KR100451928B1 - 엘시디 백라이트용 인버터의 싱글 스테이지 컨버터 - Google Patents

엘시디 백라이트용 인버터의 싱글 스테이지 컨버터 Download PDF

Info

Publication number
KR100451928B1
KR100451928B1 KR10-2002-0012321A KR20020012321A KR100451928B1 KR 100451928 B1 KR100451928 B1 KR 100451928B1 KR 20020012321 A KR20020012321 A KR 20020012321A KR 100451928 B1 KR100451928 B1 KR 100451928B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
terminal
voltage
transformer
transistor
output
Prior art date
Application number
KR10-2002-0012321A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20030072989A (ko
Inventor
민병운
Original Assignee
삼성전기주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성전기주식회사 filed Critical 삼성전기주식회사
Priority to KR10-2002-0012321A priority Critical patent/KR100451928B1/ko
Priority to US10/177,867 priority patent/US6690591B2/en
Priority to JP2002186498A priority patent/JP2003274668A/ja
Priority to CNB021412774A priority patent/CN1288830C/zh
Publication of KR20030072989A publication Critical patent/KR20030072989A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100451928B1 publication Critical patent/KR100451928B1/ko

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/42—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
    • H02M7/44—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/48—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M7/53—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M7/537—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters
    • H02M7/5387—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters in a bridge configuration
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/22—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac
    • H02M3/24—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/28—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac
    • H02M3/325—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M3/335—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H02M3/33569—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only having several active switching elements
    • H02M3/33573—Full-bridge at primary side of an isolation transformer

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Circuit Arrangements For Discharge Lamps (AREA)
  • Liquid Crystal Display Device Control (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)

Abstract

본 발명은 엘시디의 백라이트용 인버터에 관한 것으로 특히, 직류전압을 교류전압으로 변압시키기 위하여 사용되는 콘버터를 싱글 스테이지 타입으로 구성하되 독자적인 회로의 구성을 갖는 싱글 스테이지 타입의 집적된 IC를 구현하기 위한 엘시디 백라이트용 인버터의 싱글 스테이지 컨버터를 ASIC화하여 독자적인 적용(Application) 회로를 구현할 수 있으며, 기존 투 스테이지의 제품을 대치하여 제품의 사이즈를 감소시키고, 효율을 향상시키며, 부품 수를 줄여 재료비의 절감효과가 크다.

Description

엘시디 백라이트용 인버터의 싱글 스테이지 컨버터{Single stage converter of CCFL inverter}
본 발명은 엘시디의 백라이트용 인버터에 관한 것으로 특히, 직류전압을 교류전압으로 변압시키기 위하여 사용되는 콘버터를 싱글 스테이지 타입으로 구성하되 독자적인 회로의 구성을 갖는 싱글 스테이지 타입의 집적된 IC를 구현하기 위한엘시디 백라이트용 인버터의 싱글 스테이지 컨버터에 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.
이와 같은 LCD 백라이트 인버터의 구성을 첨부한 도 1을 참조하여 살펴보면, 도 1은 일반적인 LCD 백라이트 인버터의 주요부분에 대한 구성만 도시한 것으로, 참조번호 10은 회로에서 변압을 수행하는 DC/AC 컨버터를 나타내고, 구동전원(Vcc)과 DC/AC 컨버터(10)의 사이에 버크 스위치(도시하지 않음)가 연결되어 전원공급을 결정하게 된다.
이때, 상기 버크 스위치의 온/오프 제어는 구동부(20)의 출력신호에 의해 이루어지게 되는데, 상기 구동부(20)는 도시되어 있는 바와 같이 직류전원을 교류전원으로 변경시키기 위하여 참조번호 10으로 지칭되는 상기 DC/AC 컨버터(10)의 구동을 제어한다.
또한, 상기 DC/AC 컨버터(10)의 동작에 따라 교류 고전압으로 변압되어진 전원은 후단의 램프(lamp)에 인가되며 그에 따라 후단의 램프(lamp)가 발광 동작하게 되는 데, 상기 램프(lamp)를 경유한 전원은 참조번호 F/B로 지칭되는 피드백신호로참조번호 40으로 지칭되는 감지신호 판단부(40)를 구성하는 에러증폭기(ERR1)의 반전(-) 단자에 입력되어진다.
상기 에러증폭기(ERR1)는 반전(-) 단자에 입력되는 피드백신호(F/B)와 비반전(+) 단자에 입력되는 기준전압을 비교하여 비교 결과에 따라 그 결과를 상기 구동부(20)에 전달하게 된다.
이와 같은 구성의 동작 중 주요 기능에 따른 동작을 살펴보면, 상기 DC/AC 컨버터(10)의 후단에 구비되어 있는 램프(lamp)가 오픈되는 경우 피드백 신호(F/B)가 로우 상태로 전환되며 그에 따라 상기 에러증폭기(ERR1)의 출력단자 (a)의 전압이 상승하는 방향으로 동작하게 된다.
상기 에러증폭기(ERR1)의 출력단자 (a)의 전압이 상승하면 DC/AC 컨버터(10)의 2차측에 과전압이 발생하므로 일정전압 이상의 과전압이 형성되지 않도록 제어를 해야 한다.
따라서, 상기 에러증폭기(ERR1)의 출력단자 (a)의 전압 상승은 제 1저항(R1)과 제 2저항(R2)에 의해 분압되어진 후 참조번호 Comp1로 지칭되는 비교기의 반전단자(OLP)에 전달되고, 그에 따라 상기 비교기(Comp1)는 비반전 단자에 인가되는 기준접압(Va)의 전압과 비교하여 그 비교치를 출력함으로써 상기 비교기(Comp1)의 출력단과 공통으로 묶여 있는 상기 에러증폭기(ERR1)의 출력단자 (a)의 전압을 일정전압 이하로 제어하여 출력 드라이브 즉, 참조번호 20으로 지칭되는 구동부의 듀티를 제어함으로써 2차측의 과전압을 제어하게 된다.
상술한 바와 같이 동작하는 LCD 백라이트 인버터가 소위 싱글스테이지(Single Stage)타입이라 지칭되는 것으로 상술한 싱글 스테이지 타입은 종전의 투 스테이지(2 Stage) 타입에 비하여 근래 들어 각광을 받고 있는 타입이다.
따라서, 상기 싱글 스테이지 타입으로의 인버터가 변화하는 추세가 빠르게 가속화되고 있는 시점에서 보다 효율을 높이면서도 독자적인 회로의 구현이 절실하다는 필요성이 대두되었다.
상기와 같은 문제점을 해소하기 위한 본 발명의 목적은 엘시디의 백라이트용 인버터에 관한 것으로 특히, 직류전압을 교류전압으로 변압시키기 위하여 사용되는 콘버터를 싱글 스테이지 타입으로 구성하되 독자적인 회로의 구성을 갖는 싱글 스테이지 타입의 집적된 IC를 구현하기 위한 엘시디 백라이트용 인버터의 싱글 스테이지 컨버터를 제공하는 데 있다.
도 1은 일반적인 싱글 스테이지 타입의 엘시디 백라이트용 인버터의 구성 예시도.
도 2는 본 발명에 따른 싱글 스테이지 타입의 엘시디 백라이트용 인버터의 구성 예시도.
도 3은 도 2에 도시되어 있는 셧다운 보호부의 세부 구성을 도시한 예시도.
도 4는 도 2에 도시되어 있는 과전압 보호부의 구성을 도시한 예시도.
도 5는 도 4의 상세 회로 구성 예시도.
도 6 내지 도 10은 본 발명에 따른 싱글 스테이지 타입의 엘시디 백라이트용 인버터의 각 부분 동작 파형 예시도.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 엘시디 백라이트용 인버터의 싱글 스테이지 컨버터의 특징은, 구동전원 입력단과 변압을 수행하는 트랜스의 사이에 연결되어 상기 트랜스의 일차측으로 전원의 공급경로를 교번함으로써 상기 트랜스에서의 변압동작이 수행할 수 있도록 하는 전원 공급 경로 교번수단과; 상기 트랜스의 출력단에 연결되어 있는 소정 개수의 램프를 구비하고 있는 LCD 백라이트 인버터에 있어서: 상기 트랜스의 출력단에서 출력되어 상기 램프를 경유하여 흐르는 피드백 전류를 안정적인 전압의 크기로 입력받아 디밍신호와 비교하여 그 비교치를 일정 주기로 발생되는 삼각파와 비교하여 상기 전원 공급 경로 교번수단의 동작을 제어하여 상기 트랜스의 변압 동작을 제어하는 트랜스 동작 제어수단과; 상기 트랜스의 출력단에서 출력되어 상기 램프를 경유하여 흐르는 전류를 안정적인 전압의 크기로 입력받아 임의의 기준전압과 비교하여 상기 램프를 통해 흐르는 전류의 크기를 비교하여 셧다운 현상이 발생되었는가를 판단하는 셧다운 발생 판별 수단과; 상기 구동전원 입력단을 통해 입력되는 구동전압을 입력받아 임의의 기준전압과 비교하여 과전압 상태인가를 판별하여 과전압 상태로 인식하거나 혹은 상기 셧다운 발생 판별수단에서 셧다운 현상이 발생되었다고 판단하는 경우 이를 상기 트랜스 동작 제어수단에 제공하여 셧다운 현상 및 과전압 상태에 적응적으로 대응하도록 하는 안정화 수단을 포함하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 엘시디 백라이트용 인버터의 싱글 스테이지 컨버터의 부가적인 특징은, 상기 셧다운 발생 판별 수단과 안정화 수단은 직렬 연결되며 전체적으로 상기 구동전원 입력단과 피드백 전류 유입단 사이에 병렬 연결되어 지는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 엘시디 백라이트용 인버터의 싱글 스테이지 컨버터의 부가적인 다른 특징은, 상기 셧다운 발생 판별 수단은 반전 입력단에 상기 트랜스의 출력단에서 출력되어 상기 램프를 경유하여 흐르는 피드백 전류를 안정적인 전압의 크기로 입력받고 비반전 입력단에 임의의 기준전압을 입력받아 그 비교치를 상기 안정화 수단에 제공하는 제 1비교기와; 상기 피드백 전류에 따른 전압신호를 분압하고 분압된 전압의 상태에 따라 온오프 동작하는 제 1트랜지스터와; 상기 제 1트랜지스터의 온오프 동작에 따라 비반전 입력단에 걸리는 전압이 변동하며 비반전 입력단에 걸리는 전압과 반전 입력단에 걸리는 전압을 비교하여 그 비교치를 출력하는 제 2비교기; 및 상기 제 2비교기에서 출력되는 비교치의 변동에 동기되어 입력단에 인가되는 초기 바이어스 전압을 출력단으로 출력 혹은 비 출력함으로써 일정 주기로 발생되는 상기 삼각파를 유지 혹은 평활시키는 래치를 포함하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 엘시디 백라이트용 인버터의 싱글 스테이지 컨버터의 부가적인 또 다른 특징은, 상기 안정화 수단은 임의의 기준전압을 다수의 저항을 통해 분압하고 분압된 전압을 비반전 단자에 입력받으며 상기 구동전원 입력단을 통해 입력되는 구동전압을 반전 단자에 입력받아 비교하여 그 비교치를 출력하되 출력단을 통해 출력되는 신호가 반전 단자로 궤환되도록 하는 제 3비교기와; 상기 셧다운 발생 판별 수단에서 출력되는 출력신호를 입력받아 일정치의 안정적인 전압으로 변환시킨 후 상기 제 3비교기의 비반전 단자에 입력시키는 전압 변환수단을 포함하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 엘시디 백라이트용 인버터의 싱글 스테이지 컨버터의 부가적인 또 다른 특징은, 상기 전압 변환수단은 상기 셧다운 발생 판별 수단에서 출력되는 출력신호를 베이스 단자에 입력받는 제 2트랜지스터와; 상기 제 2트랜지스터와 공통으로 콜렉터 단자가 묶여 있고 콜렉터단자와 베이스 단자가 공통 전위를 갖는 제 3트랜지스터와; 상기 제 3트랜지스터와 공통으로 베이스 단자가 묶여 있으며 에미터 단자가 접지단에 연결되어 있는 제 4트랜지스터와; 상기 제 4트랜지스터의 콜렉터 단자에 콜렉터 단자가 연결되며 에미터 단자에는 구동전압이 인가되고 베이스 단자는 콜렉터 단자와 공통 전위를 갖는 제 5트랜지스터와; 상기 제 5트랜지스터와 베이스 단자가 공통으로 묶여있으며 공통 에미터 단자에는 구동전압이 인가되는 제 6트랜지스터와; 콜렉터 단자에는 상기 구동 전압이 인가되고 베이스 단자는 저항을 통해 상기 제 6트랜지스터의 콜렉터 단자가 연결되며 에미터 단자는 상기 제 3비교기의 비반전 단자에 연결되어지는 제 7트랜지스터; 및 상기 제 7트랜지스터의 베이스 단자에 캐소드 단자가 연결되고 애노드 단자는 접지단에 연결되어 있는 제너다이오드를 포함하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 엘시디 백라이트용 인버터의 싱글 스테이지 컨버터의 다른 특징은, 구동전원 입력단과 변압을 수행하는 트랜스의 사이에 연결되어 상기 트랜스의 일차측으로 전원의 공급경로를 교번함으로써 상기 트랜스에서의 변압동작이 수행할 수 있도록 하는 전원 공급 경로 교번수단과; 상기 트랜스의 출력단에 연결되어 있는 소정 개수의 램프를 구비하고 있는 LCD 백라이트 인버터에 있어서: 상기 트랜스의 출력단에서 출력되어 상기 램프를 경유하여 흐르는 피드백 전류를 안정적인 전압의 크기로 입력받아 디밍신호와 비교하여 그 비교치를 일정 주기로 발생되는 삼각파와 비교하여 상기 전원 공급 경로 교번수단의 동작을 제어하여 상기 트랜스의 변압 동작을 제어하는 트랜스 동작 제어수단과; 상기 트랜스의 출력단에서 출력되어 상기 램프를 경유하여 흐르는 전류를 안정적인 전압의 크기로 입력받아 임의의 기준전압과 비교하여 상기 램프를 통해 흐르는 전류의 크기를 비교하여 셧다운 현상이 발생되었는가를 판단하는 셧다운 발생 판별 수단과; 상기 구동전원 입력단을 통해 입력되는 구동전압을 입력받아 임의의 기준전압과 비교하여 과전압 상태인가를 판별하여 과전압 상태로 인식하거나 혹은 상기 셧다운 발생 판별수단에서 셧다운 현상이 발생되었다고 판단하는 경우 이를 상기 트랜스 동작 제어수단에 제공하여 셧다운 현상 및 과전압 상태에 적응적으로 대응하도록 하는 안정화 수단이 하나의 반도체 칩에 구현되는 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, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 설명한다.
도 2는 본 발명에 따른 싱글 스테이지 타입의 엘시디 백라이트용 인버터의 구성 예시도로써, 첨부한 도 1에서 참조번호 10으로 부여되어 있던 DC/AC 컨버터는 첨부한 도 2에서 참조번호를 부여하지 않았으나 동일 구성이므로 DC/AC 컨버터라 칭한다.
첨부한 도 2에 도시되어 있는 구성의 각각에 대한 그 동작 특성을 살펴보면, 전원전압이 참조번호 120으로 지칭되는 UVLO부에 인가되면 참조번호 110으로 지칭되는 VREF부에서 안정된 바이어스 전압을 구성하고 도시되어 있는 각각의 구성요소들에게 전압을 공급하게 된다.
따라서, 각 구성요소들은 정상 동작을 행할 수 있도록 기능을 한다.
이후, 참조번호 미부여되어 있는 DC/AC 컨버터에 의해 후단의 램프(Lamp)가 온 동작하여 발광하게 된다. 상기 램프(Lamp)의 발광동작 혹은 비 발광 동작 등등의 동작에 따라 상기 램프를 도통한 전류는 복수의 저항과 다이오드를 통해 피드백되어 에러 증폭기(ERROR AMP)의 반전단자로 유입되어진다.
이때, 상기 에러 증폭기(ERROR AMP)는 반전 단자로 유입되는 전류의 량을 비반전 단자에 입력되는 디밍(DIM)신호와 비교하여 그 비교치를 출력하게 되는데, 상기 에러 증폭기(ERROR AMP)의 출력신호는 참조번호 CMP2로 지칭되는 제 2비교기의 제 1반전(-) 단자에 유입되어지며, 상기 제 2비교기(CMP2)는 제 1반전(-) 단자에 유입되는 신호와 참조번호 150으로 지칭되는 OSC에서 발생되어 비반전(+)단자로 유입되는 삼각파와 비교하여 그 비교치를 RS래치부(참조번호 미부여)에 입력시키게 된다.
이때, 상기 제 2비교기(CMP2)에서 출력되는 신호의 특성은 DC/AC 컨버터를 구성하는 브릿지 타입의 MOS-FET의 구동을 제어하기 위한 펄스의 듀티(Duty)비를 조정하는 것으로, 상기 제 2비교기(CMP2)에서 출력되는 신호는 상기 RS래치부를 통하여 참조번호 180과 참조번호 170으로 지칭되는 드라이브에 제공되며, 상기 드라이브(170, 180)의 동작에 의해 MOS-FET가 동작되어 진다.
그 외에 버스트 디밍(Burst Dimming)을 하기 위하여 참조번호 130으로 지칭되는 발진기(PWM OSC)를 내장하여 상기 에러 증폭기(ERROR AMP)의 출력을 제어하고, 램프의 오픈 동작(Lamp Open)이나 이상 동작에 의한 보호 회로로 참조번호 160으로 지칭되는 SDP(Shut Down Projection)에서는 참조번호 F/B로 지칭되는 피드백 전류가 도통되고 있는지 혹은 도통되지 않는 지를 검출하여 피드백 전류가 흐르지 않는 경우 시스템 보호를 위하여 참조번호 140으로 지칭되는 OVP(Over VoltageProjection)를 제어한다.
또한, 상기 OVP(140)에서는 상기 SDP(160)에서 입력되는 경고신호 이외에 원천적인 소스 전압(VCC)이 과전압 상태인가를 확인하여 그에 따라 듀티비를 조정하기 위한 상기 제 2비교기(CMP2)의 제 2반전단(-)에 보호신호를 제공함으로써 후단에 구비되어 있는 램프(Lamp)로 인가되는 전압의 상태를 조정하게 된다.
이때, 상기 SDP(160)의 세부 구성은 첨부한 도 3에 도시되어 있는 바와 같이, 상기 램프(Lamp)의 발광동작 혹은 비 발광 동작 등등의 동작에 따라 상기 램프를 도통한 전류(F/B)는 저항과 콘덴서를 통하여 안정화되어진 후 도 3의 참조번호 R1과 R2로 지칭되는 저항을 통해 분압되어 진다.
또한, 상기 저항(R1, R2)으로 분압되지 않는 원래의 전압은 참조번호 OP1로 지칭되는 비교기에서 기준전압과 비교되어 상기 램프의 오픈 동작(Lamp Open)이나 이상 동작의 발생 여부를 검출하게 된다. 따라서, 상기 램프의 오픈 동작(Lamp Open)이 발생되는 경우 참조번호 F/B로 지칭되는 전류가 흐르지 못하게 됨에 따라 상기 참조번호 OP1로 지칭되는 비교기의 출력신호는 하이 상태로 전환되어진다.
또한, 상기 저항(R1, R2)으로 분압되어진 전압의 상태에 의해 참조번호 Q1로 지칭되는 트랜지스터의 온/오프 동작이 수행되며, 상기 트랜지스터(Q1)의 온/오프 동작에 대응하여 참조번호 OP2로 지칭되는 비교기의 출력신호가 로우/하이 상태로 변동되어진다.
따라서, 상기 비교기(OP2)의 출력신호의 변동치에 동기되어진 참조번호 RS로 지칭되는 래치의 출력신호는 초기 바이어스(initial bias)가 사용되어지며 그와같은 경우의 발생시 참조번호 150으로 지칭되는 OSC의 삼각파는 평할되어진다.
상술한 셧다운 보호부의 출력신호를 입력받는 OVP(140)의 구성을 간략히 도시하면 첨부한 도 4와 같으며, 도 4의 세부적인 회로 구성은 도 5와 같다.
따라서, 첨부한 도 5를 기준으로 과전압 보호부의 동작을 살펴보면, SDP(160)의 출력신호를 베이스 단자에 입력받는 참조번호 Q2로 지칭되는 트랜지스터는 상기 SDP(160)의 출력신호가 하이 상태이면 온동작하게 된다.
그에 따라 상기 트랜지스터(Q2)와 공통으로 콜렉터 단자가 묶여 있고 콜렉터단자와 베이스 단자가 묶여 있는 참조번호 Q3의 트랜지스터는 오프 동작하게 된다. 즉, 참조번호 R3로 지칭되는 저항의 양단에 모든 전압이 걸리기 때문에 트랜지스터(Q3)의 콜렉터 단자와 베이스 단자에는 접지전위가 걸리는 것이다.
이에 상기 트랜지스터(Q3)와 공통으로 베이스 단자가 묶여 있는 참조번호 Q4의 트랜지스터 역시 오프 동작하게 된다. 상기 트랜지스터(Q4)의 오프 동작에 따라 참조번호 Q5로 지칭되는 트랜지스터의 베이스 단자에는 하이 임피던스 상태가 유지되며 그로 인해 상기 트랜지스터(Q5)와 베이스 단자가 공통으로 묶여있는 참조번호 Q6으로 지칭되는 트랜지스터가 온동작하게 된다.
상기 트랜지스터(Q6)의 온동작을 통해 구동전압 VCC는 저항(R4)와 제너다이오드(ZD)에 흐르게되고 이후 참조번호 Q7로 지칭되는 트랜지스터가 온동작하게 된다.
따라서, 기준 전압(VREF)을 분압하고 있는 저항(R5, R6)의 분압점의 전압에 변동이 발생하고 그 변동분이 참조번호 OP3으로 지칭되는 비교기의 출력신호를 변동시키게 되므로써 상기 제 2비교기(CMP2)의 출력신호가 변동되어 실제적으로 참조번호 170, 180으로 지칭되는 드라이버의 동작이 제어되며, 이를 통해 셧다운 동작의 보호 및 동작이 수행되게 된다.
또한, 상기 구동전압 VCC은 참조번호가 부여되어 잇지 않은 저항을 통해 분압되어진 후 제 7저항(R7)을 통해 상기 참조번호 OP3으로 지칭되는 비교기의 반전 데이터 입력단에 입력되어지며 이는 비반전 입력단에 입력되는 기준전압과 비교하여 과전압이 입력되고 있다고 판단되면 참조번호 OP3으로 지칭되는 비교기의 출력신호를 변동시키게 되므로써 상기 제 2비교기(CMP2)의 출력신호가 변동되어 실제적으로 참조번호 170, 180으로 지칭되는 드라이버의 동작이 제어되며, 이를 통해 과전압 동작의 보호 및 동작이 수행되게 된다.
도 6 내지 도 10은 본 발명에 따른 싱글 스테이지 타입의 엘시디 백라이트용 인버터의 각 부분 동작 파형 예시도
이상의 설명에서 본 발명은 특정의 실시 예와 관련하여 도시 및 설명하였지만, 특허청구범위에 의해 나타난 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 개조 및 변화가 가능하다는 것을 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 쉽게 알 수 있을 것이다.
상술한 바와 같이 동작하는 본 발명에 따른 엘시디 백라이트용 인버터의 싱글 스테이지 컨버터는 입력 전원의 전압 범위가 넓고, OVP(Over Voltage Protection)의 동작을 전원 전압의 변동에 따라 출력 트랜스의 동작 영역내에서 출력 구동부의 PWM 듀티비를 강제적인 제어로 출력의 특정 전압 이상에서 전압제어 하도록 하는 특징을 가지고 있다.
따라서, 본 발명에 따른 엘시디 백라이트용 인버터의 싱글 스테이지 컨버터을 ASIC화하여 독자적인 적용(Application) 회로를 구현할 수 있으며, 기존 투 스테이지의 제품을 대치하여 제품의 사이즈를 감소시키고, 효율을 향상시키며, 부품 수를 줄여 재료비의 절감효과가 크다.

Claims (6)

  1. 구동전원 입력단과 변압을 수행하는 트랜스의 사이에 연결되어 상기 트랜스의 일차측으로 전원의 공급경로를 교번함으로써 상기 트랜스에서의 변압동작이 수행할 수 있도록 하는 전원 공급 경로 교번수단과; 상기 트랜스의 출력단에 연결되어 있는 소정 개수의 램프를 구비하고 있는 LCD 백라이트 인버터에 있어서:
    상기 트랜스의 출력단에서 출력되어 상기 램프를 경유하여 흐르는 피드백 전류를 안정적인 전압의 크기로 입력받아 디밍신호와 비교하여 그 비교치를 일정 주기로 발생되는 삼각파와 비교하여 상기 전원 공급 경로 교번수단의 동작을 제어하여 상기 트랜스의 변압 동작을 제어하는 트랜스 동작 제어수단과;
    상기 트랜스의 출력단에서 출력되어 상기 램프를 경유하여 흐르는 전류를 안정적인 전압의 크기로 입력받아 임의의 기준전압과 비교하여 상기 램프를 통해 흐르는 전류의 크기를 비교하여 셧다운 현상이 발생되었는가를 판단하는 셧다운 발생 판별 수단과;
    상기 구동전원 입력단을 통해 입력되는 구동전압을 입력받아 임의의 기준전압과 비교하여 과전압 상태인가를 판별하여 과전압 상태로 인식하거나 혹은 상기 셧다운 발생 판별수단에서 셧다운 현상이 발생되었다고 판단하는 경우 이를 상기 트랜스 동작 제어수단에 제공하여 셧다운 현상 및 과전압 상태에 적응적으로 대응하도록 하는 안정화 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 엘시디 백라이트용 인버터의 싱글 스테이지 컨버터.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 셧다운 발생 판별 수단과 안정화 수단은 직렬 연결되며 전체적으로 상기 구동전원 입력단과 피드백 전류 유입단 사이에 병렬 연결되어 지는 것을 특징으로 하는 엘시디 백라이트용 인버터의 싱글 스테이지 컨버터.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 셧다운 발생 판별 수단은 반전 입력단에 상기 트랜스의 출력단에서 출력되어 상기 램프를 경유하여 흐르는 피드백 전류를 안정적인 전압의 크기로 입력받고 비반전 입력단에 임의의 기준전압을 입력받아 그 비교치를 상기 안정화 수단에 제공하는 제 1비교기와;
    상기 피드백 전류에 따른 전압신호를 분압하고 분압된 전압의 상태에 따라 온오프 동작하는 제 1트랜지스터와;
    상기 제 1트랜지스터의 온오프 동작에 따라 비반전 입력단에 걸리는 전압이 변동하며 비반전 입력단에 걸리는 전압과 반전 입력단에 걸리는 전압을 비교하여 그 비교치를 출력하는 제 2비교기; 및
    상기 제 2비교기에서 출력되는 비교치의 변동에 동기되어 입력단에 인가되는 초기 바이어스 전압을 출력단으로 출력 혹은 비 출력함으로써 일정 주기로 발생되는 상기 삼각파를 유지 혹은 평활시키는 래치를 포함하는 것을 특징으로 하는 엘시디 백라이트용 인버터의 싱글 스테이지 컨버터.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 안정화 수단은 임의의 기준전압을 다수의 저항을 통해 분압하고 분압된 전압을 비반전 단자에 입력받으며 상기 구동전원 입력단을 통해 입력되는 구동전압을 반전 단자에 입력받아 비교하여 그 비교치를 출력하되 출력단을 통해 출력되느 신호가 반전 단자로 궤환되도록 하는 제 3비교기와;
    상기 셧다운 발생 판별 수단에서 출력되는 출력신호를 입력받아 일정치의 안정적인 전압으로 변환시킨 후 상기 제 3비교기의 비반전 단자에 입력시키는 전압 변환수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 엘시디 백라이트용 인버터의 싱글 스테이지 컨버터.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 전압 변환수단은 상기 셧다운 발생 판별 수단에서 출력되는 출력신호를 베이스 단자에 입력받는 제 2트랜지스터와;
    상기 제 2트랜지스터와 공통으로 콜렉터 단자가 묶여 있고 콜렉터단자와 베이스 단자가 공통 전위를 갖는 제 3트랜지스터와;
    상기 제 3트랜지스터와 공통으로 베이스 단자가 묶여 있으며 에미터 단자가 접지단에 연결되어 있는 제 4트랜지스터와;
    상기 제 4트랜지스터의 콜렉터 단자에 콜렉터 단자가 연결되며 에미터 단자에는 구동전압이 인가되고 베이스 단자는 콜렉터 단자와 공통 전위를 갖는 제 5트랜지스터와;
    상기 제 5트랜지스터와 베이스 단자가 공통으로 묶여있으며 공통 에미터 단자에는 구동전압이 인가되는 제 6트랜지스터와;
    콜렉터 단자에는 상기 구동 전압이 인가되고 베이스 단자는 저항을 통해 상기 제 6트랜지스터의 콜렉터 단자가 연결되며 에미터 단자는 상기 제 3비교기의 비반전 단자에 연결되어지는 제 7트랜지스터; 및
    상기 제 7트랜지스터의 베이스 단자에 캐소드 단자가 연결되고 애노드 단자는 접지단에 연결되어 있는 제너다이오드를 포함하는 것을 특징으로 하는 엘시디 백라이트용 인버터의 싱글 스테이지 컨버터.
  6. 구동전원 입력단과 변압을 수행하는 트랜스의 사이에 연결되어 상기 트랜스의 일차측으로 전원의 공급경로를 교번함으로써 상기 트랜스에서의 변압동작이 수행할 수 있도록 하는 전원 공급 경로 교번수단과; 상기 트랜스의 출력단에 연결되어 있는 소정 개수의 램프를 구비하고 있는 LCD 백라이트 인버터에 있어서:
    상기 트랜스의 출력단에서 출력되어 상기 램프를 경유하여 흐르는 피드백 전류를 안정적인 전압의 크기로 입력받아 디밍신호와 비교하여 그 비교치를 일정 주기로 발생되는 삼각파와 비교하여 상기 전원 공급 경로 교번수단의 동작을 제어하여 상기 트랜스의 변압 동작을 제어하는 트랜스 동작 제어수단과;
    상기 트랜스의 출력단에서 출력되어 상기 램프를 경유하여 흐르는 전류를 안정적인 전압의 크기로 입력받아 임의의 기준전압과 비교하여 상기 램프를 통해 흐르는 전류의 크기를 비교하여 셧다운 현상이 발생되었는가를 판단하는 셧다운 발생 판별 수단과;
    상기 구동전원 입력단을 통해 입력되는 구동전압을 입력받아 임의의 기준전압과 비교하여 과전압 상태인가를 판별하여 과전압 상태로 인식하거나 혹은 상기 셧다운 발생 판별수단에서 셧다운 현상이 발생되었다고 판단하는 경우 이를 상기 트랜스 동작 제어수단에 제공하여 셧다운 현상 및 과전압 상태에 적응적으로 대응하도록 하는 안정화 수단이 하나의 반도체 칩에 구현되는 것을 특징으로 하는 엘시디 백라이트용 인버터의 싱글 스테이지 컨버터.
KR10-2002-0012321A 2002-03-08 2002-03-08 엘시디 백라이트용 인버터의 싱글 스테이지 컨버터 KR100451928B1 (ko)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2002-0012321A KR100451928B1 (ko) 2002-03-08 2002-03-08 엘시디 백라이트용 인버터의 싱글 스테이지 컨버터
US10/177,867 US6690591B2 (en) 2002-03-08 2002-06-20 Single stage converter in LCD backlight inverter
JP2002186498A JP2003274668A (ja) 2002-03-08 2002-06-26 Ｌｃｄバックライト用インバータのシングルステージコンバータ
CNB021412774A CN1288830C (zh) 2002-03-08 2002-07-05 Lcd背光用逆变器的单级转换器

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2002-0012321A KR100451928B1 (ko) 2002-03-08 2002-03-08 엘시디 백라이트용 인버터의 싱글 스테이지 컨버터

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20030072989A KR20030072989A (ko) 2003-09-19
KR100451928B1 true KR100451928B1 (ko) 2004-10-08

Family

ID=27786007

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR10-2002-0012321A KR100451928B1 (ko) 2002-03-08 2002-03-08 엘시디 백라이트용 인버터의 싱글 스테이지 컨버터

Country Status (4)

Country Link
US (1) US6690591B2 (ko)
JP (1) JP2003274668A (ko)
KR (1) KR100451928B1 (ko)
CN (1) CN1288830C (ko)

Families Citing this family (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6804129B2 (en) 1999-07-22 2004-10-12 02 Micro International Limited High-efficiency adaptive DC/AC converter
US6839253B2 (en) * 2003-02-06 2005-01-04 Zippy Technology Corp. Multi-period cycle-alternative switching mode power supply control device
US7224592B2 (en) * 2003-02-06 2007-05-29 Zippy Technology Corp. Multi-period cycle-alternative switching mode power supply control device and its control method
JP2005129004A (ja) * 2003-10-03 2005-05-19 Sharp Corp 駆動システムおよび交流変換装置
KR100616538B1 (ko) * 2004-01-05 2006-08-29 삼성전기주식회사 싱글 스테이지 백라이트 인버터 및 그 구동방법
TWI270839B (en) * 2004-02-11 2007-01-11 O2Micro Int Ltd Liquid crystal display system with lamp feedback and method for controlling power to cold cathode fluorescent lamp
US7262561B2 (en) * 2004-12-13 2007-08-28 Zippy Technology Corp. Method for controlling power supply through multiple modulation modes
CN100454710C (zh) * 2005-05-13 2009-01-21 崇贸科技股份有限公司 过电压保护装置
KR100751454B1 (ko) * 2005-09-07 2007-08-23 삼성전자주식회사 디스플레이 장치
WO2007046363A1 (ja) * 2005-10-17 2007-04-26 Autonetworks Technologies, Ltd. Ｐｗｍ信号生成回路
JP4685602B2 (ja) * 2005-11-16 2011-05-18 ローム株式会社 三角波発生回路、それを用いたインバータ、発光装置、液晶テレビ
US7149098B1 (en) * 2006-01-04 2006-12-12 System General Corporation Over-power protection apparatus with programmable over-current threshold
KR100699587B1 (ko) * 2006-04-25 2007-03-23 삼성전기주식회사 인버터 동기회로
JP4823825B2 (ja) * 2006-09-06 2011-11-24 ローム株式会社 三角波発生回路、発生方法、それらを用いたインバータ、発光装置、液晶テレビ
US7719205B2 (en) * 2008-06-20 2010-05-18 Zippy Technology Corp. Inverter for driving light source
KR100973014B1 (ko) * 2008-12-11 2010-07-30 삼성전기주식회사 백라이트 유닛용 발광 다이오드 구동 장치
KR101677730B1 (ko) * 2009-08-14 2016-11-30 페어차일드코리아반도체 주식회사 Ｌｅｄ 발광 장치
CN102201746B (zh) * 2011-05-30 2013-07-31 江苏恒通九州电气有限公司 一种高压隔离分布式驱动电源
DE102011088169A1 (de) * 2011-12-09 2013-06-13 Robert Bosch Gmbh Spannungswandler für ein Kraftfahrzeug
CN103281834B (zh) * 2013-06-06 2015-04-01 东莞博用电子科技有限公司 一种应用在交流led驱动系统中的过压保护电路
CN106535391B (zh) * 2016-10-11 2018-12-25 昆山龙腾光电有限公司 尖峰电流吸收电路及其控制方法和发光二极管驱动装置

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0362499A (ja) * 1989-07-31 1991-03-18 Hitachi Ltd 放電灯点灯回路
JPH1052059A (ja) * 1996-08-01 1998-02-20 Toshiba Lighting & Technol Corp 電源装置、放電灯点灯装置及び照明装置
KR20010076723A (ko) * 2000-01-27 2001-08-16 구자홍 엘씨디 백라이트용 인버터 휘도 조절장치
KR20020017358A (ko) * 2000-08-30 2002-03-07 강웅현 액정표시기 백 라이트 인버터 구동 장치
KR20030058184A (ko) * 2001-12-29 2003-07-07 엘지전자 주식회사 모니터의 인버터 시스템 보호회로

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5486992A (en) * 1995-01-09 1996-01-23 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army High voltage direct current power supply with feedback control and circuit protection
US5923129A (en) * 1997-03-14 1999-07-13 Linfinity Microelectronics Apparatus and method for starting a fluorescent lamp

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0362499A (ja) * 1989-07-31 1991-03-18 Hitachi Ltd 放電灯点灯回路
JPH1052059A (ja) * 1996-08-01 1998-02-20 Toshiba Lighting & Technol Corp 電源装置、放電灯点灯装置及び照明装置
KR20010076723A (ko) * 2000-01-27 2001-08-16 구자홍 엘씨디 백라이트용 인버터 휘도 조절장치
KR20020017358A (ko) * 2000-08-30 2002-03-07 강웅현 액정표시기 백 라이트 인버터 구동 장치
KR20030058184A (ko) * 2001-12-29 2003-07-07 엘지전자 주식회사 모니터의 인버터 시스템 보호회로

Also Published As

Publication number Publication date
US20030169604A1 (en) 2003-09-11
CN1444332A (zh) 2003-09-24
JP2003274668A (ja) 2003-09-26
KR20030072989A (ko) 2003-09-19
CN1288830C (zh) 2006-12-06
US6690591B2 (en) 2004-02-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100451928B1 (ko) 엘시디 백라이트용 인버터의 싱글 스테이지 컨버터
JP3162194U (ja) 照明装置、発光ダイオードの駆動回路およびその駆動方法
KR100867551B1 (ko) Ｌｅｄ 어레이 구동 장치
US7414371B1 (en) Voltage regulation loop with variable gain control for inverter circuit
KR100771780B1 (ko) 과전압 보호 및 듀티 제어 기능을 갖는 ｌｅｄ 구동장치
JP3672034B2 (ja) 直流−交流変換装置、及びそのコントローラｉｃ
US8970136B2 (en) Semiconductor light source lighting circuit and vehicular lamp
US8339053B2 (en) LED dimming apparatus
EP1643810B1 (en) LED driving circuit
JP5848898B2 (ja) 負荷駆動回路ならびにそれを用いた発光装置およびディスプレイ装置
US7358685B2 (en) DC-DC converter having protective function of over-voltage and over-current and led driving circuit using the same
TWI500357B (zh) 調光電路與方法
KR20020041733A (ko) 엘시디의 백라이트용 인버터
US20080231207A1 (en) Discharge lamp lighting apparatus and semiconductor integrated circuit
JP6108143B2 (ja) 過電流防止式電源装置及びそれを用いた照明器具
US20050200302A1 (en) Pulse width modulation circuit and illuminating device incorporating same
TW201705664A (zh) 整合過電流保護偵測和過電壓保護偵測的升壓裝置
US7084586B2 (en) Discharge lamp lighting apparatus and discharge lamp apparatus
JP4289422B2 (ja) 交流電源装置及び交流電源装置用集積回路
JP4708004B2 (ja) Ｌｅｄ点灯装置
KR102070445B1 (ko) 플리커를 저감하기 위한 led 디밍 제어장치 및 방법
KR100431267B1 (ko) 엘시디의 백라이트용 인버터
KR20080050856A (ko) 광 발생장치
KR100526240B1 (ko) 복합디밍제어방식의 냉음극형광램프용 인버터
TW201304608A (zh) 螢光燈管的照明設備及其驅動方法

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20100701

Year of fee payment: 7

LAPS Lapse due to unpaid annual fee