아이와트의 8채널 LED 백라이트 드라이버, TV를 보다 사실감 있게 표현

아이와트의 8채널 LED 백라이트 드라이버, TV를 보다 사실감 있게 표현

  • 오은정 기자
  • 승인 2013.07.10 14:11
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아이와트의 8채널 LED 백라이트 드라이버, TV를 보다 사실감 있게 표현

디지털 중심 전력 관리 집적회로의 선도적 제공업체 아이와트 (www.iwatt.com) 가 차세대 2D와 3D LCD TV의 비용 절감은 물론 보다 개선된 스크린 성능을 전달할 수 있도록 설계된 8채널 LED 백라이트를 선보였다.

여러 기능을 집적한 iW7019은 화질 개선을 통해 보다 실사와 가까운 시청 체험을 제공한다. 이 제품은 Head (앞단)와 Tail (뒷단) 모드의 펄스폭 모듈레이션(PWM) 조광 기능을 통해 동작 변환시의 화면 흐림 현상 (motion blur) 을 줄이는 동시에 고해상도의 12비트 로컬 조광 기능으로 명암비를 개선시킨다. iW7019는 10V 게이트 구동과 고전압 전류 싱크를 가진DC-DC 부스트 컨트롤러를 내장되었다. 또한 이 칩에 적용된 아이와트의 특허받은 BroadLED™ 디지털 전류 레귤레이션 기술은 비용이 드는 LED비닝 (binning) 에 대한 필요성을 배제한다.

iW7019는 엣지형 (edge-lit) 과 직하형 (direct-lit), 세그먼트 엣지형 (segment-edge) LED LCD TV 설계 선택을 자유롭게 하는 이상적인 제품이다. 이 제품은 채널당 85V(최대) 에서 8개의 평행 LED 스트링으로 구동되고 2D에서 스트링 당 200mA까지를, 3D TV 애플리케이션의 경우 스트링 당 450mA를 흘릴 수 있다. 9V에서 28V에 이르는 입력 전압 범위를 지원하는 iW7019는 기존의 다양한 TV 전력 시스템과 호환이 가능하므로 분리 전압 레일를 위한 추가 비용이 필요없다. 포괄적인 조광 모드는 단 하나의 IC만으로도 충분한 2D TV 는 물론 편광 방식과 (PR)(1)와 셔터 글래스 (SG)(2) 방식의 3D TV 기술 두 가지를 모두 지원할 수 있어 설계의 유연성을 최대화했다.

아이와트의 DC-DC 제품사업부 마케팅 부사장인 아타르 자이디 (Athar Zaidi) 는 “당사는 iW7019가 현재 시장에 출시된 8 채널 백라이트 중 온보드 특성을 가장 잘 구현한다고 생각한다”며 “초고도의 집적과 혁신적인 디지털 제어, BroadLED 기술, 포괄적인 조광 모드는 LCD TV 설계에 중요한 성능, 크기, 비용 모두를 커버하는 솔루션이다”라고 밝혔다.

아이와트의 BroadLED 디지털 기술은 부조화된 LED 스트링간의 전압 오프셋(Vf)을 줄여줌으로써 시스템 비용을 낮춰준다. 백라이트 드라이버IC는 LED의 멀티플 스트링을 구동할 필요가 있지만 그럼에도 불구하고 각각의 LED는 다른 순방향 전압을 가진다. 이 전압 오프셋은 그동안 “비닝(binning)”으로 처리되어 LED를 유사한 순방향 전압으로 분류했지만 비용이 다소 발생한다는 단점이 있었다. BroadLED 기술은 멀티플 LED 스트링간의 전압 부조화를 감지하고 각각 스트링의 Vf를 필요한만큼 조절하는 한편 비닝 (binning) 현상을 완화함으로써 시스템 비용을 절감하게 한다. 스트링 볼트의 차이로 인해 전력이 더욱 분산되는데 BroadLED 기술은 소모되는 전력의 90%까지를 제거하면서도 ±2% 전류 매칭을 유지해준다.

BroadLED 기술을 적용한 iW7019는 시스템 비용을 절감하기 위해 추가적인 수많은 기능을 통합한다. 집적화된 DC-DC 부스트 컨트롤러는 10V 게이트 구동을 제공하며 저비용 전력 FET (전계효과 트랜지스터) 사용을 가능케 한다. 또한 고전압 전류 싱크의 집적으로 인해 외부 고전압 FET을 추가할 필요가 없으므로 비용 절감의 효과도 있다. 온칩 주파수 합성기는 비디오 시스템 타이밍 컨트롤러에 대한 타이밍 정밀도 요구사항을 이완시킴으로써 비용을 낮춰준다. iW7019의 디지털 제어 엔진은 PWM 파형 형태를 생성해 모든 오류 판독을 처리하고 보고하며 비용이 많이 드는 마이크로컨트롤러 설치도 필요없다. 추가적인 절감 효과는 드레인 감지에 대해 85 V 용량에서 가능한데 이는 일반적으로 보호기능을 가진 캐스코드 혹은 제너 뿐 아니라 보통 LED 단락 회로 오류를 처리하기 위한 외부 다이오드의 필요성을 배제한다.

iW7019는 높은 대역 PWM 로컬 디밍용 16-비트 SPI , 설정 가능한 위상 이동 (phase shift) 기능의 싱글 다이렉트 (direct) PWM 디밍 , 8-비트 아날로그 디밍 , 하이브리드 디밍 등 포괄적이며 유연한 디밍 모드를 제공한다. 0에서 100%에 달하는 PWM 디밍 범위는 12비트의 해상도를 가진다. 이 칩은 또한 PWM 출력 위치을 정밀하게 제어하며 PWM 사용 싸이클을 통해 편광방식(PR)과 셔터 글래스(SG) 3D 기술 모두를 지원하는 데 필요한 유연성을 제공한다. 또한 하이브리드 디밍을 이용해 시스템 설계자들은 설계의 효율성을 극대화하기 위해 PWM과 아날로그 디밍 모드를 혼합할 수 있다. 위상 이동 (phase shift) 디밍은 최소한의 출력 커패시터 사용과 가청 소음을 없앨 뿐 아니라 전자파장해(EMI)를 개선시키며 비용도 절감해준다.

iW7019에 대한 PLL 엔진은 비디오 시그널 (Vsync) 에 대한 PWM 조광을 합성함으로써 동작 변환시의 화면 흐림 현상과 시끄러운 소음을 모두 줄임으로써 앞단 (head) 과 뒷단 (tail) 모드의 조광을 둘다 지원한다. 각각의 LED 스트링이 갖는 개별 휘도 제어는 어두운 장소에서 명암비를 개선하기 위해 디스플레이가 조광되거나 꺼질 수 있도록 하는 로컬 조광 기능을 활성화한다.

다양한 각종 보호 기능의 내장은 오픈/쇼트 오류 보호와 과온도 셧다운 (shut down) 과 함께 과전압, 과전류, 부스트 컨트롤러에 대한 UVLO 보호 기능을 가진다. LED 쇼트 레벨은 오류 감지는 3V, 6V, 9V, 12V의 4단계 싱글 핀을 통한 레지스터로 프로그래밍이 가능하다. 오류가 인지되면 iW7019는 전체 IC를 턴오프할 수 있도록 프로그램되거나 LED스트링만이 오류와 연계되도록 한다.

iW7019는 노출된 써멀 (thermal) 다이 패드와 함께 44핀 박막 QFP 패키지로 제공되며 50° 로 상승되는 한도 안에서 채널당 200mA를 지원한다. 50° 로 상승되는 한도 안에서 채널 당 175mA를 지원하는 32핀 SOP 패키지 타입도 제공된다. 두 가지 패키지 모두의 핀아웃은 싱글 레이어 PCB 레이아웃에 최적화된다.

iW7019 주요 특징

- 8 채널 LED 백라이트 드라이버, 85V(최대) LED 전압
- 폭넓은 입력 공급 전압 : 9V에서 28 V
- LED 전류 : 2D=200mA, 3D=450mA
- 집적(내장) 전류 싱크 (current sink)
- 집적 10V DC-DC 부스트 컨트롤러로 저비용 MOSFET사용 가능
- 특허받은 BroadLED™ 기술은 LED 비닝(binning)의 비용을 절감시키면서 ±2% 전류 매칭을 유지
- 포괄적인 디밍 제어: 12비트 PWM 디밍을 갖춘 SPI, 위상 쉬프트 (phase shift) 를 가진 싱글 다이렉트 (Direct) PWM, 8비트 아날로그 디밍
- 동작 변환시의 화면 흐림 현상을 줄이기 위한 head ( 앞단) 과 tail ( 뒷단) 모드 디밍 지원
- PWM 디밍 범위 : 0%에서 100%

구매 정보

iW7019 LED 드라이버는 현재 대량 생산 중에 있다. 가격은 1천 개 단위를 기준으로 개당 1.80달러이며 44핀의 납 TQFP 패키지 혹은 32핀의 납 SOP 패키지로 제공된다. 제품에 대한 정보는 iW7019 Product Brief.에 있다.

 


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