KR20010029109A - 백라이트용 압전 인버터 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 입력되는 직류 전압을 공진시켜 교류 전압으로 변환시키는 공진부 및 전계 효과 트랜지스터와, 상기 공진부에서 출력되는 교류 전압을 승압시켜 냉음극관으로 출력하여 냉음극관을 점등시키는 압전 트랜스와, 상기 냉음극관을 흐르는 관전류를 센싱하여 전압으로 변환시켜 출력하는 귀환부를 포함하여 구성되는 압전 인버터에 있어서, 상기 전계 효과 트랜지스터의 게이트에 펄스 형태의 파형을 출력시켜 상기 전계 효과 트랜지스터를 스위칭시키는 범용 펄스폭 변조 IC와, 상기 귀환부의 출력 전압의 크기에 따라 상기 범용 펄스폭 변조 IC의 튜닝 저항의 저항값을 가변시키도록 상기 전계 효과 트랜지스터의 스위칭을 제어하도록 상기 귀환부와 상기 범용 펄스폭 변조 IC의 튜닝 저항에 전기적으로 연결되는 주파수 제어 회로를 구비하여, 상기 주파수 제어 회로는 상기 냉음극관의 관전류가 증가하면 상기 범용 펄스폭 변조 IC의 주파수를 증가시키고, 상기 냉음극관의 관전류가 감소하면 상기 범용 펄스폭 변조 IC의 주파수를 감소시키도록 이루어진다.
따라서 본 발명에 의하면 주문형 구동 IC를 대처하는 범용 펄스폭 변조 IC와 주파수 제어 회로를 압전 인버터에 설치하여 주파수를 가변시켜 냉음극관의 관전류를 제어하도록 함으로써 압전 인버터의 제작 원가를 절감시킬 수 있다.

Description

백라이트용 압전 인버터{PIEZO INVERTER FOR BACK LIGHT}
본 발명은 백라이트용 압전 인버터에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 압전 인버터에 범용 펄스폭 변조 IC와 이의 출력 주파수를 제어하는 주파수 제어 회로를 설치하여 압전 인버터의 제작 원가를 절감시키는 백라이트용 압전 인버터에 관한 것이다.
일반적으로 백라이트용 압전 인버터는 엘씨디(LCD) 패널의 백라이트(back light)를 점등시키도록 직류 전압을 공급받아 교류 전압으로 변환시키고 변환된 교류 전압을 수백볼트로 승압시켜 엘씨디 패널의 백라이트인 냉음극관을 동작시키도록 구성된다.
이러한 백라이트용 압전 인버터는 도 1에 도시된 바와 같이 구동 IC(10), 전계 효과 트랜지스터(Q1), 공진부(20), 압전 트랜스(30) 및 귀환부(40)로 구성된다.
구동 IC(10)는 압전 트랜스(30)의 고유 공진 주파수를 발생시키고, 귀환부(40)에서 입력되는 신호를 이용하여 고유 공진 주파수를 가변시키도록 구성된다.
공진부(20) 및 전계 효과 트랜지스터(Q1)는 입력되는 직류 전압을 공진시켜 교류 전압으로 변환시키도록 구성된다. 여기서, 공진부(20)는 초크 코일(L1)과, 압전 트랜스(30)의 내부 용량(C1)으로 구성된다.
압전 트랜스(30)는 공진부(20)를 통해 입력되는 교류 전압을 승압시켜 냉음극관(1)으로 출력하도록 공진부(20)의 출력단에 연결되어 구성되고, 귀환부(40)는 냉음극관(1)의 관전류를 센싱한 후 전압으로 변경시켜 이를 구동 IC(10)로 출력하도록 냉음극관(1)의 일단에 연결된다.
이하 이러한 종래의 백라이트용 압전 인버터의 작용을 도 1을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
구동 IC(10)는 압전 트랜스(30)의 고유 공진 주파수를 일정한 듀티비로 전계 효과 트랜지스터(Q1)의 게이트로 펄스파 형태로 출력하면, 공진부(20)의 초크 코일(L1)과 압전 트랜스(30)의 내부 용량(C1)은 전계 효과 트랜지스터(Q1)의 스위칭 동작에 의해 직류 전압을 하프 웨이브 형태의 파형으로 변환시켜 압전 트랜스(30)로 출력한다.
그러면 압전 트랜스(30)는 입력된 교류 전압을 사인 웨이브 형태의 파형으로 승압 즉, 교류 고전압으로 변환시켜 냉음극관(1)으로 출력시키면, 냉음극관(1)은 압전 트랜스(30)에서 인가된 교류 고전압에 의해 점등된다.
한편 냉음극관(1)이 점등되면 귀환부(40)는 냉음극관(1)을 흐르는 관전류를 센싱하여 직류 전압로 변환시킨 후 이를 구동 IC(10)로 출력하면, 구동 IC(10)는 귀환부(40)에서 출력된 직류 전압의 레벨에 따라 주파수를 변화시켜 전계 효과 트랜지스터(Q1)로 출력되는 고유 공진 주파수를 가변시킨다. 여기서, 구동 IC(10)의 고유 공진 주파수를 변화시키는 이유는 공진부(20)로 입력되는 직류 전압이 가변되어도 구동 IC(10)의 고유 공진 주파수를 변화시켜 압전 트랜스(30)의 승압비를 제어하여 냉음극관(1)에 일정한 관전류를 인가시키기 위해서이고, 또한 귀환부(40)로 직접 외부 신호를 입력시켜서 구동 IC(10)의 고유 공진 주파수를 변화시켜 냉음극관(1)의 밝기를 조절하도록 하기 위해서이다.
그러나 이러한 종래의 백라이트용 압전 인버터는 구동 IC에 압전 트랜스의 승압비를 조절하기 위하여 주파수를 제어하기 때문에 구동 IC 내부에 전압 제어 발진회로가 필수적으로 구비되어야 하므로 전압 제어 발진회로가 내장된 주문형 구동 IC만을 압전 인버터에 사용하기 때문에 제작 원가가 상승되는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 그 목적은 주문형 구동 IC 대용의 범용 펄스폭 변조 IC와 주파수 제어 회로를 압전 인버터에 설치하여 주파수를 가변시켜 냉음극관의 관전류를 제어하도록 함으로써 압전 인버터의 제작 원가를 절감시키도록 하는데 있다.
도 1은 일반적인 종래의 백라이트용 압전 인버터의 구성을 개략적으로 나타낸 블록 회로도
도 2는 본 발명에 의한 백라이트용 압전 인버터의 구성을 개략적으로 나타낸 블록 회로도
도 3은 본 발명에 따라 각 부분의 출력 파형을 나타낸 파형도
＜도면의 주요부분에 대한 부호의 설명＞
1 : 냉음극관 10 : 구동 IC
20 : 공진부 30 : 압전 트랜스
40 : 귀환부 100 : 범용 펄스폭 변조 IC
200 : 공통 베이스 회로 C1 : 내부 용량
L1 : 초크 코일 R1 : 튜닝 저항
R : 저항 Q1 : 전계 효과 트랜지스터
Q2 : 트랜지스터
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징은, 입력되는 직류 전압을 공진시켜 교류 전압으로 변환시키는 공진부 및 전계 효과 트랜지스터와, 상기 공진부에서 출력되는 교류 전압을 승압시켜 냉음극관으로 출력하여 냉음극관을 점등시키는 압전 트랜스와, 상기 냉음극관을 흐르는 관전류를 센싱하여 전압으로 변환시켜 출력하는 귀환부를 포함하여 구성되는 압전 인버터에 있어서,
상기 전계 효과 트랜지스터의 게이트에 펄스 형태의 파형을 출력시켜 상기 전계 효과 트랜지스터를 스위칭시키는 범용 펄스폭 변조 IC와,
상기 귀환부의 출력 전압의 크기에 따라 상기 범용 펄스폭 변조 IC의 튜닝 저항의 저항값을 가변시켜 상기 범용 펄스폭 변조 IC의 주파수를 변경시키도록 상기 귀환부와 상기 범용 펄스폭 변조 IC의 튜닝 저항에 전기적으로 연결되는 주파수 제어 회로를 구비하여,
상기 주파수 제어 회로는 상기 냉음극관의 관전류가 증가하면 상기 범용 펄스폭 변조 IC의 주파수를 증가시키고, 상기 냉음극관의 관전류가 감소하면 상기 범용 펄스폭 변조 IC의 주파수를 감소시키도록 이루어진다.
여기에서 상기 주파수 제어 회로는 에미터가 상기 귀환부의 출력단에 연결되고, 컬렉터가 상기 범용 펄스폭 변조 IC의 튜닝 저항과 병렬로 연결되며, 베이스가 그라운드에 접지되는 트랜지스터를 구비하는 공통 베이스 회로이다.
따라서 상기와 같이 구성된 본 발명에 따르면 압전 인버터에 범용 펄스폭 변조 IC과 이의 출력 주파수를 제어하는 주파수 제어 회로를 설치하여 압전 인버터의 제작 원가를 절감시킬 수 있다.
이하 본 발명에 의한 백라이트용 압전 인버터의 구성 및 작용을 도 2 및 도 3을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다. 도 2에 있어서 도 1에 나타낸 백라이트용 압전 인버터와 동일 부분에 대해서는 도 1과 동일한 참조 부호를 부여하고 그에 대한 설명을 생략한다.
도 2는 본 발명에 의한 백라이트용 압전 인버터의 구성을 개략적으로 나타낸 블록 회로도이고, 도 3은 본 발명에 따라 각 부분의 출력 파형을 나타낸 파형도이다.
도 2를 보면, 먼저 범용 펄스폭 변조 IC(100)는 전계 효과 트랜지스터(Q1)의 게이트에 펄스 형태의 파형을 출력시켜 전계 효과 트랜지스터(Q1)를 스위칭시키도록 구성된다.
그리고 공통 베이스 회로(200)는 귀환부(40)의 출력 전압의 크기에 따라 범용 펄스폭 변조 IC(100)에 접속된 튜닝 저항(R1)의 저항값을 가변시켜 범용 펄스폭 변조 IC(100)에서 출력되는 주파수를 변경시켜서 범용 펄스폭 변조 IC(100)에서 전계 효과 트랜지스터(Q1)의 스위칭을 제어할 수 있도록 트랜지스터(Q2)와 저항(R)으로 구성된다.
트랜지스터(Q2)는 에미터가 귀환부(40)의 출력단에 연결되고, 컬렉터가 범용 펄스폭 변조 IC(100)의 튜닝 저항(R1)과 병렬로 연결되며, 베이스가 그라운드에 접지된다.
저항(R)은 트랜지스터(Q2)의 에미터, 컬렉터 및 베이스에 각각 직렬 연결된다.
이하 본 발명에 의한 백라이트용 압전 인버터의 작용을 도 3을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
먼저 시스템이 온되면 범용 펄스폭 변조 IC(100)는 도 3의 A와 같은 펄스파 형태의 신호를 전계 효과 트랜지스터(Q1)의 게이트에 출력시키면, 전계 효과 트랜지스터(Q1)의 스위칭 동작에 의해 공진부(20)의 초크 코일(L1)과 압전 트랜스(30)의 내부 용량(C1)에 의해 직류 전압이 도 3의 B와 같이 하프 웨이브 형태의 파형을 변환되어 압전 트랜스(30)로 출력된다.
그러면 압전 트랜스(30)는 입력된 교류 전압을 도 3의 C와 같은 사인 웨이브 형태의 파형으로 승압시켜 냉음극관(1)으로 출력시키고, 냉음극관(1)은 압전 트랜스(30)에서 인가된 교류 고전압에 의해 점등된다.
한편 냉음극관(1)이 점등되면 귀환부(40)는 냉음극관(1)을 흐르는 관전류를 센싱하여 직류 전압로 변환시킨 후 공통 베이스 회로(200)의 트랜지스터(Q2)의 에미터로 출력하게 되는데, 귀환부(40)의 출력 레벨이 도 3의 V2에서 V3로 높아지면 공통 베이스 회로(200)의 트랜지스터(Q2)의 에미터 전류(Ie)가 제한되어지고 콜렉터측에서 본 임피던스가 증가하게 되어 콜렉터 전류(Ic)도 감소된다.
공통 베이스 회로(200)의 트랜지스터(Q2)의 콜렉터 전류(Ic)가 감소되면 인가되는 전류의 크기는 동일하므로 트랜지스터(Q2)에 콜렉터와 병렬 연결된 범용 펄스폭 변조 IC(100)의 튜닝 저항(R1)의 전류(I1)의 크기가 증가된다.
이로 인하여 범용 펄스폭 변조 IC(100)는 튜닝 저항(R1)의 저항값이 낮아진 것처럼 인식하여 주파수를 증가시킨다.
f∝1/RC
여기에서, f는 범용 펄스폭 변조 IC의 출력 주파수, R은 튜닝 저항의 저항값이며, C는 튜닝 콘덴서의 용량값을 각각 나타낸다.
즉 상기의 수학식과 같이 튜닝 저항(R1)의 저항값이 낮아지면 범용 펄스폭 변조 IC(100)의 출력 주파수가 상승된다.
반대로 귀환부(40)의 출력 레벨이 도 3의 V2에서 V1로 낮아지면 공통 베이스 회로(200)의 트랜지스터(Q2)의 에미터 전류(Ie)가 상승되고 콜렉터측에서 본 임피던스가 증가하게 되어 콜렉터 전류(Ic)도 증가된다.
공통 베이스 회로(200)의 트랜지스터(Q2)의 콜렉터 전류(Ic)가 증가되면 인가되는 전류의 크기는 동일하므로 트랜지스터(Q2)에 콜렉터와 병렬 연결된 범용 펄스폭 변조 IC(100)의 튜닝 저항(R1)의 전류(I1)의 크기가 감소된다.
이로 인하여 범용 펄스폭 변조 IC(100)는 튜닝 저항(R1)의 저항값이 높아진 것처럼 인식하여 주파수를 감소시킨다.
결국 범용 펄스폭 변조 IC(100)에서 출력되는 주파수를 가변시켜 압전 트랜스(30)의 승압비를 조절하므로 냉음극관(1)의 관전류를 일정하게 유지시킬 수 있다.
또한 외부에서 귀환부(40)로 전압을 인가시켜 범용 펄스폭 변조 IC(100)의 주파수를 가변시켜서 냉음극관(1)의 관전류를 제어하여 냉음극관(1)의 밝기를 조절할 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의한 백라이트용 압전 인버터에 의하면 다음과 같은 이점이 발생한다.
즉 주문형 구동 IC 대용의 범용 펄스폭 변조 IC와 주파수 제어 회로를 압전 인버터에 설치하여 주파수를 가변시켜 냉음극관의 관전류를 제어하도록 함으로써 압전 인버터의 제작 원가를 절감시킬 수 있다.

Claims (2)

  1. 입력되는 직류 전압을 공진시켜 교류 전압으로 변환시키는 공진부 및 전계 효과 트랜지스터와, 상기 공진부에서 출력되는 교류 전압을 승압시켜 냉음극관으로 출력하여 냉음극관을 점등시키는 압전 트랜스와, 상기 냉음극관을 흐르는 관전류를 센싱하여 전압으로 변환시켜 출력하는 귀환부를 포함하여 구성되는 압전 인버터에 있어서,
    상기 전계 효과 트랜지스터의 게이트에 펄스 형태의 파형을 출력시켜 상기 전계 효과 트랜지스터를 스위칭시키는 범용 펄스폭 변조 IC와,
    상기 귀환부의 출력 전압의 크기에 따라 상기 범용 펄스폭 변조 IC의 튜닝 저항의 저항값을 가변시켜 상기 범용 펄스폭 변조 IC에서 출력되는 주파수를 변경시키도록 상기 귀환부와 상기 범용 펄스폭 변조 IC의 튜닝 저항에 전기적으로 연결되는 주파수 제어 회로를 구비하여,
    상기 주파수 제어 회로는 상기 냉음극관의 관전류가 증가하면 상기 범용 펄스폭 변조 IC의 주파수를 증가시키고, 상기 냉음극관의 관전류가 감소하면 상기 범용 펄스폭 변조 IC의 주파수를 감소시키는 것을 특징으로 하는 백라이트용 압전 인버터.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 주파수 제어 회로는,
    에미터가 상기 귀환부의 출력단에 연결되고, 컬렉터가 상기 범용 펄스폭 변조 IC의 튜닝 저항과 병렬로 연결되며, 베이스가 그라운드에 접지되는 트랜지스터를 구비하는 공통 베이스 회로인 것을 특징으로 하는 백라이트용 압전 인버터.
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