KR20040087217A

KR20040087217A - 이엘 램프와 엘이디 구동 드라이버

Info

Publication number: KR20040087217A
Application number: KR1020030021495A
Authority: KR
Inventors: 한완수; 고호석; 이상훈; 김응룡
Original assignee: 한성엘컴텍 주식회사
Priority date: 2003-04-04
Filing date: 2003-04-04
Publication date: 2004-10-13

Abstract

본 발명은 EL 램프와 LED를 서로 다른 구동전압으로 서로 독립적으로 동작시켜 주기위한 인버터회로에 관한 것이다.

본 발명의 인버터회로는 고전압을 발생하기 위한 인덕터와; 상기 인덕터에서 발생되는 고전압에 의해 EL 램프와 LED를 구동하기 위한 전원을 제공하기 위한 인버터를 포함하며, 상기 LED는 상기 인덕터에 직렬로 연결된 적어도 하나의 LED를 구비한다.

상기 인버터회로는 상기 인덕터에 연결되고, 상기 LED를 통해 흐르는 전류를 감지하여 상기 LED로 흐르는 전류량을 조절하기 위한 저항과, 상기 인버터를 통해 인가되는 인덕터에 저장된 에너지를 축적하여, 고전압의 전원을 EL 램프로 제공하기 위한 제1캐패시터와, 상기 인버터를 통해 인가되는 인덕터에 저장된 에너지를 축적하여 상기 LED 로 제공하기 위한 제2캐패시터와, 상기 인버터에 연결되어, 상기 EL램프에 전원을 인가하기 위하여 상기 제1캐패시터에 축적된 에너지를 방전시킬 때 EL 램프의 가청노이즈를 감소시키기 위한 파형방전저항을 더 구비한다.

Description

이엘 램프와 엘이디 구동 드라이버{driver for driving EL lamp and LED}

본 발명은 밧데리에 의해 동작되는 인버터회로에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 EL 램프와 LED를 서로 다른 구동전압으로 서로 독립적으로 동작시켜 주기위한 인버터회로에 관한 것이다.

EL램프는 본질적으로 2개의 도전성 전극과, 2개의 전극사이에 유전층으로서형광체를 구비하는 캐패시터이다. 상기 EL램프는 2개의 전극중 하나는 투명전극으로서, 매우 작은 전류를 사용하여, 강한 전계에 의해 형광체로부터 빛이 방출되는 소자이다. EL램프는 캐패시터이므로, 형광체가 발광하기(glow) 위해서는 교류전원이 인가되어야 한다. 만약, 그렇지 않으면 캐패시터가 인가전압으로 충전되고, EL램프를 통해 흐르는 전류의 흐름이 중단되어, EL 램프는 더 이상 빛을 방출하지 않게 된다.

파워소오스로 저전압 밧데리를 사용하는 휴대용 전자제품에서는, 직류를 교류로 직접 변환하는 인버터에 의해 EL램프에 파워가 인가된다. EL 램프가 충분히 발광하기 위해서는 120V 이상의 피이크-투-피이크 전압이 필요하다. 실제 전압은 램프의 구조에 의존하며, 특히 형광체내의 필드의 세기에 의존한다. EL램프에 인가되는 교류전원의 주파수는 EL 램프의 수명에 영향을 미치므로, 교류전원의 주파수는 200 내지 1000Hz 사이의 주파수가 바람직하다.

PDA, 휴대폰과 같은 많은 휴대용 전자제품에서, LCD의 백라이트로 LED(light emitting diode)가 사용되고, 키패드용 백라이트로 EL 램프를 사용한다. LED는 전형적으로 드라이버에 의해 파워가 인가되고, LCD는 그자신의 드라이버를 구비하며, EL램프는 인버터에 의해 파워가 인가된다.

종래에 인덕터에 저장된 에너지를 EL램프에 인가하기 위한 여러 가지 인버터가 있었다. 미국특허 4,527,096 에는 인버터에 의해 발생된 직류를 교류로 변환하여 EL램프에 전원을 인가하기 위하여, 스위칭 브리지를 사용하는 기술을 개시하였다. 또한, 미국특허 5,313,141에는 직접 AC 전압을 발생하는 인버터를 개시하였다.

휴대용 전자제품은 1.5-3V 밧데리를 사용하며 LED는 최소 1.8V의 순방향 전압강하(minimum forward voltage drop)이 필요하므로, LED 용 드라이버가 필요하다. 전류를 최소화하기 위하여 LED가 직렬로 연결되면, 필요한 전압은 더욱 더 증가한다. 또한, LED 가 트랜지스터에 의해 스위칭되면, 트랜지스터의 순방향 전압강하에 의해 필요한 전원전압은 더욱 커지게 된다. 게다가, LED 는 안정기(ballast) 또는 파워를 소비하는 저항 또는 인덕터와 같은 전류제한소자를 필요로 한다. 인턱터가 저항보다 효과적이지만, 상대적으로 고가이며, 회로에 필요한 인덕터의 수를 최소화할 필요가 있다. LCD 는 바이어스전압을 필요로 한다.

LED, LCD, EL 램프가 동일 드라이버에 의해 구동된다면 비용을 충분히 절감할 수 있지만, EL램프는 100V 이상의 교류를 필요로 하고, LED 는 5-12V의 직류를 필요로 하며, LCD는 전형적으로 5-30V의 바이어스를 필요로 하는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 상기한 바와같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 휴대용 전자제품에 사용되는 복수개의 전압을 발생하기 위한 인버터회로를 제공하는 데 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은 EL 램프와 LED를 서로 다른 동작전압으로 독립적으로 구동시켜 줄 수 있는 인버터회로를 제공하는 데 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 EL 소자를 구동하기 위한 인버터회로의 구성도,

도 2는 본 발명의 인버터회로에 있어서, DIM 단자에 인가되는 전압과 LED를 통해 흐르는 전류와의 관계를 도시한 도면,

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

10 : 인버터 11, 24 : 밧데리

13 : 다이오드 14-16: LED

17, 20 : 저항 18, 22, 23, 25 : 캐패시터

21 : EL 램프

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 고전압을 발생하기 위한 인덕터와; 상기 인덕터에서 발생되는 고전압에 의해 EL 램프와 LED를 구동하기위한 전원을 제공하기 위한 인버터를 포함하며, 상기 LED는 상기 인덕터에 직렬로 연결된 적어도 하나의 LED를 구비하는 인버터회로를 제공하는 것을 특징으로 한다.

상기 인버터회로는 상기 인덕터에 연결되고, 상기 LED를 통해 흐르는 전류를 감지하여 상기 LED로 흐르는 전류량을 조절하기 위한 저항을 더 포함한다.

상기 인버터회로는 상기 인버터를 통해 인가되는 인덕터에 저장된 에너지를 축적하여, 고전압의 전원을 EL 램프로 제공하기 위한 제1캐패시터와; 상기 인버터를 통해 인가되는 인덕터에 저장된 에너지를 축적하여 상기 LED 로 제공하기 위한 제2캐패시터를 더 포함한다.

상기 인버터회로는 상기 인버터에 연결되어, 상기 EL램프에 전원을 인가하기 위하여 상기 제1캐패시터에 축적된 에너지를 방전시킬 때 EL 램프의 가청노이즈를 감소시키기 위한 파형방전저항을 더 구비한다.

상기 인버터회로는 상기 인버터가 상기 EL 램프와 LED를 각각 인에이블시켜 주기 위한 2개의 인에이블 단자를 포함하며, 상기 인에이블단자에 인가되는 인에이블신호에 따라 상기 EL 램프와 상기 LED를 서로 다른 동작전압으로 독립적으로 구동시켜 주는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 인버터회로의 구성도를 도시한 것으로서, 하나의 인덕터만을 사용하여 EL램프와 고휘도 LED를 구동할 수 있는 인버터회로를 도시한 것이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 인버터회로는 EL 램프(21)와 LED(14-16)에 전원을 제공하기 위한 인버터(10)와, 유도성 부스트회로(inductive boost circuit, 12)와, 전류조절수단(17)과, 에너지 변환수단(18, 25)과, 방전수단(20)과, 상기 인버터(10)의 주파수조절수단(22, 23)을 구비한다.

상기 인버터(10)는 D368A 타입의 인버터를 사용하고, 상기 인덕터(12)에 저장된 에너지를 변환하여 상기 EL 램프(21)와 LED(14-16)에 전원전압을 제공한다. 상기 유도성 부스트회로(12)는 일단이 상기 인버터(10)의 단자(L-)에 연결되고, 타단은 밧데리(11)에 연결되는 인덕터(12)로 이루어진다. 상기 인덕터(12)의 타단에는 직렬연결된 하나이상의 LED(14-16)가 연결된다.

상기 전류조절수단(17)은 상기 인덕터(10)의 단자(Rs)에 연결된 외부저항(17)으로 이루어지고, 상기 저항(17)은 외부로부터 단자(DIM)에 인가되는 디밍신호(DIM)에 따라 외부 LED(14-16)로 흐르는 전류량을 감지하여 상기 LED(14-16)로 흐르는 전류를 조절하는 역할을 한다.

상기 전원인가수단(18, 25)은 인덕터(12)에 저장된 에너지를 변환하는 인버터(11)의 출력을 EL 램프(21)와 LED(14-16)로 제공하기 위한 것으로서, 단자(Cs)와 (Cled)에 연결된 캐패시터(18, 25)로 이루어진다. 상기 캐패시터(18)는 인버터(10)를 통해 인가되는 인덕터(12)에 저장된 에너지를 축적하여, 고전압의 전원을 EL 램프(21)로 제공하며, 상기 캐패시터(25)는 인덕터(10)를 통해 인가되는 인덕터(12)에 저장된 에너지를 축적하여 상기 LED(14-16)로 제공한다.

상기 방전수단(20)은 인덕터(10)의 단자(Rd)에 연결된 저항으로 이루어지고, 상기 저항(20)은 상기 EL램프(21)에 전원을 인가하기 위하여 캐패시터(18)에 축적된 에너지를 방전시킬 때 EL 램프(21)의 가청노이즈를 감소시키기 위한 파형방전저항(wave-shape discharge resistor)이다.

상기 주파수 조절수단(22, 23)은 상기 인버터(10)의 단자(CLF, CHF)에 각각 연결된 캐패시터(22, 23)로 이루어진다. 상기 캐패시터(22)는 상기 인버터(10)의 내부에 내장된 고주파 발진기(도면상에는 도시되지 않음)의 고주파발진 주파수를 조절하고, 캐패시터(23)는 상기 인버터(10)의 내부에 내장된 저주파 발진기(도면상에는 도시되지 않음)의 고주파 발진주파수를 조절한다.

상기한 바와같은 구성을 갖는 본 발명의 인버터회로의 동작을 설명하면 다음과 같다.

상기 인버터(10)가 인덕터(12)에 고주파 펄스를 인가하면, 인덕터(12)에 전하가 저장된다. 상기 인덕터(12)에 저장된 전하는 인버터(10)에 의해 캐패시터(18)에 인가되어 축적된다. 상기 캐패시터(18)에 축적된 전하는 인버터(10) 내부의 풀브리지회로(full bridge configuration, 도시되지 않음)를 통해 방전되어 단자(Va, Vb)에 연결된 EL램프(21)로 제공된다. 이때, 상기 풀브리지회로의 상태가 인버터(10) 내부의 저주파 발진기(도시되지 않음)에 의해 설정된 주파수로 변화함에 따라, 단자(Va, Vb)를 통해 EL 램프(21)에서 요구되는 전원, 예를 들어 170V의 피이크-투-피이크 전압이 인가된다.

따라서, 2개의 전극중 하나가 투명전극인 캐패시터로 동작하는 EL 램프(21)에 커다란 교류전압이 인가되므로, EL 램프(21)의 형광체가 발광하게 된다.

한편, 인덕터(12)에 저장된 전하는 캐패시터(25)에 저장되고, 상기캐패시터(25)에 저장된 전하는 LED(14-16)로 제공되어 LED(14-16)를 구동시킨다. 이때, LED(14-16)에 흐르는 전류는 인버터(10)의 단자(Rs)에 연결된 저항(17)을 통해 조절되는데, LED를 통해 흐르는 전류는 저항(17)을 통해 감지되고, 감지된 전류를 인버터(10) 내부의 비교기(도시되지 않음)를 통해 인버터(10)의 DIM 단자에 인가되는 기준전압(V_DIM)과 비교되며, 비교결과에 따라 LED를 통해 흐르는 전류가 조절되어진다. 예를 들어 DIM 단자에 인가되는 기준전압(V_DIM)이 작으면, LED(14-16)의 밝기가 감소하며, LED(14-16)에 DIM기능을 부여하지 않고자 하는 경우에는 DIM 단자에 VCC의 기준전압(V_DIM)을 인가한다.

본 발명에서, 인버터(10)의 저주파 발진기와 고주파 발진기의 저주파 발진주파수와 고주파 발진주파수는 CLF 단자와 CHF 단자에 연결되는 콘덴서(22, 23)에 의해 결정된다. 인버터(10)에는 2개의 인에이블단자 Eel과 Eled가 있으며, 상기 인에이블단자 Eel 는 EL 램프(21)를 인에이블시켜 주기 위한 것이고, Eled 는 LED를 인에이블시켜 주기 위한 것이다. 그러므로, 2개의 인에이블단자(Eel), (Eled)에 인가되는 인에이블신호에 따라 EL 램프(21)와 LED(14-16)가 구동되는데, 예를 들어 인에이블단자(Eel), (Eled)에 인가되는 인에이블신호가 하이레벨인 경우에는 EL 램프(21)와 LED(14-16)가 각각 인에이블되고, 로우레벨인 경우에는 EL 램프(21)와 LED(14-16)가 각각 디스에이블된다.

도 2는 인버터(10)의 DIM 단자에 인가되는 기준전압(V_DIM)과 LED를 통해 흐르는 전류(ILED)와의 관계를 도시한 것이다. 도 2를 참조하면, 인버터(10)의 DIM 단자에 인가되는 기준전압(VDIM)이 증가함에 따라 LED를 통해 흐르는 전류(ILED)가 증가하여 LED의 밝기(dimming)을 조절할 수 있음을 알 수 있다.

상기한 바와 같은 본 발명의 인버터회로는 서로 다른 동작전압에서 구동되는 EL 램프와 LED를 독립적으로 구동할 수 있으며, LED의 밝기를 조정할 수 있을 뿐만 아니라 EL 램프를 통한 가청 노이즈를 최소화할 수 있는 이점이 있다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 고안의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims

고전압을 발생하기 위한 인덕터와;

상기 인덕터에서 발생되는 고전압에 의해 EL 램프와 LED를 구동하기 위한 전원을 제공하기 위한 인버터를 포함하며,

상기 LED는 상기 인덕터에 직렬로 연결된 적어도 하나의 LED를 구비하는 것을 특징으로 하는 인버터회로.
제 1 항에 있어서, 상기 인덕터에 연결되고, 상기 LED를 통해 흐르는 전류를 감지하여 상기 LED로 흐르는 전류량을 조절하기 위한 저항을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 인버터회로.
제 1 항에 있어서, 상기 인버터를 통해 인가되는 인덕터에 저장된 에너지를 축적하여, 고전압의 전원을 EL 램프로 제공하기 위한 제1캐패시터와; 상기 인버터를 통해 인가되는 인덕터에 저장된 에너지를 축적하여 상기 LED 로 제공하기 위한 제2캐패시터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 인버터회로.
제 3 항에 있어서, 상기 방전수단은 상기 인버터에 연결되어, 상기 EL램프에 전원을 인가하기 위하여 상기 제1캐패시터에 축적된 에너지를 방전시킬 때 EL 램프의 가청노이즈를 감소시키기 위한 파형방전저항을 더 구비하는 것을 특징으로 하는인버터회로.
제 1 항에 있어서, 상기 인버터는 상기 EL 램프와 LED를 각각 인에이블시켜 주기 위한 2개의 인에이블 단자를 포함하며, 상기 인에이블단자에 인가되는 인에이블신호에 따라 상기 EL 램프와 상기 LED를 서로 다른 동작전압으로 독립적으로 구동시켜 주는 것을 특징으로 하는 인버터회로.