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KR100328248B1 - 과전압 방지기능을 구비한 인버터 제어기 - Google Patents

과전압 방지기능을 구비한 인버터 제어기 Download PDF

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Abstract

본 발명은 과전압 방지기능을 구비한 인버터 제어기에 관한 것으로, 본 발명은 오픈램프검출부(14)의 제3비교기(14b)가 '하이'레벨을 출력하면, 피드백전압을 입력받는 반전 입력단자(INV)측의 전압을 설정전압이상으로 유지시키는 전압 유지회로부(15)를 구비하여, 인버터 제어기에서 오픈램프감지 시점에서 셔트다운(shut down)되는 시점 동안에 초래되는 트랜스의 2차측 과전압을 방지하도록 함으로써, 제어기의 이상동작을 방지하여 보다 안정된 동작을 수행할 수 있도록 하는 것이다.

Description

과전압 방지기능을 구비한 인버터 제어기{INVERTER CONTROLLER WITH PREVENTING FUNCTION OF OVER-VOLTAGE}
본 발명은 과전압 방지기능을 구비한 인버터 제어기에 관한 것으로, 특히 인버터 제어기에서 오픈램프감지 시점에서 셔트다운(shut down)되는 시점 동안에 초래되는 트랜스의 2차측 과전압을 방지하도록 함으로써, 제어기의 이상동작을 방지하여 보다 안정된 동작을 수행할 수 있도록 하는 과전압 방지기능을 구비한 인버터 제어기에 관한 것이다.
도 1은 일반적인 백라이트의 인버터 및 인버터 제어기의 구성도로서, 도1을 참조하면, 일반적인 백라이트의 인버터 및 인버터 제어기는 전압단자(VCC)로 동작전압을 제공받고, 출력단자(AOUT,BOUT)로 보상구동신호를 출력하고, 반전입력단자(INV)를 통해 입력되는 트랜스의 2차측전압에 따라 출력단자(COUT)로 PWM신호를 출력하여 트랜스로 공급되는 전압을 제어하는 인버터 제어기(10)와, 이 인버터 제어기(10)의 보상구동신호에 따라 보상적으로 스위칭동작을 수행하여 직류전원을 교류전원으로 변환하여 트랜스의 1차측에 제공하는 인버터(20)와, 이 인버터(20)의 동작에 따른 1차측의 교류전원으로 2차측으로 승압 전달하는 트랜스(30)와, 이 트랜스(30)의 교류전원에 의해서 점등/소등동작을 수행하는 백라이트(40)와, 이 백라이트(40)의 밝기를 제어하는 밝기조절회로부(50)로 이루어져 있다.
이와같이 이루어진 인버터 및 인버터 제어기에 있어서, 상기 인버터 제어기(10)는 밝기조절회로부(50)로부터 전압을 피드백받아 피드백전압이 기준전압이하인 오픈램프를 감지하는 오픈램프검출부를 포함하고 있다.
도 2는 종래 인버터제어기의 오픈램프검출부 및 주변회로도로서, 도2를 참조하면, 종래 인버터 제어기(10)의 오픈램프검출부(14)는 비반전 입력단자로 피드백전압을 입력받고 반전 입력단자로 기준전압(+1.0V)을 입력받아 비교하는 제2비교기(14a)와, 비반전 입력단자로 기준전압(+3.7V)을 입력받고 반전 입력단자로 전류원(11)에 의해 전압을 충전하는 커패시터(Css)의 전압을 입력받아 비교하는 제3 비교기(14b)와, 이 제2비교기(14a)의 출력과 제3 비교기(14b)의 출력을 논리합하는 오아게이트(14c)를 포함하고 있다. 그리고 오픈램프검출부(14)의 주변에는 반전입력단자(INV)를 통한 피드백전압과 기준전압(+1.5V)을 비교하는 제1 비교기(12)와, 이 제1비교기(12)의 출력에 따라 PWM신호를 출력단자(COUT)측으로 재공하는 PWM신호발생부(13)가 구성되어 있다.
만약, 피드백전압이 제1기준전압(1.5V)보다 낮으면 제1 비교기(12)는 '하이'레벨을, 피드백전압이 제1기준전압(1.5V)보다 높으면 제1 비교기(12)는 '로우'레벨을 출력하고, 이때 PWM신호발생부(13)는 제1 비교기(12)의 출력이 '하이'레벨, 즉 피드백전압이 기준전압인 1.5V보다 낮으면 PWM신호의 듀티비를 높여 트랜스(30)의 2차측 전압을 높이고, 반대로 제1 비교기(12)의 출력이 '로우'레벨, 즉 피드백전압이 기준전압인 1.5V보다 높으면 PWM신호의 듀티비를 낮추어 트랜스(30)의 2차측 전압을 낮추기 위한 방향으로 동작하여 트랜스(30)의 2차측전압을 향상 일정한 전압으로 유지시키도록 동작한다.
그리고, 상기 오픈램프검출부(14)는 오픈램프를 계속적으로 검출하는데, 만약 오픈램프상태가 되면, 피드백되는 전압은 0V가 되므로, 오픈램프검출부(14)의 제2 비교기(14a)가 0V를 피드백전압과 1.0V의 기준전압을 비교하여 '로우'레벨을 출력한다. 이때 제3 비교기(14b)는 3.7V의 기준전압과 커패시터(Css)에 충전된 전압을 비교하는데, 충분히 충전되기전 충전전압이 3.7V이하일 경우에는 제3 비교기(14b)는 '하이'레벨을 출력하고, 반면 충분히 충전되어 충전전압이 3.7V이상이면 '로우'레벨을 출력한다.
그런데, 피드백전압이 '0V'인 램프오픈되는 시점에서 상기 커패시터(Css)의 충전전압이 3.7V정도로 충전되는 셔트다운되는 시점까지의 시간, 즉 수십∼수백msec정도의 시간이 걸리므로, 이 시간동안에 제2비교기(14a)의 출력이 '로우'레벨이 되고, 제3비교기(14b)의 출력은 '하이'레벨이므로, 오아게이트(14c)의 출력은 '하이'레벨이 되고, 이때 램프오픈은 검출되었지만 아직 셔트다운이 이루어지지 않은 상태로 남아 있게 되며, 이 시간동안에, 상기 PWM신호발생기(13)는 피드백전압이 기준전압보다 낮으므로 계속해서 듀티비를 높여 트랜스(30)의 2차측에 전압을 높이게 하므로, 트랜스의 공급되는 전압을 차단하는 셔트다운(shut down)에 진입하기까지의 시간동안, 즉 수십에서 수백마이크로초(msec)의 시간동안에 트랜스의 출력단에 매우 높은 고전압이 걸리게 되므로, 이 고전압에 의해서 절연파괴등의 문제점이 있었던 것이다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로, 따라서, 본 발명의 목적은 인버터 제어기에서 오픈램프감지 시점에서 셔트다운(shut down)되는 시점 동안에 초래되는 트랜스의 2차측 과전압을 방지하도록 함으로써, 제어기의 이상동작을 방지하여 보다 안정된 동작을 수행할 수 있도록 하는 과전압 방지기능을 구비한 인버터 제어기를 제공하는데 있다.
도 1은 일반적인 백라이트의 인버터 및 인버터 제어기의 구성도이다.
도 2는 종래 인버터제어기의 오픈램프검출부 및 주변회로도이다.
도3은 본 발명에 따른 인버터제어기의 오픈램프검출부 및 주변회로도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
11 : 전류원 12 : 제1 비교기
13 : PWM 신호 발생부 14 : 오픈램프검출부
14a : 제2 비교기 14b : 제3 비교기
14c : 오아게이트 15 : 일정전압 유지회로부
R1,R2 : 분할저항 D : 다이오드
상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 기술적인 수단으로써, 본 발명의 인버터 제어기는 백라이트의 구동을 제어하는 인버터 제어기에 있어서, 오픈램프검출부의 제3비교기가 '하이'레벨을 출력하면, 피드백전압을 입력받는 반전 입력단자측의 전압을 설정전압이상으로 유지시키는 일정전압 유지회로부; 를 포함함을 특징으로 한다.
이하, 본 발명에 따른 과전압 방지기능을 구비한 인버터 제어기에 대해서 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 본 발명에 참조된 도면에서 실질적으로 동일한 구성과 기능을 가진 구성요소들은 동일한 부호를 사용할 것이다.
도3은 본 발명에 따른 인버터제어기의 오픈램프검출부 및 주변회로도로서, 도3을 참조하면, 본 발명에 따른 과전압 방지기능을 구비한 인버터 제어기는 오픈램프검출부(14)의 제3비교기(14b)가 '하이'레벨을 출력하면, 피드백전압을 입력받는 반전 입력단자(INV)측의 전압을 설정전압이상으로 유지시키는 일정전압 유지회로부(15); 를 포함한다.
상기 일정전압 유지회로부(15)는 오픈램프검출부(14)의 제3비교기(14b)의 출력단에 접속한 일측단과, 피드백전압을 입력받는 반전 입력단자(INV)에 접속한 타측단을 갖는 제1저항(R1)과, 이 제1 저항(R1)의 타측단에 접속한 일측단과, 접지로 접속한 타측단을 갖는 제2 저항(R2)을 포함한다.
그리고, 상기 일정전압 유지회로부(15)는 보다 안정된 동작을 위해서, 오픈램프검출부(14)의 제3비교기(14b)의 출력단에 접속한 애노단과, 제1저항의 일측단에 접속한 캐소드단을 갖는 다이오드(D)를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 일정전압 유지회로부(15)는 피드백전압이 '1.0'V이하일 때, 상기 제2저항(R2) 양단에 걸리는 전압이 '1.0V∼1.5V' 사이의 전압이 되도록 제1저항(R1)과 제2저항(R2)의 비율을 설정한다.
이와같이 구성된 본 발명에 따른 동작을 첨부도면에 의거하여 하기에 상세히 설명한다.
도3을 참조하면, 램프가 오픈됨에 따라 반전압력단자(INV)를 통해 피드백전압인 입력전압이 '0V'로 입력되면, 오픈램프검출부(14)의 제2 비교기(14a)가 입력전압 '0V'와 기준전압 '1.0V'를 비교하여 '로우'레벨을 출력하고, 그리고 전류원(11)에서 전류가 'SS'단자를 통해서 접지로 흐르면서 'SS'단자에 접속된 커패시터(Css)에 충전이 시작되며, 이 커패시터(Css)의 충전전압이 '3.7V'이하일 경우에는 오픈램프검출부(14)의 제3 비교기(14b)가 기준전압 '3.7V'와 상기 커패시터(Css)의 충전전압을 비교하여 '하이'레벨을 출력하고, 이 커패시터(Css)의 충전전압이 '3.7V'이상으로 되는 경우에는 오픈램프검출부(14)의 제3 비교기(14b)가 기준전압 '3.7V'와 상기 커패시터(Css)의 충전전압을 비교하여 '로우'레벨을 출력한다.
이때, 충전전압이 '3.7V'이하일 경우에는 제2 비교기(14a)의 '로우'레벨과 제3 비교기(14b)의 '하이'레벨은 오아게이트(14c)에서 논리합되어 '하이'레벨로 출력되며, 반면 충전전압이 '3.7V'이상일 경우에는 제2 비교기(14a)의 '로우'레벨과 제3 비교기(14b)의 '하이'레벨은 오아게이트(14c)에서 논리합되어 '로우'레벨로 출력된다.
따라서, 램프오픈이 검출되어 셔트다운되기 까지의 시간, 즉 커패시터(Css)에 충전이 시작되어 오픈램프검출부(14)의 제3비교기(14b)의 기준전압(3.7V)이상으로 전압이 충전되는데 대략 수십에서 수백msec정도가 소요되며, 이 충전시간동안에종래의 PWM신호발생부(12)는 PWM신호의 듀티비를 급격하게 높여 트랜스의 2차측 전압을 계속해서 높일려고 한다.
즉, 상기 피드백전압이 '0V'일 경우에는 상기 제1 비교기(12)가 차전압인 '1.5V'에 해당하는 레벨(로우레벨)을 PWM신호발생부(13)로 제공함에 따라, 이 PWM신호발생부(13)에서는 상기 제1 비교기(12)에서 출력되는 '레벨'이 로우레벨이면 PWM신호의 듀티비를 크게 높여 트랜스로 공급되는 전압을 순간적으로 높이는 방향으로 동작한다.
그러나, 본 발명에 따른 일정전압 유지회로부(15)는 오픈램프검출부(14)의 제3 비교기(14b)의 출력전압, 즉 하이'레벨의 전압을 제1,제2 저항(R1,R2)의 분압비율로 분압하여 상기 반전입력단자(INV)에 일정전압이 걸리도록 함으로써, 제1 비교기(12)의 반전단자에는 설정전압이 걸리게 되므로 제1 비교기(12)에서 출력되는 차값이 크지 않게 됨에 따라 PWM신호발생부(13)가 듀티비를 갑자기 크게 발생시키지 않게 된다.
만약, 상기 커패시터(Css)에 충분한 충전이 이루어져 '3.7V'이상으로 되면, 오픈램프검출부(14)의 제3 비교기(14b)가 로우레벨로 출력되는데, 이때에 비로소 상기 반전입력단자(INV)의 전압이 '0V'로 떨어지게 되며, 이는 이미 셔트다운된 상태이므로 트랜스의 2차측 전압이 급격히 증가되지 않게 된다.
상술한 바와같은 본 발명에 따르면, 인버터 제어기에서 오픈램프감지 시점에서 셔트다운(shut down)되는 시점 동안에 초래되는 트랜스의 2차측 과전압을 방지하도록 함으로써, 제어기의 이상동작을 방지하여 보다 안정된 동작을 수행할 수 있도록 하는 특별한 효과가 있는 것이다.
이상의 설명은 본 발명의 일실시예에 대한 설명에 불과하며, 본 발명은 그 구성의 범위내에서 다양한 변경 및 개조가 가능하다.

Claims (4)

  1. 백라이트의 구동을 제어하는 인버터 제어기에 있어서,
    오픈램프검출부(14)의 제3비교기(14b)가 '하이'레벨을 출력하면,
    피드백전압을 입력받는 반전 입력단자(INV)측의 전압을 설정전압이상으로 유지시키는 일정전압 유지회로부(15); 를 포함함을 특징으로 하는 과전압 방지기능을 구비한 인버터 제어기.
  2. 제1항에 있어서, 상기 일정전압 유지회로부(15)는
    오픈램프검출부(14)의 제3비교기(14b)의 출력단에 접속한 일측단과, 피드백전압을 입력받는 반전 입력단자(INV)에 접속한 타측단을 갖는 제1저항(R1);
    이 제1 저항(R1)의 타측단에 접속한 일측단과, 접지로 접속한 타측단을 갖는 제2 저항(R2);를 포함함을 특징으로 하는 과전압 방지기능을 구비한 인버터 제어기.
  3. 제1항에 있어서, 상기 일정전압 유지회로부(15)는
    오픈램프검출부(14)의 제3비교기(14b)의 출력단에 접속한 애노단과, 제1저항의 일측단에 접속한 캐소드단을 갖는 다이오드(D);
    이 다이오드의 캐소드단에 접속한 일측단과, 피드백전압을 입력받는 반전 입력단자(INV)에 접속한 타측단을 갖는 제1저항(R1);
    이 제1 저항(R1)의 타측단에 접속한 일측단과, 접지로 접속한 타측단을 갖는 제2 저항(R2);를 포함함을 특징으로 하는 과전압 방지기능을 구비한 인버터 제어기.
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 일정전압 유지회로부(15)는
    피드백전압이 '1.0'V이하일 때, 상기 제2저항(R2) 양단에 걸리는 전압이 '1.0V∼1.5V' 사이의 전압이 되도록 제1저항(R1)과 제2저항(R2)의 비율을 설정한 것을 특징으로 하는 과전압 방지기능을 구비한 인버터 제어기.
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