KR20110130988A - 램프의 구동 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 복수 개의 램프 스트링, 복수 개의 램프 스트링 각각에서 출력되는 전류를 인가받고, 인가된 전류에 따라 램프 스트링의 구동을 제어하고, 인가된 전류를 이용하여 소정 레벨의 전압을 출력하는 드라이버부 및 드라이버부에서 출력되는 전압의 레벨에 따라 구동 전원을 가변시켜 복수의 램프 스트링으로 공급하는 전원 공급부를 포함하는 램프의 전원 공급 장치로 컨버터를 사용하지 않고도 전원 공급부를 이용하여 램프의 구동 전원을 가변할 수 있다.

Description

램프의 구동 장치{Lamp driving apparatus}
본 발명은 램프의 구동 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 액정 표시 장치의 백라이트에 사용되는 램프에 전원을 공급하는 램프의 구동 장치에 관한 것이다.
일반적으로 액정 표시 장치(Liquid Crystal Display)는 경량, 박형, 저소비 전력 구동 등의 특징으로 인해 그 응용 범위가 점차 넓어지고 있는 추세에 있으며, 이러한 추세에 따라 액정 표시 장치는 사무 자동화 기기, 오디오/비디오 기기 등에 이용되고 있다.
액정 표시 장치는 자체 발광을 하지 못하므로 백라이트(backlight)라고 불리는 별도의 광원이 필요하며, 이러한 백라이트로는 발광 다이오드(Light Emitting Diode : 이하, 'LED'라고 함), 냉음극 형광 램프(Cold Cathode Fluorescent Lamp : CCFL), 외부 전극 형광 램프(External Electrode Fluorescent Lamp : EEFL) 등이 사용되고 있다.
LED를 사용하는 백라이트는 직하형(direct type) LED 백라이트와 에지형(edge type) LED 백라이트로 나눌 수 있는데, 직하형 LED 백라이트는 면 전체에 LED 칩 모듈을 설치해 빛이 바로 LCD 패널로 가게 하는 방식이고, 에지형 LED 백라이트는 테두리에만 LED 칩 모듈을 설치해 빛을 LCD 패널 가운데로 쏘아주는 방식이다.
이 중에서 직하형 LED 백라이트를 장착한 LCD는 LED 드라이버 내부에 컨버터를 내장하고 있으며, 전원 공급부와 같은 별도의 모듈을 통해 LED 드라이버용 전원을 1차적으로 제공하고, 그 전원을 바탕으로 LED 드라이버 내부의 컨버터에서 LED를 구동하기 위한 전원을 생성하였다.
그러나, 이러한 액정 표시 장치는 LED 백라이트를 구동하기 위해 컨버터와 전원 공급부가 필요하기 때문에 액정 표시 장치의 제조 비용이 증가하는 문제점이 있었다.
또한, LED 드라이버 내부에 LED를 구동하기 위한 전원을 생성하는 컨버터를 설치해야 하기 때문에 인쇄 회로 기판(Printed Circuit Board : PCB)의 크기가 커지는 문제점이 있었다.
본 발명의 사상은 컨버터를 사용하지 않고도 전원 공급부를 이용하여 램프의 구동 전원을 가변할 수 있는 램프의 구동 장치를 제공함에 있다.
이를 위해 본 발명의 일실시예에 의한 램프의 구동 장치는 복수 개의 램프 스트링과, 상기 복수 개의 램프 스트링 각각에서 출력되는 전류를 인가받고, 인가된 전류에 따라 상기 램프 스트링의 구동을 제어하고, 상기 인가된 전류를 이용하여 소정 레벨의 전압을 출력하는 드라이버부와, 상기 드라이버부에서 출력되는 전압의 레벨에 따라 구동 전원을 가변시켜 상기 복수의 램프 스트링으로 공급하는 전원 공급부를 포함한다.
상술한 바와 같이 본 발명의 일실시예에 의한 램프의 구동 장치에 따르면, 램프의 구동을 제어하는 드라이버부에 컨버터를 장착하지 않고도 전원 공급부를 이용하여 램프의 구동 전원을 가변할 수 있는 장점이 있다.
이로 인해, 드라이버부의 인쇄 회로 기판의 크기를 축소할 수 있는 장점이 있다.
또한, 인쇄 회로 기판의 크기를 축소하고 컨버터를 설치하지 않아도 되기 때문에 액정 표시 장치의 제조 비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 의한 LCD TV의 전체적인 블록 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 의한 램프의 구동 장치의 회로 구성도이다.
본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 의한 LCD TV의 전체적인 블록 구성도를 나타낸다.
도 1에 도시한 바와 같이, LCD TV는 백라이트부(100), 드라이버부(200) 및 전원 공급부(300)로 구성되고, 백라이트부(100)의 램프를 구동하여 화면을 출력하는 램프의 구동 장치(10)를 포함한다.
또한, LCD TV는 LCD TV의 구동을 제어하는 시스템부(22) 및 상기 시스템부(22)로 전원을 공급하는 전원 공급부(24)로 구성된 시스템의 구동 장치(20)를 더 포함한다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 의한 램프의 구동 장치의 회로 구성도로서, 도 2를 참조하여 램프의 구동 장치에 대하여 상세하게 설명하도록 한다.
백라이트부(100)를 구성하는 복수 개의 램프 스트링(100a~100n)은 서로 병렬로 배치되고, 램프 스트링(100a~100n)을 구성하는 램프는 냉음극 형광 램프(Cold Cathode Fluorescent Lamp : CCFL), 외부 전극 형광 램프(External Electrode Fluorescent Lamp : EEFL) HCFL(Hot Cathode Fluorescent Lamp : HCFL) 및 EIFL(External & Internal electrode Fluorescent Lamp : EIFL) 중에서 어느 하나가 될 수 있다.
드라이버부(200)는 복수 개의 램프 스트링(100a~100n)의 구동을 제어하는 수단으로서, 제어부(220) 및 스위칭부(240a~240n)를 포함하여 구성된다.
제어부(220)는 복수 개의 램프 스트링(100a~100n) 각각에서 출력되는 전류를 인가(피드백 : feedback)받고, 인가된 전류의 크기에 따라 스위칭부(240a~240n)의 스위칭 동작을 제어하여 복수 개의 램프 스트링(100a~100n)에 흐르는 출력 전류가 일정하게 유지되도록 제어하는 기능을 수행한다.
다시 말하면, 제어부(220)는 램프의 특성상 편차가 존재하는 문제점을 보완하기 위해 복수 개의 램프 스트링(100a~100n)의 종단에 위치하고, 정전류 기능을 수행함으로써 복수 개의 램프 스트링(100a~100n)에 흐르는 전류 편차를 최소화하고, 램프의 휘도를 균일하게 유지할 수 있도록 구성된다.
그리고, 제어부(220)는 인가된 전류를 이용하여 복수 개의 램프 스트링(100a~100n)에 공급되어야 할 적정한 구동 전압을 검출하고, 검출된 구동 전압에 상응하는 소정 레벨의 전압(F/B)을 전원 공급부(30)로 출력한다.
예를 들어 설명하면, 제1 램프 스트링(100a)에서 요구되는 전압이 12V이고, 제2 램프 스트링(100b)에서 요구되는 전압이 13V이고, 제n 램프 스트링(100n)에서 요구되는 전압이 15V인 경우, 복수 개의 램프 스트링(100a~100n)을 모두 구동시키기 위해서는 15V의 구동 전압이 공급되어야 하므로 15V의 구동 전압에 상응하는 약 2V의 전압을 제2 저항(350)이 접속된 노드를 통해 전원 공급부(30)로 전달한다.
정리하여 설명하면, 제어부(220)는 드라이버부(200)에서 필요로 하는 현재의 램프 포워드 전압(forward voltage)을 전원 공급부(300)로 전달하여 전원 공급부(300)로 하여금 구동 전원(P)을 변환하여 복수 개의 램프 스트링(100a~100n)으로 공급할 수 있게 한다.
스위칭부(240a~240n)는 복수의 램프 스트링(100a~100n) 종단과 접속되며, 제어부(220)에서 출력되는 제어 신호에 따라 턴 온(turn on) 또는 턴 오프(turn off) 동작한다.
한편, 전원 공급부(300)는 드라이버부(200)의 제어부(220)에서 출력되는 전압 레벨(F/B)에 따라 구동 전원(P)을 가변시켜 복수의 램프 스트링(100a~100n)으로 공급하는 수단으로서, 플라이백 컨버터(Fly Back converter)로 구성될 수 있다.
상술한 전원 공급부(300)는 PWM(Pulse Width Modulation) 신호 발생부(310), 트랜스포머(320), 복수 개의 분압 저항(330a~330n), 제1 저항(340), 제2 저항(350) 및 트랜지스터(360)를 포함하여 구성된다.
PWM 신호 발생부(310)는 PWM 신호를 발생하여 트랜지스터(360)로 전달한다.
즉, 상기 PWM 신호 발생부(310)는 캐패시터(C1)에 충전된 구동 전원을 트랜스포머의 이차 코일로 전달하기 위해 소정의 폭을 가지는 PWM 신호를 발생하여 트랜지스터(360)의 스위칭 동작을 제어한다.
트랜스포머(320)는 PWM 신호에 따라 구동 전원을 일차 코일에서 이차 코일로 유도하여 복수 개의 분압 저항(330a~330n)으로 구동 전원을 공급한다.
복수 개의 분압 저항(330a~330n)은 트랜스포머(320)의 이차 코일로 유도되는 전압을 분압한다.
제1 저항(340)은 분압 저항(330a~330n)의 일단과 접지(GND) 사이에 접속된 수단으로서, 제1 저항(340)이 접속된 제1 선로(n1)에서는 제1 전류(I1)가 흐르게 된다.
제2 저항(350)은 제어부(220) 및 분압 저항(330a~330n)의 일단과 제1 저항(340)의 타단이 접속하는 노드 사이의 제2 선로(n2)에 접속되는 수단으로서, 제2 선로(n2)에는 제2 전류(I2)가 흐르게 되고, 드라이버부(220)의 제어부(220)에서 소정 레벨의 전압이 출력되는 통로를 형성한다.
이와 같이, 제2 선로를 통해 제어부(220)에서 출력된 소정 레벨의 전압(F/B)이 전원 공급부(300)로 인가되면, 제어부(220)에서 출력되는 전압의 레벨(F/B)에 따라 제2 전류(I2)의 크기가 가변되고, 제2 전류(I2)의 크기가 가변됨에 따라 복수 개의 램프 스트링(100a~100n)으로 공급되는 구동 전원(P)은 가변된다.
이하에서는 전원 공급부에서 구동 전원을 가변시키는 과정을 자세히 설명하도록 한다.
복수 개의 램프 스트링(100a~100n)을 구성하는 램프는 램프의 특성 편차로 인해 전류 편차가 발생하기 때문에 이를 최소화하기 위해 복수 개의 램프 스트링(100a~100n)에서 출력되는 전류를 제어부(220)에 전달한다.
다음으로, 제어부(220)에서는 복수 개의 램프 스트링(100a~100n)에서 출력된 전류의 크기를 이용하여 복수 개의 램프 스트링(100a~100n)에서 필요로 하는 구동 전압의 크기를 검출하고, 검출된 구동 전압의 크기에 상응하는 소정 레벨의 전압(F/B)을 전원 공급부(300)로 전달한다.
그러면, 전원 공급부(300)에서는 제어부(220)에서 출력되는 전압 레벨(F/B)에 따라 캐패시터(C1)로부터 제공받은 구동 전압의 크기를 가변시켜 복수 개의 램프 스트링(100a~100n)에 원하는 구동 전압(P)을 공급한다.
이때, 구동 전압의 크기를 가변시키는 방법은 다음과 같다.
제1 저항(340)이 접속된 제1 선로(n1)를 흐르는 제1 전류(I1)의 크기는 거의 일정하나, 제어부(220)에서 출력되는 전압 레벨(F/B)에 따라 제2 저항(350)이 접속된 제2 선로(n2)를 흐르는 제2 전류(I2)는 변하게 되고, 제2 전류(I2)가 변함에 따라 전체 전류(Itot = I1 + I2)도 변하게 된다.
여기서, 전력(전원)은 저항과 전류의 제곱을 곱한 값이기 때문에 전체 전력(Ptot)은 전체 저항(Rtot)과 전체 전류의 제곱(Itot의 제곱)을 곱하여 도출할 수 있으며, 제어부(220)에서 출력되는 전압 레벨에 따라 제2 저항(350)에 흐르는 제2 전류의 크기를 조절하여 구동 전원을 가변시킬 수 있게 되는 것이다.
본 발명은 이상에서 살펴본 바와 같이 바람직한 실시예를 들어 도시하고 설명하였으나, 상기한 실시예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.
1...램프의 전원 공급 장치
100...백라이트부 100a~100n...램프 스트링
200...드라이버부 220...제어부
240a~240n...스위칭부 300...전원 공급부

Claims (4)

  1. 복수 개의 램프 스트링;
    상기 복수 개의 램프 스트링 각각에서 출력되는 전류를 인가받고, 상기 인가된 전류에 따라 상기 램프 스트링의 구동을 제어하고, 상기 인가된 전류를 이용하여 소정 레벨의 전압을 출력하는 드라이버부;
    상기 드라이버부에서 출력되는 전압의 레벨에 따라 구동 전원을 가변시켜 상기 복수의 램프 스트링으로 공급하는 전원 공급부를 포함하는 램프의 전원 공급 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 전원 공급부는,
    PWM 신호를 발생하는 PWM 신호 발생부;
    상기 PWM 신호에 따라 상기 구동 전원을 일차 코일에서 이차 코일로 유도하는 트랜스포머;
    상기 트랜스포머의 이차 코일로 유도되는 전압을 분압하는 복수 개의 분압 저항;
    상기 분압 저항의 일단과 접지 사이에 접속되는 제1 저항을 포함하는 램프의 전원 공급 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 전원 공급부는,
    상기 분압 저항의 일단과 상기 제1 저항의 타단이 만나는 노드 및 상기 드라이버부 사이에 직렬로 접속된 제2 저항을 포함하는 램프의 전원 공급 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 전원 공급부는,
    상기 드라이버부에서 출력되는 전압의 레벨에 따라 상기 제2 저항을 흐르는 전류의 크기를 가변시켜 상기 구동 전원을 가변시키는 램프의 전원 공급 장치.


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