KR20000051599A - 피에조 변압기 구동회로 - Google Patents

Abstract

본 발명은 피에조 변압기 구동회로에 관한 것으로서 특히, 입력전원에 병렬로 연결되는 동시에 서로 직렬로 연결되고 상반되는 온/오프 상태가 되는 각각 트랜지스터로 이루진 제1 및 제2 스위칭 수단과, 상기 제1 및 제2 스위칭 수단으로 상반되는 펄스신호를 제공하는 발진수단, 및 상기 제1 및 제2 스위칭 수단의 공통접접과 피에조 변압기의 입력단 사이에 연결된 인덕터를 포함하는 피에조 변압기 구동회로를 제공하여 입력전원의 승압비를 낮추어 효율을 향상시키고, 인덕터의 전류를 양방향으로 변화시켜 전류용량을 줄임으로써 인덕터의 크기를 줄여 제품의 소형화가 가능하고 제품의 가격을 낮출 수 있다.

Description

피에조 변압기 구동회로{Driving circuit for piezo transformer}

본 발명은 피에조 변압기 구동회로에 관한 것으로서 특히, 피에조 변압기의 구동효율을 개선하고 인덕터 전류용량을 저감할 수 있는 피에조 변압기 구동회로에 관한 것이다.

도 1은 종래 기술에 의한 피에조 변압기 구동회로의 구성을 나타내는 도면이다.

도 1을 참조하면, 참조부호 PT는 피에조 변압기를 나타내고, LP는 상기 피에조 변압기(PT)의 출력단에 연결된 램프를 나타내고, Vin은 입력전원을 나타낸다.

또한, 참조부호 L은 입력전원(Vin)과 피에조 변압기(PT)의 입력단 사이에 연결된 인덕터를 나타내고, Q는 상기 피에조 변압기(PT)의 입력단과 접지 사이에 연결된 스위치를 나타내고, OSC는 입력전원(Vin)을 구동전원으로 하여 특정 주파수의 펄스신호를 출력함으로써 상기 스위치(Q)의 온/오프 동작을 결정하는 발진기를 나타낸다.

상기와 같은 구성에서 스위치(Q)는 트랜지스터를 사용하는 것이 일반적인데, 하나의 인덕터와 하나의 트랜지스터를 이용한 부스트(boost) 방식의 구동회로가 된다.

상기 도 1의 구동회로에서 상기 스위치(Q1)가 발진기(OSC)의 펄스신호에 따라 온/오프 되면 상기 피에조 변압기(PT)의 입력단(도 1의 A점 참조)에는 LC 공진에 의해 입력전원(Vin)의 4배에 해당되는 피크전압이 인가된다. 즉, 스위치(Q)가 온(on)된 동안에는 상기 피에조 변압기(PT)의 입력단에 전압이 인가되지 않고, 스위치(Q)가 오프(off)된 동안에 상기 피에조 변압기(PT)의 입력단에 입력전원(Vin)이 연결된다. 이때, 상기 인덕터(L) 및 피에조 변압기(PT)의 커패시턴스 성분에 의해 LC 공진이 일어난다.

일반적으로 피에조 변압기(PT)는 도 2에 도시된 바와 같은 그래프의 형태로 주파수의 변화에 따라 효율 및 승압비가 달라지게 된다. 이때, 피에조 변압기(PT)의 효율을 최대로 활용하기 위해서는 도 2의 A 구간을 활용하여야 한다.

그런데, 종래 기술에서 피에조 변압기(PT)의 정격보다 적은 규격의 램프(LP)를 사용하는 경우에는 적은 전류를 공급하여도 된다. 즉, 입력전원(Vin)의 4배에 해당되는 전압이 피에조 변압기(PT)의 입력단에 인가되기 때문에 승압비가 낮은 도 2의 B 구간에서 동작시켜야 원하는 출력을 얻을 수 있게 된다. 결국, 도 2의 B 구간을 활용하여 동작시킴으로써 피에조 변압기의 구동효율이 저하되는 문제점이 발생된다.

상기와 같은 문제점을 해소하기 위한 본 발명의 목적은 피에조 변압기의 입력단으로 인가되는 전압의 승압비를 낮추어 피에조 변압기의 구동효율을 향상시킬 수 있는 피에조 변압기 구동회로를 제공하는데 있다.

도 1은 종래 기술에 의한 피에조 변압기 구동회로의 구성을 나타내는 도면,

도 2는 피에조 변압기에서 주파수에 대한 효율 및 승압비의 변화를 나타내는 그래프,

도 3은 본 발명에 의한 피에조 변압기 구동회로의 구성을 나타내는 도면.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

PT : 피에조 변압기 LP : 램프

Vin : 입력전원 Q1,Q2 : 스위칭 수단

L : 인덕터 OSC : 발진기

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징은, 입력전원에 병렬로 연결되는 동시에 서로 직렬로 연결되고 상반되는 온/오프 상태가 되는 제1 및 제2 스위칭 수단과, 상기 제1 및 제2 스위칭 수단으로 상반되는 펄스신호를 제공하는 발진수단, 및 상기 제1 및 제2 스위칭 수단의 공통접접과 피에조 변압기의 입력단 사이에 연결된 인덕터를 포함하는 데 있다.

본 발명의 상술한 목적과 여러 가지 장점은 이 기술 분야에 숙련된 사람들에 의해 첨부된 도면을 참조하여 후술되는 발명의 바람직한 실시예로부터 더욱 명확하게 될 것이다.

이하, 본 발명에 의한 피에조 변압기 구동회로의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 3은 본 발명에 의한 피에조 변압기 구동회로의 구성을 나타내는 도면이다.

도 3을 참조하면, 참조부호 PT는 피에조 변압기를 나타내고, LP는 상기 피에조 변압기(PT)의 출력단에 연결된 램프를 나타내고, Vin은 입력전원을 나타낸다.

또한, 참조부호 Q1,Q2는 입력전원(Vin)에 병렬로 연결되는 동시에 서로 직렬로 연결되고 상반되는 온/오프 상태가 되는 제1 및 제2 스위칭 수단을 나타내고, L은 상기 제1 및 제2 스위칭 수단(Q1,Q2)의 공통접접과 피에조 변압기(PT)의 입력단 사이에 연결된 인덕터를 나타내고, OSC는 입력전원(Vin)을 구동전원으로 하여 특정 주파수의 펄스신호를 출력함으로써 상기 제1 및 제2 스위칭 수단(Q1,Q2)의 온/오프 동작을 결정하는 발진기를 나타낸다.

상기에서 제1 및 제2 스위칭 수단(Q1,Q2)은 어느 하나가 온(on) 되어 있는 동안 다른 하나는 오프(off) 상태를 유지하게 된다. 결국, 도 3에서 입력전원(Vin)은 인덕터(L)를 통해 피에조 변압기(PT)의 입력단으로 인가되고, 제2 스위칭 수단(Q2)이 온(on)되어 있는 동안에 피에조 변압기(PT)에 축적되어 있던 에너지가 인덕터(L) 및 제2 스위칭 수단(Q2)을 통해 접지로 방전된다.

상기의 동작에서 인덕터(L)를 통과하는 전류의 방향은 제1 스위칭 수단(Q1)이 온(on)되어 있는 동안과, 제2 스위칭 수단(Q2)이 온(on)되어 있는 동안에 서로 반대 방향이 된다. 즉, 인덕터(L)의 전류가 양방향으로 변화되며 흐르기 때문에 동일전력을 전달하는 경우 기존 방식의 인덕터에 비하여 전류용량을 절반으로 줄일 수 있게 된다.

또한, 상기 본 발명에 의한 회로에서 제1 스위칭 수단(Q1)이 온(on)되어 있는 동안에 피에조 변압기(PT)의 입력단으로 인가되는 전압은 입력전원(Vin)의 2배가 된다. 따라서, 도 2의 승압비 곡선에서 종래 기술에 비하여 높은 승압비가 필요하게 되기 때문에 도 2의 A 구간을 사용하게 동작하게 된다. 이때, 효율 곡선을 참조하면 최대가 되는 부분이 포함되기 때문에 효율이 증가하게 된다.

본 발명은 특정의 실시예와 관련하여 도시 및 설명하였지만, 특허청구범위에 의해 나타난 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 개조 및 변화가 가능하다는 것을 당업계에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 쉽게 알 수 있을 것이다.

이상에서 설명한 바와 같은 본 발명의 피에조 변압기 구동회로는 입력전원의 승압비를 낮출 수 있기 때문에 종래 기술에 비하여 효율을 향상시킬 수 있게 되는 효과가 있다.

또한, 인덕터의 전류를 양방향으로 변화시켜 전류용량을 줄임으로써 인덕터의 크기를 줄일 수 있기 때문에 제품의 소형화가 가능하고, 제품의 가격을 낮출 수 있게 되는 효과가 있다.

Claims (1)

1. 입력전원에 병렬로 연결되는 동시에 서로 직렬로 연결되고 상반되는 온/오프 상태가 되는 제1 및 제2 스위칭 수단과;

   상기 제1 및 제2 스위칭 수단으로 상반되는 펄스신호를 제공하는 발진수단; 및

   상기 제1 및 제2 스위칭 수단의 공통접접과 피에조 변압기의 입력단 사이에 연결된 인덕터를 포함하는 것을 특징으로 하는 피에조 변압기 구동회로.