KR100613997B1 - 백 라이트 구동용 인버터의 구동 주파수 제어 회로 - Google Patents

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Abstract

백 라이트 구동용 인버터의 구동 주파수 제어 회로가 개시되어 있다. 백 라이트 구동용 인버터의 구동 주파수 제어 회로는 에러 증폭부에서 출력되는 신호가 제1 저항 및 제2 저항에서 분배되어 입력되는 PWM 형 스위칭 IC와; PWM 형 스위칭 IC 의 출력에 의하여 스위칭되는 스위칭부와; 스위칭부에서 스위칭된 전압이 입력되는 누설 변압기와; 누설 변압기의 출력이 램프로 인입되며, 램프를 통과한 전류를 검출하기 위한 램프 전류 검출부와; 램프 전류 검출부의 출력 신호를 수신하여 이상 신호 발생시 증폭하기 위한 에러 증폭부를 포함하여, 일반적으로 사용되는 낮은 가격의 IC를 사용하여 램프로 흐르는 전류의 구동 주파수를 제어 할 수 있다.
백 라이트, 인버터, PWM형 스위칭 IC, 주파수 제어

Description

백 라이트 구동용 인버터의 구동 주파수 제어 회로{Circuit For Controlling Driving Frequency Of Inverter in Back Light Device}
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 백 라이트 구동용 인버터의 구동 주파수 제어 회로를 도시하고 있다.
도 2는 본 발명의 누설 변압기에서 주파수와 승압비의 관계를 나타낸 그래프이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100 : PWM 형 스위칭 IC
120 : 누설 변압기
130-1, 130-2 : 램프
140-1, 140-2 : 램프 전류 검출부
150 : 에러 증폭기
160 : 주파수 가변부
본 발명은 누설 변압기를 사용한 인버터의 주파수 제어 회로에 관한 것으 로, 보다 상세하게는 백 라이트 장치의 램프 구동용 인버터에서 출력 전류에 의하여 구동 주파수가 제어됨으로써 램프를 안정적으로 구동시킬 수 있는 백 라이트 구동용 인버터의 구동 주파수 제어 회로에 관한 것이다.
인버터(Inverter)는 교류 전원, 액정표시장치(LCD)나 그 외의 디스플레이 장치의 백 라이트용 전원으로 이용하는 것이 일반적이다. 이 때 인버터에 사용되는 IC로 인버터 전용 IC가 개발되었으나 모니터 등 저전력이 요구되는 장치에만 사용할 수 있다.
따라서, 대형 LCD텔레비전과 같이 다수의 장축 백 라이트 장치용 램프가 형성되어 고전력이 요구되는 인버터에서 인버터 전용 IC는 사용하기에 부적절할 뿐만 아니라 가격도 고가여서 일반적으로 사용하기 어렵다는 문제점이 있어 왔다.
본 발명은 상기한 사정을 감안하여 창출된 것으로서, 본 발명의 목적은 PWM 스위칭 컨트롤 IC 및 누설 변압기를 이용하여 램프로 제공되는 전류의 구동 주파수를 제어하기 위한 백 라이트 구동용 인버터의 구동 주파수 제어 회로를 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 관점에 따른 백 라이트 구동용 인버터의 구동 주파수 제어회로는, 에러 증폭부에서 출력되는 신호가 제1 저항 및 제2 저항에서 분배되어 입력되는 PWM 형 스위칭 IC;
상기 PWM 형 스위칭 IC 의 출력에 의하여 스위칭되는 스위칭부;
상기 스위칭부에서 스위칭된 전압이 입력되는 누설 변압기;
상기 누설 변압기의 출력이 램프로 인입되며, 상기 램프를 통과한 전류를 검출하기 위한 램프 전류 검출부; 및
상기 램프 전류 검출부의 출력 신호를 수신하여 이상 신호 발생시 증폭하기 위한 에러 증폭부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
따라서 본 발명에 의하면, 일반적으로 사용되는 낮은 가격의 IC를 사용하여 램프로 흐르는 전류의 구동 주파수를 제어 할 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 백 라이트 구동용 인버터의 구동 주파수 제어 회로를 도시하고 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 누설 변압기(120)를 사용한 인버터 구동 주파수 제어 회로는, 램프(130-1, 130-2)에 흐르는 전류를 검출하기 위한 램프 전류 검출부(140-1, 140-2)와, 상기 램프 전류 검출부(140-1, 140-2)의 출력에 따라 증폭되는 에러 증폭부(150)와, 상기 에러 증폭부(150)에서 출력되는 신호에 따라 주파수를 가변시키는 주파수 가변부(160)와, 상기 주파수 가변부(160)의 전체 저항(Rt)에 따라 램프를 구동시키기 위한 구동 주파수(f)를 가변시키는 PWM(Pulse Width Modulation)형 스위칭 IC(100)를 포함하여 구성된다.
상기 램프는 적어도 한 쌍으로 구성되며, 상기 램프의 종류로는 냉 음극관 램프(Cold Cathode Fluorescent Lamp, CCFL) 및 외부 전극 음극관 램프(External Electrode Fluorescent Lamp, EEFL)가 있다.
상술한 바와 같이 구성된 본 발명의 작동 상태에 대하여 설명한다.
누설 변압기(120)에서 출력되는 전압에 의하여 램프(130-1, 130-2)에 흐르는 전류에 따라, 검출 저항 R1 및 R2에서 각각 검출되는 전압이 변화된다. 상기 검출 저항 R1 및 R2에서 검출된 전압은 에러 증폭부(150)의 비교기(U2)로 인입되어 트랜지스터(Tr)를 온/오프 스위칭함으로써 상기 에러 증폭부(150)의 출력 신호가 온/오프 스위칭 된다.
상기 에러 증폭부(150)의 출력 신호가 제1 저항(Rt1) 및 제2 저항(Rt2)에서 분배되어 입력됨으로 인하여 주파수 가변부(160)의 전체 저항(Rt) 값이 하기 수학식 1에 따라 변동된다.
[수학식 1]
Rt=(Rt1*Rt2)/(Rt1+Rt2)
상기 수학식 1에서 저항 합(Rt)의 값은 서로 병렬 연결된 제1 저항(Rt1) 및 제2 저항(Rt2)을 합한 값이다. 따라서, 상기 저항 합(Rt)의 값은 PWM 스위칭 제어 IC에서 구동 주파수를 설정하기 위한 시정수를 결정하는데 기여하며, 상기 시정수는 하기 수학식 2에 따라 결정된다.
[수학식 2]
f=1/(Ct*(0.7Rt+3Rd))
한편, 상기 에러 증폭부(150)의 비교기 출력은 실제의 적용에 있어서, 하이(High) 및 로우(Low)로만 동작되는 것이 아니고, 상기 PWM 형 스위칭 IC(100)에 주파수가 제어되도록 인가되는 상기 저항 합(Rt)의 값은 램프(130-1, 130-2)의 램프 전류 검출부(140-1, 140-2)의 출력 전압에 의하여 상기 비교기의 출력은 하이와 로우 사이의 범주에서 제어된다.
또한, 대형 TV의 LCD에 제공되는 백 라이트용 전원 공급 장치인 인버터에서와 같이, 입력 전압의 변화폭이 큰 경우에는, 구동 주파수의 변화폭을 제한하지 않으며 입력 전압의 변화가 누설 변압기(120)의 급격한 효율 저하와 발열이 야기되게 된다. 따라서, PWM 형 스위칭 IC(100)와 연결된 주파수 가변부(160) 에 의하여, PWM 형 스위칭 IC(100) 입력의 변화폭이 Rt2값 범위 내 여서 제 2 도의 도면에서와 같이, 공진주파수(fr)보다 높은 영역에서 형성되는 누설 변압기의 최대 구동주파수(fhigh)와 최소 구동수파수(flow) 사이에 구동 주파수(f)가 위치될 수 있도록 제한 되어 누설 변압기(120)에서의 승압 범위가 조정된다.
이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명의 백 라이트 구동용 인버터의 구동 주파수 제어회로에 의하면, 누설 변압기를 사용한 인버터 주파수 제어회로는 누설 변압기의 구동 주파수 변화의 폭을 제한함으로써, 인버터에 인가되는 큰 입력 전압의 변동에도 안정적으로 동작되는 효과가 있다.
또한, 구동 주파수를 설정하기 위한 시정수를 결정하는 저항값을 변화시킴으로써 공전 현상을 제어하여, 스위칭 파워 서플라이(Switching Power Supply)회로 용도로 시판되고 있는 저가의 PWM 스위칭 컨트롤 IC를 사용할 수 있다는 잇점이 있다. 부언하면, 본 발명에 의하면 전압 제어 발진기(Voltage Controlled Oscillator)를 가지는 특수 IC를 사용하지 않고서도 일반적인 PWM 스위칭 컨트롤 IC를 사용할 수 있다는 장점이 있다.
본 발명의 실시예는 하나의 실시예에 지나지 않으며, 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명의 구성요소의 많은 변형 및 변경이 가능함을 물론이며, 본 발명이 실시예에만 한정되는 것은 아니다.

Claims (3)

  1. 에러 증폭부에서 출력되는 신호가 제1 저항 및 제2 저항에서 분배되어 입력되는 PWM 형 스위칭 IC;
    상기 PWM 형 스위칭 IC 의 출력에 의하여 스위칭되는 스위칭부;
    상기 스위칭부에서 스위칭된 전압이 입력되는 누설 변압기;
    상기 누설 변압기의 출력이 램프로 인입되며, 상기 램프를 통과한 전류를 검출하기 위한 램프 전류 검출부; 및
    상기 램프 전류 검출부의 출력 신호를 수신하여 이상 신호 발생시 증폭하기 위한 에러 증폭부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 백 라이트 구동용 인버터의 구동 주파수 제어회로.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 램프는 냉 음극관 램프 또는 외부 전극 음극관인 것을 특징으로 하는 백 라이트 구동용 인버터의 구동 주파수 제어회로.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 PWM 형 스위칭 IC는 수학식 3에 의하여 상기 구동 주파수를 제어하는 것을 특징으로 하는 백 라이트 구동용 인버터의 구동 주파수 제어회로.
    [수학식 3]
    f=1/(Ct*(0.7Rt+3Rd))
    f : 구동 주파수
    Ct, : 캐패시턴스
    Rt , Rd : 저항
    상기 Rt는 병렬 연결된 상기 제1저항 및 상기 제2저항을 합한 저항 값.
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