KR20010057888A - 누설전류 방지용 압전인버터 - Google Patents

Abstract

본 발명은 누설전류 방지용 압전인버터에 관한 것으로서, 변압부를 통해 일정한 비율로 증폭 출력되는 전류를 전달받아 빛을 내는 냉음극관의 양 단자가 상기변압부의 입출력단에 각각 연결됨으로써 기존의 냉음극관의 일측 단자가 접지되고 다른측 단자만 변압부에 연결된 경우에 발생될 수 있는 기생 캐패시터로 인한 누설전류가 거의 없거나 최소화될 수 있으며, 추가적으로 피드백부의 일측 입력단이 변압부의 증폭전단에 연결되어 정확한 전류 감지 및 조절로 인해 일정한 전류량이 상기 냉음극관에 전달되므로 냉음극관의 휘도를 고르게 할 수 있는 이점을 제공하게 된다.

Description

누설전류 방지용 압전인버터{A piezo-electric inverter for prevention of leakage current}

본 발명은 변압부를 사용하여 냉음극관을 구동시키기 위한 압전 인버터에 관한 것으로서, 누설전류를 감소시킴으로써 효율을 최대화할 수 있는 누설전류 방지용 압전인버터에 관한 것이다.

일반적으로, 변압기는 수정이나 셀염 등의 결정에 어떤 방향에서 압력을 가하게 되면 일정방향에 전압을 발생하고, 거꾸로 전압을 주게 되면 결정체가 찌그러지는 동작으로 인해 전류 세기의 변화가 발생하게 되고, 그때 전류의 세기가 변함에 따라 변압기에 연결되는 냉음극관의 밝기 즉, 휘도가 변하게 된다.

도 1을 참조하면, 종래 기술에 따른 압전인버터는 전자 방출을 통해 빛을 내는 냉음극관(11) 입력단에서 상기 냉음극관(11)에 흐르는 전류의 세기를 일정 비율로 증폭하여 출력시키는 변압부(12)와, 상기 변압부(12)에 일측단자가 연결되고 다른 단자는 접지되어 있는 냉음극관(11)에 흐르는 전류량을 감지하여 상기 냉음극관(11)의 휘도(brightness)를 일정하게 유지하기 위해 전류량을 조절하는 궤환부(13)와, 상기 궤환부(13)에서 조절된 전류량에 따라 스위칭제어신호를 생성하여 출력하는 스위칭 제어부(14)와, 상기 스위칭 제어부(14)로부터 출력되는 스위칭제어신호에 따라 전원공급부(Vin)를 통해 시스템으로의 전원공급 여부가 결정되도록 온/오프 동작되는 스위칭부(15)와, 상기 스위칭부(15)의 온동작에 의해 전원이 공급되면 상기 변압부(12)로 공급되는 전류를 전달하는 기능을 수행하는 인덕터(L11)을 포함하여 구성된다.

도 2는 상기 냉음극관(11)의 부유용량을 나타낸 회로도로서, 냉음극관(11)의 한쪽 단자가 접지되어 있는 상태에서 패널(16)에 전자가 방출될 때 발생되는 기생콘덴서와 누설전류를 나타낸다.

상기와 같이 구성된 압전인버터의 동작은 다음과 같다.

스위칭부(15)의 온동작된 상태에서 전원공급부(Vin)로부터 전원이 인덕터(L11)를 통해 변압부(12)로 공급되면, 상기 변압부(12)는 냉음극관(11)에 흐르는 전류의 세기를 일정비율로 증폭하여 출력시키며, 그때 상기 냉음극관(11)에 전류가 흐르게 되므로 전자 방출을 통해 빛이 발생하게 된다. 이때, 궤환부(13)에서는 상기 냉음극관(11)에 흐르는 전류량을 감지하여 전류량을 적절히 조절하여 전달하게 된다. 그러나, 이때 전류감지저항(R11)은 상기 냉음극관(11)에서 발생되는 누설전류로 인해 정확하게 전류량을 감지할 수 없다.

상기 궤환부(13)에서 조절된 전류량에 따라서 스위칭 제어부(14)에서는 스위칭부(15)의 동작을 제어할 수 있는 스위칭 제어신호를 생성하여 출력하게 된다.상기 스위칭부(15)에서는 스위칭 제어부(14)로부터 전달받은 스위칭 제어신호에 따라 전원 공급여부를 결정하기 위해 스위칭 소자의 온/오프 동작이 수행되게 된다. 스위칭 소자의 온동작이 수행되면 상기 전원공급부(Vin)의 전원이 공급되어 인덕터(L11)를 통하여 상기 압전트랜스(12)로 전류를 공급하게 되고, 압전트랜스(12)에서는 전달받은 전류를 일정한 비율로 증폭하여 상기 냉음극관(11)으로 출력하게 된다. 상기와 같은 과정이 반복됨으로써 냉음극관(11)에 빛이 발생하게 된다.

상기와 같은 종래의 압전인버터는 냉음극관(11)의 특성상 발생하는 기생 콘덴서(C_f1)에 의해 누설전류가 발생하여 효율이 감소되며, 휘도에 영향을 미치는 전류감지저항이 정확한 상태의 전류를 감지할 수 없으므로 휘도가 불안정하여 냉음극관이 깜빡거리게 되는 현상과 같은 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 냉음극관의 두 단자를 변압부의 입력단과 출력단에 각각 연결시킴으로써 기생 콘덴서에 의한 누설전류를 최소화할 수 있으며, 휘도면에서도 냉음극관의 고른 밝기를 얻을 수 있는 누설전류 방지용 압전인버터를 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 압전인버터의 구성이 도시된 회로도,

도 2는 도 1의 일부구성요소인 냉음극관이 도시된 회로도,

도 3은 본 발명에 따른 누설전류 방지용 압전인버터의 구성이 도시된 회로도,

도 4는 도 3의 일부구성요소인 냉음극관이 도시된 회로도,

도 5는 본 발명에 따른 누설전류 방지용 압전인버터의 신호 파형도,

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

21 : 변압부 22 : 냉음극관

23 : 궤환부 24 : 스위칭 제어부

25 : 스위칭부

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명은 입력단으로부터 공급되는 전류를 일정 비율로 증폭하여 출력단으로 출력시키는 변압부와, 상기 변압부의 입력단과 출력단에 누설전류를 감소시키기 위해 양 단자가 각각 연결되어 증폭전류를 전달받고 그에 따라 전자방출 현상을 통해 빛을 내는 냉음극관과, 상기 냉음극관에 흐르는 전류량을 감지 및 조절하여 출력하는 궤환부와, 상기 궤환부로부터 출력되는 조절된 전류량에 따라 시스템이 구동되도록 전원공급 여부를 결정하는 스위칭제어신호를 생성 출력하는 스위칭 제어부와, 상기 스위칭제어신호에 따라 시스템에 전원을 공급시키기 위해 스위칭 동작되는 스위칭부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 제 2 특징은 상기 궤환부는 냉음극관에 흐르는 전류량을 감지하여 일정한 전류를 전달하여 냉음극관의 휘도를 일정하게 유지하기 위해 변압부의 증폭전단에 연결시키는 것이다.

이하, 본 발명의 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 3은 본 발명에 따른 누설전류 방지용 압전인버터가 도시된 회로도로서, 입력단으로부터 공급되는 전류를 일정한 비율로 증폭시켜 출력하는 변압부(21)와, 상기 변압부(21)의 입력단과 출력단에 누설전류를 감소시키기 위해 각각의 단자를 연결시켜 상기 변압부(21)의 출력단으로부터 전달되는 전류의 전자방출 현상으로 인해 빛이 발생되는 냉음극관(22)과, 상기 변압부(21)의 두 개의 입력단중 어느 하나에 연결되어 상기 냉음극관(22)에 항상 일정한 전류량을 전달하기 위해서 냉음극관(22)에 흐르는 전류량을 감지하고 그 감지된 전류량에 따라 조절하여 출력하는 궤환부(23)와, 상기 궤환부(23)에서 출력되는 전류량에 의해서 시스템이 계속 구동될 수 있도록 전원공급 여부를 결정하여 스위칭제어신호를 생성 출력하는 스위칭 제어부(24)와, 상기 스위칭제어신호에 따라 시스템에 전원을 공급시키기 위해 스위칭 소자가 온/오프 동작되는 스위칭부(25)와, 상기 스위칭부(25)로부터 전달되는 전류를 변압부(21)에 전달하는 기능을 수행하는 인덕터(L)를 포함하여 구성된다.

특히, 상기 궤환부(23)는 변압부(21)의 입력단에 연결되거나, 'A'지점에 연결될 수 있으며, 상기 냉음극관(21)에 흐르는 전류량을 정확하게 감지하여 그 감지된 전류량에 따라서 냉음극관(21)의 휘도를 일정하게 유지하기 위해 전류량을 적절히 조절하면서 출력하게 된다.

또한, 도 4는 종래에 일측단자가 접지되어 있던 상기 냉음극관(22)의 일측 단자가 변압부(21)의 입력단에 연결되는 상태를 나타내며, 이때 발생하는 기생 컨덴서(C_f)에 의한 누설전류는 거의 없다. 상기 냉음극관(22)의 빛은 패널(26)을 통해 사용자에게 전달되게 된다.

도 5의 (a)는 종래 압전인버터의 파형이며, (b)는 본 발명의 파형을 나타낸다. 이때, 손실은 전압의 제곱에 비례하므로 전압이 기존의 1/2인 경우에는 1/4로 손실이 줄어들게 된다. 따라서, 누설전류도 전압에 비례하므로 종래에 비해 1/2로 줄어들게 된다.

상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 누설전류 방지용 압전인버터는 다음과 같이 동작된다.

스위칭부(25)의 온동작된 상태에서 전원공급부(Vin)로부터 전원이 인덕터(L)를 통해 변압부(22)에 공급되게 된다. 그러면, 상기 변압부(22)는 냉음극관(21)에 흐르는 전류의 세기를 일정한 비율로 증폭하여 출력시키며, 그 전류가 냉음극관(21)으로 공급되어 전자방출 현상을 통해 냉음극관(21)에 빛이 발생하게 된다. 이때, 상기 냉음극관(21)의 양 끝단에 먼저 빛이 발생하면서 가운데 지점이 점차로 밝아지게 된다.

그후, 상기 변압부(22)의 입력단에 연결되는 궤환부(23)의 전류감지저항(미도시)은 상기 냉음극관(21)에 흐르는 전류량을 감지하고, 그 감지되는 전류량을 적절히 조절하여 출력하게 된다. 상기 조절되는 전류량에 따라서 냉음극관(21)의 휘도가 변하게 되므로 일정한 전류량이 냉음극관(21)에 전달되어야 한다.

상기 궤환부(23)에서 조절되는 전류량에 따라 스위칭 제어부(24)에서는 전원공급부(Vin)의 전원공급 여부를 결정하는 스위칭제어신호를 생성하여 출력하게 된다. 스위칭부(25)의 스위칭 소자는 상기 스위칭 제어부(24)의 스위칭제어신호에 따라 외부전원을 공급하기 위해 온동작을 수행하게 된다.

상기와 같이 구성되고 동작되는 본 발명에 따른 누설전류 방지용 압전인버터는 냉음극관의 두 단자가 변압부의 입력단과 출력단에 각각 연결됨으로써 종래에 일측 단자를 접지시켰을 경우에 발생하게 되는 기생 콘덴서로 인해 소모되는 누설전류를 최소화 할 수 있으며, 냉음극관의 휘도를 고르게 할 수 있는 이점이 있다.

Claims (2)

1. 입력단으로부터 공급되는 전류를 일정 비율로 증폭하여 출력단으로 증폭전류를 출력시키는 변압부와; 상기 변압부의 입력단과 출력단에 누설전류를 감소시키기 위해 양 단자가 각각 연결되어 증폭전류가 전달됨에 따라 전자방출 현상을 통해 빛을 내는 냉음극관과; 상기 냉음극관에 흐르는 전류량이 감지 및 조절 기능을 수행하는 궤환부와; 상기 궤환부에 의해 조절되는 전류량에 의해 시스템 구동이 유지되도록 전원공급 여부를 결정하는 스위칭제어신호를 생성 출력하는 스위칭 제어부와; 상기 스위칭제어신호에 따라 시스템에 전원을 공급시키기 위해 스위칭 동작되는 스위칭부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 누설전류 방지용 압전인버터.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 궤환부는 냉음극관의 휘도를 일정하게 유지하기 위해 변압부의 증폭전단에 연결되는 것을 특징으로 하는 누설전류 방지용 압전인버터.