KR20070044022A - 전류 시에 동기화를 제공하는 램프 드라이버 - Google Patents

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Abstract

2개의 독립적으로 동작하는 하프-브리지가 통합된 램프 드라이버를 제공한다. 그 중 한 하프-브리지는 다운-컨버터(1)로서 동작하고 다른 하프-브리지는 교류발전기(2)로서 동작한다. 전류 제어 및 반전은 한번에 수행될 수 있어, 전류 시점에서 동기화를 제공하는 것을 보장한다. 본 발명은 다운-컨버터(1)의 정의된 상태를 탐지하기 위한 탐지 수단(15, 18)을 포함할 수 있는데, 이 경우에서는 전류가 요청되었고 정의된 상태가 탐지된 경우에만 전류가 수행될 수 있다. 지연 회로(16)는 정의된 상태가 탐지되지 않은 경우에도 전류가 요청된다면 항상 전류가 수행되는 것을 보장할 수 있다.
하프-브리지, 램프 드라이버, 교류 발전기

Description

전류 시에 동기화를 제공하는 램프 드라이버{A LAMP DRIVER PROVIDING SYNCHRONIZATION DURING COMMUTATION}
본 발명은 램프 드라이버, 특히, 프로젝션 디스플레이 장치에 관한 것으로, 보다 상세히는 2개의 독립적으로 동작하는 하프-브리지(half-bridge)를 가지는 램프 드라이버에 관한 것으로, 이 램프 드라이버는 전류(commutation;轉流) 동기화를 제공하도록 구성된다.
종래 기술의 램프 드라이버는 통상적으로 교류발전기로서 동작하는 하나의 하프-브리지를 포함하는 한편, 전류 제어는 이 교류발전기 앞에 접속된 다운-컨버터(down-converter)에 의해 수행된다. 이러한 램프 드라이브는, 예를 들면, US 5,828,187에 기재되어 있다. 이들 종래 기술의 램프 드라이버의 단점은 다운-컨버터와 교류발전기가 전류 시점에는 동기화되지 않는다는 것이다. 결론적으로, 최적의 오버슈트(overshoot) 보상이 가능하지 않고, 전류 중에 스위칭 장치에서 높은 피크 전류가 나타날 수 있으며, 어려운 스위칭 때문에 높은 전자기 간섭(EMI)이 일어날 수 있고/거나 전류 중에 높은 스위칭 손실이 발생할 수 있다.
본 발명의 목적은 전류 시점에서 다운-컨버터와 교류발전기 간의 동기화를 제공하는 것을 가능하게 하는 램프 드라이버를 제공하여 최적의 오버슈트 보상을 할 수 있게 하는 것이다.
본 발명의 제1 양태에 따르면 상술한 목적 및 다른 목적은 적어도 2개의 독립적으로 동작하는 하프-브리지가 통합된 램프 드라이버를 제공함으로써 획득되는데, 여기서
상기 하프-브리지들 중 제1 하프-브리지는 다운-컨버터로서 동작하므로, 램프 드라이버의 출력 전류를 결정한다.
상기 하프-브리지들 중 제2 하프-브리지는 교류발전기로서 동작하므로, 램프 드라이버의 출력 젼류가 AC 전류인 것을 보장한다.
제1 하프-브리지 및 제2 하프-브리지가 모두 램프 드라이버에 통합되었다는 사실은 전류 제어 및 반전(inversion)이 한번에 수행될 수 있음을 보장한다. 이에 의해 다운-컨버터와 교류발전기는 전류 시점에서 동기화될 수 있다. 이러한 사실은 최적의 오버슈트 보상, 전류 시에 스위칭 장치를 통해 흐르는 피크 전류 낮추기, 전자기적인 간섭(EMI)을 줄이는 것, 전류 시에 스위칭 손실 낮추기 등을 가능하게 하기 때문에 매우 바람직하다.
이 램프 드라이버는 제1 하프-브리지의 정의된 상태를 탐지하기 위한 수단 및 탐지된 정의된 상태에 응답하여 및 전류가 요청된 경우 전류를 수행하기 위한 수단을 더 포함하여, 제1 하프-브리지의 상태와 동기화되는 전류를 보장한다.
본 실시예는 전류 시의 동기화를 훨씬 더 향상시키기 때문에 매우 바람직하다.
램프 드라이버를 구동하는 방법 중 하나가 다음에 기술된다. 전류가 요청될 때 탐지 수단이 제1 하프-브리지의 정의된 상태가 일어나는지를 검사한다. 일어나는 경우라면, 전류가 수행된다. 그렇지 않은 경우라면, 램프 드라이버는 전류를 수행하기 전에 정의된 상태가 일어나기를 기다린다.
'정의된 상태'는 다운-컨버터 코일을 통과하는 피크 전류가 이 전류의 최소 값 또는 최대 값에 도달하는 시점일 수 있다. 이 상태는, 예를 들면, 전류 센서에 의해 측정될 수 있다. 대안으로 '정의된 상태'의 탐지는 제1 하프-브리지가 스위칭되고 있음을 탐지한 것일 수 있다. 이 경우 다운-컨버터 코일을 통과하는 전류도 최대 값 또는 최소 값일 것이다. 또는 '정의된 상태'는 다운-컨버터의 리플(ripple) 전압이 특정 값, 예를 들면, 최대 진폭에 도달한 시점일 수 있다.
전류를 수행하기 위한 수단은, 또한 제1 하프-브리지의 정의된 상태가 탐지되지 않았더라도, 전류 요청 시점으로부터 소정의 시간이 경과한 이후에 전류를 수행하도록 구성될 수도 있다.
몇몇의 경우 정의된 상태가 일어나지 않을 수 있다. 이러한 경우는, 예를 들면, 다운-컨버터의 비스위칭(non-switching)으로 인한 초기 런업(run-up) 단계의 경우에 해당할 수 있다. 이러한 경우에서는 요청을 받은 경우에도 전류는 수행되지 않는다. 이로 인해, 램프 런업이 방해받거나 램프를 소등시킨다. 상술한 실시예에 따르면, 정의된 상태가 탐지되었는지 여부에 상관없이, 전류는 적어도 특정 시간 경과 이후에 수행된다. 그러므로, 전류를 요청 받은 경우 항상 수행될 것이다. 이로 인해, 다운-컨버터가 다시 스위칭을 시작하게 하므로 평활한 런업을 실현한다.
본 발명의 램프 드라이버는 조명 시스템, 조명기구 및/또는 디스플레이 시스템, 예를 들면, 프로젝션 디스플레이 시스템용으로 특히 적절하다. 본 발명에 따른 램프 드라이버를 포함하는 디스플레이 시스템은 직시형(direct view) LCD 시스템에서 이용되는 것이 바람직하다. 그러나, 램프 드라이버는 대안으로 또는 추가적으로 임의의 다른 적절한 장치에 이용될 수 있다.
본 발명의 이들 양태 및 다른 양태는 이하 기술된 실시예로부터 명백해질 것이며 이 실시예를 참조하여 명확해진다.
도 1은 본 발명에 따른 램프 드라이브의 회로도.
도 1은 본 발명에 따른 램프 드라이버에 대한 회로도를 도시한다. 회로의 좌측은 다운-컨버터(1)로서 동작하고 회로의 우측은 교류발전기(2)로서 동작한다.
다운-컨버터(1)는 제1 캐패시터(3), 제2 캐패시터(4), 유도 코일(5), 제1 전계 효과 트랜지스터(FET)(6), 및 제2 FET(7)를 포함한다. 다운-컨버터(1)의 듀티 사이클(duty cycle)이 캐패시터(3)에 인가되는 전압인 출력 전압을 결정한다.
교류발전기(2)는 캐패시터(8), 유도 코일(9), 제1 FET(10), 및 제2 FET(11)를 포함한다. 제2 교류발전기의 FET(11)가 전도 상태에 있다면, 램프에 인가되는 전압은 캐패시터(3)에 인가되는 전압이다. 반면에, 제1 교류발전기의 FET(10)가 전도 상태에 있다면, 램프 전류는 방향을 변경하고, 램프에 인가된 전압은 공급 전 압에서 캐패시터(3)에 인가되는 전압을 뺀 것이다.
정상 동작시에 다운-컨버터(1)는 100kHz 이상이 바람직한, 비교적 고주파로 스위칭되는 반면, 교류발전기측(2)은 1kHz이하가 바람직한 비교적 저주파로 전류된다.
이 회로도는 전류를 측정하고 다운-컨버터(1)를 스위칭할 수 있게 하기 위한 전류 센서(18)를 구비하는 탐지 수단을 더 포함한다. 전류 센서(18)는, 예를 들면, 홀 센서 또는 자기저항 전류 센서일 수 있다. 예를 들면, 타이머 또는 uC(uController)와 같은 기능부(17)는 필요한 전류 시점을 정의한다.
램프 드라이버는 다음의 방식으로 동작한다. 기능부(17)가 전류를 요청하면, 회로(15)는 다운-컨버터(1)의 하프-브리지가 스위칭되는지 여부를 검사한다. 이러한 현상을 '정의된 상태'라 칭한다. 하프-브리지가 스위칭되면, 참조번호(14)에 의해 전류가 수행된다.
이 회로도는 지연 회로(16)를 더 포함한다. 전류가 요청되면, 지연 회로(16)가 활성화된다. 이는, 다운-컨버터(1)가 스위칭되지 않는, 즉, 정의된 상태가 일어나지 않는 경우더라도, 여하튼 특정 지연 기간이 경과된 이후에 전류가 수행되는 효과를 가진다. 이로 인하여 적어도 전류 요청 이후에 특정 기간 내에 전류가 일어나는 것이 보장되며, 토폴로지 속성 때문에 다운-컨버터(1)가 다시 스위칭을 시작하는 것도 보장된다. 이는 보다 평활한 램프 런업을 보장한다.
본 발명은 바람직한 실시예에 따라 기술되었지만, 본원에 설명된 특정 형태로 제한되는 것을 의도하지는 않는다. 오히려, 본 발명의 범위는 첨부된 특허청구 범위에 의해서만 제한된다. 청구범위에서는, 용어 '포함하는'이 다른 요소 또는 단계의 존재를 배제하는 것이 아니다. 또한, 개개의 특징이 서로 다른 청구항에 포함될 수 있더라도, 이들은 바람직하게 결합되는 것이 가능하며, 서로 다른 청구항의 포하은 특징들의 조합이 실행가능하지 않거나 및/또는 바람직하지 않다는 것을 의미하지는 않는다. 또한, 단일에 대한 참조는 복수를 배제하지 않는다. 그러므로, "한", "하나의", "제1", "제2" 등에 대한 참조는 복수를 제외하는 것이 아니다. 또한, 청구항에서의 참조 부호는 범위를 제한하는 것으로 해석되어서는 안된다.

Claims (9)

  1. 적어도 2개의 독립적으로 동작하는 하프-브리지(half-bridge)들이 통합된 램프 드라이버로서,
    상기 하프-브리지들 중 제1 하프-브리지는 다운-컨버터(1)로서 동작하여, 상기 램프 드라이버의 출력 전류를 결정하고,
    상기 하프-브리지들 중 제2 하프-브리지는 교류발전기(2)로서 동작하여, 상기 램프 드라이버의 출력 전류가 AC 전류임을 보장하는 램프 드라이버.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 하프-브리지의 정의된 상태를 탐지하기 위한 수단(15, 18), 및
    상기 탐지된 정의된 상태에 응답하여 및 전류가 요청된 경우에 전류를 수행하기 위한 수단(13, 14)을 더 포함하여,
    상기 제1 하프-브리지의 상태와 동기화되는 전류를 보장하는 램프 드라이버.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 전류를 수행하기 위한 수단(13, 14)은, 상기 제1 하프-브리지의 정의된 상태가 탐지되지 않더라도, 전류 요청 시점으로부터 소정의 시간이 경과한 이후에 전류를 수행하도록 더 구성되는 램프 드라이버.
  4. 제1항 기재의 램프 드라이버를 포함하는 조명 시스템.
  5. 제1항 기재의 램프 드라이버를 포함하는 디스플레이 시스템.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 디스플레이 시스템은 프로젝션 디스플레이 시스템(projection display system))인 디스플레이 시스템.
  7. 제5항 기재의 디스플레이 시스템을 포함하는 직시형(direct view) LCD 시스템.
  8. 제1항 기재의 램프 드라이버를 포함하는 조명 기구.
  9. 제1항 기재의 램프 드라이버를 구동하는 방법에 있어서,
    상기 제1 하프-브리지에 대한 정의된 상태가 일어나고 있는지 탐지하는 단계, 및
    상기 정의된 상태가 일어나고 있는 것으로 탐지된 경우, 및 전류가 요청된 경우 전류를 수행하는 단계를 포함하는 방법.
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