KR100740657B1 - 비 자발광 디스플레이 소자를 위한 백라이트 구동장치 - Google Patents

비 자발광 디스플레이 소자를 위한 백라이트 구동장치 Download PDF

Info

Publication number
KR100740657B1
KR100740657B1 KR1020060123544A KR20060123544A KR100740657B1 KR 100740657 B1 KR100740657 B1 KR 100740657B1 KR 1020060123544 A KR1020060123544 A KR 1020060123544A KR 20060123544 A KR20060123544 A KR 20060123544A KR 100740657 B1 KR100740657 B1 KR 100740657B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
lamp
unit
signal
driving
digital dimming
Prior art date
Application number
KR1020060123544A
Other languages
English (en)
Inventor
한상규
노정욱
홍성수
사공석진
Original Assignee
국민대학교산학협력단
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 국민대학교산학협력단 filed Critical 국민대학교산학협력단
Priority to KR1020060123544A priority Critical patent/KR100740657B1/ko
Priority to US11/723,400 priority patent/US20080136355A1/en
Application granted granted Critical
Publication of KR100740657B1 publication Critical patent/KR100740657B1/ko

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B41/00Circuit arrangements or apparatus for igniting or operating discharge lamps
    • H05B41/14Circuit arrangements
    • H05B41/36Controlling
    • H05B41/38Controlling the intensity of light
    • H05B41/39Controlling the intensity of light continuously
    • H05B41/392Controlling the intensity of light continuously using semiconductor devices, e.g. thyristor
    • H05B41/3921Controlling the intensity of light continuously using semiconductor devices, e.g. thyristor with possibility of light intensity variations
    • H05B41/3927Controlling the intensity of light continuously using semiconductor devices, e.g. thyristor with possibility of light intensity variations by pulse width modulation
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL 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
    • G02F1/00Devices 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
    • G02F1/01Devices 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 
    • G02F1/13Devices 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
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B41/00Circuit arrangements or apparatus for igniting or operating discharge lamps
    • H05B41/14Circuit arrangements
    • H05B41/24Circuit arrangements in which the lamp is fed by high frequency ac, or with separate oscillator frequency
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B41/00Circuit arrangements or apparatus for igniting or operating discharge lamps
    • H05B41/14Circuit arrangements
    • H05B41/36Controlling
    • H05B41/38Controlling the intensity of light

Abstract

본 발명은 비 자발광 디스플레이 소자의 백라이트 구동장치에 관한 것으로, DC 전원을 스위칭하여 사전에 설정된 전원으로 변환하는 인버터부(또는 램프구동부)(110), 상기 인버터부(또는 램프구동부)(110)로부터 변환된 전원을 공급받아 광을 방출하는 램프부(120), 상기 램프부로부터 전류 또는 휘도를 검출하는 검출부(130), 전류 또는 휘도를 램프 휘도 명령에 따라 일정하게 제어하기 위해 디지털 디밍신호의 펄스폭을 제어하는 제어부(140), 상기 인버터부(또는 램프구동부)(110)의 최적 동작을 위한 고정 주파수 및 고정 시비율의 신호를 생성하는 신호발생부(150), 제어부(140)에서 생성된 디지털 디밍신호와 신호발생부(150)에서 발생된 신호의 논리곱을 통한 최종적인 인버터 구동신호를 생성하는 디지털 디밍부(160)로 구성된다.
백라이트, 백라이트 구동장치, 인버터, PCM, 디지털 디밍.

Description

비 자발광 디스플레이 소자를 위한 백라이트 구동장치{Backlight Driving Apparatus for Non-emissive Display Device}
도1a는 종래의 LCD 디스플레이용 백라이트 유닛 구동장치의 구성을 나타내는 구성도,
도1b는 도1a에 도시된 인버터부(11)의 주요동작 파형도,
도1c는 디지털 디밍동작을 보여주는 파형도,
도2는 본 발명의 일 실시예에 따른 비 자발광 디스플레이 소자의 백라이트 구동장치를 나타내는 구성도,
도3a는 도2에 도시된 본 발명의 일 실시예에 대한 구체적인 회로도,
도3b는 도3a에 도시된 인버터부(110)의 주요동작 파형도,
도3c는 디지털 디밍동작을 보여주는 파형도이다.
본 발명은 백라이트가 요구되는 비 자발광 디스플레이의 백라이트 구동 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 백라이트 램프의 전류 또는 휘도를 제어하기 위해 구동 인버터를 최적의 고정 시비율 및 고정 주파수로 스위칭하고, 램프에 유입 되는 전류 또는 램프 휘도를 검출한 후 구동 인버터에 인가되는 디지털 디밍신호를 제어하는 백라이트 구동 장치에 관한 것이다.
최근 들어, 기존 디스플레이 장치에 비해 소형 및 박형이 가능한 비 자발광 디스플레이 장치인 LCD(Liquid Crystal Display)가 주목받고 있다. LCD와 같은 비 자발광 디스플레이 장치는 자체발광이 불가능하므로 광을 방출하는 백라이트 유닛이 반드시 필요하며, 백라이트 유닛은 구동을 위한 적절한 구동장치를 필요로 한다.
도 1a는 종래의 LCD 디스플레이용 백라이트 유닛 구동장치의 구성을 나타내는 구성도이고, 도1b는 인버터부(11)의 주요 동작 파형도이며, 도1c는 디지털 디밍동작을 보이는 파형도이다.
본 명세서에서는 설명상 편의를 위해, 비 자발광 디스플레이 장치로서 대표적으로 LCD를 일례로 하여 설명한다. 그러나 본 발명의 백라이트 구동장치는 LCD 뿐만 아니라 기타 다른 비 자발광을 사용하는 디바이스에 사용될 수 있다.
도 1a 내지 도1c를 참조하면, 종래의 백라이트 구동 장치(10)는 DC 입력 전원을 사전에 설정된 AC 전원으로 변환하는 인버터부(11)와, 인버터부(11)로부터 AC 전원을 입력받아 발광하는 램프부(12)와, 램프부(12)에 유입되는 전류를 검출 하고, 검출된 순시 램프 전류 및 순시 휘도를 일정하게 제어하기 위해 인버터부(11)의 스위칭을 제어하는 제어부(13), LCD 백라이트의 평균 휘도를 외부에서 조절하기 위한 디지털 디밍부(14)로 구성된다.
제어부(13)는 램프의 휘도와 비례하는 램프부(12)에 유입되는 순시 전류를 일정하게 제어하기 위해, 고정된 높은 주파수 및 가변 시비율의 제어신호를 인버터부(11)에 인가하고 이에 따라 인버터부(11)는 고정된 높은 주파수 및 가변 시비율의 스위칭 동작을 수행한다. 이 때, 바람직한 실시예에서 상기 고정된 높은 주파수는 60 KHz이다.
디지털 디밍부(14)는 사용자가 원하는 디스플레이의 밝기를 설정하는 부분으로 폐루프(Closed loop) 제어에 의해 화면의 평균 휘도가 제어되는 것이 아니라, 단순히 사용자의 버튼 조작에 의해 발생된 램프 휘도 명령을 디지털 디밍 주파수(바람직한 실시예에서, 상기 디밍 주파수는 150 Hz이다)의 톱니파와 비교하여 디지털 디밍 신호 Vdim을 생성하고 이를 제어부(13)의 출력인 PWM 신호와 논리곱을 취한 스위치 구동 신호 Vsw를 인버터부(11)에 인가함으로써 개루프(Open loop) 제어로 휘도 조절이 이루어진다. 즉, 도 1c와 같이 램프의 순시적인 휘도는 제어부(13)에서 순시 램프전류를 폐루프 제어함으로써 항상 일정하게 유지되고, 화면의 평균적인 밝기는 낮은 주파수의 디지털 디밍신호를 높은 주파수의 PWM 신호와 논리곱을 취한 스위치 구동신호 Vsw를 인버터부(11)에 인가함으로써 개루프 제어로 조절된다. 이 경우 디지털 디밍신호가 high일 때 PWM 신호는 곧 바로 인버터부(11)에 인가되어 램프는 광을 방출하고, 디지털디밍신호가 low일 때 스위치 구동 신호인 Vsw는 low가 되므로 인버터부(11) 스위치(S1~S4)는 모두 차단되어 램프는 꺼지게 된다. 저주파의 디지털 디밍신호에 의해 온·오프 되는 램프는 사람이 인식하지 못할 만큼 그 주파수가 높기 때문에 그 밝기가 적분 되어 보여 평균적인 휘도는 디지털 디밍신호의 시비율에 의해 조절되는 것으로 인식된다.
일반적으로, 인버터부(11)의 입력인 DC전원의 전압레벨은 Vin_min과 Vin_max사이에서 변동하며 그 외 주위 온도와 같은 다양한 외란이 존재하므로 인버터부(11)의 정상동작점은 이를 감안하여 설정되어야 한다. 따라서, 정상적인 DC 전원의 전압 레벨인 Vin_norm (Vin_min<Vin_norm<Vin_max)에서 인버터부(11) 구동 신호의 시비율 D는 상술한 바와 같은 동작 마진을 고려하여 보통 최대 시비율 Dmax의 60% (D=0.6×Dmax)정도에 두고 있다. 이 경우 DC 전원의 에너지는 인버터부(11)를 통해 최대 시비율의 60% 기간(0.6×Dmax×Ts)동안은 출력 램프부(12)로 에너지를 전달하게 되지만, 나머지 40%의 기간(0.4×Dmax×Ts)동안은 출력으로 에너지를 전달하지 못하고 도 1b의 빗금 친 부분인 A 및 B와 같은 순환전류의 형태로 회로 내에서 단순히 환류하게 된다. 이 같은 순환전류는 인버터부(11)의 도통손실을 증가시키고 이로 인한 소자발열을 심각하게 야기시킨다.
또한, 램프 전류의 제어를 위해 시비율이 가변하므로, 시비율이 낮을 경우 도 1b의 ipri(t3) 및 ipri(t7)의 전류가 작아져 S3 및 S2의 영전압 스위칭이 이루어 지지 못해 스위칭 손실과 노이즈 및 전자파 장애(EMI)의 문제점이 발생된다. 또한, 낮은 시비율 동작시 램프에 인가되는 전압의 기본파 성분이 감소하므로 높은 휘도를 얻기가 힘들고, 광효율이 저감되는 단점이 있다.
종래의 기술은 인버터부(11)를 고정된 높은 주파수 및 가변 시비율로 램프의 순시전류를 폐루프 제어함으로써 순시 휘도를 일정하게 제어하고 있으며, 평균 휘 도는 궤환 제어하지 않고 사용자의 버튼 조작에 의해 발생된 디지털 디밍신호를 PWM신호와 논리곱을 취해 제어부(13)에 인가함으로써 개루프 제어로 조절된다.
반면, 본 발명은 인버터의 최적 동작을 위해 고정된 높은 주파수 및 고정 시비율로 스위칭하고, 램프에 유입되는 전류의 적분치에 따른 디지털 디밍신호를 폐루프 제어함으로써 고휘도 및 고효율을 구현할 수 있는 비 자발광 디스플레이 소자의 백라이트 구동 장치에 관한 것이다.
본 발명의 인버터부는 항상 최적의 동작을 보장하는 고정 주파수 및 고정 시비율에서의 동작이 가능한 장점을 가진다. 즉, 상술한 바와 같은 종래 기술의 문제점인 영전압 스위칭 실패와 그에 따른 스위칭 손실과 노이즈 및 전자파 장애(EMI), 큰 순환전류로 인한 도통손실 및 회로발열 등의 문제점이 획기적으로 해결될 수 있으며, 램프에 인가되는 전압의 기본파 성분을 극대화할 수 있으므로 고휘도 및 고효율 획득이 가능하다.
상술한 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 비 자발광 디스플레이 소자의 백라이트 구동장치는 DC 전원을 스위칭하여 사전에 설정된 전원으로 변환하는 인버터부 (또는 램프구동부)(110)와, 상기 인버터부(또는 램프구동부)(110)로부터 변환된 전원을 공급받아 광을 방출하는 램프부(120)와, 상기 램프부로부터 전류 또는 휘도를 검출하는 검출부(130)와, 전류 또는 휘도를 램프 휘도 명령에 따라 일정하게 제어하기 위해 디지털 디밍신호의 펄스 폭을 제어하는 제어부(140), 상기 인버터부(또는 램프구동부)(110)의 최적 동작을 위한 고정 주파수 및 고정 시비율의 신호를 생성하는 신호발생부(150), 제어부(140)에서 생성된 디지털 디밍신호와 신호발생 부(150)에서 발생된 신호의 논리곱을 통한 최종적인 인버터 구동신호를 생성하는 디지털 디밍부(160)로 구성된다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 보다 상세하게 설명하도록 한다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우, 그 상세한 설명을 생략하도록 한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 비 자발광 디스플레이 소자의 백라이트 구동장치의 구성도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 백라이트 구동장치(100)는 인버터부(또는 램프구동부)(110), 램프부(120), 검출부(130), 제어부(140), 신호발생부(150), 디지털 디밍부(160)를 포함한다.
인버터부(또는 램프구동부)(110)는 DC 전원을 입력받아 스위칭하여 램프 구동을 위해 사전에 설정된 전원으로 변환하고, 상기 변환된 전원을 램프부(120)에 전달한다. 램프부(120)는 인버터부(또는 램프구동부)(110)로부터 변환된 전원을 전달받아 광을 방출한다.
통상적으로 인버터부(또는 램프구동부)(110)와 램프부(120) 사이에는 인버터부(램프구동부)(110)로부터의 AC 출력 전압을 램프를 발광시키기에 알맞은 소정 전압으로 승압시키기 위한 변압기가 설치된다. 그러나 대안적인 실시예에서는 이러한 변압기 없이 인버터부(110)와 램프부(120)를 직접 연결시킬 수도 있으므로, 본 발명의 설명을 간단히 하기 위해 본 명세서에서는 변압기에 대한 설명을 생략한다.
또한, 도시된 일 실시예에서는 램프부(120)가 냉음극 형광램프(CCFL), 외부전극 형광램프(EEFL), 사각형광램프(FFL) 등과 같은 AC 전원을 요구하는 형광램프 중 하나로 구성되는 것으로 가정하였다. 따라서 도시된 일 실시예에서는 램프부(120) 앞에 인버터부(110)를 설치하여, 인버터부(110)에서 DC 입력전원을 AC 전원으로 변환하고 이 AC 전원을 형광램프부(120)로 입력하도록 구성한 것이다.
그러나 대안적인 실시예에서 형광램프 대신 LED 등과 같은 DC전원 구동 램프를 사용할 수도 있다. 이 경우, 램프부(120)의 앞에는 인버터 대신 DC/DC 컨버터를 설치한다. 따라서 본 발명의 구체적 실시예에 따라 램프부(120)의 앞에 인버터 또는 컨버터가 사용될 수 있으므로, 이하 본 명세서에서는 통칭하여 '램프구동부'로 언급하거나 또는 '인버터부(또는 램프구동부)'로 표현하기로 한다.
검출부(130)는 램프부(120)로부터 전류 또는 휘도를 검출하여 제어부(140)에 전달한다.
제어부(140)는 검출부(130)로부터 전류 또는 휘도를 전달받아 이를 외부의 램프 휘도 명령과 비교한 차이를 증폭한 에러 신호(Vea)를 생성한 후 이를 저주파 디밍 주파수의 톱니파와 비교하여 저주파 PWM 신호를 생성하여 디지털디밍부(160)에 전달한다. 바람직한 실시예에서 상기 디밍 주파수는 150 Hz이다.
신호발생부(150)는 인버터부(또는 램프구동부)(110)의 구동을 위한 최적의 고정 주파수 및 고정 시비율의 고주파 구동신호를 생성하여 디지털 디밍부(160)에 전달한다. 바람직한 실시예에서 상기 고정 주파수는 60 KHz이다.
디지털 디밍부(160)는 제어부(140)에서 전달 받은 저주파 PWM 신호와 신호 발생부(150)에서 전달받은 고정 주파수 및 고정 시비율의 고주파 구동 신호를 논리곱 하여 인버터부(또는 램프구동부)(110)에 전달한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 본 발명은 램프의 순시 휘도 및 순시전류가 아니라 램프의 평균 휘도 또는 평균 전류를 제어의 대상으로 한다. 즉 신호발생부(150)에서는 최적의 고정 주파수 및 고정 시비율의 고주파 구동신호를 생성하여 인버터부(또는 램프구동부)(110)를 최적으로 구동한다. 그러나, 이 경우 램프 평균 휘도 또는 평균 전류에 대한 별도의 폐루프 제어가 없으므로 상술한 바와 같은 입력전압 변동이나 외란에 대해 램프의 평균 휘도는 변동하게 된다. 이를 위해 별도의 제어 없이 단순히 인가했던 종래방식의 디지털 디밍신호를 본 발명에서는 램프 평균 휘도에 따라 그 시비율을 폐루프 제어하여 저주파의 PWM신호를 발생시키고, 이를 신호발생기(150)에서 생성된 최적 구동신호와 논리곱 하여 인버터부(또는 램프구동부)(110)를 통해 램프를 구동함으로써 평균 휘도 및 평균전류를 일정하게 제어할 수 있다. 즉 본 발명은 고정 주파수 및 고정 시비율의 고주파 구동신호에 의해 생성된 램프부(120)의 램프 전류 펄스의 개수를 평균 휘도 또는 평균 전류에 따라 폐루프 제어를 하는 Pulse Count Modulation(PCM) 방식이다.
도 3은 도 2에 도시된 본 발명의 실시예를 구체적인 실시예를 나타낸 것으로, 도 3a는 본 발명의 비 자발광 디스플레이용 백라이트 유닛 구동장치의 구성을 나타내는 구성도이고, 도3b는 인버터부(110)의 주요 동작 파형도이며, 도3c는 디지털 디밍동작을 보이는 파형도이다. 여기서 신호발생부(150)는 인버터부(또는 램프구동부)(110)의 구동을 위한 최적의 고정 시비율 D를 최대 시비율 Dmax라고 가정한 다.
도 3a에서, 인버터부(램프구동부)(110) 및 램프부(120)의 구성 및 기능은 도 1a에 도시된 인버터부(11)와 램프부(12)와 동일하다. 즉 도3a에 도시된 본 발명의 실시예에서도 DC 전원이 인버터부(램프구동부)(110)로 입력되어 사전에 설정된 AC 전원으로 변환되고, 램프부(120)는 AC 전원을 입력받아 발광하게 된다.
또한, 도 3a에 도시된 실시예에서는 인버터부(110)를 풀 브릿지(full bridge) 회로로 구성하는 것으로 하였는데, 실시예에 따라 공지된 다양한 종류의 인버터 회로로 대체할 수 있다. 예컨대, 인버터(110)를 하프 브릿지(half bridge) 회로, 푸쉬-풀(push-pull) 회로, 액티브 클램프 포워드(active clamp forward) 회로 등 당업계에 공지된 인버터 회로중 임의의 회로로 대체할 수 있다.
도 3a 및 3c를 참조하면, 검출부(130)에서 검출된 램프 전류 또는 휘도를 사용자의 버튼 조작에 의한 램프 휘도 명령과 비교하여 그 차이를 차동증폭기를 통해 증폭한 신호 Vea를 비교기에 전달하고 Vea를 디지털 디밍 저주파수의 톱니파와 비교하여 PWM 신호를 생성한다. 다시 PWM 신호는 신호 발생부(150)에서 생성된 최적의 고정 주파수 및 고정 시비율D (가정한 바와 같이 D=Dmax)의 고주파 구동신호 Vsg와 논리곱이 되어 인버터부(또는 램프구동부)(110)에 인가된다. 즉, PWM신호가 high일 때 Vsw(=Vsg) 신호는 인버터부(또는 램프구동부)(110)에 인가되어 인버터부(110)가 동작되어 램프는 발광하게 되고, PWM신호가 low일 때 Vsw 신호는 low가 되어 인버터부(또는 램프구동부)(110)의 스위치(S1~S4)가 모두 차단되어 램프는 꺼지게 됨으로써 램프의 휘도는 제어된다.
도 3c를 참조하여, 정상 상태에서 램프 휘도는 B1으로 제어되고 있다고 가정한다. t_a 시점에서 램프 휘도를 증가하라는 명령이 발생하면 Vea는 증가하게 되므로 그 만큼 램프 전류 펄스 개수 또한 증가하게 되므로 PCM 동작에 의해 램프 평균 휘도는 B2로 증가하게 된다. 또 t_b 시점에서 DC전원의 전압이 갑자기 상승하는 외란이 발생하였다고 하자. 이때 램프 전류가 상승하므로 검출부(130)에서 검출된 램프의 평균 전류 또는 평균 휘도는 순간적으로 상승하게 되고 Vea는 감소한다. 따라서 PWM 신호는 그 시비율이 감소하게 되고 그 만큼 램프전류의 펄스 개수 또한 감소하게 되므로 PCM 동작에 의해 램프의 평균휘도는 일정하게 제어될 수 있다. 또 t_c 시점에서 램프 휘도를 감소하라는 명령이 발생하면 Vea는 감소하게 되므로 그 만큼 램프전류의 펄스 개수 또한 감소하게 되므로 PCM 동작에 의해 램프 평균 휘도는 B3로 감소하게 된다.
도 3b는 PWM 신호가 high일 때 신호 발생부(150)에서 생성된 최적의 고정 주파수 및 고정 시비율D (가정한 바와 같이 D=Dmax)의 고주파 구동신호에 의해 구동 되고 있는 인버터부(또는 램프구동부)(110)의 주요 동작파형을 보이고 있다. 도 1b에서 고찰된 바와 같이 종래 방식의 경우 시비율이 변동하므로 영전압 스위칭 실패와 그에 따른 스위칭 손실과 노이즈 및 전자파 장애(EMI), 큰 순환전류로 인한 도통손실 및 회로발열 등의 문제점이 심각하게 고려되었으나, 본 발명의 경우 고정 시비율로 동작되므로 인버터부(또는 램프구동부)(110)의 모든 스위치는 모든 동작영역에 대해 영전압 스위칭이 항상 보장되며, 거의 대부분의 입력전력은 순환하지 않고 곧 바로 출력으로 전달되므로 도통손실 및 회로발열 특성이 매우 우수한 장점 을 가진다. 뿐만 아니라 램프에 인가되는 전압 Vpri는 D=Dmax일 때 그 기본파 성분이 가장 크므로 램프 휘도를 극대화할 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고 후술하는 특허청구범위에 의해 한정되며, 본 발명의 구성은 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 그 구성의 다양한 변경 및 개조할 수 있다는 것을 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 쉽게 알 수 있다.
본 발명은 인버터부(램프구동부)의 최적 동작을 위해 인버터 구동 신호의 주파수와 시비율을 고정하는 대신 펄스 개수를 제어하는 Pulse Count Modulation (PCM) 방식을 제안하고 있다. 따라서 종래 방식에서 인버터의 고주파 구동신호 펄스폭을 가변 제어함으로써 발생되었던 영전압 스위칭 실패와 그에 따른 스위칭 손실과 노이즈 및 전자파 장애(EMI), 큰 순환전류로 인한 도통손실 및 회로발열 등의 문제점이 획기적으로 해결될 수 있으며, 램프에 인가되는 전압의 기본파 성분을 극대화 할 수 있으므로 고휘도 및 고효율 획득이 가능하다.

Claims (8)

  1. 비 자발광 디스플레이 소자를 위한 백라이트 구동장치에 있어서,
    DC 전원을 스위칭하여 사전에 설정된 전원으로 변환하는 램프구동부(110),
    상기 램프구동부(110)로부터 변환된 전원을 공급받아 광을 방출하는 램프부(120),
    상기 램프부(120)로부터 전류 또는 휘도를 검출하는 검출부(130),
    상기 검출된 전류 또는 휘도를 램프 휘도 명령에 따라 일정하게 제어하기 위해 디지털 디밍신호를 생성하는 제어부(140),
    고정 주파수 및 고정 시비율의 구동신호를 생성하는 신호발생부(150), 및
    상기 제어부(140)에서 생성된 디지털 디밍신호와 상기 신호발생부(150)에서 발생된 구동신호에 기초하여 인버터 구동신호를 생성하는 디지털 디밍부(160)를 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이트 구동장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 램프 휘도 명령은 사용자에 의해 상기 백라이트 구동장치 외부에서 입력되는 신호이고,
    상기 제어부(140)는, 상기 램프 휘도 명령과 상기 검출된 전류 또는 휘도에 기초하여 에러 신호(Vea)를 생성하고, 이 에러 신호를 저주파 디밍 주파수의 톱니파와 비교하여 디지털 디밍신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 백라이트 구동장 치.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 디지털 디밍부(160)는, 제어부(140)로부터의 디지털 디밍신호와 신호발생부(150)로부터의 구동신호를 논리곱하여 인버터 구동신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 백라이트 구동장치.
  4. 제 2 항에 있어서, 상기 디지털 디밍부(160)는, 제어부(140)로부터의 디지털 디밍신호와 신호발생부(150)로부터의 구동신호를 논리곱하여 인버터 구동신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 백라이트 구동장치.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 고정 주파수 및 고정 시비율의 구동신호가 상기 디지털 디밍신호의 주파수보다 높은 고주파수를 갖도록 설정된 것을 특징으로 하는 백라이트 구동장치.
  6. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 램프구동부(110)는 출력을 AC전원으로 변환하는 전력변환 인버터이고,
    상기 램프부(120)는 AC전원으로 구동되는 램프인 것을 특징으로 하는 백라이트 구동장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 인버터는 풀 브릿지 회로, 하프 브릿지 회로, 푸쉬-풀 회로, 또는 액티브 클램프 포워드 회로 중 하나로 구성되고,
    상기 램프는 냉음극 형광램프(CCFL), 외부전극 형광램프(EEFL), 또는 사각형광램프(FFL) 중 하나로 구성되는 것을 특징으로 하는 백라이트 구동장치.
  8. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 램프구동부(110)는 출력을 DC로 변환하는 전력변환 컨버터이고,
    상기 램프부(120)는 DC전원으로 구동되는 램프인 것을 특징으로 하는 백라이트 구동장치.
KR1020060123544A 2006-12-07 2006-12-07 비 자발광 디스플레이 소자를 위한 백라이트 구동장치 KR100740657B1 (ko)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020060123544A KR100740657B1 (ko) 2006-12-07 2006-12-07 비 자발광 디스플레이 소자를 위한 백라이트 구동장치
US11/723,400 US20080136355A1 (en) 2006-12-07 2007-03-19 Backlight driving apparatus for non-emissive display device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020060123544A KR100740657B1 (ko) 2006-12-07 2006-12-07 비 자발광 디스플레이 소자를 위한 백라이트 구동장치

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR100740657B1 true KR100740657B1 (ko) 2007-07-19

Family

ID=38498998

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020060123544A KR100740657B1 (ko) 2006-12-07 2006-12-07 비 자발광 디스플레이 소자를 위한 백라이트 구동장치

Country Status (2)

Country Link
US (1) US20080136355A1 (ko)
KR (1) KR100740657B1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102063739B1 (ko) * 2011-03-31 2020-01-09 온세미컨덕터코리아 주식회사 Led 발광 장치의 구동 장치 및 구동 방법

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006131890A2 (en) * 2005-06-10 2006-12-14 Nxp B.V. A control device for controlling the output of one or more full-bridges
US9218769B2 (en) * 2008-03-20 2015-12-22 Apple Inc. Anti-phase pulse width modulator
CN101562936B (zh) * 2009-05-07 2013-05-22 福州华映视讯有限公司 改善驱动背光源灯管亮度反应时间的方法
JP5071516B2 (ja) * 2010-04-22 2012-11-14 株式会社デンソー 電力変換装置
CN103809708A (zh) 2012-11-07 2014-05-21 辉达公司 平板电子设备及其辅助散热装置、以及两者的组件
CN103813420A (zh) * 2012-11-07 2014-05-21 辉达公司 平板电子设备及其电流控制系统
US11948520B2 (en) 2020-03-31 2024-04-02 Google Llc Variable refresh rate control using PWM-aligned frame periods
US11929018B2 (en) 2020-05-19 2024-03-12 Google Llc Display PWM duty cycle compensation for delayed rendering
CN111770607B (zh) * 2020-07-09 2021-01-05 徐州工业职业技术学院 一种可随屏幕亮度进行自适应调整的照明灯

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0921998A (ja) * 1995-07-04 1997-01-21 Alpine Electron Inc Lcdのバックライト調光装置
KR20030017187A (ko) * 2001-08-24 2003-03-03 삼성전자주식회사 액정 표시 장치와 이의 구동 방법
KR20040021400A (ko) * 2002-09-04 2004-03-10 삼성전자주식회사 액정 표시 장치용 인버터 장치

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6108215A (en) * 1999-01-22 2000-08-22 Dell Computer Corporation Voltage regulator with double synchronous bridge CCFL inverter
KR100375513B1 (ko) * 2000-11-28 2003-03-10 삼성전기주식회사 엘시디의 백라이트용 인버터
KR101026806B1 (ko) * 2004-07-28 2011-04-04 삼성전자주식회사 표시 장치, 표시 장치용 광원의 구동 장치 및 dc-dc변환 장치

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0921998A (ja) * 1995-07-04 1997-01-21 Alpine Electron Inc Lcdのバックライト調光装置
KR20030017187A (ko) * 2001-08-24 2003-03-03 삼성전자주식회사 액정 표시 장치와 이의 구동 방법
KR20040021400A (ko) * 2002-09-04 2004-03-10 삼성전자주식회사 액정 표시 장치용 인버터 장치

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102063739B1 (ko) * 2011-03-31 2020-01-09 온세미컨덕터코리아 주식회사 Led 발광 장치의 구동 장치 및 구동 방법

Also Published As

Publication number Publication date
US20080136355A1 (en) 2008-06-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100740657B1 (ko) 비 자발광 디스플레이 소자를 위한 백라이트 구동장치
JP5890884B2 (ja) Led駆動回路
TWI382287B (zh) 驅動複數個負載之驅動電路及控制提供給負載的能量之反流器控制器
US6930898B2 (en) Single-stage backlight inverter and method for driving the same
JP5047374B2 (ja) Led調光装置
US20020031002A1 (en) Method and apparatus for controlling minimum brightness of a fluorescent lamp
KR20010112376A (ko) Led 발광 모듈용 공급 어셈블리
CN101742766A (zh) 一种led调光方法及装置
TW201304601A (zh) 發光二極體(led)驅動器電路
US8164587B2 (en) LCD power supply
KR100402091B1 (ko) 압전형 트랜스포머를 이용한 백라이트 구동 회로
JP2011228063A (ja) 発光ダイオード駆動調光回路、発光ダイオード照明装置、発光ダイオードバックライト装置、及び液晶表示装置
KR100785161B1 (ko) 멀티램프모듈 구동시스템
KR100725499B1 (ko) Led 구동회로
JP4686901B2 (ja) バックライトの調光装置
US20060261757A1 (en) Power-supplier duplexing operation apparatus and operation method thereof
KR100526240B1 (ko) 복합디밍제어방식의 냉음극형광램프용 인버터
KR19990056741A (ko) 백 라이트 구동용 인버터 회로
JP4686902B2 (ja) バックライト装置
KR101411721B1 (ko) 백라이트 유닛 구동 장치 및 그 구동 방법
KR102051733B1 (ko) Led 구동회로
KR100830935B1 (ko) 소비전력 제어를 이용한 방전관 제어 장치
JP3443703B2 (ja) 放電灯点灯装置
KR100478412B1 (ko) 외부전극 형광램프용 인버터
JP3681851B2 (ja) 圧電トランスの制御回路

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
A302 Request for accelerated examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130710

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140710

Year of fee payment: 8

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20150603

Year of fee payment: 9

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160705

Year of fee payment: 10

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170703

Year of fee payment: 11

LAPS Lapse due to unpaid annual fee