KR20060097378A - 표시장치용 백 라이트의 구동장치 및 구동방법 - Google Patents

표시장치용 백 라이트의 구동장치 및 구동방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 저전압 상태에서도 구동이 가능한 표시장치용 백 라이트의 구동장치 및 구동방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 표시장치용 백 라이트의 구동장치는 제 1 및 제 2 전극을 가지는 램프와, 외부로부터의 입력 직류전압을 램프 구동전압으로 변환하여 상기 램프를 구동시키며 피드백 라인으로부터의 피드백 신호에 따라 상기 램프에 공급되는 관전류를 제어하는 인버터와, 상기 램프의 관전류를 검출하여 상기 피드백 신호를 생성하여 상기 피드백 라인에 공급하는 피드백 회로와, 상기 인버터에 공급되는 상기 입력 직류전압의 레벨에 따라 상기 피드백 신호를 조절하기 위한 저전압 구동부를 구비하는 것을 특징으로 한다.
이러한 구성에 의하여 본 발명은 입력 직류전압의 레벨에 따라 관전류에 대응되는 피드백 신호를 조절함으로써 저전압 상태에서도 표시장치를 정상적으로 구동시킬 수 있다. 따라서, 본 발명은 입력 직류전압의 레벨이 저전압일 경우 램프의 공급되는 관전류를 감소시켜 램프를 구동시킴으로써 표시장치의 효율성 및 성능을 향상시킬 수 있다.
저전압, 피드백 신호, 인버터, 램프, 관전류

Description

표시장치용 백 라이트의 구동장치 및 구동방법{APPARATUS AND METHOD OF BACK LIGHT FOR DISPLAY DEVICE}
도 1은 관련기술에 따른 표시장치용 백 라이트의 구동장치를 개략적으로 나타내는 도면.
도 2는 도 1에 도시된 램프를 구동시키기 위한 파형을 나타내는 파형도.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 표시장치용 백 라이트의 구동장치를 개략적으로 나타내는 도면.
도 4는 도 3에 도시된 램프를 구동시키기 위한 파형을 나타내는 파형도.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호설명 >
10, 110 : 램프 20, 120 : 인버터
22, 122 : 트랜스포머 24, 124 : 스위칭회로
26, 126 : 제어부 30, 130 : 피드백 회로
140 : 저전압 구동부 142 : 저전압 검출회로
본 발명은 표시장치용 백 라이트에 관한 것으로, 특히 저전압 상태에서도 구 동이 가능한 표시장치용 백 라이트의 구동장치 및 구동방법에 관한 것이다.
일반적으로, 표시장치용 백 라이트는 화상을 표시하는 표시장치의 광을 조사하는 역할을 한다. 이때, 표시장치로는 액정 표시장치(Liquid Crystal Display) 및 도광판을 이용한 광고용 표시장치 등이 될 수 있다.
이러한, 백 라이트에 사용되는 광원으로는 할로겐 음극 형광램프(Halogen Cathode Fluorescent Lamp) 또는 냉음극관(Cold Cathode Fluorescent Tube; 이하 CCFL이라 함)이 사용된다. 광원 중 CCFL은 냉음극방출(Cold Emission; 음극표면에 강한 전계가 가해지기 때문에 일어나는 전자방출) 현상을 이용한 광원관으로써 저 발열, 고휘도, 장수명, 풀 컬러화(Full Color) 등이 용이하다.
이와 같은 광원은 방전관 내부에 전극들이 형성된 내부전극 형광램프와 방전관 외부에 전극들이 형성된 외부전극 형광램프(External Electrode Fluorescent Lamp)로 구분된다. 이러한, 형광램프들은 고압의 교류파형에 의해 구동된다. 즉, 형광램프들을 구동하기 위한 고압의 교류파형은 직류 전원부로부터 공급되는 직류전원이 인버터에 의해 교류파형으로 변환된 후, 트랜스포머에 의해 승압되어 얻어진다.
도 1을 참조하면, 관련기술에 따른 표시장치용 백 라이트의 구동장치는 제 1 및 제 2 전극을 가지는 램프(10)와, 램프(10)를 구동시키기 위한 인버터(20)와, 램프(10)에 흐르는 관전류(ilamp)에 대응되는 피드백 신호(FB)를 검출하여 인버터(20)로 피드백하는 피드백 회로(30)를 구비한다.
램프(10)는 유리관과, 유리관 내벽에 형성된 형광체과, 유리관 내부에 주입 되는 수은(Hg), 아르곤(Ar)과 같은 방전가스와, 유리관 양 끝단에 설치되는 제 1 및 제 2 전극을 포함한다. 이러한, 램프(10)에서는 제 1 및 제 2 전극으로부터 인가되는 램프 구동파형에 의해 제 1 및 제 2 전극으로부터의 전자가 방전가스와 충돌함으로써 방전가스의 이온화(Ionization) 및 여기(Excitation) 등과 같은 화학 반응에 의해 자외선이 발생되고, 발생된 자외선이 유리관 내벽의 형광체를 발광시켜 가시광을 발생하게 된다.
인버터(20)는 스위칭 제어신호(SCS)에 응답하여 입력 직류전압(Vin)을 교류전압(Vac)으로 변환하는 스위칭회로(24)와, 스위칭회로(24)로부터의 교류전압(Vac)을 램프 구동파형으로 변환하는 트랜스포머(22)와, 피드백 회로(30)로부터의 피드백 신호(FB)에 응답하여 스위칭회로(24)를 제어하는 제어부(26)를 구비한다.
스위칭회로(24)는 제어부(26)로부터의 스위칭 제어신호(SCS)에 응답하여 입력 직류전압(Vin)을 교류전압(Vac)으로 변환하는 적어도 하나의 스위칭 소자를 포함한다.
트랜스포머(22)는 스위칭회로(24)에 전기적으로 접속된 일차권선(L1)과 램프(10)의 제 1 전극에 전기적으로 접속된 이차권선(L2)을 구비한다.
이차권선(L1)의 일단은 램프(10)의 제 1 전극에 접속되고, 타단은 기저 전압원(GND)에 접속된다. 이러한, 트랜스포머(22)는 일차권선(L1) 및 이차권선(L2)의 권선비에 의해 스위칭회로(24)로부터 일차권선(L1)에 공급되는 교류전압(Vac)을 램프 구동전압으로 승압하여 램프(10)의 제 1 전극에 공급한다. 이때, 이차권선(L1)의 일단과 램프(10)의 제 1 전극 사이에는 램프(10)에 공급되는 전류(ilamp)의 밸 런스를 균일하게 하기 위한 커패시터(Cb)가 접속된다.
피드백 회로(30)는 램프(10)의 구동시 램프(10)에 흐르는 관전류(ilamp)에 대응되는 피드백 신호(FB)를 검출하여 제어부(26)에 공급한다. 이를 위해, 피드백 회로(30)는 램프(10)의 제 2 전극에 접속된 제 1 노드(n1)와 기저 전압원(GND)에 접속된 제 1 다이오드(D1)와, 상기 제 1 노드(n1)와 피드백 라인(FBL) 사이에 접속된 제 2 다이오드(D2)와, 제 2 다이오드(D2)와 피드백 라인(FBL) 사이에 접속된 제 1 저항(R1)과, 제 2 다이오드(D2)와 제 1 저항(R1) 사이인 제 2 노드(n2)와 기저 전압원(GND)에 접속된 제 2 저항(R2)을 구비한다.
제 1 다이오드(D1)의 애노드 전극은 기저 전압원(GND)에 전기적으로 접속되고, 캐소드 전극은 램프(10)의 제 2 전극, 즉 제 1 노드(n1)에 전기적으로 접속된다. 다시 말하여, 제 1 다이오드(D1)는 램프(10)의 제 2 전극과 기저 전압원(GND) 사이에 역방향 바이어스 형태로 접속된다. 이러한, 제 1 다이오드(D1)는 제 2 노드(n1) 상의 전류가 기저 전압원(GND)으로 흐르는 것을 차단하게 된다.
제 2 다이오드(D2)의 애노드 전극은 제 1 노드(n1)에 전기적으로 접속되고, 캐소드 전극은 제 2 노드(n2)에 전기적으로 접속된다. 이러한, 제 2 다이오드(D2)는 램프(10)로부터 제 1 노드(n1)에 공급되는 관전류에 대응되는 전압을 정류하게 된다.
제 1 및 제 2 저항(R1, R2)은 저항값에 의해 제 2 다이오드(D2)에 의해 정류된 전압을 전압분배함으로써 피드백 신호(FB)를 발생한다. 이때, 피드백 신호(FB)는 제 2 저항(R2)의 저항값에 의해 설정된다. 이러한, 피드백 신호(FB)는 피드백 라인(FBL)을 통해 제어부(26)에 공급된다.
제어부(26)는 피드백 회로(30)로부터의 피드백 신호(FB)에 응답하여 스위칭회로(24)를 제어하게 된다. 즉, 제어부(26)는 도 2에 도시된 바와 같이 피드백 신호(FB)에 응답하여 스위칭회로(24)를 구성하는 스위칭 소자의 온/오프를 제어함으로써 스위칭회로(24)로부터 트랜스포머(22)에 공급되는 교류전압(Vac)의 크기(W)를 제어하게 된다.
이와 같은, 관련기술에 따른 표시장치용 백 라이트의 구동장치는 인버터부(20)를 이용하여 입력되는 입력 직류전압(Vin)을 램프 구동전압으로 승압하여 램프(10)를 구동시킴과 동시에 피드백 회로(30)를 이용하여 램프(10)의 관전류(ilamp)를 검출하여 램프(10)에 공급되는 관전류(ilamp)의 크기를 일정하게 제어하게 된다.
이러한, 관련기술에 따른 표시장치용 백 라이트의 구동장치는 설정된 피드백 회로(30)의 제 2 저항(R2)의 저항값에 의해 트랜스포머(22)로부터 출력되는 램프 구동전압을 일정하게 유지시키게 된다. 예를 들면, 스위칭회로(24)의 규정된 관전류(ilamp)는 아래의 수학식 1과 같이 규정된다.
Figure 112005012537850-PAT00001
수학식 1에 있어서, 제 2 저항(R2)의 저항값은 약 460Ω으로 설정한다면 관전류(ilamp)를 6mA로 일정하게 구동할 수 있다.
그러나, 트랜스포머(22)의 동작은 트랜스포머(22) 자체의 한계용량 문제로 인하여 특정 범위의 입력 직류전압(Vin)에 대하여 동작이 가능하기 때문에 입력 직류전압(Vin)이 트랜스포머(22)의 구동 조건에 맞지 않는 저전압 상태일 경우 램프(10)가 구동되지 않는 문제가 발생한다. 이에 따라 트랜스포머(22) 자체의 한계용량을 넓은 범위의 동작조건을 만족하는 트랜스포머(22)을 제작할 경우 인버터(20)의 가격이 증가하는 문제점이 있다.
한편, 트랜스포머(22)의 용량치의 예를 들면, 관전류(ilamp)가 6mA이며, 램프(10)에 규정된 소비전력을 4W라고 가정하면, 트랜스포머(22)의 효율을 감안할 때 트랜스포머(22)의 소비전력은 아래의 수학식 2와 같다.
Figure 112005012537850-PAT00002
수학식 2에 있어서, 트랜스포머의 효율을 0.8이라고 하면, 트랜스포머(22)의 소비전력은 5W이며, 최저 동작 전압이 10V라면 트랜스포머(22)의 동작전류는 아래의 수학식 3과 같다.
Figure 112005012537850-PAT00003
수학식 3에 의해 트랜스포머(22)를 동작시키기 위해서는 0.5A의 동작전류가 필요하게 된다. 그러나 트랜스포머(22)는 실제 각 부품들의 편차특성을 감안할때 더 높은 전압에서 안정적인 동작을 하게 된다.
따라서, 관련기술에 따른 표시장치용 백 라이트의 구동장치는 스위칭회로(24)에 공급되는 입력 직류전압(Vin)이 도 2에 도시된 바와 같이 저전압일 경우 상술한 수학식 1 내지 3에서 보는 바와 같이 트랜스포머(22)의 동작조건에 맞지 않기 때문에 램프(10)를 구동시킬 수 없는 문제점이 있다. 특히, 관련기술에 따른 표시장치용 백 라이트의 구동장치가 차량용으로 사용되는 경우에 차량용 전원 입력장치가 충분히 충전되지 않은 상태의 저 충전 전압에서는 표시장치를 정상적으로 구동시킬 수 없으므로 표시장치의 효율 및 성능을 감소시키게 된다.
따라서 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 저전압 상태에서도 구동이 가능한 표시장치용 백 라이트의 구동장치 및 구동방법을 제공하는데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 표시장치용 백 라이트의 구동장치는 제 1 및 제 2 전극을 가지는 램프와, 외부로부터의 입력 직류전압을 램프 구동전압으로 변환하여 상기 램프를 구동시키며 피드백 라인으로부터의 피드백 신호에 따라 상기 램프에 공급되는 관전류를 제어하는 인버터와, 상기 램프의 관전류를 검출하여 상기 피드백 신호를 생성하여 상기 피드백 라인에 공급하는 피드백 회로와, 상기 인버터에 공급되는 상기 입력 직류전압의 레벨에 따라 상기 피드백 신호를 조절하기 위한 저전압 구동부를 구비하는 것을 특징으로 한다.
상기 백 라이트의 구동장치에서 상기 피드백 회로는 상기 램프의 제 2 전극과 기저 전압원 사이에 접속된 정류회로와, 상기 정류회로의 출력단과 상기 피드백 라인 사이에 접속된 제 1 저항과, 상기 정류회로의 출력단과 상기 저전압 구동부 사이에 접속된 제 2 저항을 구비하는 것을 특징으로 한다.
상기 백 라이트의 구동장치에서 상기 저전압 구동부는 상기 입력 직류전압과 기준전압을 비교하여 검출신호를 생성하는 저전압 검출회로와, 상기 피드백 회로의 제 2 저항과 기저 전압원 사이에 접속된 제 3 저항과, 상기 제 2 저항과 상기 제 3 저항 사이의 노드와 상기 기저 전압원에 접속되며 상기 검출신호에 따라 제어되는 트랜지스터를 구비하는 것을 특징으로 한다.
상기 백 라이트의 구동장치에서 상기 피드백 신호는 상기 입력 직류전압이 상기 기준전압보다 높을 경우에 상기 제 2 저항에 의해 설정되고, 상기 입력 직류전압이 상기 기준전압보다 낮을 경우에 상기 제 2 및 제 3 저항의 합성저항에 의해 설정되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시 예에 따른 표시장치용 백 라이트의 구동방법은 스위칭 제어신호에 따라 외부로부터의 입력 직류전압을 교류전압으로 변환하는 단계와, 상기 교류전압을 램프 구동전압으로 변환하여 램프를 구동시키는 단계와, 상기 램프의 관전류에 대응되는 전압을 검출하여 피드백 신호를 생성하는 단계와, 상기 입력 직류전압의 레벨에 따라 상기 피드백 신호를 조절하는 단계와, 상기 피드백 신호에 따라 상기 스위칭 제어신호를 조절하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이하에서, 첨부된 도면 및 실시 예를 통해 본 발명의 실시 예를 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 표시장치용 백 라이트의 구동장치를 나타내는 도면이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 표시장치용 백 라이트의 구동장치는 제 1 및 제 2 전극을 가지며 표시장치에 광을 조사하는 램프(110)와, 램프(110)를 구동시키기 위한 인버터(120)와, 램프(110)에 흐르는 관전류(ilamp)에 대응되는 피드백 신호(FB)를 검출하여 인버터(120)로 피드백하는 피드백 회로(130)와, 인버터(120)에 인가되는 입력 직류전압(Vin)의 레벨을 검출하여 저전압시에도 상기 램프(110)를 구동시킬 수 있도록 상기 피드백 신호(FB)를 조절하는 저전압 구동부(140)를 구비한다.
램프(110)는 유리관과, 유리관 내벽에 형성된 형광체과, 유리관 내부에 주입되는 수은(Hg), 아르곤(Ar) 등과 같은 방전가스와, 유리관 양 끝단에 설치되는 제 1 및 제 2 전극을 포함한다. 이러한, 램프(110)에서는 제 1 및 제 2 전극으로부터 인가되는 램프 구동파형에 의해 제 1 및 제 2 전극으로부터의 전자가 방전가스와 충돌함으로써 방전가스의 이온화(Ionization) 및 여기(Excitation) 등과 같은 화학 반응에 의해 자외선이 발생되고, 발생된 자외선이 유리관 내벽의 형광체를 발광시켜 가시광을 발생하게 된다. 이러한, 램프(110)는 인버터(120)로부터의 램프 구동전압에 의해 점등되어 표시장치에 광을 조사한다.
인버터(120)는 스위칭 제어신호(SCS)에 응답하여 입력 직류전압(Vin)을 교류전압(Vac)으로 변환하는 스위칭회로(124)와, 스위칭회로(124)로부터의 교류전압 (Vac)을 램프 구동파형으로 변환하는 트랜스포머(122)와, 피드백 회로(130)로부터의 피드백 신호(FB)에 응답하여 스위칭회로(124)를 제어하는 제어부(126)를 구비한다.
스위칭회로(124)는 제어부(126)로부터의 스위칭 제어신호(SCS)에 응답하여 입력 직류전압(Vin)을 교류전압(Vac)으로 변환하는 적어도 하나의 스위칭 소자를 포함한다.
트랜스포머(122)는 스위칭회로(124)에 전기적으로 접속된 일차권선(L1)과 램프(110)의 제 1 전극에 전기적으로 접속된 이차권선(L2)을 구비한다.
이차권선(L1)의 일단은 램프(110)의 제 1 전극에 접속되고, 타단은 기저 전압원(GND)에 접속된다. 이러한, 트랜스포머(122)는 일차권선(L1) 및 이차권선(L2)의 권선비에 의해 스위칭회로(124)로부터 일차권선(L1)에 공급되는 교류전압(Vac)을 램프 구동전압으로 승압하여 램프(110)의 제 1 전극에 공급한다. 이때, 이차권선(L1)의 일단과 램프(110)의 제 1 전극 사이에는 램프(110)에 공급되는 전류(ilamp)의 밸런스를 균일하게 하기 위한 커패시터(Cb)가 접속된다.
피드백 회로(130)는 램프(110)의 구동시 램프(110)에 흐르는 관전류(ilamp)에 대응되는 피드백 신호(FB)를 검출하여 제어부(126)에 공급한다. 이를 위해, 피드백 회로(130)는 램프(110)의 제 2 전극에 접속된 제 1 노드(n1)와 기저 전압원(GND)에 접속된 제 1 다이오드(D1)와, 상기 제 1 노드(n1)와 피드백 라인(FBL) 사이에 접속된 제 2 다이오드(D2)와, 제 2 다이오드(D2)와 피드백 라인(FBL) 사이에 접속된 제 1 저항(R1)과, 제 2 다이오드(D2)와 제 1 저항(R1) 사이인 제 2 노드 (n2)와 저전압 구동부(140)에 접속된 제 2 저항(R2)을 구비한다.
제 1 및 제 2 다이오드(D1, D2)는 정류회로로써 램프(110)의 제 2 전극과 기저 전압원(GND) 사이에 접속되어 램프(110)로부터의 관전류를 정류하여 피드백 신호(FB)를 생성한다.
구체적으로, 제 1 다이오드(D1)의 애노드 전극은 기저 전압원(GND)에 전기적으로 접속되고, 캐소드 전극은 램프(110)의 제 2 전극, 즉 제 1 노드(n1)에 전기적으로 접속된다. 다시 말하여, 제 1 다이오드(D1)는 램프(110)의 제 2 전극과 기저 전압원(GND) 사이에 역방향 바이어스 형태로 접속된다. 이러한, 제 1 다이오드(D1)는 제 2 노드(n1) 상의 전류가 기저 전압원(GND)으로 흐르는 것을 차단하게 된다.
제 2 다이오드(D2)의 애노드 전극은 제 1 노드(n1)에 전기적으로 접속되고, 캐소드 전극은 제 2 노드(n2)에 전기적으로 접속된다. 이러한, 제 2 다이오드(D2)는 램프(110)로부터 제 1 노드(n1)에 공급되는 관전류에 대응되는 전압을 정류하게 된다.
제 2 저항(R2)은 입력 직류전압(Vin)의 레벨에 따라 저전압 구동부(140)에 선택적으로 접속되어 제 2 다이오드(D2)에 의해 정류된 전압을 전압분배함으로써 피드백 신호(FB)를 조절하게 된다.
제어부(126)는 피드백 회로(130)로부터의 피드백 신호(FB)에 응답하여 스위칭회로(124)를 제어하게 된다. 즉, 제어부(126)는 도 4에 도시된 바와 같이 피드백 신호(FB)에 응답하여 스위칭회로(124)를 구성하는 스위칭 소자의 온/오프를 제 어함으로써 스위칭회로(124)로부터 트랜스포머(122)에 공급되는 교류전압(Vac)의 크기(W1, W2)를 제어하게 된다.
저전압 구동부(140)는 입력 직류전압(Vin)의 레벨을 검출하는 저전압 검출회로(142)와, 피드백 회로(130)의 제 2 저항(R2)과 기저 전압원(GND) 사이에 접속되는 제 3 저항(R3)과, 저전압 검출회로(142)로부터의 출력신호에 따라 제 2 저항(R2)을 선택적으로 기저 전압원(GND)에 접속시키는 트랜지스터(Q1)를 구비한다.
그리고, 저전압 구동부(140)는 트랜지스터(Q1)의 제어단자와 저전압 검출회로(142)의 출력단 사이에 접속된 제 4 저항(R4)과, 트랜지스터(Q1)의 제어단자와 기저 전압원(GND) 사이에 접속된 제 5 저항(R5)를 더 구비한다.
저전압 검출회로(142)는 외부로부터 스위칭회로(124)에 입력되는 입력 직류전압(Vin)의 레벨이 기준전압보다 클 경우 제 1 논리 상태의 검출신호(Vsen)를 출력단으로 출력하는 반면에, 입력 직류전압(Vin)의 레벨이 기준전압보다 낮을 경우 제 2 논리 상태의 검출신호(Vsen)를 출력단으로 출력한다.
제 4 및 제 5 저항(R4, R5)은 바이어스(Bias)용 저항이다.
제 3 저항(R3)은 트랜지스터(Q1)가 온(On) 상태일 경우 피드백 회로(130)의 제 2 저항(R2)과 전기적으로 오픈(Open)되는 반면에, 트랜지스터(Q1)가 오프(Off)일 경우 피드백 회로(130)의 제 2 저항(R2)과 전기적으로 접속되어 직렬 합성저항을 형성한다.
트랜지스터(Q1)는 저전압 검출회로(142)로부터 공급되는 제 1 논리 상태의 검출신호(Vsen)에 의해 경우 턴-온되어 피드백 회로(130)의 제 2 저항(R2)을 기저 전압원(GND)에 전기적으로 접속시킨다. 반면에, 트랜지스터(Q1)는 저전압 검출회로(142)로부터 공급되는 제 2 논리 상태의 검출신호(Vsen)에 의해 오프되어 피드백 회로(130)의 제 2 저항(R2)을 제 3 저항(R3)과 전기적으로 접속시킨다.
이러한, 저전압 구동부(140)는 인버터(120)에 입력되는 입력 직류전압(Vin)의 레벨에 따라 피드백 회로(130)의 제 2 저항(R2)을 기저 전압원(GND) 및 제 3 저항(R3) 중 어느 하나에 전기적으로 접속시킴으로써 피드백 신호(FB)의 전압레벨을 조절하게 된다.
이와 같은, 본 발명의 실시 예에 따른 표시장치용 백 라이트의 구동장치 및 구동방법을 도 4와 결부하여 설명하면 다음과 같다.
먼저, 인버터(120)에 입력되는 입력 직류전압(Vin)의 레벨이 고전압일 경우에 있어서, 인버터(120)는 제어부(126)의 스위칭 제어신호(SCS)에 따라 입력 직류전압(Vin)을 교류전압(Vac)으로 변환한 후, 트랜스포머(122)를 이용하여 교류전압(Vac)을 램프 구동전압을 변환하여 램프(110)의 제 1 전극에 공급한다. 이에 따라, 램프(110)는 트랜스포머(122)로부터의 램프 구동전압에 의해 공급되는 관전류(ilmap)에 의해 점등되어 광을 발생하게 된다.
이와 동시에 저전압 구동부(140)는 고전압의 입력 직류전압(Vin)에 의해 저전압 검출회로(142)에서 발생되는 제 1 논리 상태의 검출신호(Vsen)에 따라 트랜지스터(Q1)를 턴-온시킴으로써 피드백 회로(130)의 제 2 저항(R2)을 기저 전압원(GND)에 전기적으로 접속시키게 된다. 이에 따라, 피드백 회로(130)는 제 1 및 제 2 다이오드(D1, D2)에 의해 램프(110)에 흐르는 관전류(ilamp)에 대응되는 전압을 정류하고, 정류된 전압을 저전압 구동부(140)에 의해 기저 전압원(GND)에 접속된 제 2 저항(R2)의 저항값에 의해 전압분배하여 피드백 신호(FB)를 발생한다. 따라서, 제어부(126)는 피드백 라인(FBL)을 통해 피드백 회로(130)로부터 공급되는 피드백 신호(FB)에 따라 스위칭회로(124)를 제어함으로써 스위칭회로(124)로부터 트랜스포머(122)에 공급되는 교류전압(Vac)의 크기(W1)를 제어한다. 결과적으로, 램프(110)에는 피드백 회로(130)의 제 2 저항(R2)에 의해 설정된 관전류(ilamp)가 흐르게 된다.
이와 같은, 본 발명의 실시 예에 따른 표시장치용 백 라이트의 구동장치 및 구동방법은 인버터(120)에 입력되는 입력 직류전압(Vin)의 레벨이 고전압일 경우 피드백 회로(130)의 제 2 저항(R2)에 의해 발생되는 피드백 신호(FB)를 이용하여 트랜스포머(122)에 인가되는 교류전압(Vac)의 크기를 일정하게 제어하게 된다.
반면에, 인버터(120)에 입력되는 입력 직류전압(Vin)의 레벨이 저전압일 경우에 있어서, 저전압 구동부(140)는 저전압의 입력 직류전압(Vin)에 의해 저전압 검출회로(142)에서 발생되는 제 2 논리 상태의 검출신호(Vsen)에 따라 트랜지스터(Q1)를 턴-오프시킴으로써 피드백 회로(130)의 제 2 저항(R2)을 제 3 저항(R3)에 전기적으로 접속시키게 된다. 이에 따라, 피드백 회로(130)는 제 1 및 제 2 다이오드(D1, D2)에 의해 램프(110)에 흐르는 관전류(ilamp)에 대응되는 전압을 정류하고, 정류된 전압을 저전압 구동부(140)에 의해 제 3 저항(R3)과 직렬 접속되는 제 2 저항(R2)의 직렬 합성 저항값에 의해 전압분배하여 피드백 신호(FB)를 발생한다. 따라서, 제어부(126)는 피드백 라인(FBL)을 통해 피드백 회로(130)로부터 공급되는 피드백 신호(FB)에 따라 스위칭회로(124)를 제어함으로써 스위칭회로(124)로부터 트랜스포머(122)에 공급되는 교류전압(Vac)의 크기(W2)를 제어한다. 결과적으로, 램프(110)에는 피드백 회로(130)의 제 2 저항(R2)과 저전압 구동부(142)의 제 3 저항(R3)간의 직렬 합성저항에 의해 설정된 관전류(ilamp)가 흐르게 된다.
이와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 표시장치용 백 라이트의 구동장치 및 구동방법은 도 4에 도시된 바와 같이 인버터(120)에 입력되는 입력 직류전압(Vin)의 레벨이 저전압일 경우 피드백 회로(130)의 제 2 저항(R2)과 저전압 구동부(142)의 제 3 저항(R3)간의 직렬 합성저항에 의해 설정된 관전류(ilamp)가 램프(110)에 흐르도록 트랜스포머(122)에 인가되는 교류전압(Vac)의 크기(W2)를 제어하게 된다.
상술한 바와 같이 본 발명의 실시 예에 따른 표시장치용 백 라이트의 구동장치 및 구동방법은 인버터(120)에 입력되는 입력 직류전압(Vin)의 레벨이 고전압일 경우 정상적으로 동작하는 반면에 입력 직류전압(Vin)의 레벨이 저전압일 경우 저전압 모드로 동작하게 된다.
이러한 저전압 모드에서 램프(110)에 흐르는 관전류(ilamp)의 변화를 살펴보면 다음과 같다.
입력 직류전압(Vin)의 레벨이 저전압일 경우 제 2 및 제 3 저항(R2, R3)에 의한 램프(110)에 흐르는 관전류(ilamp)는 아래의 수학식 4와 같다.
Figure 112005012537850-PAT00004
수학식 4 있어서, 제 2 저항(R2)의 저항값이 460Ω일 경우 관전류(ilamp)는 6mA이며, 제 3 저항(R3)의 저항값이 460Ω일 경우 관전류(ilamp)는 3mA로의 변화가 발생한다.
이에 따라, 관전류(ilamp)가 3mA로 변화되므로 트랜스포머(122)의 소비전력이 상술한 수학식 2에 의해 관전류(ilmap)가 6mA의 경우보다 절반으로 감소되므로 램프(110)의 최저 구동전압도 절반으로 감소하게 된다.
따라서, 본 발명의 실시 예에 따른 표시장치용 백 라이트의 구동장치 및 구동방법은 스위칭회로(124)에 공급되는 입력 직류전압(Vin)이 도 4에 도시된 바와 같이 저전압일 경우 저레벨의 관전류(ilamp)로 램프(110)를 점등시키게 된다. 따라서, 본 발명의 실시 예에 따른 표시장치용 백 라이트의 구동장치 및 구동방법은 저전압 상태에서도 램프(110)를 점등시킬 수 있으므로 표시장치의 효율성 및 성능을 향상시킬 수 있다. 특히, 본 발명의 실시 예에 따른 표시장치용 백 라이트의 구동장치가 차량용으로 사용되는 경우에 차량용 전원 입력장치가 충분히 충전되지 않은 상태의 저전압에서도 램프(110)를 점등시킬 수 있으므로 표시장치를 정상적으로 구동시킬 수 있다.
한편, 이상에서 설명한 본 발명은 상술한 실시 예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 종래의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
상기와 같은 본 발명의 실시 예에 따른 표시장치용 백 라이트의 구동장치 및 구동방법은 입력 직류전압의 레벨에 따라 관전류에 대응되는 피드백 신호를 조절함으로써 저전압 상태에서도 표시장치를 정상적으로 구동시킬 수 있다. 따라서, 본 발명은 입력 직류전압의 레벨이 저전압일 경우 램프의 공급되는 관전류를 감소시켜 램프를 구동시킴으로써 표시장치의 효율성 및 성능을 향상시킬 수 있다.

Claims (12)

  1. 제 1 및 제 2 전극을 가지는 램프와,
    외부로부터의 입력 직류전압을 램프 구동전압으로 변환하여 상기 램프를 구동시키며 피드백 라인으로부터의 피드백 신호에 따라 상기 램프에 공급되는 관전류를 제어하는 인버터와,
    상기 램프의 관전류를 검출하여 상기 피드백 신호를 생성하여 상기 피드백 라인에 공급하는 피드백 회로와,
    상기 인버터에 공급되는 상기 입력 직류전압의 레벨에 따라 상기 피드백 신호를 조절하기 위한 저전압 구동부를 구비하는 것을 특징으로 하는 표시장치용 백 라이트의 구동장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 피드백 회로는,
    상기 램프의 제 2 전극과 기저 전압원 사이에 접속된 정류회로와,
    상기 정류회로의 출력단과 상기 피드백 라인 사이에 접속된 제 1 저항과,
    상기 정류회로의 출력단과 상기 저전압 구동부 사이에 접속된 제 2 저항을 구비하는 것을 특징으로 하는 표시장치용 백 라이트의 구동장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 인버터는,
    상기 입력 직류전압을 교류전압으로 변환하는 스위칭회로와,
    상기 스위칭회로를 제어하기 위한 스위칭 제어신호를 생성하며 상기 피드백 신호에 따라 스위칭 제어신호를 조절하는 제어부와,
    상기 스위칭회로로부터의 교류전압을 상기 램프 구동전압으로 변환하여 상기 램프에 공급하는 트랜스포머를 구비하는 것을 특징으로 하는 표시장치용 백 라이트의 구동장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 저전압 구동부는,
    상기 입력 직류전압과 기준전압을 비교하여 검출신호를 생성하는 저전압 검출회로와,
    상기 피드백 회로의 제 2 저항과 기저 전압원 사이에 접속된 제 3 저항과,
    상기 제 2 저항과 상기 제 3 저항 사이의 노드와 상기 기저 전압원에 접속되며 상기 검출신호에 따라 제어되는 트랜지스터를 구비하는 것을 특징으로 하는 표시장치용 백 라이트의 구동장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 피드백 신호는,
    상기 입력 직류전압이 상기 기준전압보다 높을 경우에 상기 제 2 저항에 의 해 설정되고,
    상기 입력 직류전압이 상기 기준전압보다 낮을 경우에 상기 제 2 및 제 3 저항의 합성저항에 의해 설정되는 것을 특징으로 하는 표시장치용 백 라이트의 구동장치.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 저전압 검출회로는,
    상기 입력 직류전압이 상기 기준전압 이상일 경우 상기 트랜지스터를 턴-온시키기 위한 제 1 논리상태의 검출신호를 생성하며,
    상기 입력 직류전압이 상기 기준전압 이하일 경우 상기 트랜지스터를 턴-오프시키기 위한 제 2 논리상태의 검출신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 표시장치용 백 라이트의 구동장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 트랜지스터는 상기 제 1 논리상태의 검출신호에 의해 턴-온되어 상기 피드백 회로의 제 2 저항을 상기 기저 전압원에 접속시키며, 상기 제 2 논리상태의 검출신호에 의해 턴-오프되어 상기 피드백 회로의 제 2 저항을 상기 제 3 저항에 접속시키는 것을 특징으로 하는 표시장치용 백 라이트의 구동장치.
  8. 스위칭 제어신호에 따라 외부로부터의 입력 직류전압을 교류전압으로 변환하 는 단계와,
    상기 교류전압을 램프 구동전압으로 변환하여 램프를 구동시키는 단계와,
    상기 램프의 관전류에 대응되는 전압을 검출하여 피드백 신호를 생성하는 단계와,
    상기 입력 직류전압의 레벨에 따라 상기 피드백 신호를 조절하는 단계와,
    상기 피드백 신호에 따라 상기 스위칭 제어신호를 조절하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시장치용 백 라이트의 구동방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 피드백 신호를 생성하는 단계는,
    정류회로를 이용하여 상기 램프의 관전류를 정류하는 단계와,
    제 1 및 제 2 저항을 이용하여 상기 정류회로부터의 전압을 분압하여 상기 피드백 신호를 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시장치용 백 라이트의 구동방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 피드백 신호를 조절하는 단계는,
    상기 입력 직류전압과 기준전압을 비교하여 검출신호를 생성하는 단계와,
    상기 검출신호에 따라 상기 제 2 저항을 기저 전압원에 전기적으로 접속시키거나 상기 기저 전압원에 접속된 제 3 저항에 전기적으로 접속시키는 단계를 포함 하는 것을 특징으로 하는 표시장치용 백 라이트의 구동방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 검출신호를 생성하는 단계는,
    상기 입력 직류전압이 상기 기준전압 이상일 경우 제 1 논리상태의 검출신호를 생성하는 단계와,
    상기 입력 직류전압이 상기 기준전압 이하일 경우 제 2 논리상태의 검출신호를 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시장치용 백 라이트의 구동방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 피드백 신호를 조절하는 단계는,
    상기 제 1 논리상태의 검출신호에 따라 상기 제 2 저항을 상기 기저 전압원에 접속시켜 상기 제 2 저항에 의해 설정하는 단계와,
    상기 제 2 논리상태의 검출신호에 따라 상기 제 2 저항을 상기 제 3 저항에 접속시켜 상기 제 2 및 제 3 저항의 합성저항에 의해 설정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시장치용 백 라이트의 구동방법.
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