KR20030058184A - 모니터의 인버터 시스템 보호회로 - Google Patents

모니터의 인버터 시스템 보호회로 Download PDF

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Abstract

본 발명은 LCD(Liquid Crystal Display) 모니터의 인버터 시스템에서, 인버터 시스템의 내부에서 발생할 수 있는 과전류/과전압을 방지하기 위한 모니터의 인버터 시스템 보호회로에 관한 것으로, 램프 및 상기 램프에 인가되는 AC 전원을 변환하기 위한 출력 트랜스포머를 구비한 LCD 모니터에서, 전원 공급 라인에 직렬로 연결되어 상기 전원 공급 라인의 과전류를 검출하고 과전류 검출신호를 발생하기 위한 OCP(Over Current Protection)부, 외부에서 입력되는 휘도 신호에 따라 제어신호를 출력하고, 상기 OCP부에서 발생된 과전류 검출신호 및 상기 출력 트랜스포머의 2차 출력전압에 따라 발생된 OVP(Over Voltage Protection) 신호를 입력받아 상기 제어신호의 출력을 제어하기 위한 램프 제어부, 상기 제어신호에 따라 상기 램프를 구동하는 AC 전원을 상기 출력 트랜스포머를 통해 공급하기 위한 출력 구동부, 상기 출력 구동부에서 출력된 AC 전원을 DC 전원 성분으로 변환하고 상기 변환된 DC 전원에 따라 상기 제어신호의 출력을 제어하기 위한 듀티 검출부를 포함하여 구성되므로 인버터 시스템의 과도 상태의 과전류/과전압을 감지하여 회로의 파손 또는 이상 동작을 방지함으로서 제품의 신뢰성 및 정밀성을 향상할 수 있다.

Description

모니터의 인버터 시스템 보호회로{Circuit for Protecting Inverter System of Monitor}
본 발명은 LCD 모니터에 관한 것으로, 특히 과전류/과전압으로부터 보호하기 위한 모니터의 인버터 시스템 보호회로에 관한 것이다.
종래 기술에 따른 모니터의 인버터 시스템 보호회로를 설명하면 다음과 같다.
도 1에 도시한 바와 같이, 종래 기술에 따른 모니터의 인버터 시스템 보호회로는 램프(5) 및 상기 램프(5)에 인가되는 AC 전원을 변환하기 위한 출력 트랜스포머(4)를 구비한 LCD 모니터에서, 전원 공급 라인에 연결되어 상기 전원 공급 라인의 과전류를 감지하기 위한 퓨즈(Fuse)(1)와, 외부로부터 입력되는 휘도 신호(Brightness Control Signal)에 따라 제어신호를 출력하고 상기 출력 트랜스포머(4)의 2차 출력전압에 따라 발생된 OVP(Over Voltage Protection) 신호를 입력받아 상기 제어신호의 출력을 제어하기 위한 램프 제어부(2)와, 상기 램프 제어부(2)에서 출력된 제어신호에 따라 상기 램프(5)를 구동하는 AC 전원을 상기 출력 트랜스포머(4)를 통해 공급하기 위한 출력 구동부(3)를 포함하여 구성된다.
상기와 같이 구성된 모니터의 인버터 시스템 보호회로의 동작을 상세히 설명하면 다음과 같다.
먼저, 상기 램프 제어부(2)는 PWM(Pulse Width Modulation) 또는 가변된 DC 전압 형태로 입력되는 휘도 신호(Brightness Control Signal)를 입력받고 상기 휘도 신호에 따라 상기 출력 구동부(3)로 제어신호를 출력한다.
그리고, 상기 램프 제어부(2) 및 출력 구동부(3)는 상기 전원 공급 라인을통해 전원(B+)을 공급받는다.
이때, 상기 퓨즈(1)는 상기 전원 공급 라인에 직렬로 연결되어 있어 상기 전원 공급 라인의 전류가 소정 값 이상이 되면 단락(Open)되어 상기 램프 제어부(2) 및 출력 구동부(3)의 동작을 중단함으로서 인버터 시스템의 동작을 중단한다.
이어서, 상기 출력 구동부(3)는 상기 램프 제어부(2)로부터 제어신호를 입력받아 상기 제어신호에 따라 상기 램프(5) 구동에 필요한 AC 전류를 공급한다.
상세히 설명하면, 상기 출력 구동부(3)는 그 내부에 서로 다른 트랜지스터(PNP형, NPN형) 또는 동일한 두 개의 트랜지스터가 한 쌍을 이루고 상기 제어신호에 따라 하나의 트랜지스터가 온되면 다른 하나의 트랜지스터는 오프된다.
예를 들어, 하나의 트랜지스터가 온되면 상기 출력 트랜스포머(4)의 1차 권선을 통해 전류 I_1이 흐르고, 상기 전류 I_1는 상기 출력 트랜스포머(4)의 1차 권선 즉, 1차 인덕턴스(L)에 축적된다. 그리고, 다른 트랜지스터가 온되면 상기 인덕턴스(l)에 축적된 에너지가 2차 권선을 통해 전류 I_2가 흐르게 되어 상기 램프(5)로 출력된다.
여기서, 상기 출력 트랜스포머(4)의 2차 출력전압은 제 1 및 제 2 콘덴서(C1, C2)를 통해 전압을 분압하여 상기 분압된 전압은 다이오드(D1)를 통해 상기 램프 제어부(2)로 출력한다.
이때, 상기 램프 제어부(2)는 상기 분압 전압을 OVP(Over Voltage Protection)신호로 인식하여 상기 OVP 신호가 기 설정된 기준 전압과 비교하여 상기 OVP 신호가 상기 기준 전압보다 크면 상기 제어신호의 출력을 중단(Shutdown)시킨다.
따라서, 상기 전원 공급 라인의 과전류는 상기 퓨즈(1)를 통해 감지하여 상기 인버터 시스템을 보호하고 상기 출력 트랜스포머(4)의 과전압은 상기 제 1 및 제 2 콘덴서(C1, C2)의 전압 분압을 통해 감지하여 인버터 시스템을 보호한다.
이상에서 설명한 종래 기술에 따른 모니터의 인버터 시스템 보호회로는 다음과 같은 문제점이 있었다.
첫째, 종래 기술에 따른 모니터의 인버터 시스템 보호회로는 전원 공급 라인에 퓨즈를 연결하여 이용함으로서 과전류 인입시 단락되는 전류치의 오차가 매우 크고 일정시간 경과 후 단락되므로 회로가 손상될 위험이 컸다.
둘째, 과전류 발생시 퓨즈를 단락시키므로 단락으로 인한 부품을 교체해야 손실이 발생했다.
셋째, 출력 구동부의 서지(Surge) 인입시 제어신호의 듀티(Duty: 펄스 주기에 대한 펄스 폭, 펄스 폭/펄스 주기) 변화로 인해 출력 구동부 내의 트랜지스터가 파괴되는 우려가 있었다.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술에 따른 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로, 본 발명의 목적은 퓨즈를 제거함으로서 단락되는 전류치 오차 발생을 없애고 부품의 교체 또는 듀티 변화 없이 과전류/과전압으로부터 인버터 시스템을 보호하기 위한 모니터의 인버터 시스템 보호회로를 제공하기 위한 것이다.
도 1은 종래 기술에 따른 모니터의 인버터 시스템 보호회로의 구성을 나타낸 도면
도 2는 본 발명에 따른 모니터의 인버터 시스템 보호회로의 구성을 나타낸 도면
도 3은 OCP부의 회도 구성 실시예를 나타낸 도면
도 4는 듀티 검출부의 회로 구성 실시예를 나타낸 도면
도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10: OCP부 20: 램프 제어부
30: 출력 구동부 40: 출력 트랜스포머
50: 튜티 검출부 60: 램프
R11~R14: 제 1 내지 제 4 저항 C21, C22: 제 1, 제 2 콘덴서
C11, C12: 제 3, 제 4 콘덴서 Q11, Q21: 제 1, 제 2 트랜지스터
D21: 제 1 다이오드 D11: 제 2 다이오드
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 모니터의 인버터 시스템 보호회로는 램프 및 상기 램프에 인가되는 AC 전원을 변환하기 위한 출력 트랜스포머를 구비한 LCD 모니터에서, 전원 공급 라인에 직렬로 연결되어 상기 전원 공급 라인의 과전류를 검출하고 과전류 검출신호를 발생하기 위한 OCP(Over Current Protection)부, 외부에서 입력되는 휘도 신호에 따라 제어신호를 출력하고, 상기 OCP부에서 발생된 과전류 검출신호 및 상기 출력 트랜스포머의 2차 출력전압에 따라 발생된 OVP(Over Voltage Protection) 신호를 입력받아 상기 제어신호의 출력을 제어하기 위한 램프 제어부, 상기 제어신호에 따라 상기 램프를 구동하는 AC 전원을 상기 출력 트랜스포머를 통해 공급하기 위한 출력 구동부, 상기 출력 구동부에서 출력된 AC 전원을 DC 전원 성분으로 변환하고 상기 변환된 DC 전원에 따라 상기 제어신호의 출력을 제어하기 위한 듀티 검출부를 포함하여 구성되는데 그 특징이 있다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명에 따른 모니터의 인버터 시스템 보호회로를 설명하면 다음과 같다.
도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명은 상술한 종래 기술의 인버터 시스템 보호회로와 그 구성은 유사하나, 상술한 종래의 퓨즈(1)를 제거하고 전원 공급 라인에 직렬로 연결되어 상기 전원 공급 라인의 과전류를 검출하고 과전류 검출신호를 발생하기 위한 OCP(Over Current Protection)부(10)와, 출력 구동부(30)의 듀티 변화에 따른 램프 제어부(20)의 제어신호 출력을 제어하기 위한 듀티 검출부(50)를추가함이 종래 기술과 상이하다.
이때, 도 3 및 도 4는 상기 OCP부(10) 및 듀티 검출부(50)의 회로 구성을 나타낸 도면으로서, 상기 OCP부(10) 및 듀티 검출부(50) 회로구성의 한 실시예를 설명하면 다음과 같다.
도 3에 도시한 바와 같이, 상기 OCP부(10)는 상기 전원 공급 라인에 흐르는 전류를 검출하기 위해 각 일단이 서로 연결되는 제 1 및 제 2 저항(R11, R12)과, 상기 제 1 저항(R11)의 타단에 에미터(Emitter)가 연결되고 상기 제 2 저항(R12)의 타단에 베이스(Base)에 연결되는 제 1 트랜지스터(Q11)와, 일단이 상기 제 1 트랜지스터(Q11)의 에미터에 연결되고 타단이 베이스에 연결되는 제 1 콘덴서(C21)와, 역전류를 차단하기 위해 상기 제 1 트랜지스터(Q11)의 콜렉터(Collector)에 애노드(Anode)가 연결되는 제 1 다이오드(D21)와, 과전류 검출 신호를 출력하기 위해 일단이 상기 제 1 다이오드(D21)의 캐소드(Cathode)에 연결되고 타단이 상기 램프 제어부(20)로 연결되는 제 3 저항(R13)을 포함하여 구성된다.
또한, 도 4에 도시한 바와 같이, 상기 듀티 검출부(50)는 상기 출력 구동부(30)에서 출력된 AC 전원을 DC 전원으로 변환하기 위해 일단이 상기 출력 구동부(30) 어느 하나의 출력단에 연결되는 제 4 저항(R14)과, 일단이 상기 제 4 저항(R14)의 타단에 연결되고 타단이 접지되는 제 2 콘덴서(C22)로 구성된 저역 통과 필터와, 상기 저역 통과 필터를 통해 변환된 DC 전원에 따라 상기 램프 제어부(20)의 제어신호 출력을 제어하기 위해 베이스가 상기 제 4 저항(R14)과 상기 제 2 콘덴서(C22)의 연결점에 연결되고 콜렉터가 상기 램프 제어부(20)의 출력단에 연결되며 에미터가 접지되는 제 2 트랜지스터(Q21)를 포함하여 구성된다.
상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 모니터의 인버터 시스템 보호회로의 동작을 설명하면 다음과 같다.
먼저, 상기 램프 제어부(20)는 휘도 신호(Brightness Control Signal)를 입력받고 상기 휘도 신호에 따라 상기 출력 구동부(3)로 제어신호를 출력한다.
그리고, 상기 램프 제어부(2) 및 출력 구동부(3)는 상기 전원 공급 라인을 통해 전원(B+)을 공급받는다.
이어서, 상기 출력 구동부(30)는 상기 램프 제어부(20)로부터 출력된 상기 제어신호를 입력받아 상기 제어신호에 따라 상기 램프(60) 구동에 필요한 AC 전류를 공급한다. 이때, 상기 출력 구동부(30)의 상세한 동작은 상술한 종래와 동일하므로 그 설명은 생략한다.
여기서, 상기 전원 공급 라인과 직렬로 연결된 상기 OCP부(10)는 상기 제 1 및 제 2 저항(R11, R12)을 통해 상기 전원 공급 라인의 전류를 검출한다.
상세히 설명하면, 상기 제 1 및 제 2 저항(R11, R12) 양단의 전압 즉, 에미터-베이스간의 전압 Vbe이 소정 값 이하이면, 상기 제 1 트랜지스터(Q11)가 턴-오프(Turn-Off)되어 상기 전원(B+)이 상기 램프 제어부(20) 및 출력 구동부(30)로 공급된다.
한편, 상기 전압 Vbe이 소정 값 이상이면, 상기 제 1 트랜지스터(Q11)가 턴-온(Turn-On) 되어 상기 제 1 다이오드(D21) 및 제 3 저항(R13)을 거쳐 상기 램프 제어부(20)로 입력된다. 상기 램프 제어부(20) 및 출력 구동부(30)로 입력되는 전원(B+) 공급이 중단된다.
다시 말해, 상기 제 1 및 제 2 저항(R11, R12)을 통해 과전류를 검출하고 상기 검출된 과전류에 따라 상기 램프 제어부(20)로 과전류 검출신호를 출력한다.
그리고, 상기 출력 트랜스포머(40)의 2차 출력전압은 제 3 및 제 4 콘덴서(C11, C12)를 통해 전압을 분압하여 상기 분압된 전압은 제 2 다이오드(D11)를 통해 상기 램프 제어부(20)로 출력한다.
이때, 상기 램프 제어부(20)는 상기 OCP부(10)로부터 출력된 과전류 검출신호를 입력받아 상기 제어신호의 출력을 중단하고, 그리고, 상기 출력 트랜스포머(40)의 2차 출력전압에 따라 분압된 전압을 OVP(Over Voltage Protection)신호로 인식하여 상기 OVP 신호가 기 설정된 기준 전압과 비교하여 상기 OVP 신호가 상기 기준 전압보다 크면 상기 제어신호의 출력을 중단(Shutdown)시킨다.
또한, 상기 듀티 검출부(50)는 상기 출력 구동부(30)로부터 출력된 AC 전압 즉, 구형파를 검출하여 상기 제 4 저항(R14) 및 제 2 콘덴서(C22)로 구성된 저역 통과 필터를 거쳐 DC 전압 성분으로 변환한다.
변환된 DC 전압이 소정 전압(예를 들어, 0.7V) 이상이 되면 상기 제 2 트랜지스터(Q21)가 턴-온(Turn-On)되어 상기 램프 제어부(20)의 제어신호 출력을 중단시킨다. 즉, 상기 듀티 검출부(50)를 통해 상기 출력 구동부(30) 출력의 듀티 변화에 따른 과도상태를 방지한다.
따라서, 상기 전원 공급 라인의 과전류는 상기 OCP부(10)를 통해 감지하여상기 인버터 시스템을 보호하고 상기 출력 트랜스포머(40)의 과전압은 상기 제 3 및 제 4 콘덴서(C11, C21)의 전압 분압을 통해 감지하여 인버터 시스템을 보호한다. 또한, 출력 구동부(30)의 듀티 변화는 상기 듀티 검출부(50)를 통해 감지한다.
이상에서 설명한 본 발명에 따른 모니터의 인버터 시스템 보호회로는 퓨즈를 제거하고 OCP부를 추가하여 상기 OCP부를 통해 과전류를 검출하여 출력하므로 과전류 인입시 부품을 교환할 필요가 없고 인버터 시스템의 과도 상태의 과전류/과전압 및 듀티 변화를 감지하여 회로의 파손 또는 이상 동작을 방지함으로서 제품의 신뢰성 및 정밀성을 향상할 수 있는 효과가 있다.
이상에서 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술 사상을 이탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다.
따라서, 본 발명의 기술적 범위는 실시예에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허청구범위에 의하여 정해져야 한다.

Claims (3)

  1. 램프 및 상기 램프에 인가되는 AC 전원을 변환하기 위한 출력 트랜스포머를 구비한 LCD 모니터에서,
    전원 공급 라인에 직렬로 연결되어 상기 전원 공급 라인의 과전류를 검출하고 과전류 검출신호를 발생하기 위한 OCP(Over Current Protection)부,
    외부에서 입력되는 휘도 신호에 따라 제어신호를 출력하고, 상기 OCP부에서 발생된 과전류 검출신호 및 상기 출력 트랜스포머의 2차 출력전압에 따라 발생된 OVP(Over Voltage Protection) 신호를 입력받아 상기 제어신호의 출력을 제어하기 위한 램프 제어부,
    상기 제어신호에 따라 상기 램프를 구동하는 AC 전원을 상기 출력 트랜스포머를 통해 공급하기 위한 출력 구동부,
    상기 출력 구동부에서 출력된 AC 전원을 DC 전원 성분으로 변환하고 상기 변환된 DC 전원에 따라 상기 제어신호의 출력을 제어하기 위한 듀티 검출부를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 모니터의 인버터 시스템 보호회로.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 OCP부는
    상기 전원 공급 라인에 흐르는 전류를 검출하기 위해 각 일단이 서로 연결되는 제 1 및 제 2 저항(R11, R12)과,
    상기 제 1 저항(R11)의 타단에 에미터(Emitter)가 연결되고 상기 제 2 저항(R12)의 타단에 베이스(Base)에 연결되는 제 1 트랜지스터(Q11)와,
    일단이 상기 제 1 트랜지스터(Q11)의 에미터에 연결되고 타단이 베이스에 연결되는 제 1 콘덴서(C21)와,
    역전류를 차단하기 위해 상기 제 1 트랜지스터(Q11)의 콜렉터(Collector)에 애노드(Anode)가 연결되는 제 1 다이오드(D21)와,
    과전류 검출 신호를 출력하기 위해 일단이 상기 제 1 다이오드(D21)의 캐소드(Cathode)에 연결되고 타단이 상기 램프 제어부로 연결되는 제 3 저항(R13)을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 모니터의 인버터 시스템 보호회로.
  3. 재 1 항에 있어서,
    상기 듀티 검출부는
    상기 출력 구동부에서 출력된 AC 전원을 DC 전원으로 변환하기 위해 일단이 상기 출력 구동부의 어느 하나의 출력단에 연결되는 제 4 저항(R14)과, 일단이 상기 제 4 저항(R14)에 연결되고 타단이 접지되는 제 2 콘덴서(C22)로 구성된 저역 통과 필터(Low Pass Filter)와,
    상기 저역 통과 필터를 통해 변환된 DC 전원에 따라 상기 램프 제어부의 제어신호 출력을 제어하기 위해 베이스가 상기 제 4 저항(R14)과 상기 제 2 콘덴서(C22)의 연결점에 연결되고 콜렉터가 상기 램프 제어부의 출력단에 연결되며 에미터가 접지되는 제 2 트랜지스터(Q21)를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 모니터의 인버터 시스템 보호회로.
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