KR100859292B1 - 다수의 방전관용 램프를 구동하기 위한 다상 인버터 장치 - Google Patents

다수의 방전관용 램프를 구동하기 위한 다상 인버터 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 다수의 방전관용 램프를 구동하기 위한 다상 인버터 장치에 관한 것이다.
본 발명은 직류 전원을 공급하는 전원공급부; 상기 전원공급부에 연결되어 교대로 스위칭되는 복수의 스위치를 구비한 스위칭부; 상기 직류 전원이 3상의 교류 전원이 되도록 상기 복수의 스위치의 스위칭을 제어하는 컨트롤러; 및 이차측은 램프의 수만큼의 출력단을 가지며, 상기 스위칭부를 통해 입력되는 상기 3상의 교류 전원을 위상 변환하여 360°/램프의 수의 위상차를 갖는 출력 전원을 램프의 수만큼 생성하여 각 이차측 출력단으로 출력하는 다상 변압기를 포함하는 것을 특징으로 하는 다수의 방전관용 램프를 구동하기 위한 다상 인버터 장치를 제공한다.
본 발명에 의하면, 단지 다상 변압기만으로 다상의 평형 전류를 생성할 수 있으므로, 다상 평형 전류를 생성하기 위한 별도의 제어회로를 구비할 필요가 없고, 나아가, 간단한 구조를 가지는 하나의 밸런스 변압기만으로도 전류 편차를 제거할 수 있으므로 인버터의 제작 단가를 줄일 수 있는 효과가 있다.
다상 인버터, 다상 변압기, 방전관용 램프, CCFL, LCD

Description

다수의 방전관용 램프를 구동하기 위한 다상 인버터 장치{Multi-phase Inverter Apparatus for Operating A Plurality of Discharge Tubetype Lamps}
본 발명은 다수의 방전관용 램프를 구동하기 위한 다상 인버터 장치에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 다상 변압기를 사용하여 3상의 교류 전원을 360°/램프의 수의 위상차를 가지도록 위상 변환하여 각 방전관용 램프를 구동함으로써, 각 방전관용 램프의 전류 평형을 유지하여 액정표시장치(LCD: Liquid Crystal Display, 이하 'LCD'라 함)의 균일한 휘도를 보장하고, 각 방전관용 램프를 구동하기 각 램프의 전류 간에 불평형이 발생하는 경우에도 하나의 밸런스 변압기(Balance Transformer)만으로 전류 평형을 맞출 수 있도록 하기 위한 다수의 방전관용 램프를 구동하기 위한 다상 인버터 장치에 관한 것이다.
일반적으로 LCD는 자기 발광을 하지 않기 때문에, LCD 패널을 투과한 외래 광을 반사시켜 정보를 표시하거나, LCD 패널의 배면에 별도의 광원, 즉 백라이트 모듈을 설치하여 정보를 표시한다.
이러한 백라이트 모듈은 LCD의 광원으로 사용되는 방전관용 램프와 램프에서 발산된 빛을 도광판 또는 확산판 쪽으로 반사시켜 빛의 효율을 증가시키는 반사판, 램프와 전기적으로 연결되어 램프에 전원을 인가하는 인버터를 포함한다.
최근에는 디스플레이 기술의 발전과 함께 LCD 패널의 대형화가 이루어짐에 따라 더 많은 수의 방전관용 램프를 구동하는 것이 요구되었고, 이에 따라 다수의 방전관용 램프를 구동하면서 각 램프의 휘도를 균일하게 유지할 수 있도록 하기 위한 인버터에 대한 필요성이 증대되었다.
종래 방전관용 램프를 구동하기 위한 인버터는 풀-브릿지 방식, 하프-브릿지 방식, 푸쉬-풀 방식 등 대부분 단상 인버터로 구현되었다.
단상 인버터로 다수의 방전관용 램프를 구동하기 위한 한 방법으로는 램프의 수만큼의 인버터를 사용하여 각 램프를 구동하는 방법이 사용되었다.
이 경우, 각 램프의 전류 평형을 유지하여 휘도가 균일하도록 하기 위해 개개의 인버터에 클럭 신호를 다른 위상으로 보내주어 클럭 신호에 맞추어 개개의 인버터를 동작시켰다.
그러나 이러한 방법은 램프의 수만큼의 인버터가 필요하며, 개개의 인버터에 클럭 신호를 전달하기 위한 별도의 회로 구성이 필요하므로, 회로의 크기가 증가하고 인버터의 제작 단가가 증가하는 문제가 발생할 뿐만 아니라, 동작 주파수의 N배의 주파수를 가지는 고주파 클럭 신호를 발생시켜야 하기 때문에 고주파 노이즈가 발생하는 단점이 있었다.
단상 인버터로 다수의 방전관용 램프를 구동하기 위한 다른 방법으로서, 도 1에 도시된 바와 같이, 단상 인버터에 램프의 수 또는 램프의 수의 반절에 해당하는 변압기를 병렬로 연결하여 사용하는 방법이 있다.
그러나 이 방법을 사용하는 경우, 병렬로 연결되어 있는 각 램프의 전류 평형을 유지하기 위한 전류 제어가 힘들고, 이를 위해 별도의 제어 회로를 구성해야 하기 때문에 회로의 제작 단가 및 크기가 커진다는 문제가 있다.
단상 인버터로 다수의 방전관용 램프를 구동하기 위한 또 다른 방법으로서, 도 2a에 도시된 바와 같이, 단상 인버터에 하나의 변압기를 연결하여 램프를 구동한 후, 각 램프의 전류 평형을 위해, 램프의 수만큼의 밸런스 변압기를 각 램프에 연결하여 사용하는 방법이 있다. 전류 평형을 유지하기 위한 밸런스 변압기의 구성은, 도 2b에 도시된 바와 같이, 다양한 방법들이 제안되었다.
그러나, 이 방법은 램프의 수에 상당하는 만큼의 밸런스 변압기가 필요하므로 그 회로 구성이 복잡하다는 단점이 있다.
이러한 문제를 해결하기 위해 본 발명은, 하나의 인버터에 다상 변압기를 사용하여 3상의 교류 전원을 360°/램프의 수의 위상차를 가지도록 위상 변환하여 각 방전관용 램프를 구동함으로써, 각 방전관용 램프의 전류 평형을 유지하여 액정표시장치(LCD: Liquid Crystal Display, 이하 'LCD'라 함)의 균일한 휘도를 보장하고, 각 램프의 전류 간에 불평형이 발생하는 경우에도 하나의 밸런스 변압기만으로 전류 평형을 맞출 수 있도록 하기 위한 다수의 방전관용 램프를 구동하기 위한 다상 인버터 장치를 제공한다.
이러한 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 직류 전원을 공급하는 전원공급부; 상기 전원공급부에 연결되어 교대로 스위칭되는 복수의 스위치를 구비한 스위칭부; 상기 직류 전원이 3상의 교류 전원이 되도록 상기 복수의 스위치의 스위칭을 제어하는 컨트롤러; 및 이차측은 램프의 수만큼의 출력단을 가지며, 상기 스위칭부를 통해 입력되는 상기 3상의 교류 전원을 위상 변환하여 360°/램프의 수의 위상차를 갖는 출력 전원을 램프의 수만큼 생성하여 각 이차측 출력단으로 출력하는 다상 변압기를 포함하는 것을 특징으로 하는 다수의 방전관용 램프를 구동하기 위한 다상 인버터 장치를 제공한다.
더 나아가, 상기 다수의 방전관용 램프 각각에 직렬로 연결된 인덕터들이 상호 유도 결합되도록 구조된 밸런스 변압기를 추가로 더 포함하되, 상기 밸런스 변압기의 각 인덕터의 인덕턴스는 각각의 램프에 흐르는 전류의 편차를 상쇄하도록 결정된 것을 특징으로 하는 다수의 방전관용 램프를 구동하기 위한 다상 인버터 장치를 제공한다.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 당업자에게 자명하거나 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 다상 인버터 장치의 회로 구성도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 다상 인버터 장치는 전원공급부(310), 스위칭 부(320), 컨트롤러(330), 다상 변압기(340)를 포함하여 구성되고, 다상 변압기의 이차측 출력단에는 다수의 방전관용 램프(350)가 연결된다. 또한, 더 나아가 밸런스 변압기(360)를 추가로 포함할 수 있다.
전원공급부(310)는 다상 인버터 장치에 직류 전원을 공급한다.
스위칭부(320)는 복수의 스위치로 구성되어 있으며, 각각의 스위치는 컨트롤러(330)의 제어에 의해 교대로 전원공급부(310)에 연결된다. 본 실시예에서는 3상의 교류 전원을 생성하기에 적합하도록, 스위칭부(320)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 6개의 스위치로 구성된다.
컨트롤러(330)는 전원공급부(310)에서 인가되는 직류 전원이 120도의 위상차를 갖는 3상의 교류 전원으로 변환되도록 스위칭부(320)의 복수의 스위치의 스위칭을 제어한다.
다상 변압기(340)는, 이차측이 램프의 수만큼의 출력단을 구비하고 있으며, 스위칭부(320)를 통해 입력되는 3상의 교류 전원을 위상 변환하여 360°/램프의 수의 위상차를 가지는 출력 전원을 램프의 수만큼 생성하여 각 이차측 출력단으로 출력한다. 즉, 다상 변압기(340)에 의해 다상의 평형 전류 또는 전압이 생성되어 이차측 출력단으로 출력되게 된다.
다상 변압기(340)로 입력되는 3상의 교류 전원을 360°/램프의 수의 위상차를 가지는 출력 전원으로 위상 변환하기 위해, 본 발명의 일 실시예에서는, 램프의 수에 해당하는 만큼의 출력 전원을 얻기 위해 필요한 수만큼의 3상 변압기를 병렬로 연결하여 사용하되, 3상 변압기의 일차측에 지그재그(Zigzag) 결선을 적용하여 위상 변환하는 방법을 사용하였다.
좀 더 구체적으로 설명하면, 도 3에 도시된 바와 같이, 12개의 방전관용 램프를 구동하는 경우를 예로 들면, 3상 변압기의 수는 2개가 필요하며 각 방전관용 램프는 30도(360도/12)의 위상차로 구동된다.
첫번째 3상 변압기(342)의 a상, b상, c상에는 각각 0도, 120도, 240도의 위상을 가지는 3상 교류 전원이 인가되고, 따라서 이차측의 출력단자 1, 3 및 6에는 각각 0도, 120도, 240도의 위상을 갖는 출력 전압이 유도된다. 그리고, 출력단자 2, 4 및 5는 각각 출력단자 1, 3 및 6과 180도의 위상차를 가지게 되므로, 180도, 300도, 60도의 위상을 가지는 출력 전원이 유도된다.
두번째 3상 변압기(344)에는 0도, 120도, 240도의 위상을 가지는 3상의 교류 전원이 인가되나, 일차측의 지그재그 결선에 의해 30도 만큼 위상이 변환된다. 따라서 30도, 150도, 270도의 위상을 갖는 출력 전원이 출력단자 7, 9 및 12로 출력되고, 출력단자 8, 10 및 11은 출력단자 7, 9 및 12와 180도의 위상차를 가지므로 출력단자 8, 10 및 11로는 각각 210도, 330도, 90도의 위상을 갖는 출력 전압이 출력된다.
즉, 방전관용 램프가 연결되는 각 출력단자에는 0도에서 시작하여 30도의 위상차를 갖는 12개의 출력 전원이 출력되게 된다.
지그재그 결선에 의해 위상을 변환시키는 원리는 도 4를 참조하여 후술하기로 한다.
방전관용 램프(350)는 다상 변압기(340)의 이차측 출력단 각각에 연결되며, 다상 변압기로부터 출력되는 360°/램프의 수의 위상차를 가지는 출력 전원에 의해 구동된다. 본 발명의 일 실시예에서는, 방전관용 램프(350)로 냉음극 형광램프(CCFL: Cold Cathode Fluorescent Lamp)를 사용하나, 이에 한정된 것은 아니며, 외부전극 형광램프(EEFL: External Electrode Fluorescent Lamp) 등 방전관용 램프로서 사용할 수 있는 다양한 형태의 램프가 사용될 수 있다.
한편, 입력단 3상의 어느 한 상에 과부하 또는 적은 부하가 발생하면 3상 불평형이 발생하여 무효전력이 증가하는바, 다상으로 구현시 입력단 3상의 어느 한 상이라도 불평형을 만들지 않기 위해서는 부하의 위상을 3의 배수로 결정하는 것이 바람직하다. 따라서 본 발명의 실시예에서는 3의 배수개 만큼의 램프만 구동하는 것이 바람직하다. 또한, 램프의 수는 6개 이상의 다수 개인 경우에 더욱 효과적이다.
다상 인버터 장치는 추가적으로 밸런스 변압기(360)를 더 포함할 수 있다. 밸런스 변압기(360)는 방전관용 램프(350) 각각에 직렬로 연결된 인덕터들이 상호 유도 결합되도록 구조되어 있다. 따라서 도 2b에 도시된 종래의 밸런스 변압기와는 달리 하나의 밸런스 변압기만으로 전류의 평형을 유지할 수 있고, 그 구조가 간단하다.
밸런스 변압기(360)의 인덕터의 인덕턴스는 각각의 방전관용 램프에 흐르는 전류의 편차를 상쇄(또는 최소화)하도록 결정되는데, 그 원리에 대해서는 도 5를 참조하여 후술한다.
도 4는 지그재그 변압기의 결선도 및 회로도를 통해 위상 변환을 원리를 설 명하기 위한 도면이다.
도 4a는 지그재그 변압기의 결선도를 나타낸 것이고, 도 4b는 도 4a와 같이 결선했을 때의 회로도를 나타낸 것이다.
도 4a에서 보는 바와 같이, 1차로 A암, B암 및 C암에 결선된 라인은 2차로 각각 B암, C암 및 A암에 다시 결선되어, 최종적으로 Vad, Vbe, Vcf의 일차측 출력전압을 출력하게 된다.
이러한 결선도에 따른 회로도가 도 4b이다. 결국 일차측 출력전압의 위상은 도 4b의 점선으로 표시된 Vad, Vbe, Vcf와 같은 위상이 된다.
이 때, 위상은 지그재그 결선의 권선비에 의해 결정되는데, 그 원리를 설명하면, Va, Vd 및 Vad(=Vo)로 이루어진 삼각형에서 각 변의 대각은 60-θ, θ, 120도가 되므로, 사인법칙에 따르면 수학식 1과 같이 표현된다.
Figure 112007066257669-pat00001
여기서 일차측 출력전압의 크기 Vo는 정해져 있으므로, 램프를 구동할 위상차를 결정하면, 위 수학식 1에 의해 Va와 Vd를 결정할 수 있고, 전압의 크기는 권선비에 비례하므로, 지그재그 결선의 권선비도 결정할 수 있다.
예컨대, 구동할 램프의 수가 12개라면 θ는 30도(360/12)가 되고, Vo가 150V라고 하면, 수학식 1에 의해 Va와 Vd가 결정되고, 이에 따라 지그재그 결선의 권선비가 결정된다. 결정된 권선비로 지그재그 결선을 하면 3상 교류 전원이 30도 만큼 위상 변환되어 출력되게 된다.
도 3에서는 일례로서 램프의 수가 12개인 경우를 설명하였으나, 이러한 원리를 이용하면, 램프의 수가 증가하더라도 지그재그 결선의 권선비를 달리한 3상 변압기를 병렬로 추가 연결함으로써 360도/램프의 수의 위상차를 갖는 출력 전압으로 각 방전관용 램프를 구동할 수 있게 된다. 예컨대, 18개의 램프를 구동시킨다면, 일차측의 지그재그 결선의 권선비를 달리한 3상 변압기를 병렬로 한 개 더 연결하여 20도(360/18)의 위상차를 갖는 출력 전압을 출력할 수 있게 된다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에서 방전관용 램프에 연결되는 밸런스 변압기의 원리를 설명하기 위한 도면이다.
밸런스 변압기는 위에서 설명한 대로, 각 방전관용 램프에 연결된 인덕터들이 상호 유도 결합되도록 구성되어 있는데, 전류의 평형을 유지하기 위한 밸런스 변압기의 인덕턴스를 구하는 방법은 아래와 같다.
설명의 편의를 위해, 방전관용 램프 3개를 구동하는 경우를 예로 들어 설명한다.
전제조건은 다음과 같다.
① 밸런스 변압기의 인덕턴스: L1 = L2 = L3 = M (여기서, M은 상호 인덕턴스(Mutual Inductance))
② 3상은 각각 120도의 위상으로 평형임
램프의 임피던스를 각각 Z1, Z2, Z3 라 하고, 각 램프에 흐르는 전류를 i1, i2, i3 라 하면, 다상 변압기의 각 암에 걸리는 전압은 수학식 2와 같이 표현된다.
Figure 112007066257669-pat00002
또한 조건 ②에 의해, 수학식 3이 성립한다.
Figure 112007066257669-pat00003
이상의 수학식 2와 수학식 3, 그리고 조건 ①을 연립하면, 각 램프에 흐르는 전류 간에는 수학식 4와 같은 관계가 성립한다.
Figure 112007066257669-pat00004
Figure 112007066257669-pat00005
따라서, 밸런스 변압기를 연결하지 않았을 때의 각 램프 전류 간의 전류 간 편차를 시뮬레이션 등을 통해 구하면, 그 전류 간 편차를 해소하기 위한 밸런스 변압기의 상호 인덕턴스 M을 수학식 4에 의해 결정할 수 있다. 상호 인덕턴스가 결정되면 조건 ①에 의해 동일한 값으로 각 인덕터의 인덕턴스가 결정되어, 전류 편차를 줄이기 위한 밸런스 변압기의 인덕턴스를 결정할 수 있게 된다.
이상은 3상인 경우를 예로 들어 설명하였으나, 다상인 경우에도 위와 동일한 원리에 의해 밸런스 변압기의 인덕턴스를 결정할 수 있다.
지금까지 설명한 본 발명의 실시예에서는 3상 교류 전원의 위상 변환을 위해 지그재그 결선을 사용하는 것으로 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 위상 변환이 가능한 어떤 결선도 사용이 가능하다. 예컨대, 도 6a 내지 도 6c에 도시된 바와 같이, 포크(Fork) 결선, 폴리곤(Polygon) 결선, 차동 델타(Differential Delta) 결선 등이 사용될 수 있으며 이들 결선을 통해 위상이 변환되는 원리는 지그재그 결선과 동일한바, 더 이상의 설명은 생략한다.
또한, 위에서 설명한 본 발명의 실시예는, 다상 변압기의 일차측 결선을 다양화하여 일차측에서 360도/램프의 수의 위상차로 위상을 변환시키도록 구성되어 있으나, 일차측이 아닌 이차측의 결선을 다양화하여 이차측에서 위상을 변환시키도록 구성하는 것도 가능하며, 그 원리는 동일한바, 그 상세한 설명은 생략한다.
도 7a 내지 도 7c는 일차측의 결선을 이용하여 위상을 변환하는 다상 변압기의 예를 도시한 도면이다.
도 7a는 지그재그 결선을 이용하여 일차측에서 위상을 변환시키기 위한 다상 변압기 구성의 예이고, 도 7b는 폴리골 결선을 이용하여 일차측에서 위상을 변환시 키기 위한 다상 변압기 구성의 예이며, 도 7c는 차동 델타 결선을 이용하여 일차측에서 위상을 변환시키기 위한 다상 변압기 구성의 예이다.
도 7a 내지 도 7b에 도시된 바와 같이, 다상 변압기의 이차측도 Y결선이나 델타결선에만 한정되는 것은 아니며, 다양한 형태의 결선으로 구성할 수 있다. 다만, 일차측에서의 위상 변환에 의해 발생한 360도/램프의 수의 위상차가 이차측에서 그대로 유지되기 위해, 병렬로 연결된 각 3상 변압기의 이차측 결선 방법 및 결선의 권선비는 동일하여야 한다. 이는 이차측의 결선에 의해 위상이 변환되더라도 360도/램프의 수의 위상차를 가지고 출력되는 일차측의 각 출력 전압에 대해 동일한 위상만큼 변환되어야만 최종적으로 램프로 출력되는 각 출력 전압의 위상차가 360도/램프의 수로 유지되기 때문이다.
도 8은 이차측의 결선을 이용하여 위상을 변환하는 다상 변압기의 예를 도시한 도면이다.
일차측의 Y결선 또는 델타 결선에 의해 120도의 위상차로 이차측에 유도된 전압은 이차측의 지그재그 결선, 포크 결선, 폴리곤 결선, 차동 델타 결선 등에 의해 위상 변환되어 360도/램프의 수의 위상차를 갖는 출력 전압을 램프로 출력하게 된다.
방전관용 램프를 구동하기 위한 인버터의 다상 변압기는 일차측의 전압은 24V에서 380V 정도로 낮지만, 이차측의 전압은 1800V로 높다. 전압은 권선비에 비례하므로, 권선량도 일차측은 적고 이차측은 많게 된다. 따라서, 일차측의 결선을 이용하여 위상을 조정하는 방법은 일차측의 전압이 낮으므로 결선시 절연이 용이하 다는 장점이 있고, 이차측의 결선을 이용하여 위상을 조정하는 방법은 이차측의 권선량이 많으므로 권선비에 의한 미세한 위상 조정이 가능하다는 장점을 갖는다.
도 9a 내지 9c는 본 발명의 다른 실시예에 따른 다상 인버터 장치에 사용되는 다상 변압기를 도시한 도면이다.
이전 실시예에서 설명한 다상 인버터의 다상 변압기는 3상 변압기의 병렬 연결을 통해 다상을 구현하도록 구성되어 있다. 그러나 본 실시예에서의 다상 변압기는 한 개의 3상 변압기만으로 다상을 구현하도록 구성되어 있다.
즉, 본 실시예에서의 다상 변압기는, 도 9a나 도 9b에서 보는 바와 같이, 이차측이 램프의 수만큼의 출력단을 가지도록 포크 결선을 이용하여 결선되고, 결선의 권선비에 의해 360도/램프의 수의 위상차를 갖는 출력 전압을 각 이차측 출력단으로 출력하도록 구성되어 있다. 한편, 포크 결선 대신 도 9c에 도시된 바와 같은 폴리곤 결선으로 다상 변압기를 구현하는 것도 가능하다.
도 10은 입력단에 밸런스 변압기가 연결된 다상 인버터 장치를 도시한 도면이다.
도 10에 도시된 바와 같이, 밸런스 변압기는 병렬로 연결된 각 3상 변압기의 각 상의 입력단에 직렬로 연결된 인덕터가 상호 유도 결합되도록 구성되어 있다. 입력단에 밸런스 변압기를 연결함으로써 입력단의 3상 전류를 평형화하게 되고, 이를 통해 출력단의 전류를 평형화하게 되는 것이다.
밸런스 변압기의 원리 및 전류 편차를 제거하기 위한 밸런스 변압기의 인덕턴스를 결정하는 방법은 도 5에서 설명한 바와 같다. 다만, 입력단 밸런스 변압기 를 연결하는 경우에는 병렬로 연결된 3상 변압기의 개수만큼의 밸런스 변압기가 필요하다. 예컨대, 다상 변압기가 3개의 3상 변압기로 구현되는 경우에는 3개의 밸런스 변압기가 필요하고, 도 9에서와 같이 한 개의 3상 변압기로 구현되는 경우에는 램프에 연결되는 경우와 마찬가지로 한 개의 밸런스 변압기가 필요하게 된다.
이상에서 설명한 바와 같은 본 발명의 실시예에 의하면, 다상의 평형 전류로 각 램프를 구동할 수 있으므로 LCD의 균일한 휘도를 얻을 수 있다는 장점이 있다.
또한, 단지 다상 변압기만으로 다상의 평형 전류를 생성할 수 있으므로, 다상 평형 전류를 생성하기 위한 별도의 제어회로를 구비할 필요가 없다는 장점이 있다. 나아가, 간단한 구조를 가지는 하나의 밸런스 변압기만으로도 전류 편차를 제거할 수 있으므로, 종래 인버터처럼 복잡한 구조를 가지는 램프의 수만큼의 밸런스 변압기를 사용하지 않아도 된다는 효과가 있다.
또한, 이러한 간단한 회로 구성으로 인해 인버터의 제작 단가를 줄일 수 있다는 효과가 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
도 1 내지 2는 종래 기술에 따른 다수의 방전관용 램프를 구동하기 위한 인버터 회로 구성도,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 다상 인버터 장치의 회로 구성도
도 4는 지그재그 변압기의 결선도 및 회로도를 통해 위상 변환을 원리를 설명하기 위한 도면,
도 5는 본 발명의 일 실시예에서 방전관용 램프에 연결되는 밸런스 변압기의 원리를 설명하기 위한 도면,
도 6a 내지 6c는 각각 포크 결선, 폴리곤 결선, 차동 델타 결선의 회로도 및 결선도를 나타내는 도면,
도 7a 내지 도 7c는 일차측의 결선을 이용하여 위상을 변환하는 다상 변압기의 예를 도시한 도면,
도 8은 이차측의 결선을 이용하여 위상을 변환하는 다상 변압기의 예를 도시한 도면
도 9a 내지 9c는 본 발명의 다른 실시예에 따른 다상 인버터 장치에 사용되는 다상 변압기를 도시한 도면,
도 10은 입력단에 밸런스 변압기가 연결된 다상 인버터 장치를 도시한 도면이다.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
310: 전원공급부 320: 스위칭부
330: 컨트롤러 340: 다상 변압기
350: 방전관용 램프 360: 밸런스 변압기

Claims (9)

  1. 다상 인버터 장치에 있어서,
    직류 전원을 공급하는 전원공급부;
    상기 전원공급부에 연결되어 교대로 스위칭되는 복수의 스위치를 구비한 스위칭부;
    상기 직류 전원이 3상의 교류 전원이 되도록 상기 복수의 스위치의 스위칭을 제어하는 컨트롤러; 및
    이차측은 램프의 수만큼의 출력단을 가지며, 상기 스위칭부를 통해 입력되는 상기 3상의 교류 전원을 위상 변환하여 360°/램프의 수의 위상차를 갖는 출력 전원을 램프의 수만큼 생성하여 각 이차측 출력단으로 출력하는 다상 변압기
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 다수의 방전관용 램프를 구동하기 위한 다상 인버터 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 다상 변압기의 상기 이차측 출력단에 각각 연결되어 360°/램프의 수의 위상차로 구동되는 다수의 방전관용 램프를 포함하는 것을 특징으로 하는 다수의 방전관용 램프를 구동하기 위한 다상 인버터 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 방전관용 램프 각각에 직렬로 연결된 인덕터들이 상호 유도 결합되도록 구조된 밸런스 변압기를 포함하되, 상기 밸런스 변압기의 각 인덕터의 인덕턴스는 각각의 램프에 흐르는 전류의 편차를 상쇄하도록 결정된 것을 특징으로 하는 다수의 방전관용 램프를 구동하기 위한 다상 인버터 장치.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 방전관용 램프의 수는 6 이상이되, 3의 배수로 결정되는 것을 특징으로 하는 다수의 방전관용 램프를 구동하기 위한 다상 인버터 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 다상 변압기는, 둘 이상의 3상 변압기를 병렬 연결하여 구성되되, 상기 3상 변압기의 일차측은 지그재그(Zigzag) 결선, 포크(Fork) 결선, 폴리곤(Polygon) 결선, 차동 델타(Differential Delta) 중 어느 하나 이상에 의해 결선되어 결선의 권선비에 따라 위상 변환을 수행하는 것을 특징으로 하는 다수의 방전관용 램프를 구동하기 위한 다상 인버터 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 다상 변압기는, 둘 이상의 3상 변압기를 병렬 연결하여 구성되되, 상기 3상 변압기의 이차측은 지그재그(Zigzag) 결선, 포크(Fork) 결선, 폴리곤(Polygon) 결선, 차동 델타(Differential Delta) 결선 중 어느 하나 이상에 의해 결선되어 결 선의 권선비에 따라 위상 변환을 수행하는 것을 특징으로 하는 다수의 방전관용 램프를 구동하기 위한 다상 인버터 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 다상 변압기는, 이차측이 방전관용 램프의 수만큼의 출력단을 가지도록 폴리곤 결선 및 포크 결선 중 어느 하나를 이용하여 결선되어 결선의 권선비에 의해 360°/램프의 수만큼의 위상차가 발생하는 한 개의 3상 변압기로 구성된 것을 특징으로 하는 다수의 방전관용 램프를 구동하기 위한 다상 인버터 장치.
  8. 제 5 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    각각의 상기 3상 변압기 일차측의 각 입력단에 직렬로 연결된 인덕터가 상호 유도 결합되도록 구조된 밸런스 변압기가 연결되는 것을 특징으로 하는 다수의 방전관용 램프를 구동하기 위한 다상 인버터 장치.
  9. 제 2 항에 있어서,
    상기 방전관용 램프는 냉음극 형광 램프(CCFL: Cold Cathode Fluorescent Lamp)인 것을 특징으로 하는 다수의 방전관용 램프를 구동하기 위한 다상 인버터 장치.
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KR20070074999A (ko) * 2006-01-11 2007-07-18 삼성전자주식회사 램프 구동 장치 및 이를 갖는 액정 표시 장치

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