KR100916053B1 - 중간 탭을 이용한 보호 회로를 구비한 백라이트 유닛 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 램프 구동용 전원을 공급하는 인버터부와, 상기 인버터부로부터의 상기 램프 구동용 전원을 공급받아 광을 방출하는 복수의 램프를 갖는 램프 그룹과, 상기 인버터부로부터의 램프 구동용 전원을 상기 복수의 램프에 각각 전달하는 복수의 1차 코일과, 일단과 상기 일단의 반대편에 형성된 타단 및 상기 일단과 타단 사이의 중간탭을 갖는 하나의 도전체로 각각 형성되어 상기 복수의 1차 코일로부터 전자기 유도된 전압을 전달받는 복수의 2차 코일을 가지며, 상기 복수의 2차 코일의 각 2차 코일의 일단 및 중간탭은 인접하는 2차 코일의 일단 및 중간탭과 서로 직렬로 연결되어 적어도 하나의 폐루프를 형성하여 상기 램프에 전달되는 전류의 평형을 유지하는 전류 평형부와, 상기 전류 평형부의 2차 코일의 각 중간 탭 및 타단까지의 도전체로부터 상기 1차 코일의 전류 변화량과 상기 폐루프의 전류 변화량을 검출하는 검출부와, 상기 검출부로부터의 검출 전압과 사전에 설정된 기준 전압을 비교하여 상기 램프의 이상을 판정하는 판정부를 포함한다.
Figure R1020070128909
전류 평형(Current Balancing), 중간 탭(Center Tap), 램프 보호(Lamp Protection)

Description

중간 탭을 이용한 보호 회로를 구비한 백라이트 유닛{BACK LIGHT UNIT HAVING PROTECTION CITCUIT USING CENTER-TAP}
본 발명은 보호 회로를 구비한 백라이트 유닛에 관한 것으로 보다 상세하게는 램프의 전류 평형을 유지하는 전류 평형 트랜스포머의 2차 코일의 중간 탭을 이용하여 이상 전압을 검출함으로써 램프의 이상 동작 시에 램프 또는 인버터를 보호할 수 있는 중간 탭을 이용한 보호회로를 구비한 백라이트 유닛에 관한 것이다.
최근 들어, 기존의 디스플레이 장치에 대비하여 소형 및 박형이 가능한 LCD 디스플레이 장치가 각광을 받으며, 특히, 이러한 LCD 디스플레이 장치 중 LCD TV가 더욱 각광을 받고 있다. 이러한 LCD 디스플레이 장치에는 광을 방출하는 백라이트 유닛(backlight unit)을 포함한다.
도 1은 종래의 백라이트 유닛을 나타내는 구성도이다.
도 1을 참조하면, 종래의 백라이트 유닛은 직류 전원을 램프 구동에 필요한 교류 전원으로 변환하여 공급하는 인버터(10)와, 인버터(10)로부터의 교류 전원으로부터 유입되는 교류 전류의 평형을 유지하는 복수의 전류 평형 트랜스포머를 갖 는 전류 평형 회로(20)와, 전류 평형 회로(20)의 전류 평형 트랜스포머의 2차 코일로부터 교류 전원을 인가받아 광을 방출하는 복수의 램프를 갖는 램프 그룹(30)과, 전류 평형 회로(20)의 1차 코일에 각각 연결된 복수의 저항 및 다이오드를 통하여 램프에 유입되는 전류량을 전압으로 검출하는 검출 회로(40)와, 검출 회로(40)의 검출 전압과 사전에 설정된 기준 전압을 비교하여 램프의 이상 동작을 판정하는 판정 회로(50)를 포함한다.
상술한 종래의 백라이트 유닛은 램프에 유입되는 전류량을 일정하게 유지하기 위해 일정한 권선 비를 갖는 1차 코일과 2차 코일로 이루어진 전류 평형 트랜스포머를 갖는 전류 평형 회로(20)를 구비하는데, 상술한 전류 평형 회로(20)의 1차 코일은 인버터(10)로부터의 램프 구동용 전원을 해당하는 램프(LAMP1~LAMP4)에 전달하고, 2차 코일에 유기되는 전류량은 램프 그룹(30)의 램프의 정상 동작시에 일정하게 유지되고, 램프의 오픈(open) 또는 쇼트(short) 등의 이상 동작시에는 전류 평형을 유지하기 위해 해당하는 2차 코일의 전류량이 증가하게 된다.
상술한 검출 회로(40)는 상술한 램프의 동작시에 변화되는 2차 코일의 전류량을 전압으로 검출한다. 이때, 2차 코일은 상술한 바와 같이 전류의 평형을 유지하기 위해 이웃하는 전류 평형 트랜스포머의 2차 코일과 전기적으로 연결되어 하나의 루프를 형성한다. 이에 따라, 2차 코일의 전류량에 기초하여 검출된 전압은 램프의 오픈(open) 또는 쇼트(short) 등의 이상 동작시에 전류 평형 유지 기능에 의 해 정상 상태의 검출 전압과 차이가 크지 않아 램프 이상 동작 상태를 검출하기 어렵다는 문제점이 있다.
상술한 문제점을 해결하기 위해, 본 발명의 목적은 램프의 전류 평형을 유지하는 전류 평형 트랜스포머의 2차 코일의 중간 탭을 이용하여 이상 전압을 검출함으로써 램프의 이상 동작 시에 램프 또는 인버터를 보호할 수 있는 중간 탭을 이용한 보호회로를 구비한 백라이트 유닛을 제공하는 것이다.
상술한 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 하나의 기술적인 측면은, 램프 구동용 전원을 공급하는 인버터부와, 상기 인버터부로부터의 상기 램프 구동용 전원을 공급받아 광을 방출하는 복수의 램프를 갖는 램프 그룹과, 상기 인버터부로부터의 램프 구동용 전원을 상기 복수의 램프에 각각 전달하는 복수의 1차 코일과, 일단과 상기 일단의 반대편에 형성된 타단 및 상기 일단과 타단 사이의 중간탭을 갖는 하나의 도전체로 각각 형성되어 상기 복수의 1차 코일로부터 전자기 유도된 전압을 전달받는 복수의 2차 코일을 가지며, 상기 복수의 2차 코일의 각 2차 코일의 일단 및 중간탭은 인접하는 2차 코일의 일단 및 중간탭과 서로 직렬로 연결되어 적어도 하나의 폐루프를 형성하여 상기 램프에 전달되는 전류의 평형을 유지하는 전류 평형부와, 상기 전류 평형부의 2차 코일의 각 중간 탭 및 타단까지의 도전체로부터 상기 1차 코일의 전류 변화량과 상기 폐루프의 전류 변화량을 검출하는 검출부와, 상기 검출부로부터의 검출 전압과 사전에 설정된 기준 전압을 비교하여 상기 램프의 이상을 판정하는 판정부를 포함하는 백라이트 유닛을 제공하는 것이다.
본 발명의 하나의 기술적인 측면에 따르면, 상기 복수의 1차 코일의 각 1차 코일과 상기 복수의 2차 코일의 각 2차 코일은 상호 전자기적으로 대응되는 코일 쌍을 이룰 수 있다.
본 발명의 하나의 기술적인 측면에 따르면, 상기 코일 쌍을 이루는 1차 코일과 2차 코일은 하나의 트랜스포머로 구성될 수 있다.
본 발명의 하나의 기술적인 측면에 따르면, 상기 검출부는 상기 2차 코일의 각 타단에 각각 연결되고 공통 접지되는 복수의 저항과, 상기 2차 코일의 각 타단에 연결되어 상기 검출 전압을 정류하는 복수의 다이오드를 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면, 전류 평형 트랜스포머의 2차 코일의 중간 탭을 이용해 1차 코일의 전류 증가량과 2차 코일 루프의 전류 증가량을 전압으로 검출하여 램프의 정상 동작시와 이상 동작시의 검출 전압의 차이를 분명하게 함으로써 램프의 이상 검출이 용이하여 램프 또는 램프 및 인버터를 보호할 수 있는 효과가 있다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 보다 상세하게 설명하도록 한다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우, 그 상세한 설명을 생략하도록 한다.
도 2는 본 발명의 백라이트 유닛의 구성을 나타내는 구성도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 백라이트 유닛(100)은 인버터부(110), 전류 평형부(120), 램프 그룹(130), 검출부(140) 및 판정부(150)를 포함한다.
인버터부(110)는 직류 전원을 입력받아 램프 구동에 필요한 교류 전원(V+, V-)으로 변환하여 출력한다. 이에 따라, 도시되지 않았지만 인버터부(110)는 직류 전원을 스위칭하는 스위치, 스위칭된 전원을 상기 교류 전원으로 변환하는 전력 변환 트랜스포머 및 상기 스위치의 스위칭을 제어하는 제어기로 구성되는 것이 바람직하다.
전류 평형부(120)는 인버터부(110)로부터의 상기 교류 전원을 전달받아 전류 평형을 유지하여 램프 그룹(130)에 전달한다.
이에 따라, 전류 평형부(120)는 복수의 전류 평형 트랜스포머(BT1, BT2, BTn)를 포함한다. 상기 전류 평형 트랜스포머의 수는 램프 그룹(130)에 포함되는 램프의 수와 동일한 것이 바람직하다.
전류 평형 트랜스포머(BT1, BT2, BTn)는 각각 도전체로 형성된 1차 코일(P1, P2, Pn) 및 2차 코일(S1, S2, Sn)을 포함한다.
1차 코일(P1, P2, Pn)의 각 일단은 램프 그룹(130)의 램프에 각각 연결된다. 1차 코일(P1, P2, Pn)의 타단은 각각 인버터부(110)에 연결되어 램프용 구동 전원을 입력받는다. 이에 따라, 1차 코일(P1, P2, Pn)은 인버터부(110)로부터의 램프용 구동 전원을 램프 그룹(130)의 각 램프에 전달한다.
2차 코일(S1, S2, Sn)은 각각 일단(S1a, S2a, Sna), 일단의 반대편에 헝성된 타단(S1b, S2b, Snb) 및 상기 일단과 타단 사이에 형성된 중간 탭(Center-Tap)(S1c, S2c, Snc)을 포함한다.
2차 코일(S1, S2, Sn)은 1차 코일(P1, P2, Pn)로부터의 전원을 유기받아 상기 램프에 전달되는 전류의 평형을 유지한다.
이를 위해, 상기 2차 코일 각각은 서로 연결되어 하나의 폐루프를 형성한다.
즉, 제1 트랜스포머(BT1)의 2차 코일(S1)은 제2 트랜스포머(BT2)의 2차 코일(S2)과 직렬 연결되고, 이와 같은 식으로 제n 트랜스포머(BTn)의 2차 코일(Sn)까지 연결되고, 제n 트랜스포머(BTn)의 2차 코일(Sn)은 제1 트랜스포머(BT1)의 2차 코일(S1)과 직렬 연결되어 하나의 폐루프를 형성한다.
이때, 상술한 폐루프는 2차 코일(S1,S2, Sn)의 각 일단(S1a, S2a, Sna)과 중단 탭(S1c, S2c, Snc)이 서로 연결되어 하나의 폐루프를 형성한다.
2차 코일(S1,S2, Sn)의 타단(S1b, S2b, Snb)는 검출부(140)에 전기적으로 연결된다. 이에 따라, 2차 코일(S1,S2, Sn)의 중단 탭(S1c, S2c, Snc)과 타단(S1b, S2b, Snb) 사이의 도전체로부터 1차 코일(P1, P2, Pn)로부터 유기된 전류과 상기 폐루프로부터의 변동된 전류를 전달받아 이를 검출부(140)에 전달하여 전압으로 검출할 수 있게 한다.
램프 그룹(130)은 복수의 램프를 포함하며, 램프의 수는 상술한 전류 평형 트랜스포머의 수와 동일한 것이 바람직하다.
검출부(140)는 전류 평형부(120)의 2차 코일(S1,S2, Sn)의 각 중단 탭(S1c, S2c, Snc)과 타단(S1b, S2b, Snb) 사이의 도전체로부터 전달되는 전류를 전압으로 검출하는 복수의 저항(R1, R2, Rn)과, 복수의 저항(R1, R2, Rn) 각각으로부터 검출된 전압을 정류하는 복수의 다이오드(D1, D2, Dn)을 포함한다.
복수의 저항(R1, R2, Rn) 각각은 2차 코일(S1, S2, Sn)의 각 타단(S1b, S2b, Snb)과 접지사이에 전기적으로 연결되고, 복수의 다이오드(D1, D2, Dn)의 각 애노드는 복수의 저항(R1, R2, Rn)과 2차 코일(S1, S2, Sn)의 각 타단(S1b, S2b, Snb)의 접속단과 전기적으로 연결되고 캐소드는 판정부(150)에 각각 전기적으로 연결된다.
판정부(150)는 검출부(140)의 복수의 다이오드(D1, D2, Dn)로부터 검출 전압을 입력받고, 사전에 설정된 기준 전압을 입력받으며, 판정 전압을 인버터부(110)에 전달한다. 판정 전압은 바람직하게는 인버터부(110)의 제어기에 전달되고, 인버터부(110)의 스위칭을 제어하는데 사용될 수 있다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 작용 및 효과에 대하여 상세히 설명하도록 한다.
먼저, 직류 전원은 인버터부(110)를 통하여 램프를 구동할 수 있는 램프 구동용 전원으로 변환되어 전류 평형부(120)에 전달된다.
전류 평형부(120)의 각 전류 평형 트랜스포머(BT1, BT2 ,BTn)에 포함된 1차 코일(P1, P2, Pn) 및 2차 코일(S1, S2, Sn)은 사전에 설정된 권선비를 가지며, 1차 코일(P1, P2, Pn)로부터의 램프 구동용 전원은 각 램프에 전달되고, 상기 권선비에 따라 2차 코일(S1, S2, Sn)에 교류 전원이 유기되어 전류 평형이 유지된다.
복수의 2차 코일(S1, S2, Sn)의 일단(S1a, S2a, Sna)과 중간탭(S1c, S2c, Snc)은 전기적으로 연결되어 하나의 폐루프를 형성하여 1차 코일(P1, P2, Pn)을 통해 각 램프에 전달되는 전류의 평형을 유지한다.
램프 그룹(130)의 각 램프는 각각 램프 구동용 전원을 입력받아 광을 방출한다. 이때, 각 램프는 광을 방출하는 정상 동작 도중에 또는 전원이 입력되는 초기 동작 중에 상기 램프 중 적어도 하나 이상의 램프가 오픈(open) 또는 쇼트(short) 등의 이상 동작할 수 있다.
상기 1차 코일 및 2차 코일은 사전에 설정된 권선비를 가지고 있기 때문에, 상기 램프의 정상 동작 시에는 2차 코일(S1, S2, Sn)이 1차 코일(P1, P2, Pn)에 각각 유도되는 전류가 일정하도록 전류의 평형을 유지하고 있다. 이는 상기 램프가 정상 동작 시에 평균적으로 일정한 임피던스를 가지고 있기 때문이다.
반면에, 상기 램프 중 적어도 하나 이상의 램프가 이상 동작시에는 이상 동작하는 램프의 임퍼던스가 정상 동작하는 램프의 임피던스와 다르게 된다.
이에 따라, 이상 동작하는 램프에 해당하는 1차 코일의 전류량이 정상 동작하는 램프에 해당하는 1차 코일의 전류량과 다르게 된다. 또한 2차 코일의 폐루프에 발생하는 전류량 또한 다르게 된다.
따라서, 상기 2차 코일의 중간 탭과 타단사이에 유기되는 전류량은 상술한 1차 코일의 전류 변화량과 2차 코일의 폐루프의 전류 변화량의 합이 된다.
검출부(140)의 상기 2차 코일의 중간 탭과 타단사이에 유도되는 전류를 각각 전압으로 검출한다.
램프 중 적어도 하나의 램프가 이상 동작하게 되면 상술한 바와 같이, 이상 동작하는 램프에 해당하는 1차 코일의 전류량이 정상 동작하는 램프에 해당하는 1차 코일의 전류량과 다르게 된다.
이에 따라, 램프의 이상 동작에 따라 전류량이 변화되는 1차 코일 및 2차 코일의 폐루프의 전류량은 전자기적으로 대응되는 2차 코일의 중간 탭과 타단 사이의 도전체에서는 램프의 정상 동작시와 다른 높은 전압을 검출할 수 있다. 이를 위해 2차 코일의 타단과 접지사이에는 저항(R1, R2, Rn)이 전기적으로 연결된다.
상기 높은 전압은 상기 1차 코일과 2차 코일간의 사전에 설정된 권선비에 따라 다양할 수 있다.
상술한 2차 코일의 중간탭과 타단사이의 도전체로부터의 전압은 교류 전압이며, 이에 따라 2차 코일의 타단 각각에 순방향으로 연결된 다이오드(D1, D2, Dn) 는 상기 교류 전압을 정류하고, 루프를 따라 역으로 유입되는 전류를 차단한다.
상술한 복수의 2차 코일로부터의 검출 전압은 다이오드(D1, D2, Dn)에 각각 전달되고 상기 다이오드로부터 정류된 검출 전압은 판정부(150)에 전달된다.
판정부(150)는 사전에 설정된 기준 전압을 입력받고, 검출부(140)로부터 검출 전압을 입력받아, 상기 기준 전압과 상기 검출 전압을 비교하여 램프의 이상 유무를 판정한다.
판정부(150)는 검출 전압이 기준 전압보다 작으면 램프가 정상 동작하고 있는 것으로 판정하고, 검출 전압이 기준 전압보다 크면 램프가 이상 동작하고 있는 것으로 판정하여 해당하는 판정 전압을 출력한다.
판정부(150)는 판정 전압을 인버터부(110)에 전달한다.
이에 따라, 인버터부(110)의 제어기는 판정부(150)의 판정 전압을 입력받아 램프가 이상 동작하는 경우 스위칭을 차단하여 램프에 공급되는 교류 전원의 공급을 차단할 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고 후술하는 특허청구범위에 의해 한정되며, 본 발명의 구성은 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 그 구성을 다양하게 변경 및 개조할 수 있다는 것을 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 쉽게 알 수 있다.
도 1은 종래의 백라이트 유닛을 나타내는 구성도.
도 2는 본 발명의 백라이트 유닛을 나타내는 구성도.
<도면의 주요 부호에 대한 상세한 설명>
100...백라이트유닛 110...인버터부
120...전류 평형부 130...램프 그룹
140...검출부 150...판정부
BT1, BT2, BTn...제1, 제2, 제n 트랜스포머

Claims (4)

  1. 램프 구동용 전원을 공급하는 인버터부;
    상기 인버터부로부터의 상기 램프 구동용 전원을 공급받아 광을 방출하는 복수의 램프를 갖는 램프 그룹;
    상기 인버터부로부터의 램프 구동용 전원을 상기 복수의 램프에 각각 전달하는 복수의 1차 코일과, 일단과 상기 일단의 반대편에 형성된 타단 및 상기 일단과 타단 사이의 중간탭을 갖는 하나의 도전체로 각각 형성되어 상기 복수의 1차 코일로부터 전자기 유도된 전압을 전달받는 복수의 2차 코일을 가지며, 상기 복수의 2차 코일의 각 2차 코일의 일단 및 중간탭은 인접하는 2차 코일의 일단 및 중간탭과 서로 직렬로 연결되어 적어도 하나의 폐루프를 형성하여 상기 램프에 전달되는 전류의 평형을 유지하는 전류 평형부;
    상기 전류 평형부의 2차 코일의 각 중간 탭 및 타단까지의 도전체로부터 상기 1차 코일의 전류 변화량과 상기 폐루프의 전류 변화량을 검출하는 검출부; 및
    상기 검출부로부터의 검출 전압과 사전에 설정된 기준 전압을 비교하여 상기 램프의 이상을 판정하는 판정부
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 중간 탭을 이용한 보호회로를 구비한 백라이트 유닛.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 1차 코일의 각 1차 코일과 상기 복수의 2차 코일의 각 2차 코일은 상호 전자기적으로 대응되는 코일 쌍을 이루는 것을 특징으로 하는 중간 탭을 이용한 보호회로를 구비한 백라이트 유닛.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 코일 쌍을 이루는 1차 코일과 2차 코일은 하나의 트랜스포머로 구성되는 것을 특징으로 하는 중간 탭을 이용한 보호회로를 구비한 백라이트 유닛.
  4. 제3항에 있어서, 상기 검출부는
    상기 2차 코일의 각 타단에 각각 연결되고 공통 접지되는 복수의 저항; 및
    상기 2차 코일의 각 타단에 연결되어 상기 검출 전압을 정류하는 복수의 다이오드
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 중간 탭을 이용한 보호회로를 구비한 백라이트 유닛.
KR1020070128909A 2007-12-12 2007-12-12 중간 탭을 이용한 보호 회로를 구비한 백라이트 유닛 KR100916053B1 (ko)

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