KR200229092Y1

KR200229092Y1 - Inverter for LCD backlight

Info

Publication number: KR200229092Y1
Application number: KR2020010003481U
Authority: KR
Inventors: 김근배
Original assignee: 김근배
Priority date: 2001-02-13
Filing date: 2001-02-13
Publication date: 2001-07-19

Abstract

본 고안은 2개 이상의 변성기(transformer)로 구성된 엘씨디(LCD) 백라이트(backlight)용 인버터(inverter)의 고전압 발생회로에 관한 것으로 이들 변성기가 각각 독립적인 발진 회로에 의해 서로 다른 주파수로 동작함에 따라 발생하는 전원 리플(ripple) 및 고주파 잡음(noise)을 억제 할 수 있도록 변성기를 동기(synchronization) 상태에서 동작 하도록 구성하는 것을 목적으로 한다.The present invention relates to a high voltage generator circuit of an LCD inverter backlight composed of two or more transformers, which are generated as these transformers operate at different frequencies by independent oscillating circuits. The purpose is to configure the transformer to operate in a synchronized state so as to suppress power supply ripple and high frequency noise.

이를 위하여 2개 이상의 변성기를 사용하는 백라이트용 인버터에서 각각의 변성기의 1차측에 구성된 콜렉터 공진형 자려 발진 회로의 공진 주파수와 위상을 일치 시키기 위해 상기의 변성기의 1차측 권선을 병렬로 접속 하여 구동하므로서 동일한 주파수와 동일한 위상 조건하에 동작할 수 있도록 구성한다. 따라서 이들 변성기가 서로 다른 주파수로 동작 할 때 일어날 수 있는 상호간의 간섭으로 인한 전원 리플이나 고주파 잡음을 억제 할 수 있기 때문에 안정된 고전압을 얻을 수 있어 엘씨디 백라이트의 형광램프를 적절한 상태로 구동 하는 것이 가능하다.For this purpose, in order to match the resonant frequency and phase of the collector resonance type self-oscillating circuit configured at the primary side of each transformer in the backlight inverter using two or more transformers, the primary winding of the transformer is connected in parallel and driven. It is configured to operate under the same frequency and the same phase conditions. Therefore, since these transformers can suppress power ripple or high frequency noise caused by mutual interference that can occur when operating at different frequencies, stable high voltage can be obtained, and it is possible to drive the fluorescent lamp of the LCD backlight in an appropriate state. .

Description

Inverter for LCD backlight

본 고안은 2개 이상의 냉음극 형광램프를 사용하는 엘씨디 백라이트를 구동하는 인버터에 관한 것으로 각각의 형광램프가 동일한 주파수 및 동일한 위상으로 동작 하도록 하여 각각의 형광램프가 서로 다른 주파수로 동작할 때 발생할 수 있는 상호간의 간섭에 의한 전원 리플이나 고주파 잡음의 발생을 억제하는 인버터의 고전압 발생회로에 관한 것이다.The present invention relates to an inverter for driving an LCD backlight using two or more cold cathode fluorescent lamps, which can occur when each fluorescent lamp operates at a different frequency by allowing each fluorescent lamp to operate at the same frequency and the same phase. The present invention relates to a high voltage generation circuit of an inverter that suppresses generation of power supply ripple and high frequency noise due to mutual interference.

컴퓨터용 모니터로 사용되는 엘씨디 디스플레이는 브라운관을 사용하는 컴퓨터 모니터와 비교하여 뒤지지 않는 충분한 화면의 밝기를 구현하기 위해 백라이트에 사용되는 냉음극 형광램프의 수를 2개 이상으로 구성하는 것이 일반적이며 이들 형광램프는 백라이트를 구성하는 도광판의 양단에 각각 배치되고 이들 각각은 형광램프를 구동하는 인버터에서 형광램프 수에 대응한 각각의 고전압 출력단에 연결되어 구동 된다.LCD displays used as computer monitors typically consist of two or more cold-cathode fluorescent lamps used in the backlight to achieve sufficient screen brightness that is inferior to that of CRT-based computer monitors. The lamps are disposed at both ends of the light guide plate constituting the backlight, and each of them is connected to each of the high voltage output terminals corresponding to the number of fluorescent lamps in the inverter driving the fluorescent lamp.

형광램프를 구동하는 인버터는 낮은 직류전압을 고주파의 교류전압으로 바꾸고 이를 변성기를 사용하여 형광램프를 구동할 수 있는 고주파의 고전압으로 변환하는 장치이며 여기에 부가적으로 형광램프의 전류를 제어하여 밝기를 제어하는 회로 등을 포함 하고 있다.An inverter that drives a fluorescent lamp converts a low DC voltage into an AC voltage of high frequency and converts it into a high frequency high voltage capable of driving the fluorescent lamp using a transformer, and additionally controls the brightness of the fluorescent lamp to control brightness. It includes a circuit to control the.

직류를 교류로 변환하는 방식으로서는 일반적으로 공진회로가 사용되며 이 공진회로는 외부의 제어 신호에 의해 공진 주파수 및 위상이 제어되어 일정한 공진조건이 유지되는 타려식 공진회로와, 공진회로를 구성하는 부품의 특성에 의해 공진주파수가 결정되어지며 외부에서 공진주파수나 위상을 제어하는 신호나 회로를 갖지 않는 자려식 공진회로로 구분 된다.Generally, a resonant circuit is used as a method of converting a direct current into an alternating current. The resonant circuit is a type of resonant circuit that maintains a constant resonant condition by controlling a resonant frequency and phase by an external control signal, and a component constituting the resonant circuit. The resonant frequency is determined by the characteristics of and is divided into self-contained resonant circuit that does not have a signal or a circuit that controls the resonant frequency or phase from the outside.

인버터는 형광램프를 구동하기 위한 수백 볼트 이상의 교류 고전압을 만들어 주는 부품으로서 고전압을 만들기 위해 승압용의 권선형 변성기를 사용하고 있기 때문에 이 변성기에 바이어스용 권선을 추가하면 승압용 뿐만 아니라 발진용으로도 함께 사용 할 수 있는 자려식 콜렉터 공진형 인버터 회로를 구성 할 수 있다.Inverter is a component that makes AC high voltage of hundreds of volts or more to drive fluorescent lamp. It uses winding type transformer for boosting to make high voltage, so adding bias winding to this transformer is not only for boosting but also for oscillation. Self-contained collector resonant inverter circuit can be used together.

자려식 콜렉터 공진형 인버터 회로는 변성기와 2개의 트랜지스터 및 공진용 콘덴서 등으로 회로가 구성되어 지며 그 구성이 비교적 간단하고 발진 주파수의 안정도도 높은 편으로서 형광램프의 구동에 적합하고 고전압으로의 변환 효율이 좋은 50Khz 정도의 주파수에서 발진이 용이한 장점을 가지고 있다.Self-contained collector resonant inverter circuit is composed of transformer, two transistors, resonant capacitor, etc., and its structure is relatively simple and stability of oscillation frequency is high, which is suitable for driving fluorescent lamp and conversion efficiency to high voltage It has the advantage of easy oscillation at this good 50KHz frequency.

도 1은 자려식 콜렉터 공진형 발진회로의 블록도를 나타내며 공진회로(1)과고전압 발생회로(2)의 구성과 동작 원리를 도면을 참고로 하여 자세하게 설명하면 다음과 같다.FIG. 1 is a block diagram of a self-collector resonator type oscillation circuit, and the configuration and operation principle of the resonance circuit 1 and the high voltage generation circuit 2 will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2는 일반적으로 사용되는 2개의 형광램프를 구동하는 종래의 콜렉터 공진형 발진방식 인버터의 기본 회로도로서 형광램프(FL1)을 구동하는 제1 변성기(T1)에 접속된 회로의 동작을 설명하면 다음과 같다.FIG. 2 is a basic circuit diagram of a conventional collector resonant oscillation type inverter for driving two fluorescent lamps, which are generally used. The operation of the circuit connected to the first transformer T1 for driving the fluorescent lamp FL1 will now be described. Same as

각 부위의 전압 파형은 도 2의 파형A 에서 파형D로 표시한 것과 같다.The voltage waveform of each part is as shown by the waveform D in the waveform A of FIG.

도 2의 직류전원 공급장치(15)로 부터 쵸크코일(L1)의 일측으로 직류 전압이 공급된다. 이 전압은 쵸크코일(L1)을 거쳐 제1 변성기(T1)의 1차측 권선의 중앙탭인 단자 ②에 가해지며 1차 권선을 통해 단자 ①과 ③에 연결된 트랜지스터 TR1a와 TR1b의 콜렉터에 가해지게 되고 동시에 저항 R1을 거쳐 TR1a와 TR1b의 베이스에 바이어스 전류를 흘리게 된다. 이 때 TR1a와 TR1b 중의 한쪽의 트랜지스터의 바이어스가 깊게 걸려 만약 TR1a가 온(on) 상태로 되었다고 가정하면 TR1a의 콜렉터 전류가 제1 변성기(T1)의 1차측 권선의 단자 ②에서 단자 ①로 흐르게 되고 이 전류에 의해 제1 변성기(T1)의 단자 ④와 단자 ⑤ 사이의 바이어스 권선에 전압이 유기되며 유기되는 전압은 정궤환으로서 트랜지스터 TR1a를 급속히 포화시키도록 동작하고 이 때 반대측 트랜지스터 TR1b는 오프(off) 상태가 되도록 동작한다. 이 상태는 인버터 발진 주기의 1/2 동안 계속 되며 다음 1/2 주기 동안은 TR1a가 오프, TR1b가 온 상태로 되어 제1 변성기(T1)의 1차측 권선인 단자 ①과 단자 ③ 사이에는 정현파 파형이 인가되고 이에 의해 제1 변성기(T1)의 2차측 권선인 단자 ⑥과 단자 ⑦ 사이에는 정현파의 고전압이 유기되어 고압 콘덴서 Cc1을 거쳐 형광램프에인가되게 된다. 이 때의 발진 주기는 콘덴서 C1의 용량값과 제1 변성기(T1)의 1차측에서 본 등가 인덕턴스값 등에 의해 결정되며 변성기의 인덕턴스값의 편차 및 콘덴서 용량값의 편차 등에 의해 정확한 주파수로 결정되지 못하고 어느정도의 산포를 갖게 된다.DC voltage is supplied to one side of the choke coil L1 from the DC power supply device 15 of FIG. This voltage is applied to the terminal ② which is the center tap of the primary winding of the first transformer T1 via the choke coil L1 and is applied to the collectors of transistors TR1a and TR1b connected to the terminals ① and ③ through the primary winding. At the same time, a bias current flows through the resistor R1 to the bases of TR1a and TR1b. At this time, if one of the transistors TR1a and TR1b is deeply biased, and if TR1a is on, the collector current of TR1a flows from terminal ② of the primary winding of the first transformer T1 to terminal ①. This current causes a voltage to be induced in the bias winding between the terminals ④ and ⑤ of the first transformer T1, and the induced voltage acts as a positive feedback to rapidly saturate the transistor TR1a, while the opposite transistor TR1b is turned off. ) To operate. This state continues for 1/2 of the inverter oscillation cycle, and during the next 1/2 cycle, TR1a is turned off and TR1b is turned on so that a sinusoidal waveform is formed between the terminals ① and ③, which are the primary windings of the first transformer T1. The high voltage of the sine wave is induced between the terminal ⑥ and the terminal ⑦, which are the secondary windings of the first transformer T1, and applied to the fluorescent lamp via the high voltage capacitor Cc1. The oscillation period at this time is determined by the capacitance value of the capacitor C1 and the equivalent inductance value seen from the primary side of the first transformer T1, and cannot be determined at the correct frequency due to the deviation of the inductance value of the transformer and the deviation of the capacitor capacity value. You will have some spread.

쵸크코일(L1)은 TR1a와 TR1b의 온 오프 동작시 급격한 전류의 흐름을 억제하여 정현파를 만들어주기 위해 사용된다.The choke coil (L1) is used to create a sine wave by suppressing the rapid flow of current during the on-off operation of TR1a and TR1b.

도 2와 같이 형광램프 2개 이상을 구동하기 위한 인버터는 각각의 형광램프 수에 대응하는 수 만큼의 콜렉터 공진형 발진회로와 변성기를 필요로 하게되며 이 회로가 하나의 직류전원 공급장치(15)에 연결된다. 이 경우 각각의 콜렉터 공진형 발진회로는 그 발진주파수 및 위상이 서로 완전히 일치 하지 않기 때문에 각각의 램프에 흐르는 전류의 변동 등에 의한 전원의 리플이 상호 간섭하여 형광램프 구동의 안정도가 떨어지며 2개의 변성기가 근접하여 배치됨에 따른 각각의 변성기로 부터의 누설자속이 상호 간섭하여 이상 발진을 일으키는 등의 문제를 발생시킬 뿐만 아니라 누설된 전자파가 타 전자기기 등에 영향을 미치는 고주파 잡음(noise)으로 작용하게 된다.As shown in FIG. 2, an inverter for driving two or more fluorescent lamps requires as many collector resonant oscillation circuits and transformers as the corresponding number of fluorescent lamps, and this circuit includes one DC power supply 15. Is connected to. In this case, since the oscillation frequency and phase of each collector resonant oscillation circuit do not completely coincide with each other, the ripple of the power source due to the fluctuation of the current flowing through each lamp interferes with each other, and the stability of the fluorescent lamp driving is lowered. As it is disposed close to each other, the leakage fluxes from each transformer interfere with each other and cause abnormal oscillation, and the leaked electromagnetic wave acts as a high frequency noise affecting other electronic devices.

본 고안의 목적은 2개 이상의 형광램프를 사용하는 엘씨디 백라이트 구동용 인버터에 있어서 각각의 램프를 구동하는 트랜스의 공진 주파수와 위상을 일치시켜 이의 불일치 시에 발생하는 전원 리플에 의한 동작의 불안정 및 고주파 잡음을 억제하여 인버터 회로 동작의 안정성을 높이며 경제적으로도 유리한 백라이트용 인버터를 제시하는 것이다An object of the present invention is to achieve the instability and high frequency of operation caused by power ripple caused by mismatch between phases of resonance of the transformer driving each lamp in an LCD backlight driving inverter using two or more fluorescent lamps. Suppressing noise improves the stability of inverter circuit operation and proposes an economically advantageous inverter for backlight

도 1은 일반적인 백라이트용 인버터의 블록도1 is a block diagram of a typical backlight inverter

도 2는 2개의 형광램프를 구동하는 종래의 콜렉터 공진형 발진방식 인버터의 기본 회로도2 is a basic circuit diagram of a conventional collector resonant oscillation type inverter driving two fluorescent lamps.

도 3은 본 고안의 실시 예를 나타내는 고전압 발생회로의 상세 회로도3 is a detailed circuit diagram of a high voltage generating circuit showing an embodiment of the present invention.

상기의 목적을 달성하기 위해 본 고안의 바람직한 실시 예를 도면을 참고로 하여 자세하게 설명하면 다음과 같다.In order to achieve the above object, a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

도 3은 본 고안의 실시 예를 나타내는 회로도로서 쵸크코일(L)을 하나만 사용하고 공진용 콘덴서(C)도 하나 만을 사용하며 제1 변성기(T1)의 1차측 권선과 제2 변성기(T2)의 1차측 권선이 연결선(16)과 연결선(17)에 의해 병렬로 접속되고 또 각각의 변성기 T1과 T2의 1차측 권선의 중앙탭인 T1의 ②번 단자와 T2의 ⑨번 단자를 연결하여 쵸크코일(L)의 일측에 접속한 회로이다. 이 회로는 변성기 T1과 T2의 1차측으로 환산한 각각의 변성기의 등가 인덕턴스의 병렬 연결 값과 공진용 콘덴서(C)의 용량값에 의해 정해지는 공진주파수로 발진하며 발진 전압이 변성기 T1과 T2의 1차측 권선에 똑같은 값으로 가해지므로서 변성기 T1과 T2는 동일 주파수와 동일 위상으로 동작 하게 된다. 따라서 동작 주파수와 위상의 차이로 인해 발생하는 간섭에 의한 전원 리플이나 잡음이 발생치 않게 되어 최적의 동작 특성을 갖는 인버터를 구현하는 것이 가능하다.3 is a circuit diagram showing an embodiment of the present invention using only one choke coil (L) and only one resonant capacitor (C), the primary winding of the first transformer (T1) and the second transformer (T2) of The primary winding is connected in parallel by the connecting line 16 and the connecting line 17, and the choke coil is connected by connecting terminal No. 2 of T1 and terminal ⑨ of T2, which are the center taps of the primary windings of the transformers T1 and T2, respectively. It is a circuit connected to one side of (L). This circuit oscillates at the resonant frequency determined by the parallel connection value of the equivalent inductance of each transformer converted to the primary sides of the transformers T1 and T2 and the capacitance value of the resonant capacitor (C), and the oscillation voltage of the transformers T1 and T2 is By applying the same value to the primary winding, transformers T1 and T2 operate at the same frequency and in phase. Therefore, power supply ripple or noise due to interference caused by the difference between the operating frequency and the phase does not occur, and it is possible to implement an inverter having an optimum operating characteristic.

이상 설명한 바와 같이 본 고안은 2개 이상의 형광램프를 구동하기 위해 2개 이상의 콜렉터 공진형 발진회로와 변성기로 구성된 엘씨디 백라이트 구동용 인버터에서, 각각의 변성기의 일차측 권선의 양단을 병렬로 접속하여 공진회로를 구성하는 각각의 트랜지스터의 콜렉터에 연결하고 또 각각의 변성기의 1차측 권선의 중앙탭을 병렬로 접속하여 하나의 쵸크코일의 일측에 접속하며 상기의 쵸크코일의 다른 일측을 직류전원 공급장치에 연결 하므로서 각 변성기의 1차극 권선에 가해지는 교류 입력 전압의 주파수와 위상을 동일하게 할 수 있어 2개 이상의 형광램프를 동일한 주파수와 동일한 위상으로 구동하는 것이 가능하다. 이로서 2개 이상의 형광램프를 각기 다른 주파수와 위상으로 구동할 경우 상호간의 간섭으로 발생되는 전원 리플과 고주파 잡음을 없앨 수 있어 형광램프 구동상의 안정도를 높이는 것이 가능하다.As described above, the present invention is a resonant circuit by connecting both ends of the primary winding of each transformer in parallel in an LED backlight driving inverter composed of two or more collector resonant oscillation circuits and transformers to drive two or more fluorescent lamps. Connect to the collector of each transistor constituting the furnace, and connect the central tap of the primary winding of each transformer in parallel to one side of one choke coil, and connect the other side of the choke coil to the DC power supply. By connecting, the frequency and phase of the AC input voltage applied to the primary winding of each transformer can be made the same, so that two or more fluorescent lamps can be driven at the same frequency and in the same phase. Thus, when two or more fluorescent lamps are driven at different frequencies and phases, power ripple and high frequency noise generated by mutual interference can be eliminated, thereby improving stability in driving fluorescent lamps.

Claims

In a collector resonance type LED backlight inverter driving two or more fluorescent lamps, each of the first transformer T1 and the second transformer T2 for high voltage generation to drive the respective fluorescent lamps at the same frequency and in the same phase. It is connected to the collectors of the transistors TR1a, TR1b, TR2a, and TR2b by connecting the terminals ①, ⑧, ③, and ⑩ of the primary winding to the parallel connection structure. ) And the terminal 2 and the terminal ⑨ of the central tap of the primary winding of the second transformer T2 are connected to one side of the choke coil L to form an inverter circuit.