KR101317304B1

KR101317304B1 - 형광 램프의 플리커 방지 장치

Info

Publication number: KR101317304B1
Application number: KR1020060097069A
Authority: KR
Inventors: 박영국
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2006-10-02
Filing date: 2006-10-02
Publication date: 2013-10-14
Also published as: US7940012B2; KR20080030774A; CN101160008A; US20080079369A1; EP1909542A2

Abstract

전원 스위치의 온 또는 오프 시 예기치 않게 발생하는 형광 램프의 깜박거림을 방지하기 위하여 개선한 형광 램프 제어회로를 개시하고 있다. 본 발명은 리셋 신호를 지연하는 과도 기간 동안 형광 램프에 직류 전압을 공급하기 위하여 스위칭하는 스위치의 동작을 제한함으로써 불필요한 램프의 깜박거림을 방지할 수 있다.

Description

형광 램프의 플리커 방지 장치{Apparatus For Preventing Flickering Of Fluorescence Lamp}

도 1a는 종래의 형광 램프 제어회로이다.

도 1b는 종래의 형광 램프를 제어하기 위한 전원부와 제어부의 구성도이다.

도 1c는 종래의 전원 스위치를 온한 경우 전원부에서 출력하는 직류 전압을 나타낸다.

도 2a는 본 발명의 개선된 형광 램프 제어회로이다.

도 2b는 본 발명의 리셋 신호 발생부와 리셋 신호 지연부이다.

도 2c는 본 발명에 따른 전원 스위치를 온한 경우 지연된 리셋 신호에 의해 형광 램프를 온하는 타이밍이다.

도 2d는 본 발명에 따른 대기 상태에서 리셋 요구 명령에 응답하는 지연된 리셋 신호에 의해 형광 램프를 온하는 타이밍이다.

도 2e는 본 발명에 따른 전원 스위치를 오프하는 경우 형광 램프가 오프 상태를 유지하는 타이밍이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호 설명*

1 : 전원부(SMPS)

2 : 제어부

A1 : 평활회로

A2 : 제1스위칭부

A3 : 제2스위칭부

10 : 리셋신호 발생부

20 : 리셋신호 지연부

본 발명은 형광 램프의 플리커 방지장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 전원 스위치를 온 또는 오프 시 발생하는 형광 램프의 깜박거림을 방지하기 위한 형광 램프의 플리커 방지장치에 관한 것이다.

프린터, 복합기에는 이미지를 획득하는 스캔(scan)을 위한 시시디 모듈(CCD Module)을 구비하고 있으며, 시시디 모듈은 조명을 위한 형광 램프를 구비한다.

형광 램프를 효율적으로 구동하기 위해, 전원이 초기 공급되어 워밍업(warm-up)하는 경우 형광 램프에 DC 24V를 공급하고, 스캔 동작 시에는 형광 램프에 DC 18V를 공급하며, 대기 상태로 전환하게 되면 형광 램프에 DC 12V를 공급하도록 하고 있다.

이와 같이 기기의 동작 상태에 따라 형광 램프에 인가하는 전압을 조정하기 위해 펄스폭변조 방식(이하 PWM 제어라 한다.)을 이용한다.

도 1a에 도시한 바와 같이, "로우" 상태의 활성화된 PWM 제어신호(PWM_LAMP) 를 인가하는 경우, PWM 제어신호(PWM_LAMP)가 인버터(In)를 거쳐 제1스위칭부(A2)의 트랜지스터(Q1)에 인가되며, 이 트랜지스터(Q1)가 턴 온(turn on)되면 형광 램프 구동용 전계 효과 트랜지스터(FET; 이하 트랜지스터라 한다.)(Q2)가 턴 온(turn on)됨에 따라 직류 전압이 형광 램프(L)에 인가된다. 이때, 형광 램프에 인가하는 전압의 크기에 상응하는 PWM 제어신호(PWM_LAMP)를 출력함에 의하여 트랜지스터(Q1)(Q2)의 턴 온시간이 변화함에 따라 평활부(A1)를 거쳐 형광 램프(L)에 인가되는 직류전압을 조정할 수 있게 된다. 미설명부호 R1, R2, R3는 저항이고, C1은 노이즈를 제거하는 캐패시터이고, Be는 노이즈를 제거하는 비드(bead)이다.

도 1b에 도시한 바와 같이, 기기에 마련된 전원 스위치(S/W)를 온시키는 경우 전원부(1)는 교류전원(AC)을 복수의 직류전압(DC 24V, DC 5V)로 변환하여 제어부(2)에 공급한다. DC 24V는 형광 램프 구동을 위해 제공되며, DC 5V는 각부의 구동을 위한 구동전원으로 제공된다.

도 1c에 도시한 바와 같이 전원부(1)에서 공급하는 어느 하나의 직류전압(DC 5V)은 과도구간(T1)을 경과하고 나서 일정하게 안정화되며, 전원부(1)에서 공급하는 다른 하나의 전압(DC 24V)은 과도구간(T1+T2)을 경과하고 나서 일정하게 안정화된다.

이 과도구간(T1+T2)을 경과한 시기에 도시하지 않은 리셋발생회로에서 출력하는 리셋 신호가 안정화되며, 안정화된 리셋신호에 의해 도시하지 않은 각 구성부를 초기화하는 동작을 수행하게 된다.

리셋 신호가 안정화된 후, 형광 램프(L)에 안정화된 직류전압(DC 24V)이 제 공됨에 따라 형광 램프(L)의 워밍업(warm-up)을 수행하게 된다.

종래기술에 따르면 전원 스위치를 온한 경우 리셋신호가 발생한 이후에 제어부가 형광 램프를 워밍업하기 위해 활성화된 PWM 제어신호를 출력하도록 되어 있다.

그러나, 메인 스위치(S/W)가 온되어 전원부(1)에서 출력하는 직류 전압이 안정화 상태(DC 5V)에 이르지 않고 예를 들어 DC 3V 상태(과도구간 T1)임에도 불구하고 제어부(2)에서 활성화된 PWM 제어신호(PWM_LAMP)를 일시적으로 출력하는 경우 형광 램프(L)에 직류 전압이 인가됨에 따라 형광 램프의 깜박거림이 발생할 수 있다. 또한 형광 램프가 오프된 상태에서 전원 스위치를 오프하는 경우에도 제어부에서 활성화된 PWM 제어신호(PWM_LAMP)가 출력되어 형광 램프의 깜박거림이 발생할 수 있다.

이와 같이 예기치 않게 형광 램프가 깜박거리는 현상이 발생하면, 형광 램프 위에 덮개가 있어도 순간적으로 밝은 빛이 번쩍이게 되므로 가까이 위치한 사용자를 놀라게 할 수 있다. 뿐만 아니라 짧은 시간 형광 램프를 점등하는 경우 순간적으로 돌입 전류가 형광 램프에 유입될 수 있기 때문에 형광 램프의 수명 연한을 단축하는 요인이 되었다.

본 발명의 목적은 전원 스위치의 작동 시 형광 램프에 공급하는 직류전압을 공급하는 스위칭의 작동을 제한함으로써 형광 램프의 깜박거림을 방지할 수 있도록 한 형광 램프의 플리커 방지장치를 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 전원 스위치; 상기 전원 스위치에 의해 직류 전압을 공급하는 전원부; 상기 전원부의 직류 전압을 공급받아 점등하는 형광 램프; 상기 형광 램프에 상기 직류 전압을 공급하기 위하여 스위칭하는 스위치; 상기 스위치를 제어하기 위한 제1스위칭부; 및 상기 전원 스위치를 온 또는 오프하는 경우 상기 형광 램프를 점등시키지 않도록 상기 스위치의 동작을 제한하는 제2스위칭부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 전원 스위치의 작동에 응답하여 발생하는 활성화된 리셋신호를 지연하는 리셋신호 지연부를 더 포함하고, 상기 리셋신호 지연부가 상기 활성화된 리셋 신호를 지연하는 동안 상기 제2스위칭부는 상기 스위치를 오프시킨다.

상기 리셋신호가 비활성 상태이면 상기 제2스위칭부는 상기 스위치를 오프시킨다.

상기 제2스위칭부는 상기 제1스위칭부에 컬렉터가 연결되고 접지에 이미터가 연결되는 트랜지스터와 상기 트랜지스터의 베이스와 이미터 사이를 연결되어 노이즈를 제거하는 캐패시터를 구비한다.

상기 형광 램프에 공급하는 직류전압을 조정하기 위하여 상기 제1스위칭부에 램프 제어신호를 출력하는 제어부를 더 포함하고, 상기 제1스위칭부의 트랜지스터는 상기 제어부에서 활성화된 램프 제어신호에 의해 턴 온되고, 상기 제2스위칭부의 트랜지스터는 상기 지연된 리셋신호에 의해 턴 온되며, 상기 스위치는 상기 제1스위칭부의 트랜지스터 및 상기 제2스위칭부의 트랜지스터가 모두 턴 온되는 경우 상기 직류전압을 상기 형광 램프에 공급한다.

상기 리셋신호 지연부는 리셋신호를 입력받는 제1저항과 상기 제1저항과 접지 사이에 연결되는 제2저항을 포함하며, 상기 리셋신호를 지연하는 지연 시간은 상기 제1, 제2저항과 상기 제2저항에 의한 기생 캐패시터에 의해 정해진다.

상기 리셋신호 지연부는 역전류 방지용 다이오드를 더 포함한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 전원 스위치; 교류전원을 입력받고 복수의 직류 전압을 출력하는 전원부; 상기 전원부의 어느 하나의 직류 전압을 공급받아 리셋신호를 발생하는 리셋신호 발생부; 상기 리셋신호를 지연하는 리셋신호 지연부; 상기 전원부의 다른 하나의 직류 전압을 공급받아 점등하는 형광 램프; 상기 형광 램프에 상기 직류 전압을 공급하기 위한 스위치; 및 상기 전원 스위치가 온되어 상기 스위치를 온시키기 위한 조건이 되어도 상기 리셋신호를 지연하는 동안 상기 스위치의 작동을 제한하기 위한 제한부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 스위치는 상기 직류 전압과 상기 형광 램프 사이에 연결되는 전계 효과 트랜지스터이고, 상기 제한부는 상기 전계 효과 트랜지스터에 연결되는 제1트랜지스터와 상기 제1트랜지스터의 이미터에 연결되어 상기 제2트랜지스터를 포함하고, 상기 제1 및 제2트랜지스터가 모두 턴 온되는 경우 상기 전계효과 트랜지스터가 턴 온된다.

상기 제2트랜지스터는 상기 지연된 리셋신호가 활성화되면 온되고, 상기 지연된 리셋신호가 비활성화되면 오프된다.

이하 본 발명의 실시 예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

본 발명은 개선된 형광 램프 구동회로를 제안한다.

도 2a에 도시한 바와 같이, 제1스위칭부(A2)의 트랜지스터(Q1)가 인버터(In)를 통하여 활성화된 PWM 제어신호(PWM_LAMP)를 인가받은 경우 턴온되고, 이에 따라 형광 램프 구동용 트랜지스터(Q2)가 턴 온(turn on)되는 구성은 기존과 유사하다.

본 발명은 제1스위칭부(A2)에 연결되는 제2스위칭부(A3)를 추가로 구비한다.

제2스위칭부(A3)는 트랜지스터(Q3)와 캐패시터(C2)를 포함하며, 제1스위칭부(A2)의 트랜지스터(Q1)의 스위칭 동작을 제한한다. 트랜지스터(Q3)의 컬렉터는 제1스위칭부(A2)의 제1트랜지스터(Q1)의 이미터에 연결되고 베이스는 저항(R4)에 연결되며, 이미터는 평활회로(A1)에 연결된다. 캐패시터(C2)는 노이즈를 제거한다.

활성화된 PWM 제어신호(PWM_LAMP)를 인가받더라도 제1스위칭부(A2)의 트랜지스터(Q1)는 독자적으로 턴온되지 않는다. 제1스위칭부(A2)의 트랜지스터(Q1)가 턴온되기 위해서는 활성화된 PWM 제어신호(PWM_LAMP)가 인가됨과 아울러 제2스위칭부(A3)의 트랜지스터(Q3)가 턴 온되어야 한다.

제2스위칭부(A3)의 트랜지스터(Q3)는 저항(R4)을 통해 전달받는 지연된 리셋신호(Dy_RESET)에 의해 턴온할 수 있다.

도 2b에 도시한 바와 같이, 리셋 신호 지연부(20)는 리셋 신호를 발생하는 리셋신호 발생부(10)의 출력측에 연결되어 출력된 리셋신호(RESET)를 소정 시간 지연하고 지연한 리셋신호(Dy_RESET)를 상기 제2스위칭부(A3)로 제공하는 역할을 한다.

리셋신호 발생부(10)는 전원부(1)로부터 구동전원(Vcc)(일례로 DC 5V)를 제 공받아 리셋 신호를 발생한다. 이때, 리셋신호 발생부(10)에서 출력하는 리셋신호는 도 2c에 도시한 바와 같이, 전원스위치(S/W)가 온된 이후부터 전압이 커지다가 일정 시간이 지난 후 일정 전압을 유지하게 된다. 리셋신호의 전압이 변화하는 것은 도 1c에서 설명한 바와 같이 전원부(1)에서 출력하는 전압이 DC 5V가 되기까지 걸리는 과도구간(T1)이 있기 때문이다.

이 과도구간(T1)을 지난 다음 형광 램프(L)에 전압을 인가하도록 하기 위하여, 리셋신호 지연부(20)는 역전류 방지용 다이오드(D1) 이외에 저항(Ra)(Rb)를 이용한 지연회로를 포함한다. 저항(Ra)은 다이오드(D1)에 직렬 연결되어 있고, 저항(Rb)는 저항(Ra)에 일단이 연결되고 접지에 타단이 연결되어 있다. 저항(Rb)에 병렬로 기생 캐패시터(C6)가 존재하고 있다. 저항(Ra)(Rb)과 기생 캐패시터(Cb)에 의해 지연 시간이 결정되는데, 도 2c에 도시한 바와 같이 리셋 신호가 안정화된 이후부터 지연시간(td)을 동안 지연하도록 설정한다.

이와 같이 리셋신호 지연부(20)에 의해 리셋 신호가 지연되어 제2스위칭부(Q3)에 제공되기 때문에, 리셋 신호가 지연되는 동안에 활성화된 PWM 제어신호(PWM_LAMP)를 인가받아 제1스위칭부(A2)의 트래지스터(Q1)가 턴온되어도 제2스위칭부(A3)의 트랜지스터(Q3)가 턴 오프 상태이므로 형광 램프(L)에 구동전압이 인가되지 않기 때문에 형광 램프(L)의 깜박거림이 발생하지 않는다.

이후 지연시간(td)이 경과한 후 제2스위칭부(A3)의 트랜지스터(Q3)가 지연된 리셋 신호(Dy_RESET)를 인가받아 턴 온되면, 비로서 형광 램프 구동용 트랜지스터(Q2)가 턴온되고 이에 따라 형광 램프(L)에 안정화된 직류전압(DC 24V)이 제공되 어 형광 램프(L)의 워밍업(warm-up)을 수행하게 된다.

형광 램프의 워밍업을 마친 후, 리셋신호 발생부(10)에서 출력하는 리셋 신호는 "로우" 상태로 비활성화된다. 이에 따라 제2스위칭부(A3)의 트랜지스터(Q3)가 턴 오프되어 형광 램프(L)에 직류 전압이 공급되지 않는다.

스캔 작업을 위해 형광 램프(L)에 직류 전압(DC 24V)를 공급하거나 대기 상태에서 형광 램프(L)에 직류 전압(DC 12V)를 공급하도록 하는 경우, 리셋신호를 활성화하기 위해 제어부(2)는 리셋 요구 명령(CPU_RESET)을 리셋신호 발생부(10)에 출력한다. 리셋신호 발생부(10)는 리셋 요구 명령에 따라 리셋신호를 활성화한다. 도 2d에서와 같이, 리셋신호 지연부(20)는 활성화된 리셋신호를 지연하여 제2스위칭부(A3)에 출력하고, 제2스위칭부(A3)의 트랜지스터(Q3)가 턴 온된다. 제어부(2)에서 는 출력하는 활성화된 PWM 제어신호에 의해 제1스위칭(A1)으 트랜지스터(Q1)가 턴 온상태라면 형광 램프(L)에 직류전압이 제공된다.

한편, 도 2e와 같이 형광 램프(L)가 오프상태에서 전원 스위치(s/w)를 턴 오프하는 경우, 제어부(2)에서 활성화된 PWM 제어신호를 출력하더라도 리셋신호가 비활성화된 상태이므로 제2스위칭부(A3)의 트랜지스터(Q3)는 턴 온되지 않으므로 형광 램프(L)의 깜박거림을 방지할 수 있다.

이상과 같이 본 발명에 따르면 전원 스위치를 온 또는 오프 시 형광 램프 제어신호가 부적절하게 활성화되어 출력되더라도 형광 램프에 직류 전압을 공급하지 않도록 함으로써 형광 램프가 깜박거리지 않는다. 따라서 갑작스럽게 발생하는 형 광 램프의 밝은 빛으로 사용자가 놀라는 것을 방지하고, 형광 램프의 수명 단축을 막을 수 있다.

Claims

전원 스위치;

상기 전원 스위치에 의해 직류 전압을 공급하는 전원부;

상기 전원부의 직류 전압을 공급받아 점등하는 형광 램프;

상기 형광 램프에 상기 직류 전압을 공급하기 위하여 스위칭하는 스위치;

상기 스위치를 제어하기 위한 제1스위칭부; 및

상기 전원 스위치를 온 또는 오프하는 경우 상기 형광 램프를 점등시키지 않도록 상기 스위치의 동작을 제한하는 제2스위칭부를 포함하는 형광 램프의 플리커 방지 장치.
제1항에 있어서,

상기 전원 스위치의 작동에 응답하여 발생하는 활성화된 리셋신호를 지연하는 리셋신호 지연부를 더 포함하고,

상기 리셋신호 지연부가 상기 활성화된 리셋 신호를 지연하는 동안 상기 제2스위칭부는 상기 스위치를 오프시키는 형광 램프의 플리커 방지장치.
제2항에 있어서,

상기 리셋신호가 비활성 상태이면 상기 제2스위칭부는 상기 스위치를 오프시키는 형광 램프의 플리커 방지장치.
제 2 항에 있어서,

상기 제2스위칭부는 상기 제1스위칭부에 컬렉터가 연결되고 접지에 이미터가 연결되는 트랜지스터와 상기 트랜지스터의 베이스와 이미터 사이를 연결되어 노이즈를 제거하는 캐패시터를 구비하는 형광 램프의 플리커 방지장치.
제4항에 있어서,

상기 형광 램프에 공급하는 직류전압을 조정하기 위하여 상기 제1스위칭부에 램프 제어신호를 출력하는 제어부를 더 포함하고,

상기 제1스위칭부의 트랜지스터는 상기 제어부에서 활성화된 램프 제어신호에 의해 턴 온되고,

상기 제2스위칭부의 트랜지스터는 상기 리셋신호 지연부에 의해 지연된 리셋신호에 의해 턴 온되며,

상기 스위치는 상기 제1스위칭부의 트랜지스터 및 상기 제2스위칭부의 트랜지스터가 모두 턴 온되는 경우 상기 직류전압을 상기 형광 램프에 공급하는 형광 램프의 플리커 방지장치.
제2항에 있어서, 상기 리셋신호 지연부는 리셋신호를 입력받는 제1저항과 상기 제1저항과 접지 사이에 연결되는 제2저항을 포함하며, 상기 리셋신호를 지연하는 지연 시간은 상기 제1, 제2저항과 상기 제2저항에 의한 기생 캐패시터에 의해 정해지는 형광 램프의 플리커 방지장치.
제6항에 있어서, 상기 리셋신호 지연부는 역전류 방지용 다이오드를 더 포함하는 형광 램프의 플리커 방지장치.
전원 스위치;

교류전원을 입력받고 복수의 직류 전압을 출력하는 전원부;

상기 전원부의 어느 하나의 직류 전압을 공급받아 리셋신호를 발생하는 리셋신호 발생부;

상기 리셋신호를 지연하는 리셋신호 지연부;

상기 전원부의 다른 하나의 직류 전압을 공급받아 점등하는 형광 램프;

상기 형광 램프에 상기 직류 전압을 공급하기 위한 스위치; 및

상기 전원 스위치가 온되어 상기 스위치를 온시키기 위한 조건이 되어도 상기 리셋신호를 지연하는 동안 상기 스위치의 작동을 제한하기 위한 제한부를 포함하는 형광 램프의 플리커 방지장치.
제8항에 있어서,

상기 스위치는 상기 직류 전압과 상기 형광 램프 사이에 연결되는 전계 효과 트랜지스터이고,

상기 제한부는 상기 전계 효과 트랜지스터에 연결되는 제1트랜지스터와 상기 제1트랜지스터의 이미터에 연결되는 제2트랜지스터를 포함하고,

상기 제1 및 제2트랜지스터가 모두 턴 온되는 경우 상기 전계효과 트랜지스터가 턴 온되는 형광 램프의 플리커 방지장치.
제9항에 있어서,

상기 제2트랜지스터는 상기 지연된 리셋신호가 활성화되면 온되고, 상기 지연된 리셋신호가 비활성화되면 오프되는 형광 램프의 플리커 방지장치.