KR100728465B1 - 램프 병렬구동 인버터의 보호회로 구동장치 - Google Patents

램프 병렬구동 인버터의 보호회로 구동장치 Download PDF

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Abstract

램프 병렬구동 인버터의 보호회로 구동장치가 제공된다. 본 발명은 다수의 램프에 연결되어 있고, 램프가 오픈되면 일정 전압 이상의 전압을 출력하기 위한 램프 오픈 검출부, 상기 램프 오픈 검출부에서 출력된 전압과 기준전압을 비교하여 출력된 전압이 기준전압 이상이면 보호회로를 구동시키기 위한 구동신호를 출력하는 신호비교부를 포함한다. 상기 램프 오픈 검출부는 마스터 보드에 연결된 제1램프 오픈 검출부와 슬레이브 보드에 연결된 제2램프 오픈 검출부로 구성되며, 상기 신호비교부는 상기 제1램프 오픈 검출부에서 출력된 전압 및 제2램프 오픈 검출부에서 출력된 전압 중에서 더 높은 전압과 기준전압을 비교할 수 있다. 본 발명에 의하면 램프 병렬구동 인버터에서 트랜스포머를 이용하여 램프 오픈을 검출하여 보호회로를 동작시킬 수 있으므로, 비교적 저렴한 비용으로 보호회로 구동장치를 구현할 수 있다는 효과가 있다.
인버터, 트랜스포머, 오픈, 램프, 보호회로, 구동, 서미스터, 온도.

Description

램프 병렬구동 인버터의 보호회로 구동장치 {Apparatus for driving protection circuit of inverter of parallel driving lamps}
도 1 및 도 2는 종래 램프 병렬구동 인버터의 보호회로 구동장치의 회로도이다.
도 3a는 본 발명의 일 실시예에 따른 램프 병렬구동 인버터의 보호회로 구동장치의 램프 오픈 검출부의 회로도이다.
도 3b는 본 발명의 일 실시예에 따른 램프 병렬구동 인버터의 보호회로 구동장치의 신호비교부의 회로도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 램프 병렬구동 인버터의 보호회로 구동장치의 내부구조를 보여주는 내부구성도이다.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
10a 램프 100 램프 오픈 검출부
200 신호비교부 300 보호회로
본 발명은 램프 병렬구동 인버터의 보호회로 구동장치에 관한 것이다.
일반적으로 액정표시장치(Liquid Crystal Display, 이하 "LCD"라 함)는 경량, 박형, 저소비 전력구동 등의 특징으로 인해 그 응용범위가 점차 넓어지고 있는 추세에 있다. 이러한 추세에 따라, LCD는 사무자동화 기기, 오디오/비디오 기기 등에 이용되고 있다. 한편, LCD는 매트릭스 형태로 배열되어진 다수의 제어용 스위치들에 인가되는 영상신호에 따라 광빔의 투과량이 조절되어 화면에 원하는 화상을 표시하게 된다.
최근 LCD용 인버터가 대형화 됨에 따라 LCD에 사용되는 램프의 길이가 길어지고 수량도 증가하고 있다. 다수의 긴 램프를 점등시키는 경우, 램프의 휘도를 유지시키기가 어렵다. 따라서, 램프의 휘도를 일정하게 유지시키기 위하여 최근에는 램프의 양단에 고압의 출력을 인가하여 램프를 점등하는 방식인 High-High 방식의 병렬구동 인버터가 많이 사용되고 있다.
종래 램프 병렬구동 인버터를 보호하는 보호회로 중에서 램프의 오픈시에 이를 보호하는 보호회로가 있다. 이러한 보호회로를 구동시키는 구동장치를 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 1 및 도 2는 종래 램프 병렬구동 인버터의 보호회로 구동장치의 회로도이다. 도 1은 포토 커플러를 이용한 보호회로 구동장치이고, 도 2는 고압 커패시터를 이용한 보호회로 구동장치이다.
도 1의 포토 커플러를 이용한 보호회로 구동장치는 램프가 오픈되면 포토 커 플러의 2차측에 전압 출력이 발생하지 않고, 이때 OLP_M 출력은 로우(low)에서 하이(high)로 변하게 된다. 이 OLP_M 출력을 이용하여 보호회로를 구동하게 된다. 그러나, 이러한 방식은 포토 커플러에 의해 출력 전류량이 작아지고, 임피던스 매칭이 어려우며, 다수의 포토 커플러의 사용에 의한 제작 비용이 상승한다고 하는 문제점이 있다.
도 2의 고압 커패시터를 이용한 보호회로 구동장치는 램프가 오픈되면 OLP 출력 전압이 정상적인 경우보다 상승하게 되고, 이 출력 전압을 기준전압과 비교하여 보호회로를 동작시키게 된다. 그러나, 이러한 방식은 저온에서 구동시 램프의 구동전압이 높아지게 되므로, 오동작을 일으킬 수 있다고 하는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 포토 커플러를 사용하지 않고, 트랜스포머를 사용하여 보다 저렴한 비용으로 램프 병렬구동 인버터의 보호회로 구동장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 저온에서 구동시 램프의 오동작을 방지할 수 있는 램프 병렬 구동 인버터의 보호회로 구동장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 다수의 램프에 연결되어 있고, 램프가 오픈되면 일정 전압 이상의 전압을 출력하기 위한 램프 오픈 검출부, 상기 램프 오픈 검출부에서 출력된 전압과 기준전압을 비교하여 출력된 전압이 기준전압 이상이면 구동신호를 출력하는 신호비교부; 및 상기 구동신호에 의해 구동되어 인버터를 보호하는 보호회로를 포함한다.
상기 신호비교부는 기준전압이 입력되는 반전단자와, 램프 오픈 검출부에서 출력된 전압이 입력되는 비반전단자와, 양 전압을 비교한 결과를 출력하는 출력단자를 포함하여 구성되는 OP 앰프를 포함하여 이루어지고, 상기 OP 앰프의 출력단자에는 풀업저항과 FET가 병렬로 연결되어 있으며, 상기 FET의 게이트는 상기 OP 앰프의 출력단자에, 소스는 접지에 연결되어 있으며, 상기 FET의 드레인에서 구동신호가 출력될 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조해서 본 발명의 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다. 우선 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 그리고, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 램프 병렬구동 인버터의 보호회로 구동장치의 내부구조를 보여주는 내부구성도이다. 도 4에서 램프 병렬구동 인버터의 보호회로 구동장치는 램프 오픈 검출부(100)와 신호비교부(200)를 포함하여 이루어진다.
램프 오픈 검출부(100)는 다수의 램프(10a, 10b, 10c,..., 10n)에 연결되어 있고, 다수의 램프(10a, 10b, 10c,..., 10n)중에서 어떤 램프가 오픈되면 일정 전압 이상의 전압을 출력한다.
신호비교부(200)는 램프 오픈 검출부(100)에서 출력된 전압과 기준전압을 비교하여 출력된 전압이 기준전압 이상이면 보호회로(300)를 구동시키기 위한 구동신호를 출력한다.
본 발명의 일 실시예에서 램프 오픈 검출부(100)는 마스터 보드에 연결된 제1램프 오픈 검출부와 슬레이브 보드에 연결된 제2램프 오픈 검출부로 구성될 수 있다. 이때, 신호비교부(200)는 제1램프 오픈 검출부에서 출력된 전압 및 제2램프 오픈 검출부에서 출력된 전압 중에서 더 높은 전압과 기준전압을 비교하게 된다.
이러한 구조로 되어 있는 램프 병렬구동 인버터의 보호회로 구동장치를 회로도를 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 3a는 본 발명의 일 실시예에 따른 램프 병렬구동 인버터의 보호회로 구동장치의 램프 오픈 검출부(100)의 회로도이다.
도 3a는 마스터 보드에 연결된 램프 오픈 검출부(100)의 실시예이다. 도시되지는 않았지만 슬레이브 보드에도 도 3a와 동일한 구조의 램프 오픈 검출부가 구비되어 있다.
도 3a에서 램프 오픈 검출부(100)는 다수의 램프에 연결된 1차측과, 1차측의 전류변화에 따라 전압이 유기되는 2차측으로 되어 있는 트랜스포머(T1)를 포함하여 이루어진다.
도 3a에서 보는 바와 같이, 트랜스포머(T1)의 1차측은 제1권선(1-3)과 제2권선(1-2)으로 이루어진다. 제1권선(1-3)과 제2권선(1-2)은 서로 다른 방향으로 회전되어 있다. 예를 들어, 제1권선(1-3)이 시계방향으로 권선되어 있으면 제2권선(1-2)은 반시계방향으로 권선되어 있다. 제1권선(1-3)과 제2권선(1-2)에 흐르는 전류는 동일한 값을 갖도록 조정되어 있다.
도 3a는 램프가 장착될 커넥터가 총 20개 마련되어 있고, 20개의 커넥터 중에서 제1권선(1-3)에는 17개의 커넥터가 연결되고 제2권선(1-2)에는 3개의 커넥터가 연결된 실시예이다. 이는 일 실시예에 불과하며 실시예에 따라서 다양한 방식으로 연결될 수 있다.
도 3a에서 램프가 오픈되면 제1권선(1-3)에 흐르는 전류와 제2권선(1-2)에 흐르는 전류의 크기에 차이가 발생하며, 트랜스포머(T1)의 2차측(4-5)의 출력 전압은 제1권선(1-3)에 흐르는 전류와 제2권선(1-2)에 흐르는 전류의 크기 차이에 비례하여 유기된다. 즉, 전류의 차이가 크면 클수록 2차측(4-5)에 유기되는 전압은 높아진다. 한편, 2차측(4-5)의 인덕턴스 및 이 인덕턴스와 병렬로 연결된 커패시터(C57, C61, C83)의 공진에 의해 전압 출력의 감도를 조절할 수 있다.
도 3a에서 트랜스포머(T1)의 2차측(4-5)에 나타나는 신호는 낮은 전류값을 갖는다. 따라서, 트랜지스터(Q10)를 이용하여 전류를 증폭시켜서 유기된 전압(OLP_M)이 신호비교부(200)에 잘 전달될 수 있도록 한다.
도 3b는 본 발명의 일 실시예에 따른 램프 병렬구동 인버터의 보호회로 구동 장치의 신호비교부(200)의 회로도이다.
신호비교부(200)에서 입력신호는 마스터 보드의 램프 오픈 검출부에서 출력된 전압인 OLP_M과, 슬레이브 보드의 램프 오픈 검출부에서 출력된 전압인 OLP_S의 두가지이다.
도 3b에서 보는 바와 같이 OLP_M의 전압과 OLP_S의 전압 중에서 큰 전압이 OP 앰프(U7-O)의 비반전단자로 입력된다. 예를 들어, OLP_M의 전압이 5 [V] 이고 OLP_S의 전압이 3 [V] 이면, 더 큰 전압인 OLP_M의 전압이 OP 앰프(U7-O)에 입력되는 것이다. OP 앰프(U7-O)의 반전단자에는 기준전압이 입력되며, 양 단자로 입력된 전압을 비교한 결과를 출력단자를 통해 출력하게 된다.
도 3b에서 보는 바와 같이, OP 앰프(U7-O)의 출력단자에는 풀업저항(R153)과 FET(Field Effect Transistor)(Q23)가 병렬로 연결되어 있으며, FET(Q23)의 게이트(Gate)는 OP 앰프(U7-O)의 출력단자에, 소스(Source)는 접지에 연결되어 있으며, FET(Q23)의 드레인(Drain)에서 구동신호(OLP_OUT)가 출력된다. 도 3b에서 구동신호(OLP_OUT)는 풀업저항(R153)으로 인하여 평상시에는 하이(high)신호가 출력되고, 램프가 오픈되면 OP 앰프(U7-O)의 출력에 의해 FET(Q23)가 구동신호(OLP_OUT)를 스위칭하여 로우(low)신호가 출력된다. 구동신호(OLP_OUT)에서 로우(low)신호가 출력될 때 보호회로(300)가 동작하게 된다.
한편, 저온의 환경에서 램프 병렬구동 인버터를 구동시에 램프의 구동전압이 높아져서 보호회로 구동에 오동작이 일어날 수 있다. 이를 보상하기 위하여 도 3b에서 OP 앰프의 반전단자에 서미스터(thermister) 저항(TH1)이 연결되어 있다. 일 반적으로 서미스터 저항은 NTC 타입과 PTC 타입으로 나눌 수 있는데, NTC(Negative thermal coefficient) 타입은 온도가 올라갈수록 저항이 감소하는 타입이고, PTC (Positive thermal coefficient) 타입은 반대로 온도가 올라가면 저항이 증가하는 타입이다. 도 3b에서 서미스터 저항(TH1)은 온도가 올라갈수록 저항값이 작아지는 NTC 타입이다. 이때 기준전압은 서미스터 저항(TH1)의 크기에 비례한다. 따라서 저온에서는 서미스터 저항(TH1)의 크기가 커지고, 이에 비례하여 기준전압의 크기도 커진다. 결국, 저온에서 기준전압은 평상시보다 큰 전압 크기를 갖는다. 따라서, 저온의 환경에서 램프 병렬구동 인버터를 구동할 때에 램프의 구동전압이 높아져도 기준전압도 높아져 있으므로 저온에서도 보호회로 구동에 오동작이 일어나지 않는다.
이상 본 발명을 몇 가지 바람직한 실시예를 사용하여 설명하였으나, 이들 실시예는 예시적인 것이며 한정적인 것이 아니다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 지닌 자라면 본 발명의 사상과 첨부된 특허청구범위에 제시된 권리범위에서 벗어나지 않으면서 다양한 변화와 수정을 가할 수 있음을 이해할 것이다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면 램프 병렬구동 인버터에서 트랜스포머를 이용하여 램프 오픈을 검출하여 보호회로를 동작시킬 수 있으므로, 비교적 저렴한 비용으로 보호회로 구동장치를 구현할 수 있다는 효과가 있다.
또한, 서미스터 저항을 구비하여 저온에서 보호회로 구동장치가 오동작하는 것을 방지하여, 신뢰성을 높일 수 있다는 효과가 있다.

Claims (6)

  1. 다수의 램프에 연결되어 있고, 램프가 오픈되면 일정 전압 이상의 전압을 출력하고, 마스터 보드에 연결된 제1램프 오픈 검출부와 슬레이브 보드에 연결된 제2램프 오픈 검출부로 구성되는 램프 오픈 검출부;
    상기 제1램프 오픈 검출부에서 출력된 전압과 제2램프 오픈 검출부에서 출력된 전압 중에서 더 높은 출력전압을 기준전압과 비교하여 출력전압이 기준전압 이상이면 구동신호를 출력하는 신호비교부; 및
    상기 구동신호에 의해 구동되어 인버터를 보호하는 보호회로
    를 포함하는 램프 병렬구동 인버터의 보호회로를 구동하기 위한 구동장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 램프 오픈 검출부는 다수의 램프에 연결된 1차측과, 1차측의 전류변화에 따라 전압이 유기되는 2차측으로 되어 있는 트랜스포머를 포함하여 이루어지는 것인 램프 병렬구동 인버터의 보호회로를 구동하기 위한 구동장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 트랜스포머의 1차측은 서로 다른 방향으로 회전시킨 제1권선과 제2권선의 2개의 권선으로 이루어지고, 램프가 오픈되면 제1권선에 흐르는 전류와 제2권선에 흐르는 전류의 크기에 차이가 발생하며, 상기 트랜스포머의 2차측의 출력 전압은 제1권선에 흐르는 전류와 제2권선에 흐르는 전류의 크기 차이에 비례하여 유기되는 것인 램프 병렬구동 인버터의 보호회로를 구동하기 위한 구동장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 신호비교부는 기준전압이 입력되는 반전단자와, 램프 오픈 검출부에서 출력된 전압이 입력되는 비반전단자와, 양 전압을 비교한 결과를 출력하는 출력단자를 포함하여 구성되는 OP 앰프를 포함하여 이루어지고,
    상기 OP 앰프의 출력단자에는 풀업저항과 FET가 병렬로 연결되어 있으며,
    상기 FET의 게이트는 상기 OP 앰프의 출력단자에, 소스는 접지에 연결되어 있으며,
    상기 FET의 드레인에서 구동신호가 출력되는 것인 램프 병렬구동 인버터의 보호회로를 구동하기 위한 구동장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 신호비교부는 상기 OP 앰프의 반전단자에 연결되며 온도가 올라갈수록 저항값이 작아지는 NTC(Negative thermal coefficient) 타입의 서미스터(thermister) 저항을 더 포함하고, 상기 기준전압은 크기는 상기 서미스터 저항의 저항값에 비례하여 온도가 올라갈수록 크기가 작아지는 것인 램프 병렬구동 인버터의 보호회로를 구동하기 위한 구동장치.
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