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LED 광원의 백 라이트에 대한 PWM 제어 및 구동 장치 설계
Design of a PWM-Controlled Driving Device for Backlightsof LED Systems 원문보기

The journal of the institute of internet, broadcasting and communication : JIIBC, v.15 no.1, 2015년, pp.245 - 251  

엄기홍 (한세대학교 IT학부)

초록
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이 논문에서 LED로 구동되는 LCD 표시판의 백라이트 전체 화면의 밝기를 균일하게 제어할 수 있고, 필요에 따라 전체 화면 중 각 부분의 휘도 및 색의 특성을 정밀하게 제어할 수 있는 LED 백라이트용 제어 장치 및 백라이트 용 구동 장치를 제시한다. 백라이트 제어 장치는 clock 신호에 따라 직렬 데이터를 시프트 시키면서 병렬 데이터로 변환하여 출력하는 직렬-병렬 변환 시프트 레지스터, 복수의 레지스터들, 카운터, 복수의 비교기들, 그리고 PWM 제어 신호를 출력하는 복수의 동기화 게이트들을 포함한다. 이 논문에서 백 라이트 제어 장치 및 백라이트 구동 장치는 clock 주파수를 높이지 않으면서도 높은 분해능을 갖는 PWM 제어 신호를 생성할 수 있고 양자화 잡음을 분산하여 희석시킬 수 있는 PWM 제어 회로, 백라이트 제어 장치 장치를 제시한다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

In this paper, we present a design of PWM-controlled driving device for backlights in LED systems. The system can control either the brightness of the entire screen of backlights of LCD driven by LED or illumination or contrast of each partial segment of the entire screen. The PWM-controlled driving...

주제어

#Light emitting diode   #Backlight   #Cold cathode fluorescent lamp   #PWM   #TFT-LCD  

AI 본문요약
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문제 정의

  • LED의 성능이 다를 경우에는 일일이 수동작의 작업을 거쳐서 조절을 하여야 하므로, 이러한 기능을 대치 수행할 장치가 필요하다. 이 논문에서 우리는 clock 주파수를 높이지 않으면서도 높은 분해능을 갖는 PWM 제어 신호를 생성할 수 있고 양자화 잡음을 분산하여 희석시킬 수 있는 PWM 제어 회로, 백라이트 제어 장치 및 백라이트 구동 장치를 제시한다.
  • 이 논문에서 우리는 백라이트 제어 장치 및 백라이트 구동 장치 즉 백라이트 전체 화면의 밝기를 균일하게 제어할 수 있고 전체 화면 중 일부분의 휘도 (luminance) 및 대비(contrast)의 색 특성을 정밀하게 제어할 수 있는 백라이트 제어 장치 및 백라이트 구동 장치를 제시한다. 액정 표시 장치 (Liquid Crystal Display; LCD) 용 백라이트로는 형광 램프, 즉 냉음극 형광 램프(Cold Cathode Fluorescent Lamp; CCFL)타입이 주류지만, 친환경적으로 수은이 없는 제품이 요구되어 오고 있다[1,2].
  • 이 논문에서, 컬러 필터를 사용하지 않는 CFL-LCD (color filter-less LCD)에 쉽게 적용이 가능하고, LCD의 모션 블러링(motion blurring)의 방지를 위한 백라이트 구동 방식에 적용할 수 있는 LED 백라이트용 제어 장치,백라이트 구동 장치와 백라이트의 각 부분의 휘도를 digital microcomputer 를 이용하여 자유롭게 제어할 수 있어 전체 전력의 소비를 줄일 수 있어 간단하고 효율적인 LED 백라이트용 제어 장치 및 구동 장치를 제시한다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
액정의 특징은 무엇인가? LCD는 후면에 조명을 두고, 전면에 액정을 두어 액정이 전기신호에 따라 빛을 차단하거나 통과시키는 방식으로 화면을 만들어낸다. 액정은 고체와 액체의 성질을 동시에 가지는 물질로, 평상시에는 액정이 불규칙적으로 배열되어 편광판을 통과한 빛의 방향을 비틀어 수직으로 세워진 편광판을 통과하게 하지만, 전류가 흐를 때는 액정의 배열이 규칙적으로 변화하여 2차 편광판에서 빛이 걸러지게 된다. LCD 의 화면을 표현하는 소자는 액정(liquid crystal: 液晶)이다.
LED 백라이트용 구동 회로로 정전류 장치나 전류제어가 가능한 구동회로를 구성하여 LED에 인가하게 되는 데 이때 어떤 문제점이 발생하는가? 또한, 일반적으로 LED 백라이트용 구동 회로로서 정전류 장치나 전류제어가 가능한 구동회로를 구성하여 LED에 인가한다. 이때 정전류 회로의 저항이나 transistor 의 오차는 전류값의 차이로 나타남으로써 램프의 밝기(brightness)의 차이를 가져온다. 따라서, 정밀한 저항이나 규격이 정밀하게 제어된 transistor 를 사용하여 차이를 감소시킬 수는 있지만, 근본적인 해결 방법은 아니다.
광학 모듈레이터로서의 액정 디스플레이는 무엇인가? 광학 모듈레이터로서의 액정 디스플레이(Liquid Crystal Display, LCD)는 광원으로부터의 빛을 편광시키고 액정배열을 통해 빛의 위상을 변환하여 화소마다 원하는 빛은 투과시키고 원하지 않는 빛은 차단하는 기능을 하는 시스템이다. LCD는 후면에 조명을 두고, 전면에 액정을 두어 액정이 전기신호에 따라 빛을 차단하거나 통과시키는 방식으로 화면을 만들어낸다.
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참고문헌 (9)

  1. W. S. Im, Y. H. Choi, C. H. Won, B. H. Koo, L. K. Kim, "LCD Backlight Drive Using the Piezielectric Transformers", Journal of Korean Institute of IEIE, vol. 15, no. 2 pp, 28-33, Mar., 2003. 

  2. I. J. Park, K. T. Lee, "A Study on Frequency Response in LED-LED Communication", Journal of IIBC, vol. 12, no. 1, pp. 115-122, Feb., 2012. 

  3. https://www.nelt.co.jp/english/products/ccfl/about.html. 

  4. A. P. Volnei, Digital electronics and design with VHDL, Morgan Kaufmann. p. 329. ISBN 978-0-12-374270-4. 2008. 

  5. http://www.ee.usyd.edu.au/tutorials/digital_tutorial/part2/flip-flop02.html. 

  6. www.epnc.co.kr/pdf/2005/200505/01200505080.pdf. 

  7. S. F. Barrett, D. J. Pack, "Timing subsystem", Microcontrollers Fundamentals for Engineers and Scientists. Morgan and Claypool Publishers. pp. 51-64. ISBN 1-598-29058-4, 2006. 

  8. http://www.pchardwarehelp.com/guides/lcd-panel-types.php. 

  9. M. G. Robert, L. N. David, "Quantization", IEEE Transactions on Information Theory, vol. IT-44, no. 6, pp. 2325-2383, Oct. 1998. 

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