KR20050022847A - 저잡음 광원 동작 회로 및 방법 - Google Patents

저잡음 광원 동작 회로 및 방법 Download PDF

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KR20050022847A
KR20050022847A KR1020030075809A KR20030075809A KR20050022847A KR 20050022847 A KR20050022847 A KR 20050022847A KR 1020030075809 A KR1020030075809 A KR 1020030075809A KR 20030075809 A KR20030075809 A KR 20030075809A KR 20050022847 A KR20050022847 A KR 20050022847A
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유안드레
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비욘드 이노베이션 테크놀로지 씨오., 엘티디.
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Abstract

저잡음 광원 동작 방법 및 회로가 제공되어 있다. 상기 광원 동작 회로는 동기형 펄스 폭 변조기, 영점(零點) 검출 회로, 광원 구동 회로, 광원, 및 피드백 신호 검출 회로를 포함한다. 상기 영점 검출 회로는 상기 광원 구동 회로로부터 영점을 검출하여 동기 제어 펄스를 생성한다. 상기 동기형 펄스 폭 변조기는 상기 동기 제어 펄스 및 피드백 신호에 따라 동작 주기 신호의 길이를 제어하고, 상기 동작 주기 신호를 상기 광원 구동 회로에 출력한다.

Description

저잡음 광원 동작 회로 및 방법{Low noise light source operation circuit and method thereof}
관련 출원에 대한 상호참조
본 출원은 2003년 8월 29일자 출원된 타이완 출원 제92123867호에 대한 우선권의 이점을 주장한다.
발명의 분야
본 발명은 일반적으로 기술하면, 광원 동작 회로 및 방법에 관한 것이며, 보다 구체적으로 기술하면, 저잡음 광원 동작 회로 및 방법에 관한 것이다.
관련 기술의 설명
액정 표시 장치(Liquid Crystal Display; LCD)가 1970년도에는 전자 계산기 및 시계에 적용되었다. 기술이 진보됨에 따라, 광전 효과(optoelectronic effects)가 몇가지 발견되었다. 더욱이, 구동 기술이 또한 개선되었기 때문에, LCD는 전력 소비, 소형 크기, 경량, 및 낮은 구동 전압과 같은 이점을 갖는다. 그러므로, LCD는 TV 세트, 이동 전화기, 노트북 PC 등에 폭넓게 사용되어 왔다. LCD 동작의 원리는 광원이 역광판을 통해 균일하게 방사하는 것이다. 그후, 이미지는 액정 분자의 방향을 바꿈으로써 액정 패널상에 표시된다. 그러므로, 역광판상의 광원의 품질이 LCD에 중요하다. 가장 통상적인 광원은 냉음극선관 램프 및 발광 다이오드 어레이이다.
일반적으로는, 광원이 DC 성분 없이 동작 주파수 대역의 사인파 신호를 공급하는 광원을 필요로 한다. 상기 램프의 동작 전압은 거의 일정하다. 상기 램프의 밝기는 상기 램프를 통해 흐르는 전류에 의존한다. 종래에는, 광원에 대한 구동 전류의 파형은 또한 상기 램프의 밝기에 영향을 준다. 구동 전류의 파형이 사인파 신호에 가까울 경우, 광원의 효율은 높아진다. 구동 전류의 파형이 조파 성분들을 많이 갖는 경우, 광원의 효율은 낮아지는 데, 그 이유는 상기 조파 성분이 동작 주파수 대역외에 있기 때문이다. 더욱이, 상기 조파 성분은 또한 광원의 수명을 단축시킨다.
도 1은 종래의 역광 회로의 블럭 다이어그램이다. 상기 종래의 역광 회로는 펄스 폭 변조기(Pulse Width Modulator; PWM; 110), 역광원 구동 회로(120), 역광원(130), 및 피드백 신호 검출 회로(140)를 포함한다. PWM(110)은 상기 역광원 구동 회로(120)에 연결되어 있으며 삼각파 발생기(112)에 연결된 기준 전압 발생기( 111)를 포함한다. 오차 증폭기(113)의 양(+) 입력 단자는 상기 기준 전압 발생기( 111)에 연결되어 있지만, 상기 오차 증폭기(113)의 음(-) 입력 단자는 상기 피드백 신호 검출 회로(140)의 출력 단자에 연결되어 있다. 비교기(114)의 음(-) 입력 단자는 상기 오차 증폭기(113)의 출력 단자에 연결되어 있고, 상기 비교기(114)의 양 (+) 입력 단자는 상기 삼각파 발생기(112)에 연결되어 있으며, 상기 비교기(114)의 출력 단자는 상기 역광원 구동 회로(120)에 연결되어 있다. 상기 역광원 구동 회로 (120)의 트랜지스터 스위칭 회로(121)는 상기 비교기(114)의 출력 단자에, 발진기 회로(122)에, 그리고 DC 전원(VDD)에 연결되어 있다. 보호용 커패시터(123)는 상기 발진기 회로(122)의 출력 단자에 그리고 상기 역광원(130)의 입력 단자에 연결되어 있다. 상기 역광원(130)의 출력 단자는 상기 피드백 신호 검출 회로(140)에 연결되어 있다.
종래 기술에 의하면, 상기 종래의 역광 회로에서 상기 발진기 회로(122)의 AC 출력과 상기 트랜지스터 스위칭 회로(121)의 스위칭 주파수가 독립적이기 때문에, 이는 역광 모듈에 대한 차등 주파수 간섭을 야기시킨다. 상기 역광원만이 특정의 주파수 대역내에서 양호하게 작용하기 때문에, 상기 동작 주파수외의 어떠한 조파 성분이라도 역광원의 효율 및 결과적으로는 광원의 수명에 영향을 준다. 더군다나, 상기 역광은 깜박일 수 있는 데, 이는 사용자의 시력을 나쁘게 할 수 있다.
본 발명의 목적은 저잡음 광원 동작 회로 및 방법을 제공하는 것이다.
본 발명은 발진기가 트랜지스터 스위칭 회로의 동일한 출력 주파수 또는 배수의 출력 주파수로 동작하게 함으로써, 차등 주파수 간섭, 단축된 수명, 및 시력 장애에 상응하는 역광원의 결함에 대한 문제점이 회피되게 한다. 시스템 잡음이 낮아지기 때문에 시스템 안정성이 또한 개선된다.
그러므로, 본 발명은 저잡음 광원 동작 회로를 제공한다. 상기 광원 동작 회로는 광원, 피드백 신호 검출 회로, 광원 구동 회로, 영점(零點; zero point) 신호 검출 회로, 및 동기형 펄스 폭 변조기를 제공한다. 이 경우에, 상기 광원 구동 회로의 출력 단자는 AC 전압을 생성하여 상기 광원을 구동시키도록 상기 광원의 입력 단자에 연결되어 있다. 상기 피드백 신호 검출 회로는 상기 광원의 출력 단자에 연결되어 있기 때문에, 상기 광원의 동작 전류는 피드백 신호로 변환된다. 상기 영점 검출 회로는 또한 상기 광원의 입력 단자에 연결되어 있기 때문에, 상기 광원 구동 회로로부터 AC 전압의 영점이 검출되며, 상기 영점에 따라 대응하는 동기 제어 펄스가 출력된다. 상기 동기형 펄스 폭 변조기는 상기 영점 신호 검출 회로 및 상기 영점 신호 검출 회로의 출력 단자에 연결되어 있으며, 상기 동기 제어 펄스 및 상기 피드백 신호에 따라 동작 주기 신호의 주기 간격을 제어한다. 상기 동작 주기 신호는 그후 광원 구동 회로에 전달된다.
본 발명의 한 바람직한 실시예에 있어서, 동기형 펄스 폭 변조기는 기준 전압 발생기, 동기형 삼각파 발생기, 역 오차 적분기, 및 제1 비교기를 포함한다. 이 경우에, 상기 동기형 삼각파 발생기는 앞서 언급된 영점 신호 검출 회로에 연결되며, 동기 제어 펄스에 따라 동기형 삼각파 신호를 생성한다. 상기 역 오차 적분기의 입력 단자는 앞서 언급된 피드백 신호 검출 회로 및 기준 전압 발생기에 각각 연결되어 있기 때문에, 상기 피드백 신호 검출 회로로부터의 피드백 신호와 상기 기준 전압 발생기로부터의 기준 전압 신호가 비교된다. 따라서, 피드백 신호 평균 오차는 상기 제1 비교기용으로 획득된다. 상기 제1 비교기는 상기 동기형 삼각파 신호를 상기 피드백 신호 평균 오차와 비교하고, 동작 주기 신호는 상기 광원 구동 회로에 전달된다. 상기 동작 주기 신호는 상기 광원의 동작 주파수의 배수이며, 상기 동작 주기 신호의 주기 시간은 광원 전류의 평균 오차에 따라 변한다. 상기 평균 오차가 기준 전압보다 클 경우, 동기형 펄스 폭 발생기의 동작 주기 시간이 감소되지만, 평균 오차가 기준 전압보다 작을 경우, 동기형 펄스 폭 발생기의 동작 주기 시간이 증가된다.
본 발명의 한 바람직한 실시예에 있어서, 상기 영점 검출 회로는 히스테리시스 비교기, 버퍼, 상승 구간 검출 루프, 하강 구간 검출 루프, 및 OR 게이트를 포함한다. 상기 히스테리시스 비교기는 제1 입력 단자 및 제2 입력 단자를 포함한다. 이 경우에, 상기 제1 입력 단자는 제1 저항기 및 제2 저항기에 연결되어 있으며, 이들 저항기는 직렬로 연결되어 있고, 상기 제1 저항기의 다른 한 단자는 상기 광원의 AC 전압 신호를 수신하도록 상기 광원의 입력 단자에 연결되어 있다. 상기 제2 저항기의 다른 한 단자는 상기 제2 입력 단자에 연결되어 있으며, 이 경우 상기 AC 전압 신호는 상기 제1 저항기 및 상기 제2 저항기에 의해 분할되고, 사인파는 상기 제1 입력 단자에의 공급을 위해 획득된다. 상기 제2 입력 단자는 상기 버퍼의 출력 단자에 연결되어 있으며, 이 경우 상기 버퍼의 입력 단자는 기준 전압을 수신하고, 이러한 전압은 상기 버퍼를 통해 전달되며 DC 기준 전압은 상기 히스테리시스 비교기의 제2 입력 단자에의 공급을 위해 획득된다. 상기 사이파 신호 및 상기 DC 기준 전압 신호가 상기 히스테리시스 비교기를 통한 다음에, 상기 상승 구간 검출 회로, 하강 구간 검출 회로, 및 OR 게이트를 통해 펄스 신호로 변환됨으로써, 동기 제어 펄스가 획득된다.
본 발명의 한 바람직한 실시예에 있어서, 동기형 삼각파 발생기는 제2 비교기, 제3 비교기, 및 NOR 게이트, 및 플립플롭을 포함한다. 상기 제2 비교기의 단자들 중 한 단자는 삼각파의 피크(peak) 기준 전압을 수신하고, 다른 한 단자는 상기 제3 비교기의 입력 단자 중 한 입력 단자에 연결되어 있는 반면에, 상기 제3 비교기의 다른 한 입력 단자는 트로프(trough) 기준 전압을 수신한다. 상기 제2 비교기의 출력 단자는 상기 NOR 게이트에 연결되어 있으며, 상기 NOR 게이트의 다른 한 단자는 동기 제어 펄스를 수신한다. 상기 NOR 게이트의 출력 단자 및 상기 제3 비교기의 출력 단자는 상기 플립플롭에 연결되어 있기 때문에, 상기 삼각파의 하강 구간이 상기 동기 제어 펄스에 의해 동기됨으로써, 동기형 삼각파가 생성된다. 본 발명의 한 바람직한 실시예에 있어서, 상기 동기형 삼각파 발생기는 상기 광원의 2배 주파수로 동작된다.
상기 광원, 상기 피드백 신호 검출 회로, 상기 광원 구동 회로, 상기 영점 신호 검출 회로, 및 동기형 펄스 폭 변조기 외에도, 본 발명의 한 바람직한 실시예에서는 프로그램가능한 위상 동기 루프(phase locked loop; PLL)가 또한 제공된다. 상기 프로그램가능한 PLL의 입력은 동기 제어 펄스를 수신하고, 동기 신호는 상기 동기형 펄스 폭 변조기내의 동기형 삼각파 발생기에의 공급을 위해 상기 프로그램 제어 입력 디바이스로부터의 프로그램 제어 입력 신호를 통해 생성된다. 이 경우에, 상기 동기 신호의 주파수는 상기 발진 주파수의 임의 배수일 수 있다.
본 발명은 또한 구동 회로 및 동기형 삼각파 발생기를 포함하는 광원 동작 회로에서의 저잡음 광원 동작 방법을 제공한다. 이 경우에, 상기 동기형 삼각파 발생기는 그대로 동기형 삼각파 신호를 생성한다. 동기 단계는, 첫번째로, 상기 광원의 동작 전류를 피드백 신호로 정류하는 단계를 포함하며, 두번째로, 상기 피드백 신호를 기준 전압과 비교하여 상기 동기 신호의 평균 오차를 획득하는 단계를 포함하고, 그 다음으로, 상기 피드백 신호 평균 오차를 상기 동기형 삼각파와 비교하여 동작 주기 신호를 획득하는 단계를 포함하며, 마지막으로, 상기 동작 주기 신호에 따라 상기 광원에 안정된 AC 전압을 생성하는 단계를 포함한다.
본 발명의 한 바람직한 실시예에 있어서, 동기형 삼각파를 생성하는 방법은, 첫번째로, 구동 회로 및 광원의 조파 주파수로부터 영점을 검출하고, 동기 제어 펄스를 생성하는 단계를 포함하고, 두번째로, 상기 동기 제어 펄스와 상기 삼각파를 혼합하는 단계를 포함하며, 마지막으로는, 상기 동기 제어 신호에 따라 상기 삼각파의 하강 구간을 동기시킴으로써 동기형 삼각파를 생성하는 단계를 포함한다.
그 외에도, 본 발명은 역광 구동 회로의 출력 및 입력 주파수가 동기되기 위해 상기 동기 제어 신호를 생성하도록 영점 검출 회로를 제공한다. 그러므로, 차등 주파수로부터의 간섭이 감소된다.
위에 언급된 내용은 선행 기술에서의 몇가지 결함 및 본 발명의 이점을 간단하게 설명한 것이다. 당업자에게는 이하의 설명, 첨부 도면 및 청구범위로부터 본 발명의 다른 특징, 이점 및 실시예가 자명해질 것이다.
실시예
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 저잡음 광원 동작 회로를 예시하는 블럭 다이어그램이다. 도 2를 참조하면, 상기 회로는 광원인 형광 램프(240), 피드백 신호 검출 회로(250), 광원 구동 회로(230), 영점 검출 회로(220), 및 동기형 펄스 폭 변조기(pulse width modulator; PWM)(210)를 포함한다. 상기 광원 구동 회로( 230)는 상기 형광 램프(240)의 입력 단자에 연결된 출력 단자를 지닌다. 상기 영점 검출 회로(220)는 또한 상기 형광 램프(240)의 입력 단자에 연결되어 있다. 상기 영점 검출 회로(220)의 출력 단자는 상기 동기형 펄스 폭 변조기(210)에 연결되어 있다. 상기 피드백 신호 검출 회로(250)의 입력 단자는 상기 형광 램프(240)의 출력 단자에 연결되어 있다. 상기 피드백 신호 검출 회로(250)의 출력 단자는 상기 동기형 펄스 폭 변조기(210)에 연결되어 있다.
도 2를 참조하면, 상기 광원 구동 회로(230)는 안정된 AC 전압을 생성하여 상기 형광 램프(240)를 구동시킨다. 상기 영점 검출 회로(220)는 AC 전압의 복수 개의 영점을 검출하고 상기 영점 검출 회로의 출력 단자를 거쳐 상기 동기형 펄스 폭 변조기(210)에 상기 영점에 대응하는 동기 제어 펄스를 출력한다. 상기 동기형 펄스 폭 변조기(210)는 상기 동기 제어 펄스 및 상기 피드백 신호에 따라 동작 주기 신호의 동작 주기 길이를 제어하고, 상기 동작 주기 신호를 상기 광원 구동 회로(230)에 출력한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 상기 동기형 펄스 폭 변조기(PWM)(210)는 기준 전압 발생기(211), 동기형 삼각파 발생기(212), 역 오차 적분기(213), 및 비교기(214 )를 포함한다. 상기 동기형 PWM에서는, 상기 동기형 삼각파 발생기(212)가 상기 영점 검출 회로(220)에 연결되어 있다. 상기 역 오차 적분기(213)의 입력 단자는 각각 상기 피드백 신호 검출 회로(250) 및 상기 기준 전압 발생기(211)에 연결되어 있다. 상기 비교기(214)의 입력 단자는 각각 상기 동기형 삼각파 발생기(212) 및 상기 역 오차 적분기(213)에 연결되어 있다.
도 8은 본 발명의 제1 실시예에 따른 저잡음 광원 동작을 예시하는 플로 챠트이다. 도 8을 참조하면, 상기 피드백 신호 검출 회로(250)는 상기 형광 램프(240 )의 동작 전류를 피드백 신호로 변환시키는 데, 상기 피드백 신호는 상기 동기형 펄스 폭 변조기(210)내의 역 오차 적분기(213)에 전달된다(S810). 상기 피드 백 신호 및 기준 전압이 비교되어 오차를 획득하는 데, 이러한 오차는 역으로 적분되어 상기 피드백 신호의 평균 오차를 획득하며, 그후 상기 피드백 신호의 평균 오차는 상기 비교기(214)에 전달된다(S820). 상기 동기형 삼각파 발생기(212)는 동기형 삼각파를 생성하고, 이러한 동기형 삼각파는 상기 비교기(214)의 입력 단자에 전달된다(S840). 상기 비교기(214)는 상기 동기형 삼각파 및 상기 피드백 신호의 평균 오차를 비교하여 동작 주기 신호를 획득하는 데, 상기 동작 주기 신호는 상기 광원 구동 회로(230)에 전달된다(S830). 상기 동작 주기 신호의 주파수는 상기 형광 램프(240)의 동작 주파수보다 정수배 만큼 높다. 상기 동작 주기의 길이는 상기 동기형 삼각파 및 상기 피드백 신호의 평균 오차의 비교에 의존한다. 그러므로, 상기 평균 오차가 상기 기준 전압보다 클 경우, 상기 동기형 펄스 폭 변조기(210)는 동작 주기를 감소시킨다. 상기 평균 오차가 상기 기준 전압보다 작을 경우, 상기 동기형 펄스 폭 변조기(210)는 동작 주기를 증가시킨다. 상기 동작 주기 신호는 트랜지스터 스위칭 회로(231)를 구동시키기 때문에, 전원(VDD)은 발진기 회로(232)에 인가될 수 있다. 그후, 상기 발진기 회로(232)는 안정된 AC 출력을 상기 형광 램프( 240)에 생성한다(S850).
상기 형광 램프(240)가 시동될 경우, 동작 전류는 0이다. 상기 피드백 신호 검출 회로(250)는 상기 형광 램프(240)의 동작 전류를 피드백 신호로 변환시키는 데, 상기 피드백 신호는 상기 역 오차 적분기(213)에 전달된다. 상기 피드백 신호 및 기준 전압이 비교되어 오차를 획득하는 데, 상기 오차는 역으로 적분되어 상기 피드백 신호의 평균 오차를 획득한다. 그후, 상기 피드백 신호의 평균 오차는 상기 비교기(214)에 전달된다. 도 3은 상기 동기형 삼각파의 시간 순서 및 상기 피드백 신호의 평균 오차를 보여준다. 도 3을 참조하면, 상기 비교기(214)는 상기 동기형 삼각파 및 상기 피드백 신호의 평균 오차를 비교하여 동작 주기 신호를 획득한다. 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 피드백 신호의 평균 오차가 상위 레벨에 있기 때문에, 장기간의 동작 주기(D1)가 트랜지스터 스위칭 회로를 구동시키도록 획득됨으로써 상기 발진기 회로(232)는 안정된 AC 출력을 상기 형광 램프(240)에 생성할 수 있다. 상기 형광 램프(240)가 시동된 후에는, 상기 피드백 신호 검출 회로(250)가 상기 형광 램프(240)의 동작 전류를 피드백 신호로 변환시킨다. 상기 피드백 신호는 역 오차 적분기(213)에 전달된다. 상기 피드백 신호 및 기준 전압이 비교되어 오차를 획득하는 데, 이러한 오차는 역으로 적분되어 상기 피드백 신호의 하위 평균 오차를 획득한다. 상기 형광 램프(240)의 동작 전류가 증가함에 따라 상기 역 오차 적분기(213)에 의해 생성된 피드백 신호의 평균 오차가 감소하기 때문에, 보다 짧은 동작 주기(D2)가 획득된다. 따라서, 트랜지스터 스위칭 회로(231)의 구동은 상기 발진기 회로(232)의 AC 출력을 감소시킨다. 마지막으로, 상기 형광 램프( 240)는 안전된 동작 전류로 동작한다.
도 4a는 본 발명의 한 바람직한 실시예에 따른 동기 제어 신호의 시간 순서 및 영점 검출 회로를 한 형태로 예시하는 블럭 다이어그램이다. 상기 영점 검출 회로(220)의 히스테리시스 비교기(221)는 직렬 연결된 저항기(222,223)에 연결된 양( +) 입력 단자를 지닌다. 상기 저항기(222)는 상기 형광 램프(240)의 입력 단자에 연결되어 상기 형광 램프(240)의 AC 전압 신호(VAC)를 수신한다. 상기 저항기(223)는 상기 히스테리시스 비교기(221)의 음(-) 입력 단자에 연결되어 있다. 상기 히스테리시스 비교기(221)의 음(-) 입력 단자는 버퍼(224)의 음(-) 입력 단자 및 출력 단자에 연결되어 있다. 상기 버퍼(224)의 양(+) 입력 단자는 기준 전압(Vref)을 수신한다. 상승 구간 검출 회로(225)는 상기 히스테리시스 비교기(221)의 출력 단자에 연결되어 있다. 하강 구간 검출 회로(226)는 상기 히스테리시스 비교기(221)의 출력 단자에 연결되어 있다. OR 게이트(227)의 입력 단자는 상기 상승 구간 검출 회로(225) 및 상기 하강 구간 검출 회로(226)에 연결되어 있다.
도 4a를 참조하면, AC 전압 신호(VAC)는 저항기(222,223)에 의해 분할되고 사인파 신호를 상기 히스테리시스 비교기(221)의 양(+) 입력 단자에 공급한다. 상기 버퍼(224)를 통해 DC 기준 전압이 되는 기준 전압(Vref)은 상기 히스테리시스 비교기(221)의 음(-) 입력 단자에 전달된다. 상기 히스테리시스 비교기(221)는 상기 사인파 신호 및 상기 DC 기준 전압을 비교하여 펄스 신호를 획득한다. 상기 상승 구간 검출 회로(225) 및 상기 OR 게이트(227)를 통해 처리된 펄스 신호는 동기 제어 펄스가 된다.
도 4b는 상기 동기 제어 신호의 시간 순서 및 영점 검출 회로를 다른 형태로 예시하는 블럭 다이어그램이다. 비교기(231)의 양(+) 입력 단자는 AC 전압 신호( VAC)를 수신하고, 상기 비교기(231)의 음(-) 입력 단자는 기준 전압(Vref1)을 수신한다. 비교기(232)의 양(+) 입력 단자는 기준 전압(Vref2)을 수신하고, 상기 비교기( 232)의 음(-) 입력 단자는 AC 전압 신호(VAC)를 수신한다. 상기 AC 전압 신호(VAC) 및 기준 전압(Vref1)을 비교한 후에, 그 결과가 펄스 신호 출력을 획득하도록 상승 구간 검출 회로(235)에 전달된다. 상기 AC 전압 신호(VAC) 및 기준 전압(Vref2)을 비교한 후에, 그 결과가 펄스 신호 출력을 획득하도록 하강 구간 검출 회로(236)에 전달된다. 상기 상승 구간 검출 회로(235) 및 상기 하강 구간 검출 회로(236)는 OR 게이트(238)에 연결되어 동기 제어 펄스를 획득한다.
도 5는 동기형 삼각파의 시간 순서 및 동기형 삼각파 발생기를 예시하는 논리 회로 다이어그램이다. 도 5를 참조하면, 비교기(11,12)의 입력 단자 중 하나가 서로 연결되어 있다. 상기 비교기(11)의 다른 한 입력 단자는 삼각파 피크 기준 전압(Vt)을 수신한다. 상기 비교기(12)의 다른 한 입력 단자는 기준 전압(Vd)을 통해 삼각파를 수신한다. NOR 게이트(13)는 상기 비교기(12)의 출력 단자에 연결된 제1 입력 단자, 및 동기 제어 펄스를 수신하도록 영점 검출 회로(220)에 연결된 제2 입력 단자를 지닌다. 플립플롭(14)은 상기 NOR 게이트(13)의 출력 단자에 연결된 제1 입력 단자, 및 상기 비교기(12)의 출력 단자에 연결된 제2 입력 단자를 지닌다. 상기 플립플롭(14)의 출력은 스위치(15,16)를 제어하여 동기형 삼각파(Vo)를 생성한다. 도 8를 참조하면, T1 이전에는, 동기 제어 펄스가 전달되지 않았다. T1 이후에는, 상기 영점 검출 회로(220)가 상기 구동 회로 및 상기 광원의 조파 주파수로부터 영점을 검출하고 동기 제어 펄스를 생성한다(S841). 그후, 상기 동기 제어 펄스 및 삼각파가 혼합된다(S842). 상기 삼각파의 하강 구간은 상기 동기 제어 펄스와 동기되어 동기형 삼각파를 생성한다(S843). 이러한 실시예에서, 상기 동기형 삼각파 발생기의 동작 주파수는 상기 형광 램프(240)의 주파수의 2배이다.
도 6a는 본 발명의 한 바람직한 실시예에 따른 역 오차 적분기를 한 형태로 구성한 회로이다. 도 6a를 참조하면, 연산 증폭기(21)의 양(+) 입력 단자는 피드백 신호(Vfb)를 수신한다. 음(-) 입력 단자는 저항기(23)에 직렬 연결되어 있으며 기준 전압(Vref)을 수신한다. 커패시터가 상기 연산 증폭기(21)의 음(-) 입력 단자 및 출력 단자 양단에 연결되어 있다. 상기 저항기(23)의 저항이 R이고, 상기 커패시터( 22)의 커패시턴스가 C이라고 가정하면, 출력(V1)은 다음과 같다.
도 6b는 본 발명의 한 바람직한 실시예에 따른 역 오차 적분기를 다른 형태로 구성한 회로이다. 도 6b를 참조하면, 연산 상호컨덕턴스 증폭기(Operational Transconductance Amplifier; OTA; 24)의 음(-) 입력 단자는 피드백 신호(Vfb)를 수신한다. 양(+) 입력 단자는 기준 전압(Vref)을 수신한다. 커패시터(25)는 접지 및 출력 단자 양단에 연결되어 있다. 상기 OTA(24)의 상호 컨덕턴스는 Gm이고, 상기 커패시터(25)의 커패시턴스는 C이라고 가정하면, 출력(V2)은 다음과 같다.
상기 피드백 신호의 평균 오차는 위에 언급된 실시예들 중 어느 한 실시예로부터 획득될 수 있다.
도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 저잡음 광원 동작을 예시하는 블럭 다이어그램이다. 이러한 실시예에서는, 프로그램가능한 위상 동기 루프(phase lock loop; PLL)(261)가 사용된다. 상기 프로그램가능한 위상 동기 루프(261)의 입력 단자는, 동기 제어 펄스를 수신하고 발진 주파수보다 수배 높은 정도의 동기 신호를 생성하여 이를 동기형 삼각파 발생기(212)에 출력하도록 영점 검출 회로(220)에 연결되어 있다. 프로그램 제어 입력 디바이스(262)는 프로그램 제어 신호를 생성하도록 프로그램가능한 위상 동기 루프(261)에 연결되어 있다.
이같은 2가지 실시예에 비추어 볼 때, 본 발명은 트랜지스터 스위칭 회로 및 발진기 회로의 출력이 동기되기 위하여 동기 제어 신호를 생성하도록 영점 검출기 회로를 제공한다. 그러므로, 차등 주파수 간섭이 감소된다. 특히, 제2 실시예에 있어서, 프로그램가능한 PLL이 프로그래밍을 통해 입력 신호를 제어하기 때문에, 임의 배수의 발진 주파수를 갖는 동기 신호는 차등 주파수 간섭이 상당히 감소되도록 획득될 수 있다.
위에 언급된 설명은 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 충분하고 완전한 설명을 제공한 것이다. 당업자라면 여러 수정예, 변형 구조, 및 등가예가 본 발명의 범위 또는 사상을 변경하지 않고서도 구현될 수 있다. 따라서, 위에 언급된 설명 및 예시는 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 범위를 한정하는 것으로 해석되어야 한다.
따라서, 본 발명은 발진기가 트랜지스터 스위칭 회로의 동일한 출력 주파수 또는 배수의 출력 주파수로 동작하게 함으로써, 차등 주파수 간섭, 단축된 수명, 및 시력 장애에 상응하는 역광원의 결함에 대한 문제점을 회피할 수 있으며, 또한 시스템 잡음이 낮아지게 됨으로써, 개선된 시스템 안정성을 제공할 수 있다.
도 1은 펄스 폭 변조기를 포함하는 종래의 역광 회로를 예시하는 블럭 다이어그램.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 저잡음 광원 동작 회로를 예시하는 블럭 다이어그램.
도 3은 본 발명의 한 바람직한 실시예에 따른 동기형 삼각파의 시간 순서 및 피드백 신호의 평균 오차를 예시하는 파형 다이어그램.
도 4a는 본 발명의 한 바람직한 실시예에 따른 동기 제어 신호의 시간 순서 및 영점 검출 회로를 한 형태로 예시하는 블럭 다이어그램.
도 4b는 본 발명의 한 바람직한 실시예에 따른 동기 제어 신호의 시간 순서 및 영점 검출 회로를 다른 한 형태로 예시하는 블럭 다이어그램.
도 5는 본 발명의 한 바람직한 실시예에 따른 동기형 삼각파의 시간 순서 및 동기형 삼각파 발생기를 예시하는 논리 회로 다이어그램.
도 6a는 본 발명의 한 바람직한 실시예에 따른 역 오차 적분기를 한 형태로 예시하는 회로 다이어그램.
도 6b는 본 발명의 한 바람직한 실시예에 따른 역 오차 적분기를 다른 한 형태로 예시하는 회로 다이어그램.
도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 저잡음 광원 동작 회로를 예시하는 블럭 다이어그램.
도 8은 본 발명의 제1 바람직한 실시예에 따른 저잡음 광원 동작 회로를 예시하는 플로 챠트.

Claims (8)

  1. 저잡음 광원 동작 회로에 있어서,
    입력 단자 및 출력 단자를 지니는 광원;
    상기 광원의 동작 전류를 피드백 신호로 변환시키도록 상기 광원의 출력 단자에 연결된 피드백 신호 검출 회로;
    AC 전압을 생성하여 상기 광원을 구동시키도록 상기 광원의 입력 단자에 연결된 출력 단자를 지니는 광원 구동 회로;
    상기 광원 구동 회로의 복수 개의 영점을 검출하고 출력 단자를 통해 상기 영점에 대응하는 동기 제어 펄스를 출력하도록 상기 광원의 입력 단자에 연결된 영점 검출 회로; 및
    상기 동기 제어 펄스 및 상기 피드백 신호에 따라 동작 주기 신호의 동작 주기 간격을 제어하고 상기 동작 주기 신호를 상기 광원 구동 회로에 출력하도록 상기 영점 검출 회로의 출력 단자에 연결된 동기형 펄스 폭 변조기를 포함하는 것을 특징으로 하는 저잡음 광원 동작 회로.
  2. 제1항에 있어서, 상기 동기형 펄스 폭 변조기는,
    기준 전압을 생성하는 기준 전압 발생기;
    상기 동기 제어 펄스에 따라 동기형 삼각파 신호를 생성하도록 상기 영점 검출 회로에 연결된 동기형 삼각파 발생기;
    상기 피드백 신호 및 상기 기준 전압을 비교하여 상기 피드백 신호의 평균 오차를 획득하도록 상기 피드백 신호 검출 회로 및 상기 기준 전압 발생기에 연결된 역 오차 적분기; 및
    상기 동기형 삼각파 신호 및 상기 피드백 신호의 평균 오차를 비교하여 상기 동작 주기 신호를 획득하도록 상기 동기형 삼각파 발생기 및 상기 역 오차 적분기에 연결된 제1 비교기를 포함하는 것을 특징으로 하는 저잡음 광원 동작 회로.
  3. 제1항에 있어서, 상기 영점 검출 회로는,
    제1 입력 단자, 제2 입력 단자, 및 펄스 신호를 출력하는 출력 단자를 지니는 히스테리시스 비교기;
    상기 기준 전압을 수신하여 DC 기준 전압을 획득하고 이를 상기 히스테리시스 비교기의 제2 입력 단자에 출력하는 버퍼;
    상기 히스테리시스 비교기의 출력 단자에 연결된 상승 구간 검출 회로;
    상기 히스테리시스 비교기의 출력 단자에 연결된 하강 구간 검출 회로; 및
    상기 동기 제어 펄스를 출력하도록 상기 상승 구간 검출 회로 및 상기 하강 구간 검출 회로에 연결된 OR 게이트를 포함하며,
    상기 제1 입력 단자는 제1 저항기 및 제2 저항기에 연결되고, 상기 제1 저항기의 한 단은 상기 제2 저항기의 한 단에 직렬 연결되며, 상기 제1 저항기의 다른 한 단은 상기 광원의 AC 전압 신호를 수신하도록 상기 광원의 입력 단자에 연결되고, 상기 제2 저항기의 다른 한 단은 상기 히스테리시스 비교기의 제2 입력 단자에 연결된 것을 특징으로 하는 저잡음 광원 동작 회로.
  4. 제2항에 있어서, 상기 동기형 삼각파 발생기는,
    삼각파 피크 기준 전압을 수신하기 위한 제1 입력 단자를 포함하는 제2 비교기;
    삼각파 트로프 기준 전압을 수신하기 위한 제1 입력 단자, 및 상기 제2 비교기의 제2 입력 단자에 연결된 제2 입력 단자를 포함하는 제3 비교기;
    상기 제2 비교기의 출력 단자에 연결된 제1 입력 단자, 및 상기 동기 제어 펄스를 수신하는 제2 입력 단자를 포함하는 NOR 게이트; 및
    상기 NOR 게이트의 출력 단자에 연결된 제1 입력 단자, 및 상기 제3 비교기의 출력 단자에 연결된 제2 입력 단자를 포함하며 상기 동기형 삼각파를 생성하는 플립플롭을 포함하는 것을 특징으로 하는 저잡음 광원 동작 회로.
  5. 제4항에 있어서, 상기 동기형 삼각파 발생기의 동작 주파수는 상기 광원의 주파수의 2배가 되는 것을 특징으로 하는 저잡음 광원 동작 회로.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 동기 제어 펄스를 수신하고 프로그램 제어 신호에 따라 동기 신호를 생성하는 프로그램가능한 위상 동기 루프; 및
    상기 프로그램 제어 신호를 생성하도록 상기 프로그램가능한 위상 동기 루프에 연결된 프로그램 제어 입력 디바이스를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 저잡음 광원 동작 회로.
  7. 구동 회로 및 동기형 삼각파 발생기를 포함하는 광원 동작 회로에서의 저잡음 광원 동작 방법에 있어서,
    상기 광원의 동작 전류를 피드백 신호로 변환시키는 단계;
    상기 피드백 신호를 기준 전압과 비교하고 그 비교 결과를 적분하여 상기 피드백 신호의 평균 오차를 획득하는 단계;
    상기 동기형 삼각파 발생기가 동기형 삼각파를 생성하는 단계;
    상기 피드백 신호의 평균 오차를 상기 동기형 삼각파와 비교하여 동작 주기 신호를 획득하는 단계; 및
    상기 동작 주기 신호에 따라 AC 전압을 생성하고 상기 AC 전압을 상기 광원에 출력하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 저잡음 광원 동작 방법.
  8. 제7항에 있어서, 상기 동기형 삼각파 생성 단계는,
    상기 광원 및 상기 구동 회로의 조파 주파수로부터 영점을 검출하여 동기 제어 펄스를 생성하는 단계; 및
    상기 동기 제어 펄스 및 삼각파를 혼합하는 단계를 포함하며,
    상기 삼각파의 하강 구간은 상기 동기형 삼각파를 생성하도록 상기 동기 제어 펄스에 의해 동기되는 것을 특징으로 하는 저잡음 광원 동작 방법.
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