KR101014427B1 - 영상 표시 장치의 광원 전류 분배 장치 및 그 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 하나 이상의 광원부 및 교류 전압을 인가 받고 복수의 출력단으로 전류를 분배하되, 상기 출력단에 연결되어 있는 상기 광원부의 임피던스 특성이 변하는 경우에도 상기 출력단으로 각각 동일한 전류를 분배하는 광원 전류 분배부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 영상 표시 장치의 광원 전류 분배 장치 및 그 방법에 관한 것이다.

Description

영상 표시 장치의 광원 전류 분배 장치 및 그 방법{Current distributing device for display and method thereof}
본 발명은 전류 분배 장치에 관한 것으로 특히 영상 표시 장치에 있어서 광원 발생 장치의 복수개의 광원소자에 균등한 전류를 공급하는 전류 분배 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
영상 표시 장치 로는 LCD, PDP등이 있으며 이중에서 LCD 소형 제작이 가능하고 소비 전력이 낮아 시계, 소형 전자기기, 모니터, TV 등에 널리 사용되고 있다.
그런데 LCD 는 자체 발광이 되지 않아 백라이트 광원을 두어 사용하여야 한다. LCD 백라이트 광원으로는 Electroluminescent(EL), Light Emitting Diode(LED), Cold Cathode Fluorescent Lamp(CCFL) 등이 이용되고 있으나, 최근에는 별도의 인버터를 필요로 하지 않고 소비전력이 적으며 수명이 긴 LED를 백라이트 광원으로 많이 사용하는 추세이다.
또한 LCD에서 소모되는 전력의 대부분은 backlight lamp를 포함하는 backlight unit에서 소모가 되고 있는네, 이는 전체 LCD에서 소모되는 전력의 60 ∼ 70 %이다. 따라서 소비전력의 절감을 위한 backlight unit의 효율성 증대는 절대적이라고 할 수 있다.
따라서 최근에는 소모 전력이 적으며 수명이 긴 LED를 백라이트 광원으로 많이 사용하고 있다.
그러나, 광원으로 LED를 사용하기 위해서는 LED를 보호하기 위해 흐르는 전류를 제어하기 위한 회로가 필요하다. 종래의 LCD에서 광원으로 LED를 사용하는 경우에는 사용되는 LED 의 수 만큼의 광원 전류 분배부와 전류 변환장치가 필요하여 영상 표시 장치의 부피 및 단가 상승의 요인이 되었다.
도1은 종래의 LED에 전류를 공급해 주는 전류 분배 장치의 도면이다.
종래의 LCD에서 광원으로 사용되는 이는 LED에 전류를 분배하는 전류 분배 장치는 교류-직류 변환부(10)와 직류-교류 변환부(20)와 정류부(30)와 전압 감지부(40)와 전류 분배부(50)와 LED부(60-1.60-2.60-3)로 구성된다.
교류-직류 변환부는 상용 교류 전압을 전류 분배 장치에서 사용하는 직류 전압으로 변환 하는 기능을 수행한다.
직류-교류 변환부는 교류-직류 변환부에서 변환된 직류 전압을 필요한 교류 전압으로 변환한다.
정류부는 교류 전압을 LED에 공급되는 직류 전압으로 변환하는 기능을 수행한다.
전압 감지부는 정류부를 통해 직류 전압으로 변환된 전압을 감지하는 기능을 수행한다. 전압 감지부는 감지된 전압이 정상 전압의 범위내에 있는지를 감지하여 정상 범위에서 벗어나는 경우에 직류-교류 변환부로 피드백 신호를 인가하여 정상 범위의 전압이 직류-교류 변환부에서 출력되도록 한다.
전류 분배부는 정류부로부터 입력되는 직류전압를 이용하여 LED부로 일정한 전류를 공급해주는 기능을 수행한다. 이를 위해서 전류 분배부는 직류-직류 변환부 및 전류 감지부를 포함하고 있어 LED부를 통해 흐르는 전류를 감지하여 LED부로 공급하는 직류 전압을 조정함으로써 LED부에 일정한 전류가 흐르도록 한다.
LED부는 광원으로 사용되는 LED를 포함하여 구성되고, 복수의 LED들을 포함할 수 있다.
도1에 도시된 바와 같이 종래의 LED에 전류를 공급해 주는 전류 분배 장치는 하나의 LED부에 일정한 전류가 흐르도록 제어하기 위해서는 LED부와 동일한 수의 직류-직류 변환부 및 전류 감지부가 필요하므로 회로가 복잡하고 장치의 부피가 증가하며 제작 단가가 상승하는 문제가 있다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 하나의 전류 분배 장치에서 복수개의 광원부에 균등한 전류를 공급해주는 전류 분배 장치를 제공해 주고자한다.
본 발명의 또 다른 목적은 교류 전류를 이용하여 복수개의 광원부에 균등한 전류를 공급해줌으로써 영상 표시 장치의 소량화 및 제작 단가를 낮추는데 그 목적이 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 임피던스 특성이 다른 LED를 이용하더라도 동일한 전류를 LED에 공급함으로써 광원의 세기를 전체적으로 일정하게 유지해주는데 그 목적이 있다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 하나 이상의 광원부 및 교류 전압을 인가 받고 복수의 출력단으로 전류를 분배하되, 상기 출력단에 연결되어 있는 상기 광원부의 임피던스 특성이 변하는 경우에도 상기 출력단으로 각각 동일한 전류를 분배하는 광원 전류 분배부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 영상 표시 장치의 광원 전류 분배 장치가 제공된다.
여기서, 상기 광원 전류 분배부는 상기 교류 전압을 인가 받고 동일하게 분배하여 복수의 분배단으로 출력하는 트랜스포머와 상기 트랜스포머의 상기 분배단에 각각 연결되어 상기 교류 전압의 양전압이 출력되는 동안에 충전되고 상기 교류 전압의 음전압이 출력되는 동안에 방전되는 변동 전압 인가부 및 상기 변동 전압 인가부에 연결되어 상기 교류 전압으로 인한 역전류를 방지하는 역전류 방지부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 할 수 있다.
여기서, 상기 트랜스포머는 n차단으로 구성되며 상기 각각의 차단의 입력단은 서로 연결되어 있어 상기 교류 전압을 동일하게 인가받고 상기 각각의 차단에는 동일한 권선수의 코일을 감고 있어 동일하게 분배되는 전압을 각각의 분배단으로 출력하는 것을 특징으로 할 수 있다.
여기서, 상기 역전류 방지부는 상기 교류 전압의 양전압이 인가되는 동안에 동작하는 제1 역전류 방지 다이오드와 상기 교류 전압의 음전압이 인가되는 동안에 동작하는 제2 역전류 방지 다이오드로 구성되어 있으며 상기 제1 역전류 방지 다이오드와 상기 제2 역전류 방지 다이오드는 서로 다른 방향으로 구성되어 상대 역전류 방지 다이오드가 동작하는 경우에 역전압으로 인한 역전류를 방지하는 것을 특징으로 할 수 있다.
여기서, 상기 변동 전압 인가부는 캐패시터를 포함하여 구성되고 상기 광원부는 복수의 LED를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 교류 전압을 인가받아 n개의 분배단으로 동일한 교류 전압을 분배하는 트랜스포머와 상기 n개의 분배단에 각각 연결되어 상기 교류 전압이 양전압이 출력되는 동안에 충전되고 음전압이 출력되는 동안에 방전되는 변동 전압 인가부와 각각의 상기 변동 전압 인가부에 연결되어 역전압에 의한 전류의 흐름을 방지하는 역 전류 방지부 및 상기 역전류 방지부에 연결되어 상기 역전압 방지부의 동작에 따라 발생하는 전류에 의해서 발광하는 복수의 광원부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 영상 표시 장치의 광원 전류 분배 장치가 제공된다.
여기서, 상기 트랜스포머는 n개의 차단으로 구성되며 상기 각각의 차단의 입력단은 서로 연결되어 있어 상기 교류 전압을 동일하게 인가받고 상기 각각의 차단에는 동일한 권선수의 코일을 감고 있어 동일하게 분배되는 전압을 각각의 분배단으로 출력하는 것을 특징으로 할 수 있다.
여기서, 상기 변동 전압 인가부는 캐패시터를 포함하여 구성되고 상기 광원부는 복수의 LED를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 할 수 있다.
여기서, 상기 역전류 방지부는 상기 교류 전압의 양전압이 인가되는 동안에 동작하는 제1 역전류 방지 다이오드와 상기 교류 전압의 음전압이 인가되는 동안에 동작하는 제2 역전류 방지 다이오드로 구성되어 있으며 상기 제1 역전류 방지 다이오드와 상기 제2 역전류 방지 다이오드는 서로 다른 방향으로 구성되어 상대 역전류 방지 다이오드가 동작하는 경우에 역전압으로 인한 역전류를 방지하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, n개 구성되어 각각 동일한 교류 전압을 인가 받아 1차단으로 출력하고 2차단은 상기 n개의 트랜스포머 2차단과 연결되어 폐루프 회로를 구성하는 상기 n개의 트랜스포머와 상기 트랜스포머의 상기 1차단에 연결되어 있는 변동 전압 인가부와 상기 변동 전압 인가부에 연결되어 역전압에 의한 전류의 흐름을 방지하는 역 전류 방지부 및 상기 역전류 방지부에 연결되어 상기 역전류 방지부의 동작에 따라 발생하는 전류에 의해서 발광하는 복수의 광원부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 영상 표시 장치의 광원 전류 분배 장치가 제공된다.
여기서, 상기 n개의 트랜스포머는 각각의 1차단에는 동일한 권선수의 코일이 감겨있으며, 각각의 2차단에도 동일한 권선수의 코일이 감겨 있어 상기 n개의 트랜스포머 중 어느 하나 이상의 트랜스포머의 상기 1차단의 전류의 변화가 생기는 경우에도 상기 1차단에는 모두 동일한 전류가 흐르도록 하는 것을 특징으로 할 수 있다.
여기서, 상기 변동 전압 인가부는 캐패시터를 포함하여 구성되고 상기 광원부는 복수의 LED를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 할 수 있다.
여기서, 상기 역전류 방지부는 상기 교류 전압의 양전압이 인가되는 동안에 동작하는 제1 역전류 방지 다이오드와 상기 교류 전압의 음전압이 인가되는 동안에 동작하는 제2 역전류 방지 다이오드로 구성되어 있으며 상기 제1 역전류 방지 다이오드와 상기 제2 역전류 방지 다이오드는 서로 다른 방향으로 구성되어 상대 역전류 방지 다이오드가 동작하는 경우에 역전압으로 인한 역전류를 방지하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 복수의 광원부 중 어느 하나 이상의 광원부의 임피던스가 변화되는 임피던스 변화단계와 상기 임피던스 변화에 의해 변동 전압이 발생하며 상기 변동 전압이 복수의 분배단을 가지는 트랜스포머에 부가되는 변동 전압 부가단계 및 상기 변동 전압으로 인해 상기 트랜스포머에 유도 기전력이 발생하고 상기 유도 기전력이 상기 임피던스 변화가 없는 트랜스포머의 분배단에 부가되어 상기 트랜스포머의 복수의 분배단에서 출력되는 전류의 크기가 모두 동일한 크기의 전류로 분배되어 출력되는 동일 전류 발생단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 표시 장치의 광원 전류 분배 방법이 제공된다.
여기서, 상기 변동 전압 부가단계는 교류 전압의 정기간 동안 상기 임피던스 변화에 의해 변동 전압이 발생하고 상기 변동 전압이 변동 전압 인가부에 충전되는 변동 전압 충전단계와 상기 교류 전압의 부기간 동안 변동 전압 인가부로부터 상기 변동 전압이 방전되어 상기 트랜스포머에 부가되는 변동 전압 부가단계를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명은 복수의 광원부 중 어느 하나 이상의 광원부의 임피던스 변화가 발생하는 경우에도 모든 광원부에 동일한 전류를 안정적으로 공급할 수 있는 효과가 있다.
또한 본 발명은 유도 기전력을 이용하므로 트랜스포머의 간단한 변형만으로 다양한 광원 전류 분배 장치 및 방법을 제공하는 효과가 있다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 제1 및 제2 또는 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 또한 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부한 도면들을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
도2는 본 발명의 광원 전류 분배 장치의 구성부를 도시한 도면이다.
본 발명의 광원 전류 분배 장치는 교류-교류 변환부(100), 직류-교류 변환부(200), 전압 감지 및 전압 제어부(300), 광원 전류 분배부(400), 광원부(L11, L12, L21, L22)로 구성된다.
교류-직류 변환부(100)는 상용 교류 전압을 전류 분배 장치에서 사용하는 직류 전압으로 변환 하는 기능을 수행한다. 교류-직류 변환부(100)에는 LCD 동작시에 순간적인 파워 누출을 막아 전력 효율을 향상시키기 위하여 PFC(Power Factor Correction) 회로를 사용한다.
교류-직류 변환부(100)에 PFC 회로를 추가함으로써 전력소비량 감소, 전류가 열로 전환되어 온도가 상승되는 것을 막을 수 있으며, 전자파의 발생도 줄일 수 있다.
직류-교류 변환부(200)는 교류-직류 변환부(100)에서 변환된 직류전압을 교류 전압으로 변환하여 광원 전류 분배부(400)에 공급하는 기능을 수행한다.
전압 감지 및 전압 제어부(300)는 A 노드의 전압을 감지하여 직류-교류 변환부(200)의 출력 전압을 원하는 전압으로 출력이 되도록 제어하는 기능을 수행한다.
광원 전류 분배부(400)는 교류 전압을 인가 받아 트랜스포머(410)를 거쳐 복수의 광원부(L11,L12,L21,L22)로 동일한 전류를 공급하는 기능을 수행한다.
본 발명의 광원부는 주로 LED를 사용함으로 이하 LED부는 광원부와 동일한 의미를 갖는다,
광원 전류 분배부(400)에 대한 상세한 설명은 도3에서 후술하기로 한다.
LED부(L11,L12,L21,L22)는 다수의 LED를 포함하고 있는 구성부로 광원 전류 분배부(400)로부터 각각 동일한 전류를 공급받고 있다. 본 발명의 LED부(L11,L12,L21,L22)는 광원 전류 분배부(400)로부터 교류 전압을 인가 받으므로 교류 전압의 주기에 따른 출력 전압의 양전압과 음전압에 따라 양전압이 인가되는 LED부(L11,L21)와 음전압이 인가되는 LED부(L12,L22)는 서로 병렬 연결을 하고 있으며 양전압과 음전압이 인가되는 회로 구성에 따라 서로 반대 방향으로 연결되어 있다.
도3은 본 발명의 광원 전류 분배부의 구성의 일실시예를 나타낸 도면이다.
본 발명의 광원 전류 분배부(400)는 트랜스포머(410), 변동 전압 인가부, 역전류 방지부를 포함하여 구성된다.
이하 설명의 편의를 위해서 변동 전압 인가 캐패시터는 변동 전압 인가부와 동일한 의미로 사용된다. 또한 역전류 방지 다이오드도 역전류 방지부와 동일한 의미로 사용한다.
트랜스포머(410)는 A 노드로부터 인가 받은 교류 전압을 복수의 LED부로 공급하기 위해 복수의 분배단(411,412)으로 동일한 교류 전압으로 분배하여 출력하며, 어느 하나의 분배단의 임피던스 특성이 변화되는 경우에 전자기 유도 현상을 이용하여 다른 분배단에 흐르는 전류를 동일하도록 유지 시켜주는 기능을 수행한다.
도3에서 분배단1(411)에 연결되는 LED부의 임피던스 특성이 변하게 되어 전류 I1의 크기가 변하는 경우에 전자기 유도 현상을 이용하여 분배단2(412)에 걸리는 전압이 변하게 되고 이로 인해서 전류 I2의 크기도 변하게 되어 I1과 I2는 어느 한쪽의 임피던스 특성이 변하게 되도 동일한 크기의 전류가 흐르게 된다.
본 발명의 트랜스포머(410)의 구조 및 기능은 도4에서 자세히 설명하기로 한다.
변동 전압 인가 캐패시터(421,422)는 트랜스포머(410)를 통해 동일하게 분배된 교류 전압을 인가받아 충방전을 한다. 이때 분배된 교류 전압이 양의 전압으로 출력되는 기간을 정기간이라고 하고, 음의 전압으로 출력되는 기간을 부기간이라고 하면, 변동 전압 인가 캐패시터(421,422)는 정기간 동안 충전되고 부기간 동안에는 충전된 전압이 방전되므로 변동 전압 인가 캐패시터(421,422)를 통해서 LED부로 흐르는 전류는 동일한 크기의 전류가 흐르게 된다. 즉 도3에서 i11과 i12는 서로 방향만 반대인 동일한 크기의 전류이며, i21과 i22는 서로 방향만 반대인 동일한 크기의 전류이다.
또한, 정기간 동안 양전압이 공급되는 부하의 임피던스 특성이 변하는 경우(예를 들어 LED부의 임피던스 특성이 변하는 경우)에는 변화된 임피던스 특성으로 인한 변동 전압이 변동 전압 인가 캐패시터에 충전이 되고, 부기간 동안 충전된 변동 전압이 방전되어 정기간 동안 흐르는 전류와 부기간 동안 흐르는 전류는 항상 동일하게 된다. 예를 들어 i11 및 i21이 정기간 동안 흐르는 전류이고 i12 및 i22가 부기간 동안 흐르는 전류라고 하면, 정기간 동안 i11 의 전류 변화가 생기는 경우에 상술한 바와 같은 원리로 부기간 동안에 흐르는 전류 i12 도 i11과 동일한 크기의 전류가 된다. i21의 전류 변화가 있는 경우에도 i22 의 전류 크기는 i21 와 동일하게 된다.
도4는 본 발명의 광원 전류 분배부의 트랜스포머의 구조를 나타낸 도면이다.
도4에서는 트랜스포머는 2단으로 구성되어 있어 A 노드로부터 동일한 크기의 전압을 인가 받아 2개의 분배단(411,412)으로 나누어 출력 전압(V1,V2)을 각각 출력한다.
트랜스포머(410)의 1차 코일과 2차 코일의 권선비는 동일하게 구성하여 1차 코일에 걸리는 자속(Φ1)과 2차 코일에 걸리는 자속(Φ2)은 각각의 경로에 걸리는 부하가 동일한 경우에 모두 동일하다. 만일 1차측에 걸리는 부하가 변하는 경우, 예를 들어 임피던스가 작아져서 1차 코일에 흐르는 전류가 증가하는 경우에는 1차 코일에 걸리는 자속(Φ1)의 크기가 2차 코일에 걸리는 자속(Φ2)보다 커지게 되어 자속 변화의 의한 기전력(E=Φ1-Φ2)이 2차 코일에 부가되어 2차측 코일의 전압은 V2+E 가 되어 2차측 코일에 흐르는 전류도 1차측 코일에 흐르는 전류와 동일한 크기로 증가하게 된다.
즉, 본 발명의 광원 전류 분배부(400)의 트랜스포머(410)는 교류 전압을 인가받아 동일한 전압을 복수의 LED부로 제공할 뿐만 아니라, 어느 하나의 LED부의 임피던스 특성이 변하는 경우에도 변화된 전압의 크기에 따른 유도기전력을 이용하여 동일한 전류가 각각의 LED부에 공급되도록 하는 기능을 수행한다.
도4에서는 트랜스포머(410)의 구조를 2단으로 예를 들었으나 본 발명의 트랜스포머(410)는 2단 구조로 국한 되는 것은 아니며, 그 외의 3단 구조 또는 4단 구조와 같이 다양한 구조를 가질 수 있다.
도5는 본 발명의 일실시예로 광원 전류 분배부의 트랜스포머 구조가 2단 구조인 것을 나타낸 도면이다.
도5에서 트랜스포머의(410)의 A 노드와 연결되어 교류 전류가 인입되는 곳을 점으로 표시하였다.
2단 구조의 트랜스포머(410)를 이용한 광원 전류 분배부(400)의 동작은 다음과 같다.
2단 구조의 트랜스포머의 2차측 코일에 흐르는 전류에 의해서 발생되어 1차단에 발생하는 자속을 Φ1이라고 하고 1차측 코일에 흐르는 전류에 의해서 발생하여 2차단에 발생하는 자속을 Φ2 라고 가정한다. 이때 트랜스포머의 1차측, 2차측에 동일한 코일 수가 감겨있고 각각 동일한 전압이 걸리므로 1차측, 2차측에 발생하는 자속(Φ1,Φ2)은 각각 크기가 동일하며 방향이 상이하므로 서로 자속이 상쇄되어 1차측, 2차측에는 전압유도 기전력이 발생하지 않는 평형상태가 유지된다. 따라서 각각의 LED부로 흐르는 전류(I1,I2)는 동일하다.
또한 도3에서 상술한 바와 같이 변동 전압 인가 캐패시터(C1,C2)는 정기간 동안 충전되고 부기간 동안 방전되므로 정기간 동안 흐르는 전류(i11,i21)과 부기간 동안 흐르는 전류(i12,i22)는 각각 서로 동일하게 된다.
만일 정기간 동안 동작하는 LED부(L11, L21)중 어느 하나의 LED부에 해당하는 부하의 특성(예를 들어 임피던스 특성)이 변하는 경우 도4에서 설명한 것과 동일한 이유로 유도된 기전력은 임피던스 크기가 작은 트랜스포머의 분배단에 부가되어 정기간 동안에 동작하는 LED부(L11,L21)는 서로 동일한 전류가 흐르게 된다. 예를 들어 전류 i11 가 흐르는 LED부(L11)의 임피던스 값이 변화되어 i11 전류가 증가하면 1차 코일에 의해 발생하는 자속 Φ1은 증가하게 되고 이로 인해 2차측에 유도 기전력이 발생하게 되고 이로 인해 정기간 동안 동작하는 LED부에 흐르는 전류(i11,i21)은 모두 동일하게 된다.
부기간 동안에 동작하는 LED부에 흐르는 전류(i12,i22)중 어느 하나의 전류에 변화가 생기는 경우에도 동일한 이유로 각각의 전류(i12,i22)는 동일하게 된다.
또한 정기간 동안 동작하는 LED부와 부기간 동안 동작하는 LED부 간의 임피던스 차이가 발생하는 경우에는 도3에서 상술한 바와 같이 변동 전압 인가 캐패시터(C1,C2)에는 정기간 동안 변화된 전압이 인가되어 충전되고 부기간 동안 변화된 전압 크기 만큼 방전되므로 정기간 동안 동작하는 LED부(L11,L21)와 부기간 동안 동작하는 LED부(L12,L22) 간의 임피던스 차이가 발생해도 정기간 동안 흐르는 전류(i11,i21)와 부기간 동안 흐르는 전류(i12,i22)는 서로 동일하게 된다.
도5에서는 광원 전류 분배부(400)의 트랜스포머(410) 구조가 2단 구조이므로 도3에서 설명한 바와 같이 각각의 분배단1(411),분배단2(412)로 출력되는 출력 전압(V1,V2)은 정기간 동안 출력되는 양전압과 부기간 동안 출력되는 음전압에 의해서 각각 2개의 LED부를 동작 시킬 수 있으므로 총 4개의 LED부(L11,L12,L21,L22)를 동작 시킬 수 있다.
도6는 본 발명의 일실시예로 광원 전류 분배부의 트랜스포머 구조가 3단 구조인 것을 나타낸 도면이다.
3단 구조의 트랜스포머(420)를 이용한 광원 전류 분배부(400)의 동작은 다음과 같다.
3단 구조의 트랜스포머(420)의 1차측 코일에 흐르는 전류에 의해서 발생되는 자속을 Φ1이라고 하면 2차측에는 Φ1의 1/2 크기에 해당하는 자속(Φ11)이 발생하고, 3차측에 Φ1의 1/2 크기에 해당하는 자속(Φ12)이 발생한다. 또한 2차측 코일에 흐르는 전류에 의해서 발생하는 자속을 Φ2 라고 하면 1차측 및 3차측에 각각 Φ2의 1/2 크기에 해당하는 자속(Φ21, Φ22)이 발생하고, 3차측 코일에 흐르는 전류에 의해서 발생하는 자속을 Φ3 라고 하면 1차측 및 2차측에 각각 Φ3의 1/2 크기에 해당하는 자속(Φ31, Φ32)이 발생하게 된다. 이때 트랜스포머의 1차측, 2차측, 3차측에 동일한 코일 수가 감겨있고 각각 동일한 전압이 걸리므로 1차측, 2차측, 3차측에 발생하는 자속은 각각 크기가 동일하며 방향이 상이하므로 서로 자속이 상쇄되어 1차측, 2차측, 3차측에는 전압유도 기전력이 발생하지 않는 평형상태가 유지된다. 따라서 각각의 LED부에 흐르는 전류(I1,I2,I3)는 동일하다.
또한 도3에서 상술한 바와 같이 변동 전압 인가 캐패시터(C1,C2,C3)에는 정기간 동안 충전되고 부기간 동안 방전되므로 정기간 동안 흐르는 전류(i11,i21,i31)과 부기간 동안 흐르는 전류(i12,i22,i32)는 각각 서로 동일하게 된다.
만일 정기간 동안 동작하는 LED부(L11,L21,L31)중 어느 하나의 LED부에 해당하는 부하의 특성(예를 들어 임피던스 특성)이 변하는 경우 도4에서 설명한 것과 동일한 이유로 유도된 기전력은 임피던스 크기가 작은 트랜스포머의 분배단에 부가되어 정기간 동안에 동작하는 LED부(L11,L21,L31)는 서로 동일한 전류가 흐르게 된다. 예를 들어 i11 전류가 흐르는 LED부(L11)의 임피던스 값이 변화되어 i11 전류가 증가하면 1차 코일에 의해 발생하는 자속 Φ1은 증가하게 되고 이로 인해 2차측 및 3차측에 유도 기전력이 발생하게 되고 이로 인해 2차단 및 3차단의 정기간 동안 동작하는 LED부(L21,L31)에 흐르는 전류(i21,i31)도 전류 i11와 동일한 크기의 전류가 흐르게 된다.
부기간 동안에 동작하는 LED부에 흐르는 전류(i12,i22,i32)중 어느 하나의 전류에 변화가 생기는 경우에도 동일한 이유로 각각의 전류(i12,i22,i32)는 동일하게 된다.
또한 정기간 동안 동작하는 LED부(L11,L21,L31)와 부기간 동안 동작하는 LED부(L12,L22,L32) 간의 임피던스 차이가 발생하는 경우에는 도3에서 상술한 바와 같이 변동 전압 인가 캐패시터(C1,C2,C3)에는 정기간 동안 변화된 전압이 인가되어 충전되고 부기간 동안 변화된 전압 크기 만큼 방전되므로 정기간 동안 동작하는 LED부(L11,L21,L31)와 부기간 동안 동작하는 LED부(L12,L22,L32) 간의 임피던스 차이가 발생해도 정기간 동안 흐르는 전류(i11,i21,i31)와 부기간 동안 흐르는 전류(i12,i22,i32)는 서로 동일하게 된다.
도6에서는 트랜스포머(420)의 구조가 3단 구조이므로 도3에서 설명한 바와 같이 각각의 출력 전압(V1,V2,V3)은 정기간 동안 출력되는 양전압과 부기간 동안 출력되는 음전압에 의해서 각각 2개의 LED부를 동작 시킬 수 있으므로 총 6개의 LED부를 동작 시킬 수 있다.
도7은 본 발명의 일실시예로 복수개의 트랜스포머로 구성된 광원 전류 분배부를 나타낸 도면이다.
광원으로 사용되는 LED부가 다수개인 경우 복수개의 트랜스포머(T1,T2...Tn)를 이용하여 광원 전류 분배부(400)를 구성할 수도 있다.
도7에 도시한 바와 같이 광원 전류 분배부(400)는 A 노드로부터 동일한 교 류 전압을 1차측 코일단으로 인가받는 각각의 트랜스포머(T1,T2,...Tn)와 각각의 트랜스포머(T1,T2,...Tn)의 분배단과 연결되어 있는 변동 전압 인가 캐패시터(C1,C2...Cn)와 각각의 변동 전압 인가 캐패시터와 연결되어 정기간 또는 부기간 동안 전류의 방향 특성을 가지게 하는 역전류 방지 다이오드(D11, D12, D21, D22,...Dn1, Dn2)로 구성될 수 있다.
도7과 같이 복수개의 트랜스포머를 사용하여 광원 전류 분배부를 구성하는 경우에는 각각의 트랜스포머(T1,T2,...Tn)는 2단 구조를 가진 트랜스포머(T1,T2,...Tn)로서 각각의 1차단은 일측이 A 노드와 연결되어 교류 전압을 인가받고 타측은 변동 전압 인가 캐패시터(C1,C2,C3...Cn)로 인가받은 교류 전압을 동일하게 분배하여 출력한다. 각각의 트랜스포머(T1,T2,...Tn)의 2차단은 다른 트랜스포머의 2차단과 연결되어 폐루프를 회로를 형성한다. 이때 2차단은 1차단이 교류이므로 전자기 유도 현상에 의해서 전류가 발생하게 된다. 2차단에 발생되는 전류는 2차단은 폐루프를 회로를 형성하고 있으므로 각각의 트랜스포머(T1,T2,...Tn) 2차단의 전류는 동일한 전류가 흐르게 된다.
도7의 LED부(L11,L12,L21,L22,...Ln1,Ln2)의 임피던스 특성이 모두 동일한 경우에는 각각의 트랜스포머(T1,T2,...Tn) 1차단은 A 노드와 연결되어 있으므로 서로 동일한 전압이 걸리고 이로 인해 각각의 트랜스포머의 분배단에 흐르는 전류(I1,I2,...In)는 서로 동일한 전류가 흐른다.
만일 정기간 또는 부기간 동안 어느 하나 이상의 트랜스포머 분배단의 부하가 변하는 경우, 변화된 부하 특성단에 흐르는 전류도 변화게 된다. 예를 들어 정 기간 동안 동작하는 LED부(L11)의 임피던스 변화가 발생하여 i11의 전류가 변하는 경우에 트랜스포머 T1 에 흐르는 전류도 변하게 되고 이로 인해 트랜스포머 T1의 2차단에 흐르는 전류도 변화하려 한다. 그러나 트랜스포머 T2,...Tn의 2차단에 흐르는 전류는 변화하지 않으므로 트랜스포머 T1 의 2차단에 흐르는 전류는 트랜스포머 T2,...Tn의 2차단에 흐르는 전류와 동일하게 된다. 따라서 트랜스포머 T1의 1차단의 전류에 의해 발생하는 자속과 트랜스포머 T1의 2차단에 흐르는 전류에 의해서 발생하는 자속은 서로 평형상태가 깨지게 되어 서로간의 자속의 차이에 의해서 발생한 유도 기전력이 트랜스포머(T1,T2,...Tn)의 1차단에 부가되고 이로 인해서 각각의 트랜스포머의 1차단에 흐르는 전류는 동일하게 된다.
도7에서와 같은 n개의 트랜스포머로 광원 전류 분배부를 구성하는 경우에는 모두 2n 개의 LED부를 동작 시킬 수 있다.
도8은 본 발명의 영상 표시 장치의 광원 전류 분배 방법을 나타낸 순서도이다.
S100 단계는 본 발명의 복수의 광원부 중 어느 하나 이상의 광원부의 임피던스 특성이 변하는 단계이다. 임피던스 특성이 변화는 이유는 동작 중 이상동작에 의한 임피던스 변화가 발생할 수 있으며 제조상에 임피던스 특성이 다른 LED를 이용하는 경우 일 수 있다.
S200 단계는 임피던스 변화에 의한 변동 전압이 트랜스포머에 부가되는 단계이다. 복수의 광원부 중 어느 하나에서 임피던스 변화가 발생하게 되면 임피던스 변화에 의한 전류가 변화하게 되고 이로 인한 변동 전압이 발생하게 된다. 본 발명에서 발생하는 변동 전압은 어느 광원부에 임피던스 변화가 발생하나에 따라 2가지 경우의 변동 전압이 발생한다.
첫 번째로는 교류전압의 동일한 주기에 동작하는 광원부간의 임피던스 변화가 발생하는 경우와 두 번째로는 서로 다른 주기에 동작하는 광원부간의 임피던스 변화가 발생하는 경우가 있다.
첫 번째 경우의 예로는 교류 전압의 정주기 또는 부주기 동안에 동작하는 광원부들 중 어느 하나의 광원부의 임피던스 변화가 발생하는 경우로 이 경우에는 트랜스포머의 분배단에 직접 변화된 전류가 걸리게 변동전압이 직접 트랜스포머에 임피던스가 변하는 광원부가 연결된 분배단에 부가된다.
두 번째 경우의 예로는 교류 전압의 정주기에 동작하는 광원부와 부주기에 동작하는 광원부간의 임피던스 차이가 발생하는 경우로 이 경우에는 임피던스 변화에 의한 변동 전압은 캐패시터에 충전되고 방전되어 트랜스포머에 부가된다.
S300 단계는 트랜스포머에 부가된 변동전압으로 인해 유도 기전력이 발생하여 트랜스포머의 복수의 분배단으로 출력되는 전류가 모두 동일한 크기의 전류가 되는 단계이다. 도3과 도4에서 설명한 바와 같이 전자기 유도 현상을 이용하여 발생한 유도 기전력은 전류의 크기가 작은 분배단에 부가되어 전류의 크기를 변경된 전류의 크기와 동일하도록 증가 시킨다.
상기에서는 본 발명의 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
도1은 종래의 LED에 전류를 공급해 주는 전류 분배 장치의 도면이다.
도2는 본 발명의 광원 전류 분배 장치의 구성부를 도시한 도면이다.
도3은 본 발명의 광원 전류 분배부의 구성의 일실시예를 나타낸 도면이다.
도4는 본 발명의 광원 전류 분배부의 트랜스포머의 구조를 나타낸 도면이다.
도5는 본 발명의 일실시예로 광원 전류 분배부의 트랜스포머 구조가 2단 구조인 것을 나타낸 도면이다.
도6는 본 발명의 일실시예로 광원 전류 분배부의 트랜스포머 구조가 3단 구조인 것을 나타낸 도면이다.
도7은 본 발명의 일실시예로 복수개의 트랜스포머로 구성된 광원 전류 분배부를 나타낸 도면이다.
도8은 본 발명의 영상 표시 장치의 광원 전류 분배 방법을 나타낸 순서도이다.
*주요부분에 대한 도면 설명*
400 : 광원 전류 분배부
410, 420 : 트랜스포머
421,422 : 변동 전압 인가 캐패시터
431,432,433,434 : 역전류 방지 다이오드

Claims (15)

  1. 하나 이상의 광원부 및, 교류 전압을 인가 받고 복수의 출력단으로 전류를 분배하되, 상기 출력단에 연결되어 있는 상기 광원부의 임피던스 특성이 변하는 경우에도 상기 출력단으로 각각 동일한 전류를 분배하는 광원 전류 분배부를 포함하되,
    상기 광원 전류 분배부는 상기 교류 전압을 인가 받고 동일하게 분배하여 복수의 분배단으로 출력하는 트랜스포머와, 상기 트랜스포머의 상기 분배단에 각각 연결되어 상기 교류 전압의 양전압이 출력되는 동안에 충전되고 상기 교류 전압의 음전압이 출력되는 동안에 방전되는 변동 전압 인가부 및, 상기 변동 전압 인가부에 연결되어 상기 교류 전압으로 인한 역전류를 방지하는 역전류 방지부를 포함하며,
    상기 역전류 방지부는 상기 교류 전압의 양전압이 인가되는 동안에 동작하는 제1 역전류 방지 다이오드와 상기 교류 전압의 음전압이 인가되는 동안에 동작하는 제2 역전류 방지 다이오드로 구성되어 있으며 상기 제1 역전류 방지 다이오드와 상기 제2 역전류 방지 다이오드는 서로 다른 방향으로 구성되어 상대 역전류 방지 다이오드가 동작하는 경우에 역전압으로 인한 역전류를 방지하는 것을 특징으로 하는 영상 표시 장치의 광원 전류 분배 장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 트랜스포머는 n차단으로 구성되며 상기 각각의 차단의 입력단은 서로 연결되어 있어 상기 교류 전압을 동일하게 인가받고 상기 각각의 차단에는 동일한 권선수의 코일을 감고 있어 동일하게 분배되는 전압을 각각의 분배단으로 출력하는 것을 특징으로 하는 영상 표시 장치의 광원 전류 분배 장치.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 변동 전압 인가부는 캐패시터를 포함하여 구성되고 상기 광원부는 복수의 LED를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 영상 표시 장치의 광원 전류 분배 장치.
  6. 교류 전압을 인가받아 n개의 분배단으로 동일한 교류 전압을 분배하는 트랜스포머와, 상기 n개의 분배단에 각각 연결되어 상기 교류 전압이 양전압이 출력되는 동안에 충전되고 음전압이 출력되는 동안에 방전되는 변동 전압 인가부와, 각각의 상기 변동 전압 인가부에 연결되어 역전압에 의한 전류의 흐름을 방지하는 역전류 방지부 및, 상기 역전류 방지부에 연결되어 상기 역전압 방지부의 동작에 따라 발생하는 전류에 의해서 발광하는 복수의 광원부를 포함하여 구성되며,
    상기 역전류 방지부는 상기 교류 전압의 양전압이 인가되는 동안에 동작하는 제1 역전류 방지 다이오드와 상기 교류 전압의 음전압이 인가되는 동안에 동작하는 제2 역전류 방지 다이오드로 구성되어 있으며 상기 제1 역전류 방지 다이오드와 상기 제2 역전류 방지 다이오드는 서로 다른 방향으로 구성되어 상대 역전류 방지 다이오드가 동작하는 경우에 역전압으로 인한 역전류를 방지하는 것을 특징으로 하는 영상 표시 장치의 광원 전류 분배 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 트랜스포머는 n개의 차단으로 구성되며 상기 각각의 차단의 입력단은 서로 연결되어 있어 상기 교류 전압을 동일하게 인가받고 상기 각각의 차단에는 동일한 권선수의 코일을 감고 있어 동일하게 분배되는 전압을 각각의 분배단으로 출력하는 것을 특징으로 하는 영상 표시 장치의 광원 전류 분배 장치.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 변동 전압 인가부는 캐패시터를 포함하여 구성되고 상기 광원부는 복수의 LED를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 영상 표시 장치의 광원 전류 분배 장치.
  9. 삭제
  10. n개 구성되어 각각 동일한 교류 전압을 인가 받아 1차단으로 출력하고 2차단은 상기 n개의 트랜스포머 2차단과 연결되어 폐루프 회로를 구성하는 상기 n개의 트랜스포머와, 상기 트랜스포머의 상기 1차단에 연결되어 있는 변동 전압 인가부와, 상기 변동 전압 인가부에 연결되어 역전압에 의한 전류의 흐름을 방지하는 역전류 방지부 및, 상기 역전류 방지부에 연결되어 상기 역전류 방지부의 동작에 따라 발생하는 전류에 의해서 발광하는 복수의 광원부를 포함하여 구성되며,
    상기 역전류 방지부는 상기 교류 전압의 양전압이 인가되는 동안에 동작하는 제1 역전류 방지 다이오드와 상기 교류 전압의 음전압이 인가되는 동안에 동작하는 제2 역전류 방지 다이오드로 구성되어 있으며 상기 제1 역전류 방지 다이오드와 상기 제2 역전류 방지 다이오드는 서로 다른 방향으로 구성되어 상대 역전류 방지 다이오드가 동작하는 경우에 역전압으로 인한 역전류를 방지하는 것을 특징으로 하는 영상 표시 장치의 광원 전류 분배 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 n개의 트랜스포머는 각각의 1차단에는 동일한 권선수의 코일이 감겨있으며, 각각의 2차단에도 동일한 권선수의 코일이 감겨 있어 상기 n개의 트랜스포머 중 어느 하나 이상의 트랜스포머의 상기 1차단의 전류의 변화가 생기는 경우에도 상기 1차단에는 모두 동일한 전류가 흐르도록 하는 것을 특징으로 하는 영상 표시 장치의 광원 전류 분배 장치.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 변동 전압 인가부는 캐패시터를 포함하여 구성되고 상기 광원부는 복수의 LED를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 영상 표시 장치의 광원 전류 분배 장치.
  13. 삭제
  14. 복수의 광원부 중 어느 하나 이상의 광원부의 임피던스가 변화되는 임피던스 변화단계;
    상기 임피던스 변화에 의해 변동 전압이 발생하며 상기 변동 전압이 복수의 분배단을 가지는 트랜스포머에 부가되는 변동 전압 부가단계; 및
    상기 변동 전압으로 인해 상기 트랜스포머에 유도 기전력이 발생하고 상기 유도 기전력이 상기 임피던스 변화가 없는 트랜스포머의 분배단에 부가되어 상기 트랜스포머의 복수의 분배단에서 출력되는 전류의 크기가 모두 동일한 크기의 전류로 분배되어 출력되는 동일 전류 발생단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 표시 장치의 광원 전류 분배 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 변동 전압 부가단계는 교류 전압의 정기간 동안 상기 임피던스 변화에 의해 변동 전압이 발생하고 상기 변동 전압이 변동 전압 인가부에 충전되는 변동 전압 충전단계와 상기 교류 전압의 부기간 동안 변동 전압 인가부로부터 상기 변동 전압이 방전되어 상기 트랜스포머에 부가되는 변동 전압 부가단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 표시 장치의 광원 전류 분배 방법.
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