KR19990056741A - 백 라이트 구동용 인버터 회로 - Google Patents

Abstract

본 발명은 액정표시소자에 있어서, 주위환경을 광센서를 통해 감지하여 백라이트의 밝기를 자동으로 조절하는 백라이트구동용 인버터에 관한 것이다.

본 발명은 액정표시소자의 액정패널부에 광을 제공하기 위한 백라이트 구동용 인버터회로에 있어서, 주위의 밝기를 감지하기 위한 광센서와; 상기 광센서로부터 출력되는 신호를 전기적 신호로 변환하기 위한 신호 변환부와; 상기 신호 변환부로부터 발생되는 전기적 신호를 입력하여 전압강하된 직류전압을 발생하는 DC/DC 변환부와; 상기 DC/DC 변환부로부터 직류전압을 입력하여 백라이트 점등용 고전압의 교류전압을 발생하는 DC/AC 변환부를 포함한다.

Description

백라이트 구동용 인버터회로

본 발명은 액정표시소자의 백라이트에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 주위의 밝기를 감지하여 백라이트의 밝기를 자동으로 조절할 수 있는 백라이트 구동용 인버터회로에 관한 것이다.

TFT-LCD 는 우수한 품질로 휴대용 및 데스크 탑(top) 컴퓨터용 모니터, 벽걸이 TV 등으로 그의 사용이 확대되고 있는 추세이다. 그러나, 휴대용 컴퓨터용 모니터와 같은 휴대용 제품에 사용되는 경우, 전원소비가 많아 사용 시간에 많은 제약을 받게 되는 문제점이 있었다.

휴대용 컴퓨터의 경우 그 전원은 대개 2차 전지로 불리우는 충전지를 사용하고 있으나, 그 사용기간이 길지 못하기 때문에 불편함을 주고 있다.

TFT-LCD에서 전원을 가장 많이 소모하는 부품은 TFT-LCD 의 광원으로 사용되는 백라이트이다. 이러한 백라이트는 인버터에 의해 구동되었는데, 백라이트 구동용 인버터는 DC/DC 변환부와 DC/AC 변환부로 이루어졌다.

DC/DC 변환부는 PWM 방식을 이용하여 필요한 직류전압을 발생하고, DC/AC 변환부는 상기 DC/DC 변환부로부터 인가되는 전압을 입력하여 백라이트를 구동하기 위한 고전압의 교류전압을 발생하였다.

DC/AC 변환부는 백라이트를 점등시키는 주요한 부분으로서, 종래에는 푸쉬-풀(push-pull) 전압공진회로를 이용하여 백라이트를 조광하는 방식으로 다음의 2가지가 있다.

첫째는 전압조광방식으로 인버터에 인가되는 입력전압을 가변시켜 출력전압이 입력전압에 따라 변동하는 것을 이용하는 방식이고, 둘째는 듀티조광방식으로 인버터에 인가되는 입력전압을 단속시켜 그 듀티비를 가변시켜 조광하는 방식이다.

그러나, 상기한 바와같은 방식은 외부 시스템에서 임의로 원하는 밝기를 얻기 위해서 입력전압이나 듀티비를 조정해야 하는 문제점이 있었다.

또한, 백라이트는 액정패널에 일정량의 광을 발생하여 항상 일정한 밝기를 유지하였는데, 주변 밝기가 어두워서 상대적으로 인식도가 높은 장소에서는 많은 광량이 요구되지 않음에도 불구하고 일정한 밝기를 유지하기 때문에 많은 광을 소모함으로써 비효율적으로 전원을 관리하였다.

또한, 액정패널의 밝기 조절을 위한 조절 다이얼을 외부에 설치하여, 사용자가 수동으로 밝기를 조절하는 등의 불편함이 있었다.

본 발명은 상기한 바와같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 주위 환경의 밝기를 광센서로 감지하여 백라이트의 밝기를 자동으로 조절하는 백라이트 구동용 인버터회로를 제공하는 데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 주위환경에 따라 백라이트의 밝기를 조절하여 전원의 소모를 감소시킬 수 있는 백라이트 구동용 인버터회로를 제공하는 데 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 백라이트 구동용 인버터회로에 사용되는 광센서의 장착예를 도시한 도면,

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 백라이트 구동용 인버터회로의 블록 구성도,

도 3은 도 2의 백라이트 구동용 인버터회로에 있어서, 광센서로부터의 광신호를 전기신호로 변환하기 위한 신호변환부의 상세도,

도 4a는 도 2의 백라이트 구동용 인버터회로에 있어서, DC/DC 변환부의 상세회로도,

도 4b는 도 4a 의 DC/DC 변환부의 출력파형도,

도 5는 도 2의 백라이트 구동용 인버터회로에 있어서, DC/AC 변환부의 상세회로도,

(도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명)

1 : 액정모듈 2 : 액정패널부

3 : 광센서 4 : 백라이트

100 : 백라이트 구동용 인버터회로

10 : 신호 변환부 20 : DC/DC 변환부

30 : DC/AC 변환부 R1 - R5 : 저항

C1 - C2 : 콘덴서 Q1, Q2 : 트랜지스터

FET : 스위칭소자

상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 액정표시소자의 액정패널부에 광을 제공하기 위한 백라이트 구동용 인버터회로에 있어서, 주위의 밝기를 감지하기 위한 광센서와; 상기 광센서로부터 출력되는 신호를 전기적 신호로 변환하기 위한 신호 변환부와; 상기 신호 변환부로부터 발생되는 전기적 신호를 입력하여 전압강하된 직류전압을 발생하는 DC/DC 변환부와; 상기 DC/DC 변환부로부터 직류전압을 입력하여 백라이트 점등용 고전압의 교류전압을 발생하는 DC/AC 변환부를 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이트 구동용 인버터회로를 제공하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시예에 따르면, 상기 광센서는 액정표시소자의 외부 즉, 액정표시소자의 액정패널부의 전면에 장착되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시예에 따르면, 상기 신호변환부는 상기 광센서로부터 출력되는 신호를 비반전단자의 입력신호로 하는 연산증폭기로 구성되어, 광센서에서 출력되는 신호를 전기적 신호인 직류전압으로 변환시켜 주는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시예에 따르면, 상기 DC/DC 변환부는 상기 신호변환부로부터 인가되는 직류전압에 따라 듀티비가 가변되는 펄스폭변조된 신호를 발생하는 PWM 발생기와; 상기 PWM 발생기로부터 발생되는 PWM 신호에 펄스신호를 발생하는 스위칭소자와; 상기 스위칭소자의 출력을 정류하기 위한 콘덴서로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시예에 따르면, 상기 DC/AC 변환부는 상기 DC/DC 변환부로부터 출력신호에 의해 턴온되는 트랜지스터와; 상기 트랜지스터가 턴온되는 시간동안 전류를 저장하기 위한 코일과; 상기 코일에 저장된 전류를 트랜스포머로 전달하기 위한 트랜지스터와; 상기 트랜지스터의 온, 오프에 따라 고전압의 교류전압을 발생하는 트랜스포머로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

이하 본 발명의 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 백라이트 구동용 인버터회로에 사용되는 광센서의 장착예를 도시한 것이다. 본 발명의 백라이트 구동용 인버터회로에 사용되는 광센서(3)는 TFT-LCD 모듈(1)의 패널부(2)의 전면에 장착되어, 주위밝기를 감지한다.

주위의 밝기를 감지한 광센서(3)의 출력은 본 발명의 백라이트 구동용 인버터회로(100)에 인가되고, 인버터회로(100)는 상기 광센서(3)로부터 인가되는 출력값에 따라 상기 백라이트(4)를 조절하게 된다.

따라서, 본 발명은 주위의 밝기를 광센서(3)를 이용하여 감지하고, 광센서(3)에 의해 감지된 주위의 밝기에 따라 백라이트(4)로부터 발생되는 광의 량을 조절하여 줌으로써, 주위의 밝기에 따라 백라이트(4)의 밝기를 자동으로 조절하게 된다.

즉, TFT-LCD 의 사용환경의 밝기 변화에 따라 적절한 밝기의 영상을 표시하여 줌으로써 사용자가 보다 편리한 환경에서 TFT-LCD를 사용할 수 있다.

액정모듈의 외부에 장착된 광센서를 이용하여 백라이트로부터 발생하는 광량을 자동으로 조절하기 위한 인버터회로가 도 2에 도시되어 있다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 액정표시소자의 백라이트 구동용 인버터회로의 블록도를 도시한 것이다. 도 2를 참조하면, 본 발명의 인버터회로(100)는 액정모듈의 외부 즉, 액정패널부(2)의 전면판에 장착되어, 주위환경의 밝기를 감지하기 위한 광센서(3)와, 상기 광센서(3)로부터 출력되는 신호를 전기적 신호로 변환하기 위한 신호 변환부(10)를 포함한다.

또한, 인버터회로(100)는 상기 신호 변환부(10)로부터 발생되는 전기적 신호를 입력하여 듀티비가 가변되는 펄스폭변조(PWM, Pulse Width Modulation)된 신호를 발생하고, 이 PWM 신호에 따라 직류전압을 발생하는 DC/DC 변환부(20)와, 상기 DC/DC 변환부(20)로부터 발생된 직류전압을 입력하여 백라이트(4) 점등용 고전압의 교류전압을 발생하는 DC/AC 변환부(30)를 포함한다.

본 발명의 인버터회로는 광센서(3)로부터 주위의 밝기를 감지하면, 신호 변환부(10)는 광센서(3)로부터 감지된 값을 전기적 신호로 변환하여 직류전압을 출력한다. 신호 변환부(10)로부터 출력된 직류전압은 DC/DC 변환부(20)에 인가되고, DC/DC 변환부(20)는 신호 변환부(10)로부터 출력되는 직류전압을 전압강하하고, 전압강하된 직류전압을 DC/AC 변환부(20)로 제공한다.

DC/DC 변환부(20)로부터 출력되는 펄스폭변조된 신호는 DC/AC 변환부(30)에 인가되어 고전압의 교류전압으로 변환되고, DC/AC 변환부(30)로부터 발생된 고전압의 교류전압에 의해 백라이트(4)를 구동하게 된다.

따라서, 백라이트(4)는 광센서(3)에서 감지된 주위환경의 밝기에 따라 그의 광량이 조절되어 액정모듈의 밝기는 주위환경에 따라 자동적으로 조절되어진다.

도 3는 도1의 백라이트 구동용 인버터회로에 있어서, 신호 변환부(10)의 상세도를 도시한 것이다. 도 3을 참조하면, 신호변환부(10)는 저항(R1 - R3) 및 연산증폭기(OP1)로 구성되어, 저항(R1)을 통해 비반전단자(+)에 인가되는 광센서(3)에서 출력되는 신호를 저항(R2, R3)에 의한 증폭도에 따른 전기적 신호인 직류전압(VDC)으로 변환하여 준다.

이때, 신호 변환부(10)는 주위환경이 밝아서 광센서(3)로부터 감지된 빛의 양이 증가하는 경우에는 연산증폭기(OP1)를 통해 출력되는 직류전압(VDC)의 크기가 커진다.

도 4a는 도 2의 백라이트 구동용 인버터회로의 DC/DC 변환부(30)의 상세회로도를 도시한 것이다. 도 4a를 참조하면, 본 발명의 DC/DC 변환부(30)는 상기 신호변환부(10)로부터 인가되는 직류전압(VDC)을 입력하여 펄스폭변조된 신호(PWM)를 발생하는 PWM 발생기(PG)와, 상기 PWM 발생기(PG)로부터 발생되는 PWM 신호에 온/오프를 반복하는 스위칭소자(FET)와, 상기 스위칭소자(FET)의 출력을 정류하여 전압강하된 직류전압(VDC´)을 발생하는 콘덴서(C1)로 구성된다.

상기 DC/DC 변환부(30)는 저항(R4)을 통해 입력단자(FB)로 상기 신호 변환부(10)로부터 직류전압(VDC)이 인가되면, PWM 발생기(PG)는 직류전압(VDC)에 따른 듀티비를 갖는 PWM 신호를 상기 스위칭소자(FET)인 전계효과 트랜지스터의 게이트로 인가한다.

이때, 상기 광센서(3)에 의해 감지된 빛의 양이 많아 상기 신호변환부(10)로부터 출력되는 직류전압(VDC)이 큰 경우에는, 도 4b 에 도시된 바와같이 PWM 발생기(PG)로부터 발생되는 PWM 신호는 PWM1과 같이 듀티비가 증가하게 되고, 반대의 경우에는 듀티비가 작은 PWM2 가 얻어지게 된다.

PWM 발생기(PG)로부터 발생된 PWM 신호는 스위칭소자(FET)의 게이트에 인가되어 스위칭소자(FET)는 온, 오프시간이 결정되고, 이에 따라 DC/DC 변환부(20)로부터 DC/AC 변환부(30)로 인가되는 전류의 양(IDC)이 조절된다.

즉, PWM 신호중 듀티비가 큰 PWM1 신호는 PWM2 신호에 비해 DC/AC 변환부(30)로 인가되는 직류전류(IDC)의 양이 증가하게 된다.

도 5는 도 2의 백라이트 구동용 인버터회로에 있어서, DC/AC 변환부(30)의 상세회로도를 도시한 것이다. 도 5를 참조하면, DC/AC 변환부(30)는 상기 DC/DC 변환부(20)로부터 출력되는 직류전압(VDC')에 의해 턴온되는 트랜지스터(Q1)와, 상기 트랜지스터(Q1)가 턴온되는 시간동안 전류를 저장하기 위한 코일(CL)과, 코일(CL)에 저장된 전류를 트랜스포머(T)로 전달하기 위한 트랜지스터(Q2)와, 상기 트랜지스터(Q1, Q2)의 온, 오프에 따라 고전압의 교류전압을 발생하는 트랜스포머(T)로 이루어진다.

본 발명의 DC/AC 변환부(30)는 상기 DC/DC 변환부(20)의 출력신호에 따라 트랜지스터(Q1)가 턴온되면, 코일(CL)은 전류를 저장한다. 이어서, 트랜지스터(Q1)가 턴오프되고 트랜지스터(Q2)가 턴온되면, 코일(CL)에 저장된 전류는 트랜스포머(T)에 인가된다. 트랜지스터(Q1, Q2)의 턴온과 턴오프가 반복되므로 트랜스포머(T)는 1차측 코일과 2차측 코일의 권선바에 따른 고전압의 교류전압을 발생한다.

DC/AC 변환부(30)로부터 발생된 고전압의 교류전압은 백라이트(4)에 인가되어 백라이트를 점등하게 된다.

상기한 바와같은 구성을 갖는 본 발명의 백라이트회로의 동작을 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 주위의 환경이 밝은 경우에는 백라이트(4)로부터 발생되는 광의 량을 증가시켜 액정모듈(1)의 밝기를 증가시킨다.

주위의 환경이 밝은 경우에는 광센서(3)에 의해 감지되는 빛의 양이 증가하게 되고, 이에 따라 광센서(3)의 출력을 입력하여 전기적 신호로 변환하는 신호 변환부(10)에서 출력되는 직류전압(VDC)도 증가하게 된다.

따라서, DC/DC 변환부(20)의 PWM 발생기(PG)에서 발생되는 PWM 신호의 듀티비가 증가하게 된다. PWM 발생기(PG)에서 발생되는 PWM 신호의 듀티비가 증가함에 따라 상기 스위칭소자(FET)가 턴온되는 시간이 증가하게 되어 DC/AC 변환부(30)로 많은 양의 전류(IDC)가 흐르게 된다.

상기 DC/DC 변환부(20)로부터 DC/AC 변환부(30)로 인가되는 전류가 증가함에 따라 트랜지스터(Q2)가 턴온되는 시간동안 트랜스포머(T)로부터 백라이트(4)에 인가되는 전류가 증가된다.

따라서, 백라이트(4)에 인가되는 전류가 증가되어 백라이트(4)로부터 발생되는 광량은 증가하게 되고, 이에 따라 백라이트의 밝기가 밝아져 액정모듈(1)의 밝기도 밝아지게 된다.

한편, 주위의 환경이 어두운 경우에는 백라이트(4)로부터 발생되는 광의 량을 감소시켜 액정모듈(1)의 밝기를 감소시킨다.

주위의 환경이 어두운 경우에는 광센서(3)에 의해 감지되는 빛의 양이 감소하게 되어 신호 변환부(10)에서 출력되는 직류전압(VDC)도 감소하게 된다. 이에 따라, DC/DC 변환부(20)의 PWM 발생기(PG)에서 발생되는 PWM 신호의 듀티비가 감소하게 되어 상기 스위칭소자(FET)가 턴온되는 시간이 감소되고, DC/AC 변환부(30)로 흐르는 전류(IDC)의 양이 감소하게 된다.

상기 DC/DC 변환부(20)로부터 DC/AC 변환부(30)로 인가되는 전류의 양이 감소함에 따라 트랜지스터(Q2)가 턴온되는 시간동안 트랜스포머(T)로부터 백라이트(4)에 인가되는 전류도 감소하게 된다.

따라서, 백라이트(4)에 인가되는 전류는 감소하게 되어 백라이트(4)로부터 발생되는 광의 량은 감소하게 되고, 이에 따라 백라이트의 밝기가 어두워져 액정모듈(1)의 밝기도 어두워지게 된다.

상기한 바와같은 본 발명에 따르면, 본 발명은 주위의 밝기를 광센서를 이용하여 감지하여 백라이트로부터 발생되는 광의 량을 조절하여 줌으로써, 주위의 밝기에 따라 백라이트의 밝기를 자동으로 조절하는 것이 가능하게 되어 사용자가 임의로 주위의 밝기에 따라 밝기를 조정해야 하는 불편함을 해소할 뿐만 아니라 밝기나 조명정도와 같은 주위의 환경에 따라 최적의 밝기 상태를 자동적으로 유지시켜 줄 수 있다.

따라서, 주위환경에 따라 밝기를 자동적으로 조절하는 것이 가능하므로, 불필요한 전원의 소모를 방지할 수 있는 이점이 있다.

또한, 사용환경의 밝기 변화에 따라 TFT-LCD을 통해 적절한 밝기의 영상이 디스플레이되도록 하여 줌으로써. 사용자가 보다 편리한 환경에서 TFT-LCD를 사용할 수 있도록 해준다.

기타, 본 발명은 그 요지를 일탈하지 않는 범위에서 다양하게 변경하여 실시할 수 있다.

Claims (6)

1. 액정표시소자의 액정패널부에 광을 제공하기 위한 백라이트 구동용 인버터회로에 있어서,

   주위의 밝기를 감지하기 위한 광센서와;

   상기 광센서로부터 출력되는 신호를 전기적 신호로 변환하기 위한 신호 변환부와;

   상기 신호 변환부로부터 발생되는 전기적 신호를 입력하여 전압강하된 직류전압을 발생하는 DC/DC 변환부와;

   상기 DC/DC 변환부로부터 직류전압을 입력하여 백라이트 점등용 고전압의 교류전압을 발생하는 DC/AC 변환부를 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이트 구동용 인버터회로.
2. 제1항에 있어서, 상기 광센서는 액정표시소자의 외부에 장착되는 것을 특징으로 하는 백라이트 구동용 인버터회로,
3. 제2항에 있어서, 상기 광센서는 액정표시소자의 액정패널부의 전면에 부착되어 있는 것을 특징으로 하는 백라이트 구동용 인버터회로.
4. 제1항에 있어서, 상기 신호변환부는 상기 광센서로부터 출력되는 신호를 비반전단자의 입력신호로 하는 연산증폭기로 구성되어, 광센서에서 출력되는 신호를 전기적 신호인 직류전압으로 변환시켜 주는 것을 특징으로 하는 백라이트 구동용 인버터회로.
5. 제1항에 있어서, 상기 DC/DC 변환부는

   상기 신호변환부로부터 인가되는 직류전압에 따라 듀티비가 가변되는 펄스폭변조된 신호를 발생하는 PWM 발생기와;

   상기 PWM 발생기로부터 발생되는 PWM 신호에 온, 오프되는 스위칭소자와;

   상기 스위칭소자의 출력을 정류하기 위한 콘덴서로 이루어지는 것을 특징으로 하는 백라이트 구동용 인버터회로.
6. 제1항에 있어서, 상기 DC/AC 변환부는

   상기 DC/DC 변환부로부터 출력신호에 의해 턴온되는 트랜지스터와;

   상기 트랜지스터가 턴온되는 시간동안 전류를 저장하기 위한 코일과;

   상기 코일에 저장된 전류를 트랜스포머로 전달하기 위한 트랜지스터와;

   상기 트랜지스터의 온, 오프에 따라 고전압의 교류전압을 발생하는 트랜스포머로 이루어지는 것을 특징으로 하는 백라이트 구동용 인버터회로.