KR100895445B1 - 복합 디밍 회로 - Google Patents

Abstract

본 발명은 복합 디밍 회로에 관한 것으로서, 이를 위해 본 발명에 따른 실시예의 복합 디밍 회로에서는 오차증폭부, 신호 인가부, 및 피드백 부분에 연결되어 오차증폭부의 반전 단자로 입력되는 피드백 신호를 제어하여 아날로그 디밍을 수행하기 위한 피드백 전압이 기준 전압 이상이 되도록 하는 피드백신호 제어부를 포함하고 있어, 오차증폭기의 피드백 전압이 기준 전압보다 일정 이상 높도록 제어함으로써 기존의 버스트 디밍 방식보다 신호 지연에 따른 버스트 디밍 특성을 개선하고, 오차증폭기의 기준전압 변화에 따른 버스트 디밍 특성 변화에 따른 문제점들도 해결할 수 있는 효과를 제공하여 준다.

복합 디밍 회로, 아날로그 디밍, 버스트 디밍, 오차증폭기, 피드백 전압, 전류 미러 회로

Description

복합 디밍 회로{dimming circuit}

도 1은 종래 기술에 따른 디밍 회로의 구성을 도시한 회로도이다.

도 2는 도 1의 각 구성요소에 대한 신호 파형을 도시한 도면이다.

도 3는 본 발명에 따른 실시예의 복합 디밍 회로의 구성을 도시한 도면이다.

도 4는 도 3의 각 구성요소에 대한 신호 파형을 도시한 도면이다.

본 발명은 램프의 밝기를 조절할 수 있는 디밍(dimming) 회로에 관한 것으로, 보다 상세하게는 버스트 디밍시 피드백 전압을 제어하여 버스트 디밍의 온/오프시 지연에 의한 디밍 특성을 개선하기 위한 복합 디밍 회로에 관한 것이다.

LCD 백라이트(Backlight) 인버터에 있어 냉음극관 불밝기를 제어기 위한 목적으로 아날로그 디밍(analog dimming)과 버스트 디밍(burst dimming) 기능을 사용하고 있다.

버스트 디밍 회로는 보통 100㎑의 메인 스위치의 스위칭 주파수에 200㎐의 버스트 디밍 주파수를 실어주고, 이 버스트 디밍 주파수의 온-듀티(on-duty)를 조절하여 메인 스위치의 온/오프 기간을 결정하기 때문에 스위칭이 간헐적으로 일어 나도록 함으로써 램프의 밝기를 조절하는 방식이다.

아날로그 디밍 회로는 램프에 흐르는 전류를 전압의 형태로 피드백할 때 오차 증폭기의 기준 전압만을 가변함으로써 램프의 밝기를 조절하는 방식이다.

그런데, 버스트 디밍 회로와 아날로그 디밍 회로는 각각을 독립적으로 사용하면 램프의 밝기를 0~100%의 완전 디밍이 불가능하기 때문에 버스트 디밍 기능와 아날로그 디밍 기능을 병행하여 사용하고 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 디밍 회로의 구성을 도시한 회로도이고, 도 2는 도 1의 각 구성요소에 대한 신호 파형을 도시한 도면이다.

도 1에 나타나 있듯이, 종래 기술에 따른 디밍 회로는 오차 증폭기(OP)와, 버스트 디밍 신호(Vsb)에 의해 온/오프 동작되는 트랜지스터(Q1)를 포함한다.

이러한 버스트 디밍 회로의 동작은 아날로그 디밍시 오차증폭기(OP)의 출력전압(Vcomp)을 제어하고 있다. 이러한 제어 동작은 도 2에 도시된 바와 같이 버스트 디밍 온 구간에서 버스트 디밍 신호(Vsb)가 인가되면 피드백 전압(Vfb)이 기준 전압(Vb) 이하인 제로 전압 수준이 된다.

버스트 디밍이 완료되는 시점에서는 오차증폭기(Amp)의 출력전압(Vcomp)은 시스템이 요구하는 전압까지 도달해야 하므로 지연되어 안정적인 디밍을 할 수 없다 문제점이 있다.

본 발명은 위의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 버스트 디밍시 피드백 전압을 제어하여 피드백 전압 및 오차 증폭기의 출력 전압의 지연을 최소화하기 위한 복합 디밍 회로를 제공하는 것이다.

상기한 바와 같은 목적을 실현하기 위한 본 발명에 따른 복합 디밍 회로의 특징은, 램프와 연결된 피드백 부분의 피드백 전압를 반전 단자로 입력받고, 기준 전압 공급 부분의 기준 전압을 비반전 단자로 입력받아 각 단자에서 입력되는 신호 상태에 따른 비교 신호를 출력하는 오차증폭부; 상기 피드백 부분에 연결되어 상기 오차증폭부의 반전 단자로 입력되는 피드백 신호를 제어하여 아날로그 디밍을 수행하기 위한 상기 피드백 전압이 기준 전압 이상이 되도록 하는 피드백신호 제어부; 및 상기 피드백 신호 제어부와 피드백 부분 사이에 연결되어 상기 피드백 신호 제어부의 제어 동작 시점을 지시하고, 버스트 디밍 온/오프 동작을 지시하는 버스트 디밍 신호를 생성 출력하는 신호 인가부를 포함한다.

상기 피드백신호 제어부는 신호 인가부의 버스트 디밍 신호에 의해 동작되어 상기 피드백 전압을 제어하는 전류를 출력한다. 상기 오차증폭부의 반전단자와 연결되는 피드백 부분은 상기 피드백신호 제어부와 다이오드를 통해 연결된다.

상기 피드백 신호 제어부는,

입력측 트랜지스터와 출력측 트랜지스터를 구비하여 일정한 미러 출력 전류를 출력하는 전류미러 회로; 상기 전류미러 회로의 입력측 트랜지스터로 제1 전압을 공급하는 제1 전압 공급회로; 및 상기 전류미러 회로의 출력측 트랜지스터로 제2 전압을 공급하는 제2 전압공급회로를 포함한다.

상기 전류미러 회로는 2개의 PNP 트랜지스터를 구비하고, 상기 두 개의 PNP 트랜지스터의 각 베이스단이 서로 연결되고, 상기 제1 전압공급회로는 상기 입력측 트랜지스터의 컬렉터 단과 자신의 컬렉터 단이 서로 연결되고, 상기 제1 전압이 베이스 단으로 공급되는 NPN 트랜지스터; 및 상기 NPN 트랜지스터의 에미터 단에 일측이 연결되고, 타측이 접지되는 저항을 포함한다.

상기 제2 전압공급회로는 상기 출력측 트랜지스터의 컬렉터 단과 접지 사이에 저항, 다이오드, 기준전압 공급원이 차례로 연결된다.

한편, 상기 신호인가부는 상기 피드백신호 제어부와 컬렉터 단이 연결되고, 상기 버스트디밍 신호가 베이스단으로 입력되며, 접지가 에미터 단에 연결되는 NPN 트랜지스터를 포함한다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있는 바람직한 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 3는 본 발명에 따른 실시예의 복합 디밍 회로의 구성을 도시한 도면이다.

도 3에 나타나 있듯이, 본 발명에 따른 실시예의 복합 디밍 회로는 크게 오차증폭부(OP)와, 피드백신호 제어부(11, 13, 15), 및 신호 인가부(20)를 포함한다.

오차증폭부(OP)는 오차증폭기로 램프와 연결된 피드백 부분의 피드백 전압(Vfb)를 반전 단자(-)로 입력받고, 기준 전압 공급 부분의 기준 전압(Vb)을 비반전 단자(+)로 입력받아 각 단자에서 입력되는 신호 상태에 따른 비교 신호(Vcomp)를 출력한다.

피드백신호 제어부(11, 13, 15)는 피드백 부분에 연결되어 오차증폭부(OP)의 반전 단자로 입력되어 아날로그 디밍을 수행하기 위한 피드백 전압이 기준 전압 이상이 되도록 한다.

오차증폭부(OP)의 반전단자와 연결되는 피드백 부분은 피드백신호 제어부(11, 13, 15)와 제2 다이오드(D2)를 통해 연결되어 있다.

신호 인가부(20)는 피드백 신호 제어부와 피드백 부분 사이에 연결되어 피드백 신호 제어부의 피드백 전압의 제어 동작 시점을 지시하고, 버스트 디밍 온/오프 동작을 지시하는 버스트 디밍 신호(Vsb)를 출력한다.

이때, 피드백신호 제어부(11, 13, 15)는 신호 인가부(20)의 버스트 디밍 신호에 의해 동작되어 피드백 전압을 제어하는 미러 출력 전류(Im)를 출력한다.

따라서, 피드백 신호 제어부는 전류미러 회로(11), 제1 전압공급회로(13), 및 제2 전압공급회로(15)를 포함한다.

전류미러 회로(11)는 입력측 트랜지스터(Q3)와 출력측 트랜지스터(Q4)를 구비하여 일정한 미러 출력 전류를 출력하는데, 이러한 전류미러 회로(11)는 2개의 PNP 트랜지스터(Q3, Q4)의 각 베이스단이 서로 연결되어 있다

그리고, 제1 전압공급회로(13)는 전류미러 회로(11)의 Q3로 제1 전압(Va)을 공급하고, 제2 전압 공급회로는 전류미러 회로(11)의 Q4로 제2 전압(Vb)을 공급한다.

이를 위해 제1 전압공급회로(13)는 NPN 트랜지스터(Q3)와 저항(R1)으로 구성되고, Q2의 컬렉터 단은 Q3의 컬렉터 단과 연결되고, Q2의 베이스 단에는 Va가 인가되며, R1은 Q2의 에미터 단과 접지 사이에 연결된다.

한편, 제2 전압공급회로(15)는 R2, D1, Vb로 구성되고, R2, D1, Vb는 Q4의 컬렉터 단과 접지 사이에 차례로 연결되어 있다.

이와 같이 구성되는 본 발명에 따른 실시예의 복합 디밍 회로의 동작을 첨부된 도면을 참고하여 살펴보면 다음과 같다.

도 4는 도 3의 각 구성요소에 대한 신호 파형을 도시한 도면이다.

도 4를 참고하면, 신호 인가부(20)에서 버스트 디밍 신호(Vsb)가 인가되면, 전류미러 회로(11)에서 미러 출력 전류(Im)이 피드백 부분으로 인가된다. 이때, Im은 R1에 의해 다음 수학식 1과 같이 결정된다.

따라서, 피드백 전압(Vfb)은 오차증폭부(OP)의 기준 전압(Vb)보다 높은 전압이 되어 오차증폭부(OP)의 출력 전압(Vcomp)이 낮은 전압이 되므로 이 출력 전압에 의해 버스트 디밍이 구현된다.

이때, 버스트 디밍의 온 구간에서 버스트 디밍의 오프 구간으로 변경될 때, 피드백 전압은 일정 전압, 즉 기준 전압 수준까지 도달해야 하며, 아날로그 디밍 전압에 따라 디밍 특성이 변화된다.

피드백 전압은 Im과 R2을 사용하여 오차증폭부(OP)의 기준 전압과 일정한 전압차(ΔV=Im×R2)를 유지하고 있다.

이러한 피드백 전압과 기준전압 간의 전압 차이(ΔV)는 버스트 디밍시 오차 증폭기의 동작 특성을 결정하게 되고, 오차증폭기의 기준전압에 상관없이 일정한 버스트 디밍 특성을 구현하도록 한다.

상기 도면과 발명의 상세한 설명은 단지 본 발명의 예시적인 것으로서, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

본 발명에 의한 복합 디밍 회로는 오차증폭기의 피드백 전압이 기준 전압보다 일정 이상 높도록 제어함으로써 기존의 버스트 디밍 방식보다 신호 지연에 따른 버스트 디밍 특성을 개선하고, 오차증폭기의 기준전압 변화에 따른 버스트 디밍 특성 변화에 따른 문제점들도 해결할 수 있는 효과가 있다.

Claims (8)

1. 램프와 연결된 피드백 부분의 피드백 전압를 반전 단자로 입력받고, 기준 전압 공급 부분의 기준 전압을 비반전 단자로 입력받아 각 단자에서 입력되는 신호 상태에 따른 비교 신호를 출력하는 오차증폭부;

   버스트 디밍 신호에 따라 상기 피드백 전압을 제어하는 피드백 신호 제어부; 및

   상기 피드백 신호 제어부와 상기 피드백 부분에 연결되어 버스트 디밍 온 또는 오프 동작을 지시하는 상기 버스트 디밍 신호를 생성 출력하는 신호 인가부를 포함하고,

   상기 피드백 신호 제어부는 상기 버스트 디밍 온 동작을 지시하는 버스트 디밍 신호에 따라 상기 피드백 전압을 상기 기준 전압보다 큰 전압이 되도록 제어하고, 상기 버스트 디밍 오프 동작을 지시하는 버스트 디밍 신호에 따라 상기 피드백 전압을 상기 기준 전압과 동일한 전압이 되도록 제어하는 복합 디밍 회로.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 피드백신호 제어부는 신호 인가부의 버스트 디밍 신호에 의해 동작되어 상기 피드백 전압을 제어하는 전류를 출력하는 복합 디밍 회로.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 오차증폭부의 반전단자와 연결되는 피드백 부분은 상기 피드백신호 제어부와 다이오드를 통해 연결되는 복합 디밍 회로
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 피드백 신호 제어부는,

   입력측 트랜지스터와 출력측 트랜지스터를 구비하여 일정한 미러 출력 전류를 출력하는 전류미러 회로;

   상기 전류미러 회로의 입력측 트랜지스터로 제1 전압을 공급하는 제1 전압 공급회로; 및

   상기 전류미러 회로의 출력측 트랜지스터로 제2 전압을 공급하는 제2 전압공급회로

   를 포함하는 복합 디밍 회로.
5. 제 4 항에 있어서,

   상기 전류미러 회로는,

   2개의 PNP 트랜지스터를 구비하고, 상기 두 개의 PNP 트랜지스터의 각 베이스단이 서로 연결되는 복합 디밍 회로.
6. 제 4 항에 있어서,

   상기 제1 전압공급회로는,

   상기 입력측 트랜지스터의 컬렉터 단과 자신의 컬렉터 단이 서로 연결되고, 상기 제1 전압이 베이스 단으로 공급되는 NPN 트랜지스터; 및

   상기 NPN 트랜지스터의 에미터 단에 일측이 연결되고, 타측이 접지되는 저항

   를 포함하는 복합 디밍회로.
7. 제 4 항에 있어서,

   상기 제2 전압공급회로는,

   상기 출력측 트랜지스터의 컬렉터 단과 접지 사이에 저항, 다이오드, 기준전압 공급원이 차례로 연결되는 복합 디밍 회로.
8. 제 1 항에 있어서,

   상기 신호인가부는,

   상기 피드백신호 제어부와 컬렉터 단이 연결되고, 상기 버스트디밍 신호가 베이스단으로 입력되며, 접지가 에미터 단에 연결되는 NPN 트랜지스터를 포함하는 복합 디밍 회로.

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