KR100368427B1 - 인버터 및 이의 디밍 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 인버터 및 이의 디밍 방법에 관한 것으로 기준 전압과 입력 전압의 편차분을 감지하는 감지 회로와; 기준 전압을 공급하는 기준 전압 공급 회로와; 상기 감지 회로로부터 입력되는 신호와 상기 기준 전압 공급 회로로부터 입력되는 기준 전압과의 편차에 따라 디밍 신호를 생성하는 디밍 회로와; 입력 전압을 공급받아 발진 주파수를 생성하고, 이를 이용하여 상기 입력 전압을 교류 고전압을 승압시켜 출력하는 자려 발진회로와; 상기 자려 발진회로를 통해 공급되는 교류 고전압에 의해 점등되는 냉음극관과; 상기 냉음극관을 통해 흐르는 관전류에 해당되는 전압과 상기 디밍 회로로부터 공급되는 디밍 신호에 따라 스위칭되어 입력 전압을 상기 자려 발진회로로 인가하는 스위칭 회로를 포함하는 것을 특징으로 한다.

따라서 본 발명에 따르면 인버터에 디씨-디씨 컨버터를 사용하지 않고도 인버터로 입력되는 전압에 따라 디밍 주파수를 가변시켜 입력 전압의 변화에 따라 출력을 일정하게 유지하도록 함으로써 저가의 인버터를 제공할 수 있다.

Description

인버터 및 이의 디밍 방법{INVERTER AND THE DIMMING METHOD THEREOF}

본 발명은 인버터에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 디씨-디씨 컨버터(DC-DC Converter)가 없이 인버터에서 디밍 제어가 가능한 인버터에 관한 것이다.

일반적으로 인버터는 엘씨디(LCD) 패널의 백라이트(back light)를 점등시키도록 직류 전압을 공급받아 교류 전압으로 변환시키고 변환된 교류 전압을 수백볼트로 승압시켜 엘씨디 패널의 백라이트인 냉음극관을 동작시키도록 구성된다.

도 1에 도시된 바와 같이 이러한 인버터(10)는 FET(Q1)에서 게이트로 입력되는 제어 신호에 따라 스위칭되어 입력 전압(10~14V)을 공진부(11)로 출력하면, 공진부(11)의 초크 코일(L1)과 쇼트키 다이오드(SD1)에 의해 FET(Q1)를 통해 입력되는 직류 전압이 교류 전압으로 변환되고, 이 신호에 따라 전압 제어 발진기(12)에서 압전 트랜스(13)의 발진 주파수를 생성하여 압전 트랜스(13)로 출력한다.

압전 트랜스(13)는 공진부(11)를 통해 입력되는 교류 전압을 승압시켜 냉음극관(14)으로 출력하면 냉음극관(14)이 점등된다.

한편 냉음극관(14)의 통해 흐르는 전압과, 디밍 회로(16)의 출력 전압이 PWM 컨트롤러(15)로 입력되는데, PWM 컨트롤러(15)는 입력된 전압의 크기에 따라 서로 다른 펄스폭을 생성하고 이에 따라 삼각파 형태의 신호를 FET 드라이버(17)로 제공한다.

이 신호를 입력받은 FET 드라이버(17)는 입력된 삼각파 형태의 신호를 이용하여 구동 신호를 발생하여 FET(Q1)의 스위칭을 제어함으로써 입력 전압의 변화에 상관없이 출력을 일정하기 유지시킨다.

여기에서 FET(Q1)와, PWM 컨트롤러(15)와, FET 드라이버(17)와, 쇼트키 다이오드(SD1)는 IC 칩화시킨 디씨-디씨 컨버터(20)이다.

그러나 이러한 종래의 인버터는 IC칩화된 디씨-디씨 컨버터를 사용하기 때문에 인버터의 제조 단가가 높은 문제점이 있었다.

본 발명의 목적은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 인버터에 디씨-디씨 컨버터를 사용하지 않고도 인버터로 입력되는 전압에 따라 디밍 주파수를가변시켜 입력 전압의 변화에 따라 출력을 일정하게 유지하도록 함으로써 저가의 인버터를 제공하는데 있다.

도 1은 종래의 인버터를 나타낸 블록 회로도

도 2는 본 발명에 따른 인버터를 나타낸 블록 회로도

<도면중 주요부분에 대한 부호의 설명>

100 : 인버터 110 : 감지 회로

120 : 기준 전압 공급 회로 130 : 디밍 회로

140 : 자려 발진회로 150 : 냉음극관

160 : 스위칭 회로

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징은,

기준 전압과 입력 전압의 편차분을 감지하는 감지 회로와,

기준 전압을 공급하는 기준 전압 공급 회로와,

상기 감지 회로로부터 입력되는 신호와 상기 기준 전압 공급 회로로부터 입력되는 기준 전압과의 편차에 따라 디밍 신호를 생성하는 디밍 회로와,

입력 전압을 공급받아 발진 주파수를 생성하고, 이를 이용하여 상기 입력 전압을 교류 고전압을 승압시켜 출력하는 자려 발진회로와,

상기 자려 발진회로를 통해 공급되는 교류 고전압에 의해 점등되는 냉음극관과,

상기 냉음극관을 통해 흐르는 관전류에 해당되는 전압과 상기 디밍 회로로부터 공급되는 디밍 신호에 따라 스위칭되어 입력 전압을 상기 자려 발진회로로 인가하는 스위칭 회로를 포함하는 것을 특징으로 한다.

여기에서 상기 감지 회로는,

입력 전압이 공급되는 공급단에 병렬 연결되는 제 1다이오드와,

상기 제 1다이오드의 캐소드에 직렬 연결되는 저항과,

상기 저항의 후단에 병렬 연결되는 콘덴서를 포함하며,

상기 저항과 콘덴서의 시정수를 상기 기준 전압에 고정시켜 입력 전압의 편차분을 감지한다.

여기에서 또한 상기 기준 전압 공급 회로는,

직류 전압을 분압하는 분압 저항과,

상기 분압 저항에서 분압된 전압에 따라 스위칭되어 기준 전압을 제공하는 제 2다이오드를 포함한다.

여기에서 또 상기 스위칭 회로는,

상기 입력 전압이 공급되는 공급단에 컬렉터가 연결되고, 상기 자려 발진회로에 에미터가 연결되는 제 1트랜지스터와,

상기 제 1트랜지스터의 베이스에 컬렉터가 연결되고, 그라운드에 에미터가 접지되며, 상기 디밍 회로의 출력측에 베이스가 연결되는 제 2트랜지스터를 포함한다.

본 발명의 다른 특징은,

기준 전압과 입력 전압의 편차분을 감지하는 감지 회로와, 기준 전압을 공급하는 기준 전압 공급 회로와, 상기 감지 회로로부터 입력되는 신호와 상기 기준 전압 공급 회로로부터 입력되는 기준 전압과의 편차에 따라 디밍 신호를 생성하는 디밍 회로와, 입력 전압을 공급받아 발진 주파수를 생성하고, 이를 이용하여 상기 입력 전압을 교류 고전압을 승압시켜 출력하는 자려 발진회로와, 상기 자려 발진회로를 통해 공급되는 교류 고전압에 의해 점등되는 냉음극관과, 상기 냉음극관을 통해 흐르는 관전류에 해당되는 전압과 상기 디밍 회로로부터 공급되는 디밍 신호에 따라 스위칭되어 입력 전압을 상기 자려 발진회로로 인가하는 스위칭 회로로 이루어지는 인버터의 디밍 방법에 있어서,입력 전압과 기준 전압의 편차분을 상기 인버터의 감지 회로에서 감지하는 단계와,

감지된 편차분과 기준 전압을 비교하여 상기 인버터의 디밍 회로에서 디밍 전압을 생성하는 단계와,

상기 디밍 회로에서 생성된 디밍 전압을 상기 인버터의 자려 발진회로로 인가하여 상기 인버터의 냉음극관을 점등시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명에 의한 인버터의 구성 및 작용을 도 2를 참조하여 상세하게설명하기로 한다.

도 2는 본 발명에 따른 인버터를 나타낸 블록 회로도이다.

도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 인버터(100)는 감지 회로(110)와, 기준 전압 공급 회로(120)와, 디밍 회로(130)와, 자려 발진회로(140)와, 냉음극관(150)과, 스위칭 회로(160)로 구성된다.

감지 회로(110)는 입력 전압(10~14V)이 공급되는 공급단에 병렬 연결되는 제 1다이오드(D10)와, 제 1다이오드(D10)의 캐소드에 직렬 연결되는 저항(R10)과, 저항(R10)의 후단에 병렬 연결되는 콘덴서(C10)로 구성되며, 입력 표준 전압(12V)에서 정상적인 출력 전류가 나오도록 저항(R10)과 콘덴서(C10)의 시정수를 설정한다.

기준 전압 공급 회로(120)는 직류 전압을 분압하는 분압 저항(R20, R30)과, 분압 저항(R20, R30)에서 분압된 전압에 따라 스위칭되어 기준 전압을 제공하는 제 2다이오드(D20)로 구성된다.

디밍 회로(130)는 감지 회로(110)로부터 입력되는 신호와 기준 전압 공급 회로(120)로부터 입력되는 기준 전압과의 편차에 따라 삼각파 형태의 디밍 신호를 생성한다. 여기에서 감지 회로(110)의 출력단은 디밍 회로(130)의 충방전을 제어하는 부분의 전원부(도시 생략), 즉 삼각파를 발생하는 부분의 전원부로 인가된다.

자려 발진회로(140)는 입력 전압을 공급받아 발진 주파수를 생성하는 전압 제어 발진기(141)와, 전압 제어 발진기(141)의 발진 주파수를 이용하여 입력 전압을 교류 고전압을 승압시켜 출력하는 압전 트랜스(142)로 구성된다.

냉음극관(150)은 자려 발진회로(140)를 통해 공급되는 교류 고전압에 의해점등된다.

스위칭 회로(160)는 냉음극관(150)을 통해 흐르는 관전류에 해당되는 전압과 디밍 회로(130)로부터 공급되는 디밍 신호에 따라 스위칭되어 입력 전압을 자려 발진회로(140)로 인가하도록 제 1트랜지스터(Q10)와, 제 2트랜지스터(Q20)로 구성된다. 여기에서 제 1트랜지스터(Q10)는 입력 전압이 공급되는 공급단에 컬렉터가 연결되고, 자려 발진회로(140)에 에미터가 연결되고, 제 2트랜지스터(Q20)는 제 1트랜지스터(Q10)의 베이스에 컬렉터가 연결되고, 그라운드에 에미터가 접지되며, 디밍 회로(130)의 출력측에 베이스가 연결되며, 제 1트랜지스터(Q10)와 제 2트랜지스터(Q10)는 상호 연동된다. 여기에서 또한 스위칭 회로(160)는 냉음극관(150)이 오픈되어 피드백 루프가 오픈되면 턴-오프되어 자려 발진회로(140)로 전원이 인가되는 것을 차단하여 자려 발진회로(140) 및 냉음극관(150)을 보호한다.

이하 본 발명에 따른 인버터의 동작을 도 2를 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

먼저 인버터(100)로 외부의 전원 소스에서 입력 전압이 인가되면 이 전압은 감지 회로(110) 및 초크 코일(L10)을 통해 스위칭 회로(160)로 인가된다. 이때 감지 회로(110)로 입력된 전압이 기준 전압보다 높거나 낮으면 디밍 회로(130)는 삼각파 출력 주파수를 이에 따라 변화시켜 출력한다.

스위칭 회로(160)는 디밍 회로(130)에서 출력되는 삼각파 출력 주파수에 따라 스위칭되어 자려 발진회로(140)로 전원을 인가한다. 그러면 자려 발진회로(140)는 입력된 전압에 따라 최종 출력 전류의 양을 변화시켜 입력 전압의 변화분에 대한 편차분을 감소시킨다. 이는 삼각파 입력 전압의 변화분에 따라 디밍 회로(130)에서 출력되는 삼각파 주파수는 비례하여 변화하고, 삼각파 출력 전압은 일정하며, 출력 전류는 반비례하기 때문에 가능하다.

따라서 디씨-디씨 컨버터가 삭제된 본 발명의 인버터는 입력 전압의 변화에 따라 냉음극관으로 출력되는 전압을 일정하게 유지시킨다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 인버터 및 이의 디밍 방법에 따르면, 인버터에 디씨-디씨 컨버터를 사용하지 않고도 인버터로 입력되는 전압에 따라 디밍 주파수를 가변시켜 입력 전압의 변화에 따라 출력을 일정하게 유지하도록 함으로써 저가의 인버터를 제공할 수 있다.

Claims (5)

1. 기준 전압과 입력 전압의 편차분을 감지하는 감지 회로와,

   기준 전압을 공급하는 기준 전압 공급 회로와,

   상기 감지 회로로부터 입력되는 신호와 상기 기준 전압 공급 회로로부터 입력되는 기준 전압과의 편차에 따라 디밍 신호를 생성하는 디밍 회로와,

   입력 전압을 공급받아 발진 주파수를 생성하고, 이를 이용하여 상기 입력 전압을 교류 고전압을 승압시켜 출력하는 자려 발진회로와,

   상기 자려 발진회로를 통해 공급되는 교류 고전압에 의해 점등되는 냉음극관과,

   상기 냉음극관을 통해 흐르는 관전류에 해당되는 전압과 상기 디밍 회로로부터 공급되는 디밍 신호에 따라 스위칭되어 입력 전압을 상기 자려 발진회로로 인가하는 스위칭 회로를 포함하는 인버터.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 감지 회로는,

   입력 전압이 공급되는 공급단에 병렬 연결되는 제 1다이오드와,

   상기 제 1다이오드의 캐소드에 직렬 연결되는 저항과,

   상기 저항의 후단에 병렬 연결되는 콘덴서를 포함하며,

   상기 저항과 콘덴서의 시정수를 상기 기준 전압에 고정시켜 입력 전압의 편차분을 감지하는 인버터.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 기준 전압 공급 회로는,

   직류 전압을 분압하는 분압 저항과,

   상기 분압 저항에서 분압된 전압에 따라 스위칭되어 기준 전압을 제공하는 제 2다이오드를 포함하는 인버터.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 스위칭 회로는,

   상기 입력 전압이 공급되는 공급단에 컬렉터가 연결되고, 상기 자려 발진회로에 에미터가 연결되는 제 1트랜지스터와,

   상기 제 1트랜지스터의 베이스에 컬렉터가 연결되고, 그라운드에 에미터가 접지되며, 상기 디밍 회로의 출력측에 베이스가 연결되는 제 2트랜지스터를 포함하는 인버터.
5. 기준 전압과 입력 전압의 편차분을 감지하는 감지 회로와, 기준 전압을 공급하는 기준 전압 공급 회로와, 상기 감지 회로로부터 입력되는 신호와 상기 기준 전압 공급 회로로부터 입력되는 기준 전압과의 편차에 따라 디밍 신호를 생성하는 디밍 회로와, 입력 전압을 공급받아 발진 주파수를 생성하고, 이를 이용하여 상기 입력 전압을 교류 고전압을 승압시켜 출력하는 자려 발진회로와, 상기 자려 발진회로를 통해 공급되는 교류 고전압에 의해 점등되는 냉음극관과, 상기 냉음극관을 통해 흐르는 관전류에 해당되는 전압과 상기 디밍 회로로부터 공급되는 디밍 신호에 따라 스위칭되어 입력 전압을 상기 자려 발진회로로 인가하는 스위칭 회로로 이루어지는 인버터의 디밍 방법에 있어서,

   입력 전압과 기준 전압의 편차분을 상기 인버터의 감지 회로에서 감지하는 단계와,

   감지된 편차분과 기준 전압을 비교하여 상기 인버터의 디밍 회로에서 디밍 전압을 생성하는 단계와,

   상기 디밍 회로에서 생성된 디밍 전압을 상기 인버터의 자려 발진회로로 인가하여 상기 인버터의 냉음극관을 점등시키는 단계를 포함하는 인버터의 디밍 방법.