KR20060087992A - 고전압 부하로의 교류 전원공급장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

이중 단부의 DC-AC 컨버터는 AC 전원을 액정 디스플레이의 백라이트에 사용되는 저온 캐소드 형광램프와 같은 부하에 공급한다. 제 1 및 제 2 컨버터 스테이지들이 각각 동일한 주파수와 진폭을 가지나 그 사이의 제어된 위상 차이를 가지는 제 1 및 제 2 사인 전압들을 발생한다. 제 1 및 제 2 사인 전압들 사이의 위상 차이를 제어하기 위한 전압 제어 지연회로를 사용함으로써 컨버터는 부하의 대향 단부들에 걸쳐 생성되는 복합 전압차의 진폭을 변화시킬 수 있다. 컨버터는 전압 공급 혹은 전류 공급일 수 있다.
전원 공급장치, 형광램프, 컨버터, 고전압, 위상 차, 사인 곡선, 엘시디

Description

고전압 부하로의 교류 전원공급장치 및 방법{PHASE SHIFT MODULATION-BASED CONTROL OF AMPLITUDE OF AC VOLTAGE OUTPUT PRODUCED BY DOUBLE-ENDED DC-AC CONVERTER CIRCUITRY FOR POWERING HIGH VOLTAGE LOAD SUCH AS COLD CATHODE FLUORESCENT LAMP}
도 1은 본 발명에 따른 저온 캐소드 형광램프와 같은 부하를 작동하기 위한 이중 단부의 인버터 구조용의 제 1 전압 공급 DC-AC 제어기 및 드라이버 구성의 실시예를 도시하는 도면이며;
도 2 내지 도 4는 도 1 도시 본 발명 실시예의 작동과 관련된 일 세트의 전압 파형들을 도시하는 도면이며;
도 5는 본 발명에 따른 저온 캐소드 형광램프와 같은 부하를 작동하기 위한 이중 단부의 인버터 구조용의 제 2 전류 공급 DC-AC 제어기 및 드라이버 구성의 실시예를 도시하는 도면이며;
도 6 내지 도 8은 도 5에 도시된 본 발명 실시예의 작동과 관련된 일 세트의 전압 파형들을 도시하는 도면이며;
도 9는 본 발명의 이중 단부 푸시-풀 인버터들의 실시예들의 펄스 발생기들에 인가된 상보적인 펄스 트레인들 사이의 상대적인 지연을 정의하기 위하여 사용될 수 있는 전압 제어 지연회로의 예를 도시하는 도면이다.
본 출원은 본 출원의 양수인에게 양도된 알 라일(R. Lyle) 등에 의한 "이중 단부의 푸시-풀(push-pull) 인버터용 위상 이동 변조"라는 명칭의 이전에 출원되고 현재 심사중인 2004, 7, 19일자 미합중국 특허출원 제 60/589,172 호를 우선권 주장하며, 그 내용이 여기에 포함된다.
본 발명은 일반적으로 전원 공급 시스템 및 그 부시스템들에 대한 것으로서, 특히 액정 디스플레이의 백라이트용으로 사용되는 형태의 저온 캐소드 형광램프와 같은 고전압장치에 공급되는 AC 전압의 진폭을 제어하기 위한 장치 및 방법에 대한 것이다.
하나 이상의 고압 AC 전원 소스를 필요로 하는 전기 시스템의 예들은 다양하다. 비한정적인 예로서, 데스크탑이나 랩탑 혹은 대형 텔레비젼 스크린과 같은 더 큰 디스플레이에 사용되는 액정 디스플레이(LCD)는 백라이팅 목적으로 바로 뒤에 장착된 연관된 세트의 저온 캐소드 형광램프(CCFLs)를 필요로 한다. 이들 및 다른 예들에서, CCFLs의 점화 및 연속적인 작동은 수백에서 수천 볼트 범위에 걸쳐 변화하는 AC 고전압의 적용을 필요로 한다. 이러한 장치에 높은 전압을 공급하는 것은 통상 여러 방법들 중의 하나를 사용하여 달성되었다.
제 1 방안은 일단부형 구동 시스템인데, 여기에서는 고압 AC 전압을 발생하고 제어하는 시스템이 램프의 하나의 단부/근처에 변압기로 연결되며, 램프의 다른 /멀리 떨어진 단부는 지상으로 접지된다. 이러한 기술은 램프의 구동 단부에 공급되는 고압 변압기 회로에서 아주 높은 피크 AC 전압이 발생하므로 바람직하지 않다.
다른 방안은 이중 단부 구동 시스템을 사용하는 것인데, 여기에서 고압 AC 전압을 발생하고 제어하는 시스템이 램프의 하나의 단부/근처에 변압기로 연결되며, 전압 발생 및 제어 시스템으로부터 램프의 다른/멀리 떨어진 단부로의 연결은 고압 전선을 통해 실행된다. 이러한 전선들은 비교적 길 수 있으며(예컨대, 4 피트 이상), 저압 전선 보다 고가이며; 더우기, 지상으로의 용량성 접속을 통해 상당한 에너지를 상실한다.
또 다른 방안은 램프의 원 단부 근처에 MOSFETs 혹은 이극 트랜지스터와 같은 고압 변압기 및 관련 전압 절환기구를 배치하는 것인데; 이들 기구들은 램프의 근 단부 근처에서 국부 제어기에 연결되어 제어된다. 이 방안은 게이트(혹은 베이스)드라이브 전선들이 높은 피크 전류를 전송하고 효율적인 작동을 위해 높은 절환 속도에서 상태를 변화시켜는 것이 요구되는 점에서 제 1 방안과 유사한 문제점을 가진다. 요구되는 긴 전선은 내부 인덕턴스에 기인하여 이러한 절환 속도에 용이하게 적응되지 않는다; 더우기, 상당한 저항에 기인하여 에너지를 상실한다.
본 발명에 따라, LCD 패널의 백라이트용으로 사용되는 CCFLs에 AC 전원을 공급하기 위한 시스템을 포함하는 종래의 고압 AC 전원 공급 시스템 구성의 상기 설명한 바와 같은 문제점들은 동일한 주파수와 진폭을 가지나 제어된 위상 차이를 가 지는 제 1 및 제 2 사인 전압으로 CCFL과 같은 부하의 대향 단부들을 구동하도록 작동되는 이중 단부의 DC-AC 컨버터 구성에 의하여 효과적으로 제거된다.
제 1 및 제 2 사인 전압들 사이의 위상 차이를 제어함으로써 본 발명은 부하의 양 단부에 걸쳐 발생되는 복합적인 전압 차이의 진폭을 변화시킬 수 있다.
제 1 전압이 공급되는 실시예는, 비한정적인 저온의 캐소드 형광램프(CCFL)와 같은 부하의 대향 단부에 각각의 출력 포트가 연결되는 제 1 및 제 2의 푸시-풀 DC-AC 컨버터 스테이지들을 포함한다. 각각의 컨버터 스테이지는 50% 이득 사이클을 가지는 동일한 진폭과 주파수의 위상 보충 사각파 펄스신호들을 생성하는 한 쌍의 펄스 발생기들을 포함한다. 이러한 위상 보충 펄스 발생기들은, 소스-드레인 통로들이 기준전압 터미널(예컨대, 접지)과 스텝-업 변압기의 중앙이 태핑된 1차 코일의 대향 단부들 사이에 결합된 각각의 MOSFETs 과 같은 한 쌍의 제어된 절환기구들의 온/오프 전도를 제어하기 위하여 사용된다. 스텝-업 변압기의 1차 코일의 중앙 탭은 DC-AC 컨버터 스테이지용의 DC 전압 공급원으로 작용하는 DC 전압 소스에 연결된다. 스텝-업 변압기의 2차 코일은 기준 전압(즉, 접지)에 연결된 제 1 단부와 RLC 출력 필터를 통해 두 출력 포트들의 하나에 연결되는 제 2 단부를 가진다. 상기 RLC 회로는 스텝-업 변압기의 제 2 권선에 걸쳐 발생되는 일반적으로 사각파를 일반적으로 사인 파형으로 변환시킨다.
각각의 푸시-풀 DC-AC 컨버터 스테이지의 작동은 다음과 같다. 2개의 펄스 발생기에 의하여 생성된 보조 위상의 사각파형 50% 이득 사이클 출력 펄스 트레인은 교대로 상호 보충적인 방식으로 일 MOSFET가 온되면 다른 MOSFET는 오프하고, 역의 관계도 가능한 방식으로 2개의 MOSFETs를 온/오프 작동시킨다. 어느 MOSFET이 온되는가에 따라 중앙이 태핑된 1차 권선의 반을 통해 전압 소스 공급원으로부터 지상으로의 전류 흐름 통로 및 MOSFET의 드레인-소스 통로를 제공할 것이다. 각각의 컨버터 스테이지의 두 MOSFETs의 교대적인 유도 사이클은 스텝-업 변압기의 그 스테이지에 대한 2차 권선에 걸쳐 50% 사이클 효율을 가지는 일반적으로 사각형인 출력 펄스 파형을 생성하는 효과를 가진다. 이 전압 파형의 진폭은 변압기의 2차:1차 권선 비율의 값에 대응하며 전압 공급 소스의 DC 전압치의 2배이다. 상기 설명한 바와 같이, 이러한 일반적으로 사각형인 파형의 형상은 RLC 필터에 의하여 비교적 잘 규정된 사인 파형으로 변환되며, 이는 두 출력 포트들의 하나에 공급된다.
본 발명의 제어된 위상 이동 기구에 따르면, 하나의 컨버터 스테이지의 출력 RLC 필터에 의하여 생성된 사인 파형의 우상은 다른 컨버터 스테이지의 출력 RLC 필터에 의해 생성된 사인 파형의 위상에 대해 소정량 만큼 제어가능하게 이동된다. 이와 같은 2개의 출력 포트들에서 나타나는 사인 파형들 사이의 제어된 위상 이동 편차의 부여는 형상을 수정시키는 효과를 가지므로 두 출력 포트들 사이에서 생성된 복합 AC 신호의 진폭이 변형된다.
두 사인 파형들이 정확하게 서로에 대해 180°의 위상 차이를 나타내는 1차 극한에서, 부하에 걸쳐 부여된 편차 파형은 두 출력 파형들에서 생성된 개별 사인 파형들의 각각의 진폭의 2배이다. 2개의 푸시-풀 DC-AC 컨버터 스테이지에 의해 생성된 두 파형들이 정확하게 동일한 위상에 있는 다른 극한에서 출력 포트들에 걸쳐 발생하는 편차는 제로 볼트 진폭의 네트 DC 전압을 생성한다. 0°와 180°의 두 극 한 사이의 위상 증분 오프셋들에 대해 푸시-풀 DC-AC 컨버터 스테이지들에 의해 생성된 두 파형들은 위상에서 다소 오프셋 되는데, 출력 터미널들에 걸쳐 생성되는 복합 파형의 진폭을 변화시키거나 변조하도록 작용한다.
본 발명의 비한정적이며 바람직한 실시예에 따르면, 두 컨버터 스테이지들에 의해 생성된 두 파형들 사이의 약간의 위상 오프셋을 생성하는 것은 다른 컨버터 스테이지의 펄스 발생기에 의해 생성된 펄스 트레인에 대해 하나의 컨버터 스테이지의 펄스 발생기에 의해 생성된 펄스 트레인에 제어된 지연양을 부여함으로써 용이하게 달성된다. 두 펄스 트레인들 사이의 지연양은 출력 포트들에 걸쳐 생성되는 복합 AC 파형의 형상 및 진폭을 제어할 것이다.
본 발명의 제 2 전류 공급 실시예는 제 1 실시예와 같이 CCFL과 같은 부하의 대향 단부들에 각각의 출력 포트들이 연결된 제 1 및 제 2 전류 공급 푸시-풀 DC-AC 컨버터 스테이지들을 구비한다. 제 1 실시예에서와 같이, 상기 전류 공급, 이중 단부의 푸시-풀 DC-AC 컨버터 스테이지들은 부하의 대향 단부들에 걸쳐 생성되는 복합 AC 전압의 진폭을 효과적으로 변조하며 동일한 주파수와 진폭을 가지나 양자들 사이의 제어된 위상차를 가지는 제 1 및 제 2 사인 전압을 생성하도록 작동한다.
이러한 목적으로서, 제 1 실시예에서와 같이, 각각의 전류 공급된 컨버터 스테이지들은 50% 사이클 효율을 가지는 위상 보충 사각 출력 펄스신호들을 생성하는 한 쌍의 보조 펄스 발생기들을 가진다. 각각의 사각 파형 신호는 변압기의 2차 권선에 고정된 주파수와 진폭의 동조 사인 파형을 공급하도록 작용하는 동조 탱크 회 로를 형성하는 스텝-업 변압기의 중심에 제공된 1차 권선과 커패시터의 평행 연결의 일 단부와 정해진 기준 전압(예컨대, 접지) 사이에 그를 통해 연결되는 전류 흐름 통로를 제어가능하게 간섭하도록 작동하는 제어된 릴레이와 같은 제어된 절환기구의 제어 터미널에 인가된다. 스텝-업 변압기의 1차 권선은 저항기와 인덕터를 통해 중앙의 탭을 그 컨버터 스테이지용 전류 공급원으로 작용하는 DC 전압 소스에 연결시킨다.
각각의 전류가 공급된 컨버터 스테이지의 작동은 다음과 같다. 한 쌍의 펄스 발생기들에 의해 생성된 보조 위상의 사각 파형의 50% 사이클 효율의 출력 펄스 트레인은 상보적인 방식으로 제어 스위치들을 교대로 개폐한다. 스위치가 닫혀질 때 마다, 인덕터와 저항을 통해 배터리 터미널로부터 변압기 1차 권선의 중앙의 탭으로 전류 흐름 통로가 형성되며, 그리고 1차 권선의 반을 통하여 그로부터 저항과 스위치를 통해 접지되는 닫혀진 전류 흐름 통로가 형성된다.하나의 스위치가 닫히고 다른 스위치가 개방된 후 소정 시간이 경과하면, 스위치들의 제어 입력으로의 2 개의 펄스신호 입력의 상태들은 역전된다. 이러한 변압기 1차 권선의 인덕턴스에 기인하여, 통과 전류는 즉시 흐름을 중단하지 않는다. 대신에, 1차 권선으로부터의 전류는 1차 권선에 평행하게 연결된 커패시터의 일측으로 흐른다.
커패시터와 스텝-업 변압기의 1차 권선에 의하여 형성되는 동조 회로는 2차 권선에 걸쳐 사인 파형을 유도하도록 작용하는 변압기의 1차 권선과 커패시터 사이의 전류의 울림을 초래한다. 동조 탱크 커패시터의 일측 위의 파형은 1/2 양극 사인 파형이며, 커패시터의 다른 측의 파형은 1/2 음극 사인 파형이다. 따라서 두 1/2 사인 파형들이 출력 포트들의 하나에 인가된 결과, 고정 진폭, 주파수 및 위상의 사인 파형을 발생한다.
다른 출력 포트에 대해 일 출력 포트에 공급된 얻어진 사인 파형의 위상을 제어가능하게 이동시키기 위하여 하나의 컨버터 스테이지의 펄스 발생기들에 의해 생성된 상보적인 50% 사이클 효율의 펄스 트레인들의 변화는 다른 출력 포트에 대해 하나의 출력 포트로 공급된 사인 파형의 위상을 제어가능하게 이동시키기 위하여 다른 스테이지의 펄스 발생기들에 의해 생성된 펄스 트레인들에 대해 다소 지연된다. 전압 공급 실시예에서와 같이, 전류 공급 실시예의 푸시-풀 DC-AC 컨버터 스테이지에 의해 생성된 두 사인 파형들의 위상의 다소의 오프셋은 두 출력 터미널들에 걸쳐 발생되는 복합 파형의 진폭을 변경시키거나 변조하도록 작용한다.
전압 제어 지연회로가 본 발명의 실시예의 각각의 푸시-풀 DC-AC 컨버터 스테이지 내의 펄스 발생기에 인가되는 상보적인 펄스 트레인들 사이의 상대적인 지연을 규정하기 위하여 사용되며, 이로써 구동 부하에 걸쳐 생성되는 복합 AC 파형의 진폭을 제어한다. 비한정적인 예에 따라, 전압 제어 지연회로가 DC-AC 컨버터의 의도된 작동과 연관된 정해진 주파수의 디지털 클럭 신호를 수신하도록 연결된 에지 검출기를 포함할 수 있다. 에지 검출기의 출력은 제 1 토글 플립-플롭의 토글 입력과 전압 제어 원-샷의 에지 입력에 연결된다. 상기 제 1 토글 플립-플롭은 쌍을 이루는 컨버터 스테이지들 중의 하나의 제어 입력에 각각 연결되는 Q 및 QBAR 출력들을 가진다.
전압 제어 원-샷은 에지 입력에 인가된 신호 에지를 기초로 원-샷을 통하여 지연을 설정하는 DC 전압을 수신하도록 연결된 전압 제어 입력을 가진다. 원-샷의 출력은 에지 검출기에 의하여 생성된 에지 신호의 복제이나, 전압 제어 입력에 인가되는 DC 전압의 크기에 비례하여 시간 지연된다. 원-샷의 출력은 다른 컨버터 스테이지의 쌍을 이루는 스위치들의 제어 입력에 각각 연결되는 Q 및 QBAR 출력들을 가지는 제 2 토글 플립-플롭의 토글 입력에 연결된다.
원-샷의 전압 제어 입력에 인가된 DC 전압의 크기를 다소 변화시키는 것은 다른 출력 포트에 공급된 사인파에 대해 일 출력 포트에 공급된 사인파의 위상을 제어 가능하게 이동시키기 위하여 다른 쌍의 펄스 발생기들에 의하여 생성된 펄스 트레인들에 대해 하나의 쌍의 펄스 발생기들에 의하여 생성된 50% 효율의 상보적인 펄스 트레인들의 변화 사이의 지연을 제어가능하게 조정하도록 작용한다. 상기 설명한 바와 같이, 이는 부하의 대향 단부들에 걸쳐 생성된 복합 AC 전압의 진폭을 변조하도록 작용한다.
본 발명의 이중 단부의 위상 변조에 기초한 DC-AC 컨버터 구성의 상세한 설명에 앞서 본 발명은 종래의 제어된 전원 공급 회로들 및 부품들의 정해진 신규한 배치에 대한 것임을 알아야 한다. 따라서, 이러한 회로들과 부품들의 구성과 저온 캐소드 형광램프와 같은 구동 부하와 인터페이스되는 방식은 대체로 용이하게 이해할 수 있는 개략적인 블럭도 및 연관된 파형도에 의해 도면에 도시되는 데, 이들은 여기 설명된 이점을 가지는 이 기술 분야의 당업자들에게 용이하게 이해될 수 있는 세부 사항을 불명확하게 하지 않도록 본 발명에 속하는 특정 사항들만을 도시한다. 이와 같이, 개략적인 블록도들은 주로 본 발명의 여러 실시예의 주요 부품들을 용이한 기능 그룹들로 도시하려고 의도되며, 이로써 본 발명은 더욱 용이하게 이해될 것이다.
도 1에 있어서, 전압 공급의 이중 단부의 푸시-풀 DC-AC 컨버터의 본 발명의 제 1 실시예가 비한정적인 저온 캐소드 형광램프와 같은 부하(300)의 대향 단부들에 각각의 출력 포트들(101, 201)이 연결된 제 1 및 제 2 푸시-풀 DC-AC 컨버터 스테이지들(100, 200)을 구비하는 것으로 도시되고 있다. 이하에서 상세하게 설명되고 위에 간단하게 설명된 바와 같이, 이중 단부의 푸시-풀 DC-AC 컨버터 스테이지들(100, 200)은 부하의 대향 단부들에 걸쳐 발생되는 복합 전압의 진폭을 효과적으로 변조할 수 있는 동일한 주파수와 진폭을 가지나 그들 사이에 제어된 위상 차이를 가지는 제 1 및 제 2 AC 전압들을 생성하도록 작동한다.
특히, 제 1 푸시-풀 DC-AC 컨버터 스테이지(100)는 50% 사이클 효율을 가지는 출력 펄스신호를 생성하는 제 1 펄스 발생기(110)를 구비한다. 이러한 사각파 신호는 MOSFET(120)로 도시된 제어된 절환기구의 제어 터미널에 인가되며, 절환기구는 스텝-업 변압기(140)의 중앙의 태핑된 1차 코일(130)의 상반부(133)의 제 1 단부(131)와 정해진 기준 전압(즉, 접지) 사이에 연결된 소스-드레인 통로를 가진다. 높은 패스의 노이즈를 거부하는 RC 필터(125)가 1차 코일(130)의 제 1 단부(131)와 접지 사이에 연결된다. 푸시-풀 DC-AC 컨버터 스테이지(100)는 또한 50% 사이클 효율을 가지는 출력 펄스신호를 생성하는 제 2 펄스 발생기(150)를 구비한다. 본 발명에 따라, 상기 50% 사이클 효율의 펄스 발생기(150)의 사각파 출력은 펄스 발생기(110)의 사각파 신호 출력과 같은 주파수와 진폭을 가지나 반대 위상을 가진다.
펄스 발생기(150)의 사각파 신호 출력은 MOSFET(160)로 도시된 제어된 절환기구의 제어 터미널에 인가되며, 절환기구는 스텝-업 변압기(140)의 중앙의 태핑된 1차 코일(130)의 하반부(134)의 제 2 단부(132)와 정해진 기준 전압(즉, 접지) 사이에 연결된 소스-드레인 통로를 가진다. 높은 패스 소음 차단 RC 필터(126)가 1차 코일(130)의 제 2 단부(132)와 접지 사이에 연결된다. 동일한 진폭과 주파수를 가지나 반대 위상을 가지는 펄스 발생기들(110, 150)에 의해 신호가 생성되면, MOSFET 스위치(120)가 가동될 때마다 MOSFET 스위치(160)는 오프되며, MOSFET 스위치(120)가 작동 중단되면, MOSFET 스위치(160)가 작동된다. 이하에서 설명되는 바와 같이, 이는 변압기(140)의 2차 권선(180)에 걸쳐 50% 사이클 효율의 출력 펄스신호를 발생하는 효과를 가진다.
스텝-업 변압기(140)의 1차 코일은 중앙 탭(135)이 DC 전압 소스(170)(예컨대, 24VDC 크기의 진폭을 가지는)에 연결시키고 있는 데, 이는 DC-AC 컨버터용 DC 전압 공급원으로 작용한다. 스텝-업 변압기(140)의 2차 코일(180)은 RLC 출력 필터(190)를 통해 제 1 출력 포트(101)에 연결되는 제 2 단부(182)와 기준 전압(예컨대, 접지)에 연결되는 제 1 단부(181)를 가진다. 인덕터(191), 저항기(192), 커패시터(193) 및 커패시터(194)를 포함하는 RLC 회로(190)는 일반적으로 변압기(140)의 2차 권선(180)에 걸쳐 발생된 사각파 출력을 일반적으로 사인 파형으로 변환시킨다. 출력 포트(101)는 상기 설명한 바와 같이 CCFL과 같은 고전압 부하(300)의 일 단부에 연결되도록 형성된다.
제 1 푸시-풀 DC-AC 컨버터 스테이지(100)의 작동은 다음과 같다. 펄스 발생기들(110, 150)에 의해 생성된 사각 파형의 50% 사이클 효율의 출력 펄스 트레인들은 교대로 상기 설명한 바와 같이, MOSFET 스위치(120)가 가동될 때마다 MOSFET 스위치(160)는 오프되며, MOSFET 스위치(120)가 작동 중단되면, MOSFET 스위치(160)가 작동하는 방식으로 MOSFETs(120, 160)을 온, 오프 작동시킬 것이다. MOSFET 스위치(120)가 가동될 때마다(이 때, 상기 설명한 바와 같이, MOSFET 스위치(160)는 오프), 전압 소스 공급원으로부터 전류 흐름 통로가 1차 코일(130)의 상반부(134)를 통해 제공되며 그로부터 1차 권선(130)의 상반부(133)의 제 1 단부(131)가 인출되어 MOSFET 스위치(120)의 드레인-소스 통로를 통해 접지된다. MOSFET(160)이 차단되어 있으므로 이 때에는 1차 권선(130)의 하반부(134)를 통해서는 아무런 전류 흐름 통로가 제공되지 않는다.
도 2의 파형도에 도시된 바와 같이, MOSFETs(120, 160)의 이러한 교대적인 유도 사이클은 변압기(140)의 2차 권선(180)에 걸쳐 50%의 사이클 효율을 가지는 일반적으로 사각의 출력 펄스 파형을 발생하는 효과를 가진다. 이러한 전압 파형의 진폭은 변압기의 2차:1차 권선수 비율의 산물에 상응하며 전압 소스(170)의 DC 전압치의 2 배이다. 상기 지적된 바와 같이, 이러한 일반적으로 사각 파형의 형상은 RLC 필터(190)에 의해 비교적 잘 정의된 사인 파형으로 변환되며, 이로써 출력 포트(101)에서 제 1 사인 파형이 생성된다.
제 2 푸시-풀 DC-AC 컨버터 스테이지(200)는 컨버터 스테이지(100)와 동일하 게 구성된다. 이러한 목적으로서, 도 1에 도시된 바와 같이, DC-AC 컨버터 스테이지 (200)는 50% 사이클 효율을 가지는 일반적으로 사각인 출력 파형을 발생하는 제 1 펄스 발생기(210)를 구비한다. 이 신호는, 스텝-업 변압기(240)의 중앙의 태핑된 1차 코일(230)의 상반부(233)의 제 1 단부(231)와 정해진 기준 전압(즉, 접지) 사이에 연결된 소스-드레인 통로를 가지는 MOSFET(220)로 도시된 제어된 절환기구의 제어 터미널에 인가된다. 푸시-풀 DC-AC 컨버터 스테이지(200)는 또한 50% 사이클 효율을 가지는 출력 펄스신호를 생성하는 제 2 펄스 발생기(250)를 더 구비한다. 컨버터 스테이지(100)의 경우와 같이, 50% 사이클 효율의 펄스 발생기(250)의 펄스 파 출력은 펄스 발생기(210)의 펄스신호 출력과 동일한 주파수 및 진폭을 가지나 반대의 위상을 가진다. 펄스 발생기(250)의 펄스신호 출력은 스텝-업 변압기(240)의 중앙의 태핑된 1차 코일(230)의 하반부(234)의 제 2 단부(232)와 정해진 기준 전압(즉, 접지) 사이에 연결된 소스-드레인 통로를 가지는 MOSFET(260)로 도시된 제어된 절환기구의 제어 터미널에 인가된다.
스텝-업 변압기(240)의 1차 코일(230)은 중앙 탭(235)을 제 1 컨버터 스테이지용 DC 전압 소스 공급원(170)으로 DC 전압 소스(270)(동일한 전압(예컨대, 24VDC을 가지는)에 연결시킨다. 스텝-업 변압기(240)는 기준 전압(예컨대, 접지)에 연결된 제 1 단부(281)와 RLC 출력 필터(290)(인덕터(291), 저항(292), 및 커패시터(293, 294)를 포함하는)를 통해 제 2 출력 포트(201)에 연결된 제 2 단부(282)를 가지며 고전압 부하(CCFL)(300)의 다른 단부에 연결되도록 형성되는 2차 출력 코일(280)을 가진다.
제 2 푸시-풀 DC-AC 컨버터 스테이지(200)의 작동은 상기 설명한 바와 같은 제 1 스테이지와 동일하다. 즉, 펄스 발생기들(210, 250)에 의해 생성된 반대 위상의 50% 사이클 효율의 출력 펄스 트레인들이 교대로 MOSFETs(220, 260)를 온, 오프 절환시킴에 따라, 전류는 변압기 1차 권선의 각각의 상부 및 하부 절반부(234, 235)와 MOSFETs(220, 260)의 드레인-소스 통로들을 통해 전압 소스 공급원(270)으로부터 흐른다. 재차, 도 2의 파형도에 도시된 바와 같이, 이는 변압기(240)의 2차 권선(280)에 걸쳐 50% 사이클 효율을 가지는 일반적으로 사각의 출력 펄스신호를 생성하는 효과를 가진다. RLC 회로(290)의 존재에 기인하여, 이러한 일반적으로 사각 파형의 형상은 비교적 잘 규정된 사인 파형으로 변환되므로 출력 포트(201)에서 제 2 사인 파형이 생성된다.
본 발명의 제어된 위상 이동 기구에 따라, 스텝-업 변압기(240)의 2차 권선(280)에서 RLC 필터(190)에 의해 생성되는 사인 파형의 위상은 스ㅌ텝-업 변압기(140)의 2차 권선(180)의 출력에서 RLC 필터(290)에 의해 생성된 사인 파형의 위상에 대해 소정량 만큼 제어가능하게 이동된다. 출력 포트들(101, 201)에서 나타나는 사인 파형들 사이의 이러한 제어된 위상 이동 편차가 발생하는 것은 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 출력 포트들(101, 201) 사이에서 발생한 복합 AC 신호의 형상 및 진폭을 수정하는 효과를 가진다.
특히, 도 3은 변압기(140)의 2차 권선(180)의 출력에서 발생한 파형의 위상에 대해 변압기(240)의 2차 권선(280)의 출력에서 발생한 일반적으로 사각 파형에 위상 이동의 연속해서 증가하는 양을 부여하는 효과를 보여주며; 도 4는 도 3의 위 상 이동의 결과로서 출력 터미널들에 걸쳐 발생하는 복합 사인 파형들을 보여준다. 도 4로부터 두 사인 파형들이 서로에 대해 정확하게 180°위상 차이를 가지는 제 1 극한에서 출력 포트들(101, 201)을 통해 부하(300)에 걸쳐 발생되는 파형 편차는 출력 포트들(101, 201)에서 발생되는 개별 사인 파형들의 각각의 진폭의 2 배인 사인 파형이다. 푸시-풀 DC-AC 컨버터 스테이지들(100, 200)에 의해 생성된 파형들이 정확하게 같은 위상을 가지는 다른 극한에서, 출력 포트들(101, 201)에 걸린 차이는 제로 볼트 진폭의 네트 DC 전압을 발생한다.
도 3 및 도 4의 파형도는 또한 0°와 180°의 두 극한치 사이에서의 약간의 위상 오프셋에 대해 푸시-풀 DC-AC 컨버터 스테이지들(100, 200)에 의해 생성된 2개 파형들은 위상이 다소 오프셋되며, 이는 출력 터미널들(101, 201)에 걸쳐 발생되는 복합 파형의 진폭을 변화시키거나 변조하도록 작용한다. 본 발명의 비한정적이나 바람직한 실시예에 따라, 스테이지들(100, 200)에 의해 발생된 두 파형들 사이의 다소의 위상 오프셋들은 펄스 발생기들(110, 150)에 의해 생성된 펄스 트레인들에 대해 펄스 발생기들(210, 250)에 의해 발생된 펄스 트레인들에 대해 제어된 지연양을 부여함으로써 용이하게 달성된다. 즉, 펄스 발생기(210)에 의해 생성된 펄스 트레인 출력은 펄스 발생기(110)에 의해 생성된 펄스 트레인에 대해 제어가능하게 지연되며, 펄스 발생기(250)에 의해 생성된 펄스 트레인 출력은 펄스 발생기(210)에 의해 발생된 펄스 트레인에 대해 동일한 양으로 제어가능하게 지연된다. 이들 두 펄스 트레인들 사이의 지연양은 출력 포트들(101, 201)에 걸쳐 발생되는 복합 AC 파형의 형상과 진폭을 제어할 것이다.
이제 도 5에 있어서, 본 발명의 제 2 실시예, 특히 이중 단부의 푸시-풀 DC-AC 컨버터가 제 1 실시예에서와 같이, 비한정적인 CCFL과 같은 부하(600)의 대향 단부들에 각각의 출력 포트들(401, 501)이 연결된 제 1 및 제 2 전류 공급의 푸시-풀 DC-AC 컨버터 스테이지들(400, 500)을 구비하는 것으로 개략적으로 도시되고 있다. 제 1 실시예와 같이, 전류 공급의 이중 단부의 푸시-풀 DC-AC 컨버터 스테이지들(400, 500)은 부하의 대향 단부들에 걸쳐 발생된 복합 AC 전압의 진폭을 효과적으로 변조하며, 같은 주파수와 진폭을 가지나 그들 사이에 제어된 위상 차이를 가지는 제 1 및 제 2 사인 전압을 발생하도록 작동한다.
이러한 목적으로서, 제 1 전류 공급의 푸시-풀 DC-AC 컨버터 스테이지(400)는 50% 사이클 효율을 가지는 출력 펄스신호를 발생하는 제 1 펄스 발생기(410)를 구비한다. 이러한 사각파 신호는 정해진 기준 전압(예컨대, 접지)과 커패시터(430)의 제 1 단부(431) 사이에 연결된 제어 가능하게 단속적인 전류 흐름 통로(421)를 가지는 제어 릴레이(420)로서 도시된 제어된 절환기구의 제어 터미널에 인가된다. 스텝-업 변압기(450)의 1차 권선(440)의 커패시터(430)와 인덕턴스는 고정 주파수와 진폭의 동조 사인 파형을 이하에서 설명되는 바와 같이 변압기의 출력 권선(480)으로 전달하도록 작용하는 동조 탱크 회로를 형성한다.
커패시터(422)와 다이오드(423)는 릴레이(420)의 터미널에 걸쳐 연결된다. 커패시터(430)의 제 1 단부(431)는 저항(435)을 통해 스텝-업 변압기(450)의 중앙의 탭된 1차 코일(440)의 상반부(443)의 제 1 단부(441)에 연결된다. 푸시-풀 DC-Ac 컨버터 스테이지(400)는 또한 50% 사이클 효율을 가지는 출력 펄스신호를 또한 발생하는 제 2 펄스 발생기(460)를 구비한다. 본 발명에 따라, 펄스 발생기(460)의 50% 사이클 효율의 사각파 출력은 펄스 발생기(410)의 사각파 신호 출력과 같은 주파수와 진폭을 가지나 반대의 위상을 가진다.
펄스 발생기(460)의 사각파 신호 출력은 정해진 기준 전압(예컨대, 접지)과 커패시터(430)의 제 2 단부(432) 사이에 연결된 제어된 전류 흐름 통로(471)를 가지는 제어 릴레이로 도시된 제 2의 제어된 절환기구(470)의 제어 터미널에 인가된다. 커패시터(472)와 다이오드(473)는 릴레이(470)의 터미널들에 걸쳐 연결된다. 커패시터(430)의 제 2 단부(432)는 저항(436)을 통해 변압기(450)의 중앙의 탭된 1차 권선(440)의 하반부(444)의 제 2 단부(442)에 연결된다. 동일한 진폭과 주파수를 가지나 위상이 반대인 펄스 발생기들(410, 460)에 의해 생성된 신호로서, 스위치(4200가 닫혀질 때마다, 스위치(470)는 개방되며, 스위치(420)가 개방될 때마다, 스위치(470)는 닫혀진다.
스텝-업 변압기(450)의 1차 권선(440)은 중앙의 탭(445)을 저항(446)과 인덕터(447)를 통해 DC-AC 컨버터에 대한 전류 공급원으로 작용하는 DC 전압 소스(448)(예컨대, 24 볼트 배터리)에 연결시킨다. 변압기(450)는 저항(483)을 통해 기준 전압(예컨대, 접지)에 연결된 2차 코일(480)의 제 1 단부(481)를 가지며; 2차 코일(4800의 제 2 단부(482)는 저항(491), 커패시터(492), 및 저항(493)을 포함하는 RC 출력 필터 회로(490)를 통해 제 1 출력 포트(401)에 연결된다. 상기 설명한 바와 같이, 출력 포트(401)는 CCFL과 같은 고전압 부하(600)의 일 단부에 연결되도록 형성된다.
제 1 푸시-풀 DC-AC 컨버터 스테이지(400)의 작동은 다음과 같다. 펄스 발생기들(410, 460)에 의해 발생된 보조 위상의 사각 파형 50% 사이클 효율의 출력 펄스 트레인들은 스위치(420)가 닫히면 스위치(470)가 개방되고, 스위치(420)가 열리면 스위치(470)가 닫히는 방식으로 스위치들(420, 470)을 교대로 개폐시킬 것이다. 스위치(420)가 닫혀질 때마다, 배터리 터미널(448)로부터 인덕터(447)와 저항(446)을 통해 변압기 1차 권선(440)의 중앙 탭(445)으로, 그리고 그로부터 상부 절반 코일(443), 저항(435) 및 폐 전류 흐름 통로(421)를 통해 스위치(420)를 거쳐 접지되도록 전류 흐름 통로가 형성된다. 정해진 시간(예컨대, 비한정적인 예로서 10 밀리세컨드) 이후에, 스위치들(420, 470)의 제어 입력으로의 2개의 펄스신호 입력들의 상태는 역전된다. 이것에 의해 스위치(420)는 개방되고 스위치(470)는 닫힌다. 변압기 1차 권선의 상부 부분(443)의 인덕턴스에 기인하여 통과 전류는 즉시 흐르는 것이 중지되지 않는다. 대신에, 스위치(420)의 전류 흐름 통로(421)가 차단되면, 상부 1차 권선(443)으로부터의 전류는 커패시터(430)의 상부 측으로 흐른다.
스위치(470)가 닫힘에 따라 인덕터(447)와 저항(446)을 통해 배터리 터미널(448)로부터 변압기 1차 권선(440)의 중앙 탭(445)으로의 전류 흐름 통로가 구축되며, 이 통로는 그로부터 하부 1차 권선(443), 저항(436) 및 폐 전류 흐름 통로(471)를 통하여 스위치(471)를 거쳐 접지된다. 정해진 시간 후에 스위치들(420,470)에 대한 2개의 펄스 입력은 역전되어 스위치(420)를 닫고 스위치(470)를 개방한다. 변압기 1차 권선(440)의 하부(444)의 인덕턴스에 기인하여 전류가 제 2 단부(432)로부터 커패시터(430)로 흐른다. 커패시터(430)와 변압기의 1차 권선 (440)에 의해 구성되는 동조 회로에 의해 변압기(450)의 1차 권선(440)과 커패시터(430) 사이에 흐르는 전류의 울림(ringing)을 발생하고 이는 2차 권선(480)에 걸친 사인 파형을 유도하도록 작용한다. 스위치(420)가 개방되고 스위치(470)가 닫혀 있으면서 개방된 스위치(420)와 1차 권선의 점선 단부(노드(441)) 위에 1/2 사인 파형이 나타나며, 2차 권선의 점선 단부(노드(482)) 위에 양의 1/2 사인 파형이 나타난다. 스위치들의 상태가 역전되면(즉, 스위치(420)가 닫히고 스위치(470)가 개방되면), 스위치(470) 위 및 1차 권선의 비점선 단부(노드(442)) 위에 1/2 사인 파형이 나타나며 변압기의 2차 권선의 점선 단부(노드(442)) 위에 음의 1/2 사인 파형이 나타난다. 제 1 출력 포트(401)에 인가되는 얻어진 두 1/2 사인 파형은 도 6의 파형도에 도시된 바와 같이, 고정 진폭과 주파수 및 위상의 사인파이다.
도 1에 도시된 전압 공급의 푸시-풀 컨버터의 경우와 같이, 도 5 도시의 전류 공급의 푸시-풀 컨버터의 제 2의 푸시-풀 DC-AC 컨버터 스테이지(500)는 컨버터 스테이지(400)와 같은 구조이다. 특히, 전류 공급 컨버터 스테이지(500)는 50% 사이클 효율을 가지는 출력 펄스신호를 생성하는 제 1 펄스 발생기(510)를 구비한다. 이러한 사각 파형은 정해진 기준 전압(예컨대, 접지)과 커패시터(530)의 제 1 단부(531) 사이에 연결된 제어가능하게 차단가능한 전류 흐름 통로(521)를 가지는 절환기구(520)의 제어 터미널에 인가된다. 컨버터 스테이지(400)의 경우와 같이, 커패시터(530)와 스텝-업 변압기(550)의 1차 권선(540)의 인덕턴스는 동조 탱크 회로를 구성하며, 이는 고정된 주파수와 진폭의 동조 사인 파형을 변압기의 출력 권선(580)에 전달하도록 작용한다.
커패시터(522)와 다이오드(523)는 스위치(520)의 터미널에 걸쳐 연결된다. 커패시터(530)의 제 1 단부(531)는 저항(535)을 통해 스텝-업 변압기(550)의 중앙의 탭된 1차 코일(540)의 상반부(543)의 제 1 단부(541)에 연결된다. 푸시-풀 DC-AC 컨버터 스테이지(500)는 또한 50% 사이클 효율을 가지는 출력 펄스신호를 또한 발생하는 제 2 펄스 발생기(560)를 구비한다. 본 발명에 따라 펄스 발생기(560)의 50% 사이클 효율의 사각파 출력은 펄스 발생기(510)의 사각파 신호 출력과 같은 주파수와 진폭을 가지나 위상은 반대이다.
펄스 발생기(560)의 사각파 신호 출력은 정해진 기준 전압(예컨대, 접지)과 커패시터(530)의 제 2 단부(532) 사이에 연결된 제어가능하게 차단가능한 전류 흐름 통로(571)를 가지는 절환기구(570)의 제어 터미널에 인가된다. 커패시터(572)와 다이오드(573)가 릴레이(570)의 터미널에 걸쳐 연결된다. 커패시터(530)의 제 2 단부(532)는 저항(536)을 통해 변압기(550)의 중앙의 탭된 1차 권선(540)의 하반부(544)의 제 2 단부(542)에 연결된다. 동일한 진폭과 주파수를 가지나 위상이 반대인 신호들을 펄스 발생기들(510, 560)에 의해 생성하면, 스위치(520)가 닫힐 때마다스위치(570)가 개방되고, 스위치(520)를 개방할 때마다 스위치(570)는 닫힌다.
스텝-업 변압기(550)의 1차 권선(540)은 중앙의 탭(545)을 저항(546)과 인덕터 (547)를 통해 DC-AC 컨버터에 대한 전류 공급원으로 작용하는 DC 전압 소스(예컨대, 24볼트 배터리)에 연결시킨다. 변압기(550)는 2차 코일(580)의 제 1 단부(581)를 저항(583)을 통해 기준 전압(즉, 접지)에 연결시키며; 2차 코일(580)의 제 2 단부(582)를 저항(591), 커패시터(592), 및 저항(593)을 포함하는 RC 출력 필터 회로(590)를 통해 제 2 출력 포트(501)에 연결시킨다. 상기 설명한 바와 같이, 출력 포트(501)는 고전압 부하(600)의 타 단부에 연결되도록 형성된다.
푸시-풀 DC-AC 컨버터 스테이지(500)의 작동은 푸시-풀 DC-AC 컨버터 스테이지(400)의 작동과 같으나 펄스 발생기들(510, 560)에 의해 생성된 보조적인 50% 사이클 효율의 펄스 트레인들의 이전이 제 2 출력 포트(502)에 공급된 사인파의 위상을 제어가능하게 이동시키기 위하여 각각의 펄스 발생기들(410, 460)에 의해 생성된 펄스 트레인들에 대해 제어가능하게 다소 지연되는 점이 상이하다. 도 6의 사인 파형에 대해 서로 오프셋된 위상을 가지는 일련의 세트를 이루는 사인 파형들이 0°와 180°사이에서 서로 오프셋됨에 따라, 복수의 이러한 상호 오프셋된 시간 지연의 효과가 도 7에 도시된다. 도 1의 전압 공급 실시예와 같이, 위상의 다소간의 오프셋은 도 5의 전류 공급 실시예의 푸시-풀 DC-AC 컨버터 스테이지들(400, 500)에 의해 생성된 2개의 사인 파형들이 도 8의 파형도에 도시된 바와 같이, 출력 터미널들(401, 501)에 걸쳐 생성된 복합 파형의 진폭을 변화시키거나 변조시키도록 작용한다.
도 9는 상기 설명한 바와 같은 본 발명 실시예의 각각의 푸시-풀 DC-AC 컨버터 스테이지들 내에서 펄스 발생기들에 인가된 보조적인 펄스 트레인들 사이의 상대 지연을 정의하기 위하여 사용될 수 있으며 이로써 구동 부하에 걸쳐 생성된 복합 AC 파형의 진폭을 제어할 수 있는 비한정적인 전압 제어 지연회로의 예를 도면으로 도시한다. 도시된 바와 같이, 전압 제어 지연회로는 DC-AC 컨버터의 예정된 작동과 연관된 정해진 주파수의 디지털 클럭 신호를 수신하도록 연결된 에지 검출 기(910)를 구비한다. 에지 검출기(910)의 출력은 제 1 토글 플립-플롭(920)의 토글 입력(921)과 전압 제어 모노스터블-멀티바이브레이터 혹은 원-샷(930)의 에지 입력(931)에 연결된다. 도 1에 도시된 실시예에 대해, 토글 플립-플롭(920)은 MOSFETs(120, 160)의 게이트 입력들에 각각 연결된 Q 및 QBAR 출력들(922, 923)을 가진다. 도 5에 도시된 실시예에 대해, 토글 플립-플롭(920)은 스위치들(420, 460)의 스위치 제어입력들에 각각 연결된 Q 및 QBAR 출력들(922, 923)을 가진다.
원-샷(930)은 에지 입력(931)에 인가된 신호 에지에 기초하여 원-샷을 통해 지연을 설정하는 DC 전압을 받도록 연결된 전압 제어 입력(932)을 가진다. 원-샷(930)의 출력은 에지 검출기(910)에 의해 생성되나 전압 제어 입력(932)에 인가되는 DC 전압의 크기에 비례하여 지연된 에지 신호의 복제이다. 원-샷(930)의 출력은 토글 플립-플롭(940)의 토글 입력(941)에 연결된다. 도 1에 도시된 본 발명의 실시예에서, 토글 플립-플롭(940)은 MOSFETs(220, 260)의 게이트 입력들에 각각 연결된 Q 및 QBAR 출력들(942, 943)을 가진다. 도 5에 도시된 실시예에 대해, 토글 플립-플롭(940)은 스위치들(520, 560)의 스위치 제어입력들에 각각 연결된 Q 및 QBAR 출력들(942, 943)을 가진다.
원-샷(930)의 전압 제어 입력(932)에 인가된 DC 전압의 크기를 다소 변화시키는 것은 펄스 발생기들(510, 560)에 의해 생성된 보조적인 50% 사이클 효율의 펄스 트레인들의 이전들 사이의 지연을, 도 5의 제 2 출력 포트(502)에 공급된 사인 파의 위상을 제어가능하게 이동시키기 위하여 각각의 펄스 발생기들(410, 460)에 의해 생성된 펄스 트레인들에 대해 제어가능하게 조정하도록 작용한다. 상기 설명 한 바와 같이, 도 6의 사인 파형에 대해 서로 오프셋된 위상을 가지는 일련의 세트를 이루는 사인 파형으로서, 복수의 이러한 상호 오프셋된 시간 지연의 효과가 도 7에 도면으로 도시된다.
상기 설명한 바로부터 알 수 있는 바와 같이, LCD 패널의 백라이트용으로 사용되는 CCFLs에 AC 전원을 공급하기 위한 시스템을 포함하는 종래의 고전압 AC 전원 공급 시스템의 문제점들은 동일한 주파수와 진폭을 가지나 그들 사이에 제어된 위상 차이를 가지는 제 1 및 제 2 사인 전압으로서 CCFL과 같은 부하의 대향 단부들을 구동하도록 작동하는 본 발명의 이중 단부의 푸시-풀 DC-AC 컨버터 설계에 의하여 효과적으로 해소된다. 제 1 및 제 2 사인 전압들 사이의 위상 차이를 제어함으로써, 본 발명은 부하의 대향 단부들에 걸쳐 생성된 복합 전압 편차의 진폭을 변화시킬 수 있다.
본 발명에 따라 여러 실시예들을 도시 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며 이 기술 분야의 당업자들에게 잘 알려진 바와 같은 여러 변화와 수정이 가능함을 알아야 한다. 따라서 본 발명은 여기에 도시되고 설명된 상세한 내용에 한정되지 않으며 이 기술 분야의 보통의 지식을 가진자에게 명백한 모든 변경과 수정을 포함하도록 의도한다.

Claims (24)

  1. 고전압 부하에 AC 전원을 공급하기 위한 장치로서, 동일한 주파수와 진폭을 가지나 그 사이의 제어된 위상 차이를 갖는 제 1 및 제 2 사인 전압들로 상기 부하의 대향 단부들을 구동하도록 작용하며, 상기 부하의 대향 단부들에 걸쳐 발생된 복합 AC 전압 차의 진폭을 효과적으로 변화시키는 제 1 및 제 2 푸시-풀 DC-AC 컨버터 스테이지들을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 고전압 부하로의 AC 전원 공급장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 각각의 컨버터 스테이지는 한 쌍의 제어된 절환기구의 온/오프 유도를 제어하도록 사용되며 50% 사이클 효율을 가지며 동일한 진폭과 주파수를 가지는 위상 보조 펄스신호들을 발생하는 한 쌍의 펄스 발생기들과, 스텝-업 변압기의 2차 권선에 걸쳐 발생되는 일반적인 사각파 출력을 일반적인 사인 파형으로 변환시키도록 작동하는 동조 필터 회로에 연결시킨 제 2 코일을 가지는 스텝-업 변압기의 전압 공급의 중앙 탭 1차 코일의 대향 단부들과 기준 전압 터미널 사이에 연결된 전압 흐름 통로들을 포함하는 것을 특징으로 하는 전원 공급장치.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 컨버터 스테이지들의 하나의 동조 필터 회로에 의해 발생된 사인 파형의 위상은 상기 부하의 상기 대향 단부들 사이에 발생된 복합 AC 전압 차이의 진폭을 보정하도록 다른 컨버터 스테이지의 동조 필터 회로에 의해 발 생된 사인 파형의 위상에 대해 정해진 양만큼 제어가능하게 이동되는 것을 특징으로 하는 전원 공급장치.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 컨버터 스테이지들의 다른 하나의 펄스 발생기에 의해 발생된 펄스 트레인들에 대해 상기 컨버터 스테이지들 중의 하나의 펄스 발생기들에 의해 발생된 펄스 트레인들에 대해 제어된 지연양을 부여하도록 작용하는 전압 제어 지연회로를 포함하며, 상기 두 펄스 트레인들 사이의 상기 제어된 지연양은 상기 부하의 대향 단부들에 걸쳐 발생되는 복합 AC 전압 차이의 진폭을 제어하는 것을 특징으로 하는 전원 공급장치.
  5. 제 1 항에 있어서, 각각의 컨버터 스테이지는 한 쌍의 제어된 절환기구의 온/오프 유도를 제어하도록 사용되며 50% 사이클 효율을 가지며 동일한 진폭과 주파수를 가지는 위상 보조 펄스신호들을 발생하는 한 쌍의 펄스 발생기들과, 일반적으로 사인 파형을 발생하도록 작동하는 제 2 코일을 가지며 동조 탱크 회로를 형성하기 위하여 커패시터와 연결되는 전류 공급의 중앙의 탭의 1차 코일의 대향 단부들과 기준 전압 터미널 사이에 연결되는 전압 흐름 통로들을 포함하는 것을 특징으로 하는 전원 공급장치.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 컨버터 스테이지들의 하나의 스텝-업 변압기의 2차 코일에 의해 발생된 사인 파형의 위상은 상기 컨버터 스테이지들의 다른 하나의 스 텝-업 변압기의 2차 코일에 의해 발생된 사인 파형의 위상에 대해 소정 양만큼 제어가능하게 이동되어 상기 부하의 상기 대향 단부들 사이에 생성된 복합 AC 전압 차의 진폭을 수정하는 것을 특징으로 하는 전원 공급장치.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 컨버터 스테이지들의 다른 하나의 펄스 발생기에 의해 발생된 펄스 트레인들에 대해 상기 컨버터 스테이지들 중의 하나의 펄스 발생기들에 의해 발생된 펄스 트레인들에 대해 제어된 지연양을 부여하도록 작용하는 전압 제어 지연회로를 포함하며, 상기 두 펄스 트레인들 사이의 상기 제어된 지연양은 상기 부하의 대향 단부들에 걸쳐 발생되는 복합 AC 전압 차이의 진폭을 제어하는 것을 특징으로 하는 전원 공급장치.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 부하는 저온 캐소드 형광램프를 포함하는 것을 특징으로 하는 전원공급장치.
  9. 고전압 부하에 AC 전원을 공급하는 방법으로서:
    (a) 동일한 주파수와 진폭을 가지나 그 사이에 제어가능한 위상 차이를 가지는 제 1 및 제 2 사인 전압들을 발생하도록 작용하는 제 1 및 제 2 푸시-풀 DC-AC 컨버터 스테이지들을 제공하는 단계;
    (b) 상기 제 1 및 제 2 사인 전압들로 상기 부하의 대향 단부를 구동하는 단계; 및
    (c) 상기 부하의 상기 대향 단부들에 인가된 상기 제 1 및 제 2 사인 전압들 사이의 전압 차이를 수정하도록 상기 제 1 및 제 2 사인 전압들 사이의 위상 차이를 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 고전압 부하로의 AC 전원 공급방법.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 푸시-풀 DC-AC 컨버터 스테이지들의 각각의 하나는 50% 사이클 효율을 가지며 동일한 진폭과 주파수를 가지며 한 쌍의 제어된 절환기구의 온/오프 유도를 제어하는 위상 보조 펄스신호들을 발생하는 한 쌍의 펄스 발생기들과, 스텝-업 변압기의 2차 권선에 걸쳐 발생된 일반적으로 사각인 파 출력을 상기 부하의 각 단부에 인가하기 위한 일반적으로 사인 파형으로 변환하도록 작동하는 동조 필터 회로에 연결된 2차 코일을 가지는 스텝-업 변압기의 전압 공급의 중앙의 탭된 1차 코일의 대향 단부들과 기준 전압 터미널 사이에 연결되는 전압 흐름 통로들을 포함하는 것을 특징으로 하는 고전압 부하로의 AC 전원 공급방법.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 단계(c)는 상기 컨버터 스테이지들의 하나의 동조 필터 회로에 의해 발생된 사인 파형의 위상을 상기 부하의 상기 대향 단부들 사이에 발생된 복합 AC 전압 차이의 진폭을 보정하도록 다른 컨버터 스테이지의 동조 필터 회로에 의해 발생된 사인 파형의 위상에 대해 정해진 양만큼 제어가능하게 이동시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 고전압 부하로의 AC 전원 공급방법.
  12. 제 11 항에 있어서, 상기 단계(c)는 상기 다른 하나의 컨버터 스테이지의 펄스 발생기들에 의해 생성된 펄스 트레인들에 대해 상기 하나의 컨버터 스테이지의 펄스 발생기들에 의해 생성된 펄스 트레인들에 제어된 지연양을 부여하며, 상기 두 펄스 트레인들 사이의 상기 제어된 지연양은 상기 부하의 대향 단부들에 걸쳐 발생된 복합 AC 전압 차이의 진폭을 효과적으로 제어하는 것을 특징으로 하는 고전압 부하로의 AC 전원 공급방법.
  13. 제 9 항에 있어서, 각각의 컨버터 스테이지는 한 쌍의 제어된 절환기구의 온/오프 유도를 제어하도록 사용되며 50% 사이클 효율을 가지며 동일한 진폭과 주파수를 가지는 위상 보조 펄스신호들을 발생하는 한 쌍의 펄스 발생기들과, 상기 부하의 각 단부에 인가하기 위한 일반적으로 사인 파형을 발생하도록 작동하는 2차 코일을 가지며 동조 탱크 회로를 형성하기 위하여 커패시터와 연결되는 전류 공급의 중앙의 탭의 1차 코일을 가지는 스텝-업 변압기의 대향 단부들과 기준 전압 터미널 사이에 연결되는 전압 흐름 통로들을 포함하는 것을 특징으로 하는 고전압 부하로의 AC 전원 공급방법.
  14. 제 13 항에 있어서, 상기 단계(c)는 상기 컨버터 스테이지들의 다른 하나의 스텝-업 변압기의 2차 코일에 의해 발생된 사인 파형의 위상에 대해 상기 하나의 컨버터 스테이지의 스텝-업 변압기의 2차 코일에 의해 발생된 사인 파형의 위상을 제어가능하게 이동시킴으로써 상기 부하의 상기 대향 단부들 사이에 발생된 복합 AC 전압 차이의 진폭을 수정하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 고전압 부하로의 AC 전원 공급방법.
  15. 제 14 항에 있어서, 상기 단계(c)는 상기 다른 하나의 컨버터 스테이지의 펄스 발생기들에 의해 생성된 펄스 트레인들에 대해 상기 하나의 컨버터 스테이지의 펄스 발생기들에 의해 생성된 펄스 트레인들에 제어된 지연양을 부여하며, 상기 두 펄스 트레인들 사이의 상기 제어된 지연양은 상기 부하의 대향 단부들에 걸쳐 발생된 복합 AC 전압 차이의 진폭을 효과적으로 제어하는 것을 특징으로 하는 고전압 부하로의 AC 전원 공급방법.
  16. 제 9 항에 있어서, 상기 부하는 저온 캐소드 형광램프를 포함하는 것을 특징으로 하는 고전압 부하로의 AC 전원 공급방법.
  17. 고전압 부하에 AC 전원을 공급하기 위한 장치로서:
    DC 입력 전압으로부터 유도된 제 1의 사인 AC 전압으로 상기 부하의 제 1 단부를 구동하는 제 1 수단;
    DC 입력 전압으로부터 유도된 상기 제 1 사인 AC 전압과 같은 주파수와 진폭을 가지는 제 2 사인 AC 전압으로 상기 부하의 제 2 단부를 구동하는 제 2 수단; 및
    상기 부하의 상기 제 1 및 제 2 단부들에 걸쳐 생성된 복합 AC 전압 차이를 변화시키기 위하여 상기 제 1 및 제 2 사인 AC 전압들 사이의 위상 차이를 제어하는 제 3 수단을 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 고전압 부하로의 전원 공급장치.
  18. 제 17 항에 있어서, 상기 각각의 제 1 및 제 2 수단은 한 쌍의 제어된 절환기구의 온/오프 유도를 제어하도록 사용되며 50% 사이클 효율을 가지며 동일한 진폭과 주파수를 가지는 위상 보조 펄스신호들을 발생하는 한 쌍의 펄스 발생기들과, 스텝-업 변압기의 2차 권선에 걸쳐 발생되는 일반적인 사각파 출력을 일반적인 사인 AC 파형으로 변환시키도록 작동하는 동조 필터 회로에 연결시킨 2차 코일을 가지는 스텝-업 변압기의 전압 공급의 중앙 탭 1차 코일의 대향 단부들과 기준 전압 터미널 사이에 연결된 전압 흐름 통로들을 포함하는 것을 특징으로 하는 전원 공급장치.
  19. 제 18 항에 있어서, 상기 제 3 수단은 상기 부하의 상기 대향 단부들 사이에 발생된 복합 AC 전압 차이의 진폭을 수정하도록 상기 제 1 및 제 2 수단들의 하나의 동조 필터 회로에 의해 발생된 사인 파형의 위상을 상기 제 1 및 제 2 수단의 다른 하나의 동조 필터 회로에 의해 발생된 사인 파형의 위상에 대해 제어가능하게 이동시키도록 작동하는 것을 특징으로 하는 전원 공급장치.
  20. 제 19 항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 수단들의 다른 하나의 펄스 발생기에 의해 발생된 펄스 트레인들에 대해 상기 제 1 및 제 2 수단들의 하나의 펄스 발생기들에 의해 발생된 펄스 트레인들에 대해 제어된 지연양을 부여하도록 작용하는 전압 제어 지연회로를 포함하며, 상기 두 펄스 트레인들 사이의 상기 제어된 지연양은 상기 부하의 제 1 및 제 2 단부들에 걸쳐 발생되는 복합 AC 전압 차이의 진폭을 제어하는 것을 특징으로 하는 전원 공급장치.
  21. 제 17 항에 있어서, 상기 각각의 제 1 및 제 2 수단은 한 쌍의 제어된 절환기구의 온/오프 유도를 제어하도록 사용되며 50% 사이클 효율을 가지며 동일한 진폭과 주파수를 가지는 위상 보조 펄스신호들을 발생하는 한 쌍의 펄스 발생기들과, 일반적으로 사인 파형을 발생하도록 작동하는 제 2 코일을 가지며 동조 탱크 회로를 형성하기 위하여 커패시터와 연결되는 1차 코일을 가지는 스텝-업 변압기의 전류 공급의 중앙의 탭의 상기 1차 코일의 대향 단부들과 기준 전압 터미널 사이에 연결되는 전압 흐름 통로들을 포함하는 것을 특징으로 하는 전원 공급장치.
  22. 제 21 항에 있어서, 상기 제 3 수단은 상기 제 1 및 제 2 수단의 다른 하나의 스텝-업 변압기의 2차 코일에 의해 생성된 사인 파형의 위상에 대해 상기 제 1 및 제 2 수단의 어느 하나의 스텝-업 변압기의 2차 코일에 의해 생성된 사인 파형의 위상을 정해진 양만큼 제어가능하게 이동시킴으로써 상기 부하의 제 1 및 제 2 단부들 사이에서 생성된 복합 AC 전압 차이의 진폭을 수정시키는 것을 특징으로 하 는 전원 공급장치.
  23. 제 22 항에 있어서, 상기 제 3 수단은 상기 제 1 및 제 2 수단들의 다른 하나의 펄스 발생기에 의해 발생된 펄스 트레인들에 대해 상기 제 1 및 제 2 수단들의 하나의 펄스 발생기들에 의해 발생된 펄스 트레인들에게 제어된 지연양을 부여하도록 작동하는 전압 제어 지연회로를 포함하며, 상기 두 펄스 트레인들 사이의 상기 제어된 지연양은 상기 부하의 제 1 및 제 2 단부들에 걸쳐 발생되는 복합 AC 전압 차이의 진폭을 제어하는 것을 특징으로 하는 전원 공급장치.
  24. 제 17 항에 있어서, 상기 부하는 저온 캐소드 형광램프인 것을 특징으로 하는 전원 공급장치.
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