KR100314909B1 - 형광램프 점등장치 - Google Patents

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Abstract

간헐조광기능을 가지는 인버터에서 형광램프의 램프전류를 일정화하고 안정한 휘도를 얻을 수 있는 형광램프 점등장치가 제공된다. 본 발명의 점등장치는 직류전압을 받아서 형광램프 점등에 필요한 고압의 펄스전압을 발생시키는 인버터와, 상기 형광램프에 흐르는 전류를 전압으로 바꿔주는 램프전류검출저항과, 상기 램프전류검출저항 양단에서 강하되는 전압으로부터 램프전류의 평균치를 검출하기 위한 제1의 램프전류검출회로와, 상기 램프전류검출저항 양단에서 강하되는 전압으로부터 램프전류의 단기간의 평균치를 검출하기 위한 제2의 램프전류검출회로와, 조광신호와 상기 제2의 램프전류검출회로의 출력에 따른 듀티로 상기 인버터에 들어가는 직류전압을 단속함으로써 형광램프의 휘도를 조절하고, 상기 제1의 램프전류검출회로로부터의 출력에 따라 상기 인버터로 들어가는 전압의 크기 또는 주파수를 제어하는 제어회로부를 구비한다.

Description

형광램프 점등장치{Fluorescent lamp lighting apparatus}
본 발명은 냉음극형 형광램프(CCFL)의 점등장치에 관한 것으로서, 특히 간헐조광기능을 가지는 인버터에서 형광램프의 램프전류를 일정화하고 안정한 휘도를 얻을 수 있는 점등장치에 관한 것이다.
종래부터, 냉음극관의 방전램프를 점등하는 방전램프 점등장치로서 인버터 회로에 의해 직류전압을 소정 주파수의 교류전압으로 변환하고, 이 교류전압을 방전관에 인가하여 방전램프를 점등하는 장치가 알려져 있다.
또한, 이러한 방전램프 점등장치에 있어서, 방전관의 휘도조정을 행하는 방법으로서는, 첫번째로, 스위칭 소자 등을 이용하여 인버터 회로에 입력되는 직류전압을 주기적으로 단속하는 방법(이하, 이를 간헐조광이라 한다), 두번째로, 스위칭식 DC/DC 컨버터를 이용하여 인버터 회로에 입력되는 직류전압을 변화시키는 방법 등이 사용되고 있다.
이러한 종래의 방전램프의 예로서는 일본국 공개특허공보 특개평5-242978호와 특개평5-276558호를 들 수 있다.
도 1은 이러한 종래의 형광램프 점등장치의 구성을 보여주는 개략블록도이다. 도 1의 장치에서 구동회로부(10)는 직류전압을 받아서, 또는 간헐조광의 경우에는 일정 주파수(예를 들면 160Hz∼3kHz)로 온오프 단속되는 펄스전압(조광 펄스)을 받아서, 간헐조광시에 상기 직류전압이 단속되는 주파수보다는 빠른 일정한 주파수(예를 들면 코일트랜스 타입의 경우 30kHz∼60kHz, 피에조트랜스 타입의 경우 약100kHz)로 온오프 단속하여 펄스전압(인버터 펄스)을 압전트랜스 또는 코일트랜스 등의 트랜스(20)를 거쳐서 형광램프(CCFL)에 인가하게 된다. 도 1에서 구동회로부(10)와 트랜스(20)는 통상적인 인버터 회로를 구성한다.
형광램프(CCFL)의 램프전류는 램프전류검출저항(60)을 통해 흐르므로 램프전류검출회로1(40)은 여기에서의 전압강하치로부터 램프에 흐르는 전류를 검출하게 된다. 제어회로부(30)는 램프전류검출저항에서의 전압강하치를 일정하게 유지하도록, 즉 형광램프(CCFL)에 흐르는 전류를 일정하게 유지하도록 구동회로부(10)의 전압 또는 주파수를 제어한다.
제어회로부(30)에는 또한 형광램프의 휘도를 조절하기 위한 조광신호가 입력된다. 제어회로부(30)는 조광신호에 비례하는 듀티로 구동회로부에 공급되는 전압을 단속하도록 함으로써 조광신호에 비례하는 휘도를 얻도록 한다.
조광신호에 의해 최대 휘도로 형광램프가 점등되는 경우(즉, 듀티가 100%인 경우)에는 입력전원의 변동, 형광램프의 경시(經時)변화, 주위 온도변화 등에 따라 휘도를 일정하게 유지하는 것이 가능하다. 그러나, 조광신호에 의해 설정된 듀티로 형광램프를 간헐적으로 점등하여 휘도를 낮추는 경우에는, 일정한 듀티로 제어되기 때문에 상기 변동 이외에 온오프되는 주파수의 변동이 발생하면 형광램프의 휘도가 약간 변화하므로, 양호한 조광이라고는 말할 수 없다.
본 발명은 이러한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 형광램프를 간헐 점등하는 경우에 휘도를 일정하게 유지하고, 양호한 조광기능을 구현하는 점등장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
도 1은 종래의 형광램프 점등장치의 구성을 보여주는 개략블록도이다.
도 2는 본 발명의 형광램프 점등장치의 개략적인 구성을 보여주는 개략블록도이다.
도 3은 본 발명의 형광램프 점등장치의 일실시예의 구성을 보여주는 블록도이다.
도 4는 도 3의 회로에서의 파형을 보여주는 파형도이다.
본 발명의 형광램프 점등장치는, 램프에 흐르는 전류를 검출하여 전류를 일정하게 유지하도록 구동회로부(10)의 전압 또는 주파수를 제어하도록 하는 램프전류검출회로1(40) 이외에, 램프에 흐르는 전류를 검출하여 조광신호에 따른 휘도를 유지할 수 있도록 램프구동신호의 듀티를 제어하는 램프전류검출회로2(50)를 더 구비하도록 함으로써 형광램프를 간헐 점등하는 경우에 휘도를 일정하게 유지하도록 구성하고 있다.
이하 도면을 참조하여 본 발명의 형광램프 점등장치에 대해서 상세히 설명한다. 도 2는 본 발명의 형광램프 점등장치의 개략적인 구성을 보여주는 개략블록도이며, 도 3은 본 발명의 형광램프 점등장치의 일실시예의 블록도이다.
도 2에서 구동회로부(10)는 직류전압을 받아서, 또는 간헐조광의 경우에는 일정 주기로 온오프 단속되는 펄스전압(조광 펄스)을 받아서, 간헐조광시에 상기 직류전압이 단속되는 주파수보다는 빠른 일정한 주파수로 온오프 단속하여 펄스전압(인버터 펄스)을 압전트랜스 또는 코일트랜스 등의 트랜스(20)를 거쳐서 형광램프(CCFL)에 인가하게 된다.
형광램프(CCFL)의 램프전류는 램프전류검출저항(60)을 통해 흐르므로 램프전류검출회로1(40)과 램프전류검출회로2(50)는 여기에서의 전압강하치로부터 램프에 흐르는 전류를 검출하게 된다.
제어회로부(30)는 램프전류검출회로1(40)로부터의 검출전압에 따라 램프전류검출저항에서의 전압강하치를 일정하게 유지하도록, 즉 형광램프(CCFL)에 흐르는 전류를 일정하게 유지하도록 구동회로부(10)의 전압 또는 주파수를 제어한다.
제어회로부(30)에는 또한 형광램프의 휘도를 조절하기 위한 조광신호가 입력된다. 제어회로부(30)는 조광신호에 비례하는 듀티로 구동회로부에 들어가는 전압이 온오프 단속하도록 함으로써, 즉 조광신호에 비례하는 듀티를 가진 조광펄스를 생성하도록 함으로써 조광신호에 비례하는 휘도를 얻도록 한다. 이때, 제어회로부(30)는 램프전류검출회로2(50)로부터의 전압과 조광신호를 조합하여 조광펄스의 듀티를 제어함으로써 구동회로부의 온오프 주파수의 변동에 따른 휘도의 변화를 최소화한다.
이때, 램프전류검출회로1(40)은, 간헐점등에 의한 영향을 받지 않도록 하기 위해서는 램프전류검출저항에서 강하되는 펄스전압의 평균치를 검출할 수 있도록 하여야 한다. 따라서, 램프전류검출회로1(40)은 충분히 높은 시정수의 적분회로로 구성할 수 있다.
이에 반해, 램프전류검출회로2(50)는 간헐점등에 의해 조절되는 휘도가 원하는 휘도가 되도록 하기 위해서는 램프전류검출회로1(40)보다는 빠른 응답을 가져야 한다. 따라서, 램프전류검출회로2(50)는 램프전류검출회로1(50)에 비해서는 낮은 시정수의 적분회로로 구성한다.
도 3은 본 발명의 형광램프 점등장치의 일실시예의 구성을 보여주는 블록도이다.
도 3에서 좌상단의 파단선으로 둘러싸여진 부분이 도 2에서의 제어회로부(30)에 해당하며, 하단부의 파단선으로 둘러싸여진 부분이 도 2에서의 램프전류검출회로2(50)에 해당한다. 또한, 저항 R5가 도 2에서의 램프전류검출저항(60)에 해당한다.
제어회로부(30)는 전술한 것처럼 조광신호에 비례하여 구동회로부에 들어가는 전압을 온오프 제어함으로써 형광램프(CCFL)의 휘도를 제어한다. 이에 대해서 도 3과 도 4를 참조하여 설명한다.
발진기(31)는 일정한 주파수로 발진하고 있다. 톱니파 발생회로(32)는 발진기(31)로부터의 출력으로부터 도 4의 (a)에 도시한 것과 같은 톱니파를 발생시킨다. 이 톱니파는 비교기(35)의 + 단자에 입력된다. 비교기(35)의 - 단자에는 조광신호와 램프전류검출회로2(50)에서 출력되는 전압의 조합에 의한 직류전압이 입력되게 된다.
비교기(35)는 + 단자에 입력되는 전압(Vb)이 - 단자에 입력되는 전압(Va)보다 클 경우에만 일정 전압을 발생하고, 그 반대의 경우에는 접지전압 또는 상기 일정전압에 대응되는 음의 전압을 발생하게 된다. 본 실시예에서는 접지전압이 발생되는 경우를 예로 들어 설명한다.
따라서, 도 4에 보인 것처럼, 비교기(35)의 출력에는 Vb가 Va보다 높은 경우에만 전압이 발생하게 되어, 일정한 주파수의 펄스 전압(조광펄스)이 비교기(35)로부터 출력되게 되는 것이다. 따라서, Va의 전압을 낮추면 조광펄스의 온되는 부분이 넓어지게(즉, 듀티가 높아지게) 되며, Va의 전압을 높이면 조광펄스의 온되는 부분이 좁아지게(즉, 듀티가 낮아지게) 되는 것이다.
조광신호는 가산기(34)의 +측 단자로 입력되므로 조광신호를 높이면 Va가 높아져서 듀티가 낮아지게 된다. 즉, 조광신호의 전압과 조광펄스의 듀티와는 역비례의 관계에 있게 된다. 조광신호의 전압과 조광펄스의 듀티를 비례관계로 두려면, 레벨제어(33)시에 조광신호에 역비례하게 레벨을 제어할 수도 있다.
램프전류검출회로2(50)의 출력은 가산기(34)의 -측 단자로 입력된다. 즉, 램프전류검출회로2(50)의 출력이 낮아지면 Va가 높아져서 조광펄스의 듀티는 낮아지게 된다.
램프전류검출회로2(50)는 램프전류검출저항(R5)에 다이오드 D2를 통해 연결되어 있다. 램프전류검출저항(R5)에는 램프(CCFL)를 구동하기 위한 AC 전류에 의하여 AC 전압이 발생되게 된다. 다이오드 D2가 역방향으로 연결되어 있으므로, 다이오드 D2는 램프전류검출저항(R5)에 음의 전압이 인가되었을 때에 턴온되게 된다. 따라서, 램프전류검출회로2(50)의 컨덴서(C1, C3)는 램프전류검출저항(R5)에 음의 전압이 인가되었을 때 음의 전압으로 충전되게 된다.
램프(CCFL)의 휘도가 높아지게 되면 램프전류검출저항(R5)에서 강하되는 전압값도 높아지게 된다. 따라서, 램프전류검출회로2(50)의 컨덴서(C1, C3)에 충전되는 음의 전압도 음의 방향으로 높아지게 된다. 그러므로, 램프(CCFL)의 휘도가 높아지게 되면 가산기(34)의 -측 단자에는 더욱 낮은 전압이 가해지게 되어, Va가 높아지게 된다.
결국, 램프(CCFL)의 휘도가 높아지게 되면 Va가 높아지므로 조광펄스의 듀티는 낮아지게 되어 휘도가 낮아지게 된다. 반대로 램프(CCFL)의 휘도가 낮아지게 되면 Va가 낮아지므로 조광펄스의 듀티는 높아지게 되어 휘도가 높아지게 된다. 따라서, 일정한 휘도를 얻을 수 있게 되는 것이다.
이상 본 발명을 실시예를 예시적으로 사용하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 본 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술적 사상에서 벗어나지 않으면서 많은 변형과 수정을 가할 수 있음을 이해할 것이다.
이상 설명한 것처럼, 본 발명에 따르면 형광램프를 간헐 점등하는 경우에 휘도를 일정하게 유지하고, 양호한 조광기능을 구현할 수 있게 된다.

Claims (3)

  1. 직류전압을 받아서 형광램프 점등에 필요한 고압의 펄스전압을 발생시키는 인버터와,
    상기 형광램프에 흐르는 전류를 전압으로 바꿔주는 램프전류검출저항과,
    상기 램프전류검출저항 양단에서 강하되는 전압으로부터 램프전류의 평균치를 검출하기 위한 제1의 램프전류검출회로와,
    상기 램프전류검출저항 양단에서 강하되는 전압으로부터 램프전류의 단기간의 평균치를 검출하기 위한 제2의 램프전류검출회로와,
    조광신호와 상기 제2의 램프전류검출회로의 출력에 따른 듀티로 상기 인버터에 들어가는 직류전압을 단속함으로써 형광램프의 휘도를 조절하고, 상기 제1의 램프전류검출회로로부터의 출력에 따라 상기 인버터로 들어가는 전압의 크기 또는 주파수를 제어하는 제어회로부
    를 구비하는 것을 특징으로 하는 형광램프 점등장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제2의 램프전류검출회로의 시정수는 상기 제1의 램프전류검출회로의 시정수보다 낮은 것을 특징으로 하는 형광램프 점등장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제어회로부는 상기 제2의 램프전류검출회로의 출력이 램프전류의 평균치가 높다는 것을 나타내는 경우에는 상기 인버터로 들어가는 직류전압을 단속하는 펄스의 듀티를 낮추고, 반대의 경우에는 펄스의 듀티를 높이는 것을 특징으로 하는 형광램프 점등장치.
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