KR20080016611A - 형광 램프의 구동 장치, 발광 장치 및 액정 텔레비젼 - Google Patents

형광 램프의 구동 장치, 발광 장치 및 액정 텔레비젼 Download PDF

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겐이치 후쿠모토
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로무 가부시키가이샤
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Abstract

다양한 상태에 있어서, 회로 이상을 검출 가능한 형광 램프의 구동 회로를 제공한다. CCFL(20)의 구동 장치에 있어서, 제 1 인버터(10a)는, CCFL(20)의 일단(21a)에 제 1 교류 전압(Vac1)을 출력한다. 제 2 인버터(10b)는, CCFL(20)의 타단(21b)에 제 1 교류 전압(Vac1)과 역상의 제 2 교류 전압(Vac2)을 출력한다. 제 1 전류 전압 변환 회로(15a)는, 제 1 인버터(10a)의 제 1 트랜스포머(14a)의 2차측 전류를 전압으로 변환하여, 제 1 검출 전압(Vdet1)으로서 출력한다. 제 2 전류 전압 변환 회로(15b)는, 제 2 인버터(10b)의 제 2 트랜스포머(14b)의 2차측 전류를 전압으로 변환하여, 제 2 검출 전압(Vdet2)으로서 출력한다. 제 1 이상 검출 회로(34)는, 제 1 검출 전압(Vdet1)과 제 2 검출 전압(Vdet2)의 전위차 △V가 소정의 제 1 임계값 전압(Vth1)을 초과한 때에 회로 이상으로 판정한다.

Description

형광 램프의 구동 장치, 발광 장치 및 액정 텔레비젼{FLUORESCENT LAMP DRIVING APPARATUS, LIGHT EMITTING APPARATUS AND LIQUID CRYSTAL TELEVISION}
본 발명은, 형광 램프의 구동 장치에 관한 것으로, 특히 그 회로 보호 기술에 관한 것이다.
최근, 브라운관 텔레비젼를 대신하여, 박형, 대형화가 가능한 액정 텔레비젼의 보급이 진행되고 있다. 액정 텔레비젼은, 영상이 표시되는 액정 패널의 배면에, 냉음극 형광 램프(Cold Cathode Fluorescent Lamp, 이하 CCFL이라고 한다)를 복수 라인 배치해, 백 라이트로서 발광시키고 있다.
CCFL의 구동에는, 예를 들어 12V 정도의 직류 전압을 승압하여 교류 전압으로서 출력하는 인버터(DC／AC 컨버터)가 이용된다. 인버터는, CCFL에 흐르는 전류를 전압으로 변환해 제어 회로에 귀환하고, 이 귀환된 전압에 의거해 스위칭 소자의 온 오프를 제어하고 있다. 예를 들면, 특허 문헌 1에는, 이러한 인버터에 의한 CCFL의 구동 기술이 개시된다.
[특허 문헌 1：일본국 특허 공개 2003－323994호 공보]
여기서, 액정 패널 사이즈의 증대에 따른 CCFL의 개수의 증가를 억제하기 위해, U자형의 CCFL이 채용되도록 되어 있다. 이 U자형 CCFL를 구동하려면, 2개의 인버터를 이용해, U자형 CCFL의 양단에 교류 전압을 서로 역상으로 인가할 필요가 있다. 이러한 U자형 CCFL의 구동 회로는, 2개의 인버터의 트랜스포머의 2차측 전류를 전압으로 변환해 귀환하여, 귀환된 귀환 전압에 의거해 CCFL의 발광을 제어한다.
이러한 구동 회로에는, CCFL이 고장나거나 접속 불량이 발생한 이상 상태를 검출해, 필요에 따라 회로 보호를 행하는 이상 검출 회로가 설치된다. 이상 검출 회로는, 예를 들어, 상기 귀환 전압을 감시해, 이 귀환 전압이 소정의 임계값 전압을 밑돌았을 때에 회로 이상으로 판정하여 회로 보호를 행한다.
액정 텔레비젼의 제조업자는, 텔레비젼의 출하 전에 있어서, U자형 CCFL의 고장이나, 접촉 불량 등이 없는가의 검사를 행한다. 이 검사 때, U자형 CCFL을 발광시킨 상태에서, 그 양단에 소정의 고전압이 인가되어 있는지를 검사하고자 하는 경우가 있다. 또, 출하 후에 있어서도, 고장의 보수 시에, 같은 검사를 행하고자 하는 경우도 있다.
U자형 CCFL에는 1000V가 넘는 고전압이 인가되기 때문에, 그 전압을 검사하기 위해서는 고압 프로브가 이용된다. 고압 프로브는 큰 용량을 가지기 때문에, 전압의 검사를 CCFL의 일단씩 행할 경우, 상기 귀환 전압도 변동해 버린다. 따라서, 제어 회로에 귀환되는 전압에 의거해 CCFL이 정상적으로 구동되고 있는지를 판정하는 경우에, 귀환 전압이, 고장에 의해 변동하고 있는지, 고압 프로브에 의해 변동하고 있는지를 판별하는 것이 곤란해진다.
본 발명은 이러한 과제를 감안하여 이루어진 것이며, 그 포괄적인 목적은, 다양한 상태에 있어서, 회로 이상을 검출 가능한 형광 램프의 구동 회로의 제공에 있다.
본 발명의 한 양태는, 형광 램프의 구동 장치에 관한 것이다. 이 구동 장치는, 형광 램프의 일단에 제 1 교류 전압을 출력하는 제 1 인버터와, 형광 램프의 타단에 제 1 교류 전압과 역상의 제 2 교류 전압을 출력하는 제 2 인버터와, 제 1 인버터의 트랜스포머의 2차측 전류를 전압으로 변환해, 제 1 검출 전압으로서 출력하는 제 1 전류 전압 변환 회로와, 제 2 인버터의 트랜스포머의 2차측 전류를 전압으로 변환해, 제 2 검출 전압으로서 출력하는 제 2 전류 전압 변환 회로와, 제 1, 제 2 검출 전압의 전위차가 소정의 임계값 전압을 초과한 때에 회로 이상으로 판정하는 제 1 이상 검출 회로를 구비한다.
이 양태에 의하면, 통상의 점등시에는, 제 1, 제 2 검출 전압은 거의 같은 전압이 나타나는 한편, 형광 램프 중 어느 한 단자가 오픈이 되면, 제 1, 제 2 검출 전압의 전위차가 커지기 때문에, 고압 프로브의 유무에 관계없이, 회로 이상을 검출할 수 있다.
제 1 이상 검출 회로는, 제 1 검출 전압을 임계값 전압만큼 레벨 시프트하는 제 1 레벨 시프트 회로와, 제 2 검출 전압을 임계값 전압만큼 레벨 시프트하는 제 2 레벨 시프트 회로와, 제 2 검출 전압과 제 1 레벨 시프트 회로의 출력 전압을 비교하는 제 1 콤퍼레이터와, 제 1 검출 전압과 제 2 레벨 시프트 회로의 출력 전압을 비교하는 제 2 콤퍼레이터와, 제 1, 제 2 콤퍼레이터의 출력의 논리합을 출력하는 OR 게이트를 포함하며, OR 게이트의 출력에 의거해 회로 이상을 판정해도 된다.
이 제 1 이상 검출 회로에 의하면, 제 1 콤퍼레이터에 의해서, 제 2 검출 전압이 제 1 검출 전압보다도 임계값 전압 이상 높은 상태를 검출하고, 제 2 콤퍼레이터에 의해서 제 1 검출 전압이 제 2 검출 전압보다도 임계값 전압 이상 높은 상태를 검출할 수 있다.
제 1 레벨 시프트 회로 및 제 2 레벨 시프트 회로는 각각, 제 1 검출 전압 또는 제 2 검출 전압이 입력되는 전압 폴로어 회로와, 전압 폴로어 회로의 출력 단자에 일단이 접속되는 저항과, 저항에 정전류를 흘리는 정전류원을 포함하며, 저항과 정전류원의 접속점으로부터 레벨 시프트한 전압을 출력해도 된다.
이 경우, 제 1, 제 2 레벨 시프트는 각각, 제 1, 제 2 검출 전압을, 제 1, 제 2 저항의 전압 강하 분 만큼 레벨 시프트 할 수 있다.
제 1, 제 2 전류 전압 변환 회로는 각각, 트랜스포머의 2차측 전류를 정류하는 반파 정류회로와, 반파 정류회로의 출력을 평활화하는 필터를 포함하며, 필터의 출력 전압을 제 1, 제 2 검출 전압으로서 콤퍼레이터로 출력해도 된다.
제 2 이상 검출 회로는, 제 1 검출 전압과 제 2 임계값 전압을 비교하는 제 3 콤퍼레이터와, 제 2 검출 전압과 제 2 임계값 전압을 비교하는 제 4 콤퍼레이터와, 제 3, 제 4 콤퍼레이터의 출력의 논리합을 출력하는 OR 게이트를 구비해도 된다.
제 1 검출 전압 및 제 2 검출 전압의 적어도 한편이, 소정의 제 2 임계값 전압보다 낮을 때 회로 이상으로 판정하는 제 2 이상 검출 회로를 더 구비해도 된다.
형광 램프의 양 단자에 이상이 발생한 경우에 있어서는, 제 1, 제 2 검출 전압은 거의 같은 전압이 되기 때문에, 제 1 이상 검출 회로에서는 회로 이상을 검출할 수 없는 경우가 있다. 형광 램프의 양 단자에 이상이 발생한 경우, 제 1, 제 2 검출 전압은 모두 저전압이 되기 때문에, 제 2 임계값 전압과 비교함으로써, 양 단자에 이상이 발생한 경우에도, 회로 이상을 검출할 수 있다.
형광 램프는, 냉음극 형광 램프이어도 된다. 또한, 이 냉음극 형광 램프는 U자형이어도 된다.
본 발명의 다른 양태는, 발광 장치이다. 이 발광 장치는, 상술한 구동 장치와, 구동 장치의 제 1, 제 2 인버터로부터 출력되는 제 1, 제 2 교류 전압이 양단에 인가된 U자형의 형광 램프를 구비한다.
본 발명의 또 다른 양태는, 액정 텔레비젼이다. 이 액정 텔레비젼은, 액정 패널과, 액정 패널의 배면에 배치되는 복수의 상기 발광 장치를 구비한다.
또한, 이상의 구성 요소의 임의의 조합이나, 본 발명의 구성 요소나 표현을 방법, 장치, 시스템 등의 사이에서 서로 치환한 것도 또한, 본 발명의 양태로서 유효하다.
본 발명에 관계되는 형광 램프의 구동 장치에 의하면, 다양한 상태에 있어서, 회로 이상을 검출할 수 있다.
도 1은, 본 발명의 실시의 형태에 관계되는 발광 장치의 구성을 나타내는 회로도이다.
도 2는, 도 1의 발광 장치가 탑재되는 액정 텔레비젼의 구성을 나타내는 블 록도이다.
도 3은, 도 1의 펄스폭 변조기의 구성예를 나타내는 회로도이다.
도 4는, 도 1의 제 1 이상 검출 회로의 구성을 나타내는 회로도이다.
도 5는, 도 1의 제 2 이상 검출 회로의 구성을 나타내는 회로도이다.
도 6은, 발광 장치의 발광 상태에 있어서의 제 1 검출 전압, 제 2 검출 전압의 값을 나타내는 도이다.
<부호의 설명>
100 : 제어 회로 300 : 액정 텔레비젼
302 : 액정 패널 10a : 제 1 인버터
10b : 제 2 인버터 15a : 제 1 전류 전압 변환 회로
15b : 제 2 전류 전압 변환 회로 200 : 발광 장치
34 : 제 1 이상 검출 회로 36 : 제 2 이상 검출 회로
50 : 제 1 레벨 시프트 회로 52 : 전압 폴로어 회로
54 : 정전류원 56 : 저항
58 : 제 1 콤퍼레이터 60 : 제 2 레벨 시프트 회로
62 : 전압 폴로어 회로 64 : 정전류원
66 : 저항 68 : 제 2 콤퍼레이터
70 : 0R 게이트 Vac1 : 제 1 교류 전압
Vac2 : 제 2 교류 전압 Vdet1 : 제 1 검출 전압
Vdet2 : 제 2 검출 전압
이하 본 발명을 적합한 실시의 형태를 기초로 도면을 참조하면서 설명한다. 각 도면에 나타나는 동일 또는 동등의 구성 요소, 부재, 처리에는, 동일한 부호를 교부하는 것으로 하여, 적절히 중복된 설명은 생략한다. 또, 실시의 형태는, 발명을 한정하는 것이 아니라 예시이며, 실시의 형태에 기술되는 모든 특징이나 그 조합은, 반드시 발명의 본질적인 것이라고는 할 수 없다.
도 1은, 본 발명의 실시의 형태에 관계되는 발광 장치(200)의 구성을 나타내는 회로도이다. 도 2는, 도 1의 발광 장치(200)가 탑재되는 액정 텔레비젼(300)의 구성을 나타내는 블럭도이다. 액정 텔레비젼(300)은, 안테나(310)와 접속된다. 안테나(310)는, 방송파를 수신해 수신부(304)에 수신 신호를 출력한다. 수신부(304)는, 수신 신호를 검파, 증폭하여, 신호 처리부(306)로 출력한다. 신호 처리부(306)는, 변조된 데이터를 복조해 얻어지는 화상 데이터를 액정 드라이버(308)에 출력한다. 액정 드라이버(308)는, 화상 데이터를 주사선마다 액정 패널(302)로 출력해, 영상, 화상을 표시한다. 액정 패널(302)의 배면에는, 백 라이트로서 복수의 발광 장치(200)가 배치되어 있다. 본 실시의 형태에 관한 발광 장치(200)는, 이러한 액정 패널(302)의 백 라이트로서 적합하게 이용할 수 있다. 이하, 도 1로 돌아와, 발광 장치(200)의 구성 및 동작에 대해 상세하게 설명한다.
본 실시의 형태에 관계되는 발광 장치(200)는, CCFL(20)과 그 구동 장치를 포함한다. CCFL(20)은, 액정 패널(302)의 배면에 배치되는 U자형의 형광 램프이며, 그 양단을 각각 제 1 단자(21a), 제 2 단자(21b)라고 한다. 구동 장치는, DC／AC 컨버터이며, 직류 전원(22)으로부터 출력되는 직류 전압(Vdc)을 교류 전압으로 변환해 승압하여, CCFL(20)의 제 1 단자(21a), 제 2 단자(21b)에 각각, 제 1 교류 전압(Vac1), 제 2 교류 전압(Vac2)을 인가해 발광 휘도를 제어한다.
구동 장치는, 제어 회로(100), 제 1 인버터(10a), 제 2 인버터(10b), 제 1 반파 정류회로(16a), 제 2 반파 정류회로(16b), 제 1 필터(18a), 제 2 필터(18b), 직류 전원(22), 저항(R16a), (R16b)을 포함한다.
제 1 인버터(10a)는, CCFL(20)의 제 1 단자(21a)에 제 1 교류 전압(Vac1)을 출력한다. 마찬가지로 제 2 인버터(10b)는, CCFL(20)의 제 2 단자(21b)에, 제 1 교류 전압(Vac1)과 역상의 제 2 교류 전압(Vac2)을 출력한다. 제 1 인버터(10a), 제 2 인버터(10b)는, 모두 일반적인 DC／AC 컨버터이며 동일한 구성이기 때문에, 제 1 인버터(10a)에 대해 설명한다. 제 1 인버터(10a)는, 제 1 스위칭 트랜지스터(12a), 제 1 트랜스포머(14a)를 포함한다. 제 1 트랜스포머(14a)의 1차측 코일의 일단에는 직류 전원(22)으로부터 출력되는 직류 전압(Vdc)이 인가된다. 예를 들어, 이 직류 전압(Vdc)은 12V 정도이다.
제 1 스위칭 트랜지스터(12a)는, N채널 MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)이며, 소스가 접지되고, 드레인이 제 1 트랜스포머(14a)의 1차측 코일에 접속된다. 제 1 스위칭 트랜지스터(12a)의 게이트는 제 1 출력 단자(102a)와 접속되어, 제어 회로(100)로부터 출력되는 제 1 스위칭 신호(Vsw1)가 입력된다.
제 1 스위칭 트랜지스터(12a)가 제 1 스위칭 신호(Vsw1)에 의해서 온 오프를 반복함으로써, 제 1 트랜스포머(14a)에 에너지가 비축되고, 2차측 코일에는, DC／AC 변환된 제 1 교류 전압(Vac1)이 출력된다. 이 제 1 교류 전압(Vac1)은, 1000V 이상의 고전압이다.
마찬가지로, 제 2 스위칭 신호(Vsw2)에 의해서 제 2 스위칭 트랜지스터(12b)의 온 오프가 제어되어, 제 1 교류 전압(Vac1)과 역상의 제 2 교류 전압(Vac2)이 생성된다.
제 1 전류 전압 변환 회로(15a)는, 제 1 인버터(10a)의 제 1 트랜스포머(14a)의 2차측 전류를 전압으로 변환하여, 제 1 검출 전압(Vdet1)으로서 출력한다. 마찬가지로, 제 2 전류 전압 변환 회로(15b)는, 제 2 인버터(10b)의 제 2 트랜스포머(14b)의 2차측 전류를 전압으로 변환하여, 제 2 검출 전압(Vdet2)으로서 출력한다. 제 1 전류 전압 변환 회로(15a), 제 2 전류 전압 변환 회로(15b)는 동일한 구성이기 때문에, 여기에서는 제 1 전류 전압 변환 회로(15a)에 대해 그 구성을 설명한다.
제 1 전류 전압 변환 회로(15a)는, 제 1 반파 정류회로(16a), 제 1 필터(18a)를 포함한다. 제 1 반파 정류회로(16a)는, 다이오드(D10a), 다이오드(D12a), 저항(R10a), 저항(R12a)을 포함하며, 다이오드(D10a), 다이오드(D12a)에 의해서 제 1 트랜스포머(14a)의 2차측 전류가 정류된다. 저항(R10a), (R12a)에는 정류된 전류가 흐르기 때문에, 전압 강하가 발생한다. 저항(R10a), (R12a)에 의한 전압 강하는, 제 1 귀환 전압(Vfb1)으로서 출력된다. 또, 저항(R12a)에 의한 전압 강하(Vx1)는, 제 1 필터(18a)에 출력된다.
제 1 귀환 전압(Vfb1)은, 저항(R16a)을 통해 전압 귀환 단자(106)에 귀환된다. 마찬가지로, 제 2 반파 정류회로(16b)로부터는, 제 2 귀환 전압(Vfb2)이 출력되어, 저항(R16b)을 통해 전압 귀환 단자(106)에 귀환된다. 전압 귀환 단자(106)에는, 제 1 귀환 전압(Vfb1)과 제 2 귀환 전압(Vfb2)을 합성한 전압, 즉 평균 전압이 귀환 전압(Vfb)으로서 귀환된다. 귀환 전압(Vfb)은, 펄스폭 변조기(30)로 입력된다. 펄스폭 변조기(30)는, 귀환 전압(Vfb)이 소정의 기준 전압(Vref)에 가까워지도록 듀티비가 조절되는 펄스폭 변조(Pulse Width Modulation) 신호(이하, PWM 신호(Vpwm)라고 한다)를 출력한다. 드라이버 회로(32)는, PWM 신호(Vpwm)에 의거해 제 1 스위칭 트랜지스터(12a), 제 2 스위칭 트랜지스터(12b)를 교대로 온 오프한다. 기준 전압(Vref)은, CCFL(20)의 발광 휘도에 따라 결정된다.
도 3은, 펄스폭 변조기(30)의 구성예를 나타내는 회로도이다. 펄스폭 변조기(30)는, 오차 증폭기(40), PWM 콤퍼레이터(42), 오실레이터(44), AND 게이트(46)를 포함한다. 오차 증폭기(40)의 반전 입력 단자에는, 귀환 전압(Vfb)이 입력되고, 비반전 입력 단자에는 기준 전압(Vref)이 입력된다. 오차 증폭기(40)는, 귀환 전압(Vfb)과 기준 전압(Vref)의 오차를 증폭하여 PWM 콤퍼레이터(42)에 출력한다. PWM 콤퍼레이터(42)는, 오차 증폭기(40)로부터 출력되는 오차 전압(Verr)과, 오실레이터(44)로부터 출력되는 주기 전압(Vosc)을 비교해, 하이 레벨 또는 로 레벨이 되는 PWM 신호(Vpwm)를 출력한다. 귀환 전압(Vfb)은 CCFL(20)에 흐르는 전류에 따라 변화하기 때문에, 귀환 전압(Vfb)이 소정의 기준 전압(Vref)에 가까워지도록 PWM 신호(Vpwm)의 펄스폭을 제어함으로써, CCFL(20)의 발광 휘도를 원하는 값으로 조절할 수 있다.
AND 게이트(46)는, PWM 콤퍼레이터(42)로부터 출력되는 PWM 신호(Vpwm)와, 후술하는 제 1 이상 검출 회로(34)로부터 출력되는 제 1 이상 검출 신호(SIG1), 제 2 이상 검출 회로(36)로부터 출력되는 제 2 이상 검출 신호(SIG2)의 논리적을 출력한다. 제 1 이상 검출 신호(SIG1), (SIG2)는, 회로에 이상이 발생했을 때에 하이 레벨이 된다. 제 1 이상 검출 신호(SIG1), (SIG2) 중 적어도 한편이 하이 레벨일 때, AND 게이트(46)의 출력(Vpwm’)은 로 레벨로 고정되어, 제 1 스위칭 트랜지스터(12a), 제 2 스위칭 트랜지스터(12b)의 스위칭 동작이 정지한다.
또, 오실레이터(44)의 발진 주파수는, 구동 주파수(f1)와 구동 주파수(f1)보다 높은 기동 주파수(f2)가 교체되도록 구성된다. CCFL(20)의 임피던스는, 발광 상태와 비발광 상태에 있어서 변화하기 때문에, 2개의 상태에서 같은 주파수로 제 1 인버터(10a), 제 2 인버터(10b)를 구동한 것에서는 효율이 악화되게 된다. 그래서, 오실레이터(44)는, 비발광시에 있어서는 높은 주파수로 발진하고, 발광시에 있어서는 낮은 주파수로 발진하도록 제어된다. 오실레이터(44)에는, 제 1 이상 검출 신호(SIG1), 제 2 이상 검출 신호(SIG2)가 입력되어 있어, 적어도 한편이 하이 레벨이 되면, 그 발진 주파수를 기동 주파수(f2)로 설정하고, 그 이외의 때 구동 주파수(f1)로 설정한다.
도 1로 돌아간다. 제 1 필터(18a)는, 저항(R14a), 커패시터(C10a)를 포함하는 1차 로 패스 필터이다. 제 1 필터(18a)는, 제 1 반파 정류회로(16a)에 의해 출력되는 제 1 트랜스포머(14a)의 2차측 전류에 대응한 전압(Vx1)의 고주파 성분을 제거해, 평활화하여 제 1 검출 전압(Vdet1)으로서 출력한다. 제 1 검출 전압(Vdet1)은, 제 1 귀환 전압(Vfb1)과 비례한 전압으로 되어 있다.
제 1 검출 전압(Vdet1)은, 제어 회로(100)의 제 1 검출 전압 단자(104a)에 입력된다. 마찬가지로, 제 2 전류 전압 변환 회로(15b)로부터 출력되는 제 2 검출 전압(Vdet2)은, 제 2 검출 전압 단자(104b)에 입력된다. 제 1 검출 전압(Vdet1), 제 2 검출 전압(Vdet2)은, 제 1 이상 검출 회로(34), 제 2 이상 검출 회로(36)로 각각 입력된다. 제 1 이상 검출 회로(34), 제 2 이상 검출 회로(36)는, CCFL(20)의 오픈, 쇼트 등의 회로 이상을 검출하기 위해 설치되어, 이상을 검출했을 때 제 1 이상 검출 신호(SIG1), 제 2 이상 검출 신호(SIG2)는 하이 레벨이 된다.
제 1 이상 검출 회로(34)는, 제 1 검출 전압(Vdet1)과 제 2 검출 전압(Vdet2)의 전위차가 소정의 임계값 전압(Vth1)을 초과한 때에 회로 이상으로 판정한다. 도 4는, 제 1 이상 검출 회로(34)의 구성을 나타내는 회로도이다. 제 1 이상 검출 회로(34)는, 제 1 레벨 시프트 회로(50), 제 1 콤퍼레이터(58), 제 2 레벨 시프트 회로(60), 제 2 콤퍼레이터(68), OR 게이트(70)를 포함한다. 제 1 레벨 시프트 회로(50)는, 제 1 검출 전압(Vdet1)을 제 1 임계값 전압(Vth1) 만큼 고전위 측에 레벨 시프트한 전압(Vdet1’)을 출력한다. 제 2 레벨 시프트 회로(60)는, 제 2 검출 전압(Vdet2)을 제 1 임계값 전압(Vth1)만큼 고전위 측에 레벨 시프트한 전압(Vdet2’)을 출력한다.
제 1 레벨 시프트 회로(50)는, 전압 폴로어 회로(52), 정전류원(54), 저항(R56)을 포함한다. 전압 폴로어 회로(52)는, 출력 단자가 반전 입력 단자에 접속 된 연산 증폭기를 이용해 구성되어 있어, 비반전 입력 단자에 입력된 제 1 검출 전압(Vdet1)을 그대로 출력한다. 저항(R56)의 일단은, 전압 폴로어 회로(52)의 출력 단자에 일단이 접속된다. 정전류원(54)은, 저항(R56)의 타단에 접속되어, 소정의 정전류(Ic1)를 흘린다. 저항(R56)에는, 그 저항값과 정전류(lc1)의 적(積)으로 주어지는 전압 강하(△V1)가 발생하기 때문에, 저항(R56)과 정전류원(54)의 접속점에서는, 제 1 검출 전압(Vdet1)을 △V1 = R56 × Ic1 만큼 레벨 시프트한 전압이 출력된다. 본 실시의 형태에서는, △V1 = Vth1 이 되도록 저항값 및 정전류치를 설정한다. 제 2 레벨 시프트 회로(60)는, 제 1 레벨 시프트 회로(50)와 같은 구성으로 되어 있으며, 전압 폴로어 회로(62), 정전류원(64), 저항(66)을 포함한다.
제 1 콤퍼레이터(58)는, 제 2 검출 전압(Vdet2)와 제 1 레벨 시프트 회로(50)의 출력 전압 (Vdet1’)을 비교한다. 제 2 콤퍼레이터(68)는, 제 1 검출 전압(Vdet1)과 제 2 레벨 시프트 회로(60)의 출력 전압(Vdet2’)을 비교한다. OR 게이트(70)는, 제 1 콤퍼레이터(58) 및 제 2 콤퍼레이터(68)의 출력 신호의 논리합을 제 1 이상 검출 신호(SIG1)로서 출력한다.
도 5는, 제 2 이상 검출 회로(36)의 구성을 나타내는 회로도이다. 제 2 이상 검출 회로(36)는, 제 1 검출 전압(Vdet1)과 제 2 임계값 전압(Vth2)을 비교하는 제 3 콤퍼레이터(72)와, 제 2 검출 전압(Vdet2)과 제 2 임계값 전압(Vth2)을 비교하는 제 4 콤퍼레이터(74)와, 제 3 콤퍼레이터(72), 제 4 콤퍼레이터(74)의 출력 신호의 논리합을 출력하는 OR 게이트(76)를 포함한다. 제 2 이상 검출 회로(36)는, 제 1 검출 전압(Vdet1) 및 제 2 검출 전압(Vdet2) 중 적어도 한편이, 소정의 제 2 임계 값 전압(Vth2)보다 낮을 때 회로 이상으로 판정해, 하이 레벨의 제 2 이상 검출 신호(SIG2)를 출력한다.
이상과 같이 구성된 발광 장치(200)의 동작에 대해 설명한다.
CCFL(20)는, 그 자체에 고장이 생기거나, 혹은 제 1 단자(21a), 제 2 단자(21b)의 접촉 상태가 불량이 되면, U자형의 CCFL(20)의 제 1 단자(21a)측 반분, 혹은 제 2 단자(21b)측 반분, 혹은 양쪽 모두 발광하지 않는 상태가 된다. 따라서, 제어 회로(100)는, 제 1 검출 전압(Vdet1), 제 2 검출 전압(Vdet2)을 모니터함으로써, 이러한 회로 이상을 검출한다.
도 6은, 발광 장치(200)의 발광 상태에 있어서의 제 1 검출 전압(Vdet1), 제 2 검출 전압(Vdet2)의 일례를 나타낸다. 조건 COND1는, 발광 장치(200)에 회로 이상이 없고, CCFL(20)이 정상적으로 점등하는 상태를 나타내고 있다. CCFL(20)이 정상 점등하는 경우, 제어 회로(100)는, 제 1 단자(21a)측의 제 1 귀환 전압(Vfb1)과, 제 2 단자(21b)측의 제 2 귀환 전압(Vfb2)의 평균 전압인 귀환 전압(Vfb)이 소정의 기준 전압(Vref)과 동일해지도록 귀환이 걸리기 때문에, 제 1 귀환 전압(Vfb1)과 제 2 귀환 전압(Vfb2)은 소정의 전압치에 동일해진다. 본 실시의 형태에 있어서, 소정의 전압치는, 0.9V이다.
상술한 제 1 이상 검출 회로(34)에 설정되는 제 1 임계값 전압(Vth1)을 0.7V, 제 2 이상 검출 회로(36)에 설정되는 제 2 임계값 전압(Vth2)을 0.45V로 하면, 조건 COND1의 때, △V ＜ Vth1 이기 때문에, 제 1 이상 검출 회로(34)로부터 출력되는 제 1 이상 검출 신호(SIG1)는 로 레벨이 된다. 또, Vdet1 ＞ Vth2, Vdet2 ＞ Vth2 이기 때문에, 제 2 이상 검출 회로(36)로부터 출력되는 제 2 이상 검출 신호(SIG2)도 로 레벨이기 때문에, CCFL(20)의 발광이 계속된다.
조건 COND2에 나타내는 바와 같이, 제 1 단자(21a)측이 오픈이 된 경우, CCFL(20)의 제 1 단자(21a)측에 흐르는 전류, 즉 제 1 트랜스포머(14a)의 2차측 전류가 저하하기 때문에, 제 1 검출 전압(Vdet1)은 0.3V까지 저하한다. 이 때, 제 1 귀환 전압(Vfb1)도 마찬가지로 저하한다. 펄스폭 변조기(30)는, 제 1 귀환 전압(Vfb1)과 제 2 귀환 전압(Vfb2)의 평균치가 기준 전압(Vref)에 가까워지도록 귀환을 걸기 때문에, 제 2 귀환 전압(Vfb2)이 상승하고, 이에 따라 제 2 검출 전압(Vdet2)도 상승하게 된다. 제 1 귀환 전압(Vfb1)은 제 1 검출 전압(Vdet1)에 비례하고, 제 2 귀환 전압(Vfb2)은 제 2 검출 전압(Vdet2)에 비례하기 때문에, 제 1 귀환 전압(Vfb1)과 제 2 귀환 전압(Vfb2)의 평균치가 동일할 때, 제 1 검출 전압(Vdet1)과 제 2 검출 전압(Vdet2)의 평균치도 동일해진다. 그 결과, 조건 COND2의 때의 제 2 검출 전압(Vdet2)는, 1.5V가 된다.
조건 COND2에 있어서는, △V ＞ Vth1 이 되기 때문에, 제 1 이상 검출 회로(34)에 의해서 회로 이상이 검출되어, 제 1 이상 검출 신호(SIG1)가 하이 레벨이 된다. 또, Vdet1 ＜ Vth2 이 되기 때문에, 제 2 이상 검출 회로(36)에 의해서도 회로 이상이 검출되어, 제 2 이상 검출 신호(SIG2)가 하이 레벨이 된다. 그 결과, 펄스폭 변조기(30)로부터 출력되는 PWM 신호(Vpwm’)가 로 레벨로 고정되어, 제 1 인버터(10a), 제 2 인버터(10b)의 스위칭 동작이 정지되고, 회로 보호가 실행된다. 또, 이 때, 오실레이터(44)의 발진 주파수는, 기동 주파수(f2)에 설정된다.
조건 COND3에 나타내는 바와 같이, 제 1 단자(21a), 제 2 단자(21b)의 양측 모두 오픈이 된 경우, CCFL(20)의 제 1 단자(21a)측에 흐르는 전류와 제 2 단자(21b)측에 흐르는 전류는 모두 저하하기 때문에, 제 1 검출 전압(Vdet1) 및 제 2 검출 전압(Vdet2)은 모두 0.3V 부근까지 저하한다. 따라서, 조건 COND3에 있어서는, Vdet1 ＜ Vth2, Vdet2 ＜ Vth2 이 성립되기 때문에, 제 2 이상 검출 신호(SIG2)가 하이 레벨이 된다. 이 경우도, 조건 COND2와 마찬가지로 제 1 인버터(10a), 제 2 인버터(10b)의 스위칭 동작이 정지되고, 오실레이터(44)의 주파수가 기동 주파수(f2)에 설정된다.
다음에, 액정 텔레비젼(300)의 검사 공정 등에 있어서, 발광 장치(200)의 발광 중에, 제 1 단자(21a) 및 제 2 단자(21b)에 인가되는 제 1 교류 전압(Vac1), 제 2 교류 전압(Vac2)을 고압 프로브를 이용해 측정할 때의 회로 동작에 대해 설명한다. 조건 COND4 ~ COND6는 각각, 조건 COND1 ~ COND3에 대응하고 있고, 제 1 단자(21a)에 고압 프로브가 접촉되어 있는 점이 다르다.
조건 COND4에 있어서는, 조건 COND1과 마찬가지로 CCFL(20) 이 정상 점등의 상태를 나타내고 있다. 이 상태에 있어서 제 1 교류 전압(Vac1)을 측정하기 위해, 제 1 단자(21a)(제 2 단자(21b)에서도 마찬가지이다)에 고압 프로브를 접촉시키면, 고압 프로브의 기생 용량에 의해서 제 1 귀환 전압(Vfb1)이 상승해, 제 1 검출 전압(Vdet1)은 설정치인 0.9V보다 높은 1V 정도가 된다. 이 때, 제 2 귀환 전압(Vfb2), 제 2 검출 전압(Vdet2)은 저하하는 방향으로 귀환이 걸려, 제 2 검출 전압(Vdet2)은 0.8V가 된다.
조건 COND4의 때, 조건 COND1의 때와 마찬가지로 △V ＜ Vth1 이기 때문에, 제 1 이상 검출 회로(34)로부터 출력되는 제 1 이상 검출 신호(SIG1)는 로 레벨이 된다. 또, Vdet1 ＞Vth2, Vdet2 ＞ Vth2 이기 때문에, 제 2 이상 검출 회로(36)로부터 출력되는 제 2 이상 검출 신호(SIG2)도 로 레벨이기 때문에, CCFL(20)의 발광이 계속된다.
조건 COND5는, 조건 COND2와 마찬가지로, 제 1 단자(21a)측이 오픈이 된 경우에 상응한다. 이 때, CCFL(20)의 제 1 단자(21a)측에 흐르는 전류, 즉 제 1 트랜스포머(14a)의 2차측 전류가 저하하기 때문에, 제 1 검출 전압(Vdet1)은, 정상 점등시의 0.9V로부터 저하한다. 조건 COND5에서는, 제 1 단자(21a)에 고압 프로브가 접촉하고 있기 때문에, 제 1 검출 전압(Vdet1)은, 조건 COND2의 0.3V보다도 높은 0.6V 정도의 값이 된다. 이 때, 제 2 검출 전압(Vdet2)은, 펄스폭 변조기(30)에 의한 귀환에 의해서 정상 점등시의 0.9V보다도 상승하여, 1.2V 정도가 된다.
조건 COND5의 경우, 제 1 검출 전압(Vdet1), 제 2 검출 전압(Vdet2)은 모두 제 2 임계값 전압(Vth2)보다 높기 때문에, 제 2 이상 검출 회로(36)에 의해 회로 이상을 검출할 수 없지만, 제 1 검출 전압(Vdet1)과 제 2 검출 전압(Vdet2)의 전위차 △V는, 0.6V가 되기 때문에, △V ＞ Vth1 이 성립되어, 제 1 이상 검출 회로(34)에 의해 회로 이상을 검출할 수 있다.
조건 COND6는, 조건 COND3과 마찬가지로, CCFL(20)의 제 1 단자(21a), 제 2 단자(21b)가 오픈이 된 경우이며, 제 1 단자(21a)에 고압 프로브를 접촉시킨 경우를 나타내고 있다. 제 1 단자(21a), 제 2 단자(21b)가 함께 오픈이 되면, 제 2 검 출 전압(Vdet2)은 정상 점등시의 0.9V로부터, 0.3V 정도까지 저하한다. 한편, 제 1 검출 전압(Vdet1)은, 제 1 단자(21a)에 고압 프로브의 기생 용량이 접속되기 때문에, 0.3V까지는 저하하지 않고 0.7V 정도까지 저하한다. 이 경우, 제 1 검출 전압(Vdet1)과 제 2 검출 전압(Vdet2)의 전위차 △V는 0.4V이기 때문에, 제 1 이상 검출 회로(34)에 의한 회로 이상의 검출은 행해지지 않지만, Vdet2 ＜ Vth2가 되기 때문에, 제 2 이상 검출 회로(36)에 의해서 회로 이상을 검출할 수 있다.
이와 같이, 본 실시의 형태와 관한 발광 장치(200)에 의하면, 조건 COND1, COND4에 나타내는 바와 같이, CCFL(20)가 정상적으로 점등하는 경우에는, 회로 이상의 검출을 행하지 않고 발광을 계속한다. 또, 조건 COND2, COND3, COND6에 나타내는 바와 같이, CCFL(20)의 제 1 단자(21a), 제 2 단자(21b) 중 어느 것 또는 양단이 오픈이 된 경우에는, 제 2 이상 검출 회로(36)에 의해 회로 이상을 검출할 수 있다. 또, 조건 COND5와 같이, CCFL(20)의 제 1 단자(21a), 제 2 단자(21b) 중 어느 일단만이 오픈이 되어, 오픈측의 단자에 고압 프로브를 접촉시켰을 경우, 제 2 이상 검출 회로(36)에 의한 회로 이상의 검출을 할 수 없지만, 제 1 이상 검출 회로(34)에 의해서 제 1 검출 전압(Vdet1)과 제 2 검출 전압(Vdet2)의 전위차를 모니터함으로써, 고압 프로브를 이용한 검사 시 등에 있어서도, 회로 이상을 적합하게 검출할 수 있다.
또한, 제 1 이상 검출 회로(34), 제 2 이상 검출 회로(36)에서 각각 설정되는 제 1 임계값 전압(Vth1), 제 2 임계값 전압(Vth2)은, 각 조건 COND1 ~ COND6에 있어서, 제 1 검출 전압(Vdet1), 제 2 검출 전압(Vdet2)을 실측해, 그 실측치에 의 거하여 회로 이상이 검출 가능하도록 설정해도 된다.
실시의 형태는 예시이며, 그러한 각 구성 요소나 각 처리 프로세스의 조합에 여러가지 변형예가 가능한 것, 또 그러한 변형예도 본 발명의 범위에 있는 것은 당업자에게 이해되는 바이다.
본 실시의 형태에 있어서, 제어 회로(100)는, 모두 일체 집적화되어 있어도 되고, 혹은, 그 일부가 별개의 부품이나 칩 부품으로 구성되어 있어도 된다. 또, 제어 회로(100)는, 제 1 스위칭 트랜지스터(12a), 제 2 스위칭 트랜지스터(12b)를 포함해 집적화되어도 된다. 어느 부분을 어느 정도 집적화할 지는, 발광 장치(200)의 사양, 가격이나 점유 면적 등에 의해서 결정하면 된다.
본 실시의 형태에 있어서, 논리 회로의 하이 레벨, 로 레벨의 논리값의 설정은 일 예이며, 인버터 등에 의해서 적절히 반전시킴으로써 자유롭게 변경하는 것이 가능하다.
실시의 형태에 의거해, 본 발명을 설명하였지만, 실시의 형태는, 본 발명의 원리, 응용을 나타내고 있는데 지나지 않은 것은 말할 필요도 없고, 실시의 형태에는, 청구의 범위에 규정된 본 발명의 사상을 이탈하지 않는 범위에 있어서, 많은 변형예나 배치의 변경이 가능한 것은 말할 필요도 없다.
본 발명에 관한 형광 램프의 구동 장치에 의하면, 다양한 상태에 있어서, 회로 이상을 검출할 수 있다.

Claims (9)

  1. 형광 램프의 구동 장치로서,
    상기 형광 램프의 일단에 제 1 교류 전압을 출력하는 제 1 인버터;
    상기 형광 램프의 타단에 상기 제 1 교류 전압과 역상의 제 2 교류 전압을 출력하는 제 2 인버터;
    상기 제 1 인버터의 트랜스포머의 2차측 전류를 전압으로 변환하여, 제 1 검출 전압으로서 출력하는 제 1 전류 전압 변환 회로;
    상기 제 2 인버터의 트랜스포머의 2차측 전류를 전압으로 변환하여, 제 2 검출 전압으로서 출력하는 제 2 전류 전압 변환 회로; 및
    상기 제 1, 제 2 검출 전압의 전위차가 소정의 제 1 임계값 전압을 초과한 때에 회로 이상으로 판정하는 제 1 이상 검출 회로를 구비하는 것을 특징으로 하는 구동 장치.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 제 1 이상 검출 회로는,
    상기 제 1 검출 전압을 상기 제 1 임계값 전압만큼 레벨 시프트하는 제 1 레벨 시프트 회로;
    상기 제 2 검출 전압을 상기 제 1 임계값 전압만큼 레벨 시프트하는 제 2 레벨 시프트 회로;
    상기 제 2 검출 전압과 상기 제 1 레벨 시프트 회로의 출력 전압을 비교하는 제 1 콤퍼레이터;
    상기 제 1 검출 전압과 상기 제 2 레벨 시프트 회로의 출력 전압을 비교하는 제 2 콤퍼레이터; 및
    상기 제 1, 제 2 콤퍼레이터의 출력의 논리합을 출력하는 OR 게이트를 포함하고, 상기 OR 게이트의 출력에 의거해 회로 이상을 판정하는 것을 특징으로 하는 구동 장치.
  3. 청구항 2에 있어서, 상기 제 1 레벨 시프트 회로 및 상기 제 2 레벨 시프트 회로는 각각,
    상기 제 1 검출 전압 또는 상기 제 2 검출 전압이 입력되는 전압 폴로어 회로;
    상기 전압 폴로어 회로의 출력 단자에 일단이 접속되는 저항; 및
    상기 저항에 정전류를 흘리는 정전류원을 포함하고, 상기 저항과 상기 정전류원의 접속점으로부터 레벨 시프트한 전압을 출력하는 것을 특징으로 하는 구동 장치.
  4. 청구항 1 내지 3 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제 1, 제 2 전류 전압 변환 회로는 각각,
    상기 트랜스포머의 2차측 전류를 정류하는 반파 정류회로; 및
    상기 반파 정류회로의 출력을 평활화하는 필터를 포함하고, 상기 필터의 출 력 전압을 상기 제 1, 제 2 검출 전압으로서 상기 콤퍼레이터로 출력하는 것을 특징으로 하는 구동 장치.
  5. 청구항 1 내지 3 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 검출 전압 및 상기 제 2 검출 전압의 적어도 한편이, 소정의 제 2임계값 전압보다 낮을 때 회로 이상으로 판정하는 제 2 이상 검출 회로를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 구동 장치.
  6. 청구항 5에 있어서, 상기 제 2 이상 검출 회로는,
    상기 제 1 검출 전압과 상기 제 2 임계값 전압을 비교하는 제 3 콤퍼레이터;
    상기 제 2 검출 전압과 상기 제 2 임계값 전압을 비교하는 제 4 콤퍼레이터; 및
    상기 제 3, 제 4 콤퍼레이터의 출력의 논리합을 출력하는 OR 게이트를 구비하는 것을 특징으로 하는 구동 장치.
  7. 청구항 1 내지 3 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 형광 램프는, 냉음극 형광 램프인 것을 특징으로 하는 구동 장치.
  8. 청구항 1 내지 3 중 어느 한 항에 기재된 구동 장치; 및
    상기 구동 장치의 상기 제 1, 제 2 인버터로부터 출력되는 상기 제 1, 제 2 교류 전압이 양단에 인가된 U자형의 형광 램프를 구비하는 것을 특징으로 하는 발광 장치.
  9. 액정 패널; 및
    상기 액정 패널의 배면에 배치되는 복수의, 청구항 8에 기재된 발광 장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 액정 텔레비젼.
KR1020077028515A 2005-06-02 2006-05-30 형광 램프의 구동 장치, 발광 장치 및 액정 텔레비젼 KR20080016611A (ko)

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