KR101129993B1

KR101129993B1 - 램프의 전류 제어 장치

Info

Publication number: KR101129993B1
Application number: KR1020100050602A
Authority: KR
Inventors: 조재범
Original assignee: 엘지이노텍 주식회사
Priority date: 2010-05-28
Filing date: 2010-05-28
Publication date: 2012-03-28
Also published as: KR20110131007A

Abstract

본 발명은 가변되는 저항 값에 따라 소정의 전압을 가변하는 가변부, 가변된 전압에 따라 턴 온 동작하여 램프에서 출력되는 전류를 피드백하는 스위칭부 및 가변된 전압에 따라 피드백되는 전류를 가변시켜 출력하는 출력부를 포함하는 램프의 전류 제어 장치로 션트 레귤레이터를 사용하면서도 가변 저항 레벨에 따라 램프에서 출력되는 전류를 가변하여 램프의 밝기를 조절할 수 있다.

Description

램프의 전류 제어 장치{Current controlling apparatus of Lamp}

본 발명은 램프의 전류 제어 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 램프의 밝기를 조절하기 위해서 램프에서 출력되는 전류를 가변하는 램프의 전류 제어 장치에 관한 것이다.

일반적으로 액정 표시 장치(Liquid Crystal Display)는 경량, 박형, 저소비 전력 구동 등의 특징으로 인해 그 응용 범위가 점차 넓어지고 있는 추세에 있으며, 이러한 추세에 따라 액정 표시 장치는 사무 자동화 기기, 오디오/비디오 기기 등에 이용되고 있다.

액정 표시 장치는 자체 발광을 하지 못하므로 백라이트(backlight)라고 불리는 별도의 광원이 필요하며, 이러한 백라이트로는 발광 다이오드(Light Emitting Diode : 이하, 'LED'라고 함), 냉음극 형광 램프(Cold Cathode Fluorescent Lamp : CCFL), 외부 전극 형광 램프(External Electrode Fluorescent Lamp : EEFL) 등이 사용되고 있다.

이 중에서 램프를 구동하기 위해서는 램프에서 출력되는 전류를 피드백하여 기준 전압과 비교하고, 이들을 비교한 결과에 따라 스위칭 소자의 스위칭 동작을 제어함으로써 램프에 일정한 전류가 흐르도록 제어한다.

한편, 사용자의 필요에 의해 램프의 밝기를 변경하고자 할 경우, 비교기(OP-AMP)의 기준 전압을 가변하여 출력 전압을 제어함으로써 램프의 밝기를 조절하였다.

그러나, 비교기 대신에 가격이 저렴한 션트 레귤레이터를 사용할 경우, 션트 레귤레이터의 내부에 있는 기준 전압을 직접 가변하는 것이 불가능하였기 때문에 램프의 밝기를 조절하기 어려웠다.

이에 따라, 외부 저항을 활용하여 션트 레귤레이터를 사용하면서도 램프의 밝기를 조절할 수 있는 필요성이 대두되었다.

본 발명의 사상은 션트 레귤레이터를 사용하면서도 가변 저항(외부 저항) 레벨에 따라 램프에서 출력되는 전류를 가변하여 램프의 밝기를 조절할 수 있는 램프의 전류 제어 장치를 제공함에 있다.

이를 위해 본 발명의 일실시예에 의한 램프의 전류 제어 장치는 가변되는 저항 값에 따라 소정의 전압을 가변하는 가변부, 상기 가변된 전압에 따라 턴 온 동작하여 램프에서 출력되는 전류를 피드백하는 스위칭부 및 상기 가변된 전압에 따라 상기 피드백되는 전류를 가변시켜 출력하는 출력부를 포함한다.

상술한 바와 같이 본 발명의 일실시예에 의한 램프의 전류 제어 장치에 따르면, 션트 레귤레이터를 사용하는 경우에도 가변 저항(외부 저항) 레벨에 따라 램프에서 출력되는 전류의 레벨을 가변시킬 수 있는 장점이 있다.

이에 따라, 사용자의 요구에 맞게 램프의 밝기를 조절할 수 있는 장점이 있다.

그리고, OP-AMP와 같은 비교기 대신에 션트 레귤레이터를 사용하여 램프 구동 회로를 구현하기 때문에 제조 비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 의한 램프의 전류 제어 장치의 회로 구성도이다.

본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 의한 램프의 전류 제어 장치의 회로 구성도를 나타낸다.

도 1에 도시한 바와 같이, 램프의 전류 제어 장치는 가변부(10), 스위칭부(20) 및 출력부(30)를 포함하여 구성된다.

가변부(10)는 가변되는 저항의 값(레벨)에 따라 소정의 전압(Vx)을 가변하는 수단으로서, 제1 저항(12, R1), 제2 저항(14, R2), 가변 저항(16, Rx) 및 제3 저항(18, R3)을 포함한다.

여기서, 제1 저항(12, R1)은 일단이 제3 저항(18, R3)이나 바이어스 전압(Vbias)과 접속되고, 타단이 제2 저항(14, R2)과 접속되며, 제2 저항(14, R2)과는 직렬로 연결된다.

제2 저항(14, R2)은 일단이 제1 저항(12, R1)의 타단과 접속되고, 타단이 접지(GND)와 접속되며, 가변 저항(16, Rx)과는 병렬로 연결된다.

가변 저항(16, Rx)은 외부에서 인가되는 외부 저항으로서, 사용자의 요구에 따라 다양한 저항 값(레벨)을 갖는 저항이 인가되어 램프의 밝기를 조절할 수 있게 된다. 이러한 가변 저항(16, Rx)은 일단이 제1 저항(12, R1) 및 제2 저항(14, R2)이 접속된 선로 상에 연결되고, 타단이 접지(GND)에 접속된다.

제3 저항(18, R3)은 일단이 바이어스(Vbias) 전압과 접속되고, 타단이 제1 저항(12, R1)의 일단과 접속된다.

상술한 제1 저항(12, R1), 제2 저항(14, R2) 및 가변 저항(16, Rx)에 의해 소정의 전압(Vx)은 분배되고, 분배된 전압은 스위칭부(20)로 인가되게 된다.

이때, 스위칭부(20)로 인가되는 분배 전압은 일정하게 유지되기 때문에 가변 저항(16, Rx)의 저항 값에 따라 소정의 전압(Vx)은 가변하게 되는 것이다.

이를 수식으로 표현하면, 아래의 [식 1]과 같으며, [식 1]은 가변 저항(16, Rx)의 저항 값에 따라 가변되는 소정 전압(Vx)의 검출식이다.

[식 1]

여기서, Vx는 소정의 전압, Vref는 스위칭부(20)에 인가되는 분배 전압, R1은 제1 저항, R2는 제2 저항, Rx는 가변 저항 및 R2//Rx는

이다.

[식 1]에서와 같이, 스위칭부(20)에 인가되는 전압은 거의 일정하게 유지되고, 제1 저항(12, R1) 및 제2 저항(14, R2)은 일정한 저항 값을 갖고 있기 때문에 가변 저항(16, Rx)의 저항 값에 따라 소정의 전압(Vx)은 변하게 되는 것이다.

스위칭부(20)는 가변된 전압에 따라 턴 온(turn on) 동작하여 램프에 흐르는 전류를 피드백하는 수단으로서, 션트 레귤레이터(Shunt Regulator)로 구성된다.

보다 구체적으로 설명하면, 션트 레귤레이터(20)는 비교기 및 스위칭 소자로 구성되어 비교기에서 입력 전압인 분배 전압과 기준 전압을 비교하고, 비교한 결과에 따라 스위칭 소자의 스위칭 동작을 제어한다.

즉, 션트 레귤레이터(20)는 제1 저항(12, R1), 제2 저항(14, R2) 및 가변 저항(16, Rx)에 의해 분배된 소정의 전압이 기준 전압 이상이면, 턴 온 동작하여 램프에 흐르는 전류가 피드백되어 캐소드(K)단에서 애노드(A)단으로 전류가 흐르게 된다.

이때, 입력 전압이 기준 전압에 도달하도록 즉, 램프의 밝기를 일정하게 유지하도록 정전류 제어를 수행하기 위해 션트 레귤레이터(20)에서는 비교 및 스위칭 동작을 반복적으로 수행하기 때문에 입력 전압은 기준 전압과 거의 동일해지며, 이에 따라 본 발명의 일실시예에서는 입력 전압인 분배 전압이 일정한 값을 갖는 것으로 보는 것이다.

이러한 션트 레귤레이터(20)는 레퍼런스(R)단이 제1 저항(12, R1)의 타단과 제2 저항(14, R2)의 일단이 접속된 선로 상에 연결되어 제1 저항(12, R1), 제2 저항(14, R2) 및 가변 저항(16, Rx)에 의해 분배된 소정의 전압(Vx)을 인가받는다.

또한, 션트 레귤레이터(20)는 캐소드(K)단이 제1 저항(12, R1)의 일단과 제3 저항(18, R3)이 접속된 선로 상에 연결된다. 또한, 애노드(A)단은 접지(GND)와 연결된다.

출력부(30)는 가변된 전압에 따라 피드백되는 전류를 가변시켜 출력하는 수단으로서, 제4 저항(32, R4), 제5 저항(34, R5) 및 제6 저항(36, R6)을 포함하여 구성된다.

여기서, 제4 저항(32, R4)은 램프에서 출력되는 전류가 피드백되는 선로 상에 접속되며, 일단이 제5 저항(34, R5) 및 제6 저항(36, R6)이 만나는 선로 상에 접속되고, 타단이 션트 레귤레이터(20)의 캐소드(K)단에 접속된다.

제5 저항(34, R5)은 일단이 램프에서 전류가 출력되는 선로 상에 접속되고, 검출 저항(Rs)의 일단과 접속된다. 또한, 타단은 제6 저항(36, R6)과 제4 저항(32, R4)이 만나는 선로 상에 접속된다.

제6 저항(36, R6)은 일단이 제4 저항(32, R4) 및 제5 저항(34, R5)이 만나는 선로 상에 연결되고, 타단이 접지와 접속되며, 제5 저항(34, R5)과 직렬로 연결된다.

이하, 제4 저항(32, R4)을 흐르는 전류를 제4 전류(I4), 제5 저항(34, R5)을 흐르는 전류를 제5 전류(I5), 제6 저항(36, R6)을 흐르는 전류를 제6 전류(I6)라고 가정할 때, 제4 전류는 제5 전류 및 제6 전류의 합(I4 = I5 + I6)이므로 제5 전류(I5) 및 제6 전류(I6)의 합에서 제4 전류(I4)를 감산하면 0(I5 + I6 - I4 = 0)이 되는 아래의 [식 2]가 산출된다.

[식 2]

여기서, Vref는 션트 레귤레이터(5)에 인가되는 전압, I0는 램프에서 출력되는 전류, Vx는 소정의 전압, Rs는 검출 저항, R4는 제4 저항, R5는 제5 저항 및 R6은 제6 저항이다.

이때, 션트 레귤레이터(5)는 램프의 밝기를 일정하게 유지하기 위해서 정전류 제어하는 수단이고, 검출 저항은 램프에서 출력되는 전류를 검출하기 위한 수단으로, 션트 레귤레이터(5)의 전압(Vref)은 정전류 제어로 인해 일정하게 유지되고, 제6 저항(36, R6)은 일정한 값을 가지기 때문에 제6 저항(36, R6)을 흐르는 제6 전류(I6)는 일정해진다.

이에 따라, 램프에서 출력되는 전류(I0)와 제5 저항(34, R5)에 의해 결정되는 제5 전류(I5)는 제4 전류(I4)를 가변시킴으로써 변화시킬 수 있다.

즉, 원하는 출력 전류(I0)를 얻기 위해서는 제5 전류(I5)를 가변시켜야 하며, 제5 전류(I5)를 결정하는 제4 전류(I4(I5))는 소정의 전압(Vx)과 제4 저항(32, R4)을 통해 결정되는데, 제4 저항(32, R4)은 일정하므로 가변 저항(16, Rx)을 이용하여 소정의 전압(Vx)을 변경함으로써 제4 전류(I4)를 가변한다.

이하에서는 본 발명의 일실시예에 의해 원하는 전류를 출력하여 램프의 밝기를 가변하기 위한 과정을 설명하도록 한다.

우선, 원하는 램프의 밝기를 출력하기 위해 가변 저항(16, Rx)의 저항 값을 가변시키면, 가변된 저항 값에 따라 소정의 전압(Vx)도 가변하게 된다.

즉, 가변된 소정의 전압은 아래의 [식 1]을 이용하여 검출된다.

[식 1]

이다.

그리고, 소정의 전압(Vx)이 가변되기 때문에 제4 저항(32, R4)을 흐르는 제4 전류(I4)의 크기도 가변하게 되고, 이로 인해 제5 전류(I5)의 크기도 가변하게 되므로 램프에서 출력되는 전류는 가변하게 되는 것이다.

이러한 동작에 의해 램프에서 출력되는 전류를 가변할 수 있게 되며, 이로 인해 램프의 밝기를 조절할 수 있게 된다.

본 발명은 이상에서 살펴본 바와 같이 바람직한 실시예를 들어 도시하고 설명하였으나, 상기한 실시예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.

10...가변부 12...제1 저항
14...제2 저항 16...가변 저항
18...제3 저항 20...스위칭부
30...출력부 32...제4 저항
34...제5 저항 36...제6 저항

Claims

램프의 전류를 제어하기 위한 장치에 관한 것으로서,
가변 저항 및 제 1 션트 레귤레이터를 포함하는 가변부; 및
상기 램프의 출력단과 상기 가변부 사이에 연결되고, 저항 및 제 2 션트 레귤레이터를 포함하는 출력부를 포함하며,
상기 가변부는 상기 가변 저항의 저항 값과 상기 제 1 션트 레귤레이터의 고정된 입력 전압 값에 따라 상기 제 1 션트 레귤레이터의 출력 전압의 크기를 가변하며, 그리고
상기 출력부는 상기 가변부에 의해 가변되는 전압 값과 상기 제 2 션트 레귤레이터의 고정된 입력 전압 값에 따라 상기 램프에 흐르는 전류의 크기를 제어하는, 램프의 전류 제어 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 가변부는,
상기 제 1 션트 레귤레이터의 입력과 출력 사이에 연결되는 제1 저항, 상기 제 1 션트 레귤레이터의 입력과 접지 사이에 연결된 제2 저항, 및 상기 제 1 션트 레귤레이터의 출력과 외부 바이어스 전압 사이에 연결된 제3 저항; 및
상기 제2 저항과 병렬로 연결되어 가변되는 저항 값을 갖는 가변 저항을 포함하는 램프의 전류 제어 장치.
제 2 항에 있어서,
상기 제 1 션트 레귤레이터의 출력 전압의 크기는,
아래의 [식 1]을 이용하여 결정되는 램프의 전류 제어 장치.
[식 1]

여기서, Vx는 상기 제 1 션트 레귤레이터의 출력 전압, Vref는 상기 제 1 션트 레귤레이터의 입력 전압, R1은 상기 제1 저항의 저항값, R2는 상기 제2 저항의 저항값, Rx는 상기 가변 저항의 저항값 및 R2//Rx는
이다.
제 2 항에 있어서,
상기 제1 저항은,
일단이 바이어스 전압과 접속되고, 타단이 상기 제2 저항의 일단과 접속되고,
상기 제2 저항은,
일단이 상기 제1 저항의 타단 및 상기 가변 저항과 접속되고, 타단이 접지와 접속되는 램프의 전류 제어 장치.
삭제
제 1 항에 있어서,
상기 출력부는 공통 접점 갖는 3개의 저항을 포함하며, 상기 공통 접점은 상기 제 2 션트 레귤레이터의 출력단과 연결되는 램프의 전류 제어 장치.
제 6 항에 있어서,
상기 출력부는,
일단이 상기 제 1 션트 레귤레이터의 입력단과 연결되는 제4 저항;
일단이 상기 램프의 출력단과 연결되는 제5 저항; 및
일단이 접지와 연결되는 제6 저항을 포함하는 램프의 전류 제어 장치.