KR20080099493A - Driving apparatus for cold cathode flat fluorescent lamp - Google Patents

Driving apparatus for cold cathode flat fluorescent lamp Download PDF

Info

Publication number
KR20080099493A
KR20080099493A KR1020070045091A KR20070045091A KR20080099493A KR 20080099493 A KR20080099493 A KR 20080099493A KR 1020070045091 A KR1020070045091 A KR 1020070045091A KR 20070045091 A KR20070045091 A KR 20070045091A KR 20080099493 A KR20080099493 A KR 20080099493A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
voltage
unit
frequency control
power
fluorescent lamp
Prior art date
Application number
KR1020070045091A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR100886664B1 (en
Inventor
정혜만
하석진
김종현
김광복
Original Assignee
금호전기주식회사
주식회사 에어텍시스템
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 금호전기주식회사, 주식회사 에어텍시스템 filed Critical 금호전기주식회사
Priority to KR1020070045091A priority Critical patent/KR100886664B1/en
Publication of KR20080099493A publication Critical patent/KR20080099493A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR100886664B1 publication Critical patent/KR100886664B1/en

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B41/00Circuit arrangements or apparatus for igniting or operating discharge lamps
    • H05B41/14Circuit arrangements
    • H05B41/36Controlling
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B41/00Circuit arrangements or apparatus for igniting or operating discharge lamps
    • H05B41/02Details
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B41/00Circuit arrangements or apparatus for igniting or operating discharge lamps
    • H05B41/14Circuit arrangements
    • H05B41/16Circuit arrangements in which the lamp is fed by dc or by low-frequency ac, e.g. by 50 cycles/sec ac, or with network frequencies
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B41/00Circuit arrangements or apparatus for igniting or operating discharge lamps
    • H05B41/14Circuit arrangements
    • H05B41/24Circuit arrangements in which the lamp is fed by high frequency ac, or with separate oscillator frequency
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/1336Illuminating devices
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J61/00Gas-discharge or vapour-discharge lamps
    • H01J61/02Details

Landscapes

  • Circuit Arrangements For Discharge Lamps (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)

Abstract

A drive unit for the cold cathode flat fluorescent lamp is provided to perform variable frequency control selectively by using the PFC IC and control dimming of the lamp. In a cold cathode flat fluorescent lamp, a filter unit removes surge from the AC input power and filters the noise. A rectifier rectifies the AC power supply inputted through the filter unit to the DC power. A power factor circuit(14) improves the power factor of the rectifying power outputted from the rectifier and boosts voltage the input voltage. An inverter unit(16) converts the DC voltage outputted from the power factor circuit into the high frequency AC with square wave. A frequency control unit controls the oscillation frequency of the switching element equipped in the inverter unit. A high voltage generation unit(22) boosts voltage with AC square wave outputted from the inverter unit to the sinusoidal AC voltage and generates the driving voltage of the cold cathode flat fluorescent lamp.

Description

냉음극 평면형 형광램프용 구동장치{Driving apparatus for Cold Cathode Flat Fluorescent Lamp}Driving apparatus for cold cathode flat fluorescent lamps {Driving apparatus for Cold Cathode Flat Fluorescent Lamp}

도 1은 본 발명에 따른 구동장치를 개략적으로 도시한 블록도1 is a block diagram schematically showing a drive device according to the present invention;

도 2는 본 발명에서 정류부의 구성을 보인 회로도Figure 2 is a circuit diagram showing the configuration of the rectifier in the present invention

도 3은 본 발명에서 역률회로부 및 보조전원부의 구성을 보인 회로도3 is a circuit diagram showing the configuration of the power factor circuit unit and the auxiliary power supply unit in the present invention;

도 4는 본 발명에서 인버터부 및 주파수 제어부의 구성을 보인 회로도Figure 4 is a circuit diagram showing the configuration of the inverter unit and the frequency control unit in the present invention

도 5는 본 발명에서 고전압 발생부의 구성을 보인 회로도5 is a circuit diagram showing a configuration of a high voltage generator in the present invention;

도 6은 본 발명에서 보호회로부의 구성을 보인 회로도6 is a circuit diagram showing a configuration of a protection circuit in the present invention;

도 7은 본 발명에 따른 인버터부 및 고전압 발생부의 각 부 동작파형도7 is a waveform diagram of each part of the inverter unit and the high voltage generator according to the present invention.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

10 : 필터부 12 : 정류부10 filter unit 12 rectifying unit

14 : 역률회로부 16 : 인버터부14 power factor circuit section 16 inverter section

18 : 주파수 제어부 20 : CCFFL18: frequency control unit 20: CCFFL

22 : 고전압 발생부 24 : 밝기조절수단22: high voltage generator 24: brightness control means

26 : 보호회로부 28 : 보조전원부26: protection circuit 28: auxiliary power supply

본 발명은 냉음극 평면형 형광램프용 구동장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 평면형의 냉음극 형광램프를 구동하기 위해 고압 직류 입력 방식의 공진형 인버터를 구비한 냉음극 평면형 형광램프용 구동장치에 관한 것이다.The present invention relates to a drive device for a cold cathode planar fluorescent lamp, and more particularly, to a drive device for a cold cathode planar fluorescent lamp having a resonant inverter of a high voltage direct current input method for driving a planar cold cathode fluorescent lamp. will be.

일반적으로, 종래 조명장치는 유리관의 양단에 필라멘트 전극을 구비하고, 유리관 내부에는 아르곤(Ar), 네온(Ne), 및 소량의 수은(Hg)을 봉입하며, 유리관 내벽에 가시광선을 방출하는 형광체를 도포한 열음극 형광램프(HCFL; Hot Cathode Fluorescent Lamp)가 주를 이루었다. 이러한 열음극 형광램프는 필라멘트 전극에 높은 관전류를 가하여 열전자 방출을 유도하고, 필라멘트에서 방출된 열전자가 유리관 내부의 봉입 가스와 반응하여 자외선을 생성하며, 이 자외선이 형광체를 여기시켜 가시광선을 방출하도록 작동된다.In general, a conventional lighting device includes a filament electrode at both ends of the glass tube, a phosphor containing argon (Ar), neon (Ne), and a small amount of mercury (Hg) inside the glass tube, and emitting visible light on the inner wall of the glass tube. Hot Cathode Fluorescent Lamps (HCFLs) coated with the main components were mainly used. These hot cathode fluorescent lamps induce hot electron emission by applying a high tube current to the filament electrode, and the hot electrons emitted from the filament react with the encapsulating gas inside the glass tube to generate ultraviolet light, which acts to excite the phosphor to emit visible light. do.

그러나 필라멘트 전극에서 열전자를 방출하기 위해서는 높은 관전류를 인가해야 하며, 이러한 높은 관전류는 형광체를 열화시키거나 필라멘트 표면에 입혀진 에미션 파우더를 손상시켜 램프의 수명을 조기에 마감시키는 원인으로 작용한다. 따라서 이를 대체하는 형광램프의 개발이 요구되고 있으며, 냉음극 형광램프(CCFL; Cold Cathode Fluorescent Lamp)는 낮은 관전류로 점등을 이루는 방식으로서, 열음극 형광램프의 단점을 보완하는 형광램프로서 각광받고 있다.However, in order to emit hot electrons from the filament electrode, a high tube current must be applied, which causes degradation of the phosphor or damage of the emission powder applied to the filament surface, which causes the lamp to be terminated early. Therefore, the development of a fluorescent lamp to replace this is required, the cold cathode fluorescent lamp (CCFL; Cold Cathode Fluorescent Lamp (CCFL) is a way to achieve a low tube current lighting, as a fluorescent lamp to compensate for the disadvantages of the hot cathode fluorescent lamp.

한편, 근래에 들어 LCD(Liquid Crystal Display)가 널리 보급되면서, 자체적으로 발광하지 못하는 LCD의 시인성 확보를 위해 LCD의 배면에 장착되어 LCD를 조명하는 백라이트유닛(BLU; Back Light Unit)의 개발이 이루어지고 있다. 종래 LCD의 백라이트유닛은 위와 같은 CCFL 및 CCFL의 선형 광을 면상으로 확산시키는 도광판을 포함하여 구성되었다. 하지만, 광효율이 떨어지고 LCD의 대형화에 대응이 곤란한 문제점으로 인해, 최근에는 다양한 방식의 평면형 형광램프가 다각도로 개발되고 있다.Meanwhile, as liquid crystal display (LCD) has become widespread in recent years, a backlight unit (BLU) has been developed to illuminate the LCD mounted on the back of the LCD to secure visibility of the LCD which cannot emit light by itself. ought. The backlight unit of the conventional LCD is configured to include a light guide plate to diffuse the linear light of the CCFL and CCFL as described above. However, due to the problem that the light efficiency is low and it is difficult to cope with the enlargement of the LCD, various types of planar fluorescent lamps have recently been developed at various angles.

일예로서, HCFL에 대비되는 CCFL의 장점을 살려, CCFL을 평면화 시킨 CCFFL(Cold Cathode Flat Flourescent Lamp)에 대한 연구, 개발이 다각도로 진행중에 있다. CCFFL은 평면 상에 음극을 배열하는 구조를 갖는 것으로서, CCFL에 비해 고압의 직류 구동전원(대략 DC 400V)을 필요로 한다. 즉, HCFL의 장점을 해결하기 위한 평면형 조명장치의 개발이 가속되기 위해서는, CCFFL을 구동하기에 적합한 안정기, 즉, 고효율, 고역률, 장수명 특성을 가지며 고압의 직류 구동전원을 발생시키는 냉음극 평면형 형광램프용 구동장치의 개발이 시급히 요구된다 하겠다.For example, taking advantage of CCFL over HCFL, research and development of CCFFL (Cold Cathode Flat Flourescent Lamp), which planarizes CCFL, is underway. The CCFFL has a structure in which cathodes are arranged on a plane, and require a high-voltage direct current drive power supply (approximately 400 V DC) compared to the CCFL. That is, in order to accelerate the development of the planar lighting device to solve the advantages of the HCFL, a cold cathode planar fluorescent lamp suitable for driving CCFFL, that is, a high-efficiency, high power factor, long-life characteristics and generates a high-voltage direct-current driving power supply Development of the driving device for the lamp is urgently required.

본 발명은 상기하는 바와 같이 종래의 HCFL을 대체하는 CCFFL을 안정정적으로 점등할 수 있도록 하는 냉음극 평면형 형광램프용 구동장치를 제공하되, 인버터부의 스위칭소자에 공급되는 구형파 신호를 주파수 제어 IC에서 공급하여 고정 주파수 제어 및 가변 주파수 제어를 선택적으로 실시할 수 있도록 한 냉음극 평면형 형광램프용 구동장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention provides a drive device for a cold cathode planar fluorescent lamp which can stably light a CCFFL replacing the conventional HCFL as described above, while supplying a square wave signal supplied to the switching element of the inverter unit from the frequency control IC It is an object of the present invention to provide a drive device for a cold cathode planar fluorescent lamp capable of selectively performing fixed frequency control and variable frequency control.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 냉음극 평면형 형광램프용 구동장치는, 교류 입력전원으로부터 서지를 제거하고 노이즈를 필터링하는 필터부; 상기 필터부를 통해 입력되는 교류전원을 직류전원으로 정류하는 정류부; 상기 정류부에서 출력되는 정류전원의 역률을 개선하고 입력전압을 승압하는 역률회로부; 상기 역률회로부에서 출력되는 직류전압을 구형파 형태의 고주파 교류전압으로 발진시키는 인버터부; 상기 인버터부에 구비된 스위칭소자의 발진주파수를 제어하는 주파수 제어부; 및 상기 인버터부에서 출력되는 구형파 교류전압을 정현파 교류전압으로 승압하여 냉음극 평면형 형광램프의 구동전압을 발생시키는 고전압 발생부를 포함하며, 상기 인버터부는 주파수 제어부에서 발생된 구형파 신호에 의해 상호 교번으로 스위칭되는 한 쌍의 스위칭소자를 구비하고, 상기 주파수 제어부는 상기 각 스위칭소자 게이트단자에 상호 180도의 위상차를 갖는 구형파 신호를 출력하는 주파수 제어 IC와, 상기 역률회로부의 출력단과 상기 주파수 제어 IC의 입력단 사이에 연결되어 상기 주파수 제어 IC의 발진주파수 설정을 위한 RC 시정수를 생성하는 저항 및 커패시터를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a cold cathode planar fluorescent lamp driving apparatus including: a filter unit for removing a surge from an AC input power source and filtering noise; A rectifier for rectifying the AC power input through the filter unit into a DC power source; A power factor circuit unit for improving a power factor of the rectified power output from the rectifier and boosting an input voltage; An inverter unit for oscillating the DC voltage output from the power factor circuit unit into a high frequency AC voltage having a square wave shape; A frequency control unit controlling an oscillation frequency of the switching element provided in the inverter unit; And a high voltage generator for boosting a square wave AC voltage output from the inverter unit to a sine wave AC voltage to generate a driving voltage of a cold cathode planar fluorescent lamp, wherein the inverter unit is alternately switched by a square wave signal generated by a frequency controller. And a pair of switching elements, wherein the frequency control unit outputs a square wave signal having a phase difference of 180 degrees to each of the switching element gate terminals, between an output terminal of the power factor circuit unit and an input terminal of the frequency control IC. It is characterized in that it comprises a resistor and a capacitor connected to generate a RC time constant for setting the oscillation frequency of the frequency control IC.

바람직하게는, 상기 주파수 제어 IC의 입력단에는 스위치의 선택에 의해 고정된 발진주파수의 설정을 위해 가변저항이 직렬 연결되거나, 광결합기를 매개로 하여 밝기조절수단이 연결되어, 주파수 제어 IC가 고정 주파수 방식과 가변 주파수 방식을 겸하여 인버터부를 제어할 수 있다.Preferably, the input of the frequency control IC is connected to the variable resistor in series for setting the oscillation frequency fixed by the selection of the switch, or the brightness control means is connected via an optical coupler, the frequency control IC is fixed frequency The inverter unit can be controlled by combining the method and the variable frequency method.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면 및 실시예를 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings and embodiments.

먼저, 본 발명의 냉음극 평면형 형광램프(이하 'CCFFL'이라 칭함)용 구동장치는 CCFFL을 구동하기 위해 특화된 구동장치이다. 이하에서 설명될 본 발명의 구동장치는 종래 HCFL 구동장치 혹은 CCFL 구동장치와 달리 교류전원을 입력받아 고압의 직류전원(대략 DC 400V)으로 승압하여 CCFFL을 점등시킨다. 다음의 설명에서는 종래 일반적인 형광램프용 구동장치와 유사한 부분에 대해서는 자세한 설명을 생략하며, 본 발명에 있어 특화된 회로구성에 대하여 중점적으로 설명하기로 한다.First, the drive device for a cold cathode planar fluorescent lamp of the present invention (hereinafter referred to as 'CCFFL') is a drive device specialized for driving CCFFL. Unlike the conventional HCFL driving device or CCFL driving device, the driving device of the present invention to be described below receives AC power and boosts the CCFFL by boosting the voltage to a high-voltage DC power supply (approximately DC 400V). In the following description, a detailed description of parts similar to those of a conventional fluorescent lamp driving apparatus will be omitted, and the circuit configuration specialized in the present invention will be mainly described.

도 1은 본 발명에 따른 구동장치를 개략적으로 보인 블록도이다. 이를 참조하면, 본 발명의 CCFFL용 구동장치는 상용교류전원(AC 220V, 60Hz)을 입력받아 서지 및 노이즈를 필터링하는 필터부(10)와, 교류전원을 직류전원으로 정류하는 정류부(12)와, 정류된 전원의 역률을 개선하고 입력전압을 승압하는 부스트 컨버터를 포함하는 역률회로부(14)와, 역률회로부(14)에서 출력된 직류전압을 구형파 형태의 고주파 교류전압으로 발진시키는 인버터부(16)와, 인버터부(16)에 구비된 스위칭소자의 발진주파수를 제어하는 주파수 제어부(18)와, 인버터부(16)에서 출력되는 구형파 교류전압을 정현파 교류전압으로 승압하여 CCFFL(20)의 구동전압을 발생시키는 고전압 발생부(22)로 구성된다.1 is a block diagram schematically showing a driving apparatus according to the present invention. Referring to this, the driving device for CCFFL of the present invention receives a commercial AC power supply (AC 220V, 60Hz), the filter unit 10 for filtering surge and noise, and the rectifying unit 12 for rectifying AC power to DC power and A power factor circuit unit 14 including a boost converter for improving the power factor of the rectified power source and boosting an input voltage, and an inverter unit for oscillating the DC voltage output from the power factor circuit unit 14 into a square wave type high frequency AC voltage ), The frequency control unit 18 for controlling the oscillation frequency of the switching element provided in the inverter unit 16, and the square wave AC voltage output from the inverter unit 16 to boost the sine wave AC voltage to drive the CCFFL 20. It consists of the high voltage generation part 22 which generates a voltage.

바람직하게는, 상기 주파수 제어부(18)는 외부의 밝기조절수단(24)에서 입력되는 신호에 따라 인버터부(16)의 발진주파수를 제어하여 CCFFL(20)의 디밍 제어를 가능하게 하며, 고전압 발생부(22)에 구비된 공진인덕터(L5)의 2차 보조권선(L5-1)에는 이상전압 유기시 역률회로부(14) 및 주파수 제어부(18)에 인가되는 구동전원을 차단하는 보호회로부(26)가 연결된다. 또한, 역률회로부(14)의 입력단에는 역률회로부(14) 및 주파수 제어부(18)에 구비된 집적회로(Integrated circuit)의 구동전원을 발생시키기 위한 보조전원부(28)가 더 구비될 수 있다.Preferably, the frequency control unit 18 controls the oscillation frequency of the inverter unit 16 according to the signal input from the external brightness control means 24 to enable the dimming control of the CCFFL 20, generating a high voltage In the secondary auxiliary winding L5-1 of the resonance inductor L5 provided in the unit 22, a protection circuit unit 26 for blocking driving power applied to the power factor circuit unit 14 and the frequency control unit 18 when the abnormal voltage is induced. ) Is connected. In addition, an auxiliary power source 28 for generating driving power of an integrated circuit provided in the power factor circuit unit 14 and the frequency controller 18 may be further provided at an input terminal of the power factor circuit unit 14.

상기 필터부(10)는 상용교류전원(220V, 60Hz)을 통해 입력되는 서지 및 노이즈를 필터링하는 것으로서, 통상 알려진 EMI 필터로 구성된다. 한편, 본 실시예에서는 CCFFL용 구동장치의 입력전원으로서 상용교류전원을 예시하였으나, 본 발명은 그 외 다양한 입력전원 방식으로 구동될 수 있으며, 입력전원 방식이 달라짐에 따라 필터부(10)의 구성 역시 달라질 수 있다.The filter unit 10 filters surges and noises inputted through commercial AC power supplies 220V and 60Hz, and is generally configured as a known EMI filter. Meanwhile, in the present embodiment, a commercial AC power is illustrated as the input power of the driving device for the CCFFL. However, the present invention may be driven by various other input power methods, and the configuration of the filter unit 10 is changed according to the change of the input power method. It may also vary.

도 2는 본 발명에서 정류부의 구성을 보인 회로도이다. 도시된 바와 같이, 정류부(12)는 입력되는 교류전원을 직류전원으로 정류하는 정류회로부(12a)와, 정류회로부(12a)에서 정류된 직류전압으로부터 고조파 성분을 제거하는 필터회로부(12b)로 구성된다. 정류회로부(12a)는 네 개의 다이오드로 이루어진 브리지 다이오드(D1)에 의한 전파 정류를 기본으로 하며, 회로 사이즈를 최대한 컴팩트하게 구성하기 위해 브리지 다이오드(D1)는 단일의 칩에 집적된 형태로 제공된다. 브리지 다이오드(D1)에 의해 정류된 전원에는 상기 필터부(10)에서 제거하지 못한 고조파 노이즈가 포함되어 있다. 상기 필터회로부(12b)는 이와 같은 고조파 성분을 제거하 기 위해, 브리지 다이오드(D1)의 출력단에 각기 병렬 접속되는 두 개의 커패시터(C1, C2)와, 각 커패시터(C1, C2)의 일단에 직렬 연결되는 인덕터(L1)로 구성된다. 이러한 필터회로부(12b)는 LC 공진회로를 구성하여 고조파 성분을 제거하는 동시에, 정류회로부(12a)의 출력을 평활하는 역할을 한다.Figure 2 is a circuit diagram showing the configuration of the rectifier in the present invention. As shown, the rectifier 12 includes a rectifier circuit part 12a for rectifying the input AC power to a DC power source and a filter circuit part 12b for removing harmonic components from the DC voltage rectified in the rectifier circuit part 12a. do. The rectifier circuit part 12a is based on full-wave rectification by the bridge diode D1 consisting of four diodes. The bridge diode D1 is provided in an integrated form on a single chip to configure the circuit size as compactly as possible. . The power rectified by the bridge diode D1 includes harmonic noise that the filter unit 10 cannot remove. In order to remove such harmonic components, the filter circuit unit 12b has two capacitors C1 and C2 connected in parallel to the output terminal of the bridge diode D1 and a series of one end of each of the capacitors C1 and C2. It consists of an inductor L1 to be connected. The filter circuit part 12b forms an LC resonant circuit to remove harmonics and smooth the output of the rectifying circuit part 12a.

도 3은 본 발명에서 역률회로부 및 보조전원부의 구성을 보인 회로도이다. 본 발명에서 역률회로부(14)는 무효전력을 억제하여 역률을 개선하는 동시에, CCFFL(20)의 점등을 위한 고압 직류전압을 발생시키기 위해 정류부(12)에서 출력되는 직류전압을 승압하는 역할을 한다. 도 3을 참조하면, 역률회로부(14)는 PFC(Power Factor Correction) IC(U1)와, PFC IC(U1)의 출력신호에 의해 구동되는 스위칭소자(Q1)와, 정류부(12)의 출력단 양단에 연결되며 상기 스위칭소자(Q1)의 구동에 의해 정류부(12)의 출력이 선택적으로 인가되는 인덕터(L2)를 포함하여 구성된다. 바람직하게는, 상기 스위칭소자(Q1)는 MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)이다. 도시된 바와 같이, 역률회로부(14)는 MOSFET(Q1)의 스위칭에 의해 인덕터(L2) 양단에 인가되는 입력전원이 ON/OFF되고, 이에 따라 전류의 충방전 작용에 의해 출력전압을 상승시키는 승압 변환기(Boost Converter)이다.3 is a circuit diagram showing the configuration of the power factor circuit unit and the auxiliary power supply unit in the present invention. In the present invention, the power factor circuit unit 14 improves the power factor by suppressing reactive power, and at the same time, boosts the DC voltage output from the rectifying unit 12 to generate a high voltage DC voltage for lighting the CCFFL 20. . Referring to FIG. 3, the power factor circuit unit 14 includes power factor correction (PFC) IC U1, a switching element Q1 driven by an output signal of the PFC IC U1, and output terminals of the rectifier 12. It is configured to include an inductor (L2) is connected to the output of the rectifier 12 is selectively applied by the drive of the switching element (Q1). Preferably, the switching element Q1 is a MOSFET (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor). As shown in the figure, the power factor circuit section 14 has an input power applied to both ends of the inductor L2 by switching of the MOSFET Q1, and thus boosts the output voltage by the charging / discharging action of the current. Boost Converter.

보다 상세하게, 상기 PFC IC(U1)는 정류부(12)의 출력단에 병렬 접속된 다수개의 저항(R1, R2, R3)들과 이 저항들에 직렬로 연결된 제너다이오드(D3)로부터 기동전원을 공급받는다. 이후 후술되는 보조전원부(28)에서 공급되는 정전압에 의해 구동된다. PFC IC(U1)는 입력전압정보, 상기 인덕터(L2)에 흐르는 전류정보, 출력 전압정보, 상기 MOSFET(Q1)에 흐르는 전류정보를 수집한다. 각각의 정보들은 다음의 회로구성을 통하여 PFC IC(U1)의 입력단자측에 제공된다. 도시된 바와 같이, PFC IC(U1)의 3번핀에는 정류부(12)의 출력단 양단에 다수개의 저항(R4, R5, R6, R7)들이 연결되어 형성된 분압회로가 연결되며, PFC IC(U1)는 이 분압회로로부터 입력전압정보를 수집한다. PFC IC(U1)의 7번핀에는 상기 인덕터(L2)의 제1보조권선(L2-1) 및 이 제1보조권선(L2-1)에 직렬 연결되는 저항(R9)이 연결되며, PFC IC(U1)는 인덕터(L2)의 제1보조권선(L2-1)으로부터 인덕터(L2)에 흐르는 전류정보를 수집한다. PFC IC(U1)의 1번핀에는 역률회로부(14)의 출력단 양단에 다수개의 저항(R11, R12, R13, R14)들이 연결되어 형성된 분압회로가 연결되며, PFC IC(U1)는 이 분압회로로부터 출력전압정보를 수집한다. PFC IC(U1)의 4번핀에는 MOSFET(Q1)의 소스단자와 접지측 사이에 다수개 저항(R15, R16, R17, R18, R19)들이 병렬 접속되고, 그 접속점에 직렬 연결된 저항(R8)이 직렬 연결되며, 저항 R8로부터 MOSFET(Q1)에 흐르는 전류정보를 수집한다. PFC IC(U1)는 위와 같은 회로구성을 통해 수집된 정보들을 연산하여 MOSFET(Q1)의 게이트 구동신호를 발생시킨다. 즉, PFC IC(U1)는 MOSFET(Q1)의 드라이브 전압을 제어하여 입력전원의 역률을 개선하고, 인덕터(L2)에 공급되는 전원을 단속하여 입력전압을 승압하는 역할을 한다.More specifically, the PFC IC U1 supplies starting power from a plurality of resistors R1, R2, and R3 connected in parallel to the output terminal of the rectifier 12 and a zener diode D3 connected in series to the resistors. Receive. It is driven by the constant voltage supplied from the auxiliary power supply 28 to be described later. The PFC IC U1 collects input voltage information, current information flowing through the inductor L2, output voltage information, and current information flowing through the MOSFET Q1. Each piece of information is provided to the input terminal side of the PFC IC U1 through the following circuit configuration. As shown, a voltage divider circuit formed by connecting a plurality of resistors R4, R5, R6, and R7 to both ends of the output terminal of the rectifier 12 is connected to pin 3 of the PFC IC U1. Input voltage information is collected from this voltage divider circuit. Pin 7 of the PFC IC U1 is connected to a first auxiliary winding L2-1 of the inductor L2 and a resistor R9 connected in series with the first auxiliary winding L2-1, and a PFC IC ( U1 collects current information flowing through the inductor L2 from the first auxiliary winding L2-1 of the inductor L2. Pin 1 of the PFC IC U1 is connected to a voltage divider circuit formed by connecting a plurality of resistors R11, R12, R13, and R14 across the output terminal of the power factor circuit section 14, and the PFC IC U1 is connected from the voltage divider circuit. Collect output voltage information. On pin 4 of the PFC IC U1, a plurality of resistors R15, R16, R17, R18, R19 are connected in parallel between the source terminal of the MOSFET Q1 and the ground side, and a resistor R8 connected in series with the connection point is provided. It is connected in series and collects the current information flowing through the MOSFET (Q1) from the resistor R8. The PFC IC U1 generates the gate driving signal of the MOSFET Q1 by calculating the collected information through the above circuit configuration. In other words, the PFC IC U1 controls the drive voltage of the MOSFET Q1 to improve the power factor of the input power, and to boost the input voltage by intermittent the power supplied to the inductor L2.

상기 보조전원부(28)는 상기 인덕터(L2)의 제2보조권선(L2-2)에 유기되는 전압을 평활시켜, 역률회로부의 PFC IC(U1) 및 후술되는 주파수 제어부(18)의 주파수 제어 IC(U2)의 구동전원을 발생시키는 회로이다. 보조전원부(28)는 인덕터(L2)의 제2보조권선(L2-2)에 직렬 접속되는 인덕터(L3) 및 병렬 접속되는 커패시터(C9)로 이루어진 평활회로부를 포함한다. 인덕터(L3)와 커패시터(C9)는 인덕터(L2)의 제2보조권선(L2-2)에 인가되는 보조전원을 평활하는 역할을 한다. 또한, 커패시터(C9)의 후단에는 정전압 발생을 위한 제너다이오드(D5)와 트랜지스터(Q2)를 조합한 선형전압조정기(Linear Voltage Regulator)가 연결되어, 각 IC(U1, U2)에 안정적인 전원을 공급하도록 한다.The auxiliary power supply 28 smoothes the voltage induced in the second auxiliary winding L2-2 of the inductor L2, thereby controlling the PFC IC U1 of the power factor circuit unit and the frequency control IC of the frequency control unit 18 described later. This circuit generates the driving power source (U2). The auxiliary power supply 28 includes a smoothing circuit part including an inductor L3 connected in series to the second auxiliary winding L2-2 of the inductor L2 and a capacitor C9 connected in parallel. The inductor L3 and the capacitor C9 smooth the auxiliary power applied to the second auxiliary winding L2-2 of the inductor L2. In addition, a linear voltage regulator combining a zener diode D5 and a transistor Q2 for generating a constant voltage is connected to a rear end of the capacitor C9 to supply stable power to each of the ICs U1 and U2. Do it.

도 4는 본 발명에서 인버터부 및 주파수 제어부의 구성을 보인 회로도이다. 이를 참조하면, 인버터부(16)는 반브리지(Half Bridge) 구조를 가지며, 주파수 제어부(18)에서 발생되는 스위칭 주파수에 의해 상호 180도의 위상차로 스위칭되는 한 쌍의 스위칭소자(Q11, Q12)를 포함하여 구성된다. 바람직하게, 한 쌍의 스위칭소자(Q11, Q12)는 MOSFET이다. 각각의 MOSFET(Q11, Q12)에는 직류 분압을 위해 병렬로 커패시터(C14, C15)가 접속된다. 또한, 각각의 MOSFET(Q11, Q12) 내부에는 영전압 스위칭(Zero Voltage Switching)을 위해, 역방향 다이오드(Body Diode)가 설치된다. 이 역방향 다이오드(Body Diode)는 후술되는 고전압 발생부(22)의 공진인덕터(L5)에 흐르는 전류에 의해 턴온되어 각 MOSFET(Q11, Q12)이 턴온될 때 발생할 수 있는 스위칭 손실을 없애는 역할을 한다. MOSFET는 고전류에 매우 취약한 특성을 가지며, 인버터부(16)의 MOSFET(Q11, Q12) 중 어느 하나에 이상이 발생될 경우, 본 발명의 구동장치는 치명적인 고장이 발생될 수 있다. 따라서, 본 발명에서는 각각의 MOSFET(Q11, Q12)를 이상전류로부터 보호하기 위하여, 도시된 바와 같이 MOSFET(Q11, Q12) 각각의 게이트단자와 소스단자 사이에 보호저항(R27, R28)을 설치한다.4 is a circuit diagram showing the configuration of the inverter unit and the frequency control unit in the present invention. Referring to this, the inverter unit 16 has a half bridge structure, and the pair of switching elements Q11 and Q12 switched at 180 degrees out of phase by the switching frequency generated by the frequency control unit 18. It is configured to include. Preferably, the pair of switching elements Q11 and Q12 are MOSFETs. Capacitors C14 and C15 are connected in parallel to each of the MOSFETs Q11 and Q12 for DC voltage divider. In addition, inside of each of the MOSFETs Q11 and Q12, a reverse diode is installed for zero voltage switching. The reverse diode (Body Diode) is turned on by the current flowing through the resonant inductor (L5) of the high voltage generator 22 to be described later serves to eliminate the switching loss that can occur when each MOSFET (Q11, Q12) is turned on. . The MOSFET has a property that is very vulnerable to high current, and when an abnormality occurs in any one of the MOSFETs Q11 and Q12 of the inverter unit 16, the drive device of the present invention may cause a fatal failure. Therefore, in the present invention, in order to protect the respective MOSFETs Q11 and Q12 from an abnormal current, protection resistors R27 and R28 are provided between the gate terminal and the source terminal of each of the MOSFETs Q11 and Q12 as shown. .

상기 주파수 제어부(18)는 인버터부(16)의 MOSFET(Q11, Q12)를 교번으로 스위칭하기 위한 스위칭 주파수를 발생시키는 주파수 제어 IC(U2)를 포함한다. 주파수 제어 IC(U2)의 입력단자에는 역률회로부(14)의 출력단과의 사이에 저항(R21, R22)과 커패시터(C13)가 연결되며, 주파수 제어 IC(U2)는 이 저항(R12, R22)과 커패시터(C13)의 일정한 시정수에 의해 발진주파수를 생성한다. 주파수 제어 IC(U2)는 발진주파수로부터 180도 위상차를 가지며 펄스폭비(Duty ratio)가 50%인 두 개의 구형파 신호를 발생시킨다. 이 두 개의 구형파 신호는 각기 MOSFET Q1과 MOSFET Q2에 공급된다.The frequency control unit 18 includes a frequency control IC U2 for generating a switching frequency for alternately switching the MOSFETs Q11 and Q12 of the inverter unit 16. A resistor R21, R22 and a capacitor C13 are connected to an input terminal of the frequency control IC U2 between the output terminal of the power factor circuit section 14, and the frequency control IC U2 has these resistors R12, R22. The oscillation frequency is generated by the constant time constant of the capacitor C13. The frequency control IC U2 generates two square wave signals having a phase difference of 180 degrees from the oscillation frequency and having a pulse ratio of 50%. These two square wave signals are fed to MOSFET Q1 and MOSFET Q2, respectively.

본 발명의 주파수 제어부(18)는 종래 발진용 인덕터를 사용하던 방식과 달리, 주파수 제어 IC(U2)를 이용하여 고정 주파수 제어와 가변 주파수 제어를 선택적으로 구현할 수 있도록 한다. 우선, 주파수 제어 IC(U2)의 입력단자에 연결된 가변저항(R21)을 조정하여 고정된 발진주파수를 설정할 수 있다. 또한, 주파수 제어 IC(U2)의 입력단자에는 광결합기(Photocoupler, PC)를 매개로 하여 밝기조절수단(24)이 더 연결될 수 있다. 일예로서, 밝기조절수단(24)은 외부의 수동 조작 가능한 볼륨스위치일 수 있다. 다른 예로서, 밝기조절수단(24)은 주변 조도를 감지하는 포토센서일 수 있다. 주파수 제어 IC(U2)의 입력단자에는 광결합기(PC)의 연결을 선택적으로 스위칭하는 스위치(SW1)가 설치된다. 따라서, 스위치(SW1)를 조작하여 주파수 제어부(18)는 RC 시정수에 의한 고정 주파수 제어와 밝기조절수단(24)에 의한 가변 주파수 제어를 선택하여, 인버터부(16)의 MOSFET(Q11, Q12)에 인가되는 스위칭 주파수를 제어할 수 있다. 한편, 외부의 밝기조절수단(24)이 광결합기(PC) 를 매개로 주파수 제어 IC(U2)에 연결됨에 따라 외부 신호와 전기적으로 절연하고, 외부 신호로부터 발생될 수 있는 노이즈를 제거할 수 있다. The frequency control unit 18 of the present invention enables the fixed frequency control and the variable frequency control to be selectively implemented using the frequency control IC U2, unlike the conventional oscillation inductor. First, a fixed oscillation frequency may be set by adjusting the variable resistor R21 connected to the input terminal of the frequency control IC U2. In addition, the brightness control means 24 may be further connected to the input terminal of the frequency control IC U2 via a photocoupler PC. As an example, the brightness adjusting means 24 may be an external manually operable volume switch. As another example, the brightness adjusting means 24 may be a photosensor for detecting the ambient illumination. An input terminal of the frequency control IC U2 is provided with a switch SW1 for selectively switching the connection of the optical coupler PC. Therefore, by operating the switch SW1, the frequency control unit 18 selects the fixed frequency control by the RC time constant and the variable frequency control by the brightness adjusting means 24, so that the MOSFETs Q11 and Q12 of the inverter unit 16 are selected. ) Can control the switching frequency. On the other hand, as the external brightness control means 24 is connected to the frequency control IC (U2) via the optical coupler (PC) electrically isolated from the external signal, it is possible to remove noise that may be generated from the external signal. .

도 5는 본 발명에서 고전압 발생부의 구성을 보인 회로도이다. 이를 참조하면, 상기 고전압 발생부(22)는 인버터부(16)에서 생성된 고주파 교류전압을 CCFFL(20)에 공급하는 것이다. 본 발명의 고전압 발생부(22)는 종래 CCFL 구동장치에서 두 개의 고압 변압기를 이용하고, 변압기 내부의 누설 인덕턴스(Leakage Inductance)를 이용하여 구형파 전압을 정현파 전압으로 변환하던 것과 달리, 단일의 고압 변압기(TR1)를 사용하여 변압기 손실을 저감하며, 공진인덕터(Resonance Inductor)를 채용하여 CCFFL(20) 구동을 위한 최대전력 전달점을 설정한다.5 is a circuit diagram illustrating a configuration of a high voltage generator in the present invention. Referring to this, the high voltage generator 22 supplies the high frequency AC voltage generated by the inverter unit 16 to the CCFFL 20. The high voltage generator 22 of the present invention uses a single high voltage transformer in a conventional CCFL driving apparatus, and converts a square wave voltage into a sinusoidal voltage using a leakage inductance inside the transformer. The transformer loss is reduced by using TR1, and a maximum power transfer point for driving the CCFFL 20 is set by employing a resonance inductor.

도 5에 도시된 바와 같이, 고전압 발생부(22)는 공진인덕터(L5)와, 공진인덕터(L5)에서 변환된 정현파 전압을 고압으로 승압하는 승압회로부(22a)로 구성된다. 승압회로부(22a)는 하나의 고압 변압기(TR1)과 두 개의 커패시터(C21, C22)로 구성되며, 고압 변압기(TR1)의 1차측 권선은 공진인덕터(L5)와 직렬 연결되고, 고압 변압기(TR1)의 2차측 권선은 두 개의 커패시터(C21, C22)와 병렬 공진회로를 구성하여 CCFFL(20)에 연결된다.As shown in FIG. 5, the high voltage generator 22 includes a resonant inductor L5 and a booster circuit part 22a that boosts the sinusoidal voltage converted by the resonant inductor L5 to a high voltage. The booster circuit unit 22a includes one high voltage transformer TR1 and two capacitors C21 and C22. The primary winding of the high voltage transformer TR1 is connected in series with the resonant inductor L5 and the high voltage transformer TR1. The secondary winding of) forms a parallel resonant circuit with two capacitors C21 and C22 and is connected to CCFFL 20.

고전압 발생부(22)의 공진인덕터(L5)는 본 발명의 구동장치의 이상상태 신호 검출을 위한 제1보조권선(L5-1)을 포함하며, 공진인덕터(L5)의 제1보조권선(L5-1)에는 보호회로부(26)가 더 연결될 수 있다.The resonant inductor L5 of the high voltage generator 22 includes a first auxiliary winding L5-1 for detecting an abnormal state signal of the driving apparatus of the present invention, and a first auxiliary winding L5 of the resonance inductor L5. -1) may further be connected to the protection circuit (26).

도 6은 본 발명에서 보호회로부의 구성을 보인 회로도이다. 이를 참조하면, 보호회로부(26)는 고전압 발생부(22)의 공진인덕터 보조권선(L5-1)으로부터 공진인 덕터(L5)에 흐르는 전류를 검출하고, 검출된 전류가 설정치 이상으로 올라가면 역률회로부(14) 및 주파수 제어부(18)의 작동을 차단하는 역할을 한다. 따라서, CCFFL(20)의 개방 또는 소손에 따른 이상전류 발생시 본 발명의 구동장치 고장 및 화재와 같은 2차 사고를 방지한다.6 is a circuit diagram showing the configuration of the protection circuit in the present invention. Referring to this, the protection circuit unit 26 detects a current flowing from the resonant inductor auxiliary winding L5-1 of the high voltage generator 22 to the resonant duct L5, and when the detected current rises above the set value, the power factor circuit unit (14) and the frequency control unit 18 serves to block the operation. Therefore, when an abnormal current occurs due to the opening or burning of the CCFFL 20, secondary accidents such as a failure and a fire of the driving apparatus of the present invention are prevented.

도 6을 참조하면, 보호회로부(26)는 공진인덕터 보조권선(L5-1)에 유기되는 이상신호를 검출하는 이상신호 검출부(26a)와, 검출된 이상신호를 설정치와 비교하여 이상 여부를 판단하는 비교부(26b)와, 비교부(26b)에서 이상신호임이 판단되면 역률회로부(14) 및 주파수 제어부(18)에 공급되는 전원을 차단하는 처리부(26c)로 구성된다.Referring to FIG. 6, the protection circuit unit 26 determines an abnormality by comparing the abnormal signal detection unit 26a for detecting an abnormal signal induced by the resonance inductor auxiliary winding L5-1 with the detected abnormal signal with a set value. The comparator 26b and the processor 26c which cut off the power supplied to the power factor circuit 14 and the frequency controller 18 when it is determined that the comparator 26b is an abnormal signal.

상기 비교부(26b)는 공진인덕터 보조권선(L5-1) 일측에 역바이어스 연결된 제너다이오드(D31)를 포함한다. 상기 이상신호 검출부(26a)는 제너다이오드(D31) 전단에 설치되는 것으로서, 공진인덕터 보조권선(L5-1)에 유기되는 교류 성분의 신호를 직류 성분의 신호로 변환하는 다이오드(D32) 및 커패시터(C34)와, 상기 제너다이오드(D31)의 동작 기준전위를 만들기 위한 저항(R33, R34)들의 분압회로로 구성된다. 상기 처리부(26c)는 제너다이오드(D31)가 항복될 때 역률회로부(14)의 PFC IC(U1) 및 주파수 제어부(18)의 주파수 제어 IC(U2)에 공급되는 구동전원을 접지측으로 바이패스되도록 스위칭하는 것이다. 바람직하게, 처리부(26c)는 2단 트랜지스터(Q31, Q32) 및 저항(R31, R32)과 커패시터(C31, C32)의 조합으로 구성된다. 처리부(26c)는 종래 보호회로에서 주로 이용되던 SCR에 비해 유지전류(Holding Current) 손실을 크게 저감시킨다.The comparison unit 26b includes a zener diode D31 reversely biased to one side of the resonant inductor auxiliary winding L5-1. The abnormal signal detection unit 26a is installed in front of the zener diode D31, and converts a signal of an AC component induced in the resonant inductor auxiliary winding L5-1 into a signal of a DC component and a capacitor ( C34) and a voltage divider circuit of resistors R33 and R34 for making an operation reference potential of the zener diode D31. The processor 26c bypasses the driving power supplied to the PFC IC U1 of the power factor circuit unit 14 and the frequency control IC U2 of the frequency controller 18 when the zener diode D31 is surrendered to the ground side. To switch. Preferably, the processing section 26c is composed of two-stage transistors Q31 and Q32 and a combination of resistors R31 and R32 and capacitors C31 and C32. The processing unit 26c greatly reduces the holding current loss compared to the SCR mainly used in the conventional protection circuit.

도 7은 본 발명에 따른 인버터부 및 고전압 발생부의 각 부 동작파형도이다. 도 7에 도시된 각 파형은 순차로 인버터부(16)의 각 MOSFET Q11 및 Q12의 게이트단자와 소스단자 사이에 인가되는 게이트 구동파형 Vgs1 및 Vgs2, 인버터부(16)의 각 MOSFET Q11 및 Q12의 게이트 구동신호에 따른 MOSFET Q11 및 Q12의 드레인단자와 소스단자 양단간 전압 Vds1 및 Vds2, 인버터부(16)의 출력 전압파형 Vuv이며, 인버터부(16)의 출력 전압파형에 점선으로 도시된 파형은 고전압 발생부(22)의 공진인덕터(L5)에 흐르는 전류파형 iL이다.7 is an operation waveform diagram of each part of the inverter unit and the high voltage generation unit according to the present invention. Each waveform shown in FIG. 7 is sequentially formed by the gate driving waveforms Vgs1 and Vgs2 applied between the gate terminals and the source terminals of the respective MOSFETs Q11 and Q12 of the inverter unit 16, and the MOSFETs Q11 and Q12 of the inverter unit 16. The voltages Vds1 and Vds2 between the drain and source terminals of the MOSFETs Q11 and Q12 according to the gate driving signal are output voltage waveforms Vuv of the inverter unit 16, and the waveforms shown by dotted lines on the output voltage waveforms of the inverter unit 16 are high voltages. It is a current waveform iL flowing through the resonant inductor L5 of the generator 22.

설명의 편의를 위하여, 각 동작파형의 시점들을 t0~t6으로 쪼개고, 각 시점 사이의 동작모드를 mode1~mode6으로 구분하여 설명한다.For convenience of explanation, the time points of each operation waveform are divided into t0 to t6, and the operation mode between each time point is divided into modes 1 to mode 6 and described.

도 9의 각부 동작 파형도에서 mode1의 시점 t0에서 MOSFET Q11이 턴온되며, 공진인덕터(L5) 전류 iL은 MOSFET Q12를 통해서 음 방향으로 mode1 구간 동안 흐른다. mode2의 시점 t1에서 MOSFET Q12가 턴오프되면, 공진인덕터(L5) 전류 iL에 의하여 MOSFET Q12의 커패시터가 충전되어 Tc 구간 동안 MOSFET Q12의 드레인단자와 소스단자 양단간 전압 Vds2는 Vs/2만큼 상승한다. 또한, 이미 턴오프 된 MOSFET Q11 내부에 설치되어 있는 역방향 다이오드(Body Diode)는 공진인덕터(L5) 전류 iL에 의해 턴온되고, MOSFET Q11의 드레인단자와 소스단자 양단간 전압 Vds1은 Vs/2에서 기준전압(0V)으로 Tc 구간 동안 감소하게 된다.In the operating waveform diagram of FIG. 9, MOSFET Q11 is turned on at time t0 of mode1, and resonant inductor L5 current iL flows through MOSFET Q12 in the negative direction during mode1 interval. When the MOSFET Q12 is turned off at the time t1 of the mode2, the capacitor of the MOSFET Q12 is charged by the resonant inductor L5 current iL, and the voltage Vds2 between the drain terminal and the source terminal of the MOSFET Q12 increases by Vs / 2 during the Tc period. In addition, the reverse diode (Body Diode) installed inside the MOSFET Q11 that is already turned off is turned on by the resonant inductor (L5) current iL, and the voltage Vds1 between the drain terminal and the source terminal of the MOSFET Q11 is the reference voltage at Vs / 2. (0V) decreases during the Tc period.

앞서 설명한 바와 같이, 공진인덕터(L5) 전류 iL에 의해 MOSFET Q11의 드레인단자와 소스단자 양단간 전압 Vds1을 0V로 만들 수 있으므로, 즉, 공진인덕터(L5) 전류 iL에 의해 MOSFET Q11의 내부에 설치되어 있는 역방향 다이오드(Body Diode)가 켜져 있는 mode2에서부터 mode3까지의 구간동안 MOSFET Q11의 게이트단자와 소스단자 사이에 게이트 구동신호를 인가하여 MOSFET Q11을 턴온시켜 줌으로써, MOSFET이 턴온될 때 발생하는 스위칭 손실을 억제하여 영전압 스위칭을 달성하게 한다. 그리고 MOSFET Q12는 mode4에서부터 mode6 구간 동안 위와 동일한 과정으로 진행된다.As described above, since the voltage Vds1 between the drain terminal and the source terminal of the MOSFET Q11 can be made 0V by the resonant inductor L5 current iL, that is, the resonant inductor L5 is provided inside the MOSFET Q11 by the current iL. Switching losses that occur when the MOSFET is turned on by applying a gate drive signal between the gate terminal and the source terminal of the MOSFET Q11 during the period from mode2 to mode3 where the body diode is turned on to turn on the MOSFET Q11. Suppresses zero voltage switching. MOSFET Q12 proceeds in the same manner as above during mode4 to mode6.

또한, 각각의 MOSFET(Q11, Q12)가 동시에 켜지는 것을 방지하기 위해 일정한 지연시간 Td를 확보하였다. 그러나 필요 이상의 지연시간은 인버터 회로에서 손실로 작용하므로, MOSFET(Q11, Q12) 내부 캐패시터가 충전에 필요한 시간 Tc를 충분히 고려하여 최소한의 시간으로 설정하게 한다.In addition, in order to prevent the respective MOSFETs Q11 and Q12 from being turned on at the same time, a constant delay time Td is ensured. However, more delay than necessary will be a loss in the inverter circuit, allowing the internal capacitors of the MOSFETs Q11 and Q12 to be set to a minimum time, taking into account the time Tc required for charging.

전술한 바와 같은 본 발명의 냉음극 평면형 형광램프용 구동장치는 CCFFL(20)의 안정적인 점등을 위해 특화된 구동장치로서, 본 발명의 각 구성품은 다음과 같은 특징을 갖는다.The driving device for the cold cathode planar fluorescent lamp of the present invention as described above is a driving device specialized for stable lighting of the CCFFL 20, and each component of the present invention has the following characteristics.

본 발명의 역률회로부(14)는 입력전원의 역률을 개선하고 CCFFL(20)의 점등을 위한 고압 직류전압을 발생시키기 위해 승압 변환기(Boost Converter) 구조로 이루어진다. 역률회로부(14)는 능동집적회로인 PFC IC(U1)를 이용하여 스위칭소자(Q1)을 스위칭 구동하며, 스위칭소자(Q1)에 의해 인덕터(L2)에 인가되는 전원을 단속함으로써, 역률 개선과 함께 정류부(12)의 출력을 고압의 직류 전압으로 승압한다. 따라서, 고역률의 CCFFL용 구동장치를 제공할 수 있게 된다.The power factor circuit unit 14 of the present invention has a boost converter structure for improving a power factor of an input power source and generating a high voltage DC voltage for turning on the CCFFL 20. The power factor circuit unit 14 switches and drives the switching element Q1 using the PFC IC U1 which is an active integrated circuit, and interrupts the power applied to the inductor L2 by the switching element Q1, thereby improving the power factor. At the same time, the output of the rectifier 12 is boosted to a high-voltage DC voltage. Therefore, it is possible to provide a driving device for CCFFL having a high power factor.

본 발명의 인버터부(16)는 반브리지 구조를 가지며, 역방향 다이오드를 내장한 MOSFET(Q11, Q12)을 이용하여 영전압 스위칭을 달성한다. 따라서, 고압의 입력 전원을 스위칭함에 따라 발생될 수 있는 스위칭 손실을 최소화한다. 또한, 고압의 입력전원을 스위칭함에 따라 MOSFET(Q11, Q12)의 손상이 발생될 수 있으므로, MOSFET(Q11, Q12)의 보호를 위해 각 MOSFET(Q11, Q12)의 게이트단자와 소스단자 사이에 보호저항을 설치한다.The inverter section 16 of the present invention has a half-bridge structure and achieves zero voltage switching by using MOSFETs Q11 and Q12 incorporating a reverse diode. Thus, switching losses that can be generated by switching high voltage input power are minimized. In addition, damage to the MOSFETs Q11 and Q12 may occur when switching the high-voltage input power, so that the protection between the gate terminal and the source terminal of each of the MOSFETs Q11 and Q12 is performed to protect the MOSFETs Q11 and Q12. Install a resistor.

본 발명의 주파수 제어부(18)는 인버터부(16)의 각 MOSFET(Q11, Q12) 게이트단자에 180도의 위상차를 갖는 구형파 신호를 공급하는 것으로서, 본 발명에서는 종래 구동장치에서 발진자를 이용하여 인버터의 스위칭신호를 제공하던 것과 달리, 주파수 제어 IC(U2)를 이용하여 MOSFET(Q11, Q12)의 스위칭 주파수를 제어함으로써, RC 시정수에 의한 고정 주파수 방식의 제어와 외부의 밝기조절수단(24)에 의간 가변 주파수 방식의 제어를 선택적으로 수행할 수 있다. 이때, 외부의 밝기조절수단(24)은 광결합기(PC)를 매개로 주파수 제어 IC(U2)의 입력단자에 연결됨으로써, 외부 신호에 의한 노이즈를 억제한 상태에서 CCFFL(20)의 디밍 제어를 실현할 수 있다.The frequency control unit 18 of the present invention supplies a square wave signal having a phase difference of 180 degrees to the gate terminals of the MOSFETs Q11 and Q12 of the inverter unit 16. Unlike providing a switching signal, by using the frequency control IC (U2) to control the switching frequency of the MOSFET (Q11, Q12), to control the fixed frequency system by RC time constant and to the external brightness control means 24 It is possible to selectively perform the control of the variable frequency method. At this time, the external brightness control means 24 is connected to the input terminal of the frequency control IC (U2) via the optical coupler (PC), thereby controlling the dimming control of the CCFFL 20 in the state of suppressing the noise by the external signal It can be realized.

본 발명의 고전압 발생부(22)는 공진인덕터(L5)를 이용하여 구형파 형태의 전압을 정현파 전압으로 변환하며, CCFFL(20)의 점등을 위해서는 단일의 고압 변압기(TR1)를 이용한다. 따라서, 종래 두 개의 고압 변압기를 이용하던 방식에 비해 변압기 손실을 크게 저감하며, 인버터 효율을 크게 개선시킬 수 있는 장점이 있다.The high voltage generator 22 of the present invention converts a square wave voltage into a sine wave voltage using a resonant inductor L5, and uses a single high voltage transformer TR1 to turn on the CCFFL 20. Therefore, the transformer loss is greatly reduced, and the inverter efficiency is greatly improved as compared with the conventional method using two high voltage transformers.

본 발명의 보호회로부(26)는 CCFFL(20)의 출력을 검출하는 방식이 아닌, 공진인덕터(L5)의 보조권선(L5-1)으로 공진인덕터(L5)에 흐르는 이상전류를 검출하는 방식을 이용한다. 따라서, CCFFL(20)의 구동에 간섭을 주지 않으면서, 초기 램프 점등 실패 및 부하측 이상전류를 검출하며, 인버터부(16)의 MOSFET(Q11, Q12)뿐만 아니라, 역률회로부(14)의 MOSFET(Q1)을 포함한 회로 전체 구성품을 보호하도록 작동한다. 바람직하게는, 보호회로부(26)는 이상전류 검출시, 역률회로부(14)의 PFC IC(U1)와 주파수 제어부(18)의 주파수 제어 IC(U2)에 공급되는 구동전원을 접지측으로 바이패스 시킴으로써, 구동장치 전체 회로를 보다 안전하게 보호하도록 구성된다.The protection circuit unit 26 of the present invention detects the abnormal current flowing through the resonant inductor L5 by the auxiliary winding L5-1 of the resonant inductor L5 rather than the method of detecting the output of the CCFFL 20. I use it. Accordingly, the initial lamp lighting failure and the load side abnormal current are detected without interfering with the driving of the CCFFL 20, and the MOSFETs of the power factor circuit section 14 as well as the MOSFETs Q11 and Q12 of the inverter section 16 are detected. It works to protect the entire circuit component, including Q1). Preferably, the protection circuit unit 26 bypasses the drive power supplied to the PFC IC U1 of the power factor circuit unit 14 and the frequency control IC U2 of the frequency control unit 18 to the ground side when detecting the abnormal current. It is configured to more securely protect the entire drive system.

나아가서, 본 발명의 CCFFL용 구동장치는 다수의 능동집적회로를 이용함으로써, 제품의 소형, 경량 설계를 가능하게 하며, 이는 CCFFL에 구동장치를 일체로 설계할 수 있도록 하는 장점을 갖는다.Furthermore, the drive device for the CCFFL of the present invention enables a compact and lightweight design of a product by using a plurality of active integrated circuits, which has the advantage of allowing the drive device to be integrally designed in the CCFFL.

이상 설명한 본 발명은 CCFFL을 구동하기 위한 CCFFL 전용 구동장치로서, 본 발명에 의해 구동되는 CCFFL은 LCD의 백라이트유닛 또는 독립 조명장치 등 다양한 조명장치 분야에서 사용될 수 있음은 자명할 것이다. 또한, 본 발명의 CCFFL용 구동장치는 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 CCFFL의 용도에 따라 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.The present invention described above is a CCFFL dedicated driving device for driving the CCFFL, it will be apparent that the CCFFL driven by the present invention can be used in various lighting device fields such as a backlight unit or an independent lighting device of the LCD. In addition, the driving apparatus for the CCFFL of the present invention is not limited to the above-described embodiment and the accompanying drawings, and various substitutions, modifications, and changes are possible depending on the use of the CCFFL without departing from the technical spirit of the present invention. It will be apparent to those skilled in the art to which the present invention pertains.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 냉음극 평면형 형광램프용 구동 장치는 주파수 제어부에서 PFC IC를 이용하여 고정 주파수 제어와 가변 주파수 제어를 선택적으로 실시하도록 하며, 광결합기를 매개로 외부의 밝기조절수단을 연결하여 외부의 신호와 전기적으로 절연된 상태에서 램프의 디밍제어를 실시할 수 있는 효과를 갖는다.As described above, the cold cathode planar fluorescent lamp driving apparatus according to the present invention allows the frequency controller to selectively perform fixed frequency control and variable frequency control by using a PFC IC, and adjusts the external brightness through an optical coupler. By connecting the means, it is possible to effect dimming control of the lamp in an electrically insulated state from an external signal.

또한, 본 발명에 따르면, 다수의 능동집적회로를 이용함으로써, 제품의 소형, 경량 설계를 가능하게 하며, CCFFL에 구동장치를 일체로 설계할 수 있도록 하는 효과를 갖는다.In addition, according to the present invention, by using a plurality of active integrated circuit, it is possible to design a compact, lightweight design of the product, and has the effect of being able to design the drive unit integrally to the CCFFL.

Claims (4)

교류 입력전원으로부터 서지를 제거하고 노이즈를 필터링하는 필터부;A filter unit for removing surges from the AC input power and filtering noise; 상기 필터부를 통해 입력되는 교류전원을 직류전원으로 정류하는 정류부;A rectifier for rectifying the AC power input through the filter unit into a DC power source; 상기 정류부에서 출력되는 정류전원의 역률을 개선하고 입력전압을 승압하는 역률회로부;A power factor circuit unit for improving a power factor of the rectified power output from the rectifier and boosting an input voltage; 상기 역률회로부에서 출력되는 직류전압을 구형파 형태의 고주파 교류전압으로 발진시키는 인버터부;An inverter unit for oscillating the DC voltage output from the power factor circuit unit into a high frequency AC voltage having a square wave shape; 상기 인버터부에 구비된 스위칭소자의 발진주파수를 제어하는 주파수 제어부; 및A frequency control unit controlling an oscillation frequency of the switching element provided in the inverter unit; And 상기 인버터부에서 출력되는 구형파 교류전압을 정현파 교류전압으로 승압하여 냉음극 평면형 형광램프의 구동전압을 발생시키는 고전압 발생부를 포함하며,And a high voltage generator for generating a driving voltage of a cold cathode planar fluorescent lamp by boosting a square wave AC voltage output from the inverter unit to a sine wave AC voltage. 상기 인버터부는 주파수 제어부에서 발생된 구형파 신호에 의해 상호 교번으로 스위칭되는 한 쌍의 스위칭소자를 구비하고, 상기 주파수 제어부는 상기 각 스위칭소자 게이트단자에 상호 180도의 위상차를 갖는 구형파 신호를 출력하는 주파수 제어 IC와, 상기 역률회로부의 출력단과 상기 주파수 제어 IC의 입력단 사이에 연결되어 상기 주파수 제어 IC의 발진주파수 설정을 위한 RC 시정수를 생성하는 저항 및 커패시터를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 냉음극 평면형 형광램프용 구동장치.The inverter unit includes a pair of switching elements that are alternately switched by square wave signals generated by a frequency control unit, and the frequency control unit outputs a square wave signal having a phase difference of 180 degrees to each of the switching element gate terminals. And a resistor and a capacitor connected between an IC and an output terminal of the power factor circuit unit and an input terminal of the frequency control IC to generate an RC time constant for setting the oscillation frequency of the frequency control IC. Drive for lamps. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 주파수 제어 IC의 입력단에는 고정된 발진주파수의 설정을 위해 가변저항이 직렬 연결된 것을 특징으로 하는 냉음극 평면형 형광램프용 구동장치.And a variable resistor is connected in series to the input terminal of the frequency control IC for setting a fixed oscillation frequency. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 주파수 제어 IC의 입력단에는 광결합기를 매개로 하여 밝기조절수단이 더 연결되는 것을 특징으로 하는 냉음극 평면형 형광램프용 구동장치.Driving device for a cold cathode planar fluorescent lamp, characterized in that the brightness control means is further connected to the input terminal of the frequency control IC via an optical coupler. 제 3항에 있어서,The method of claim 3, wherein 상기 주파수 제어 IC의 입력단에는 광결합기의 연결을 선택적으로 스위칭하는 스위치가 연결되는 것을 특징으로 하는 냉음극 평면형 형광램프용 구동장치.A drive device for a cold cathode planar fluorescent lamp, characterized in that a switch for selectively switching the connection of the optical coupler is connected to the input terminal of the frequency control IC.
KR1020070045091A 2007-05-09 2007-05-09 Driving apparatus for Cold Cathode Flat Fluorescent Lamp KR100886664B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020070045091A KR100886664B1 (en) 2007-05-09 2007-05-09 Driving apparatus for Cold Cathode Flat Fluorescent Lamp

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020070045091A KR100886664B1 (en) 2007-05-09 2007-05-09 Driving apparatus for Cold Cathode Flat Fluorescent Lamp

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20080099493A true KR20080099493A (en) 2008-11-13
KR100886664B1 KR100886664B1 (en) 2009-03-04

Family

ID=40286458

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020070045091A KR100886664B1 (en) 2007-05-09 2007-05-09 Driving apparatus for Cold Cathode Flat Fluorescent Lamp

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100886664B1 (en)

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100216975B1 (en) * 1996-10-30 1999-09-01 전주범 Illumination control method for inverter stand
KR20000012429A (en) * 1999-12-03 2000-03-06 김중성 Electronic ballast for gas discharge lamp and operating method

Also Published As

Publication number Publication date
KR100886664B1 (en) 2009-03-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7075251B2 (en) Universal platform for phase dimming discharge lighting ballast and lamp
EP2490511B1 (en) Electronic ballast
TWI317117B (en)
US6495971B1 (en) High intensity discharge lamp ballast
US8427064B2 (en) Electronic ballast circuit for fluorescent lamps
US5917290A (en) Parallel-storage series-drive electronic ballast
KR20010029491A (en) Electronic ballast
KR19990083245A (en) Discharge lamp lighting equipment and illuminating apparatus
US8004214B2 (en) Fluorescent tube power supply and backlight
JP4354803B2 (en) Ballast for driving discharge lamp
KR100886663B1 (en) Driving apparatus for Cold Cathode Flat Fluorescent Lamp
KR100906452B1 (en) Driving apparatus for Cold Cathode Flat Fluorescent Lamp
KR100639483B1 (en) electrodeless discharge lamp electric source apparatus
KR100886664B1 (en) Driving apparatus for Cold Cathode Flat Fluorescent Lamp
US20060017401A1 (en) Dimming control techniques using self-excited gate circuits
KR101005557B1 (en) A electronic ballast for cold cathode fluorescent lamps
KR100716562B1 (en) Electronic stabilizer for the use of high pressure discharge lamp
JP4014577B2 (en) Electrodeless discharge lamp power supply
Chang et al. A novel design of U-shaped CCFL in T8 tube to replace traditional fluorescent lamp
Chang et al. Development of lighting source with CCFL in T8-tube
CN1802062B (en) High strength electronic amperite of gas-discharge lamp
TWI446835B (en) Resonant capacitor adjusting element and current preheating ballast using the same
KR100431077B1 (en) Driving circuit for high intensity discharge lamp
JPH09131066A (en) Inverter unit, and lighting system using the same
KR101905305B1 (en) An Apparatus For Lighting Cold Cathode Fluorescent Lamps

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
LAPS Lapse due to unpaid annual fee