KR20080045488A - Driving system for fluorescent lamp and backlight unit having the same - Google Patents

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KR20080045488A
KR20080045488A KR1020060114672A KR20060114672A KR20080045488A KR 20080045488 A KR20080045488 A KR 20080045488A KR 1020060114672 A KR1020060114672 A KR 1020060114672A KR 20060114672 A KR20060114672 A KR 20060114672A KR 20080045488 A KR20080045488 A KR 20080045488A
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삼성코닝 주식회사
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Abstract

A fluorescent lamp driving system and a backlight unit having the system are provided to convert a sine wave voltage generated by an inverter to a DC voltage and generate a square wave from the DC voltage through a switching operation and drive a fluorescent lamp using the square wave so as to improve the efficiency of the fluorescent lamp. A fluorescent lamp driving system(200) includes an inverter(210), a rectifier(230), and a switching unit(240). The inverter controls an input DC voltage to output a sine wave AC signal. The rectifier is connected to the secondary side of a transformer(220) of the inverter and rectifies an output signal of the inverter to generate a DC voltage. The switching unit generates a square wave from the DC voltage generated by the rectifier.

Description

형광 램프의 구동 시스템 및 이를 포함하는 백라이트 유닛{DRIVING SYSTEM FOR FLUORESCENT LAMP AND BACKLIGHT UNIT HAVING THE SAME}A driving system of a fluorescent lamp and a backlight unit including the same {DRIVING SYSTEM FOR FLUORESCENT LAMP AND BACKLIGHT UNIT HAVING THE SAME}

도 1은 정현파를 공급하는 구동 시스템의 예시적인 회로도.1 is an exemplary circuit diagram of a drive system for supplying a sine wave.

도 2는 구형파를 공급하는 구동 시스템의 예시적인 회로도.2 is an exemplary circuit diagram of a drive system for supplying square waves.

도 3은 평판형 형광 램프의 외관을 보인 사시도.Figure 3 is a perspective view showing the appearance of a flat fluorescent lamp.

도 4는 본 발명의 구동 시스템의 개략도.4 is a schematic representation of a drive system of the present invention.

도 5는 본 발명의 구동 시스템의 예시적인 회로도.5 is an exemplary circuit diagram of a drive system of the present invention.

도 6은 형광 램프를 포함하는 스위칭부의 등가 회로.6 is an equivalent circuit of a switching unit including a fluorescent lamp.

도 7은 본 발명의 구동 시스템의 동작에 따른 펄스파를 보인 그래프.7 is a graph showing a pulse wave according to the operation of the drive system of the present invention.

도 8은 본 발명의 구동 시스템의 동작에 따른 스퀘어파를 보인 그래프.8 is a graph showing a square wave according to the operation of the drive system of the present invention.

*** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ****** Explanation of symbols for the main parts of the drawing ***

200: 구동 시스템 210: 인버터200: drive system 210: inverter

220: 트랜스포머 222: 센터탭220: transformer 222: center tap

230: 정류부 240: 스위칭부230: rectifier 240: switching unit

250: 램프250: lamp

본 발명은 형광 램프의 구동 시스템 및 이를 포함하는 백라이트 유닛에 관한 것으로, 구형파를 발생시키며 박형화에 유리한 구동 시스템 및 이를 포함하는 백라이트 유닛에 관한 것이다.The present invention relates to a driving system of a fluorescent lamp and a backlight unit including the same, and to a driving system generating a square wave and advantageous for thinning, and a backlight unit including the same.

액정표시장치는 다른 발광형 디스플레이와 달리 자체적으로 빛을 내지 못하기 때문에 별도로 백라이트를 필요로 한다.Unlike other light emitting displays, a liquid crystal display does not emit light by itself, and thus requires a separate backlight.

액정표시장치에 사용되는 백라이트에는 다양한 광원이 사용되고 있으며, 세관형 벌브 내부에 냉음극을 봉입한 냉음극 형광램프(CCFL), 냉음극 대신 열음극을 채용한 열음극 형광램프(HCFL), 복수의 세관형 밸브 외부에 공통 전극을 채용한 외부전극 형광램프(EEFL) 등이 있다. 최근에는 세관형 벌브 대신에 평판형 기판으로 방전 공간을 형성한 평판형 형광램프가 제안되고 있다.A variety of light sources are used for the backlight used in the liquid crystal display, and a cold cathode fluorescent lamp (CCFL) with a cold cathode inside the tubular bulb, a hot cathode fluorescent lamp (HCFL) with a hot cathode instead of a cold cathode, and a plurality of tubular types External electrode fluorescent lamps (EEFL) employing a common electrode outside the valve, and the like. In recent years, flat fluorescent lamps in which discharge spaces are formed of flat substrates instead of tubular bulbs have been proposed.

백라이트용 광원은 소비 전력이 낮으면서 발광 효율이 우수하여야 하며, 휘도가 높고 휘도 균일성이 확보되어야 한다.The backlight light source should have low power consumption and excellent luminous efficiency, and should have high brightness and uniform brightness.

최근 액정표시장치의 대형화 추세에 따라 백라이트로서 대면적의 면광원이 요구되고 있다. 액정표시장치가 대형화되면서 면광원의 사이즈 역시 증가하고 있으며, 이에 따라 백라이트에 전력용량이 큰 인버터회로가 요구되었다.In recent years, as the size of liquid crystal displays increases, a large area surface light source is required as a backlight. As the size of liquid crystal displays increases, the size of the surface light source is also increasing. Accordingly, an inverter circuit having a large power capacity is required for the backlight.

전력용량이 큰 인버터회로는 일반적으로 승압트랜스와 그 구동회로를 대형화함으로써 실현될 수 있지만, 전력용량이 큰 인버터회로에서는 작은 전력손실에도 큰 발열을 야기하므로 효율이 우수한 인버터회로가 요구된다.In general, an inverter circuit having a large power capacity can be realized by increasing the boosting transformer and its driving circuit, but an inverter circuit having high efficiency is required because an inverter circuit having a large power capacity causes large heat generation even with a small power loss.

전력용량이 큰 면광원용 인버터회로에서, 회로상 가장 비용을 요하고 있는 것은 승압 트랜스포머와 구동회로이다. 고전압을 필요로 하는 대면적 면광원 장치에서 인버터회로의 승압 트랜스포머의 대전력화가 필요하지만, 승압 트랜스포머를 대전력화하면 그 사이즈 역시 대형화되어 필연적으로 두께의 증가를 야기한다. In the inverter circuit for a surface light source having a large power capacity, the most costly circuit is a boost transformer and a drive circuit. In a large area light source device requiring a high voltage, a large power of the boosting transformer of the inverter circuit is required, but when the power of the boosting transformer is increased, the size thereof is also enlarged, which inevitably causes an increase in thickness.

도 1은 기존의 인버터(10)를 이용한 직류 입력 전압에 의한 교류 출력 전압을 발생시키는 구동 시스템의 예시적인 회로도로서, 트랜스포머(12)를 통해 램프(15)에 인가되는 파형은 정현파 형태의 출력 전압이다. 인버터의 회로 구성은 일반적으로 푸시풀, 하프브릿지 형태가 적용되며 공진을 통해 부하단에 교류 파형을 인가한다. 1 is an exemplary circuit diagram of a driving system for generating an AC output voltage by a DC input voltage using a conventional inverter 10. The waveform applied to the lamp 15 through the transformer 12 is an output voltage in the form of a sine wave. to be. In general, the circuit configuration of the inverter is a push-pull, half-bridge type is applied to apply the AC waveform to the load through the resonance.

백라이트용 형광 램프의 구동에 있어서 정현파 형태의 구동 전압 보다는 구형파 형태의 구동 전압이 펄스폭변조 디밍(PWM dimming) 등 백라이트의 다양한 동작 구현에 보다 유리하다.In driving a fluorescent lamp for a backlight, a driving voltage in the form of a square wave is more advantageous for implementing various operations of the backlight such as pulse dimming (PWM dimming) than a driving voltage in the form of a sine wave.

도 2는 램프에 구형파를 인가하는 구동 시스템의 예시적인 회로도이다. 상용 전원인 교류 입력을 정류부(20)와 직류변환부(22)를 거쳐 약 380 V ~ 395 V의 직류 전압으로 변환하고 스위칭부(24)를 거쳐 구형파를 램프(28)에 인가하게 된다. 램프에 인가되는 전압은 고전압이므로 380 V ~ 395 V의 출력 전압을 고압으로 변화시키기 위해 승압형 트랜스포머(26)를 이용한다. 고전압 출력을 위해 트랜스포머의 용량 및 내전압 특성을 만족시키려면 트랜스포머 사이즈 증가가 불가피하다. 액정표시장치용 백라이트는 대면적화와 더불어 박형화가 요구되기 때문에 구동 시스템의 승압 트랜스포머의 두께는 가급적 얇은 것이 바람직하다. 2 is an exemplary circuit diagram of a drive system for applying a square wave to a lamp. The AC input, which is a commercial power source, is converted into a DC voltage of about 380 V to 395 V through the rectifier 20 and the DC converter 22, and a square wave is applied to the lamp 28 through the switch 24. Since the voltage applied to the lamp is a high voltage, the step-up transformer 26 is used to change the output voltage of 380 V to 395 V to high voltage. In order to meet the capacity and withstand voltage characteristics of the transformer for high voltage output, increasing the transformer size is inevitable. Since the backlight for a liquid crystal display device requires a large area and a thinness, it is preferable that the thickness of the step-up transformer of the driving system is as thin as possible.

또한 도 2의 구동 시스템은 트랜스포머 1차측의 브릿지 다이오드의 스위치 온오프시에 FET 또는 IGBT를 적용할 경우 dt/dv에 따른 과전류가 발생하고, 또한 형광램프를 부하로 연결할 경우 2차측 트랜스포머의 인덕턴스와 형광램프의 커패시턴스에 의한 공진이 발생하여 원하는 구형파 파형을 구현하기가 어려운 문제가 있다.In addition, the driving system of FIG. 2 generates an overcurrent according to dt / dv when FET or IGBT is applied at the time of switching on / off the bridge diode of the transformer primary side, and also when the fluorescent lamp is connected to the load, the inductance of the secondary transformer Since resonance occurs due to the capacitance of the fluorescent lamp, it is difficult to implement a desired square wave waveform.

본 발명의 목적은 안정적인 구형파의 구동 전압을 발생시키는 형광 램프용 구동 시스템을 제공하는데 있다.It is an object of the present invention to provide a drive system for a fluorescent lamp that generates a drive voltage of a stable square wave.

또한, 본 발명의 다른 목적은 박형의 백라이트에 적합한 슬림형 구동 시스템을 제공하는데 있다.Another object of the present invention is to provide a slim driving system suitable for a thin backlight.

본 발명은 형광 램프의 효율을 향상시키기 위한 펄스 구형파를 인가하기 위한 구동 시스템에 관한 것이다. 인버터를 통해 발생되는 정현파의 출력전압을 이용하여 직류 전압으로 변환하고 최종적으로 스위칭 작용을 통해 구형파를 발생시켜 형광 램프를 구동한다.The present invention relates to a drive system for applying a pulsed square wave for improving the efficiency of a fluorescent lamp. The sine wave output voltage generated by the inverter is converted into a direct current voltage, and finally a square wave is generated by switching to drive a fluorescent lamp.

구체적으로 본 발명은, 입력된 직류 전압을 제어하여 정현파 교류 신호를 출력하는 인버터, 상기 인버터의 트랜스포머 2차측에 연결되어 인버터의 출력 신호를 정류하여 직류 전압을 발생시키는 정류부, 상기 정류부의 직류 전압으로부터 구형파를 발생시키는 스위칭부를 포함하는 형광램프의 구동 시스템을 제공한다.Specifically, the present invention, an inverter for controlling the input DC voltage to output a sinusoidal AC signal, a rectifier connected to the transformer secondary side of the inverter to rectify the output signal of the inverter to generate a DC voltage, from the DC voltage of the rectifier It provides a drive system of a fluorescent lamp comprising a switching unit for generating a square wave.

상기 정류부는 상기 트랜스포머로부터 동일 위상의 출력 전압을 인가받는 두 개의 서브 정류부를 포함할 수 있으며, 이 경우 각각의 서부 정류부는 브릿지 다이오드부와 커패시터를 포함할 수 있다. The rectifier may include two sub rectifiers receiving an output voltage having the same phase from the transformer, and in this case, each western rectifier may include a bridge diode unit and a capacitor.

상기 스위칭부는 정류부에서 출력되는 직류 전압으로부터 펄스 파형 또는 스퀘어 파형을 발생시키는 스위칭 회로를 포함한다.The switching unit includes a switching circuit for generating a pulse waveform or a square waveform from the DC voltage output from the rectifier.

본 발명은 또한, 형광 램프와, 상기 형광 램프에 구동 전압을 인가하는 구동 시스템, 및 상기 형광 램프를 물리적으로 지지하는 케이스를 포함하는 백라이트 유닛을 제공한다.The present invention also provides a backlight unit including a fluorescent lamp, a drive system for applying a driving voltage to the fluorescent lamp, and a case for physically supporting the fluorescent lamp.

본 발명에 있어서, 상기 인버터의 트랜스포머 1차측 회로는 푸시풀(Push-Pull), 하프브릿지(Half Bridge) 및 풀브릿지(Full Bridge) 회로 등 다양한 형태로 달라질 수 있으나, 트랜스포머 2차측 출력은 분리된 형태의 배선을 통해 2 개의 고전압을 발생시킨다. 이를 위하여 상기 인버터의 트랜스포머 2차측은 동일 위상의 두 개의 출력 전압을 유기하는 센터탭을 포함하는 것이 바람직하다.In the present invention, the transformer primary side circuit of the inverter may be changed in various forms such as push-pull, half bridge and full bridge circuit, but the transformer secondary side output is separated Two high voltages are generated through the wiring. To this end, the transformer secondary side of the inverter preferably includes a center tap for inducing two output voltages of the same phase.

본 발명에 따르면, 승압형 트랜스포머를 이용하는 경우 트랜스포머의 사이즈로 인한 박형화 문제 및 트랜스포머의 고용량으로 인하여 발생되는 발열 문제를 해결할 수 있다. 본 발명에서 제공하는 구동 시스템은 인버터에 박형의 트랜스포머를 그대로 적용할 수 있어 백라이트 및 이를 채용하는 액정표시장치의 박형화에 기여한다. According to the present invention, it is possible to solve the problem of thinning due to the size of the transformer and the heat generation caused by the high capacity of the transformer when the boost type transformer is used. The drive system provided by the present invention can apply a thin transformer to the inverter as it is, contributing to the thinning of the backlight and the liquid crystal display device employing the same.

도 3에는 형광 램프의 일례로서 면광원의 하나인 평판형 형광 램프를 도시하였다. 상기 형광 램프(100)는 광원 몸체(110)와, 광원 몸체(110)의 양측 가장자리 외면에 구비된 전극부(160)를 포함한다. FIG. 3 shows a flat fluorescent lamp that is one of surface light sources as an example of a fluorescent lamp. The fluorescent lamp 100 includes a light source body 110 and electrode portions 160 provided on outer surfaces of both edges of the light source body 110.

상기 광원 몸체(110)는 소정 간격을 두고 대향 배치된 제1기판 및 제2 기판을 포함할 수 있다. 다수의 격벽부(140)들이 광원 몸체 내부에 배치되어, 광원 몸체 내부의 방전 공간을 복수의 방전 채널(120)로 구획한다. 상기 방전 채널(120) 및 격벽부(140)는 예를 들어 제1기판을 성형하여 형성할 수 있으며, 제1기판 대신 혹은 추가적으로 제2기판을 성형하여 형성할 수도 있을 것이다. 제1기판 및 제2기판의 가장자리 사이에는 밀봉 부재(130)가 배치되어 상기 방전 채널(120)들을 외부와 격리시킨다. 상기 방전 채널(120) 내부의 방전 공간(150)에는 방전 가스가 주입된다. 도시되지 않았지만 방전 채널(120) 내부에는 형광층과 보호층 등이 더 포함될 수 있으며, 광원 몸체 내부에는 반사층이 형성될 수도 있다.The light source body 110 may include a first substrate and a second substrate disposed to face each other at a predetermined interval. A plurality of partitions 140 are disposed inside the light source body to divide the discharge space inside the light source body into a plurality of discharge channels 120. The discharge channel 120 and the partition wall 140 may be formed by, for example, forming a first substrate, or may be formed by molding a second substrate instead of the first substrate. A sealing member 130 is disposed between the edges of the first substrate and the second substrate to isolate the discharge channels 120 from the outside. Discharge gas is injected into the discharge space 150 inside the discharge channel 120. Although not shown, the discharge channel 120 may further include a fluorescent layer and a protective layer, and a reflective layer may be formed inside the light source body.

상기 형광 램프를 구동시키기 위하여 광원 몸체(110) 표면에 띠 형태의 한 쌍의 전극부(160)가 형성되어 있다. 인버터(미도시)를 이용하여 상기 전극부(160)에 전압을 인가하면, 방전 채널 내의 방전 공간(150)에 주입되어 있는 가스가 방전된다. In order to drive the fluorescent lamp, a pair of electrode units 160 having a band shape are formed on a surface of the light source body 110. When a voltage is applied to the electrode unit 160 using an inverter (not shown), gas injected into the discharge space 150 in the discharge channel is discharged.

외부 전극을 사용하는 형광 램프는 전극을 통해 내부 방전 공간에 전압이 인가되며, 회로적으로 볼 때 램프 자체는 커패시터로 등가시킬 수 있다. In a fluorescent lamp using an external electrode, a voltage is applied to the internal discharge space through the electrode, and in terms of circuits, the lamp itself may be equivalent to a capacitor.

편의상 본 발명에서는 도 3의 평판형 형광 램프를 예로 들어 본 발명에 따른 구동 시스템을 설명하지만, 그 밖에도 다른 형태의 형광 램프, 예를 들어 냉음극형 형광램프(CCFL), 외부전극형 세관형 형광 램프(EEFL), 열음극형 형광 램프(HCFL) 등에도 본 발명의 구동 시스템을 적용할 수 있다.For convenience, the present invention describes the driving system according to the present invention by taking the flat fluorescent lamp of FIG. 3 as an example. In addition, other types of fluorescent lamps, for example, cold cathode fluorescent lamps (CCFL) and external electrode type tubular fluorescent lamps The drive system of the present invention can also be applied to a lamp EEFL, a hot cathode fluorescent lamp HCHC, and the like.

본 발명에 따른 구동 시스템의 동작은 상용 전원으로부터 변환된 직류 입력 과정, 인버터에서의 발진 및 제어 과정, 트랜스포머를 통한 승압 과정, 교류 출력 전압의 정류 과정(직류 변환 과정) 및 최종적인 구형파 생성 과정으로 구성된다. The operation of the drive system according to the present invention includes a DC input process converted from a commercial power source, oscillation and control process in an inverter, a boosting process through a transformer, a rectifying process of an AC output voltage (DC conversion process), and a final square wave generation process. It is composed.

이를 위하여 본 발명의 구동 시스템은 도 4에 도시한 바와 같은 구성을 갖는다. 직류발생부는 형광 램프의 외부, 예를 들어 액정표시장치의 전원공급부에 포함될 수 있다. 나머지 인버터, 트랜스포머, 정류부, 스위칭부는 하나의 모듈로 패키지화되어 형광 램프에 와이어로 연결될 수 있을 것이다. 경우에 따라서는 하나의 인버터 장치에 트랜스포머, 정류부, 스위칭부를 모두 형성할 수도 있다. 본 발명에 따른 구동 시스템은 형광 램프, 예를 들어 도 3에 도시한 평판형 형광 램프, 냉음극형 형광 램프, 외부전극형 형광램프, 열음극형 형광 램프 등과 더불어 백라이트 유닛에 포함될 수 있다.To this end, the drive system of the present invention has a configuration as shown in FIG. The DC generator may be included outside the fluorescent lamp, for example, a power supply unit of the liquid crystal display. The remaining inverters, transformers, rectifiers and switching units may be packaged into one module and wired to the fluorescent lamp. In some cases, the transformer, the rectifier and the switching unit may be formed in one inverter device. The driving system according to the present invention may be included in a backlight unit together with a fluorescent lamp, for example, a flat fluorescent lamp, a cold cathode fluorescent lamp, an external electrode fluorescent lamp, a hot cathode fluorescent lamp, and the like shown in FIG. 3.

도 5는 형광 램프에 구형파를 인가하기 위해 제안된 시스템의 예시적인 회로도이다. 5 is an exemplary circuit diagram of a proposed system for applying a square wave to a fluorescent lamp.

상용 전원으로부터 직류를 발생시키는 직류발생부(미도시)를 통해 인버터(210에 직류 전압이 입력된다. 인버터를 통해 직류 입력 전압은 교류 출력인 정현파의 전압을 발생시키고 트랜스포머(220)를 거쳐 고압의 전압으로 변화된다. A DC voltage is input to the inverter 210 through a DC generator (not shown) for generating a DC from a commercial power supply. The DC input voltage generates a voltage of a sine wave, which is an AC output, and passes through a transformer 220 through Changed to voltage.

인버터로의 최초 직류 전압 입력을 발생하기 위해서는 다양한 형태의 수단이 적용될 수 있다. 예를 들어, 상용 전원 교류 입력을 PFC 회로를 거쳐 PFC 출력 전압을 이용하는 방법, PFC 출력전압을 DC-DC 컨버터를 이용하여 24V 또는 다른 형태의 직류 전압으로 변환하여 인버터의 입력 전압으로 사용할 수도 있을 것이다. Various forms of means can be applied to generate the initial DC voltage input to the inverter. For example, a method of using a PFC output voltage via a commercial power AC input via a PFC circuit, or converting a PFC output voltage into a 24V or other DC voltage using a DC-DC converter may be used as an input voltage of an inverter. .

인버터는 통상적으로 DC-DC 변환 발진부, 제어부, 구동부 등을 포함할 수 있 으며, 인버터의 트랜스포머 1차측 회로는 푸시풀, 하프브릿지, 풀브릿지 등의 다양한 토플로지로 적용될 수 있다. The inverter may typically include a DC-DC conversion oscillator, a controller, a driver, and the like, and the transformer primary side circuit of the inverter may be applied to various topologies such as push-pull, half-bridge, and full-bridge.

트랜스포머 2차측에는 승압된 교류 형태 출력전압이 발생된다. 이 출력전압을 정류부(230)에서 정류 과정을 거쳐 직류로 변환한다. 본 발명에서는 트랜스포머 2차측에 각각 연결되는 제1브릿지다이오드와(BD1)와 제2브릿지다이오드(BD2)를 이용하여 교류 전압을 정류한다. 정류된 전압은 제1커패시터(C1) 및 제2커패시터(C2)를 거쳐 직류 전압으로 변환된다. A boosted AC type output voltage is generated on the secondary side of the transformer. The output voltage is converted into direct current by the rectifying unit 230 through a rectifying process. In the present invention, the AC voltage is rectified using the first bridge diode BD1 and the second bridge diode BD2 connected to the transformer secondary side, respectively. The rectified voltage is converted into a DC voltage through the first capacitor C1 and the second capacitor C2.

인버터의 출력 전압에 있어서 도 5에 도시된 바와 같이 센터탭(222)을 이용하지 않고 하나의 출력 전압만을 이용하는 경우에는 브릿지다이오드부 및 정류커패시터를 하나의 블럭으로 구성할 수 있으나, 이렇게 할 경우 정류부의 각 부품에 가해지는 스트레스가 높아지게 된다. 이러한 단점을 줄이기 위하여 본 발명에서는 인버터의 출력을 직류로 변환하는 정류부를 2 개의 브릿지다이오드부와 2 개의 커패시터로 분리하고, 인버터의 트랜스포머 2차측에 동위상의 교류 출력 전압이 각각 분리되어 유기되도록 2차측 트랜스포머에 센터탭(222)을 두었다. In the case of using only one output voltage without using the center tap 222 in the output voltage of the inverter as shown in FIG. 5, the bridge diode unit and the rectifier capacitor may be configured as one block. The stress on each part of the is increased. In order to reduce this disadvantage, in the present invention, the rectifier for converting the output of the inverter into a direct current is separated into two bridge diode parts and two capacitors, and the secondary side of the inverter is separated so that the in-phase AC output voltage is separated from each other. The center tap 222 was placed in the transformer.

고전압 직류 출력 전압을 발생시키기 위하여 정류부의 제1커패시터(C1)와 제2커패시터(C2)는 직렬로 연결되어 있다. 제1커패시터(C1)에 걸리는 전위는 제2커패시터(C2)에 걸리는 전위의 거의 2배가 된다. 제1커패시터와 제2커패시터 간의 전위차는 제2커패시터와 트랜스포머 2차측 GND의 전위차와 동일하다. The first capacitor C1 and the second capacitor C2 of the rectifier are connected in series to generate a high voltage DC output voltage. The potential across the first capacitor C1 becomes almost twice that of the potential across the second capacitor C2. The potential difference between the first capacitor and the second capacitor is equal to the potential difference between the second capacitor and the transformer secondary side GND.

인버터의 출력 전압 피크값이 1 KV 이면 이상적인 경우 브릿지다이오드와 커패시터에 의하여 직류 1 KV 전압을 유지하게 된다. 실제로는 브릿지다이오드의 온(on) 저항과 출력 커패시턴스, 커패시터의 등가직렬저항 (ESR, Equivalent Series Resistance)과 탄젠트 손실값, 기타 기생 성분들에 의해 직류 전압은 1 KV 이하로 나타나게 된다. 이상적인 경우를 가정하면, 제1커패시터(C1)의 양단 전압은 직류 1 KV를 충전하며 또한 제1커패시터(C2)의 경우도 직류 1 KV를 충전한다. If the output voltage peak of the inverter is 1 KV, the bridge diode and capacitor will maintain the DC 1 KV voltage in the ideal case. In practice, the DC voltage is below 1 KV due to the bridge diode's on-resistance, output capacitance, equivalent series resistance (ESR), tangent loss, and other parasitic components of the capacitor. Assuming an ideal case, the voltage across the first capacitor C1 charges 1 KV of direct current, and the first capacitor C2 also charges 1 KV of direct current.

정류 커패시터에서 제1커패시터(C1)와 제2커패시터(C2) 양단에 인가된 전압은 인버터의 출력 전압의 피크값에 해당되는 전압이 인가되며, 스위칭부(240)에 인가되는 직류 전압은 정류 커패시터인 제1커패시터(C1)와 제2커패시터(C2)에 축전된 전체 전압이 인가된다. The voltage applied across the first capacitor C1 and the second capacitor C2 in the rectifying capacitor is applied with a voltage corresponding to the peak value of the output voltage of the inverter, and the DC voltage applied to the switching unit 240 is a rectifying capacitor. The total voltage stored in the first capacitor C1 and the second capacitor C2 is applied.

이 직류 전압을 입력으로 하여 스위칭부(240)를 통해 최종적으로 구형파를 발생시키며, 발생된 구형파는 형광 램프(250)에 인가되어 방전을 일으킨다. 상기 스위칭부로서 본 발명에서는 풀브릿지 스위치(SW1, SW2, SW3, SW4) 회로를 이용하였다. A square wave is finally generated through the switching unit 240 using the DC voltage as an input, and the generated square wave is applied to the fluorescent lamp 250 to cause discharge. In the present invention, the full bridge switch (SW1, SW2, SW3, SW4) circuit is used as the switching unit.

도 6을 참조하면, 형광 램프를 커패시터로 등가시켜 상기 풀브릿지 스위치를 포함하는 등가 회로를 도시하였다. 본 발명에 따른 구동 시스템의 동작에 의하여 형광 램프에 인가되는 구동 파형의 예를 도 7 및 8을 참조하여 설명한다.Referring to FIG. 6, an equivalent circuit including the full bridge switch is illustrated by equalizing a fluorescent lamp with a capacitor. An example of a drive waveform applied to a fluorescent lamp by the operation of the drive system according to the present invention will be described with reference to FIGS. 7 and 8.

도 7에 도시한 바와 같이, 펄스파 구동에 따르면 스위치(S1 ~ S4)의 온오프(On/Off)에 따라 구동 파형이 결정된다.As shown in FIG. 7, the driving waveform is determined according to the pulse wave driving according to the on / off of the switches S1 to S4.

먼저, A 구간에서는 스위치 S2와 S4가 온되어 램프 양단에는 O V가 인가되어 램프는 방전을 하지 않는다. 다음으로, B 구간에서는 스위치 S1과 S4가 온되어 램 프 양단에 Vin 전압이 인가하게 되며 이때 램프는 방전을 하게 된다. 그 다음, C 구간에서 스위치 S2와 S4가 온되어 램프 양단에는 O V가 인가되며 램프는 방전을 하지 않는다. 마지막으로, D 구간에서 스위치 S2과 S3이 온되어 램프 양단에 B구간에서 인가된 전압과의 위상차가 180도인 - Vin 전압이 인가하게 되며 램프는 다시 방전을 하게 된다. First, in the section A, the switches S2 and S4 are turned on, and OV is applied to both ends of the lamp so that the lamp does not discharge. Next, in the section B, the switches S1 and S4 are turned on to apply V in voltage across the lamp, and the lamp discharges. Then, in the interval C, the switches S2 and S4 are turned on so that OV is applied across the lamp, and the lamp does not discharge. Finally, in the D section, the switches S2 and S3 are turned on to apply a −V in voltage having a phase difference of 180 degrees from the voltage applied at the section B across the lamp, and the lamp is discharged again.

도 7의 구동 파형은 A구간에서 D구간까지의 파형이 주기적으로 반복되며, 비전압인가 시간(dead time)이 존재하는 펄스파 구동에 해당한다.The driving waveform of FIG. 7 corresponds to a pulse wave driving in which waveforms from section A to section D are periodically repeated and a dead voltage is present.

다음으로, 도 8에 도시한 스퀘어(square)파 구동을 살펴보면, 먼저, F 구간에서는 스위치 S1과 S4이 온되어 램프 양단에 Vin전압이 인가하게 되며 이때 램프는 방전을 하게 된다. 다음으로, G 구간에서는 스위치 S2과 S3이 온되어 램프 양단에 - Vin 전압이 인가하게 되며 램프는 방전을 하게 된다.Next, referring to the square wave driving shown in FIG. 8, first, in the F section, the switches S1 and S4 are turned on to apply the V in voltage across the lamp, and the lamp discharges. Next, in the G section, the switches S2 and S3 are turned on to apply -V in voltage across the lamp, and the lamp is discharged.

도 8의 구동 파형은 F구간에서 G구간까지의 파형이 주기적으로 반복되며 비전압인가 시간이 존재하지 않은 스퀘어파 구동을 하게 된다. In the driving waveform of FIG. 8, the waveforms from the F section to the G section are repeated periodically, and the square wave driving is performed without a specific voltage application time.

램프에 인가되는 전압파형은 예를 들어 풀 브릿지 스위치의 구동 방식에 따라 펄스파와 스퀘어파로 결정될 수 있다.The voltage waveform applied to the lamp may be determined as, for example, a pulse wave and a square wave according to the driving method of the full bridge switch.

이상에서, 본 발명의 바람직한 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술분 야에 통상의 지식을 갖는 자라면 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이다.In the above, it has been described with reference to preferred embodiments of the present invention, but those skilled in the art or those skilled in the art from the spirit and scope of the invention described in the claims to be described later Various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the scope thereof.

본 발명에 따르면, 큰 사이즈의 고용량 트랜스포머를 사용하지 않으면서도 구형파 구동에 적합한 새로운 구동 시스템을 제공한다. 따라서, 승압형 트랜스포머의 발열 문제, 구동 시스템의 사이즈 증가에 따른 백라이트 유닛의 슬림화 저해 등 의 문제를 해결할 수 있다. According to the present invention, a novel drive system suitable for square wave driving without using a large sized high capacity transformer is provided. Therefore, problems such as heat generation of the boost type transformer and inhibition of slimming of the backlight unit due to the increase in the size of the driving system can be solved.

Claims (10)

입력된 직류 전압을 제어하여 정현파 교류 신호를 출력하는 인버터, An inverter for controlling the input DC voltage to output a sinusoidal AC signal, 상기 인버터의 트랜스포머 2차측에 연결되어 인버터의 출력 신호를 정류하여 직류 전압을 발생시키는 정류부,A rectifier connected to the transformer secondary side of the inverter to rectify an output signal of the inverter to generate a DC voltage; 상기 정류부의 직류 전압으로부터 구형파를 발생시키는 스위칭부를 포함하는 It includes a switching unit for generating a square wave from the DC voltage of the rectifier 형광램프의 구동 시스템.Driving system of fluorescent lamps. 제1항에 있어서, 상기 정류부는 상기 트랜스포머로부터 동일 위상의 출력 전압을 인가받는 두 개의 서브 정류부를 포함하는 형광램프의 구동 시스템.The driving system of claim 1, wherein the rectifier comprises two sub rectifiers receiving an output voltage having the same phase from the transformer. 제2항에 있어서, 상기 정류부는 상기 인버터의 트랜스포머 2차측에 연결되는 두 개의 브릿지 다이오드부와 두 개의 커패시터로 구성되는 형광램프의 구동 시스템.3. The driving system of claim 2, wherein the rectifier comprises two bridge diode units and two capacitors connected to a transformer secondary side of the inverter. 제3항에 있어서, 상기 두 개의 커패시터는 서로 직렬로 연결되어 있는 형광램프의 구동 시스템.4. The driving system of claim 3, wherein the two capacitors are connected in series with each other. 제1항에 있어서, 상기 스위칭부는 정류부에서 출력되는 직류 전압으로부터 펄스 파형 또는 스퀘어 파형을 발생시키는 풀브릿지 스위치를 포함하는 형광램프의 구동 시스템.The driving system of claim 1, wherein the switching unit comprises a full bridge switch generating a pulse waveform or a square waveform from a DC voltage output from the rectifying unit. 제1항에 있어서, 상기 인버터의 트랜스포머 2차측은 동일 위상의 두 개의 출력 전압을 유기하는 센터탭을 포함하는 형광램프의 구동 시스템.The driving system of claim 1, wherein the transformer secondary side of the inverter includes a center tap for inducing two output voltages of the same phase. 제1항에 있어서, 상기 인버터에는 PFC 회로를 직류 전압이 인가되는 형광램프의 구동 시스템.The driving system of the fluorescent lamp of claim 1, wherein a DC voltage is applied to the inverter via a PFC circuit. 제1항에 있어서, 상기 인버터의 트랜스포머 1차측 회로는 푸시풀(Push-Pull), 하프브릿지(Half Bridge) 및 풀브릿지(Full Bridge) 회로 중의 어느 하나인 형광램프의 구동 시스템.The driving system of claim 1, wherein the transformer primary side circuit of the inverter is any one of a push-pull, a half bridge, and a full bridge circuit. 형광 램프와, With fluorescent lamps, 상기 형광 램프에 구동 전압을 인가하는 구동 시스템, 및A drive system for applying a drive voltage to the fluorescent lamp, and 상기 형광 램프를 물리적으로 지지하는 케이스를 포함하며, A case for physically supporting the fluorescent lamp, 상기 구동 시스템은 입력된 직류 전압을 제어하여 정현파 교류 신호를 출력하는 인버터, 상기 인버터의 트랜스포머 2차측에 연결되어 인버터의 출력 신호를 정류하여 직류 전압을 발생시키는 정류부, 상기 정류부의 직류 전압으로부터 구형파를 발생시키는 스위칭부를 포함하는 The drive system includes an inverter for controlling the input DC voltage to output a sinusoidal AC signal, a rectifier connected to the transformer secondary side of the inverter to rectify the output signal of the inverter to generate a DC voltage, and a square wave from the DC voltage of the rectifier. Including a switching unit for generating 백라이트 유닛.Backlight unit. 제9항에 있어서, 상기 형광 램프는 냉음극형 형광램프, 외부전극형 형광 램프, 평판형 형광램프, 열음극형 형광램프 중에서 선택되는 어느 하나인 백라이트 유닛.The backlight unit of claim 9, wherein the fluorescent lamp is any one selected from a cold cathode fluorescent lamp, an external electrode fluorescent lamp, a flat fluorescent lamp, and a hot cathode fluorescent lamp.
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