KR20070103308A

KR20070103308A - 펄스폭 변조장치 및 이를 구비한 광원 구동 장치

Info

Publication number: KR20070103308A
Application number: KR1020070037308A
Authority: KR
Inventors: 김택수; 김현식
Original assignee: 엘지이노텍 주식회사
Priority date: 2006-04-18
Filing date: 2007-04-17
Publication date: 2007-10-23
Also published as: JP2009534909A; WO2007120001A1; US20080278087A1; CN101331809B; US7843142B2; CN101331809A; JP4991844B2

Abstract

본 발명의 실시 예는 펄스폭 변조장치 및 이를 구비한 광원 구동장치를 제공한다.

본 발명의 실시 예에 따른 펄스폭 변조장치는 입력되는 전압을 분압하여 출력하는 전압 분압부; 입력되는 전류를 충전 또는 방전하여 충전전압을 출력하는 커패시터부; 상기 전압 분압부에서 출력된 분압 전압과 상기 커패시터부에서 출력된 충전 전압의 비교 결과에 따라 동작하는 제 1연산 증폭기; 상기 분압 전압의 고주파 노이즈를 제거하는 제 1노이즈 제거부 및, 상기 커패시터부에 의해 발생된 신호를 디밍 제어 신호에 의해 펄스폭 변조신호로 출력하는 제 2연산 증폭기를 포함한다.

PWM, 삼각파, 노이즈, 광원

Description

펄스폭 변조장치 및 이를 구비한 광원 구동 장치{PULSE WIDTH MODULATION APPARATUS AND APPARATUS FOR DRIVING LIGHT SOURCE HAVING THE SAME}

도 1은 실시 예에 따른 광원 구동 장치의 구성도.

도 2는 도 1의 펄스폭 변조부의 상세 구성도.

도 3은 도 2의 펄스폭 변조부의 회로 구성도.

도 4는 도 3의 동작 상태도.

도 5는 도 3의 제 1연산 증폭기의 비반전 단자 및 반전 단자의 전압 파형도.

도 6은 도 3의 고주파 노이즈의 제거 예를 나타낸 도면.

도 7은 도 3의 제 2연산 증폭기의 입출력 파형도.

도 8은 실시 예에 따른 삼각파 신호에 따른 펄스폭 변조신호의 출력 예를 나타낸 도면.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

100 : 광원 구동 장치 110 : 펄스폭 변조부

111 : 전압 분압부 112 : 커패시터부

113 : 제 1연산 증폭기 114 : 제 1노이즈 제거부

120 : 삼각파 발생회로 121 : 디밍 전압 조절부

122 : 제 2연산 증폭기 123 : 제 2노이즈 제거부

130 : PWM 회로 140 : 제어부

150 : 스위칭부 160 : 변압부

200 : 광원

본 발명의 실시 예는 펄스폭 변조장치 및 이를 구비한 광원 구동 장치를 제공한다.

LCD(Liquid Crystal Display) 패널의 광원으로는 냉음극형광램프(CCFL : Cold Cathode Fluorescent Lamp), 외부전극형광램프(EEFL : External Electrode Fluorescent Lamp), LED(Light Emitting Diode) 등이 사용된다.

상기의 CCFL 또는 EEFL와 같은 광원의 구동은 인버터 회로로 이용하게 된다. 상기 인버터 회로는 직류 전압을 공급받아 교류 전압으로 변환시키고 변환된 교류 전압을 수백볼트로 승압시켜 램프에 공급하게 된다.

이러한 인버터 회로는 디밍기능을 구비하여 LCD 패널 등의 화면밝기를 조절할 수 있다. 즉, 인터버 회로 내부에서 발생된 삼각파 신호를 디밍 제어신호에 의해 PWM(Pulse Width Modulation) 신호로 출력하게 된다.

그러나 인버터 회로 내에서의 노이즈 또는 IC의 편차에 의해 PWM 신호가 왜곡되거나 불규칙하게 발생될 수 있다. 이에 따라 인버터 회로의 출력에 영향을 줄 수 있어, LCD 패널의 화면이 흔들리는 플리커 현상이 발생되는 문제점이 있다.

본 발명의 실시 예는 입력 DC 전압에 혼입된 고주파 노이즈를 제거할 수 있는 펄스폭 변조장치 및 이를 구비한 광원 구동 장치를 제공한다.

본 발명의 실시 예는 입력 DC전압과 PWM 신호에 혼입된 고주파 노이즈를 제거할 수 있도록 한 펄스폭 변조장치 및 이를 구비한 광원 구동 장치를 제공한다.

본 발명의 실시 예는 입력 DC전압에 혼입된 고주파 노이즈의 제거를 통해 LCD 패널에서 발생되는 플리커 현상을 방지할 수 있도록 한 펄스폭 변조장치 및 이를 구비한 광원 구동 장치를 제공한다.

본 발명의 실시 예에 따른 펄스폭 변조장치는 입력되는 전압으로부터 고주파 노이즈를 제거한 제 1전압과 커패시터부에 충전된 제 2전압을 비교하여 삼각파 신호를 출력하는 삼각파 발생회로; 상기 삼각파 발생회로로부터 출력된 삼각파 신호 를 디밍 제어 신호에 따라 펄스폭 변조신호로 출력하는 펄스폭 변조회로를 포함한다.

본 발명의 실시 예에 따른 광원 구동 장치는 고주파 노이즈가 제거된 구형파 펄스와 충전되는 전압을 비교하여 삼각파 신호를 출력하는 삼각파 발생회로 및, 상기 삼각파 발생회로로부터 출력된 삼각파 신호를 디밍 제어신호에 따라 펄스폭 변조신호로 출력하는 펄스폭 변조회로를 포함하는 펄스폭 변조부; 상기 펄스폭 변조신호에 따라 광원을 제어하기 위한 제어신호를 출력하는 제어부; 상기 제어부의 제어 신호에 의해 공급 전원을 교류전원으로 스위칭 출력하는 스위칭부를 포함한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 실시 예에 대해 상세하게 설명한다.

도 1은 실시 예에 따른 광원 구동 장치의 구성도이다.

도 1을 참조하면, 광원 구동 장치(100)는 펄스폭 변조(PWM) 신호에 따라 입력되는 직류 전원을 교류 전원으로 변환한 후, 광원(200)에 인가되는 구동 전압을 제어하여 광원(200)의 점등 제어와 광원(200)의 밝기 조절을 수행할 수 있다. 또한 광원(200)에 흐르는 전류에 관련된 전압을 감지하고 그 감지된 전압에 기초하여 광원의 제어를 수행하게 된다.

여기서 광원(200)은 하나 이상의 CCFL(cold cathode fluorescent lamp) 또는 EEFL(external electrode fluorescent lamp) 등과 같은 여러 개의 형광 램프(fluorescent lamp)를 포함한다. 또한 광원(200)은 하나 이상의 LED(Light emitting diode)로 이루어질 수 있다. 또한 광원(200)은 형광 램프와 LED를 함께 제공할 수도 있다.

상기 광원 구동 장치(100)는 펄스폭 변조(PWM) 부(110), 제어부(140), 스위칭부(150), 변압부(160)를 포함한다.

상기 펄스폭 변조부(110)는 펄스폭 변조된 신호를 출력하며, 상기 제어부(140)는 상기 펄스폭 변조된 신호에 따라 광원(200)에 흐르는 전류가 일정하게 공급되도록 제어하며, 상기 스위칭부(150)는 제어부(140)의 제어신호에 의해 외부 입력전압을 해당 주파수의 교류 전압으로 변환하여 변압부(160)로 인가하게 된다.

상기 변압부(160)는 스위칭부(150)로부터 인가되는 교류 전압을 권선비에 기초한 고전압으로 승압하여 광원(200)에 인가하여, 광원(200)을 점등시켜 준다. 여기서 광원(200)이 LED로 이루어진 경우 상기 변압부(160)은 제거할 수도 있다.

상기 제어부(140)는 인버터 제어부로서, 광원(200)에 흐르는 전류를 피드백받아, 광원(200)에 흐르는 전류가 항상 일정하게 공급되도록 스위칭부(150)를 제어한다.

상기 펄스폭 변조부(110)는 삼각파 발생회로(120) 및 펄스폭 변조회로(130)를 포함한다. 상기 삼각파 발생회로(120)는 구형파 펄스에 대한 고주파 노이즈를 제거하고, 고주파 노이즈가 제거된 구형파 펄스와 충전된 전압을 비교하여 일정한 주기를 갖는 삼각파 신호를 발생하게 된다. 이때 구형파 펄스의 에지 부분에 포함된 고주파 노이즈를 제거함으로써, 삼각파 신호의 상/하 꼭지점 전위가 흔들리지 않게 된다.

상기 펄스폭 변조회로(130)는 삼각파 신호를 디밍 제어신호에 따라 펄스폭 변조신호를 출력하게 된다. 상기 펄스폭 변조신호는 디밍 제어 신호의 레벨에 따라 듀티비(duty ratio)가 변화된다.

이때, 상기 디밍(Dimming) 제어 신호는 DC 전압의 레벨을 업/다운하여 가변할 수 있으며, 가변되는 디밍 제어 신호의 전압 레벨이 삼각파 신호와 비교되어 펄스폭 변조신호의 듀티비가 가변된다. 여기서, 듀티비가 100% 디밍이 될 때 디밍 제어 신호의 전압이 삼각파 신호의 꼭지점으로 이동하여 턴-온 100%, 턴-오프 0%가 된다. 이때 일정한 크기의 꼭지점 전위를 갖는 삼각파 신호에 의해 펄스폭 변조신호가 불규칙하거나 왜곡되는 것을 방지할 수 있다.

실시 예에 따른 광원 구동 장치(100)는 형광 램프 또는 LED와 같은 광원(200)을 제어하는 액정표시장치용 라이트 유닛을 제어할 수 있다.

도 2는 실시 예에 따른 펄스폭 변조부의 블록 구성도이다.

도 2를 참조하면, 상기 펄스폭 변조부(110)는 삼각파 발생회로(120)와 펄스폭 변조회로(130)를 포함하며, 상기 삼각파 발생회로(120)는 전압 분압부(111), 커패시터부(112), 제 1연산 증폭기(113), 제 1노이즈 제거부(114)를 포함한다. 상기 펄스폭 변조회로(130)는 디밍 전압 조절부(121), 제 2연산 증폭기(122), 제 2노이즈 제거부(123)를 포함한다.

상기 전압 분압부(111)는 입력 DC전압(Vcc) 및 피드백되는 전압을 분압한 전압(S1)을 제 1연산 증폭기(113)의 비반전 단자(+)에 출력하여 기준 전압을 변화시켜 준다. 상기 커패시터부(112)는 제 1연산 증폭기(113)의 반전 단자(-)에 연결되어 상기 전압 분압부(111)를 통해 입력되는 전류를 충전 및 방전하여, 제 1연산 증 폭기(113)의 비반전 단자(+)의 변화된 기준전압의 로우(low) 레벨과 하이(high) 레벨에 끝점이 맞는 삼각파 신호를 출력하게 된다. 이때 커패시터부(112)는 상기 전압 분압부(111)의 분압된 전압(S1)보다 높은 레벨의 전압이 충전될 경우 방전을 수행하며, 분압 전압(S1)보다 낮은 레벨의 전압일 경우 충전을 수행한다.

상기 제 1연산 증폭기(113)는 전압 분압부(111)로부터 분압된 전압(S1)과 커패시터부(112)의 전압(S2)을 비교하여 하이 또는 로우 상태로 동작하게 된다. 상기 제 1연산 증폭기(113)가 하이 상태로 동작하는 경우 제 1연산 증폭기(113)로부터 출력되는 하이 전압이 전압 분압부(111)로 피드백된다. 상기 제 1연산 증폭기(113)가 로우 상태로 동작하는 경우, 제 1연산 증폭기(113)의 출력단자는 그라운드(GND) 상태가 된다.

상기 전압 분압부(111)의 분압 전압(S1)은 상기 커패시터부(112)의 충전 또는 방전 주기에 의해 분압 전압의 레벨이 구형파의 펄스 형태로 제 1연산 증폭기(113)의 비반전 단자(+)에 인가된다.

상기 제 1노이즈 제거부(114)는 전압 분압부(111)에 걸리는 전압 즉, 입력 전압과 피드백되는 전압의 분압 전압(S1)에 실려있는 고주파 노이즈를 제거하게 된다. 여기서, 고주파 노이즈는 제 1연산 증폭기(113)에 구비된 트랜지스터, 기생 커패시턴스, 스위칭 속도 등의 지연에 의해 피드백되는 전압에 노이즈가 혼입된다. 이러한 고주파 노이즈 성분은 제 1노이즈 제거부(114)에 의해 제거된다.

상기 커패시터부(112)의 충전 및 방전 동작에 의해 제 1연산 증폭기(113)에 걸리는 전압(S2)인 삼각파 신호로 제 2연산 증폭기(122)의 비반전 단자(+)의 입력 전압으로 제공된다. 상기 제 2연산 증폭기(122)는 비반전 단자(+)에 입력되는 삼각파 신호(S2)와 반전 단자(-)에 입력되는 디밍 제어 신호(Vbr)를 비교하여 펄스폭 변조된 신호를 출력하게 된다.

여기서, 디밍 제어 신호(Vbr)는 디밍 제어 또는 밝기 제어를 위해 세트(예: 제어부)로부터 가변되는 DC 전압이다.

상기 디밍 전압 조절부(121)는 디밍 제어 신호(Vbr)에 일정한 베이스 전압을 가산하여 제 2연산 증폭기(122)의 반전단자(-)로 출력하게 된다. 여기서, 디밍 전압 조절부(121)는 세트에서 공급되는 디밍 제어 신호(Vbr)의 DC 전압의 범위를 확장시켜 주기 위해, 일정한 베이스 전압을 업시켜 준다. 즉, 상기 베이스 전압은 예를 들면, 세트에서 공급되는 디밍 제어 신호의 전압이 0~3V 범위로 공급될 경우, 1~2V 정도를 가산해 주어 1~5V 정도의 범위에서 디밍 제어 전압이 인가되도록 한다.

이때 제 2연산 증폭기(122)는 일정한 삼각파 신호에 가변되는 디밍 제어 신호의 레벨에 따라 펄스폭 변조신호의 듀티비를 변화시켜 출력하게 된다.

상기 제 2연산 증폭기(122)의 출력단에는 제 2노이즈 제거부(123)가 구비된다. 상기 제 2노이즈 제거부(123)는 펄스폭 변조신호에 포함된 고주파 노이즈를 제거한 후, 제어부에 공급하게 된다. 이는 보다 정확한 펄스폭 변조신호가 공급되도록 한다.

도 3은 실시 예에 따른 펄스폭 변조부의 회로 구성도이며, 도 4는 도 3의 전류 흐름을 나타낸 도면이다.

도 3 및 도 4를 참조하면, 전압 분압부(111)는 다수개의 저항(R1,R2,R3,R4)을 포함하며, 제 1노이즈 제거부(114)는 하나 이상의 캐패시터(C3)를 포함하며, 커패시터부(112)는 하나 이상의 커패시터(C1,C2)를 포함하며, 제 1연산 증폭기(113) 및 제 2연산 증폭기(122)는 OP(Operational) Amplifier를 이용하여 집적회로(118)로 구현될 수 있으며, 디밍 전압 조절부(121)는 다수개의 저항(R11,R12,R13)을 포함하며, 제 2노이즈 제거부(123)은 하나 이상의 커패시터(C6)를 포함한다.

전압 분압부(111)는 다수개의 저항(R1,R2,R3,R4)으로 입력 DC 전압(Vcc) 및 피드백되는 전압을 분압(S1)하여 제 1연산 증폭기(113)의 비반전 단자(+)로 출력하게 된다. 전압 분압부(111)에 있어서, 제 1저항(R1)의 일단 및 제 3저항(R3)의 일단에는 입력 DC 전압(Vcc)이 공급되며, 제 1저항(R1)의 타단에는 접지된 제 2저항(R2) 및 접지된 제 3캐패시터(C3)가 연결된다. 여기서, 제 3캐패시터(C3)는 제 1노이즈 제거부(114)로 기능한다.

상기 제 1저항(R1)의 일단에는 제 3저항(R3)이 연결되고, 상기 제 1저항(R1)의 타단 및 상기 제 3저항(R3) 사이에는 제 4저항(R4)이 연결되며, 또한 상기 제 1저항(R1)의 타단에는 집적회로(118)의 제 3핀을 통해 제 1연산 증폭기(113)의 비반전 단자(+)가 연결된다.

상기 제 1연산 증폭기(113)의 출력단자는 제 3 및 제 4저항(R3,R4) 사이에 연결되어 피드백 경로를 제공한다.

제 1연산 증폭기(113)의 반전 단자(-)에는 커패시터부(112)가 연결되는 데, 상기 커패시터부(112)는 제 1 및 제 2커패시터(C1,C2)가 병렬 연결되며, 제 1 및 제 2커패시터(C1,C2)의 타단은 접지단자(GND)에 연결된다. 상기 제 1 및 제 2커패시터(C1,C2)의 일단은 집적회로(118)의 핀 2를 통해 제 1연산 증폭기(113)의 반전 단자(-)에 연결되며, 핀 5를 통해 제 2연산 증폭기(122)의 비반전 단자(+)에 연결된다.

상기 제 2연산 증폭기(122)의 반전 단자(-)에는 디밍 전압 조절부(121)를 통해 디밍 제어 신호(Vbr)가 입력된다. 입력되는 디밍 제어 신호(Vbr)는 상기 디밍 전압 조절부(121)의 제 11저항(R11)을 경유하여 집적회로(118)의 핀 6을 통해 제 2연산 증폭기(122)의 반전 단자(-)에 공급된다. 여기서, 상기 제 11저항(R11)의 타단에는 접지된 제 12저항(R12) 및 접지된 제 5커패시터(C5)가 병렬 연결되며, 입력 DC 전압(Vcc)에 연결된 제 13저항(R13)이 병렬 연결된다. 이러한 제 13저항(R13)에 공급된 입력 DC 전압(Vcc)에 의해 디밍 제어신호의 전압이 일정 레벨 업(UP)된다.

상기 제 2연산 증폭기(122)의 출력단에는 집적 회로(118)의 핀 7을 통해 제 14저항(R14)를 통해 펄스폭 변조(PWM) 신호가 출력된다.

이때 상기 제 2노이즈 제거부인 제 6커패시터(C6)에서는 펄스폭 변조신호에 포함된 고주파 노이즈를 제거하여, 안정적인 신호로 제어부(도 1의 140)에 전달해 준다.

한편, 삼각파 발생회로(120)의 동작을 보면, 초기 입력되는 DC 전압(Vcc)은 제 1연산 증폭기(113)에 입력되며(I1), 제 1연산 증폭기(113)은 하이 신호를 피드백 경로로 출력하게 된다.

이때 커패시터부(112)의 제 1 및 제 2커패시터(C1,C2)는 제로 상태에서 입력 되는 전류의 충전을 개시한다(I2). 이를 위해, 커패시터부(112)의 제 1 및 제 2커패시터(C1,C2)는 제 3저항(R3), 제 5저항(R5), 제 6저항(R6)을 경유하여 흐르는 전류(I2)를 충전하게 되며, 충전된 전압은 제 1연산 증폭기(113)의 반전 단자(-)의 기준 전압으로 제공된다.

상기 제 1연산 증폭기(113)의 비 반전 단자(+)에 걸리는 전압(S1)은 제 1 및 제 3저항(R1,R3)으로 입력되는 DC 전압 및 피드백되는 전압이 저항 R1//(R3+R4)에 의해 분배된다.

상기 제 1연산 증폭기(113)는 비반전 단자(+)에 입력되는 분압 전압(S1)과 반전 단자(-)에 입력되는 충전 전압(S2)을 비교하여, 분압 전압(S1)이 충전 전압(S2)보다 클 경우 비반전 증폭하여 출력하게 된다. 상기 제 1연산 증폭기(113)의 출력 전압은 제 4저항(R4)을 통해 비반전 단자(+)로 피드백된다.

이때 제 1 및 제 2커패시터(C1,C2)에 충전된 전압의 레벨(S2)이 상기 분압된 전압(S1)의 레벨 보다 클 경우 제 1연산 증폭기(113)의 출력단은 접지단(V-)이 된다. 제 1및 제 2커패시터(C1,C2)에 충전된 전압이 제 6저항(R6), 제 5저항(R5)을 통해 제 1연산 증폭기(113)의 출력 접지단(V-)을 통해 방전하게 된다(I4).

여기서, 커패시터부(112)는 미세 조정을 위해 두 개의 커패시터(C1,C2)를 이용하였으나, 하나의 커패시터로 구현할 수도 있다.

상기 제 1 및 제 2커패시터(C1,C2)에 충전된 전압의 레벨이 분압전압(S1) 보다 클 경우 제 1연산증폭기(113)의 출력단이 내부적으로 접지(GND, V-)가 되어 방전하게 된다. 이때 전압(S1)은 제 1저항(R1)과 제 2저항(R2)의 전압 분배에 의해 그 전압이 결정되며(Low level), 제 3저항(R3)으로 유입되는 전류는 제 1핀(PIN1) 및 제 4핀(PIN4) 즉, 제 1연산증폭기(113)의 출력 접지단(V-)으로 방전하게 된다. 상기 제 1 및 제 2커패시터(C1,C2)의 충전 용량이 방전됨으로써 제 1저항(R1)과 제 2저항(R2)의 전압 분배에 의해 제 1연산 증폭기(113)의 반전단자(-)의 전압이 비반전 단자(+)의 전압보다 낮아지게 된다. 이때 제 1연산 증폭기(113)의 출력단자는 비반전되는 데, 전압 S1의 레벨은 병렬 저항[(R1//(R3+R4)]와 R2에 의해 결정되며, 이전의 제 1저항(R1)과 제 2저항(R2)의 전압 레벨에 의해 결정된 전압보다 커진다(High level). 이때 방전하던 제 1 및 제 2커패시터(C1,C2)의 캐리어는 비반전한 제 1연산 증폭기(113)의 출력단을 통해 더 이상 방전하지 못하고, 다시 재충전을 시작하게 되며, 전압 S1의 레벨 보다 커지는 점까지 충전을 하게 된다. 이때 제 1연산 증폭기(113)의 반전 단자(-)의 전압이 비반전 단자(+)의 전압보다 커지는 순간 제 1연산 증폭기(113)의 출력단이 접지(V-)가 되어 방전하게 된다. 이러한 방식으로 제 1 및 제 2커패시터(C1,C2)는 충전 및 방전 동작을 반복하게 된다.

이때 제 1연산 증폭기(113)의 비반전 단자(+)에는 병렬 저항 R4//R1//R2에 의해 노드 전압이 결정되며, 상기 제 1 및 제 2커패시터(C1,C2)의 충전된 전압의 레벨이 상기 분압 전압보다 낮은 경우 제 1연산 증폭기(113)의 출력단 즉, 제 1핀(PIN1)과 제 4핀(PIN4)간에는 오픈되며(여기서, 제 1연산 증폭기가 오픈되면 제 1연산 증폭기의 출력단에 걸리는 전압은 R3, R4의 영향을 받는다.), 제 1연산 증폭기(113)는 비반전 단자(+)로 입력되는 전압(S1)을 비반전 증폭하여 출력하게 된다.

여기서, 상기 분압된 전압(S1)은 제 1노이즈 제거부(114)의 제 3커패시 터(C3)에 의해 고주파 노이즈가 제거된다. 즉 도 6에 도시된 바와 같이, 구형파 펄스의 상승 또는 하강 에지 부분(E1,E2,E3,E4)의 노이즈가 제거되어 각 에지 부분이 완만한 곡선을 이루게 된다.

이러한 동작 주기로 동작할 경우, 도 5에 도시된 바와 같이, 제 1연산 증폭기(113)의 비반전 단자(+)에는 분압 전압(S1)이 구형파 펄스의 주기로 입력되며, 커패시터부(112)의 충전 및 방전 동작에 의해 제 2연산 증폭기(122)의 비반전 단자(+)에는 삼각파 신호(S2)가 입력된다. 상기 삼각파 신호의 주기는 분압 저항의 크기 및/또는 커패시터의 용량에 따라 조절할 수 있다.

이와 같이 제 1연산 증폭기(113)는 비반전 단자(+)의 입력 전압에 대해 반전 단자(-)에 걸리는 기준 전압에 의해 오픈(open) 또는 접지(GND)되는 오픈 콜렉터(open collector) 방식으로 동작하게 된다. 즉, 상기 제 1연산 증폭기(113)는 오픈 콜렉터로 반전단자(-)가 비반전 단자(+)보다 클 경우 접지(GND)되고, 비반전 단자(+)가 반전단자(-)보다 클 경우 오픈되게 된다.

상기 커패시터부(112)의 충전 및 방전 주기에 의해 삼각파신호가 제 2연산 증폭기(122)의 비반전 단자(+)로 입력된다.

상기 제 2연산 증폭기(122)의 비반전 단자(+)로 입력되는 삼각파 신호(S2)는 도 7에 도시된 바와 같이, 디밍 제어 신호(Vbr)에 의해 펄스폭 변조(PWM) 신호로 출력된다. 여기서 디밍 제어 신호(Vbr)는 제 2연산 증폭기(122)의 반전 단자(-)에 입력되는 전압으로서, 디밍 전압 조절부(121)에 의해 조절된 전압을 포함한다.

상기 디밍 제어 신호(Vbr)는 디밍전압 조절부(121)의 저항(R11,R12,R13)를 거쳐 일정 DC 레벨로 제 2연산 증폭기(122)의 반전 단자(-)에 입력된다.

이러한 제 2연산 증폭기(122)의 반전 단자(-)에 입력되는 디밍 제어 신호(Vbr)의 전압 레벨이 비반전 입력단자(+)에 입력되는 삼각파 신호(S2)와 비교되고, 비교되는 결과에 따라 펄스폭 변조신호가 출력된다. 또한 상기 디밍 제어 신호(Vbr)의 전압 레벨을 업/다운(C/D)하여 가변할 경우 그 가변되는 전압 레벨 만큼 펄스폭 변조신호의 듀티비가 가변된다.

여기서 제 2연산 증폭기(122)의 반전 단자(-)에 입력되는 디밍 제어신호(Vbr)가 도 8과 같이 삼각파 신호(S2)의 상단 꼭지점에 위치할 경우 펄스폭 변조신호가 출력된다. 이때 삼각파 발생회로에서 발생된 구형파 펄스의 고주파 노이즈를 제거함으로써, 삼각파 신호의 흔들림 현상(A 부분)이 제거되고, 상기 A 삼각파 신호에 대응되는 펄스폭 변조신호(B)가 출력되지 않는 것을 방지할 수 있다.

또한 디밍 제어 신호에 의해 펄스폭 변조신호의 듀티비를 전체 범위 내에서 제어할 수 있어, 스위칭부를 통해 광원의 자연스러운 제어가 가능하게 된다. 또한 LCD 패널의 화면에서 플리커 현상이 발생되는 것을 방지할 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따른 펄스폭 변조장치 및 이를 구비한 광원 구동 장치에 의하면, PWM 신호를 안정적으로 제공하여 시스템 안정과 제품의 신뢰도를 향상시킬 수 있다.

또한 PWM 신호의 듀티비를 전체 범위에 대해 제어할 수 있는 효과가 있다.

또한 LCD 패널에서 플리커 현상이 발생되는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.

실시 예에 의한 광원 구동 장치는 형광 램프 또는 LED와 같은 광원을 제어하는 액정표시장치용 라이트 유닛에 제공될 수 있다.

Claims

입력되는 전압을 분압하여 출력하는 전압 분압부;

입력되는 전류를 충전 또는 방전하여 충전전압을 출력하는 커패시터부;

상기 전압 분압부에서 출력된 분압 전압과 상기 커패시터부에서 출력된 충전 전압의 비교 결과에 따라 동작하는 제 1연산 증폭기;

상기 분압 전압의 고주파 노이즈를 제거하는 제 1노이즈 제거부 및,

상기 커패시터부에 의해 발생된 신호를 디밍 제어 신호에 의해 펄스폭 변조신호로 출력하는 제 2연산 증폭기를 포함하는 펄스폭 변조장치.
제 1항에 있어서,

상기 전압 분압부는 상기 제 1연산 증폭기의 출력단이 피드백되어 연결되는 펄스폭 변조장치.
제 1항에 있어서,

상기 전압 분압부는 상기 제 1연산 증폭기의 하이 또는 로우 상태에 따라 제 1연산 증폭기에 구형파 펄스에 상응하는 분압 전압을 인가하는 펄스폭 변조장치.
제 1항에 있어서,

상기 커패시터부는 제 1연산 증폭기의 반전 단자 및 제 2연산 증폭기의 비반 전 단자에 연결되는 펄스폭 변조장치.
제 1항에 있어서,

상기 커패시터부는 적어도 하나의 캐패시터를 포함하여 삼각파 신호를 출력는 펄스폭 변조장치.
제 1항에 있어서,

상기 제 1연산 증폭기는 오픈 콜렉터 방식으로 동작하는 펄스폭 변조장치.
제 1항에 있어서,

상기 제 1노이즈 제거부는 일단이 전압 분압부에 연결되며 타단이 접지된 적어도 하나의 캐패시터를 포함하는 펄스폭 변조장치.
제 1항에 있어서,

상기 제 1노이즈 제거부는 전압 분압부에 걸리는 분압 전압의 에지 부분에 대해 스무딩하게 처리하는 펄스폭 변조장치.
제 1항에 있어서,

상기 제 2연산 증폭기의 출력단에는 PWM 신호의 고주파 노이즈를 제거하는 제 2노이즈 제거부를 포함하는 펄스폭 변조장치.
제 9항에 있어서,

상기 제 2노이즈 제거부는 타단이 접지된 적어도 하나의 캐패시터를 포함하는 펄스폭 변조장치.
입력되는 전압으로부터 고주파 노이즈를 제거한 제 1전압과 커패시터부에 충전된 제 2전압을 비교하여 삼각파 신호를 출력하는 삼각파 발생회로;

상기 삼각파 발생회로로부터 출력된 삼각파 신호를 디밍 제어 신호에 따라 펄스폭 변조신호로 출력하는 펄스폭 변조회로를 포함하는 펄스폭 변조장치.
제 11항에 있어서,

상기 삼각파 발생회로는 연산 증폭기를 포함하며, 상기 연산 증폭기의 비반전 단자에는 제 1전압이 분압되어 입력되며, 반전 단자에는 제 2전압이 입력되는 펄스폭 변조장치.
제 11항에 있어서,

상기 펄스폭 변조회로는 연산 증폭기를 포함하며, 상기 연산 증폭기의 비반전 단자에는 삼각파 신호를 입력받고 반전 단자에는 디밍 제어 신호를 입력받는 펄스폭 변조장치.
제 11항에 있어서,

상기 펄스폭 변조회로에는 펄스폭 변조신호에 대해 고주파 노이즈를 제거하는 제 1노이즈 제거부를 포함하는 펄스폭 변조장치.
제 11항에 있어서,

상기 펄스폭 변조회로에는 디밍 제어신호의 전압에 일정한 베이스 전압을 제공하는 디밍 전압 조절부를 포함하는 펄스폭 변조장치.
고주파 노이즈가 제거된 구형파 펄스와 충전되는 기준 전압을 비교하여 삼각파 신호를 출력하는 삼각파 발생회로 및, 상기 삼각파 발생회로로부터 출력된 삼각파 신호를 디밍 제어신호에 따라 펄스폭 변조신호로 출력하는 펄스폭 변조회로를 포함하는 펄스폭 변조부;

상기 펄스폭 변조신호에 따라 광원을 제어하기 위한 제어신호를 출력하는 제어부;

상기 제어부의 제어 신호에 의해 공급 전원을 교류전원으로 스위칭 출력하는 스위칭부를 포함하는 광원 구동 장치.
제 16항에 있어서,

상기 삼각파 발생회로는, 입력되는 전압을 분압하여 구형파 펄스로 출력하는 전압 분압부;

입력되는 전류를 충전 또는 방전하여 삼각파 신호를 출력하는 커패시터부;

상기 전압 분압부의 구형파 펄스와 상기 커패시터부의 충전 전압의 비교하고 그 비교 결과에 따라 동작하는 제 1연산 증폭기 및,

상기 제 1연산 증폭기로 입력되는 구형파 펄스의 고주파 노이즈를 제거하는 제 1노이즈 제거부를 포함하는 광원 구동 장치.
제 17항에 있어서,

상기 펄스폭 변조회로는 상기 커패시터부에 의해 발생된 삼각파 신호를 디밍 제어 신호에 의해 펄스폭 변조신호로 출력하는 제 2연산 증폭기를 포함하는 광원 구동 장치.
제 17항에 있어서,

상기 스위칭부의 교류 전원에 의해 광원에 승압된 전압을 공급하는 변압부 및,

상기 제 1노이즈 제거부는 일단이 전압 분압부에 연결되며 타단이 접지된 적어도 하나의 캐패시터를 포함하는 광원 구동 장치.
제 18항에 있어서,

상기 제 2연산 증폭기의 출력단에는 PWM 신호의 고주파 노이즈를 제거하는 제 2노이즈 제거부를 포함하는 광원 구동 장치.