KR100900259B1 - Planar light-source pulse-type driving circuit adopting a transformer - Google Patents
Planar light-source pulse-type driving circuit adopting a transformer Download PDFInfo
- Publication number
- KR100900259B1 KR100900259B1 KR1020080089123A KR20080089123A KR100900259B1 KR 100900259 B1 KR100900259 B1 KR 100900259B1 KR 1020080089123 A KR1020080089123 A KR 1020080089123A KR 20080089123 A KR20080089123 A KR 20080089123A KR 100900259 B1 KR100900259 B1 KR 100900259B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- light source
- surface light
- transformer
- mode
- switches
- Prior art date
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
-
- 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
- G02F1/1336—Illuminating devices
-
- 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
- H05B41/16—Circuit arrangements in which the lamp is fed by dc or by low-frequency ac, e.g. by 50 cycles/sec ac, or with network frequencies
-
- 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
- H05B41/36—Controlling
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)
- Led Devices (AREA)
- Dc-Dc Converters (AREA)
- Circuit Arrangement For Electric Light Sources In General (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.A transformer having a secondary winding coupled to both ends of the power supply terminal of the surface light source to supply driving voltage to the surface light source; A switching module connected to the primary winding of the transformer, the switching module including one or more switches and converting the voltages output from an input voltage source and a capacitor into pulses according to on / off operations of the one or more switches and applying them to the transformer; A diode module including one or more diodes connected in parallel to each of said one or more switches for soft switching and power recovery driving; An inductor connected to one end of a primary winding of the transformer and configured to pass a current supplied to the transformer or a current output from the transformer; And a capacitor connected between the inductor and the ground and charged with a predetermined voltage to operate as a DC voltage source. The surface light source driving circuit according to the present invention implements a function of an energy recovery circuit for optimal efficiency driving of the surface light source, and can minimize the power loss generated in the driving circuit and the energy recovery circuit. By simplifying the components put into production, the size and cost of the product can be minimized.
면광원, 구동, 변압기, 펄스 Surface light source, drive, transformer, pulse
Description
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. The present invention relates to a pulsed surface light source driving circuit employing a transformer, and in detail, to reduce power consumption through energy recovery circuit technology to optimize the light efficiency, and to use the transformer to manufacture components for high voltage pulse driving circuits. The present invention relates to a surface light source driving circuit capable of minimizing product size and cost by simplifying.
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. The development of high quality light emitting technology and low cost technology for light source systems, which are being actively researched in the display and lighting market, and high efficiency technologies to reduce power consumption, can be achieved in the existing one-dimensional or none-dimensional state. This is achieved through a new planar light source, which is completely different from the method of spreading light from a light source into a plane. 1 is a photograph showing a front discharge state of a surface light source as an example of the operation of the planar light source described above. Furthermore, in preparation for the upcoming environmental regulations, new researches are being made at home and abroad on the manufacturing technology for mercury-free flat panel light sources and various driving methods for them.
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.Currently available is the use of xenon gas instead of mercury, which results in a significantly higher drive voltage. Cold Cathode Fluorescent Lamp (CCFL), which is used as a back light unit (BLU) light source of existing LCD screens, is diffused to utilize environmental pollution and mercury light as surface light source by using mercury. There is a disadvantage that the energy efficiency is reduced by the plate (Diffusion layer). On the contrary, in the case of the mercury-free surface type light source, mercury is not used to prepare for the upcoming environmental regulations, and further, the manufacturing cost is reduced by not requiring a diffusion plate.
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. However, these light sources require a new driving waveform in the form of a pulse having a significantly shorter width than the switching period. 2 is a graph illustrating an exemplary driving waveform in the above-described pulse form. As shown in FIG. 2, the
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.In addition, an energy recovery circuit is essential to increase the power conversion efficiency of the mercury or mercury-type flat light source. However, since such a surface light source did not exist in the past, the surface light source was driven using a general-purpose high pressure pulse generator. However, this is not possible to recover energy, hard-switching at high pressure (Hard-switching) is not possible to obtain high efficiency, there was a large size problem due to many components.
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.The present invention for solving the above-described problems of the prior art, improves the power consumption and light efficiency, which was a problem of the driving method according to the prior art, and makes it possible to implement a high voltage pulse type drive inverter having an extremely small conduction rate with a simple structure It is also an object of the present invention to provide a pulse type surface light source driving circuit employing a transformer that can be applied to various devices by realizing high efficiency and low cost of the device through energy recovery circuit technology.
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.According to an aspect of the present invention, there is provided a surface light source driving circuit comprising: a transformer having a secondary winding coupled to both ends of a power terminal of a surface light source to supply a driving voltage to the surface light source; A switching module connected to the primary winding of the transformer, the switching module including one or more switches and converting the voltages output from an input voltage source and a capacitor into pulses according to on / off operations of the one or more switches and applying them to the transformer; A diode module including one or more diodes connected in parallel to each of said one or more switches for soft switching and power recovery driving; An inductor connected to one end of a primary winding of the transformer and configured to pass a current supplied to the transformer or a current output from the transformer; And the capacitor connected between the inductor and the ground and charged with a predetermined voltage to operate as a DC voltage source.
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.In accordance with another aspect of the present invention, a surface light source driving circuit includes: a transformer having a secondary winding coupled to both ends of a power supply terminal of the surface light source to supply a driving voltage to the surface light source; A switching module connected to the primary winding of the transformer, the switching module including one or more switches and converting the voltages output from an input voltage source and a capacitor into pulses according to on / off operations of the one or more switches and applying them to the transformer; A diode module including one or more diodes connected in parallel to each of said one or more switches for soft switching and power recovery driving; An inductor connected to the diode module to pass a current supplied to the transformer or a current output from the transformer; And the capacitor connected between the inductor and the ground and charged with a predetermined voltage to operate as a DC voltage source.
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.In accordance with another aspect of the present invention, there is provided a surface light source driving circuit comprising: a transformer including a magnetizing inductor at a primary side, and a secondary winding coupled to both ends of a power supply terminal of the surface light source to supply a driving voltage to the surface light source; A switching module connected to the primary winding of the transformer, the switching module including one or more switches and converting the voltage output from an input voltage source into pulses according to on / off operation of the one or more switches to apply the voltage to the transformer; And a diode module including one or more diodes connected in parallel to the one or more switches for soft switching and power recovery driving.
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.In the surface light source driving circuit according to another aspect of the present invention, the primary winding and the secondary winding are located on the primary side, and one end of the secondary winding is connected to one end of the primary winding, and the magnetization inductor and the tertiary winding are connected to the secondary side. A transformer in which the third winding is coupled to both ends of the power supply terminal of the surface light source and supplies a driving voltage to the surface light source; And at least one switch connected to each of the primary winding, the secondary winding, and the magnetizing inductor of the transformer, and converts the voltage output from the input voltage source into a pulse form according to the on / off operation of the at least one switch. Applying a switching module; And a diode module including one or more diodes connected in parallel to the one or more switches for soft switching and power recovery driving.
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. According to another aspect of the present invention, there is provided a surface light source driving circuit comprising: a transformer having a secondary winding coupled to both ends of a power supply terminal of the surface light source to supply a driving voltage to the surface light source; A switching module connected to the primary winding of the transformer, the switching module including one or more switches and converting the voltage output from an input voltage source into pulses according to on / off operation of the one or more switches to apply the voltage to the transformer; A diode module comprising one or more diodes connected in parallel to the one or more switches for soft switching and power recovery driving; A first inductor connected to one end of a primary winding of the transformer and configured to pass a current supplied to the transformer or a current output from the transformer; And a second inductor connected to the other end of the primary winding of the transformer to pass a current supplied to the transformer or a current output from the transformer.
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.According to another aspect of the present invention, there is provided a surface light source driving circuit comprising: a transformer having a secondary winding coupled to both ends of a power supply terminal of the surface light source to supply a driving voltage to the surface light source; A first switch including one or more switches connected to one end of the primary winding of the transformer, and converting a voltage output from an input voltage source and a capacitor into pulses according to on / off operation of the one or more switches and applying the same to the transformer; Switching module; A diode module comprising one or more diodes connected in parallel to the one or more switches for soft switching and power recovery driving; An inductor connected to one end of a primary winding of the transformer and configured to pass a current supplied to the transformer or a current output from the transformer; A second switching module connected between the inductor and the capacitor and configured to pass a bidirectional current; And the capacitor connected between the second switching module and the ground and charged with a predetermined voltage to operate as a DC voltage source.
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.According to another aspect of the present invention, there is provided a surface light source driving circuit comprising: a transformer having a secondary winding coupled to both ends of a power supply terminal of the surface light source to supply a driving voltage to the surface light source; A first switch connected to the primary winding of the transformer and including one or more switches, and converting voltages output from an input voltage source and a capacitor into pulses according to on / off operations of the one or more switches and applying the same to the transformer; module; A diode module comprising one or more diodes connected in parallel to the one or more switches for soft switching and power recovery driving; A first inductor connected to one end of a primary winding of the transformer and configured to pass a current supplied to the transformer or a current output from the transformer; A second inductor connected to the other end of the primary winding of the transformer to pass a current supplied to the transformer or a current output from the transformer; A first capacitor connected between the first inductor and ground and charged with a predetermined voltage to operate as a DC voltage source; A second capacitor connected between the second inductor and ground and charged with a predetermined voltage to operate as a DC voltage source; And a second switching module connected between the first inductor and the first capacitor and between the second inductor and the second capacitor to pass a bidirectional current.
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.In accordance with another aspect of the present invention, there is provided a surface light source driving circuit comprising: a transformer including a magnetizing inductor at a primary side, and a secondary winding coupled to both ends of a power supply terminal of the surface light source to supply a driving voltage to the surface light source; A switching module including one or more switches connected to one end of the primary winding of the transformer, and converts the voltage output from the input voltage source and the capacitor in the form of a pulse according to the on / off operation of the at least one switch to apply to the transformer ; A diode module comprising one or more diodes connected in parallel to the one or more switches for soft switching the one or more switches; And the capacitor connected between the other end of the primary winding of the transformer and the ground and charged with a predetermined voltage to operate as a DC voltage source.
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.Using a pulsed surface light source driving circuit adopting a transformer in accordance with the present invention, high voltage pulse driving is possible by the simplest power converter structure that is responsible for boosting the voltage to high voltage for driving the surface light source in the transformer, thereby reducing the cost and The effect of efficiency increase can be acquired. In addition, the present invention enables pulse driving having an extremely short conductance rate through proper control of the switch module, and can also function as an energy recovery circuit for optimum efficiency driving when driving a surface light source. . In addition, the present invention can minimize the size and cost of the product by minimizing the power loss generated in the driving circuit and the energy recovery circuit, and simplify the components put into the circuit fabrication.
이하에서, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세히 살펴본다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings looks at in detail with respect to the preferred embodiment of the present invention.
실시예 1Example 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.3 is a block diagram showing a surface light source driving circuit according to a first embodiment of the present invention. The surface light source driving circuit according to the first embodiment is a unidirectional driving circuit in which the voltage applied to the surface light source has only one sign. Referring to FIG. 3, the surface light source driving circuit according to the first embodiment includes a capacitor C1, a transformer Tx, two diodes d1 and d2, two switches S1 and S2, and an inductor L1. It includes.
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. The transformer Tx is coupled to both ends of the power supply terminal of the
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. The switching module composed of the first and second switches S1 and S2 adjusts an input voltage applied to the transformer Tx so that a pulsed voltage is applied to the
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. Diode modules composed of the first and second diodes d1 and d2 are connected in parallel to each switch so that the switches are soft switched. In the first diode d1, an anode electrode is connected to one end of the primary winding of the transformer Tx, and a cathode electrode is connected to the input voltage source Vcc. The second diode d2 has a cathode electrode connected to the other end of the primary winding of the transformer Tx and an anode electrode connected to ground. The first and second diodes d1 and d2 pass forward current and block reverse current.
인덕터(L1)는 상기 변압기(Tx)의 1차 권선의 일단과 제1 커패시터(C1) 사이에 연결되어 전류를 통과시킨다. An inductor L1 is connected between one end of the primary winding of the transformer Tx and the first capacitor C1 to pass a current.
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.The capacitor C1 is connected between the inductor L1 and the ground and charged to a preset voltage. The capacitor C1 has a very large capacitance and operates as a direct current voltage source supplying a voltage to the primary winding of the transformer Tx.
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. The operation of the surface light source driving circuit according to the embodiment of the present invention configured as described above will be described with reference to FIGS. 4 to 7. 4 is a timing diagram showing the operation of the surface light source driving circuit according to the first embodiment of the present invention. In each waveform of the timing diagrams included in the present specification, resonance due to parasitic components was ignored. Referring to FIG. 4, the surface light source driving circuit according to the first embodiment is driven while the four modes are periodically circulated according to on / off of the first and second switches S1 and S2.
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).5 to 7 are diagrams showing equivalent circuits of the surface light source driving circuit in each mode. First, the first and second switches S1 and S2 are OFF before
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.Mode 1: Referring to Fig. 5,
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.Mode 2: Referring to FIG. 6,
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. Mode 3: Referring to FIG. 7,
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).When the surface light source voltage V lamp reaches near zero, the surface light source voltage V lamp is fixed to zero while the second diode d2 is turned on, and the primary side voltage of the transformer Tx is also fixed to zero. The second switch S2 is turned off while current flows to the diode d2 to obtain soft switching. If the voltage of the transformer Tx does not reach zero, the second switch S2 is forcibly turned off (hard switching).
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. Mode 4:
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.The circuit according to the first embodiment of the present invention described above uses a transformer as an ideal boosting element so that leakage and magnetization inductance do not participate in the main operation, and the input voltage source Vcc of the front end is more than several hundred volts (V). There is an advantage that can be designed so as not to increase the ramp voltage.
실시예 2Example 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.8 is a block diagram showing a surface light source driving circuit according to a second embodiment of the present invention. Referring to FIG. 8, the surface light source driving circuit according to the second embodiment includes a circuit in which a second capacitor C2 is added to the surface light source driving circuit according to the first embodiment described above with reference to FIGS. 3 to 7. to be.
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.The second capacitor C2 is connected between the inductor L1 and the input voltage source Vcc and charged to a preset voltage. In driving the
실시예 3Example 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. 9 is a block diagram showing a surface light source driving circuit according to a third embodiment of the present invention. The surface light source driving circuit according to the third embodiment is a circuit in which the current injection mode for soft switching is added to the surface light source driving circuit according to the first embodiment described above.
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.As shown in FIG. 9, the surface light source driving circuit according to the third embodiment is a circuit in which the third switch S3 is added to the surface light source driving circuit according to the first embodiment described above with reference to FIGS. 3 to 7. to be. The third switch S3 is connected between one end of the primary winding of the transformer Tx and the ground to periodically perform an on / off switching operation.
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.An operation of the surface light source driving circuit according to the third embodiment will be described with reference to FIG. 10 which is a timing diagram showing the operation of the surface light source driving circuit. As shown, the surface light source driving circuit according to the third embodiment is the same as the first embodiment of the
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. Mode 0: Referring to FIG. 11, Mode 0 in which the third switch S3 is on and the first and second switches S1 and S2 are off will be described. When the third switch S3 is turned on, current due to the voltage Vc of the capacitor C is refluxed through the inductor L1 and the third switch S3. Therefore, the voltage Vc of the capacitor C is applied to the inductor L1 so that the current i L constantly rises. After the value of the current i L flowing through the inductor L1 is uniformly formed, the second switch S2 is turned on and
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. The surface light source driving circuits according to the first and second embodiments attempted soft switching only by voltage resonance by the capacitor C, but the surface light source driving circuit according to the third embodiment uses the inductor L1 in mode 0. By increasing the current of the constant and then injecting it into the resonance, there is an advantage that can compensate for the energy insufficient for soft switching. 9 illustrates a circuit in which a third switch is added to the surface light source driving circuit according to the first embodiment shown in FIG. 3, but a third switch is applied to the surface light source driving circuit according to the second embodiment shown in FIG. 8. It is obvious that the same effect can be obtained even if added.
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.In the first to third embodiments described with reference to FIGS. 3 to 10, as a unidirectional driving circuit, a pulse of an output voltage (lamp voltage) is generated in only one direction, but an output voltage ( Pulses of the ramp voltage) may be generated in both directions. Hereinafter, the bidirectional driving will be described with reference to FIGS. 9 to 16.
실시예 4Example 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.12 is a block diagram showing a surface light source driving circuit according to a fourth embodiment of the present invention. The surface light source driving circuit according to the fourth embodiment is a surface light source driving circuit which can configure the sign of the voltage applied to the surface light source in both directions using one inductor. Referring to FIG. 9, the surface light source driving circuit according to the fourth embodiment includes an inductor L, a transformer Tx, a capacitor C, five diodes d0 to d4, and five switches S0 to S4. ).
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. The transformer Tx is coupled to both ends of the power supply terminal of the
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.The switching module composed of the connection switch S0 and the first to fourth switches S1 to S4 controls an input voltage applied to the transformer Tx so that a voltage in the form of a pulse is applied to the
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.The diode module including the connection diode d0 and the first to fourth diodes d1 to d4 serves to soft switch each switch. In the first diode d1, an anode electrode is connected to one end of the primary winding of the transformer Tx, and a cathode electrode is connected to the anode electrode of the connection diode d0. In the connection diode d0, an anode electrode is connected to the cathode electrode of the first diode d1, and a cathode electrode is connected to the input voltage source Vcc. The second diode d2 has a cathode electrode connected to one end of the primary winding of the transformer Tx and an anode electrode connected to ground. In the third diode d3, an anode electrode is connected to the other end of the primary winding of the transformer Tx, and a cathode electrode is connected to the inductor L. The fourth diode d4 has a cathode electrode connected to the other end of the primary winding of the transformer Tx, and an anode electrode connected to ground. The five diodes d0 to d4 pass forward current and block reverse current.
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. The inductor L is connected between the anode electrode of the connection diode d0, the cathode electrodes of the first and third diodes d1 and d3, and the capacitor C, and outputs the current i from the capacitor C. L ) or through the current output from the transformer (Tx) direction.
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.The capacitor C is connected between the inductor L and ground and charged to a preset voltage. The capacitor C has a very large capacitance and operates as a direct current voltage source for supplying a voltage to the transformer Tx.
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.The operation of the surface light source driving circuit according to the embodiment of the present invention configured as described above will be described with reference to FIGS. 13 to 19 to be described later. 13 is a timing diagram showing the operation of the surface light source driving circuit according to the fourth embodiment of the present invention. Referring to FIG. 13, the surface light source driving circuit according to the fourth embodiment is driven while the eight modes are periodically cycled according to the on / off of the connection switch S0 and the first to fourth switches S1 to S4. do.
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.14 to 19 are diagrams showing equivalent circuits in each mode of the surface light source driving circuit according to the fourth embodiment. Operation in each mode of the surface light source driving circuit according to the fourth embodiment is the same as in the first embodiment, and only the path through which the current flows is different.
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.Mode 1: Referring to FIG. 14,
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.Mode 2: Referring to FIG. 15,
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.Mode 3: Referring to FIG. 16,
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.When the lamp voltage V lamp reaches near zero, the second and third diodes d2 and d3 are turned on and the lamp voltage V lamp is fixed at zero, and the primary side voltage of the transformer Tx is also zero. It is fixed. Soft switching is obtained by turning off the first and fourth switches S1 and S4 while current flows to the second and third diodes d2 and d3. When the primary side voltage of the transformer Tx does not reach zero, the first and fourth switches S1 and S4 are forcibly turned off.
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. Mode 4: In
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.17 to 19, the operation in the
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. The surface light source driving circuit according to the fourth embodiment of the present invention described above is capable of driving in both directions using one inductor, and the current frequency of the inductor and the connection switch is applied to a conventional full-bridge circuit. There is an advantage that is doubled.
실시예 5Example 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. 20 is a timing diagram showing the operation of the surface light source driving circuit according to the fifth embodiment of the present invention. The surface light source driving circuit according to the fifth embodiment adds a current injection mode for soft switching to the surface light source driving circuit according to the fourth embodiment. The configuration of the surface light source driving circuit according to the fifth embodiment is the same as that of the surface light source driving circuit according to the fourth embodiment, except that only the operation of each switch is different as shown in FIG. 20.
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. Referring to FIG. 20, in the surface light source driving circuit according to the fifth embodiment, before the
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. Mode 0: Referring to FIG. 21, Mode 0 in which the first and second switches S1 and S2 are on and the third and fourth switches S3 and S4 are off will be described. When the first and second switches S1 and S2 are turned on, current due to the voltage Vc of the capacitor C is refluxed through the inductor L1 and the first and second switches S1 and S2. Accordingly, the voltage Vc of the capacitor C is applied to the inductor L1 and the current i L constantly rises. After the value of the current i L flowing through the inductor L1 is uniformly formed, the third switch S3 is turned on and
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. After
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. The surface light source driving circuit according to the fifth embodiment injects the current of the inductor L1 into resonance in modes 0 and 4 ', thereby replenishing energy insufficient for soft switching. In FIG. 20, a timing diagram in which mode 0 is driven by turning on the first and second switches S1 and S2 and turning off the third and fourth switches S3 and S4 is illustrated. It is apparent that the same effect can be obtained when the mode 0 is driven by turning on S3 and S4 and turning off the first and second switches S1 and S2.
실시예 6Example 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.22 is a block diagram showing a surface light source driving circuit according to a sixth embodiment of the present invention. The surface light source driving circuit according to the sixth embodiment is a surface light source driving circuit for implementing bidirectional driving by using an input voltage source (without a capacitor) and a magnetizing inductor of a transformer. Referring to FIG. 22, the surface light source driving circuit according to the sixth embodiment includes a transformer Tx, four diodes d1 to d4, and four switches S1 to S4.
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. The transformer Tx is coupled to both ends of the power supply terminal of the
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.In the sixth embodiment, the magnetizing inductor L M of the transformer Tx acts as a current source, acting as a resonant energy source. In the above-described first to fifth embodiments, the transformer Tx is designed to boost voltage, so that the inductance of the magnetizing inductor L M is designed to be as large as possible to operate in an ideal transformer form, whereas in the sixth embodiment, the transformer Tx is designed to be large. ) Appropriately configures the value of the magnetizing inductor L M and drives it to resonate with the parasitic capacitance of the circuit. When the inductance of the magnetizing inductor L M becomes too large, the resonance period becomes long, and thus the rise and fall times of the pulse become long, thereby losing the function as a pulse waveform. Thus magnetizing inductor in consideration of the voltage and frequency, conduction rate, such as applied to the (L M) to be designed for a transformer (Tx) have an inductance value of an appropriate magnetizing inductor (L M).
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.The switching module including the first to fourth switches S1 to S4 controls an input voltage applied to the transformer Tx so that a voltage in the form of a pulse is applied to the
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.The diode modules composed of the first to fourth diodes d1 to d4 serve to soft switch the switches S1 to S4. In the first diode d1, an anode electrode is connected to one end of the primary winding of the transformer Tx, and a cathode electrode is connected to the input voltage source Vcc. The second diode d2 has a cathode electrode connected to one end of the primary winding of the transformer Tx and an anode electrode connected to ground. In the third diode d3, an anode electrode is connected to the other end of the primary winding of the transformer Tx, and a cathode electrode is connected to the input voltage source Vcc. The fourth diode d4 has a cathode electrode connected to the other end of the primary winding of the transformer Tx, and an anode electrode connected to ground. Four diodes (d1 to d4) serve to pass forward current and block reverse current.
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.The operation of the surface light source driving circuit according to the embodiment of the present invention configured as described above will be described with reference to FIGS. 23 to 27 to be described later. Fig. 23 is a timing diagram showing the operation of the surface light source driving circuit according to the sixth embodiment of the present invention. Referring to FIG. 23, the surface light source driving circuit according to the sixth embodiment is driven while the four modes are periodically cycled according to on / off of the first to fourth switches S1 to S4.
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.24 and 25 are diagrams showing equivalent circuits in
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. Before
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.Mode 1: Referring to FIG. 24,
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.Mode 2: Referring to FIG. 25,
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.Mode 3: Operation in
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. Mode 4: the first and third switches (S1, S3) is off and the second and fourth switches (S2, S4) is turned on the mode of operation from 4 operates and the inductor current in the mode 2 (i Lm Since only the direction is reversed and the operating principle is the same, a detailed description will be omitted since a person skilled in the art can easily understand.
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. In the surface light source driving circuit according to the sixth embodiment described above, the surface light source is driven in both directions in
실시예 7Example 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. Fig. 26 is a configuration diagram showing a surface light source driving circuit according to the seventh embodiment of the present invention. The surface light source driving circuit according to the seventh embodiment is a circuit modified from the surface light source driving circuit according to the sixth embodiment, and has the same four operating modes and similar operation waveforms as the surface light source driving circuit according to the sixth embodiment. Magnetization inductors are used to implement energy recovery and soft switching. However, since each switch uses a push-pull type rather than a bridge type, no high-side driver is required.
도 26을 참조하면, 상기 제7 실시예에 따른 면광원 구동회로는 변압기(Tx), 4개의 다이오드(d1 내지 d4) 및 4개의 스위치(S1 내지 S4)를 포함한다.Referring to FIG. 26, the surface light source driving circuit according to the seventh embodiment includes a transformer Tx, four diodes d1 to d4, and four switches S1 to S4.
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. The transformer Tx has a primary winding and a secondary winding on the primary side, a tertiary winding and a magnetizing inductor L M on the secondary side, and both ends of the tertiary winding are both ends of the power terminal of the
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. The driving mode according to the operation of each switch of the surface light source driving circuit according to the seventh embodiment is the same as the driving mode of the surface light source driving circuit according to the sixth embodiment shown in FIG. The operation in each mode is as follows.
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. Before
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.Mode 1: Referring to FIG. 27,
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.Operation in the
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.The surface light source driving circuit according to the seventh embodiment may further include a reset circuit for preventing saturation of the transformer Tx. The reset circuit is a circuit for making a sum of voltages applied to a transformer to zero in one period to prevent the DC component of the voltage applied to the transformer Tx from accumulating and saturation. It can be configured as. In the seventh embodiment, the reset circuit may be connected in series to the magnetizing inductor L M located at the secondary side of the transformer Tx.
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. In the surface light source driving circuit according to the seventh embodiment described above, unlike the conventional push-pull inverter, the third and fourth switches S3 and S4 for pulse driving are used. Instead of using a high side driver as compared to a full bridge circuit, the voltage applied to the first and second switches S1 and S2 is twice the input voltage and is applied to the third and fourth switches S3 and S4. The voltage is a voltage changed by the turn ratio from the input voltage.
실시예 8Example 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.28 is a block diagram showing a surface light source driving circuit according to an eighth embodiment of the present invention. Referring to FIG. 28, the surface light source driving circuit according to the eighth embodiment includes an inductor L, a transformer Tx, four diodes d1 to d4, and four switches S1 to S4.
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.The transformer Tx is coupled to both ends of the power supply terminal of the
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.The switching module including the first to fourth switches S1 to S4 controls an input voltage applied to the transformer Tx so that a voltage in the form of a pulse is applied to the
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.Diode modules composed of first to fourth diodes d1 to d4 are connected to each switch in parallel to soft switch the switches. In the first diode d1, an anode electrode is connected to one end of the primary winding of the transformer Tx, and a cathode electrode is connected to the input voltage source Vcc. The second diode d2 has a cathode electrode connected to one end of the primary winding of the transformer Tx, and an anode electrode connected to ground. In the third diode d3, an anode electrode is connected to the inductor L, and a cathode electrode is connected to the input voltage source Vcc. The fourth diode d4 has a cathode electrode connected to the inductor L, and an anode electrode connected to the ground. Four diodes (d1 to d4) serve to pass forward current and block reverse current.
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.An operation of the surface light source driving circuit according to the embodiment of the present invention configured as described above will be described with reference to FIGS. 29 to 33. 29 is a timing diagram showing the operation of the surface light source driving circuit according to the eighth embodiment of the present invention. Referring to FIG. 29, the surface light source driving circuit according to the eighth embodiment is driven while the four modes are periodically cycled according to on / off of the first to fourth switches S1 to S4.
도 30 내지 도 33은 상기 제8 실시예에 따른 면광원 구동회로의 각 모드에서의 등가 회로를 도시하는 구성도이다. 각 모드에서의 동작은 다음과 같다.30 to 33 are block diagrams showing equivalent circuits in the respective modes of the surface light source driving circuit according to the eighth embodiment. The operation in each mode is as follows.
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.First, before the start of
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. Mode 1: Referring to FIG. 30,
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. Mode 2: Referring to FIG. 31,
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. Mode 3: Referring to Fig. 32,
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. Thereafter, while turning off the fourth switch S4, the current i L is redirected to the third diode d3 and is reduced to the input voltage source Vcc. At this time, the charge in the
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.Mode 4:
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.The surface light source driving circuit according to the eighth embodiment described above is characterized in that the light emission time (mode 2) and resonance time (
실시예 9Example 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. 34 is a timing diagram showing the operation of the surface light source driving circuit according to the ninth embodiment of the present invention. The surface light source driving circuit according to the ninth embodiment adds a current injection mode for soft switching to the surface light source driving circuit according to the eighth embodiment. The configuration of the surface light source driving circuit according to the ninth embodiment is the same as that of the surface light source driving circuit according to the eighth embodiment described above, except that only the operation of each switch is different.
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. Referring to FIG. 34, in the surface light source driving circuit according to the ninth embodiment, before the
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. Mode 0: Referring to FIG. 35, Mode 0 in which the second and third switches S2 and S3 are on and the first and fourth switches S1 and S4 are off will be described. When the second and third switches S2 and S3 are turned on, current flows from the input voltage source Vcc to the third switch S3, the inductor L and the second switch S2 in turn. Accordingly, the input voltage Vcc is applied to the inductor L1 and the current i L constantly rises. After the value of the current i L flowing through the inductor L1 is uniformly formed, the second switch S2 is turned off, and
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. After
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. The surface light source driving circuit according to the ninth embodiment injects the current of the inductor (L) to the resonance in the mode 0 and the mode 2 'has the advantage that can compensate for the energy insufficient for soft switching.
실시예 10Example 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.37 is a block diagram showing a surface light source driving circuit according to a tenth embodiment of the present invention. Referring to FIG. 37, the surface light source driving circuit according to the tenth embodiment may include first and second inductors L1 and L2, a transformer Tx, eight diodes d1 to d8, and eight switches S1 to. S8).
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. The transformer Tx is coupled to both ends of the power supply terminal of the
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.The switching module including the first to eighth switches S1 to S8 controls the input voltage applied to the transformer Tx so that a voltage in the form of a pulse is applied to the
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.Diode modules composed of first to eighth diodes d1 to d8 are connected to each switch in parallel to soft switch the switches. The first diode d1 has an anode electrode connected to one end of a primary winding of the transformer Tx and a cathode electrode connected to an input voltage source Vcc. The second diode d2 has a cathode electrode connected to one end of the primary winding of the transformer Tx and an anode electrode connected to ground. In the third diode d3, an anode electrode is connected to the other end of the primary winding of the transformer Tx, and a cathode electrode is connected to the input voltage source Vcc. The fourth diode d4 has a cathode electrode connected to the other end of the primary winding of the transformer Tx, and an anode electrode connected to ground. The four diodes d1 to d4 pass forward current and block reverse current.
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. Meanwhile, the first inductor L1 is connected to one end of the primary winding of the transformer Tx, and the second inductor L2 is connected to the other end of the primary winding of the transformer Tx. The fifth to eighth diodes d5 to d8 and the fifth to eighth switches S5 to S8 are connected to the first and second inductors L1 and L2.
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.The fifth switch S5 is connected between the first inductor L1 and the input voltage source Vcc, and the sixth switch S6 is connected between the first inductor L1 and ground and the seventh switch ( S7 is connected between the second inductor L2 and the input voltage source Vcc, and an eighth switch S8 is connected between the second inductor L2 and ground. The four switches S5 to S8 also periodically perform on / off switching operations.
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.A fifth diode d5 has an anode electrode connected to the first inductor L1 and a cathode electrode connected to an input voltage source Vcc. In the sixth diode d6, a cathode electrode is connected to the first inductor L1, and an anode electrode is connected to ground. In the seventh diode d7, an anode electrode is connected to the second inductor L2, and a cathode electrode is connected to the input voltage source Vcc. In the eighth diode d8, a cathode electrode is connected to the second inductor L2, and an anode electrode is connected to ground. The four diodes d5 to d8 also serve to pass forward current and block reverse current.
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.An operation of the surface light source driving circuit according to the tenth embodiment of the present invention configured as described above will be described with reference to FIG. 38 to be described later. 38 is a timing diagram showing the operation of the surface light source driving circuit according to the tenth embodiment of the present invention. Referring to FIG. 38, the surface light source driving circuit according to the tenth embodiment is driven while the eight modes of the
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.In the tenth embodiment, the operation of the surface light source driving circuit in each mode is the same as the operation of the eighth embodiment described with reference to Figs. However, the left and right bridges of the full bridge circuit are switched 180 degrees with respect to the
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.The surface light source driving circuit according to the tenth embodiment may further include a reset circuit for preventing saturation of the transformer Tx. As the reset circuit, various types of circuits known in the art may be used, and most simply, may be composed of one capacitor connected in series to the primary side of the transformer Tx. Here, the reset circuit connected to the surface light source driving circuit according to the tenth embodiment has been described, but the reset circuit may be included in all of the surface light source driving circuits according to other embodiments of the present invention.
실시예 11Example 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. Fig. 39 is a timing diagram showing the operation of the surface light source driving circuit according to the eleventh embodiment of the present invention. The surface light source driving circuit according to the eleventh embodiment adds a current injection mode for soft switching to the surface light source driving circuit according to the tenth embodiment. The configuration of the surface light source driving circuit according to the eleventh embodiment is the same as that of the surface light source driving circuit according to the tenth embodiment described above, except that only the operation of each switch is different as shown in FIG.
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. Referring to FIG. 39, in the surface light source driving circuit according to the eleventh embodiment, the mode 0 in which the second, fourth and fifth switches S2, S4, and S5 are on and the remaining switches are off before the
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.In the eleventh embodiment, the operation of the surface light source driving circuit in each mode is the same as that of the ninth embodiment described with reference to FIGS. 34 to 36. However, the left and right bridges of the full bridge circuit are switched 180 degrees with respect to the
실시예 12Example 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. 40 is a block diagram showing a surface light source driving circuit according to a twelfth embodiment of the present invention. Referring to FIG. 40, the surface light source driving circuit according to the twelfth embodiment includes an inductor L1, a capacitor C, a transformer Tx, two diodes d1 and d2, and four switches S1 to S4. It includes.
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.The transformer Tx is coupled to both ends of the power supply terminal of the
인덕터(L1)는 변압기(Tx)의 1차 권선의 일단에 연결되어, 변압기(Tx)로 향하는 전류 및 변압기(Tx)에서 출력되는 전류를 통과시킨다.The inductor L1 is connected to one end of the primary winding of the transformer Tx, and passes the current directed to the transformer Tx and the current output from the transformer Tx.
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.The first switching module composed of the first and second switches S1 and S2 controls the input voltage applied to the transformer Tx so that a voltage in the form of a pulse is applied to the
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. The third and fourth switches S3 and S4 are connected in parallel between the inductor L1 and the capacitor C so as to pass current in both directions. Switching devices used in power switches include various devices such as an insulated gate bipolar transistor (IGBT), a MOS field effect transistor (MOST), a silicon controlled rectifier (SCR), or a gate turn off thyristor (GTO). For example, when the third and fourth switches S3 and S4 are configured to block voltage applied in both directions when off, such as IGBT, and pass current in one direction in the on state, both currents in both directions are allowed to pass. To do this, as shown in FIG. 40, the two switches may be connected in parallel in opposite directions.
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.On the other hand, when the third and fourth switches S3 and S4 are generally constituted by MOSFETs which are widely used in power switching circuits, the surface light source driving circuit according to the twelfth embodiment is configured as shown in FIG. The MOSFET contains a reverse conducting diode therein, which is shown in FIG. 41 as a diode connected in parallel with the switch in the third and fourth switches S3 and S4. When the reverse voltage is applied to the third and fourth switches S3 and S4 constituted by the MOSFET, the reverse conduction diode is turned on so that it cannot function as a switch. Therefore, in this case, the third and fourth switches S3 and S4 are connected to each of the third and fourth switches S3 and S4 by connecting the diodes d3 and d4 connected in series to the opposite directions of the reverse conducting diode. It can be configured to block bidirectional voltages.
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.The diode module including the first and second diodes d1 and d2 is connected to the first and second switches S1 and S2 in parallel to soft switch each switch. In the first diode d1, an anode electrode is connected to one end of the primary winding of the transformer Tx, and a cathode electrode is connected to the input voltage source Vcc. The second diode d2 has a cathode electrode connected to one end of the primary winding of the transformer Tx, and an anode electrode connected to ground. The first and second diodes d1 and d2 serve to pass forward current and block reverse current.
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.The capacitor C is connected between the third and fourth switches S3 and S4 and ground and is charged to a predetermined voltage. The capacitor C has a very large capacitance and operates as a direct current voltage source for supplying a voltage to the transformer Tx.
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.The operation of the surface light source driving circuit according to the embodiment of the present invention configured as described above will be described with reference to FIGS. 42 to 46 to be described later. Fig. 42 is a timing diagram showing the operation of the surface light source driving circuit according to the twelfth embodiment of the present invention. Referring to FIG. 42, the surface light source driving circuit according to the twelfth embodiment is driven while the four modes are periodically circulated according to on / off of the first to fourth switches S1 to S4.
도 43 내지 도 46은 상기 제12 실시예에 따른 면광원 구동회로의 각 모드에서의 등가 회로를 도시하는 구성도이다. 각 모드에서의 동작은 다음과 같다.43 to 46 are block diagrams showing equivalent circuits in each mode of the surface light source driving circuit according to the twelfth embodiment. The operation in each mode is as follows.
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.First, before
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. Mode 1: Referring to FIG. 43,
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. Mode 2: Referring to FIG. 44,
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.Mode 3: Referring to FIG. 45,
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. When the lamp voltage V lamp of the
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.Mode 4:
이상에서 설명한 제12 실시예에 따른 면광원 구동회로는, 면광원의 발광시간(모드 2) 및 공진시간(모드 1, 모드 3)의 조절이 용이한 특징이 있다. The surface light source driving circuit according to the twelfth embodiment described above is characterized in that the light emission time (mode 2) and resonance time (
실시예 13Example 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. Fig. 47 is a timing diagram showing the operation of the surface light source driving circuit according to the thirteenth embodiment of the present invention. The surface light source driving circuit according to the thirteenth embodiment adds a current injection mode for soft switching to the surface light source driving circuit according to the twelfth embodiment. The configuration of the surface light source driving circuit according to the thirteenth embodiment is the same as that of the surface light source driving circuit according to the twelfth embodiment described above, except that only the operation of each switch is different.
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. Referring to FIG. 47, in the surface light source driving circuit according to the thirteenth embodiment, before the
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. Mode 0: Referring to FIG. 48, Mode 0 in which the second and third switches S2 and S3 are on and the first and fourth switches S1 and S4 are off will be described. When the second and third switches S2 and S3 are turned on, current flows back from the input voltage source Vcc through the third switch S3, the inductor L and the second switch S2. Accordingly, the input voltage Vcc is applied to the inductor L1 and the current i L constantly rises. After the value of the current i L flowing through the inductor L1 is uniformly formed, the second switch S2 is turned off, and
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. After
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.In the surface light source driving circuit according to the thirteenth embodiment, the current of the inductor L is injected into the resonance in modes 0 and 2 ', thereby replenishing energy insufficient for soft switching. The twelfth and thirteenth embodiments are unidirectional drive circuits in which the lamp voltage has only one sign. A circuit in which the surface light source driving circuit according to the twelfth embodiment is modified to enable bidirectional driving is described in the fourteenth embodiment.
실시예 14Example 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. 50 is a configuration diagram showing a surface light source driving circuit according to a fourteenth embodiment of the present invention. Referring to FIG. 50, the surface light source driving circuit according to the fourteenth embodiment may include first and second inductors L1 and L2, first and second capacitors C1 and C2, a transformer Tx, and four diodes. (d1 to d4) and eight switches S1 to S8.
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. The transformer Tx is coupled to both ends of the power supply terminal of the
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.The first switching module including the first to fourth switches S1 to S4 controls the input voltage applied to the transformer Tx so that a voltage in the form of a pulse is applied to the
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.Diode modules composed of first to fourth diodes d1 to d4 are connected to the first to fourth switches S1 to S4 in parallel to soft switch each switch. In the first diode d1, an anode electrode is connected to one end of the primary winding of the transformer Tx, and a cathode electrode is connected to the input voltage source Vcc. The second diode d2 has a cathode electrode connected to one end of the primary winding of the transformer Tx and an anode electrode connected to ground. In the third diode d3, an anode electrode is connected to the other end of the primary winding of the transformer Tx, and a cathode electrode is connected to the input voltage source Vcc. The fourth diode d4 has a cathode electrode connected to the other end of the primary winding of the transformer Tx, and an anode electrode connected to ground. Four diodes (d1 to d4) serve to pass forward current and block reverse current.
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.The first and second inductors L1 and L2 pass a current to the transformer Tx or a current output from the transformer Tx. The first inductor L1 is connected to one end of the primary winding of the transformer Tx, and the second inductor L2 is connected to the other end of the primary winding of the transformer Tx.
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. The second switching module composed of the fifth to eighth switches S5 to S8 is connected between each inductor and a capacitor to pass current in both directions according to the on / off operation of each switch. Fifth and sixth switches S5 and S6 are connected in parallel between the first inductor L1 and the first capacitor C1, and seventh and eighth switches S7 and S8 are connected to the second inductor. It is connected in parallel with each other between (L2) and the second capacitor (C2). The four switches S5 to S8 also periodically perform on / off switching operations.
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.As described above with respect to the twelfth embodiment, the fifth to eighth switches S5 to S8 may block bidirectional voltages when they are turned off, and are configured as an element such as an IGBT that passes a current in one direction when turned on. Can be. In this case, each of the fifth and sixth switches S5 and S6 and the seventh and eighth switches S7 and S8 are connected in parallel in opposite directions to pass both currents in both directions. As in the twelfth embodiment, when the fifth and eighth switches S5 to S8 are constituted of a device such as a MOSFET having a reverse conducting diode therein, the fifth and eighth switches ( Each of S5 to S8 requires fifth to eighth diodes d5 to d8 connected in series in a direction opposite to that of the reverse conducting diode, and the surface light source driving circuit according to the fourteenth embodiment configured as described above is illustrated in FIG. 51. Is shown.
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.The first and second capacitors C1 and C2 have very large capacitances and operate as direct current voltage sources supplying voltage to the transformer Tx. The first capacitor C1 is connected between the fifth and sixth switches S5 and S6 and the ground and charged to a preset voltage. In addition, the second capacitor C2 is connected between the seventh and eighth switches S7 and S8 and the ground and charged to a predetermined voltage.
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.An operation of the surface light source driving circuit according to the embodiment of the present invention configured as described above will be described with reference to FIG. 52 to be described later. Fig. 52 is a timing diagram showing the operation of the surface light source driving circuit according to the fourteenth embodiment of the present invention. Referring to FIG. 52, the surface light source driving circuit according to the fourteenth embodiment is driven while the eight modes of the
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.In the fourteenth embodiment, the operation of the surface light source driving circuit in each mode is the same as that of the twelfth embodiment described with reference to Figs. However, the left and right bridges of the full bridge circuit are switched 180 degrees with respect to the
실시예 15Example 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. Fig. 53 is a timing diagram showing the operation of the surface light source driving circuit according to the fifteenth embodiment of the present invention. The surface light source driving circuit according to the fifteenth embodiment adds a current injection mode for soft switching to the surface light source driving circuit according to the fourteenth embodiment. The configuration of the surface light source driving circuit according to the fifteenth embodiment is the same as that of the surface light source driving circuit according to the fourteenth embodiment described above, except that only the operation of each switch is different as shown in FIG.
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. Referring to FIG. 53, in the surface light source driving circuit according to the fifteenth embodiment, mode 0 in which the second, fourth, and fifth switches S2, S4, and S5 are on and the remaining switches are off before the
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.In the fifteenth embodiment, the operation of the surface light source driving circuit in each mode is the same as that of the thirteenth embodiment described with reference to FIGS. 47 to 49. However, the left and right bridges of the full bridge circuit are switched 180 degrees with respect to the
실시예 16Example 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. 54 is a block diagram showing a surface light source driving circuit according to a sixteenth embodiment of the present invention. The surface light source driving circuit according to the sixteenth embodiment is a half bridge type surface light source driving circuit capable of bidirectional driving of the surface light source. Referring to FIG. 55, the surface light source driving circuit according to the sixteenth embodiment includes a capacitor C1, a transformer Tx, two diodes d1 and d2, and four switches S1 to S4.
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.The transformer Tx is coupled to both ends of the power supply terminal of the
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.The capacitor C1 is connected between the other end of the primary winding of the transformer Tx and ground and is charged with a predetermined voltage. The capacitor C1 has a very large capacitance and operates as a voltage source for supplying a voltage to the transformer Tx.
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.The switching module including the first to fourth switches S1 to S4 controls an input voltage applied to the transformer Tx so that a voltage in the form of a pulse is applied to the
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.As described above in connection with the twelfth and fourteenth embodiments, the third and fourth switches S3 and S4 may block the bidirectional voltage when turned off and the IGBT which passes current in one direction when turned on. It may be composed of the same element. In this case, the third and fourth switches S3 and S4 are connected in parallel in opposite directions to pass both currents in both directions. As in the twelfth and fourteenth embodiments, when the third and fourth switches S3 and S4 are constituted of a device such as a MOSFET having a reverse conducting diode therein, the third and fourth switches S3 and S4 may be used to stop the bidirectional voltage. And fourth and fifth diodes d4 and d5 connected in series to opposite directions of the reverse conducting diode to each of the fourth switches S3 and S4, and the surface light source according to the sixteenth embodiment configured as described above. The drive circuit is shown in FIG.
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.The diode module composed of the first and second diodes d1 and d2 is connected to the first and second switches S1 and S2 in parallel to soft switch each switch. In the first diode d1, an anode electrode is connected to one end of the primary winding of the transformer Tx, and a cathode electrode is connected to the input voltage source Vcc. The second diode d2 has a cathode electrode connected to one end of the primary winding of the transformer Tx, and an anode electrode connected to ground. The two diodes d1 and d2 serve to pass forward current and block reverse current.
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.An operation of the surface light source driving circuit according to the embodiment of the present invention configured as described above will be described with reference to FIGS. 56 to 60. 56 is a timing diagram showing the operation of the surface light source driving circuit according to the sixteenth embodiment of the present invention. Referring to FIG. 56, the surface light source driving circuit according to the sixteenth embodiment is driven while the four modes are periodically cycled according to on / off of the first to fourth switches S1 to S4.
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.57 to 60 are block diagrams showing equivalent circuits in each mode of the surface light source driving circuit according to the sixteenth embodiment. The surface light source driving circuit according to the sixteenth embodiment implements an energy recovery function and a soft switching operation by using the magnetization inductor L M. The operation in each mode is as follows.
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. Mode 1: Referring to FIG. 57,
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. Mode 2: Referring to FIG. 58,
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.Mode 3: Referring to Fig. 59,
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.Mode 4:
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.This circuit not only uses the magnetizing inductor of the transformer as a current source, but also the transformer itself as an ideal boost element, so that the leakage inductance does not participate in the main operation. As a half-bridge type applied, the current stress of the switch and the turn ratio of the transformer can be configured differently from the full bridge.
실시예 17Example 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.Fig. 61 is a block diagram showing the surface light source driving circuit according to the seventeenth embodiment of the present invention. Referring to FIG. 61, the surface light source driving circuit according to the seventeenth embodiment includes a second capacitor C2 added to the surface light source driving circuit according to the sixteenth embodiment described above with reference to FIGS. 54 through 60. to be.
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.The second capacitor C2 is connected between the other end of the primary winding of the transformer Tx and the input voltage source Vcc and is charged with a preset voltage. In driving the
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. While specific embodiments of the present invention have been illustrated and described, the technical spirit of the present invention is not limited to the accompanying drawings and the above description, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention. It will be apparent to those skilled in the art, and variations of this form will be regarded as belonging to the claims of the present invention without departing from the spirit of the present invention.
도 1은 면광원 램프의 글로우 방전에 따른 전면 방전 상태를 나타낸 사진이다.1 is a photograph showing a front discharge state according to glow discharge of a surface light source lamp.
도 2는 면광원의 구동을 위한 램프 전압 및 램프 전류를 도시한 그래프이다.2 is a graph illustrating a lamp voltage and a lamp current for driving a surface light source.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 면광원 구동회로를 도시한 구성도이다. 3 is a block diagram showing a surface light source driving circuit according to a first embodiment of the present invention.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 면광원 구동회로의 동작을 도시한 타이밍도이다.4 is a timing diagram showing the operation of the surface light source driving circuit according to the first embodiment of the present invention.
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 면광원 구동회로의 모드 1에서의 등가회로를 도시한 구성도이다.5 is a configuration diagram showing an equivalent circuit in
도 6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 면광원 구동회로의 모드 2에서의 등가회로를 도시한 구성도이다.6 is a configuration diagram showing an equivalent circuit in
도 7은 본 발명의 제1 실시예에 따른 면광원 구동회로의 모드 3에서의 등가회로를 도시한 구성도이다.7 is a block diagram showing an equivalent circuit in
도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 면광원 구동회로를 도시한 구성도이다.8 is a block diagram showing a surface light source driving circuit according to a second embodiment of the present invention.
도 9는 본 발명의 제3 실시예에 따른 면광원 구동회로를 도시한 구성도이다.9 is a block diagram showing a surface light source driving circuit according to a third embodiment of the present invention.
도 10은 본 발명의 제3 실시예에 따른 면광원 구동회로의 동작을 도시한 타이밍도이다.10 is a timing diagram showing the operation of the surface light source driving circuit according to the third embodiment of the present invention.
도 11은 본 발명의 제3 실시예에 따른 면광원 구동회로의 모드 0에서의 등가회로를 도시한 구성도이다.Fig. 11 is a block diagram showing an equivalent circuit in mode 0 of the surface light source driving circuit according to the third embodiment of the present invention.
도 12는 본 발명의 제4 실시예에 따른 면광원 구동회로를 도시한 구성도이 다.12 is a block diagram showing a surface light source driving circuit according to a fourth embodiment of the present invention.
도 13은 본 발명의 제4 실시예에 따른 면광원 구동회로의 동작을 도시한 타이밍도이다.13 is a timing diagram showing the operation of the surface light source driving circuit according to the fourth embodiment of the present invention.
도 14는 본 발명의 제4 실시예에 따른 면광원 구동회로의 모드 1에서의 등가회로를 도시한 구성도이다.Fig. 14 is a block diagram showing an equivalent circuit in
도 15는 본 발명의 제4 실시예에 따른 면광원 구동회로의 모드 2에서의 등가회로를 도시한 구성도이다.FIG. 15 is a configuration diagram showing an equivalent circuit in
도 16은 본 발명의 제4 실시예에 따른 면광원 구동회로의 모드 3에서의 등가회로를 도시한 구성도이다.16 is a block diagram showing an equivalent circuit in
도 17은 본 발명의 제4 실시예에 따른 면광원 구동회로의 모드 5에서의 등가회로를 도시한 구성도이다.17 is a block diagram showing an equivalent circuit in
도 18은 본 발명의 제4 실시예에 따른 면광원 구동회로의 모드 6에서의 등가회로를 도시한 구성도이다.18 is a block diagram showing an equivalent circuit in
도 19는 본 발명의 제4 실시예에 따른 면광원 구동회로의 모드 7에서의 등가회로를 도시한 구성도이다.19 is a block diagram showing an equivalent circuit in
도 20은 본 발명의 제5 실시예에 따른 면광원 구동회로의 동작을 도시한 타이밍도이다.20 is a timing diagram showing the operation of the surface light source driving circuit according to the fifth embodiment of the present invention.
도 21은 본 발명의 제5 실시예에 따른 면광원 구동회로의 모드 0 및 모드 4'에서의 등가회로를 도시한 구성도이다.21 is a block diagram showing an equivalent circuit in mode 0 and mode 4 'of the surface light source driving circuit according to the fifth embodiment of the present invention.
도 22는 본 발명의 제6 실시예에 따른 면광원 구동회로를 도시한 구성도이 다. 22 is a block diagram showing a surface light source driving circuit according to a sixth embodiment of the present invention.
도 23은 본 발명의 제6 실시예에 따른 면광원 구동회로의 동작을 도시한 타이밍도이다. Fig. 23 is a timing diagram showing the operation of the surface light source driving circuit according to the sixth embodiment of the present invention.
도 24는 본 발명의 제6 실시예에 따른 면광원 구동회로의 모드 1에서의 등가회로를 도시한 구성도이다.24 is a configuration diagram showing an equivalent circuit in
도 25는 본 발명의 제6 실시예에 따른 면광원 구동회로의 모드 2에서의 등가회로를 도시한 구성도이다.Fig. 25 is a block diagram showing an equivalent circuit in
도 26은 본 발명의 제7 실시예에 따른 면광원 구동회로를 도시한 구성도이다. 26 is a block diagram showing a surface light source driving circuit according to a seventh embodiment of the present invention.
도 27은 본 발명의 제7 실시예에 따른 면광원 구동회로의 모드 1에서의 등가회로를 도시한 구성도이다.27 is a block diagram showing an equivalent circuit in
도 28은 본 발명의 제8 실시예에 따른 면광원 구동회로를 도시한 구성도이다. 28 is a block diagram showing a surface light source driving circuit according to an eighth embodiment of the present invention.
도 29는 본 발명의 제8 실시예에 따른 면광원 구동회로의 동작을 도시한 타이밍도이다. 29 is a timing diagram showing the operation of the surface light source driving circuit according to the eighth embodiment of the present invention.
도 30은 본 발명의 제8 실시예에 따른 면광원 구동회로의 모드 1에서의 등가회로를 도시한 구성도이다.30 is a configuration diagram showing an equivalent circuit in
도 31은 본 발명의 제8 실시예에 따른 면광원 구동회로의 모드 2에서의 등가회로를 도시한 구성도이다.Fig. 31 is a block diagram showing an equivalent circuit in
도 32는 본 발명의 제8 실시예에 따른 면광원 구동회로의 모드 3에서의 등가 회로를 도시한 구성도이다.32 is a block diagram showing an equivalent circuit in
도 33은 본 발명의 제8 실시예에 따른 면광원 구동회로의 모드 4에서의 등가회로를 도시한 구성도이다.Fig. 33 is a block diagram showing an equivalent circuit in
도 34는 본 발명의 제9 실시예에 따른 면광원 구동회로의 동작을 도시한 타이밍도이다. 34 is a timing diagram showing the operation of the surface light source driving circuit according to the ninth embodiment of the present invention.
도 35는 본 발명의 제9 실시예에 따른 면광원 구동회로의 모드 0에서의 등가회로를 도시한 구성도이다. 35 is a block diagram showing an equivalent circuit in mode 0 of the surface light source driving circuit according to the ninth embodiment of the present invention.
도 36은 본 발명의 제9 실시예에 따른 면광원 구동회로의 모드 2'에서의 등가회로를 도시한 구성도이다. 36 is a block diagram showing an equivalent circuit in mode 2 'of the surface light source driving circuit according to the ninth embodiment of the present invention.
도 37은 본 발명의 제10 실시예에 따른 면광원 구동회로를 도시한 구성도이다. 37 is a block diagram showing a surface light source driving circuit according to a tenth embodiment of the present invention.
도 38은 본 발명의 제10 실시예에 따른 면광원 구동회로의 동작을 도시한 타이밍도이다. 38 is a timing diagram showing the operation of the surface light source driving circuit according to the tenth embodiment of the present invention.
도 39는 본 발명의 제11 실시예에 따른 면광원 구동회로의 동작을 도시한 타이밍도이다. 39 is a timing diagram showing the operation of the surface light source driving circuit according to the eleventh embodiment of the present invention.
도 40은 본 발명의 제12 실시예에 따른 면광원 구동회로를 도시한 구성도이다.40 is a block diagram showing a surface light source driving circuit according to a twelfth embodiment of the present invention.
도 41은 본 발명의 제12 실시예에 따른 면광원 구동회로를 도시한 또 다른 구성도이다. 41 is still another configuration diagram showing the surface light source driving circuit according to the twelfth embodiment of the present invention.
도 42는 본 발명의 제12 실시예에 따른 면광원 구동회로의 동작을 도시한 타 이밍도이다. 42 is a timing diagram showing the operation of the surface light source driving circuit according to the twelfth embodiment of the present invention.
도 43은 본 발명의 제12 실시예에 따른 면광원 구동회로의 모드 1에서의 등가회로를 도시한 구성도이다.Fig. 43 is a block diagram showing an equivalent circuit in
도 44는 본 발명의 제12 실시예에 따른 면광원 구동회로의 모드 2에서의 등가회로를 도시한 구성도이다.Fig. 44 is a block diagram showing an equivalent circuit in
도 45는 본 발명의 제12 실시예에 따른 면광원 구동회로의 모드 3에서의 등가회로를 도시한 구성도이다.45 is a configuration diagram showing an equivalent circuit in
도 46은 본 발명의 제12 실시예에 따른 면광원 구동회로의 모드 4에서의 등가회로를 도시한 구성도이다.Fig. 46 is a block diagram showing an equivalent circuit in
도 47은 본 발명의 제13 실시예에 따른 면광원 구동회로의 동작을 도시한 타이밍도이다. Fig. 47 is a timing diagram showing the operation of the surface light source driving circuit according to the thirteenth embodiment of the present invention.
도 48은 본 발명의 제13 실시예에 따른 면광원 구동회로의 모드 0에서의 등가회로를 도시한 구성도이다. 48 is a block diagram showing an equivalent circuit in mode 0 of the surface light source driving circuit according to the thirteenth embodiment of the present invention.
도 49는 본 발명의 제13 실시예에 따른 면광원 구동회로의 모드 2'에서의 등가회로를 도시한 구성도이다. Fig. 49 is a block diagram showing an equivalent circuit in mode 2 'of the surface light source driving circuit according to the thirteenth embodiment of the present invention.
도 50은 본 발명의 제14 실시예에 따른 면광원 구동회로를 도시한 구성도이다. 50 is a configuration diagram showing a surface light source driving circuit according to a fourteenth embodiment of the present invention.
도 51은 본 발명의 제14 실시예에 따른 면광원 구동회로를 도시한 또 다른 구성도이다. FIG. 51 is still another configuration diagram showing the surface light source driving circuit according to the fourteenth embodiment of the present invention.
도 52는 본 발명의 제14 실시예에 따른 면광원 구동회로의 동작을 도시한 타 이밍도이다. 52 is a timing diagram showing the operation of the surface light source driving circuit according to the fourteenth embodiment of the present invention.
도 53은 본 발명의 제15 실시예에 따른 면광원 구동회로의 동작을 도시한 타이밍도이다. Fig. 53 is a timing diagram showing the operation of the surface light source driving circuit according to the fifteenth embodiment of the present invention.
도 54는 본 발명의 제16 실시예에 따른 면광원 구동회로를 도시한 구성도이다.54 is a block diagram showing a surface light source driving circuit according to a sixteenth embodiment of the present invention.
도 55는 본 발명의 제16 실시예에 따른 면광원 구동회로를 도시한 또 다른 구성도이다. 55 is still another configuration diagram showing the surface light source driving circuit according to the sixteenth embodiment of the present invention.
도 56은 본 발명의 제16 실시예에 따른 면광원 구동회로의 동작을 도시한 타이밍도이다. 56 is a timing diagram showing the operation of the surface light source driving circuit according to the sixteenth embodiment of the present invention.
도 57은 본 발명의 제16 실시예에 따른 면광원 구동회로의 모드 1에서의 등가회로를 도시한 구성도이다.Fig. 57 is a block diagram showing an equivalent circuit in
도 58은 본 발명의 제16 실시예에 따른 면광원 구동회로의 모드 2에서의 등가회로를 도시한 구성도이다.58 is a configuration diagram showing an equivalent circuit in
도 59는 본 발명의 제16 실시예에 따른 면광원 구동회로의 모드 3에서의 등가회로를 도시한 구성도이다.Fig. 59 is a block diagram showing an equivalent circuit in
도 60은 본 발명의 제16 실시예에 따른 면광원 구동회로의 모드 4에서의 등가회로를 도시한 구성도이다.60 is a configuration diagram showing an equivalent circuit in
도 61은 본 발명의 제17 실시예에 따른 면광원 구동회로를 도시한 구성도이다. Fig. 61 is a block diagram showing the surface light source driving circuit according to the seventeenth embodiment of the present invention.
Claims (5)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020080089123A KR100900259B1 (en) | 2008-09-10 | 2008-09-10 | Planar light-source pulse-type driving circuit adopting a transformer |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020080089123A KR100900259B1 (en) | 2008-09-10 | 2008-09-10 | Planar light-source pulse-type driving circuit adopting a transformer |
Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020070081094A Division KR100893187B1 (en) | 2007-08-13 | 2007-08-13 | Planar light-source pulse-type driving circuit adopting a transformer |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20090017455A KR20090017455A (en) | 2009-02-18 |
KR100900259B1 true KR100900259B1 (en) | 2009-05-29 |
Family
ID=40686235
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020080089123A KR100900259B1 (en) | 2008-09-10 | 2008-09-10 | Planar light-source pulse-type driving circuit adopting a transformer |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR100900259B1 (en) |
Citations (3)
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 (en) * | 2002-01-30 | 2003-08-09 | 문건우 | Driver Circuit and Power Supply for Plasma Display Penel(PDP) |
KR20060036952A (en) * | 2004-10-27 | 2006-05-03 | 엘지.필립스 엘시디 주식회사 | Backlight driving device and liquid crystal display device having the same |
-
2008
- 2008-09-10 KR KR1020080089123A patent/KR100900259B1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
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 (en) * | 2002-01-30 | 2003-08-09 | 문건우 | Driver Circuit and Power Supply for Plasma Display Penel(PDP) |
KR20060036952A (en) * | 2004-10-27 | 2006-05-03 | 엘지.필립스 엘시디 주식회사 | Backlight driving device and liquid crystal display device having the same |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR20090017455A (en) | 2009-02-18 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4581070B2 (en) | Gate driver device having energy recovery circuit | |
KR100716859B1 (en) | Led driving semiconductor circuit and led driving apparatus including the same | |
KR101719474B1 (en) | Circuit arrangement for operating at least one semiconductor light source | |
KR0166432B1 (en) | Method and apparatus for lighting an el element | |
JP5937455B2 (en) | LED drive circuit | |
JP2009516923A (en) | Device for driving an LED cell | |
US7362598B2 (en) | Synchronous rectifier gate drive shutdown circuit | |
CN103745701B (en) | Inverse-excitation type booster circuit, LED-backlit drive circuit and liquid crystal display | |
KR100893187B1 (en) | Planar light-source pulse-type driving circuit adopting a transformer | |
KR100900260B1 (en) | Planar light-source pulse-type driving circuit adopting a transformer | |
Nguyen et al. | Compact, isolated and simple to implement gate driver using high frequency transformer | |
EP2980993B1 (en) | Operating device for a light source and method of controlling an operating device | |
KR100900259B1 (en) | Planar light-source pulse-type driving circuit adopting a transformer | |
KR100910776B1 (en) | Planar light-source pulse-type driving circuit adopting a transformer | |
WO2007129490A1 (en) | Discharge lamp lighting device | |
CN102403896A (en) | Self excited Boost converter based on MOSFET (Metal-Oxide-Semiconductor Field Effect Transistor) | |
da Silveira Cavalcante et al. | A new dimmable 70 W electronic ballast for high pressure sodium lamps | |
CN201307389Y (en) | Driving power supply circuit for a vacuum fluorescent display | |
KR100864739B1 (en) | Flat Backlight Driving Circuit of Liquid Crystal Display Device | |
KR100838415B1 (en) | Flat Backlight Driving Circuit of Liquid Crystal Display Device | |
JPH1118426A (en) | Switching power supply circuit | |
JP2000268992A (en) | Discharge lamp lighting device | |
CN217428394U (en) | Control circuit and lighting equipment thereof | |
CN102510217A (en) | MOSFET-based auto-excitation type Zeta converter | |
KR100895095B1 (en) | Planar light-source pulse-type driving circuit using a current source |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A107 | Divisional application of patent | ||
A201 | Request for examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant | ||
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20120524 Year of fee payment: 4 |
|
LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |