KR100731170B1 - 전계발광램프의 구동회로 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전계 발광 램프를 구동하는 구동회로에 관한 것이다. 상기 구동회로는 출력단에 AC 출력전압 파형을 제공하여 전계 발광 램프를 구동시키는 교류(AC)전압발생기와, AC 출력 전압 파형의 위상(phase)과 극성을 제어하는 컨트롤러를 포함한다. 상기 컨트롤러는 AC 출력전압의 위상과 극성을 변환시킬 수 있다. 실시예에서 AC 전압 발생기는 변압기를 포함한다. 본 발명의 구동회로는 전계 발광 램프의 사용수명을 연장시킬 수 있다.

Description

전계발광램프의 구동회로{ELECTROLUMINESCENT LAMP DRIVING CIRCUIT AND METHOD}

도 1은 전계발광램프의 종래 구동회로의 작동을 단순화시킨 블록도,

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 구동회로의 단순화된 블록도,

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 구동회로의 블록도,

도 4는 컨트롤러 실시예의 도면으로서, 상기 컨트롤러는 본 발명에 따른 구동회로에 적용되고,

도 5는 타이머 모듈과 스위치 모듈로서, 이들은 도 4에 도시된 컨트롤러의 실시예에 사용되며,

도 6은 AC 전압발생기 개략도로서, 상기 AC 전압발생기는 도 3에 도시된 구동회로의 실시예에 적용되고,

도 6a는 도 6의 개략도로서, 그 중 화살표는 제 1 작동모드의 전도성 경로이며,

도 6b는 도 6의 개략도로서, 그 중 화살표는 제 2 작동모드의 전도성 경로이고,

도 7은 본 발명에 따른 다른 실시예의 구동회로이며,

도 8은 본 발명에 따른 또 다른 실시예의 구동회로이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

200 : 구동회로 202 : 컨트롤러

204 : AC 전압발생기 210 : 전계발광램프

300 : 변압기 302 : CCFL

304 : 출력단 306 : 입력전압원

308 : 제 1 일차권선 310 : 제 2 일차권선

312 : 이차권선 320, 322, 324 : 절점

314 : AC 출력전압파형 316 : + 반주기

318 : - 반주기

본 발명은 전계발광램프(electroluminescent lamp)의 구동회로에 관한 것으로서, 전형적인 응용방법 중, 일반적으로 냉음극형형광램프(CCFL)라고 칭하는 전계발광램프를 구동시키는 구동회로에 관한 것이다.

CCFL과 같은 전계발광램프는 조명 액정 디스플레이, 스캐너, 복사기 등과 같이 각종 응용 범위에 사용될 수 있다. 상기 램프 자체는 부피가 작고, 효율이 비교적 높으며 가격이 싸다. 그러나 이들은 반드시 전문적인 구동회로로 구동되어야 하는데, 상기 구동회로는 램프를 점등시키는 충분히 높은 전압을 제공할 수 있어야 하며, 또한 점등 후 램프의 조명을 유지시켜 줄 수 있어야 한다.

도 1은 종래의 구동회로(100)로서, 이는 일반적으로 CCFL형 전계발광램프를 구동시키는데 사용된다. 구동회로(100)는 교류(AC)전압원(102)과 변압기(104)를 포함한다. 도 1에 도시된 구동회로(100)는 CCFL(108)의 부하(load)와 연결된다.

도 1에 도시된 유형의 종래 구동회로(100) 중, 변압기(104)는 일반적으로 종래의 푸시풀(push-pull)형 배선을 이용하여 AC 전압원(102)과 연결된다. 작동 시, AC 전압원(102)은 변압기(104)의 일차권선(primary winding)(110, 112)에서 번갈아 입력 전류를 발생시키며 구동회로(100)의 출력단(116)에 AC 출력전압파형(고전압 AC 출력파형의 형식으로)을 발생시켜 전계발광램프를 구동시키게 된다. 도 1의 우측에 도시된 바와 같이, 발생된 AC 출력전압파형(114)은 + 반주기(positive half cycle)(118)와 - 반주기(negative half cycle)(120)를 포함한다.

도 1에 도시된 유형의 종래 구동회로 중, 각각의 일차권선(110, 112)을 감아 도는 전류의 방향은 고정된 것이다. 즉, 전류가 교대로 점A로부터 점B와 C로 흐르거나, 또는 교대로 점B와 C로부터 점A로 흐르는 것이다. 이러한 전류의 방향은 작동 기간 동안 불변한다. 마찬가지로, AC 출력전압파형의 극성과 위상의 일차 권선에 대한 관계 역시 변하지 않는다. + 반주기는 항상 일차권선 중 하나에 의해 유발되고, - 반주기는 항상 또 다른 하나의 일차 권선에 의해 유발된다.

비록 도 1에 도시된 유형의 종래 구동회로의 작동이 양호하기는 하나, 장시간 사용 시 CCFL의 사용수명을 단축시킬 가능성이 있다. 이러한 수명의 단축은 출력전압파형(114)의 + 반주기(118)와 - 반주기(120)가 일차권선(110, 112)에 대하여 고정된 관계를 갖는 결과 때문인 경우가 종종 있다. 더욱 구체적으로 말하면, 상기 고정 관계의 결과로서, 만약 입력전압을 일차권선에 제공하는 데 이용되는 부품의 특성이 시간이 지남에 따라 일탈하거나(또는 자세하게 정합(matching)되지 않거나), 또는 일차권선의 특성이 확실히 바뀐 경우, 출력전압파형의 왜곡이 발생하게 된다. 이러한 왜곡은 일반적으로 비대칭의 AC출력전압파형을 초래하게 되어, 그 중 하나의 반주기의 피크값이 다른 하나의 반주기의 피크값과 다르게(즉, 크거나 작게) 나타난다.

AC 출력전압파형의 비대칭은 CCFL 중 수은(Hg)의 분포를 고르지 못하게 하는 경향이 있다. 왜냐하면 비교적 큰 전압폭의 반주기를 제공하는 일차권선과 연결된 CCFL의 해당 단부의 Hg 밀도는 시간의 흐름에 따라 저하되기 때문이다. 이러한 심각한 상황에서, CCFL 튜브의 일단이 검게 변할 뿐만 아니라 CCFL 튜브를 사용하는 장치(예를 들어 액정 디스플레이, 스캐너, 복사기)의 성능에 좋지 않은 영향을 미칠 수 있으며, 심지어 이러한 장치를 사용할 수 없을 정도의 손상을 입힐 수 있다.

따라서 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 상기 문제점을 해결할 수 있는 전계발광램프에 사용되는 구동회로를 제공하는데 있다. 개괄적으로 말하자면, 본 발명의 구동회로는 AC출력전압파형을 제공하되, 이는 제어 가능하도록 변환되는 극성 및 위상을 구비하는 것을 특징으로 한다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 제 1 발명은 전계발광램프를 구동하는 구동회로에 있어서, 상기 구동회로는 출력단에 AC 출력전압파형을 제공하여 전계발광 램프를 구동시키는 교류(AC)전압발생기와, AC 출력전압파형의 위상과 극성을 제어하는 컨트롤러를 포함하고, 상기 컨트롤러는 AC 출력전압파형의 위상과 극성을 변환할 수 있는 것이다.

컨트롤러에 의한 AC 출력전압파형의 극성과 위상의 변환은 전계발광램프의 점등 기간(즉, CCFL이 연결될 때)동안 일어난다. 또는, 컨트롤러에 의한 AC 출력전압파형의 극성과 위상의 변환은 점등 후 전계발광램프가 작동하는 동안에 일어날 수 있으며, 이 경우 변환은 주기적으로 대부분은 고정된 시간 간격에 따라 일어나도록 제어할 수 있다. 어느 상황에서도, AC 출력전압파형은 변환이 발생한 후 각기 다른 극성과 위상을 갖게 된다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 제 2 발명은 전계발광램프를 구동하는 구동회로에 있어서, 상기 구동회로는 출력회로의 출력단에 AC 출력파형을 제공하여 전계발광램프를 구동시키는 교류(AC) 전압발생기와, AC 출력전압파형의 위상과 극성을 제어하는 컨트롤러를 포함하며, 상기 컨트롤러는 두 가지 작동모드를 구비함으로써, 제 1 작동모드 중 AC 출력전압파형의 위상과 극성이 제 2 작동모드 중의 AC 출력전압파형의 위상 및 극성과 상대적으로 변환되도록 한다.

임의의 적합한 AC전압발생기가 사용될 수 있다. 하나의 적합한 AC전압발생기는 자성변압기 또는 세라믹압전변압기 등과 같은 변압기를 포함할 수 있다. 자성변압기를 포함한 실시예에 있어서, 상기 변압기는 제 1 및 제 2 일차권선과 이차권선을 포함할 수 있다. 상기 실시예에서, AC출력전압파형은 + 반주기와 - 반주기를 포함할 수 있는데, 이들은 변압기의 일차권선과 연관되어, 입력전압원으로 일차권선에 전력을 공급하므로, 제 1 작동모드 중 + 반주기와 - 반주기가 각각 제 1 및 제 2 일차권선에 전력을 공급하게 되며, 제 2 작동모드 중, + 반주기와 - 반주기는 각각 제 2 및 제 1 일차권선에 전력을 공급하게 된다.

일종의 바람직한 형식에서, 제 1 및 제 2 일차권선은 센터탭의 일차권선인 이중권선이다.

실시예에서, AC 출력전압파형은 제 1 또는 제 2 일차권선에 전력이 공급되어 여자(勵磁)된 자성변압기의 이차권선에 의해 발생된다. 이와 같이, 실시예에서는 제 1 또는 제 2 일차권선에 전력을 공급함으로써 AC출력전압파형의 + 반주기가 발생하는 반면, - 반주기는 다른 일차권선에 전력을 공급함으로써 발생하게 된다.

컨트롤러는 “일차측 회로” 또는 “이차측 회로”에 위치할 수 있다. 이 부분에 있어서, 명세서에서 언급한 “일차측 회로”는 일차권선 어느 하나를 포함하는 회로를 가리키며, "이차측 회로"는 이차권선을 포함한 회로를 가리킨다.

자성변압기를 포함하면서 컨트롤러가 일차측회로에 위치한 실시예에서, 컨트롤러는 입력전압원과 변압기의 일차권선 사이에서 각기 다른 도선 경로를 선택할 수 있도록 배치 가능하다. 이러한 형식 중, 변압기는 푸시풀형 인버터의 한 구성부재일 수가 있으며, 이는 선택된 전도성 통로를 통하여 입력전압원을 교대로 일차권선에 공급하도록 배치된다. 푸시풀형 인버터는 어떤 형태든 적합한 형태로 배치 가능하다. 적합한 배치는 Royer형 인버터를 포함할 수 있다.

실시예에서, 선택 가능한 전도성 경로는 제 1 및 제 2 전도성 경로를 포함한다. 상기 실시예에서, 제 1 전도성 경로는 전류가 각자의 방향을 따라 교대로 제 1 및 제 2 일차권선을 통과하도록 하여, 제 1 일차권선 양단에서의 전압파형이 제 2 일차권선 양단에서의 전압파형에 대해 상반된 극성과 위상을 가지도록 하는 제어 스위치를 포함할 수 있다. 제 2 전도성 경로는 전류가 각자의 방향을 따라 교대로 제 1 및 제 2 일차권선을 통과하도록 하되, 그 방향은 제 1 전도성 경로에서 제공하는 방향과 반대가 되도록 하는 제어 스위치를 포함한다. 상기 실시예에서, 일차권선 중의 전류방향의 변환은 AC 출력전압파형의 극성도 바꿔준다(따라서 위상도 바뀐다). 이러한 유형의 변환은 일차권선과 출력전압파형의 반주기 사이의 관계를 바꿔준다.

변압기를 포함하면서 컨트롤러가 이차측회로에 위치한 실시예에서는, 컨트롤러를 이용하여 이차권선 양단에서의 전압파형에 대한 AC출력전압파형의 극성을 바꿔줄 수 있다. 상기 실시예에 따르면, 제 1 작동모드 중, AC 출력전압파형은 대체적으로 이차권선 양단의 전압파형과 동일한 극성 및 위상을 지니고 있으며, 제 2 작동모드 중에서는 AC 출력전압파형이 대체적으로 이차권선 양단의 전압파형과 반대되는 극성 및 위상을 지닌다. 따라서, 이와 같은 구성에서, 컨트롤러는 이차권선에서의 전압파형에 대한 AC출력전압파형의 극성을 역전시키고 나아가 위상을 반전할 수 있다. 따라서, 이 실시예에서, 일차권선과 AC 출력전압파형 반주기 사이의 관계의 변경은 이차권선 양단의 전압파형의 극성 및 위상과 램프에 제공되는 최종적인 AC 전압파형의 극성 및 위상 사이의 관계를 바꿔주는 것을 포함한다.

컨트롤러가 일차측회로 또는 이차측회로 중 어디에 위치하는지에 상관없이, 컨트롤러는 제 1 작동모드와 제 2 작동모드 사이에서 주기적으로 전환되며, 간격을 두고 모드의 전환이 발생되도록 구성할 수 있다. 실시예에서, 모드가 전환되는 시간 간격은 고정된 것이므로, 모드 전환은 고정된 시간 간격으로 발생한다. 또 다른 실시예에서에서, 모드가 전환되는 시간 간격은 변화되도록 제어할 수 있으며, 이로써 모드 전환은 제어 가능한 시간 간격으로 발생된다.

이상에서 기술한 내용의 결과, 본 발명은 또 다른 한편으로 냉음극형광등을 구동시키기 위한 구동회로를 제공하며, 상기 구동회로는 입력전압원을 연결하기 위한 입력단과; 제 1 및 제 2 일차권선과 이차권선을 구비한 변압기를 포함하고, 구동회로의 출력단에서 + 반주기와 - 반주기를 포함하는 AC출력전압파형을 발생시키며, 그 + 반주기와 - 반주기는 상기 변압기의 일차권선과 서로 연관됨으로써 입력전압원으로 변압기의 일차권선에 전력을 공급하게 되는 변압기를 포함하는 교류(AC)전압발생기와; 일차권선과 AC출력전압파형의 반주기 사이의 관계를 제어하여 제 1 작동모드에서 + 반주기와 - 반주기가 각각 제 1 및 제 2 일차권선에 전원을 공급하고, 제 2 작동모드에서는 + 반주기와 - 반주기가 각각 제 2 및 제 1 일차권선에 전원을 공급하여 제 1 작동모드 중 AC 출력전압파형의 위상과 극성이 제 2 작동모드 중의 AC 출려전압파형의 위상 및 극성에 대응하여 변환되도록 하는 컨트롤러를 포함한다.

마지막으로, 본 발명은 다른 한편으로, 조명 시스템을 제공한다. 상기 조명 시스템은 다음을 포함한다.

전계발광램프를 구동시키기 위한 것으로서, 출력단에 AC 출력전압파형을 제공하여 전계발광램프를 구동시키는 교류(AC)전압발생기; 및 AC 출력전압파형의 위상과 극성을 제어하는 컨트롤러를 포함하는 구동회로와;

구동회로의 출력단과 결합하는 전계발광램프를 포함한다.

CCFL형 전계발광램프를 구동시키는 본 발명의 실시예의 응용에 관하여, 본 발명에서는 CCFL 중 Hg의 분포가 고르지 못한 현상을 방지하여(또는 적어도 지연시켜), 이로써 CCFL이 반복적으로 시동된 후 그 일단이 검게 변하는 문제가 완화될 수 있기를 희망한다.

이하, 본 발명을 구체적으로 설명하기 위해 실시예를 들어 설명하고, 발명에 대한 이해를 돕기 위해 첨부 도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명에 따른 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 기술하는 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어지지 않아야 한다. 본 발명의 실시예들은 본 발명이 속한 기술분야에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 명확하고 용이하게 설명하기 위해서 제공되어지는 것이다. 도면상에서 동일한 참조부호는 동일한 요소를 지칭한다.

도 2는 본 발명 중 하나의 실시예에 따른 구동회로(200)를 단순화시킨 블록도이다. 구동회로(200)는 교류(AC)전압발생기(204)와 컨트롤러(202)를 포함한다. AC 전압발생기(204)는 출력단(206)에 AC 출력전압파형(208)을 제공함으로써 전계발광램프(210)를 구동시킨다.

컨트롤러(202)는 AC 출력전압파형(208)의 위상과 극성을 제어하며, 또한 AC 출력전압파형(208)의 위상과 극성을 반전시킬 수 있다. 이러한 상황에서, 컨트롤러(202)는 AC 출력전압파형(208)의 위상과 극성을 변환시켜, 제 1 작동모드(모드“1”)중의 AC 출력전압파형(208)의 위상과 극성이 제 2 작동모드(모드 “2”) 중의 AC 출력전압파형(208)의 위상 및 극성에 대응하여 반전되도록 한다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 구동회로(200)이다. 도시된 구동회로(200)는 AC 전압발생기(204)와 컨트롤러(202)를 포함한다. 도시된 AC 전압발생기(204)는 AC 출력전압파형을 제공해주는 변압기(300)를 포함한다. 상기 AC 출력전압파형은 전계발광램프(210)(도면 중 CCFL(302)로 표시하였음)를 구동시키기에 적합한 특징을 지니고 있으며, 상기 램프는 구동회로(200)의 출력단(304)과 연결된다. 비록 아래에서는 변압기(300)를 포함하는 AC 전압발생기(204)에 대하여 설명하고 있으나, 본 발명은 이러한 제한을 받을 필요가 없다는 것을 이해해야 한다. 사실상, 변압기(300) 이외의 장치를 사용해도 AC 전압발생기(204)를 실현할 수 있도록 구성할 수 있다.

상기 실시예에서, 입력전압원(306)은 컨트롤러(202)와 연결된다. 실시예에서, 입력전압원은 + 12 VDC 전원이다.

도시된 바와 같이, 변압기(300)(도면 중 센터탭 변압기로 표시)는 제 1 일차권선(308), 제 2 일차권선(310) 및 이차권선(312)을 포함한다. 상기 실시예에서, 변압기(300)는 구동회로(200)의 출력단(312)에 + 반주기(316) 및 - 반주기(318)를 포함하는 AC 출력전압파형(314)을 제공한다. 상기 실시예에서, 각 반주기(316, 318)는 일차권선(308, 310) 중 하나와 관련이 있으며, 이로써 컨트롤러(202)의 제어 하에, 입력전압원(306)을 통하여 그들에게 전력을 공급하게 되는 것이다.

컨트롤러(202)는 일차권선(308, 310)과 AC 출력전압파형(314)의 반주기(316, 318) 사이의 관계를 제어하여, 제 1 작동모드 중 + 반주기(316)와 - 반주기(318)가 각각 제 1 일차권선(308)과 제 2 일차권선(310)에 전력을 공급할 수 있도록 하고, 또한 제 2 작동모드 중 + 반주기(316)와 - 반주기(318)가 각각 제 2 일차권선(310)과 제 1 일차권선(308)에 전력을 공급할 수 있도록 한다.

도 3에 도시된 실시예에서, 변압기(300)의 제 1 일차권선(308) 또는 제 2 일차권선(310) 중 어느 하나의 전류 방향을 전환시켜 줌으로써 일차권선(308, 310)과 AC 출력전압파형(314)의 반주기(316, 318) 사이의 관계를 제어해 준다. 이러한 변환은 주기적으로 제 1 작동모드로부터 제 2 작동모드로 컨트롤러(202)의 모드를 전환시켜 줌으로 인해서 발생되는 것이다. 예를 들면, 변환을 위해, 교대로 입력전압원(306)을 일차권선(308, 310)과 결합시켜, 제 1 작동모드 중, 제 1 일차권선(308)과 제 2 일차권선(310)에 흐르는 전류를 교대로 절점(nodal point)(320)으로부터 절점(322)로, 및 절점(320)으로부터 절점(324)로 흐르게 하고, 제 2 작동모드 중(아울러 컨트롤러(202)가 제 1 작동모드를 제 2 작동모드로 전환시킨 후) 입력전압원(306)을 교대로 일차권선(308, 310)과 결합시켜 제 1 일차권선(308) 및 제 2 일차권선(310)에서 흐르는 전류를 교대로 절점(322)으로부터 절점(320)으로, 및 절점(324)으로부터 절점(320)으로 흐르게 하는 것이다. 왜냐하면 일차권선(308, 310) 중의 교류 방향이 바뀌면, 권선에 전류를 공급하는 출력전압파형(314)의 반주기의 극성(따라서 위상 역시)도 바뀌게 되기 때문이다. 따라서 일차권선(308, 310)에 흐르는 전류의 방향이 주기적으로 바뀌는 결과, 출력단(304)에서의 출력전압파형(314)의 극성과 위상이(따라서 CCFL(302)에서의 전압파형의 극성과 위상이) 주기적으로 바뀌게 된다는 점을 이해해야 한다.

도 4는 주기적으로 컨트롤러(202)의 작동모드를 전환시켜주는 컨트롤러(202)의 실시예이다. 도시된 컨트롤러(204)는 타이머 모듈(400)과 스위치 모듈(402)을 포함한다. 타이머 모듈(400)과 스위치 모듈(402)은 임의의 적합한 배치 형태를 갖출 수 있다. 도시된 배치 중, 타이머 모듈(400)은 스위치모듈(402)에게 클럭(clock) 신호(404)를 제공한다. 도시된 스위치 모듈(402)은 클럭 신호에 응답하여, 클럭 신호(404)가 “High 레벨”(‘A')일 때, 스위치 모듈(402)은 입력전압원(306)과 컨트롤러(202)의 출력단(406, 408)(부하는 이 두 출력단에 걸쳐 연결된다) 사이에 제 1 전도성 경로(I_A)를 제공하고, 부하는 출력단(406, 408)에 걸쳐 연결된다. 다른 한편으로, 클럭 신호(404)가 “Low 레벨”(’B')일 때, 스위치 모듈(402)은 입력전압원(306)과 컨트롤러(202)의 출력단(406, 408)(부하는 이 두 출력단에 걸쳐 연결된다) 사이에 제 2 전도성 경로(I_B)를 제공한다.

도 5는 타이머 모듈(400)과 스위치 모듈(402)을 도시한 실시예의 회로도이다.

도 5에 도시된 타이머 모듈(400)은 종래의 클럭 발생기(500)(도면 중 집적회로(502)로 표시)를 포함하며, 그 중 콘덴서(504, 506), 저항기(508, 510, 512) 및 인버터(514)가 구비된다. 클럭 발생기(500)는 클럭신호(516) 및 역방향 클럭신호(518)를 제공하도록 배치된다. 도시된 배열 중, 클럭신호(516)는 교대로 제 1 지속시간에 대하여 논리 “High 레벨”상태를 제공하고, 제 2 지속시간에 대하여 논리“Low 레벨” 상태를 제공한다. 이 경우에, 제 1 및 제 2 지속시간은 콘덴서 (506)와 저항기(510)의 값으로 설정된 것이며, 또한 이는 지속시간이 고정될 필요가 없는 값을 지닌다. 실제적으로 어떤 실시예에서는 지속시간을 제어 가능하도록 변경해 줄 수 있다.

도 5에 도시된 스위치 모듈(402)은 트랜지스터(520, 522, 524, 526, 528, 530)와, 저항기(532, 534) 및 출력단(406, 408)을 포함한다.

트랜지스터(520, 522, 524, 526, 528, 530)는 클럭신호(516, 518)의 상태에 따라 교체되는 전도성 경로를 제공하도록 배치되어야 한다. 이 부분에 있어서, 클럭신호(516)가 “High 레벨” 상태를 나타낼 때, 트랜지스터(522, 524, 526)은 하나의 전도성 경로를 제공하게 되는데, 이는 입력전압원(306)이 효과적으로 절점(406, 408)에 인가되도록 함으로써, 절점(408)이 입력전압원 레벨에 근접하도록 하고 절점(406)은 접지되도록 하는 것이다. 다른 한편으로, 클럭신호(516)가 “Low 레벨”상태를 나타낼 때, 트랜지스터(520, 528, 530)은 하나의 전도성 경로를 제공하게 되는데, 이는 입력전압원(306)이 효과적으로 절점(408, 406)에 인가될 수 있도록 함으로써, 절점(406)이 입력전압원 레벨에 근접하고 절점(408)은 접지되도록 하는 것이다.

도 6은 AC 전압발생기(204)를 도시한 실시예(도면 중 변압기(300)를 포함한다)이다. 도시된 실시예에서, AC 전압발생기(204)는 한 쌍의 자기공진회로를 포함한다. 이들은 절점(406, 408)의 상태에 응답한다. 제 1 자기공진회로는 트랜지스터(604, 610)을 포함한다. 제 2 자기공진회로는 트랜지스터(606, 608)을 포함한다. 이 경우에, 각각의 자기공진회로는 모두 종래의 Royer형 발진기(oscillator) 이며, 그 스위칭 주파수는 약 50KHz이다. 본 기술분야의 당업자라면, Royer형 발진기의 작동을 매우 잘 알고 있을 것이므로, 본 명세서에서는 상세한 설명을 생략하기로 한다.

도 6에 도시된 구성요소 중, 인덕터(L1)는 AC 전압발생기의 고주파 발진을 절점(406, 408)과 격리시킨다. 도시된 실시예에서, L1의 값은 200μH이다.

콘덴서(C1)는 여파콘덴서로서, 이는 절점(406, 408) 에 걸쳐 연결되어 AC전압발생기(204)의 DC입력을 안정시킬 뿐만 아니라 과중한 부하를 AC 전압발생기(204)에 인가할 때 발생되는 무늬파형전압(ripple voltage)을 제거하거나 또는 감소시킨다. 절점(406, 408)의 극성이 서로 교환 가능하므로, C1은 AC 콘덴서이다. 도시된 실시예에서, C1의 값은 100μF/50V이다.

콘덴서(C2)는 발진콘덴서로서, 이는 회로의 스위칭 주파수를 제어한다. 콘덴서(C2)의 값이 높을수록 스위칭 주파수는 낮아지는데 반대일 경우 역시 그렇다.

도시된 실시예에서, C2는 0.047μF/250V 이다. C3는 AC전압발생기(204)의 출력 전류를 제어하는데 사용된 출력제한콘덴서이다. 콘덴서(C3)의 값이 높을수록, 출력전류는 커지는데 반대일 경우 역시 그렇다. AC 전압발생기에 의해 발생되는 AC 출력전압파형은 고전압파형이기 때문에, C3은 반드시 적합한 전압 규정치를 가져야 한다. 예를 들어, 1550Vrms의 시동 전압을 필요로 하는 CCFL에 대하여, C3은 전형적으로 3KV의 전압 규정치를 지닌다. 도시된 실시예에서는 C3의 값이 33pF/3KV이다.

본질적으로 도 6에서 알 수 있듯이, 만약 절점(406)이 절점(408)에 대하여 플러스 상태인 경우, 트랜지스터(606, 608)는 교대로 도통되고, 트랜지스터(604, 610)는 도통되지 않는다. 이러한 작동모드에서는, 도 6a에 도시된 바와 같이 전류가 교대로 절점(320)으로부터 절점(322)과 절점(324)으로 흐르게 된다. 그러나 도 6b에 도시된 바와 같이, 절점(408)이 절점(406)에 대하여 플러스 상태인 경우, 트랜지스터(606, 608)는 도통되지 않으며, 트랜지스터(604, 610)는 도통된다. 이러한 작동모드에서는 전류가 교대로 절점(322, 324)으로부터 절점(320)으로 흐르게 된다.

도시된 실시예에서, 컨트롤러(202)의 제어 하에 절점(406, 408)의 극성이 상대적으로 변환될 때, CCFL에 걸린 AC 출력전압파형의 극성(따라서 그 위상도) 역시 바뀌게 된다. 유리한 점은 AC 출력전압파형의 극성(따라서 그 위상도)이 매우 짧은 시간 내에 변환될 때, CCFL의 전환이 눈에 띄지 않는다는 것이다.

비록 상기 실시예가 일정한(또는 프로그램가능한) 시간 간격으로 컨트롤러(202)의 주기적 모드 전환을 제공해 주는 컨트롤러(202)를 포함하고 있지만, 모든 실시예가 이러한 능력을 제공할 필요는 없다. 실제적으로, CCFL은 약 수백 시간동안 작동된 후 그 일단이 검게 변하는 현상이 뚜렷해지는데, CCFL이 온될 때마다 CCFL에 걸린 AC 출력전압파형의 극성 및 위상을 변환시켜 주어도 이러한 문제를 처리할 수 있다.

구동회로(100)의 한 실시예가 도 7에 도시되어 있다. 상기 회로는 CCFL(302)이 온될 때 CCFL(302)에 걸리는 AC출력전압파형의 극성과 위상을 바꿔준다. 상기 실시예에서, 도시된 바와 같이 이차측회로를 배치하되, 일차측회로는 종래대로 한다.

도시된 실시예에 따르면, 구동회로(100)(또는 CCFL을 사용하는 장치)가 온될 때마다, 이차측회로는 릴레이(relay)(700)에 의해 한차례 전환된다. 이 경우에, on/off 스위치(702)를 이용하여 구동회로(100)의 “on" 또는 ”off"를 전환한다.

사용 중, 구동회로(100)가 on/off 스위치(702)에 의해 "on"위치로 전환될 경우(즉, 스위치(702)가 닫힐 때), 변압기(712)의 이차권선(710)에 대한 CCFL(302)의 단부(704, 706)의 연결이 바뀌게 된다. 이 경우에, CCFL(210)의 단부(704, 706)와 변압기(712)의 이차권선(710)과의 연결 변환이 릴레이(700)를 사용하여 완성되는데, 상기 릴레이는 코일(714)에 대하여 전력을 공급하며 그리하여, 코일(714)에 전력이 공급될 때 회로 분지(branch)(716)가 릴레이 스위치(720)를 통하여 단부(706)에 연결되고, 회로분지(718)는 릴레이스위치(722)를 통해 단부(706)에 연결된다. 한편, 코일(714)에 전력이 공급되지 않을 때, 단부(704, 706)와 회로 분지(716, 718) 사이의 연결이 전환되고, 이로써 회로분지(716)는 릴레이 스위치(720)를 통하여 단부(704)로 연결되고 회로분지(718)는 릴레이 스위치(722)를 통하여 단부(706)로 연결되는 것이다.

도시된 실시예에서, 릴레이(724)는 on/off 스위치(702)에 응답하는 쌍안정 릴레이이고, 그래서 릴레이 스위치(726)는 on/off 스위치(702)가 "on" 위치로 전환될 때마다, 접점(728, 730) 사이에서 전환된다.

도시된 실시예에서, 릴레이 스위치(726)의 위치는 인버터(732)의 입력단이 “High 레벨”(즉, 약 + V까지 연결)인지 혹은“Low 레벨”(즉, 약 0V까지 연결)인 지 결정한다.

인버터(732)의 입력단이 “High 레벨”이면 트랜지스터(734)는 “off"된다. 따라서 릴레이(700)의 코일(714)에 전류가 흐르지 않는다. 이러한 조건 하에서, 릴레이 스위치(720, 722)는 단부(704, 706)를 각각 회로 분지(716, 718)로 연결하도록 위치된다. 한편으로, 인버터(732)의 입력단이 ”Low 레벨“이면 트랜지스터(734)는 ”on" 상태가 되고, 릴레이(700)의 코일(714)에 전류가 흐르게 된다. 이러한 조건 하에서는 단부(704, 706)가 각각 회로분지(718, 716)와 연결된다.

상기 설명 및 도 7에 도시된 실시예로 알 수 있듯이, 코일(714)의 통전(通電)은 릴레이 스위치(726)의 위치에 의해 결정된다. 그 결과, 릴레에 스위치(720, 722)의 위치 역시 릴레이 스위치(726)의 위치에 의해 결정된다. 따라서, CCFL(302)의 단부(704, 706)와 변압기(712)의 이차권선(710) 사이의 연결의 변환은 쌍안정(bistable) 릴레이(724)로 제어되며, 쌍안정 릴레이(724)는 또한 on/off 스위치(702)가 ‘on' 위치로 연속적으로 전환됨으로써 제어된다. 상기와 같이 배치한 결과, on/off 스위치(702)가 ’on' 상태로 전환될 때마다, 변압기(712)의 이차권선(710)에 대한 CCFL(302) 단부(704, 706)의 연결의 최종 변환은 CCFL(302)의 두 단부에서의 출력전압파형의 극성과 위상을 바꿔준다.

구동회로(100)의 또 다른 실시예는 도 8에 도시되어 있다. CCFL(302)이 on 상태일 때, 상기 구동회로는 CCFL(302)에서의 AC 출력전압파형의 극성과 위상을 변환시켜준다. 상기 실시예에서, 논리장치(802, 804)는 배터리(806)로부터 연속적인 전원을 수신한다. 상기 실시예에 따르면, 직류전원(도면 중 +12VDC로 표시)이 컨트롤러(202)에 공급될 때, 클럭신호가 콘덴서(810), 저항기(812)와 다이오드(814)의 조합을 통하여 논리장치(802)(도면 중 Q형 플립-플롭으로 표시)로 공급되며, 이는 상기 장치의 출력단(808)이 전환(toggle) 상태에 놓이도록 한다. 알아야 할 점은, 논리장치(802)의 출력단(808)이 “High 레벨”이면, 트랜지스터(816)가 “off" 상태에 놓이게 되고, 반대로 논리장치(802)의 출력단(808)이 ”Low 레벨“이면, 트랜지스터(816)가 ”on" 상태에 놓이게 된다는 점이다. 도 7에 도시된 실시예와 같이, 트랜지스터(816)가 "on"이면 코일(714)은 통전되고, 트랜지스터(816)가 "off"이면 코일(714)은 통전되지 않는다. 마찬가지로, 릴레이 스위치(720, 722)의 위치는 코일(714)에 의해 결정되며, 코일(714)에 전류가 흐르는지의 여부에 따라 단부(704, 706)와 변압기(712)의 이차권선(710)의 연결이 바뀌게 되는 것이다.

도 8의 실시예는 예시적인 것으로서, 이해해야 할 점은 구동회로(100)의 기타 실시예는 컨트롤러(202)에 전력(power)을 공급함에 따라 클럭신호를 발생시킬 필요가 없다는 것이다. 실제로, 본 발명의 기타 실시예는 간단하게 수동 전환기구를 사용하여 AC 전압발생기(204)의 출력단(206)에 대한 CCFL(302)의 단부(704, 706)의 연결을 전환시킴으로써, CCFL의 두 단부에서의 출력전압파형의 극성과 위상을 반전할 수 있다. 다른 방법으로는, 예를 들어 타이머를 사용하여 주기적으로 클럭신호를 발생시키는 것이다.

본 발명의 실시예는 길이가 다른 CCFL에 적용될 수 있도록 구성 가능하다. 따라서 본 발명은 CCFL을 사용하는 많은 장치와 설비(예를 들어 복사기, 팩스, 평 판 디스플레이 등)에 응용될 수 있음을 예상할 수 있다. 이밖에, CCFL 튜브의 일단이 검게 변하는 문제는 일반적으로 길이가 비교적 긴 CCFL(예를 들어 길이가 약 1m 이상인 CCFL)에서 비교적 심하며, 따라서 비교적 긴 CCFL 중 본 발명을 사용하면 더욱 현저한 개선효과를 얻을 수 있다.

이상에 기술한 실시예는 예시적인 것임을 이해해야 한다. 본 영역의 기술자 역시 알 수 있듯이, 비록 위에서 바람직한 실시예와 사용방법을 참조하여 본 발명에 대해 상세하게 설명하였지만, 본 발명은 이러한 바람직한 실시예와 사용방법에 국한되는 것이 아니며, 더욱 확실하게 말하면, 본 발명은 더욱 넓은 범위를 포함하며, 또한 첨부한 청구항으로만 한정되는 것이다.

Claims (12)

1. 전계발광램프를 구동시키는 구동회로에 있어서,

   출력단에 AC 출력전압파형을 제공함으로써 상기 전계발광램프를 구동시키는 교류(AC)전압발생기와,

   상기 AC 출력전압파형의 위상과 극성을 제어하는 컨트롤러를

   포함하고,

   상기 컨트롤러는 상기 AC 출력전압파형의 위상과 극성을 변환시킬 수 있는 것을 특징으로 하는 구동회로.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 컨트롤러는 간격을 두고 작동됨으로써 상기 AC 출력전압파형의 위상과 극성을 변환시키는 것을 특징으로 하는 구동회로.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 간격은 고정된 시간 간격인 것을 특징으로 하는 구동회로.
4. 제 2 항에 있어서,

   상기 간격은 제어 가능하도록 변경되는 시간 간격인 것을 특징으로 하는 구동회로.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 컨트롤러는 전계발광램프가 연속적으로 온(on)될 때 AC 출력전압파형의 위상과 극성을 변환시키는 것을 특징으로 하는 구동회로.
6. 전계발광램프를 구동시키는 구동회로에 있어서,

   상기 구동회로의 출력단에 AC 출력전압파형을 제공함으로써 상기 전계발광램프를 구동시키는 교류(AC)전압발생기와,

   상기 AC 출력전압파형의 위상과 극성을 제어하는데 이용되며, 두 종류의 작동모드를 구비하여, 제 1 작동모드에서의 상기 AC 출력전압파형의 위상과 극성이 제 2 작동모드에서의 상기 AC 출력전압파형의 위상과 극성에 반대로 변환되도록 하는 컨트롤러를

   포함하는 것을 특징으로 하는 구동회로.
7. 제 6 항에 있어서,

   상기 컨트롤러는 상기 시간 간격이 고정된 시간 간격인지 또는 제어 가능하도록 변경되는 시간 간격인지에 상관없이, 일정한 시간 간격 이내에 상기 작동모드를 변경하는 것을 특징으로 하는 구동회로.
8. 제 6 항에 있어서,

   상기 컨트롤러의 작동모드는 전계발광램프가 연속적으로 온(on)될 때 변경되는 것을 특징으로 하는 구동회로.
9. 제 6 항에 있어서,

   상기 AC 전압발생기는 변압기를 포함하고,

   상기 변압기는 제 1 일차권선, 제 2 일차권선, 및 이차권선을 포함하고,

   상기 AC 출력전압파형은 + 반주기와 - 반주기를 포함하되, 상기 + 반주기와 - 반주기는 상기 변압기의 상기 일차권선과 서로 연관되는데, 이는 입력전압원을 통하여 일차권선에 전원을 공급하기 위한 것이며, 따라서 상기 제 1 작동모드에서는, 상기 + 반주기와 - 반주기는 각각 상기 제 1 및 제 2 일차권선에 대해 전원을 공급하고, 상기 제 2 작동모드에서는 상기 + 반주기와 - 반주기가 각각 제 2 및 제 1 일차권선에 대하여 전원을 공급하게 되는 것을 특징으로 하는 구동회로.
10. 제 9 항에 있어서,

    상기 구동회로는 on 상태 및 off 상태를 구비하며, 상기 on 상태에서는 상기 일차권선의 각 권선에 대하여 전원을 공급하고, off 상태에서는 상기 일차권선의 각 권선에 대하여 전원을 공급하지 않으며, 또한 그 중 연속적인 on 상태에 대해 상기 컨트롤러가 작동함으로써, 상기 일차권선과 반주기 사이의 관계를 변환시켜 주게 되는 것을 특징으로 하는 구동회로.
11. 냉음극형광등을 구동시키기 위한 구동회로에 있어서,

    입력전압원을 연결하기 위한 입력단과,

    제 1 일차권선, 제 2 일차권선, 및 이차권선을 구비한 변압기를 포함하며, 상기 변압기는 상기 구동회로의 출력단에 + 반주기와 - 반주기를 포함하는 AC 출력전압파형을 발생시키며, 상기 + 반주기와 - 반주기는 상기 변압기의 상기 일차권선과 서로 연결됨으로써 입력전압원을 통해 일차권선에 전원을 공급하게 되는 교류(AC)전압발생기와,

    상기 일차권선과 상기 AC 출력전압파형의 반주기 사이의 관계를 제어하기 위한 것으로서, 제 1 작동모드에서, 상기 + 반주기와 - 반주기가 각각 상기 제 1 및 제 2 일차권선에 전원을 공급하고, 제 2 작동모드에서는 상기 + 반주기와 - 반주기가 각각 제 2 및 제 1 일차권선에 대하여 전원을 공급해주게 되며, 이렇게 제 1 작동모드에서 상기 AC 출력전압파형의 위상과 극성이 제 2 작동모드에서 상기 AC 출력전압파형의 위상과 극성에 대응하여 변환되도록 하는 컨트롤러를

    포함하는 것을 특징으로 하는 구동회로.
12. 조명 시스템에 있어서,

    전계발광램프를 구동시키기 위한 것으로서, 출력단에 AC 출력전압파형을 제공하여 전계발광램프를 구동시키는 교류(AC)전압발생기와, 상기 AC 출력전압파형의 위상과 극성을 제어해주는 컨트롤러를 포함하는 구동회로와,

    상기 구동회로의 출력단과 결합되는 전계발광램프를

    포함하고,

    상기 컨트롤러는 상기 AC 출력전압파형의 위상과 극성을 변환시켜 줄 수 있는 것을 특징으로 하는 조명 시스템.

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