KR20070074264A - 밸런스 권선이 결합된 전력 변압기 및 이를 포함하는 응용회로 - Google Patents

밸런스 권선이 결합된 전력 변압기 및 이를 포함하는 응용회로 Download PDF

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Abstract

본 발명은 CCFL(냉음극 형광 램프)를 구동하는데 사용되는 밸런스 권선이 결합된 전력 변압기를 제공한다. 이 전력 변압기는 폐쇄형 자기 회로 특성을 성취하는 페라이트 코어 구조를 사용하고 그 내부에 밸런스 권선들을 결합한다. 이 밸런스 권선이 결합된 전력 변압기가 응용 회로에서 사용될 때에, CCFL의 조명 효율 및 균일성을 개선하는데 안정된 유도 전압 및 균일한 부하 전류를 제공할 수 있다. 따라서, 본 발명은 CCFL를 통해 흐르는 전류의 불균일성을 효과적으로 개선하고 통상적인 CCFL 구동 응용 회로의 높은 제조 단가를 저감시킨다.
냉음극 형광 램프, 밸런스 권선, 전력 변압기, 전류 균일성 및 비용 절감

Description

밸런스 권선이 결합된 전력 변압기 및 이를 포함하는 응용 회로{POWER TRANSFORMER COMBINED WITH BALANCE WINDINGS AND APPLICATION CIRCUITS THEREOF}
도 1은 종래 기술의 고주파 변압기의 도면,
도 2는 종래 기술의 고주파 변압기의 응용 구동 회로의 도면,
도 3a 내지 도 3c는 종래 기술의 고주파 변압기의 응용 구동 회로의 도면,
도 4는 본 발명의 바람직한 제 1 실시예에 따른 전력 변압기의 구조도,
도 5는 본 발명의 2 개의 E 형상 페라이트 코어를 사용하는 전력 변압기의 확대도,
도 6은 본 발명의 E 형상 페라이트 코어 및 I 형상 페라이트 코어를 사용하는 전력 변압기의 확대도,
도 7은 본 발명의 제 1 바람직한 실시예에 따른 응용 회로의 도면,
도 8은 본 발명의 제 2 바람직한 실시예에 따른 응용 회로의 도면,
도 9는 본 발명의 제 3 바람직한 실시예에 따른 응용 회로의 도면,
도 10은 본 발명의 제 4 바람직한 실시예에 따른 응용 회로의 도면,
도 11은 본 발명의 제 2 바람직한 실시예에 따른 전력 변압기의 구조도,
도 12는 본 발명의 제 5 바람직한 실시예에 따른 응용 회로의 도면,
도 13은 본 발명의 제 6 바람직한 실시예에 따른 응용 회로의 도면.
도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
2 : 전력 변압기 20 : 페라이트 코어
21 : 제 1 보빈 22 : 제 2 보빈
210 : 저전압 권선 영역 212 : 고전압 권선 영역
220 : 제 1 권선 영역 222 : 제 2 권선 영역
B1 : 제 1 밸런스 권선 B2 : 제 2 밸런스 권선
본 발명은 밸런스 권선(balance windings)이 결합된 전력 변압기 및 이의 응용 회로에 관한 것이며, 특히 CCFL의 조명 효율 및 균일성을 개선하도록 CCFL를 구동하는 안정된 유도 전압 및 밸런스 부하 전류를 CCFL에 제공하는 전력 변압기 및 이의 응용 회로에 관한 것이다.
통상적인 LCD 패널은 냉음극 형광 램프(CCFL)를 자신의 백라이트로서 사용한다. 일반적으로 말하자면, 인버터 회로가 CCFL를 구동하는데 사용된다. 그러나, 고전압 출력 요구 사항을 만족하기 위해서, 고주파 변압기가 CCFL를 구동하는데 사용된다.
도 1에 도시된 바와 같이, 종래 기술의 고주파 변압기는 보빈(bobbin)(1a), 제 1 페라이트 코어(1b) 및 제 1 페라이트 코어(1c)로 구성된다. 제 1 차 권선 영 역(1d) 및 제 2 차 권선 영역(1e)이 보빈(1a) 상에 형성되어 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 제 2 차 권선(1g)은 보빈(1a)의 측면 에지에서 돌출되게 배치된 다수의 분리 그루브(1h) 주위를 감아서 제 1 권선 영역(1e)을 형성하고 제 1 차 권선(1f)은 보빈의 나머지 영역을 감아서 제 1 차 권선 영역(1d)을 형성한다. 이로써, 이러한 종래 기술의 고주파 변압기는 전력 소스 및 부하에 접속될 수 있다. 그러나, LCD 패널의 크기가 점점 증가함에 따라서, CCFL의 길이 및 정량이 증가하고 있다. 이로써, 변압기의 요구되는 구동 전압도 증가하게 된다. 분리 그루브(1h)의 전압 분할 원리를 기반으로 할 경우, 제품의 신뢰성을 개선하는데 사용되는 전압의 크기에 따라 이에 대응하는 개수의 분리 그루브(1h)를 제공할 필요가 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, CCFL(2a,2b)의 임피던스가 온도에 반비례하여 의존하기 때문에, 도전 상태 후에 온도가 증가하면 그 임피던스는 떨어진다. 부하의 이상적인 사용 상태의 경우에는, 제 2 차 권선(1g)은 종종 비용을 고려하여 이에 준하여 CCFL(2a,2b)로 분로(shunt)된다. 그러나, CCFL(2a,2b)의 임피던스는 서로 상이하다. 그러므로, 전류 분할 효과가 CCFL(2a,2b)의 램프 단부에서 용이하게 발생하여 CCFL(2a,2b)의 불균일한 전류 상태를 일으켜서 그들의 램프의 휘도에서 큰 차이가 발생하게 된다.
도 3a 및 도 3b에 도시된 바와 같이, CCFL(2a,2b)의 상기 불균일한 전류 상태 발생 문제를 해결하기 위해서, CCFL(2a,2b)의 상호 전류 유도를 성취하여서 보다 균일한 전류를 획득하도록 정합된 밸런스 권선(3)이 일반적으로 부가되는데, 이 로써 램프 휘도가 효과적으로 개선된다. 그러나, 이렇게 정합된 밸런스 권선(3)을 부가하게 되면 비용이 증가할 뿐만 아니라 회로 기판의 공간을 제한하기 때문에 이러한 설계는 바람직하지 못하다.
또한, 도 3에 도시된 바와 같이, 도 2의 고전압 캐패시터(C1,C2)가 유도성 요소(L1,L2)로 대체되면, 전류 분할 효과가 감소될 수 있다. 종래 기술의 전력 변압기가 수 개의 램프를 구동하는데 사용될 경우에, 사용된 전류 크기는 램프의 개수만큼 승산된 값을 갖는다. 따라서, 제 2 차 권선 영역에서 사용된 권선의 직경이 증가하게 되어서 권선 영역 공간이 불충분하게 된다. 따라서, 권선 영역을 확장해야 할 필요가 생긴다. 그러나, 보다 대형의 전력 변압기를 사용하면 비용이 커진다. 그러므로, CCFL의 특성 및 비용을 고려하여, 본 발명에 따라서 밸런스 권선을 전력 변압기에 결합하여 종래 기술의 구동 회로의 상기 단점을 개선한다.
본 발명의 목적은 밸런스 권선이 결합된 전력 변압기 및 이의 응용 회로를 제공하는 것이다. 전력 변압기는 CCFL를 구동하는데 사용되며, CCFL의 조명 효율 및 균일성을 개선하도록 안정된 유도 전압 및 밸런스 부하 전류를 CCFL에 제공한다.
이러한 목적을 성취하기 위해서, 본 발명의 제 1 바람직한 실시예에 따른 밸런스 권선이 결합된 전력 변압기는 페라이트 코어, 제 1 보빈 및 제 2 보빈을 포함한다. 이 페라이트 코어는 서로 결합된 제 1 폐쇄형 페라이트 및 제 2 폐쇄형 페라 이트를 포함한다. 제 1 보빈은 제 1 중공형 관통부(a first hollow through portion), 저전압 권선 영역 및 고전압 권선 영역을 포함한다. 이 제 1 중공형 관통부는 상기 제 1 폐쇄형 페라이트 코어의 측면 바(side bar)를 수용할 수 있다. 저전압 권선이 저전압 권선 영역을 감는다. 고전압 권선이 고전압 권선 영역을 감는다. 제 2 보빈은 제 2 중공형 관통부, 제 1 권선 영역 및 제 2 권선 영역을 포함한다. 제 2 중공형 관통부는 제 2 폐쇄형 페라이트 코어의 측면 바를 수용할 수 있다. 제 1 밸런스 권선이 상기 제 1 권선 영역을 감으며 제 2 밸런스 권선이 상기 제 2 권선 영역을 감는다.
전력이 밸런스 권선이 결합된 전력 변압기의 저전압 권선으로부터 유도되면, 자속이 제 1 폐쇄형 페라이트 코어에서 생성된다. 이때에, 자기 결합이 제 1 보빈 상의 저전압 권선 영역과 고전압 권선 영역 간에 생성되어 고전압 권선의 감긴 회수와 저전압 권선의 감긴 회수의 비율에 따라서 전압 승압 효과가 발생한다. 제 2 보빈 상의 제 1 밸런스 권선을 통해서 흐르는 전류에 의해 생성된 자속과 제 2 밸런스 권선을 통해서 흐르는 전류에 의해 생성된 자속은 제 2 폐쇄형 페라이트 코어에서 서로 유도 작용을 일으켜서 CCFL이 접속된 후에 CCFL를 통해 흐르는 전류를 균일하게 한다.
한편, 본 발명의 제 1 바람직한 실시예에 따른 밸런스 권선이 결합된 전력 변압기의 응용 회로는 밸런스 권선이 결합된 전압 변압기, 펄스 폭 변조(PWM) 제어기 및 전력 스위치를 포함한다. 상기 밸런스 권선이 결합된 전압 변압기는 저전압 권선, 고전압 권선, 제 1 밸런스 권선 및 제 2 밸런스 권선을 포함한다. 고전압 권 선은 제 1 밸런스 권선과 제 2 밸런스 권선에 접속된다. 제 1 밸런스 권선과 제 2 밸런스 권선은 두 개의 CCFL에 접속된다. PWM 제어기는 두 개의 CCFL에 접속되어 이 두 개의 CCFL로부터 전류 신호를 수신하고 변조 신호를 출력한다. 전력 스위치는 PWM 제어기 및 저전압 권선에 접속된다. 전력 스위치는 입력 전압을 주기적으로 저전압 권선으로 인도하여서 램프 휘도를 균일하게 하도록 변조 신호에 의해서 제어된다.
또한, 본 발명의 제 1 바람직한 실시예에 따른 밸런스 권선이 결합된 전력 변압기의 다른 응용 회로는 밸런스 권선이 결합된 전력 변압기, 펄스 폭 변조(PWM) 제어기 및 전력 스위치를 포함한다. 상기 밸런스 권선이 결합된 전력 변압기는 저전압 권선, 고전압 권선, 제 1 밸런스 권선 및 제 2 밸런스 권선을 포함한다. 고전압 권선은 두 개의 CCFL에 접속된다. 두 개의 CCFL은 제 1 밸런스 권선과 제 2 밸런스 권선에 접속된다. PWM 제어기는 제 1 밸런스 권선과 제 2 밸런스 권선에 접속되어 제 1 밸런스 권선과 제 2 밸런스 권선으로부터 전류 신호를 수신하여 이를 변조하여 변조 신호를 출력한다. 전력 스위치는 PWM 제어기 및 저전압 권선에 접속된다. 전력 스위치는 입력 전압을 주기적으로 저전압 권선으로 인도하여서 램프 휘도를 균일하게 하도록 변조 신호에 의해서 제어된다.
한펀, 상술한 목적을 성취하기 위해서, 본 발명의 제 2 바람직한 실시예에 따른 밸런스 권선이 결합된 전력 변압기는 제 1 폐쇄형 페라이트 코어, 적어도 제 2 폐쇄형 페라이트 코어, 제 1 보빈 및 적어도 제 2 보빈을 포함한다. 제 1 폐쇄형 페라이트 코어와 제 2 폐쇄형 페라이트 코어는 서로 결합된다. 제 1 보빈은 제 1 중공형 관통부, 저전압 권선 영역 및 적어도 고전압 권선 영역을 포함한다. 제 1 중공형 관통부는 상기 제 1 폐쇄형 페라이트 코어의 측면 바를 수용할 수 있다. 저전압 권선이 저전압 권선 영역을 감는다. 고전압 권선이 각각의 고전압 권선 영역을 감는다. 각각의 제 2 보빈은 제 2 중공형 관통부, 제 1 권선 영역 및 제 2 권선 영역을 포함한다. 각각의 제 2 중공형 관통부는 적어도 제 2 폐쇄형 페라이트 코어 각각의 측면 바를 각기 수용할 수 있다. 제 1 밸런스 권선이 각각의 제 1 권선 영역을 감으며 제 2 밸런스 권선이 각각의 제 2 권선 영역을 감는다.
전력이 밸런스 권선이 결합된 전력 변압기의 저전압 권선으로부터 유도되면, 자속이 제 1 폐쇄형 페라이트 코어에서 생성된다. 이때에, 자기 결합이 제 1 보빈 상의 저전압 권선 영역과 고전압 권선 영역 간에 생성되어 고전압 권선의 감긴 회수와 저전압 권선의 감긴 회수의 비율에 따라서 전압 상승 효과가 발생한다. 각각의 제 2 보빈 상의 제 1 밸런스 권선을 통해서 흐르는 전류에 의해 생성된 자속과 제 2 밸런스 권선을 통해서 흐르는 전류에 의해 생성된 자속은 각각의 제 2 폐쇄형 페라이트 코어에서 서로 유도 작용을 일으켜서 CCFL이 접속된 후에 CCFL를 통해 흐르는 전류를 균일하게 한다.
한편, 본 발명의 제 2 바람직한 실시예에 따른 밸런스 권선이 결합된 전력 변압기의 응용 회로는 밸런스 권선이 결합된 전력 변압기, 펄스 폭 변조(PWM) 제어기 및 전력 스위치를 포함한다. 상기 밸런스 권선이 결합된 전력 변압기는 저전압 권선, 적어도 고전압 권선, 적어도 제 1 밸런스 권선 및 적어도 제 2 밸런스 권선을 포함한다. 각 고전압 권선은 동일한 제 2 보빈을 둘러 감아진 제 1 밸런스 권선 과 제 2 밸런스 권선에 접속되고 이어서 두 개의 CCFL에 접속된다. PWM 제어기는 두 개의 CCFL에 접속되어 이 두 개의 CCFL로부터 전류 신호를 수신하고 변조 신호를 출력한다. 전력 스위치는 PWM 제어기 및 저전압 권선에 접속된다. 전력 스위치는 입력 전압을 주기적으로 저전압 권선으로 인도하여서 램프 휘도를 균일하게 하도록 변조 신호에 의해서 제어된다.
또한, 본 발명의 제 2 바람직한 실시예에 따른 밸런스 권선이 결합된 전력 변압기의 다른 응용 회로는 밸런스 권선이 결합된 전력 변압기, 펄스 폭 변조(PWM) 제어기 및 전력 스위치를 포함한다. 상기 밸런스 권선이 결합된 전력 변압기는 저전압 권선, 적어도 고전압 권선, 적어도 제 1 밸런스 권선 및 적어도 제 2 밸런스 권선을 포함한다. 각 고전압 권선은 두 개의 CCFL에 접속되고 이어서 동일한 제 2 보빈을 둘러 감아진 제 1 밸런스 권선과 제 2 밸런스 권선에 접속된다. PWM 제어기는 제 1 밸런스 권선과 제 2 밸런스 권선에 접속되어 제 1 밸런스 권선과 제 2 밸런스 권선으로부터 전류 신호를 수신하여 이를 변조하여 변조 신호를 출력한다. 전력 스위치는 PWM 제어기 및 저전압 권선에 접속된다. 전력 스위치는 입력 전압을 주기적으로 저전압 권선으로 인도하여서 램프 휘도를 균일하게 하도록 변조 신호에 의해서 제어된다.
본 발명의 다양한 측면과 장점들이 이하의 발명의 구성 부분을 첨부 도면을 참조하여 독해하면 보다 용이하게 이해될 것이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 밸런스 권선이 결합된 전력 변압기(2)는 페라이트 코어(20), 제 1 보빈(21) 및 제 2 보빈(22)을 포함한다. 이 페라이트 코어(20)는 제 1 폐쇄형 페라이트 코어(201) 및 제 2 폐쇄형 페라이트 코어(202)를 포함한다. 제 1 폐쇄형 페라이트 코어(201) 및 제 2 폐쇄형 페라이트 코어(202)는 서로 결합된다. 제 1 보빈(21)은 제 1 중공형 관통부(a first hollow through portion)(미도시), 저전압 권선 영역(210) 및 고전압 권선 영역(212)을 포함한다. 이 제 1 중공형 관통부는 상기 제 1 폐쇄형 페라이트 코어(201)의 측면 바(side bar)를 수용할 수 있다. 저전압 권선 WL이 저전압 권선 영역(210)을 감는다. 고전압 권선 WH이 고전압 권선 영역(212)을 감는다. 제 2 보빈(22)은 제 2 중공형 관통부(미도시), 제 1 권선 영역(220) 및 제 2 권선 영역(222)을 포함한다. 제 2 중공형 관통부는 제 2 폐쇄형 페라이트 코어(202)의 측면 바를 수용할 수 있다. 제 1 밸런스 권선 B1이 상기 제 1 권선 영역(220)을 감으며 제 2 밸런스 권선 B2이 상기 제 2 권선 영역(222)을 감는다.
도 4를 다시 참조하면, 상기 저전압 권선 WL은 상기 저전압 권선 영역(210)을 단일 그루브 방식(single-groove way)으로 감는다. 상기 고전압 권선 영역(212)은 다수의 분리 그루브(미도시)를 포함한다. 상기 고전압 권선 WH은 개별 권선으로 상기 다수의 분리 그루브를 감아서 전압 분할 효과를 성취한다. 상기 제 1 밸런스 권선 B1은 상기 제 1 권선 영역(220)을 단일 그루브 방식 또는 개별 그루브 방식으로 감는다. 상기 제 2 밸런스 권선 B2은 상기 제 2 권선 영역(222)을 단일 그루브 방식 또는 개별 그루브 방식으로 감는다. 상기 제 1 밸런스 권선 B1이 감긴 회수와 상기 제 2 밸런스 권선 B2이 감긴 회수가 동일하다. 도 5에 도시된 바와 같이 상기 페라이트 코어들(20)은 2 개의 E 형상 페라이트 코어로 구성될 수 있다. 도 6에 도 시된 바와 같이, 상기 페라이트 코어들(20)은 E 형상 페라이트 코어 및 I 형상 페라이트 코어로 구성될 수 있다.
도 7은 본 발명의 제 1 바람직한 실시예에 따른 응용 회로의 도면이다. 이 응용 회로는 밸런스 권선이 결합된 전압 변압기(2), 펄스 폭 변조(PWM) 제어기(4) 및 전력 스위치(5)를 포함한다. 상기 밸런스 권선이 결합된 전압 변압기(2)는 저전압 권선 WL, 고전압 권선 WH, 제 1 밸런스 권선 B1 및 제 2 밸런스 권선 B2을 포함한다. 고전압 권선 WH은 제 1 밸런스 권선 B1과 제 2 밸런스 권선 B2에 접속된다. 고전압 권선 WH의 한 단자는 기준 단자 G에 접속되고, 나머지 단자는 제 1 밸런스 권선 B1과 제 2 밸런스 권선 B2의 한 단자에 접속된다. 제 1 밸런스 권선 B1과 제 2 밸런스 권선 B2의 나머지 단자는 2 개의 CCFL (L1,L2)의 한 단자에 각기 접속된다. PWM 제어기(4)는 두 개의 CCFL(L1,L2)의 나머지 단자에 접속되어 이 두 개의 CCFL(L1,L2)로부터 전류 신호를 수신하고 변조 신호를 출력한다. 전력 스위치(5)는 PWM 제어기(4) 및 저전압 권선 WL에 접속된다. 전력 스위치(5)는 입력 전압 VIN을 주기적으로 저전압 권선 WL으로 인도하여서 램프 휘도를 균일하게 하도록 변조 신호에 의해서 제어된다.
전력이 밸런스 권선이 결합된 전력 변압기(2)의 저전압 권선 WL으로부터 유도되면, 자속 Φ1이 제 1 폐쇄형 페라이트 코어(201)에서 생성된다. 이때에, 이 자속 Φ1은 제 1 폐쇄형 페라이트 코어(201)를 통해서 고전압 권선 WH에 결합되어 고전압 권선 WH 상에 전압을 유도한다. 그러므로, 밸런스 권선이 결합된 전력 변압기(2)는 고전압 권선 WH의 감긴 회수와 저전압 권선 WL의 감긴 회수의 비율에 따라서 전압 승압 효과를 획득한다.
이와 동시에, 고전압 권선 WH은 전압을 제 1 밸런스 권선 B1과 제 2 밸런스 권선 B2에 제공하여 제 1 밸런스 권선 B1과 제 2 밸런스 권선 B2 상에 전류를 유도한다. 제 1 밸런스 권선 B1을 통해서 흐르는 전류와 제 2 밸런스 권선 B2을 통해서 흐르는 전류는 제 2 폐쇄형 페라이트 코어(202)에서 자속 Φ2 들을 유도한다. 이 자속 Φ2 들은 제 2 폐쇄형 페라이트 코어(202)에서 서로 유도 작용을 일으켜서 2 개의 CCFL(L1,L2)이 접속된 후에 이 2 개의 CCFL(L1,L2)를 통해 흐르는 전류를 균일하게 한다.
그러므로, 본 발명의 CCFL를 구동하기 위해 사용되는 응용 회로는 CCFL(L1,L2)의 조명 효율 및 균일성을 개선하도록 CCFL(L1,L2)에 대해 안정된 유도 전압 및 균일한 전류를 제공할 수 있다.
이제, 도 8을 도 7을 참조하여 설명하자. 도 8은 본 발명의 제 2 바람직한 실시예에 따른 응용 회로의 도면이다. 이 응용 회로는 밸런스 권선이 결합된 전력 변압기(2), 펄스 폭 변조(PWM) 제어기(4) 및 전력 스위치(5)를 포함한다. 본 발명의 제 2 바람직한 실시예에 따른 응용 회로는 본 발명의 제 1 바람직한 실시예에 따른 응용 회로와 그의 회로 접속 방식에 있어서 상이하다. 상기 밸런스 권선이 결합된 전력 변압기(2)의 고전압 권선 WH의 2 단자는 제 1 밸런스 권선(B1)의 한 단자 및 제 2 밸런스 권선(B2)의 한 단자에 각기 접속된다. 제 1 밸런스 권선(B1)의 나머지 단자 및 제 2 밸런스 권선(B2)의 나머지 단자는 2 개의 CCFL(L1,L2)의 한 단자 각각에 각기 접속된다. PWM 제어기(4)는 두 개의 CCFL(L1,L2)의 나머지 단자 에 접속되어 이 두 개의 CCFL(L1,L2)로부터 전류 신호를 수신하고 변조 신호를 출력한다. 전력 스위치(5)는 PWM 제어기(4) 및 저전압 권선 WL에 접속된다. 전력 스위치(5)는 입력 전압 VIN을 주기적으로 저전압 권선 WL으로 인도하여서 램프 휘도를 균일하게 하도록 변조 신호에 의해서 제어된다.
이 제 2 바람직한 실시예의 응용 회로에서, 밸런스 권선이 결합된 전력 변압기(2)는 고전압 권선 WH의 감긴 회수와 저전압 권선 HL의 감긴 회수의 비율에 따라서 전압 승압 효과를 획득한다. 또한, 2 개의 CCFL(L1,L2)를 통해 흐르는 전류 I1 및 I2는 제 1 밸런스 권선 B1 및 제 2 밸런스 권선 B2를 통해서 균일하게 된다.
이제, 도 9를 도 7을 참조하여 설명하자. 도 9는 본 발명의 제 3 바람직한 실시예에 따른 응용 회로의 도면이다. 이 응용 회로는 밸런스 권선이 결합된 전력 변압기(2), 펄스 폭 변조(PWM) 제어기(4) 및 전력 스위치(5)를 포함한다. 본 발명의 제 3 바람직한 실시예에 따른 응용 회로는 본 발명의 제 1 바람직한 실시예에 따른 응용 회로와 그의 회로 접속 방식에 있어서 상이하다. 상기 밸런스 권선이 결합된 전력 변압기(2)의 고전압 권선 WH의 한 단자는 기준 단자 G에 접속되고, 나머지 단자는 2 개의 CCFL(L1,L2)의 한 단자 각각에 접속된다. 이 두 개의 CCFL(L1,L2)의 나머지 단자 각각은 제 1 밸런스 권선 B1의 한 단자 및 제 2 밸런스 권선 B2의 한 단자에 각기 접속된다. 제 1 밸런스 권선 B1의 나머지 단자 및 제 2 밸런스 권선 B2의 나머지 단자는 PWM 제어기(4)에 접속된다. 이 제어기(4)는 상기 제 1 밸런스 권선 B1 및 상기 제 2 밸런스 권선 B2로부터 전류 신호를 수신하여 이를 변조하여 변조 신호를 출력한다. 전력 스위치(5)는 PWM 제어기(4) 및 저전압 권 선 WL에 접속된다. 전력 스위치(5)는 입력 전압 VIN을 주기적으로 저전압 권선 WL으로 인도하여서 램프 휘도를 균일하게 하도록 변조 신호에 의해서 제어된다.
이 제 3 바람직한 실시예의 응용 회로에서, 밸런스 권선이 결합된 전력 변압기(2)는 고전압 권선 WH의 감긴 회수와 저전압 권선 WL의 감긴 회수의 비율에 따라서 전압 승압 효과를 획득한다. 또한, 2 개의 CCFL(L1,L2)를 통해 흐르는 전류 I1 및 I2는 제 1 밸런스 권선 B1 및 제 2 밸런스 권선 B2를 통해서 균일하게 된다.
이제, 도 9를 도 7을 참조하여 설명하자. 도 9는 본 발명의 제 4 바람직한 실시예에 따른 응용 회로의 도면이다. 이 응용 회로는 밸런스 권선이 결합된 전력 변압기(2), 펄스 폭 변조(PWM) 제어기(4) 및 전력 스위치(5)를 포함한다. 본 발명의 제 4 바람직한 실시예에 따른 응용 회로는 본 발명의 제 1 바람직한 실시예에 따른 응용 회로와 그의 회로 접속 방식에 있어서 상이하다. 상기 밸런스 권선이 결합된 전력 변압기(2)의 고전압 권선 WH의 2 단자는 CCFL L1의 한 단자 및 CCFL L2의 한 단자에 각기 접속된다. 이 CCFL L1의 나머지 단자 및 CCFL L2의 나머지 단자는 제 1 밸런스 권선 B1의 한 단자 및 제 2 밸런스 권선의 한 단자에 각기 접속된다. 제 1 밸런스 권선 B1의 나머지 단자 및 제 2 밸런스 권선의 나머지 단자는 PWM 제어기(4)에 접속된다. 이어서, 이 제어기(4)는 제 1 밸런스 권선 B1 및 제 2 밸런스 권선 B2로부터 전류 신호를 수신하고 변조 신호를 출력한다. 전력 스위치(5)는 PWM 제어기(4) 및 저전압 권선 WL에 접속된다. 전력 스위치(5)는 입력 전압 VIN을 주기적으로 저전압 권선 WL으로 인도하여서 램프 휘도를 균일하게 하도록 변조 신호에 의해서 제어된다.
이 제 4 바람직한 실시예의 응용 회로에서, 밸런스 권선이 결합된 전력 변압기(2)는 고전압 권선 WH의 감긴 회수와 저전압 권선 WL의 감긴 회수의 비율에 따라서 전압 승압 효과를 획득한다. 또한, 2 개의 CCFL(L1,L2)를 통해 흐르는 전류 I1 및 I2는 제 1 밸런스 권선 B1 및 제 2 밸런스 권선 B2를 통해서 균일하게 된다.
도 11은 본 발명의 제 2 바람직한 실시예에 따른 밸런스 권선이 결합된 전력 변압기의 구조도이다. 이 전력 변압기(6)는 제 1 실시예의 전력 변압기(2)와 동일한 동작 원리를 기반으로 하고 동일한 권선 방식을 갖는다. 그러나, 이 전력 변압기(6)는 전력 변압기(2)의 확장된 구조이며 수 개의 CCFL를 위해서 사용된다. 이 전력 변압기(6)는 제 1 폐쇄형 페라이트 코어(601), 2 개의 제 2 폐쇄형 페라이트 코어(602,603), 제 1 보빈(61) 및 2 개의 제 2 보빈(62,63)을 포함한다. 제 1 폐쇄형 페라이트 코어(601)와 2 개의 제 2 폐쇄형 페라이트 코어(602,603)는 서로 결합된다. 제 1 보빈(61)은 제 1 중공형 관통부(미도시), 저전압 권선 영역(610) 및 2 개의 고전압 권선 영역(612,614)을 포함한다. 제 1 중공형 관통부는 상기 제 1 폐쇄형 페라이트 코어(601)의 측면 바를 수용할 수 있다. 저전압 권선 WL이 저전압 권선 영역(610)을 감는다. 고전압 권선 WH1,WH2이 각각의 고전압 권선 영역(612,614)을 각기 감는다. 각각의 제 2 보빈(62,63)은 제 2 중공형 관통부(미도시), 제 1 권선 영역(620,630) 및 제 2 권선 영역(622,632)을 포함한다. 각각의 제 2 중공형 관통부는 각각의 제 2 폐쇄형 페라이트 코어(62,63)의 측면 바를 수용할 수 있다. 각각의 제 1 밸런스 권선(B1,B3)이 각각의 제 1 권선 영역(620,630)을 각기 감으며, 각각의 제 2 밸런스 권선(B2,B4)이 각각의 제 2 권선 영역(622,632)을 각 기 감는다.
이제, 도 11을 참조하여 도 12에 대하여 설명하다. 도 12는 본 발명의 제 5 바람직한 실시예에 따른 응용 회로의 도면이다. 이 응용 회로는 도 11에 도시된 밸런스 권선이 결합된 전압 변압기(6), 펄스 폭 변조(PWM) 제어기(4) 및 전력 스위치(5)를 포함한다. 상기 밸런스 권선이 결합된 전압 변압기(6)의 고전압 권선 WH1,WH2의 각각의 한 단자는 2 개의 기준 단자 G에 접속되고, 나머지 단자 각각은 제 2 보빈(62,63) 상의 제 1 밸런스 권선 B1,B3의 한 단자 각각과 제 2 밸런스 권선 B2,B4의 한 단자 각각에 각기 접속된다. 제 1 밸런스 권선 B1,B2과 제 2 밸런스 권선 B2,B4의 나머지 단자 각각은 4 개의 CCFL (L1,L2,L3,L4)의 한 단자 각각에 각기 접속된다. PWM 제어기(4)는 4 개의 CCFL(L1,L2,L3,L4)의 나머지 단자 각각에 각기 접속되어 이 4 개의 CCFL(L1,L2,L3,L4)로부터 전류 신호를 수신하고 변조 신호를 출력한다. 전력 스위치(5)는 PWM 제어기(4) 및 저전압 권선 WL에 접속된다. 전력 스위치(5)는 입력 전압 VIN을 주기적으로 저전압 권선 WL으로 인도하여서 램프 휘도를 균일하게 하도록 변조 신호에 의해서 제어된다.
전력이 밸런스 권선이 결합된 전력 변압기(6)의 저전압 권선 WL으로부터 유도되면, 자속 Φ1이 제 1 폐쇄형 페라이트 코어(601)에서 생성된다. 이때에, 이 자속 Φ1은 제 1 폐쇄형 페라이트 코어(601)를 통해서 고전압 권선 WH1,WH2에 결합되어 고전압 권선 WH1,WH2 상에 전압을 유도한다. 그러므로, 밸런스 권선이 결합된 전력 변압기(6)는 고전압 권선 WH1,WH2의 감긴 회수와 저전압 권선 WL의 감긴 회수의 비율에 따라서 전압 승압 효과를 획득한다.
이와 동시에, 고전압 권선 WH1,WH2은 전압을 제 1 밸런스 권선 B1,B3과 제 2 밸런스 권선 B2,B4에 제공하여 제 1 밸런스 권선 B1,B3과 제 2 밸런스 권선 B2,B4 상에 전류를 유도한다. 제 1 밸런스 권선 B1,B3을 통해서 흐르는 전류와 제 2 밸런스 권선 B2,B4을 통해서 흐르는 전류는 제 2 폐쇄형 페라이트 코어(602,603)에서 자속 Φ2,Φ3 들을 유도한다. 이 자속 Φ2,Φ3 들은 제 2 폐쇄형 페라이트 코어(602,603)에서 서로 유도 작용을 일으켜서 4 개의 CCFL(L1,L2,L3,L4)이 접속된 후에 이 4 개의 CCFL(L1,L2,L3,L4)를 통해 흐르는 전류를 균일하게 된다.
그러므로, 본 발명의 CCFL를 구동하기 위해 사용되는 응용 회로는 CCFL(L1,L2,L3,L4)의 조명 효율 및 균일성을 개선하도록 안정된 유도 전압 및 균일한 전류를 제공할 수 있다.
도 13는 본 발명의 제 6 바람직한 실시예에 따른 응용 회로의 도면이다. 이 응용 회로는 도 11에 도시된 밸런스 권선이 결합된 전압 변압기(6), 펄스 폭 변조(PWM) 제어기(4) 및 전력 스위치(5)를 포함한다. 제 6 바람직한 실시예의 응용 회로는 제 5 바람직한 실시예의 응용 회로와 회로 접속 방식에 있어서 상이하다. 상기 밸런스 권선이 결합된 전압 변압기(6)의 고전압 권선 WH1,WH2의 각각의 한 단자는 4 개의 CCFL (L1,L2,L3,L4)의 한 단자 각각에 각기 접속된다. 4 개의 CCFL(L1,L2,L3,L4)의 나머지 단자 각각은 제 1 밸런스 권선 B1,B3의 한 단자 각각과 제 2 밸런스 권선 B2,B4의 한 단자 각각에 각기 접속된다. 제 1 밸런스 권선 B1,B2과 제 2 밸런스 권선 B2,B4의 나머지 단자 각각은 PWM 제어기(4)에 각기 접속되어 이 제어기(4)는 제 1 밸런스 권선 B1,B2과 제 2 밸런스 권선 B2,B4으로부터 전류 신호를 수신하고 변조 신호를 출력한다. 전력 스위치(5)는 PWM 제어기(4) 및 저전압 권선 WL에 접속된다. 전력 스위치(5)는 입력 전압 VIN을 주기적으로 저전압 권선 WL으로 인도하여서 램프 휘도를 균일하게 하도록 변조 신호에 의해서 제어된다.
요약하면, 본 발명에 의해 제공된 전력 전압기는 폐쇄형 자기 회로 특성을 성취하는 페라이트 코어 구조를 사용하고 그 내부에 밸런스 권선들을 결합한다. 이 밸런스 권선이 결합된 전력 변압기가 응용 회로에서 사용될 때에, CCFL의 조명 효율 및 균일성을 개선하는데 안정된 유도 전압 및 균일한 부하 전류를 제공할 수 있다. 따라서, 본 발명은 CCFL를 통해 흐르는 전류의 불균일성을 효과적으로 개선하고 통상적인 CCFL 구동 응용 회로의 높은 제조 단가를 저감시킨다.
본 발명이 상술한 바람직한 실시예들을 참조하여 설명되었지만, 본 발명은 이 실시예들로만 한정되는 것은 아니다. 다양한 수정 및 변경이 발명의 구성 부분에서 제시되었지만, 또 다른 수정 및 변경이 본 기술 분야의 당업자에게 가능하다. 그러므로, 이러한 모든 수정 및 변경 사항은 다음의 청구 범위에서 규정된 본 발명의 사상 및 범위를 일탈하지 않고 포함된다.
본 발명에 의해 제공된 전력 전압기는 폐쇄형 자기 회로 특성을 성취하는 페라이트 코어 구조를 사용하고 그 내부에 밸런스 권선들을 결합하고 있으며 이 밸런스 권선이 결합된 전력 변압기가 응용 회로에서 사용될 때에, CCFL의 조명 효율 및 균일성을 개선하는데 안정된 유도 전압 및 균일한 부하 전류를 제공할 수 있어서 CCFL를 통해 흐르는 전류의 불균일성을 효과적으로 개선하고 통상적인 CCFL 구동 응용 회로의 높은 제조 단가를 저감시킨다.

Claims (13)

  1. CCFL(냉음극 형광 램프)을 구동하는, 밸런스 권선(balance windings)이 결합된 전력 변압기에 있어서,
    서로 결합된 제 1 폐쇄형 페라이트 코어 및 제 2 폐쇄형 페라이트 코어를 포함하는 페라이트 코어와,
    제 1 중공형 관통부(a first hollow through portion), 저전압 권선 영역 및 고전압 권선 영역을 포함하는 제 1 보빈(a first bobbin)으로서, 상기 제 1 중공형 관통부는 상기 제 1 폐쇄형 페라이트 코어의 측면 바(side bar)를 수용할 수 있으며, 저전압 권선이 상기 저전압 권선 영역을 감으며, 고전압 권선이 상기 고전압 권선 영역을 감는, 제 1 보빈과,
    제 2 중공형 관통부, 제 1 권선 영역 및 제 2 권선 영역을 포함하는 제 2 보빈으로서, 상기 제 2 중공형 관통부는 상기 제 2 폐쇄형 페라이트 코어의 측면 바를 수용할 수 있으며, 제 1 밸런스 권선이 상기 제 1 권선 영역을 감으며 제 2 밸런스 권선이 상기 제 2 권선 영역을 감는, 제 2 보빈을 포함하는,
    밸런스 권선이 결합된 전력 변압기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 페라이트 코어들은 2 개의 E 형상 페라이트 코어로 구성되는,
    밸런스 권선이 결합된 전력 변압기.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 페라이트 코어들은 E 형상 페라이트 코어 및 I 형상 페라이트 코어로 구성되는,
    밸런스 권선이 결합된 전력 변압기.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 저전압 권선은 상기 저전압 권선 영역을 단일 그루브 방식(single-groove way)으로 감는,
    밸런스 권선이 결합된 전력 변압기.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 고전압 권선 영역은 다수의 분리 그루브를 포함하며,
    상기 고전압 권선은 개별 권선으로 상기 다수의 분리 그루브를 감아서 전압 분할 효과를 성취하는,
    밸런스 권선이 결합된 전력 변압기.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 밸런스 권선은 상기 제 1 권선 영역을 단일 그루브 방식 또는 개별 그루브 방식으로 감는,
    밸런스 권선이 결합된 전력 변압기.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 밸런스 권선은 상기 제 2 권선 영역을 단일 그루브 방식 또는 개별 그루브 방식으로 감는,
    밸런스 권선이 결합된 전력 변압기.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 밸런스 권선이 감긴 회수와 상기 제 2 밸런스 권선이 감긴 회수가 동일한,
    밸런스 권선이 결합된 전력 변압기.
  9. CCFL을 구동하기 위해서 제 1 항에 따른 전력 변압기를 사용하는 응용 회로에 있어서,
    저전압 권선, 고전압 권선, 제 1 밸런스 권선 및 제 2 밸런스 권선을 포함하며, 상기 고전압 권선은 상기 제 1 밸런스 권선과 상기 제 2 밸런스 권선에 접속되고, 상기 제 1 밸런스 권선과 상기 제 2 밸런스 권선은 두 개의 CCFL에 접속되어 있는, 밸런스 권선이 결합된 전력 변압기와,
    상기 두 개의 CCFL에 접속되어 상기 두 개의 CCFL로부터 전류 신호를 수신하고 변조 신호를 출력하는 PWM(펄스 폭 변조) 제어기와,
    상기 PWM 제어기 및 상기 저전압 권선에 접속되어, 입력 전압을 주기적으로 상기 저전압 권선으로 인도하여서 상기 CCFL 램프 휘도를 균일하게 하도록 상기 변조 신호에 의해서 제어되는 전력 스위치를 포함하는,
    응용 회로.
  10. CCFL를 구동하기 위해서 제 1 항에 따른 전력 변압기를 사용하는 응용 회로에 있어서,
    저전압 권선, 고전압 권선, 제 1 밸런스 권선 및 제 2 밸런스 권선을 포함하며, 상기 고전압 권선은 두 개의 CCFL에 접속되어 있고, 상기 두 개의 CCFL은 상기 제 1 밸런스 권선과 상기 제 2 밸런스 권선에 접속된, 밸런스 권선이 결합된 전력 변압기와,
    상기 제 1 밸런스 권선과 상기 제 2 밸런스 권선에 접속되어 상기 제 1 밸런스 권선과 상기 제 2 밸런스 권선으로부터 전류 신호를 수신하고 변조 신호를 출력하는 PWM 제어기와,
    상기 PWM 제어기 및 상기 저전압 권선에 접속되어, 입력 전압을 주기적으로 상기 저전압 권선으로 인도하여서 상기 CCFL 램프 휘도를 균일하게 하도록 상기 변조 신호에 의해서 제어되는 전력 스위치를 포함하는,
    응용 회로.
  11. CCFL을 구동하는, 밸런스 권선(balance windings)이 결합된 전력 변압기에 있어서,
    제 1 폐쇄형 페라이트 코어와,
    상기 제 1 폐쇄형 페라이트 코어와 결합된 적어도 제 2 폐쇄형 페라이트 코어와,
    제 1 중공형 관통부, 저전압 권선 영역 및 적어도 고전압 권선 영역을 포함하는 제 1 보빈으로서, 상기 제 1 중공형 관통부는 상기 제 1 폐쇄형 페라이트 코어의 측면 바를 수용할 수 있으며, 저전압 권선이 상기 저전압 권선 영역을 감으며, 고전압 권선이 상기 각각의 고전압 권선 영역을 감는, 제 1 보빈과,
    각각이 제 2 중공형 관통부, 제 1 권선 영역 및 제 2 권선 영역을 포함하는 적어도 제 2 보빈으로서, 상기 제 2 중공형 관통부 각각은 상기 제 2 폐쇄형 페라이트 코어 각각의 측면 바를 각기 수용할 수 있으며, 제 1 밸런스 권선이 상기 각각의 제 1 권선 영역을 감으며 제 2 밸런스 권선이 상기 각각의 제 2 권선 영역을 감는, 적어도 제 2 보빈을 포함하는,
    밸런스 권선이 결합된 전력 변압기.
  12. CCFL을 구동하기 위해서 제 11 항에 따른 전력 변압기를 사용하는 응용 회로에 있어서,
    저전압 권선, 적어도 고전압 권선, 적어도 제 1 밸런스 권선 및 적어도 제 2 밸런스 권선을 포함하며, 상기 각각의 고전압 권선은 동일한 상기 제 2 보빈을 둘러 감아진 상기 제 1 밸런스 권선과 상기 제 2 밸런스 권선에 접속되며 이어서 두 개의 CCFL에 접속되어 있는, 밸런스 권선이 결합된 전력 변압기와,
    상기 두 개의 CCFL에 접속되어 상기 두 개의 CCFL로부터 전류 신호를 수신하고 변조 신호를 출력하는 PWM 제어기와,
    상기 PWM 제어기 및 상기 저전압 권선에 접속되어, 입력 전압을 주기적으로 상기 저전압 권선으로 인도하여서 상기 CCFL 램프 휘도를 균일하게 하도록 상기 변조 신호에 의해서 제어되는 전력 스위치를 포함하는,
    응용 회로.
  13. CCFL를 구동하기 위해서 제 11 항에 따른 전력 변압기를 사용하는 응용 회로에 있어서,
    저전압 권선, 적어도 고전압 권선, 적어도 제 1 밸런스 권선 및 적어도 제 2 밸런스 권선을 포함하며, 상기 각각의 고전압 권선은 두 개의 CCFL에 접속되고 이어서 동일한 상기 제 2 보빈을 둘러 감아진 상기 제 1 밸런스 권선과 상기 제 2 밸런스 권선에 접속되는, 밸런스 권선이 결합된 전력 변압기와,
    상기 제 1 밸런스 권선과 상기 제 2 밸런스 권선에 접속되어 상기 제 1 밸런스 권선과 상기 제 2 밸런스 권선으로부터 전류 신호를 수신하고 이를 변조하여 변조 신호를 출력하는 PWM 제어기와,
    상기 PWM 제어기 및 상기 저전압 권선에 접속되어, 입력 전압을 주기적으로 상기 저전압 권선으로 인도하여서 상기 CCFL 램프 휘도를 균일하게 하도록 상기 변조 신호에 의해서 제어되는 전력 스위치를 포함하는,
    응용 회로.
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