KR101342961B1 - 인버터, 이를 갖는 백라이트 어셈블리 및 이를 갖는표시장치 - Google Patents

인버터, 이를 갖는 백라이트 어셈블리 및 이를 갖는표시장치 Download PDF

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Abstract

초기 소비전력 오버슈트(over shoot) 현상을 개선한 인버터, 이를 갖는 백라이트 어셈블리 및 이를 갖는 표시장치가 개시된다. 인버터는 메인 변압기, 메인 구동부 및 전압 제어소자를 포함한다. 메인 변압기는 램프에 구동 교류전압을 인가한다. 메인 구동부는 메인 변압기로부터 피드백 신호를 인가받아 메인 변압기를 제어하기 위한 출력신호를 발생시킨다. 전압 제어소자는 메인 구동부의 피드백 단자에 전기적으로 연결되어, 피드백 단자로 인가되는 전압의 최대치를 제어한다. 이와 같이, 메인 구동부의 피드백 단자에 전압 제어소자가 전기적으로 연결되어, 피드백 단자로 인가되는 전압의 최대치를 제어함으로써, 인버터가 램프를 초기 구동할 때 소비전력이 오버슈트(over shoot)되는 현상을 개선할 수 있다.
Figure R1020070029302
전압 제어소자, 전류 센싱부, 전압 센싱부

Description

인버터, 이를 갖는 백라이트 어셈블리 및 이를 갖는 표시장치{INVERTER, BACK-LIGHT ASSEMBLY HAVING THE INVERTER AND DISPLAY APPARATUS HAVING THE BACK-LIGHT ASSEMBLY}
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 백라이트 어셈블리를 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1의 백라이트 어셈블리의 구성요소들 간의 전기적인 연결관계를 나타낸 블럭도이다.
도 3은 도 2에서 구동 교류전압이 발생되는 과정을 나타낸 도면이다.
도 4는 도 2에서 제너 다이오드 사용 유무에 따른 시간에 대한 램프의 소비전력의 변화를 나타낸 그래프이다.
도 5는 도 2에서 제너 다이오드 사용 유무에 따른 시간에 대한 램프의 소비전력의 변화를 나타낸 도 4와 다른 그래프이다.
도 6은 도 2의 출력신호에서 듀티폭들의 관계를 나타낸 그래프이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치를 나타낸 사시도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100 : 인버터 110 : 메인 구동부
120 : 신호 증폭기 122 : 제1 증폭기
124 : 제2 증폭기 130 : 신호 합성부
140 : 메인 변압기 150 : 전류 센싱부
160 : 전압 센싱부 162 : 전압 하강회로
164 : 정류회로 200 : 램프
300 : 수납용기 400 : 표시패널
본 발명은 인버터, 이를 갖는 백라이트 어셈블리 및 이를 갖는 표시장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 초기 소비전력 오버슈트(over shoot) 현상을 개선한 인버터, 이를 갖는 백라이트 어셈블리 및 이를 갖는 표시장치에 관한 것이다.
일반적으로 액정 표시장치는 두께가 얇고 무게가 가벼우며 전력소모가 낮은 장점이 있어, 모니터, 노트북, 휴대폰뿐만 아니라 대형TV에도 사용된다. 상기 액정 표시장치는 액정의 광투과율을 이용하여 영상을 표시하는 액정 표시패널 및 상기 액정 표시패널의 하부에 배치되어 상기 액정 표시패널로 광을 제공하는 백라이트 어셈블리를 포함한다.
상기 백라이트 어셈블리는 상기 액정 표시패널의 하부에 병렬로 배치되어 광을 발생시키는 램프들 및 상기 램프들로 구동전원을 제공하는 인버터를 포함한다. 이때, 상기 램프들은 일반적으로, 막대 형상을 갖는 냉음극 형광램프(Cold Cathode Fluorescent Lamp, CCFL)들이다.
한편, 상기 냉음극 형광램프들이 발광되기 위해서는 초기에 과도한 전원이 인가될 필요가 있다. 즉, 상기 인버터는 상기 냉음극 형광램프들의 초기 구동시에 평상 구동시보다 과도한 전원을 인가한다. 이때, 상기 냉음극 형광램프들이 상기 평상 구동시보다 상기 초기 구동시에 보다 많은 소비전력을 소모하는 현상을 초기전력 오버슈트(over shoot) 현상이라고 한다.
이와 같이, 상기 초기 구동시의 소비전력이 상기 평상 구동시의 소비전력에 비해 과도하게 큰 것은 상기 인버터가 상기 냉음극 형광램프들로 원하는 구동전원을 제공하는 데 제한요소로 작용한다.
따라서, 본 발명의 기술적 과제는 이러한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 램프의 초기 구동시 발생되는 오버슈트 현상을 개선한 인버터를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상기한 인버터를 구비하는 백라이트 어셈블리를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 백라이트 어셈블리를 구비하는 표시장치를 제공하는 것이다.
상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 일 실시예에 따른 인버터는 메인 변압기, 메인 구동부 및 전압 제어소자를 포함한다.
상기 메인 변압기는 램프에 구동 교류전압을 인가한다. 상기 메인 구동부는 상기 메인 변압기로부터 피드백 신호를 인가받아 상기 메인 변압기를 제어하기 위한 출력신호를 발생시킨다. 상기 전압 제어소자는 상기 메인 구동부의 피드백 단자에 전기적으로 연결되어, 상기 피드백 단자로 인가되는 전압의 최대치를 제어한다. 이때, 상기 전압 제어소자는 제너 다이오드인 것이 바람직하다.
한편, 상기 메인 구동부는 상기 피드백 단자로 인가되는 전압이 임계전압을 초과할 때 상기 메인 구동부를 셧다운(shut down)시키는 셧다운 회로를 포함할 수 있다. 이때, 상기 피드백 단자로 인가되는 전압의 최대치는 상기 임계전압과 동일하거나 낮은 값을 갖는 것이 바람직하다.
또한, 상기 출력신호가 직사각형파(square wave) 신호이라고 할 때, 상기 임계전압과 대응되는 상기 출력신호의 듀티폭의 최대치는 44% ~ 46%의 범위를 갖는 것이 바람직하다.
상기한 본 발명의 다른 목적을 달성하기 위한 일 실시예에 따른 백라이트 어셈블리는 램프, 메인 변압기, 메인 구동부 및 전압 제어소자를 포함한다.
상기 램프는 광을 발생시킨다. 상기 메인 변압기는 상기 램프에 구동 교류전압을 인가한다. 상기 메인 구동부는 상기 메인 변압기로부터 피드백 신호를 인가받아 상기 메인 변압기를 제어하기 위한 출력신호를 발생시킨다. 상기 전압 제어소자는 상기 메인 구동부의 피드백 단자에 전기적으로 연결되어, 상기 피드백 단자로 인가되는 전압의 최대치를 제어한다.
이때, 상기 램프의 일단에는 상기 구동 교류전압이 인가되고, 상기 램프의 타단에는 그라운드 전압이 인가되는 것이 바람직하다.
상기한 본 발명의 또 다른 목적을 달성하기 위한 일 실시예에 따른 표시장치는 표시패널 및 백라이트 어셈블리를 포함한다.
상기 표시패널은 영상을 표시한다. 상기 백라이트 어셈블리는 광을 발생시켜 상기 표시패널로 제공하는 램프, 상기 램프에 구동 교류전압을 인가하는 메인 변압기, 상기 메인 변압기로부터 피드백 신호를 인가받아 상기 메인 변압기를 제어하는 메인 구동부, 및 상기 메인 구동부의 피드백 단자에 전기적으로 연결되어, 상기 피드백 단자로 인가되는 전압의 최대치를 제어하는 전압 제어소자를 포함한다.
이러한 본 발명에 따르면, 메인 구동부의 피드백 단자에 전압 제어소자가 전기적으로 연결되어, 피드백 단자로 인가되는 전압의 최대치를 제어함으로써, 인버터가 램프를 초기 구동할 때 소비전력이 오버슈트(over shoot)되는 현상을 개선할 수 있다.
이하, 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 보다 상세하게 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 백라이트 어셈블리를 도시한 사시도이다.
도 1을 참조하면, 본 실시예에 의한 백라이트 어셈블리는 인버터(100), 램프(200) 및 수납용기(300)를 포함한다.
상기 인버터(100)는 상기 램프(200)와 전기적으로 연결되어, 상기 램프(200)로 구동 교류전압을 인가한다. 상기 인버터(100)에 대한 보다 자세한 설명은 별도의 도면을 이용하여 후술하기로 한다.
상기 램프(200)는 상기 수납용기(300) 내에 병렬로 복수개가 배치된다. 상기 램프(200)는 냉음극 형광램프(Cold Cathode Fluorescent Lamp, CCFL)이고, 막대 형상 또는 U-자 형상을 갖는 것이 바람직하다. 여기서, 도 1에 도시된 상기 램프(200)는 일례로, 막대 형상을 갖는 냉응극 형광램프(CCFL)를 도시하였다.
한편, 상기 램프(200)의 양단은 전선을 통해 상기 인터버(100)와 전기적으로 연결되어 있다.
상기 수납용기(300)는 바닥부 및 상기 바닥부의 에지로부터 연장된 측벽을 포함하여 수납공간을 형성한다. 상기 수납용기(300)는 상기 램프(200)들을 수납한다. 상기 인버터(100)는 상기 수납용기(300)의 바닥부의 외측면 상에 배치되는 것이 바람직하다.
도 2는 도 1의 백라이트 어셈블리의 구성요소들 간의 전기적인 연결관계를 나타낸 블록도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 실시예에 의한 인버터(100)는 메인 구동부(110), 신호 증폭부(120), 신호 합성부(130), 메인 변압기(140), 전류 센싱부(150), 전압 센싱부(160) 및 전압 제어소자(170)를 포함한다.
상기 메인 구동부(110)는 상기 메인 변압기(140)로부터 피드백 신호를 인가받아 상기 메인 변압기(140)를 제어한다.
구체적으로 설명하면, 상기 메인 구동부(110)의 단자에는 일례로, 출력단자, 전압 센싱단자(Vsen), 전류 센싱단자(Isen) 및 피드백 단자(FB)가 있다. 또한, 상기 메인 구동부(110)는 피드백 단자(FB)와 전기적으로 연결된 셧다운 회로(112)를 포함할 수 있다.
상기 메인 구동부(110)의 출력단자는 상기 신호 증폭부(120)와 전기적으로 연결되어 있고, 제1 출력단자(DO1) 및 제2 출력단자(DO2)를 포함한다. 상기 제1 출력단자(DO1)로는 제1 출력신호(OS1)를 출력하고, 상기 제2 출력단자(DO2)로는 제2 출력신호(OS2)를 출력한다. 이때, 상기 제1 및 제2 출력신호(OS1, OS2)는 직사각형파(square wave) 신호인 것이 바람직하다.
상기 메인 구동부(110)의 전압 센싱단자(Vsen)는 상기 전압 센싱부(160)와 전기적으로 연결되어, 상기 전압 센싱부(160)로부터 센싱전압(SV)을 인가받는다. 상기 메인 구동부(110)의의 전류 센싱단자(Isen)는 상기 전류 센싱부(150)와 전기적으로 연결되어, 상기 전류 센싱부(150)로부터 센싱전류(SI)를 인가받는다.
상기 메인 구동부(110)의 피드백 단자(FB)는 상기 전류 센싱부(150) 및 상기 전압 제어소자(170)와 전기적으로 연결된다. 상기 피드백 단자(FB)로는 상기 전류 센싱부(150)로부터 상기 센싱전류(SI)가 인가되고, 상기 피드백 단자(FB)로 인가되는 전압의 최대치는 상기 전압 제어소자(170)에 의해 제어된다.
상기 메인 구동부(110)의 셧다운 회로(112)는 상기 피드백 단자(FB)로 인가되는 전압이 임계전압을 초과할 때 상기 메인 구동부(110)를 셧다운(shut down)시키는 특성을 갖는다. 이때, 상기 피드백 단자(FB)로 인가되는 전압의 최대치는 상기 임계전압과 동일하거나 낮은 값을 갖도록 상기 전압 제어소자(170)에 의해 제어되는 것이 바람직하다.
한편, 상기 피드백 단자(FB)로 인가되는 상기 임계전압과, 상기 제1 및 제2 출력신호(OS1, OS2)의 듀티폭의 최대치는 서로 대응되는 관계를 갖는다. 구체적으로 설명하면, 상기 피드백 단자(FB)로 상기 임계전압이 인가될 때, 상기 제1 및 제2 출력단자(DO1, DO2)로부터 출력되는 상기 제1 및 제2 출력신호(OS1, OS2)의 듀티폭의 최대치는 44% ~ 46%의 범위를 갖고, 바람직하게 약 45%이다.
상기 신호 증폭부(120)는 상기 제1 출력단자(DO1)로부터 상기 제1 출력신호(OS1)를 인가받는 제1 증폭부(122) 및 상기 제2 출력단자(DO2)로부터 상기 제2 출력신호(OS2)를 인가받는 제2 증폭부(124)를 포함한다.
상기 제1 증폭부(122)는 상기 제1 출력신호(OS1)를 인가받고, 상기 제1 출력신호(OS1)를 증폭하여 레벨을 증가시킨 제1 증폭신호(PS1)를 상기 신호 합성부(130)로 출력한다. 또한, 상기 제2 증폭부(124)는 상기 제2 출력신호(OS2)를 인가받고, 상기 제2 출력신호(OS2)를 증폭하여 레벨을 증가시킨 제2 증폭신호(PS2)를 상기 신호 합성부(130)로 출력한다.
이때, 상기 제1 및 제2 출력신호(OS1, OS2)와, 상기 제1 및 제2 증폭신호(PS1, PS2)는 모두 직사각형파(square wave) 신호인 것이 바람직하다. 일례로, 상기 제1 및 제2 출력신호(OS1, OS2)는 3V ~ 5V 범위의 레벨의 직사각형파 신호이고, 상기 제1 및 제2 증폭신호(PS1, PS2)는 상기 제1 및 제2 출력신호(OS1, OS2)보다 큰 20V ~ 25V 범위의 레벨의 직사각형파 신호이다.
상기 신호 합성부(130)는 상기 제1 및 제2 증폭부(122, 124)와 전기적으로 연결되어 상기 제1 및 제2 증폭신호(PS1, PS2)를 인가받고, 상기 제1 및 제2 증폭신호(PS1, PS2)를 합성한 합성신호(FS)를 상기 메인 변압기(140)로 출력한다. 이 때, 상기 신호 합성부(130)는 풀 브리지 토플로지(full bridge topology) 회로인 것이 바람직하다.
상기 메인 변압기(140)는 상기 신호 합성부(130)로부터 상기 합성신호(FS)를 인가받고, 상기 합성신호(FS)의 전압을 변경하여 상기 구동 교류전압(AV)을 상기 램프(200)들로 인가한다. 상기 메인 변압기(140)는 상기 램프(200)들과 동일한 개수로 형성되는 것이 바람직하다.
구체적으로 설명하면, 상기 메인 변압기(140)의 1차 권선은 상기 신호 합성부(130)와 전기적으로 연결되어, 상기 합성신호(FS)를 인가받는다. 상기 메인 변압기(140)는 상기 합성신호(FS)를 승압하여 2차 권선으로 상기 구동 교류전압(AV)을 발생시킨다. 상기 메인 변압기(140)의 2차 권선은 상기 램프(200)들과 전기적으로 연결되어 상기 구동 교류전압(AV)을 제공한다. 여기서, 상기 램프(200)들의 일단에는 상기 구동 교류전압(AV)이 인가되고, 상기 램프(200)들의 타단에는 그라운드 전압이 인가되는 것이 바람직하다.
도 3은 도 2에서 구동 교류전압이 발생되는 과정을 나타낸 도면이다.
도 2 및 도 3을 참조하여, 상기 제1 및 제2 증폭신호(PS1, PS2)가 상기 구동 교류전압(AV)으로 변경되는 과정을 설명하겠다.
우선, 상기 제1 및 제2 증폭부(122, 124)는 상기 신호 합성부(130)로 상기 제1 및 제2 증폭신호(PS1, PS2)를 출력한다. 이때, 상기 제1 및 제2 증폭신호(PS1, PS2)는 서로 위상이 다른 직사각형파 신호이고, 바람직하게 서로 180도 위상 지연된 직사각형파 신호이다.
이어서, 상기 신호 합성부(130)는 상기 제1 및 제2 증폭신호(PS1, PS2)를 합성하여 상기 합성신호(FS)를 상기 메인 변압기(140)로 출력한다. 상기 합성신호(FS)는 서로 다른 위상을 가진 상기 제1 및 제2 증폭신호(PS1, PS2)를 합성한 것이므로, 양의 제1 전압, 0V, 음의 제2 전압 및 0V의 순으로 전압을 갖는 직사각형파 신호인 것이 바람직하다.
구체적으로 예를 들어 설명하면, 상기 제1 및 제2 증폭신호(PS1, PS2)가 서로 180도 만큼의 위상 지연되고, 24V 레벨의 직사각형파 신호일 경우, 상기 합성신호(FS)는 24V, 0V, -24V, 0V 순으로 전압을 갖는 직사각형파 신호이다.
이어서, 상기 메인 변압기는 상기 합성신호(FS)를 승압하여 상기 구동 교류전압(AV)을 상기 램프(200)들로 인가한다. 상기 구동 교류전압(AV)은 일례로, 1 ~ 100 kV의 범위의 교류전압이다.
다시 도 2를 참조하면, 상기 전류 센싱부(150)는 상기 메인 변압기(140)로부터 센싱 교류전압(SAV)을 인가받고, 상기 센싱 교류전압(SAV)을 이용하여 상기 센싱전류(SI)를 발생시킨다. 이때, 상기 센싱 교류전압(SAV)은 상기 램프(200)들로 제공되는 상기 구동 교류전압(AV)들 중 어느 하나이다.
상기 전류 센싱부(150)는 일례로, 서브 변압기인 것이 바람직하다. 즉, 상기 전류 센싱부(150)의 1차 권선은 상기 메인 변압기(140)의 일단 및 상기 램프(200)들 중 하나의 일단과 전기적으로 연결된다. 그 결과, 상기 메인 변압기(140)의 일단에서 형성된 상기 센싱 교류전압(SAV)은 상기 전류 센싱부(150)의 1차 권선을 경유하여 상기 램프(200)들 중 하나의 일단으로 인가된다.
상기 전류 센싱부(150)는 상기 1차 권선의 상기 센싱 교류전압(SAV)으로부터 상기 전류 센싱부(150)의 2차 권선 내에 상기 센싱전류(SI)를 발생시킨다. 상기 전류 센싱부(150)의 2차 권선은 상기 메인 구동부(110)의 전류 센싱단자(Isen) 및 피드백 단자(FB)와 전기적으로 연결되어, 상기 센싱전류(SI)를 전류 센싱단자(Isen) 및 피드백 단자(FB)로 전송한다.
상기 전압 센싱부(160)는 상기 램프(200)들 중 어느 하나의 일단과 전기적으로 연결되어, 상기 메인 구동부(110)의 전압 센싱단자(Vsen)로 상기 센싱전압(SV)을 인가한다. 구체적으로, 상기 전압 센싱부(160)는 전압 하강회로(162) 및 정류회로(164)를 포함한다.
상기 전압 하강회로(162)는 상기 램프(200)들 중 어느 하나의 일단과 전기적으로 연결된다. 바람직하게, 상기 전압 하강회로(162)는 상기 센싱 교류전압(SAV)이 인가되는 램프(200)의 일단과 전기적으로 연결된다. 상기 전압 하강회로(162)는 상기 센싱 교류전압(SAV)을 감소시켜 하강 교류전압(DAV)을 발생시킨다.
상기 전압 하강회로(162)는 일례로, 제1 커패시터(C1) 및 제2 커패시터(C2)를 포함한다. 이때, 상기 제1 커패시터(C1)의 일단은 상기 센싱 교류전압(SAV)이 인가되는 램프(200)의 일단과 전기적으로 연결되고, 상기 제1 커패시터(C1)의 타단은 상기 제2 커패시터(C2)의 일단과 전기적으로 연결되며, 상기 제2 커패시터(C2)의 타단은 그라운드와 전기적으로 연결된다. 상기 하강 교류전압(DAV)은 상기 제1 및 제2 커패시터(C1, C2) 사이에 형성된다. 여기서, 상기 하강 교류전압(DAV)의 레벨의 크기는 상기 제1 커패시터(C1)의 값 및 상기 제2 커패시터(C2)의 값의 비에 의해 결정된다.
상기 정류회로(164)는 일단이 상기 전압 하강회로(162)와 전기적으로 연결되고, 타단이 상기 메인 구동부(110)의 전압 센싱단자(Vsen)와 전기적으로 연결된다. 상기 정류회로(164)는 상기 전압 하강회로(162)로부터 상기 하강 교류전압(DAV)을 인가받고, 상기 하강 교류전압(DAV)을 정류하여 직류전압인 상기 센싱전압(SV)을 발생시키며, 상기 센싱전압(SV)을 상기 전압 센싱단자(Vsen)로 제공한다.
상기 정류회로(164)는 일례로, 정류 다이오드(RD), 정류 커패시터(RC) 및 정류저항(RR)을 포함한다. 이때, 상기 정류 다이오드(RD)의 일단은 상기 제1 및 제2 커패시터(C1, C2) 사이와 전기적으로 연결되고, 상기 정류 다이오드(RD)의 타단은 상기 전압 센싱단자(Vsen)와 전기적으로 연결된다. 상기 정류 커패시터(RC) 및 상기 정류저항(RR)은 상기 정류 다이오드(RD)의 타단과 그라운드 사이에 병렬로 연결된다.
상기 전압 제어소자(170)는 상기 메인 구동부(110)의 피드백 단자(FB)와 전기적으로 연결되고, 상기 피드백 단자(FB)로 인가되는 전압의 최대치를 제어한다. 이때, 상기 피드백 단자(FB)로 인가되는 전압의 최대치는 상기 메인 구동부(110)가 셧다운(shut down)되지 않기 위한 최대의 전압인 상기 임계전압과 동일하거나 낮은 값을 갖는 것이 바람직하다.
상기 전압 제어소자(170)는 일례로, 양단의 전압이 일정치 이상 증가되지 않는 제너 다이오드이다. 이때, 상기 전압 제어소자(170)의 일단은 상기 피드백 단자(FB)와 전기적으로 연결되고, 상기 전압 제어소자(170)의 타단은 그라운드와 전 기적으로 연결된다.
이하, 별도의 도면들을 이용하여 본 실시예에 의한 효과를 설명하도록 하겠다.
도 4는 도 2에서 제너 다이오드 사용 유무에 따른 시간에 대한 램프의 소비전력의 변화를 나타낸 그래프이다.
도 4를 참조하면, 우선 상기 제너 다이오드를 사용하지 않을 경우, 상기 램프를 초기 구동구간 동안 구동하는 데 필요한 초기전력은 임계전력(P) 이상으로 증가할 수 있다. 즉, 상기 제너 다이오드를 사용하지 않을 경우, 상기 초기 구동구간 동안 오버슈트(over shoot) 현상이 발생된다.
반면, 본 실시예처럼 상기 제너 다이오드를 사용할 경우, 상기 램프를 상기 초기 구동구간 동안 구동하는 데 필요한 초기전력은 상기 임계전력(P)까지만 증가하고 다시 감소한다. 즉, 상기 제너 다이오드를 사용할 경우, 상기 초기 구동구간 동안 오버슈트(over shoot) 현상이 개선된다.
도 5는 도 2에서 제너 다이오드 사용 유무에 따른 시간에 대한 램프의 소비전력의 변화를 나타낸 도 4와 다른 그래프이다.
도 5를 참조하면, 우선 상기 제너 다이오드를 사용하지 않을 경우, 상기 램프를 초기 구동구간 동안 구동하는 데 필요한 초기전력은 상기 램프를 평시 구동구간 동안 구동하는 데 필요한 평시전력보다 상당히 크다. 즉, 상기 제너 다이오드를 사용하지 않을 경우, 상기 초기 구동구간 동안 오버슈트(over shoot) 현상이 발생된다.
반면, 본 실시예처럼 상기 제너 다이오드를 사용할 경우, 상기 램프를 상기 초기 구동구간 동안 구동하는 데 필요한 초기전력은 상기 램프를 상기 평시 구동구간 동안 구동하는 데 필요한 평시전력보다 약간 크다. 즉, 상기 제너 다이오드를 사용할 경우의 초기전력 및 평시전력의 차(T2)는 상기 제너 다이오드를 사용하지 않을 경우의 초기전력 및 평시전력의 차(T1)에 비해 상당히 작다.
따라서, 상기 제너 다이오드를 사용할 경우, 상기 초기 구동구간 동안 오버슈트(over shoot) 현상이 상당히 개선된다.
도 4 및 도 5와 같은 그래프의 결과가 도출될 수 있는 이유를 설명하면 다음과 같다.
우선, 상기 램프의 소비전력은 상기 메인 구동부의 피드백 단자로 인가되는 전압과 대응되는 관계를 갖는다. 즉, 상기 램프의 소비전력이 증가하면, 상기 메인 구동부의 피드백 단자로 인가되는 전압도 증가한다.
둘째로, 상기 메인 구동부의 피드백 단자에 상기 제너 다이오드를 전기적으로 연결하면, 상기 피드백 단자로 인가되는 전압의 최대치가 제한된다. 즉, 상기 피드백 단자에 상기 제너 다이오드를 전기적으로 연결하면, 상기 피드백 단자로 인가되는 전압은 일정한 임계전압 이상으로 증가하지 않는다. 결국, 상기 초기 구동구간시의 초기전력이 상기 임계전압과 대응되는 상기 임계전력(P) 이상으로 증가하지 않는다.
셋째로, 상기 초기전력이 상기 임계전력(P) 이상으로 증가할 경우, 즉, 상기 피드백 단자로 인가되는 전압이 상기 임계전압 이상으로 증가할 경우, 상기 메인 구동부의 셧다운 회로가 상기 메인 구동부를 자체를 셧다운시킨다. 따라서, 상기 메인 구동부가 셧다운되면 상기 램프의 구동이 일시간 정지되므로, 상기 메인 구동부가 셧다운되지 않도록 상기 피드백 단자에 상기 제너 다이오드를 전기적으로 연결한다.
위에서 상술될 이유를 통해 도 4 및 도 5의 그래프의 결과를 다시 설명하면 다음과 같다.
도 4를 참조하면, 우선 상기 제너 다이오드를 사용하지 않을 때, 상기 초기전력이 상기 임계전력(P) 이상으로 초과되므로, 상기 메인 구동부는 셧다운되어 상기 램프의 구동이 잠시 정지된다.
반면, 상기 제너 다이오드를 사용할 경우, 상기 초기전력이 최대 상기 임계전력(P)까지만 상승하므로, 상기 메인 구동부가 셧다운되지 않고 안정적으로 상기 램프를 제어할 수 있다.
이어서 도 5를 참조하면, 우선 상기 제너 다이오드를 사용하지 않을 때, 상기 오버슈트 현상으로 인해 상기 초기전력이 상기 임계전력(P) 이상으로 초과되는 것을 방지하기 위해, 상기 평시전력은 상당히 낮은 값을 가질 필요가 있다. 즉, 상기 평시전력이 상당히 낮은 값을 가질 경우, 상기 오버슈트 현상이 발생한다고 하더라도 상기 초기전력이 상기 임계전력(P) 이상으로 증가되지 않는다.
반면, 상기 제너 다이오드를 사용할 경우, 상기 초기전력이 상기 임계전력(P) 이상으로 초과되는 것이 아예 방지되므로, 상기 평시전력을 상기 임계전력(P)에 근접하게 형성시킬 수 있다.
따라서, 상기 제너 다이오드를 사용할 경우, 상기 램프를 구동하기 위한 상기 평시전력은 상기 제너 다이오드를 사용하지 않았을 경우에 비해 보다 넓은 범위에서 선택되어 질 수 있다.
도 6은 도 2의 출력신호에서 듀티폭들의 관계를 나타낸 그래프이다.
도 6을 참조하면, 상기 메인 구동부에서 출력되는 상기 제1 및 제2 출력신호의 듀티폭은 상기 피드백 단자로 인가되는 전압과 대응된다. 즉, 상기 제1 및 제2 출력신호의 듀티폭이 증가하면, 상기 피드백 단자로 인가되는 전압도 증가한다. 이때, 상기 제1 및 제2 출력신호의 듀티폭은 서로 동일하므로, 상기 제1 출력신호(OS1)의 듀티폭에 대해서만 설명하겠다.
우선, 본 실시예에와 같이 상기 제너 다이오드를 사용할 경우, 상기 제1 출력신호(OS1)는 최대 듀티폭(DM) 이상으로 증가하지 않는다. 이때, 상기 최대 듀티폭(DM)은 상기 메인 구동부가 셧다운되지 않는 최대전압인 상기 임계전압과 대응되는 값이다. 상기 최대 듀티폭(DM)은 44% ~ 46%의 범위를 갖고, 바람직하게 약 45%이다.
한편, 상기 제1 출력신호(OS1)는 상기 평시 구동구간 동안 제1 듀티폭(D1) 또는 제2 듀티폭(D2)을 가질 수 있다. 이때, 상기 제1 듀티폭(D1)은 상기 제너 다이오드를 사용하지 않을 경우의 일반적인 듀티폭으로, 일례로 약 30%이고, 상기 제2 듀티폭(D2)은 상기 제너 다이오드를 사용한 경우의 일반적인 듀티폭으로, 일례로 약 40%이다.
여기서, 상기 제1 듀티폭(D1)이 최대 듀티폭(DM)에 비해 15% 작은 이유는 상 기 초기전력 오버슈트 현상을 가만하여 보다 넓은 마진폭을 가져야 하기 때문이다. 반면, 상기 제2 듀티폭(D2)이 최대 듀티폭(DM)에 비해 5% 작도록 근접하게 형성될 수 있는 이유는 상기 제너 다이오드에 의해 상기 제1 출력신호(OS1)의 듀티폭이 상기 최대 듀티폭(DM) 이상으로 증가되는 것이 아예 차단되기 때문이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치를 나타낸 사시도이다.
도 7을 참조하면, 본 실시예에 의한 표시장치는 백라이트 어셈블리 및 표시패널(400)을 포함한다. 이때, 상기 백라이트 어셈블리는 도 1, 도 2 등을 이용하여 설명한 백라이트 어셈블리와 동일하므로, 자세한 설명은 생략하기로 한다.
상기 표시패널(400)은 상기 백라이트 어셈블리에서 발생된 광을 이용하여 영상을 표시한다. 상기 표시패널(400)은 일례로, 제1 기판(410), 제2 기판(420), 액정층(430), 인쇄회로기판(440) 및 연성회로기판(450)을 포함한다.
상기 제1 기판(410)은 일례로, 신호선들, 상기 신호선들과 전기적으로 연결된 박막 트랜지스터들 및 상기 박막 트랜지스터들과 전기적으로 연결된 화소전극들을 포함한다. 이때, 상기 화소전극들은 투명하면서 도전성인 물질로 이루어진다.
상기 제2 기판(420)은 상기 제1 기판(410)에 대향하여 배치되며, 상기 화소전극들과 대응되는 컬러필터들 및 상기 제2 기판(420) 전면에 형성된 공통전극을 포함한다. 이때, 상기 공통전극도 투명하면서 도전성인 물질로 이루어진다.
상기 액정층(430)은 상기 제1 및 제2 기판(410, 420) 사이에 개재되어, 상기 제1 및 제2 기판(410, 420) 사이에 형성된 전기장에 의해 배열이 변경된다. 이와 같이, 상기 전기장에 의해 상기 액정층(430)의 배열이 변경되면, 상기 표시패 널(400)을 투과하는 광의 광투과율이 변경된다.
상기 인쇄회로기판(440)은 상기 박막 트랜지스터들을 제어하기 위한 구동신호를 발생시킨다. 상기 연성회로기판(450)은 상기 인쇄회로기판(440)과 상기 제1 기판(410)의 신호선들을 서로 전기적으로 연결시킨다. 그 결과, 상기 구동신호는 상기 연성회로기판(450)을 통해 상기 제1 기판(410)의 신호선들로 전송된다. 한편, 상기 연성회로기판(450)은 상기 박막 트랜지스터들을 제어하기 위한 구동칩을 포함할 수 있다.
이와 같은 본 발명에 의하면, 메인 구동부의 피드백 단자에 전압 제어소자가 전기적으로 연결되어, 전압 제어소자가 피드백 단자로 인가되는 전압의 최대치를 제어함으로써, 인버터가 램프를 초기 구동할 때 소비전력이 오버슈트(over shoot)되는 현상을 개선할 수 있다.
또한, 메인 구동부의 피드백 단자에 전압 제어소자가 전기적으로 연결됨에 따라, 인버터는 메인 구동부가 셧다운되지 않는 최대 소비전력인 임계전력 내에서 보다 자유롭게 평시 소비전력을 선택할 수 있다.
앞서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술분야에 통상의 지식을 갖는 자라면 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (21)

  1. 램프에 구동 교류전압을 인가하는 메인 변압기;
    상기 메인 변압기로부터 피드백 신호를 인가받아 상기 메인 변압기를 제어하기 위한 출력신호를 발생시키는 메인 구동부; 및
    상기 메인 구동부의 피드백 단자에 전기적으로 연결되어, 상기 피드백 단자로 인가되는 전압의 최대치를 제어하는 전압 제어소자를 포함하고,
    상기 메인 구동부는,
    상기 피드백 단자로 인가되는 전압이 임계전압을 초과할 때 상기 메인 구동부를 셧다운(shut down)시키는 셧다운 회로를 포함하는 인버터.
  2. 제1항에 있어서, 상기 전압 제어소자는 상기 피드백 단자로 인가되는 전압의 최대치를 제한하는 제너 다이오드인 것을 특징으로 하는 인버터.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서, 상기 출력신호는 직사각형파(square wave) 신호인 것을 특징으로 하는 인버터.
  5. 제4항에 있어서, 상기 임계전압과 대응되는 상기 출력신호의 듀티폭의 최대치는 44% ~ 46%의 범위를 갖는 것을 특징으로 하는 인버터.
  6. 제4항에 있어서, 상기 메인 구동부와 전기적으로 연결되어 상기 출력신호를 인가받고, 상기 메인 변압기를 제어하기 위한 증폭신호를 출력하는 신호 증폭부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 인버터.
  7. 제6항에 있어서, 상기 출력신호는 3V ~ 5V 범위의 레벨의 직사각형파 신호이고, 상기 증폭신호는 20V ~ 25V 범위의 레벨의 직사각형파 신호인 것을 특징으로 하는 인버터.
  8. 제6항에 있어서, 상기 출력신호는 상기 메인 구동부의 제1 출력단자에서 출력되는 제1 출력신호, 및 상기 메인 구동부의 제2 출력단자에서 출력되는 제2 출력신호를 포함하고,
    상기 증폭신호는 상기 제1 출력신호에 대응되는 제1 증폭신호, 및 상기 제2 출력신호에 대응되는 제2 증폭신호를 포함하며,
    상기 신호 증폭부는 상기 제1 출력신호를 인가받아 상기 제1 증폭신호를 출력하는 제1 증폭기, 및 상기 제2 출력신호를 인가받아 상기 제2 증폭신호를 출력하는 제2 증폭기를 포함하는 것을 특징으로 하는 인버터.
  9. 제8항에 있어서, 상기 제1 및 제2 증폭부와 전기적으로 연결되어 상기 제1 및 제2 증폭신호를 인가받고, 상기 제1 및 제2 증폭신호를 합성한 합성신호를 상기 메인 변압기로 출력하는 신호 합성부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 인버터.
  10. 제9항에 있어서, 상기 제1 및 제2 증폭신호는 서로 180도 위상 지연된 직사각형파 신호인 것을 특징으로 하는 인버터.
  11. 제10항에 있어서, 상기 합성신호는 양의 제1 전압, 0V, 음의 제2 전압 및 0V의 순으로 전압을 갖는 직사각형파 신호인 것을 특징으로 하는 인버터.
  12. 제1항에 있어서, 상기 메인 변압기로부터 센싱 교류전압을 인가받아, 상기 메인 구동부의 전류 센싱단자로 센싱전류를 인가하는 전류 센싱부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 인버터.
  13. 제12항에 있어서, 상기 전류 센싱부는 상기 메인 구동부의 피드백 단자와도 전기적으로 연결되어 상기 센싱전류를 상기 피드백 단자로 인가하는 것을 특징으로 하는 인버터.
  14. 제13항에 있어서, 상기 전류 센싱부는 1차 권선이 상기 메인 변압기의 일단 및 상기 램프의 일단과 전기적으로 연결되고, 2차 권선이 상기 전류 센싱단자 및 상기 피드백 단자와 전기적으로 연결된 서브 변압기인 것을 특징으로 하는 인버터.
  15. 제1항에 있어서, 상기 램프의 일단과 전기적으로 연결되어, 상기 메인 구동부의 전압 센싱단자로 센싱전압을 인가하는 전압 센싱부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 인버터.
  16. 제15항에 있어서, 상기 전압 센싱부는
    상기 램프의 일단에 인가되는 상기 구동 교류전압을 감소시켜 하강 교류전압을 발생시키는 전압 하강회로; 및
    상기 하강 교류전압을 정류하여 상기 센싱전압을 발생하는 정류회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 인버터.
  17. 광을 발생시키는 램프; 및
    상기 램프에 구동 교류전압을 인가하는 메인 변압기, 상기 메인 변압기로부터 피드백 신호를 인가받아 상기 메인 변압기를 제어하기 위한 출력신호를 발생시키는 메인 구동부, 및 상기 메인 구동부의 피드백 단자에 전기적으로 연결되어 상기 피드백 단자로 인가되는 전압의 최대치를 제어하는 전압 제어소자를 포함하는 인버터를 포함하고,
    상기 메인 구동부는,
    상기 피드백 단자로 인가되는 전압이 임계전압을 초과할 때 상기 메인 구동부를 셧다운(shut down)시키는 셧다운 회로를 포함하는 백라이트 어셈블리.
  18. 제17항에 있어서, 상기 램프의 일단에는 상기 구동 교류전압이 인가되고, 상기 램프의 타단에는 그라운드 전압이 인가되는 것을 특징으로 하는 백라이트 어셈블리.
  19. 제17항에 있어서, 상기 전압 제어소자는 상기 피드백 단자로 인가되는 전압의 최대치를 제한하는 제너 다이오드인 것을 특징으로 하는 백라이트 어셈블리.
  20. 삭제
  21. 영상을 표시하는 표시패널; 및
    광을 발생시켜 상기 표시패널로 제공하는 램프와, 상기 램프에 구동 교류전압을 인가하는 메인 변압기, 상기 메인 변압기로부터 피드백 신호를 인가받아 상기 메인 변압기를 제어하는 메인 구동부, 및 상기 메인 구동부의 피드백 단자에 전기적으로 연결되어, 상기 피드백 단자로 인가되는 전압의 최대치를 제어하는 전압 제어소자를 포함하는 인버터를 포함하는 백라이트 어셈블리를 포함하고,
    상기 메인 구동부는,
    상기 피드백 단자로 인가되는 전압이 임계전압을 초과할 때 상기 메인 구동부를 셧다운(shut down)시키는 셧다운 회로를 포함하는 표시장치.
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