KR20080093608A

KR20080093608A - 백라이트 구동회로

Info

Publication number: KR20080093608A
Application number: KR1020070037534A
Authority: KR
Inventors: 한재현
Original assignee: 엘지이노텍 주식회사
Priority date: 2007-04-17
Filing date: 2007-04-17
Publication date: 2008-10-22

Abstract

본 발명은 다양한 액정패널에 적용가능한 백라이트 구동회로에 관한 것으로서, 본 발명의 백라이트 구동회로는 백라이트의 출력전류를 감지하는 고정저항과, 상기 고정저항과 병렬로 연결되어 가변 저항값을 가지도록 설계되는 가변스위칭저항부와, 상기 고정저항과 가변스위칭저항부의 전체 센싱저항값에 의해 검출되는 백라이트의 출력전류를 피드백받아, 상기 피드백된 출력전류에 따라 펄스형 게이트 신호를 증감 제어하는 스위칭 제어기를 포함한다.

LCD, 액정, 백라이트, CCFL, FL, LED, 램프, 출력전류, PWM, 피드백, 사이즈

Description

백라이트 구동회로{Backlight Driver Circuit}

도 1은 종래의 백라이트 구동회로도이다.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 백라이트 구동회로도이다.

도 3은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 백라이트 구동회로도이다.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

10: 스위칭 제어기 15: 백라이트

20: 가변스위칭저항부 21: 제1스위칭저항모듈

22: 제2스위칭저항모듈 23: 제3스위칭저항모듈

25: 고정저항

본 발명은 백라이트 구동회로에 관한 것이다.

LCD패널 등과 같은 액정패널은 자체 발광능력이 없기 때문에 형광램프(FL), LED와 같은 백라이트가 필수적으로 사용되며, 특히, 형광램프의 경우 교류의 고압 을 통해 구동되며 램프의 밝기는 출력전류에 의해 제어된다.

따라서 상기 액정패널에서 백라이트를 점등시키고 상기 백라이트의 점등을 안정시키기 위하여 도 1과 같은 백라이트 구동회로를 사용한다. 상기 백라이트 구동회로는, 펄스형 게이트 신호를 발생시키는 스위칭 제어기(10;PWM IC)와, 게이트 신호에 따라 구동전압을 PWM(Pulse Width Modulation) 스위칭하는 FET 스위칭소자(11)와, 전류리플(ripple)을 줄이기 위한 인덕터(12;L), 출력전압을 일정하게 유지하기 위해 커패시터(14;C), 백라이트로부터의 역방향 전류를 제한하는 다이오드(13;D), 스위칭되는 출력전압에 따라 발광 동작하는 백라이트(15)를 구비한다. 또한, 백라이트(부하)의 출력 전류를 제어하기 위해 센싱저항(16;R_sense)이 사용되며, 이때의 센싱된 출력전류는 스위칭 제어기(10)로 피드백되어 펄스형 게이트 신호의 증감을 제어하는데 사용된다.

일반적으로 상기 센싱저항의 설계식은 하기와 같다.

[식 1]

예컨대, 액정패널이 12인치로 설계될 때 백라이트의 출력전류는 6mA로 설계되어야 하는데, 이때는 상기 [식 1]에 의하여 센싱저항(16;R_sense)은 146Ω 값이 적용되어야 한다. 또한, 액정패널이 15인치로 설계될 때 백라이트의 출력전류는 6.5mA로 설계되어야 하는데, 이때는 상기 [식 1]에 의하여 센싱저항(16;R_sense)은 134Ω 값이 적용되어야 한다.

만약, 센싱저항(16)으로서 고정저항이 사용되면, 한번 선정되어진 저항값에 따라서 출력전류의 최대값이 결정되어지기 때문에, 액정패널의 사이즈가 변경될 시에는 출력전류의 최대값을 다시 조절하기 위하여 수동으로 저항값을 변경/관리하여야 하는 불편이 있다. 또한, 센싱저항으로서 가변저항이 사용되면, 편차(일반적으로 +/- 25%)가 심하여 신뢰성 문제가 발생할 수 있다.

본 발명은 다양한 액정패널의 사이즈에 적용 가능한 백라이트 구동회로를 제안한다.

본 발명의 백라이트 구동회로는 백라이트의 출력전류를 감지하는 고정저항과, 상기 고정저항과 병렬로 연결되어 가변 저항값을 가지도록 설계되는 가변스위칭저항부와, 상기 고정저항과 가변스위칭저항부의 전체 센싱저항값에 의해 검출되는 백라이트의 출력전류를 피드백받아, 상기 피드백된 출력전류에 따라 펄스형 게이트 신호를 증감 제어하는 스위칭 제어기를 포함한다.

또한, 상기 가변스위칭저항부는, 상기 스위칭 제어기로부터 출력되는 스위칭 신호에 따라 특정 저항값을 가지는 스위칭저항모듈이 적어도 하나 이상 구비되며, 상기 스위칭저항모듈은, 상기 스위치제어기의 스위칭신호에 따라 구동 온/오프되어 상기 고정저항과 스위칭저항모듈 간에 병렬 연결 온/오프가 이루어지도록 하는 트랜지스터와, 상기 트랜지스터에 연결되어 상기 고정저항과 함께 백라이트의 출력전류를 검출하는 스위칭저항을 포함한다.

또한, 상기 트랜지스터는, 상기 백라이트와 고정저항간의 노드에 연결되는 컬렉터와, 상기 스위칭 제어기의 스위칭신호를 입력받는 베이스와, 상기 스위칭저항이 연결되는 이미터를 포함한다.

또한, 상기 가변스위칭저항부는, 상기 스위칭 제어기로부터 제어신호를 입력받아 상기 각 스위칭저항모듈내의 트랜지스터에 각각의 스위칭신호를 공급하는 스위칭부를 더 포함한다.

또한, 상기 고정저항의 저항값은 액정패널의 사이즈마다 요구되는 백라이트의 출력전류 값 중에서 최저값을 기준으로 저항값이 설계되는 특징을 가진다.

또한, 상기 백라이트 구동회로는 상기 고정저항과 병렬로 연결되는 커패시터를 더 포함하며, 상기 백라이트와 고정저항 사이에 구비되는 다이오드를 더 포함한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예들의 상세한 설명이 첨부된 도면들을 참조하여 설명될 것이다. 하기에서 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 백라이트 구동회로도이다.

상기 백라이트 구동회로는, 도 2에 도시된 바와 같이 PWM 디밍 신호(PWM_D)의 온/오프 제어 신호에 따라 PWM 온/오프시키며 백라이트 종단의 고정저항에서 감지되는 출력전류레벨에 따라 펄스폭 증감하는 펄스형 게이트 신호를 발생시키는 스위칭 제어기(10;PWM IC)와, 상기 스위칭 제어기(10)로부터 출력되는 게이트 신호에 따라 구동전압을 스위칭하는 FET 스위칭소자(11)와, 전류 리플(ripple)을 줄이기 위한 인덕터(12), 출력전압을 일정하게 유지하기 위한 커패시터(14), 백라이트로부터의 역방향 전류를 제한하는 다이오드(13), 스위칭되는 출력전압에 따라 발광 동작하는 백라이트(15)와, 상기 스위칭 제어기에 백라이트의 출력전류를 피드백하는 고정저항(25;R)을 구비한다.

상기 구조를 가지는 백라이트 구동회로는, 전원(V_O) 측에서 백라이트(15) 측으로 에너지가 공급되는 능동구간에서는 FET 스위칭소자(11)가 개방되어 다이오드(13)를 통해 백라이트(15) 측으로 전압이 공급되고, 반대로, 전원 측에서 백라이트 측으로 에너지가 전달되지 않는 수동구간에서는 FET 스위칭소자(11)가 도통되어 백라이트(15) 측으로 전압이 공급되지 않는다. 따라서 출력전압의 제어방법은 일정한 스위칭 주파수에서 능동구간과 수동구간의 듀티비(duty rate)를 변화시켜주면 된다.

상기와 같은 백라이트의 출력전압 제어방법과 별도로 백라이트의 출력전류를 제어하기 위하여 백라이트(15) 종단에 구비된 고정저항(25;R)으로부터 출력전류를 피드백받아 이용한다. 즉, 백라이트(부하)의 출력 전류, 즉, 밝기를 제어하기 위해 고정저항(25)이 백라이트의 종단에 구비되며, 이때 감지된 출력전류는 스위칭 제어기(10)로 피드백되는데, 스위칭 제어기(10)는 피드백된 출력전류의 레벨에 따라 FET 스위칭소자(11)의 게이트로 공급하는 펄스형 게이트 신호에 대한 펄스폭을 증감 제어한다.

그런데 이러한 고정저항(25;R)만으로 출력전류를 피드백하는 것은 해당 고정저항(25)에 적용되는 액정패널의 특정 사이즈에만 적용가능하다. 이를 개선하기 위하여 본 발명에서는 다양한 액정패널 사이즈에 따른 출력전류를 조절하기 위하여 고정저항(25) 이외에도 가변스위칭저항부(20)를 구비하는 특징을 가진다. 즉, 고정 설계된 고정저항 값으로는 액정패널의 다양한 사이즈에서 요구하는 출력전류 값에 부응할 수 없기 때문에, 고정저항(25) 이외에도 병렬로 연결된 가변스위칭저항부(20)를 더 구비하는 것이다.

상기 가변스위칭저항부(20)는 상기 고정저항(25)과 병렬로 연결되어 있어, 결과적으로 [가변스위칭저항부의 저항값]//[고정저항값]이 백라이트의 출력전류를 감지하는데 사용되는 전체 센싱저항 값이 되는 것이다.

따라서 스위칭 제어기(10)는 병렬로 연결된 상기 고정저항(25)과 가변스위칭저항부(20)간의 병렬 값인 전체 센싱저항값에 의해 검출되는 백라이트의 출력전류를 피드백받아, 해당 피드백받은 출력전류에 따라 FET 스위칭소자(11)의 게이트로 공급하는 펄스형 게이트 신호에 대한 펄스폭을 증감 제어한다.

상기 가변스위칭저항부(20)는 고정저항(25;R)과 병렬로 연결된 적어도 하나 이상의 스위칭저항모듈(21,22,23)을 가지는데, 상기 각 스위칭저항 모듈(21,22,23)은 트랜지스터(Q1,Q2,Q3)와 스위칭저항(R1,R2,R3)을 각각 구비한다.

상기 트랜지스터(Q1,Q2,Q3)는 스위칭 제어기(10)의 스위칭 신호에 따라 구동 온/오프되어 상기 고정저항(25)과 스위칭저항모듈(21,22,23)간에 병렬 연결 온/오프가 이루어지도록 한다. 상기 트랜지스터(Q1,Q2,Q3)의 컬렉터(C)는 고정저항(25)의 노드와 연결되며 이미터(E)에는 스위칭저항(R1,R2,R3)이 연결되는 구조를 가지며, 스위칭 제어기(10)로부터 베이스(B)로 입력되는 스위칭신호에 따라 각 스위칭저항모듈(21,22,23)이 저항으로 동작될지가 결정된다.

예컨대, 제1스위칭저항모듈(21) 내의 트랜지스터(Q1)가 구동 온(ON)되고 제2,제3스위칭저항모듈(22,23) 내의 트랜지스터(Q2,Q3)가 구동 오프(OFF)될 시에는 제1스위칭저항(R1)만이 고정저항(25)과 병렬 연결된 구조를 가지게 되어, 결과적으로 전체 센싱저항은 [고정저항(R)]//[제1스위칭저항(R1)]이라는 병렬 저항값을 가지게 된다.

다른 경우로서, 제2스위칭저항모듈(22) 및 제3스위칭모듈(23) 내의 각 트랜지스터(Q2,Q3)가 구동 온(ON)되고 제1스위칭저항모듈(21) 내의 트랜지스터(Q1)가 구동 오프(OFF)될 시에는 제2스위칭저항(R2) 및 제3스위칭저항(R3)이 고정저항과 병렬 연결된 구조를 가지게 되어, 결과적으로 전체 센싱저항은 [고정저항(R)]//[제2스위칭저항(R2)]//[제3스위칭저항(R3)]이라는 병렬 저항값을 가지게 된다.

한편, 상기 스위칭저항모듈(21,22,23) 내의 각 트랜지스터(Q1,Q2,Q3)의 베이 스(B)로 입력되는 스위칭신호는 스위칭 제어기(10)에서 공급된다. 최소 사이즈의 액정패널에 맞도록 이미 설계된 고정저항을 구비한 백라이트 구동회로를 다른 액정패널의 사이즈에 적용할 경우, 필요로 하는 전체 센싱저항값에 맞도록 스위칭 제어기(10)에서 해당하는 스위칭신호를 발생시켜 각 스위칭저항모듈(21,22,23) 내의 각트랜지스터(Q1,Q2,Q3)의 베이스(B)로 공급한다.

상기 도 2에서는 스위칭 제어기(10)에서 직접 각각 스위칭신호를 공급하는 것으로 도시하였으나, 도 3과 같이 별도의 스위칭부(31)를 스위칭 제어기(10)와 스위칭저항모듈(21,22,23) 사이에 구비하여 스위칭 제어기(10)의 제어신호에 따라 스위칭부(31)에서 필요로 하는 스위칭신호를 발생시키도록 구현할 수 있다.

한편, 고정값으로 설계되는 상기 고정저항(25;R)의 저항값은 액정패널의 사이즈마다 요구되는 백라이트의 출력전류 값 중에서 최저값을 기준으로 저항값이 선정되어야 한다.

만약, 액정패널의 최소 사이즈가 12인치이고 이러한 12인 액정패널이 6mA의 출력전류를 요구한다면, 상기 [식 1]에 의하여 고정저항의 저항값은 146Ω 값으로 설계되어야 한다.

따라서 고정저항(25)의 저항값이 상기와 같이 146Ω으로 고정 설계된 백라이트 구동회로를 14인치 액정패널에 적용할 경우에는, 만약, 14인치 액정패널의 출력전류가 6.5mA라면, 제1스위칭저항모듈(21) 내의 트랜지스터(Q1)의 베이스(B)에 구동신호(ON)를 인가하여 고정저항과 제1스위칭저항과 병렬 저항을 만들어 [고정저 항(R)]//[제1스위칭저항(R1)] = 134Ω으로서 전체 센싱저항 값으로 만든다.

마찬가지로, 제2스위칭저항모듈(22) 내의 트랜지스터(Q2)가 온(ON)되면 [고정저항(R)]//[제2스위칭저항(R2)] = 125Ω으로서 전체 센싱저항 값이 되고, 제3스위칭저항모듈(23) 내의 트랜지스터(Q3)가 온(ON)되면 [고정저항(R)]//[제3스위칭저항(R3)] = 119Ω으로서 전체 센싱저항 값이 된다. 따라서 각 액정패널의 사이즈에 따라 6mA, 6.5mA, 7mA, 7.5mA의 출력신호를 이용하여 최대 밝기를 제어할 수 있다.

한편, 상기 고정저항(25;R)과 병렬로 연결된 커패시터(26)는 바이패스(bypass)용으로 사용된다. 또한, 상기 고정저항(25)과 백라이트(15) 사이에는 다이오드(27a,27b)가 구비되는데, 이러한 다이오드(27a,27b)는 백라이트(15)를 통해 출력되는 교류신호의 정류역할을 수행한다.

상술한 본 발명의 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 여러 가지 변형이 본 발명의 범위에서 벗어나지 않고 실시될 수 있다. 따라서 본 발명의 특허 범위는 상기 설명된 실시 예에 의하여 정할 것이 아니고 특허청구범위뿐 아니라 균등 범위에도 미침은 자명할 것이다.

상기에서 기술한 바와 같이 본 발명은, 센싱저항 값을 변경하지 않고 단일화된 표준 백라이트 구동회로를 이용하여 여러 개의 출력전류 최대값을 선택할 수 있는 효과가 있다. 따라서 다양한 사이즈의 액정패널에 동일한 백라이트 구동회로의 적용이 가능한 효과가 있다.

Claims

백라이트의 출력전류를 감지하는 고정저항과,

상기 고정저항과 병렬로 연결되어 가변 저항값을 가지도록 설계되는 가변스위칭저항부와,

상기 고정저항과 가변스위칭저항부의 전체 센싱저항값에 의해 검출되는 백라이트의 출력전류를 피드백받아, 상기 피드백된 출력전류에 따라 펄스형 게이트 신호를 증감 제어하는 스위칭 제어기

를 포함한 백라이트 구동 회로.
제1항에 있어서, 상기 가변스위칭저항부는, 상기 스위칭 제어기로부터 출력되는 스위칭신호에 따라 특정 저항값을 가지는 스위칭저항모듈이 적어도 하나 이상 구비되는 백라이트 구동회로.
제2항에 있어서, 상기 스위칭저항모듈은,

상기 스위치제어기의 스위칭신호에 따라 구동 온/오프되어 상기 고정저항과 스위칭저항모듈 간에 병렬 연결 온/오프가 이루어지도록 하는 트랜지스터와,

상기 트랜지스터에 연결되어 상기 고정저항과 함께 백라이트의 출력전류를 검출하는 스위칭저항

를 포함하는 백라이트 구동회로.
제3항에 있어서, 상기 트랜지스터는,

상기 백라이트와 고정저항간의 노드에 연결되는 컬렉터와,

상기 스위칭 제어기의 스위칭신호를 입력받는 베이스와,

상기 스위칭저항이 연결되는 이미터

를 포함하는 백라이트 구동회로.
제2항에 있어서, 상기 가변스위칭저항부는, 상기 스위칭 제어기로부터 제어신호를 입력받아 상기 각 스위칭저항모듈내의 트랜지스터에 각각의 스위칭신호를 공급하는 스위칭부를 더 포함하는 백라이트 구동회로.
제1항에 있어서, 상기 고정저항과 병렬로 연결되는 커패시터를 더 포함하는 백라이트 구동회로.
제1항에 있어서, 상기 백라이트와 고정저항 사이에 구비되는 다이오드를 더 포함하는 백라이트 구동회로.
제1항에 있어서, 상기 고정저항의 저항값은 액정패널의 사이즈마다 요구되는 백라이트의 출력전류 값 중에서 최저값을 기준으로 저항값이 설계되는 백라이트 구동회로.