KR100910505B1 - Back-light operating system for liquid crystal display having external electrode fluorescent lamp - Google Patents
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Abstract
본 발명은 상용 교류 전원을 램프 구동용 전원으로 변환시에 직류-직류 변환기를 채용하지 않아 제품을 슬림화할 수 있는 외부 전극 형광 램프를 채용한 액정 표시 장치의 백라이트 구동 시스템에 관한 것이다.
본 발명은 상용 교류 전원을 사전에 설정된 전압 레벨을 갖는 직류 전원으로 변환하는 전원부와, 상기 전원부로부터의 상기 직류 전원을 교류 전원으로 사전에 설정된 일대일 변환비율로 변환하는 인버터부와, 상기 인버터부로부터의 상기 교류 전원을 사전에 설정된 램프 점등 전원으로 승압하는 승압부와, 적어도 하나의 외부 전극 형광 램프를 포함하고, 상기 외부 전극 형광 램프는 상기 승압부로부터의 상기 램프 점등 전원을 입력받아 광을 방출하는 램프 그룹을 포함한다.
액정 표시 장치(LCD), 백라이트 구동 시스템(Back-Light Operating System), 소형화(Miniaturization), 외부 전극 형광 램프(External Electrode Fluorescent Lamp;EEFL)
The present invention relates to a backlight driving system of a liquid crystal display device employing an external electrode fluorescent lamp that can slim down a product by not using a DC-DC converter when converting a commercial AC power source into a lamp driving power source.
The present invention provides a power supply unit for converting commercial AC power to a DC power supply having a predetermined voltage level, an inverter unit for converting the DC power from the power supply unit to a preset one-to-one conversion ratio to AC power, and the inverter unit. And a booster for boosting the AC power of the lamp to a predetermined lamp lighting power, and at least one external electrode fluorescent lamp, wherein the external electrode fluorescent lamp receives the lamp lighting power from the boosting part and emits light. It includes a lamp group.
Liquid Crystal Display (LCD), Back-Light Operating System, Miniaturization, External Electrode Fluorescent Lamp (EEFL)
Description
본 발명은 백라이트 구동 시스템에 관한 것으로 보다 상세하게는 상용 교류 전원을 램프 구동용 전원으로 변환시에 직류-직류 변환기를 채용하지 않아 제품을 슬림화할 수 있는 외부 전극 형광 램프를 채용한 액정 표시 장치의 백라이트 구동 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a backlight driving system, and more particularly, to a backlight of a liquid crystal display device employing an external electrode fluorescent lamp that can slim down a product by not using a DC-DC converter when converting a commercial AC power into a lamp driving power. Relates to a drive system.
최근 들어, 경박단소화의 장점에 따라 모니터, 텔레비젼 등의 다양한 디스플레이 장치에 액정 표시 장치(Liquid Crystal Display; LCD)가 대부분 채용되는 추세이다.In recent years, liquid crystal displays (LCDs) are mostly used in various display devices such as monitors and televisions due to the advantages of light and small size.
이러한, LCD 제품에는 LCD의 램프를 점등하여 필요한 광을 출력하는 LCD 백라이트 구동 시스템(Back-Light Unit)이 필수적으로 채용된다.In such LCD products, an LCD backlight driving system (back-light unit) for lighting a lamp of an LCD and outputting necessary light is essentially employed.
도 1은 종래의 백라이트 구동 시스템의 구성도이다.1 is a block diagram of a conventional backlight driving system.
도 1을 참조하면, 종래의 백라이트 구동 시스템(10)은 상용 교류 전원을 직 류 400V로 변환하는 교류-직류 컨버터(11), 교류-직류 컨버터(11)로부터의 DC 400V를 DC 24V로 변환하는 직류-직류 컨버터(12), 직류-직류 컨버터(12)로부터의 DC 24V를 대략 AC 2700Vp-p인 램프 점등 전원으로 변환하는 인버터부(13) 및 인버터로부터의 상기 램프 점등 전원에 따라 광을 방출하는 복수의 램프(14)로 구성된다.Referring to FIG. 1, a conventional backlight driving system 10 converts
상술한 종래의 백라이트 구동 시스템(10)은 상기 상용 교류 전원을 상기 램프 전등 전원으로 변환함에 있어서, AC-DC-DC-AC 순으로 변환하여 전력 변환 효율이 낮고 전원 변환 구조가 복잡한 문제점이 있다.The conventional backlight driving system 10 described above has a problem in that the power conversion efficiency is low and the power conversion structure is complicated by converting the commercial AC power into the lamp lamp power in order of AC-DC-DC-AC.
또한, 종래의 백라이트 구동 시스템(10)에 채용된 램프는 냉음극형광램프(Cold Cathode Fluorescent Lamp;CCFL)로써, 별도의 전류 밸런스 회로가 채용되어야 하므로, 회로 면적이 증가되고, 제품 제조 비용이 상승하는 문제점이 있다.In addition, the lamp employed in the conventional backlight driving system 10 is a cold cathode fluorescent lamp (CCFL), and since a separate current balancing circuit is to be employed, the circuit area is increased and the product manufacturing cost is increased. There is a problem.
상술한 문제점을 해결하기 위해, 본 발명의 목적은 상용 교류 전원을 램프 구동용 전원으로 변환시에 직류-직류 변환기를 채용하지 않아 제품을 슬림화할 수 있는 외부 전극 형광 램프를 채용한 액정 표시 장치의 백라이트 구동 시스템을 제공하는 것이다.In order to solve the above problems, an object of the present invention is to provide a backlight for a liquid crystal display device employing an external electrode fluorescent lamp that can slim down the product by not using a DC-DC converter when converting commercial AC power into a lamp driving power. It is to provide a drive system.
상술한 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 백라이트 구동 시스템은 상용 교류 전원을 사전에 설정된 전압 레벨을 갖는 직류 전원으로 변환하는 전원부와, 상기 전원부로부터의 상기 직류 전원을 교류 전원으로 사전에 설정된 일대일 변환비율로 변환하는 인버터부와, 상기 인버터부로부터의 상기 교류 전원을 사전에 설정된 램프 점등 전원으로 승압하는 승압부와, 적어도 하나의 외부 전극 형광 램프를 포함하고, 상기 외부 전극 형광 램프는 상기 승압부로부터의 상기 램프 점등 전원을 입력받아 광을 방출하는 램프 그룹을 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the backlight drive system of the present invention includes a power supply unit for converting a commercial AC power source to a DC power source having a predetermined voltage level, and a one-to-one conversion of the DC power source from the power source unit to a predetermined AC power source. An inverter unit for converting to a ratio, a boosting unit for boosting the AC power from the inverter unit with a preset lamp lighting power, and at least one external electrode fluorescent lamp, wherein the external electrode fluorescent lamp includes the boosting unit And a lamp group for emitting light by receiving the lamp lighting power from the lamp.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 상기 전원부는 상기 상용 교류 전원의 전자기 간섭을 제거하는 EMI(Electro-Magnetic Interference) 제거 필터와, 상기 EMI 제거 필터로부터의 교류 전원을 평활 및 정류하는 정류기와, 상기 정류기로부터의 정류된 전원을 역률 보정하여 상기 직류 전원으로 변환하는 역률 보정기를 포함할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the power supply unit is an electromagnetic interference (EMI) elimination filter for eliminating electromagnetic interference of the commercial AC power supply, a rectifier for smoothing and rectifying AC power from the EMI elimination filter, It may include a power factor corrector for converting the rectified power from the rectifier power factor correction to the DC power.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 상기 인버터부는 상기 역률 보정기로부터의 역률 보정된 전원을 스위칭하는 스위치와, 상기 스위치로부터의 스위칭된 전원을 사전에 설정된 동일한 권선비에 따라 상기 직류 전원의 전압 레벨과 동일한 전압 레벨을 갖는 교류 전원으로 변환하는 일대일 트랜스포머를 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the inverter unit switches the power factor corrected power source from the power factor corrector and the switched power source from the switch equal to the voltage level of the DC power source according to a preset winding ratio. It may include a one-to-one transformer that converts to an AC power source having a voltage level.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 상기 승압부는 상기 일대일 트랜스포머로부터의 상기 교류 전원을 사전에 설정된 권선비에 따라 상기 램프 점등 전원으로 승압하여 램프에 각각 분배하는 분배 트랜스포머를 포함할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the boosting unit may include a distribution transformer for boosting the AC power from the one-to-one transformer to the lamp lighting power and distributing them to the lamps according to a predetermined turns ratio.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 상기 분배 트랜스포머는 상기 램프 점등 전원을 하나의 외부 전극 형광 램프에 전달하는 일대일 분배 트랜스포머일 수 있다.According to one embodiment of the invention, the distribution transformer may be a one-to-one distribution transformer for delivering the lamp lighting power to one external electrode fluorescent lamp.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 상기 분배 트랜스포머는 상기 램프 점등 전원을 적어도 둘 이상의 외부 전극 형광 램프에 각각 분배하는 일대다 분배 트랜스포머일 수 있다.According to one embodiment of the invention, the distribution transformer may be a one-to-many distribution transformer for distributing the lamp lighting power to at least two external electrode fluorescent lamps, respectively.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 상기 인버터부의 스위치는 풀 브리지 방식, 하프 브릿지 방식 또는 푸쉬풀 방식 중 어느 하나를 채택한 방식으로 스위칭할 수 있다.According to one embodiment of the invention, the switch of the inverter unit can be switched in a manner of adopting any one of a full bridge method, a half bridge method or a push-pull method.
본 발명에 따르면, 상용 교류 전원을 램프 구동용 전원으로 변환시에 직류-직류 변환기를 채용하지 않아 제품을 슬림화할 수 있고 제품의 재료비를 크게 저감할 수 있으며, 인버터부에 일대일 트랜스포머를 채용하여 고압 트랜스포머가 저압 트랜스포머로 변경됨에 따라 전자기 간섭이 적으며 저압 트랜스포머로의 변경에 따른 추가적인 재료비 저감이 가능한 효과가 있고, LCD 전인치에 표준화 및 공용화 적용이 가능한 효과 및 제품을 보다 더 슬림화할 수 있는 효과가 있다.According to the present invention, a DC-DC converter is not used when converting commercial AC power into a lamp driving power, thereby making it possible to slim down the product and greatly reduce the material cost of the product. Is changed to low pressure transformer, there is less electromagnetic interference, and it is possible to reduce additional material cost by changing to low voltage transformer, and it is possible to make standardization and common application to all LCDs and to make the product slimmer. have.
또한, 종래의 냉음극형광램프(Cold Cathode Fluorescent Lamp;CCFL) 대신 외부전극형광램프(External Electrode Fluorescent Lamp;EEFL)를 채용하고 전류 밸런스 회로를 삭제할 수 있어, 제품의 재료비를 더욱 저감할 수 있으며, 제품을 더욱더 슬림화할 수 있는 효과가 있다. 더하여, 종래의 냉음극형광램프(Cold Cathode Fluorescent Lamp;CCFL) 대신 외부 전극을 갖는 면광원(Flate Fluorescent Lamp;FFL)을 채용할 수도 있어 외부전극형광램프(External Electrode Fluorescent Lamp;EEFL) 채용시와 동일한 효과를 기대할 수 있다. In addition, instead of the conventional Cold Cathode Fluorescent Lamp (CCFL), it adopts an External Electrode Fluorescent Lamp (EEFL) and eliminates the current balance circuit, further reducing the material cost of the product. It is effective to make the product slimmer. In addition, instead of the conventional Cold Cathode Fluorescent Lamp (CCFL), it is also possible to adopt a Flat Fluorescent Lamp (FFL) having an external electrode, which is the same as when employing an External Electrode Fluorescent Lamp (EEFL). You can expect the effect.
이하, 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하도록 한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 2는 본 발명의 백라이트 구동 시스템의 구성도이다.2 is a block diagram of a backlight driving system of the present invention.
도 2를 참조하면, 본 발명의 백라이트 구동 시스템(100)은 전원부(110), 인버터부(120) 및 승압부(130)를 포함한다.Referring to FIG. 2, the
전원부(110)는 상용 교류 전원의 EMI(Electro-Magnetic Interference)를 제거하는 EMI 제거 필터(111)와, EMI 제거 필터(111)로부터의 전자기 간섭이 제거된 교류 전원을 정류 및 평활하는 정류기(112)와, 정류기(112)로부터의 정류된 전원을 역률 보정하여 사전에 설정된 직류 전원으로 변환하는 역률 보정기(113)를 구비할 수 있다.The
인버터부(120)는 역률 보정기(113)로부터의 상기 직류 전원을 사전에 설정된 방식으로 스위칭하는 스위치(121)와 스위치(121)로부터의 스위칭된 전원을 사전에 설정된 권선비에 따라 상기 직류 전원의 전압 레벨과 동일한 전압 레벨을 갖는 교류 전원으로 변환하는 일대일 트랜스포머(122)를 구비할 수 있다. 즉, 상기 직률 전원의 전압 레벨이 DC 400V라면 이를 400Vp-p의 전압 레벨을 갖는 상기 교류 전원으로 변환할 수 있다.The
상술한 스위치(121)는 풀 브릿지(Full-Bridge) 방식, 하프 브릿지(Half-Bridge) 방식 또는 푸쉬풀(Push-Pull) 방식으로 스위칭할 수 있다.The
일대일 트랜스포머(122)는 사전에 설정된 권선수를 갖는 코일을 구비한 1차측과 상기 1차측의 코일의 권선수와 동일한 권선수를 갖는 코일을 구비한 2차측으 로 구분될 수 있다.The one-to-one
도 3은 본 발명의 백라이트 구동 시스템에 채용된 승압부의 일 실시형태이다.3 is an embodiment of the boosting unit employed in the backlight driving system of the present invention.
도 3을 참조하면, 본 발명의 백라이트 구동 시스템(100)에 채용된 승압부(130)는 분배 트랜스포머(131)를 구비할 수 있으며, 분배 트랜스포머(131)는 상기 교류 전원을 승압하여 램프 그룹(140)의 각 램프에 각각 분배할 수 있다.Referring to FIG. 3, the
이때, 분배 트랜스포머(131)는 사전에 설정된 권선수를 갖고 상기 교류 전원을 입력받는 1차측 코일과 상기 1차측 코일보다 높은 권선수를 갖고 상기 1차측 코일로부터의 교류 전원을 승압하여 램프 점등 전원으로 변환하는 적어도 하나의 2차측 코일을 가질 수 있다. At this time, the
분배 트랜스포머(131)는 상기 2차측 코일의 일단이 램프 그룹(140) 중 하나의 외부 전극 형광 램프에 연결되어 상기 램프 점등 전원을 전달하는 일대일 분배 트랜스포머일 수 있고, 상기 2차측 코일의 일단 및 타단이 램프 그룹(140) 중 2개의 외부 전극 형광 램프에 연결되어 상기 램프 점등 전원을 전달하는 일대이 분배 트랜스포머일 수 있다.The
또한, 도시된 바와 같이 분배 트랜스포머(131)는 하나의 1차측 코일과 둘의 2차측 코일을 구비하고, 상기 2차측 코일의 각 일단은 램프 그룹(140) 중 4개의 외 부 전극 형광 램프(141, 142, 143, 144)에 연결되어 상기 램프 점등 전원을 전달하는 일대사 분배 트랜스포머로 구성될 수 있다.In addition, as shown, the
더하여, 분배 트랜스포머(131)는 하나의 1차측 코일과 넷의 2차측 코일을 구비하여 8개의 외부 전극 형광 램프에 상기 램프 점등 전원을 전달하는 일대팔 분배 트랜스포머 또는 하나의 1차측 코일과 여덟의 2차측 코일을 구비하여 16개의 외부 전극 형광 램프에 상기 램프 점등 전원을 전달하는 일대십육 분배 트랜스포머 등 다양하게 구성될 수 있다.In addition, the
상술한 바와 같이 본 발명의 백라이트 구동 시스템(100)의 인버터부(120)에 채용된 일대일 트랜스포머(122)는 전원부로부터의 400V 직류 전원과 전압 레벨이 동일한 400Vp-p 교류 전원을 발생함으로써 저압의 전원을 사용하여 안전 거리를 줄일 수 있으므로 트랜스포머 부피를 저감할 수 있다. As described above, the one-to-one
또한, 본 발명의 백라이트 구동 시스템(100)은 외부 전극 형광 램프를 채용하여 냉음극 형광 램프 사용시에 필수적으로 채용되는 전류 밸런스 회로를 삭제함으로써 회로 면적 및 제조 비용을 저감시킬 수 있다.In addition, the
도면을 참조하여 외부 전극 형광 램프 채용시 전류 평형유지에 관하여 설명하도록 한다. With reference to the drawings will be described with respect to the current balance when the external electrode fluorescent lamp is employed.
도 4a는 본 발명의 백라이트 구동 시스템에 채용된 외부 전극 형광 램프의 도면이고, 도 4b는 외부 전극 형광 램프의 정저항 특성을 나타내는 그래프이다. 4A is a diagram of an external electrode fluorescent lamp employed in the backlight driving system of the present invention, and FIG. 4B is a graph showing the positive resistance characteristics of the external electrode fluorescent lamp.
도 4a를 참조하면, 외부 전극 형광 램프는 바(Bar)형태의 유리관내에 형광체와 방전 개스를 포함하고, 유리관의 양끝단에는 외부 전극이 형성된다.Referring to FIG. 4A, the external electrode fluorescent lamp includes a phosphor and a discharge gas in a bar-shaped glass tube, and external electrodes are formed at both ends of the glass tube.
이를 등가회로로 표시하면 저항(R)과 저항의 양단에 형성된 캐피시터(C1, C2)로 나타낼 수 있다. 즉, 일반적으로 전류 밸런스 회로는 저항 또는 캐패시터 등으로 형성될 수 있는데, 상술한 바와 같이 외부 전극이 캐패시터(C1, C2)와 같이 등가적으로 해석될 수 있으므로, 별도의 전류 밸런스 회로가 필요없게 된다. 도시되지 않았지만, 외부 전극을 갖는 면광원도 채용될 수 있다.If this is expressed as an equivalent circuit, it may be represented by the resistor R and the capacitors C1 and C2 formed at both ends of the resistor. That is, in general, the current balance circuit may be formed of a resistor, a capacitor, or the like. As described above, since the external electrode may be equivalently interpreted as the capacitors C1 and C2, a separate current balance circuit is not required. . Although not shown, a surface light source having an external electrode may also be employed.
또한, 도 4b의 (a)를 참조하면, 외부 전극 형광 램프에 있어서, 관전압과 관전류의 관계는 서로 비례하는 관계가 형성되는 것을 할 수 있다. 이에 따라, 외부 전극 형광 램프는 정저항(Positive Resistance)특성을 가지므로, 도 4b의 (b)와 같이 부저항(Negative Resistance)특성을 갖는 냉음극 형광 램프와 달리 별도의 전류 밸런스 회로가 필요 없음을 알 수 있다.In addition, referring to FIG. 4B (a), in the external electrode fluorescent lamp, a relationship in which the relationship between the tube voltage and the tube current is proportional to each other can be formed. Accordingly, since the external electrode fluorescent lamp has a positive resistance characteristic, unlike a cold cathode fluorescent lamp having a negative resistance characteristic as shown in (b) of FIG. 4B, a separate current balance circuit is not required. It can be seen.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고 후술하는 특허청구범위에 의해 한정되며, 본 발명의 구성은 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 그 구성을 다양하게 변경 및 개조할 수 있다는 것을 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 쉽게 알 수 있다.The present invention described above is not limited to the above-described embodiment and the accompanying drawings, but is defined by the claims below, and the configuration of the present invention may be modified in various ways without departing from the technical spirit of the present invention. It will be apparent to those skilled in the art that the present invention may be changed and modified.
도 1은 종래의 백라이트 구동 시스템의 구성도.1 is a block diagram of a conventional backlight drive system.
도 2는 본 발명의 백라이트 구동 시스템의 구성도.2 is a block diagram of a backlight driving system of the present invention.
도 3은 본 발명의 백라이트 구동 시스템에 채용된 승압부의 일 실시형태.3 is an embodiment of the boosting unit employed in the backlight driving system of the present invention.
도 4a는 본 발명의 백라이트 구동 시스템에 채용된 외부 전극 형광 램프의 도면이고, 도 4b는 외부 전극 형광 램프의 정저항 특성을 나타내는 그래프이다. 4A is a diagram of an external electrode fluorescent lamp employed in the backlight driving system of the present invention, and FIG. 4B is a graph showing the positive resistance characteristics of the external electrode fluorescent lamp.
<도면의 주요 부호에 대한 상세한 설명><Detailed Description of Major Symbols in Drawing>
100...백라이트 구동 시스템 110...전원부100
111...EMI 제거 필터 112...정류기111 ...
113...역률 보정기 120...인버터부113
121...스위치 122...일대일 트랜스포머121 ... switch 122 ... one-to-one transformer
130...승압부 131...분배 트랜스포머130 ...
140...램프 그룹 140 ... lamp group
141,142,143,144...외부 전극 형광 램프141,142,143,144 ... External Electrode Fluorescent Lamp
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