KR101194833B1

KR101194833B1 - 인버터 구동 장치 및 이를 포함한 램프 구동 장치

Info

Publication number: KR101194833B1
Application number: KR1020070078072A
Authority: KR
Inventors: 최재순; 이동훈
Original assignee: 페어차일드코리아반도체 주식회사
Priority date: 2007-08-03
Filing date: 2007-08-03
Publication date: 2012-10-25
Also published as: US20090034138A1; US8184416B2; KR20090013919A

Abstract

인버터 구동 장치는 복수의 방전 램프로 구동 전압을 공급하는 인버터의 구동을 제어한다. 인버터 구동 장치는 복수의 방전 램프로 각각 공급되는 구동 전압에 대응하는 복수의 제1 피드백 전압과 복수의 방전 램프에 흐르는 전류에 각각 대응하는 복수의 제2 피드백 전압으로부터 복수의 방전 램프의 이상 동작을 감지한다. 이러한 인버터 구동 장치는 하나의 집적 회로로 형성되어 있다.

인버터, 램프, 보호 회로, 오픈 램프, 쇼트 램프, 아크

Description

인버터 구동 장치 및 이를 포함한 램프 구동 장치{INVERTER DRIVER DEVICE AND LAMP DRIVER DEVICE THEREOF}

본 발명은 인버터 구동 장치 및 이를 포함한 램프 구동 장치에 관한 것으로, 특히 인버터 구동 장치 및 이를 포함한 램프 구동 장치에서의 보호 회로에 관한 것이다.

일반적으로 LCD 백 라이트용 인터버 장치는 냉음극 방전 램프를 점등하기 위해 고전압을 발생시키는 직류/교류 변환 장치이다. 인버터 장치는 직류 전원을 교류 전원으로 변환한 후에 1차측이 하프 또는 풀 브릿지 회로에 연결되고 2차측이 방전 램프의 부하단에 연결되는 트랜스포머를 이용하여 고전압을 발생시켜 방전 램프를 구동하는 역할을 한다. 이러한 인버터 장치는 스타트업이나 오픈 램프가 발생했을 때 트랜스포머가 과전압이 되는 것을 방지하는 다수의 보호 회로를 필수적으로 포함한다.

보호 회로는 오픈 램프 안정화(Open Lamp Regulation, OLR) 회로 및 오픈 램프 방지(Open Lamp Protection, OLP) 회로 등을 포함한다. 오픈 램프 안정화 회로 및 오픈 램프 방지 회로는 트랜스포머의 2차측에서의 전압 또는 전류 피드백 신호 를 이용하여 동작하며, 다이오드 등을 포함하여 이루어질 수 있다. 그런데, 이러한 보호 회로들이 방전 램프의 부하단을 이루는 다수의 방전 램프들 각각에 연결되어 있어, 다이오드 등의 많은 외부 소자를 필요로 한다. 따라서, 인버터 장치에서 보호 회로가 차지하는 면적이 커지게 되며, 인버터 장치의 단가 또한 증가하게 된다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 인버터에 보호 회로를 이루는 외부 소자의 개수를 줄일 수 있는 인버터 구동 장치 및 이를 포함한 램프 구동 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 한 실시 예에 따른 램프 구동 장치는, 복수의 방전 램프, 입력 전압을 상기 복수의 방전 램프의 구동 전압으로 변환하는 인버터, 그리고 상기 인버터의 구동을 제어하며, 상기 복수의 방전 램프에 각각 공급되는 구동 전압에 대응하는 복수의 제1 피드백 전압 및 상기 복수의 방전 램프 각각에 흐르는 전류에 대응하는 복수의 제2 피드백 전압으로부터 상기 복수의 방전 램프의 이상 동작을 감지하며, 하나의 집적 회로로 형성되어 있는 인버터 구동 장치를 포함한다.

본 발명의 다른 실시 예에 따르면, 복수의 방전 램프에 각각 구동 전압을 공급하는 인버터를 구동하는 장치가 제공된다. 인터버 구동 장치는, 상기 복수의 방전 램프로 공급되는 구동 전압에 대응하는 복수의 제1 피드백 전압으로부터 제1 최대 값과 제1 최소 값을 검출하는 전압 검출부, 상기 복수의 방전 램프에 흐르는 전 류에 대응하는 복수의 제2 피드백 전압으로부터 제2 최대 값과 제2 최소 값을 검출하는 전류 검출부, 그리고 상기 검출된 제1 최대 값, 상기 제2 최대 값, 상기 제1 최소 값 및 상기 제2 최소 값 중 적어도 하나로부터 상기 인버터의 이상 동작을 감지하여 상기 인버터의 구동을 제어하는 보호 회로 제어부를 포함한다. 이때, 상기 전압 검출부, 상기 전류 검출부, 상기 보호 회로부가 하나의 집적 회로로 형성되어 있다.

본 발명의 실시 예에 의하면, 인버터를 구동하는 구동 장치에서 보호 회로의 기능을 수행함으로써, 인버터에서 보호 회로를 이루는 외부 소자의 개수를 줄일 수 있다. 이로 인하여, 인버터가 차지하는 면적 또한 줄어들며, 인버터의 단가 또한 줄어든다.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 " 전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

이제 본 발명의 실시 예에 따른 인버터 구동 장치 및 이를 이용한 램프 구동 장치에 대하여 도면을 참고로 하여 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 램프 구동 장치의 개략적인 블록도이고, 도 2는 도 1에 도시된 스위칭 회로부의 스위칭 회로의 동작을 나타낸 도면이다.

도 1에 도시한 바와 같이, 램프 구동 장치는 인버터 구동 장치(100), 인버터(200) 및 방전 램프(CCFL1-CCFL4)를 포함한다.

인버터 구동 장치(100)는 하나의 집적 회로로 형성되어 있으며, 입력 단자(VIN), 인에이블 단자(ENA), 접지 단자(GND), 피드백 단자(OLR1-OLR4, OLP1-OLP4), 오차 보상 단자(CMP), 오실레이터 제어 단자(CT, BCT), 디밍 단자(BDIM) 및 기준 전압 단자(REF)를 가지고 있다. 인버터 구동 장치(100)는 입력 단자(VIN)를 통해 직류 전압(Vin)이 입력되면 인터버(200)의 스위칭 소자를 온/오프하는 제어 신호를 생성하여 인버터(200)의 구동을 제어한다. 또한, 인버터 구동 장치(100)는 방전 램프(CCFL1-CCFL4)에 각각 공급되는 전압과 방전 램프(CCFL1-CCFL4)에 각각 흐르는 전류를 피드백으로 전달받아 인터버(200)의 스위칭 소자를 온/오프하는 제어 신호의 듀티비를 제어한다. 이때, 제어 신호의 듀티비에 따라 인터버(200)의 스위칭 소자가 온/오프되는 시간이 달라지고, 이로 인하여 방전 램프(CCFL1-CCFL4)에 인가되는 전압 및 전류가 제어될 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따른 인버터 구동 장치(100)는 피드백되는 복수의 전류 및 전압 각각으로부터 최대 값과 최소 값을 검출하고, 검출된 전압 및 전류의 최대 값과 최소 값으로부터 인터버(200)의 스위칭 소자의 온/오프를 제어하여 인버터(200)를 보호하는 기능을 수행한다.

인버터(200)는 스위칭 회로부(210), 트랜스포머(TX1, TX2) 및 피드백 공급부(220a-220d)를 포함한다. 스위칭 회로부(210)는 직류 전압(Vin)을 입력받아 스위칭 회로의 온/오프 동작에 의해 트랜스포머(TX1, TX2)로 구형파 전압을 전달한다. 스위칭 회로에는 크게 푸시-풀(Push-pull) 방식, 하프-브릿지(Half-Bridge) 방식 및 풀-브릿지(Full-Bridge) 방식이 있다. 도 1에서는 스위칭 회로로써 풀-브릿지 방식을 도시하였다.

구체적으로, 풀-브릿지 방식의 스위칭 회로를 가지는 스위칭 회로부(210)는 트랜지스터(Q1-Q4) 및 커패시터(C1, C2)를 포함한다. 트랜지스터(Q1, Q3)는 N채널 트랜지스터이고, 트랜지스터(Q2, Q4)는 P채널 트랜지스터이다. 트랜지스터(Q1-Q4)의 게이트는 각각 인버터 구동 장치(100)의 출력 단자(OUTB, OUTA, OUTD, OUTC)에 연결되어 있다. 트랜지스터(Q2, Q4)의 소스로 직류 전압(Vin)이 입력되고, 트랜지스터(Q1, Q3)의 소스가 접지단에 연결되어 있다. 트랜지스터(Q1)의 드레인이 트랜지스터(Q2)의 드레인에 연결되어 있고, 트랜지스터(Q3)의 드레인이 트랜지스터(Q4)의 드레인에 연결되어 있다. 트랜지스터(Q1, Q2)의 드레인과 트랜스포머(TX1, TX2)의 1차 코일의 제1단 사이에 커패시터(C1, C2)가 병렬로 연결되어 있으며, 트랜지스터(Q3, Q4)의 드레인이 트랜스포머(TX1, TX2)의 1차 코일의 제2단에 연결되어 있 다. 그리고 트랜지스터(Q2)의 소스와 트랜지스터(Q2)의 게이트 사이 및 트랜지스터(Q4)의 소스와 트랜지스터(Q4)의 게이트 사이에 저항이 각각 연결될 수도 있다. 도 1에서는 두 커패시터(C1, C2)가 병렬로 연결되어 있는 것으로 도시하였지만, 하나의 커패시터가 연결될 수도 있으며 또는 두 개 이상의 커패시터가 병렬 또는 직렬로 연결될 수 있다.

트랜스포머(TX1, TX2)는 스위칭 회로부(210)에서 받은 구형파 전압을 교류 전압으로 변환하고, 변환된 교류 전압을 승압시킨 후 방전 램프(CCFL1-CCFL4)로 공급하여 방전 램프(CCFL1-CCFL4)를 구동하는 역할을 한다. 도 1에서 인버터(200)를 2 트랜스포머 방식으로 도시하였다. 이하에서는 트랜스포머(TX1, TX2)에서 승압된 전압을 구동 전압으로 설명한다.

이치럼, 스위칭 회로부(210)는 트랜지스터(Q1-Q4)의 온/오프 동작에 의해 구형파 전압을 발생시키고, 커패시터(C1, C2) 및 트랜스포머(TX1, TX2)의 1차측 코일에 의해 공진이 발생하면서 교류 전압을 발생시킨다. 트랜스포머(TX1, TX2)는 발생된 교류 전압을 승압시켜 방전 램프(CCFL1-CCFL4)로 구동 전압을 공급한다.

구체적으로, 도 2에 도시한 바와 같이, 인버터 구동 장치(100)의 출력 단자(OUTB, OUTA, OUTC, OUTD)로부터의 제어 신호에 응답하여, 제1 기간(M1) 동안 트랜지스터(Q2, Q3)를 턴온하고 트랜지스터(Q1, Q4)를 턴오프한다. 그러면, 커패시터(C1, C2)에 직류 전압(Vin)이 충전되면서 커패시터(C1, C2)의 양단 전압인 Vp 전압이 직류 전압(Vin)으로 된다. 이어서, 인버터 구동 장치(100)의 출력 단자(OUTB, OUTA, OUTC, OUTD)로부터의 제어 신호에 응답하여, 제2 기간(M2) 동안 트랜지스터(Q2, Q4)를 턴온하고 트랜지스터(Q1, Q3)를 턴오프한다. 그러면, Vp 전압이 0V로 된다. 다음, 인버터 구동 장치(100)의 출력 단자(OUTB, OUTA, OUTC, OUTD)로부터의 제어 신호에 응답하여, 제3 기간(M3) 동안 트랜지스터(Q1, Q4)를 턴온하고 트랜지스터(Q2, Q3)를 턴오프한다. 그러면, Vp 전압이 음의 직류 전압(-Vin)으로 된다. 이어서, 인버터 구동 장치(100)의 출력 단자(OUTB, OUTA, OUTC, OUTD)로부터의 제어 신호에 응답하여, 제4 기간(M4) 동안 트랜지스터(Q1, Q3)를 턴온하고 트랜지스터(Q2, Q4)를 턴오프한다. 그러면, Vp 전압이 0V로 된다. 이와 같이, 제1 내지 제4 기간(M1-M4)의 동작을 반복함으로써, 구형파 전압이 생성된다.

피드백 공급부(220a-220d)는 대응하는 방전 램프(CCFL1-CCFL4)의 구동 전압과 방전 램프(CCFL1-CCFL4)로 흐르는 전류에 대응하는 전압을 인버터 구동 장치(100)로 피드백한다. 구체적으로, 피드백 공급부(220a)는 커패시터(C3, C4) 및 저항(R1, R2)을 포함한다. 두 커패시터(C3, C4)는 방전 램프(CCFL1)의 제1 단자(HOT)와 접지단 사이에 직렬로 연결되어 있으며, 두 커패시터(C3, C4)의 접점이 인버터 구동 장치(100)의 피드백 단자(OLR1)와 연결되어 있다. 두 커패시터(C3, C4)에 충전된 전압이 방전 램프(CCFL1)의 제1 단자(HOT)에 공급되고, 두 커패시터(C3, C4)에 의해 분압된 전압, 즉 방전 램프(CCFL1)로 공급되는 구동 전압에 대응하는 전압이 인버터 구동 장치(100)의 피드백 단자(OLR1)로 입력된다. 한편, 도 1과 달리, 두 커패시터(C3, C3) 대신에 두 저항이 방전 램프(CCFL)의 제1 단자(HOT)와 접지단 사이에 직렬로 연결되어 있을 수 있으며, 두 저항에 의해 분압된 전압이 인버터 구동 장치(100)의 피드백 단자(OLR1)로 입력될 수 있다.

그리고 저항(R1)이 두 커패시터(C3, C4)의 접점과 접지단(0) 사이에 연결되어 있으며, 저항(R2)이 방전 램프(CCFL1)의 제2 단자(COLD)와 접지단(0) 사이에 연결되어 있다. 이때, 방전 램프(CCFL1)의 제2 단자(COLD)와 접지단(0) 사이의 접점이 인버터 구동 장치(100)의 피드백 단자(OLP1)와 연결되어 있다. 따라서, 방전 램프(CCFL1)에 흐르는 전류에 대응하는 전압이 인버터 구동 장치(100)의 피드백 단자(OLP1)로 입력된다. 한편, 도 1에 도시한 바와 달리, 저항(R1)이 생략될 수도 있다.

나머지 피드백 공급부(220b-220d)는 피드백 공급부(220a)와 유사하므로, 상세한 설명은 생략한다. 단, 피드백 공급부(220b-220d)는 각각 대응하는 방전 램프(CCFL2-CCFL4)와 연결되어 있으며, 두 커패시터(C3, C4)의 접점이 각각 인버터 구동 장치(100)의 피드백 단자(OLR2-OLR4)와 연결된다. 또한, 피드백 공급부(220b-220d)는 대응하는 방전 램프(CCFL2-CCFL4)의 제2 단자(COLD)와 접지단 사이의 접점이 각각 인버터 구동 장치(100)의 피드백 단자(OLP2-OLP4)와 연결된다. 아래에서는 방전 램프(CCFL1-CCFL4)로 각각 공급되는 구동 전압이 커패시터(C3, C4)에 의해 분압되어 피드백 단자(OLR1-OLR4)로 입력되는 전압을 제1 피드백 전압으로, 방전 램프(CCFL1-CCFL4)에 각각 흐르는 전류에 대응하는 전압을 제2 피드백 전압으로 정의한다.

방전 램프(CCFL1-CCFL4)는 각각 제1 단자(HOT) 및 제2 단자(COLD)를 포함한다. 방전 램프(CCFL1, CCFL2)의 제1 단자(HOT)가 각각 트랜스포머(TX1)의 2차측 코일의 제1단 및 트랜스포머(TX1)의 2차측 코일의 제2단에 연결되어 있고, 방전 램 프(CCFL3, CCFL4)의 제1 단자(HOT)가 트랜스포머(TX2)의 2차측 코일의 제1단 및 트랜스포머(TX2)의 2차측 코일의 제2단에 연결되어 있다. 방전 램프(CCFL1-CCFL4)의 제2 단자(COLD)가 각각 저항(R2)을 통해 접지단에 연결되어 있다. 이러한 방전 램프(CCFL1-CCFL4)는 트랜스포머(TX1, TX2)에 의해 발생된 구동 전압을 공급받아 점등된다.

다음으로, 본 발명의 실시 예에 따른 인버터 구동 장치(100)에 대해 도 3 및 도 4를 참고로 하여 자세하게 설명한다.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 인버터 구동 장치의 개략적인 블록도이고, 도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 인버터 구동 장치의 세부적인 회로도이다.

도 3에 도시한 바와 같이, 인버터 구동 장치(100)는 램프 전압 검출부(110), 램프 전류 검출부(120), 보호 회로 제어부(130), 구동 제어부(140), 출력 구동부(150), 전압 공급부(160) 및 버스트 디밍부(170)를 포함한다.

램프 전압 검출부(110)는 전파 정류부(112) 및 전압 검출부(114)를 포함한다. 전파 정류부(112)는 피드백 단자(OLR1-OLR4)를 통해 입력되는 제1 피드백 전압들을 전파 정류하고, 전압 검출부(114)는 전파 정류된 각각의 제1 피드백 전압으로부터 최대 값(Vmax1)과 최소 값(Vmin1)을 검출한다.

램프 전류 검출부(120)는 전파 정류부(122) 및 전류 검출부(124)를 포함한다. 전파 정류부(122)는 피드백 단자(OLP1-OLP4)를 통해 입력되는 제2 피드백 전압을 전파 정류하고, 전류 검출부(124)는 전파 정류된 각각의 제2 피드백 전압으로부터 최대 값(Vmax2)과 최소 값(Vmin2)을 검출한다. 이때, 제2 피드백 전압은 방전 램프(CCFL1-CCFL4)에 흐르는 전류에 대응하는 전압이므로, 램프 전류 검출부(120)는 방전 램프(CCFL1-CCFL4)의 전류를 전압으로 검출할 수 있다.

보호 회로 제어부(130)는 램프 전압 검출부(110) 및 램프 전류 검출부(120)로부터 검출된 제1 및 제2 피드백 전압의 최대 값(Vmax1, Vmax2)과 최소 값(Vmin1, Vmin2)으로부터 방전 램프(CCFL1-CCFL4)의 파손 또는 불량 접촉 및 과전류로 인한 인버터(200)의 구동을 중지시켜 인버터(200)를 보호하는 기능을 수행한다. 따라서, 보호 회로 제어부(130)는 방전 램프의 파손 또는 불량 접촉 및 과전류 시에 인버터(200)의 구동을 중지시키는 제어 신호를 생성하여 출력 구동부(150)로 전달한다.

구동 제어부(140)는 인버터(200)의 스위칭 회로부(210)의 트랜지스터(Q1-Q4)를 구동하기 위한 제어 신호를 생성하여 출력 구동부(250)로 전달한다. 이때, 구동 제어부(140)는 제1 및 제2 피드백 전압의 최대 값(Vmax1, Vmax2)으로부터 트랜지스터(Q1-Q4)의 듀티비를 제어하여 방전 램프(CCFL1-CCFL4)에 공급되는 구동 전압 및 방전 램프(CCFL1-CCFL4)에 흐르는 전류를 일정하게 유지시킨다.

출력 구동부(150)는 구동 제어부(140)로부터의 제어 신호에 따라 출력 단자(OUTA-OUTD)를 통해 트랜지스터(Q1-Q4)의 게이트로 전압 및 전류를 공급하여 스위칭 회로부(210)의 트랜지스터(Q1-Q4)를 온/온프시킨다. 그리고 출력 구동부(150)는 보호 회로 제어부(130)로부터 인버터(200)의 구동을 중지시키는 제어 신호가 입력되면, 트랜지스터(Q1-Q4)의 게이트로 트랜지스터(Q1-Q4)를 턴오프하는 전압을 인가한다.

전압 공급부(160)는 입력 단자(VIN), 기준 전압 단자(REF) 및 인에이블 단 자(ENA)를 통해 입력되는 전압들로부터 인버터 구동 장치(100)를 구동시키는 구동 전압을 인버터 구동 장치(100)에 공급한다.

버스트 디밍부(170)는 오실레이터 제어 단자(BCT)를 통해 입력되는 전압으로부터 생성된 삼각파의 전압과 디밍 단자(BDIM)로부터 입력되는 전압을 비교하여 버스트 디밍 펄스(burst dimming pulse)를 생성하여 출력한다. 이때, 버스트 디밍 펄스는 증폭기(도 4의 134b)로 입력되며, 증폭기(도 4의 134b)의 출력 전압으로부터 오차 보상 단자(CMP)에 연결되어 있는 커패시터(도 4의 Ca)를 충전 또는 방전시킨다. 이렇게 하여, 방전 램프(CCFL1-CCFL4)에 흐르는 전류를 조절할 수 있으며, 이로 인해 방전 램프(CCFL1-CCFL4)의 밝기를 조절할 수 있다.

그리고 도 4를 보면, 보호 회로 제어부(130)는 비교기(132a-132f), 증폭기(134a, 134b) 및 출력 제어부(138)를 포함한다.

비교기(132a)는 반전 단자(-)로 전압 검출부(114)로부터 검출된 제1 피드백 전압의 최소 값(Vmin)이 입력되고, 비반전 단자(+)로 기준 값(Vref1)이 입력되며, 출력 단자가 출력 제어부(138)에 연결되어 있다. 비교기(132a)는 최소 값(Vmin)이 기준 값(Vref1)보다 작으면 하이 레벨을 가지고, 최소 값(Vmin)이 기준 값(Vref1) 이상이면 로우 레벨을 가지는 펄스를 출력 제어부(138)로 출력한다. 일반적으로 방전 램프(CCFL1-CCFL4)가 쇼트되면, 커패시터(C3, C4)에 의해 분압된 전압이 0V가 된다. 따라서, 기준 값으로 0V보다 높은 0.3V 정도로 설정하면, 비교기(132a)로부터 출력되는 펄스로부터 쇼트 램프를 감지할 수 있다.

비교기(132b)는 비반전 단자(+)로 전압 검출부(114)로부터 검출된 제1 피드 백 전압의 최대 값(Vmax1)이 입력되고, 반전 단자(-)로 기준 값(Vref2)가 입력되며, 출력 단자가 출력 제어부(138)에 연결되어 있다. 비교기(132b)는 최대 값(Vmax1)이 기준 값(Vref2)보다 크면 하이 레벨을 가지고, 최대 값(Vmax1)이 기준 값(Vref2) 이하이면 로우 레벨을 가지는 펄스를 출력 제어부(138)로 출력한다.

비교기(132c)는 비반전 단자(+)로 전압 검출부(114)로부터 검출된 제1 피드백 전압의 최대 값(Vmax1)이 입력되고, 반전 단자(-)로 기준 값(Vref3)가 입력되며, 출력 단자가 출력 제어부(138)에 연결되어 있다. 비교기(132b)는 최대 값(Vmax1)이 기준 값(Vref3)보다 크면 하이 레벨을 가지고, 최대 값(Vmax1)이 기준 값(Vref2) 이하이면 로우 레벨을 가지는 펄스를 출력 제어부(138)로 출력한다. 여기서, 기준 값(Vref3)은 기준 값(Vref2)보다 작게 설정될 수 있다. 일반적으로, 트랜스포머(TX1, TX2)의 2차측 코일과 방전 램프(CCFL-CCFL4) 간의 선로 상에 아크가 발생하면, 구동 전압이 높아진다. 따라서, 기준 값(Vref2)을 높게 설정하면, 비교기(132b)로부터 출력되는 펄스로부터 아크 발생을 감지할 수 있다. 또한, 오픈 램프(Open Lamp)가 되면, 커패시터(C3, C4)에 의해 분압되는 전압이 높아진다. 이때는 아크가 발생할 때보다 낮은 전압이므로, 기준 값(Vref3)을 기준 값(Vref2)보다 낮고, 오픈 램프를 감지할 수 있는 전압 값으로 설정하면, 오픈 램프 안정화(Open Lamp Requlation)를 감지할 수 있다.

비교기(132d)는 비반전 단자(+)로 전류 검출부(124)로부터 검출된 제2 피드백 전압의 최대 값(Vmax2)이 입력되고, 반전 단자(-)로 기준 값(Vref4)가 입력되며, 출력 단자가 출력 제어부(138)에 연결되어 있다. 비교기(132d)는 최대 값(Vmax2)이 기준 값(Vref4)보다 크면 하이 레벨을 가지고, 최대 값(Vmax2)이 기준 값(Vref4) 이하이면 로우 레벨을 가지는 펄스를 출력 제어부(138)로 출력한다. 이때, 제2 피드백 전압은 방전 램프(CCFL-CCFL4)에 흐르는 전류에 대응하는 전압이므로, 비교기(132d)로부터 출력되는 펄스로부터 과전류를 감지할 수 있다.

비교기(132e)는 반전 단자(-)로 전류 검출부(124)로부터 검출된 제2 피드백 전압의 최소 값(Vmin2)이 입력되고, 비반전 단자(+)로 기준 값(Vref5)이 입력되며, 출력 단자가 출력 제어부(138)에 연결되어 있다. 비교기(132e)는 최소 값(Vmin2)이 기준 값(Vref5)보다 작을 때 하이 레벨을 가지고, 최소 값(Vmin2)이 기준 값(Vref5) 이상일 때 로우 레벨을 가지는 펄스를 출력 제어부(138)로 출력한다. 비교기(132e)로부터 출력되는 펄스로부터 스트라이크(Strike) 모드, 즉 초기 기동 모드 및/또는 오픈 램프를 감지할 수 있다.

증폭기(134a)는 반전 단자(-)로 전압 검출부(114)로부터 검출된 제1 피드백 전압의 최대 값(Vmax1)이 입력되고, 비반전 단자(+)로 기준 값(Vref6)이 입력되며, 출력 단자가 비교기(142)의 비반전 단자(+)에 연결되어 있다.

증폭기(134b)는 반전 단자(-)로 전류 검출부(124)로부터 검출된 제2 피드백 전압의 최대 값(Vmax2)이 입력되고, 비반전 단자(+)에 기준 값(Vref7)이 입력되며, 출력 단자가 비교기(142)의 비반전 단자(+) 및 비교기(132f)의 비반전 단자(+)에 연결되어 있다. 이러한 증폭기(134a, 134b)는 반전 단자(-)와 비반전 단자(+)의 전압 차이를 증폭하여 출력하며, 증폭기(134a, 134b)의 출력 전압에 의해 오차 보상 단자(CMP)에 연결되어 있는 커패시터(Ca)에 충전되는 전압이 결정된다. 즉, 비교 기(142)의 반전 단자(-)로 입력되는 전압이 제1 및 제2 피드백 전압의 최대 값(Vmax1, Vmax2)에 의해 결정된다. 아래에서는 비교기(142)의 반전 단자(-)로 입력되는 전압을 CMP 전압이라 정의한다.

비교기(132f)는 비반전 단자(+)가 증폭기(134b)의 출력 단자와 연결되고, 반전 단자(-)로 기준 값(Vref8)이 입력되며, 출력 단자가 출력 제어부(138)에 연결되어 있다. 비교기(132f)는 증폭기(134b)의 출력 전압이 기준 값보다 크면 하이 레벨을 가지고, 증폭기(134b)의 출력 전압이 기준 값 이하이면 로우 레벨을 가지는 펄스를 출력 제어부(138)로 출력한다. 이때, Vref8 전압은 CMP 전압의 제어 범위의 한계에 해당하는 전압 값으로 설정된다. 그러면, CMP 전압이 제어 범위를 벗어났는지를 감지할 수 있다.

출력 제어부(138)는 복수의 비교기(132a-132f)로부터 각각 출력된 펄스로부터 오픈 램프가 발생했을 때 또는 방전 램프(CCFL1-CCFL4)의 양단이 쇼트(short)되었을 때 등의 인버터(200)의 이상 동작이 발생했을 때 출력 구동부(150)로 트랜지스터(Q1-Q4)의 구동을 중지시키는 제어 신호를 출력한다.

구체적으로, 쇼트 램프가 되면, 커패시터(C3, C4)에 의해 분압된 전압이 거의 0V로 되므로, 비교기(132a)로부터 하이 레벨이 출력된다. 이때, 출력 제어부(138)는 비교기(132a)로부터 출력된 펄스가 설정된 시간 이상으로 하이 레벨이 되면, 쇼트 램프임을 감지하고 인버터(200)의 구동을 중지시키는 제어 신호를 출력 구동부(150)로 출력한다.

아크가 발생하면, 구동 전압이 높아지고 커패시터(C3, C4)에 의해 분압된 전 압 또한 커지게 된다. 아크가 발생하면, 비교기(132b)로부터 하이 레벨이 출력된다. 출력 제어부(138)는 비교기(132b)로부터 하이 레벨이 출력되면 아크의 발생을 감지하고 인버터(200)의 구동을 중지시키는 제어 신호를 출력 구동부(150)로 출력한다.

또한, 오픈 램프가 되어도 커패시터(C3, C4)에 의해 분압된 전압 또한 커지므로, 비교기(132c)로부터 하이 레벨이 출력된다. 이때, 출력 제어부(138)는 비교기(132c)로부터 출력되는 펄스에서 정해진 주기 동안 하이 레벨이 설정된 횟수 이상이 되면 오픈 램프 안정화를 감지하고 인버터(200)의 구동을 중지시키는 제어 신호를 출력 구동부(150)로 출력한다.

그리고 방전 램프(CCFL1-CCFL4)로 과전류가 흐르게 되면, 제2 피드백 전압이 커진다. 따라서, 방전 램프(CCFL1-CCFL4)로 과전류가 흐르면, 비교기(132d)로부터 하이 레벨이 출력된다. 출력 제어부(138)는 비교기(132d)로부터 하이 레벨이 출력되면 과전류를 감지하고 인버터(200)의 구동을 중지시키는 제어 신호를 출력 구동부(150)로 출력한다.

또한, 오픈 램프가 되면, 방전 램프(CCFL1-CCFL4)로 전류가 흐르지 않으므로, 제2 피드백 전압이 거의 0V가 된다. 따라서, 오픈 램프가 되면, 비교기(132e)로부터 하이 레벨이 출력된다. 이때, 출력 제어부(138)는 비교기(132e)로부터 출력되는 펄스가 설정된 시간 이상으로 하이 레벨이 되면, 오픈 램프임을 감지하고 인버터(200)의 구동을 중지시키는 제어 신호를 출력 구동부(150)로 출력한다. 한편, 오픈 램프가 되지 않아도 램프 구동 장치(100)의 초기 기동 시에 방전 램프(CCFL1- CCFL4)로 소량의 전류가 흐르기 때문에 비교기(132e)로부터 하이 레벨이 출력될 수 있다. 따라서, 출력 제어부(138)는 설정된 시간 동안 비교기(132e)로부터 출력되는 하이 레벨은 무시한다.

그리고 증폭기(134b)로부터 출력되는 전압이 CMP 전압의 제어 범위를 벗어나면, 비교기(132f)로부터 하이 레벨이 출력된다. 따라서, 출력 제어부(138)는 비교기(132f)로부터 하이 레벨이 출력되면, CMP 전압의 제어 범위를 벗어났음을 감지하고 인버터(200)의 구동을 중지시키는 제어 신호를 출력 구동부(150)로 출력한다.

또한, 출력 제어부(138)는 인버터 구동 장치(100)의 내부 온도가 설정된 온도 이상으로 되면, 인버터(200)의 구동을 중지시키는 제어 신호를 출력 구동부(150)로 출력한다.

구동 제어부(140)는 비교기(142), 오실레이터(144) 및 제어부(146)를 포함한다. 비교기(142)는 오차 보상 단자(CMP)를 통해 입력되는 전압이 비반전 단자(+)로 입력되고, 오실레이터 제어 단자(CT)를 통해 입력되는 전압이 반전 단자(-)로 입력되며, 출력 단자가 제어부(146)에 연결되어 있다. 이때, 오차 보상 단자(CMP)를 통해 입력되는 전압은 구동 전압의 오차가 보상된 전압이며, 오실레이터 제어 단자(CT)를 통해 입력되는 전압으로는 삼각파 및 톱니파 등이 있을 수 있다. 비교기(142)는 CMP 전압과 삼각파의 전압을 비교하여 트랜지스터(Q1-Q4)의 게이트 전압을 제어하기 위한 제어 신호를 생성하여 제어부(146)로 출력하고, 제어부(146)는 이 제어 신호와 오실레이터(144)에서 생성된 삼각파로부터 제어 신호의 듀티비를 제어하여 출력 구동부(150)로 전달한다.

이와 같이, 본 발명의 실시 예에 따르면, 인버터 구동 장치(100) 내부에 집적되어 있으므로, 인버터(200)의 보호 기능을 위한 외부 소자가 필요하지 않으므로, 인버터(200)의 크기를 줄일 수 있고, 인버터(200)의 단가 또한 줄일 수 있다.

이상에서 본 발명의 실시 예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리 범위는 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 램프 구동 장치의 개략적인 블록도이고,

도 2는 도 1에 도시된 스위칭 회로부의 스위칭 회로의 동작을 나타낸 도면이고,

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 인버터 구동 장치의 개략적인 블록도이고,

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 인버터 구동 장치의 세부적인 회로도이다.

Claims

복수의 방전 램프,

입력 전압을 상기 복수의 방전 램프의 구동 전압으로 변환하는 인버터, 그리고

상기 인버터의 구동을 제어하는 인버터 구동 장치

를 포함하며,

상기 인버터 구동 장치는,

상기 복수의 방전 램프에 각각 공급되는 구동 전압에 대응하는 복수의 제1 피드백 전압으로부터 제1 최대 값 및 제1 최소 값을 검출하는 전압 검출부,

상기 복수의 방전 램프 각각에 흐르는 전류에 대응하는 복수의 제2 피드백 전압으로부터 제2 최대 값 및 제2 최소 값을 검출하는 전류 검출부, 그리고

상기 제1 최대 값, 상기 제1 최소 값, 상기 제2 최대 값 및 상기 제2 최소 값을 이용하여 상기 복수의 방전 램프의 이상 동작을 감지하여 상기 인버터의 구동을 제어하는 보호 회로 제어부를 포함하는 램프 구동 장치.
삭제
제1항에 있어서,

상기 인버터 구동 장치는,

상기 복수의 제1 피드백 전압을 각각 전파 정류하여 상기 전압 검출부로 출력하는 제1 전파 정류부, 그리고

상기 복수의 제2 피드백 전압을 각각 전파 정류하여 상기 전류 검출부로 출력하는 제2 전파 정류부를 더 포함하는 램프 구동 장치.
제3항에 있어서,

상기 보호 회로 제어부는,

상기 제1 최대 값과 제1 기준 값을 비교하여 생성되는 제1 펄스를 출력하는 적어도 하나의 제1 비교기,

상기 제1 최소 값과 상기 제1 기준 값보다 낮은 제2 기준 값을 비교하여 생성되는 제2 펄스를 출력하는 제2 비교기,

상기 제2 최대 값과 제3 기준 값을 비교하여 생성되는 제3 펄스를 출력하는 적어도 하나의 제3 비교기,

상기 제2 최소 값과 상기 제3 기준 값보다 낮은 제4 기준 값을 비교하여 생성되는 제4 펄스를 출력하는 제4 비교기, 그리고

상기 제1 내지 제4 펄스로부터 상기 복수의 방전 램프의 이상 동작을 감지하는 출력 제어부를 포함하는 램프 구동 장치.
제1항에 있어서,

상기 인버터 구동 장치는,

상기 제1 및 제2 최대 값으로부터 상기 인버터를 구동하기 위한 제어 신호를 생성하여 출력하는 구동 제어부, 그리고

상기 제어 신호에 따라 상기 인버터를 구동시키며, 상기 보호 회로 제어부의 제어에 따라 상기 인버터에 구동을 중지시키는 출력 구동부를 더 포함하는 램프 구동 장치.
제1항, 제3항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 인버터는,

상기 입력 전압으로부터 구형파의 전압을 생성하여 출력하는 스위칭 회로부, 그리고

상기 스위칭 회로부에 연결되어 있는 1차측 코일과 상기 복수의 방전 램프에 연결되는 2차측 코일을 포함하며, 상기 구형파의 전압을 상기 구동 전압으로 변환하는 트랜스포머를 포함하는 램프 구동 장치.
제6항에 있어서,

상기 스위칭 회로부는,

상기 입력 전압을 공급하는 전원과 접지단 사이에 직렬로 연결되어 있으며, 접점이 상기 1차측 코일의 제1단에 연결되어 있는 제1 및 제2 트랜지스터, 그리고

상기 전원과 접지단 사이에 직렬로 연결되어 있으며, 접점이 상기 1차측 코일의 제2단에 연결되어 있는 제3 및 제4 트랜지스터를 포함하는 램프 구동 장치.
제1항, 제3항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 제1 피드백 전압은 상기 방전 램프의 제1 단자에 직렬로 연결되어 있는 제1 및 제2 커패시터에 의해 분압된 전압이며,

상기 제2 피드백 전압은 상기 방전 램프의 제2 단자와 접지단의 사이에 연결되어 있는 저항에 대응하는 전압인 램프 구동 장치.
제1항, 제3항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 제1 피드백 전압은 상기 방전 램프의 제1 단자에 직렬로 연결되어 있는 제1 및 제2 저항에 의해 분압된 전압이며,

상기 제2 피드백 전압은 상기 방전 램프의 제2 단자와 접지단의 사이에 연결되어 있는 제3 저항에 대응하는 전압인 램프 구동 장치.
복수의 방전 램프에 각각 구동 전압을 공급하는 인버터를 구동하는 장치에 있어서,

상기 복수의 방전 램프로 공급되는 구동 전압에 대응하는 복수의 제1 피드백 전압으로부터 제1 최대 값과 제1 최소 값을 검출하는 전압 검출부,

상기 복수의 방전 램프에 흐르는 전류에 대응하는 복수의 제2 피드백 전압으로부터 제2 최대 값과 제2 최소 값을 검출하는 전류 검출부, 그리고

상기 검출된 제1 최대 값, 상기 제2 최대 값, 상기 제1 최소 값 및 상기 제2 최소 값 중 적어도 하나로부터 상기 인버터의 이상 동작을 감지하여 상기 인버터의 구동을 제어하는 보호 회로 제어부

를 포함하는 인버터 구동 장치.
제10항에 있어서,

상기 인버터를 구동하기 위한 제어 신호를 생성하고, 상기 제1 및 제2 최대 값으로부터 상기 제어 신호의 듀티비를 제어하는 구동 제어부, 그리고

상기 생성된 제어 신호에 따라서 상기 인버터를 구동시키며, 상기 보호 회로 제어부의 제어에 따라 상기 인버터의 구동을 제어하는 출력 구동부

를 더 포함하는 인버터 구동 장치.
제11항에 있어서,

상기 보호 회로 제어부는,

상기 검출된 제1 최대 값, 상기 제2 최대 값, 상기 제1 최소 값 및 상기 제2 최소 값을 각각의 기준 값과 비교하는 복수의 비교기, 그리고

상기 복수의 비교기의 비교 결과로부터 상기 인버터의 이상 동작을 감지하여 상기 인버터의 구동을 제어하는 출력 제어부를 포함하는 인버터 구동 장치.
제10항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 복수의 제1 피드백 전압을 각각 전파 정류하여 상기 전압 검출부로 출력하는 제1 전파 정류부, 그리고

상기 복수의 제2 피드백 전압을 각각 전파 정류하여 상기 전류 검출부로 출력하는 제2 전파 정류부

를 더 포함하는 인버터 구동 장치.
제1항, 제3항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 인버터 구동 장치는 하나의 집적 회로로 형성되어 있는 램프 구동 장치.
제10항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 전압 검출부, 상기 전류 검출부, 상기 보호 회로 제어부가 하나의 집적 회로로 형성되어 있는 인버터 구동 장치.