KR101384059B1 - 백라이트 유닛 구동장치 - Google Patents

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Abstract

다수의 램프들이 병렬로 접속된 구조에 있어서, 신뢰성을 향상시킬 수 있는 백라이트 유닛 구동장치가 개시된다.
본 발명의 백라이트 유닛 구동장치는 병렬로 접속된 램프들과, 램프들에 필요한 교류전압을 발생하는 제어부와, 제어부로부터의 램프들에 공급될 교류전압을 승압하는 변압기와, 램프들 각각에 공급되는 전압변화에 따라 선택적으로 셧 다운시키는 셧 다운 제어기를 포함하여 이루어진다.
셧 다운, 인버터, 병렬, 신뢰성, 백라이트

Description

백라이트 유닛 구동장치{DEVICE FOR DRIVING BACKLIGHT UNIT}
본 발명은 백라이트 유닛 구동장치에 관한 것으로, 특히 다수의 램프들이 병렬로 접속된 구조에 있어서, 신뢰성을 향상시킬 수 있는 백라이트 유닛의 구동장치에 관한 것이다.
일반적으로 사용되고 있는 표시장치들 중의 하나인 CRT(Cathode Ray Tube)는 TV를 비롯해서 계측기기, 정보 단말기기 등의 모니터에 주로 이용되고 있으나, CRT의 자체 무게와 크기로 인해 전자 제품의 소형화, 경량화의 요구에 적극적으로 대응할 수 없었다.
따라서, 각종 전자제품의 소형, 경량화되는 추세에서 CRT는 무게나 크기 등에 있어서 일정한 한계가 있으며, 이를 대체할 것으로 예상되는 것으로 전계 광학적인 효과를 이용한 액정표시장치(Liquid Crystal Display :LCD), 가스방전을 이용한 플라즈마 표시소자(PDP : Plasma Display Panel) 및 전계 발광 효과를 이용한 EL 표시소자(ELD : Electro Luminescence Display) 등이 있으며, 그 중에서 액정표시장치에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.
액정표시장치의 대부분은 외부에서 들어오는 광의 양을 조절하여 화상을 표 시하는 수광성 장치이기 때문에 LCD 패널에 광을 조사하기 위한 별도의 광원 즉, 백라이트 유닛(Backlight Unit)이 반드시 필요하다. 액정표시장치의 광원으로 사용되는 백라이트 유닛은 원통형의 발광 램프를 배치하는 방식으로서, 에지 방식과 직하 방식으로 구분된다.
이 중 에지 방식은 빛을 안내하는 도광판의 측면에 램프 유닛이 설치되는 것으로서, 램프 유닛은 빛을 발산하는 램프, 램프의 양단에 삽입되어 램프를 보호하는 램프홀더 및 램프의 외주면을 감싸고 일측면이 도광판의 측면에 끼워져 램프에서 발산된 빛을 도광판 쪽으로 반사시켜 주는 램프 반사판을 구비한다.
이와 같이, 도광판의 측면에 램프 유닛이 설치되는 에지 방식은 주로 랩탑형 컴퓨터 및 데스크탑형 컴퓨터의 모니터와 같이 비교적 크기가 작은 액정표시장치에 적용되는 것으로, 빛의 균일성이 좋고, 내구 수명이 길며, 액정표시장치의 박형화에 유리하다.
직하 방식은 액정표시장치의 크기가 20인치 이상으로 대형화되기 시작하면서 중점적으로 개발되기 시작한 것으로, 하부커버 내측면에 복수개의 램프를 일렬로 배열시켜 액정표시패널의 전면으로 빛을 직접 조광하는 방식이다.
이러한, 직하 방식은 에지 방식에 비해 광의 이용 효율이 높기 때문에 고휘도를 요구하는 대화면 액정표시장치에 주로 사용된다.
직하 방식의 백라이트 유닛은 일정한 간격을 두고 배치된 다수의 램프들이 공통전극에 연결되어 백라이트 유닛의 외부 인버터와 전기적으로 연결된다. 즉, 상기 다수의 램프들은 모두 병렬로 연결된다.
이와 같은 구조의 백라이트 유닛의 인버터는 상기 다수의 램프들에 일정한 전류가 흐르도록 한다. 그러나, 종래의 백라이트 유닛은 상기 다수의 램프들 중에 어느 하나의 램프 파손 등으로 개별 이상이 발생하게 되면, 이외의 램프들에 과잉 전류가 흐르게 된다.
상기 램프들에 과잉 전류가 흐르게 되는 경우, 상기 램프들이 연쇄적으로 파손되어 백라이트 유닛의 신뢰성이 저하되는 문제가 있었다.
본 발명은 다수의 램프들이 병렬로 연결된 구조의 백라이트 유닛에 있어서, 램프들 각각의 개별 이상현상을 검출 및 백라이트 유닛을 셧 다운시켜 신뢰성을 향상시킬 수 있는 백라이트 유닛 구동장치를 제공함에 그 목적이 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 백라이트 유닛 구동장치는,
병렬로 접속된 램프들;
상기 램프들에 필요한 교류전압을 발생하는 제어부;
상기 제어부로부터의 상기 램프들에 공급될 교류전압을 승압하는 변압기; 및
상기 램프들 각각에 공급되는 전압변화에 따라 선택적으로 셧 다운시키는 셧 다운 제어기를 포함하여 이루어진다.
본 발명은 복수의 램프들이 병렬접속된 백라이트 유닛에 있어서, 램프들 각각에 공급되는 교류전압을 감지하여 감지된 전압변화에 따라 램프들의 개별 불량을 검출하고, 불량 시에 백라이트 유닛의 구동을 셧 다운시킴으로써, 램프들 중 어느 하나의 불량 시에도 이를 검출할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 램프들 중 어느 하나의 불량 시에도 이를 검출하여 백라이트 유닛의 구동을 셧 다운시킴으로써, 신뢰도를 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 백라이트 유닛 구동장치를 도시한 블럭도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 백라이트 유닛 구동장치는 다수의 램프들(110)과, 외부로부터 입력된 직류전원을 교류전압으로 변환하는 컨트롤 IC(131)와, 상기 컨트롤 IC(131)로부터 공급되는 교류전압을 승압하는 변압기(133)와, 상기 램프들(110) 각각에 입력되는 교류전압을 감지하는 감지회로(135)와, 상기 감지회로(135)로부터 입력된 제어신호를 연산하여 셧 다운 제어신호를 생성하는 보호회로(137)를 포함한다.
도면에는 상세히 도시되지 않았지만, 다수의 램프들(110) 각각은 유리관과, 유리관 내부에 있는 불활성 기체들과, 유리관의 양 끝단부에 설치되는 전극부로 구성된다. 유리관 내부에는 불활성 기체들이 충진되어 있고, 유리관 내벽에는 형광체가 도포되어 있다.
다수의 램프들(110) 각각은 고압의 교류전압이 고압전극으로 인가되면, 전자가 방출되어 유리관 내부의 불활성 기체들과 충돌하여 전자의 양이 기하급수적으로 늘어나게 된다. 상기 늘어난 전자들에 의해 유리관 내부에는 전류가 흐르게 된다. 불활성 기체는 전자에 의해 여기됨에 따라 에너지가 발생되고, 상기 에너지가 수은을 여기시켜 자외선이 방출된다. 상기 자외선은 유리관 내벽에 도포된 형광체에 충돌하여 가시광선을 방출시킨다.
다수의 램프들(110)은 CCFL(cold cathode fluorescent tube), HCFL(hot cathode fluorescent tube), EEFL(external electrode fluorescent tube), EIFL(external & internal electrode fluorescent tube) 중 어느 하나가 될 수 있다.
컨트롤 IC(131)는 도시되지는 않았지만, 외부 시스템(미도시)으로부터 공급되는 직류전원 및 제어신호에 따라 펄스 형태의 교류 전압으로 변환하여 상기 변압기(133)에 공급한다.
보다 상세히 설명하면, 컨트롤 IC(131)는 스위치 소자들(미도시)을 이용하여 외부로부터 공급되는 직류전원(Vcc)을 교류 파형으로 변환하고, 변환된 교류전압을 상기 변압기(131)에 공급한다.
변압기(133)는 컨트롤 IC(131)로부터 변환된 교류전압을 램프들(110)이 구동될 수 있도록 승압하여 승압된 교류전압을 상기 램프들(110)에 공급한다.
감지회로(135)는 램프들(110) 일측에 각각 위치한다. 감지회로(135)는 램프들(110) 각각에 공급되는 교류전압을 감지할 수 있도록 램프들(110) 각각에 대응되도록 구비된다.
보호회로(137)는 상기 감지회로(135)로부터 입력된 제어신호에 응답하여 셧 다운 제어신호를 컨트롤 IC(131)에 공급한다.
컨트롤 IC(131)는 상기 보호회로(137)로부터 입력된 셧 다운 제어신호에 응답하여 백라이트 유닛의 구동을 제어한다. 즉, 컨트롤 IC(131)는 보호회로(137)로부터 입력된 셧 다운 제어신호의 논리 값('하이' 또는 '로우')에 따라 '하이' 논리의 경우, 셧 다운 회로가 동작되게 하고, '로우' 논리의 경우, 백라이트 유닛의 구동을 정상적으로 유지시킨다.
이상에서 설명한 본 발명의 일 실시예에 따른 백라이트 유닛의 구동장치는 램프들(110) 각각에 감지회로(135)가 구비되어 감지된 제어신호에 따라 램프들(110) 중 적어도 하나 이상의 불량 시에 셧 다운 회로를 동작시킨다. 즉, 본 발명의 감지회로(135) 및 보호회로(137)는 불량 램프를 판별할 수 있을 뿐만 아니라 불량 램프에 의한 휘도 불균일 및 정상 램프들(110)의 연쇄적인 파손 등을 방지하여 이에 따른 백라이트 유닛의 신뢰성 저하를 개선할 수 있다.
도 2는 도 1의 백라이트 유닛 구동장치를 도시한 회로도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 백라이트 유닛 구동장치는 변압기(133)로부터 출력되는 교류전압을 검출하는 제 1 피드백 회로와, 다수의 램프들(110)의 이상현상을 검출하는 제 1 내지 제 4 감지회로들(135a, 135b, 135c, 135d)과, 상기 제 1 내지 제 4 감지회로(135a, 135b, 135c, 135d)들로부터 감지된 제어신호에 응답하여 백라이트 유닛을 선택적으로 셧 다운시키는 셧 다운 제어신호를 생성하는 보호회로(137)를 포함한다.
램프들(110)의 양단에는 일정한 전압레벨을 유지하기 위해 밸런스 캐패시터(Cb)가 구비된다.
백라이트 유닛 구동장치는 상기 램프들(110)의 일단에 접속된 트랜스(133)와 대응되는 상기 램프들(110)의 타단에 접속되어 램프들(110)에 공급된 교류전압을 피드백하는 제 2 피드백 회로를 더 포함한다.
제 1 내지 제 4 감지회로들(135a, 135b, 135c, 135d)은 램프들(110) 각각에 공급되는 교류전압을 감지할 수 있다. 즉, 제 1 내지 제 4 감지회로들(135a, 135b, 135c, 135d)은 제 2 내지 제 5 노드(N2, N3, N4, N5)에 검출된 교류전압의 크기를 감지한다.
보다 상세히 설명하면, 제 1 내지 제 4 감지회로들(135a, 135b, 135c, 135d)은 램프들(110) 각각의 일 측에 접속된 밸러스트 캐패시터(Cb)와, 이와 대응되는 램프들(110) 사이의 제 2 내지 제 5 노드(N2, N3, N4, N5)와 각각 전기적으로 접속된다.
제 1 내지 제 4 감지회로들(135a, 135b, 135c, 135d)은 제 2 내지 제 5 노드(N2, N3, N4, N5)와 기저전원 사이에 각각 제 1 및 제 2 캐패시터(Cf, Cs)를 포함한다. 상기 제 1 및 제 2 캐패시터(Cf, Cs)는 직렬로 접속되고, 이들 사이의 제 6 내지 제 9 노드(N6, N7, N8, N9)로부터 출력되는 제어신호는 상기 보호회로(137)로 공급된다.
제 1 및 제 2 캐패시터(Cf, Cs)는 제 2 내지 제 5 노드(N2, N3, N4, N5)의 고압의 교류파형에 대응되는 전압을 평활할 뿐만 아니라 전압분배하여 상기 제 2 내지 제 5 노드(N2, N3, N4, N5)와 각각 대응되도록 제 6 내지 제 9 노드(N6, N7, N8, N9)에 나타나도록 한다.
제 1 내지 제 4 감지회로(135a, 135b, 135c, 135d)로부터 감지된 제 2 내지 제 5 노드(N2, N3, N4, N5)에서의 교류전압은 램프들(110)의 정상상태에서 변압기(133)로부터 출력된 제 1 노드(N1)의 교류전압보다 낮은 전압레벨을 가진다.
한편, 제 2 내지 제 5 노드(N2, N3, N4, N5)를 통해 제 1 내지 제 4 감지회 로(135a, 135b, 135c, 135d)로부터 감지된 교류전압 중 어느 하나가 변압기(133)로부터 출력된 제 1 노드(N1)의 교류전압과 전압레벨이 동일한 경우, 해당 램프가 파손되거나 오픈 되는 비정상상태임을 알 수 있다. 즉, 램프가 파손되거나 오픈 된 경우, 램프에는 전류가 흐르지 않기 때문에 램프의 임피던스는 무한대로 상승하여 변압기(133)로부터 출력된 제 1 노드(N1)의 교류전압과 동일한 전압레벨을 가진다.
제 1 내지 제 4 감지회로(135a, 135b, 135c, 135d)로부터 출력되는 제어신호들은 보호회로(137)로 공급된다. 또한, 도면에는 도시되지 않았지만, 상기 제 1 내지 제 4 감지회로(135a, 135b, 135c, 135d)로부터 출력된 제어신호는 외부 시스템으로 공급되어 비정상상태의 램프를 판별할 수 있다.
보호회로(137)는 제 1 내지 제 3 논리소자(137a, 137b, 137c)를 포함한다. 상기 제 1 내지 제 3 논리소자(137a, 137b, 137c)는 OR 게이트로 이루어진다.
보호회로(137)는 제 1 및 제 4 감지회로(135a, 135b, 135c, 135d)로부터 출력된 제어신호에 응답하여 백라이트 유닛의 구동을 선택적으로 셧 다운시킬 수 있는 셧 다운 제어신호(SD)를 생성한다.
제 1 논리소자(137a)는 제 6 및 제 7 노드(N6, N7)와 접속되어 상기 제 6 및 제 7 노드(N6, N7)로부터 입력된 제어신호를 연산하여 해당하는 논리신호를 제 3 논리소자(137c)로 출력한다.
제 2 논리소자(137b)는 제 8 및 제 9 노드(N8, N9)와 접속되어 상기 제 8 및 제 9 노드(N8, N9)로부터 입력된 제어신호를 연산하여 해당하는 논리신호를 제 3 논리소자(137c)로 출력한다.
제 3 논리소자(137c)는 제 1 및 제 2 논리소자(137a, 137b)로부터 입력된 논리신호를 연산하여 이에 해당하는 논리신호를 컨트롤 IC(131)로 출력한다. 즉, 보호회로(137)로부터 출력되는 셧 다운 제어신호(SD)는 제 3 논리소자(137c)로부터 출력되는 논리신호이다.
예를 들어 변압기(133)로부터 출력된 제 1 노드(N1)의 교류전압의 크기를 1400V, 제 1 내지 제 3 감지회로(135a, 135b, 135c)로부터 검출된 교류전압의 크기를 800V, 제 4 감지회로(135d)로부터 검출된 교류전압의 크기를 1400V라고 하면, 제 1 내지 제 3 감지회로(135a, 135b, 135c)는 0.3V 이하의 전압레벨을 상기 보호회로(137)에 공급한다. 여기서, 상기 제 1 내지 제 3 감지회로(135a, 135b, 135c)는 제 1 및 제 2 캐패시터(Cf, Cs)의 용량을 조절하여 800V의 교류전압을 0.3V 이하의 전압으로 변환한다.
한편, 제 4 감지회로(135d)는 0.3V 이상의 전압레벨을 상기 보호회로(137)에 공급한다. 여기서 상기 제 4 감지회로(135d)는 제 1 및 제 2 캐패시터(Cf, Cs)의 용량을 조절하여 1400V의 교류전압을 0.3V 이상의 전압으로 변환한다.
즉, 제 1 내지 제 4 감지회로(135a, 135b, 135c, 135d)는 1400V의 교류전압을 0.3V 이상의 전압레벨로 변환하고, 800V의 교류전압을 0.3V 이하의 전압레벨로 변환하는 비교기를 더 포함한다.
제 1 논리소자(137a)에는 제 1 및 2 감지회로(135a, 135b)로부터 각각 입력된 0.3V 이하의 전압레벨을 연산하여 로우'0' 논리신호를 출력하고, 제 2 논리소자(137b)에는 제 3 및 제 4 감지회로(135c, 135d)로부터 각각 입력된 0.3V 이하 및 0.3V 이상의 전압레벨을 연산하여 하이'1' 논리신호를 출력한다.
제 3 논리소자(137c)는 제 1 및 제 2 논리소자(137a, 137b)로부터 각각 입력된 로우'0' 및 하이'1' 논리신호에 따라 하이'1' 논리신호를 출력한다. 상기 제 3 논리소자(137c)로부터 출력된 하이'1' 논리신호는 컨트롤 IC(131)에 입력된다.
즉, 컨트롤 IC(131)는 상기 제 3 논리소자(137c)로부터 입력된 하이'1' 논리신호(셧 다운 제어신호, SD)에 응답하여 셧 다운 회로가 동작하게 된다.
반면에 제 1 내지 제 4 감지회로(135a, 135b, 135c, 135d)로부터 검출된 교류전압의 크기가 모두 800V인 경우, 제 1 및 제 2 논리소자(137a, 137b)는 모두 0.3V 이하의 전압레벨을 출력하고, 제 1 및 제 2 논리소자(137a, 137b)로부터 출력된 로우'0' 및 로우'0' 논리신호에 따라 제 3 논리소자(137c)는 로우'0' 논리신호를 출력한다. 따라서, 컨트롤 IC(131)에는 로우'0' 논리신호(셧 다운 제어신호, SD)가 입력되어 셧 다운 회로가 동작하지 않고, 이에 따라 백라이트 유닛의 구동은 그대로 유지된다.
여기서, 보호회로(137)는 컨트롤 보드에 실장될 수 있고, N형 또는 P형 트랜지스터가 이용될 수 있다.
본 발명의 백라이트 유닛 구동장치는 램프(110)의 일단에 구비되어 램프들(110)의 일단으로 고전압의 교류전압을 인가하는 방식에 대해 한정하여 설명하고 있지만, 이에 한정하지 않고, 램프들(110)의 양단에 백라이트 유닛 구동장치가 각각 구비되어 상기 램프들(110)의 양단에 고전압의 교류전압을 인가하는 하이-하이(H-H) 방식에도 적용될 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명의 일 실시예에 따른 백라이트 유닛 구동장치는 복수의 램프들(110)이 병렬로 접속된 백라이트 유닛에 있어서, 램프들(110) 각각에 공급된 교류전압을 감지하여 감지된 교류전압의 전압변화에 따라 램프들(110)의 개별 불량을 감지하고, 불량 시에 백라이트 유닛의 구동을 셧 다운시킴으로써, 백라이트 유닛의 신뢰도를 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 백라이트 유닛 구동장치는 램프의 파손 등이 검출된 경우, 백라이트 유닛 구동장치의 컨트롤 IC(131)에서 검출된 신호에 응답하여 백라이트 유닛의 구동을 셧 다운시키는 것으로 한정하여 설명하고 있지만, 이에 한정하지 않고, 보호회로(137)로부터 발생한 셧 다운 제어신호가 외부 시스템으로 입력되어 상기 외부 시스템의 제어신호에 의해 상기 백라이트 유닛 구동을 션 다운시킬 수도 있다.
본 발명은 상기한 실시 예에 한정되지 않고, 이하 청구 범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 백라이트 유닛 구동장치를 도시한 블럭도이다.
도 2는 도 1의 백라이트 유닛 구동장치를 도시한 회로도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
131 : 컨트롤 IC 133 : 변압기
135 : 감지회로 135a : 제 1 감지회로
135b : 제 2 감지회로 135c : 제 3 감지회로
135d : 제 4 감지회로 137 : 검출회로
137a : 제 1 논리소자 137b : 제 2 논리소자
137c : 제 3 논리소자

Claims (7)

  1. 병렬로 접속된 램프들;
    상기 램프들에 필요한 교류전압을 발생하는 제어부;
    상기 제어부로부터의 상기 램프들에 공급될 교류전압을 승압하는 변압기; 및
    상기 램프들 각각에 공급되는 전압변화에 따라 선택적으로 셧 다운시키는 셧 다운 제어기를 포함하고,
    상기 셧 다운 제어기는,
    상기 램프들 각각의 공급되는 교류전압을 감지하는 감지회로; 및
    상기 감지회로로부터 입력된 제어신호를 연산하여 셧 다운 제어신호를 생성하는 보호회로를 포함하며,
    상기 감지회로는 상기 램프들의 일 측에 각각 접속되고, 직렬로 접속된 제 1 및 제 2 캐패시터들로 구성된 복수개의 서브 감지회로들로 구성되며,
    상기 보호회로는 상기 각각의 서브 감지회로의 제1 커패시터와 제2 커패시터의 사이의 노드와 연결되는 복수개의 논리소자들을 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛 구동장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 논리소자들 각각은 OR 게이트 및 AND 게이트 중 어느 하나로 이루어지는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛 구동장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 보호회로로부터 출력된 셧 다운 제어신호는 상기 제어부에 입력되고, 상기 제어부는 상기 셧 다운 제어신호에 응답하여 백라이트 유닛의 구동을 셧 다운시키는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛 구동장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 보호회로로부터 출력된 셧 다운 제어신호는 외부의 시스템으로 공급되고, 상기 시스템은 상기 셧 다운 제어신호에 응답하여 백라이트 유닛의 구동을 셧 다운시키는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛 구동장치.
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