KR100893187B1 - 변압기를 채택한 펄스형 면광원 구동회로 - Google Patents

변압기를 채택한 펄스형 면광원 구동회로 Download PDF

Info

Publication number
KR100893187B1
KR100893187B1 KR1020070081094A KR20070081094A KR100893187B1 KR 100893187 B1 KR100893187 B1 KR 100893187B1 KR 1020070081094 A KR1020070081094 A KR 1020070081094A KR 20070081094 A KR20070081094 A KR 20070081094A KR 100893187 B1 KR100893187 B1 KR 100893187B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
light source
transformer
surface light
mode
delete delete
Prior art date
Application number
KR1020070081094A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20090016826A (ko
Inventor
박종후
이인규
백종복
조보형
Original Assignee
주식회사 삼화양행
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 주식회사 삼화양행 filed Critical 주식회사 삼화양행
Priority to KR1020070081094A priority Critical patent/KR100893187B1/ko
Priority to PCT/KR2008/004539 priority patent/WO2009022804A2/en
Publication of KR20090016826A publication Critical patent/KR20090016826A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100893187B1 publication Critical patent/KR100893187B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B41/00—Circuit arrangements or apparatus for igniting or operating discharge lamps
    • H05B41/14—Circuit arrangements
    • H05B41/26—Circuit arrangements in which the lamp is fed by power derived from dc by means of a converter, e.g. by high-voltage dc
    • H05B41/28—Circuit arrangements in which the lamp is fed by power derived from dc by means of a converter, e.g. by high-voltage dc using static converters
    • H05B41/2806—Circuit arrangements in which the lamp is fed by power derived from dc by means of a converter, e.g. by high-voltage dc using static converters with semiconductor devices and specially adapted for lamps without electrodes in the vessel, e.g. surface discharge lamps, electrodeless discharge lamps
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B41/00—Circuit arrangements or apparatus for igniting or operating discharge lamps
    • H05B41/14—Circuit arrangements
    • H05B41/24—Circuit arrangements in which the lamp is fed by high frequency ac, or with separate oscillator frequency
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL 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
    • G02F1/00—Devices 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
    • G02F1/01—Devices 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 
    • G02F1/13—Devices 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
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B41/00—Circuit arrangements or apparatus for igniting or operating discharge lamps
    • H05B41/14—Circuit arrangements
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B20/00—Energy efficient lighting technologies, e.g. halogen lamps or gas discharge lamps

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Dc-Dc Converters (AREA)
  • Led Devices (AREA)

Abstract

2차 권선이 면광원의 전원 단자 양단에 결합되어 상기 면광원에 구동 전압을 공급하는 변압기; 상기 변압기의 1차 권선에 연결되며, 하나 이상의 스위치를 포함하고, 상기 하나 이상의 스위치의 온/오프 동작에 따라 입력 전압원 및 커패시터에서 출력되는 전압을 펄스 형태로 전환하여 상기 변압기에 인가하는 스위칭 모듈; 소프트 스위칭 및 전력 회수 구동을 위하여 상기 하나 이상의 스위치 각각에 병렬 연결된 하나 이상의 다이오드를 포함하는 다이오드 모듈; 상기 변압기의 1차 권선의 일단에 연결되어, 상기 변압기에 공급되는 전류 또는 상기 변압기에서 출력되는 전류를 통과시키는 인덕터; 및 상기 인덕터와 접지 사이에 연결되며, 미리 설정된 전압으로 충전되어 직류 전압원으로 동작하는 상기 커패시터를 포함하는 것을 특징으로 하는 면광원 구동회로가 개시된다. 본 발명에 따른 면광원 구동회로는 면광원의 최적 효율 구동을 위한 에너지 회수 회로(Energy Recovery Circuit)의 기능을 구현하며, 구동회로 및 에너지 회수 회로 내에서 발생하는 전력 손실을 최소화시킬 수 있고, 회로제작에 투입되는 부품을 간소화함으로써 제품의 크기 및 비용을 최소로 할 수 있다.
면광원, 구동, 변압기, 펄스

Description

변압기를 채택한 펄스형 면광원 구동회로{Planar light-source pulse-type driving circuit adopting a transformer}
본 발명은 변압기를 채택한 펄스형 면광원 구동회로에 관한 것으로서, 상세하게는 에너지 회수 회로기술을 통해 전력소모를 줄여 광효율을 최적화하며, 변압기를 이용하여 고전압 펄스 구동을 위한 회로 제작에 사용되는 부품을 간소화함으로써 제품 크기 및 가격을 최소화할 수 있는 면광원 구동회로에 관한 것이다.
현재 디스플레이 및 조명시장에서 활발히 연구가 진행되고 있는 광원 시스템의 고품질 발광기술 및 저가격화 기술 개발, 소비전력 감소를 위한 고효율 기술 등은 기존의 선(1-dimensional) 혹은 점(none-dimensional) 상태의 광원에서 나오는 빛을 평면으로 펴는 방식과는 전혀 다른, 광원 자체가 평면(2-dimensional)인 새로운 평면형 광원을 통하여 달성되고 있다. 도 1은 전술한 평면형 광원의 동작예로서, 면광원의 전면 방전 상태를 나타낸 사진이다. 나아가, 앞으로 다가 올 환경규제에 대비해 기존의 수은 방식이 아닌 무수은 방식의 평판형 광원에 대한 제조기술과 그를 위한 다양한 구동방식에 대한 새로운 연구가 국내외에서 진행중이다.
현재 가능한 방법으로는 수은 대신 제논 가스를 사용하는 방법이 있는데, 이 는 구동 전압을 현저히 높이는 결과를 가져온다. 기존 LCD 화면의 백라이트 유닛(Back Light Unit: BLU) 광원으로 사용되고 있는 냉음극 형광 램프(Cold Cathode Fluorescent Lamp: CCFL)의 경우 수은을 사용함으로써 오는 환경오염과, 선광원을 면광원으로 활용하기 위한 확산판(Diffusion layer)에 의한 에너지 효율 감소라는 단점이 있다. 이에 반해, 무수은 평판 타입 면광원의 경우 수은을 사용하지 않음으로써 다가올 환경 규제에 대비할 수 있으며, 또한, 확산판을 필요로 하지 않음으로써 제조비용을 절감하는 효과가 있다.
그러나 이러한 광원은 스위칭 주기에 비해 상당히 짧은 폭을 가지는 펄스 형태의 새로운 구동파형을 필요로 하게 되었다. 도 2는 전술한 펄스 형태의 구동 파형을 예시적으로 나타낸 그래프이다. 도 2에 도시되는 바와 같이, 면광원의 구동 파형인 램프 전압(1) 및 램프 전류(2)는 게이팅 신호(S)의 온/오프에 따라 펄스 형태로 나타난다. 면광원의 구동을 위해서는 도 2에 도시된 바와 같은 펄스 형태의 구동파형을 필요로 하며, 따라서 펄스 형태의 구동파형을 생성시키는 구동회로의 필요성 또한 제기되었다.
또한 이러한 수은 혹은 무수은 타입 평판형 광원의 전력변환 효율을 높이기 위해서는 에너지 회수회로(Energy Recovery Circuit)가 필수적이다. 그러나 기존에는 이러한 면광원이 존재하지 않았으므로 범용 고압 펄스 발생장치를 써서 면광원을 구동하였다. 그러나 이는 에너지 회수가 불가능하고, 고압에서 하드스위칭(Hard-switching)을 해야 하므로 고효율을 얻을 수 없으며, 많은 부품으로 인하여 크기가 큰 문제점이 있었다.
전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 본 발명은, 종래 기술에 따른 구동 방식의 문제였던 전력소모와 광효율을 개선하고, 극단적으로 작은 도통율을 가지는 고전압 펄스형 구동 인버터를 단순한 구조로 구현 가능하게 하며, 에너지 회수 회로기술을 통하여 장치 고효율 및 저가격화를 실현하여, 다양한 장치에 응용될 수 있는, 변압기를 채택한 펄스형 면광원 구동회로를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 면광원 구동회로는, 2차 권선이 면광원의 전원 단자 양단에 결합되어 상기 면광원에 구동 전압을 공급하는 변압기; 상기 변압기의 1차 권선에 연결되며, 하나 이상의 스위치를 포함하고, 상기 하나 이상의 스위치의 온/오프 동작에 따라 입력 전압원 및 커패시터에서 출력되는 전압을 펄스 형태로 전환하여 상기 변압기에 인가하는 스위칭 모듈; 소프트 스위칭 및 전력 회수 구동을 위하여 상기 하나 이상의 스위치 각각에 병렬 연결된 하나 이상의 다이오드를 포함하는 다이오드 모듈; 상기 변압기의 1차 권선의 일단에 연결되어, 상기 변압기에 공급되는 전류 또는 상기 변압기에서 출력되는 전류를 통과시키는 인덕터; 및 상기 인덕터와 접지 사이에 연결되며, 미리 설정된 전압으로 충전되어 직류 전압원으로 동작하는 상기 커패시터를 포함하여 구성될 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따른 면광원 구동회로는, 2차 권선이 면광원의 전원 단자 양단에 결합되어 상기 면광원에 구동 전압을 공급하는 변압기; 상기 변압기의 1차 권선에 연결되며, 하나 이상의 스위치를 포함하고, 상기 하나 이상의 스위치의 온/오프 동작에 따라 입력 전압원 및 커패시터에서 출력되는 전압을 펄스 형태로 전환하여 상기 변압기에 인가하는 스위칭 모듈; 소프트 스위칭 및 전력 회수 구동을 위하여 상기 하나 이상의 스위치 각각에 병렬 연결된 하나 이상의 다이오드를 포함하는 다이오드 모듈; 상기 다이오드 모듈에 연결되어, 상기 변압기에 공급되는 전류 또는 상기 변압기에서 출력되는 전류를 통과시키는 인덕터; 및 상기 인덕터와 접지 사이에 연결되며, 미리 설정된 전압으로 충전되어 직류 전압원으로 동작하는 상기 커패시터를 포함하여 구성될 수 있다.
본 발명의 또 다른 측면에 따른 면광원 구동회로는, 1차측에 자화 인덕터를 포함하며, 2차 권선이 면광원의 전원 단자 양단에 결합되어 상기 면광원에 구동 전압을 공급하는 변압기; 상기 변압기의 1차 권선에 연결되며, 하나 이상의 스위치를 포함하고, 상기 하나 이상의 스위치의 온/오프 동작에 따라 입력 전압원에서 출력되는 전압을 펄스 형태로 전환하여 상기 변압기에 인가하는 스위칭 모듈; 및 소프트 스위칭 및 전력 회수 구동을 위해 상기 하나 이상의 스위치에 병렬 연결된 하나 이상의 다이오드를 포함하는 다이오드 모듈을 포함하여 구성될 수 있다.
본 발명의 또 다른 측면에 따른 면광원 구동회로는, 1차측에 1차 권선 및 2차 권선이 위치하고 1차 권선의 일단에 2차 권선의 일단이 연결되며, 2차측에 자화 인덕터 및 3차 권선이 위치하고 3차 권선이 면광원의 전원 단자 양단에 결합되어 상기 면광원에 구동 전압을 공급하는 변압기; 상기 변압기의 1차 권선, 2차 권선 및 자화 인덕터에 각각 연결되는 하나 이상의 스위치를 포함하고, 상기 하나 이상의 스위치의 온/오프 동작에 따라 입력 전압원에서 출력되는 전압을 펄스 형태로 전환하여 상기 변압기에 인가하는 스위칭 모듈; 및 소프트 스위칭 및 전력 회수 구동을 위해 상기 하나 이상의 스위치에 병렬 연결된 하나 이상의 다이오드를 포함하는 다이오드 모듈을 포함하여 구성될 수 있다.
본 발명의 또 다른 측면에 따른 면광원 구동회로는, 2차 권선이 면광원의 전원 단자 양단에 결합되어 상기 면광원에 구동 전압을 공급하는 변압기; 상기 변압기의 1차 권선에 연결되며, 하나 이상의 스위치를 포함하고, 상기 하나 이상의 스위치의 온/오프 동작에 따라 입력 전압원에서 출력되는 전압을 펄스 형태로 전환하여 상기 변압기에 인가하는 스위칭 모듈; 소프트 스위칭 및 전력 회수 구동을 위하여 상기 하나 이상의 스위치에 병렬 연결되는 하나 이상의 다이오드를 포함하는 다이오드 모듈; 상기 변압기의 1차 권선의 일단에 연결되어, 상기 변압기에 공급되는 전류 또는 상기 변압기에서 출력되는 전류를 통과시키는 제1 인덕터; 및 상기 변압기의 1차 권선의 타단에 연결되어, 상기 변압기에 공급되는 전류 또는 상기 변압기에서 출력되는 전류를 통과시키는 제2 인덕터를 포함하여 구성될 수 있다.
본 발명의 또 다른 측면에 따른 면광원 구동회로는, 2차 권선이 면광원의 전원 단자 양단에 결합되어 상기 면광원에 구동 전압을 공급하는 변압기; 상기 변압기의 1차 권선의 일단에 연결되는 하나 이상의 스위치를 포함하고, 상기 하나 이상의 스위치의 온/오프 동작에 따라 입력 전압원 및 커패시터에서 출력되는 전압을 펄스 형태로 전환하여 상기 변압기에 인가하는 제1 스위칭 모듈; 소프트 스위칭 및 전력 회수 구동을 위하여 상기 하나 이상의 스위치에 병렬 연결되는 하나 이상의 다이오드를 포함하는 다이오드 모듈; 상기 변압기의 1차 권선의 일단에 연결되어, 상기 변압기에 공급되는 전류 또는 상기 변압기에서 출력되는 전류를 통과시키는 인덕터; 상기 인덕터와 상기 커패시터 사이에 연결되어 양방향 전류를 통과시키는 제2 스위칭 모듈; 및 상기 제2 스위칭 모듈과 접지 사이에 연결되며, 미리 설정된 전압으로 충전되어 직류 전압원으로 동작하는 상기 커패시터를 포함하여 구성될 수 있다.
본 발명의 또 다른 측면에 따른 면광원 구동회로는, 2차 권선이 면광원의 전원 단자 양단에 결합되어 상기 면광원에 구동 전압을 공급하는 변압기; 상기 변압기의 1차 권선에 연결되며, 하나 이상의 스위치를 포함하고, 상기 하나 이상의 스위치의 온/오프 동작에 따라 입력 전압원 및 커패시터에서 출력되는 전압을 펄스 형태로 전환하여 상기 변압기에 인가하는 제1 스위칭 모듈; 소프트 스위칭 및 전력 회수 구동을 위하여 상기 하나 이상의 스위치에 병렬 연결되는 하나 이상의 다이오드를 포함하는 다이오드 모듈; 상기 변압기의 1차 권선의 일단에 연결되어, 상기 변압기에 공급되는 전류 또는 상기 변압기에서 출력되는 전류를 통과시키는 제1 인덕터; 상기 변압기의 1차 권선의 타단에 연결되어, 상기 변압기에 공급되는 전류 또는 상기 변압기에서 출력되는 전류를 통과시키는 제2 인덕터; 상기 제1 인덕터와 접지 사이에 연결되며, 미리 설정된 전압으로 충전되어 직류 전압원으로 동작하는 제1 커패시터; 상기 제2 인덕터와 접지 사이에 연결되며, 미리 설정된 전압으로 충 전되어 직류 전압원으로 동작하는 제2 커패시터; 및 상기 제1 인덕터와 상기 제1 커패시터의 사이 및 상기 제2 인덕터와 상기 제2 커패시터의 사이에 각각 연결되어, 양방향 전류를 통과시키는 제2 스위칭 모듈을 포함하여 구성될 수 있다.
본 발명의 또 다른 측면에 따른 면광원 구동회로는, 1차측에 자화 인덕터를 포함하며, 2차 권선이 면광원의 전원 단자 양단에 결합되어 상기 면광원에 구동 전압을 공급하는 변압기; 상기 변압기의 1차 권선의 일단에 연결되는 하나 이상의 스위치를 포함하고, 상기 하나 이상의 스위치의 온/오프 동작에 따라 입력 전압원 및 커패시터에서 출력되는 전압을 펄스 형태로 전환하여 상기 변압기에 인가하는 스위칭 모듈; 상기 하나 이상의 스위치를 소프트 스위칭시키기 위하여 상기 하나 이상의 스위치에 병렬로 연결되는 하나 이상의 다이오드를 포함하는 다이오드 모듈; 및 상기 변압기의 1차 권선의 타단과 접지 사이에 연결되며 미리 설정된 전압으로 충전되어 직류 전압원으로 동작하는 상기 커패시터를 포함하여 구성될 수 있다.
본 발명에 따라 변압기를 채택한 펄스형 면광원 구동회로를 사용하여, 변압기에서 면광원 구동을 위한 고전압으로의 승압을 담당하는 가장 단순한 전력변환기 구조에 의하여 고전압 펄스구동이 가능하며, 이를 통하여 가격 절감 및 효율 상승의 효과를 얻을 수 있다. 또한, 본 발명은 스위치 모듈의 적절한 제어를 통하여 극단적으로 짧은 도통률을 가지는 펄스 구동이 가능하며, 이와 더불어 면광원 구동시 최적 효율 구동을 위한 에너지 회수 회로(Energy Recovery Circuit)의 기능을 발휘할 수 있다. 또한, 본 발명은 구동회로 및 에너지 회수 회로 내에서 발생하는 전력 손실을 최소화시키고, 회로제작에 투입되는 부품을 간소화함으로써, 제품의 크기 및 비용을 최소로 할 수 있다.
이하에서, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세히 살펴본다.
실시예 1
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 면광원 구동회로를 나타낸 구성도이다. 제1 실시예에 따른 면광원 구동회로는 면광원에 인가되는 전압이 하나의 부호만을 갖는 단방향 구동회로이다. 도 3을 참조하면, 상기 제1 실시예에 따른 면광원 구동회로는 커패시터(C1), 변압기(Tx), 2개의 다이오드(d1, d2), 2개의 스위치(S1, S2) 및 인덕터(L1)를 포함한다.
변압기(Tx)는 면광원(10)의 전원 단자 양단에 결합되어 상기 면광원(10)에 구동 전압을 공급한다. 즉, 1차 권선 양단에 인가된 전압은 상기 변압기(Tx)의 권선비에 비례하게 2차 권선 양단에 유도되어 상기 면광원(10)에 구동전압으로 인가된다.
제1 및 제2 스위치(S1, S2)로 구성된 스위칭 모듈은 변압기(Tx)에 인가되는 입력 전압을 조절하여 면광원(10)에 펄스형 전압이 인가되도록 한다. 제1 스위치(S1)는 상기 변압기(Tx)의 1차 권선의 일단과 입력 전압원(Vcc) 사이에 연결되며, 제2 스위치(S2)는 상기 변압기(Tx)의 1차 권선의 타단과 접지 사이에 연결되 고, 제1 및 제2 스위치(S1, S2)는 주기적으로 온/오프 스위칭 동작을 수행한다.
제1 및 제2 다이오드(d1, d2)로 구성된 다이오드 모듈은 각 스위치에 병렬 연결되어 스위치가 소프트 스위칭되도록 한다. 제1 다이오드(d1)는 애노드 전극이 상기 변압기(Tx)의 1차 권선의 일단에 연결되고, 캐소드 전극이 입력 전압원(Vcc)에 연결된다. 제2 다이오드(d2)는 캐소드 전극이 상기 변압기(Tx)의 1차 권선의 타단에 연결되고 애노드 전극이 접지(Ground)에 연결된다. 상기 제1 및 제2 다이오드(d1, d2)는 순방향 전류를 통과시키고 역방향 전류는 차단한다.
인덕터(L1)는 상기 변압기(Tx)의 1차 권선의 일단과 제1 커패시터(C1) 사이에 연결되어 전류를 통과시킨다.
커패시터(C1)는 상기 인덕터(L1)와 접지 사이에 연결되며 미리 설정된 전압으로 충전된다. 상기 커패시터(C1)는 매우 큰 커패시턴스를 가지고 상기 변압기(Tx)의 1차 권선에 전압을 공급하는 직류 전압원으로 동작한다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 실시예에 따른 면광원 구동회로의 동작에 대하여 후술할 도 4 내지 도 7을 참조하여 설명한다. 도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 면광원 구동회로의 동작을 나타내는 타이밍도이다. 본 명세서에 포함되는 타이밍도들의 각 파형에서, 기생성분에 의한 공진은 무시하였다. 도 4를 참조하면, 상기 제1 실시예에 따른 면광원 구동회로는 제1 및 제2 스위치(S1, S2)의 온/오프에 따라 4가지 모드가 주기적으로 순환하면서 구동된다.
도 5 내지 도 7은 각 모드에서 면광원 구동회로의 등가 회로를 도시한 구성 도이다. 먼저, 모드 1이 시작되기 이전에 제1 및 제2 스위치(S1, S2)가 오프(OFF)이고, 따라서 전류의 흐름은 없다. 이때, 제2 스위치(S2)가 온(ON) 되면서 모드 1이 시작된다(소프트 스위칭).
모드 1 : 도 5를 참조하여, 제1 스위치(S1)가 오프이고, 제2 스위치(S2)가 온 상태인 모드 1에 대하여 설명한다. 제2 스위치(S2)가 온 되면, 인덕터(L1)에 커패시터(C1)의 전압이 인가되어, 인덕터 전류(iL)가 증가하기 시작한다. 커패시터(C1)는 커패시턴스가 크므로 실질적으로 Vc의 전압을 출력하는 직류 전압원(Vc)으로 동작한다. 전류는 커패시터(C1)에서 나와서 변압기(Tx)를 거쳐 제2 스위치(S2)를 통하여 환류(freewheeling)된다. 인덕터(L1)와 면광원(10)의 커패시터 성분 및 회로 상의 기생 커패시터와의 공진으로 변압기(Tx) 일차측에 걸리는 전압이 Vcc와 같아지면 제1 다이오드(d1)가 온 되어 소프트 스위칭을 얻는다. 제1 다이오드(d1)가 켜지면 전류(iL)는 입력 전압원(Vcc)으로 흘러가고, 변압기(Tx) 1차측 전압이 Vcc로 고정되면서 권선비(1:n)만큼 증가된 램프 전압(Vlamp)도 고정된다. 변압기(Tx)의 1차측 전압이 Vcc에 도달하지 못하는 경우에는, 1차측 전압이 Vcc에 근접한 상태에서 제1 다이오드(d1)가 도통되지 않고 다음 모드로 넘어간다.
모드 2: 도 6을 참조하여, 제1 및 제2 스위치(S1, S2)가 온 상태인 모드 2에 대하여 설명한다. 제1 다이오드(d1)가 켜져 있는 동안에, 제1 스위치(S1)도 도통시킴으로써, 소프트 스위칭을 얻는다. 입력 전압원의 전압 Vcc가 커패시터(C1)의 전 압(Vc)보다 월등히 높으므로, 인덕터(L1)에 계속 역전압이 걸리게 되어, 전류(iL)가 감소하다가 방향을 바꾸게 된다. 전류의 방향이 바뀌는 순간 제1 다이오드(d1)는 꺼지고, 전류는 제1 스위치(S1)로 흐르게 된다. 제1 스위치(S1)를 통해서 변압기(Tx)로 흐르는 전류(n·ilamp)에 의하여 면광원(10)에 전류가 공급되고, 모드 2에서 발광이 일어난다.
모드 3: 도 7을 참조하여, 제1 스위치(S1)가 오프이고 제2 스위치(S2)가 온 상태인 모드 3에 대하여 설명한다. 면광원(10)이 발광하는 구간이 끝나면 제1 스위치(S1)를 오프시킨다. 제1 스위치(S1)가 오프되는 순간, 면광원(10)으로 유입되던 전류가 차단되므로 면광원은 꺼지게 되고, 제1 스위치(S1)를 통해 입력 전압원(Vcc)에서 전류가 공급될 수 없으므로, 변압기(Tx)를 통해서 면광원(10)에 쌓여있던 전하를 빼내면서 면광원(10)의 전압인 램프 전압(Vlamp)이 급격하게 감소하게 된다. 또한 전류(iL)는 커패시터(C1)로 환원된다. 면광원(10)에 있던 전하가 다시 전압원(Vc)으로 동작하는 커패시터(C1)로 환원되므로, 에너지가 회수되는 효과를 얻을 수 있다.
면광원 전압(Vlamp)이 0 근처까지 도달하면, 제2 다이오드(d2)가 켜지면서 면광원 전압(Vlamp)이 0으로 고정되며, 변압기(Tx)의 일차측 전압도 0으로 고정된다. 전류가 다이오드(d2)로 흐르는 동안 제2 스위치(S2)를 오프시켜, 소프트 스위칭을 얻는다. 만약, 변압기(Tx) 전압이 0에 도달하지 못하는 경우에는 강제로 제2 스위 치(S2)를 오프시킨다(하드 스위칭).
모드 4: 모드 4는 제1 및 제2 스위치(S1, S2)가 모두 오프인 상태로써, 전류의 흐름이 없는 휴지기이다. 모드 4 이후에는 다시 모드 1부터 반복된다.
이상에서 설명한 본 발명의 제1 실시예에 따른 회로는 변압기를 이상적인 승압소자로 사용함으로써 누설 및 자화 인덕턴스가 주요 동작에 참여하지 않도록 하며, 앞단의 입력 전압원(Vcc)이 수백 볼트(V)이상이 되는 램프전압까지 높아지지 않도록 설계가 가능한 장점이 있다.
실시예 2
도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 면광원 구동회로를 나타낸 구성도이다. 도 8을 참조하면, 상기 제2 실시예에 따른 면광원 구동회로는, 도 3 내지 도 7을 참조하여 전술한 제1 실시예에 따른 면광원 구동회로에 제2 커패시터(C2)를 부가한 회로이다.
상기 제2 커패시터(C2)는 인덕터(L1)와 입력 전압원(Vcc) 사이에 연결되며, 미리 설정된 전압으로 충전된다. 면광원(10)의 구동에 있어서 상기 제2 커패시터(C2)는 제1 커패시터(C1)와 마찬가지로 직류 전압원으로 동작한다. 제2 실시예에 따른 면광원 구동회로의 동작은, 도 3 내지 도 7을 참조하여 설명된 제1 실시예에 따른 면광원 구동회로의 동작과 동일하여 당업자가 용이하게 이해할 수 있기 때문에 자세한 설명은 생략하기로 한다.
실시예 3
도 9는 본 발명의 제3 실시예에 따른 면광원 구동회로를 나타낸 구성도이다. 제3 실시예에 따른 면광원 구동회로는, 전술한 제1 실시예에 따른 면광원 구동회로에 소프트 스위칭을 위한 전류주입 모드를 추가한 회로이다.
도 9에 도시되는 바와 같이, 제3 실시예에 따른 면광원 구동회로는 도 3 내지 도 7을 참조하여 전술한 제1 실시예에 따른 면광원 구동회로에 제3 스위치(S3)를 부가한 회로이다. 제3 스위치(S3)는 변압기(Tx)의 1차 권선의 일단과 접지 사이에 연결되어, 주기적으로 온/오프 스위칭 동작을 수행한다.
상기 제3 실시예에 따른 면광원 구동회로의 동작에 대하여 상기 면광원 구동회로의 동작을 나타내는 타이밍도인 도 10을 참조하여 설명한다. 도시되는 바와 같이, 제3 실시예에 따른 면광원 구동회로는 제1 실시예와 마찬가지로 제1 및 제2 스위치(S1, S2)의 동작에 의한 모드 1 내지 모드 4 및 제3 스위치(S3)의 동작에 의한 모드 0의 5가지 구동 모드가 주기적으로 순환되면서 구동한다.
모드 0: 도 11을 참조하여, 제3 스위치(S3)가 온이고 제1 및 제2 스위치(S1, S2)가 오프인 모드 0에 대하여 설명한다. 제3 스위치(S3)가 온되면, 커패시터(C)의 전압(Vc)으로 인한 전류는 인덕터(L1) 및 제3 스위치(S3)를 통하여 환류된다. 따라서, 인덕터(L1)에 커패시터(C)의 전압(Vc)이 인가되어 전류(iL)가 일정하게 상승한다. 인덕터(L1)를 통과하여 흐르는 전류(iL)의 값이 일정하게 형성된 후 제2 스위치(S2)가 온되면서 모드 1이 시작된다. 모드 1 내지 모드 4에서의 제3 실시예에 따 른 면광원 구동회로의 동작은 전술한 제1 실시예에 따른 면광원 구동회로의 동작과 동일하므로, 자세한 설명을 생략한다.
제1 및 제2 실시예에 따른 면광원 구동회로는 순수하게 커패시터(C)에 의한 전압 공진으로만 소프트 스위칭을 시도하였으나, 제3 실시예에 따른 면광원 구동회로는 모드 0에서 인덕터(L1)의 전류를 일정하게 증가시킨 후 이를 공진에 주입하여, 소프트 스위칭에 부족한 에너지를 보충할 수 있는 이점이 있다. 도 9에서는 도 3에 도시된 제1 실시예에 따른 면광원 구동회로에 제3 스위치를 부가한 회로를 도시하였으나, 도 8에 도시된 제2 실시예에 따른 면광원 구동회로에 제3 스위치를 부가하더라도 동일한 효과를 얻을 수 있음은 자명하다.
상기 도 3 내지 도 10을 참조하여 설명된 제1 내지 제3 실시예의 경우 단방향 구동회로로서, 출력전압(램프전압)의 펄스가 한쪽 방향으로만 발생하였지만, 면광원의 특성향상을 위해서 출력전압(램프전압)의 펄스가 양쪽 방향으로 발생하게 할 수도 있다. 이하, 양방향 구동에 대하여 도 9 내지 도 16을 참조하여 설명하기로 한다.
실시예 4
도 12는 본 발명의 제4 실시예에 따른 면광원 구동회로를 나타낸 구성도이다. 제4 실시예에 따른 면광원 구동회로는 하나의 인덕터를 사용하여 면광원에 인가되는 전압의 부호를 양방향으로 구성할 수 있는 면광원 구동회로이다. 도 9를 참조하면, 상기 제4 실시예에 따른 면광원 구동회로는 인덕터(L), 변압기(Tx), 커패 시터(C), 5개의 다이오드(d0 내지 d4) 및 5개의 스위치(S0 내지 S4)를 포함한다.
변압기(Tx)는 면광원(10)의 전원 단자 양단에 결합되어 상기 면광원(10)에 구동 전압을 공급한다. 즉, 1차 권선 양단에 인가된 전압은 상기 변압기(Tx)의 권선비에 비례하게 2차 권선 양단에 유도되어 상기 면광원(10)에 구동전압으로 인가된다.
연결 스위치(S0) 및 제1 내지 제4 스위치(S1 내지 S4)로 구성된 스위칭 모듈은 변압기(Tx)에 인가되는 입력 전압을 제어하여 면광원(10)에 펄스 형태의 전압이 인가되도록 한다. 제1 스위치(S1)는 상기 변압기(Tx)의 1차 권선의 일단과 연결 스위치(S0)사이에 연결되며, 연결 스위치(S0)는 상기 제1 스위치(S1)와 입력 전압원(Vcc) 사이에 연결된다. 제2 스위치(S2)는 상기 변압기(Tx)의 1차 권선의 일단과 접지 사이에 연결되고, 제3 스위치(S3)는 상기 변압기(Tx)의 1차 권선의 타단과 인덕터(L) 사이에 연결되며, 제4 스위치(S4)는 상기 변압기(Tx)의 1차 권선의 타단과 접지 사이에 연결된다. 상기 5개의 스위치(S0 내지 S4)는 주기적으로 온/오프 스위칭 동작을 수행한다.
연결 다이오드(d0) 및 제1 내지 제4 다이오드(d1 내지 d4)로 구성된 다이오드 모듈은 각 스위치를 소프트 스위칭시키는 역할을 한다. 제1 다이오드(d1)는 애노드 전극이 상기 변압기(Tx)의 1차 권선의 일단에 연결되고, 캐소드 전극이 연결 다이오드(d0)의 애노드 전극에 연결된다. 연결 다이오드(d0)는 애노드 전극이 상기 제1 다이오드(d1)의 캐소드 전극에 연결되고, 캐소드 전극이 입력 전압원(Vcc)에 연결된다. 제2 다이오드(d2)는 캐소드 전극이 상기 변압기(Tx)의 1차 권선의 일단 에 연결되고 애노드 전극이 접지에 연결된다. 제3 다이오드(d3)는 애노드 전극이 상기 변압기(Tx)의 1차 권선의 타단에 연결되고, 캐소드 전극은 인덕터(L)에 연결된다. 제4 다이오드(d4)는 캐소드 전극이 상기 변압기(Tx)의 1차 권선의 타단에 연결되고, 애노드 전극은 접지에 연결된다. 상기 5개의 다이오드(d0 내지 d4)는 순방향 전류는 통과시키고 역방향 전류는 차단하는 역할을 한다.
인덕터(L)는 상기 연결 다이오드(d0)의 애노드 전극, 상기 제1 및 제3 다이오드(d1, d3)의 캐소드 전극과 커패시터(C) 사이에 연결되어, 커패시터(C)에서 출력되는 전류(iL) 또는 변압기(Tx) 방향에서 출력되는 전류를 통과시킨다.
커패시터(C)는 상기 인덕터(L)와 접지 사이에 연결되어 미리 설정된 전압으로 충전된다. 상기 커패시터(C)는 매우 큰 커패시턴스를 가지고 상기 변압기(Tx)에 전압을 공급하는 직류 전압원으로 동작한다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 실시예에 따른 면광원 구동회로의 동작에 대하여 후술할 도 13 내지 도 19를 참조하여 설명한다. 도 13은 본 발명의 제4 실시예에 따른 면광원 구동회로의 동작을 나타내는 타이밍도이다. 도 13을 참조하면, 상기 제4 실시예에 따른 면광원 구동회로는 연결 스위치(S0) 및 제1 내지 제4 스위치(S1 내지 S4)의 온/오프에 따라 8가지 모드가 주기적으로 순환하면서 구동된다.
도 14 내지 도 19는 상기 제4 실시예에 따른 면광원 구동회로의 각 모드에서의 등가 회로를 도시하는 구성도이다. 상기 제4 실시예에 따른 면광원 구동회로의 각 모드에서의 동작은 상기 제1 실시예와 동일하며, 전류가 흐르는 경로만이 상이 하게 된다.
모드 1: 도 14를 참조하여, 연결 스위치(S0), 제2 및 제3 스위치(S2, S3)가 오프이고, 제1 및 제4 스위치(S1, S4)가 온 상태인 모드 1에 대하여 설명한다. 커패시터(C)는 커패시턴스가 매우 크므로 실질적으로 전압원(Vc)으로 동작하여, 전압 Vc가 인덕터(L)에 인가되면서 전류(iL)가 증가하기 시작한다. 전류(iL)는 커패시터(C)에서 나와서 변압기(Tx)를 거쳐, 제4 스위치(C4)를 통해 환류된다. 인덕터(L)와 면광원(10)의 커패시터 성분 및 회로 상의 기생 커패시터와의 공진으로 변압기(Tx) 일차측에 걸리는 전압이 Vcc와 같아지면, 연결 다이오드(d0)가 켜지면서(소프트 스위칭), 전류(iL)는 입력 전압원(Vcc)으로 흘러간다. 이때, 변압기(Tx)의 1차측 전압이 Vcc로 고정되면서, 변압기(Tx)에 의하여 권선비 만큼 증가된 램프 전압(Vlamp)도 고정된다. 전압이 Vcc에 도달하지 못하는 경우에는, 전압이 Vcc에 근접한 상태에서 연결 다이오드(d0)가 도통되지 않은 채 모드 2로 넘어간다.
모드 2: 도 15를 참조하여, 제2 및 제3 스위치(S2, S3)가 오프이고, 연결 스위치(S0), 제1 및 제4 스위치(S1, S4)가 온 상태인 모드 2에 대하여 설명한다. 연결 다이오드(d0)가 켜져 있는 동안에 연결 스위치(S0)를 도통시킴으로써, 소프트 스위칭을 얻는다. 입력 전압원의 전압(Vcc)이 커패시터 전압(Vc)보다 월등히 높으므로, 인덕터(L)에 계속 역전압이 걸리게되어, 전류(iL)는 계속 감소하다가 방향을 바꾸게 된다. 전류의 방향이 바뀌는 순간 연결 다이오드(d0)는 꺼지고, 전류는 연결 스위치(S0)로 흐르게 된다. 연결 스위치(S0)를 통해서 변압기(Tx)로 향하는 전 류(n·ilamp)를 통하여 면광원(10)에 전류가 공급되고, 모드 2에서 면광원(10)의 발광이 일어난다.
모드 3: 도 16을 참조하여, 연결 스위치(S0), 제2 및 제3 스위치(S2, S3)가 오프이고, 제1 및 제4 스위치(S1, S4)가 온 상태인 모드 3에 대하여 설명한다. 모드 2에서 면광원(10)이 발광하는 구간이 끝나면, 연결 스위치(S0)를 오프시킨다. 연결 스위치(S0)가 오프되는 순간, 면광원(10)으로 유입되던 전류가 차단되므로 면광원은 꺼지게 되고, 입력 전압원에서 연결 스위치(S0)를 통과하여 전류가 공급될 수 없으므로, 변압기(Tx)를 통해서 면광원(10)에 쌓여있던 전하를 빼내면서 램프 전압(Vlamp)이 급격하게 감소하게 된다. 또한 전류(iL)는 커패시터(C)로 환원된다. 면광원(10)에 있던 전하가 다시 커패시터(C)로 회수됨으로써, 에너지 회수 효과를 얻을 수 있다.
램프 전압(Vlamp)이 0 근처까지 도달하면, 제2 및 제3 다이오드(d2, d3)가 켜지면서 램프 전압(Vlamp)이 0 으로 고정되고, 변압기(Tx)의 일차측 전압도 0으로 고정된다. 전류가 제2 및 제3 다이오드(d2, d3)로 흐르는 동안 제1 및 제4 스위치(S1, S4)를 오프시켜, 소프트 스위칭을 얻게 된다. 변압기(Tx)의 일차측 전압이 0에 도달하지 못하는 경우 강제로 제1 및 제4 스위치(S1, S4)를 오프시킨다.
모드 4: 모드 4에서는 연결 스위치(S0) 및 제1 내지 제4 스위치(S1 내지 S4)가 모두 오프된다. 모드 4는 전류의 흐름이 없는 휴지기이며, 모드 4 다음으로 모드 5 내지 모드 8이 시작된다.
도 17 내지 도 19에 도시된, 제4 실시예에 따른 면광원 구동회로의 모드 5 내지 모드 8에서의 동작은 램프 전압(Vlamp)의 부호만 제외하면 모드 1 내지 모드 4에서의 동작과 동일하므로, 당업자가 용이하게 이해할 수 있기 때문에 자세한 설명은 생략하기로 한다.
이상에서 설명한 본 발명의 제4 실시예에 따른 면광원 구동회로는 하나의 인덕터를 사용하여 양 방향의 구동이 가능하며, 인덕터와 연결 스위치의 전류 주파수가 통상의 풀 브리지(full-bridge) 회로에 비해 2배로 증가되는 이점이 있다.
실시예 5
도 20은 본 발명의 제5 실시예에 따른 면광원 구동회로의 동작을 나타내는 타이밍도이다. 제5 실시예에 따른 면광원 구동회로는, 전술한 제4 실시예에 따른 면광원 구동회로에 소프트 스위칭을 위한 전류주입 모드를 추가한 회로이다. 제5 실시예에 따른 면광원 구동회로의 구성은 전술한 제4 실시예에 따른 면광원 구동회로와 동일하며, 다만 도 20에 도시된 바와 같이 각 스위치의 동작만이 상이하게 된다.
도 20을 참조하면, 제5 실시예에 따른 면광원 구동회로에서는 모드 1이 시작되기 이전에, 제1 및 제2 스위치(S1, S2)가 온인 모드 0이 존재하여, 모드 0 내지 모드 4의 5가지 모드가 주기적으로 순환하면서 구동된다. 도 21은 제5 실시예에 따른 면광원 구동회로의 모드 0에서의 등가회로를 도시한 구성도이다.
모드 0: 도 21을 참조하여, 제1 및 제2 스위치(S1, S2)가 온이고 제3 및 제4 스위치(S3, S4)가 오프인 모드 0에 대하여 설명한다. 제1 및 제2 스위치(S1, S2)가 온되면, 커패시터(C)의 전압(Vc)로 인한 전류는 인덕터(L1), 제1 및 제2 스위치(S1, S2)를 통하여 환류된다. 따라서, 인덕터(L1)에 커패시터(C)의 전압(Vc)이 인가되며 전류(iL)가 일정하게 상승한다. 인덕터(L1)를 통과하여 흐르는 전류(iL)의 값이 일정하게 형성된 후 제3 스위치(S3)가 온되면서 모드 1이 시작된다. 모드 1 내지 모드 4에서의 제5 실시예에 따른 면광원 구동회로의 동작은 전술한 제4 실시예에 따른 면광원 구동회로의 동작과 동일하므로, 자세한 설명을 생략한다.
모드 4 이후에는, 제1 및 제2 스위치(S1, S2)가 온이고, 제3 및 제4 스위치(S3, S4)가 오프인 모드 4'이 시작된다. 모드 4'에서의 동작은 전술한 모드 0에서의 동작과 동일하며, 모드 4' 이후에는 모드 5가 시작된다. 모드 5 내지 모드 8에서의 제5 실시예에 따른 면광원 구동회로의 동작은 전술한 제4 실시예에 따른 면광원 구동회로의 동작과 동일하므로, 마찬가지로 자세한 설명을 생략한다.
제5 실시예에 따른 면광원 구동회로는 모드 0 및 모드 4'에서 인덕터(L1)의 전류를 공진에 주입하여, 소프트 스위칭에 부족한 에너지를 보충할 수 있는 이점이 있다. 도 20에서는, 제1 및 제2 스위치(S1, S2)를 온시키고 제3 및 제4 스위치(S3, S4)를 오프시켜 모드 0이 구동되는 타이밍도를 도시하였으나, 반대로 제3 및 제4 스위치(S3, S4)를 온시키고 제1 및 제2 스위치(S1, S2)를 오프시켜 모드 0을 구동하는 경우에도 동일한 효과를 얻을 수 있음은 자명하다.
실시예 6
도 22는 본 발명의 제6 실시예에 따른 면광원 구동회로를 나타낸 구성도이다. 제6 실시예에 따른 면광원 구동회로는, 입력 전압원(커패시터 없이) 및 변압기의 자화 인덕터를 이용하여 양방향 구동을 구현하기 위한 면광원 구동회로이다. 도 22를 참조하면, 상기 제6 실시예에 따른 면광원 구동회로는 변압기(Tx), 4개의 다이오드(d1 내지 d4) 및 4개의 스위치(S1 내지 S4)를 포함한다.
변압기(Tx)는 면광원(10)의 전원 단자 양단에 결합되어 상기 면광원(10)에 구동 전압을 공급한다. 즉, 1차 권선 양단에 인가된 전압은 상기 변압기(Tx)의 권선비에 비례하게 2차 권선 양단에 유도되어 상기 면광원(10)에 구동전압으로 인가된다. 변압기(Tx)는 1차측에 자화 인덕터(LM)를 포함한다.
제6 실시예에서는, 변압기(Tx)의 자화 인덕터(LM)가 전류원으로 동작하여, 공진 에너지원의 역할을 한다. 전술한 제1 내지 제5 실시예에서 변압기(Tx)는 승압을 목적으로 하므로 이상적인 변압기 형태로 동작하기 위하여 자화 인덕터(LM)의 인덕턴스가 가급적 크게 설계되는 반면, 제6 실시예에서 변압기(Tx)는 자화 인덕터(LM)의 값을 적절히 구성하여, 회로의 기생 커패시턴스와 공진하도록 구동시킨다. 자화 인덕터(LM)의 인덕턴스가 지나치게 커지면 공진주기가 길어지므로, 펄스의 상승 및 하강 시간이 길어져서 펄스 파형으로서의 기능을 상실하게 된다. 따라서 자 화 인덕터(LM)에 걸리는 전압과 주파수, 도통률 등을 고려하여 적절한 자화 인덕터(LM)의 인덕턴스 값을 갖도록 변압기(Tx)를 설계하여야 한다.
제1 내지 제4 스위치(S1 내지 S4)로 구성된 스위칭 모듈은 변압기(Tx)에 인가되는 입력 전압을 제어하여 면광원(10)에 펄스 형태의 전압이 인가되도록 한다. 제1 스위치(S1)는 상기 변압기(Tx)의 1차 권선의 일단과 입력 전압원(Vcc)사이에 연결되고, 제2 스위치(S2)는 상기 변압기(Tx)의 1차 권선의 일단과 접지 사이에 연결되며, 제3 스위치(S3)는 상기 변압기(Tx)의 1차 권선의 타단과 입력 전압원(Vcc) 사이에 연결되고, 제4 스위치(S4)는 상기 변압기(Tx)의 1차 권선의 타단과 접지 사이에 연결된다. 상기 4개의 스위치(S1 내지 S4)는 주기적으로 온/오프 스위칭 동작을 수행한다.
제1 내지 제4 다이오드(d1 내지 d4)로 구성된 다이오드 모듈은 각 스위치(S1 내지 S4)를 소프트 스위칭시키는 역할을 한다. 제1 다이오드(d1)는 애노드 전극이 상기 변압기(Tx)의 1차 권선의 일단에 연결되고, 캐소드 전극이 입력 전압원(Vcc)에 연결된다. 제2 다이오드(d2)는 캐소드 전극이 상기 변압기(Tx)의 1차 권선의 일단에 연결되고 애노드 전극이 접지에 연결된다. 제3 다이오드(d3)는 애노드 전극이 상기 변압기(Tx)의 1차 권선의 타단에 연결되고, 캐소드 전극은 입력 전압원(Vcc)에 연결된다. 제4 다이오드(d4)는 캐소드 전극이 상기 변압기(Tx)의 1차 권선의 타단에 연결되고, 애노드 전극은 접지에 연결된다. 4개의 다이오드(d1 내지 d4)는 순방향 전류는 통과시키고 역방향 전류는 차단하는 역할을 한다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 실시예에 따른 면광원 구동회로의 동작에 대하여 후술할 도 23 내지 도 27을 참조하여 설명한다. 도 23은 본 발명의 제6 실시예에 따른 면광원 구동회로의 동작을 나타내는 타이밍도이다. 도 23을 참조하면, 상기 제6 실시예에 따른 면광원 구동회로는 제1 내지 제4 스위치(S1 내지 S4)의 온/오프에 따라 4가지 모드가 주기적으로 순환하면서 구동된다.
도 24 및 도 25는 상기 제6 실시예에 따른 면광원 구동회로의 모드 1 및 모드 2에서의 등가 회로를 도시하는 구성도이다. 상기 제6 실시예에 따른 면광원 구동회로는, 변압기(Tx)의 자화 인덕터(LM)를 사용하여 에너지 회수 기능 및 소프트 스위칭 기능을 구현하게 된다. 각 모드에서의 동작은 다음과 같다.
모드 1이 시작되기 이전, 제1 및 제3 스위치(S1, S3)는 오프이며, 제2 및 제4 스위치(S2, S4)는 온 상태에 있다. 이때 전류(iLm)는 제2 및 제4 스위치(S2, S4)를 통하여 환류된다. 제2 스위치(S2)를 오프시키면, 인덕터 전류(iLm)가 제1 다이오드(d1)를 도통시키며, 이와 동시에 또는 이보다 약간 늦게 제1 스위치(S1)를 온 시키면서 모드 1이 시작된다.
모드 1: 도 24를 참조하여, 제2 및 제3 스위치(S2, S3)가 오프이며, 제1 및 제4 스위치(S1, S4)가 온 상태인 모드 1에 대하여 설명한다. 제1 다이오드(d1)가 켜져 있는 동안에 제1 스위치(S1)를 온 시킴으로써, 소프트 스위칭을 얻게 된다. 제1 스위치(S1)가 온 되면, 전류의 방향이 바뀌어 제1 다이오드(d1)는 꺼지고, 제1 스위치(S1)로 전류가 흐르게 된다. 그러면 입력 전압원(Vcc)의 전압에 의해 자화 인덕터(LM)에 역전압이 걸리게 되어 인덕터 전류(iLm)의 값이 감소하다가 방향을 바꾸게 된다. 제1 스위치(S1)를 통해 면광원(10)에 전류가 공급되고, 모드 1에서 면광원(10)이 발광하게 된다.
모드 2: 도 25를 참조하여, 제1 및 제3 스위치(S1, S3)가 오프이고, 제2 및 제4 스위치(S2, S4)가 온 상태인 모드 2에 대하여 설명한다. 모드 1에서 면광원(10)이 발광하는 구간이 끝나면, 제1 스위치(S1)를 오프시킨다. 제1 스위치(S1)가 오프되는 순간, 면광원(10)으로 유입되는 전류가 차단되므로 면광원(10)은 꺼지게 되고, 입력 전압원(Vcc)에서 제1 스위치(S1)를 통하여 전류가 공급될 수 없으므로, 변압기(Tx)를 통해서 면광원(10)에 쌓여있던 전하를 빼내면서 램프 전압(Vlamp)이 급격히 감소하게 된다. 램프 전압(Vlamp)이 0 근처까지 도달하면, 제2 다이오드(d2)가 켜지면서 변압기(Tx) 일차측 전압이 0으로 고정된다. 인덕터 전류(iLm)가 제2 다이오드(d2)로 흐르는 동안 제2 스위치(S2)를 켬으로써, 소프트 스위칭을 얻게 된다. 변압기(Tx) 전압이 0에 도달하지 못하는 경우에는, 강제로 제2 스위치(S2)를 온 시키게 된다. 이후, 인덕터 전류(iLm)는 제2 및 제4 스위치(S2, S4)를 통하여 환류된다.
모드 3: 제1 및 제4 스위치(S1, S4)가 오프이고, 제2 및 제3 스위치(S2, S3)가 온 상태인 모드 3에서의 동작은 모드 1에서의 동작과 면광원(10) 전류 및 램프 전압(Vlamp)의 방향만 반대이고, 동작 원리는 동일하므로 당업자가 용이하게 이해할 수 있기 때문에 자세한 설명은 생략하기로 한다.
모드 4: 제1 및 제3 스위치(S1, S3)가 오프이고, 제2 및 제4 스위치(S2, S4)가 온 상태인 모드 4에서의 동작은 모드 2에서의 동작과 인덕터 전류(iLm) 방향만 반대이고, 동작 원리는 동일하므로 당업자가 용이하게 이해할 수 있기 때문에 자세한 설명은 생략하기로 한다.
이상에서 설명한 제6 실시예에 따른 면광원 구동회로는, 모드 1 및 모드 3에서 면광원이 양방향으로 구동되며, 회로의 구성 및 동작이 단순한 특징이 있다. 또한, 변압기의 자화 인덕터를 전류원으로 사용할 뿐 아니라 변압기 자체를 이상적인 승압소자로 사용함으로써 누설 인덕턴스가 주요 동작에 참여하지 않도록 하며, 앞단의 입력 전압원(Vcc)이 수백 볼트(V)이상이 되는 램프전압까지 높아지지 않도록 설계함으로써 전체적인 시스템 구성이 단순해지는 장점이 있다.
실시예 7
도 26은 본 발명의 제7 실시예에 따른 면광원 구동회로를 나타낸 구성도이다. 제7 실시예에 따른 면광원 구동회로는, 제6 실시예에 따른 면광원 구동회로를 변형한 회로로서, 제6 실시예에 따른 면광원 구동회로와 동일하게 4개의 동작 모드 및 유사한 동작 파형을 가지며, 자화 인덕터를 이용하여 에너지 회수 기능 및 소프트 스위칭 기능을 구현한다. 단 각 스위치가 브리지 타입이 아닌 푸시풀(push- pull) 타입을 이용하므로, 하이사이드(high-side) 드라이버가 필요치 않다.
도 26을 참조하면, 상기 제7 실시예에 따른 면광원 구동회로는 변압기(Tx), 4개의 다이오드(d1 내지 d4) 및 4개의 스위치(S1 내지 S4)를 포함한다.
변압기(Tx)는 1차측에 1차 권선 및 2차 권선이 위치하고, 2차측에 3차 권선 및 자화 인덕터(LM)가 위치하며, 3차 권선의 양단이 면광원(10)의 전원 단자 양단에 결합되어 상기 면광원(10)에 구동 전압을 공급한다. 즉, 1차 또는 2차 권선 양단에 인가된 전압은 상기 변압기(Tx)의 (1차:3차) 또는 (2차:3차) 권선비에 비례하게 3차 권선 양단에 유도되어 상기 면광원(10)에 구동전압으로 인가된다.
제7 실시예에 따른 면광원 구동회로의 각 스위치 동작에 따른 구동모드는, 도 23에 도시된 제6 실시예에 따른 면광원 구동회로의 구동모드와 동일하므로 자세한 설명을 생략한다. 각 모드에서의 동작은 다음과 같다.
모드 1이 시작되기 이전, 제1 및 제3 스위치(S1, S3)는 오프이며, 제2 및 제4 스위치(S2, S4)는 온 상태에 있다. 이때 전류(iLm)는 제2 및 제4 스위치(S2, S4)를 통하여 환류된다. 제2 스위치(S2)를 오프시키면, 인덕터 전류(iLm)가 제1 다이오드(d1)를 도통시키며, 이와 동시에 또는 이보다 약간 늦게 제1 스위치(S1)를 온 시키면서 모드 1이 시작된다.
모드 1: 도 27을 참조하여, 제2 및 제3 스위치(S2, S3)가 오프이며, 제1 및 제4 스위치(S1, S4)가 온 상태인 모드 1에 대하여 설명한다. 제7 실시예에 따른 면광원 구동회로의 모드 1에서의 동작은 제6 실시예에 따른 면광원 구동회로의 모드 1에서의 동작과 유사하다. 제1 스위치(S1)가 온되면 전류는 전압원(Vcc)에서 나와 제1 스위치(S1)를 통하여 환류되며, 자화 인덕터(LM)에 유도되는 전류(iLm)는 제4 스위치(S4)를 통하여 환류된다. 모드 1에서 면광원(10)의 발광이 일어난다.
모드 2 및 모드 4에서의 동작은 도 25를 참조하여 전술한 제6 실시예에 따른 면광원 구동회로와 동일하다. 또한, 모드 3에서의 동작은 자화 인덕터(LM)에 인가된 전류(iLm)의 방향이 반대인 것을 제외하면 모드 1에서의 동작과 동일하다. 따라서, 모드 1을 제외한 나머지 구동모드에서의 동작에 대한 자세한 설명은 생략한다.
전술한 제7 실시예에 따른 면광원 구동회로는, 변압기(Tx)의 포화를 방지하기 위한 리셋회로를 더 포함할 수도 있다. 리셋 회로는, 변압기(Tx)에 인가되는 전압의 직류 성분이 누적되어 변압기가 포화되는 것을 방지하기 위해 한 주기에서 변압기에 인가되는 전압의 합을 0으로 만들기 위한 회로로서, 공지된 다양한 종류의 회로로 구성될 수 있다. 제7 실시예에서는 리셋 회로는 변압기(Tx)의 2차측에 위치한 자화 인덕터(LM)에 직렬로 연결될 수 있다.
전술한 제7 실시예에 따른 면광원 구동회로에서는, 종래의 푸쉬풀 인버터와 달리 펄스 구동을 위한 제3 및 제4 스위치(S3, S4)가 사용된다. 풀 브리지 회로에 비하여 하이사이드 드라이버를 사용하지 않는 대신, 제1 및 제2 스위치(S1, S2)에 인가되는 전압이 입력 전압의 2배가 되며 제3 및 제4 스위치(S3, S4)에 인가되는 전압은 입력 전압에서 턴비만큼 변화된 전압이 된다.
실시예 8
도 28은 본 발명의 제8 실시예에 따른 면광원 구동회로를 나타낸 구성도이다. 도 28을 참조하면, 상기 제8 실시예에 따른 면광원 구동회로는 인덕터(L), 변압기(Tx), 4개의 다이오드(d1 내지 d4) 및 4개의 스위치(S1 내지 S4)를 포함한다.
변압기(Tx)는 면광원(10)의 전원 단자 양단에 결합되어 상기 면광원(10)에 구동 전압을 공급한다. 즉, 1차 권선 양단에 인가된 전압은 상기 변압기(Tx)의 권선비에 비례하게 2차 권선 양단에 유도되어 상기 면광원(10)에 구동전압으로 인가된다. 변압기(Tx)의 1차 권선의 한쪽 끝단은 접지에 연결된다.
제1 내지 제4 스위치(S1 내지 S4)로 구성된 스위칭 모듈은 변압기(Tx)에 인가되는 입력 전압을 제어하여 면광원(10)에 펄스 형태의 전압이 인가되도록 한다. 제1 스위치(S3)는 상기 변압기(Tx)의 1차 권선의 일단과 입력 전압원(Vcc) 사이에 연결되며, 제2 스위치(S2)는 상기 변압기(Tx)의 1차 권선의 일단과 접지 사이에 연결되고, 제3 스위치(S3)는 인덕터(L)와 입력 전압원(Vcc)사이에 연결되고, 제4 스위치(S4)는 인덕터(L)와 접지 사이에 연결된다. 상기 4개의 스위치(S1 내지 S4)는 주기적으로 온/오프 스위칭 동작을 수행한다.
제1 내지 제4 다이오드(d1 내지 d4)로 구성된 다이오드 모듈은 상기 각 스위치에 병렬로 연결되어 상기 각 스위치를 소프트 스위칭시키는 역할을 한다. 제1 다이오드(d1)는 애노드 전극이 상기 변압기(Tx)의 1차 권선의 일단에 연결되고, 캐소드 전극은 입력 전압원(Vcc)에 연결된다. 제2 다이오드(d2)는 캐소드 전극이 상기 변압기(Tx)의 1차 권선의 일단에 연결되고, 애노드 전극은 접지에 연결된다. 제3 다이오드(d3)는 애노드 전극이 인덕터(L)에 연결되고, 캐소드 전극이 입력 전압원(Vcc)에 연결된다. 제4 다이오드(d4)는 캐소드 전극이 인덕터(L)에 연결되고 애노드 전극은 접지에 연결된다. 4개의 다이오드(d1 내지 d4)는 순방향 전류는 통과시키고 역방향 전류는 차단하는 역할을 한다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 실시예에 따른 면광원 구동회로의 동작에 대하여 후술할 도 29 내지 도 33을 참조하여 설명한다. 도 29는 본 발명의 제8 실시예에 따른 면광원 구동회로의 동작을 나타내는 타이밍도이다. 도 29를 참조하면, 상기 제8 실시예에 따른 면광원 구동회로는 제1 내지 제4 스위치(S1 내지 S4)의 온/오프에 따라 4가지 모드가 주기적으로 순환하면서 구동된다.
도 30 내지 도 33은 상기 제8 실시예에 따른 면광원 구동회로의 각 모드에서의 등가 회로를 도시하는 구성도이다. 각 모드에서의 동작은 다음과 같다.
우선, 모드 1이 시작되기 이전에 제1, 제3 및 제4 스위치(S1, S3, S4)는 오프이며, 제2 스위치(S2)만이 계속적으로 온 상태에 있어 회로 상에 전류의 흐름은 없다. 이때, 제3 스위치(S3)가 온 되면서 모드 1이 시작된다. 제3 스위치(S3)가 온 되면, 제2 스위치(S2)는 이와 동시 또는 약간의 시간차를 두고 오프된다.
모드 1: 도 30을 참조하여, 제1, 제2 및 제4 스위치(S1, S2, S4)가 오프이고 제3 스위치(S3)가 온 상태인 모드 1에 대하여 설명한다. 제3 스위치(S3)가 온 되면 인덕터(L)에 전압 Vcc가 인가되면서, 전류(iL)가 증가하기 시작한다. 전류(iL)는 전 압원(Vcc)에서 나와서 변압기(Tx)를 거쳐 환류된다. 인덕터(L)와 면광원(10)의 커패시터 성분 및 회로 상의 기생 커패시터와의 공진으로 변압기(Tx) 일차측에 걸리는 전압이 Vcc와 같아지면, 제1 다이오드(d1)가 켜지면서 소프트 스위칭을 얻게 된다. 제1 다이오드(d1)가 켜지면 전류(iL)는 입력 전압원(Vcc)으로 흘러가고, 변압기(Tx)의 1차측 전압이 Vcc로 고정되면서, 1차측 전압에서 권선비만큼 증가된 전압인 램프 전압(Vlamp)도 고정된다. 변압기(Tx)의 일차측 전압이 Vcc에 도달하지 못하는 경우에는, 전압이 Vcc에 근접한 상태에서 제1 다이오드(d1)가 도통되지 않은 채 모드 2로 넘어간다.
모드 2: 도 31을 참조하여, 제1 스위치(S1)가 온 상태이며, 제2 내지 제4 스위치(S2 내지 S4)가 오프인 모드 2에 대하여 설명한다. 제1 다이오드(d1)가 켜져 있는 동안에 제1 스위치(S1)를 온 시킴으로써 소프트 스위칭을 얻게 된다. 이후, 입력 전압원(Vcc)으로 부터 전류(iTx)가 제1 스위치(S1)를 통과하여 변압기(Tx) 방향으로 흐르면서 면광원(10)에 발광이 일어나게 된다. 전류(iL)는 값이 거의 0 부근에 머물면서 환류된다.
모드 3: 도 32를 참조하여, 제1 내지 제3 스위치(S1 내지 S3)가 오프이며, 제4 스위치(S4)가 온 상태인 모드 3에 대하여 설명한다. 면광원(10)이 발광하는 구간이 끝나면 제1 스위치(S1)를 오프시킨다. 제1 스위치(S1)가 오프되는 순간, 면광원(10)으로 유입되던 전류가 차단되므로 면광원(10)은 꺼지게 되고, 인덕터(L)에 역전압이 걸리게 되므로 전류(iL)가 역방향으로 흐르기 시작한다. 전류(iL)가 변압기(Tx)를 통해서 면광원(10)에 쌓여있던 전하를 빼내면서 램프 전압(Vlamp)이 급격히 감소하게 된다.
이후, 제4 스위치(S4)를 오프시키면서 전류(iL)는 제3 다이오드(d3)로 방향을 바꿔서 입력 전압원(Vcc)으로 환원된다. 이때, 면광원(10)에 있던 전하가 다시 입력 전압원(Vcc)으로 환원됨으로써, 에너지 회수 기능이 구현된다. 면광원의 램프 전압(Vlamp)이 0 근처까지 도달하면, 제2 다이오드(d2)가 켜지면서 램프 전압(Vlamp)이 0으로 고정되고, 변압기(Tx)의 1차측 전압도 0으로 고정된다. 전류(iL)가 제2 다이오드(d2)로 흐르는 동안 제2 스위치(S2)를 온 시킴으로써 소프트 스위칭을 얻게 된다. 만약 변압기(Tx)의 1차측 전압이 0에 도달하지 못하는 경우에는 강제로 제2 스위치(S2)를 온 시켜 하드 스위칭을 하게 된다.
모드 4: 도 33에 등가 회로가 도시된 모드 4는, 제1, 제3 및 제4 스위치(S1, S3, S4)가 오프이고 제2 스위치(S2)가 온 상태이므로 전류의 흐름이 없는 휴지기이다. 모드 4 이후에는 다시 모드 1이 반복된다.
이상에서 설명한 제8 실시예에 따른 면광원 구동회로는, 면광원의 발광시간(모드 2) 및 공진시간(모드 1, 모드 3)의 조절이 용이한 특징이 있다. 또한, 변압기를 이상적인 승압소자로 사용함으로써 누설 및 자화 인덕턴스가 주요 동작에 참여하지 않도록 하며, 앞단의 입력 전압원(Vcc)이 수백 볼트(V)이상이 되는 램프전 압까지 높아지지 않도록 설계가 가능한 장점이 있다.
실시예 9
도 34는 본 발명의 제9 실시예에 따른 면광원 구동회로의 동작을 나타내는 타이밍도이다. 제9 실시예에 따른 면광원 구동회로는, 전술한 제8 실시예에 따른 면광원 구동회로에 소프트 스위칭을 위한 전류주입 모드를 추가한 회로이다. 제9 실시예에 따른 면광원 구동회로의 구성은 전술한 제8 실시예에 따른 면광원 구동회로와 동일하며, 다만 도 34에 도시된 바와 같이 각 스위치의 동작만이 상이하게 된다.
도 34를 참조하면, 제9 실시예에 따른 면광원 구동회로에서는 모드 1이 시작되기 이전에 제2 및 제3 스위치(S2, S3)가 온이며 제1 및 제4 스위치(S1, S4)가 오프인 모드 0이 존재하고, 모드 2와 모드 3 사이에, 제1 및 제4 스위치(S1, S4)가 온이며 제2 및 제3 스위치(S2, S3)가 오프인 모드 2'이 존재한다. 제9 실시예에 따른 면광원 구동회로는 모드 0 내지 모드 4 및 모드 2'의 6가지 모드가 주기적으로 순환하면서 구동된다. 도 35 및 도 36은 각각 제9 실시예에 따른 면광원 구동회로의 모드 0 및 모드 2'에서의 등가회로를 도시한 구성도이다.
모드 0: 도 35를 참조하여, 제2 및 제3 스위치(S2, S3)가 온이고 제1 및 제4 스위치(S1, S4)가 오프인 모드 0에 대하여 설명한다. 제2 및 제3 스위치(S2, S3)가 온되면, 전류는 입력 전압원(Vcc)에서 출발하여 제3 스위치(S3), 인덕터(L) 및 제2 스위치(S2)를 차례로 환류된다. 따라서, 인덕터(L1)에 입력 전압(Vcc)이 인가되며 전류(iL)가 일정하게 상승한다. 인덕터(L1)를 통과하여 흐르는 전류(iL)의 값이 일정하게 형성된 후 제2 스위치(S2)가 오프되면서 모드 1이 시작된다. 모드 1 및 모드 2에서의 제9 실시예에 따른 면광원 구동회로의 동작은 전술한 제8 실시예에 따른 면광원 구동회로의 동작과 동일하므로, 자세한 설명을 생략한다.
모드 2 이후에는, 제1 및 제4 스위치(S1, S4)가 온이고, 제2 및 제3 스위치(S2, S3)가 오프인 모드 2'이 시작된다. 모드 2'에서의 동작은 전류(iL)의 방향만이 반대일 뿐 전술한 모드 0에서의 동작과 동일하므로 자세한 설명을 생략한다. 모드 2' 이후에는 제1 스위치(S1)가 오프되면서 모드 3이 시작된다. 모드 3 및 모드 4에서의 제9 실시예에 따른 면광원 구동회로의 동작은 전술한 제8 실시예에 따른 면광원 구동회로의 동작과 동일하므로, 마찬가지로 자세한 설명을 생략한다.
제9 실시예에 따른 면광원 구동회로는 모드 0 및 모드 2'에서 인덕터(L)의 전류를 공진에 주입하여, 소프트 스위칭에 부족한 에너지를 보충할 수 있는 이점이 있다.
실시예 10
도 37은 본 발명의 제10 실시예에 따른 면광원 구동회로를 나타낸 구성도이다. 도 37을 참조하면, 상기 제10 실시예에 따른 면광원 구동회로는 제1 및 제2 인덕터(L1, L2), 변압기(Tx), 8개의 다이오드(d1 내지 d8) 및 8개의 스위치(S1 내지 S8)를 포함한다.
변압기(Tx)는 면광원(10)의 전원 단자 양단에 결합되어 상기 면광원(10)에 구동 전압을 공급한다. 즉, 1차 권선 양단에 인가된 전압은 상기 변압기(Tx)의 권선비에 비례하게 2차 권선 양단에 유도되어 상기 면광원(10)에 구동전압으로 인가된다.
제1 내지 제8 스위치(S1 내지 S8)로 구성된 스위칭 모듈은 변압기(Tx)에 인가되는 입력 전압을 제어하여 면광원(10)에 펄스 형태의 전압이 인가되도록 한다. 제1 스위치(S1)는 상기 변압기(Tx)의 1차 권선의 일단과 입력 전압원(Vcc)사이에 연결되고, 제2 스위치(S2)는 상기 변압기(Tx)의 1차 권선의 일단과 접지 사이에 연결되며, 제3 스위치(S3)는 상기 변압기(Tx)의 1차 권선의 타단과 입력 전압원(Vcc) 사이에 연결되고, 제4 스위치(S4)는 상기 변압기(Tx)의 1차 권선의 타단과 접지 사이에 연결된다. 상기 4개의 스위치(S1 내지 S4)는 주기적으로 온/오프 스위칭 동작을 수행한다.
제1 내지 제8 다이오드(d1 내지 d8)로 구성된 다이오드 모듈은 상기 각 스위치에 병렬로 연결되어 상기 각 스위치를 소프트 스위칭시키는 역할을 한다. 제1 다이오드(d1)는 애노드 전극이 상기 변압기(Tx)의 1차 권선의 일단에 연결되고 캐소드 전극이 입력 전압원(Vcc)에 연결된다. 제2 다이오드(d2)는 캐소드 전극이 상기 변압기(Tx)의 1차 권선의 일단에 연결되고 애노드 전극이 접지에 연결된다. 제3 다이오드(d3)는 애노드 전극이 상기 변압기(Tx)의 1차 권선의 타단에 연결되고, 캐소드 전극은 입력 전압원(Vcc)에 연결된다. 제4 다이오드(d4)는 캐소드 전극이 상기 변압기(Tx)의 1차 권선의 타단에 연결되고, 애노드 전극은 접지에 연결된다. 상기 4개의 다이오드(d1 내지 d4)는 순방향 전류는 통과시키고 역방향 전류는 차단하는 역할을 한다.
한편, 제1 인덕터(L1)는 상기 변압기(Tx)의 1차 권선의 일단에 연결되고, 제2 인덕터(L2)는 상기 변압기(Tx)의 1차 권선의 타단에 연결된다. 제1 및 제2 인덕터(L1, L2)에는 다시 제5 내지 제8 다이오드(d5 내지 d8) 및 제5 내지 제8 스위치(S5 내지 S8)가 연결된다.
제5 스위치(S5)는 상기 제1 인덕터(L1)와 입력 전압원(Vcc) 사이에 연결되며, 제6 스위치(S6)는 상기 제1 인덕터(L1)와 접지 사이에 연결되고, 제7 스위치(S7)는 상기 제2 인덕터(L2)와 입력 전압원(Vcc) 사이에 연결되고, 제8 스위치(S8)는 상기 제2 인덕터(L2)와 접지 사이에 연결된다. 상기 4개의 스위치(S5 내지 S8) 또한 주기적으로 온/오프 스위칭 동작을 수행한다.
제5 다이오드(d5)는 애노드 전극이 상기 제1 인덕터(L1)에 연결되고, 캐소드 전극은 입력 전압원(Vcc)에 연결된다. 제6 다이오드(d6)는 캐소드 전극이 상기 제1 인덕터(L1)에 연결되고, 애노드 전극이 접지에 연결된다. 제7 다이오드(d7)는 애노드 전극이 상기 제2 인덕터(L2)에 연결되고 캐소드 전극이 입력 전압원(Vcc)에 연결된다. 제8 다이오드(d8)는 캐소드 전극이 상기 제2 인덕터(L2)에 연결되고 애노드 전극이 접지에 연결된다. 4개의 다이오드(d5 내지 d8) 또한 순방향 전류는 통과시키고 역방향 전류는 차단하는 역할을 한다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 제10 실시예에 따른 면광원 구동회로의 동작 에 대하여 후술할 도 38을 참조하여 설명한다. 도 38은 본 발명의 제10 실시예에 따른 면광원 구동회로의 동작을 나타내는 타이밍도이다. 도 38을 참조하면, 상기 제10 실시예에 따른 면광원 구동회로는 제1 내지 제8 스위치(S1 내지 S8)의 온/오프에 따라 모드 1 내지 모드 8의 8가지 모드가 주기적으로 순환하면서 구동된다.
제10 실시예에서 각 모드에서의 면광원 구동회로의 동작은, 도 28 내지 도 33을 참조하여 설명된 제8 실시예의 동작과 동일하다. 다만, 면광원(10)을 기준으로 풀 브리지 회로의 좌측 브리지와 우측 브리지가 서로 180도 전환되어 있어, 제2, 제3, 제7 및 제8 스위치의 동작에 따라 면광원(10)의 램프 전압(Vlamp)이 양의 값과 음의 값을 번갈아 갖게 되는 점만이 상이하다. 따라서, 제10 실시예에 따른 면광원 구동회로의 동작은 제8 실시예에 따른 면광원 구동회로로부터 당업자에게 쉽게 이해될 수 있기 때문에 자세한 설명은 생략하기로 한다.
상기 제10 실시예에 따른 면광원 구동회로는, 변압기(Tx)의 포화를 방지하기 위한 리셋회로를 더 포함할 수도 있다. 리셋 회로로는 공지된 다양한 종류의 회로들이 사용될 수 있으며, 가장 간단하게는 변압기(Tx)의 1차측에 직렬로 연결된 하나의 커패시터로 구성될 수도 있다. 여기서는, 제10 실시예에 따른 면광원 구동회로와 연결되는 리셋회로에 대하여 설명하였으나, 리셋 회로는 본 발명의 다른 실시예들에 따른 면광원 구동회로에 모두 포함될 수 있다.
실시예 11
도 39는 본 발명의 제11 실시예에 따른 면광원 구동회로의 동작을 나타내는 타이밍도이다. 제11 실시예에 따른 면광원 구동회로는, 전술한 제10 실시예에 따른 면광원 구동회로에 소프트 스위칭을 위한 전류주입 모드를 추가한 회로이다. 제11 실시예에 따른 면광원 구동회로의 구성은 전술한 제10 실시예에 따른 면광원 구동회로와 동일하며, 다만 도 39에 도시된 바와 같이 각 스위치의 동작만이 상이하게 된다.
도 39를 참조하면, 제11 실시예에 따른 면광원 구동회로에서는 모드 1이 시작되기 이전에 제2, 제4 및 제5 스위치(S2, S4, S5)가 온이며 나머지 스위치는 오프인 모드 0이 존재하고, 모드 2와 모드 3 사이에 제1, 제4 및 제6 스위치(S1, S4, S6)가 온이며 나머지 스위치는 오프인 모드 2'이 존재한다. 또한, 모드 4와 모드 5 사이에 제2, 제4 및 제7 스위치(S2, S4, S7)가 온이며 나머지 스위치는 오프인 모드 4'이 존재하고, 모드 6과 모드 7 사이에 제2, 제3 및 제8 스위치(S2, S3, S8)가 온이며 나머지 스위치는 오프인 모드 6'이 존재한다. 제11 실시예에 따른 면광원 구동회로는 모드 0 내지 모드 8, 모드 2', 모드 4' 및 모드 6' 의 12가지 모드가 주기적으로 순환하면서 구동된다.
제11 실시예에서 각 모드에서의 면광원 구동회로의 동작은, 도 34 내지 도 36을 참조하여 설명된 제9 실시예의 동작과 동일하다. 다만, 면광원(10)을 기준으로 풀 브리지 회로의 좌측 브리지와 우측 브리지가 서로 180도 전환되어 있어, 제2, 제3, 제7 및 제8 스위치(S2, S3, S7, S8)의 동작에 따라 면광원(10)의 램프 전 압(Vlamp)이 양의 값과 음의 값을 번갈아 갖게 되는 점만이 상이하다. 따라서, 제11 실시예에 따른 면광원 구동회로의 동작은 제9 실시예에 따른 면광원 구동회로로부터 당업자에게 쉽게 이해될 수 있기 때문에 자세한 설명은 생략하기로 한다.
실시예 12
도 40은 본 발명의 제12 실시예에 따른 면광원 구동회로를 나타낸 구성도이다. 도 40을 참조하면, 상기 제12 실시예에 따른 면광원 구동회로는 인덕터(L1), 커패시터(C), 변압기(Tx), 2개의 다이오드(d1, d2) 및 4개의 스위치(S1 내지 S4)를 포함한다.
변압기(Tx)는 면광원(10)의 전원 단자 양단에 결합되어 상기 면광원(10)에 구동 전압을 공급한다. 즉, 1차 권선 양단에 인가된 전압은 상기 변압기(Tx)의 권선비에 비례하게 2차 권선 양단에 유도되어 상기 면광원(10)에 구동전압으로 인가된다. 변압기(Tx)의 1차 권선의 타단은 접지에 연결된다.
인덕터(L1)는 변압기(Tx)의 1차 권선의 일단에 연결되어, 변압기(Tx)로 향하는 전류 및 변압기(Tx)에서 출력되는 전류를 통과시킨다.
제1 및 제2 스위치(S1, S2)로 구성된 제1 스위칭 모듈은 변압기(Tx)에 인가되는 입력 전압을 제어하여 면광원(10)에 펄스 형태의 전압이 인가되도록 한다. 제1 스위치(S1)는 상기 변압기(Tx)의 1차 권선의 일단과 입력 전압원(Vcc) 사이에 연결되며, 제2 스위치(S2)는 상기 변압기(Tx)의 1차 권선의 일단과 접지 사이에 연결 된다. 또한, 제3 및 제4 스위치(S3, S4)로 구성된 제2 스위칭 모듈은 각 스위치의 동작에 따라 양방향으로 전류를 통과시킨다.
제3 및 제4 스위치(S3, S4)는 양방향으로 전류를 통과시키기 위하여 인덕터(L1)와 커패시터(C) 사이에 서로 병렬로 연결된다. 전력용 스위치에 사용되는 스위칭 소자로는 IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor), MOSFET(MOS field effect transistor), SCR(silicon controlled rectifier) 또는 GTO(gate turn off thyristor) 등 다양한 소자가 있다. 예컨대, 제3 및 제4 스위치(S3, S4)를 IGBT와 같이 오프시 양방향으로 인가되는 전압을 저지하며 온 상태에서는 한 방향의 전류를 통과시키는 소자로 구성할 경우, 양방향의 전류를 모두 통과시키기 위해서는 도 40에 도시된 바와 같이 2개의 스위치를 서로 반대방향으로 병렬 연결하면 된다.
반면, 제3 및 제4 스위치(S3, S4)가 일반적으로 전력용 스위칭 회로에 널리 쓰이는 MOSFET으로 구성될 경우, 제12 실시예에 따른 면광원 구동회로는 도 41에 도시된 바와 같이 구성된다. MOSFET은 내부에 역도통 다이오드를 내포하고 있으며, 이는 도 41에서 제3 및 제4 스위치(S3, S4) 내에 스위치와 병렬 연결된 다이오드로 도시된다. MOSFET으로 구성된 제3 및 제4 스위치(S3, S4)에 역방향 전압이 인가될 경우, 역도통 다이오드가 도통되어 버리므로 스위치로서의 기능을 수행하지 못하게 된다. 따라서, 이 경우에는 제3 및 제4 스위치(S3, S4) 각각에 역도통 다이오드의 방향과 반대 방향으로 직렬 연결된 다이오드(d3, d4)를 연결하여 제3 및 제4 스위치(S3, S4)가 양방향 전압을 저지할 수 있도록 구성할 수 있다.
제1 및 제2 다이오드(d1, d2)로 구성된 다이오드 모듈은 제1 및 제2 스위 치(S1, S2)에 병렬로 연결되어 각 스위치를 소프트 스위칭시키는 역할을 한다. 제1 다이오드(d1)는 애노드 전극이 상기 변압기(Tx)의 1차 권선의 일단에 연결되고, 캐소드 전극은 입력 전압원(Vcc)에 연결된다. 제2 다이오드(d2)는 캐소드 전극이 상기 변압기(Tx)의 1차 권선의 일단에 연결되고, 애노드 전극은 접지에 연결된다. 제1 및 제2 다이오드(d1, d2)는 순방향 전류는 통과시키고 역방향 전류는 차단하는 역할을 한다.
커패시터(C)는 제3 및 제4 스위치(S3, S4)와 접지 사이에 연결되며 미리 설정된 전압으로 충전된다. 상기 커패시터(C)는 매우 큰 커패시턴스를 가지고 상기 변압기(Tx)에 전압을 공급하는 직류 전압원으로 동작한다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 실시예에 따른 면광원 구동회로의 동작에 대하여 후술할 도 42 내지 도 46을 참조하여 설명한다. 도 42는 본 발명의 제12 실시예에 따른 면광원 구동회로의 동작을 나타내는 타이밍도이다. 도 42를 참조하면, 상기 제12 실시예에 따른 면광원 구동회로는 제1 내지 제4 스위치(S1 내지 S4)의 온/오프에 따라 4가지 모드가 주기적으로 순환하면서 구동된다.
도 43 내지 도 46은 상기 제12 실시예에 따른 면광원 구동회로의 각 모드에서의 등가 회로를 도시하는 구성도이다. 각 모드에서의 동작은 다음과 같다.
우선, 모드 1이 시작되기 이전에 제1, 제3 및 제4 스위치(S1, S3, S4)는 오프이며, 제2 스위치(S2)가 계속 온 상태에 있어 회로 상에 전류의 흐름은 없다. 이때, 제3 스위치(S3)가 온 되면서 모드 1이 시작된다. 제3 스위치(S3)가 온 되면, 제2 스위치(S2)는 이와 동시에 또는 약간의 시간차를 두고 오프된다.
모드 1: 도 43을 참조하여, 제1, 제2 및 제4 스위치(S1, S2, S4)가 오프이고 제3 스위치(S3)가 온 상태인 모드 1에 대하여 설명한다. 제3 스위치(S3)가 온 되면 인덕터(L)에 소정의 커패시터(C) 전압 Vcc/2가 인가되면서, 전류(iL)가 증가하기 시작한다. 전류(iL)는 전압원(Vcc)에서 나와서 변압기(Tx)를 거쳐 환류된다. 인덕터(L)와 면광원(10)의 커패시터 성분 및 회로 상의 기생 커패시터와의 공진으로 변압기(Tx) 일차측에 걸리는 전압이 Vcc와 같아지면, 제1 다이오드(d1)가 켜지면서 소프트 스위칭을 얻게 된다. 제1 다이오드(d1)가 켜지면 전류(iL)는 입력 전압원(Vcc)으로 흘러가고, 변압기(Tx)의 1차측 전압이 Vcc로 고정되면서, 1차측 전압에서 권선비만큼 증가된 전압인 램프 전압(Vlamp)도 고정된다. 변압기(Tx)의 일차측 전압이 Vcc에 도달하지 못하는 경우에는, 전압이 Vcc에 근접한 상태에서 제1 다이오드(d1)가 도통되지 않은 채 모드 2로 넘어간다.
모드 2: 도 44를 참조하여, 제1 스위치(S1)가 온 상태이며, 제2 내지 제4 스위치(S2 내지 S4)가 오프 상태인 모드 2에 대하여 설명한다. 제1 다이오드(d1)가 켜져 있는 동안에 제1 스위치(S1)를 온 시킴으로써 소프트 스위칭을 얻게 된다. 이후, 입력 전압원(Vcc)으로부터 제1 스위치(S1)를 통하여 전류(iTx)가 출력되어, 변압기(Tx) 방향으로 흐르게 된다. 모드 2에서 전류(iTx)에 의하여 면광원(10)의 발광이 일어난다. 인덕터 전류(iL)는 값이 거의 0 부근에 머물면서 환류된다.
모드 3: 도 45를 참조하여, 제1 내지 제3 스위치(S1 내지 S3)가 오프이며, 제4 스위치(S4)가 온 상태인 모드 3에 대하여 설명한다. 면광원(10)이 발광하는 구간이 끝나면 제1 스위치(S1)를 오프시킨다. 제1 스위치(S1)가 오프되는 순간, 면광원(10)으로 유입되던 전류가 차단되므로 면광원(10)은 꺼지게 되고, 인덕터(L)에 역전압이 걸리게 되므로 전류(iL)가 역방향으로 흐르기 시작한다. 전류(iL)가 변압기(Tx)를 통해서 면광원(10)에 쌓여있던 전하를 빼내면서 램프 전압(Vlamp)이 급격히 감소하게 된다.
면광원(10)의 램프 전압(Vlamp)이 0 근처까지 도달하면, 제2 다이오드(d2)가 켜지면서 램프 전압(Vlamp)이 0으로 고정되고, 변압기(Tx) 1차측 전압도 0으로 고정된다. 전류(iL)가 제2 다이오드(d2)로 흐르는 동안 제2 스위치(S2)를 온 시킴으로써 소프트 스위칭을 얻게 된다. 만약 변압기(Tx)의 1차측 전압이 0에 도달하지 못하는 경우에는 강제로 제2 스위치(S2)를 온 시켜 하드 스위칭을 하게 된다.
모드 4: 도 46에 등가 회로가 도시된 모드 4는, 제1, 제3 및 제4 스위치(S1, S3, S4)가 오프이고 제2 스위치(S2)가 온 상태이므로 전류의 흐름이 없는 휴지기이다. 모드 4 이후에는 다시 모드 1이 반복된다.
이상에서 설명한 제12 실시예에 따른 면광원 구동회로는, 면광원의 발광시간(모드 2) 및 공진시간(모드 1, 모드 3)의 조절이 용이한 특징이 있다.
실시예 13
도 47은 본 발명의 제13 실시예에 따른 면광원 구동회로의 동작을 나타내는 타이밍도이다. 제13 실시예에 따른 면광원 구동회로는, 전술한 제12 실시예에 따른 면광원 구동회로에 소프트 스위칭을 위한 전류주입 모드를 추가한 회로이다. 제13 실시예에 따른 면광원 구동회로의 구성은 전술한 제12 실시예에 따른 면광원 구동회로와 동일하며, 다만 도 47에 도시된 바와 같이 각 스위치의 동작만이 상이하게 된다.
도 47을 참조하면, 제13 실시예에 따른 면광원 구동회로에서는 모드 1이 시작되기 이전에 제2 및 제3 스위치(S2, S3)가 온이며 제1 및 제4 스위치(S1, S4)가 오프인 모드 0이 존재하고, 모드 2와 모드 3 사이에, 제1 및 제4 스위치(S1, S4)가 온이며 제2 및 제3 스위치(S2, S3)가 오프인 모드 2'이 존재한다. 제13 실시예에 따른 면광원 구동회로는 모드 0 내지 모드 4 및 모드 2'의 6가지 모드가 주기적으로 순환하면서 구동된다. 도 48 및 도 49는 각각 제13 실시예에 따른 면광원 구동회로의 모드 0 및 모드 2'에서의 등가회로를 도시한 구성도이다.
모드 0: 도 48을 참조하여, 제2 및 제3 스위치(S2, S3)가 온이고 제1 및 제4 스위치(S1, S4)가 오프인 모드 0에 대하여 설명한다. 제2 및 제3 스위치(S2, S3)가 온되면, 전류는 입력 전압원(Vcc)에서 출발하여 제3 스위치(S3), 인덕터(L) 및 제2 스위치(S2)를 차례로 거쳐 환류된다. 따라서, 인덕터(L1)에 입력 전압(Vcc)이 인가되며 전류(iL)가 일정하게 상승한다. 인덕터(L1)를 통과하여 흐르는 전류(iL)의 값 이 일정하게 형성된 후 제2 스위치(S2)가 오프되면서 모드 1이 시작된다. 모드 1 및 모드 2에서의 제13 실시예에 따른 면광원 구동회로의 동작은 전술한 제12 실시예에 따른 면광원 구동회로의 동작과 동일하므로, 자세한 설명을 생략한다.
모드 2 이후에는, 제1 및 제4 스위치(S1, S4)가 온이고, 제2 및 제3 스위치(S2, S3)가 오프인 모드 2'이 시작된다. 모드 2'에서의 동작은 전류(iL)의 방향만이 반대일 뿐 전술한 모드 0에서의 동작과 동일하므로 자세한 설명을 생략한다. 모드 2' 이후에는 제1 스위치(S1)가 오프되면서 모드 3이 시작된다. 모드 3 및 모드 4에서의 제13 실시예에 따른 면광원 구동회로의 동작은 전술한 제12 실시예에 따른 면광원 구동회로의 동작과 동일하므로, 마찬가지로 자세한 설명을 생략한다.
제13 실시예에 따른 면광원 구동회로는 모드 0 및 모드 2'에서 인덕터(L)의 전류를 공진에 주입하여, 소프트 스위칭에 부족한 에너지를 보충할 수 있는 이점이 있다. 상기 제12 실시예 및 제13 실시예는 램프 전압이 하나의 부호만을 갖는 단방향 구동회로이다. 상기 제12 실시예에 따른 면광원 구동회로를 양방향 구동이 가능하도록 변형한 회로가 제14 실시예에서 설명된다.
실시예 14
도 50은 본 발명의 제14 실시예에 따른 면광원 구동회로를 나타낸 구성도이다. 도 50을 참조하면, 상기 제14 실시예에 따른 면광원 구동회로는 제1 및 제2 인덕터(L1, L2), 제1 및 제2 커패시터(C1, C2), 변압기(Tx), 4개의 다이오드(d1 내지 d4) 및 8개의 스위치(S1 내지 S8)를 포함한다.
변압기(Tx)는 면광원(10)의 전원 단자 양단에 결합되어 상기 면광원(10)에 구동 전압을 공급한다. 즉, 1차 권선 양단에 인가된 전압은 상기 변압기(Tx)의 권선비에 비례하게 2차 권선 양단에 유도되어 상기 면광원(10)에 구동전압으로 인가된다.
제1 내지 제4 스위치(S1 내지 S4)로 구성된 제1 스위칭 모듈은 변압기(Tx)에 인가되는 입력 전압을 제어하여 면광원(10)에 펄스 형태의 전압이 인가되도록 한다. 제1 스위치(S1)는 상기 변압기(Tx)의 1차 권선의 일단과 입력 전압원(Vcc) 사이에 연결되고, 제2 스위치(S2)는 상기 변압기(Tx)의 1차 권선의 일단과 접지 사이에 연결된다. 상기 4개의 스위치(S1 내지 S4)는 주기적으로 온/오프 스위칭 동작을 수행한다.
제1 내지 제4 다이오드(d1 내지 d4)로 구성된 다이오드 모듈은 상기 제1 내지 제4 스위치(S1 내지 S4)에 병렬로 연결되어 각 스위치를 소프트 스위칭시키는 역할을 한다. 제1 다이오드(d1)는 애노드 전극이 상기 변압기(Tx)의 1차 권선의 일단에 연결되고, 캐소드 전극이 입력 전압원(Vcc)에 연결된다. 제2 다이오드(d2)는 캐소드 전극이 상기 변압기(Tx)의 1차 권선의 일단에 연결되고 애노드 전극은 접지에 연결된다. 제3 다이오드(d3)는 애노드 전극이 상기 변압기(Tx)의 1차 권선의 타단에 연결되고, 캐소드 전극은 입력 전압원(Vcc)에 연결된다. 제4 다이오드(d4)는 캐소드 전극이 상기 변압기(Tx)의 1차 권선의 타단에 연결되고, 애노드 전극은 접지에 연결된다. 4개의 다이오드(d1 내지 d4)는 순방향 전류는 통과시키고 역방향 전류는 차단하는 역할을 한다.
제1 및 제2 인덕터(L1, L2)는 변압기(Tx)로 향하는 전류 또는 변압기(Tx)에서 출력되는 전류를 통과시킨다. 제1 인덕터(L1)는 상기 변압기(Tx)의 1차 권선의 일단에 연결되고, 제2 인덕터(L2)는 변압기(Tx)의 1차 권선의 타단에 연결된다.
제5 내지 제8 스위치(S5 내지 S8)로 구성된 제2 스위칭 모듈은 각 인덕터와 커패시터 사이에 연결되어 각 스위치의 온/오프 동작에 따라 양방향으로 전류를 통과시킨다. 제5 및 제6 스위치(S5, S6)는 상기 제1 인덕터(L1)와 제1 커패시터(C1) 사이에 서로 병렬로 연결되며, 제7 및 제8 스위치(S7, S8)는 상기 제2 인덕터(L2)와 제2 커패시터(C2) 사이에 서로 병렬로 연결된다. 상기 4개의 스위치(S5 내지 S8) 또한 주기적으로 온/오프 스위칭 동작을 수행한다.
제12 실시예와 관련하여 전술한 바와 마찬가지로, 제5 내지 제8 스위치(S5 내지 S8)는 오프시 양방향 전압을 저지할 수 있으며, 온 상태일 경우 한방향의 전류를 통과시키는 IGBT와 같은 소자로 구성될 수 있다. 이 경우, 양방향의 전류를 모두 통과시키기 위하여 제5 및 제6 스위치(S5, S6)와 제7 및 제8 스위치(S7, S8) 각각은 서로 반대 방향으로 병렬 연결된다. 제12 실시예에서와 마찬가지로, 제5 및 제8 스위치(S5 내지 S8)가 내부에 역도통 다이오드가 포함된 MOSFET과 같은 소자로 구성될 경우, 양방향 전압을 저지하기 위해서는 제5 및 제8 스위치(S5 내지 S8) 각각에 역도통 다이오드의 방향과 반대 방향으로 직렬 연결되는 제5 내지 제8 다이오드(d5 내지 d8)가 필요하며, 상기와 같이 구성된 제14 실시예에 따른 면광원 구동회로는 도 51에 도시된다.
제1 및 제2 커패시터(C1, C2)는 매우 큰 커패시턴스를 가지고 상기 변압기(Tx)에 전압을 공급하는 직류 전압원으로 동작한다. 제1 커패시터(C1)는 상기 제5 및 제6 스위치(S5, S6)와 접지 사이에 연결되며 미리 설정된 전압으로 충전된다. 또한, 제2 커패시터(C2)는 상기 제7 및 제8 스위치(S7, S8)와 접지 사이에 연결되어 미리 설정된 전압으로 충전된다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 실시예에 따른 면광원 구동회로의 동작에 대하여 후술할 도 52를 참조하여 설명한다. 도 52는 본 발명의 제14 실시예에 따른 면광원 구동회로의 동작을 나타내는 타이밍도이다. 도 52를 참조하면, 상기 제14 실시예에 따른 면광원 구동회로는 제1 내지 제8 스위치(S1 내지 S8)의 온/오프에 따라 모드 1 내지 모드 8의 8가지 모드가 주기적으로 순환하면서 구동된다.
제14 실시예에서 각 모드에서의 면광원 구동회로의 동작은, 도 40 내지 도 46을 참조하여 설명된 제12 실시예의 동작과 동일하다. 다만, 면광원(10)을 기준으로 풀 브리지 회로의 좌측 브리지와 우측 브리지가 서로 180도 전환되어 있어, 제2, 제3, 제7 및 제8 스위치(S2, S3, S7, S8)의 동작에 따라 면광원(10) 램프 전압(Vlamp)이 양의 값과 음의 값을 번갈아 갖게 되는 점만이 상이하다. 따라서, 제14 실시예에 따른 면광원 구동회로의 동작은 제12 실시예에 따른 면광원 구동회로로부터 당업자에게 쉽게 이해될 수 있기 때문에 자세한 설명은 생략하기로 한다.
실시예 15
도 53는 본 발명의 제15 실시예에 따른 면광원 구동회로의 동작을 나타내는 타이밍도이다. 제15 실시예에 따른 면광원 구동회로는, 전술한 제14 실시예에 따른 면광원 구동회로에 소프트 스위칭을 위한 전류주입 모드를 추가한 회로이다. 제15 실시예에 따른 면광원 구동회로의 구성은 전술한 제14 실시예에 따른 면광원 구동회로와 동일하며, 다만 도 53에 도시된 바와 같이 각 스위치의 동작만이 상이하게 된다.
도 53을 참조하면, 제15 실시예에 따른 면광원 구동회로에서는 모드 1이 시작되기 이전에 제2, 제4 및 제5 스위치(S2, S4, S5)가 온이며 나머지 스위치는 오프인 모드 0이 존재하고, 모드 2와 모드 3 사이에 제1, 제4 및 제6 스위치(S1, S4, S6)가 온이며 나머지 스위치는 오프인 모드 2'이 존재한다. 또한, 모드 4와 모드 5 사이에 제2, 제4 및 제7 스위치(S2, S4, S7)가 온이며 나머지 스위치는 오프인 모드 4'이 존재하고, 모드 6과 모드 7 사이에 제2, 제3 및 제8 스위치(S2, S3, S8)가 온이며 나머지 스위치는 오프인 모드 6'이 존재한다. 제15 실시예에 따른 면광원 구동회로는 모드 0 내지 모드 8, 모드 2', 모드 4' 및 모드 6' 의 12가지 모드가 주기적으로 순환하면서 구동된다.
제15 실시예에서 각 모드에서의 면광원 구동회로의 동작은, 도 47 내지 도 49를 참조하여 설명된 제13 실시예의 동작과 동일하다. 다만, 면광원(10)을 기준으로 풀 브리지 회로의 좌측 브리지와 우측 브리지가 서로 180도 전환되어 있어, 제2, 제3, 제7 및 제8 스위치(S2, S3, S7, S8)의 동작에 따라 면광원(10)의 램프 전 압(Vlamp)이 양의 값과 음의 값을 번갈아 갖게 되는 점만이 상이하다. 따라서, 제15 실시예에 따른 면광원 구동회로의 동작은 제13 실시예에 따른 면광원 구동회로로부터 당업자에게 쉽게 이해될 수 있기 때문에 자세한 설명은 생략하기로 한다.
실시예 16
도 54는 본 발명의 제16 실시예에 따른 면광원 구동회로를 나타낸 구성도이다. 제16 실시예에 따른 면광원 구동회로는 면광원의 양방향 구동이 가능한 하프 브리지형 면광원 구동회로이다. 도 55를 참조하면, 상기 제16 실시예에 따른 면광원 구동회로는 커패시터(C1), 변압기(Tx), 2개의 다이오드(d1, d2) 및 4개의 스위치(S1 내지 S4)를 포함한다.
변압기(Tx)는 면광원(10)의 전원 단자 양단에 결합되어 상기 면광원(10)에 구동 전압을 공급한다. 즉, 1차 권선 양단에 인가된 전압은 상기 변압기(Tx)의 권선비에 비례하게 2차 권선 양단에 유도되어 상기 면광원(10)에 구동전압으로 인가된다. 변압기(Tx)는 1차측에 자화 인덕터(LM)를 포함한다.
커패시터(C1)는 상기 변압기(Tx)의 1차 권선의 타단과 접지 사이에 연결되며 미리 설정된 전압으로 충전된다. 상기 커패시터(C1)는 매우 큰 커패시턴스를 가지고 상기 변압기(Tx)에 전압을 공급하는 전압원으로 동작한다.
제1 내지 제4 스위치(S1 내지 S4)로 구성된 스위칭 모듈은 변압기(Tx)에 인가되는 입력 전압을 제어하여 면광원(10)에 펄스 형태의 전압이 인가되도록 한다. 제1 스위치(S1)는 상기 변압기(Tx)의 1차 권선의 일단과 입력 전압원(Vcc) 사이에 연결되고, 제2 스위치(S2)는 상기 변압기(Tx)의 1차 권선의 일단과 접지 사이에 연결되며, 제3 및 제4 스위치(S3, S4)는 변압기(Tx)의 1차 권선의 일단과 타단 사이에 서로 반대 방향으로 병렬 연결된다. 상기 4개의 스위치(S1 내지 S4)는 주기적으로 온/오프 스위칭 동작을 수행한다.
제12 실시예 및 제14 실시예와 관련하여 전술한 바와 마찬가지로, 제3 및 제4 스위치(S3, S4)는 오프시 양방향 전압을 저지할 수 있으며 온 상태에서는 한 방향의 전류를 통과시키는 IGBT와 같은 소자로 구성될 수 있다. 이 경우, 양방향의 전류를 모두 통과시키기 위하여 제3 및 제4 스위치(S3, S4)는 서로 반대 방향으로 병렬 연결된다. 제12 실시예 및 제14 실시예에서와 마찬가지로, 제3 및 제4 스위치(S3, S4)가 내부에 역도통 다이오드가 포함된 MOSFET과 같은 소자로 구성될 경우, 양방향 전압을 저지하기 위해서는 제3 및 제4 스위치(S3, S4) 각각에 역도통 다이오드의 방향과 반대 방향으로 직렬 연결되는 제4 및 제5 다이오드(d4, d5)가 필요하며, 상기와 같이 구성된 제16 실시예에 따른 면광원 구동회로는 도 55에 도시된다.
제1 및 제2 다이오드(d1, d2)로 구성된 다이오드 모듈은 상기 제1 및 제2 스위치(S1, S2)에 병렬로 연결되어 각 스위치를 소프트 스위칭시키는 역할을 한다. 제1 다이오드(d1)는 애노드 전극이 상기 변압기(Tx)의 1차 권선의 일단에 연결되고, 캐소드 전극은 입력 전압원(Vcc)에 연결된다. 제2 다이오드(d2)는 캐소드 전극이 상기 변압기(Tx)의 1차 권선의 일단에 연결되고, 애노드 전극은 접지에 연결된 다. 상기 2개의 다이오드(d1, d2)는 순방향 전류는 통과시키고 역방향 전류는 차단하는 역할을 한다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 실시예에 따른 면광원 구동회로의 동작에 대하여 후술할 도 56 내지 도 60을 참조하여 설명한다. 도 56은 본 발명의 제16 실시예에 따른 면광원 구동회로의 동작을 나타내는 타이밍도이다. 도 56을 참조하면, 상기 제16 실시예에 따른 면광원 구동회로는 제1 내지 제4 스위치(S1 내지 S4)의 온/오프에 따라 4가지 모드가 주기적으로 순환하면서 구동된다.
도 57 내지 도 60은 상기 제16 실시예에 따른 면광원 구동회로의 각 모드에서의 등가 회로를 도시하는 구성도이다. 상기 제16 실시예에 따른 면광원 구동회로는 자화 인덕터(LM)를 이용하여 에너지 회수 기능 및 소프트 스위칭 동작을 구현하게 된다. 각 모드에서의 동작은 다음과 같다.
모드 1: 도 57을 참조하여, 제1 내지 제3 스위치(S1 내지 S3)가 오프이고, 제4 스위치(S4)가 온 상태인 모드 1에 대하여 설명한다. 모드 1에서 전류(iLm)는 제4 스위치(S4)를 통하여 환류된다. 이때, 제4 스위치(S4)를 오프시키면, 인덕터 전류(iLm)가 제1 다이오드(d1)를 도통시키고, 제1 다이오드(d1)의 도통과 동시에 또는 약간 늦게 제1 스위치(S1)를 온 시키면서 모드 2가 시작된다.
모드 2: 도 58를 참조하여, 제2 내지 제4 스위치(S2 내지 S4)가 오프이고, 제1 스위치(S1)가 온 상태인 모드 2에 대하여 설명한다. 제1 다이오드(d1)가 켜져 있는 동안에 제1 스위치(S1)를 온 시킴으로써 소프트 스위칭을 얻게 된다. 만약 제1 다이오드(d1)가 도통되기에 인덕터 전류(iLm)가 부족한 경우에는 제1 다이오드(d1)가 도통되지 않은 채로 제1 스위치(S1)를 온 시킨다(하드 스위칭). 제1 스위치(S1)가 온되면 제1 스위치(S1)에 전류가 흐를 수 있어, 인덕터(LM)에 전압 Vcc/2가 인가된다. 전류(iLm)는 전압이 인가됨에 따라 감소하다가, 방향을 바꾸게 된다. 이에 따라 램프 전압(Vlamp)도 증가 후 감소하여, 모드 2에서 면광원(10)의 발광이 일어난다.
모드 3: 도 59를 참조하여, 제1, 제2 및 제4 스위치(S1, S2, S4)가 오프이고, 제3 스위치(S3)가 온 상태인 모드 3에 대하여 설명한다. 면광원(10)이 발광하는 구간이 끝나면 제1 스위치(S1)를 오프시킨다. 제1 스위치(S1)가 오프되는 순간, 면광원(10)으로 유입되던 전류가 차단되므로 면광원(10)은 꺼지게 되고, 제1 스위치(S1)를 통해 입력 전압원(Vcc)에서 전류가 공급될 수 없으므로, 전류(iLm)가 변압기(Tx)를 통해서 면광원(10)에 쌓여있던 전하를 빼내면서 램프 전압(Vlamp)이 급격히 감소하게 된다. 면광원(10)의 램프 전압(Vlamp)이 0 근처까지 도달하면, 제3 스위치(S3)가 온 되어 있으므로, 전류(iLm)는 제3 스위치(S3)를 통하여 환류된다.
모드 4: 도 60에 등가 회로가 도시된 모드 4는, 제1, 제3 및 제4 스위치(S1, S3, S4)가 오프이고, 제2 스위치(S2)가 온 상태이므로 전류의 흐름이 없는 휴지기 이다. 제3 스위치(S3)가 오프되면 환류되던 전류(iLm)에 의하여 제2 다이오드(d2)가 도통되고, 이때 제2 스위치(S2)를 온 시킴으로써 소프트 스위칭을 얻게 된다. 만약 제2 다이오드(d2)가 도통되기에 인덕터 전류(iLm)가 부족한 경우에는 제2 다이오드(d2)가 도통되지 않은 채로 제2 스위치(S2)를 온 시킨다(하드 스위칭). 제2 스위치(S2)를 통하여 흐르는 전류는, 자화 인덕터(LM)에 커패시터(C)로부터 출력된 Vcc/2의 역전압이 걸리면서 방향을 바꾸게 되고, 모드 4에서 면광원(10)의 발광이 일어난다. 모드 4 이후에는 다시 모드 1이 반복된다.
본 회로는 변압기의 자화 인덕터를 전류원으로 사용할 뿐 아니라 변압기 자체를 이상적인 승압소자로 사용함으로써 누설 인덕턴스가 주요 동작에 참여하지 않도록 하며, 앞단의 전원전압 (Vcc)의 절반 (Vcc/2)이 변압기에 인가되는 하프 브리지(half-bridge) 타입으로서 스위치의 전류 스트레스 및 변압기의 턴비를 풀 브리지와는 상이하게 구성할 수 있는 특징이 있다.
실시예 17
도 61은 본 발명의 제17 실시예에 따른 면광원 구동회로를 나타낸 구성도이다. 도 61을 참조하면, 상기 제17 실시예에 따른 면광원 구동회로는, 도 54 내지 도 60을 참조하여 전술한 제16 실시예에 따른 면광원 구동회로에 제2 커패시터(C2)를 부가한 회로이다.
상기 제2 커패시터(C2)는 변압기(Tx)의 1차 권선의 타단과 입력 전압원(Vcc) 사이에 연결되며, 미리 설정된 전압으로 충전된다. 면광원(10)의 구동에 있어서 상기 제2 커패시터(C2)는 제1 커패시터(C1)와 마찬가지로 전압원으로 동작한다. 제17 실시예에 따른 면광원 구동회로의 동작은, 도 54 내지 도 60을 참조하여 설명된 제16 실시예에 따른 면광원 구동회로의 동작과 동일하여 당업자에게 용이하게 이해될 수 있기 때문에 자세한 설명은 생략하기로 한다.
이상 본 발명의 특정 실시예를 도시하고 설명하였으나, 본 발명의 기술사상은 첨부된 도면과 상기한 설명내용에 한정하지 않으며 본 발명의 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 형태의 변형이 가능함은 이 분야의 통상의 지식을 가진 자에게는 자명한 사실이며, 이러한 형태의 변형은, 본 발명의 정신에 위배되지 않는 범위 내에서 본 발명의 특허청구범위에 속한다고 볼 것이다.　
도 1은 면광원 램프의 글로우 방전에 따른 전면 방전 상태를 나타낸 사진이다.
도 2는 면광원의 구동을 위한 램프 전압 및 램프 전류를 도시한 그래프이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 면광원 구동회로를 도시한 구성도이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 면광원 구동회로의 동작을 도시한 타이밍도이다.
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 면광원 구동회로의 모드 1에서의 등가회로를 도시한 구성도이다.
도 6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 면광원 구동회로의 모드 2에서의 등가회로를 도시한 구성도이다.
도 7은 본 발명의 제1 실시예에 따른 면광원 구동회로의 모드 3에서의 등가회로를 도시한 구성도이다.
도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 면광원 구동회로를 도시한 구성도이다.
도 9는 본 발명의 제3 실시예에 따른 면광원 구동회로를 도시한 구성도이다.
도 10은 본 발명의 제3 실시예에 따른 면광원 구동회로의 동작을 도시한 타이밍도이다.
도 11은 본 발명의 제3 실시예에 따른 면광원 구동회로의 모드 0에서의 등가회로를 도시한 구성도이다.
도 12는 본 발명의 제4 실시예에 따른 면광원 구동회로를 도시한 구성도이 다.
도 13은 본 발명의 제4 실시예에 따른 면광원 구동회로의 동작을 도시한 타이밍도이다.
도 14는 본 발명의 제4 실시예에 따른 면광원 구동회로의 모드 1에서의 등가회로를 도시한 구성도이다.
도 15는 본 발명의 제4 실시예에 따른 면광원 구동회로의 모드 2에서의 등가회로를 도시한 구성도이다.
도 16은 본 발명의 제4 실시예에 따른 면광원 구동회로의 모드 3에서의 등가회로를 도시한 구성도이다.
도 17은 본 발명의 제4 실시예에 따른 면광원 구동회로의 모드 5에서의 등가회로를 도시한 구성도이다.
도 18은 본 발명의 제4 실시예에 따른 면광원 구동회로의 모드 6에서의 등가회로를 도시한 구성도이다.
도 19는 본 발명의 제4 실시예에 따른 면광원 구동회로의 모드 7에서의 등가회로를 도시한 구성도이다.
도 20은 본 발명의 제5 실시예에 따른 면광원 구동회로의 동작을 도시한 타이밍도이다.
도 21은 본 발명의 제5 실시예에 따른 면광원 구동회로의 모드 0 및 모드 4'에서의 등가회로를 도시한 구성도이다.
도 22는 본 발명의 제6 실시예에 따른 면광원 구동회로를 도시한 구성도이 다.
도 23은 본 발명의 제6 실시예에 따른 면광원 구동회로의 동작을 도시한 타이밍도이다.
도 24는 본 발명의 제6 실시예에 따른 면광원 구동회로의 모드 1에서의 등가회로를 도시한 구성도이다.
도 25는 본 발명의 제6 실시예에 따른 면광원 구동회로의 모드 2에서의 등가회로를 도시한 구성도이다.
도 26은 본 발명의 제7 실시예에 따른 면광원 구동회로를 도시한 구성도이다.
도 27은 본 발명의 제7 실시예에 따른 면광원 구동회로의 모드 1에서의 등가회로를 도시한 구성도이다.
도 28은 본 발명의 제8 실시예에 따른 면광원 구동회로를 도시한 구성도이다.
도 29는 본 발명의 제8 실시예에 따른 면광원 구동회로의 동작을 도시한 타이밍도이다.
도 30은 본 발명의 제8 실시예에 따른 면광원 구동회로의 모드 1에서의 등가회로를 도시한 구성도이다.
도 31은 본 발명의 제8 실시예에 따른 면광원 구동회로의 모드 2에서의 등가회로를 도시한 구성도이다.
도 32는 본 발명의 제8 실시예에 따른 면광원 구동회로의 모드 3에서의 등가 회로를 도시한 구성도이다.
도 33은 본 발명의 제8 실시예에 따른 면광원 구동회로의 모드 4에서의 등가회로를 도시한 구성도이다.
도 34는 본 발명의 제9 실시예에 따른 면광원 구동회로의 동작을 도시한 타이밍도이다.
도 35는 본 발명의 제9 실시예에 따른 면광원 구동회로의 모드 0에서의 등가회로를 도시한 구성도이다.
도 36은 본 발명의 제9 실시예에 따른 면광원 구동회로의 모드 2'에서의 등가회로를 도시한 구성도이다.
도 37은 본 발명의 제10 실시예에 따른 면광원 구동회로를 도시한 구성도이다.
도 38은 본 발명의 제10 실시예에 따른 면광원 구동회로의 동작을 도시한 타이밍도이다.
도 39는 본 발명의 제11 실시예에 따른 면광원 구동회로의 동작을 도시한 타이밍도이다.
도 40은 본 발명의 제12 실시예에 따른 면광원 구동회로를 도시한 구성도이다.
도 41은 본 발명의 제12 실시예에 따른 면광원 구동회로를 도시한 또 다른 구성도이다.
도 42는 본 발명의 제12 실시예에 따른 면광원 구동회로의 동작을 도시한 타 이밍도이다.
도 43은 본 발명의 제12 실시예에 따른 면광원 구동회로의 모드 1에서의 등가회로를 도시한 구성도이다.
도 44는 본 발명의 제12 실시예에 따른 면광원 구동회로의 모드 2에서의 등가회로를 도시한 구성도이다.
도 45는 본 발명의 제12 실시예에 따른 면광원 구동회로의 모드 3에서의 등가회로를 도시한 구성도이다.
도 46은 본 발명의 제12 실시예에 따른 면광원 구동회로의 모드 4에서의 등가회로를 도시한 구성도이다.
도 47은 본 발명의 제13 실시예에 따른 면광원 구동회로의 동작을 도시한 타이밍도이다.
도 48은 본 발명의 제13 실시예에 따른 면광원 구동회로의 모드 0에서의 등가회로를 도시한 구성도이다.
도 49는 본 발명의 제13 실시예에 따른 면광원 구동회로의 모드 2'에서의 등가회로를 도시한 구성도이다.
도 50은 본 발명의 제14 실시예에 따른 면광원 구동회로를 도시한 구성도이다.
도 51은 본 발명의 제14 실시예에 따른 면광원 구동회로를 도시한 또 다른 구성도이다.
도 52는 본 발명의 제14 실시예에 따른 면광원 구동회로의 동작을 도시한 타 이밍도이다.
도 53은 본 발명의 제15 실시예에 따른 면광원 구동회로의 동작을 도시한 타이밍도이다.
도 54는 본 발명의 제16 실시예에 따른 면광원 구동회로를 도시한 구성도이다.
도 55는 본 발명의 제16 실시예에 따른 면광원 구동회로를 도시한 또 다른 구성도이다.
도 56은 본 발명의 제16 실시예에 따른 면광원 구동회로의 동작을 도시한 타이밍도이다.
도 57은 본 발명의 제16 실시예에 따른 면광원 구동회로의 모드 1에서의 등가회로를 도시한 구성도이다.
도 58은 본 발명의 제16 실시예에 따른 면광원 구동회로의 모드 2에서의 등가회로를 도시한 구성도이다.
도 59는 본 발명의 제16 실시예에 따른 면광원 구동회로의 모드 3에서의 등가회로를 도시한 구성도이다.
도 60은 본 발명의 제16 실시예에 따른 면광원 구동회로의 모드 4에서의 등가회로를 도시한 구성도이다.
도 61은 본 발명의 제17 실시예에 따른 면광원 구동회로를 도시한 구성도이다.

Claims (54)

  1. 2차 권선이 면광원의 전원 단자 양단에 결합되어 상기 면광원에 구동 전압을 공급하는 변압기;
    상기 변압기의 1차 권선의 양단에 각각 연결된 스위치들을 포함하고, 상기 스위치들의 온/오프 동작에 따라 입력 전압원 및 커패시터에서 출력되는 전압을 펄스 형태로 전환하여 상기 변압기에 인가하는 스위칭 모듈;
    소프트 스위칭 및 전력 회수 구동을 위하여 상기 스위치 각각에 병렬 연결된 다이오드들을 포함하는 다이오드 모듈;
    상기 변압기의 1차 권선의 일단 및 상기 변압기의 1차 권선의 일단에 연결된 상기 스위치에 연결되어, 상기 변압기에 공급되는 전류 또는 상기 변압기에서 출력되는 전류를 통과시키는 인덕터; 및
    상기 인덕터와 접지 사이에 연결되며, 미리 설정된 전압으로 충전되어 직류 전압원으로 동작하는 상기 커패시터를 포함하는 것을 특징으로 하는 면광원 구동회로.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 다이오드 모듈은,
    애노드 전극이 상기 변압기의 1차 권선의 일단에 연결되고, 캐소드 전극이 입력 전압원에 연결되는 제1 다이오드; 및
    캐소드 전극이 상기 변압기의 1차 권선의 타단에 연결되고 애노드 전극이 접 지에 연결되는 제2 다이오드를 포함하는 것을 특징으로 하는 면광원 구동회로.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 스위칭 모듈은,
    상기 변압기의 1차 권선의 일단과 입력 전압원 사이에 연결되는 제1 스위치; 및
    상기 변압기의 1차 권선의 타단과 접지 사이에 연결되는 제2 스위치를 포함하는 것을 특징으로 하는 면광원 구동회로.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 스위칭 모듈은,
    상기 제1 스위치 및 상기 제2 스위치의 온/오프에 따라 4가지 모드가 순차적으로 동작하며,
    상기 4가지 모드는,
    상기 제1 스위치가 오프이며 상기 제2 스위치가 온인 모드 1; 상기 제1 및 제2 스위치가 온인 모드 2; 상기 제1 스위치가 오프이며 상기 제2 스위치가 온인 모드 3; 및 상기 제1 및 제2 스위치가 오프인 모드 4인 것을 특징으로 하는 면광원 구동회로.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 커패시터와 입력 전압원 사이에 연결되며 미리 설정된 전압으로 충전되어 직류 전압원으로 동작하는 제2 커패시터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 면광원 구동회로.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 스위칭 모듈은,
    상기 변압기의 1차 권선의 일단과 입력 전압원 사이에 연결되는 제1 스위치;
    상기 변압기의 1차 권선의 타단과 접지 사이에 연결되는 제2 스위치; 및
    상기 변압기의 1차 권선의 일단과 접지 사이에 연결되어 주기적으로 온/오프 스위칭 동작을 수행하는 제3 스위치를 포함하는 것을 특징으로 하는 면광원 구동회로.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 제1 내지 제3 스위치의 온/오프에 따라 5가지 모드가 순차적으로 동작하며,
    상기 5가지 모드는,
    상기 제1 및 제2 스위치가 오프이며 상기 제3 스위치가 온인 모드 0; 상기 제1 및 제3 스위치가 오프이며 상기 제2 스위치가 온인 모드 1; 상기 제3 스위치가 오프이며 상기 제1 및 제2 스위치가 온인 모드 2; 상기 제1 및 제3 스위치가 오프이며 상기 제2 스위치가 온인 모드 3; 및 상기 제1 내지 제3 스위치가 오프인 모드 4인 것을 특징으로 하는 면광원 구동회로.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 변압기의 1차 권선에 연결되어, 상기 변압기가 포화되는 것을 방지하는 리셋 회로를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 면광원 구동회로.
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 삭제
  14. 삭제
  15. 삭제
  16. 삭제
  17. 삭제
  18. 삭제
  19. 삭제
  20. 삭제
  21. 삭제
  22. 삭제
  23. 삭제
  24. 삭제
  25. 삭제
  26. 삭제
  27. 삭제
  28. 삭제
  29. 삭제
  30. 삭제
  31. 삭제
  32. 삭제
  33. 삭제
  34. 삭제
  35. 삭제
  36. 삭제
  37. 삭제
  38. 삭제
  39. 삭제
  40. 삭제
  41. 삭제
  42. 삭제
  43. 삭제
  44. 삭제
  45. 삭제
  46. 삭제
  47. 삭제
  48. 삭제
  49. 삭제
  50. 삭제
  51. 삭제
  52. 삭제
  53. 삭제
  54. 삭제
KR1020070081094A 2007-08-13 2007-08-13 변압기를 채택한 펄스형 면광원 구동회로 KR100893187B1 (ko)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020070081094A KR100893187B1 (ko) 2007-08-13 2007-08-13 변압기를 채택한 펄스형 면광원 구동회로
PCT/KR2008/004539 WO2009022804A2 (en) 2007-08-13 2008-08-05 Planar light-source pulse-type driving circuit adopting a transformer

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020070081094A KR100893187B1 (ko) 2007-08-13 2007-08-13 변압기를 채택한 펄스형 면광원 구동회로

Related Child Applications (3)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020080089125A Division KR100910776B1 (ko) 2008-09-10 2008-09-10 변압기를 채택한 펄스형 면광원 구동회로
KR1020080089123A Division KR100900259B1 (ko) 2008-09-10 2008-09-10 변압기를 채택한 펄스형 면광원 구동회로
KR1020080089124A Division KR100900260B1 (ko) 2008-09-10 2008-09-10 변압기를 채택한 펄스형 면광원 구동회로

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20090016826A KR20090016826A (ko) 2009-02-18
KR100893187B1 true KR100893187B1 (ko) 2009-04-16

Family

ID=40351274

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020070081094A KR100893187B1 (ko) 2007-08-13 2007-08-13 변압기를 채택한 펄스형 면광원 구동회로

Country Status (2)

Country Link
KR (1) KR100893187B1 (ko)
WO (1) WO2009022804A2 (ko)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012532407A (ja) * 2009-06-30 2012-12-13 コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ 直流を交流パルス電圧に変換する回路
US20120104960A1 (en) * 2009-06-30 2012-05-03 Koninklijke Philips Electronics N.V. Circuit for converting dc into ac pulsed voltage
EP2389047B1 (de) * 2010-05-14 2012-11-28 Karlsruher Institut für Technologie Schaltungsanordnung und Verfahren für den effizienten Betrieb einer kapazitiven Last
FR3055494B1 (fr) 2016-08-25 2018-09-21 Clarteis Generateur d'impulsions electriques

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5844540A (en) 1994-05-31 1998-12-01 Sharp Kabushiki Kaisha Liquid crystal display with back-light control function
KR20030066422A (ko) * 2002-01-30 2003-08-09 문건우 플라즈마 디스플레이 패널을 위한 구동회로 및 전원장치
KR20060036952A (ko) * 2004-10-27 2006-05-03 엘지.필립스 엘시디 주식회사 백라이트 구동장치 및 이를 구비한 액정표시장치

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6674250B2 (en) * 2000-04-15 2004-01-06 Guang-Sup Cho Backlight including external electrode fluorescent lamp and method for driving the same
KR100388999B1 (ko) * 2001-07-13 2003-06-25 삼성전자주식회사 회전형 디스플레이를 구비한 캠코더
KR100582194B1 (ko) * 2004-07-07 2006-05-23 주식회사 브리지텍 진본성 입증방법 및 장치

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5844540A (en) 1994-05-31 1998-12-01 Sharp Kabushiki Kaisha Liquid crystal display with back-light control function
KR20030066422A (ko) * 2002-01-30 2003-08-09 문건우 플라즈마 디스플레이 패널을 위한 구동회로 및 전원장치
KR20060036952A (ko) * 2004-10-27 2006-05-03 엘지.필립스 엘시디 주식회사 백라이트 구동장치 및 이를 구비한 액정표시장치

Also Published As

Publication number Publication date
KR20090016826A (ko) 2009-02-18
WO2009022804A3 (en) 2009-04-30
WO2009022804A2 (en) 2009-02-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100716859B1 (ko) 발광 다이오드 구동용 반도체 회로, 및 그것을 구비한 발광다이오드 구동 장치
US7486055B2 (en) DC-DC converter having a diode module with a first series circuit and a second series with a flywheel diode
KR0166432B1 (ko) 전계발광 소자용 전계발광 소자 점등 장치 및 방법
EP2375554B1 (en) Lighting device and illumination fixture using the same
KR20070086112A (ko) 발광 다이오드 구동용 반도체 회로 및 발광 다이오드 구동장치
JP5937455B2 (ja) Ｌｅｄ駆動回路
US7362598B2 (en) Synchronous rectifier gate drive shutdown circuit
JP2009516923A (ja) Ｌｅｄセルを駆動するための装置
KR100893187B1 (ko) 변압기를 채택한 펄스형 면광원 구동회로
KR100900260B1 (ko) 변압기를 채택한 펄스형 면광원 구동회로
RU2670426C2 (ru) Возбудитель светоизлучающего диода с питанием дифференциальным напряжением
JP3648214B2 (ja) 自励発振同期式ブーストコンバータ
Nguyen et al. Compact, isolated and simple to implement gate driver using high frequency transformer
KR100900259B1 (ko) 변압기를 채택한 펄스형 면광원 구동회로
KR100910776B1 (ko) 변압기를 채택한 펄스형 면광원 구동회로
CN102403896A (zh) 基于MOSFET的自激式Boost变换器
US8513903B2 (en) Discharge lamp lighting device
CN201307389Y (zh) 用于真空荧光显示器的驱动电源电路
KR100838415B1 (ko) 액정 표시 장치의 면광원 구동회로
KR100864739B1 (ko) 액정 표시 장치의 면광원 구동회로
CN102510217A (zh) 基于MOSFET的自激式Zeta变换器
JP2000268992A (ja) 放電灯点灯装置
JPH0549265A (ja) 負荷電源回路、負荷駆動用電源回路および負荷交流駆動方法
KR100895095B1 (ko) 전류원을 이용한 펄스형 면광원 구동회로
JP2018121475A (ja) 電力変換装置

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
A107 Divisional application of patent
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20120409

Year of fee payment: 4

LAPS Lapse due to unpaid annual fee