KR100427466B1 - 방전등 점등 장치 - Google Patents

방전등 점등 장치 Download PDF

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KR100427466B1
KR100427466B1 KR10-2001-0041135A KR20010041135A KR100427466B1 KR 100427466 B1 KR100427466 B1 KR 100427466B1 KR 20010041135 A KR20010041135 A KR 20010041135A KR 100427466 B1 KR100427466 B1 KR 100427466B1
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Abstract

DC 전원은 저항을 직렬로 거쳐서 인버터 회로 각각의 트랜지스터의 베이스에 접속된다. 인버터 변압기의 중간 탭을 갖는 1차 권선, 공진 커패시터 및 동기 변압기의 1차 권선은 에미터가 접지된 한 쌍의 트랜지스터의 컬렉터 간에 함께 병렬로 접속된다. 인버터 회로의 동기 변압기의 2차 권선은 모두 병렬로 접속된다.

Description

방전등 점등 장치{ELECTRIC DISCHARGE LAMP LIGHTING DEVICE}
본 발명은 액정 테레비전, 퍼스널 컴퓨터, 워드 프로세서 등에 사용되는 액정 표시 장치의 배면 광원으로 이용되는 다수의 방전등(discharge lamp)의 점등에 적합하게 적용되는 방전등 점등 장치에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 액정 표시 화면에 플리커를 발생시키는 일이 없는 방전등 점등 장치에 관한 것이다.
다수의 방전등을 점등하기 위한 종래의 방전등 점등 장치중 하나로서 도 7에 나타낸 바와 같은 구성이 있다. 여기서는, 인버터 회로(20)가 DC 전원(2)과 병렬로 접속되며, 방전등(1)이 각 인버터 회로(20)의 출력측에 설치된다.
동기 회로를 이용하는 타입의 방전등 점등 장치에서는, 예를 들어 일본특허공개공보 제 2000-12255호에 개시된 바와 같이 인버터 변압기가 트랜지스터의 베이스측과 접속하고 있지 않은 3차 권선을 필요로 한다.
상기 종래예 중 도 7에 나타낸 바와 같은 방전등 점등 장치는 다수의 방전들을 점등시키기 위해 다수의 병렬 배치된 인버터 회로를 필요로 하기 때문에, 각 인버터 회로에 요구되는 고정된 부품 수의 변동 및 부하 상태의 차이에 의하여 다른 주파수에서 발진하게 된다. 이로 인해, 방전등에 플리커가 유발되고, 그 결과 액정 표시 화면에 플리커가 발생하는 문제점이 있었다.
동기 회로를 이용하는 타입의 방전등 점등 장치에서는, 인버터 변압기가 트랜지스터의 베이스측과 접속하고 있지 않은 3차 권선을 갖고 있지 않으면 동기 회로를 이용할 수 없는 문제점이 있다.
도 1은 제 1 실시예의 구성을 나타내는 회로도이다.
도 2는 제 2 실시예의 구성을 나타내는 회로도이다.
도 3은 제 3 실시예의 구성을 나타내는 회로도이다.
도 4는 제 4 실시예의 구성을 나타내는 회로도이다.
도 5는 제 5 실시예의 구성을 나타내는 회로도이다.
도 6은 제 6 실시예의 구성을 나타내는 회로도이다.
도 7은 종래의 구성을 나타내는 회로도이다.
※도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명※
1: 방전등
100, 101, 102, 103: 인버터 회로
2: DC 전원
3, 10: 1차 권선
4, 11: 2차 권선
5: 3차 권선
6: 인버터 변압기
7: 공진 커패시터
8, 9: 트랜지스터
12: 동기 변압기
15, 16, 19: 스위치
17: 인덕턴스 성분을 갖는 소자
18: 정류 회로
상술한 상황에 비추어, 본 발명의 목적은, 공진형 로이어 인버터 회로를 구성요소의 하나로서 포함하는 방전등 점등 장치의 한 쌍의 트랜지스터의 컬렉터들 사이에 각각 개별적으로 설치된 동기용 변압기의 1차 권선을 병렬로 접속하는 동시에 동기용 변압기의 2차 권선을 서로 병렬로 접속함으로써, 각 인버터 회로의 발진 주파수를 동기시켜서 방전등에서의 플리커를 없애고, 더 나아가서 액정 표시 화면에서의 플리커를 없애는 방전등 점등 장치를 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위해, 청구항 1에 정의한 바와 같은 본 발명에 따르면, DC 전원을 입력으로 하고, 한 쌍의 트랜지스터의 컬렉터들 사이에 인버터 변압기의 중간 탭을 갖는 1차 권선과 공진 커패시터 및 동기 변압기의 1차 권선을 모두 병렬로 접속하고, 상기 인버터 변압기의 2차 권선과 병렬로 방전등을 접속하여 방전등에 방전 전력을 공급하고, 상기 인버터 변압기의 3차 권선으로부터 피드백 전압을 인가하여 상기 트랜지스터가 스위칭 동작을 할 수 있도록 상기 트랜지스터의베이스들에 상기 인버터 변압기의 3차 권선의 대향하는 두 단자를 접속하고, 상기 동기 변압기에는 2차 권선을 설치하여 구성되는 인버터 회로를 포함한 방전등 점등 장치가 제공된다. 상기 인버터 회로는 방전등마다 설치되고, 상기 인버터 회로의 상기 동기 변압기의 2차 권선은 다른 인버터 회로의 동기 변압기의 2차 권선과 병렬로 접속되어, 복수의 인버터 회로의 발진 주파수를 동기시킨다.
청구항 2에 정의된 바와 같은 본 발명에 따른 방전등 점등 장치는 상기 동기 변압기의 2차 권선의 한 단자가 스위치를 거쳐서 다른 인버터 회로의 동기 변압기의 2차 권선에 병렬로 접속된 것을 특징으로 한다. 따라서, 소망하는 인버터 회로만을 동기시키지 않고 독립적인 DUTY 조광(dimming) 및 방전등의 소등이 가능하게 된다.
청구항 3에 정의된 바와 같은 본 발명에 따른 방전등 점등 장치는 상기 동기 변압기의 2차 권선의 한 단자가 접지된 것을 특징으로 한다. 따라서, 회로 구성을 간소화하여 기판의 제작을 용이화할 수 있게 된다.
청구항 4에 정의된 바와 같은 본 발명에 따른 방전등 점등 장치는 상기 동기 변압기의 2차 권선의 한 단자가 스위치를 거쳐서 접지된 것을 특징으로 한다. 따라서, 소망하는 인버터 회로만을 동기로부터 단절시킬 수 있고, 더불어 회로 구성이 간소화될 수 있다.
청구항 5에 정의된 바와 같은 본 발명에 따른 방전등 점등 장치는 각 동기 변압기의 2차 권선의 한 단자가 정류 회로 및 스위치를 거쳐서 접지되고, 각 동기 변압기의 2차 권선의 다른 단자가 접속되는 동시에 인덕턴스 성분을 갖는 소자를거쳐서 접지되는 것을 특징으로 한다.
청구항 6에 정의된 바와 같은 본 발명에 따른 방전등 점등 장치는 각 동기 변압기의 2차 권선의 한 단자가 접지되고, 각 동기 변압기의 2차 권선의 다른 단자가 접속되는 동시에 인덕턴스 성분을 갖는 소자를 거쳐서 접지되는 것을 특징으로 한다.
도 1은 본 발명에 따른 제 1 실시예의 구성을 나타내는 회로도이다. 제 1 실시예에서, DC 전원(2)은 방전등(1)마다 제공된다. 또한, 같은 구성을 갖는 인버터 회로(100, 101, 102, 103)는 각각 방전등 마다의 각 DC 전원에 접속된다. 각 인버터 회로(100, 101, 102, 103)는 일반적으로 잘 알려진 공진형 로이어 인버터 회로에 동기 회로를 접속함으로써 구성되고, 입력측의 1차 권선(3)과 출력측의 2차 권선(4) 및 3차 권선(5)을 갖는 인버터 변압기(6)와, 이 인버터 변압기(6)의 인덕턴스 성분과 LC 공진 회로를 구성하는 공진 커패시터(7), 및 인버터 변압기(6)를 구동하기 위한 각각의 에미터가 접지된 트랜지스터(8, 9)를 포함한다. 이 경우, 각 인버터 회로는 1차 권선(10) 및 2차 권선(11)을 갖는 동기 변압기(12)를 더 포함한다.
이하, 각 인버터 회로의 구성에 대하여 구체적으로 설명한다. DC 전원(2)은 트랜지스터(8)에 구동 전류를 공급하기 위해 적용된 저항을 직렬로 거쳐서 인버터 회로(100, 101, 102, 103) 각각의 입력측인 트랜지스터(8)의 베이스에 접속된다. 인버터 변압기(6)의 중간 탭을 갖는 1차 권선(3)은 각각의 에미터가 접지되어 있는 한 쌍의 트랜지스터(8, 9)의 컬렉터들 사이에 병렬로 접속되고, 커패시터(7)가 또한 병렬로 접속된다. DC 전원은 또한 인버터 회로(100, 101, 102, 103)에 공급되는 전류를 정전류로 변환하기 위한 쵸크 코일(choke coil)을 포함한 인덕터(14)를 직렬로 거쳐서 인버터 변압기(6)의 1차 권선(3)의 중간 탭에 접속된다. 인버터 변압기의 2차 권선(4)은 1차 권선(3) 보다도 훨씬 더 많은 감기로 형성되어 전압을 올리도록 하고 있다. 방전등(1)은 인버터 변압기(6)의 2차 권선(4)과 병렬로 접속되어 방전등(1)에 전류를 공급한다. 인버터 변압기(6)의 3차 권선(5)의 한 단은 트랜지스터(8)의 베이스측과 접속되고, 다른 단은 트랜지스터(9)의 베이스측과 접속되어, 3차측에서 발생된 전압을 트랜지스터(8, 9)의 베이스에 피드백하여 인가시킨다. 동기 변압기(12)의 1차 권선(10)은 인버터 변압기(6)의 1차 권선(3)에 병렬로 접속된다. 동기 변압기(12)의 2차 권선(11)은 다른 인버터 회로의 동기 변압기(12)의 2차 권선(11)에 병렬로 접속된다.
이하, 제 1 실시예의 동작에 대하여 설명한다. DC 전원(2)이 인가되면, 인덕터(14)를 통하여 인버터 변압기(6)의 1차 권선(3)으로 전류가 흐른다. 이 때, 동기 변압기(12)의 1차 권선(10)에도 전류가 흐르게 되고, 동시에 DC 전원(2)으로부터 출력된 전압이 저항(13)을 거쳐서 트랜지스터(8)의 베이스에 인가된다. 이 때, 인버터 변압기(6)의 1차 권선(3)과 동기 변압기(12)의 1차 권선(10)의 리액턴스와 공진 커패시터(7)에 의해 공진이 이루어진다. 따라서, 인버터 변압기(6)의 3차 권선(5)의 단자들 간에 인버터 변압기(6)의 1차 권선(3) 대 3차 권선(5)의 권수비(turn ratio)만큼 전압이 높아진 고전압이 발생된다. 동시에, 인버터 변압기(6)의 3차 권선(5)에는 인버터 변압기(6)의 1차 권선(3)의 전류 흐름 방향과 같은 방향으로 전류가 흐른다. 또한, 동기 변압기(12)의 2차 권선(11)의 단자들 간에 동기 변압기(12)의 1차 권선(10) 대 2차 권선(11)의 권수비만큼 높아진 전압이 발생된다. 인버터 회로(100, 101, 102, 103)의 동기 변압기(12)는 함께 병렬로 접속되어, 폐회로를 형성한다. 따라서, 이 폐회로를 거쳐 흐르는 공진 전류의 값은, 각 DC 전원(2)의 단자들간에 인가되는 DC 전압의 값이 일정하면 변화하지 않은 채로 있게 된다. 이 때는, 각 동기 변압기(12)의 2차 권선(11)의 공진 전류값이 또한 동일하게 된다. 동기 변압기(12)의 2차 권선(11)에서 발생된 전압은 동기 변압기(12)를 거쳐서 동기 변압기(12)의 1차 권선(10)에 유기되어, 동기 변압기(12)의 1차 권선(10)의 공진 주파수와 인버터 변압기(6)의 3차 권선(5)의 공진 주파수가 인버터 변압기(6)를 거쳐서 동기하게 되고, 그 결과 그 동기된 공진 주파수에서 트랜지스터(8, 9)를 교대로 도통시킨다. 이 후, 인버터 변압기(6)의 1차 권선(3) 대 2차 권선(4)의 권수비만큼 전압이 높아져서 인버터 회로(100, 101, 102, 103) 각각의 인버터 변압기(6)의 2차 권선(4)의 대향 단들로부터 주파수 및 위상이 동기되는 고압 파형을 발생시키게 되고, 그 결과 방전등(1)에서의 플리커를 없앨 수 있게 된다.
이하, 도 2를 참조하면서 본 발명의 제 2 실시예에 대하여 설명한다. 도 2의 회로도에서는, 동기 변압기(12)의 2차 권선(11)의 한 단자가 스위치(15)를 거쳐서 다른 인버터 회로의 동기 변압기(12)의 2차 권선(11)의 한 단자와 접속되어 있다. 다른 구성은 도 1에 나타낸 실시예에서의 구성과 같기 때문에 상세한 설명은 생략하기로 한다. 이러한 방식으로 2차 권선(11)의 한 단자측에 스위치(15)를 매장하면, 인버터 회로(100, 101, 102, 103)중 소망하는 인버터 회로의 발진 주파수를 동기시키지 않도록 할 수 있다. 즉, 스위치 단락 시에는, 인버터 회로(100, 101, 102, 103) 각각의 인버터 변압기(6)의 2차 권선(4)의 대향 단들로부터 주파수 및 위상이 동기되는 고전압 파형이 발생된다. 한편, 스위치 개방 시에는, 인버터 회로(100, 101, 102, 103) 각각에서 독립적인 DUTY 조광 및 방전등(1)의 소등이 가능하게 된다.
이하, 도 3을 참조하면서 본 발명의 제 3 실시예에 대하여 설명한다. 제 3 실시예에서는, 각 동기 변압기(12)의 2차 권선(11)의 한 단자가 접지되어 있다. 다른 구성은 도 1에 나타낸 실시예의 구성과 완전히 동일하다. 이러한 방식으로 각 동기 변압기(12)의 2차 권선(11)중 어느 한 단자를 접지시킴으로써 제 3 실시예를 구성하면, 회로 구성이 간소화되어 기판의 제작이 용이하게 된다.
이하, 도 4를 참조하면서 본 발명의 제 4 실시예에 대하여 설명한다. 제 4 실시예에서는, 각 동기 변압기(12)의 2차 권선(11)의 한 단자가 스위치(16)를 거쳐서 접지된다. 다른 구성은 도 3에 나타낸 실시예의 구성과 완전히 동일하다. 이러한 방식으로 각 동기 변압기(12)의 2차 권선(11)중 소정의 단자를 스위치(16)를 거쳐서 접지시킴으로써 제 4 실시예를 구성하면, 인버터 회로(100, 101, 102, 103)중 소망하는 인버터 회로의 공진 주파수를 동기시키지 않도록 단절시킬 수 있게 된다. 또한, 독립적인 DUTY 조광 및 방전등의 소등이 인버터 회로들 각각에서 가능하게 된다.
이하, 도 5를 참조하면서 본 발명의 제 5 실시예에 대하여 설명한다. 제 5실시예에서는, 각 동기 변압기(12)의 2차 권선(11)의 한 단자가 정류 회로(18)와 직렬로 접속되고, 이와 함께 스위치(19)를 거쳐서 접지된다. 즉, 인버터 회로(100, 101, 102, 103) 각각의 동기 변압기(12)의 2차 권선(11)의 한 단자가 각 정류 회로(18)를 구성하는 다이오드의 애노드와 접속된다. 이 때, 캐소드는 각 스위치(19)의 한 단자와 접속되고, 각 스위치(19)의 다른 단자는 접지된다. 트랜지스터 등의 단방향으로만 전류를 흘려 보내는 소자인 스위칭 소자를 거쳐서 각 동기 변압기(12)의 2차 권선(11)의 한 단자를 접지시키는 구성을 통해 제 5 실시예의 동작과 동일한 동작을 할 수 있게 된다. 따라서, 본 발명의 제 5 실시예는 또한 각 동기 변압기(12)의 2차 권선(11)의 한 단자측에 정류 회로(18) 및 스위치(19)를 설치하는 구성에 한정되지 않고 상기한 구성을 포함할 수 있다. 또한, 각 동기 변압기(12)의 2차 권선(11)의 다른 단자는 결합하여 서로 병렬로 접속되는 동시에 인덕턴스 성분을 갖는 소자(17)를 거쳐서 접지된다. 인덕턴스 성분을 갖는 소자(17)가 필요한 이유는 다음과 같다. 즉, 제 5 실시예에 나타낸 회로도에서는, 각 정류 회로(18)가 전류를 한 방향만으로 흐르도록 전류의 흐름을 제어하도록 적응된다. 인덕턴스 성분을 갖는 소자(17)가 없는 경우, 각 동기 변압기(12)의 2차 권선(11)으로 형성된 회로가 전류의 루프가 없는 폐회로의 형태로 형성되며, 그 결과 동기가 실폐하게 된다. 폐회로에 동기를 제공하기 위해서는 동기 변압기(12)를 서로 접속하고 있는 라인에 GND의 접속이 필요하게 된다. 따라서, 접지되기 전에 GND-AC 필터의 작용을 제공할 수 있도록 서로 접속하고 있는 상기 라인에 인덕턴스 성분을 갖는 소자(17)를 설치한다.
이하, 도 6을 참조하면서 본 발명의 제 6 실시예에 대하여 설명한다. 제 6 실시예에서는, 각 동기 변압기(12)의 2차 권선(11)의 한 단자가 접지되어 있고, 다른 단자가 접속되는 동시에 인던턴스 성분을 갖는 소자(17)를 거쳐서 접지되어 있다. 다른 구성은 도 3에 나타낸 실시예의 구성과 동일하다.
상술된 바와 같이, 각 동기 변압기의 1차 권선이 소위 공진형 로이어 인버터 회로를 구성하는 한 쌍의 트랜지스터의 컬렉터들 간에 각 커패시터 및 각 인버터 변압기의 1차 권선과 병렬로 접속되고, 동기 변압기의 2차 권선이 서로 병렬로 접속되기 때문에, 본 발명은 인버터 회로의 발진 주파수를 서로 동기시켜서, 방전등에서의 플리커를 없앨 수 있는 효과를 갖게 된다.
동기 변압기의 2차 권선과 병렬로 접속된 다른 동기 변압기의 2차 권선의 단자 사이에 스위치를 배설하기 때문에, 본 발명은 스위치 단락에 의해 인버터 회로의 공진 주파수를 서로 동기시키는 동시에, 스위치의 개방에 의해 소망하는 인버터 회로의 다른 인버터 회로와의 동기를 단절시키는 효과를 갖게 된다.
또한, 각 동기 변압기의 2차 권선의 한 단자가 접지되기 때문에, 본 발명은 회로 구성을 간소화하여 기판의 제작을 용이화할 수 있는 효과를 갖는다.
각 동기 변압기의 2차 권선의 한 단자가 스위치를 거쳐서 접지되기 때문에, 본 발명은 회로 구성을 간소화하여 기판의 제작을 용이화할 수 있으며, 또한 소망하는 인버터 회로의 동기를 단절시킬 수 있는 효과를 갖는다.
각 동기 변압기의 2차 권선의 한 단자는 정류 회로 및 스위치를 거쳐서 접지되고, 다른 단자는 접속되는 동시에 인덕턴스 성분을 갖는 소자를 거쳐서 접지되기 때문에, 본 발명은 다른 인버터 회로와의 동기를 제공하는 효과를 갖는다.

Claims (6)

  1. 방전등 점등 장치에 있어서,
    DC 전원을 입력으로 하고, 한 쌍의 트랜지스터의 컬렉터들 사이에 인버터 변압기의 중간 탭을 갖는 1차 권선과 공진 커패시터 및 동기 변압기의 1차 권선을 모두 병렬로 접속하고, 상기 인버터 변압기의 2차 권선과 병렬로 방전등을 접속하여 방전등에 방전 전력을 공급하고, 상기 인버터 변압기의 3차 권선으로부터 피드백 전압을 인가하여 상기 트랜지스터가 스위칭 동작을 할 수 있도록 상기 트랜지스터의 베이스들에 상기 인버터 변압기의 3차 권선의 대향하는 두 단자를 접속하고, 상기 동기 변압기에는 2차 권선을 설치하여 구성되는 인버터 회로를 포함하고,
    상기 인버터 회로는 방전등마다 설치되고,
    상기 인버터 회로의 상기 동기 변압기의 2차 권선은 다른 인버터 회로의 동기 변압기의 2차 권선과 병렬로 접속되어, 복수의 인버터 회로의 발진 주파수를 동기시키는
    방전등 점등 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 동기 변압기의 2차 권선의 한 단자가 스위치를 거쳐서 다른 인버터 회로의 동기 변압기의 2차 권선에 병렬로 접속된 방전등 점등 장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 동기 변압기의 2차 권선의 한 단자가 접지된 방전등 점등 장치.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 동기 변압기의 2차 권선의 한 단자가 스위치를 거쳐서 접지된 방전등 점등 장치.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 동기 변압기의 2차 권선의 한 단자가 정류 회로 및 스위치를 거쳐서 접지되고, 상기 동기 변압기의 2차 권선의 다른 단자가 접속되는 동시에 인덕턴스 성분을 갖는 소자를 거쳐서 접지되는 방전등 점등 장치.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 동기 변압기의 2차 권선의 한 단자가 접지되고, 상기 동기 변압기의 2차 권선의 다른 단자가 접속되는 동시에 인덕턴스 성분을 갖는 소자를 거쳐서 접지되는 방전등 점등 장치.
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