KR100892327B1

KR100892327B1 - 주파수 제어장치

Info

Publication number: KR100892327B1
Application number: KR1020070117113A
Authority: KR
Inventors: 정낙준; 김재은
Original assignee: 삼성전기주식회사
Priority date: 2007-11-16
Filing date: 2007-11-16
Publication date: 2009-04-08

Abstract

본 발명은 기생용량이 서로 다른 부하를 구동시키기 위해 구동전압의 주파수를 증가 또는 감소시킬 수 있는 주파수 제어장치에 관한 것이다.

본 발명에 따른 주파수 제어장치는, RT 입력단자, ERO 단자 및 오픈 검출단자를 가지며, 트랜스포머를 제어하여 일정크기의 구동전압을 출력시키는 PWM IC; 상기 구동전압에 의해 구동되는 다수 부하의 오픈상태를 검출하는 오픈 검출부; 상기 RT 입력단자와 연결되며, 상기 RT 입력단자에 보조전원을 공급하기 위한 보조전원 공급부; 및 상기 RT 입력단자, ERO 단자 및 보조전원 공급부와 연결되고, 상기 다수 부하에 공급되는 구동전압에 따라 상기 구동전압의 주파수를 증가 또는 감소시키는 주파수 제어부;를 포함하여, 구동전압의 주파수를 증가 또는 감소시킴으로써 소자의 발열을 방지하고 효율을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

PWM, 듀티, RT 입력단자, CT 입력단자, 주파수, 인버터

Description

주파수 제어장치{Appratus to control the frequency of driving power}

본 발명은 다수의 부하를 구동시키기 위한 주파수 제어장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 LCD 모니터 또는 TV의 백라이트로 사용되는 램프가 구비되며 서로 다른 기생용량을 갖는 패널(Pannel)에 공급되는 구동전압을 듀티 폭의 최대지점에서 주파수를 증가 또는 감소시켜 장치 내의 소자 발열을 방지하고 효율을 향상시키기 위한 주파수 제어장치에 관한 것이다.

일반적으로, LCD 모니터(Liquid Crystal Display Monitor) 및 LCD TV에 사용되는 LCD는 인가전압에 따른 액정의 투과도의 변화를 이용하여 각종 장치에서 발생되는 여러가지 전기적인 정보를 시각정보로 변환시켜 전달하는 전기소자로 자기발광성이 없어 후광이 필요하지만 소비전력이 적고, 휴대용으로 사용하기 편리함에 따라 널리 쓰이는 평판 디스플레이의 일종이다.

이러한 특성을 갖는 LCD는 정확한 영상을 전달하기 위하여 빛을 보조해 주기 위한 백라이트(Back Light)가 필요하며, 이러한 백라이트로는 CCFL(Cold Cathode Fluorescent Lamp: 냉음극 형광 램프) 또는 EEFL(External Electrode Fluorescent Lamp: 외부 전극 형광 램프)등이 사용된다.

또한, 상기 백라이트로 사용되는 CCFL 또는 EEFL의 휘도를 균일하게 유지시키기 위해서 다수의 CCFL 또는 EEFL 각각에 일정한 크기를 갖는 전류를 공급하기 위한 인버터가 사용된다.

이하, 관련도면을 참조하여 종래 기술에 의한 다수의 램프를 구동시키기 위하여 PWM IC가 구비된 인버터에 대하여 설명한다.

도 1은 종래 기술에 의한 PWM IC를 이용한 인버터의 회로도이고, 도 2는 PWM IC의 RT 입력단자 내부 연결상태를 나타낸 회로도이며, 도 3은 도 2에 의해 발생되는 구동전압의 주파수를 나타낸 타이밍도이다.

먼저, 도 1에 도시한 바와 같이, 인버터의 PWM IC(Pulse Width Modulation Intergrated Circuit: 100)는 다수의 램프(110a~110d)와 연결되어 이를 구동시키기 위한 인버터 내에 구비되고, 상기 인버터에 구비된 스위칭 수단(Q_p, Q_N)의 듀티 폭(duty width)을 제어함으로써 상기 다수의 램프(110a~110d)를 구동시키기 위한 구동전압을 공급한다.

여기서, 상기 다수의 램프(110a~110d)는 LCD 패널의 후방에 위치하며 트랜스포머(T1, T2)의 2차측에 연결되고, 상기 트랜스포머(T1, T2)의 1차측을 통해 2차측으로 유기된 전압을 인가받아 구동되어 LCD 모니터 또는 LCD TV에 빛을 보조해 준다.

상기 인버터의 PWM IC(100)는 다수의 단자를 가지고 있으며, 상기 다수의 램프(110a~110d)로부터 이들에 흐르는 전류를 피드백(feedback) 받아 상기 스위칭 수단(Q_p, Q_N)의 온/오프(ON/OFF) 시간을 제어함에 따라, 상기 트랜스포머(T1, T2)에 공급되는 전압을 제어하여 상기 다수의 램프(110a~110d)에 공급되는 구동전압을 일정한 크기로 유지시킨다.

이때, 상기 PWM IC(100)의 단자 중 피드백 단자(Feedback Terminal: F/B)는 각각의 애노드(Anode)가 상기 다수의 램프(110a~110d) 일단과 연결된 다이오드의 캐소드(Cathode)와 연결되고, 상기 각 램프(100a~110d)에 흐르는 전류를 PWM IC(100)에 전달한다.

상기 PWM IC(100)는 상기 다이오드를 통해 전달되는 전류가 사전에 설정된 전압보다 작은 전압일 경우 상기 램프(110a~110d)에 공급되는 구동전압이 낮은 것으로 판단하여 상기 스위칭 수단(Q_P, Q_N)의 듀티 폭을 크게 함으로써 구동전압을 증가시키고, 상기 다이오드를 통해 전달되는 전류가 사전에 설정된 전압보다 클 경우 상기 스위칭수단(Q_P, Q_N)의 듀티 폭을 작게 함으로써 구동전압을 감소시킨다.

또한, 상기 PWM IC(100)의 단자 중 오픈 검출단자(Open Lamp Protection Terminal: OLP)는, 상기 오픈 검출단자(OLP)로부터 출력되는 전압을 분배시키기 위한 제1 및 제2 저항(R1, R2)의 접점과 연결되어 상기 다수의 램프(110a~110d) 중 어느 하나 이상의 램프가 점등되지 않을 경우 이를 감지하여 구동전압의 공급을 차단시킨다.

즉, 상기 제1 및 제2 저항(R1, R2)의 접점은 각각의 캐소드가 상기 다수의 램프(110a~110d)의 일단과 연결된 다이오드의 애노드와 연결된다. 이때, 상기 램프(110a~110d) 중 어느 하나 이상의 램프가 점등되지 않을 경우 상기 다이오드가 도통되어 상기 PWM IC(100) 오픈 검출단자(OLP)가 접지됨에 따라 상기 PWM IC(100)는 상기 램프(110a~110d)의 오픈 유무를 감지할 수 있다.

또한, 상기 PWM IC(100)의 단자 중 Nout 및 Pout 단자는, 상기 스위칭 수단(Q_P, Q_N)과 연결되고 상기 다수의 램프(110a~110d)에 흐르는 전류가 사전에 설정된 전류와 상이할 경우 상기 스위칭 수단(Q_P, Q_N)의 온/오프 시점을 제어하여 듀티 폭을 제어함으로써 구동전압의 크기를 제어한다.

그리고, 상기 PWM IC(100)의 단자 중 RT 단자 및 CT 단자는, 각각 저항 R_RT 및 커패시터 C_CT와 연결되고 이들은 PWM IC(100)의 내부적으로 서로 연결되어 있어 상기 저항 R_RT에 흐르는 전류가 상기 커패시터 C_CT에 전류미러링되어 흐름으로써 구동전압의 주파수를 일정하게 출력한다.

이는 PWM IC(100)의 RT 단자의 연결을 나타낸 회로도인 도 2와 이에 따라 발생된 구동전압의 주파수를 나타낸 도 3에 도시한 바와 같이, 내부적으로 비교기(101)와 게이트가 상기 비교기(101)와 연결되고 소스가 상기 저항 R_RT과 연결된 스위칭 수단 Q_RT으로 이루어져 있어 항상 일정한 전류 Iosc가 흐른다. 상기 전류 Iosc는 전류미러링에 의해 상기 RT 단자와 내부적으로 연결된 CT 단자에도 동일한 크기로 흐르며 이에 따라 상기 CT 단자의 커패시터 C_CT는 충방전을 반복하여 일정한 주기의 주파수를 출력한다.

이때, 상기 커패시터 C_CT의 충방전은 도 3과 같이, 상기 커패시터 C_CT의 양단에 걸리는 전압이 0.9V 이하일 경우 충전을 시작하고 양단에 걸리는 전압이 3.1V 이하일 경우 방전하여 0.9V 내지 3.1V를 주기적으로 반복하면서 구동전압의 주파수를 발생시킨다.

그러나, 상기와 같은 종래 기술에 의한 PWM IC(100)를 이용한 인버터는 다음과 같은 문제점이 있었다.

다수의 램프(110a~110d)가 구비된 패널(Pannel)은 각 패널별로 고유의 기생용량이 발생하게 되는데 이는 생산 공정에 따라 모두 동일한 값을 갖는 것이 아니라 각 패널별로 기생용량의 차이가 발생하게 된다.

이에 따라, 상기 패널의 공진점이 변하게 되는데, 종래 기술에 의한 상기 PWM IC(100)는 상기 공진점의 변화에 따라 변하는 상기 램프(110a~110d)의 전류를 스위칭수단(Q_P, Q_N)의 듀티 폭만을 조절하여 보정하였으나, 상기 듀티 폭을 최대로 변화시켜도 보정할 수 없는 패널이 발생할 경우 상기 패널의 한계를 극복하지 못하여 이를 정상적으로 동작시키기 못 하는 문제점이 있었다.

또한, 초기 기동시 상기 램프(110a~110d)에 공급되는 구동전압을 정상 상태에서의 구동전압보다 1.4배 큰 전압으로 공급해야 하는데 램프(110a~110d)가 기동되어 정상적인 동작을 하게 되면 상기 구동전압을 정상 상태의 크기로 줄여야 한다. 이때, 구동전압의 크기를 줄이기 위해 듀티 폭을 줄여 구동전압을 공급하게 되는데 상기 듀티 폭이 줄어들게 됨으로써 상기 인버터 내에 실장된 스위칭수단(Q_P, Q_N) 또는 트랜스포머(T1, T2) 등의 소자에서 발열이 발생하여 정상적인 동작을 할 수 없게 됨에 따라 상기 다수의 램프(110a~110d) 모두를 균일한 휘도로 유지시킬 수 없게 되어 인버터의 효율이 떨어지는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위하여 이루어진 것으로, LCD 모니터 또는 TV의 백라이트로 사용되는 램프가 구비되며 서로 다른 기생용량을 갖는 패널(Pannel)에 공급되는 구동전압을 듀티 폭의 최대지점에서 주파수를 증가 또는 감소시켜 장치 내의 소자 발열을 방지하고 효율을 향상시키기 위한 주파수 제어장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 주파수 제어장치는, RT 입력단자, ERO 단자 및 오픈 검출단자를 가지며, 트랜스포머를 제어하여 일정크기의 구동전압을 출력시키는 PWM IC; 상기 구동전압에 의해 구동되는 다수 부하의 오픈상태를 검출하는 오픈 검출부; 상기 RT 입력단자와 연결되며, 상기 RT 입력단자에 보조 전원을 공급하기 위한 보조전원 공급부; 및 상기 RT 입력단자, ERO 단자 및 보조전원 공급부와 연결되고, 상기 다수 부하에 공급되는 구동전압에 따라 상기 구동전압의 주파수를 증가 또는 감소시키는 주파수 제어부;를 포함하여, 구동전압의 주파수를 증가 또는 감소시킴으로써 소자의 발열을 방지하고 효율을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

이때, 상기 오픈 검출부는, 일단이 레퍼런스 전압과 연결되고 타단이 PWM IC와 연결된 제1 저항; 일단이 상기 제1 저항의 타단과 연결되고 타단이 접지된 제2 저항; 및 애노드가 각각 상기 제1 및 제2 저항의 접점과 연결되고 캐소드가 상기 다수의 부하 각각에 연결된 다수의 다이오드;를 포함한다.

또한, 상기 보조전원 공급부는, 일단이 레퍼런스 전압과 연결된 제3 저항; 일단이 상기 제3 저항의 타단과 연결되고 타단이 상기 RT 입력단자 및 주파수 제어부와 연결된 제4 저항; 및 일단이 상기 제3 및 제4 저항의 접점과 연결되고 타단이 접지연결된 커패시터;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 주파수 제어부는, 일단이 상기 RT 입력단자 및 보조전원 공급부와 연결된 제6 저항; 드레인이 상기 제6 저항의 타단과 연결되고 소스가 접지된 스위칭수단; 및 상기 ERO 단자 및 상기 스위칭수단의 게이트와 연결되며 상기 ERO 단자의 전압을 분배시켜 스위칭수단을 온/오프 제어하는 전압분배부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 전압분배부는, 일단이 상기 ERO 단자와 연결되고 타단이 상기 스위칭수단의 게이트와 연결된 제7 저항; 및 일단이 상기 제7 저항과 스위칭수단의 게이트와의 접점과 연결되고 타단이 접지된 제8저항;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

특히, 상기 전압분배부에 의해 분배된 전압이 사전에 설정된 기준전압 이상의 전압을 갖는 경우 상기 스위칭수단이 온 되어 구동전압의 주파수를 증가시키는 것을 특징으로 하고, 상기 전압분배부에 의해 분배된 전압이 사전에 설정된 기준전압보다 작은 크기의 전압을 갖는 경우 상기 스위칭수단이 오프 되어 구동전압의 주파수를 감소시키는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 주파수 제어장치는, 다수의 부하에 공급되는 구동전압이 기준 구동전압과 상이할 경우 주파수 제어부를 통해 구동전압의 듀티 폭을 변화시키지 않고 주파수만을 증가 또는 감소시켜 장치 내의 소자 발열을 방지하며 효율을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

본 발명에 따른 주파수 제어장치의 구성 및 그 효과에 관한 사항은 본 발명의 바람직한 실시예가 도시된 도면을 참조한 아래의 상세한 설명에 의해서 명확하게 이해될 것이다.

실시예

이하, 관련도면을 참조하여 본 발명에 따른 주파수 제어장치에 대하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 4는 본 발명에 따른 주파수 제어장치의 회로도, 도 5는 본 발명에 따른 PWM IC의 RT 입력단자와 주파수 제어부의 연결관계를 나타낸 회로도, 도 6은 본 발명에 따른 스위칭수단이 온 될 경우 주파수 제어부 및 PWM IC의 회로도, 도 7은 본 발명에 따른 스위칭수단이 온 될 경우 출력되는 구동전압의 주파수를 나타낸 파형도이고, 도 8은 본 발명에 따른 스위칭수단이 오프 될 경우 주파수 제어부 및 PWM IC의 회로도이며, 도 9는 본 발명에 따른 스위칭수단이 오프 될 경우 출력되는 구동전압의 주파수를 나타낸 파형도이다.

우선, 도 4에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 주파수 제어장치는 다수의 부하(210a, 210b, 210c, 210d)와, 상기 다수의 부하(210a~210d)에 구동전압을 공급하는 트랜스포머(T1, T2)와, 상기 트랜스포머(T1, T1)에 공급되는 구동전압을 제어하기 위한 PWM IC(200)와, 상기 부하(210a~210d)에 오픈상태를 검출하는 오픈 검출부(210)와, 상기 구동전압의 주파수를 제어하기 위한 주파수 제어부(220) 및 보조전원을 공급하기 위한 보조전원 공급부(230)로 이루어진다.

여기서, 상기 다수의 부하(210a~210d)는 LCD 패널 등과 같이 자체발광성이 없어 후광이 필요한 패널 후면에 위치하고 상기 트랜스포머(T1, T2)를 통해 동일한 크기의 구동전압을 인가받아 균일한 휘도를 유지하며 발광함으로써 상기 패널에 보조광원을 공급한다. 이때, 상기 다수의 부하(210a~210d)로는 CCFL(Cold Cathode Fluorescent Lamp), EEFL(External Electrode Fluorescent Lamp) 또는 LED(Light Emitting Diode) 등의 발광소자이다.

상기 트랜스포머(T1, T2)는 일차측과 이차측으로 이루어지며 일차측으로는 제1 및 제2 스위치(Qp, Qn)가 연결되고 이차측으로는 상기 다수의 부하(210a~210d)가 연결된다. 이때, 상기 트랜스포머(T1, T2)는 일차측으로 상기 제1 및 제2 스위치(Qp, Qn)를 통해 인가되는 구동전압을 인가받고 이를 이차측으로 유기시켜 상기 다수의 부하(210a~210d)에 공급한다. 그리고, 상기 제1 및 제2 스위치(Qp, Qn)는 각각 상기 PWM IC(200)에 의해 제어되어 상기 트랜스포머(T1, T2)에 구동전압을 공급한다.

상기 PWM IC(200)는 상기 다수의 부하(210a~210d)에 흐르는 전류를 검출하여 구동전압의 크기를 제어하기 위한 피드백단자(F/B)와, 상기 피드백단자(F/B)와 내부적으로 연결되어 상기 피드백단자(F/B)로 인가되는 피드백신호의 증가 및 감소에 의해 단자 전압이 변하는 ERO 단자(Output of Error Amplifer)와, 상기 다수의 부하(210a~210d)의 오픈상태를 검출하기 위한 오픈 검출부(210)와 연결된 오픈 검출단자(OLP)와, 내부 메인 오실레이터의 타이밍을 조절하기 위한 저항(R_RT) 및 커패시터(C_CT)와 연결된 RT 및 CT 입력단자(RT: Resistor for Main Oscillator timing, CT: Capacitor for Main Oscillator Timing)를 포함하며, 상기 다수의 부하(210a~210d)에 공급되는 구동전압의 주파수를 증가 또는 감소시킨다.

이때, 상기 PWM IC(200)의 피드백단자(F/B)는 애노드가 상기 다수의 부하(210a~210d)와 각각 연결된 다수 다이오드의 캐소드와 연결되어 상기 다수의 부 하(210a~210d)에 흐르는 전류인 피드백신호를 인가받음으로써 현재 다수의 부하(210a~210d)에 공급되는 구동전압의 크기 및 이의 휘도를 판단할 수 있다.

상기 피드백단자(F/B)와 연결된 ERO 단자는 상기 피드백단자(F/B)로 인가되는 피드백신호와 상반되는 전압을 갖는다. 즉, 상기 피드백신호의 크기가 증가하게 되면 상기 ERO 단자의 전압은 감소하게 되고 피드백신호가 감소하게 되면 ERO 단자의 전압은 증가한다. 이때, 상기 ERO 단자 전압에 의해 듀티 폭이 결정되는 것으로 상기 ERO 단자의 전압이 3.1V 이상을 갖는 경우 최대의 듀티 폭으로 구동전압을 출력한다.

상기 오픈 검출단자(OLP)는 상기 오픈 검출부(210)로부터 인가되는 전압을 감지하며 상기 PWM IC(200)는 상기 오픈 검출단자(OLP)의 전압이 로우 레벨(Low Level)일 경우 상기 다수의 부하(210a~210d) 중 어느 하나 이상의 부하에 오픈상태가 발생한 것으로 판단하여 PWM IC(200)의 동작을 정지시킨다.

이때, 상기 오픈 검출부(210)는 상기 PWM IC(200)의 오픈 검출단자(OLP) 및 상기 다수의 부하(210a~210d)와 연결되며 제1 및 제2 저항(R1, R2) 및 다수의 다이오드(D1, D2, D3, D4)로 이루어진다.

상기 제1 저항(R1)은 일단이 사전에 설정된 기준전압(Vref)과 연결되고 타단이 상기 제2 저항(R2)과 연결되며, 상기 제2 저항(R2)은 일단이 상기 제1 저항(R1)의 타단과 연결되고 타단이 접지되어 상기 기준전압(Vref)을 분배시킨다.

그리고, 상기 다수의 다이오드(D1~D4)는 애노드가 상기 제1 및 제2 저항(R1, R2)의 접점과 연결되고 캐소드가 상기 다수의 부하(210a~210d)와 연결되며, 상기 다수의 부하(210a~210d) 모두 정상적으로 동작하는 경우에는 캐소드의 전압이 애노드의 전압보다 높게 되어 오프(Off) 상태를 유지하고 다수의 부하(210a~210d) 중 어느 하나 이상의 부하가 오픈 상태일 경우에는 캐소드의 전압이 애노드의 전압보다 낮게 되어 온 상태로 전환됨으로써 상기 기준전압(Vref)을 접지시킨다. 이에 따라 상기 PWM IC(200)의 오픈 검출단자(OLP)의 전압이 0V를 갖게 되며 이때 상기 PWM IC(200)는 오픈 상태를 감지하게 되어 동작을 정지한다.

또한, 상기 스위치 제어부(220)는 제6 저항(R6)과 전압분배부(221) 및 스위칭수단(Q_F)으로 이루어지고 상기 PWM IC(200)의 RT 입력단자 및 ERO 단자와 연결되어 상기 구동전압의 주파수를 증가 또는 감소시킨다.

이때, 상기 주파수 제어부(220)의 제6 저항(R6)은 일단이 상기 RT 입력단자와 연결되고 타단이 상기 스위칭수단(Q_F)의 드레인과 연결되며, 상기 스위칭수단(Q_F)은 드레인이 상기 제6 저항(R6)의 타단과 연결되고 소스가 접지되며 게이트가 상기 전압분배부(221)와 연결되어 상기 전압분배부(221)를 통해 인가되는 분배전압에 의해 온/오프 제어된다.

상기 전압분배부(221)는 일단이 상기 PWM IC(200)의 ERO 단자와 연결되고 타단이 상기 스위칭수단(Q_F)의 게이트와 연결된 제7 저항(R7) 및 일단이 상기 제7 저항(R7)의 타단과 연결되고 타단이 접지된 제8 저항(R8)으로 이루어져, 상기 ERO 단자의 전압을 분배시켜 상기 스위칭수단(Q_F)에 공급함으로써 상기 스위칭수단(Q_F)을 온/오프 제어한다.

즉, 상기 ERO 단자의 전압이 3.1V 이상을 갖는 경우 이를 분배시킨 후 스위칭수단(Q_F)에 공급하여 턴 온 시키며, 상기 ERO 단자의 전압이 3.1V 보다 낮은 전압을 갖는 경우 스위칭수단(Q_F)을 턴 오프 시킨다. 이때, 상기 전압분배부(221)의 제7 및 제8 저항(R7, R8) 값은 ERO 단자의 전압이 3.1V를 갖는 경우 스위칭수단(Q_F)의 턴 온 전압을 갖도록 설정되는 것이 바람직하다.

상기 보조전원 공급부(230)는 제3 및 제4 저항(R3, R4)과 커패시터(C)로 이루어지며 상기 RT 입력단자에 보조전원을 공급해준다. 상기 제3 저항(R3)은 일단이 상기 기준전압(Vref)과 연결되고 타단이 상기 제4 저항(R4)과 커패시터(C)와의 접점과 연결되며, 상기 제4 저항(R4)은 일단이 상기 제3 저항(R3)과 커패시터(C)와의 접점과 연결되고 타단이 상기 PWM IC(200)의 RT 입력단자와 연결되며, 상기 커패시터(C)는 타단이 접지된다. 이러한 구성으로 이루어진 보조전원 공급부(230)는 상기 기준전압(Vref)을 제3 및 제4 저항(R3, R4)을 통해 분배시켜 상기 RT 입력단자에 공급함으로써 기준전압(Vref)이 분배된 보조전원을 공급한다.

상기 스위칭 제어부(210), 보조전원 공급부(230) 및 PWM IC(200)의 RT 입력단자 내부를 나타낸 도 5를 참조하여 주파수 증가 또는 감소시키는 과정에 대하여 보다 자세히 설명하면, 우선, 상기 PWM IC(200)의 RT 입력단자는 내부적으로 2.0V를 기준전압으로 하는 비교기(203)와 트랜지스터(Q_RT)로 이루어져 RT 입력단자와 연결된 RT 저항(R_RT)을 통해 오실레이터 전류(Iosc)가 흐르며 상기 오실레이터 전류(Iosc)는 RT 입력단자와 내부적으로 연결된 CT 입력단자에 전류미러링되어 동일 크기의 전류가 흐른다.

예를 들어, 상기 다수의 부하(210a~210d)가 모두 정상적으로 동작할 경우 상기 피드백단자(F/B)로는 사전에 설정된 크기의 피드백신호를 인가받게 되고 상기 PWM IC(200)는 구동전압의 주파수를 제어하지 않고 현재 상태를 유지하며 구동전압을 상기 부하(210a~210d)에 공급한다.

만약, 상기 부하(210a~210)에 공급된 구동전압이 사전에 설정된 전압보다 낮게 공급될 경우 상기 PWM IC(200)는 기 설정된 크기보다 낮은 피드백신호를 인가받게 되고 상기 ERO 단자의 전압은 증가하게 되어 3.1V를 넘는 순간 상기 주파수 제어부(220)의 스위칭수단(Q_F)의 턴 온 전압보다 높은 전압이 전압분배부(221)를 통해 상기 스위칭수단(Q_F)에 인가되어 접지됨에 따라, 도 6과 같이 제6 저항(R6)이 RT 저항(R_RT)과 병렬연결된 형태를 갖게 된다.

즉, 상기 다수의 부하(210a~210d)에 기 설정된 구동전압보다 낮은 구동전압이 공급될 경우 스위칭수단(Q_F)이 온 되어 도 6과 같이 제6 저항(R6)이 RT 저항(R_RT)과 병렬연결됨에 따라 상기 RT 저항(R_RT)에 흐르는 오실레이터 전류(Iosc)의 크기가 커지게 되고, 상기 CT 입력단자에 흐르는 전류도 오실레이터 전류(Iosc)와 같이 크기가 커짐으로써 CT 입력단자에 연결된 커패시터(C_CT)의 충방전 시간이 짧아지게 된다. 이에 따라 도 7의 Fa와 같이 정상적인 상태에서의 구동전압 주파수인 F보다 더 빠르게 충방전이 됨에 따라 주파수가 증가하게 된다. 또한, 이때의 듀티 폭은 상기 ERO 단자의 전압이 3.1V를 넘는 시점이기 때문에 상기 PWM IC(200)는 최대 듀티 폭을 갖게 된다.

이와 같이 구동전압의 주파수가 증가하게 되면, 상기 구동전압의 크기가 상대적으로 증가하게 됨으로써 소자가 발열하는 문제를 방지할 수 있으며 상기 다수의 부하(210a~210d)에 공급되는 구동전압의 크기를 증가시킬 수 있게 됨에 따라 부하(210a~210d)의 휘도를 기 설정된 휘도로 유지시킬 수 있는 장점이 있다.

또한, 상기 다수의 부하(210a~210d)에 기 설정된 구동전압보다 높은 구동전압이 공급될 경우 상기 PWM IC(200)는 높은 피드백신호를 인가받게 되고 상기 ERO 단자의 전압은 감소하게 되어 상기 주파수 제어부(220)의 스위칭수단(Q_F)의 턴 온 전압보다 낮은 전압이 전압분배부(221)를 통해 상기 스위칭수단(Q_F)에 인가되어 오프 됨에 따라, 도 8과 같이 제6 저항(R6)은 제거되고 제4 저항(R4)를 통해 흐르는 전류(I_R4)만 보이게 된다.

즉, 상기 다수의 부하(210a~210d)에 기 설정된 구동전압보다 높은 구동전압이 공급될 경우 스위칭수단(Q_F)이 오프 되어 도 8과 같이 I_R4 전류가 RT 저항(R_RT)으로 흐름에 따라 상기 오실레이터 전류(Iosc)의 크기가 줄어들게 된다. 이에 따라 상기 CT 입력단자에 흐르는 전류도 오실레이터 전류(Iosc)와 같이 크기가 작아짐에 따라 CT 입력단자에 연결된 커패시터(C_CT)의 충방전 시간이 길어지게 되어 결국 도 9의 Fb와 같이 정상적인 상태에서의 구동전압 주파수인 F보다 느리게 충방전이 됨으로써 구동전압의 주파수가 감소하게 된다.

이와 같이 구동전압의 주파수가 감소하게 되면, 상기 구동전압의 크기를 상대적으로 감소시킬 수 있게 됨에 따라 부하(210a~210d)의 휘도를 기 설정된 휘도로 유지시킬 수 있는 장점이 있다.

특히, 본 발명에 따른 주파수 제어장치는 구동전압을 제어하기 위한 듀티 폭을 최대의 듀티 폭으로 동작하도록 설정한 후 상기 구동전압의 주파수만을 증가 또는 감소시킴으로써 구동전압의 크기를 제어할 수 있게 됨에 따라 종래 듀티 폭이 줄어들어 발생되던 소자의 발열을 방지할 수 있는 효과가 있다.

따라서, 본 발명에 따른 주파수 제어장치는 상기 다수의 부하(210a~210d)에 공급되는 구동전압이 기 설정된 크기보다 낮거나 높을 경우 최대 듀티 폭에서 구동전압의 주파수를 증가 또는 감소시킴으로써 상기 다수의 부하(210a~210d)에 기 설정된 크기의 구동전압을 공급할 수 있게 됨에 따라 종래 소자가 발열하는 문제점을 방지할 수 있게 되어 효율을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

이상에서 설명한 본 발명의 바람직한 실시예는 예시의 목적을 위해 개시된 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러가지 치환, 변형 및 변경이 가능할 것이며, 이러한 치환, 변경 등은 이하의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.

도 1은 종래 기술에 의한 PWM IC를 이용한 인버터의 회로도.

도 2는 PWM IC의 RT 입력단자 내부 연결상태를 나타낸 회로도.

도 3은 도 2에 의해 발생되는 구동전압의 주파수를 나타낸 타이밍도.

도 4는 본 발명에 따른 주파수 제어장치의 회로도.

도 5는 본 발명에 따른 PWM IC의 RT 입력단자와 주파수 제어부의 연결관계를 나타낸 회로도.

도 6은 본 발명에 따른 스위칭수단이 온 될 경우 주파수 제어부 및 PWM IC의 회로도.

도 7은 본 발명에 따른 스위칭수단이 온 될 경우 출력되는 구동전압의 주파수를 나타낸 파형도.

도 8은 본 발명에 따른 스위칭수단이 오프 될 경우 주파수 제어부 및 PWM IC의 회로도.

도 9는 본 발명에 따른 스위칭수단이 오프 될 경우 출력되는 구동전압의 주파수를 나타낸 파형도.

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >

200 : PWM IC 210 : 오픈 검출부

220 : 주파수 제어부 221 : 전압분배부

230 : 보조전원 공급부 210a~210d : 부하

Claims

RT 입력단자, ERO 단자 및 오픈 검출단자를 가지며, 트랜스포머를 제어하여 일정크기의 구동전압을 출력시키는 PWM IC;

상기 구동전압에 의해 구동되는 다수 부하의 오픈상태를 검출하는 오픈 검출부;

상기 RT 입력단자와 연결되며, 상기 RT 입력단자에 보조전원을 공급하기 위한 보조전원 공급부; 및

상기 RT 입력단자, ERO 단자 및 보조전원 공급부와 연결되고, 상기 다수 부하에 공급되는 구동전압에 따라 상기 구동전압의 주파수를 증가 또는 감소시키는 주파수 제어부;

를 포함하는 주파수 제어장치.
제1항에 있어서, 상기 오픈 검출부는,

일단이 레퍼런스 전압과 연결되고 타단이 PWM IC와 연결된 제1 저항;

일단이 상기 제1 저항의 타단과 연결되고 타단이 접지된 제2 저항; 및

애노드가 각각 상기 제1 및 제2 저항의 접점과 연결되고 캐소드가 상기 다수의 부하 각각에 연결된 다수의 다이오드;

를 포함하는 것을 특징으로 하는 주파수 제어장치.
제1항에 있어서, 상기 보조전원 공급부는,

일단이 레퍼런스 전압과 연결된 제3 저항;

일단이 상기 제3 저항의 타단과 연결되고 타단이 상기 RT 입력단자 및 주파수 제어부와 연결된 제4 저항; 및

일단이 상기 제3 및 제4 저항의 접점과 연결되고 타단이 접지연결된 커패시터;

를 포함하는 것을 특징으로 하는 주파수 제어장치.
제1항에 있어서, 상기 주파수 제어부는,

일단이 상기 RT 입력단자 및 보조전원 공급부와 연결된 제6 저항;

드레인이 상기 제6 저항의 타단과 연결되고 소스가 접지된 스위칭수단; 및

상기 ERO 단자 및 상기 스위칭수단의 게이트와 연결되며 상기 ERO 단자의 전압을 분배시켜 스위칭수단을 온/오프 제어하는 전압분배부;

를 포함하는 것을 특징으로 하는 주파수 제어장치.
제4항에 있어서, 상기 전압분배부는,

일단이 상기 ERO 단자와 연결되고 타단이 상기 스위칭수단의 게이트와 연결된 제7 저항; 및

일단이 상기 제7 저항과 스위칭수단의 게이트와의 접점과 연결되고 타단이 접지된 제8저항;

을 포함하는 것을 특징으로 하는 주파수 제어장치.
제4항에 있어서,

상기 전압분배부에 의해 분배된 전압이 사전에 설정된 기준전압 이상의 전압을 갖는 경우 상기 스위칭수단이 온 되어 구동전압의 주파수를 증가시키는 것을 특징으로 하는 주파수 제어장치.
제4항에 있어서,

상기 전압분배부에 의해 분배된 전압이 사전에 설정된 기준전압보다 작은 크기의 전압을 갖는 경우 상기 스위칭수단이 오프 되어 구동전압의 주파수를 감소시키는 것을 특징으로 하는 주파수 제어장치.