KR100431267B1 - 엘시디의 백라이트용 인버터 - Google Patents

Abstract

본 발명은 PWM 디밍 동작시점에 소프트스타트 동작을 동시에 이루어질 수 있도록 구현함으로써 아날로그 디밍 동작 모드에서 PWM 디밍 동작 모드로 전환시 생기는 전류의 과도 발생을 해소하도록 하는 엘시디의 백라이트용 인버터에 고나한 것으로 PWM 디밍 온동작시 순간 과잉 전류 투입으로인 한 전류과도 현상 발생을 방지하여 전류값 제어가 용이하며, PWM과 연기동(S/S)을 동시 구현 가능하고, 연기동을 위한 콘덴서의 용량값 조정만으로 전류과도 현상의 기울기를 임의 조절가능하고, 더욱이 연기동 동작 기능을 제어하면서 PWM 동작을 동시 제어 가능하는 효과가 있다.

Description

엘시디의 백라이트용 인버터{Inverter for back-light of LCD}

본 발명은 엘시디의 백라이트용 인버터에 관한 것으로 특히, PWM 디밍 동작시점에 소프트스타트 동작을 동시에 이루어질 수 있도록 구현함으로써 아날로그 디밍 동작 모드에서 PWM 디밍 동작 모드로 전환시 생기는 전류의 과도 발생을 해소하도록 하는 엘시디의 백라이트용 인버터에 관한 것이다.

일반적으로, 인버터는 역변환 장치로 직류 전력을 교류 전력으로 바꾸는 장치이며, 직류 전동기와 교류발전기를 조합시킨 것이나 바이브레이터를 사용하는 것, 방전관을 사용하는 것 외에, 요즘에는 트랜지스터나 다이리스터를 이용하는 것 등이 널리 쓰이고 있다.

이러한, 인버터는 이동용의 교류 전원, 자동차의 형광등 전원, 정전시 비상용 전원, LCD나 그 외의 디스플레이 장치의 백라이트용 전원으로 이용하는 것이 일반적이다.

현재 사용중인 백라이트 인버터용 컨트롤러의 디밍 방법에는 아날로그 디밍, PWM 디밍, 복합 디밍 등이 있는데, 각각의 동작에 따라 회로구성을 달리하고 있다.

첨부한 도 1은 상술한 디밍 방식중 PWM 디밍 방식이 적용된 종래 백라이트 인버터용 컨트롤러의 회로 구성도이며, 첨부한 도 2는 도 1에서의 타이밍 도이다.

LCD 백라이트 인버터에서 IC 전원을 계속적으로 온/오프 하게 되면 부하 변동이 계속적으로 생겨서 전원의 변동을 가져올 수 있는 문제가 발생하게 된다. 또한, 이러한 전원의 변동은 OP 앰프 등의 미약 신호를 증폭하는 회로에서는 전원전압의 변동이 신호에 중첩되어 증폭되므로 신호의 변동이나 노이즈로 작용하게 되는 문제점이 발생하게 된다.

이러한 문제점을 첨부한 도 1과 도 2를 참조하여 살펴보면, 입력전압(Vin)이 트랜지스터(Q3)를 통해 제1 다이오드(D1)를 거치면서 정류된 후에 제1 인덕터(L1)에 의해 평활되고, 이렇게 정류 및 평활된 전압이 트랜스 및 구동기(1)에 전달되어 램프(Lamp) 구동을 위해 필요한 구동전압으로 변환되어 램프(Lamp)에 전달되게 된다.

그 후 다수의 저항 및 다이오드로 이루어진 피드백부에 의해 피드백 신호(F/B)가 에러 증폭기(ERROR AMP)의 반전(-) 단자로 입력된다. 상기 에러 증폭기(ERROR AMP)에서는 피드백 신호(F/B)와 기준전압을 비교하여 그 결과를 비교기(COMP)로 출력하게 되고, 상기 비교기(COMP)에서는 입력신호를 다시 기준값과 비교하여 그 출력신호를 통해 상기 트랜지스터(Q3)의 온/오프를 결정하게 된다.

이때, 상기의 동작이 이루어지는 동안, PWM용 오실레이터(2)에서 출력되는 신호에 따라 입력전압(Vin)이 에러 증폭기(ERROR AMP)가 온 또는 오프 동작하게 된다.

결국, 상기와 같은 PWM 디밍시 에러 증폭기(ERROR AMP) 및 비교기(COMP) 전원을 PWM 디밍 주기에 따라 온/오프를 반복함으로써 IC 및 인버터 전체 동작 특성에 불안한 요소를 나타내게 된다.

특히, 상기와 같은 종래의 경우에는 도 2에 도시된 바와 같이, 초기 전원 투입시 지연(Delay)이 생겨 펄스폭 변조 동작 영역으로의 전환시 램프 전류의 급변으로 램프가 깜빡거리는 문제가 발생하게 된다.

또한, 종래 경우에 연기동(Softstart) 기능은 초기전원 투입시 지연 기능 뿐 아니라 PWM 동작 영역에서의 피크성 잡음전류를 해소하고자 하나 지나친 연기동 기능 구현시 아날로그 영역에서 PWM으로 전환 직전에 연기동 기능에 의해 지연이 생기고 램프 전류가 급변하여 램프가 깜빡거리게 되는 문제가 발생하게 된다.

상술한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해소하기 위한 본 발명의 목적은 PWM 디밍 동작시점에 연기동 동작을 동시에 이루어질 수 있도록 구현함으로써 아날로그 디밍 동작 모드에서 PWM 디밍 동작 모드로 전환시 생기는 전류의 과도 발생을 해소하도록 하는 엘시디의 백라이트용 인버터를 제공하는 데 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 백라이트용 인버터의 구성을 나타내는 회로도.

도 2는 종래 기술에 의한 타이밍도.

도 3은 본 발명에 의한 백라이트용 인버터의 구성을 나타내는 회로도.

도 4는 본 발명에 의한 타이밍도.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 엘시디의 백라이트용 인버터의 특징은, 입력전원을 이용하여 램프를 구동하는 트랜스의 입력단에 연결되어 입력전원의 공급을 결정하는 제 3트랜지스터와; 상기 제 3트랜지스터의 온오프를 제어하기 위해 상기 제 3트랜지스터의 게이트 단자와 접지단 사이에 연결되어 있는 제 1트랜지스터와; 상기 램프와 연결된 피드백 부분의 피드백 신호를 반전 단자로 입력받고 비반전 단자로 기준전압신호를 입력받아 비교하여 그 비교치를 출력하는 에러 증폭기와; 제 2비반전 단자를 통해 입력되는 신호를 기준으로 제 1비반전 단자를 통해 입력받는 상기 에러 증폭기의 출력신호로 클램핑하고 이후 크램핑한 신호와 반전단자에 입력되는 일정주기의 발진신호와 비교하여 그 비교치를 상기 제 1트랜지스터의 베이스 단자에 걸어주어 상기 제 1트랜지스터를 온/오프시킴으로써 상기 제 3트랜지스터를 온/오프 시키는 비교기와; PWM디밍 동작을 위하여 일정 PWM 주파수 신호를 발생시키는 PWM용 오실레이터; 및 상기 PWM용 오실레이터에서 발생되는 PWM 주파수 신호 신호에 따라 온/오프 동작하며 온동작시 상기 비교기의 제 2비반전 단자에 일정 충진 전압을 걸어주는 콘덴서의 방전 경로를 형성하는 제 2트랜지스터로 구성되는 데 있다.

본 발명의 상술한 목적과 여러 가지 장점은 이 기술 분야에 숙련된 사람들에 의해 첨부된 도면을 참조하여 후술되는 발명의 바람직한 실시 예로부터 더욱 명확하게 될 것이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

첨부한 도 3은 본 발명에 따른 연기동 방식이 적용되는 백라이트 인버터용 컨트롤러의 회로 구성도이며, 첨부한 도 4는 도 3에서의 타이밍 도이다.

도 3은 본 발명에 의한 백라이트용 인버터의 구성을 나타내는 회로도로서, 입력전원을 이용하여 램프(Lamp)를 구동하는 트랜스(1)의 입력단에 연결되어 입력전원의 공급을 결정하는 제 3트랜지스터(Q3)와, 상기 제 3트랜지스터(Q3)의 온오프를 제어하기 위해 상기 제 3트랜지스터(Q3)의 게이트 단자와 접지단 사이에 연결되어 있는 제 1트랜지스터(Q1)와, 상기 램프(Lamp)와 연결된 피드백 부분의 피드백 신호(F/B)를 반전(-) 단자로 입력받고 비반전(+) 단자로 기준전압신호를 입력받아 비교하여 그 비교치를 출력하는 에러 증폭기(ERROR AMP)와, 제 2비반전(+) 단자를 통해 입력되는 신호를 제 1비반전(+) 단자를 통해 입력받는 상기 에러 증폭기(ERROR AMP)의 출력신호로 클램핑하고 이후 크램핑한 신호와 반전(-)단자에 입력되는 일정주기의 발진신호와 비교하여 그 비교치를 상기 제 1트랜지스터(Q1)의 베이스 단자에 걸어주어 상기 제 1트랜지스터(Q1)를 온/오프시킴으로써 상기 제 3트랜지스터(Q3)를 온/오프 시키는 비교기(COMP)와, PWM디밍 동작을 위하여 일정 PWM 주파수 신호를 발생시키는 PWM용 오실레이터(2), 및 상기 PWM용 오실레이터(2)에서 발생되는 PWM 주파수 신호 신호에 따라 온/오프 동작하며 온동작시 상기 비교기(COMP)의 제 2비반전(+) 단자에 일정 충진 전압을 걸어주는 콘덴서(Cs)의 방전 경로를 형성하는 제 2트랜지스터(Q2)로 구성되어 진다.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 엘시디의 백라이트용 인버터의 동작을 첨부한 도 4를 참조하여 살펴보면, 구동전압(Vin)이 입력되면 제 1트랜지스터(Q1)에 의해 제 3트랜지스터(Q3)가 온동작하게 된다.

이후 참조번호 1로 지칭되는 트랜스에 의해 램프(Lamp)가 온동작하여 발광하게 된다. 상기 램프(Lamp)의 발광동작 혹은 비발광 동작 등등의 램프 도통 전류는 임의의 수단을 통해 에러 증폭기(ERROR AMP)의 반전단자로 유입되어진다.

이때, 상기 에러 증폭기(ERROR AMP)는 반전 단자로 유입되는 전류의 량을 기준치와 비교하여 그 비교치를 출력하게 되는데, 이때 상기 에러 증폭기(ERROR AMP)의 출력신호는 첨부한 도 4에서 참조번호 "b"로 지칭되는 파형과 같다고 가정한다.

이후, 상기 에러 증폭기(ERROR AMP)의 출력신호는 비교기(Comp)의 제 1비반전(+) 단자에 유입되어지며, 상기 비교기(Comp)는 제 1비반전(+) 단자에 유입되는 신호와 반전(-)단자로 유입되는 삼각파와 비교하여 참조번호 Q1으로 지칭되는 제 1트랜지스터의 온/오프 동작에 따른 듀티를 제어함으로써 전체기본 구동이 이루어진다.

이때, PWM동작시 PWM용 오실레이터(2)에서 발생하는 구형파(100~600Hz)의 제어에 의해 참조번호 Q2로 지칭되는 제 2트랜지스터가 온/오프 동작을 반복하게되면 참조번호 Cs로 지칭되는 콘덴서에는 전하가 충진동작과 방전동작을 반복하게 되면서 연기동을 동시에 수행하게 되는 것이다.

즉, PWM 동작시 Cs단자(C)의 전압과 E1의 출력전압(b)은 Q2가 Off일때, Vc > Vb가 되고 Q2가 On일때, Vc < Vb가 되어 Q1을 PWM 모드로 동작하게 제어함.

이상의 설명에서 본 발명은 특정의 실시예와 관련하여 도시 및 설명하였지만, 특허청구범위에 의해 나타난 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 한도내에서 다양한 개조 및 변화가 가능하다는 것을 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 쉽게 알 수 있을 것이다.

이상에서 설명한 바와 같은 본 발명의 엘시디의 백라이트용 인버터를 제공하면 PWM 디밍 온동작시 순간 과잉 전류 투입으로인 한 전류과도 현상 발생을 방지하여 전류값 제어가 용이하며, PWM과 연기동(S/S)을 동시 구현 가능하고, 연기동을 위한 콘덴서의 용량값 조정만으로 전류과도 현상의 기울기를 임의 조절가능하고, 더욱이 연기동 동작 기능을 제어하면서 PWM 동작을 동시 제어 가능하는 효과가 있다.

Claims (1)

1. 입력전원을 이용하여 램프를 구동하는 트랜스의 입력단에 연결되어 입력전원의 공급을 결정하는 제 3트랜지스터와;

   상기 제 3트랜지스터의 온오프를 제어하기 위해 상기 제 3트랜지스터의 게이트 단자와 접지단 사이에 연결되어 있는 제 1트랜지스터와;

   상기 램프와 연결된 피드백 부분의 피드백 신호를 반전 단자로 입력받고 비반전 단자로 기준전압신호를 입력받아 비교하여 그 비교치를 출력하는 에러 증폭기와;

   제 2비반전 단자를 통해 입력되는 신호를 기준으로 제 1비반전 단자를 통해 입력받는 상기 에러 증폭기의 출력신호로 클램핑하고 이후 크램핑한 신호와 반전단자에 입력되는 일정주기의 발진신호와 비교하여 그 비교치를 상기 제 1트랜지스터의 베이스 단자에 걸어주어 상기 제 1트랜지스터를 온/오프시킴으로써 상기 제 3트랜지스터를 온/오프 시키는 비교기와;

   PWM디밍 동작을 위하여 일정 PWM 주파수 신호를 발생시키는 PWM용 오실레이터; 및

   상기 PWM용 오실레이터에서 발생되는 PWM 주파수 신호 신호에 따라 온/오프 동작하며 온동작시 상기 비교기의 제 2비반전 단자에 일정 충진 전압을 걸어주는 콘덴서의 방전 경로를 형성하는 제 2트랜지스터로 구성되는 것을 특징으로 하는 엘시디의 백라이트용 인버터.