KR101274590B1 - 엘씨디 백라이트용 디지털 인버터의 엘씨씨 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 엘씨디 백라이트용 디지털 인버터의 LCC 구현함에 있어서 표준 규격을 만족하면서 안정적인 보호 기능을 수행하는데 적당하도록 한 기술에 관한 것이다. 이러한 본 발명은, 인버터로부터 공급되는 교류전원을 백라이트용 램프를 점등시키기 위한 고전압의 교류전압으로 승압하는 트랜스포머와; 상기 트랜스포머로부터 상기 램프에 공급되는 전류 및 전압을 검출하는 전압/전류 검출부 및, 그 검출된 아날로그의 전압/전류값을 디지털값으로 변환하는 A/D변환기와; 스트라이킹 프로세스가 시작된 직후에 엘씨씨 체크 포인트를 유도한 후, 그 체크포인트에 대한 상기 A/D변환기의 출력신호를 근거로 상기 트랜스포머의 출력 전류와 전압값을 기 설정된 규격치와 비교하여 비정상으로 판명될 때 시스템을 셧다운시키는 엠씨유에 의해 달성된다.

Description

엘씨디 백라이트용 디지털 인버터의 엘씨씨{LIMIITED CURRENT CIRCUIT OF DIGITAL INVERTER OF LCD BACKLIGHT}
도 1은 종래 기술에 의한 엘씨디 백라이트용 디지털 인버터의 엘씨씨 블록도.
도 2는 종래 기술에 의한 셧다운 파형도.
도 3은 본 발명에 의한 엘씨디 백라이트용 디지털 인버터의 엘씨씨 블록도.
도 4는 본 발명에 의한 스트라이킹 파형도.
도 5는 본 발명에 의한 셧다운 파형도.
***도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명***
31 : 게이트 드라이버 32 : 인버터
33 : 트랜스포머 34 : 전압/전류 검출부
35 : A/D변환기 36 : 엠씨유
본 발명은 엘씨디(LCD) 백라이트용 디지털 인버터의 LCC(LCC: Limited Current Circuit) 구현 기술에 관한 것으로, 특히 표준 규격을 만족하면서 안정적인 보호 기능을 수행하는데 적당하도록 한 엘씨디 백라이트용 디지털 인버터의 엘씨씨에 관 한 것이다.
일반적으로, 엘씨디 백라이트에 사용되는 인버터는 고전압을 사용하므로 사용자의 안정성을 고려하여 일정치 이상의 전류가 인체에 흐르지 않도록 국제 규격으로 정하고 있다.
이를 위해, 인체를 2KΩ 무유도 저항으로 묘사화하여 트랜스포머의 2차측에 접촉하는 방식으로 LCC 체크를 하는 것이 일반적이다. 2KΩ 무유도 저항이 고전압이 출력되는 트랜스포머의 2차측 코일에 연결되면 이때의 출력이 노멀 오퍼레이팅 시의 출력보다 작아지는 것을 이용하여 LCC를 구현한다.
즉, 도 1에서와 같이, 비교기(12)는 마스터용 트랜스포머(11)의 출력전압을 기준전압(Vref)과 비교하여 그 기준전압(Vref)보다 낮을 때 셧다운 인에이블 래치(15)에 셧다운 신호를 출력하고, 이에 의해 인버터가 셧다운된다.
이와 마찬가지로, 비교기(14)는 슬레이브용 트랜스포머(13)의 출력전압을 상기 기준전압(Vref)과 비교하여 그 기준전압(Vref)보다 낮을 때 상기 셧다운 인에이블 래치(15)에 셧다운 신호를 출력하고 , 이에 의해 인버터가 셧다운된다.
참고로, LCC 체크는 스트라이킹(striking) LCC와 오퍼레이팅(operating) LCC로 분류되는데, 도 2는 종래 인버터의 스트라이킹 LCC의 출력전류 파형을 나타낸 것이다.
그런데, 상기와 같은 아날로그 제어 방식의 LCC 구현 방법을 디지털 제어 방식의 인버터에 그대로 적용하게 되면 엠씨유(MCU)의 연산량에 따라 지연 시간이 발생되어 규격을 벗어나는 전류가 흐르게 되며, 저온 및 고온에서의 보호회로 신뢰성을 보장하는데 어려움이 있었다.
따라서, 본 발명의 목적은 엘씨디용 백라이트에 적용된 디지털 인버터의 스트라이킹 시 인가되는 전압을 조절할 수 있는 엠씨유를 사용하여, 규격에서 정한 제한전압 이하로 스트라이킹을 유도하여 규격 시간 내에 셧다운 처리를 수행하는 디지털 인버터의 엘씨씨를 제공함에 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 인버터로부터 공급되는 교류전원을 백라이트용 램프를 점등시키기 위한 고전압의 교류전압으로 승압하는 트랜스포머와; 상기 트랜스포머로부터 상기 램프에 공급되는 전류 및 전압을 검출하는 전압/전류 검출부와; 상기 전압/전류 검출부에서 검출된 아날로그의 전압/전류값을 디지털값으로 변환하는 A/D변환기와; 스트라이킹 프로세스가 시작된 직후에 LCC 체크 포인트를 유도한 후, 그 체크포인트에 대한 상기 A/D변환기의 출력신호를 근거로 상기 트랜스포머의 출력 전류와 전압값의 정상/비정상 여부를 판단하여 비정상으로 판명될 때 시스템을 셧다운시키는 엠씨유로 구성함을 특징으로 한다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명에 의한 엘씨디 백라이트용 디지털 인버터의 엘씨씨의 블록도로서 이에 도시한 바와 같이, 후술할 엠씨유(36)로부터 공급되는 펄스폭변조신호(PWM1),(PWM2)를 이용하여 게이트 구동신호를 발생하는 게이트 드라이버(31)와; 상기 게이트 구동신호에 의해 스위칭되는 스위치 소자를 이용하여 전원단자(VCC)로부터 공급되는 전압을 교류파형으로 변환하여 트랜스포머(33)에 공급하는 인버터(32)와; 상기 인버터(32)로부터 공급되는 교류전원을 램프(LAMP)를 점등시키기 위한 고전압의 교류전압으로 승압하는 트랜스포머(33)와; 상기 트랜스포머(33)로부터 램프(LAM)에 공급되는 전류 및 전압을 검출하는 전압/전류 검출부(34)와; 상기 전압/전류 검출부(34)에서 검출된 아날로그의 전압/전류값을 디지털값으로 변환하는 A/D변환기(35)와; 스트라이킹 프로세스가 시작된 직후 LCC 체크 포인트를 유도한 후, 그 체크포인트에 대하여 상기 A/D변환기(35)의 출력신호를 근거로 상기 트랜스포머(33)의 출력 전류와 전압값의 정상/비정상 여부를 판단하여 비정상으로 판명될 때 시스템을 셧다운시키는 엠씨유(36)로 구성한 것으로, 이와 같이 구성한 본 발명의 작용을 첨부한 도 4 및 도 5를 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
게이트 드라이버(31)는 엠씨유(36)로부터 입력되는 펄스폭변조신호(PWM1),(PWM2)를 이용하여 게이트 구동신호를 생성하여 이를 인버터(32)에 공급하다.
상기 인버터(32)는 상기 게이트 드라이버(31)로부터 입력되는 게이트 구동신호에 의해 스위칭되는 스위치 소자(예: FET)를 이용하여 전원단자(VCC)로부터 공급되는 전압을 교류파형으로 변환하여 이를 트랜스포머(33)의 1차권선측으로 공급한다.
이에 따라, 상기 트랜스포머(33)는 상기 인버터(32)로부터 공급되는 교류전원을 램프(LAMP)를 점등시키기 위한 고전압의 교류전압으로 승압하여 그 램프측으로 출력한다.
이때, 전압/전류 검출부(34)는 상기 트랜스포머(33)로부터 램프(LAM)에 공급되는 전류 및 전압을 검출하게 되고, 이렇게 검출된 아날로그의 전압/전류값은 A/D변환기(35)에 의해 디지털 값으로 변환되어 엠씨유(36)에 전달된다.
상기 엠씨유(36)는 일정 시간마다 상기 A/D변환기(35)를 통해 램프(LAMP)로 공급되는 전압 및 전류값을 읽어들여 정전류 제어 및 보호 기능을 수행한다. 그런데, 상기 엠씨유(36)와 같은 디지털 제어기의 경우 일련의 프로그램 순서에 따라 연산동작을 수행하며, 인터럽트 처리 루틴을 수행하는 동안 다른 연산을 하지 못하므로 지연시간이 발생하기 쉽다. 따라서, LCC와 같은 고속 처리가 요구되는 연산동작시 오동작이 발생되거나 지연동작이 일어나기 쉽다.
이를 감안하여 본 발명에서는 도 4와 같은 스트라이킹 파형을 유도한 후, 이의 LCC 체크 포인트에서 상기 A/D변환기(35)의 출력신호를 근거로 상기 트랜스포머(33)의 출력 전류와 전압값의 정상/비정상 여부를 판단하여 비정상으로 판명될 때 시스템을 셧다운시킨다.
참고로, 국제 규격에서 정한 트랜스포머(33)의 제한 전류값 I = Fo[KHz]×0.7이다. 여기서, 주파수 Fo는 상기 인버터(32)의 구동주파수이다. 따라서, 상기 인버터(32)의 구동주파수 Fo = 65KHz인 경우 인체에 대한 무유도 저항(2KΩ)에 흐를 수 있는 허용전류와 전압의 최대값은 45.5[mA], 91[V]이다.
도 5는 상기 엠씨유(36)에 의해 셧다운된 경우의 파형을 나타낸 것이다. 상기 최대 전압 91[V]에 신뢰성을 고려하여 상기 스트라이킹 파형의 LCC 체크 포인트의 정극성 전압이 60∼70V가 되도록 하였다.
그런데, 상기 엠씨유(36)가 상기 LCC 체크 포인트에서 A/D변환기(35)의 출력신호를 근거로 상기 트랜스포머(33)의 출력 전류와 전압값의 정상/비정상 여부를 판단할 때 순시값을 기준으로 하면 오동작의 우려가 크다. 실제 회로는 저온, 상온, 고온에서 동작 특성이 상이하므로 환경 조건을 고려해야 한다.
따라서, 본 실시예에서는 실제 LCC를 구현할 때, 초기 시동부터 LCC 체크포인트 까지 A/D 변환값을 누적하여 기준값과 비교하는 방법을 사용하도록 하였다.
이상에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명은, 엘씨디용 백라이트에 적용된 디지털 인버터의 스트라이킹 시 인가되는 전압을 조절할 수 있는 엠씨유를 사용하여, 규격에서 정한 제한전압 이하로 스트라이킹을 유도하여 규격 시간 내에 셧다운 처리를 수행하도록 함으로써, 안전 규격(LCC)을 위한 회로 구성이 간단해 지고, LCC 규격 마진을 확보할 수 있는 효과가 있다. 또한, 지연 시간에 따른 불량 발생 확률이 크게 줄어드는 효과가 있다.

Claims (5)

  1. 인버터로부터 공급되는 교류전원을 백라이트용 램프를 점등시키기 위한 고전압의 교류전압으로 승압하는 트랜스포머;상기 트랜스포머로부터 상기 램프에 공급되는 전류 및 전압을 검출하는 전압/전류 검출부;
    상기 전압/전류 검출부에 의해 검출된 아날로그의 전압/전류값을 디지털값으로 변환하는 A/D변환기; 및
    스트라이킹 프로세스가 시작된 직후, 상기 트랜스포머의 출력전압이 제로점을 기준으로 상하로 60V ∼ 70V를 일정하게 유지되는 엘씨씨 체크 포인트 구간을 유도하여, 상기 체크포인트구간에서 상기 A/D변환기의 출력신호를 근거로 상기 트랜스포머의 출력 전류및 전압값을 기 설정된 규격치와 비교하여 비정상으로 판명될 때 시스템을 셧다운시키는 엠씨유
    를 포함하는 엘씨디 백라이트용 디지털 인버터의 엘씨씨.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서, 상기 체크 포인트 구간은 스트라이킹 프로세스가 시작된 후 소프트 스타트 구간이 시작되기 전까지의 구간인 것을 특징으로 하는 엘씨디 백라이트용 디지털 인버터의 엘씨씨.
  4. 제1항에 있어서, 상기 인버터는 구동주파수(Fo)가 = 65KHz인 것을 특징으로 하는 엘씨디 백라이트용 디지털 인버터의 엘씨씨.
  5. 제1항에 있어서, 상기 엠씨유는 엘씨씨 체크포인트 구간이 종료되기 전까지 A/D 변환값을 누적하여 기준값과 비교한 결과를 근거로 비정상 여부를 판단하도록 구성된 것을 특징으로 하는 엘씨디 백라이트용 디지털 인버터의 엘씨씨.
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