KR20080083480A - 인버터 및 이를 갖는 백라이트 장치 - Google Patents

인버터 및 이를 갖는 백라이트 장치 Download PDF

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Abstract

관통전류를 억제할 수 있는 인버터가 개시된다. 이 인버터는 완충 버퍼, 제 1 및 제 2 레벨시프트 및 스위칭부를 구비한다. 이 인버터에 따르면, 제 2 레벨 시프트에 의해 스위칭부의 엔모스 트랜지스터로 입력되는 제 2 게이트 구동펄스의 전압레벨이 일정 전압 폭만큼 하강한다. 이렇게 함으로써, 엔모스 트랜지스터의 턴 온 시점이 지연된다. 이에 따라, 스위칭부를 구성하는 피모스 트랜지스터와 엔모스 트랜지스터가 동시에 오프되는 턴 오프 구간이 충분히 확보된다. 따라서, 피모스 트랜지스터와 엔모스 트랜지스터가 동시에 턴온되어 발생되는 관통전류의 발생을 억제한다.

Description

인버터 및 이를 갖는 백라이트 장치{INVERTER AND BACKLIGHT DEVICE HAVING THE SAME}
본 발명의 상세한 설명에서 사용되는 도면을 더욱 충분히 이해하기 위하여, 각 도면의 간단한 설명이 제공된다.
도 1은 종래의 백라이트 장치를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 백라이트 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 3a 및 3b는 도 1 및 도 2에 도시된 스위칭부들로 각각 입력되는 게이트 구동펄스들의 파형을 나타내는 도면이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
130, 140: 인버터 130: 스위치 구동부
132: 완충버퍼 134A: 제 1 레벨 시프트
134B:제 2 레벨 시프트 136A: 제 1 스위칭 조절부
136B: 제 2 스위칭 조절부 140: 스위칭부
본 발명은 표시장치의 백라이트를 구동하는 인버터에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 내부에서 발생하는 관통전류(through current)를 억제할 수 있는 인버터에 관한 것이다.
도 1은 종래의 백라이트 장치(60)를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 종래의 백라이트 장치(60)는 인버터(40)와 램프부(50)를 구비한다. 인버터(40)는 인버터 제어부(10), 스위칭부(20) 및 승압부(30)를 구비한다. 인버터 제어부(10)는 상기 스위칭부(20)를 제어하기 위하여 스위칭부로 게이트 구동펄스들(SW1, SW2)을 출력한다. 스위칭부(20)는 직렬 접속된 두 개의 스위칭 소자(M1, M2)를 구비한다. 여기서, 스위칭 소자(M1)는 피모스 트랜지스터로 구현되며, 스위칭 소자(M2)는 엔모스 트랜지스터로 구현된다.
각 스위칭 소자들(M1, M2)은 직류전원전압(VDD)을 입력받으며, 상기 게이트 구동펄스들(SW1, SW2)에 각각 응답하여 교대로 온/오프된다. 상기 스위칭 소자들(M1, M2) 각각의 상반된 온/오프 동작에 의해 상기 직류전원전압(VDD)은 교류 전원 전압으로 변환되어 노드(A)를 통해 출력된다. 승압부(30)는 노드(A)를 통해 입력되는 상기 교류 전원전압을 상기 램프를 구동하기 위한 고전압의 교류전압으로 승압하여 출력한다. 인버터(40)는 상기 승압된 고전압의 교류전압을 입력받아 광을 발생한다.
상술한 바와 같은 종래의 백라이트 장치(60)에 포함된 스위칭부(20)는 PWM(Pulse Width Modulation) 방식으로 제어된다. 즉, 스위칭부(20)에 포함된 두 개의 스위칭 소자(M1, M2)들은 교대로 온/오프되고, 각각의 온/오프 유지시간 비율 을 변경하여 출력전압의 크기를 변화시킨다. 또한, 온/오프 동작하는 스위칭 소자의 조합을 바꾸어 출력전압의 극성을 변화시키도록 제어된다.
한편, 직렬 접속된 두 개의 스위칭 소자들(M1, M2)은 서로 온 동작 상태가 동일한 시점에서 턴온되지 않도록 제어되어야 한다. 즉, 각 스위칭 소자들의 동작상태 사이에는 일정 기간의 오프 동작 구간이 요구된다. 만약, 두 개의 스위칭 소자(M1, M2)가 동일한 시점에서 턴온되면, 직류전원전압(VDD)과 접지전압(VSS)이 합선되어 상기 노드(A)를 통해 매우 높은 전류(이하, 관통전류(through current)라 칭한다.)가 흐르게 된다. 이러한 관통전류는 스위칭 회로부(20)로 제공되는 스위칭 신호들(SW1, SW2)의 주파수 증대와 이에 따른 스위칭 소자들의 동작속도의 증가에 따라서 더욱 빈번히 발생한다. 이와 같이 매우 높은 전류량을 갖는 관통 전류는 백라이트 장치의 오동작을 유발하고, 또한 전체 소비전력을 증가시킨다. 따라서, 이러한 관통 전류를 억제할 수 있는 인버터가 요구된다.
따라서, 본 발명의 목적은 관통전류의 억제할 수는 인버터를 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은 상기와 같은 인버터를 포함하는 백라이트 장치를 제공하는 데 있다.
상기와 같은 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일면에 따른 인버터는 인버터 제어부, 완충버퍼, 제 1 레벨 시프트, 제 2 레벨 시프트 및 스위칭부를 구 비한다. 인버터 제어부는 제 1 게이트 구동펄스를 생성하여 출력한다. 완충버퍼는 상기 제 1 게이트 구동펄스를 입력받아 버퍼링한다. 제 1 레벨 시프트는 상기 버퍼링된 제 1 게이트 구동펄스를 입력받으며, 상기 입력된 제 1 게이트 구동펄스를 제 1 전압 폭 만큼 하강시킨 제 2 게이트 구동펄스로 변환하여 출력한다. 제 2 레벨 시프트는 상기 버퍼링된 제 1 게이트 구동펄스를 입력받으며, 상기 입력된 제 1 게이트 구동펄스를 제 2 전압 폭 만큼 하강시킨 제 3 게이트 구동펄스로 변환하여 출력한다. 스위칭부는 외부로부터 직류전원전압을 입력받고, 상기 제 1 및 2 레벨 시프트로부터 각각 제공되는 제 2 및 제 3 게이트 구동펄스에 응답하여 상기 직류전원전압을 교류 전원전압으로 변환하여 출력한다.
이 실시 예에 있어서, 상기 스위칭부는 상기 제 2 게이트 구동펄스를 입력받는 제 1 제어단자, 상기 직류전원전압을 입력받는 제 1 입력단자 및 제 1 출력단자를 포함하는 제 1 스위칭 소자 및 상기 제 3 게이트 구동펄스를 입력받는 제 2 제어단자, 상기 제 1 출력단자와 연결되는 제 2 입력단자 및 접지전압과 연결되는 제 2 출력단자를 포함하는 제 2 스위칭 소자로 구성된다. 여기서, 상기 제 1 및 제 2 스위칭 소자가 모두 턴 오프되는 구간은 상기 제 2 전압 폭에 비례하여 늘어나는 것을 특징으로 한다.
이 실시 예에 있어서, 상기 제 2 레벨 시프트는 일측 단자를 통하여 상기 제 1 게이트 구동펄스를 입력받는 커패시터, 상기 커패시터의 타측 단자와 연결된 일측 단자와 접지전압에 타측단자를 구비한 저항 및 상기 저항의 일측단자와 연결되는 캐소드 단자와 상기 접지전압에 연결되는 애노드 단자를 구비한 제너 다이오드 를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이 실시 예에 있어서, 상기 완충버퍼는 상기 커패시터에 남아있는 잔여 전하의 방전 경로를 제공하는 것을 특징으로 한다. 여기서, 상기 완충버퍼는 상기 제 1 게이트 구동펄스를 입력받는 제 1 베이스 단자, 상기 직류전원전압을 입력받는 제 1 컬렉터 단자 및 제 1 이미터 단자를 구비한 npn형 바이폴라 트랜지스터 및 상기 제 1 게이트 구동펄스를 입력받는 제 2 베이스 단자, 상기 제 1 이미터 단자와 연결된 제 2 이미터 단자 및 접지전압을 입력받는 제 2 컬렉터 단자를 구비한 pnp형 바이폴라 트랜지스터를 포함하는 것을 특징으로 한다.
한편, 본 발명의 인버터는 제 1 및 제 2 스위칭 조절부를 더 포함한다.
제 1 스위칭 조절부는 상기 제 2 게이트 구동펄스를 입력받으며, 상기 제 2 게이트 구동펄스의 상승 구간과 하강 구간을 조절하여 상기 피모스 트랜지스터의 게이트 단자로 출력한다. 제 2 스위칭 조절부는 상기 제 3 게이트 구동펄스를 입력받으며, 상기 제 3 게이트 구동펄스의 상승구간과 하강구간을 조절하여 상기 엔모스 트랜지스터의 게이트 단자로 출력한다. 여기서, 상기 제1 스위칭 조절부는 상기 제 2 게이트 구동펄스를 입력받는 제 1 애노드 단자 및 상기 피모스 트랜지스터의 게이트 단자와 연결된 제 1 캐소드 단자를 구비한 제 1 다이오드 및 상기 제 1 다이오드와 병렬로 연결된 제 1 저항을 포함한다. 그리고 상기 제 2 스위칭 조절부는 상기 제 3 게이트 구동펄스를 입력받는 제 2 캐소드 단자 및 상기 엔모스 트랜지스터의 게이트 단자와 연결된 제 2 애노드 단자를 구비한 제 2 다이오드 및 상기 제 2 다오드와 병렬로 연결된 제 2 저항을 포함한다.
본 발명의 인버터에 따르면, 제 2 레벨 시프트에 의해 스위칭부의 엔모스 트랜지스터의 게이트 단자로 입력되는 제 2 게이트 구동펄스의 전압레벨이 일정 전압 폭만큼 하강한다. 이렇게 함으로써, 엔모스 트랜지스터의 턴 온 시점이 지연되어 스위칭부를 구성하는 피모스 트랜지스터와 엔모스 트랜지스터가 동시에 오프되는 턴 오프 구간이 충분히 확보된다. 따라서, 피모스 트랜지스터와 엔모스 트랜지스터가 동시에 턴온되어 발생하는 관통전류의 발생을 억제할 수 있다.
본 발명의 다른 일면에 따른 백라이트 장치는 직류 전원전압을 제공하는 인버터 전원공급부, 제 1 게이트 구동펄스를 출력하는 인버터 제어부, 상기 제 1 게이트 구동펄스에 응답하여 상기 직류 전원전압을 교류 전원전압으로 변환하여 출력하는 인버터, 상기 교류 전원전압을 입력받으며, 상기 교류 전원전압을 고전압의 교류 전원전압으로 승압하는 승압부 및 상기 승압된 교류 전원전압을 제공받아 광을 발생하는 램프부를 포함한다. 여기서, 본 발명의 다른 일면에 따른 백라이트 장치에 구비된 인버터는 앞서 기술된 본 발명의 일면에 따른 인버터와 동일한 구성 및 기능을 갖는다. 따라서, 중복된 설명을 피하기 위하여 이에 대한 구체적인 기술은 생략하기로 한다.
본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다. 각 도면을 이해함에 있어서, 동일한 부재는 가능한 한 동일한 참조부호로 도시하고자 함에 유의해야 한다.
또한, 아래의 설명에서, 구체적인 처리 흐름과 같은 많은 특정 상세들은 본 발명의 보다 전반적인 이해를 제공하기 위해 기술된다. 그러나 이들 특정 상세들 없이도, 본 발명의 실시될 수 있다는 것은 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명한 사실이다. 그리고 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 기술은 생략된다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 일실시 예에 따른 백라이트 장치(100)를 설명하기 위한 도면이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일실시 예에 따른 백라이트 장치(100)는 인버터 전원 공급부(110), 인버터 제어부(120), 인버터(130, 140), 승압부(150) 및 램프부(160)를 포함한다.
인버터 전원 공급부(110)는 도면에 도시되지는 않았으나, AC 입력부(미도시)와 AC-DC 정류부(미도시)를 포함할 수 있다. AC 입력부는 100 내지 240볼트의 범용 교류 전압을 AC-DC정류부에 직접 제공한다. AC-DC 정류부는 역률 보정(PFC) 기능을 구비하여 100 내지 240볼트 범위를 갖는 범용 교류 전압을 고전압의 직류전원전압(VDD)으로 변환한다. 변환된 직류전원전압(VDD)은 인버터(130, 140)에 직접 제공된다.
인버터 제어부(120)는 제 1 노드(N1)를 통해 인버터(130, 140)와 전기적으로 연결된다. 인버터 제어부(120)는 인버터를 구동하기 위한 구동펄스(G1)를 생성하여 상기 제 1 노드(N1)를 통해 인버터(130, 140)로 출력한다. 한편, 상기 제 1 노 드(N1)와 접지 사이에는 제 1 저항(R1)이 연결된다.
인버터(130, 140)는 상기 제 1 게이트 구동펄스(G1)에 응답하여 상기 변환된 직류전원전압(VDD)을 구형파 형태의 교류전압(AVDD)으로 변환하여 출력한다. 구체적으로, 인버터(130, 140)는 스위칭 구동부(130)와 스위칭부(140)를 포함한다.
스위칭 구동부(130)는 완충 버퍼(132), 제 1 및 제 2 레벨 시프터(134A, 134B) 및 제 1 및 제 2 스위칭 조절부(136A, 136B)를 포함한다. 완충 버퍼(132)는 서로 직렬 접속된 npn형 트랜지스터(이하, 'Qn'이라 칭한다.)와 pnp형 트랜지스터(이하, 'Qp'라 칭한다.)로 구성된다. 서로 직렬 접속된 npn형 바이폴라 트랜지스터(Qn)와 pnp형 바이폴라 트랜지스터(Qp)들은 동시에 온되지 않도록 연결된 트랜지스터의 상보 쌍을 형성한다.
상기 Qn의 컬렉터 단자(C1)는 직류전원전압(VDD)에 연결되고, 베이스 단자(B1)는 제 1 노드(N1)에 연결되며, 이미터 단자(E1)는 상기 Qp의 이미터 단자(E2)에 연결된다. 상기 Qp의 컬렉터 단자(C2)는 접지전압(VSS)에 연결되고, 베이스 단자(B2)는 상기 Qn의 베이스 단자(B1)와 공통으로 상기 제 1 노드(N1)에 연결된다.
상기 완충 버퍼(132)는 인버터 제어부(120)로부터 출력되는 제 1 게이트 구동 펄스(G1)를 버퍼링한다. 0볼트의 제 1 게이트 구동펄스(G1)가 입력될 때, Qn, Qp는 모두 오프된다. 따라서, 출력전압은 0볼트이다. 플러스 방향으로 증가하는 제 1 게이트 구동펄스(GI)가 입력될 때, 플러스 방향으로 증가하다가 일정 전압(예컨대, 0.5V)보다 커지면, Qn이 온되면서 이미터 폴로워로 동작한다. 이 경우, 완충 버퍼(132)의 출력전압은 입력된 구동펄스를 따르며 Qn이 부하 전류를 공급한다. 이때, Qp의 이미터-베이스 접합은 역 바이어스되어 오프된다. 만약 입력되는 제 1 게이트 구동펄스(G1)가 마이너스 방향으로 진행하다가 일정 전압(예컨대, 0.5V)보다 작아지면, Qp가 온되면서 이미터 폴로워로 동작한다. 위에서와 마찬가지로 완충버퍼(132)의 출력전압은 입력되는 구동펄스를 따를 것이다. 그러나 이 경우에는 Qp가 부하 전류를 공급하고 Qn이 오프된다.
결과적으로, 완충 버퍼(132)는 푸쉬-풀(push-pull)방식으로 동작한다. 즉, 입력되는 구동펄스(G1)가 플러스인 경우, Qn이 부하 쪽으로 전류를 밀어내고(push 또는 source), 입력되는 제 1 게이트 구동펄스(G1)가 마이너스인 경우, Qp가 부하로부터 전류를 끌어당긴다(pull 또는 sink).
제 1 레벨시프트(134A)는 완충 버퍼의 출력 노드(I1)를 통해 출력되는 제 1 게이트 구동펄스(G1)를 입력받으며, 상기 입력된 제 1 게이트 구동펄스(G1)를 제 1 전압 폭 만큼 하강시킨 제 2 게이트 구동펄스로 변환하여 출력한다. 제 1 레벨 시프트(134A)는 제 1 커패시터(CP1), 제 2 저항(R2), 제 1 제너 다이오드(D1)를 포함한다. 제 1 커패시터(CP1)의 일단자는 완충 버퍼(132)의 출력 노드(I1)에 연결되며, 제 1 커패시터(CP1)의 타단자는 상기 제 2 저항(R2)의 타단자와 연결된다. 제 2 저항(R2)의 일단자는 직류전원전압(VDD)에 연결된다. 제 1 제너 다이오드(D1)의 일단자는 직류전원전압(VDD)에 연결되며, 제 1 제너 다이오드(D1)의 타단자는 상기 제 2 저항(R2)의 타단자에 연결된다. 즉, 제 1 제너 다이오드(D1)는 상기 제 2 저항(R2)과 병렬 연결된다.
제 2 레벨 시프트(134B)는 상기 버퍼링된 제 2 게이트 구동펄스 입력받으며, 상기 입력된 제 1 게이트 구동펄스(G1)를 제 2 전압 폭 만큼 하강시킨 제 3 게이트 구동펄스(G3)로 변환하여 출력한다.
제 2 레벨 시프트(134B)는 제 2 커패시터(CP2), 제 3 저항(R3) 및 제 2 제너 다이오드(D2)를 포함한다. 제 2 커패시터(CP2)의 일단자는 제 1 커패시터(CP1)의 일단자와 함께 공통으로 완충 버퍼(132)의 출력 노드(I1)에 연결되며, 제 2 커패시터(CP2)의 타단자는 제 3 저항(R3)의 일단자와 연결된다. 제 3 저항(R3)의 타단자는 접지 전압(GND)쪽에 연결된다. 제 2 제너 다이오드(D2)의 일단자는 제 3 저항(R3)의 일단자와 연결되며, 제 2 제너 다이오드(D2)의 타단자는 접지(GND) 쪽에 연결된다. 즉, 제 2 제너 다이오드(D2)는 제 3 저항(R3)과 병렬 연결된다. 여기서, 제 2 레벨 시프트(134B)를 구성하는 제 2 커패시터(CP2), 제 3 저항(R3) 및 제 2 제너 다이오드(D2)가 가지고 있는 고유 값들을 조절함으로써, 상기 제 2 전압 폭은 다양하게 설정될 수 있다.
제 1 스위칭 조절부(136A)는 제 2 게이트 구동펄스(G2)를 입력받으며, 상기 제 2 게이트 구동펄스(G2)의 상승시간과 하강시간이 각각 조절된 제 2 게이트 구동펄스(G2')를 생성하여 출력한다. 제 1 스위칭 조절부(136A)는 제 3 다이오드(D3)와 제 4 저항(R4)를 포함한다. 제 3 다이오드(D3)의 애노드 단자는 제 1 제너 다이오드(D1)의 타단자와 연결되며, 제 3 다이오드(D3)의 캐소드 단자는 하기에서 기술되는 스위칭부(140)에 구비된 피모스 트랜지스터(M3)의 게이트 단자에 연결된다. 제 4 저항(R4)는 상기 제 3 다이오드(D3)와 병렬 연결된다.
제 1 스위칭 조절부(136A)로 입력되는 제 2 게이트 구동펄스(G2)는 상기 제 4 저항(R4)에 의해 완만한 하강곡선을 형성한다. 즉, 제 2 게이트 구동펄스(G2)의 하이레벨에서 로우 레벨로의 천이시간이 지연된다. 반면, 상기 제 3 다이오드(D3)에 의해 상기 제 2 게이트 구동펄스(G2)는 급격한 상승곡선을 형성한다. 즉, 제 2 게이트 구동펄스(G2)의 로우 레벨에서 하이레벨로의 천이시간이 급격히 감소하여 상기 스위칭부(140)로 출력된다.
제 2 스위칭 조절부(136B)는 제 3 게이트 구동펄스(G3)를 입력받으며, 상기 제 3 게이트 구동펄스(G3)의 상승시간과 하강시간이 각각 조절된 제 3 게이트 구동펄스(G3')를 생성하여 출력한다.
제 2 스위칭 조절부(136B)는 제 4 다이오드(D4)와 제 5 저항(R5)를 포함한다. 제 4 다이오드(D4)의 캐소드 단자는 제 2 제너 다이오드(D1)의 일단자와 연결되며, 제 4 다이오드(D4)의 애노드 단자는 하기에서 기술되는 스위칭부(140)에 구비된 엔모스 트랜지스터(M4)의 게이트 단자에 연결된다. 제 5 저항(R5)는 상기 제 4 다이오드(D4)와 병렬 연결된다.
제 2 스위칭 조절부(136B)로 입력되는 제 3 게이트 구동펄스(G3)는 상기 제 5 저항(R5)에 의해 완만한 상승곡선을 형성한다. 즉, 제 2 게이트 구동펄스(G3)의 로우레벨에서 하이레벨로의 천이시간이 지연된다. 반면, 상기 제 4 다이오드(D4)에 의해 상기 제 2 게이트 구동펄스(G2)는 급격한 하강곡선을 형성한다. 즉, 제 3 게이트 구동펄스(G3)의 하이레벨에서 로우레벨로의 천이시간이 급격히 증가하여 상기 스위칭부(140)로 출력된다.
계속해서, 스위칭부(140)는 2개의 모스 트랜지스터(M3, M4)로 구성된다. 스위칭부(140)는 직렬 연결된 피모스 트랜지스터(M3)와 엔모스 트랜지스터(M4)로 구성된다. 상기 피모스 트랜지스터(M3)의 소스 단자는 전원전압(VDD)을 인가받으며, 드레인 단자는 엔모스 트랜지스터(M4)의 드레인 단자와 연결되고, 게이트 단자는 제 1 스위칭 조절부(136A)를 통해 조절된 제 2 게이트 구동펄스(G2')를 입력받는다. 엔모스 트랜지스터(M4)의 소스 단자는 접지전압을 인가받고, 게이트 단자는 제 2 스위칭 조절부(136B)를 통해 조절된 제 3 게이트 구동펄스(G3')를 입력받는다.
모스 트랜지스터들(M3, M4) 각각은 상기 게이트 구동펄스들(G2', G3')에 각각 응답하여 교대로 온/오프된다. 모스 트랜지스터들(M3, M4) 각각의 상반된 온/오프 동작에 의해 상기 직류전원전압(VDD)은 구형파 형태의 교류전압(AVDD)으로 변환되어 출력노드(N2)를 통해 출력된다. 이때, 완만한 상승구간을 갖는 제 3 게이트 구동펄스(G3')는 제 2 레벨 시프트(134B)에 의해 전체 전압레벨이 접지 전압레벨 쪽으로 다운되어 엔모스 트랜지스터(M4)의 게이트 단자로 입력된다는 점을 주목하여야 한다. 이것은 엔모스 트랜지스터(M4)의 턴온 시간의 의도적 지연을 의미한다. 즉, 피모스 트랜지스터(M3)의 턴온 시점과 엔모스 트랜지스터(M4) 턴온 시점 사이에 충분한 턴 오프구간을 형성함으로써, 피모스 트랜지스터(M3)와 엔모스 트랜지스터(M4)가 동시에 턴온됨에 따라 발생하는 관통 전류(through current)의 발생이 억제된다. 이때, 제 2 레벨 시프트(134B)에 의해 제 1 게이트 구동펄스(G1)가 하강하는 제 2 전압 폭을 조정함으로써, 상기 턴 오프구간은 다양하게 설정될 수 있다. 예컨대, 제 1 게이트 구동펄스(G1)의 하강한 제 2 전압 폭에 비례하여 상기 턴 오 프구간은 증가한다.
계속해서, 스위칭부(140)의 출력노드(N1)를 통해 출력된 구형파 형태의 교류전압은 제 3 커패시터(CP3)에 입력되어 상기 출력된 교류전압(AVDD)의 직류성분을 제거한다.
도 2에 도시된 승압부(150)는 상기 제 3 커패시터(CP3)에 의해 직류성분이 제거된 교류전압(AVDD)을 고압의 사인파 형태의 교류전압으로 승압한다. 이 승압된 사인파 형태의 교류전압은 램프부(160)에 구비된 램프(162)로 입력되고, 각 램프(162)는 사인파 형태의 교류전압에 응답하여 소정의 광을 출사한다.
도 3A 및 3B는 도 1 및 도 2에 도시된 스위칭부(20, 140)들로 각각 입력되는 게이트 구동펄스들(G2', G3')의 파형을 나타낸 도면으로서, 도 3A는 종래의 게이트 구동펄스들의 파형을 나타낸 도면이고, 도 3B는 본 발명에 따른 게이트 구동펄스들의 파형을 나타낸 도면이다.
도 3A에 도시된 바와 같이, 도 1에 도시된 스위칭 소자(M2, 도 1을 참조)로 입력되는 게이트 구동펄스(SW2)의 최저 전압레벨이 기설정된 스위칭소자(M2)의 기설정된 문턱전압레벨(M2th)에 근접해 있다. 이것은 스위칭 소자(M2)의 턴온속도를 향상시키는 반면, 스위칭 소자(M1)와 스위칭 소자(M2)가 동시에 턴 오프되는 시간(Δt1)의 감소를 유발한다. 이와 같이, 종래 기술에 의하면, 각 스위칭 소자들이 동시에 턴 오프되는 충분한 시간(Δt1)을 제공하지 못하여 관통 전류의 발생확률이 높아진다.
반면, 본 발명에서는 게이트 구동펄스(G1)를 제공하는 인버터 제어부와 스위 칭부(140) 사이에 제 2 레벨 시프트(134B)를 구비함으로써, 도 3B에 도시된 바와 같이, 엔모스 트랜지스터로 입력되는 제 3 게이트 구동펄스(G3')의 최저 전압레벨은 기설정된 문턱전압레벨(M4th)보다 충분히 낮아진다. 이것은 엔모스 트랜지스터(M4)의 턴온속도를 지연시키는 반면, 피모스 트랜지스터(M3)와 엔모스 트랜지스터(M4)가 동시에 턴 오프되는 시간(Δt2)의 증대를 가져온다. 따라서, 각 트랜지스터들(M3, M4)이 동시에 턴 오프되는 충분한 시간(Δt2)을 제공하여 관통 전류의 발생을 억제한다.
또한, 본 발명의 백라이트 장치(100)에 구비된 완충 버퍼(132)는 전원 오프시 제 1 및 제 2 레벨 시프트(134A, 134B)에 각각 구비된 제 1 및 제 2 커패시터(CP1, CP2)에 남아있는 잔여 전하의 방전 경로를 제공한다. 제 1 및 제 2 커패시터(CP1, CP2)의 잔여전압은 상기 Qp를 통해 접지 쪽으로 방전된다. 따라서, 본 발명의 백라이트 장치(100)는 스위칭 구동부(140)로 인가되는 제 2 및 제 3 게이트 구동펄스(G2', G3')의 상승을 억제함으로써, 각 트랜지스터들(M3, M4)이 동시에 턴 오프되는 충분한 시간(Δt2)을 더욱 확실히 제공할 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 제 2 레벨 시프트에 의해 스위칭부의 엔모스 트랜지스터의 게이트 단자로 입력되는 제 2 게이트 구동펄스의 전압레벨이 일정 전압 폭만큼 하강한다. 이렇게 함으로써, 엔모스 트랜지스터의 턴 온 시점이 지연되어 스위칭부를 구성하는 피모스 트랜지스터와 엔모스 트랜지스터가 동시에 오프되는 턴 오프 구간이 충분히 확보된다. 따라서, 피모스 트랜지스터와 엔모스 트랜지스터가 동시에 턴온되어 발생하는 관통전류의 발생을 억제할 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 일 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 등록청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

Claims (12)

  1. 제 1 게이트 구동펄스를 출력하는 인버터 제어부;
    상기 제 1 게이트 구동펄스를 입력받아 버퍼링하는 완충버퍼;
    상기 완충버퍼로부터 제 1 게이트 구동펄스에 입력받고, 상기 제 1 게이트 구동펄스를 제 1 전압 폭 만큼 하강시킨 제 2 게이트 구동펄스로 변환하여 출력하는 제 1 레벨 시프트;
    상기 완충버퍼로부터 제 1 게이트 구동펄스를 입력받고, 상기 제 1 게이트 구동펄스를 제 2 전압 폭 만큼 하강시킨 제 3 게이트 구동펄스로 변환하여 출력하는 제 2 레벨 시프트; 및
    외부로부터 직류전원전압을 입력받고, 상기 제 1 및 2 레벨 시프트로부터 각각 제공되는 제 2 및 제 3 게이트 구동펄스에 응답하여 상기 직류전원전압을 교류 전원전압으로 변환하여 출력하는 스위칭부를 포함하는 것을 특징으로 하는 인버터.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 스위칭부는,
    상기 제 2 게이트 구동펄스를 입력받는 제 1 제어단자, 상기 직류전원전압을 입력받는 제 1 입력단자 및 제 1 출력단자를 포함하는 제 1 스위칭 소자; 및
    상기 제 3 게이트 구동펄스를 입력받는 제 2 제어단자, 상기 제 1 출력단자와 연결되는 제 2 입력단자 및 접지전압과 연결되는 제 2 출력단자를 포함하는 제 2 스위칭 소자를 포함하며,
    상기 제 1 및 제 2 스위칭 소자가 모두 턴 오프되는 구간은 상기 제 2 전압 폭에 비례하여 늘어나는 것을 특징으로 하는 인버터.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 스위칭 소자는 피모스 트랜지스터이며, 상기 제 2 스위칭 소자는 엔모스 트랜지스터인 것을 특징으로 하는 인버터.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 제 2 레벨 시프트는,
    일측 단자를 통하여 상기 제 1 게이트 구동펄스를 입력받는 커패시터;
    상기 커패시터의 타측 단자에 연결된 일측 단자 및 접지에 연결된 타측단자를 구비한 저항; 및
    상기 저항의 일측단자와 연결되는 캐소드 단자와 상기 접지에 연결된 애노드 단자를 구비한 제너 다이오드를 포함하는 것을 특징으로 하는 인버터.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 완충버퍼는 상기 커패시터에 남아있는 잔여 전하의 방전 경로를 제공하는 것을 특징으로 하는 인버터.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 완충버퍼는,
    상기 제 1 게이트 구동펄스를 입력받는 제 1 베이스 단자, 상기 직류전원전압을 입력받는 제 1 컬렉터 단자 및 제 1 이미터 단자를 구비한 npn형 바이폴라 트랜지스터; 및
    상기 제 1 게이트 구동펄스를 입력받는 제 2 베이스 단자, 상기 제 1 이미터 단자와 연결된 제 2 이미터 단자 및 접지전압을 입력받는 제 2 컬렉터 단자를 구비한 pnp형 바이폴라 트랜지스터를 포함하는 것을 특징으로 하는 인버터.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 커패시터의 잔여 전하는 상기 pnp형 바이폴라 트랜지스터를 통해 접지로 방전되는 것을 특징으로 하는 인버터.
  8. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 2 게이트 구동펄스를 입력받으며, 상기 제 2 게이트 구동펄스의 상승 구간과 하강 구간을 조절하여 상기 제 1 스위칭 소자의 제 1 제어 단자로 출력하는 제 1 스위칭 조절부; 및
    상기 제 3 게이트 구동펄스를 입력받으며, 상기 제 3 게이트 구동펄스의 상승구간과 하강구간을 조절하여 상기 제 2 스위칭 소자의 제 2 제어 단자로 출력하는 제 2 스위칭 조절부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 인버터회로.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 제 1 스위칭 조절부는,
    상기 제 2 게이트 구동펄스를 입력받는 제 1 애노드 단자 및 상기 제 1 스위칭 소자의 제 1 제어 단자와 연결된 제 1 캐소드 단자를 구비한 제 1 다이오드; 및
    상기 제 1 다이오드와 병렬로 연결된 제 1 저항을 포함하며,
    상기 제 2 스위칭 조절부는,
    상기 제 3 게이트 구동펄스를 입력받는 제 2 캐소드 단자 및 상기 제 2 스위칭 소자의 제 2 제어 단자와 연결된 제 2 애노드 단자를 구비한 제 2 다이오드; 및
    상기 제 2 다이오드와 병렬로 연결된 제 2 저항을 포함하는 것을 특징으로 하는 인버터.
  10. 직류 전원전압을 제공하는 인버터 전원공급부;
    제 1 게이트 구동펄스를 출력하는 인버터 제어부;
    상기 제 1 게이트 구동펄스에 응답하여 상기 직류 전원전압을 교류 전원전압으로 변환하여 출력하는 인버터;
    상기 교류 전원전압을 입력받으며, 상기 교류 전원전압을 고전압의 교류 전원전압으로 승압하는 승압부; 및
    상기 승압된 교류 전원전압을 제공받아 광을 발생하는 램프부를 포함하며,
    상기 인버터는,
    상기 제 1 게이트 구동펄스를 입력받아 버퍼링하는 완충버퍼;
    상기 완충버퍼로부터 제 1 게이트 구동펄스에 입력받고, 상기 제 1 게이트 구동펄스를 제 1 전압 폭 만큼 하강시킨 제 2 게이트 구동펄스로 변환하여 출력하는 제 1 레벨 시프트;
    상기 완충버퍼로부터 제 1 게이트 구동펄스를 입력받고, 상기 제 1 게이트 구동펄스를 제 2 전압 폭 만큼 하강시킨 제 3 게이트 구동펄스로 변환하여 출력하는 제 2 레벨 시프트; 및
    외부로부터 직류전원전압을 입력받고, 상기 제1 및 2 레벨 시프트로부터 각각 제공되는 제 2 및 제 3 게이트 구동펄스에 응답하여 상기 직류전원전압을 교류 전원전압으로 변환하여 출력하는 스위칭부를 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이트 장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 스위칭부는,
    상기 제 2 게이트 구동펄스를 입력받는 제 1 제어단자, 상기 직류 전원전압을 입력받는 제 1 입력단자 및 제 1 출력단자를 포함하는 제 1 스위칭 소자; 및
    상기 제 3 게이트 구동펄스를 입력받는 제 2 제어단자, 상기 제 1 출력단자와 연결되는 제 2 입력단자 및 접지전압과 연결되는 제 2 출력단자를 포함하는 제 2 스위칭 소자를 포함하며,
    상기 제 1 및 제 2 스위칭 소자가 모두 턴 오프되는 구간은 상기 제 2 전에 비례하여 늘어나는 것을 특징으로하는 백라이트 장치.
  12. 제 10 항에 있어서, 상기 제 2 레벨 시프트는,
    일측 단자를 통하여 상기 제 1 게이트 구동펄스를 입력받는 커패시터;
    상기 커패시터의 타측 단자에 연결된 일측 단자 및 접지에 연결된 타측단자를 구비한 저항; 및
    상기 저항의 일측단자와 연결되는 캐소드 단자와 상기 접지에 연결된 애노드 단자를 구비한 제너 다이오드를 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이트 장치.
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