KR100757035B1

KR100757035B1 - 인버터 구동용 컨트롤러의 위상 제어회로

Info

Publication number: KR100757035B1
Application number: KR1020060108913A
Authority: KR
Inventors: 김현식
Original assignee: 엘지이노텍 주식회사
Priority date: 2006-11-06
Filing date: 2006-11-06
Publication date: 2007-09-07

Abstract

본 발명은 LCD의 백라이트 장치에 사용되는 인버터를 구동하기 위한 컨트롤러의 위상 제어회로에 관한 것이다. 본 발명은 구형파 입력신호를 삼각파형태로 변환하는 제1 적분회로와; 정전압을 이용하여 소정 주기의 구형파를 생성하는 구형파 발생부와; 상기 구형파 발생부에서 발생된 구형파를 삼각파형태로 변환하는 제2 적분회로와; 상기 제1 적분회로에서 생성된 삼각파와 기 설정된 기준전압을 비교하여 그 결과에 따라 소정의 구형파 펄스신호를 출력하는 제1 비교기와; 상기 제1 비교기의 구형파신호를 임펄스파로 변환하는 커패시터와; 상기 커패시터에서 출력되는 임펄스파에 의해 스위칭되어 상기 제2 적분회로에서 출력되는 삼각파를 소정시간동안 그라운드로 패스시켜 위상 지연시키는 스위칭소자와; 상기 제1 적분회로에서 출력된 삼각파와 휘도 제어전압을 비교하여 그 결과에 따라 펄스폭 변조신호를 출력하는 제2 비교기와; 상기 스위칭소자에 의해 위상 지연된 상기 제2 적분회로의 삼각파와 상기 휘도 제어전압을 비교하여 그 결과에 따라 펄스폭 변조신호를 출력하는 제3 비교기; 및 상기 제2 비교기와 상기 제3 비교기의 출력을 각각 인가받아 소정 주기의 펄스 출력파형을 출력하는 제1 및 제2 컨트롤러를 포함한다.

위상 전이, 비교기, LCD 패널, 적분회로, 삼각파, 기준전압 조정

Description

인버터 구동용 컨트롤러의 위상 제어회로 {Phase control circuit in inverter driver controller}

도 1은 종래의 인버터 회로도.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 인버터 구동용 컨트롤러의 위상 제어회로도.

＜도면의 주요부분에 사용된 부호의 설명＞

Vin: 구형파 입력전압

(R1/C1),(R2/C3): 적분회로

Vref: 기준전압

AMP1~AMP3: 비교기

C2: 커패시터

100: 구형파 발생부

IC1, IC2: 컨트롤러

본 발명은 LCD의 백라이트 장치에 사용되는 인버터를 구동하기 위한 컨트롤러의 위상 제어회로에 관한 것이다.

일반적으로, LCD(Liquid Crystal Display divice: 액정표시소자)는 CRT(Cathod Ray Tube: 음극선관)과는 달리 자기발광성이 없어서 백라이트(Back-light)라 불리는 후광이 필요하지만, 동작전압이 낮아 소비전력이 적고, 휴대용으로 쓰일 수 있는 등의 장점이 커 널리 쓰이는 평판 디스플레이 중의 하나이다.

LCD의 백라이트에 전원을 공급하기 위해서는 LCD의 전원공급장치(Power Supply)에서 공급되는 DC 전원을 AC 전원으로 변환하여 트랜스포머에 의해 고전압으로 승압하는 일련의 구성이 필요하다.

도 1은 종래의 인버터 회로도이다.

2 채널의 컨트롤러(듀티 IC)의 경우, 하나의 입력으로 두개의 출력파형을 생성하여 LCD 패널에 제공하기 되며, 이러한 LCD 패널내에 다수의 램프가 존재하기 때문에 컨트롤러 또한 다수개가 존재할 수 있다. 여기서는 편의상 두개의 컨트롤러가 존재하는 상태를 설명하기로 한다.

종래에는 구형파 입력전압(Vin)을 삼각파로 만들기 위한 저항(R1)과 커패시터(C1)의 적분회로와, 삼각파 입력전압을 휘도 제어전압(Vbr)과 비교하여 휘도 제 어전압(Vbr)보다 높은 전압레벨일 때 논리 '하이'상태의 펄스폭 변조신호를 출력하는 비교기(AMP)와, 상기 비교기(AMP)의 출력을 각각 인가받아 소정 듀티값을 갖는 출력신호를 생성하는 컨트롤러(IC1, IC2)로 구성된다.

그러나, 컨트롤러(IC1, IC2)에서 출력되는 출력파형의 위상이 동일하기 때문에 LCD 패널의 모든 램프에 동시에 전원이 공급되므로 순간 전력량이 과도하게 많아진다. 이러한 경우, LCD 패널에 노이즈가 발생하거나 공급되는 전력량이 충분하지 않을 경우 LCD 패널이 다운되는 현상이 발생하는 문제점이 있다.

본 발명은 컨트롤러에서 출력되는 출력파형의 위상을 달리함으로써, 전력소모를 분산하여 LCD 패널이 안정된 동작을 할 수 있도록 한 인버터 구동용 컨트롤러의 위상 제어회로를 제공함에 있다.

본 발명은 구형파 입력신호를 삼각파형태로 변환하는 제1 적분회로와; 정전압을 이용하여 소정 주기의 구형파를 생성하는 구형파 발생부와; 상기 구형파 발생부에서 발생된 구형파를 삼각파형태로 변환하는 제2 적분회로와; 상기 제1 적분회로에서 생성된 삼각파와 기 설정된 기준전압을 비교하여 그 결과에 따라 소정의 구형파 펄스신호를 출력하는 제1 비교기와; 상기 제1 비교기의 구형파신호를 임펄스파로 변환하는 커패시터와; 상기 커패시터에서 출력되는 임펄스파에 의해 스위칭되 어 상기 제2 적분회로에서 출력되는 삼각파를 소정시간동안 그라운드로 패스시켜 위상 지연시키는 스위칭소자와; 상기 제1 적분회로에서 출력된 삼각파와 휘도 제어전압을 비교하여 그 결과에 따라 펄스폭 변조신호를 출력하는 제2 비교기와; 상기 스위칭소자에 의해 위상 지연된 상기 제2 적분회로의 삼각파와 상기 휘도 제어전압을 비교하여 그 결과에 따라 펄스폭 변조신호를 출력하는 제3 비교기; 및 상기 제2 비교기와 상기 제3 비교기의 출력을 각각 인가받아 소정 주기의 펄스 출력파형을 출력하는 제1 및 제2 컨트롤러를 포함한다.

여기서, 상기 기준전압은 사용자에 의해 조정 가능한 것이 바람직하다.

또한, 상기 제2 비교기는, 상기 제1 적분회로의 삼각파를 포지티브로 입력받고, 상기 휘도 제어신호를 네가티브로 입력받아 비교하도록 구성하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 제3 비교기는, 상기 제2 적분회로의 삼각파를 포지티브로 입력받고, 상기 휘도 제어신호를 네가티브로 입력받아 비교하도록 구성하는 것이 바람직하다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예(들)에 대하여 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 인버터 구동용 컨트롤러의 위상 제어회로도이다.

도 2를 참조하면, 구형파 입력전압(Vin)을 삼각파형태로 변환하는 저항(R1) 과 커패시터(C1)의 적분회로와, 상기 삼각파 형태의 입력전압(Vin)과 기 설정된 기준전압(Vref)을 비교하는 제1 비교기(AMP1)와, 상기 제1 비교기(AMP1)에서 출력되는 구형파 전압을 임펄스파(impulse wave)로 변환하기 위한 커패시터(C2)와, 상기 임펄스파 형태의 전압에 의해 스위칭되는 스위칭 소자(FET)(Q1)로 구성된다.

또한, 정전압(Vcc)을 인가받아 구형파를 발생하는 구형파 발생부(100)와, 상기 구형파 발생부(100)에서 발생된 구형파를 삼각파형태로 변환하는 저항(R2)과 커패시터(C3)의 적분회로를 포함한다.

여기서, 상기 스위칭 소자(Q1)는 게이트가 상기 커패시터(C2)에 연결되고, 드레인은 접지되며, 소오스는 상기 커패시터(C3)에서 출력되는 삼각파를 드레인을 통해 그라운드로 패스시키도록 연결되어 있다.

또한, 상기한 저항(R1) 및 커패시터(C1)로 구성된 적분회로의 삼각파와 휘도 제어전압(Vbr)을 비교하는 제2 비교기(AMP2)와, 상기 제2 비교기(AMP2)의 펄스폭 변조신호에 따라 소정의 듀티를 갖는 출력파형을 출력하는 컨트롤러(IC1)와, 상기 위상 전이된 저항(R2) 및 커패시터(C3)의 삼각파와 휘도 제어전압(Vbr)을 비교하는 제3 비교기(AMP3)와, 상기 제3 비교기(AMP3)에서 출력된 펄스폭 변조신호에 따라 소정의 듀티를 갖는 출력파형을 출력하는 컨트롤러(IC2)로 구성된다.

이때, 제2 비교기(AMP2)는 상기한 저항(R1) 및 커패시터(C1)의 삼각파 출력을 포지티브(+)로 입력받고, 상기한 휘도 제어전압(Vbr)을 네가티브(-)로 입력받도록 구성된다.

또한, 제3 비교기(AMP3)는 상기한 저항(R2) 및 커패시터(C3)의 삼각파 출력 을 포지티브(+)로 입력받고, 상기한 휘도 제어전압(Vbr)을 네가티브(-)로 입력받도록 구성된다.

즉, 상기한 본 발명은, 구형파 입력전압(Vin)이 입력되면, 저항(R1) 및 커패시터(C1)로 구성된 적분회로에 의해 삼각파형태로 변환되어 제2 비교기(AMP2)에 공급된다.

또한, 삼각파형태의 입력전압(Vin)은 제1 비교기(AMP1)에 입력되고, 제1 비교기(AMP1)는 삼각파 형태의 입력전압과 기 설정된 기준전압(Vref)을 비교하여 그 결과에 따라 구형파를 출력한다. 이 구형파는 커패시터(C2)를 통해 임펄스파 형태로 변환되고, 스위칭소자(Q1)의 게이트에 공급된다.

한편, 구형파 발생부(100)는 정전압(Vcc)을 인가받아 소정주기의 구형파를 발생하고, 이 구형파는 저항(R2) 및 커패시터(C3)로 구성된 적분회로에 의해 삼각파형태로 변환된다.

이때, 상기한 스위칭소자(Q1)의 게이트에 공급되는 임펄스파에 의해 상기한 적분회로내의 커패시터(C3)에서 방전된 전압이 소정시간동안 그라운드로 패스되고, 이후, 소정시간이 경과하면 스위칭소자(Q1)가 턴-오프되어 커패시터(C3)에서 출력되는 전압이 삼각파형태를 갖게 된다.

결국, 상기한 스위칭소자(Q1)의 턴-온 시간만큼 커패시터(C3)의 방전전압이 지연되어 출력되는 형태를 갖는다. 이때, 상기한 제1 비교기(AMP1)의 기준전압(Vref) 레벨을 조정하면 상기한 커패시터(C3)의 출력전압이 지연되는 시간을 조정 할 수 있다.

이후, 상기한 저항(R1) 및 커패시터(C1)의 적분회로에서 출력된 삼각파는 제2 비교기(AMP2)에서 휘도 제어전압(Vbr)과 비교되고, 비교 결과에 따라 소정 주기의 펄스폭 변조신호를 출력한다.

또한, 상기한 저항(R2) 및 커패시터(C3)의 적분회로에서 출력된 위상 전이된 삼각파는 제3 비교기(AMP3)에서 휘도 제어전압(Vbr)과 비교되고, 비교 결과에 따라 소정 주기의 펄스폭 변조신호를 출력한다.

상기 제2 및 제3 비교기(AMP2, AMP3)의 출력된 파형은 각각의 컨트롤러(IC1, IC2)에 공급되며, 이로 인하여 제1 컨트롤러(IC1)의 출력파형과 제2 컨트롤러(IC2)의 출력파형은 소정 시간만큼 위상이 분리된 상태가 된다.

따라서, 상기와 같은 본 발명의 구성에 의하면 전력소모량이 도 2에 도시된 바와 같이 분산되므로, 순간적인 전력소모로 인한 LCD 패널의 다운현상을 방지할 수 있다.

이와 같이, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예(들)에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예(들)에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 특허청구범위 뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

본 발명은 각각의 컨트롤러에서 출력되는 출력파형의 위상을 서로 상이하게 조정함으로써, 순간적인 전력소모로 인한 LCD 패널의 다운현상을 방지할 수 있다.

Claims

구형파 입력신호를 삼각파형태로 변환하는 제1 적분회로;

정전압을 이용하여 소정 주기의 구형파를 생성하는 구형파 발생부;

상기 구형파 발생부에서 발생된 구형파를 삼각파형태로 변환하는 제2 적분회로;

상기 제1 적분회로에서 생성된 삼각파와 기 설정된 기준전압을 비교하여 그 결과에 따라 소정의 구형파 펄스신호를 출력하는 제1 비교기;

상기 제1 비교기의 구형파신호를 임펄스파로 변환하는 커패시터;

상기 커패시터에서 출력되는 임펄스파에 의해 스위칭되어 상기 제2 적분회로에서 출력되는 삼각파를 소정시간동안 그라운드로 패스시켜 위상 지연시키는 스위칭소자;

상기 제1 적분회로에서 출력된 삼각파와 휘도 제어전압을 비교하여 그 결과에 따라 펄스폭 변조신호를 출력하는 제2 비교기;

상기 스위칭소자에 의해 위상 지연된 상기 제2 적분회로의 삼각파와 상기 휘도 제어전압을 비교하여 그 결과에 따라 펄스폭 변조신호를 출력하는 제3 비교기; 및

상기 제2 비교기와 상기 제3 비교기의 출력을 각각 인가받아 소정 주기의 펄스 출력파형을 출력하는 제1 및 제2 컨트롤러를 포함하는 인버터 구동용 컨트롤러의 위상 제어회로.
제 1 항에 있어서, 상기 기준전압은 사용자에 의해 조정 가능한 것을 특징으로 하는 인버터 구동용 컨트롤러의 위상 제어회로.
제 1 항에 있어서, 상기 제2 비교기는, 상기 제1 적분회로의 삼각파를 포지티브로 입력받고, 상기 휘도 제어신호를 네가티브로 입력받아 비교하도록 구성된 것을 특징으로 하는 인버터 구동용 컨트롤러의 위상 제어회로.
제 1 항에 있어서, 상기 제3 비교기는, 상기 제2 적분회로의 삼각파를 포지티브로 입력받고, 상기 휘도 제어신호를 네가티브로 입력받아 비교하도록 구성된 것을 특징으로 하는 인버터 구동용 컨트롤러의 위상 제어회로.