로부터 수신되는 복수의 전원 전압들을 사용하여 구동부(30)로부터 수신되는 데이터 신호(DATA)에 상응하는 이미지를 표시하는 임의의 종류의 표시 장치일 수 있다. 예를 들어, 표시 장치(DD)는 유기 발광 표시 장치일 수 있고, 이 경우 표시 패널(20)에 포함되는 복수의 화소들 각각은 유기 발광 다이오드(Organic Light Emitting Diode; OLED)를 포함할 수 있다. 다만, 이는 예시적인 것으로서, 표지 장치(DD)가 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 표시 장치(DD)는 무기 발광 다이오드를 포함하는 화소들을 포함하는 능동형 표시 장치, 액정 표시 장치, 퀀텀닷(quantum dot) 표시 장치 등으로 구현될 수도 있다.
도 2는 본 발명의 실시예들에 따른 DC-DC 컨버터를 나타내는 도면이다.
도 2를 참조하면, DC-DC 컨버터(10)는 제1 전원 공급부(1000) 및 제2 전원 공급부(2000)를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, DC-DC 컨버터(10)는 기 설정된 페이즈(phase)에 따라 제1 전원 공급부(1000)와 제2 전원 공급부(2000)의 동작을 제어하는 제1 및 제2 페이즈 제어부들(700, 800)을 더 포함할 수 있다. 페이즈들은 패널 전류(PL)의 크기에 따라 구분될 수 있다.
일 실시예에서, 제1 전원 공급부(1000) 및 제2 전원 공급부(2000)는 각각 별개의 전원 구동 IC들로 구현될 수 있다. 예를 들어, 물리적으로, DC-DC 컨버터(10)는 제1 전원 공급부(1000) 및 제2 전원 공급부(2000)를 각각 구현하는 복수의 전원 구동 IC들을 포함할 수 있다.
또한, 제1 및 제2 페이즈 제어부들(700, 800)의 적어도 일부의 구성은 제1 전원 공급부(1000) 및 제2 전원 공급부(2000) 중 하나에 포함될 수 있다. 예를 들어, 도 2에 도시된 바와 같이, 제1 및 제2 페이즈 제어부들(700, 800)은 제1 전원 공급부(1000)에 포함될 수도 있다. 다만, 이는 예시적인 것으로서, 상기 구성들의 물리적 배치 및 연결 관계가 이에 한정되는 것은 아니다.
제1 전원 공급부(1000)는 제1 컨버터(100), 제1 센서(500), 및 제1 출력 그룹(200)을 포함할 수 있다. 제1 전원 공급부(1000)는 제1 페이즈 제어부(700), 제2 페이즈 제어부(800), 및 계산부(900)를 더 포함할 수 있다.
제1 컨버터(100)는 입력 전원(VIN)을 제1 전원 전압(ELVDD)으로 변환하여 제1 출력단(OUT1)으로 출력할 수 있다.
일 실시예에서, 제1 컨버터(100)는 부스트 컨버터(boost converter)이고, 입력 전원(VIN)을 승압하여 제1 전원 전압(ELVDD)을 출력할 수 있다. 제1 컨버터(100)는 패널 전류(PL)의 크기 및 변화와 무관하게 제1 전원 전압(ELVDD)을 출력할 수 있다.
제1 컨버터(100)는 제1 출력단(OUT1)과 접지 사이에 제1 커패시터(C1)를 포함할 수 있다. 제1 커패시터(C1)는 제1 전원 전압(ELVDD)의 출력을 안정화시킬 수 있다.
제1 센서(500)는 제1 전원 전압(ELVDD)이 출력되는 구간 동안 제1 컨버터(100)로부터 부하(예를 들어, 표시 패널)로 공급되는 제1 패널 전류(PL1)를 검출할 수 있다. 예를 들어, 제1 센서(500)는 제1 컨버터(100)의 구동 시작 후 소정의 지연 구간이 경과한 후에 센싱 구동을 개시할 수 있다. 일 실시예에서, 제1 패널 전류(PL1)는 소정의 변환 과정을 거쳐 제1 및 제2 페이즈 제어부들(700, 800)에 각각 제공될 수 있다.
제1 출력 그룹(200)은 복수의 인버팅 컨버터들을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 제1 출력 그룹(200)는 제1 내지 제3 인버팅 컨버터들(220, 240, 260)을 포함할 수 있다. 제1 내지 제3 인버팅 컨버터들(220, 240, 260)은 각각 벅-부스트(buck-boost) 컨버터를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 내지 제3 인버팅 컨버터들(220, 240, 260)은 각각 입력 전원(VIN)을 승압하고, 인버팅함으로써 제2 전원 전압(ELVSS)을 출력할 수 있다.
일 실시예에서, 제1 인버팅 컨버터(220)는 제1 인에이블 신호(EN1)에 응답하여 입력 전원(VIN)을 제2 전원 전압(ELVSS)으로 변환할 수 있다. 제1 인버팅 컨버터(220)는 패널 전류(PL)의 기 설정된 값 이하에서만 동작할 수 있다. 즉, 제1 인버팅 컨버터(220)는 패널 로드가 낮은 경우에만 동작하고, 패널 로드가 소정의 값을 초과하면 비활성화될 수 있다. 예를 들어, 제1 인버팅 컨버터(220)는 패널 전류(PL)가 제1 디스에이블 값보다 작은 경우에 동작할 수 있다.
제1 인버팅 컨버터(220)의 사이즈는 제2 인버팅 컨버터(240)의 사이즈보다 작을 수 있다. 인버팅 컨버터(220)의 구동 능력(즉, 제1 인버팅 컨버터(220)가 허용할 수 있는 전류)는 인버팅 컨버터(220)에 포함되는 스위칭 트랜지스터들의 사이즈에 비례할 수 있다. 또한, 인버팅 컨버터(220)에 포함되는 인덕터의 인덕턴스는 스위칭 트랜지스터들의 사이즈에 비례할 수 있다. 따라서, 상기 스위칭 트랜지스터들의 사이즈가 커질수록 인버팅 컨버터가 허용할 수 있는 전류가 증가할 수 있다.
다시 말하면, 제2 인버팅 컨버터(240)의 구동 능력이 제1 인버팅 컨버터(220)의 구동 능력보다 높게 설정될 수 있다. 즉, 저전류 구동인 경우, 트랜지스터 및 인덕터가 작게 설계된 제1 인버팅 컨버터(220)가 사용됨으로써 트랜지스터 및 인덕터에 의한 도전 손실(conduction losses)이 저감되고, 전압 변환 효율이 높아질 수 있다.
일 실시예에서, 제1 인버팅 컨버터(220)는 DC-DC 컨버터(10)의 초기 기동 시에 활성화될 수 있다. 예를 들어, 제1 인버팅 컨버터(220)는 DC-DC 컨버터(10) 기동 후 소프트 스타트를 거쳐 제2 전원 전압(ELVSS)을 출력할 수 있다. 즉, 제1 전원 전압(ELVDD) 출력 후 기 설정된 지연 시간이 경과하면, 제1 인버팅 컨버터(220)가 제2 전원 전압(ELVSS)을 출력할 수 있다. 소프트 스타트를 위한 회로는 인버팅 컨버터들 중 제1 인버팅 컨버터(220)에만 구비될 수 있다.
제1 인버팅 컨버터(220)는 제2 출력단(OUT2)과 접지 사이에 제3 커패시터(C3)를 포함할 수 있다. 제3 커패시터(C3)는 제2 전원 전압(ELVSS)의 출력을 안정화시킬 수 있다.
제2 인버팅 컨버터(240)는 제2 인에이블 신호(EN2)에 응답하여 입력 전원(VIN)을 제2 전원 전압(ELVSS)으로 변환할 수 있다. 제2 인버팅 컨버터(240)는 패널 전류(PL)가 소정의 값을 초과하면 동작할 수 있다. 제1 인버팅 컨버터(220)와 제2 인버팅 컨버터(240)는 패널 전류(PL)의 서로 다른 조건에서 동작할 수 있다. 다만, 제2 전원 전압(ELVSS)의 출력 안정화를 위해 제1 인버팅 컨버터(220)와 제2 인버팅 컨버터(240)의 동작이 스위치되는 소정의 패널 전류(PL) 범위에서 제1 인버팅 컨버터(220)와 제2 인버팅 컨버터(240)가 모두 활성화될 수 있다.
제2 인버팅 컨버터(240)는 제2 출력단(OUT2)과 접지 사이에 제4 커패시터(C4)를 포함할 수 있다. 제4 커패시터(C4)는 제2 전원 전압(ELVSS)의 출력을 안정화시킬 수 있다.
제3 인버팅 컨버터(260)는 제3 인에이블 신호(EN3)에 응답하여 입력 전원(VIN)을 제2 전원 전압(ELVSS)으로 변환할 수 있다. 제3 인버팅 컨버터(260)는 제2 인버팅 컨버터(240)가 활성화된 상태에서 패널 전류(PL)가 소정의 값을 초과하는 경우에 동작할 수 있다. 즉, 제3 인버팅 컨버터(260)는 제2 인버팅 컨버터(240)가 활성화된 상태에서만 동작할 수 있다.
제3 인버팅 컨버터(260)는 제2 출력단(OUT2)과 접지 사이에 제5 커패시터(C5)를 포함할 수 있다. 제5 커패시터(C5)는 제2 전원 전압(ELVSS)의 출력을 안정화시킬 수 있다.
제2 전원 공급부(2000)는 제2 컨버터(300), 제2 센서(600), 및 제2 출력 그룹(400)을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 제2 전원 공급부(1000)는 제1 페이즈 제어부(700), 제2 페이즈 제어부(800), 및 계산부(900)를 더 포함할 수도 있다.
제2 컨버터(300)는 입력 전원(VIN)을 제1 전원 전압(ELVDD)으로 변환하여 제1 출력단(OUT1)으로 출력할 수 있다. 일 실시예에서, 제2 컨버터(300)는 부스트 컨버터일 수 있다. 예를 들어, 제1 컨버터(100)와 제2 컨버터(300)는 실질적으로 동일한 구성을 가질 수 있다. 일 실시예에서, 제2 컨버터(300)는 패널 전류(PL)의 크기 및 변화와 무관하게 제1 전원 전압(ELVDD)을 출력할 수 있다.
다른 실시예에서, 제2 컨버터(300)는 패널 전류(PL)가 소정의 값을 초과하는 경우에만 동작할 수 있다. 예를 들어, 제2 컨버터(300)는 컨버터 인에이블 신호(P_EN)에 응답하여 입력 전원(VIN)을 제1 전원 전압(ELVDD)으로 변환할 수 있다.
제2 컨버터(300)는 제1 출력단(OUT1)과 접지 사이에 제2 커패시터(C2)를 포함할 수 있다. 제2 커패시터(C2)는 제1 전원 전압(ELVDD)의 출력을 안정화시킬 수 있다.
제2 센서(600)는 제1 전원 전압(ELVDD)이 출력되는 구간 동안 제2 컨버터(300)로부터 부하(예를 들어, 표시 패널)로 공급되는 제2 패널 전류(PL2)를 검출할 수 있다. 예를 들어, 제2 센서(600)는 제2 컨버터(300)의 구동 시작 후 소정의 지연 구간이 경과한 후에 센싱 구동을 개시할 수 있다. 일 실시예에서, 제2 패널 전류(PL2)는 소정의 변환 과정을 거쳐 제1 및 제2 페이즈 제어부들(700, 800)에 각각 제공될 수 있다.
제2 센서(600)는 제2 컨버터(300)가 구동될 때에만 검출 동작을 수행할 수 있다.
제2 출력 그룹(400)은 복수의 인버팅 컨버터들을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 제2 출력 그룹(400)는 제4 및 제5 인버팅 컨버터들(420, 440)을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 제1 내지 제5 인버팅 컨버터들(220, 240, 260, 420, 440)는 실질적으로 동일 또는 유사한 구성을 가질 수 있다.
일 실시예에서, 제2 내지 제5 인버팅 컨버터들(240, 260, 420, 440)은 실질적으로 동일한 사이즈를 가질 수 있다. 예를 들어, 제2 내지 제5 인버팅 컨버터들(240, 260, 420, 440)은 실질적으로 동일한 구동 능력을 가질 수 있다. 즉, 제2 내지 제5 인버팅 컨버터들(240, 260, 420, 440)이 동일한 구조를 갖고, 동일한 사이즈의 트랜지스터 및 인덕터를 포함함으로써 균등한 인덕터 전류 제어가 가능하다. 따라서, 인버팅 컨버터들의 순차적인 온/오프에도 제2 전원 전압(ELVSS)이 안정적으로 출력될 수 있다.
다만, 이는 예시적인 것으로서, 구동 방식 또는 구동 순서에 따라 제2 내지 제5 인버팅 컨버터들(240, 260, 420, 440) 중 적어도 하나의 사이즈가 다르게 설계될 수도 있다.
제4 인버팅 컨버터(420)는 제4 인에이블 신호(EN4)에 응답하여 입력 전원(VIN)을 제2 전원 전압(ELVSS)으로 변환할 수 있다. 제4 인버팅 컨버터(420)는 제2 인버팅 컨버터(240)가 활성화된 상태에서 패널 전류(PL)가 소정의 값을 초과하는 경우에 동작할 수 있다. 즉, 제4 인버팅 컨버터(420)는 제2 인버팅 컨버터(240)가 활성화된 상태에서만 동작할 수 있다. 제4 인버팅 컨버터(420)는 제2 출력단(OUT2)과 접지 사이에 제6 커패시터(C6)를 포함할 수 있다.
제5 인버팅 컨버터(440)는 제5 인에이블 신호에 응답하여 입력 전원(VIN)을 제2 전원 전압(ELVSS)으로 변환할 수 있다. 제5 인버팅 컨버터(440)는 제2 인버팅 컨버터(240)가 활성화된 상태에서 패널 전류(PL)가 소정의 값을 초과하는 경우에 동작할 수 있다. 제5 인버팅 컨버터(440)는 제2 출력단(OUT2)과 접지 사이에 제7 커패시터(C7)를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 제5 인에이블 신호는 제3 인에이블 신호(EN3)와 동일할 수 있다. 이 경우, 제3 인버팅 컨버터(260)와 제5 인버팅 컨버터(440)는 동시에 제어될 수 있다. 즉, 제3 인버팅 컨버터(260)와 제5 인버팅 컨버터(440)는 동시에 활성화되고, 동시에 비활성화될 수 있다.
제1 페이즈 제어부(700)는 검출된 패널 전류(PL)에 기초하여 제1 및 제2 출력 그룹들(200, 400) 각각에 포함되는 제1 내지 제5 인버팅 컨버터들(220, 240, 260, 420, 440)의 동작을 제어할 수 있다. 제1 페이즈 제어부(700)는 패널 전류(PL)와 기 설정된 복수의 임계 값들을 비교하여 제1 내지 제4 인에이블 신호들(EN1, EN2, EN3, EN4)을 생성할 수 있다.
예를 들어, 임계 값들은 제1 내지 제5 인버팅 컨버터들(220, 240, 260, 420, 440) 각각을 활성화 또는 비활성화시키는 전류 값에 대응할 수 있다.
제2 페이즈 제어부(800)는 검출된 패널 전류(PL)에 기초하여 제2 컨버터(300)의 동작을 제어할 수 있다. 제2 페이즈 제어부(800)는 패널 전류(PL)와 기 설정된 복수의 임계 값들을 비교하여 컨버터 인에이블 신호(P_EN)를 생성할 수 있다. 일 실시예에서, 제2 센서(600)는 컨버터 인에이블 신호(P_EN)에 응답하여 동작할 수 있다. 예를 들어, 제2 센서(600)는 제2 컨버터(300)가 동작하는 경우에만 전류 센싱을 수행할 수 있다.
일 실시예에서, 제1 및 제2 페이즈 제어부들(700, 800)은 제1 전원 공급부(1000)에 포함될 수 있다. 제1 및 제2 페이즈 제어부들(700, 800)에 의해 제2 전원 공급부(2000)의 동작이 제어될 수 있다. 예를 들어, 제1 전원 공급부(1000)는 마스터 전원 공급부(또는 마스터 전원 구동 IC)이고, 제2 전원 공급부(2000)는 슬레이브 전원 공급부(또는 슬레이브 전원 구동 IC)일 수 있다.
제2 전원 공급부(2000)는 패널 전류(PL)가 소정의 임계 값을 초과하는 경우에만 활성화될 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예들에 따른 표시 장치(DD) 및 DC-DC 컨버터(10)는 표시 패널(20)의 패널 전류(PL)에 따라 제1 전원 공급부(1000)의 제1 내지 제3 인버팅 컨버터들(220, 240, 260) 및 제2 전원 공급부(2000)의 구동을 제어함으로써 발열 및 소비 전력이 감소하고, 전원 전압의 변환 효율이 향상될 수 있다.
나아가, DC-DC 컨버터는(10) 초기 기동 시 및 저전류 구동 범위에서만 구동되는 제1 인버팅 컨버터(220)를 포함함으로써 소비 전력 및 전압 변환 효율이 더욱 개선될 수 있다.
도 3은 도 2의 DC-DC 컨버터의 동작의 일 예를 나타내는 타이밍도이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, DC-DC 컨버터(10)는 패널 전류(PL)에 따라 제1 전원 공급부(1000)에 포함되는 제1 내지 제3 인버팅 컨버터들(220, 240, 260)과 제2 전원 공급부(2000)의 구동(활성화)을 제어할 수 있다.
도 3에서 각각의 제어 신호들의 논리 하이 레벨은 해당 구성 요소를 활성화시키는 활성화 레벨일 수 있다. 또한, 도 3은 패널 전류(PL)의 최대 값(MAX)을 기준으로, 0mA부터 최대 값(MAX)까지 패널 전류(PL)가 상승하고, 다시 최대 값(MAX)으로부터 0mA까지 패널 전류(PL)가 하강하는 경우의 타이밍도를 보여준다.
IC 인에이블 신호(IC_EN)는 DC-DC 컨버터(10)를 기동하기 위한 신호이다. IC 인에이블 신호(IC_EN)에 응답하여 제1 전원 공급부(1000)가 구동을 시작한다. 예를 들어, IC 인에이블 신호(IC_EN)에 응답하여 제1 컨버터(100, 도 3에는 CONV1로 표시됨)가 제1 전원 전압(ELVDD)을 생성할 수 있다.
일 실시예에서, 제1 컨버터(100)의 구동 시작 후 소정의 지연 구간이 경과한 후에 제1 센서(500)가 센싱 구동을 개시할 수 있다.
이 후, 제1 인에이블 신호(EN1)가 활성화 레벨을 갖고, 제1 인버팅 컨버터(220, 도 3에는 INVC1로 표시됨)가 활성화될 수 있다. 일 실시예에서, DC-DC 컨버터(10)의 초기 기동 시에는 제1 인버팅 컨버터(220)가 소프트 스타트를 거쳐 제2 전원 전압(ELVSS)을 출력할 수 있다.
이하, 설명되는 인에이블 값들(EV1, EV2, EV3, SEV) 및 디스에이블 값들(DEV1, DEV2, DEV3, SDV)은 패널 전류(PL)와 비교되는 전류 값들로 이해될 수 있다.
패널 전류(PL)가 제1 디스에이블 값(DEV1)보다 커지면, 활성화 상태의 제1 인버팅 컨버터(220)는 비활성화될 수 있다. 즉, 제1 인버팅 컨버터(220)는 상대적으로 낮은 패널 전류(PL)에 대응하여 동작할 수 있다. 일례로, 제1 디스에이블 값(DEV1)은 약 200mA일 수 있다.
패널 전류(PL)가 제1 인에이블 값(EV1)보다 작아지면, 비활성화 상태의 제1 인버팅 컨버터(220)는 다시 활성화될 수 있다. 제1 디스에이블 값(DEV1)과 제1 인에이블 값(EV1)은 히스테리시스 관계를 가질 수 있다. 예를 들어, 제1 인에이블 값(EV1)은 제1 디스에이블 값(DEV1)보다 약 50mA 만큼 작을 수 있다. 즉, 제1 디스에이블 값(DEV1)이 약 200mA인 경우, 제1 인에이블 값(EV1)은 약 150mA일 수 있다. 따라서, 제1 인버팅 컨버터(220)의 온/오프 기준이 다르게 설정됨으로써, 패널 전류(PL)가 200mA 근방에서 미세하게 변하는 경우에 제1 인버팅 컨버터(220)가 불필요하게 턴-온 또는 턴-오프되는 것이 방지될 수 있다.
패널 전류(PL)가 제2 인에이블 값(EV2)보다 커지면, 제2 인에이블 신호(EN2)가 활성화 레벨을 가지며, 비활성화 상태의 제2 인버팅 컨버터(240, 도 3에 INVC2로 도시됨)가 활성화될 수 있다.
일 실시예에서, 제2 인에이블 값(EV2)은 제1 디스에이블 값(DEV1)보다 작을 수 있다. 즉, 패널 전류(PL)는 제2 인에이블 값(EV2)과 제1 디스에이블 값(DEV1) 사이의 제1 중첩 범위(OVP1)를 가질 수 있다. 제1 인버팅 컨버터(220)의 활성화 상태에서 패널 전류(PL)가 제1 중첩 범위(OVP1)에 포함되는 경우, 제1 및 제2 인버팅 컨버터들(220,240)이 모두 제2 전원 전압(ELVSS)을 생성할 수 있다. 제1 중첩 범위(OVP1)에서 제1 인에이블 신호(EN1)와 제2 인에이블 신호(EN2)가 중첩할 수 있다.
제2 인버팅 컨버터(240)가 활성화되어 제2 전원 전압(EVSS)을 생성한 후에 제1 인버팅 컨버터(220)가 턴-오프(비활성화)될 수 있다. 따라서, 제2 전원 전압(ELVSS)이 안정적으로 공급될 수 있다.
패널 전류(PL)가 제2 디스에이블 값(DEV2)보다 작아지면, 제2 인에이블 신호(EN2)가 비활성화 레벨을 가지며, 활성화 상태의 제2 인버팅 컨버터(240)가 비활성화될 수 있다. 일 실시예에서, 제2 디스에이블 값(DEV2)은 제1 인에이블 값(EV1)보다 작을 수 있다. 예를 들어, 제2 디스에이블 값(DEV2)은 약 140mA일 수 있다.
이에 따라, 패널 전류(PL)는 제1 인에이블 값(EV1)과 제2 디스에이블 값(DEV2) 사이의 제2 중첩 범위(OVP2)를 가질 수 있다. 제2 인버팅 컨버터(240)의 활성화 상태에서 패널 전류(PL)가 제2 중첩 범위(OVP2)에 포함되는 경우, 제1 및 제2 인버팅 컨버터들(220,240)이 모두 제2 전원 전압(ELVSS)을 생성할 수 있다. 제2 중첩 범위(OVP2)에서도 제1 인에이블 신호(EN1)와 제2 인에이블 신호(EN2)가 중첩할 수 있다.
제1 인버팅 컨버터(220)가 활성화되어 제2 전원 전압(ELVSS)을 생성한 후에 제2 인버팅 컨버터(240)가 턴-오프(비활성화)될 수 있다. 따라서, 제2 전원 전압(ELVSS)이 안정적으로 공급될 수 있다.
패널 전류(PL)가 슬레이브 인에이블 값(SEV)보다 커지면, 제4 인에이블 신호(EN4)가 활성화 레벨을 가지며, 비활성화 상태의 제4 인버팅 컨버터(420, 도 3에 INVC4로 도시됨)가 활성화될 수 있다. 제4 인버팅 컨버터(420)는 제2 전원 공급부(2000)에 포함되므로, 제4 인에이블 신호(EN4)에 의해 제2 전원 공급부(2000)의 구동이 시작될 수 있다.
슬레이브 인에이블 값(SEV)은 제2 인에이블 값(EV2)과 제3 인에이블 값(EV3)의 사이일 수 있다. 일례로, 슬레이브 인에이블 값(SEV)은 약 500mA일 수 있다.
패널 전류(PL)가 슬레이브 디스에이블 값(SDV)보다 작아지면, 제4 인에이블 신호(EN4)가 비활성화 레벨을 가지며, 활성화 상태의 제4 인버팅 컨버터(420)가 비활성화될 수 있다. 일 실시예에서, 슬레이브 디스에이블 값(SDV)은 슬레이브 인에이블 값(SEV)보다 작을 수 있다. 예를 들어, 슬레이브 인에이블 값(SEV)은 약 500mA이고, 슬레이브 디스에이블 값(SDV)은 약 450mA일 수 있다. 즉, 제4 인버팅 컨버터(420)의 온/오프 기준이 다르게 설정됨으로써, 제4 인버팅 컨버터(420)의 의도치 않은 턴-온/턴-오프의 반복이 방지될 수 있다.
패널 전류(PL)가 제3 인에이블 값(EV3)보다 커지면, 제3 인에이블 신호(EN3)가 활성화 레벨을 가지며, 비활성화 상태의 제3 및 제5 인버팅 컨버터들(260, 440, 도 3에 INVC3, INVC5로 도시됨)이 활성화될 수 있다. 또한, 패널 전류(PL)가 제3 인에이블 값(EV3)보다 커지면, 컨버터 인에이블 신호(P_EN)가 활성화 레벨을 가지며, 비활성화 상태의 제2 컨버터(300, 도 3에는 CONV2로 표시됨)가 활성화될 수 있다. 제3 인에이블 값(EV3)은 약 1A일 수 있다.
패널 전류(PL)가 제3 디스에이블 값(DEV3)보다 작아지면, 제3 인에이블 신호(EN3)가 비활성화 레벨을 가지며, 활성화 상태의 제3 및 제5 인버팅 컨버터들(260, 440)이 비활성화될 수 있다. 또한, 패널 전류(PL)가 제3 디스에이블 값(DEV3)보다 작아지면, 컨버터 인에이블 신호(P_EN)가 비활성화 레벨을 가지며, 제2 컨버터(300)가 비활성화될 수 있다.
이와 같이, 제2 컨버터(300), 제3 인버팅 컨버터(260), 및 제5 인버팅 컨버터(440)는 패널 전류(PL)에 따라 동기하여 구동될 수 있다.
일 실시예에서, 제3 디스에이블 값(DEV3)은 제3 인에이블 값(EV3)보다 작을 수 있다. 예를 들어, 제3 인에이블 값(EV3)은 약 1A이고, 제3 디스에이블 값(DEV3)은 약 950mA일 수 있다.
패널 전류(PL)가 제2 인에이블 값(EV2)보다 큰 경우, 패널 전류(PL)가 증가함에 따라 인버팅 컨버터들은 제1 전원 공급부(1000)의 제2 인버팅 컨버터(240), 제2 전원 공급부(2000)의 제4 인버팅 컨버터(420), 및 제1 전원 공급부(1000)의 제3 인버팅 컨버터(260) 순으로 순차적으로 활성화될 수 있다. 제3 인버팅 컨버터(260)와 제5 인버팅 컨버터(440)는 동시에 활성화될 수 있다.
마찬가지로, 패널 전류(PL)가 제3 인에이블 값(EV3)보다 큰 경우, 패널 전류(PL)가 감소함에 따라 인버팅 컨버터들은 상기 활성화 순서의 역순으로 순차적으로 비활성화될 수 있다. 즉, 인버팅 컨버터들은 제1 전원 공급부(1000)의 제3 인버팅 컨버터(260), 제2 전원 공급부(2000)의 제4 인버팅 컨버터(420), 및 제1 전원 공급부(1000)의 제2 인버팅 컨버터(240) 순으로 순차적으로 비활성화될 수 있다. 제3 인버팅 컨버터(260)와 제5 인버팅 컨버터(440)는 동시에 비활성화될 수 있다.
패널 전류(PL)의 증가 및 감소에 따라 상기와 같은 순서로 구동됨에 따라 인버팅 컨버터들의 인덕터 전류들이 밸런싱(balancing)되고, 제2 전원 전압(ELVSS)이 안정적으로 출력될 수 있다. 또한, 패널 전류(PL)에 따른 최적화된 전원 전압 생성 구동이 적용됨으로써 전압 변환 효율이 향상되고, 소비 전력 및 발열 문제가 크게 개선될 수 있다.
또한, 저전류 구동의 경우, 트랜지스터 및 인덕터가 작게 설계된 제1 인버팅 컨버터(220)가 사용됨으로써 트랜지스터 및 인덕터에 의한 도전 손실(conduction losses)이 저감되고, 전압 변환 효율이 높아질 수 있다.
복수의 전원 공급부들(1000, 2000)이 종속적으로 연결되어 제1 및 제2 컨버터들(100, 300)이 제1 전원 전압(ELVDD) 생성을 위한 전류를 분산하여 제공하고, 제2 내지 제5 인버팅 컨버터들(240, 260, 420, 440)이 제2 전원 전압(ELVSS) 생성을 위한 전류를 분산하여 제공함으로써, 넓은 구동 전류 범위에 효과적으로 적용될 수 있다.
도 4는 도 2의 DC-DC 컨버터에 포함되는 제1 및 제2 컨버터들의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 2 내지 도 4를 참조하면, DC-DC 컨버터(10)는 제1 전원 공급부(1000) 및 제2 전원 공급부(2000)를 포함할 수 있다.
제1 전원 공급부(1000)는 제1 컨버터(100), 제1 센서(500), 및 제2 페이즈 제어부(800)를 포함할 수 있다.
제1 컨버터(100)는 제1 인덕터(L1), 제1 트랜지스터(T1), 제2 트랜지스터(T2), 및 스위치 제어부(120)를 포함할 수 있다.
제1 트랜지스터(T1)는 제1 노드(N1)와 제1 전원 전압(ELVDD)이 출력되는 제1 출력단(OUT1) 사이에 연결될 수 있다. 제1 트랜지스터(T1)는 제2 트랜지스터(T2)와 교번하여 턴-온 될 수 있다.
제2 트랜지스터(T2)는 제1 노드(N1)와 접지 사이에 연결될 수 있다. 제2 트랜지스터(T2)의 턴-온에 의해 제1 인덕터(L1)에 전류가 흐를 수 있다.
따라서, 제2 트랜지스터(T2)가 턴-온 되어 제1 인덕터(L1)에 기전력이 발생된 이후, 제1 트랜지스터(T1)가 턴-온 됨으로써 입력 전원(VIN)을 제1 전원 전압(ELVDD)으로 변환할 수 있다.
스위치 제어부(120)는 PWM 신호와 클럭 신호(CLK1)에 응답하여 제1 및 제2 트랜지스터들(T1, T2)의 온-오프를 제어할 수 있다. 제1 및 제2 트랜지스터들(T1, T2)은 스위치 제어부(120)의 제어에 의해 교번하여 온-오프될 수 잇다.
제1 컨버터(100)는 제1 분압기(140), 제1 에러 앰프(160), 및 제1 비교기(180)를 더 포함할 수 있다.
제1 분압기(140)는 제1 컨버터(100)의 출력단(OUT11)에 연결되고, 제1 컨버터(100)로부터 출력되는 제1 전원 전압(ELVDD)을 분압하여 제1 피드백 전압(VFB1)을 생성할 수 있다. 일 실시예에서, 제1 분압기(140)는 제1 컨버터(100)의 출력단(OUT11)에 연결되는 복수의 저항들(R1, R2)을 포함할 수 있다.
제1 에러 앰프(160)는 제1 피드백 전압(VFB1)과 제1 설정 전압(VREF1)과의 차이를 증폭하여 제1 제어 전압(VC1)을 출력할 수 있다. 제1 제어 전압(VC1)의 레벨은 제1 피드백 전압(VFB1)과 제1 설정 전압(VREF1)의 차에 따라 달라질 수 있다.
제1 비교기(180)는 패널 전류(PL)와 제1 제어 전압(VC1)의 차이에 기초하여 PWM 신호를 출력할 수 있다. 예를 들어, 제1 비교기(180)는 PWM 신호 생성기일 수 있다. 이 경우, 패널 전류(PL)는 소정의 변환 과정에 의해 톱니파(SPL) 형태로 변환되어 제1 비교기(180)에 제공되고, 제1 제어 전압(VC1)과 상기 톱니파(SPL)의 비교에 의해 구형파 형태의 PWM 신호가 출력될 수 있다.
제1 제어 전압(VC1)의 레벨에 따라 PWM 신호의 펄스 폭(주파수) 및/또는 위상이 결정될 수 있다.
일 실시예에서, 제1 제어 전압(VC1)은 제2 인버터(300)에 공통으로 공급될 수 있다. 제1 분압기(140), 제1 에러 앰프(160), 및 제1 비교기(180)는 제1 및 제2 컨버터들(100, 300)에 공통으로 이용될 수 있다. 즉, 제2 컨버터(300)는 제1 분압기(140), 제1 에러 앰프(160), 및 제1 비교기(180)를 포함하지 않는다. 따라서, 제1 컨버터(100)와 제2 컨버터(300)의 인덕터 전류의 밸런싱이 개선될 수 있다.
제1 센서(500)는 제1 컨버터(100)로부터의 출력으로부터 제1 패널 전류(PL1)를 검출할 수 있다. 일 실시예에서, 제1 센서(500)는 제1 트랜지스터(T1)의 일 단 또는 양단에 연결되고, 제1 트랜지스터(T1)가 턴 온될 때 제1 인덕터로부터 제1 트랜지스터(T1)로 흐르는 인덕터 전류를 검출할 수 있다. 제1 센서(500)는 증폭기 및 로우패스 필터의 연결로 구현될 수 있다.
이와 같은 제1 컨버터(100)는 패널 전류(PL)의 크기 및 변화와 무관하게 제1 전원 전압(ELVDD)을 출력할 수 있다.
제2 전원 공급부(2000)는 제2 컨버터(300) 및 제2 센서(600)를 포함할 수 있다.
제2 컨버터(300)의 구성은 제1 컨버터(100)의 일부 구성과 실질적으로 동일할 수 있다. 예를 들어, 제2 컨버터(300)는 제2 인덕터(L2), 제3 트랜지스터(T3), 제4 트랜지스터(T4), 스위치 제어부(320), 및 제2 비교기(380)를 포함할 수 있다. 제2 인덕터(L2), 제3 트랜지스터(T3), 제4 트랜지스터(T4), 스위치 제어부(320), 및 제2 비교기(380)는 각각 제1 인덕터(L1), 제1 트랜지스터(T1), 제2 트랜지스터(T2), 스위치 제어부(120), 및 제1 비교기(180)와 대응할 수 있다.
제2 컨버터(300)는 제1 컨버터(100)의 출력 피드백에 의한 제1 제어 제압(VC1)에 기초하여 구동될 수 있다. 즉, 제1 컨버터(100)와 제2 컨버터(300)는 제1 분압기(140)와 제1 에러 앰프(160)를 공유할 수 있다.
추가적으로, 제2 컨버터(300)는 컨버터 인에이블 신호(P_EN)에 응답하여 제1 전원 전압(ELVDD)을 출력할 수 있다.
일 실시예에서, 제1 컨버터(100)와 제2 컨버터(300)는 스위치 제어부들(120, 320)에 공급되는 클럭 신호(CLK1)에 의해 동기화되어 인덕터 전류들을 생성할 수 있다. 즉, 제1 및 제2 컨버터들(100, 300)이 모두 활성화된 경우, 클럭 신호(CLK1)에 의해 제1 컨버터(100)와 제2 컨버터(300)의 동작이 동기화됨으로써 안정적인 제1 전원 전압(ELVDD)이 출력될 수 있다.
제2 센서(600)는 제1 센서(500)와 실질적으로 동일한 구성을 가질 수 있다. 제2 센서(600)는 제2 컨버터(300)로부터의 출력으로부터 제2 패널 전류(PL2)를 검출할 수 있다. 일 실시예에서, 제2 센서(600)는 제3 트랜지스터(T3)의 일 단 또는 양 단에 연결되고, 제2 컨버터(300)의 구동에 종속하여 센싱 구동을 수행할 수 있다. 예를 들어, 제2 센서(600)는 제2 컨버터(300)가 제1 전원 전압(ELVDD)을 출력하는 전류 범위 내에서만 구동될 수 있다.
일 실시예에서, 제2 페이즈 제어부(800)는 제1 전원 공급부(1000)에 포함될 수 있다. 제2 페이즈 제어부(800)는 제1 패널 전류(PL1) 및 제2 패널 전류(PL2)에 기초하여 컨버터 인에이블 신호(P_EN)를 생성할 수 있다. 컨버터 인에이블 신호(P_EN)는 컨버터 인에이블 값에 대응하여 활성화되고, 컨버터 디스에이블 값에 대응하여 비활성화될 수 있다. 예를 들어, 도 3에 도시된 바와 같이, 컨버터 인에이블 신호(P_EN)는 제3 인에이블 값(EV3)에 대응하여 활성화될 수 있다. 일례로, 컨버터 인에이블 값은 제3 인에이블 값(EV3)과 동일하고, 컨버터 디스에이블 값은 제3 디스에이블 값(DEV3)과 동일할 수 있다. 다만, 이는 예시적인 것으로서, 컨버터 인에이블 신호(P_EN)의 천이 기준이 이에 한정되는 것은 아니다.
비활성화 상태의 제2 컨버터(300)는 인에이블 신호(P_EN)에 기초하여 소정의 패널 전류 범위에서만 동작할 수 있다.
일 실시예에서, 제1 전원 공급부(1000)는 제1 패널 전류(PL1)와 제2 패널 전류(PL2)를 합성하여 제1 및 제2 페이즈 제어부들(700, 800)에 공급하는 계산부(900)를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 계산부(900)는 가산기를 포함할 수 있고, 제1 패널 전류(PL1)와 제2 패널 전류(PL2)의 합을 패널 전류(PL)로써 출력할 수 있다.
도 5는 도 2의 DC-DC 컨버터에 포함되는 제1 및 제2 출력 그룹들의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 2 내지 도 5를 참조하면, 제1 전원 공급부(1000)는 제1 출력 그룹(200) 및 제1 페이즈 제어부(700)를 더 포함하고, 제2 전원 공급부(2000)는 제2 출력 그룹(400)을 더 포함할 수 있다.
제1 출력 그룹(200)은 제1 내지 제3 인버팅 컨버터들(220, 240, 260)을 포함할 수 있다. 제1 인버팅 컨버터(220)는 제1 디스에이블 값(DEV1) 이하에서만 동작하는 저전류 구동용 인버팅 컨버터일 수 있다. 제2 및 제3 컨버터들(240, 260)은 제1 인버팅 컨버터(220)가 동작하지 않는 상대적으로 높은 패널 전류(PL) 조건에서 순차적으로 활성화될 수 있다.
제1 인버팅 컨버터(220)는 제1 트랜지스터(M1), 제2 트랜지스터(M2), 제3 인덕터(L3), 스위치 제어부(222), 제2 분압기(224), 제2 에러 앰프(226), 및 제2 증폭기(228)를 포함할 수 있다.
제1 트랜지스터(M1)는 제2 노드(N2)와 제2 전원 전압(ELVSS)이 출력되는 출력단(OUT21) 사이에 연결될 수 있다. 제1 트랜지스터(M1)는 제2 트랜지스터(M2)와 교번하여 턴-온 될 수 있다.
제2 트랜지스터(M2)는 입력 전원(VIN)과 제2 노드(N2) 사이에 연결될 수 있다. 제2 트랜지스터(M1)는 제3 인덕터(L3)에 전류가 흐르도록 제어할 수 있다.
따라서, 제2 트랜지스터(M2)가 턴-온 되어 제3 인덕터(L3)에 기전력이 발생된 이후, 제1 트랜지스터(M1)가 턴-온 됨으로써 입력 전원(VIN)을 제2 전원 전압(ELVSS)으로 변환할 수 있다.
이 때, 제2 노드(N2)는 제1 트랜지스터(M1), 제2 트랜지스터(M2), 제2 인덕터(L2)의 공통 노드로 정의될 수 있다.
일 실시예에서, 제2 내지 제5 인버팅 컨버터들(240, 260, 420, 440)의 트랜지스터들(M3 내지 M10)와 인덕터들(L4 내지 L7)의 배치 및 구성은 제1 인버팅 컨버터(220)의 구성과 실질적으로 동일할 수 있다.
제2 분압기(224)는 제1 인버팅 컨버터(220)의 출력단(OUT21)에 연결되고, 제1 인버팅 컨버터(220)로부터 출력되는 제2 전원 전압(ELVSS)을 분압하여 제2 피드백 전압(VFB2)을 생성할 수 있다.
제2 에러 앰프(226)는 제2 피드백 전압(VFB2)과 제2 설정 전압(VREF2)과의 차이를 증폭하여 제2 제어 전압(VC2)을 출력할 수 있다.
제2 비교기(228)는 패널 전류(PL)가 톱니파(SPL)로 변환된 형태와 제2 제어 전압(VC2)를 비교하여 구형파 형태의 PWM 신호를 출력할 수 있다.
스위치 제어부(222)는 PWM 신호, 클럭 신호(CLK2), 및 제1 인에이블 신호(EN1)에 응답하여 제1 인버팅 컨버터(220)의 출력을 제어할 수 있다. 일 실시예에서, 제1 인에이블 신호(EN1)가 활성화된 경우에만 제1 인버팅 컨버터(220)가 제2 전원 전압(ELVSS)을 출력할 수 있다.
제2 내지 제5 인버팅 컨버터들(240, 260, 420, 440)은 제1 인버팅 컨버터(220)와 유사한 구성을 가질 수 있다. 따라서, 제2 내지 제5 인버팅 컨버터들(240, 260, 420, 440)은 제1 인버팅 컨버터(220)와 유사한 방식으로 구동될 수 있다.
제2 내지 제5 인버팅 컨버터들(240, 260, 420, 440)은 제3 분압기(270)와 제3 에러 앰프(280)를 공유할 수 있다.
일 실시예에서, 제3 분압기(270)와 제3 에러 앰프(280)는 제1 전원 공급부(1000)에 포함될 수 있다. 예를 들어, 제3 분압기(270)는 제2 인버팅 컨버터(240)의 출력단(OUT22)에 연결될 수 있다.
제3 분압기(270)와 제3 에러 앰프(280)의 구성은 제2 분압기(224) 및 제2 에러 앰프(226)의 구성과 실질적으로 동일할 수 있다.
일 실시예에서, 제2 인버팅 컨버터(240)의 사이즈가 제1 인버팅 컨버터(220)의 사이즈보다 클 수 있다. 예를 들어, 제3 및 제4 트랜지스터들(M3, M4)이 제1 및 제2 트랜지스터들(M1, M2)보다 크고, 제4 인덕터(L4)가 제3 인덕터(L3)보다 클 수 있다. 즉, 제2 인버팅 컨버터(240)의 구동 능력이 제1 인버팅 컨버터(220)의 구동 능력보다 높게 설정될 수 있다.
따라서, 저전류 구동인 경우, 트랜지스터 및 인덕터가 작게 설계된 제1 인버팅 컨버터(220)만이 사용됨으로써 트랜지스터 및 인덕터에 의한 도전 손실이 저감되고, 전압 변환 효율이 높아질 수 있다.
일 실시예에서, 제2 내지 제5 인버팅 컨버터들(240, 260, 420, 440)의 사이즈는 실질적으로 동일할 수 있다. 이에 따라, 제2 내지 제5 인버팅 컨버터들(240, 260, 420, 440)이 순차적으로 활성화되더라도 각각의 인덕터 전류들의 밸런싱이 가능하다. 따라서, 제2 내지 제5 인버팅 컨버터들(240, 260, 420, 440)의 순차적인 온/오프에도 제2 전원 전압(ELVSS)이 안정적으로 출력될 수 있다.
제1 페이즈 제어부(700)는 패널 전류(PL)에 기초하여 제1 내지 제4 인에이블 신호들(EN1 내지 EN4)을 출력할 수 있다. 제1 내지 제4 인에이블 신호들(EN1 내지 EN4) 각각에 기초하여 제1 내지 제5 인버팅 컨버터들(220, 240, 260, 420, 440)의 동작이 제어될 수 있다.
제1 인에이블 신호(EN1)는 제1 인버팅 컨버터(220)에 공급되고, 제2 인에이블 신호(EN2)는 제2 인버팅 컨버터(240)에 제공될 수 있다. 제3 인에이블 신호(EN3)는 제3 인버팅 컨버터(260)와 제5 인버팅 컨버터(440)에 공통으로 제공될 수 있다. 제4 인에이블 신호(EN4)는 제4 인버팅 컨버터(420)에 제공될 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예들에 따른 DC-DC 컨버터(10)는 마스터 전원 공급부의 역할을 하는 제1 전원 공급부(1000)와 슬레이브 전원 공급부의 역할을 하는 제2 전원 공급부(2000)를 포함할 수 있다. 패널 전류(PL)의 증가 및 감소에 대응하여 제1 및 제2 전원 공급부들(1000, 2000)에 포함되는 컨버터 및 인버팅 컨버터들이 기 설정된 순서에 의해 인덕터 전류들의 밸런싱이 보장되면서 순차적으로 턴-온 또는 턴-오프될 수 있다. 따라서, 넓은 범위의 패널 전류(PL)에 대응한 전압 변환 효율이 향상되고, 소비 전력 및 발열 문제가 크게 개선될 수 있다.
도 6은 본 발명의 실시예들에 따른 DC-DC 컨버터의 일 예를 나타내는 도면이고, 도 7은 도 6의 DC-DC 컨버터의 동작의 일 예를 나타내는 타이밍도이다.
본 실시예에 따른 DC-DC 컨버터는 하나의 전원 공급부를 포함하는 구성인 것을 제외하면 도 2 내지 도 5에 따른 DC-DC 컨버터 및 이의 구동 방식과 동일하므로, 동일하거나 대응되는 구성 요소에 대해서는 동일한 참조 번호를 이용하고, 중복되는 설명은 생략한다.
도 6 및 도 7을 참조하면, DC-DC 컨버터(11)는 하나의 전원 공급부를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, DC-DC 컨버터(11)는 컨버터(100), 제1 인버팅 컨버터(220), 제2 인버팅 컨버터(240), 제3 인버팅 컨버터(260), 제1 센서(500) 및 제1 페이즈 제어부(700)를 포함할 수 있다.
컨버터(100)는 제1 패널 전류(PL1)와 무관하게 제1 전원 전압(ELVDD)을 출력할 수 있다.
제1 내지 제3 인버팅 컨버터들(220, 240, 260)은 각각 제1 내지 제3 인에이블 신호들(EN1, EN2, EN3)에 응답하여 제2 전원 전압(ELVSS)을 출력할 수 있다.
제1 인에이블 값(EV1) 또는 제1 디스에이블 값(DEV1) 이하의 제1 패널 전류(PL1)에서는 제1 인버팅 컨버터(220)가 제2 전원 전압(ELVSS)을 출력할 수 있다.
제1 패널 전류(PL1)가 증가하는 경우, 제1 인버팅 컨버터(220)가 비활성화되고, 제2 인버팅 컨버터(240) 및 제3 인버팅 컨버터(260)가 순차적으로 활성화될 수 있다.
도 8은 본 발명의 실시예들에 따른 DC-DC 컨버터의 일 예를 나타내는 도면이고, 도 9는 도 8의 DC-DC 컨버터의 동작의 일 예를 나타내는 타이밍도이다.
본 실시예에 따른 DC-DC 컨버터는 제1 전원 공급부의 인버팅 컨버터(220)들의 구성 및 동작을 제외하면 도 2 내지 도 5에 따른 DC-DC 컨버터 및 이의 구동 방식과 동일하므로, 동일하거나 대응되는 구성 요소에 대해서는 동일한 참조 번호를 이용하고, 중복되는 설명은 생략한다.
도 8 및 도 9를 참조하면, DC-DC 컨버터(12)는 제1 전원 공급부(1002) 및 제2 전원 공급부(2002)를 포함할 수 있다.
제1 전원 공급부(1002)는 제1 컨버터(100), 제1 센서(500), 제1 출력 그룹(202), 제1 페이즈 제어부(702), 제2 페이즈 제어부(800), 및 계산부(900)를 포함할 수 있다. 도 8의 전원 공급부(1002)는 낮은 패널 전류(PL)에 대응해서만 구동되는 인버팅 컨버터(예를 들어, 도 2의 제1 인버팅 컨버터(220))를 포함하지 않는다.
제2 전원 공급부(2002)는 제2 컨버터(300), 제2 센서(600), 및 제2 출력 그룹(402)을 포함할 수 있다.
제1 출력 그룹(202)은 제1 및 제2 인버팅 컨버터들(240A, 260A)을 포함할 수 있다. 제2 출력 그룹(402)은 제3 및 제4 인버팅 컨버터들(420A, 440A)을 포함할 수 있다.
제1 인버팅 컨버터(240A)는 제1 인에이블 신호(EN1)에 응답하여 입력 전원(VIN)을 제2 전원 전압(ELVSS)으로 변환할 수 있다. 제1 인에이블 신호(EN1)는 패널 전류(PL)와 무관하게 활성화 레벨을 가질 수 있다. 일 실시예에서, 제1 인에이블 신호(EN1)는 IC 인에이블 신호(IC_EN)가 활성화 레벨을 가진 후 활성화 레벨을 갖고, IC 인에이블 신호(IC_EN)와 동시에 비활성화 레벨을 가질 수 있다. 따라서, 제1 인버팅 컨버터(240A)는 패널 전류(PL)와 무관하게 제2 전원 전압(ELVSS)을 출력할 수 있다.
제2 인버팅 컨버터(260A)는 제2 인에이블 신호(EN2)에 응답하여 입력 전원(VIN)을 제2 전원 전압(ELVSS)으로 변환할 수 있다. 비활성화 레벨을 갖는 제2 인에이블 신호(EN2)는 패널 전류(PL)가 제1 인에이블 값(EV1)을 초과할 때 활성화 레벨로 변하고, 활성화 레벨을 갖는 제2 인에이블 신호(EN2)는 패널 전류(PL)가 제1 디스에이블 값(DEV1)보다 작아질 때 비활성화 레벨로 변할 수 있다. 제1 인에이블 값(EV1) 및 제1 디스에이블 값(DEV1)은 각각 슬레이브 인에이블 값(SEV) 및 슬레이브 디스에이블 값(SDV)보다 클 수 있다. 예를 들어, 제1 인에이블 값(EV1)은 약 1A이고, 제1 디스에이블 값(DEV1)은 약 950mA이며, 슬레이브 인에이블 값(SEV)은 약 500mA이고, 슬레이브 디스에이블 값(SDV)은 약 450mA일 수 있다.
따라서, 패널 전류(PL)가 제1 인에이블 값(EV1)보다 커지면, 비활성화 상태의 제2 인버팅 컨버터(260A)가 활성화되고, 패널 전류(PL)가 제1 디스에이블 값(DEV1)보다 작아지면, 비활성화 상태의 제2 인버팅 컨버터(260A)가 비활성화될 수 있다.
일 실시예에서, 제4 인버팅 컨버터(440A)는 제2 인버팅 컨버터(260A)와 함께 제2 인에이블 신호(EN2)에 의해 제어될 수 있다. 따라서, 4 인버팅 컨버터(440A)와 제2 인버팅 컨버터(260A)는 동시에 제어될 수 있다.
제3 인버팅 컨버터(420A)는 제3 인에이블 신호(EN3)에 응답하여 입력 전원(VIN)을 제2 전원 전압(ELVSS)으로 변환할 수 있다. 비활성화 레벨을 갖는 제3 인에이블 신호(EN3)는 패널 전류(PL)가 슬레이브 인에이블 값(SEV)을 초과할 때 활성화 레벨로 변하고, 활성화 레벨을 갖는 제3 인에이블 신호(EN3)는 패널 전류(PL)가 슬레이브 디스에이블 값(SDV)보다 작아질 때 비활성화 레벨로 변할 수 있다. 예를 들어, 슬레이브 인에이블 값(SEV)은 약 500mA이고, 슬레이브 디스에이블 값(SDV)은 약 450mA일 수 있다.
따라서, 패널 전류(PL)가 슬레이브 인에이블 값(SEV)보다 커지면, 비활성화 상태의 제3 인버팅 컨버터(420A)가 활성화되고, 패널 전류(PL)가 슬레이브 디스에이블 값(SDV)보다 작아지면, 활성화 상태의 제3 인버팅 컨버터(420A)가 비활성화될 수 있다.
도 9에 도시된 바와 같이, 패널 전류(PL)가 증가하는 경우, 제1 인버팅 컨버터(240A, 즉, 도 9의 INVC1) -> 제3 인버팅 컨버터(420A, 즉, 도 9의 INVC3) -> 제2 및 제4 인버팅 컨버터들(260A, 440A, 즉, 도 9의 INVC2 및 INVC4)의 순서로 순차적으로 인버팅 컨버터들이 활성화될 수 있다. 제1 인버팅 컨버터(240A)의 활성화 후 제3 인버팅 컨버터(420A)가 활성화됨에 따라 인덕터 전류들이 균형을 유지하면서 제2 전원 전압(ELVSS)이 출력될 수 있다. 이후, 제2 및 제4 인버팅 컨버터들(260A, 440A)이 동시에 활성화됨에 따라 인덕터 전류들이 균형을 유지하면서 제2 전원 전압(ELVSS)이 출력될 수 있다. 따라서, 제2 전원 전압(ELVSS)이 안정적으로 출력될 수 있다.
패널 전류(PL)가 감소하는 경우, 상기 순서의 역순으로 순차적으로 인버팅 컨버터들이 비활성화될 수 있다.
일 실시예에서, 제2 컨버터(300)는 컨버터 인에이블 신호(P_EN)에 응답하여 입력 전원(VIN)을 제1 전원 전압(ELVDD)으로 변환할 수 있다. 컨버터 인에이블 신호(P_EN)는 제2 인에이블 신호(EN2)와 실질적으로 동일한 파형을 가질 수 있다. 따라서, 제2 컨버터(300)는 제2 및 제4 인버팅 컨버터들(260A, 440A)과 동시에 구동될 수 있다.
이와 같이, 도 8 및 도 9의 실시예에 따른 DC-DC 컨버터(12)는 도 2의 DC-DC 컨버터(10)보다 상대적으로 단순한 구조의 제1 전원 공급부(1002)를 포함함으로써 제조 비용이 절감될 수 있다.
도 10a는 도 8의 DC-DC 컨버터의 일 예를 나타내는 도면이고, 도 10b는 도 10a의 DC-DC 컨버터의 동작의 일 예를 나타내는 타이밍도이다.
본 실시예에 따른 DC-DC 컨버터는 인버팅 컨버터들의 동작 순서를 제외하면 도 8 및 도 9에 따른 DC-DC 컨버터 및 이의 구동 방식과 동일하므로, 동일하거나 대응되는 구성 요소에 대해서는 동일한 참조 번호를 이용하고, 중복되는 설명은 생략한다.
도 10a 및 도 10b를 참조하면, DC-DC 컨버터(12')는 제1 전원 공급부(1002') 및 제2 전원 공급부(2002')를 포함할 수 있다.
제1 출력 그룹(202')은 제1 및 제2 인버팅 컨버터들(240A', 260A')을 포함할 수 있다. 제2 출력 그룹(402')은 제3 및 제4 인버팅 컨버터들(420A', 440A')을 포함할 수 있다. 제1 전원 공급부(1002')는 제1 및 제2 페이즈 제어부들(702', 800)을 더 포함할 수 있다.
제1 인버팅 컨버터(240A')는 제1 인에이블 신호(EN1)에 응답하여 동작하고, 제2 인버팅 컨버터(260A')는 제2 인에이블 신호(EN2)에 응답하여 동작하며, 제3 및 제4 인버팅 컨버터들(420A', 440A')은 제3 인에이블 신호(EN3)에 응답하여 동작할 수 있다.
비활성화 레벨의 제2 인에이블 신호(EN2)는 제1 인에이블 값(EV1)에 대응하여 활성화 레벨로 변하고, 활성화 레벨의 제2 인에이블 신호(EN2)는 제1 디스에이블 값(DEV1)에 대응하여 비활성화 레벨로 변할 수 있다. 비활성화 레벨의 제3 인에이블 신호(EN3)는 슬레이브 인에이블 값(SEV)에 대응하여 활성화 레벨로 변하고, 활성화 레벨의 제3 인에이블 신호(EN3)는 슬레이브 디스에이블 값(SDV)에 대응하여 비활성화 레벨로 변할 수 있다. 여기서, 제1 인에이블 값(EV1) 및 제1 디스에이블 값(DEV1)은 각각 슬레이브 인에이블 값(SEV) 및 슬레이브 디스에이블 값(SDV)보다 작을 수 있다.
이에 따라, 도 10b에 도시된 바와 같이, 패널 전류(PL)가 증가하는 경우, 제1 인버팅 컨버터(240A', 즉, 도 10b의 INVC1) -> 제2 인버팅 컨버터(260A', 즉, 도 10b의 INVC2) -> 제3 및 제4 인버팅 컨버터들(420A', 440A', 즉, 도 9의 INVC3 및 INVC4)의 순서로 순차적으로 인버팅 컨버터들이 활성화될 수 있다. 즉, 제1 전원 공급부(1002')의 모든 구성 요소가 활성화된 후에 제2 전원 공급부(2002')가 활성화될 수 있다. 패널 전류(PL)가 감소하는 경우, 상기 순서의 역순으로 순차적으로 인버팅 컨버터들이 비활성화될 수 있다.
이에 따라, 도 10a 및 도 10b의 실시예에 따른 DC-DC 컨버터(12')에 있어서, 제1 전원 공급부(1002')와 제2 전원 공급부(2002') 사이를 연결하는 채널 및 핀(pin)의 개수가 더욱 절감될 수 있다.
도 11은 도 8의 DC-DC 컨버터의 일부의 일 예를 나타내는 도면이고, 도 12는 도 11의 DC-DC 컨버터의 동작의 일 예를 나타내는 타이밍도이며, 도 13은 도 11의 DC-DC 컨버터의 동작의 다른 일 예를 나타내는 타이밍도이다.
도 8 내지 도 12를 참조하면, 제1 페이즈 제어부(703)는 제1 동기화 제어부(723) 및 제2 동기화 제어부(743)를 포함할 수 있다.
제1 출력 그룹(203)은 제1 인버팅 컨버터(240B), 제2 인버팅 컨버터(260B), 제3 분압기(270), 및 제3 에러 앰프(280)를 포함할 수 있다. 제1 인버팅 컨버터(240B)와 제2 인버팅 컨버터(260B)는 제3 분압기(270)와 제3 에러 앰프(280)를 공유할 수 있다.
제1 인버팅 컨버터(240B)는 제1 인에이블 신호(EN1)에 응답하여 제2 전원 전압(ELVSS)을 출력하고, 제2 인버팅 컨버터(260B)는 제2 인에이블 신호(EN2)에 응답하여 제2 전원 전압을 출력할 수 있다.
제2 출력 그룹(403)은 제3 인버팅 컨버터(420B) 및 제4 인버팅 컨버터(440B), 제4 분압기(470), 및 제4 에러 앰프(480)를 포함할 수 있다. 제3 인버팅 컨버터(420B)와 제4 인버팅 컨버터(440B)는 제4 분압기(470)와 제4 에러 앰프(480)를 공유할 수 있다.
제1 동기화 제어부(723)는 제3 인에이블 신호(EN3)에 응답하여 제1 인버팅 컨버터(240B)의 스위치 제어부(242B)로부터 출력되는 PWM 신호(PWM1, PWM2)를 제3 인버팅 컨버터(420B)에 전달할 수 있다. 제3 인버팅 컨버터(420B)는 제3 인에이블 신호(EN3)에 의해 제1 인버팅 컨버터(240B)와 동기하여 제2 전원 전압(ELVSS)을 출력할 수 있다.
예를 들어, 제1 동기화 제어부(723)는 제3 인에이블 신호(EN3)의 활성화 구간에 동기화 PWM 신호(SPWM1, SPWM2)를 출력할 수 있다. 이에 따라, 제3 인버팅 컨버터(420B)는 제3 인에이블 신호(EN3)의 활성화 구간에만 동작할 수 있다.
제2 동기화 제어부(743)는 제4 인에이블 신호(EN4)에 응답하여 제2 인버팅 컨버터(260B)의 스위치 제어부(262B)로부터 출력되는 PWM 신호(PWM3, PWM4)를 제4 인버팅 컨버터(440B)에 전달할 수 있다. 제4 인버팅 컨버터(440B)는 제4 인에이블 신호(EN4)에 의해 제2 인버팅 컨버터(260B)와 동기하여 제2 전원 전압(ELVSS)을 출력할 수 있다.
예를 들어, 제2 동기화 제어부(743)는 제4 인에이블 신호(EN4)의 활성화 구간에 동기화 PWM 신호(SPWM3, SPWM4)를 출력할 수 있다. 이에 따라, 제4 인버팅 컨버터(440B)는 제4 인에이블 신호(EN4)의 활성화 구간에만 동작할 수 있다.
일 실시예에서, 제2 및 제4 인에이블 신호들(EN2, EN4)는 제1 인에이블 값(EV1) 및 제1 디스에이블 값(DEV1)에 대응하여 천이되고, 제3 인에이블 신호(EN3)는 슬레이브 인에이블 값(SEV) 및 슬레이브 디스에이블 값(SDV)에 대응하여 천이될 수 있다. 제1 동기화 제어부(723)로부터 공급되는 동기화 PWM 신호(SPWM1, SPWM2)는 제3 인에이블 신호(EN3)에 동기하여 출력되고, 제2 동기화 제어부(743)로부터 공급되는 동기화 PWM 신호(SPWM3, SPWM4)는 제2 인에이블 신호(EN2)에 동기하여 출력될 수 있다.
일 실시예에서, 제1 인에이블 값(EV1) 및 제1 디스에이블 값(DEV1)은 각각 슬레이브 인에이블 값(SEV) 및 슬레이브 디스에이블 값(SDSV)보다 클 수 있다. 이 경우, 도 12에 도시된 바와 같이, 패널 전류(PL)가 증가하는 경우, 제1 인버팅 컨버터(240B, 즉, 도 12의 INVC1) -> 제3 인버팅 컨버터(420B, 즉, 도 12의 INVC3) -> 제2 및 제4 인버팅 컨버터들(260B, 440B, 즉, 도 12의 INVC2 및 INVC4)의 순서로 순차적으로 인버팅 컨버터들이 활성화될 수 있다. 패널 전류(PL)가 감소하는 경우, 상기 순서의 역순으로 순차적으로 인버팅 컨버터들이 비활성화될 수 있다.
일 실시예에서, 제1 인에이블 값(EV1) 및 제1 디스에이블 값(DEV1)은 각각 슬레이브 인에이블 값(SEV) 및 슬레이브 디스에이블 값(SDV)보다 작을 수 있다. 또한, 제3 및 제4 인에이블 신호들(EN3, EN4)이 동일할 수 있다. 따라서, 도 10b에 도시된 바와 같이, 패널 전류(PL)가 증가하는 경우, 제1 인버팅 컨버터(240B, 즉, 도 13의 INVC1) -> 제2 인버팅 컨버터(260B, 즉, 도 13의 INVC2) -> 제3 및 제4 인버팅 컨버터들(420B, 440B, 즉, 도 13의 INVC3 및 INVC4)의 순서로 순차적으로 인버팅 컨버터들이 활성화될 수 있다. 패널 전류(PL)가 감소하는 경우, 상기 순서의 역순으로 순차적으로 인버팅 컨버터들이 비활성화될 수 있다.
본 실시예들에 따른 DC-DC 컨버터 및 이의 구동 방법은 제1 및 제2 인버팅 컨버터들(240B, 260B)의 PWM 신호를 그대로 이용하여 제2 출력 그룹(403)의 제3 및 제4 인버팅 컨버터들(420B, 440B)을 구동함으로써 구동 방식 및 구조가 단순화될 수 있다.
도 14는 본 발명의 실시예들에 따른 DC-DC 컨버터의 일 예를 나타내는 도면이고, 도 15 및 도 16은 도 14의 DC-DC 컨버터의 동작의 일 예들을 나타내는 도면들이다.
본 실시예에 따른 DC-DC 컨버터는 3개 이상의 전원 공급부들이 종속적을 연결된 구성을 포함하는 것을 제외하면 도 8 내지 도 10b에 따른 DC-DC 컨버터 및 이의 구동 방식과 동일 또는 유사하므로, 동일하거나 대응되는 구성 요소에 대해서는 동일한 참조 번호를 이용하고, 중복되는 설명은 생략한다.
도 14 내지 도 16을 참조하면, DC-DC 컨버터는 제1 내지 제3 전원 공급부들(1005, 2005, 3005)을 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 제1 전원 공급부(1005)는 마스터 전원 구동 칩이고, 제2 및 제3 전원 공급부들(2005, 3005)은 전원 슬레이브 구동 칩들일 수 있다. 즉, 제2 및 제3 전원 공급부들(2005, 3005)은 패널 전류가 소정의 임계 값을 초과하는 경우에 순차적으로 동작할 수 있다. 다만, 이는 예시적인 것으로서, DC-DC 컨버터에 포함되는 전원 공급부들의 개수는 이에 한정되는 것은 아니다.
제1 내지 제3 전원 공급부들(1005, 2005, 3005)은 각각 하나의 부스트 컨버터 및 복수의 인버팅 컨버터들을 포함할 수 있다.
인버팅 컨버터들은 패널 전류(PL)의 증가에 따라 순차적으로 활성화되고, 패널 전류(PL)의 감소에 따라 활성화의 역순으로 비활성화 될 수 있다.
일 실시예에서, 도 15에 도시된 바와 같이, 패널 전류(PL)가 기 설정된 인에이블 값들(EV1', EV2', EV3')을 초과함에 따라 제1 인버팅 컨버터(INVC1) -> 제3 인버팅 컨버터(INVC3) -> 제2 및 제4 인버팅 컨버터들(INVC2, INVC4) -> 제5 및 제6 인버팅 컨버터들(INVC5, INVC6)의 순으로 인버팅 컨버터들이 활성화될 수 있다. 또한, 패널 전류(PL)가 기 설정된 디스에이블 값들(DEV1', DEV2', DEV3')보다 작아짐에 따라 상기의 역순으로 인버팅 컨버터들이 비활성화될 수 있다.
또한, 일 실시예에서, 도 16에 도시된 바와 같이, 패널 전류(PL)가 기 설정된 인에이블 값들(EV1', EV2', EV3')을 초과함에 따라 제1 인버팅 컨버터(INVC1) -> 제2 인버팅 컨버터(INVC2) -> 제3 및 제4 인버팅 컨버터들(INVC3, INVC4) -> 제5 및 제6 인버팅 컨버터들(INVC5, INVC6)의 순으로 인버팅 컨버터들이 활성화될 수 있다. 또한, 패널 전류(PL)가 기 설정된 디스에이블 값들(DEV1', DEV2', DEV3')보다 작아짐에 따라 상기의 역순으로 인버팅 컨버터들이 비활성화될 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예들에 따른 DC-DC 컨버터는 패널 전류에 따라 종속적으로 전원 전압(ELVDD, ELVSS)을 출력하는 복수의 전원 공급부들을 포함할 수 있다. 전원 공급부들에 포함되는 인버팅 컨버터들은 패널 전류의 변화 따라 기 설정된 순서로 활성화 또는 비활성화될 수 있다. 따라서, 전원 전압의 변환 효율이 향상되고, 전원 공급부들의 불필요한 구동에 따른 발열 및 소비 전력이 감소될 수 있다.
이상에서는 본 발명의 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
10, 11, 12: DC-DC 컨버터 20: 표시 패널
30: 구동부 100: 제1 컨버터
200: 제1 출력 그룹 220: 제1 인버팅 컨버터
240: 제2 인버팅 컨버터 260: 제3 인버팅 컨버터
300: 제2 컨버터 400: 제2 출력 그룹
420: 제4 인버팅 컨버터 440: 제5 인버팅 컨버터
500: 제1 센서 600: 제2 센서
700: 제1 페이즈 제어부 723: 제1 동기화 제어부
743: 제2 동기화 제어부 800: 제2 페이즈 제어부
900: 계산부 1000: 제1 전원 공급부
2000: 제2 전원 공급부

Claims (28)

  1. 입력 전원을 제1 전원 전압으로 변환하여 제1 출력단으로 출력하는 제1 컨버터(converter), 상기 제1 컨버터로부터의 출력으로부터 패널 전류를 검출하는 제1 센서, 및 상기 패널 전류에 따라 상기 입력 전원을 제2 전원 전압으로 변환하여 제2 출력단으로 출력하는 복수의 인버팅 컨버터들을 구비하는 제1 출력 그룹을 포함하는 제1 전원 공급부;
    상기 입력 전원을 상기 제1 전원 전압으로 변환하여 상기 제1 출력단으로 출력하는 제2 컨버터, 및 상기 패널 전류에 따라 상기 입력 전원을 상기 제2 전원 전압으로 변환하여 상기 제2 출력단으로 출력하는 복수의 인버팅 컨버터들을 구비하는 제2 출력 그룹을 포함하는 상기 제2 전원 공급부; 및
    상기 검출된 패널 전류에 기초하여 상기 제1 및 제2 출력 그룹들 각각에 포함되는 상기 인버팅 컨버터들의 동작을 제어하는 제1 페이즈(phase) 제어부를 포함하고,
    상기 패널 전류가 기 설정된 인에이블 값을 초과하면, 상기 제2 전원 공급부가 동작하는 것을 특징으로 하는 DC-DC 컨버터.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 제1 출력 그룹은
    비활성화 상태에서 상기 패널 전류가 제1 인에이블 값보다 작아지면 활성화되고, 활성화 상태에서 상기 패널 전류가 제1 디스에이블 값보다 커지면 비활성화되는 제1 인버팅 컨버터; 및
    비활성화 상태에서 상기 패널 전류가 제2 인에이블 값보다 커지면 활성화되고, 활성화 상태에서 상기 패널 전류가 제2 디스에이블 값보다 작아지면 비활성화되는 제2 인버팅 컨버터를 포함하되,
    상기 제1 디스에이블 값이 상기 제1 인에이블 값 및 상기 제2 인에이블 값보다 크며,
    상기 제2 디스에이블 값이 상기 제1 인에이블 값보다 작은 것을 특징으로 하는 DC-DC 컨버터.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 제2 인에이블 값이 상기 제2 디스에이블 값 및 상기 제1 인에이블 값보다 큰 것을 특징으로 하는 DC-DC 컨버터.
  4. 제 2 항에 있어서, 상기 제1 인버팅 컨버터의 활성화 상태에서 상기 패널 전류가 상기 제1 디스에이블 값과 상기 제2 인에이블 값 사이인 제1 중첩 범위에 포함되는 경우, 상기 제2 인버팅 컨버터는 활성화되며, 상기 제1 및 제2 인버팅 컨버터들에 의해 상기 제2 전원 전압이 생성되는 것인 DC-DC 컨버터.
  5. 제 2 항에 있어서, 상기 제2 인버팅 컨버터의 활성화 상태에서 상기 패널 전류가 상기 제1 인에이블 값과 상기 제2 디스에이블 값 사이인 제2 중첩 범위에 포함되는 경우, 상기 제1 인버팅 컨버터는 활성화되며, 상기 제1 및 제2 인버팅 컨버터들에 의해 상기 제2 전원 전압이 생성되는 것인 DC-DC 컨버터.
  6. 제 2 항에 있어서, 상기 제1 출력 그룹은,
    비활성화 상태에서 상기 패널 전류가 제3 인에이블 값보다 커지면 활성화되고, 활성화 상태에서 상기 패널 전류가 제3 디스에이블 값보다 작아지면 비활성화되는 제3 인버팅 컨버터를 더 포함하며,
    상기 제3 인에이블 값이 상기 제2 인에이블 값보다 크고, 상기 제3 디스에이블 값보다 큰 것을 특징으로 하는 DC-DC 컨버터.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 제2 출력 그룹은
    비활성화 상태에서 상기 패널 전류가 슬레이브 인에이블 값보다 커지면 활성화되고, 활성화 상태에서 상기 패널 전류가 슬레이브 디스에이블 값보다 작아지면 비활성화되는 제4 인버팅 컨버터; 및
    비활성화 상태에서 상기 패널 전류가 상기 제3 인에이블 값보다 커지면 활성화되고, 활성화 상태에서 상기 패널 전류가 상기 제3 디스에이블 값보다 작아지면 비활성화되는 제5 인버팅 컨버터를 포함하는 것을 특징으로 하는 DC-DC 컨버터.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 슬레이브 인에이블 값은 상기 제2 인에이블 값보다 크고 상기 제3 인에이블 값보다 작은 것을 특징으로 하는 DC-DC 컨버터.
  9. 제 7 항에 있어서, 상기 슬레이브 디스에이블 값은 상기 제2 디스에이블 값보다 크고 상기 제3 디스에이블 값보다 작은 것을 특징으로 하는 DC-DC 컨버터.
  10. 제 7 항에 있어서, 상기 패널 전류가 상기 제2 인에이블 값보다 큰 경우, 상기 패널 전류가 증가함에 따라 상기 제2 인버팅 컨버터, 상기 제4 인버팅 컨버터, 상기 제3 인버팅 컨버터 순으로 활성화되는 것을 특징으로 하는 DC-DC 컨버터.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 제3 인버팅 컨버터와 상기 제5 인버팅 컨버터의 구동은 동시에 제어되는 것을 특징으로 하는 DC-DC 컨버터.
  12. 제 7 항에 있어서, 상기 제2 내지 제5 인버팅 컨버터들은 공통의 제어 전압에 응답하여 상기 제2 전원 전압을 생성하고,
    상기 제2 내지 제5 인버팅 컨버터들은 상기 제2 전원 전압에 기초하여 상기 제어 전압을 출력하는 에러 앰프를 공유하는 것을 특징으로 하는 DC-DC 컨버터.
  13. 제 7 항에 있어서, 상기 제2 내지 제5 인버팅 컨버터들의 사이즈가 동일한 것을 특징으로 하는 DC-DC 컨버터.
  14. 제 13 항에 있어서, 상기 제1 인버팅 컨버터의 사이즈가 상기 제2 인버팅 컨버터의 사이즈보다 작은 것을 특징으로 하는 DC-DC 컨버터.
  15. 제 7 항에 있어서, 상기 제2 컨버터는 상기 패널 전류가 기 설정된 컨버터 인에이블 값보다 커지면 활성화되어 상기 제1 전원 전압을 생성하고, 상기 패널 전류가 상기 기 설정된 컨버터 디스에이블 값보다 작아지면 비활성화되는 것을 특징으로 하는 DC-DC 컨버터.
  16. 제 7 항에 있어서, 상기 제2 전원 공급부는
    상기 제2 컨버터로부터의 출력으로부터 상기 패널 전류를 검출하는 제2 센서를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 DC-DC 컨버터.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 제1 센서로부터 검출된 제1 패널 전류 및 상기 제2 센서로부터 검출된 제2 패널 전류의 합에 기초하여 상기 제2 컨버터의 동작을 제어하는 제2 페이즈 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 DC-DC 컨버터.
  18. 제 17 항에 있어서, 상기 제2 컨버터는 상기 제3 및 제5 인버팅 컨버터들과 동기하여 구동되는 것을 특징으로 하는 DC-DC 컨버터.
  19. 제 16 항에 있어서, 상기 제1 페이즈 제어부는 상기 제1 패널 전류와 상기 제2 패널 전류의 합에 기초하여 상기 제1 내지 제5 인버팅 컨버터들의 동작을 제어하는 것을 특징으로 하는 DC-DC 컨버터.
  20. 제 1 항에 있어서, 상기 제1 출력 그룹은
    상기 패널 전류와 무관하게 상기 제2 전원 전압을 출력하는 제1 인버팅 컨버터; 및
    비활성화 상태에서 상기 패널 전류가 제1 인에이블 값보다 커지면 활성화되고, 활성화 상태에서 상기 패널 전류가 제1 디스에이블 값보다 작아지면 비활성화되는 제2 인버팅 컨버터를 포함하고,
    상기 제2 출력 그룹은
    비활성화 상태에서 상기 패널 전류가 슬레이브 인에이블 값보다 커지면 활성화되고, 활성화 상태에서 상기 패널 전류가 슬레이브 디스에이블 값보다 작아지면 비활성화되는 제3 인버팅 컨버터; 및
    비활성화 상태에서 상기 패널 전류가 상기 제1 인에이블 값보다 커지면 활성화되고, 활성화 상태에서 상기 패널 전류가 상기 제1 디스에이블 값보다 작아지면 비활성화되는 제4 인버팅 컨버터를 포함하는 것을 특징으로 하는 DC-DC 컨버터.
  21. 제 20 항에 있어서, 상기 제1 인에이블 값과 상기 제1 디스에이블 값이 서로 다르고,
    상기 슬레이브 인에이블 값과 상기 슬레이브 디스에이블 값이 서로 다른 것을 특징으로 하는 DC-DC 컨버터.
  22. 제 21 항에 있어서, 상기 패널 전류가 증가함에 따라 상기 제3 인버팅 컨버터, 상기 제2 인버팅 컨버터 순으로 활성화되고,
    상기 패널 전류가 감소함에 따라 상기 제2 인버팅 컨버터, 상기 제3 인버팅 컨버터 순으로 비활성화되는 것을 특징으로 하는 DC-DC 컨버터.
  23. 제 22 항에 있어서, 상기 제4 인버팅 컨버터는 상기 제2 인버팅 컨버터와 동기하여 구동되는 것을 특징으로 하는 DC-DC 컨버터.
  24. 제 20 항에 있어서, 상기 제1 페이즈 제어부는
    상기 패널 전류가 상기 슬레이브 인에이블 값보다 커지면 상기 제1 인버팅 컨버터를 구동하는 제1 PWM(Pulse Width Modulation) 신호에 동기하여 상기 제3 인버팅 컨버터를 구동하는 제1 동기화 제어부; 및
    상기 패널 전류가 상기 제1 인에이블 값보다 커지면 상기 제2 인버팅 컨버터를 구동하는 제2 PWM 신호에 동기하여 상기 제4 인버팅 컨버터를 구동하는 제2 동기화 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 DC-DC 컨버터.
  25. 입력 전원을 제1 전원 전압으로 변환하여 제1 출력단으로 출력하는 제1 컨버터(converter), 상기 제1 컨버터의 출력으로부터 패널 전류를 검출하는 제1 센서, 비활성화 상태에서 상기 패널 전류가 제1 인에이블 값보다 작으면 상기 입력 전원을 제2 전원 전압으로 변환하여 제2 출력단으로 출력하는 제1 인버팅 컨버터, 비활성화 상태에서 상기 패널 전류가 제2 인에이블 값보다 커지면 활성화되어 상기 제2 전원 전압을 출력하는 제2 인버팅 컨버터, 및 비활성화 상태에서 상기 패널 전류가 제3 인에이블 값보다 커지면 활성화되어 상기 제2 전원 전압을 출력하는 제3 인버팅 컨버터를 포함하는 제1 전원 공급부;
    비활성화 상태에서 상기 패널 전류가 상기 제3 인에이블 값보다 커지면 상기 제1 전원 전압을 출력하는 제2 컨버터, 상기 제2 컨버터의 출력으로부터 상기 패널 전류를 검출하는 제2 센서, 비활성화 상태에서 상기 패널 전류가 슬레이브 인에이블 값보다 커지면 활성화되어 상기 제2 전원 전압을 출력하는 제4 인버팅 컨버터, 및 비활성화 상태에서 상기 패널 전류가 상기 제3 인에이블 값보다 커지면 활성화되어 상기 제2 전원 전압을 출력하는 제5 인버팅 컨버터를 포함하는 제2 전원 공급부; 및
    상기 패널 전류의 변화, 상기 제1 내지 제3 인에이블 값들, 및 상기 슬레이브 인에이블 값에 기초하여 상기 제1 내지 제5 인버팅 컨버터들 및 상기 제2 컨버터의 동작을 제어하는 페이즈(phase) 제어부를 포함하고,
    상기 패널 전류가 상기 슬레이브 인에이블 값보다 커지면, 상기 제2 전원 공급부가 동작하는 것을 특징으로 하는 DC-DC 컨버터.
  26. 제 25 항에 있어서, 상기 제1 및 제2 전원 공급부가 시동될 때, 상기 제1 인버팅 컨버터가 활성화되어 상기 제2 전원 전압을 출력하고,
    상기 패널 전류가 제1 디스에이블 값보다 커지면 상기 제1 인버팅 컨버터가 비활성화되는 것을 특징으로 하는 DC-DC 컨버터.
  27. 제 26 항에 있어서, 상기 제1 디스에이블 값이 상기 제2 인에이블 값보다 크고,
    상기 제1 인버팅 컨버터의 활성화 상태에서 상기 패널 전류가 상기 제1 디스에이블 값과 상기 제2 인에이블 값 사이인 제1 중첩 범위에 포함되는 경우, 상기 제2 인버팅 컨버터는 활성화되며, 상기 제1 및 제2 인버팅 컨버터들에 의해 상기 제2 전원 전압이 생성되는 것을 특징으로 하는 DC-DC 컨버터.
  28. 복수의 화소들을 포함하는 표시 패널;
    상기 표시 패널에 데이터 신호를 제공하는 구동부; 및
    입력 전원에 기초하여 상기 화소들을 구동하는 제1 전원 전압 및 제2 전원 전압을 상기 표시 패널에 제공하는 DC-DC 컨버터를 포함하고,
    상기 DC-DC 컨버터는
    상기 입력 전원을 제1 전원 전압으로 변환하는 제1 컨버터(converter), 상기 제1 컨버터의 출력으로부터 패널 전류를 검출하는 제1 센서, 비활성화 상태에서 상기 패널 전류가 제1 인에이블 값보다 작으면 상기 입력 전원을 제2 전원 전압으로 변환하는 제1 인버팅 컨버터, 비활성화 상태에서 상기 패널 전류가 제2 인에이블 값보다 커지면 활성화되어 상기 제2 전원 전압을 출력하는 제2 인버팅 컨버터, 및 비활성화 상태에서 상기 패널 전류가 제3 인에이블 값보다 커지면 활성화되어 상기 제2 전원 전압을 출력하는 제3 인버팅 컨버터를 포함하는 제1 전원 공급부; 및
    비활성화 상태에서 상기 패널 전류가 상기 제3 인에이블 값보다 커지면 상기 제1 전원 전압을 출력하는 제2 컨버터, 상기 제2 컨버터의 출력으로부터 상기 패널 전류를 검출하는 제2 센서, 비활성화 상태에서 상기 패널 전류가 슬레이브 인에이블 값보다 커지면 활성화되어 상기 제2 전원 전압을 출력하는 제4 인버팅 컨버터, 및 비활성화 상태에서 상기 패널 전류가 상기 제3 인에이블 값보다 커지면 활성화되어 상기 제2 전원 전압을 출력하는 제5 인버팅 컨버터를 포함하는 제2 전원 공급부를 포함하고,
    상기 패널 전류가 상기 슬레이브 인에이블 값보다 커지면, 상기 제2 전원 공급부가 동작하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
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