KR100313767B1

KR100313767B1 - 엘씨디 백라이트용 인버터 휘도 조절장치

Info

Publication number: KR100313767B1
Application number: KR1020000004066A
Authority: KR
Inventors: 최정규
Original assignee: 구자홍; 엘지전자주식회사
Priority date: 2000-01-27
Filing date: 2000-01-27
Publication date: 2001-11-15
Also published as: KR20010076723A

Abstract

본 발명에 따른 LCD 백라이트용 인버터 휘도 조절장치는, 인버터 휘도조절 전압과 기준 삼각파 입력을 비교하여 소정 주기 및 폭을 갖는 펄스폭 구형파를 발생하는 펄스파형 발생수단과, 상기 펄스파형 발생수단으로부터 발생되는 펄스폭 구형파 신호를 직접 입력받아 인버터 구동전압을 스위칭 출력하여 램프 구동용 교류고압을 만드는 직류/교류 변환수단과, 상기 직류/교류 변환수단으로부터 교류고압을 인가받아 램프에 흘려주는 출력 콘넥터를 포함하여 인버터 휘도를 조절하는 것을 특징으로 한다.

이 같은 본 발명에 의하면, 인버터 휘도 조절전압에 따라 발생되는 펄스폭 구형파에 따라 직접 직류/교류 변환부의 구동제어신호로 출력하여 줌으로써, 종래의 인버터 회로에 필요로 하는 불필요한 비교기나 OP앰프등의 반도체 및 그 주변회로를 제거하여 간단한 회로로 구성하여 전체 인버터 회로의 제작 비용을 절감할 수 있도록 함에 있다.

Description

엘씨디 백라이트용 인버터 휘도 조절장치{Device for contrast control of inverter for back light of LCD}

본 발명에 따른 LCD 백라이트용 인버터 휘도 조절장치는 특히, 종래의 직류/직류 변환회로 및 직류/직류 변환 제어회로등을 사용하지 않고, 인버터 휘도조절 전압에 따라 발생되는 펄스폭 구형파를 직접 직류/교류 변환회로에 연결하여 램프의 휘도를 조절 할 수 있도록 한 인버터 휘도 조절장치에 관한 것이다.

근래에는 뷰파인더의 표시수단으로서 종래의 무겁고 크기가 큰 CRT 디스플레이 대신 소형, 경량의 액정디스플레이(Liquid Crystal Display; LCD)를 채택하는 경우가 많다.

일반적으로 LCD는 그 자체로는 발광하지 못하는 수광소자이므로, 액정판 후면에 투과율이 큰 백라이트(back light)를 부착시킴으로서 균일한 휘도로 LCD에 표시된 화상 정보를 선명하게 볼 수 있도록 만들어 진다. 보통 백라이트의 발광수단으로 백라이트 램프(Lamp)를 사용한다. 백라이트 램프는 일반 조명용의 형광 램프를 가능한 한 그 효율성을 유지시키면서, 백라이트의 크기에 맞도록 축소화한 것이다. 이러한 백라이트 구동을 위한 인버터 회로는 도 1과 같다.

도 1은 종래 LCD 백라이트 인버터 제어장치를 보인 회로 구성도이다.

도 1을 참조하면, 인버터 구동전압(Vcc1)을 입력받아 전압강하된 직류전압을 발생하는 직류/직류(DC/DC) 변환부(101)와, 상기 직류/직류 변환부(101)의 직류전압을 램프 구동용 교류 고압으로 변환하는 직류/교류(DC/AC) 변환부(102)와, 상기 직류/교류 변환부(102)의 양단에 직렬로 연결되어 상기 램프 구동용 교류고압을 램프에 흘려주는 출력 콘넥터(103)과, 인버터 구동전압(Vcc1)과 휘도조절 전압(Vcc2)를 입력받아 이를 비교한 후 소정의 주기 및 폭을 갖는 펄스폭 구형파를 발생하는 펄스파형 발생부(104)와, 상기 펄스파형 발생부(104)로부터 발생된 펄스폭 구형파를 인버터 구동전압과 비교한 후 상기 직류/직류 변환부(101)의 구동을 제어하기 위한 직류/직류변환 제어부(105)를 포함한 구성이다.

여기서, 상기 직류/직류 변환부(101)는, 상기 인버터 구동전압(Vcc1)을 스위칭 출력하는 다수개의 스위칭소자(Q1,Q2,Q3)와, 상기 직류/직류변환 제어부(105)의제어신호에 의해 상기 스위칭소자(Q1,Q2)의 구동을 제어하는 스위칭소자(Q4)를 포함한 구성이다.

상기 직류/교류 변환부(102)는, 직류/직류 변환부(101)로부터 입력되는 신호에 의해 스위칭하는 스위칭소자(Q5,Q6)와, 상기 스위칭소자(Q5,Q6)의 스위칭에 의해 인가되는 전압을 교류 고압으로 변환하는 트랜스(T1)를 포함한 구성이다.

상기 펄스파형 발생부(104)는, 저항(R15~R18) 및 콘덴서(C7), 다이오드(D4)와 2번 핀을 통해 발생되는 일정 삼각파를 6번 핀으로 입력받고, 인버터 휘도 조절전압(Vcc2)을 저항(R22) 및 콘덴서(C8)를 통해 5번 핀으로 입력받은 후, 상기 휘도 조절전압(Vcc2)과 삼각파를 비교하여 그 결과에 따라 펄스폭 구형파를 발생하는 제 1 아이씨(IC1)를 포함한 구성이다.

상기 직류/직류변환 제어부(105)는, 펄스파형 발생부(104)로부터 출력되는 펄스파형을 14번 핀으로 입력받아 그 파형의 레벨에 따라 상기 스위칭소자(Q4)의 베이스와 에미터에 인가되는 전압을 제어하여 전체 직류/직류 변환부(101)의 동작을 제어하는 제 2 아이씨(IC2)를 포함한 구성이다.

미 설명 부호 R1~R14, R19~R7은 저항, C1~C6, C8~C12는 콘덴서, D1~D3는 다이오드이다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 종래 LCD 백라이트용 인버터 휘도조절 장치에 대하여 설명하면 다음과 같다.

먼저, 직류/직류 변환부(101)은 다수개의 스위칭소자(Q1~Q4)를 포함하고 있으며, 상기 스위칭소자(Q1,Q2)는 B급 푸쉬풀로 연결되어 그 베이스로 입력되는 인버터 구동전압(Vcc1; 모벨별로 12V~24V전압)을 스위칭 출력하게 된다. 상기 스위칭소자(Q3)는 베이스로 입력되는 스위칭소자(Q1,Q2)의 출력 및 그 에미터와 베이스로 입력되는 인버터 구동전압(Vcc1)을 스위칭 출력하게 됨으로써, 인버터 구동전압(Vcc1)을 전압강하시킨 후 직류/교류 변환부(102)에 직류전압을 인가해 준다.

상기 직류/교류 변환부(102)는 스위칭소자(Q5,Q6) 및 트랜스(T1)를 포함하고 있으며, 상기 스위칭소자(Q5,Q6)는 직류/직류 변환부(101)의 직류전압을 베이스로 입력받아 스위칭 출력하고, 상기 스위칭소자(Q5,Q6)의 스위칭 출력에 의해 트랜스(T1)는 내부 권선비(n1:n2)에 따라 그 2차측에 램프 구동용 교류 고압을 만들어 출력해 준다.

상기 출력 콘넥터(103)는 상기 직류/교류 변환부(102)의 출력고압을 고압측(2)으로, 저압을 저압측(1)으로 인가받은 후 내부에 연결되는 램프(Lamp)를 전압의 레벨에 따라 전류를 흘려주어 발광시켜 준다.

이를 위해서, 직류/직류 변환부(101)를 구동하기 위해서는 소정의 주기 및 펄스폭을 갖는 펄스 파형이 필요하게 되는 데, 이러한 펄스폭 구형파는 펄스파형 발생부(104)에서 발생된다.

상기 펄스파형 발생부(104)는 제 1아이씨(IC1)을 포함하고 있으며, 제 1아이씨(IC1)는 저항(R16~R18), 다이오드(D4), 콘덴서(C7)를 통해서 입력되는 인버터 구동전압과의 상호작용으로 제 1아이씨(IC1)의 2번 핀으로 기준 삼각파(200Hz~400Hz)를 발생시켜 6번 핀으로 다시 입력된다. 이때의 제 1아이씨(IC1)는 저항(R22) 및콘덴서(C8)를 통해서 평활된 인버터 휘도조절 전압(Vcc2)을 5번 핀으로 입력받고 상기 6번 핀의 삼각파와 비교하게 된다.

이때, 제 1아이씨(IC1)의 삼각파 전압이 인버터 휘도조절 전압 보다 클 경우 7번 핀으로 부터 출력되는 신호는 없으며, 이에 따라 'A' 노드상의 저항(R13)을 통해 직류/직류 변환 제어부(105)의 제 2아이씨(IC2)의 14번핀에 입력되는 신호는 없게 된다.

그러면, 제 2아이씨(IC2)는 상기 14번 핀으로 입력되는 신호가 없을 경우 그 10번 핀을 통해 스위칭소자(Q4)의 에미터에 인가되는 전압을 스위칭소자(Q4)의 베이스에 연결된 16번핀의 전압 보다 높게 인가해 준다. 즉, 제 2아이씨(IC2)는 스위칭소자(Q4)의 에미터에 인가되는 전압이 그 베이스에 인가되는 전압(IC2 기준전압; 약 2.5V) 보다 높은 전압(약 5V)을 인가함으로, 상기 스위칭소자(Q4)를 오프시켜 준다..

상기 스위칭소자(Q4)가 오프됨에 따라 그 직류/직류 변환부(101)의 스위칭소자(Q1,Q2)에 입력되는 인버터 구동전압(Vcc1)이 로우레벨로 떨어져 스위칭소자(Q1,Q2,Q3)는 오프되므로, 직류/직류 변환부(101)의 출력이 발생하지 않아 직류/교류 변환부(102)는 동작을 하지 않게 되어 인버터 출력을 발생하지 않는다.

한편, 펄스파형 발생부(104)는 제 1아이씨(IC1)의 6번 핀에 입력되는 삼각파 전압이 5번 핀에 입력된 휘도조절 전압(Vcc2) 보다 작을 경우에는 7번 핀에 연결된 저항(R21,R29)에 의해 분할된 전압이 출력되고, 이 전압이 'A' 노드상의 저항(R13)과 저항(R14)에 의해 다시 분할된 후 직류/직류 변환 제어부(105)에 구비된 제 2아이씨(IC2)의 14번핀에 일정 구형파신호가 입력된다.

상기 제 2아이씨(IC2)는 14번 핀으로 입력되는 구형파신호에 인해 스위칭소자(Q4)의 에미터에 인가되는 전압을 그 스위칭소자(Q4)의 베이스에 인가되는 전압 보다 낮게 인가해 준다. 즉, 제 2아이씨(IC2)는 스위칭소자(Q4)의 에미터에 인가되는 전압이 그 베이스에 인가되는 전압(IC2 기준전압; 약 2.5V)를 중앙에 두고 로우와 하이를 반복하는 구형파로 발생된다.

상기 제 2아이씨(IC2)로 부터 인가되는 구형파 신호에 의해 직류/직류 변환부(101)의 스위칭소자(Q4)가 온, 오프 스위칭하게 된다. 그러면 스위칭소자(Q1,Q3)가 로우신호의 구형파로 인해 온 동작하고, 하이신호의 구형파로 인해 오프동작하는 것을 연속적으로 반복하게 된다. 이에 따라 스위칭소자(Q3)를 통해서 전압 강하된 직류전압이 다이오드(D1) 및 라인필터(L1)를 거쳐 직류/교류 변환부(102)에 입력된다. 이때의 전압은 인버터 구동전압(Vcc1) 보다 낮은 전압으로 일정하게 공급해 준다.

이로 인해, 상기 직류/교류 변환부(102)는 스위칭소자(Q5,Q6)가 전압강하된 전압을 베이스로 입력받아 스위칭하게 되며, 트랜스(T1)의 2차측(n2)으로 램프 구동용 교류 고압을 만들어 출력 콘넥터(103)에 연결된 램프(Lamp)가 정상 동작하게 된다. 또 펄스파형 발생부(104)로부터 발생되는 구형파신호에 의해 램프의 휘도가 조절된다.

따라서, 펄스파형 발생부(104)로 부터 구형파 신호가 발생될 경우에만 인버터의 출력이 발생하고, 구형파 신호가 발생되지 않을 경우에는 인버터 출력이 발생되지 않게 됨으로써, 휘도조절 전압에 따라 변화하는 구형파의 하이레벨에 따라 인버터 출력에 연결되어 있는 램프의 휘도가 조절된다.

그러나, 인버터의 휘도 조절에 있어서 펄스파형 발생부(104)에 입력되는 전압(Vcc2)에 따라 변화하는 직류/직류변환 제어부(105)의 구형파의 하이 레벨에 따라 인버터 출력에 연결되어 있는 램프의 휘도가 조절되는 데, 이러한 불필요한 직류/직류 변환부(101)와 직류/직류변환 제어부(105)가 있으므로 인해서 인버터 제작시 전체 비용을 증가시키는 문제가 발생하게 된다.

본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위해 도출된 것으로서, 펄스파형 발생부에 의해 발생되는 펄스폭 구형파로 직접 직류/교류 변환부의 구동을 직접 제어할 수 있도록 한 LCD 백라이트용 인버터 휘도 조절장치를 제공함에 그 목적이 있다.

도 1은 종래 LCD 백라이트용 인버터 휘도 조절장치를 보인 회로 구성도

도 2는 본 발명에 따른 LCD 백라이트용 인버터 휘도 조절장치의 실시예를 보인 회로 구성도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

101...직류/직류 변환부 102,202...직류/교류 변환부

103,203...출력 콘넥터 104,201...펄스파형 발생부

105...직류/직류 변환 제어부

상기한 목적 달성을 위한, 본 발명에 따른 LCD 백라이트용 인버터 휘도 조절장치는,

인버터 휘도조절 전압과 기준 삼각파 입력을 비교하여 소정 주기 및 폭을 갖는 펄스폭 구형파를 발생하는 펄스파형 발생수단과,

상기 펄스파형 발생수단의 펄스폭 구형파에 의해 직접 구동 제어를 받고 상기 펄스폭 구형파에 따라 인버터 구동전압을 스위칭 출력하여 램프 구동용 교류고압을 만드는 직류/교류 변환수단과,

상기 직류/교류 변환수단으로부터 교류고압을 인가받아 램프에 흘려주는 출력 콘넥터를 포함한 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 펄스파형 발생수단은 아이씨를 포함하고, 상기 아이씨는 저항 및 다이오드, 콘덴서에 의해 기준 삼각파를 발생시켜 인버터 휘도 조절전압과 비교하고, 그 비교 결과에 따라 펄스폭 구형파의 레벨을 제어한다.

상기 직류/교류 변환수단은 펄스파형 발생수단으로부터 발생된 펄스폭 구형파를 지연시키는 저항 및 콘덴서와, 상기 지연된 펄스폭 구형파에 의해 인버터 구동전압을 온, 오프 스위칭하는 제 1스위칭소자와, 상기 제 1스위칭소자의 스위칭으로 램프 구동용 교류고압을 만드는 트랜스와, 상기 제 1스위칭소자의 스위칭시 트랜스에 교류전압이 출력되도록 동작하는 제 2, 제 3스위칭소자를 포함한 것을 특징으로 한다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명에 따른 LCD의 백라이트 인버터 휘도조절 장치의 실시예에 의한 회로 구성도이다.

인버터 휘도조절전압(Vcc2)과 기준 삼각파 전압 입력을 비교하여 그 결과에 따라 펄스폭 구형파를 발생하는 펄스파형 발생부(201)와, 상기 펄스파형 발생부(201)의 펄스폭 구형파 신호에 의해 인버터 구동전압(Vcc1)을 스위칭 출력하여 램프 구동용 교류고압을 만드는 직류/교류 변환부(202)와, 상기 직류/교류 변환부(202)로부터 교류고압을 인가받아 램프에 흘려주는 출력 콘넥터(203)를 포함한것을 특징으로 한다.

여기서, 펄스파형 발생부(201)는 아이씨(IC1)를 포함하고, 그 아이씨(IC1)는 입력되는 기준 삼각파 전압과 인버터 휘도 조절전압(Vcc2)을 비교하여 구형파를 발생시켜 출력하는 구성이다.

상기 직류/교류 변환부(202)는 상기 구형파 하이신호에 의해 온 동작하여 인버터 구동전압을 스위칭 출력하는 스위칭소자(Q11)와, 상기 스위칭소자(Q11)에 의해 입력되는 인버터 구동전압을 램프 구동용 교류고압으로 변환하는 트랜스(T11)와, 상기 스위칭소자(Q11)의 스위칭시 트랜스(T11)에 교류전압이 출력되도록 동작하는 스위칭소자(Q12,Q13)를 포함한 구성이다.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 LCD 백라이트용 인버터 휘도 조절장치에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 설명하며, 종래와 동일부분에 대해서는 간략하게 설명하기로 한다.

먼저, 펄스파형 발생부(201)에는 약 0~5V의 인버터 휘도조절전압(Vcc2)과 펄스폭 변조(PWM) 제어신호를 만들기 위한 기준 삼각파가 200~400Hz 전압으로 입력되며, 직류/교류 변환부(202)에는 인버터 구동전압(Vcc1)이 모델별로 12~24V 전원으로 입력된다.

상기 펄스파형 발생부(201)는 내부 아이씨(IC11)의 2번 핀에 연결된 저항(R52~R58) 및 콘덴서(C23), 그리고 다이오드(D10)와의 상호 작용으로 2번 핀으로부터 발생되는 기준 삼각파를 6번 핀으로 입력받고, 저항(R55) 및 콘덴서(C24)에서 평활된 후 5번 핀으로 입력되는 인버터 휘도조절전압(Vcc2)을 비교하게 된다.

상기 아이씨(IC11)는 6번 핀에 입력된 삼각파 전압이 5번 핀에 연결된 휘도조절 전압 보다 클 경우에는 7번 핀으로 출력되는 전압은 '0V'가 출력되며, 이 전압이 직류/교류 변환부(202)의 스위칭소자(Q11) 베이스에 입력되면 스위칭소자(Q11)는 오프된다. 이에 따라 직류/교류 변환부(202)가 동작하지 않아 인버터 출력이 발생하지 않는다.

한편, 펄스파형 발생부(201)의 아이씨(IC1)에 입력되는 삼각파 전압이 휘도조절 전압 보다 작을 경우에는 7번핀으로 인버터 구동전압(Vcc1)이 저항(R53,R59)에서 분할된 전압의 레벨로 'A'노드로 출력되며, 이 전압이 직류/교류 변환부(202)의 저항(R59) 및 콘덴서(C53)에 의해 지연된 후 스위칭소자(Q11)의 베이스에 입력되어 상기 스위칭소자(Q11)를 온 시킨다.

상기 스위칭소자(Q11)가 온 되면 스위칭소자(Q12,Q13)도 동작하게 되고, 이에 따라 트랜스(T11)가 램프 구동용 교류고압을 출력하게 되므로, 직류/교류 변환부(202)가 정상 동작하여 램프 구동용 교류고압을 출력 콘넥터(203)로 출력하여 주어 램프의 휘도를 조절하게 된다.

따라서, 펄스파형 발생부(201)로부터 펄스폭 구형파의 발생 여부에 따라 직접 직류/교류 변환부(202)의 구동을 제어할 수 있으며, 또한 상기 구형파의 하이신호 크기에 따라 인버터 출력에 연결되어 있는 램프의 휘도가 조절된다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 인버터 구동전압을 교류고압을 발생하기 위한 인버터의 휘도조절을 위해 기존에 적용하던 직류/직류 변환부와 이를 조절하기 위한 비교기나 OP앰프 등의 반도체 및 그 주변회로를 삭제하고, PWM파형 발생회로 만을 이용하여 직접 인버터의 휘도를 조절함으로써, 인버터 제작 비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.

Claims

인버터 휘도조절 전압과 기준 삼각파 입력을 비교하여 소정 주기 및 폭을 갖는 펄스폭 구형파를 발생하는 펄스파형 발생수단과,

상기 펄스파형 발생수단으로부터 발생되는 펄스폭 구형파 신호를 직접 입력받아 인버터 구동전압을 스위칭 출력하여 램프 구동용 교류고압을 만드는 직류/교류 변환수단과,

상기 직류/교류 변환수단으로부터 교류고압을 인가받아 램프에 흘려주는 출력 콘넥터를 포함하여 인버터 휘도를 조절하는 것을 특징으로 하는 LCD 백라이트용 인버터 휘도 조절장치.
제 1항에 있어서,

상기 직류/교류 변환수단은, 상기 펄스발생수단으로부터 직접 입력되는 펄스에 의해 구동하도록, 상기 펄스파형을 지연시키는 저항 및 콘덴서와, 상기 저항 및 콘덴서로 부터 지연된 펄스파형에 의해 온,오프 스위칭하여 인버터 구동전압을 스위칭 출력하는 제 1스위칭소자와, 상기 제 1스위칭소자에 의해 램프 구동용 교류 고압을 만드는 트랜스와, 상기 제 1스위칭소자의 스위칭시 상기 트랜스에 교류전압이 출력되도록 동작하는 제 2,제 3스위칭소자를 포함하는 것을 특징으로 하는 LCD 백라이트용 인버터 휘도 조절장치.