KR20110030099A - 밸런스 회로 및 이를 포함하는 인버터 회로 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 밸런스 회로 및 이를 포함하는 인버터 회로에 관한 것으로, 제1 램프의 출력 단자에 연결되는 1차 코일과 제2 램프의 출력 단자에 연결되고 상기 1차 코일에 의해 전류가 조절되는 2차 코일을 가지는 제1 밸런스 트랜스 및 제3 램프의 출력 단자에 연결되는 1차 코일과 제4 램프의 출력 단자에 연결되고 상기 제3 램프의 출력 단자에 연결되는 1차 코일에 의해 전류가 조절되는 2차 코일을 가지는 제2 밸런스 트랜스를 포함하되, 상기 제1 밸런스 트랜스의 2차 코일과 상기 제2 밸런스 트랜스의 1차 코일이 연결된다.
인버터 회로, 밸런스 회로, 밸런스 트랜스, CCFL(Cold Cathode Electrode Fluorescent Lamp)

Description

밸런스 회로 및 이를 포함하는 인버터 회로{Balance Circuit and Inverter Circuit Comprising The Same}
본 발명은 밸런스 회로 및 이를 포함하는 인버터 회로에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 백라이트 유닛용 램프의 출력 전류 편차를 개선하기 위한 밸런스 회로 및 이를 포함하는 인버터 회로에 관한 것이다.
일반적으로 액정표시장치(LCD: Liquid Crystal Display)는 액정을 이용하여 영상을 디스플레이하는 평판 표시장치의 하나이며, 다른 디스플레이 장치와 비교하여 경박성이 우수하고 소비 전력이 적으며, 구동 전압이 낮은 장점이 있다.
액정표시장치는 스스로 발광할 수 있는 표시장치가 아니므로 백라이트 유닛(BLU: Back Light Unit)이 필요하며, 백리이트 유닛의 광원으로는 주로 냉음극 형광램프(CCFL: Cold Cathode Electrode Fluorescent Lamp) 또는 외부전극 형광램프(EEFL: External Electrode Fluorescent Lamp)가 사용되고 있다.
냉음극관은 교류 전압을 인가함으로써 점등된다. 냉음극관은 필라멘트에 의해 예열하는 방법에 의존하지 않으므로, 열음극관과 비교하면 내진동성이 높고, 램프의 지름을 가늘게 할 수 있으며, 램프의 수명이 긴 특징이 있다.
한편, 냉음극관은 필라멘트에 의해 예열을 하지 않으므로 인가 전압을 높게할 필요가 있으며, 냉음극관을 점등시키기 위한 교류고전압을 발생시키는 인버터 회로가 필요하다.
또한, 액정표시장치의 백라이트 유닛의 광원은 각각의 특성 차이로 인하여 출력 전류가 동일하지 않으므로 액정표시장치의 휘도가 균일하게 유지되지 않는 문제가 있다.
액정표시장치의 휘도 균일성을 유지하기 위하여, 액정표시장치의 백라이트 유닛을 구동시키는 인버터 회로에서 밸런스 코일을 사용하여 각 램프의 출력 전류 편차를 개선할 수 있다.
종래의 액정표시장치의 백라이트 유닛을 구동시키는 인버터 회로에서 한 쌍의 램프의 출력 전류 편차를 개선하는 밸런스 코일을 사용함으로써 전체 액정표시장치의 휘도 균일성을 유지하는 방법을 사용하고 있다.
상기의 인버터 회로를 사용하는 액정표시장치는 인접하는 한 쌍의 램프의 출력 전류 편차는 개선할 수 있으나, 4개의 램프로 구성된 액정표시장치에서 밸런스 코일로 연결되지 않은 인접한 램프 사이의 출력 전류 편차는 개선되지 못하는 문제가 있다.
본 발명은 램프의 출력단에 연결되고 각각 밸런스 트랜스로 연결된 한 쌍의 램프와 인접한 한 쌍의 램프 사이에 루프를 형성함으로써 인접한 밸런스 트랜스 사이의 출력 전류 편차를 개선하는 밸런스 회로 및 이를 포함하는 인버터 회로를 제공한다.
본 발명의 한 특징에 따르면, 제1 램프의 출력 단자에 연결되는 1차 코일과 제2 램프의 출력 단자에 연결되고 상기 1차 코일에 의해 전류가 조절되는 2차 코일을 가지는 제1 밸런스 트랜스 및 제3 램프의 출력 단자에 연결되는 1차 코일과 제4 램프의 출력 단자에 연결되고 상기 제3 램프의 출력 단자에 연결되는 1차 코일에 의해 전류가 조절되는 2차 코일을 가지는 제2 밸런스 트랜스를 포함하되, 상기 제1 밸런스 트랜스의 2차 코일과 상기 제2 밸런스 트랜스의 1차 코일이 연결된다.
또한, 본 발명에 따른 밸런스 회로의 상기 제1 밸런스 트랜스 및 제2 밸런스 트랜스는 1:1의 권선비를 갖는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명에 따른 밸런스 회로의 상기 램프는 CCFL(Cold Cathod Electrode Fluorescent Lamp)인 것이 바람직하다.
또한, 본 발명에 따른 밸런스 회로의 상기 제1 밸런스 트랜스의 2차 코일에 흐르는 전류의 크기와 상기 제2 밸런스 트랜스의 1차 코일에 흐르는 전류의 크기가 동일한 것이 바람직하다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 일측이 제1 램프의 출력 단자에 연결되는 1차 코일과, 일측이 제2 램프의 출력 단자에 연결되고 상기 1차 코일에 의해 전류가 조절되는 2차 코일을 가지는 제1 밸런스 트랜스와, 일측이 제3 램프의 출력 단자에 연결되고 타측이 상기 제1 밸런스 트랜스의 2차 코일의 타측과 연결되는 1차 코일과, 일측이 제4 램프의 출력 단자에 연결되고 상기 제3 램프의 출력 단자와 연결되는 1차 코일에 의해 전류가 조절되는 2차 코일을 가지는 제2 밸런스 트랜스를 포함하는 밸런스 회로, 및 상기 밸런스 회로의 제1 밸런스 트랜스의 1차 코일의 타측과 제2 밸런스 트랜스의 2차 코일의 타측과 각각 연결되어 피드백 신호를 검출하여 램프의 구동전압을 조절하는 피드백제어부를 포함한다.
또한, 본 발명에 따른 인버터 회로의 상기 제1 밸런스 트랜스 및 제2 밸런스 트랜스는 1:1의 권선비를 갖는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명에 따른 인버터 회로의 상기 램프는 CCFL(Cold Cathod Electrode Fluorescent Lamp)인 것이 바람직하다.
또한, 본 발명에 따른 인버터 회로의 상기 제1 밸런스 트랜스의 2차 코일에 흐르는 전류의 크기와 상기 제2 밸런스 트랜스의 1차 코일에 흐르는 전류의 크기가 동일한 것이 바람직하다.
또한, 본 발명에 따른 인버터 회로의 상기 피드백제어부는 상기 밸런스 회로의 제1 밸런스 트랜스의 1차 코일의 타측으로부터 상기 제1 램프의 출력 신호를 피드백 신호로 검출하고, 상기 제2 밸런스 트랜스의 2차 코일의 타측으로부터 제4 램프의 출력 신호를 피드백 신호로 검출하는 것이 바람직하다.
본 발명의 실시 예에서는 4개의 램프의 출력단의 전류 편차가 발생되지 않도록 각각의 램프에 흐르는 전류를 조정할 수 있으므로 액정표시장치의 휘도 균일성을 유지할 수 있는 효과가 있다.
또한, 4-in 1 밸런스 트랜스를 사용할 수 있고, 각각의 밸런스 트랜스 코일 사이를 직접 연결함으로써 회로 구성을 단순화시킬 수 있는 효과가 있다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
이제 본 발명의 실시 예에 따른 밸런스 회로 및 이를 포함한 인버터 회로에 대하여 도면을 참고하여 상세하게 설명하고, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응하는 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 밸런스 회로의 회로도를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 밸런스 회로는 제1 내 지 제4 램프(110~140) 및 제1, 제2 밸런스 트랜스를 포함한다.
먼저, 본 발명의 실시 예에 따른 밸런스 회로는 4개의 램프의 출력 단자로부터 출력되는 전류의 편차를 동일하게 유지하기 위해서 밸런스 트랜스를 이용하여 전류 편파를 개선한 회로이다.
제1 밸런스 트랜스의 1차 코일(150)은 일 측이 제1 램프(110)의 출력 단자와 연결되고, 타 측은 피드백 단자(F/B1)와 연결되어 제1 램프(110)의 출력 전류를 피드백 신호로 전달할 수 있다.
제1 밸런스 트랜스의 2차 코일(160)은 일 측이 제2 램프(120)의 출력 단자와 연결되고, 2차 코일(160)의 전류는 1차 코일(150)의 전류에 의해 조절된다. 제1 밸런스 트랜스의 2차 코일(160)은 타 측이 제2 밸런스 트랜스의 1차 코일(170)과 연결될 수 있다.
또한, 제2 밸런스 트랜스의 1차 코일(170)은 제3 램프(130)의 출력 단자와 연결되고, 제1 밸런스 트랜스의 2차 코일(160)과 연결된다. 따라서, 제1 밸런스 트랜스의 2차 코일(160)의 전류와 제2 밸런스 트랜스의 1차 코일(170)의 전류는 크기가 같다.
제2 밸런스 트랜스의 2차 코일(180)의 일 측은 제4 램프(140)의 출력 단자와 연결되고, 제2 밸런스 트랜스의 2차 코일(180)의 전류는 제2 밸런스 트랜스의 1차 코일(170)의 전류에 의해 조절될 수 있다.
제2 밸런스 트랜스의 2차 코일(180)의 타 측은 피드백 단자(F/B2)와 연결되어 제4 램프(140)의 출력 전류를 피드백 신호로 전달할 수 있다.
제1 내지 제4 램프(110~140)의 출력 단자로부터 검출된 전류의 크기는 각각 상이할 수 있으나, 제2 램프(120)와 연결된 제1 밸런스 트랜스의 2차 코일(160)에 흐르는 전류가 제1 램프(110)와 연결된 제1 밸런스 트랜스의 1차 코일(150)의 전류에 의해 조절될 수 있다.
또한, 제3 램프와 연결된 제2 밸런스 트랜스의 1차 코일(170)의 전류는 제1 밸런스 트랜스의 2차 코일(160)의 전류와 크기가 동일하므로, 제4 램프와 연결된 제2 밸런스 트랜스의 2차 코일(180)의 전류는 제1 램프와 연결된 제1 밸런스 트랜스의 1차 코일(150) 전류에 의해 조절된 전류에 의하여 조절될 수 있다.
결과적으로, 제1 및 제2 밸런스 트랜스는 4개 램프(110~140)의 출력 단자에 흐르는 전류의 크기가 동일하게 되도록 전류 밸런스를 유지할 수 있다.
예를 들어, 제1 램프(110)의 출력 단자로부터 검출된 전류가 7.5㎃, 제2 램프(120)의 출력 단자로부터 검출된 전류가 7.0㎃, 제3 램프(130)의 출력 단자로부터 검출된 전류가 7.1㎃, 제4 램프(140)의 출력 단자로부터 검출된 전류가 6.5㎃라고 할 때, 본 발명에 따른 밸런스 회로 연결된 경우 각 출력 단자의 전류는 아래와 같이 조절될 수 있다.
제1 밸런스 트랜스의 2차 코일(160) 전류(7.0㎃)는 1차 코일(150) 전류(7.5㎃)에 의하여 대략 7.4~7.5㎃까지 조절되고, 제1 밸런스 트랜스의 2차 코일(160)과 연결된 제2 밸런스 트랜스의 1차 코일(170) 전류는 제1 밸런스 트랜스의 2차 코일(160) 전류(대략 7.4~7.5㎃)와 동일하다.
또한, 제2 밸런스 트랜스의 1차 코일(170) 전류(대략 7.4~7.5㎃)에 의해 조 절되는 제2 밸런스 트랜스의 2차 코일(180) 전류는 제2 밸런스 트랜스의 1차 코일(170) 전류(대략 7.4~7.5㎃)와 유사한 값으로 조절될 수 있다.
따라서, 본 발명에 따른 밸런스 회로는 최소 0.4㎃에서 최대 1㎃까지 발생했던 4개 램프의 출력 단자의 전류 편차를 대략 0.1~0.2㎃ 정도로 줄일 수 있다.
본 발명에 따른 밸런스 회로는 제1 램프 내지 제4 램프(110~140)의 출력 단자에서 흐르는 전류 크기를 일정하게 유지하기 위하여, 제1 밸런스 트랜스 및 제2 밸런스 트랜스는 1:1의 권선비를 갖는 것이 바람직하다.
일반적으로 램프는 CCFL(Cold Cathod Electrode Fluorescent Lamp)을 사용할 수 있으며, 각 램프의 출력 단자는 CCFL 램프의 콜드(cold)단과 연결될 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 인버터 회로를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 인버터 회로는 밸런스 회로 및 피드백제어부를 포함한다.
상술한 바와 같이, 밸런스 회로는 일 측이 제1 램프(110)의 출력 단자에 연결되는 1차 코일(150)과, 일 측이 제2 램프(120)의 출력 단자에 연결되고 1차 코일(150)에 의해 전류가 조절되는 2차 코일(160)을 가지는 제1 밸런스 트랜스를 포함한다.
또한, 일 측이 제3 램프(130)의 출력 단자에 연결되고 타 측이 제1 밸런스 트랜스의 2차 코일(160)의 타 측과 연결되는 1차 코일(170)과, 일 측이 제4 램 프(140)의 출력 단자에 연결되고, 제3 램프(130)의 출력 단자와 연결되는 1차 코일(170)에 의해 전류가 조절되는 2차 코일(180)을 가지는 제2 밸런스 트랜스를 포함할 수 있다.
피드백제어부(200)는 제1 밸런스 트랜스의 1차 코일(150)의 타 측과 제2 밸런스 트랜스의 2차 코일(180)의 타 측과 각각 연결되어 피드백 신호를 검출하여 램프의 구동전압을 조절할 수 있다.
제1 밸런스 트랜스 및 제2 밸런스 트랜스는 1:1의 권선비를 가질 수 있으며, 인버터 회로의 램프(110~140)는 CCFL(Cold Cathod Electrode Fluorescent Lamp)을 사용할 수 있다.
본 발명에 따른 인버터 회로의 제1 밸런스 트랜스의 2차 코일(160)의 타 측과 제2 밸런스 트랜스의 1차 코일(170)의 타 측은 직접 연결되어 있으므로, 제1 밸런스 트랜스의 2차 코일(160) 및 제2 밸런스 트랜스의 1차 코일(170)에 흐르는 전류의 크기가 동일할 수 있다.
또한, 피드백제어부(200)는 제1 밸런스 트랜스의 1차 코일(150)의 타 측으로부터 제1 램프(110)의 출력 신호를 피드백 신호로 검출하고, 제2 밸런스 트랜스의 2차 코일(180)의 타 측으로부터 제4 램프의 출력 신호를 피드백 신호로 검출할 수 있다.
피드백제어부(200)는 4개의 램프로부터 2개의 피드백 신호를 검출하여 4개의 램프를 구동하는 구동전압을 제어하는 신호를 생성할 수 있다.
본 발명에 따른 인버터 회로는 제1 밸런스 트랜스의 제1 램프(110)의 출력 전류에 따라 제1 밸런스 트랜스의 1차 코일(150) 전류가 결정되고, 제1 밸런스 트랜스의 1차 코일(150) 전류에 의해 제1 밸런스 트랜스의 2차 코일(160) 전류가 조절된다.
또한, 제2 밸런스 트랜스의 1차 코일(170) 전류는 제1 밸런스 트랜스의 2차 코일(160) 전류와 동일하고, 제2 밸런스 트랜스의 2차 코일(180) 전류는 제2 밸런스 트랜스의 1차 코일(170) 전류에 의해 조절된다.
따라서, 제1 램프의 출력 단자 및 제4 램프의 출력 단자 하단의 신호만을 피드백 신호로 검출하는 경우에도 각 램프의 출력 단자로부터 피드백 신호를 검출하는 경우와 유사한 정도의 피드백 제어가 가능하다.
이상에서 본 발명의 실시 예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 밸런스 회로의 회로도를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 인버터 회로를 개략적으로 도시한 도면이다.
<도면의 간단한 설명>
110~140: 제1 내지 제4 램프 150: 제1 밸런스 트랜스의 1차 코일
160: 제1 밸런스 트랜스의 2차 코일 170: 제2 밸런스 트랜스의 1차 코일
180: 제2 밸런스 트랜스의 2차 코일 200: 피드백제어부

Claims (9)

  1. 제1 램프의 출력 단자에 연결되는 1차 코일과 제2 램프의 출력 단자에 연결되고 상기 1차 코일에 의해 전류가 조절되는 2차 코일을 가지는 제1 밸런스 트랜스; 및
    제3 램프의 출력 단자에 연결되는 1차 코일과 제4 램프의 출력 단자에 연결되고 상기 제3 램프의 출력 단자에 연결되는 1차 코일에 의해 전류가 조절되는 2차 코일을 가지는 제2 밸런스 트랜스;를 포함하되,
    상기 제1 밸런스 트랜스의 2차 코일과 상기 제2 밸런스 트랜스의 1차 코일이 연결되는 밸런스 회로.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 밸런스 트랜스 및 제2 밸런스 트랜스는 1:1의 권선비를 갖는 밸런스 회로.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 램프는 CCFL(Cold Cathod Electrode Fluorescent Lamp)인 밸런스 회로.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1 밸런스 트랜스의 2차 코일에 흐르는 전류의 크기와 상기 제2 밸런스 트랜스의 1차 코일에 흐르는 전류의 크기가 동일한 밸런스 회로.
  5. 일 측이 제1 램프의 출력 단자에 연결되는 1차 코일과, 일 측이 제2 램프의 출력 단자에 연결되고 상기 1차 코일에 의해 전류가 조절되는 2차 코일을 가지는 제1 밸런스 트랜스와,
    일 측이 제3 램프의 출력 단자에 연결되고 타 측이 상기 제1 밸런스 트랜스의 2차 코일의 타 측과 연결되는 1차 코일과, 일 측이 제4 램프의 출력 단자에 연결되고 상기 제3 램프의 출력 단자와 연결되는 1차 코일에 의해 전류가 조절되는 2차 코일을 가지는 제2 밸런스 트랜스를 포함하는 밸런스 회로; 및
    상기 밸런스 회로의 제1 밸런스 트랜스의 1차 코일의 타 측과 제2 밸런스 트랜스의 2차 코일의 타 측과 각각 연결되어 피드백 신호를 검출하여 램프의 구동 전압을 조절하는 피드백제어부;를 포함하는 인버터 회로.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제1 밸런스 트랜스 및 제2 밸런스 트랜스는 1:1의 권선비를 갖는 인버 터 회로.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 램프는 CCFL(Cold Cathod Electrode Fluorescent Lamp)인 인버터 회로.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 제1 밸런스 트랜스의 2차 코일에 흐르는 전류의 크기와 상기 제2 밸런스 트랜스의 1차 코일에 흐르는 전류의 크기가 동일한 인버터 회로.
  9. 제5항에 있어서,
    상기 피드백제어부는 상기 밸런스 회로의 제1 밸런스 트랜스의 1차 코일의 타 측으로부터 상기 제1 램프의 출력 신호를 피드백 신호로 검출하고, 상기 제2 밸런스 트랜스의 2차 코일의 타 측으로부터 제4 램프의 출력 신호를 피드백 신호로 검출하는 인버터 회로.
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