KR100711218B1 - Driving circuit for Back light of LCD - Google Patents
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Abstract
본 발명은 트랜스포머를 제거한 상태에서 다등 점등이 가능하도록 한 액정표시장치의 백 라이트 구동회로에 관한 것이다. 이 회로는, 소정 크기의 교류전압을 공급하는 정전원; 스위칭 제어신호를 수신하고, 상기 스위칭 제어신호의 인에이블 상태일 동안 상기 교류전압을 선택적으로 출력하는 제어부;상기 제어부의 출력전압을 수신하고, 충반전하여 부하수단에 정전압을 인가하는 출력부를 구비하며, 상기 제어부는 상기 교류전압의 인가 주파수를 가변하여 상기 출력부에 충전되는 전압의 크기를 조절한다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a backlight driving circuit of a liquid crystal display device that enables multiple lamps to be lit in a state where a transformer is removed. The circuit includes an electrostatic source for supplying an alternating voltage of a predetermined magnitude; A control unit configured to receive a switching control signal and to selectively output the AC voltage while the switching control signal is in an enabled state; an output unit configured to receive and charge an output voltage of the control unit and to charge and charge the load means; The controller controls the magnitude of the voltage charged in the output unit by varying the frequency of application of the AC voltage.
Description
도 1 및 도 2는 종래 기술에 따른 백 라이트 구동회로를 도시하는 도면.1 and 2 show a backlight driving circuit according to the prior art.
도 3은 본 발명에 따른 액정표시장치용 백 라이트 구동회로를 도시하는 도면.3 shows a backlight driving circuit for a liquid crystal display device according to the present invention;
도 4는 본 발명에 따른 백 라이트 구동회로의 동작 파형도.4 is an operational waveform diagram of a backlight driving circuit according to the present invention;
도 5는 출력부의 등가회로를 나타내는 도면.5 shows an equivalent circuit of an output unit.
도 6은 부하의 전압특성 파형도.6 is a waveform diagram of voltage characteristics of a load;
도 7은 본 발명에 따른 백 라이트 구동회로의 출력전압 및 출력전류를 나타내는 파형도.7 is a waveform diagram showing an output voltage and an output current of a backlight driving circuit according to the present invention;
도 8은 본 발명에 따른 백 라이트 구동회로의 출력전력 나타내는 파형도.8 is a waveform diagram showing an output power of a backlight driving circuit according to the present invention;
도 9는 외부전극 형광램프(EEFL)에 적용한 본 발명에 따른 백 라이트 구동회로를 도시한 도면.9 illustrates a backlight driving circuit according to the present invention applied to an external electrode fluorescent lamp (EEFL).
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 명칭 ** Names of symbols for main parts of the drawings
110: 정전원 120: 필터부110: electrostatic source 120: filter unit
130: 스위칭부 140: 직류 차단부130: switching unit 140: DC blocking unit
150: 출력부 160: 외부전극150: output unit 160: external electrode
170: 형광전극170: fluorescent electrode
본 발명은 액정표시장치의 백 라이트 구동회로에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 트랜스포머를 제거한 상태에서 다등 점등이 가능하도록 한 액정표시장치의 백 라이트 구동회로에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE
액정표시장치는 두 기판 사이에 개재된 액정에 전계를 인가하고, 이 전계의 세기를 조절하여 기판에 투과되는 빛의 양을 조절하으로써 사용자가 원하는 화상신호를 얻는다. 이러한 액정표시장치는, CRT와는 달리 스스로 빛을 내는 표시장치가 아니므로 액정 패널의 배면에 화상을 시각적으로 표현하기 위한 별도의 광원을 구비한다. 따라서, 액정표시장치는 광원으로 형광램프를 구비한 백 라이트가 사용하며, 상기 백 라이트에 구동전압을 인가하기 위한 백 라이트 구동회로를 별도로 구비한다.The liquid crystal display device applies an electric field to the liquid crystal interposed between the two substrates, and adjusts the intensity of the electric field to adjust the amount of light transmitted through the substrate to obtain an image signal desired by the user. Unlike the CRT, the liquid crystal display device is not a display device that emits light by itself, and thus has a separate light source for visually representing an image on the back of the liquid crystal panel. Therefore, the liquid crystal display is used by a backlight having a fluorescent lamp as a light source, and has a backlight driving circuit for applying a driving voltage to the backlight.
대표적인, 종래의 액정표시장치는, 대표적으로 상기 백 라이트에 구동전압을 공급하기 위해 도 1에 도시한 로이어(Royer) 타입 및 도 2에 도시한 풀 브리지(Full bridge) 타입의 백 라이트 구동회로를 사용하였다. 상기와 같은 종래의 백 라이트 구동회로는 내부에 트랜스포머(100,101)를 구비한 회로 구성을 갖는다. 여 기서, 트랜스포머(100,101)는, 전압의 증폭을 위하여 전원회로의 출력단에 주로 사용되어지는 수동소자로서, 아날로그 회로 소자중 가장 설계가 어렵고 핵심기술을 요함에 따라, 설계시 많은 변수를 갖는 구성요소이다.Representative, a conventional liquid crystal display device is a backlight drive circuit of the Royer type shown in Fig. 1 and the full bridge type shown in Fig. 2 to typically supply a driving voltage to the backlight. Was used. The conventional backlight driving circuit as described above has a circuit
이와 같은, 트랜스포머(100,101)는, 회로 설계시 전력의 손실 및 노이즈, 소음 발생의 직접적인 영향을 주며, 또한 가격이 비싸고, 큰 사이즈로 인하여 기판의 설계시 장애요인으로 작용한다. 특히, 트랜스 포머(100,101)는 많은 열을 발생함에 따라, 출력전압 및 스위칭 주파수를 제한해야하는 단점이 있다.As described above, the
종래에는, 상기한 바와 같은 트랜스포머를 사용하는 종래의 백 라이트 구동회로의 문제점을 해결하기 위하여 제어적인 면에서의 다각적인 해결방안이 제안되고 있으나, 트랜스포머를 제거하지 않는 한 상기와 같은 종래의 백 라이트 구동회로의 문제점을 없애기엔 한계가 있다.Conventionally, in order to solve the problems of the conventional backlight driving circuit using the transformer as described above, various solutions in terms of control have been proposed, but the conventional backlight as described above unless the transformer is removed. There is a limit to eliminate the problem of the driving circuit.
따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 선행 기술에 내재되었던 문제점을 해결하기 위해 창작된 것으로, 본 발명의 목적은, 백 라이트 구동회로에 구비된 트랜스포머를 제거하고, 간단한 회로구성를 적용한 액정표시장치의 백 라이트 구동회로를 제공함에 있다.Accordingly, the present invention was created to solve the problems inherent in the prior art as described above, and an object of the present invention is to remove a transformer provided in a backlight driving circuit and to apply a simple circuit configuration to a back of a liquid crystal display device. The present invention provides a light driving circuit.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 일면에 따라, 액정표시장치의 백 라이트 구동회로가 제공되며: 이 회로는, 소정 크기의 교류전압을 공급하는 정전원; 스위칭 제어신호를 수신하고, 상기 스위칭 제어신호의 인에이블 상태 일 동안 상기 교류전압을 선택적으로 출력하는 제어부; 상기 제어부의 출력전압을 수신하고, 충반전하여 부하수단에 정전압을 인가하는 출력부를 구비하며, 상기 제어부는 상기 교류전압의 인가 주파수를 가변하여 상기 출력부에 충전되는 전압의 크기를 조절하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, according to one aspect of the present invention, there is provided a backlight driving circuit of a liquid crystal display device, comprising: an electrostatic source for supplying an alternating voltage of a predetermined magnitude; A control unit for receiving a switching control signal and selectively outputting the AC voltage during an enable state of the switching control signal; And an output unit configured to receive the output voltage of the controller, charge and charge the battery, and apply a constant voltage to the load means, wherein the controller adjusts the magnitude of the voltage charged to the output unit by varying an application frequency of the AC voltage. It is done.
상기 구성에서, 상기 제어부는, 상기 스위칭 제어신호의 인에이블 주기에 따라 상기 교류전압의 주파수를 가변시킨다.In the above configuration, the control unit varies the frequency of the AC voltage in accordance with the enable period of the switching control signal.
상기 구성에서, 상기 출력부는, 상기 제어부의 출력전압에 대해 직렬 연결된 인덕터 수단; 및 상기 제어부의 출력전압에 대해 병렬 연결된 캐패시터 수단을 구비하며, 상기 인덕터 수단 및 캐패시터 수단을 통해 제어부로부터 전달된 출력전압을 충방전한다.In the above configuration, the output unit includes: an inductor means connected in series with the output voltage of the control unit; And capacitor means connected in parallel with the output voltage of the controller, and charges and discharges the output voltage transmitted from the controller through the inductor means and the capacitor means.
상기 구성에서, 상기 출력부는, 상기 인덕터 수단 및 캐패시터 수단의 크기를 조절하여 충방전되는 전압의 크기를 조절한다.In the above configuration, the output unit controls the magnitude of the voltage charged and discharged by adjusting the sizes of the inductor means and the capacitor means.
상기 구성에서, 상기 제어부는, 상기 정전원으로부터 전달된 상기 교류전압을 수신하는 필터부; 스위칭 제어신호를 수신하여 상기 필터부로부터 전달되는 교류전압을 선택적으로 출력하는 스위칭부; 및 상기 스위칭부로부터 전달된 교류전압의 직류성분을 차단하여 상기 출력부로 전달하는 직류 차단부;를 구비한다.In the configuration, the control unit, the filter unit for receiving the AC voltage transmitted from the electrostatic source; A switching unit configured to receive a switching control signal and selectively output an AC voltage transmitted from the filter unit; And a DC blocking unit which cuts off a DC component of an AC voltage transmitted from the switching unit and transmits the DC component to the output unit.
상기 구성에서, 상기 스위칭부는, MOS 스위치로 구성된다.In the above configuration, the switching unit is composed of a MOS switch.
(실시예)(Example)
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상술하기로 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 3에는 본 발명에 따른 액정표시장치용 백 라이트 구동회로를 도시한다.3 shows a backlight driving circuit for a liquid crystal display according to the present invention.
본 발명에 따른 액정표시장치의 백 라이트 구동회로는, 정전원(110), 필터부(120), 스위칭부(130), 직류(DC) 차단부(140) 및 상기 직류 차단부에 병렬 연결된 다수의 출력부(150)를 구비한다.The backlight driving circuit of the liquid crystal display according to the present invention includes a plurality of
정전원(110)은 소정 크기의 교류전압(Vs)을 회로에 공급하는 교류전압원을 말한다. 필터부(120)는, 정전원(110)에 직렬 연결된 인덕터(Lf) 및 정전원(110)에 병렬 연결된 캐패시터(Cf)를 구비하며, 상기 정전원(110)으로부터 제공되는 입력전원에 포함된 노이즈 및 고조파 성분을 제거한다. 여기서, 도면 상에 표기된 인덕터(L1)는 일정 전류를 만들기 위한 것이다.The
스위칭부(130)는, 내부에 역방향 다이오드(D)를 구비한 MOS 스위치(131)로 구성되며, 상기 MOS 스위치(131)의 게이트 단자로 입력되는 스위칭 제어신호(Vgain)의 인에이블 상태에 따라, 상기 필터부(120)로부터 전달되는 입력전원(Vs)을 직류 차단부(140)에 선택적으로 전달한다.The
직류 차단부(140)는, 상기 스위칭부(130)의 출력노드에 직렬 연결된 블록킹 캐패시터(Cb)로 구성되며, 상기 스위칭부(130)로부터 전달된 입력전원(Vsw)의 직류(DC)성분을 제거한다. 여기서, 도면 상에 도시한 캐패시터(CP)는, 전원 안정화를 위한 역병렬 캐패시터를 나타낸다.
다수의 출력부(150)들은, 각각 직류 차단부(140)에 직렬로 연결된 인덕터 (Lr) 및 병렬로 연결된 캐패시터(Cr)를 구비하며, 상기 직류 차단부(140)로부터 전달된 입력전원을 충방전하여, 각각의 출력노드에 연결된 부하(R), 즉, 형광램프에 입력전원(Vs)보다 큰 전압을 공급한다.Each of the
전술한 바와 같은 본 발명에 따른 백 라이트 구동회로는, 스위칭부(130)에 입력되는 스위칭 제어신호(Vgain)의 인에이블 주기에 따라, 상기 출력부(16)에 입력되는 입력전압(Vs)의 주파수를 가변하고, 그에 따라 출력부에(16)에 충전되는 전압의 크기를 조절하여, 부하(R)에 승압된 전압(Vsw)을 인가하는 것을 핵심 기술로 한다.In the backlight driving circuit according to the present invention as described above, the input voltage Vs input to the output unit 16 according to the enable period of the switching control signal V gain input to the
이와 관련하여, 도 4에는 본 발명에 따른 백 라이트 구동회로의 동작 파형도를 도시한다.In this regard, Fig. 4 shows an operational waveform diagram of the backlight driving circuit according to the present invention.
도시한 바와 같이, 스위칭부(130)는, 't0' 시점까지 오프상태를 유지하고, 스위칭 제어신호(Vgain)가 인에이블되는 't1' 시점에서 동작을 개시한다. 그런 다음, 't1'과 't2' 시점 사이에서 MOS 스위치(131)의 내부 다이오드가 동작하여, 't2' 시점에서 완벽하게 동작한다. 이 후, 스위칭부(130)에 입력되는 스위칭 전류(Isw)는, 't3' 시점까지 상승하며, 이 때, 출력부(140)는, 스위칭부(130)를 통해 인가되는 입력전원(Vs)을 인덕터(Lr) 및 캐패시터(Cf)에 충전한다. 이 후, 스위칭 제어신호(Vgain)가 디스에이블되는 't3' 시점에서는 MOS 스위치(131)가 턴 오프된다. 이후, 출력부(140)는, 입력전원(Vs)과 인덕터(Lr) 및 캐패시터(Cf)에 충전된 소정의 전압이 합산된 전압(Vsw)을 부하(R)에 공급한다. 따라서, 부하(R)에 공급되는 전압(Vsw)은, 입력전원(Vs)에 인덕터(Lr) 및 캐패시터(Cf)에 충전된 소정의 전압만큼 승압된 전압레벨을 갖는다(입력전원에 대해 Q배의 전압이득).As shown, the
도 5를 참조하여, 출력부(140)의 동작을 살펴보기로 한다. 도 5는 출력부의 등가회로를 나타낸 도면으로써, 출력부(140)는 인덕터(jωL)와 캐패시터(1/jωC)의 간단한 조합에 따른 충전 에너지로, 부하(R)에 필요한 출력전압(Vsw)을 만들 수 있다. 이는, 아래에 첨부한 수식을 통해 알 수 있다. Referring to FIG. 5, the operation of the
여기서, 'Z'는 출력부(140)의 등가 임피던스를 나타내며, 'f'는 스위칭 주파수를 나타낸다. 상기 수식을 통해 알 수 있듯이, 스위칭 주파수(f)와 인덕터(L) 및 캐패시터(C)의 충전 용량은 반비례 관계를 갖는다. 즉, 상기 스위칭부(130)의 온/오프 동작에 따라, 가변되는 입력전원(Vs)의 스위칭 주파수(f)가 높아질 수록 인덕터(L) 및 캐패시터(C)의 충전 용량은 감소하게 된다. 만약, 스위칭 주파수(f)가 고정된 값을 갖는 경우, 인덕터(L) 및 캐패시터(C) 자체의 크기를 조절함으로써, 부하(R)에 인가되는 전압(Vsw)의 크기를 조절할 수 있다.Here, 'Z' represents the equivalent impedance of the
다음, 전술한 바와 같은 동작 특성을 갖는 본 발명 회로의 전압특성을 도 6 내지 도 8을 통해 살펴보기로 한다. Next, the voltage characteristics of the circuit of the present invention having the above operating characteristics will be described with reference to FIGS. 6 to 8.
먼저, 도 6을 참조하면, 본 발명에 따른 백 라이트 구동회로는, 부하(R)에 입력되는 전압(Vsw)을 입력전원(Vs)에 대하여, 1~5배까지 비례하여 증가시키는 것을 알 수 있다. 즉, 도 7을 통해 알 수 있듯이, 본 발명에 따른 백 라이트 구동회로는 최대 1000V의 출력전압과 10mA의 출력전류를 얻을 수 있고, 따라서, 도 8에 도시한 바와 같이, 40W의 출력전력을 얻을 수 있다. 그러므로, 본 발명에 따른 백 라이트 구동회로는, 다수의 출력부(150)을 구비함으로써, 다등점등 방식, 즉 전극이 내부에 위치한 다수의 냉음극 형광램프(Cold Cathod Fluorscent LAMP:CCFL)를 동시에 구동할 수 있다.First, referring to FIG. 6, it can be seen that the backlight driving circuit according to the present invention increases the voltage Vsw input to the load R in proportion to 1 to 5 times with respect to the input power source Vs. have. That is, as can be seen through Figure 7, the backlight driving circuit according to the present invention can obtain an output voltage of up to 1000V and an output current of 10mA, thus, as shown in Figure 8, to obtain an output power of 40W Can be. Therefore, the backlight driving circuit according to the present invention includes a plurality of
또한, 본 발명은 외부전극 형광램프(External Electrode Fluorscent LAMP:EEFL)에도 적용할 수 있다.In addition, the present invention can be applied to an external electrode fluorescent lamp (EEFL).
도 9을 참조하면, 외부전극 형광램프에 적용한 백 라이트 구동회로는, 도 3과 동일한 구성을 갖는다. 단, 외부전극 형광램프(170)는, 전극이 외부에 형성되어 있으므로, 하나의 외부전극(160)에 다수의 외부전극 형광램프(170)가 병렬 연결된 형태를 갖는다. 따라서, 외부전극 형광램프에 적용한 백 라이트 구동회로는, 병렬 연결된 다수의 출력부(150)를 일단으로 구성함으로써, 하나의 외부전극(160)에 병렬 연결된 다수의 외부전극 형광램프(170)를 효율적으로 구동할 수 있다. Referring to FIG. 9, the backlight driving circuit applied to the external electrode fluorescent lamp has the same configuration as that of FIG. 3. However, since the external
본 발명의 상기한 바와 같은 구성에 따라, 본 발명에 따른 액정표시장치용 백 라이트 구동회로는, 스위칭부 및 출력부를 포함한 간단한 회로구성을 통해 다등 점등이 가능한 고출력을 발생할 수 있고, 트랜스포머를 제거함에 따라, 회로 시스템의 크기, 무게 및 가격을 감소시킬 수 있다.According to the above-described configuration of the present invention, the backlight driving circuit for the liquid crystal display device according to the present invention can generate a high output capable of lighting multiple lights through a simple circuit configuration including a switching unit and an output unit, and eliminates the transformer. Accordingly, the size, weight and price of the circuit system can be reduced.
본 발명을 특정의 바람직한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명이 그에 한정되는 것은 아니며, 이하의 특허청구의 범위에 의해 마련되는 본 바렴의 정신이나 분야를 이탈하지 않는 한도 내에서 본 발명이 다양하게 개조 및 변형될 수 있다는 것을 당업계에서 통상의 지식을 가진 자는 용이하게 알 수 있다.While the invention has been shown and described with reference to certain preferred embodiments, the invention is not so limited, and the invention is not limited to the spirit and scope of the present invention, which is provided by the following claims. It will be readily apparent to those skilled in the art that these various modifications and variations can be made.
Claims (6)
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KR1020050016545A KR100711218B1 (en) | 2005-02-28 | 2005-02-28 | Driving circuit for Back light of LCD |
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2005
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