KR101058619B1 - 인버터 전류편차 검출회로 - Google Patents

Abstract

본 발명은 인버터 전류편차 검출회로에 관한 것으로, 한 쌍의 램프로부터 출력되는 전류 편차를 검출하는 전류편차검출부, 상기 전류 편차에 대응되는 전압을 분배하여 상기 출력되는 전류 편차를 일정한 비율로 조절하는 전압조절부, 상기 조절된 전압을 구동전압으로 사용하여 온/오프 구동되는 스위칭부, 및 상기 스위칭부가 턴 온 되면 이상 전압을 검출하여 상기 램프의 구동을 정지시키는 오픈램프보호부를 포함한다.

인버터, 전류 편차 검출, 오픈램프보호(Open Lamp Protection)

Description

인버터 전류편차 검출회로{Inverter Current Deviation Protection Circuit}

본 발명은 인버터 전류편차 검출회로에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 백라이트 유닛용 램프를 구동하는 인버터가 적용된 액정표시장치의 이상전류 및 이상 전류의 편차를 검출하는 인버터 전류편차 검출회로에 관한 것이다.

최근 정보화 사회의 도래로 디스플레이 제품의 중요성이 한층 강조되고 있으며, 저소비전력화, 박형화, 경량화, 고화질화 등의 요건을 충족시켜야 한다.

디스플레이 제품 중 액정표시장치(LCD: Liquid Crystal Display)는 자체가 빛을 내지 못하는 비발광형으로서, 액정의 광학적 이방성을 이용하여 이미지를 표현하는 장치이다.

일반적으로 액정표시장치는 매트릭스 형태로 배열된 화소들에 화상정보에 따른 데이터 신호를 개별적으로 공급하여 그 화소들의 광투과율을 조절함으로써 원하는 화상을 표시할 수 있도록 한 평판표시장치의 일종이다.

이러한 액정표시장치는 서로 대향하는 박막트랜지스터 어레이 기판(thib film transistor array board)과 컬러필터 기판(color filter board)가 일정한 셀-갭(cell-gap)을 갖도록 합착되고, 그 합착된 셀-갭에 액정층이 채워져서 제작되는 액정패널(liquid crystal display panel)과, 액정패널에 여러 가지 제어신호, 화상정보 및 구동전압을 공급하여 구동시키는 구동부와 비발광성질을 갖는 액정패널에 빛을 공급하여 화상정보를 표현하기 위한 백라이트 유닛을 포함하여 구성된다.

백라이트 유닛은 스스로 발광하지 못하여 액정층에 빛을 공급한다. 백라이트 유닛은 빛을 발산하는 램프와, 램프의 빛을 집광 및 확산시켜 액정패널 전면에 골고루 공급하는 광학부재들과, 램프의 온/오프를 제어하며 광량을 조절하는 인버터로 구성된다.

백라이트 유닛의 램프에는 보통 냉음극 형광램프(CCFL: Cold Cathode Electrode Fluorescent Lamp) 또는 외부전극 형광램프(EEFL: External Electrode Fluorescent Lamp)가 적용된다.

특히, 구동상의 여러 이점으로 인하여 U자형 CCFL을 사용하는 제품이 많으며, 이러한 U자형 CCFL을 구동하기 위하여 전용의 인버터 회로부가 필요하다.

종래의 인버터 회로는 램프, 이상전류검출부 및 오픈램프보호부를 포함하고, 이상전류검출부에서 각각의 램프로부터 출력되는 이상 전류를 검출하여 오픈램프보호부로 이상 전류 검출 여부를 전달한다.

다수의 램프 중 적어도 하나의 램프로부터 이상 전류가 검출되면 오픈램프보호부는 전체 램프 구동을 정지하는 제어 신호를 생성함으로써 전체 회로를 보호할 수 있다.

즉, 종래의 인버터 회로는 다수의 램프 중 적어도 하나의 램프가 오픈 상태이거나 램프를 흐르는 전류가 매우 작은 경우 램프 이상을 검출할 수 있으나, 각각 의 램프 간의 전류편차를 검출할 수 없으므로 휘도 균일도를 개선할 수 없는 문제가 있다.

본 발명은 램프의 출력단의 전류편차를 검출하고 전류편차가 설정된 범위를 벗어난 경우 이상전류로 판단하여 스위칭부를 턴 온 시킴으로써 이상전류시 램프 구동을 정지하기 위한 인버터 전류편차 검출회로를 제공한다.

본 발명의 한 특징에 따르면, 한 쌍의 램프로부터 출력되는 전류 편차를 검출하는 전류편차검출부, 상기 전류 편차에 대응되는 전압을 분배하여 상기 출력되는 전류 편차를 일정한 비율로 조절하는 전압조절부, 상기 조절된 전압을 구동전압으로 사용하여 온/오프 구동되는 스위칭부, 및 상기 스위칭부가 턴 온 되면 이상 전압을 검출하여 상기 램프의 구동을 정지시키는 오픈램프보호부를 포함한다.

또한, 본 발명에 따른 인버터 전류편차 검출회로의 상기 한 쌍의 램프로부터 출력되는 서로 반전된 위상의 전류는 서로 180도 반전된 전류 위상을 갖는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명에 따른 인버터 전류편차 검출회로의 상기 전류편차검출부는 이상 모드에서 상기 한 쌍의 램프로부터 출력되는 서로 반전된 위상의 전류를 서로 상쇄시킨 후 교류 전류 파형을 출력하는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명에 따른 인버터 전류편차 검출회로의 상기 전류편차검출부는 정상 모드에서 상기 한 쌍의 램프로부터 출력되는 서로 반전된 위상의 전류를 서로 상쇄시켜서 0 위상을 출력하는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명에 따른 인버터 전류편차 검출회로의 상기 램프는 CCFL(cold cathod electrode fluorescent lamp)인 것이 바람직하다.

또한, 본 발명에 따른 인버터 전류편차 검출회로의 상기 전압조절부는 두 개의 저항이 직렬 연결되고, 상기 두 개의 저항을 연결하는 노드가 상기 스위칭부의 구동전압을 인가하는 노드와 연결되는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명에 따른 인버터 전류편차 검출회로의 상기 두 개의 저항을 연결하는 노드의 전압과 상기 스위칭부의 구동전압을 비교하여 상기 스위칭부가 온/오프 구동되는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명에 따른 인버터 전류편차 검출회로의 상기 스위칭부는 FET(Field Effect Transistor)인 것이 바람직하다.

또한, 본 발명에 따른 인버터 전류편차 검출회로의 상기 오픈램프보호부는 상기 스위칭부가 턴 온 되면 기준 전압보다 낮은 이상 전압을 검출하는 것이 바람직하다.

본 발명의 실시 예에서는 램프로부터 출력된 전류편차의 정도에 따라 일정한 비율로 조절된 전압를 검출할 수 있도록 회로를 구현할 수 있으므로 램프의 사용환경에 따라 회로설계를 용이하게 변경할 수 있는 효과가 있다.

또한, 이상전류를 검출하는 검출부를 스위칭소자로 구현함으로써 램프의 이상전류 검출 여부를 명확히 판단할 수 있으며, 램프의 출력단의 전류 특성을 직류로 변환할 필요가 없으므로 회로 구성이 간단한 효과가 있다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 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 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

이제 본 발명의 실시 예에 따른 인버터 전류편차 검출회로에 대하여 도면을 참고하여 상세하게 설명하고, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 인버터 전류편차 검출회로의 회로도를 도시한 도면이다.

도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 인버터 전류편차 검출회로는 전류편차검출부(120), 전압조절부(130), 스위칭부(140) 및 오픈회로보호부(150)를 포함한다.

램프는 CCFL(cold cathod electrode fluorescent lamp)인 것이 바람직하며, 한 쌍의 램프로부터 출력되는 서로 반전된 위상의 전류는 서로 180도 반전된 전류 위상을 갖는다.

전류편차검출부(120)는 한 쌍의 램프(110a, 110b)로부터 출력되는 전류 편차를 검출할 수 있다.

정상 상태에서는 한 쌍의 램프(110a, 110b)로부터 출력된 교류 전류는 위상이 서로 180도 반전되어 있으므로 서로 상쇄되어 출력되는 전류가 0 위상이 된다.

반면, 이상 상태에서는 한 쌍의 램프(110a, 110b)로부터 출력된 교류 전류의 진폭이 차이가 발생하므로 서로 상쇄되더라도 일정한 진폭을 갖는 교류 전류가 출력된다.

여기서, '정상 상태'는 한 쌍의 램프(110a, 110b)에 흐르는 전류가 허용범위에 해당되는 것을 의미하며, 바람직하게 한 쌍의 출력 전류가 크기가 동일하고 위상이 180도 차이가 나서 합쳐져서 서로 상쇄되어 0위상이 되는 경우를 의미한다.

'이상 상태'는 한 쌍의 램프(110a, 110b) 각각에 흐르는 전류가 허용범위를 벗어난 경우(예를 들어, 램프가 오픈 상태이거나 램프로부터 출력되는 전류가 경미한 경우) 뿐만 아니라, 한 쌍의 램프(110a, 110b)로부터 출력되는 전류 편차가 허용 범위를 넘는 경우를 의미한다.

일반적으로 스펙이 동일한 램프를 사용하더라도 램프 생산 시 발생되는 오차 또는 회로 구현 시 발생되는 오차로 인하여 한 쌍의 램프 출력단에서 출력되는 전류 편차는 정상 상태에서도 서로 상쇄되어 0 위상이 되지는 않는다.

따라서, '정상 상태'의 범위를 한 쌍의 출력 전류 편차가 0위상이 되는 경우 뿐만 아니라 허용 범위 내에 포함되는 경우도 포함한다.

본 발명에서는 한 쌍의 램프(110a, 110b)로부터 출력되는 전류편차를 검출하고 검출된 전류편차에 대응되는 전압을 스위칭부(140)의 구동전압과 비교하여 스위칭부(140)의 구동신호로 사용한다.

이 때, '정상 상태'로 판단되는 한 쌍의 램프 전류의 허용 범위 및 스위칭부(140)의 구동전압을 고려하여, 전압조절부(130)는 한 쌍의 램프(110a, 110b)로부터 출력되는 전류 편차에 대응되는 전압을 일정한 비율로 증가 또는 감소시킬 수 있다.

전압조절부(130)는 두 개의 저항(R₁, R₂)이 직렬 연결되고, 두 개의 저항(R₁, R₂)을 연결하는 노드가 스위칭부(140)의 구동전압을 인가하는 노드와 연결된다.

전압조절부(130)는 두 개의 저항(R₁, R₂)의 전압 분배 법칙을 이용하여 전류편차검출부(120)로부터 검출된 전류편차에 대응되는 전압을 일정한 비율로 조절할 수 있다.

예를 들어, 한 쌍의 램프(110a, 110b)로부터 출력되는 전류 편차의 허용범위가 0~1.0mA이고 스위칭부(140)가 FET(Field Effect Transistor)를 사용하는 경우 스위칭부(140)의 구동전압은 임계전압인 0.7V가 된다.

따라서, 전류편차검출부(120)로부터 검출된 전류 편차가 1.0mA이면 스위칭부(140)와 연결되는 전압조절부(130)는 상기 전류 편차(1.0mA)에 대응되는 전압을 0.7V로 조절한다.

즉, 전류편차검출부(120)로부터 검출된 전류 편차가 허용 범위 이내인 경우 스위칭부(140) 구동을 방지하도록 전류편차검출부(120)와 스위칭부(140) 사이에 전압조절부(130)를 연결할 수 있따.

전류편차검출부(120)로부터 검출된 전류 편차가 허용 범위 내인 경우에는 스 위칭부(140)가 구동되지 않도록 제어할 수 있다.

스위칭부(140)는 BJT(Bipolar Junction Transisitor), FET(Field Effect Transistor) 등으로 임계전압에 의하여 구동되는 스위칭 소자를 의미한다.

스위칭부(140)는 전압조절부(130)에서 조절된 전압을 구동전압으로 사용하여 스위칭 소자를 온/오프 구동하여 이상 전류 검출 신호를 오픈램프보호부(150)로 전달 또는 차단한다.

오픈램프보호부(150)는 스위칭부(140)가 턴 온(Turn On) 되면 기준 전압보다 낮은 이상 전압을 검출하여 램프(110a, 110b)의 구동을 정지시킴으로써 전체 회로를 보호할 수 있다.

정상 상태에서, 스위칭부(140)는 턴 오프(Turn Off) 상태이며, 기준 전압 공급부(Vref)로부터 공급되는 전압이 기준 전압 공급부(Vref)와 연결된 저항(R₃, R₄)으로 전압 분배되므로 오픈램프보호부(150) 및 스위칭부(140) 사이의 노드는 일정한 전압을 유지한다.

반면, 이상 상테에서 스위칭부(140)가 턴 온(Turn On)되면 기준 전압 공급부(Vref)로부터 공급되는 전류는 저항(R₃)와 스위칭부(140)를 통하여 흐르게 되므로 스위칭부(140)와 오픈램프보호부(150) 사이의 노드는 기준 전압보다 낮은 이상 전압이 검출된다.

오픈램프보호부(150)는 이상 전압이 검출되면 램프의 구동이 정지되도록 램프로 제어신호를 전달한다.

따라서, 본 발명에 따른 인버터 전류편차 검출회로는 한 개의 램프가 오픈되거나 이상 전류가 흐르는 것을 검출할 수 있을 뿐만 아니라, 한 쌍의 램프의 전류 편차가 지나치게 많이 나서 액정표시장치의 전체적인 휘도 균일성을 깨는 것도 방지할 수 있다.

이상에서 본 발명의 실시 예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 인버터 전류편차 검출회로의 회로도를 도시한 도면이다.

<도면의 간단한 설명>

110a, 110b: 램프 120: 전류편차검출부

130: 전압조절부 140: 스위칭부

150: 오픈회로보호부

Claims (9)

1. 한 쌍의 램프로부터 출력되는 서로 반전된 위상의 전류를 서로 상쇄시켜서 이상 모드에서는 교류 전류 파형을 출력하고, 정상 모드에서는 0 위상을 출력하는 전류편차검출부;

   상기 전류 편차에 대응되는 전압을 분배하여 상기 출력되는 전류 편차를 일정한 비율로 조절하는 전압조절부;

   상기 조절된 전압을 구동전압으로 사용하여 온/오프 구동되는 스위칭부; 및

   상기 스위칭부가 턴 온 되면 이상 전압을 검출하여 상기 램프의 구동을 정지시키고, 상기 스위칭부가 턴 오프 되면 상기 램프의 구동을 유지시키는 오픈램프보호부;를 포함하는 인버터 전류편차 검출회로.
2. 제1항에 있어서,

   상기 한 쌍의 램프로부터 출력되는 서로 반전된 위상의 전류는 서로 180도 반전된 전류 위상을 갖는 인버터 전류편차 검출회로.
3. 삭제
4. 삭제
5. 제1항에 있어서,

   상기 램프는 CCFL(cold cathod electrode fluorescent lamp)인 인버터 전류편차 검출회로.
6. 제1항에 있어서,

   상기 전압조절부는 두 개의 저항이 직렬 연결되고, 상기 두 개의 저항을 연결하는 노드가 상기 스위칭부의 구동전압을 인가하는 노드와 연결되는 인버터 전류편차 검출회로.
7. 제6항에 있어서,

   상기 두 개의 저항을 연결하는 노드의 전압과 상기 스위칭부의 구동전압을 비교하여 상기 스위칭부가 온/오프 구동되는 인버터 전류편차 검출회로.
8. 제1항에 있어서,

   상기 스위칭부는 FET(Field Effect Transistor)인 인버터 전류편차 검출회로.
9. 제1항에 있어서,

   상기 오픈램프보호부는 상기 스위칭부가 턴 온 되면 기준 전압보다 낮은 이상 전압을 검출하는 인버터 전류편차 검출회로.

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