KR100358925B1

KR100358925B1 - 플라즈마 방전형 플랫 백라이트 구동회로

Info

Publication number: KR100358925B1
Application number: KR1020010007698A
Authority: KR
Inventors: 허정욱; 이환웅; 임성규; 김청수
Original assignee: 주식회사 지엘디
Priority date: 2001-02-16
Filing date: 2001-02-16
Publication date: 2002-11-01
Also published as: KR20020067233A

Abstract

본 발명의 목적은 백라이트 구동회로 파워트랜스에서 피드백되는 신호를 기준 설정 값에 비교하여 오동작에 의한 과전류를 감지함과 함께 백라이트 휘도값 변화에 따른 전류의 변화량을 감지하여 트랜스포머에 인가되는 펄스의 듀티비 및 펄스폭을 조절하는 것으로 트랜스포머의 입력을 고전력, 고효율의 조건으로 백라이트의 휘도를 안정화시킬 수 있는 LCD 구동을 위한 플라즈마 방전형 백라이트의 구동회로를 제공하는데 있다.

본 발명의 인버터회로는 출력전류 변동분에 해당하는 전압 값을 피드백 받아 이를 기준전압 값에 비교하여 휘도조절용 펄스를 생성하는 주제어부(60); 상기 주제어부로부터 휘도조절용 출력펄스를 입력받아 구동펄스를 발생하고 이 구동펄스를 이용하여 파워트랜지스터 스위칭용 펄스출력을 발생하는 부제어부(20); 상기 부제어부의 펄스출력으로 구동하여 파워트랜스의 입력전류 스위칭용 제어신호를 생성하는 스텝업 인버터부(30); 상기 스텝업 인버터부에 전원을 공급하는 라인 필터부(10); 상기 스텝업 인버터부의 출력에 따라 백라이트를 구동하는 고주파의 고전압을 출력하는 출력부(40); 상기 스텝업 인버터부의 흐르는 전류를 주제어부로 공급하는 과전류 검출부(70); 상기 스텝업 인버터부의 흐르는 전류 변동분을 전압성분으로 변환하여 주제어부에 공급하는 밝기 제어기 및 피드백부(50)를 포함한다.

Description

플라즈마 방전형 플랫 백라이트 구동회로{The driving circuit of the plasma discharge type flat backlight}

본 발명은 플라즈마 방전형 플랫 백라이트 구동회로에 관한 것으로서, 특히, 백라이트 구동회로 출력측의 파워트랜스 1.2차측에서 피드백되는 신호를 주제어부가 설정 값과 비교하여 인버터의 입력측 전류량의 변화와 백라이트 방전에 따른 전류량의 변화를 감지하고 그에 따라 회로의 오동작 방지 및 휘도 조절을 위한 PWM(Pulse Width Modulation) 신호를 발생시켜 부제어부가 펄스발생을 조절하도록 하여 구동회로 출력측의 파워트랜스 1차측 전류를 조절함으로서, DC/DC 컨버터를 사용하지 않고 고전력, 고효율을 유지하면서 백라이트의 안정적인 휘도 조절을 하며 1차측에 흐르는 전류를 감시하여 회로의 단락시 인버터의 동작을 정지시킬 수 있는 플라즈마 방전형 플랫 백라이트 구동회로에 관한 것이다.

일반적으로 LCD에 사용되는 CCFL(Cold Cathode Fluorescent Lamp) 백라이트 구동회로는 DC를 AC로 변환해 주는 인버터부와 CCFL의 밝기를 조절해 주기 위한 DC/DC 컨버터, 즉, 2개의 전력 변환기를 사용하여 CCFL을 구동하고 휘도를 조절하였다. 이러한, 종래의 CCFL 백라이트용 구동회로의 일 예를 도 1에 나타내었다.

도 1은 종래의 CCFL 백라이트 구동회로의 블록 구성도이다.

도면과 같이, CCFL 백라이트 구동회로는 교류전원을 직류전원으로 변환하여 공급하는 교류 어댑터(1)와, 교류전원이 공급되지 않을 경우 직류전원을 공급하는 배터리(8)와, 입력된 직류전원을 스위칭 레귤레이터를 통하여 스위칭 된 신호를 출력하게 하는 DC/DC 컨버터(2)와, 상기 DC/DC 컨버터(2)에서 출력되는 신호를 교류신호로 변환과 승압 시켜 냉음극 형광램프를 구동하는 DC/AC 인버터(3)와, 상기 DC/AC 인버터(3)에 의해 구동되는 CCFL(4)과, 상기 CCFL(4)의 구동을 턴오프시키기 위한 온/오프 제어기(5)와, 상기 DC/AC 인버터(3)에서 출력되는 신호를 입력받아 CCFL(4)의 밝기를 조절하는 밝기 제어기(6)와, 상기 밝기 제어기(6)의 출력신호를 상기 DC/DC 컨버터(2)로 궤환시키는 피드백부(7)로 이루어진다.

상기와 같이 구성된 CCFL 백라이트 구동회로의 동작을 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 교류 어댑터(1)로부터 DC/DC 컨버터(2)로 출력되는 직류전원은 스위칭 레귤레이터로 이루어진 DC/DC 컨버터(2)에 의해 펄스 전압으로 변환된 뒤 DC/AC 인버터(3)로 출력된다.

DC/AC 인버터(3)로 입력된 신호는 상기 DC/AC 인버터(3) 내의 트랜스포머를 거쳐 플러스 값과 마이너스 값으로 분할된 뒤, 마이너스일 경우에는 CCFL(4)로 출력되어 CCFL(4)을 구동시키고, 플러스인 경우에는 밝기 제어기(6)로 출력된다.

밝기 조정기(6)의 출력신호는 피드백부(7)를 통과하여 다시 DC/DC 컨버터(2)로 입력되어 스위칭 레귤레이터의 듀티비(Duty ratio)를 조절함으로서, CCFL(4)로 흐르는 전류가 항상 일정하도록 한다.

또, 상기 CCFL(4)이 구동된 상태에서 사용자가 밝기 제어기(6)를 통해 밝기를 조절하면 밝기 제어기(6)의 출력신호가 다시 상기 DC/DC 컨버터(2)로 입력되어 스위칭 레귤레이터의 듀티비를 조절하여 CCFL(4)의 밝기를 조절하게 된다.

상기와 같이 종래의 CCFL 백라이트 구동회로는 휘도 조절을 위해 DC/AC 인버터(3)의 트랜스포머에 흐르는 전류를 샘플링하여 이를 피드백 회로를 거쳐 DC/DC 컨버터(2)의 스위칭 소자의 듀티비를 조절하고, 그 결과 전압 레벨을 달리하여 휘도를 조절하였다.

그러나, 상기와 같은 종래의 CCFL 백라이트 구동회로는 CCFL과 같은 백라이트에 가능한 방식이지만 플라즈마 방전 방식을 이용하는 플랫 백라이트의 경우 기존 CCFL 방전용 구동회로로 구동하는 경우 휘도 조절(Dimming)시 방전이 불안정하게 될 가능성이 있다. 즉, 플라즈마 타입의 방전관에서는 방전 전압 이하에서의 구동은 매우 불안정하므로 기존 방법을 이용하는 경우에는 문제 발생의 소지가 있다. 그리고 DC/DC 컨버터와 DC/AC 인버터 2개의 전력 변환기를 거치게 되면 회로 자체의 변환 손실도 증가하게 된다.

따라서, 이러한 종래의 구동회로 방식은 2개의 전력 변환기를 거치기 때문에 회로적으로 손실을 가질 수밖에 없는 구조로 고효율을 필요로 하는 경우에는 적당하지 않다. 특히, 플라즈마 방전형의 플랫 백라이트를 구동하는 경우 안정된 방전 특성을 얻고 휘도를 조절하기에는 무리가 있는 것이다.

백라이트가 완전방전을 하는 전압을 방전개시 전압(Firing voltage)이라고 하는데, 특히 플랫 타입 백라이트의 경우 고전압, 고전력을 필요로 하며 이를 만족시키지 못하는 경우 스낵킹(snaking)과 플리커(flicker) 등의 현상이 CCFL에 비해 상대적으로 많이 나타날 수 있는 문제점이 있다.

상기의 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 백라이트 구동회로 파워트랜스의 1차측에서 피드백되는 신호를 기준 설정 값에 비교하여 오동작에 의한 과전류를 감지함과 함께 2차측에서 피드백되는 신호를 기준 설정 값에 비교하여 백라이트 휘도값 변화에 따른 전류의 변화량를 감지하고 그에 따라 휘도 조절을 위한 PWM 신호를 재생성시켜 트랜스포머의 구동용 펄스의 폭을 조절하도록 하여 부제어부의 입력전류가 부하(백라이트) 변동에 연동하여 자동 조절되게 함으로써, 기존의 DC/DC 컨버터 없이, 고출력, 고효율의 백라이트 구동 및 안정적인 휘도조절이 가능하게 되는 플라즈마 방전형 플랫 백라이트의 구동회로를 제공하는데 있다.

도 1은 종래의 CCFL 백라이트 구동회로의 블록 구성도.

도 2는 본 발명에 의한 플라즈마 방전형 백라이트 구동회로의 블록 구성도.

도 3은 본 발명에 의한 플라즈마 방전형 백라이트 구동회로의 상세 회로도.

도 4는 도 3의 출력부에서 트랜스포머의 2차측 고압 보빈 정면도.

도 5는 도 3의 출력부에서 트랜스포머의 1차측 저압 보빈 측면도.

도 6은 도 3의 출력부에서 트랜스포머의 보빈 측면도.

도 7은 도 3의 출력부에서 트랜스포머의 고압 보빈의 섹션 단면도.

도 8은 도 3의 출력부에서 트랜스포머의 1차와 2차측 보빈이 결합된 상태 정면도.

※도면의 주요부분에 대한 부호의 설명※

10 : 라인 필터부 20 : 부제어부

21 : 서브 콘트롤러 30 : 스텝업 인버터부

40 : 출력부 50 : 밝기 제어기 및 피드백부

60 : 주제어부 61 : 메인 콘트롤러

70 : 과전류 검출부 80 : DC전원공급부

81 : 레귤레이터 101 : 고압보빈

102 : 섹션 103 : 고정핀

104 : 권선고정용 단자 105 : 권선배출구

106 : 저압보빈 107 : 고압권선 고정용 핀

108 : 절연액 주입구 109 : 배리어(Barrier)

상기 목적을 이루기 위해 본 발명은 LCD 콘트롤러에서 LCD 구동제어신호가 발생될 때, 인버터회로의 입력전류 변동분에 해당하는 전압 값을 피드백 받아 이를 기준전압 값에 비교하여 휘도조절용 펄스를 생성하는 주제어부와, 상기 주제어부로부터 휘도조절용 출력펄스를 받아 듀티비 조절된 구동펄스를 발생하고 이 구동펄스를 이용하여 파워트랜지스터 스위칭용 출력펄스를 발생하는 부제어부와, 상기 부제어부의 출력펄스에 의해 구동하여 파워트랜스의 입력전류 스위칭용 제어신호를 생성하는 스텝업 인버터부와, 상기 스텝업 인버터부에 공급되는 전원의 리플성분을 제거하는 라인 필터부와, 상기 스텝업 인버터부의 스위칭 파워출력에 따라 LCD용 백라이트를 구동하기 위한 고주파의 고전압을 출력하는 출력부와, 상기 스텝업 인버터부의 1차측에 흐르는 전류를 검출하여 주제어부에 공급하는 과전류 검출부와, 상기 스텝업 인버터부의 2차측에 흐르는 전류 변동분을 전압성분으로 변환하여 주제어부에 공급하는 밝기 제어기 및 피드백부를 포함하여서 된 것이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명에 의한 LCD 디스플레이소자의 백라이팅을 위한 플라즈마 방전형 백라이트 구동회로의 개략적인 블록 구성도이다.

여기에서 참조되는 바와 같이, LCD 백라이트 구동용 인버터회로는 LCD 콘트롤러(91)에서 LCD(93)의 구동제어신호가 발생될 때, 인버터회로의 입력전류 변동분에 해당하는 전압 값을 피드백 받아 이를 기준전압 값에 비교하여 휘도조절용 펄스를 생성하는 주제어부(60)와, 상기 주제어부(60)로부터 휘도조절용 출력펄스를 받아 구동펄스를 발생하고 이 구동펄스를 이용하여 파워트랜지스터 스위칭용 제1,2펄스출력을 발생하는 부제어부(20)와, 상기 부제어부(20)의 제1,2펄스출력으로 구동하여 파워트랜스의 입력전류 스위칭용 제어신호를 생성하는 스텝업 인버터부(30)와, 상기 스텝업 인버터부에 공급되는 전원의 리플성분을 제거하는 라인 필터부(10)와, 상기 스텝업 인버터부(30)의 스위칭 파워출력에 따라 LCD용 백라이트를 구동하기 위한 고주파의 고전압을 출력하는 출력부(40)와, 상기 스텝업 인버터부(30)의 1차측에 흐르는 전류를 검출하여 주제어부로 공급하는 과전류검출부(70)와, 상기 스텝업 인버터부(30)의 2차측에 흐르는 전류량을 전압성분으로 변환하여 주제어부에 공급하는 밝기 제어기 및 피드백부(50)를 포함한다.

도 3은 본 발명의 구체적인 회로 블록 구성도를 나타내고 있다.

여기에서 참고되는 바와 같이, DC 전원공급부(80)는 레귤레이터(81)를 포함한다.

상기 주제어부(60)는 LCD 콘트롤러(91)에 의한 LCD 구동제어신호 발생시 액티브되어 휘도조절용 PWM신호를 생성하는 메인 콘트롤러(61)와, 기준전압을 생성하기 위해 레귤레이터(81)에서 출력되는 Vcc전압을 분배하는 분배저항(R62,R63)과, 피드백부를 통해 입력되는 신호에 포함된 노이즈를 제거하기 위한 필터용 콘덴서(C62)와, 주파수를 설정하기 위한 타이밍 콘덴서(C63) 및 타이밍 저항(R64)으로 구성한다.

상기 부제어부(20)는 주제어부의 메인콘트롤러(61)의 휘도조절용 PWM 펄스를 입력받아 바이폴라 트랜지스터 구동펄스를 생성하는 서브 콘트롤러(21)와, 상기 서브 콘트롤러(21)에서 출력되는 구동펄스의 주파수를 조정하기 위한 타이밍 콘덴서(C21) 및 가변저항(VR1)과, 상기 서브 콘트롤러의 입력전압을 안정화시켜 주기 위한 콘덴서(C22)와, 상기 서브 콘트롤러의 기준전압으로 듀티비를 조정하기 위한 저항(R21,R22)과, NPN타입 및 PNP타입의 직렬 바이폴라 트랜지스터의 스위칭에 따른 입력전류의 스위칭 공급으로 제1,2 구동펄스 출력을 생성하는 펄스 트랜스(T1)와, 상기 직렬 바이폴라 트랜지스터 버퍼를 구동하기 위한 토템폴의 콜렉터 전류를 조절하기 위한 저항(R23)으로 구성한다.

상기 스텝업 인버터부(30)는 푸시풀 스위칭용 파워 MOSFET(Q3, Q4)와, 이 파워 MOSFET의 게이트에 입력되는 펄스트랜스의 입력전류를 조절하기 위한 저항(R31, R32)과, 파워트랜스(T2)의 입력측에 흐르는 전류를 검출하기 위해 상기 파워 MOSFET(Q3,Q4)의 공통 그라운딩 라인 상에 전류센싱용 저항(R33)을 설치하여 구성한다. 또, 상기 파워트랜스(T2)의 입력측에는 그의 권선이 갖는 인덕턴스와 함께 LC공진회로를 이루도록 콘덴서(C33)를 삽입하여 구성한다.

상기 출력부(40)는 파워트랜스(T2)를 포함하며, 이 파워트랜스(T2)의 입력전류는 제1,2입력단을 구획하는 센터탭을 통해 입력되어 양쪽으로 스위칭 공급되게 구성하고, 상기 파워트랜스(T2)의 출력측에는 백라이트에 흐르는 전류를 제한하기 위한 밸러스트 콘덴서(CBAL)를 삽입하여 구성한다.

상기 출력부(40)의 파워트랜스(T2)의 센터탭으로 공급되는 DC입력은 파워트랜스의 전류포화를 방지하고 리플성분을 제거하기 위한 인덕터(L11)와 캐패시터(C11)로 이루어진 라인필터부(10)를 거쳐 필터링된후 인가되게 연결하여 구성한다.

특히, 상기 부제어부(20)내의 바이폴라 트랜지스터(Q1,Q2)의 출력단과 펄스트랜스(T1)의 입력단 사이에는 파형보정용 콘덴서(C23)를 삽입한다.

상기 과전류 검출부(70)는 센싱저항(R33)에서 검출된 전류성분의 노이즈를 제거하기 위한 RC루프로 이루어진 저항(R71), 캐패시터(C71)을 포함한다.

상기 밝기 제어기 및 피드백부(50)는 스텝업 인버터부(30)에 흐르는 전류에 의해 스텝업 인버터부(30)를 거쳐 플랫 백라이트(92)로 입력된 정(正)방향의 출력전류를 검출하기 위한 다이오드(D52)와, 부(負)방향의 전류를 흘려주기 위한 다이오드(D51)와, 정방향 전류 검출 다이오드(D52)를 지나온 전류를 안정적인 전압으로 변환하기 위한 피드백 저항(R51, R52)과, 밝기 조절용 가변저항(VR2)와 캐패시터(C51,C52)를 포함한다.

상기와 같이 구성된 LCD 백라이팅을 위한 플라즈마 방전형 백라이트 구동회로의 동작을 살펴보면 다음과 같다.

먼저, LCD 콘트롤러(91)에서 LCD(93)를 구동시키기 위한 구동제어신호가 발생되면, 주제어부(60)내의 메인콘트롤러(61)에 펄스생성을 위한 엑티브 신호가 인가된다.

따라서 주제어부(60)에서는 주어진 기본 조건하에서 저항(R64)과 캐패시터(C63)에 의한 정수값의 PWM 펄스를 생성하여 부제어부(20)로 출력한다.

이에 따라, 부제어부(20)에서는 펄스트랜스(T1)를 구동하여 스텝업 인버터부(30)를 구동함으로써 출력부(40)에서는 고전압이 출력된다.

즉, 라인필터부(10)가 DC전원(24V) 공급부(80)의 DC전원을 필터링하여 스텝업 인버터부(30)로 공급하면, 스텝업 인버터부(30)와 출력부(40)에 의해 고전압 고출력의 AC전압이 발생되어 이것이 LCD 구동시 백라이팅을 위한 백라이트 구동전압으로 공급되게 되는 것이다.

이때, 상기 과전류 검출부(70)는 파워트랜스(T2)의 입력측에 흐르는 전류를 센싱저항(R23)을 통하여 읽어들인 다음, 그 전류에 포함된 노이즈를 제거하여 주제어부(60)로 궤환시킨다.

한편, 상기 밝기 제어기 및 피드백부(50)는 출력부(40)의 2차측에 흐르는 전류를 읽어들인 다음, 이를 전압으로 변환하여 그 변환신호를 주제어부로 궤환시킨다.

주제어부(60)는 입력되는 궤환 신호를 메인콘트롤러(61)내에서 저항(R62,R63)으로 정해지는 기준전압 설정 값과 비교기에서 비교되어 백라이트 방전에 따른 전류량의 변화를 감지하여 휘도 조절을 위한 PWM 신호를 재설정하게 된다. 이러한 재설정 휘도 제어신호는 부제어부(20)로 출력된다.

부제어부(20)는 주제어부(60)측으로부터 공급되는 구동 펄스에 의해서 ON/OFF 된다. 이것은 펄스신호의 주파수를 설정하는 타이밍 콘덴서(C21) 및 가변저항(VR1)에 의해 결정된다.

또, 콘덴서(C22)는 서브 콘트롤러(21)에 입력되는 전압을 안정화시켜 주는 역할을 한다.

저항(R21,22)은 서브 콘트롤러(21)에서 발생되는 레퍼런스 전압을 이용하여 펄스의 듀티비를 설정하는 역할을 한다.

이렇게 조절된 서브 콘트롤러(21)이 출력에 의해 NPN타입과 PNP타입의 트랜지스터(Q1,Q2)가 구동하여 펄스트랜스(T1)의 입력측에 스위칭전압을 인가한다. 이때, 콘덴서(C23)은 공진 및 파형보정 역할을 한다. 상기 펄스트랜스(T1)의 출력측에서는 두 바이폴라 트랜지스터(Q1,Q2)의 입력전압 스위칭 교호동작에 따라 제1,2펄스출력이 나타나게 된다.

부제어부(20)의 제1,2펄스 출력은 스텝업 인버터부(30)의 파워MOSFET(Q3,Q4)의 게이트 측에 전류제한저항(R31,R32)을 통해 공급된다.

출력부(40)의 파워트랜스(T2)의 제1,2 입력측에는 각각 제1,2파워 MOSFET(Q3,Q4)의 스위칭 동작에 따라 라인필터부(10)를 통해 공급되는 DC 전압에 의한 입력전류가 교대로 흐르게 된다. 이때의 스위칭 주파수는 콘덴서(C33)와 파워트랜스(T2)의 입력측 권선에 의한 L 값에 의해 정해지게 된다.

이렇게 파워트랜스(T2)의 제1,2 입력측에 고주파의 스위칭 입력전압이 공급됨에 따라 그의 출력측(2차측)에서는 고주파의 고전압 출력이 발생되어 LCD 구동을 위한 백라이트에 동작전압이 인가되어 라이트가 점등된다.

이때, 파워트랜스의 출력측 출력전압은 10KV이상이 될 수 있으며, 콘덴서(CBAL)는 공진을 통한 전류제한역할을 한다.

한편, 상기 스텝업 인버터부(30)의 파워 MOSFET(Q3,Q4)의 공통 그라운딩 라인에 삽입된 센싱저항(R33)에 의해서는 파워트랜스(T2)의 입력전류를 읽어들일 수 있다. 이 센싱저항(R23)에 흐르는 전류는 과전류 검출부(70)에 의해서 검출되어 주제어부(60)로 궤환되므로 스텝업 인버터(30)에 흐르는 과전류를 검출하게 되며 출력부(40)의 2차측에 흐르는 전류의 변화에 따른 전압은 피드백부(50)에서 처리되어 주제어부(60)에 피드백 시킴으로써 여기에서 기준전압과 값과 비교한다. 그 비교 결과에 따른 휘도조절은 앞에서 설명한 바와 같다.

상기 출력부(40)에서 파워트랜스(T2)는 플랫 백라이트와 같이 고전압, 고전력을 필요로 하는 인버터의 경우 고전압을 인가할 수 있을 정도의 코어 단면적과 권선을 수용할 만한 충분한 권선 공간을 필요로 한다. 또한, 1차와 2차간의 충분한절연 공간을 확보하고 단자간의 결합율도 높여야 할 필요가 있다.

따라서, 상기 출력부(40)내의 파워트랜스(T2)는 고전압이 출력되는 2차측의 층간 절연을 유지하기 위해 다수의 섹션타입 격벽이 마련된 원통형의 고압보빈과, 상기 고압보빈의 외경을 바깥쪽으로 감싸면서 슬라이딩 결합되는 원통형 저압보빈을 이용하여 제작하는 것이 바람직하다.

더 나은 상기 저압보빈과 고압보빈의 절연간격 유지를 위해 상기 고압보빈의 외측 둘레면에 다수개의 절연간격 유지 및 고압권선 고정용 핀이 마련될 수 있으며, 또한 상기 고압보빈과 저압보빈 사이에는 절연 확대를 위해 에폭시 수지 등의 절연물이 채워질 수 있다.

도 4는 상기 출력부(40)의 파워트랜스(T2)의 2차측 고압 보빈의 정면구조를 보이고 있다.

여기에서 참조되는 바와 같이 고압 보빈(101)은 1차측 보빈과의 절연 간격을 유지하기 위해 복수개의 섹션(102)이 배치되어 있으며, 일측 선단부 섹션의 하부에는 권선 고정용 출력 단자(104)가 설치되고, 1차 보빈과 결합시 고정을 위한 고정용 핀(103)이 설치되어 있다.

도 5는 상기 파워트랜스의 2차측 고압 보빈의 섹션 단면도이다.

고압 보빈의 섹션(102) 외측 둘레면에 다수개의 절연간격 유지용 핀(107)이 설치되어 있다. 상기 핀(107)은 고압권선 고정용 핀의 기능을 한다.

도 6은 상기 파워트랜스의 2차측 고압 보빈의 측면도로서, 보빈 몸체의 일측부에 권선시 고압 권선의 배출을 위한 권선 배출구(105)와, 이를 고정하기 위한 권선고정용 단자(104)가 설치되어 있다.

상기의 구조에 의해 권선시 도 5의 핀(107)과 같은 돌기를 이용하여 고압 권선을 고정한 후, 이를 권선 배출구(105)를 통해 외부로 뽑아내고 권선고정용 단자(104)에 의해 외부 단자에 고정시키게 된다.

도 7은 상기 파워트랜스의 1차측 저압 보빈의 측면도이다.

저압 보빈(106)의 일측에는 2차 권선 배출구와의 절연 간격을 유지하기 위해 절연액(에폭시)을 주입하기 위한 주입구(108)가 설치된 절연간격 유지를 위한 배리어(Barrier)(109)가 설치되어 있다.

도 8은 상기 파워트랜스의 1차와 2차측 보빈이 결합된 상태를 나타내는 정면도이다.

도면에 나타낸 바와 같이, 1차 및 2차측 보빈의 결합 방법은 슬라이딩 방식으로 2차측 고압보빈(101) 위에 1차측 저압보빈(106)을 끼우는 형식으로 이루어지며, 보빈간의 결합 및 고정은 고정용 핀(103, 107)에 의해 결합 및 고정되고 항상 일정한 절연 간격을 유지할 수 있다. 또, 절연 공간에는 에폭시 수지와 같은 절연 물질을 삽입하여 고압에 의한 권선간의 파괴를 방지 할 수 있다.

상기와 같은 구조의 파워트랜스 보빈은 스위칭모드 파워 서플라이(SMPS)등에서 범용으로 사용되고 있는 EER 타입의 페라이트 코어를 수용한다. 또 EE나 EI 타입의 코어를 적용할 수도 있다.

상기한 바와 같이, 본 발명은 DC/DC 컨버터가 불필요하며 전력 손실을 줄이면서 플라즈마 방전형 플랫 백라이트를 구동시키고 휘도 조절을 할 수 있다.

또한, 본 발명은 필요에 따라 부 제어부의 펄스폭을 인위적으로 조절하여 백라이트의 휘도를 조절 할 수 있다.

또한, 본 발명은 고주파의 고전압을 출력하게 되는 파워트랜스의 구조를 개선하여 백라이트 구동용 인버터의 고효율화 및 컴팩트화를 달성할 수 있다.

Claims

LCD 콘트롤러에서 LCD 구동제어신호가 발생될 때, 인버터회로의 입력전류 변동분에 해당하는 전압 값을 피드백 받아 이를 기준전압 값에 비교하여 휘도조절용 펄스를 생성하는 주제어부(60); 상기 주제어부로부터 휘도조절용 출력펄스를 받아 듀티 조절된 구동펄스를 발생하고 이 구동펄스를 이용하여 파워트랜지스터 스위칭용 제1,2펄스출력을 발생하는 부제어부(20); 상기 부제어부의 제1,2펄스출력으로 구동하여 파워트랜스의 입력전류 스위칭용 제어신호를 생성하는 스텝업 인버터부(30); 상기 스텝업 인버터부에 공급되는 전원의 리플성분을 제거하는 라인 필터부(10); 상기 스텝업 인버터부의 스위칭 파워출력에 따라 LCD용 백라이트를 구동하기 위한 고주파의 고전압을 출력하는 출력부(40); 상기 스텝업 인버터부의 1차측에 흐르는 전류를 주제어부로 공급하는 과전류 검출부(70); 상기 스텝업 인버터부의 2차측에 흐르는 전류 변동분을 전압성분으로 변환하여 주제어부에 공급하는 밝기 제어기 및 피드백부(50)를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 방전형 플랫 백라이트의 구동회로.
제1항에 있어서, 상기 출력부(40)는 1차측과 2차측 권선을 가지고 있으며 센터탭을 가지고 있는 푸쉬풀 구조의 트랜스포머(T2)와, 상기 트랜스포머(T2) 2차측에 흐르는 전류를 제어하기 위해 직렬 연결된 안정 캐패시터(C_BAL)를 포함하는 것을특징으로 하는 플라즈마 방전형 플랫 백라이트 구동회로.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 라인 필터부(10)는 백라이트의 점등시 안정적인 전류의 공급을 위해 인덕터(L11)와 캐패시터(C11)로 이루어진 필터가 상기 트랜스포머(T2)의 센터탭과 직렬로 연결된 것을 특징으로 하는 플라즈마 방전형 플랫 백라이트 구동회로.
제 1항에 있어서, 상기 스텝업 인버터부(30)는 스위칭을 위한 파워 MOSFET(Q3, Q4)와, 상기 파워 MOSFET를 구동하기 위한 게이트 입력단의 전류 조절용 저항(R31, R32)과, 트랜스포머(T2)의 1차측에 입력되는 전류를 검출, 감시하기 위한 센싱 저항(R33)과, LC공진용 캐패시터(C31, C32, C33)를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 방전형 플랫 백라이트 구동회로.
제 1항에 있어서, 상기 주제어부(60)는 부제어부를 제어하기 위한 PWM신호를 발생시키는 메인 콘트롤러(61)와, 기준 전압을 분배하는 전압 분배 저항(R62, R63)과, 피드백부를 통해 입력되는 신호에 포함된 노이즈를 제거하기 위한 필터용 캐패시터(C62)와, 주파수를 설정하기 위한 타이밍 캐패시터(C63) 및 타이밍 저항(R64)을 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 방전형 플랫 백라이트 구동회로.
제 1항에 있어서, 상기 부제어부(20)는 주제어부의 메인콘트롤러의 휘도 조절용 PWM 펄스를 받아 바이폴라 트랜지스터 구동펄스를 생성하는 서브 콘트롤러(21)와, 상기 서브 콘트롤러에서 출력되는 구동펄스의 주파수를 조정하기 위한 타이밍 캐패시터(C21) 및 가변저항(VR1)과, 상기 서브 콘트롤러의 입력전압을 안정화시켜 주는 캐패시터(C22)와, 상기 서브 콘트롤러에서 발생되는 레퍼런스 전압을 이용하여 펄스의 듀티비를 조정하는 저항(R21, R22)과, NPN타입 및 PNP타입의 직렬 바이폴라 트랜지스터(Q1,Q2)의 스위칭에 따른 입력전류의 스위칭 공급으로 제1,2 구동펄스 출력을 생성하는 펄스 트랜스포머(T1)와, 상기 트랜지스터로 구성되는 바이폴러 트랜지스터 버퍼를 구동하기 위한 토템폴(Totem-pole)의 콜렉터 입력 전류를 조절하기 위한 저항(R23)을 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 방전형 플랫 백라이트 구동회로.
제1항에 있어서, 상기 과전류 검출부(70)는 인버터부(30)의 과전류 검출저항(R33)에 흐르는 전류를 메인 콘트롤러로 안정적으로 입력하기 위한 RC 루프로 이루어진 저항(R71), 캐패시터(C71)를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 방전형 플랫 백라이트 구동회로.
제 1항에 있어서, 상기 밝기 제어기 및 피드백부는 인버터부(30)에 흐르는 전류에 의해 인버터부를 거쳐 플랫 백라이트(92)로 입력된 정(正)방향의 출력 전류를 검출하기 위한 다이오드(D52)와, 부(負)방향의 전류를 흘려주기 위한 다이오드(D51)와, 정방향 전류 검출 다이오드(D52)를 지나온 전류를 안정적인 전압으로 변환하기 위한 피드백 저항(R51, R52)과, 밝기 조절용 가변저항(VR2)와 캐패시터(C51, C52)를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 방전형 플랫 백라이트 구동회로.
제1항에 있어서, 상기 출력부내의 트랜스포머(T2)는 고전압인 2차측의 절연 간격을 유지하기 위해 다수개의 섹션타입 격벽이 마련된 원통형의 고압보빈(101)과, 상기 고압보빈의 바깥쪽 둘레를 감싸면서 슬라이딩 결합되는 원통형의 저압보빈(106)을 이용하여 제작하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 방전형 플랫 백라이트의 구동회로.
제 9항에 있어서, 상기 저압보빈과 고압보빈의 절연간격 유지를 위해 상기 고압보빈의 바깥쪽 둘레면에 다수개의 절연간격 유지 및 고압권선 고정용 핀(107)이 마련된 것을 특징으로 하는 플라즈마 방전형 플랫 백라이트 구동회로.
제9항 또는 제10항에 있어서, 상기 고압보빈과 저압보빈 사이에는 절연 확대를 위해 에폭시 수지 등의 절연물이 채워지는 것을 특징으로 하는 플라즈마 방전형 플랫 백라이트 구동회로.