KR100994230B1 - 램프 구동장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 램프의 전극과 인버터의 출력단자간의 스파크를 검출하여 차단함으로써 인버터의 구동 안정성을 향상시킬 수 있는 램프 구동장치 및 방법에 관한 것이다.

본 발명의 실시 예에 따른 램프 구동장치 및 방법은 다수의 램프들과, 스위칭 제어신호에 의해 스위칭되는 스위칭 소자를 이용하여 외부로부터의 직류전원을 교류파형으로 변환하는 다수의 스위칭 회로와, 상기 다수의 스위칭 회로로부터 각각으로부터의 교류파형을 고압의 교류파형으로 변환하여 상기 램프들에 공급하는 다수의 변압기와, 상기 다수의 변압기에 접속되어 상기 다수의 램프들 각각에 공급되는 상기 고압의 교류파형의 크기를 검출하는 스파크 검출회로와, 상기 스파크 검출회로부터의 스파크 검출신호에 응답하여 상기 스위칭 소자에 공급되는 상기 스위칭 제어신호를 차단하는 전원 제어부를 구비하는 것을 특징으로 한다.

Description

램프 구동장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD DRIVING LAMP}

도 1은 일반적인 램프 구동장치를 나타내는 평면도.

도 2는 도 1에 도시된 램프 구동장치를 나타내는 배면도.

도 3은 도 1에 도시된 인버터부를 개략적으로 나타내는 블록도.

도 4는 도 3에 도시된 램프의 전극과 인버터부간에 발생되는 스파크를 나타내는 도면.

도 5는 도4에 도시된 스파크로 인하여 램프 주위의 기구물들이 타버린 경우를 나타내는 도면.

도 6은 도 4에 도시된 스파크로 인한 노이즈가 포함된 램프에 공급되는 교류파형을 나타내는 파형도.

도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 램프 구동장치를 나타내는 평면도.

도 8은 도 7에 도시된 램프 구동장치를 나타내는 배면도.

도 9는 도 7에 도시된 인버터부를 나타내는 도면.

도 10은 도 7에 도시된 다른 형태의 인버터부를 나타내는 도면.

도 11은 도 8에 도시된 스파크 검출회로, 보호회로 및 스위칭 회로를 나타내는 도면.

도 12는 본 발명 및 종래의 램프에 공급되는 정상적인 고압의 교류파형을 나타내는 파형도.

도 13은 본 발명 및 종래의 램프에 공급되는 스파크에 의한 노이즈가 포함된 고압의 교류파형을 나타내는 파형도.

도 14는 도 11에 보호회로에 의해 램프에 공급되는 스파크에 의한 노이즈가 포함된 고압의 교류파형이 차단되는 것을 나타내는 파형도.

도 15는 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 램프 구동장치에서 전원 제어부를 나타내는 블록도.

도 16은 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 램프 구동장치에서 스파크 검출회로를 나타내는 블록도.

도 17은 본 발명의 제 3 실시 예에 따른 램프 구동장치에서 스파크 검출회로를 나타내는 블록도.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

10, 110 : 보텀 커버 12, 32, 112, 132 : 인쇄회로기판

20, 120 : 인버터부 30, 130 : 전류 검출부

40, 140, 240 : 램프 22, 122, 222 : 변압기

24, 124 : 스위칭 회로 26, 126 : 펄스 폭 변조회로

150, 250, 350 : 스파크 검출회로 152 : 비교기

155, 255, 355 : 제어회로 160, 260 : 전원 제어부

162, 262 : 보호회로 180, 280, 380, 384 : 검출부

182, 282, 382, 386 : 정류부 264, 266 : 차단회로

본 발명은 액정표시장치의 램프 구동장치에 관한 것으로, 특히 램프의 전극과 인버터의 출력단자간의 스파크를 검출하여 차단함으로써 인버터의 구동 안정성을 향상시킬 수 있는 램프 구동장치에 관한 것이다.

통상적으로, 액정 표시장치(Liquid Crystal Display ; 이하 "LCD"라 함)는 경량, 박형, 저소비 전력구동 등의 특징으로 인해 그 응용범위가 점차 넓어지고 있는 추세에 있다. 이러한 추세에 따라, LCD는 사무자동화 기기, 오디오/비디오 기기 등에 이용되고 있다. 한편, LCD는 매트릭스 형태로 배열되어진 다수의 제어용 스위치들에 인가되는 영상신호에 따라 광빔의 투과량이 조절되어 화면에 원하는 화상을 표시하게 된다.

이와 같은 LCD는 자발광 표시장치가 아니기 때문에 백 라이트(Back Light)와 같은 광원이 필요하게 된다. 백 라이트에 사용되는 광원으로는 냉음극관(Cold Cathode Fluorescent tube; 이하 "CCFL"라 함)이 사용된다.

CCFL은 냉음극방출(Cold Emission:음극표면에 강한 전계가 가해지기 때문에 일어나는 전자방출) 현상을 이용한 광원관으로써 저발열, 고휘도, 장수명, 풀컬러 화(full color) 등이 용이하다. 이러한 CCFL은 도광체 방식, 직사방식, 반사판 방식 등이 있으며 LCD의 요구에 따라 적합한 방식의 광원관이 채택된다.

이와 같은 CCFL은 저압의 직류전원에서 고압전원을 얻기 위한 인버터 회로를 사용하게 된다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 종래기술에 따른 LCD의 램프 구동장치는 다수의 램프들(40)을 수납하는 보텀 커버(10)와, 다수의 램프(40)들 각각에 고압의 교류파형을 공급하기 위한 다수의 인버터를 가지는 인버터부(20)와, 인버터부(20)가 실장된 제 1 인쇄회로기판(12)과, 다수의 인버터 각각의 관전류를 검출하기 위한 다수의 전류 검출기를 가지는 전류 검출부(30)와, 전류 검출부(30)가 실장된 제 2 인쇄회로기판(32)과, 전류 검출부(30)와 인버터부(20) 사이에 접속되어 전류 검출부(30)로부터의 피드백 신호를 인버터부(20)에 공급하기 위한 피드백 라인(36)을 구비한다.

다수의 램프들(40) 각각은 주로 냉음극 형광램프가 사용되고 있으며, 다수의 램프들(40) 각각은 유리관과, 유리관 내부에 있는 불활성기체들과, 유리관의 양끝단부에 설치되는 고압전극(High) 및 저압전극(Low)으로 구성된다. 유리관 내부에는 불활성기체들이 충전되어 있으며, 유리관 내벽에는 형광체가 도포되어 있다.

보텀 커버(10)는 다수의 램프들(40)을 수납하게 된다. 다수의 램프들(40) 각각은 인버터부(20)로부터 고압의 교류파형을 공급받아 가시광을 발생하여 도시하지 않은 액정패널에 조사하게 된다.

제 1 인쇄회로기판(12)은 보텀 커버(10)의 일측방에 배치되어 보텀 커버(10) 의 배면 일측으로 접혀지게 된다. 제 2 인쇄회로기판(32)은 보텀 커버(10)의 일측방에 배치되어 보텀 커버(10)의 타측 배면으로 접혀지게 된다. 이 때, 제 2 인쇄회로기판(32)과 보텀 커버(10) 사이에는 제 2 인쇄회로기판(32)을 보호하기 위한 보호샤시(34)가 설치된다.

피드백 라인(36)은 보텀 커버(10)의 배면에 접혀진 제 1 및 제 2 인쇄회로기판(12, 32) 사이에 접속되어 전류 검출부(30)와 인버터부(20)를 전기적으로 접속시키게 된다.

인버터부(20)는 도 3에 도시된 바와 같이 스위칭 제어신호에 응답하여 전압원(Vdc)으로부터의 직류전압을 교류파형으로 변환하는 스위칭 회로(24)와, 스위칭 회로(24)로부터 공급되는 교류파형을 고압의 교류파형으로 변환하는 변압기(22)와, 전류 검출부(30)로부터의 피드백 신호(FB)에 응답하여 스위칭 회로(24)를 스위칭시키기 위한 펄스 폭 변조회로(26)를 구비한다.

스위칭 회로(24)는 펄스 폭 변조회로(26)로부터의 스위칭 제어신호에 응답하여 전압원(Vdc)으로부터의 직류전압을 교류파형으로 변환하기 위한 적어도 하나의 스위치소자를 구비한다.

변압기(22)는 스위칭 회로(24)에 접속된 일차측 권선과 램프(40)에 접속된 이차측 권선으로 구성된다. 일차측 권선의 양단은 스위칭 회로(24)에 접속되고, 이차측 권선의 일측은 램프(40)의 고압전극에 접속됨과 아울러 타단은 기저전압원(GND)에 접속된다. 이러한, 변압기(22)는 일차측 및 이차측 권선의 권선비에 의해 일차측 권선에 공급되는 교류파형을 고압의 교류파형으로 변환하여 이 차측 권선에 유기시키게 된다. 이차측 권선에 유기된 고압의 교류파형은 램프(40)의 고압전극에 공급되어 램프(40)를 점등시키게 된다.

펄스 폭 변조회로(26)는 전류 검출부(30)로부터의 피드백 신호(FB)에 응답하여 스위칭 회로(24)의 스위칭 주기를 제어하게 된다. 즉, 펄스 폭 변조회로(26)는 피드백 신호(FB)에 응답하여 스위칭 회로(24)를 구성하는 스위칭 소자의 스위칭 주기를 제어하여 변압기(22)에 공급되는 전압을 제어하게 된다.

전류 검출부(30)는 램프(40)의 저압전극과 기저전압원(GND) 사이에 접속되어 램프(40)로부터의 검출된 관전류 값에 대응되는 피드백 신호(FB)를 펄스 폭 변조회로(26)에 공급한다. 이를 위해, 전류 검출부(30)는 램프(40)의 저압전극과 기저전압원(GND) 사이에 접속된 제 1 저항(R1)과, 제 1 저항(R1)과 기저전압원(GND) 사이에 접속된 가변저항(RB)과, 램프(40)의 제 2 전극 단자와 제 1 저항(R1) 사이의 제 1 노드(N1)와 펄스 폭 변조회로(26) 사이에 접속된 제 1 다이오드(D1)와, 제 1 노드(N1)와 제 1 다이오드(D1) 사이인 제 2 노드(N2)와 기저전압원(GND) 사이에 접속된 제 2 다이오드(D2)를 구비한다.

제 1 저항 및 가변저항(R1, RB)은 분압 저항값에 의해 램프(40)의 저압전극의 전류값을 검출하여 제 1 노드(N1) 상에 나타나게 한다. 제 1 노드(N1) 상의 검출된 검출신호인 피드백 신호(FB)는 제 1 다이오드(D1)를 경유하여 펄스 폭 변조회로(26)에 공급된다. 제 2 다이오드(D2)는 음전위의 임펄스를 차단하여 피드백 신호(FB)의 최저전위를 제로(0) 전위로 유지시킨다.

이와 같은, 종래기술에 따른 LCD의 램프 구동장치는 전압원(Vdc)으로부터의 직류전압이 인버터(20)의 펄스 폭 변조회로(26)에 의해 제어되는 스위칭 회로(24)에 의해 교류파형으로 변환되어 변압기(22)의 일차측 권선에 공급된다. 변압기(22)의 일차측 권선에 교류파형은 변압기(22)의 일차측 및 이차측 권선비에 의해 변환되어 이차측 권선에 유기된다. 변압기(22)의 이차측 권선에 유기된 고압의 교류파형은 램프(40)에 공급됨으로써 램프(40)가 점등된다. 램프(40)가 점등되면 전류 검출부(30)는 램프(40)의 관전류를 검출하고 검출된 검출신호에 대응되는 피드백 신호(FB)를 펄스 폭 변조회로(26)에 공급한다. 이에 따라, 펄스 폭 변조회로(26)는 피드백 신호(FB)에 응답하여 스위칭 회로(24)의 스위칭 주기를 변환하여 변압기(22)의 일차측 권선에 공급되는 교류파형의 크기를 제어하게 된다.

이와 같은, 종래기술에 따른 LCD의 램프 구동장치는 스위칭 회로(24)를 이용하여 전압원(Vdc)으로부터의 직류전압을 교류파형으로 변환하고, 변압기(22)를 이용하여 변환된 교류파형을 고압의 교류파형으로 변환하여 램프들(40)에 공급한다. 이에 따라, 램프들(40)은 변압기(22)로부터 공급되는 고압의 교류파형에 의해 지속적으로 점등되어 광을 발생하게 된다.

한편, 변압기(22)로부터 공급되는 고압의 교류파형에 램프들(40)이 지속적으로 점등됨으로써 램프(40)의 고압전극에서는 고압의 교류파형에 의해 열이 누적되어 높은 온도가 된다. 이러한, 높은 온도로 인하여 램프(40)의 고압전극을 감싸는 도시하지 않은 피복이 수축되거나 녹아버리는 현상 및 램프들(40)을 지지하거나 고정하는 비금속 재질의 기구물들이 녹아버리는 현상이 발생하게 된다. 이에 따라, 램프(40)의 고압전극이 외부로 노출되게 된다. 이렇게 램프(40)의 고압전극이 외 부로 노출됨으로써 도 4에 도시된 바와 같이 변압기(22)로부터 공급되는 고압의 교류파형에 의해 램프(40)의 고압전극에서 스파크(Spark)가 발생하게 된다. 즉, 노출된 램프(40)의 제 1 전극의 주위의 금속재질의 기구물과 고압전극 간에 스파크가 발생하거나 고압전극의 단선 부위간에 스파크가 발생하게 된다. 이러한 스파크로 인하여 도 5에 도시된 바와 같이 램프(40)를 지지하거나 고정하는 비금속 재질의 기구물들이 타버리는 현상이 발생하게 된다. 또한, 이러한 스파크로 인하여 도 6에 도시된 바와 같이 램프(40)에 공급되는 고압의 교류파형(Vac)에 노이즈(Vnoise)가 발생하여 램프(40)의 수명을 단축시키는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 램프의 전극과 인버터의 출력단자간의 스파크를 검출하여 차단함으로써 인버터의 구동 안정성을 향상시킬 수 있는 램프 구동장치 및 구동방법을 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시 예에 따른 램프 구동장치 및 방법은 다수의 램프들과, 스위칭 제어신호에 의해 스위칭되는 스위칭 소자를 이용하여 외부로부터의 직류전원을 교류파형으로 변환하는 다수의 스위칭 회로와, 상기 다수의 스위칭 회로로부터 각각으로부터의 교류파형을 고압의 교류파형으로 변환하여 상기 램프들에 공급하는 다수의 변압기와, 상기 다수의 변압기에 접속되어 상기 다수의 램프들 각각에 공급되는 상기 고압의 교류파형의 크기를 검출하는 스파크 검출회로와, 상기 스파크 검출회로부터의 스파크 검출신호에 응답하여 상기 스위칭 소자에 공급되는 상기 스위칭 제어신호를 차단하는 전원 제어부를 구비하고, 상기 스파크 검출회로는 상기 변압기의 이차권선 및 삼차권선 중 어느 하나와 기저전압원 사이에 직렬 접속되는 커패시터 및 저항과, 상기 커패시터와 저항 사이의 제 1 노드에 제 1 입력단자가 접속되고 기준 전압원에 제 2 입력단자가 접속되는 제 2 입력단자를 가지는 비교기를 구비하고, 상기 비교기는 상기 제 1 노드 상의 전압이 기준 전압 이상일 경우에는 제 1 논리레벨을 가지는 상기 스파크 검출신호를 발생하고, 기준 전압 이하일 경우에는 제 1 논리레벨과 다른 제 2 논리레벨을 가지는 상기 스파크 검출신호를 발생하고, 상기 전원 제어부는 상기 스파크 검출회로로부터 공급되는 제 1 논리레벨을 가지는 상기 스파크 검출신호에 응답하여 상기 스위칭 회로에 공급되는 상기 스위칭 제어신호를 차단하는 보호회로를 구비하는 것을 특징으로 한다.

상기 램프 구동장치는 상기 스위칭 제어신호를 발생하는 펄스 폭 변조회로와, 상기 램프들 각각에 흐르는 관전류를 검출하기 위한 전류 검출부를 더 구비하는 것을 특징으로 한다.

상기 램프 구동장치에서 상기 변압기는 상기 스위칭 회로로부터 상기 교류파형이 공급되는 일차권선과, 상기 램프의 고압전극에 일단이 접속되고 상기 스파크 검출회로에 접속되는 타단을 가지며 상기 일차권선과의 권선비에 의해 상기 고압의 교류파형이 유기되는 이차권선을 구비하는 것을 특징으로 한다.

상기 램프 구동장치에서 상기 변압기는 상기 스위칭 회로로부터 상기 교류파형이 공급되는 일차권선과, 상기 램프의 고압전극에 접속되고 상기 일차권선과의 권선비에 의해 상기 고압의 교류파형이 유기되는 이차권선과, 상기 스파크 검출회로에 접속되고 상기 일차권선에 인접하도록 권선되어 상기 일차권선에 공급되는 교류파형이 유기되는 삼차권선을 구비하는 것을 특징으로 한다.

상기 램프 구동장치에서 상기 전원 제어부는 상기 펄스 폭 변조회로로부터의 스위칭 제어신호를 상기 스위칭 회로로 중계함과 아울러 상기 전류 검출부로부터의 피드백 신호에 따라 상기 스위칭 제어신호를 발생하기 위한 각종 구동신호를 변조하여 상기 펄스 폭 변조회로에 공급하는 것을 특징으로 한다.

삭제

삭제

삭제

상기 램프 구동장치에서 상기 스파크 검출회로는 상기 변압기의 이차권선 및 삼차권선 중 어느 하나와 기저전압원 사이에 직렬 접속된 제 1 커패시터와 제 1 저항을 포함하는 제 1 검출부와, 상기 제 1 검출부로부터 검출된 전압을 정류함과 아울러 필터링하는 제 1 정류부와, 상기 제 1 정류부에 게이트 단자가 접속되고 전압공급라인에 소스 단자가 접속됨과 아울러 기저전압원에 드레인 단자가 접속되는 스위치와, 상기 제 1 정류부와 상기 스위치의 게이트 단자 사이에 접속되어 상기 제 1 정류부로부터의 전압을 이용하여 상기 스위치를 스위칭시키는 제어회로와, 상기 스위치의 소스단자에 베이스 단자가 접속되고 상기 전압공급라인에 이미터 단자가 접속됨과 아울러 제 1 출력단자에 컬렉터 단자가 접속되는 제 1 트랜지스터와, 상기 스위치의 소스단자에 베이스 단자가 접속되고 상기 전압공급라인에 이미터 단자가 접속됨과 아울러 제 2 출력단자에 컬렉터 단자가 접속되는 제 2 트랜지스터를 구비하는 것을 특징으로 한다.

상기 램프 구동장치에서 상기 전원 제어부는 상기 전류 검출부로부터의 피드백 신호를 저장하고 저장된 피드백 신호의 전압레벨이 제로(0) 또는 기준 전압에 도달할 경우에 제 1 차단신호를 발생하는 제 1 차단회로와, 상기 전류 검출부로부터 공급되는 상기 피드백 신호의 전압레벨이 제로(0)일 경우에 제 2 차단신호를 발생하는 제 2 차단회로와, 상기 제 1 및 제 2 차단회로로부터 제 1 및 제 2 차단신호에 따라 상기 스위칭 회로에 공급되는 상기 스위칭 제어신호를 차단하는 보호회로를 구비하는 것을 특징으로 한다.

상기 램프 구동장치에서 상기 제 1 정류부는 상기 제 1 커패시터와 상기 제 1 저항 사이인 제 1 노드와 상기 제어회로 사이에 병렬 접속되는 제 1 및 제 2 다이오드와, 상기 제 1 노드와 상기 제 2 다이오드 사이에 접속되는 제 2 커패시터와, 상기 제 2 커패시터와 상기 제 2 다이오드 사이의 노드와 상기 기저전압원 사이에 접속되는 제 2 저항을 구비하는 것을 특징으로 한다.

상기 램프 구동장치에서 상기 제어회로는 상기 제 2 노드와 상기 기저전압원 사이에 접속되는 제 3 커패시터와, 상기 제 1 및 제 2 다이오드의 애노드 전극에 공통으로 접속되는 제 2 노드와 상기 스위치 사이에 접속되는 제 3 저항과, 상기 제 3 저항과 상기 스위치의 게이트 단자 사이인 제 3 노드와 상기 기저전압원 사이에 병렬 접속되는 제 4 저항 및 제 4 커패시터를 구비하는 것을 특징으로 한다.

상기 램프 구동장치에서 상기 스파크 검출회로는 상기 제 1 트랜지스터의 베이스 단자와 이미터 단자 사이에 접속되는 제 5 저항과, 상기 제 2 트랜지스터의 베이스 단자와 이미터 단자에 병렬 접속되는 제 5 커패시터 및 제 6 저항을 더 구비하는 것을 특징으로 한다.

상기 램프 구동장치에서 상기 제 1 트랜지스터는 상기 스위치의 스위칭에 따라 제 1 스파크 검출신호를 상기 제 1 차단회로의 입력단자에 공급하고, 상기 제 2 트랜지스터는 상기 스위치의 스위칭에 따라 제 2 스파크 검출신호를 상기 제 1 차단회로의 입력단자에 공급하는 것을 특징으로 한다.

상기 램프 구동장치에서 상기 보호회로는 상기 제 1 및 제 2 스파크 검출신호에 의해 강제적으로 일정 전압레벨을 가지는 상기 제 1 및 제 2 차단신호에 응답하여 상기 전원 제어부의 구동을 오프시키는 것을 특징으로 한다.

상기 램프 구동장치에서 상기 스파크 검출회로는 상기 변압기와 인접한 다른 변압기의 이차권선 및 삼차권선 중 어느 하나와 기저전압원 사이에 직렬 접속된 제 1 커패시터와 제 1 저항을 포함하는 제 2 검출부와, 상기 제 2 검출부로부터 검출된 전압을 정류함과 아울러 필터링하여 하는 제 2 정류부를 더 구비하는 것을 특징으로 한다.

상기 램프 구동장치에서 상기 제 2 정류부는 상기 제 2 검출부의 상기 제 1 커패시터와 상기 제 1 저항 사이인 제 1 노드와 상기 제어회로 사이에 병렬 접속되 는 제 1 및 제 2 다이오드와, 상기 제 1 노드와 상기 제 2 다이오드 사이에 접속되는 제 2 커패시터와, 상기 제 2 커패시터와 상기 제 2 다이오드 사이의 노드와 상기 기저전압원 사이에 접속되는 제 2 저항을 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시 예에 따른 액정표시장치의 램프 구동방법은 스위칭 제어신호에 의해 스위칭되는 스위칭 소자를 이용하여 외부로부터의 직류전원을 교류파형으로 변환하는 단계와, 변압기를 이용하여 상기 교류파형을 고압의 교류파형으로 변환하여 램프들에 공급하는 단계와, 상기 변압기의 이차권선 및 삼차권선 중 어느 하나에 접속되는 검출부를 이용하여 상기 램프의 전극과 상기 변압기간의 스파크로 인한 노이즈를 검출하는 단계와, 검출된 스파크 검출신호에 응답하여 상기 스위칭 소자에 공급되는 상기 스위칭 제어신호를 차단하는 단계를 포함하고, 상기 스파크를 검출하는 단계는 상기 직렬 접속된 커패시터 및 저항을 이용하여 상기 스파크 검출신호를 전압으로 변환하는 단계와, 상기 변화된 전압과 기준전압을 비교하여 상기 스파크 검출신호를 발생하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

삭제

상기 램프 구동방법에서 상기 스파크를 검출하는 단계는 상기 직렬 접속된 커패시터 및 저항을 이용하여 상기 스파크 검출신호를 전압으로 변환하는 단계와, 상기 변환된 전압을 정류함과 아울러 평활하여 안정화시키는 단계와, 상기 안정화된 전압의 크기에 따라 스위치를 스위칭시키는 단계와, 상기 스위치와 공급전압원 사이에 접속된 트랜지스터를 이용하여 상기 스위치의 스위칭에 따라 상기 스파크 검출신호를 발생하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 목적 외에 본 발명의 다른 목적 및 특징들은 첨부도면을 참조한 실시 예에 대한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다.

이하, 도 7 내지 도 17을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 설명하기로 한다.

도 7 및 도 8을 참조하면, 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 램프 구동장치 및 방법은 다수의 램프들(140)을 수납하는 보텀 커버(110)와, 다수의 램프(140)들 각각에 고압의 교류파형을 공급하기 위한 다수의 인버터를 가지는 인버터부(120)와, 인버터부(120)가 실장된 제 1 인쇄회로기판(112)과, 다수의 인버터 각각의 관전류를 검출하기 위한 다수의 전류 검출기를 가지는 전류 검출부(130)와, 인버터부(120)와 다수의 램프들(140)간에 발생되는 스파크를 검출하기 위한 스파크 검출부(150)와, 전류 검출부(130)가 실장된 제 2 인쇄회로기판(132)과, 전류 검출부(130)와 인버터부(120) 사이에 접속되어 전류 검출부(130)로부터의 피드백 신호를 인버터부(120)에 공급하기 위한 피드백 라인(136)을 구비한다.

다수의 램프들(140) 각각은 주로 냉음극 형광램프가 사용되고 있으며, 다수의 램프들(140) 각각은 유리관과, 유리관 내부에 있는 불활성기체들과, 유리관의 양끝단부에 설치되는 고압전극(High) 및 저압전극(Low)으로 구성된다. 유리관 내부에는 불활성기체들이 충전되어 있으며, 유리관 내벽에는 형광체가 도포되어 있다.

보텀 커버(110)는 다수의 램프들(140)을 수납하게 된다. 다수의 램프들(140) 각각은 인버터부(120)로부터 고압의 교류파형을 공급받아 가시광을 발생하여 도시하지 않은 액정패널에 조사하게 된다.

제 1 인쇄회로기판(112)은 보텀 커버(110)의 일측방에 배치되어 보텀 커버(110)의 배면으로 접혀지게 된다. 제 2 인쇄회로기판(132)은 보텀 커버(110)의 일측방에 배치되어 보텀 커버(110)의 배면으로 접혀지게 된다. 이 때, 제 2 인쇄회로기판(132)과 보텀 커버(110) 사이에는 제 2 인쇄회로기판(132)을 보호하기 위한 보호샤시(134)가 설치된다.

피드백 라인(136)은 보텀 커버(110)의 배면에 접혀진 제 1 및 제 2 인쇄회로기판(112, 132) 사이에 접속되어 전류 검출부(130)와 인버터부(120)를 전기적으로 접속시키게 된다.

전류 검출부(130)는 도 9에 도시된 바와 같이 램프(140)의 저압전극과 기전전압원(GND) 사이에 접속되어 램프(140)의 내부에 흐르는 관전류에 대응되는 피드백 신호(FB)를 검출하여 전원 제어부(160)에 공급한다.

이를 위해, 전류 검출부(130)는 램프(140)의 저압전극과 기저전압원(GND) 사이에 접속된 제 1 저항(R1)과, 램프(140)의 저압전극과 제 1 저항(R1) 사이의 제 1 노드(N1)에 애노드 전극이 접속된 제 1 다이오드(D1)와, 제 1 노드(N1)와 제 1 다이오드(D1) 사이인 제 2 노드(N2)와 기저전압원(GND) 사이에 접속된 제 2 다이오드(D2)와, 제 2 다이오드(D2)의 캐소드 전극과 피드백 라인(136) 사이인 제 3 노드(N3)와 기저전압원(GND) 사이에 접속된 가변저항(RB)과, 가변저항(RB)에 병렬로 접속되는 커패시터(Cap)를 구비한다.

램프(140)에 흐르는 관전류는 제 1 저항(R1)에 의해 제 1 노드(N1) 상에 나타나게 한다. 제 1 노드(N1) 상의 전압은 제 1 다이오드(D1)에 의해 정류되어 출력된다. 가변저항(RB) 및 커패시터(Cap)는 제 1 다이오드(D1)를 경유하는 피드백 신호(FB)의 전위를 직류 레벨로 변환시켜 피드백 라인(136)을 경유하여 전원 제어부(160)에 공급된다. 이 때, 제 2 다이오드(D2)는 음 전위의 임펄스를 차단하여 피드백 신호(FB)의 최저전위를 제로(0) 전위로 유지시킨다.

인버터부(120)는 도 9에 도시된 바와 같이 스위칭 제어신호에 응답하여 전압원(Vdc)으로부터의 직류전압을 교류파형으로 변환하는 스위칭 회로(124)와, 스위칭 회로(124)로부터 공급되는 교류파형을 고압의 교류파형으로 변환하여 램프(140)에 공급하는 변압기(122)와, 입력되는 각종신호(PS)를 펄스 폭 변조하여 스위칭 회로(124)의 스위칭 제어신호(SCS)를 발생하는 펄스 폭 변조 회로(126)와, 펄스 폭 변조 회로(126)로부터의 스위칭 제어신호(SCS)를 스위칭 회로(124)로 중계함과 아울러 스파크 검출회로(150)로부터의 스파크 검출신호(SDS)에 따라 스위칭 회로(124)를 온/오프시키는 전원 제어부(160)를 구비한다.

스위칭 회로(124)는 펄스 폭 변조회로(126)로부터 전원 제어부(160)를 경유하여 공급되는 스위칭 제어신호(SCS)에 응답하여 외부로부터 공급되는 직류전원(Vdc)을 교류파형으로 변환하기 위한 적어도 하나의 스위칭 소자를 구비한다. 이 때, 스위칭 회로(124)는 직류전원을 교류파형으로 변환하는 스위칭 소자의 개수에 따라 적어도 하나의 변압기(122)에 접속된다. 최근에는 하나의 스위칭 회로(124)를 이용하여 2개의 변압기(122)를 구동하는 것이 일반적이다.

변압기(122)는 스위칭 회로(124)에 접속된 일차측 권선(T1)과 램프(140)에 접속된 이차측 권선(T2)으로 구성된다. 일차측 권선(T1)은 스위칭 회로(124)에 접속되고, 이차측 권선(T2)의 일측은 밸러스트 커패시터(Cb)를 통해 램프(140)의 고압전극에 접속됨과 아울러 타단은 스파크 검출회로(150)에 접속된다. 이러한, 변압기(122)는 일차측 및 이차측 권선(T1, T2)의 권선비에 의해 일차측 권선(T1)에 공급되는 교류파형을 고압의 교류파형으로 변환하여 이차측 권선(T2)에 유기시키게 된다. 이차측 권선(T2)에 유기된 고압의 교류파형은 램프(140)의 고압전극에 공급되어 램프(140)를 점등시키게 된다.

한편, 변압기(122)는 도 10에 도시된 바와 같이 스위칭 회로(124)에 접속된 일차측 권선(T1)과, 램프(140)에 접속된 이차측 권선(T2) 및 일차측 권선(T1)에 인접하도록 권선되는 삼차측 권선(T3)으로 구성된다. 일차측 권선(T1)은 스위칭 회로(124)에 접속되고, 이차측 권선(T2)의 일측은 밸러스트 커패시터(Cb)를 통해 램프(140)의 고압전극에 접속됨과 아울러 타단은 기저전압원(GND)에 접속된다. 그리고, 삼차측 권선(T3)는 스파크 검출회로(150)에 접속된다. 이러한, 변압기(122)는 일차측 및 이차측 권선(T1, T2)의 권선비에 의해 일차측 권선(T1)에 공급되는 교류파형을 고압의 교류파형으로 변환하여 이차측 권선(T2)에 유기시키게 된다. 이차측 권선(T2)에 유기된 고압의 교류파형은 램프(140)의 고압전극에 공급되어 램프(140)를 점등시키게 된다.

펄스 폭 변조 회로(126)는 전원 제어부(160)로부터 공급되는 각종신호(PS)를 이용하여 스위칭 회로(124)의 스위칭을 제어하기 위한 스위칭 제어신호(SCS)를 발 생한다. 이 때, 전원 제어부(160)로부터 공급되는 각종신호(PS)는 삼각파 펄스, 기준 전압 등을 포함하게 된다. 이러한, 펄스 폭 변조 회로(126)는 전원 제어부(160)로부터 공급되는 삼각파 펄스 및 기준 전압을 이용하여 스위칭 제어신호(SCS)의 펄스 폭을 변조하여 전원 제어부(160)로 공급한다.

스파크 검출회로(150)는 도 11에 도시된 바와 같이 변압기(122)의 이차측 권선(T2) 및 삼차측 권선(T3) 중 어느 하나의 권선(T2, T3)에 접속될 수 있으며, 이하 스파크 검출회로(150)는 이차측 권선(T2)에 접속된 것으로 가정하여 설명한다.

이에 따라, 스파크 검출회로(150)는 변압기(122)의 이차측 권선(T2)의 타단과 기저전압원(GND) 사이에 직렬 접속된 커패시터(Cr) 및 저항(R)과, 커패시터(C)와 저항(R) 사이의 노드(N1)에 제 1 입력단자가 접속되고 기준 전압원에 제 2 입력단자가 접속된 비교기(152)를 구비한다.

커패시터(Cr)는 변압기(122)의 이차측 권선(T2)의 타단으로부터 기저전압원(GND)으로 공급되는 전압의 노이즈를 제거하여 직류성분으로 변환하게 된다. 커패시터(Cr)에 의해 직류성분으로 변환된 변압기(122)의 이차측 권선(T2)의 타단으로부터의 전압은 저항(R)에 의해 노드(N1) 상에 나타난다. 이 노드(N1) 상에 검출된 전압은 비교기(152)의 제 1 입력단자에 공급된다.

비교기(152)는 제 1 입력단자로부터 공급되는 노드(N1) 상의 검출된 전압과 제 2 입력단자로부터 공급되는 기준전압(Vref)을 비교하여 스파크 검출신호(SDS)를 생성하여 전원 제어부(160)에 공급한다. 이 때, 종래에서와 같이 스파크가 발생할 경우 노드(N1) 상에는 비교기(152)의 제 2 입력단자에 공급되는 대략 0.6V의 기준 전압(Vref) 보다 큰 전압이 공급된다. 이에 따라, 비교기(152)는 노드(N1) 상의 전압이 기준전압(Vref)보다 클 경우에 로우 상태(LOW)의 스파크 검출신호(SDS)를 전원 제어부(160)에 공급하고, 그렇지 않을 경우에는 하이 상태(HIGH)의 스파크 검출신호(SDS)를 전원 제어부(160)에 공급한다.

전원 제어부(160)는 전류 검출부(130)로부터 공급되는 피드백 신호(FB)에 기초하여 펄스 폭 변조회로(126)에 공급되는 기준 전압을 가변시켜 공급하거나, 삼각파 펄스의 폭을 가변하여 펄스 폭 변조 회로(126)에 공급한다. 또한, 전원 제어부(160)는 펄스 폭 변조 회로(126)로부터 공급되는 스위칭 제어신호(SCS)를 스위칭 회로(124)로 중계하는 역할을 한다. 이러한, 전원 제어부(160)는 펄스 폭 변조 회로(126)와 동일한 개수를 가지게 된다.

한편, 전원 제어부(160)는 도 11에 도시된 바와 같이 스파크 검출회로(150)로부터 공급되는 스파크 검출신호(SDS)에 응답하여 전원 제어부(160)의 구동을 온(ON)시키거나 오프(OFF)시키는 위한 역할을 하는 보호회로(162)를 구비한다.

보호회로(162)는 스파크 검출회로(150)로부터 로우 상태(LOW)의 스파크 검출신호(SDS)가 공급될 경우에는 전원 제어부(160)의 구동을 오프(OFF)시켜 펄스 폭 변조 회로(126)로부터 공급되는 스위칭 제어신호(SCS)가 스위칭 회로(124)에 공급되는 것을 차단함으로써 스위칭 회로(124)를 오프시키게 된다. 하이 상태(HIGH)의 스파크 검출신호(SDS)가 공급될 경우에는 전원 제어부(160)를 정상구동시켜 펄스 폭 변조 회로(126)로부터 공급되는 스위칭 제어신호(SCS)를 스위칭 회로(124)에 공급함으로써 스위칭 회로(124)를 정상 구동시키게 된다.

이와 같은, 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 LCD의 램프 구동장치는 도 12에 도시된 바와 같이 스위칭 회로(124)를 이용하여 전압원(Vdc)으로부터의 직류전압을 교류파형으로 변환하고, 변압기(122)를 이용하여 변환된 교류파형을 고압의 교류파형으로 변환하여 램프들(140)에 공급한다. 이에 따라, 램프들(140)은 변압기(122)로부터 공급되는 고압의 교류파형에 의해 지속적으로 점등되어 광을 발생하게 된다.

한편, 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 램프 구동장치 및 방법은 스파크가 발생할 경우 스파크 검출회로(150)를 이용하여 도 13에 도시된 바와 같이 스파크로 인하여 램프들(140)에 공급되는 고압의 교류파형에 포함되는 노이즈 성분을 검출하여 전원 제어부(160)를 오프(OFF)시키게 된다. 따라서, 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 램프 구동장치 및 방법은 종래에서와 같이 스파크가 발생할 경우 전원 제어부(160)를 오프(OFF)시킴으로써 스위칭 회로(124)를 오프(OFF)시켜 도 14에 도시된 바와 같이 램프들(140)에 공급되는 고압의 교류파형을 차단하게 된다. 결과적으로, 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 램프 구동장치 및 방법은 더 이상의 스파크 발생을 방지하여 램프(140) 및 인버터부(120)의 안정성을 확보하게 된다.

도 15 및 도 16을 참조하면, 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 램프 구동장치 및 방법은 전원 제어부(260) 및 스파크 검출회로(250)를 제외하고는 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 액정표시장치의 구동장치를 동일한 구성요소를 가지게 된다. 따라서, 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 액정표시장치의 구동장치에서는 전원 제어부(260) 및 스파크 검출회로(250)를 제외한 다른 구성요소들에 대한 설명을 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 램프 구동장치 및 방법의 설명으로 대신하기로 한다.

전원 제어부(260)는 도 15에 도시된 바와 같이 전류 검출부(130)로부터의 피드백 신호(FB)를 저장하고, 저장되는 피드백 신호(FB)의 전압이 기준전압값 이상일 경우 전원 제어부(260)의 구동을 오프(OFF)시키는 제 1 차단신호(CS1)를 발생하여 보호회로(262)에 공급하는 제 1 차단회로(266)와, 램프(140)의 정상구동 상태에서 피드백 신호(FB)를 공급받아 일정한 전압레벨을 가지는 제 2 차단신호(CS2)를 보호회로(262)에 공급하는 제 2 차단회로(264)와, 제 1 차단회로(266) 및 제 2 차단회로(264)로부터 공급되는 제 1 및 제 2 차단신호(CS1, CS2)와 스파크 검출회로(250)로부터의 스파크 검출신호(SDS)에 따라 전원 제어부(260)의 구동을 오프(OFF)시키는 보호회로(262)를 구비한다.

램프(140)는 램프의 제조업체마다 각각의 램프마다 초기점등 시간이 다르게 된다. 이러한, 각각의 램프(140)의 초기점등 시간 동안에는 최대의 전류레벨을 가지는 고압의 교류파형이 공급된다. 이에 따라, 제 1 차단회로(266)는 전류 검출부로부터 공급되는 최대의 전류레벨을 가지는 고압의 교류파형에 의해 점등되는 램프(140)의 초기 점등시간의 피드백 신호(FB)를 저장하게 된다. 이 때, 제 1 차단회로(266)는 초기 점등시간에 따른 피드백 신호(FB)의 전압레벨을 커패시터(Cs)를 이용하여 저장하고, 커패시터(Cs)에 저장되는 피드백 신호(FB)가 기준전압 이상이거나 제로(0)전압일 경우 램프(140)의 오프(OFF)시키기 위한 제 1 차단신호(CS1)를 보호회로(262)에 공급한다. 여기서, 램프가 정상구동될 경우에는 제 1 차단회로(266)의 커패시터(Cs)에 저장되는 피드백 신호(FB)의 전압레벨은 항상 기준전압 이하가 된다.

제 2 차단회로(264)는 램프(140)의 정상구동 상태에서 전류 검출부(130)로부터 피드백 신호(FB)를 공급받아 일정한 전압을 보호회로(262)에 공급한다. 그리고, 제 2 차단회로(264)는 전류 검출부로부터 공급되는 피드백 신호(FB)의 없을 경우에는 기저레벨을 가지는 제 2 차단신호(CS2)를 보호회로(262)에 공급한다. 여기서, 제 2 차단회로(264)는 종래에서와 같이 스파크 현상이 발생할 경우에도 전류 검출부로부터 피드백 신호(FB)가 공급되기 때문에 제 2 차단신호(CS2)는 일정한 전압레벨을 가지게 된다.

보호회로(262)는 제 1 차단회로(266)로부터 공급되는 제 1 차단신호(CS1)의 전압레벨이 로우 상태(LOW)일 경우에 전원 제어부(260)의 구동을 오프(OFF)시킴과 아울러 제 2 차단회로(264)로부터 공급되는 제 2 차단신호(CS2)의 전압레벨이 로우 상태(LOW)일 경우에 전원 제어부(260)의 구동을 오프(OFF)시키게 된다.

스파크 검출회로(250)는 도 16에 도시된 바와 같이 변압기(122)의 이차측 권선(T2)과 기저전압원(GND) 사이에 직렬 접속된 제 1 커패시터(C1) 및 제 1 저항(R1)을 포함하는 검출부(280)와; 제 1 커패시터(C1) 및 제 1 저항(R1) 사이인 제 1 노드(N1)에 애노드 전극이 접속된 제 1 및 제 2 다이오드(D1, D2)와, 제 노드(N1)와 제 2 다이오드(D2) 사이에 접속된 RC필터(C2, R2)를 포함하는 정류부(282)와; 정류부(282)의 출력 노드인 제 2 노드(N2)와 기저전압원(GND)과 공급전압라인(VDD)에 접속된 스위칭 소자(TFT)와; 제 1 노드(N1)와 스위칭 소자(TFT) 사이에 접속되어 제 1 노드(N1) 상의 전압에 따라 스위칭 소자를 턴-온 및 턴-오프 시키는 제어회로(255)와; 스위칭 소자(TFT)의 소스 단자에 베이스 단자가 접속되고 공급전압라인(VDD)에 이미터 단자가 접속됨과 아울러 제 1 출력단자(OUT1)에 컬렉터 단자가 접속된 제 1 트랜지스터(Q1)와; 스위칭 소자(TFT)의 소스 단자에 베이스 단자가 접속되고 공급전압라인(VDD)에 이미터 단자가 접속됨과 아울러 제 2 출력단자(OUT2)에 컬렉터 단자가 접속된 제 2 트랜지스터(Q2)를 구비한다.

제 1 커패시터(C1)는 변압기(122)의 이차측 권선(T2)의 타단으로부터 기저전압원(GND)으로 공급되는 전압의 노이즈를 제거하여 직류성분으로 변환하게 된다. 제 1 커패시터(C1)에 의해 직류성분으로 변환된 변압기(122)의 이차측 권선(T2)의 타단으로부터의 전압은 제 1 저항(R1)에 의해 제 1 노드(N1) 상에 나타난다.

제 1 다이오드(D1)는 제 1 노드(N1)로부터 공급되는 전압을 반파정류하여 출력한다. RC필터(C2, R2)의 제 2 커패시터(C2) 및 제 2 저항(R2)은 인버터부의 초기 구동시 순간적으로 큰 전압에 따른 노이즈 또는 고주파 성분을 제거하기 위한 RC필터이다. 제 2 커패시터(C2) 및 제 2 저항(R2)에 의해 필터링된 제 1 노드(N1) 상의 전압은 제 2 다이오드(D2)를 경유하여 제 2 노드(N2) 상에 공급된다.

제어회로(255)는 제 2 노드(N2) 상의 전압을 평활하여 스위칭 소자(TFT)를 스위칭시키는 역할을 한다. 이를 위해, 제어회로(255)는 제 1 및 제 2 다이오드(D1, D2)의 캐소드 전극에 공통으로 접속된 제 2 노드(N2)와 기저전압원(GND) 사이에 접속되는 제 3 커패시터(C3)와, 제 2 노드(N2)와 기저전압원(GND) 및 공급전압원(VDD) 사이에 접속된 제 1 스위칭 소자(TFT)와, 제 2 노드(N2)와 제 1 스위칭 소자(TFT) 사이에 접속된 제 3 저항(R3)과, 제 3 저항(R3) 과 스위칭 소자(TFT) 사이의 제 3 노드(N3)와 기저전압원(GND) 사이에 병렬 접속된 제 4 저항(R4) 및 제 4 커패시터(C4)를 구비한다.

제 3 커패시터(C3)는 제 1 및 제 2 다이오드(D1, D2)를 경유하여 제 2 노드(N2) 상에 공급되는 전압을 평활하여 제 3 저항(R3)을 통해 제 3 노드(N3) 상에 공급한다. 이 때, 제 2 저항(R3)은 스위칭 소자(TFT)의 게이트 단자에 공급되는 전류를 제한하는 역할을 한다.

제 4 커패시터(C4) 및 제 4 저항(R4)은 제 3 저항(R3)을 경유하여 공급되는 전압을 안정화시켜 스위칭 소자(TFT)의 게이트 단자에 공급한다.

스위칭 소자(TFT)는 제 3 노드(N3) 상에 전압에 의해 턴-온 또는 턴-오프하게 된다. 이러한, 스위칭 소자(TFT)의 게이트 단자는 제 3 노드(N3)에 접속되고, 소스 단자는 제 1 트랜지스터(Q1)의 베이스 단자에 접속됨과 아울러 드레인 단자는 기저전압원(GND)에 접속된다.

제 1 트랜지스터(Q1)는 스위칭 소자(TFT)의 온/오프에 따라 공급전압원(VDD)으로부터의 전압을 제 1 출력단자(OUT1)로 출력한다. 이 때, 제 1 트랜지스터(Q1)의 베이스 단자와 스위칭 소자(TFT)의 소스 단자 사이에는 제 1 트랜지스터(Q1)의 베이스 단자의 전류를 제한하기 위한 제 5 저항(R5)이 설치된다. 또한, 제 1 트랜지스터(Q1)의 베이스 단자와 이미터 단자 사이에 제 7 저항(R7)이 접속된다.

제 2 트랜지스터(Q2)는 스위칭 소자(TFT)의 온/오프에 따라 공급전압원(VDD)으로부터의 전압을 제 2 출력단자(OUT2)로 출력한다. 이 때, 제 2 트랜지스터(Q2)의 베이스 단자와 스위칭 소자(TFT)의 소스 단자 사이에는 제 2 트랜지스터(Q2)의 베이스 단자의 전류를 제한하기 위한 제 6 저항(R6)이 접속되고, 베이스 단자와 이미터 단자 사이에 병렬 접속된 제 5 커패시터(C5) 및 제 8 저항(R8)이 접속된다.

이러한, 스파크 검출회로(250)의 정류부(282)는 제 1 다이오드(D1)를 통해 제 1 노드(N1) 상의 전압을 반파 정류하여 제 2 노드(N2) 상에 공급함과 아울러 제 2 다이오드(D2)를 이용하여 제 1 노드(N1) 상의 전압을 RC필터에 의해 필터링하여 제 2 노드(N2) 상에 공급한다. 이에 따라, 제어부(255)는 제 3 커패시터(C3)를 이용하여 정류부(282)로부터 제 2 노드(N2) 상에 공급되는 전압을 평활하여 제 3 저항(R3)을 통해 제 3 노드(N3)에 공급하고, 제 4 커패시터(C4) 및 제 4 저항(R4)를 이용하여 제 3 노드(N3) 상의 전압을 안정화시켜 스위칭 소자(TFT)의 게이트 단자에 공급한다. 이 때, 제 3 저항(R3)은 스위칭 소자(TFT)의 게이트 단자에 공급되는 전류를 제한하는 역할을 한다.

한편, 램프(140)가 정상적인 고압의 교류파형에 의해 정상적으로 구동될 경우에 제어회로(255)의 제 3 노드(N3) 상의 전압은 대략 0.5V 이하의 전압이 된다. 이 때, 제 1 노드(N1) 상의 전압은 변압기(122)의 이차측 권선(T2)에는 기저전압을 중심으로 정극성 및 부극성으로 스윙하는 교류파형이 공급되기 때문에 거의 0V에 가까운 전압이 공급되게 된다. 이로 인하여, 제어회로(255)의 제 3 노드(N3) 상의 전압이 0.5V 이하가 될 경우에 스위칭 소자(TFT)는 오프(OFF) 상태가 된다. 스위 소자(TFT)가 오프(OFF) 상태가 됨으로써 제 1 및 제 2 트랜지스터(Q1, Q2)의 베이스 단자 각각에 공급전압라인(VDD)으로부터의 전압(VDD)이 공급되어 제 1 및 제 2 트랜지스터(Q1, Q2) 각각은 온(ON) 상태를 유지하게 된다. 이에 따라, 제 1 및 제 2 트랜지스터(Q1, Q2) 각각을 경유하는 전압공급라인(VDD)으로부터의 전압레벨, 즉 하이(HIGH) 상태의 전압레벨을 가지는 제 1 및 제 2 스파크 검출신호(SP1, SP2)가 제 1 및 제 2 출력단자(OUT1, OUT2) 각각을 경유하여 전원 제어부(260)에 공급된다. 이 때, 스파크 검출회로(250)의 제 1 출력단자(OUT1)는 전원 제어부(260)의 제 1 차단회로(266)의 피드백 신호(FB) 입력단자에 접속되고, 제 2 출력단자(OUT2)는 전원 제어부(260)의 제 2 차단회로(264)의 피드백 신호(FB) 입력단자에 접속된다. 따라서, 제 1 차단회로(266)는 피드백 신호(FB) 입력단자에 공급되는 하이(HIGH) 상태의 제 1 스파크 검출신호(SP1) 및 피드백 신호(FB)를 이용하여 제 1 차단신호(CS1)를 보호회로(262)에 공급하고, 제 2 차단회로(264) 역시 피드백 신호(FB) 입력단자에 공급되는 하이(HIGH) 상태의 제 2 스파크 검출신호(SP2) 및 피드백 신호(FB)를 이용하여 제 2 차단신호(CS2)를 보호회로(262)에 공급하게 된다.

반면에, 종래에서와 같이 스파크로 인한 노이즈가 포함된 비정상적인 고압의 교류파형에 의해 램프(140)가 구동될 경우에 제어회로(255)의 제 3 노드(N3) 상의 전압은 0.6V 이상의 전압이 된다. 이에 따라, 제 3 노드(N3) 상의 전압이 0.6V이상이 될 경우에 스위칭 소자(TFT)가 턴-온된다. 스위칭 소자(TFT)가 온(ON) 상태가 됨으로써 제 1 및 제 2 트랜지스터(Q1, Q2)의 베이스 단자 각각에 공급되는 공급전압라인(VDD)으로부터의 전압(VDD)이 스위칭 소자(TFT)를 경유하여 기저전압원(GND)으로 공급된다. 이로 인하여, 제 1 및 제 2 트랜지스터(Q1, Q2) 각각이 턴-오프(OFF)됨으로써 스파크 검출회로(250)의 제 1 및 제 2 출력단자(OUT1, OUT2)에는 로우(LOW) 상태의 전압레벨을 제 1 및 제 2 스파크 검출 신호(SP1, SP2)가 출력된다. 즉, 스파크 검출회로(250)는 제어회로(255)의 스위칭 소자(TFT)가 턴-온될 경우 제 1 차단회로(266)의 피드백 신호(FB) 입력단자와 제 2 차단회로(264)의 피드백 신호(FB) 입력단자에 로우(LOW) 상태의 제 1 및 제 2 스파크 검출신호(SP1, SP2)를 공급하게 된다.

이에 따라, 제 1 차단회로(266) 및 제 2 차단회로(264) 각각은 로우(LOW) 상태의 제 1 및 제 2 차단신호(CS1, CS2)를 보호회로(262)에 공급한다. 따라서, 보호회로(262)는 로우(LOW) 상태의 제 1 및 제 2 차단신호(CS1, CS2)에 의해 전원 제어부(260)를 구동을 오프(OFF)시켜 램프(140)의 구동을 오프시키게 된다. 따라서, 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 램프 구동장치 및 방법은 종래에서와 같이 스파크 발생시 전원 제어부(260)의 구동을 오프(OFF)시켜 스위칭 회로의 구동을 오프(OFF)시킴으로써 더 이상의 스파크 발생을 방지하여 램프(140) 및 인버터부(120)의 안정성을 확보하게 된다.

한편, 도 17을 참조하면, 본 발명의 제 3 실시 예에 따른 램프 구동장치 및 방법은 인접한 2개의 변압기(122)에 접속되어 스파크를 검출하기 위한 스파크 검출회로(350)를 제외하고는 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 램프 구동장치 및 방법과 동일한 구성요소를 가지게 된다. 이에 따라, 본 발명의 제 3 실시 예에 따른 램프 구동장치 및 방법에서는 스파크 검출회로(350)를 제외한 다른 구성요소들에 대한 설명을 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 램프 구동장치 및 방법에 대한 설명으로 대신하기로 한다.

본 발명의 제 3 실시 예에 따른 램프 구동장치 및 방법에서 스파크 검출회로(350)는 인접한 변압기(122) 중 제 1 변압기(122)의 이차측 권선(T2)에 직렬 접속된 제 1 커패시터(C1) 및 제 1 저항(R1)을 포함하는 제 1 검출부(380)와; 제 1 커패시터(C1) 및 제 1 저항(R1) 사이인 제 1 노드(N1)에 애노드 전극이 접속된 제 1 및 제 2 다이오드(D1, D2)와, 제 노드(N1)와 제 2 다이오드(D2) 사이에 접속된 RC필터(C2, R2)를 포함하는 제 1 정류부(382)와; 제 1 정류부(382)의 출력 노드인 제 2 노드(N2)와 기저전압원(GND)과 공급전압라인(VDD)에 접속된 스위칭 소자(TFT)와; 제 1 노드(N1)와 스위칭 소자(TFT) 사이에 접속되어 제 1 노드(N1) 상의 전압에 따라 스위칭 소자를 턴-온 및 턴-오프시키는 제어회로(355)와; 스위칭 소자(TFT)의 소스 단자에 베이스 단자가 접속되고 공급전압라인(VDD)에 이미터 단자가 접속됨과 아울러 제 1 출력단자(OUT1)에 컬렉터 단자가 접속된 제 1 트랜지스터(Q1)와; 스위칭 소자(TFT)의 소스 단자에 베이스 단자가 접속되고 공급전압라인(VDD)에 이미터 단자가 접속됨과 아울러 제 2 출력단자(OUT2)에 컬렉터 단자가 접속된 제 2 트랜지스터(Q2)를 구비한다.

또한, 본 발명의 제 3 실시 예에 따른 램프 구동장치 및 방법에서 스파크 검출회로(350)는 인접한 변압기(122) 중 제 2 변압기(122)의 이차측 권선(T2)에 직렬 접속된 제 1 커패시터(C1) 및 제 1 저항(R1)을 포함하는 제 2 검출부(384)와; 제 1 정류부(382)와 제어회로(355) 사이인 제 2 노드(N2)와 제 2 검출부(384)의 제 1 커패시터(C1) 및 제 1 저항(R1) 사이인 제 1 노드(N1) 사이에 병렬 접속된 제 1 및 제 2 다이오드(D1, D2)와, 제 1 노드(N1)와 제 2 다이오드(D2) 사이에 접속된 RC필터(C2, R2)를 포함하는 제 2 정류부(386)를 더 구비한다. 이 때, 스파크 검출회로(350)의 제 1 및 제 2 검출부(380, 384), 제 1 및 제 2 정류부(382, 386), 제어회로(355), 스위칭 소자(TFT), 제 1 및 제 2 트랜지스터(Q1, Q2)는 상술한 본 발명의 제 2 실시 예에서와 동일한 접속관계 및 동작을 하기 때문에 상세한 설명은 생략하기로 한다.

제 1 및 제 2 검출부(380, 384) 각각은 제 1 저항(R1)을 이용하여 제 1 및 제 2 변압기(122) 각각의 이차측 권선(T2)으로부터 공급되는 고압의 교류파형을 전압레벨을 검출하여 제 1 노드(N1) 상에 나타나게 한다. 제 1 및 제 2 정류부(382, 386)는 RC 필터(C2, R2)와 제 1 및 제 2 다이오드(D1, D2)를 이용하여 제 1 노드(N1) 상의 전압을 정류함과 아울러 필터링하여 제 2 노드(N2) 상에 공급한다. 이러한, 제 2 노드(N2) 상에 전압은 제어회로(355)를 경유하여 스위칭 소자(TFT)를 스위칭시키게 된다. 이에 따라, 제 1 및 제 2 트랜지스터(Q1, Q1)는 스위칭 소자(TFT)의 스위칭에 따라 제 1 및 제 2 스파크 검출신호(SP1, SP2)를 발생하여 전원 제어부(260)에 공급한다. 따라서, 전원 제어부(260)는 본 발명의 제 2 실시 예에서와 같이 스파크 검출회로(350)로부터 공급되는 제 1 및 제 2 스파크 검출신호(SP1, SP2)에 응답하여 온(ON)되거나 오프(OFF)된다. 다시 말하여, 본 발명의 제 3 실시 예에 따른 램프 구동장치 및 방법은 인접한 2개의 변압기(122)의 이차측 권선(T2)으로부터 종래에서와 같은 스파크를 검출하고, 스파크의 검출 유무에 따라 전원 제어부(260)의 구동을 온(ON) 및 오프(OFF) 시킴으로써 2개의 스위칭 회로의 구동을 동시에 제어할 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 램프 구동장치 및 방법은 인버터의 고압측(램프의 전극과 인버터의 출력단자)에서 발생하는 스파크를 검출하여 스위칭 회로의 구동을 오프시킴으로써 더 이상의 스파크 발생을 방지하게 된다. 따라서, 본 발명은 인버터의 구동 안정성을 향상시킬 수 있다.

이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여 져야만 할 것이다.

Claims (20)

1. 다수의 램프들과,

   스위칭 제어신호에 의해 스위칭되는 스위칭 소자를 이용하여 외부로부터의 직류전원을 교류파형으로 변환하는 다수의 스위칭 회로와,

   상기 다수의 스위칭 회로로부터 각각으로부터의 교류파형을 고압의 교류파형으로 변환하여 상기 램프들에 공급하는 다수의 변압기와,

   상기 다수의 변압기에 접속되어 상기 다수의 램프들 각각에 공급되는 상기 고압의 교류파형의 크기를 검출하는 스파크 검출회로와,

   상기 스파크 검출회로부터의 스파크 검출신호에 응답하여 상기 스위칭 소자에 공급되는 상기 스위칭 제어신호를 차단하는 전원 제어부를 구비하고,

   상기 스파크 검출회로는 상기 변압기의 이차권선 및 삼차권선 중 어느 하나와 기저전압원 사이에 직렬 접속되는 커패시터 및 저항과, 상기 커패시터와 저항 사이의 제 1 노드에 제 1 입력단자가 접속되고 기준 전압원에 제 2 입력단자가 접속되는 제 2 입력단자를 가지는 비교기를 구비하고,

   상기 비교기는 상기 제 1 노드 상의 전압이 기준 전압 이상일 경우에는 제 1 논리레벨을 가지는 상기 스파크 검출신호를 발생하고, 기준 전압 이하일 경우에는 제 1 논리레벨과 다른 제 2 논리레벨을 가지는 상기 스파크 검출신호를 발생하며,

   상기 전원 제어부는 상기 스파크 검출회로로부터 공급되는 제 1 논리레벨을 가지는 상기 스파크 검출신호에 응답하여 상기 스위칭 회로에 공급되는 상기 스위칭 제어신호를 차단하는 보호회로를 구비하는 것을 특징으로 하는 램프 구동장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 스위칭 제어신호를 발생하는 펄스 폭 변조회로와,

   상기 램프들 각각에 흐르는 관전류를 검출하기 위한 전류 검출부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 램프 구동장치.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 변압기는,

   상기 스위칭 회로로부터 상기 교류파형이 공급되는 일차권선과,

   상기 램프의 고압전극에 일단이 접속되고 상기 스파크 검출회로에 접속되는 타단을 가지며 상기 일차권선과의 권선비에 의해 상기 고압의 교류파형이 유기되는 이차권선을 구비하는 것을 특징으로 하는 램프 구동장치.
4. 제 2 항에 있어서,

   상기 변압기는,

   상기 스위칭 회로로부터 상기 교류파형이 공급되는 일차권선과,

   상기 램프의 고압전극에 접속되고 상기 일차권선과의 권선비에 의해 상기 고압의 교류파형이 유기되는 이차권선과,

   상기 스파크 검출회로에 접속되고 상기 일차권선에 인접하도록 권선되어 상기 일차권선에 공급되는 교류파형이 유기되는 삼차권선을 구비하는 것을 특징으로 하는 램프 구동장치.
5. 삭제
6. 삭제
7. 삭제
8. 제 2 항에 있어서,

   상기 전원 제어부는,

   상기 펄스 폭 변조회로로부터의 스위칭 제어신호를 상기 스위칭 회로로 중계함과 아울러 상기 전류 검출부로부터의 피드백 신호에 따라 상기 스위칭 제어신호를 발생하기 위한 각종 구동신호를 변조하여 상기 펄스 폭 변조회로에 공급하는 것을 특징으로 하는 램프 구동장치.
9. 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서,

   상기 스파크 검출회로는,

   상기 변압기의 이차권선 및 삼차권선 중 어느 하나와 기저전압원 사이에 직렬 접속된 제 1 커패시터와 제 1 저항을 포함하는 제 1 검출부와,

   상기 제 1 검출부로부터 검출된 전압을 정류함과 아울러 필터링하는 제 1 정류부와,

   상기 제 1 정류부에 게이트 단자가 접속되고 전압공급라인에 소스 단자가 접속됨과 아울러 기저전압원에 드레인 단자가 접속되는 스위치와,

   상기 제 1 정류부와 상기 스위치의 게이트 단자 사이에 접속되어 상기 제 1 정류부로부터의 전압을 이용하여 상기 스위치를 스위칭시키는 제어회로와,

   상기 스위치의 소스단자에 베이스 단자가 접속되고 상기 전압공급라인에 이미터 단자가 접속됨과 아울러 제 1 출력단자에 컬렉터 단자가 접속되는 제 1 트랜지스터와,

   상기 스위치의 소스단자에 베이스 단자가 접속되고 상기 전압공급라인에 이미터 단자가 접속됨과 아울러 제 2 출력단자에 컬렉터 단자가 접속되는 제 2 트랜지스터를 구비하는 것을 특징으로 하는 램프 구동장치.
10. 제 9 항에 있어서,

    상기 전원 제어부는,

    상기 전류 검출부로부터의 피드백 신호를 저장하고 저장된 피드백 신호의 전압레벨이 제로(0) 또는 기준 전압에 도달할 경우에 제 1 차단신호를 발생하는 제 1 차단회로와,

    상기 전류 검출부로부터 공급되는 상기 피드백 신호의 전압레벨이 제로(0)일 경우에 제 2 차단신호를 발생하는 제 2 차단회로와,

    상기 제 1 및 제 2 차단회로로부터 제 1 및 제 2 차단신호에 따라 상기 스위칭 회로에 공급되는 상기 스위칭 제어신호를 차단하는 보호회로를 구비하는 것을 특징으로 하는 램프 구동장치.
11. 제 10 항에 있어서,

    상기 제 1 정류부는,

    상기 제 1 커패시터와 상기 제 1 저항 사이인 제 1 노드와 상기 제어회로 사이에 병렬 접속되는 제 1 및 제 2 다이오드와,

    상기 제 1 노드와 상기 제 2 다이오드 사이에 접속되는 제 2 커패시터와,

    상기 제 2 커패시터와 상기 제 2 다이오드 사이의 노드와 상기 기저전압원 사이에 접속되는 제 2 저항을 구비하는 것을 특징으로 하는 램프 구동장치.
12. 제 11 항에 있어서,

    상기 제어회로는,

    상기 제 2 노드와 상기 기저전압원 사이에 접속되는 제 3 커패시터와,

    상기 제 1 및 제 2 다이오드의 애노드 전극에 공통으로 접속되는 제 2 노드와 상기 스위치 사이에 접속되는 제 3 저항과,

    상기 제 3 저항과 상기 스위치의 게이트 단자 사이인 제 3 노드와 상기 기저전압원 사이에 병렬 접속되는 제 4 저항 및 제 4 커패시터를 구비하는 것을 특징으로 하는 램프 구동장치.
13. 제 10 항에 있어서,

    상기 스파크 검출회로는,

    상기 제 1 트랜지스터의 베이스 단자와 이미터 단자 사이에 접속되는 제 5 저항과,

    상기 제 2 트랜지스터의 베이스 단자와 이미터 단자에 병렬 접속되는 제 5 커패시터 및 제 6 저항을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 램프 구동장치.
14. 제 13 항에 있어서,

    상기 제 1 트랜지스터는 상기 스위치의 스위칭에 따라 제 1 스파크 검출신호를 상기 제 1 차단회로의 입력단자에 공급하고,

    상기 제 2 트랜지스터는 상기 스위치의 스위칭에 따라 제 2 스파크 검출신호를 상기 제 1 차단회로의 입력단자에 공급하는 것을 특징으로 하는 램프 구동장치.
15. 제 14 항에 있어서,

    상기 보호회로는,

    상기 제 1 및 제 2 스파크 검출신호에 의해 강제적으로 일정 전압레벨을 가지는 상기 제 1 및 제 2 차단신호에 응답하여 상기 전원 제어부의 구동을 오프시키는 것을 특징으로 하는 램프 구동장치.
16. 제 12 항에 있어서,

    상기 스파크 검출회로는,

    상기 변압기와 인접한 다른 변압기의 이차권선 및 삼차권선 중 어느 하나와 기저전압원 사이에 직렬 접속된 제 1 커패시터와 제 1 저항을 포함하는 제 2 검출부와,

    상기 제 2 검출부로부터 검출된 전압을 정류함과 아울러 필터링하여 하는 제 2 정류부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 램프 구동장치.
17. 제 16 항에 있어서,

    상기 제 2 정류부는,

    상기 제 2 검출부의 상기 제 1 커패시터와 상기 제 1 저항 사이인 제 1 노드와 상기 제어회로 사이에 병렬 접속되는 제 1 및 제 2 다이오드와,

    상기 제 1 노드와 상기 제 2 다이오드 사이에 접속되는 제 2 커패시터와,

    상기 제 2 커패시터와 상기 제 2 다이오드 사이의 노드와 상기 기저전압원 사이에 접속되는 제 2 저항을 구비하는 것을 특징으로 하는 램프 구동장치.
18. 스위칭 제어신호에 의해 스위칭되는 스위칭 소자를 이용하여 외부로부터의 직류전원을 교류파형으로 변환하는 단계와,

    변압기를 이용하여 상기 교류파형을 고압의 교류파형으로 변환하여 램프들에 공급하는 단계와,

    상기 변압기의 이차권선 및 삼차권선 중 어느 하나에 접속되는 검출부를 이용하여 상기 램프의 전극 및 상기 변압기 간의 스파크로 인한 노이즈를 검출하는 단계와,

    검출된 스파크 검출신호에 응답하여 상기 스위칭 소자에 공급되는 상기 스위칭 제어신호를 차단하는 단계를 포함하고,

    상기 스파크를 검출하는 단계는,

    직렬 접속된 커패시터 및 저항을 이용하여 상기 스파크 검출신호를 전압으로 변환하는 단계와,

    변화된 전압과 기준전압을 비교하여 상기 스파크 검출신호를 발생하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 램프 구동방법.
19. 삭제
20. 제 18 항에 있어서,

    상기 스파크를 검출하는 단계는,

    상기 직렬 접속된 커패시터 및 저항을 이용하여 상기 스파크 검출신호를 전압으로 변환하는 단계와,

    상기 변환된 전압을 정류함과 아울러 평활하여 안정화시키는 단계와,

    상기 안정화된 전압의 크기에 따라 스위치를 스위칭시키는 단계와,

    상기 스위치와 공급전압원 사이에 접속된 트랜지스터를 이용하여 상기 스위치의 스위칭에 따라 상기 스파크 검출신호를 발생하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 램프 구동방법.

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