KR100292551B1 - 인버터회로 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 DC 전원전압의 변동에 의한 냉음극관의 휘도의 변동을 억제할 수 있는 압전 트랜스포머를 사용한 냉음극관 점등용 인버터회로를 제공한다.
냉음극관(50)에 전압신호를 공급하는 압전 트랜스포머(17)와, 압전 트랜스포머(17)를 구동하기 위한 구동부(12)와, 제어전압에 의해서 제어된 발진주파수를 갖는 발진펄스전압신호를 출력하는 전압제어발진회로(11)와, 압전 트랜스포머(17)의 입력전압신호 및 출력전압신호의 위상차를 검출하는 위상차 검출회로(15)와, 검출된 위상차가 소정의 값에 일치하도록 제어전압을 발생하는 제어회로(16)를 갖는 인버터 회로에 있어서, 전류검출회로(21)는, 냉음극관(50)으로 흐르는 전류를 검출한다. 전력 조정부(22)는, 발진 펄스전압신호 및 검출된 전류치가 공급되고, 검출된 전류치가 일정치로 되도록 발진펄스전압신호의 전력을 조정하고, 전력조정된 펄스전압신호를 구동부(12)로 공급한다.
Description
본 발명은, DC 전원전압을 공급하여 냉음극관(cold cathod tube)을 점등하는 냉음극관 점등용 인버터회로, 특히 압전 트랜스포머를 사용한 냉음극관점등용 인버터회로에 관한 것이다.
종래의 이와같은 압전 트랜스포머를 사용한 냉음극관 점등용 인버터회로는 일본 특허공개공보 제1996-149850호에 개시되어 있다. 이 냉응극관 점등용 인버터회로는 이하에 상술한다. 이 냉음극관 점등용 인버터회로가 예컨대 노트북 등의 백라이트 점등용으로 사용되는 경우, 냉음극관 점등용 인버터회로에 공급되는 DC전원전압은, 어댑터나 배터리로부터 공급되기 때문에 변동한다. 이 냉음극관 점등용 인버터회로로는 DC 전원전압의 변동에 의해서 냉음극관으로 흐르는 냉음극관 전류가 변화하여, 냉음극관의 휘도가 변화해 버린다.
이 때문에, 후술하는 방법으로, DC 전원전압의 변동에 의한 냉음극관의 휘도의 변동을 억제하는 것이 고려되지만, 이 방법은 압전 트랜스포머의 효율을 저하시킨다.
본 발명의 목적은 압전 트랜스포머의 효율을 저하시키지 않고, DC 전원전압의 변동에 의한 냉음극관의 휘도의 변동을 억제할 수 있는 압전 트랜스포머를 사용한 냉음극관 점등용 인버터회로를 제공하는데 있다.
제1도는 종래의 인버터회로의 블록도.
제2도는 종래의 인버터회로 및 본 발명의 인버터회로의 동작을 설명하기 위한 도면.
제3도는 제1도의 인버터회로의 동작을 설명하기 위한 도면.
제4도는 본 발명의 한 실시예에 의한 인버터회로의 블록도.
제5도는 제4도의 인버터회로의 동작을 설명하기 위한 도면.
제6도는 제4도의 인버터회로의 동작을 설명하기 위한 다른 도면.
제7도는 제4도의 인버터회로의 동작을 설명하기 위한 또 다른 도면.
제8도는 제4도의 인버터회로의 동작을 설명하기 위한 또 다른 도면.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
8 : DC 전원전압 10 : 인버터회로
10′ : 인버터회로 11 : 전압제어발진회로
12 : 트랜스포머구동부 15 : 위상차 검출회로
16 : 제어회로 17 : 압전 트랜스포머
18 : 출력검출용 분압저항 21 : 냉음극관 전류검출회로
22 : 전력조정부 23 : 적분회로
24 : 펄스폭 조정회로 25 : 외측부착 가변저항기
50 : 냉음극관
본 발명에 의하면, DC 전원전압을 공급하여 냉음극관을 점등하는 인버터회로로서, 트랜스포머 입력 전압신호에 응답하여 트랜스포머 출력 전압신호를 생성하고 이 트랜스포머 출력 전압신호를 상기 냉음극관에 공급하여 냉음극관을 점등시키는 압전 트랜스포머와, 구동부 입력펄스 전압신호에 응답하여 상기 압전 트랜스포머를 구동하기 위한 트랜스포머 구동 전압신호를 생성하고 이 트랜스포머 구동 전압신호를 상기 트랜스포머입력전압신호로서 압전 트랜스포머로 송출하는 트랜스포머구동부와, 제어전압이 공급되고 이 제어전압에 의해서 제어된 발진주파수를 가지는 발진펄스전압신호를 출력하는 전압제어발진회로와, 상기 발진펄스전압신호를 상기 트랜스포머구동부에 구동부 입력펄스전압신호로서 공급하는 펄스전압공급수단과, 상기 트랜스포머입력전압신호와 트랜스포머출력전압신호와의 위상차를 검출된 위상차로서 검출하는 위상차 검출회로와, 상기 검출된 위상차가 소정의 값에 일치하도록 상기 제어전압을 발생하는 제어회로를 갖는 상기 인터버회로에 있어서, 냉음극관으로 흐르는 냉음극관 전류를 검출된 전류치로서 검출하는 냉음극관 전류검출회로를 구비하는데, 상기 펄스전압 공급수단은 상기 발진펄스전압신호 및 상기 검출된 전류치를 공급하여 검출된 전류치가 미리 선택된 값이 되도록 발진펄스 전압신호의 전력을 조정하고, 전력조정된 펄스전압신호를 상기 구동부 입력펄스 전압신호로서 출력하는 전력조정부를 갖는 것을 특징으로 하는 인버터회로가 얻어진다.
바람직하게, 상기 전력조정부는 상기 발진펄스전압신호를 적분하고 적분된 전압신호를 출력하는 적분회로와, 상기 적분된 전압신호와 검출된 전압치에 응답하여 상기 DC 전원전압과 동일한 펄스진폭과 상기 검출된 전류치가 상기 미리 선택된 값이 되도록 조정된 펄스폭을 갖는 펄스열을 상기 전력조정된 펄스전압신호로서 출력하는 펄스폭 조정회로를 갖는다.
또한, 상기 전력조정부는 상기 일정치를 소정범위내에서 변동시킬 수 있는 수단을 갖는 것도 바람직하다. 그대신, 상기 펄스폭 조정회로가, 상기 미리 선택된 값을 변동시킬 수 있는 수단을 갖는 것도 바람직하다.
다음에 본 발명의 실시예에 대해서 도면을 참조해서 설명한다.
먼저, 제1도를 참조하여, 본 발명을 보다 잘 이해하도록 하기 위해서, 종래의 인버터회로(10)을 설명한다. 이 인버터회로(10)는 전술한 일본 특허공개공보 제1996-149850호에 개시된 냉음극판 점등용 인버터회로이다. 이 인버터회로(10)는, DC 전원전압(8)을 공급하여 냉음극관(50)을 점등하는 것이다.
이 인버터회로(10)는 제 1 및 제 2의 입력단자와 출력단자를 갖는 압전 트랜스포머(17)를 갖는다. 제 2의 입력단자는 접지에 접속되고, 출력단자는 냉음극관(50)에 접속된다. 제 1의 입력단자에는 트랜스포머입력전압신호가 공급된다. 압전 트랜스포머(17)는 트랜스포머 입력전압신호에 응답하여 트랜스포머 출력전압신호를 생성하고, 이 트랜스포머 출력전압신호를 냉음극관(50)으로 공급하여 냉음극관(50)을 점등시킨다.
트랜스포머 구동부(12)는 구동부 입력펄스전압신호에 응답하여 압전 트랜스포머(17)를 구동하기 위한 트랜스포머 구동전압신호를 생성하고, 이 트랜스포머 구동전압신호를 상기 트랜스포머 입력전압신호로서 압전 트랜스포머(17)로 송출한다. 전압제어발진회로(11)는 제어전압이 공급되고 이 제어전압에 의해서 제어된 발진주파수를 갖는 발진펄스 전압신호를 출력한다. 펄스전압 공급라인(19)는 상기 발진펄스전압신호를 트랜스포머구동부(12)에 구동부 입력펄스전압신호로서 공급한다.
위상차 검출회로(15)는 상기 트랜스포머입력전압신호와 상기 트랜스포머출력 전압신호의 위상차를 검출된 위상차로서 검출한다. 제어회로(16)는 상기 검출된 위상차가 소정의 값(후술하는 바와같이 90°)에 일치하도록 제어전압을 발생한다.
냉음극관(50)의 특성은, 이 인버터회로(10)에 DC 전원전압(8)이 공급된 후부터 냉음극관(50)이 방전을 개시할때까지는 전류가 거의 흐르지 않고, 방전을 개시하여 점등하면, 5mA-10mA 정도 전류가 흐르고, 냉음극관(50)의 양단의 전압은 강하한다. 즉, 냉음극관(50)을 점등시키기 위한 기능으로서, 점등전에서는 고전압을 발생하고, 점등후에는 점등전압을 낮출 필요가 있다.
이곳에서, 압전 트랜스포머(17)의 부하특성(압전 트랜스포머(17)의 출력전압의 주파수 특성)은, 제2(a)도에 도시된 바와같이, 부하가 낮을때에는, 곡선(211)으로 도시된 바와같이 공진주파수(fr1)로 고전압출력이 얻어지고, 부하가 높으면, 곡선(211)으로 도시된 바와같이 공진주파수(fr2)로 저하하고, 최대출력도 낮아진다. 이와같이, 압전 트랜스포머(17)는 냉음극관(50)을 점등시키기 위해서는 적합하다.
제1도 및 제2(a)도 및 제2(b)도에 있어서, 전압제어발진회로(11)로부터 주파수(fr1)의 발진신호가 출력되고 있다고 하면, 트랜스포머 구동부(12)의 트랜스포머 구동전압신호는 트랜스포머 입력전압신호로서 압전 트랜스포머(17)에 전송되고, 압전 트랜스포머(17)의 트랜스출력전압신호로서 고전압이 얻어진다. 이때, 위상차 검출회로(15)는 이미 압전 트랜스포머(17)에 가해진 트랜스포머입력전압신호의 파형보다 90° 위상이 전진한(90° 위상이 전진하고 있다는 것은 -90°로 표현된다) 파형, 즉, 출력검출용 분압저항(18)에 의해서 검출된 압전 트랜스포머(17)의 트랜스포머 출력전압신호의 파형이 입력되고 있기 때문에, 위상차 검출회로(15)는 위상차로서 90°를 검출한다. 이 때문에, 제어회로(16)는 전압제어발진회로(11)의 발진주파수를 변화시키지 않고 유지한다.
다음에, 냉음극관(50)의 점등후에는, 부하가 높아져서 압전 트랜스포머(17)의 공진점이 주파수(fr2)로 변동한다. 이때, 위상차검출회로(15)에는 트랜스포머 입력전압신호의 파형보다 90°가 더 전진한 트랜스포머출력전압신호의 파형이 입력된다. 위상차 검출회로(15)는 위상차로서 90° 보다 큰 값을 검출한다. 이 검출된 위상차에 응답해서, 제어회로(16)는 위상차가 90°로 되도록 전압제어발진회로(11)의 발진주파수를 낮추도록 하는 제어전압을 발생하고, 전압제어발진회로(11)의 발진주파수를 fr2로 한다.
이와같은 인버터회로(10)가, 예컨대 노트북등의 백라이트 점등용으로 사용되는 경우, 인버터회로(10)에 공급되는 DC 전원전압(8)은 어댑터나 배터리로부터 공급되기 때문에 변동한다. 상술한 바와같이, 이 인버터회로(10)에서는 DC 전원전압(8)의 변동에 의해서 냉음극관(50)의 냉음극관 전류가 변화하여, 냉음극관(50)의 휘도가 변화해 버린다. 구체적으로, DC 전원전압(8)이 높아지면, 냉음극관(50)의 냉음극관전류가 크게 돼서, 냉음극관(50)의 휘도가 지나치게 밝게 된다.
이 때문에, 제1도에 가상선으로 도시된 바와같이, 냉음극관 전류를 제어회로(16)로 귀환해서, 제3도(압전 트랜스포머(17)의 출력전압과 효율의 주파수 특성을 도시함)에 도시된 바와같이, 냉음극관전류에 대응해서 발진주파수 (fr)를 압전 트랜스포머(17)의 공진주파수로부터 겹치지 않도록 비키어 놓음으로써, 냉음극관(50)에 인가하는 전압(압전 트랜스포머(17)의 출력전압)을 조정해서 냉음극관 전류를 일정하게 하는 방법이 고려된다. 그러나, 이 방법으로는 제3도에 도시된바와 같이, 공진주파수로부터 겹치지 않게 비키어 놓음으로서 압전 트랜스포머(17)의 효율 η이 저하돼 버린다.
제4도를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 인버터회로(10')는 동일한 참조부호로 표시된 동일한 부분을 포함한다. 이 인버터회로(10′)는 다시 냉음극관(50)으로 흐르는 냉음극관전류를 검출된 전류치로서 검출하는 냉음극관 전류검출회로(21)를 갖는다. 이 인버터회로(10′)는 펄스전압공급라인(19)(제1도) 대신에, 전력조정부(22)를 갖는다. 전력조정부(22)는 전압제어발진회로(11)의 발진펄스전압신호 및 상기 검출된 전류치가 공급되고, 이 검출된 전류치가 일정치로 되도록 발진펄스전압신호의 전력을 조정하고, 전력조정된 펄스전압신호를 트랜스포머구동부(12)의 구동부 입력펄스전압신호로서 출력한다. 트랜스포머 구동부(12)는 전형적으로 전력가변형 증폭회로이다.
상세히 말하면, 전력조정부(22)는 적분회로(23) 및 펄스폭 조정회로(24)를 갖는다.
제4도 및 제5도를 참조하면, 적분회로(23)는 예컨대 RC 적분회로이며, 전압제어발진회로(11)의 발진펄스 전압신호(31)(제5도)를 적분하고 적분된 전압신호(32)(제5도)를 출력한다.
냉음극관 전류검출회로(21)는, 냉음극관(50)이 점등한 후에는 DC 전원전압(8)이 규정치인 통상시에는, 제5도의 (33)으로 표시된 작은 전류치를 검출된 전류치로서 검출한다. DC 전원전압(8)이 규정치보다 높아지면, 제5도의 (34)로 표시된 크기의 전류치를 검출된 전류치로서 검출한다.
제4도 및 제6도를 참조하면, 펄스폭 조정회로(24)는, DC 전원전압(8)이 규정치인 평상시에는, 적분된 전압신호(32)와 검출된 전류치(적은 전류치)(33)를 비교하여, DC 전원전압(8)과 동일한 펄스진폭과 검출된 전류치(적은 전류치)(33)에 의해서 결정되는 넓은 펄스를 갖는 펄스열(35)을 전력조정된 펄스전압신호로서 출력한다.
제4도 및 제7도를 참조하면, 펄스폭 조정회로(24)는, DC 전원전압(8)이 규정치보다 높아지게 되면, 적분된 전압신호(32)와 검출된 전류치(큰 전류치)((34)를 비교해서 DC 전원전압(8)과 동일한 펄스진폭과 검출된 전위치(큰 전류치)(34)에 의해서 결정되는 좁은 펄스폭을 갖는 펄스열(36)을 전력조정된 펄스전압신호로서 출력한다.
제4도 및 제8도를 참조하면, 트랜스포머 구동부(전력가변형 증폭회로)(12)는 DC 전원전압(8)이 규정치인 펑상시에는, 펄스열(35)(제6도)에 응답하여 제8도의 하단에 도시한 바와같이 넓은 펄스폭의 전력의 큰 트랜스포머구동신호를 출력한다. DC전원전압(8)이 규정치보다 높아지게 되면, 트랜스포머 구동부(전력가변형 증폭회로)(12)는 펄스열(36)(제7도)에 응답하여 제8도의 상단에 도시된바와같이 좁은 펄스폭의 전력의 작은 트랜스포머 구동신호를 출력한다. 이에따라, 압전 트랜스포머(17)의 출력은 적어지며, 냉음극관(50)에는 적정한 냉음극관전류가 흘러 일정한 휘도로 된다.
이와같이, 펄스폭 조정회로(24)는 적분된 전압신호와 검출된 전류치에 응답해서, DC 전원전압(8)과 동일한 펄스진폭과 검출된 전류치가 일정치(제5도에 33으로 표시한 DC 전원전압(8)이 규정치인 통상시의 냉음극관 전류치)로 되도록 조정된 펄스폭을 갖는 열을 전력 조정된 펄스전압신호로서 출력한다. 즉, 펄스폭 조정회로(24)는 DC 전원전압(8)이 높아질수록, 큰 펄스진폭을 가지며, 또한 좁은 펄스폭을 갖는 펄스열을 출력한다.
더욱이, DC 전원전압(8)이 강하했을 때도 똑같이 압전 트랜스포머(17)의 입력전력을 조정한다. 본 실시예에서는 냉음극관(50)의 냉음극관 전류의 일정치를 통상시에 일어날 수 있는 전원전압의 최소(전원전압최소시)의 경우로 설정했기 때문에, DC 전원전압(8)이 크게 되었을때에 (전원전압최대) 입력전력의 조정이 가능하다.
제4도에 있어서, 펄스폭 조정회로(24)는 상기 미리 선택된 값(제5도에 33으로 표시한, DC 전원전압 8이 규정치인 통상시의 냉음극관전류치)을 목적하는 범위내에서 변동시킬 수 있는 외측부착가변저항기(25)를 갖는다. 이 외측부착 가변저항기(25)의 저항치를 조정함으로써, DC 전원전압(8)이 규정치인 통상시의 냉음극관전류치를 변동시킬 수 있으며, 냉음극관의 휘도를 조정할 수 있게 된다.
이상에서 설명한 바와같이, 본 발명에 의하면, 압전 트랜스포머의 효율을 저하시킴이 없이, DC 전원전압의 변동에 의한 냉음극관의 휘도의 변동을 억제할 수 있는 압전 트랜스포머를 사용한 냉음극관점등용 인버터 회로가 얻어진다.
Claims (4)
- DC 전원전압을 공급하여 냉음극관을 점등하는 인버터 회로로서, 트랜스포머 입력전압신호에 응답하여 트랜스포머출력전압신호를 생성하고 이 트랜스포머 출력전압신호를 상기 냉음극관으로 공급하여 상기 냉음극관을 점등시키는 압전 트랜스포머와, 구동부 입력펄스 전압신호에 응답하여 상기 압전 트랜스포머를 구동하기 위한 트랜스포머구동전압신호를 생성하고 이 트랜스포머구동전압신호를 상기 트랜스포머 입력전압신호로서 상기 압전 트랜스포머로 송출하는 트랜스포머구동부와, 제어전압을 공급하여 이 제어전압에 의해서 제어된 발진주파수를 갖는 발진펄스 전압신호를 출력하는 전압제어발진회로와, 상기 발진펄스전압신호를 상기 트랜스포머구동부에 구동부 입력펄스전압신호로서 공급하는 펄스전압 공급수단과, 트랜스포머입력전압신호와 상기 트랜스포머출력전압신호의 위상차를 검출된 위상차로서 검출하는 위상차 검출회로와, 상기 검출된 위상차가 소정의 값에 일치하도록 상기 제어전압을 발생하는 제어회로를 갖는 상기 인버터회로에 있어서, 상기 냉음극관으로 흐르는 냉음극관 전류를 검출된 전류치로서 검출하는 냉음극관 전류검출회로를 구비하고, 상기 펄스전압공급수단은 상기 발진펄스전압신호 및 상기 검출된 전류치가 공급되고, 상기 검출된 전류치가 미리 선택된 값이 되도록 상기 발진펄스 전압신호의 전력을 조정하고, 전력조정된 펄스전압신호를 상기 구동부 입력펄스전압신호로서 출력하는 전력조정부를 갖는 것을 특징으로 하는 인버터회로.
- 제1항에 있어서, 상기 전력조정부는 상기 미리 선택된 값을 변동시킬 수 있는 수단을 갖는 것을 특징으로 하는 인버터회로.
- 제1항에 있어서, 상기 전력조정부는, 상기 발진펄스전압신호를 적분하고 적분된 전압신호를 출력하는 적분회로와, 상기 적분된 전압신호와 상기 검출된 전류치에 응답하여 상기 DC 전원전압과 동일한 펄스진폭과 상기 검출된 전류치가 상기 일정치로 되도록 조정된 펄스폭을 갖는 펄스열을 상기 전력조정된 펄스전압신호로서 출력하는 펄스폭 조정회로를 갖는 것을 특징으로 하는 인버터회로.
- 제3항에 있어서, 상기 펄스폭 조정회로는 상기 일정치를 소정의 범위내에서 변동시킬 수 있는 수단을 갖는 것을 특징으로 하는 인버터회로.
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