KR20010002829A - Power supply of cold cathode fluorescent tube using piezoelectric transformer - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 냉음극관 램프의 구동 제어 장치에 관한 것으로써, 더욱 상세하게는 압전 트랜스를 이용하여 냉음극관 램프에 소정의 구동 전원을 공급하는 경우에 있어서 냉음극관 램프의 정전류 제어를 정확하게 수행할 수 있도록 된 압전 트랜스를 이용한 냉음극관 램프의 구동 제어 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a drive control apparatus for a cold cathode tube lamp, and more particularly, to precisely control the constant current of the cold cathode tube lamp when a predetermined driving power is supplied to the cold cathode tube lamp using a piezoelectric transformer. It relates to a drive control device for a cold cathode tube lamp using a piezoelectric transformer.
일반적으로 냉음극관(cold cathode fluorescent tube) 램프는 냉음극 방출(cold emission:음극표면에 강한 전계가 가해지기 때문에 일어나는 전자방출) 현상을 이용한 광원관으로써 노트북 컴퓨터등에서의 액정 디스플레이 백라이트(back light)로 이용된다.In general, a cold cathode fluorescent tube lamp is a light source tube using a cold emission phenomenon (electron emission caused by a strong electric field applied to the surface of the cathode) as a liquid crystal display backlight in a notebook computer, etc. Is used.
이러한 액정 디스플레이 백 라이트(backlight)를 구동시키기 위해서는 일예로 약 500볼트의 전압이 필요하며, 이러한 구동 전압을 발생시키기 위해서는 상용교류전원을 승압시키기 위한 승압용 트랜스(transformer)가 필요하다. 이러한 승압용 트랜스로는 일반적인 코아 및 코일을 이용한 트랜스가 노이즈의 억제나 저소비전력화, 기기의 소형화등의 요구에 부합되지 못하기 때문에 근래에는 압전 효과(piezoelectric effect)를 이용한 압전 트랜스포머(piezoelectric transformer:이하 압전 트랜스라 약칭함)가 사용되고 있다.For example, a voltage of about 500 volts is required to drive the liquid crystal display backlight, and a booster transformer for boosting a commercial AC power source is required to generate such a driving voltage. In general, such a boost transformer does not meet the requirements of suppression of noise, low power consumption, and miniaturization of equipment. Piezoelectric abbreviation) is used.
도 1은 종래의 압전 트랜스를 이용한 냉음극관 램프의 구동 제어 장치의 구성을 보인 블록도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 압전 트랜스를 이용한 냉음극관 램프의 구동 제어 장치에서는 제어부(10)의 제어에 따라 구동부(20)에서 입력 전원의 전력 및 주파수를 제어하여 압전 트랜스(30)의 입력 전극측(31)에 인가하고, 압전 트랜스(30)는 입력 전극(31)에 공급된 입력 전원 전압을 소정 레벨로 승압하고 주파수를 변환한 후 출력 전극(32)을 통해 냉음극관 램프(40)의 구동 전원으로 출력하게 된다.1 is a block diagram showing the configuration of a drive control apparatus for a cold cathode tube lamp using a conventional piezoelectric transformer. As shown in FIG. 1, in the conventional driving control apparatus for a cold cathode tube lamp using a piezoelectric transformer, the driving unit 20 controls the power and frequency of the input power according to the control of the control unit 10 to control the piezoelectric transformer 30. After applying to the input electrode side 31, the piezoelectric transformer 30 boosts the input power supply voltage supplied to the input electrode 31 to a predetermined level and converts the frequency, and then the cold cathode tube lamp 40 through the output electrode 32. Output by the driving power of).
이때, 냉음극관 램프(40)의 구동 전류를 냉음극관 램프(40)와 직렬 연결된 전류 검출부(50)에 의해 검출한 후 제어부(10)에 그 검출 결과를 입력한다. 따라서, 제어부(10)는 전류 검출부(50)를 통해 검출된 냉음극관 램프(40)의 출력 전류에 따라 압전 트랜스(30)의 입력측에 인가되는 전원 전압 및 주파수를 조정하여 정전류 제어를 하게 된다.At this time, the driving current of the cold cathode tube lamp 40 is detected by the current detector 50 connected in series with the cold cathode tube lamp 40, and then the detection result is input to the controller 10. Therefore, the controller 10 adjusts the power supply voltage and frequency applied to the input side of the piezoelectric transformer 30 according to the output current of the cold cathode tube lamp 40 detected through the current detector 50 to perform constant current control.
그러나, 이러한 종래의 냉음극관 램프(40)의 구동 제어 장치에 있어서, 전류검출부(50)가 냉음극관 램프(40)의 접지측에 직렬로 연결되어 있기 때문에 전류 검출시 압전 트랜스(30) 및 냉음극관 램프(40)에 의한 손실(loss)이 발생하고, 압전 트랜스(30)의 출력 전압에 영향을 주게 되어 전류 검출에 따른 정확한 정전류 제어가 어려운 문제점이 있었다.However, in the conventional drive control apparatus of the cold cathode tube lamp 40, since the current detector 50 is connected in series with the ground side of the cold cathode tube lamp 40, the piezoelectric transformer 30 and the cold at the time of current detection. Loss caused by the cathode ray tube lamp 40 occurs, affecting the output voltage of the piezoelectric transformer 30, and thus, it is difficult to accurately control the constant current according to the current detection.
또한, 압전 트랜스의 입력단에 과도한 전력이 공급되더라도 압전 트랜스의 특성상 구동 조건이 달라진 경우 출력이 함께 증가하지 못하므로 압전 트랜스가 소손되어 냉음극관 램프의 구동 장치 전체가 올바른 동작을 수행하지 못하게 되는 문제점이 있었다.In addition, even if excessive power is supplied to the input terminal of the piezoelectric transformer, the output does not increase together when the driving conditions are changed due to the characteristics of the piezoelectric transformer. there was.
본 발명은 이러한 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서 그 목적은 압전 트랜스의 출력 전압에 영향을 주지 않으며 압전 트랜스 및 냉음극관의 구동에 따른 검출 손실을 줄여 냉음극관 램프의 구동 전류를 정확하게 검출할 수 있으며, 그로 인해 압전 트랜스의 입력 전압을 정확하게 제어하여 소손에 의한 오동작을 방지할 수 있도록 된 압전 트랜스를 이용한 냉음극관 램프의 구동 제어 장치를 제공하고자 하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve such a conventional problem, and its purpose is not to affect the output voltage of the piezoelectric transformer and to reduce the detection loss caused by the driving of the piezoelectric transformer and the cold cathode tube to accurately detect the driving current of the cold cathode tube lamp. It is possible to provide a drive control apparatus for a cold cathode tube lamp using a piezoelectric transformer, thereby enabling accurate control of the input voltage of the piezoelectric transformer to prevent malfunction due to burnout.
도 1은 종래 압전 트랜스를 이용한 냉음극관 램프의 구동 제어 장치의 구성을 보인 개략적인 블록도이다.1 is a schematic block diagram showing the configuration of a drive control apparatus for a cold cathode tube lamp using a conventional piezoelectric transformer.
도 2는 본 발명에 따른 압전 트랜스를 이용한 냉음극관 램프의 구동 제어 장치의 구성을 보인 블록도이다.2 is a block diagram showing the configuration of a drive control apparatus for a cold cathode tube lamp using a piezoelectric transformer according to the present invention.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings
10...제어부, 20...구동부,10 ... control part, 20 ... driving part,
30...압전트랜스, 31...입력전극,30 piezoelectric transformer, 31 input electrode,
32...출력전극, 40...냉음극관 램프,32 output electrodes, 40 cold cathode lamps,
50,60...전류검출부.50,60 ... current detector.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 압전 트랜스를 이용한 냉음극관 램프의 구동 제어 장치는 제어부의 제어에 따라 구동부에서 압전 트랜스의 입력 전극측에 공급되는 입력 전원을 제어하고, 압전 트랜스는 입력 전극에 공급된 입력 전원을 소정 레벨로 승압하여 출력 전극측에 연결된 냉음극관 램프의 구동 전원으로 출력하도록 된 압전 트랜스를 이용한 냉음극관 램프의 구동 제어 장치에 있어서,In order to achieve the above object, a driving control apparatus for a cold cathode tube lamp using a piezoelectric transformer according to the present invention controls input power supplied to an input electrode side of a piezoelectric transformer in a driving unit under control of a controller, and the piezoelectric transformer is an input electrode. In the drive control apparatus for a cold cathode tube lamp using a piezoelectric transformer to boost the input power supplied to the predetermined level to output the drive power of the cold cathode tube lamp connected to the output electrode side,
상기 압전 트랜스의 입력 접지단측에 직렬로 상기 압전 트랜스의 입력 전류를 검출하고 검출된 전류값을 상기 제어부로 피드백시키는 전류 검출부를 구비하고, 상기 제어부는 상기 전류 검출부에 의해 검출된 전류값에 따라 상기 압전 트랜스의 입력 전력을 조정하는 것을 특징으로 한다.A current detector configured to detect an input current of the piezoelectric transformer in series on an input ground terminal side of the piezoelectric transformer and to feed back a detected current value to the controller, wherein the controller is configured according to the current value detected by the current detector; The input power of the piezoelectric transformer is adjusted.
이하에는 본 발명의 양호한 실시예에 따른 압전 트랜스를 이용한 냉음극관 램프의 구동 제어 장치에 대한 구성 및 작용 효과를 상세하게 설명하기로 한다.Hereinafter, the configuration and operation effects of the drive control apparatus for the cold cathode tube lamp using the piezoelectric transformer according to the preferred embodiment of the present invention will be described in detail.
도 2는 본 발명에 따른 압전 트랜스를 이용한 냉음극관 램프의 구동 제어 장치의 구성을 보인 블록도이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 압전 트랜스를 이용한 냉음극관 램프의 구동 제어 장치는 액정 디스플레이 백라이트를 위한 광원을 제공하는 냉음극관 램프(40)와, 상기 냉음극관 램프(40)에 구동 전원을 공급하도록 입력 전원을 소정 레벨로 승압하여 출력하는 압전 트랜스(30)와, 상기 압전 트랜스(30)의 입력 전원을 가변제어하여 구동부(20)와, 상기 압전트랜스(30)의 입력 접지단(31)측에 접속되어 상기 압전 트랜스(30)의 입력 전류를 검출하는 전류 검출부(60)와, 상기 전류 검출부(60)의 전류검출결과에 따라 상기 구동부(20)의 동작을 제어하여 정전류 제어를 수행하는 제어부(10)를 구비하여 이루어진다.2 is a block diagram showing the configuration of a drive control apparatus for a cold cathode tube lamp using a piezoelectric transformer according to the present invention. As shown in FIG. 2, the driving control apparatus of the cold cathode tube lamp using the piezoelectric transformer according to the present invention is driven by a cold cathode tube lamp 40 which provides a light source for a liquid crystal display backlight, and the cold cathode tube lamp 40. A piezoelectric transformer 30 for boosting and outputting input power to a predetermined level so as to supply power, and controlling the input power of the piezoelectric transformer 30 to drive the drive unit 20 and the input ground terminal of the piezoelectric transformer 30. A current detection unit 60 connected to the side 31 and detecting an input current of the piezoelectric transformer 30 and controlling the operation of the driving unit 20 according to the current detection result of the current detection unit 60 to control the constant current. It comprises a control unit 10 for performing the.
전술한 구성에 있어서, 상기 압전 트랜스(30)는 압전체의 입력측에 외부 입력 전극(31)을 형성함과 동시에 입력측(31)과 대향되는 압전체의 측면에 출력 전극(32)을 형성한다. 이때, 상기 외부 입력전극(31)에 공진 주파수의 전압을 인가하면 내부 전극에 횡 진동모드가 발생하여 이것이 압전체의 측면에 형성된 출력 전극측(32)으로 길이 방향의 진동을 유발시켜 이때 발생한 응력에 의한 압전 효과로 출력 전극측(32)에 전압이 발생되게 되며, 이때 출력측에서는 승압이 일어나게 된다. 이러한 압전 트랜스의 기본 원리는 몸체의 한 영역으로 전압이 인가됨으로써 생기는 변형이 같은 몸체의 다른 영역으로 변형되어 2차 전압으로 전환되는 것이다.In the above-described configuration, the piezoelectric transformer 30 forms an external input electrode 31 on the input side of the piezoelectric body and forms an output electrode 32 on the side of the piezoelectric body opposite to the input side 31. At this time, when a voltage having a resonant frequency is applied to the external input electrode 31, a lateral vibration mode is generated on the internal electrode, which causes vibration in the longitudinal direction to the output electrode side 32 formed on the side of the piezoelectric body, and thus the stress generated at this time. Due to the piezoelectric effect, a voltage is generated at the output electrode side 32, and at this time, a voltage boost occurs at the output side. The basic principle of such a piezoelectric transformer is that deformation caused by application of a voltage to one region of the body is transformed into another region of the same body and converted into a secondary voltage.
또한, 상기 전류 검출부(10)는 상기 압전 트랜스(30)의 입력 접지(GND)측에 연결된 입력 전극(31)에 직렬로 연결되며, 이때 구동부(20)를 통해 입력 전극(31)에 가해지는 전류를 검출하여 그 검출된 전류값을 제어부(10)로 피드백시키게 된다.In addition, the current detector 10 is connected in series to an input electrode 31 connected to an input ground (GND) side of the piezoelectric transformer 30, and is applied to the input electrode 31 through the driver 20. The current is detected and the detected current value is fed back to the controller 10.
따라서, 제어부(10)는 상기 전류 검출부(60)에 의해 검출된 압전 트랜스(30)의 입력 전류 변화에 따라 구동부의 구동을 제어하여 압전 트랜스(30)에 의해 승압되어 냉음극관 램프(40)로 출력되는 전원 전압 및 주파수를 가변시킴으로써 정전류 제어를 수행한다.Accordingly, the controller 10 controls the driving of the driving unit according to the change of the input current of the piezoelectric transformer 30 detected by the current detector 60, and is boosted by the piezoelectric transformer 30 to the cold cathode tube lamp 40. Constant current control is performed by varying the output power supply voltage and frequency.
이하에는 본 발명의 양호한 실시예에 따른 냉음극관 램프의 구동 제어 장치의 동작을 설명하기로 한다.Hereinafter, the operation of the drive control apparatus for the cold cathode tube lamp according to the preferred embodiment of the present invention will be described.
상용 전원(Vin)이 입력되면 제어부(10)는 구동부(20)를 제어하여 압전 트랜스(30)에 소정 주파수의 초기 구동 전원이 인가되도록 한다. 이때, 압전 트랜스(30)는 구동부(20)를 통해 입력 전극에 구동 전원을 인가받게 되면 압전체의 내부 전극에 의한 변형으로 출력 전극측으로 승압된 전압 신호를 출력시키게 된다.When the commercial power Vin is input, the controller 10 controls the driving unit 20 to apply the initial driving power of a predetermined frequency to the piezoelectric transformer 30. At this time, when the piezoelectric transformer 30 receives the driving power to the input electrode through the driving unit 20, the piezoelectric transformer 30 outputs a voltage signal boosted to the output electrode side by deformation by the internal electrode of the piezoelectric body.
따라서, 냉음극관 램프(40)는 압전 트랜스(30)에 의해 승압되어 인가되는 구동 전원에 따라 동작되어 액정 디스플레이 백라이트로 구동됨으로서 액정 디스플레이를 통해 문자,그래픽등의 정보가 출력될 수 있도록 한다.Accordingly, the cold cathode tube lamp 40 is operated according to a driving power source that is boosted by the piezoelectric transformer 30 to be driven by a liquid crystal display backlight so that information such as text and graphics can be output through the liquid crystal display.
이때, 전류 검출부(60)는 압전 트랜스(30)의 입력 접지측에서 압전 트랜스(30)에 가해지는 전력을 직접 검출하여 제어부(10)로 검출된 전류신호를 피드백시킨다. 제어부(10)는 전류 검출부(60)로부터 입력된 전류값에 따라 냉음극관 램프(40)의 동작 상태를 파악하고, 일예로 외부로부터의 액정 디스플레이의 밝기 조절 신호등이 입력됨에 따라 냉음극관 램프(40) 구동 전압에 대한 조정이 필요하다고 판단되는 경우에는 전류 검출부(60)에 의해 검출된 전류값에 따라 압전 트랜스(30)의 입력 전압을 얼마나 조정해야 하는 가를 판단한다.At this time, the current detector 60 directly detects the power applied to the piezoelectric transformer 30 on the input ground side of the piezoelectric transformer 30 and feeds back the detected current signal to the controller 10. The controller 10 grasps the operation state of the cold cathode tube lamp 40 according to the current value input from the current detector 60, and, for example, as the brightness control signal of the liquid crystal display from the outside is input, the cold cathode tube lamp 40 When it is determined that adjustment to the driving voltage is necessary, it is determined how much the input voltage of the piezoelectric transformer 30 needs to be adjusted according to the current value detected by the current detector 60.
또한, 제어부(30)는 압전 트랜스(30)의 입력 전압을 조정하고자 하는 만큼 구동부(20)에 제어신호를 출력하고, 구동부(20)는 제어부(10)의 제어에 따라 압전 트랜스(30)의 입력 전압 및 입력 주파수를 조정하여 냉음극관 램프(40)의 정전류 제어를 수행한다.In addition, the control unit 30 outputs a control signal to the driving unit 20 as much as desired to adjust the input voltage of the piezoelectric transformer 30, the driving unit 20 of the piezoelectric transformer 30 under the control of the control unit 10; The input voltage and the input frequency are adjusted to perform constant current control of the cold cathode tube lamp 40.
본 발명에 따른 압전 트랜스를 이용한 냉음극관 램프의 구동 제어 장치는 전술한 실시예에 국한되지 않고 본 발명의 기술 사상이 허용하는 범위내에서 다양하게 변형하여 실시될 수 있다.The driving control apparatus of the cold cathode tube lamp using the piezoelectric transformer according to the present invention is not limited to the above-described embodiment can be implemented in various modifications within the range allowed by the technical idea of the present invention.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 압전 트랜스를 이용한 냉음극관 램프의 구동 제어 장치는 전류 검출부를 압전 트랜스의 입력 접지측에 연결함으로써 압전 트랜스에 가해지는 전력을 직접 검출하여 제어부로 피드백함으로써 출력 전류를 제어하게 된다.As described above, the driving control apparatus of the cold cathode tube lamp using the piezoelectric transformer according to the present invention by connecting the current detection unit to the input ground side of the piezoelectric transformer directly detects the power applied to the piezoelectric transformer and feeds it back to the controller to output the output current. Will be controlled.
이로 인하여 본 발명에 따른 압전 트랜스를 이용한 냉음극관 램프의 구동 제어 장치는 압전 트랜스의 출력측에 냉음극관 램프만 구성되므로 압전 트랜스의 출력과 냉음극관 램프의 매칭이 용이하게 되며 출력손실이 발생되지 않는 이점이 있다. 나아가 압전 트랜스의 입력 전력을 직접 제한하게 되므로 압전 트랜스의 소손에 의한 오동작을 방지할 수 있으며, 1차측에서 전류를 검출함으로써 정전류 제어를 위한 응답 속도도 빠르게 되는 효과가 있다.As a result, the driving control apparatus of the cold cathode tube lamp using the piezoelectric transformer according to the present invention has only the cold cathode tube lamp on the output side of the piezoelectric transformer, so that the matching of the output of the piezoelectric transformer and the cold cathode tube lamp is easy and no output loss occurs. There is this. Furthermore, since the input power of the piezoelectric transformer is directly limited, a malfunction due to the burnout of the piezoelectric transformer can be prevented, and the response speed for the constant current control is also increased by detecting the current on the primary side.
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| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
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Payment date: 20070328 Year of fee payment: 6 |
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