KR20010053718A

KR20010053718A - 압전트랜스를 이용한 냉음극관의 전원공급장치

Info

Publication number: KR20010053718A
Application number: KR1019990054194A
Authority: KR
Inventors: 염장현; 김종선
Original assignee: 이형도; 삼성전기주식회사
Priority date: 1999-12-01
Filing date: 1999-12-01
Publication date: 2001-07-02

Abstract

본 발명은 액정디스플레이등의 백라이트 점등용으로 사용되는 냉음극관의 점등장치에 있어서, 다수의 출력단을 갖는 압전트랜스에 의해 복수의 냉음극관을 점등토록 하는 압전트랜스를 이용한 냉음극관의 전원공급장치에 관한 것으로서 그 기술적인 구성은, 압전체 소자와, 상기 압전체소자 상측면에 폭방향으로 형성되어 교류전압 발생기와 연결되는 입력전극및, 상기 입력전극의 측면에 형성되어 복수개의 냉음극관 일측 단자에 연결되는 출력전극과, 상기 압전체소자의 하측면에 입력전극과 대향토록 형성되어 교류전압 발생기및 냉음극관 타측 단자에 공통으로 연결되는 공통전극을 포함하여 구성되는 것을 요지로 한다.

Description

압전트랜스를 이용한 냉음극관의 전원공급장치{POWER SUPPLY OF COLD CATHODE FLUORESCENT TUBE USING PIEZOELECTRIC TRANSFORMER}

본 발명은 백라이트용으로 사용되는 냉음극관을 점등하는 인버터에 있어서,다수의 출력단이 일체로 형성되는 압전트랜스에 의해 복수의 냉음극관을 점등토록 하는 압전트랜스를 이용한 냉음극관의 전원공급장치에 관한 것이다.

일반적으로 냉음극관은, 냉음극 방출(COLD EMISSION:음극표면에 강한 전계가 가해지기 때문에 일어나는 전자방출)현상을 이용한 광원관으로써 노트북 컴퓨터등에서의 액정 디스플레에 그래픽 등을 표시하기 위해 필요한 빛의 공급원인 백라이트(BACK LIGHT) 용으로 이용된다.

이러한 액정 디스플레이의 그래픽등을 표시하기 위한 백 라이트를 구동시키기 위해서는 일예로 약 500볼트 정도의 전압이 필요하며, 이러한 구동전압을 발생시키기 위해서는 일반적으로 상용 교류전원을 승압시키는 승압용 트랜스포머가 필요하게 된다.

이와같은 기술과 관련된 종래의 2개 이상의 냉음극관을 점등시키는 인버터에 있어서는 도1에 도시한 바와같이, 상호 전기적으로 연결되는 교류전압 발생기(100)와 권선형 트랜스 (105)및 콘덴서(110)등으로 이루어 지는 냉음극관 인버터(120)의 일측에 다수의 냉음극관(130)이 전기적으로 연결되고, 상기 권선형 트랜스(105)의 출력단에 냉음극관(130)과 직렬로 연결된 콘덴서(110)가 연결되는 구성으로 이루어 진다.

상기와 같은 냉음극관용 인버터에 있어서는, 교류전압 발생기(100)를 통하여 전달되는 전압이 권선형 트랜스(105)에 전달되고, 상기 권선형 트랜스(105)의 일측에는 각각의 낸음극관(130)에 직렬로 연결되는 콘덴서(110)를 통하여 1개의 냉응극관이 먼저 점등되더라도 다른 냉음극관들에게 초기점등을 위해 필요한 전압을 인가할수 있도록 되고, 따라서 이러한 콘덴서(110)는 고내압 특성을 가져야만 되는 것이다.

그러나, 상기와 같은 냉음극관용 인버터는, 권선형 트랜스(105)의 출력단에 고내압용 콘덴서(110)를 연결하여야 됨으로써 별도의 절연설계를 하여야 되어 이에따른 가격이 상승하게 되고, 2개 이상의 출력단 권선을 준비하여야 하여 냉음극관용 인버터(120)의 크기가 증가되며, 이를 방지토록 단일 출력단으로 연결되는 콘덴서(110)를 이용하여야 함으로써 사용상의 제약이 따르게 되는 등의 문제점들이 있었던 것이다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점들을 개선시키기 위한 것으로서 그 목적은, 압전트랜스에 의해 다수의 냉음극관을 점등토록 하여 종래에 다등의 점등을 위하여 별도의 권선형 트랜스나 콘덴서가 필요없어 부품수가 절감되어 작업을 단순화 함은 물론 원가를 최소화 하고, 냉음극관용 인버터의 부피를 최소화 하여 설계상의 제약이 방지되며, 별도의 절연설계가 불필요하게 되는 압전트랜스를 이용한 냉음극관의 전원공급장치를 제공하는데 있다.

도1은 종래의 냉음극관 전원공급장치를 도시한 개략도

도2A,B는 본 발명에 따른 냉음극관 전원공급장치를 도시한 개략도

도3A,B은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전원공급장치를 도시한 개략도

도4A,B는 본 발명의 또다른 실시예에 따른 전원공급장치를 도시한 개략도

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

1...압전체 소자 2...교류전압 발생기

3...입력전극 4...냉음극관

6...출력전극 7...공통전극

8...유전체 시이트

상기 목적을 달성하기 위한 기술적인 구성으로서 본 발명은, 압전체 소자와,

상기 압전체소자 상측면에 형성되어 교류전압 발생기와 연결되는 입력전극및,

상기 압전체소자의 입력전극외에 등간격으로 형성되고, 압전체 소자의 길이방향 측면에 형성되어 복수의 냉음극관 일측 단자에 각각 일대일 연결되는 출력전극과,

상기 압전체소자의 하측면에 입력전극과 대향토록 형성되어 교류전압 발생기및 냉음극관 타측 단자에 공통으로 연결되는 공통전극을 포함하는 구성으로 이루어 진 압전트랜스를 이용한 냉음극관의 전원공급장치를 마련함에 의한다.

이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도2A,B는 본 발명에 따른 냉음극관 전원공급장치를 도시한 개략도이고, 도3 및 도4의 A,B는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전원공급장치를 도시한 개략도로서 본 발명의 구성은 다음과 같다.

먼저, 다수의 유전체 시이트를 일체로 적층 인쇄하여 압전체 소자(1)를 형성한다.

그리고, 도2A,B에서와 같이, 상기 압전체소자(1) 상측면 길이방향 중앙부에 폭방향으로 형성되면서 교류전압 발생기(2)와 연결되는 입력전극(3)을 일체로 형성한다.

또한, 상기 상기 압전체소자(1) 상측면 길이방향 중앙부에 폭방향으로 형성되면서 교류전압 발생기(2)와 연결되는 입력전극(3)을 유전시 시이트의 적층시 일체로 적층 형성한다.

상기 입력전극(3)의 측면에 형성되어 복수개의 냉음극관(4) 일측 단자(5A)에 각각 일대일 연결토록 출력전극(6)을 압전체소자(1)의 길이(장경(長徑))방향 양측면에 형성한다.

상기 압전체소자(1)의 하측면에 입력전극(3)과 대향토록 공통전극(7)을 형성하고, 상기 공통전극(7)은, 교류전압 발생기(2)와 복수의 냉음극관(4)의 타측 단자(5B)에 공동으로 연결되는 케이블(미도시)에 공동 접지토록 된다.

그리고, 압전체 소자(1)의 일측에 적층되는 입력전극(3) 사이에 순차로 적층되어 타측에 위치토록 공통전극(7)이 일체로 형성된다.

한편, 도3A,B에서와 같이, 상기 압전체소자(1) 상측면 길이방향 중앙부에 폭방향으로 형성되면서 교류전압 발생기(2)와 연결되는 입력전극(3)을 일체로 형성한다.

상기 입력전극(3)의 측면에 형성되어 복수개의 냉음극관(4) 일측 단자(5A)에 일대일 연결토록 압전체소자(1)의 길이방향 양측면및, 입력전극(3)의 양측에서 등간격으로 위치토록 복수의 출력전극(6)을 형성한다.

또한, 상기 입력전극(3)의 양측에 등간격으로 배치되는 출력전극(6)은, 압전체 소자(1)의 적층시 일체로 적층 형성된다.

더하여, 도4A,B에서와 같이, 상기 압전체소자(1) 상측면 길이방향 일측단에 접하도록 폭방향으로 형성되면서 교류전압 발생기(2)와 연결되는 입력전극(3)을 일체로 형성한다.

또한, 상기 상기 압전체소자(1) 상측면 길이방향 일측단에 접하도록 폭방향으로 형성되면서 교류전압 발생기(2)와 연결되는 입력전극(3)을 유전시 시이트의 적층시 일체로 적층 형성한다.

상기 입력전극(3)의 측면에 형성되어 복수개의 냉음극관(4) 일측 단자(5A)에 일대일 연결토록 압전체소자(1)의 길이방향 일측면및, 입력전극(3)의 일측에서 등간격으로 위치토록 되는 복수의 출력전극(6)을 형성한다.

또한, 상기 입력전극(3)의 양측에 등간격으로 배치되는 출력전극(6)은, 압전체 소자(1)의 적층시 일체로 적층 형성되는 구성으로 이루어 진다.

이와같은 구성으로 이루어진 본 발명의 작용을 설명하면 다음과 같다.

본 발명은, 종래의 승압용 트랜지스터로는 구현하기 힘든 노이즈의 억제나 저소비 전력화, 기기의 소형화등의 요구에 부합하기 위해 압전효과(Piezoelectric Effect)를 이용한 압전 트랜스포머(Piezoelectric Transfomer)를 사용 하였다.

이러한 압전트랜스의 기본 원리는 몸체의 한 영역으로 전압이 인가됨으로써 발생되는 변형이 같은 다른 몸체의 다른 영역으로 변형이 발생되어 2차 전압이 발생되는 것이고, 이에 대한 가장 간단한 형태인 로젠(ROSEN)형을 사용하였다.

이러한 압전트랜스는, 소정 패턴의 내부전극이 적층인쇄된 적층 시이트를 다수층 적층하여 압전체 소자를 형성하고, 상기 압전체 소자의 길이방향 일측에 상하로 외부입력전극을 형성함과 동시에 입력측과 대향되는 압전체 소자의 측면에 출력전극을 형성한다.

이때, 상기 외부 입력전극에 공진주파수의 전압을 인가하면 내부전극에 횡 진동모드가 발생하여 이것이 압전체 소자의 측면에 형성된 출력전극 측으로 길이방향 진동을 유발시키고, 이때 발생하는 응력에 의한 압전효과로서 출력전극측에 전압이 발생되게 되며, 이에 의하여 출력측에서 승압이 일어나게 된다.

도2A,B에 도시한 바와같이, 상기 압전체소자(1)의 상하측에 형성되거나 적층 형성되는 입력전극(3)과 공통전극(7)을 교류전압 발생기(2)에 입력하여 공진주파수의 전압을 인가하면 내부에 횡 진동모드가 발생하여 이것이 압전체 소자(1)의 양측면에 형성된 출력전극(6) 측으로 길이방향 진동을 유발시킨다.

이때, 상기 동작에 의해 발생하는 압전체 소자(1)의 응력에 의한 압전효과로서 출력전극(6)에 전압이 발생하게 되면서 승압이 발생되어 이에 단자(5A)를 통하여 일체로 연결되는 냉음극관(4)에 높은전압을 인가하게 된다.

그리고, 상기 압전체소자(1)의 하측면에 입력전극(3)과 대향토록 형성되는 공통전극(7)을 통하여 동일한 전압이 인가되고, 상기 공통전극(7)은, 교류전압 발생기(2)와 복수의 냉음극관(4)의 타측 단자(5B)에 공동으로 연결되어 냉음극관(4)에 높은 전압을 인가하게 된다.

또한, 도3및 도4의 A,B에서와 같이, 상기 압전체소자(1)의 상하측에 형성되거나 적층 형성되는 입력전극(3)과 공통전극(7)을 교류전압 발생기(2)에 입력하여 공진주파수의 전압을 인가하면 내부에 횡 진동모드가 발생하여 이것이 압전체 소자(1)의 양측면및 입력전극(3)의 측면에 등간격으로 배치되는 복수의 출력전극(6) 측으로 길이방향 진동을 유발시킨다.

이때, 상기 동작에 의해 발생하는 응력에 의한 압전효과로서 출력전극(6)에 전압이 발생하게 되면서 승압이 발생되어 이에 단자(5A)를 통하여 연결되는 냉음극관(4)에 높은전압을 인가하게 된다.

그리고, 상기 압전체소자(1)의 하측면에 입력전극(3)과 대향토록 형성되는공통전극(7)을 통하여 동일한 전압이 인가되고, 상기 공통전극(7)은, 교류전압 발생기(2)와 복수의 냉음극관(4)의 타측 단자(5B)에 공동으로 연결되어 냉음극관(4)에 높은 전압을 인가하게 된다.

이에 의하여, 복수개의 출력전극이 형성되는 압전트랜스에 의해 종래의 권선형 트랜스나 콘덴서가 불필요하여 부품수를 현저히 줄여 인버터를 최소화하여 설계상의 제약및 고내압의 콘덴서를 설치할 필요가 없어 별도의 절연 설비가 불필요 하게 되는 것이다.

이상과 같이 본 발명에 따른 압전트랜스를 이용한 냉음극관의 전원공급장치에 의하면, 복수개의 출력단이 형성되는 압전트랜스에 의해 복수개의 냉음극관을 점등토록 하여 다등의 점등을 위하여 별도의 권선형 트랜스나 안정기 콘덴서가 필요없어 부품수가 절감되어 작업을 단순화 함은 물론 원가를 최소화 하고, 냉음극관용 인버터의 부피를 최소화 하여 설계상의 제약이 방지되며, 콘덴서가 불필요하여 이를 절련시키기 위한 별도의 절연설계가 불필요하게 되는 등의 우수한 효과가 있다.

한편, 이러한 방식으로 구성되는 압전트랜스포머및 다양한 진동모드(길이진동형, 폭진동형, 면진동형, RADIAL형, RING형등의 진동모드를 포함함)를 갖는 트랜스포머를 사용하여 전압변환, 전력전달을 목적으로 하는 전력변환회로(DC-DC 변환기, AC-DC 변환기, DC-AC 변환기)에서 다출력을 용이하게 얻도록 된다.

Claims

압전트랜스에 있어서,

압전체 소자와,

상기 압전체소자 상측면에 형성되어 교류전압 발생기와 연결되는 입력전극및,

상기 압전체소자 상측의 입력전극외측에 등간격으로 형성되고, 압전체 소자의 길이방향 측면에 형성되어 복수의 냉음극관 일측 단자에 각각 일대일 연결되는 출력전극과,

상기 압전체소자의 하측면에 입력전극과 대향토록 형성되어 교류전압 발생기및 냉음극관 타측 단자에 공통으로 연결되는 공통전극을 구비하여 구성됨을 특징으로 하는 압전트랜스를 이용한 냉음극관의 전원공급장치
제1항에 있어서, 상기 압전체 소자에 형성되는 입력전극은, 적층형성되는 것을 특징으로 하는 압전트랜스를 이용한 냉음극관의 전원공급장치
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 압전체 소자에 형성되는 입력전극은, 압전체소자의 길이방향 중앙부에 형성되는 것을 특징으로 하는 압전트랜스를 이용한 냉음극관의 전원공급장치
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 압전체 소자에 형성되는 입력전극은, 압전체소자의 길이방향 일측단에 접하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 압전트랜스를 이용한 냉음극관의 전원공급장치