KR20060012061A

KR20060012061A - Inverter for eefl

Info

Publication number: KR20060012061A
Application number: KR1020040060766A
Authority: KR
Inventors: 이성주
Original assignee: 이성주
Priority date: 2004-08-02
Filing date: 2004-08-02
Publication date: 2006-02-07

Abstract

본 발명은 램프에 교류 전원을 공급해 주는 인버터 혹은 안정기(이하 인버터)에 관한 것으로 EEFL(External Electrode Fluorescent Lamp)과 이와 유사한 구조를 갖는 램프에 전원을 공급해 주는 인버터의 구조에 관한 발명이다. 기존의 CCFL(Cold Cathode Fluorescent Lamp)의 단점을 보완하여 전극을 외부로 노출시켜 만든 램프가 EEFL이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an inverter or ballast (hereinafter referred to as an inverter) for supplying AC power to a lamp. The present invention relates to a structure of an inverter for supplying power to a lamp having a structure similar to an external electrofluorescent lamp (EEFL). EEFL is a lamp made by exposing the electrode to the outside to compensate for the disadvantage of the existing CCFL (Cold Cathode Fluorescent Lamp).

보통 램프의 밝기를 조절하는 방법으로 PWM 방식이 주로 사용되는데 EEFL의 밝기를 PWM 방식으로 조절할 경우 PWM의 DUTY가 적어질수록 전원의 파형이 불안정해 지고 이로 인한 열과 노이즈 문제를 안게 된다. 현재는 이러한 방식을 사용하고 있는데 비해 본 인버터는 주파수를 제어하는 방식으로 밝기를 조절하게 된다. 따라서, 위의 기술적 문제를 완전히 해결하였고 안정적인 제품 개발과 제작이 가능하게 되었다.Normally, the PWM method is mainly used to control the brightness of the lamp. When the brightness of the EEFL is controlled by the PWM method, the smaller the PWM duty, the more unstable the power waveforms and the heat and noise problems are caused. Currently, this method is used, but the inverter adjusts the brightness by controlling the frequency. Therefore, the above technical problems are completely solved and stable product development and production are possible.

외부전극램프용 인버터, EEFL, TFT-LCD BACKLIGHT INVERTER, 외부전극 Inverter for external electrode lamp, EEFL, TFT-LCD BACKLIGHT INVERTER, External electrode

Description

Inverter with External Electrode Lamp {INVERTER FOR EEFL}

도1은 인버터 내에서 주파수를 변경해 휘도 조절을 가능하게 하는 인버터의 블록다이어그램이고1 is a block diagram of an inverter that changes the frequency in the inverter to enable brightness adjustment.

도2는 외부에서 변화되는 주파수를 입력받아 이를 사용해 휘도 조절을 수행하는 인버터의 블록다이어그램이다.2 is a block diagram of an inverter that receives an externally changed frequency and uses the same to adjust luminance.

기존의 인버터의 경우 사용방식에 따라 BUCK-LOYER 방식과 전용칩 방식으로 나눌 수 있다. 보통 CCFL(Cold Cathode Fluorescent Lamp)과 형광등(Fluorescent Lamp)를 동작시키는 INVERTER가 보편화되어 있다. 두 가지 방법 중 생산 단가나 상황에 따라 필요한 방식을 선택하여 사용한다. 여기에서는 EEFL(External Electrode Fluorescent Lamp)과 이와 유사한 형태의 구조를 갖는 램프에 적용시키는 INVERTER에 대해 설명하고자 한다. EEFL은 전극이 외부로 나와 있어 CCFL의 성능, 수명 등의 단점을 보완할 수 있게 제작된 램프이고 대면적 LCD PANEL 혹은 대면적이 필요한 곳에 적합한 램프이다. 따라서, 대면적화 되어 가는 PANEL에 맞추어 EEFL의 사용 빈도와 용도가 늘어가는 추세이다. 하지만 EEFL은 전극이 외부로 노출되어 있고 유리관을 통과하여 전원을 공급해야하는 구조적인 문제를 안고 있다. 이로 인해 열, 노이즈, 보호기능 첨가 등 여러 문제점이 발생하게 된다. 이러한 문제로 인해 현재까지는 널리 사용되지 못하고 있다.Conventional inverter can be divided into BUCK-LOYER method and dedicated chip method according to the usage method. In general, inverters that operate CCFL (Cold Cathode Fluorescent Lamp) and Fluorescent Lamp are widely used. Of the two methods, the required method is selected according to the production cost or situation. Here, we will explain the INVERTER that is applied to the EEFL (External Electrode Fluorescent Lamp) and a lamp having a similar structure. EEFL is a lamp designed to make up for the shortcomings of CCFL's performance and lifespan due to the external electrode, and is suitable for large area LCD panel or large area. Therefore, the frequency and use of EEFL is increasing in line with the large-area panel. However, EEFLs suffer from structural problems in that the electrodes are exposed to the outside and must be powered through glass tubes. This causes various problems such as heat, noise, and protection. Due to these problems, it is not widely used until now.

본 출원에서는 EEFL의 밝기를 조절하는 방식에 대해 설명하고자 한다. 보통 PWM으로 램프의 밝기를 조절하게 된다. PWM이란 펄스폭 변조방식(Pulse Width Modulation)의 약자로 온/오프 되어 있는 펄스의 폭을 늘리고 줄임으로써 전류를 제어하는 방식이다. 밝기 조절 기능이 내장되어 있는 거의 모든 인버터에서 위의 방식을 사용한다. 하지만 이 방식을 EEFL에 사용하였을 경우 양쪽 전극에 모두 고압을 걸어 주어야 하는 EEFL의 구조로 인해 DUTY가 낮아지게 되면 전원이 불안해지고 열과 노이즈, 제품의 안정성에도 문제를 야기하게 된다. Duty는 턴온(Turn on)되어 있는 비율을 나타내면 흔히 %로 표시한다. 이런 이유로 현재 밝기 조절 기능이 필요치 않은 일부제품에만 저휘도 용으로 사용되고 있는 실정이다.In this application, a method of adjusting the brightness of the EEFL will be described. PWM is usually used to control the brightness of the lamp. PWM stands for Pulse Width Modulation and controls current by increasing and decreasing the width of pulses that are turned on and off. Almost all inverters with built-in brightness control use this method. However, when this method is used for EEFL, due to the structure of EEFL, which requires high voltage applied to both electrodes, if DUTY is lowered, power becomes unstable and causes problems with heat, noise and product stability. Duty is often expressed as a percentage of the turn-on rate. For this reason, it is currently used for low brightness only in some products that do not need the brightness control function.

상기의 단점을 보완하기 위해 주파수를 변경하여 밝기 조절이 가능한 인버터의 구조가 필요하며 본 출원의 핵심적인 부분이다. 넓은 범위의 휘도를 주파수 변경을 통해 부드럽게 제어하고 이를 통해 안정적인 제품을 만드는 것이 본 출원이 이루고자 하는 기술적 과제이다.
In order to compensate for the above disadvantages, a structure of an inverter capable of adjusting brightness by changing a frequency is required and is an essential part of the present application. Soft control of a wide range of luminance through the frequency change and to create a stable product through this is a technical task of the present application to achieve.

본 발명은 EEFL이나 이와 유사한 구조를 갖는 램프에 안정적인 전원공급을 할 수 있는 인버터의 구조에 관한 것으로 특히 여기에서는 PWM으로 휘도를 변경하지 않고 주파수를 변경하여 휘도를 변경하는 방식의 인버터에 관한 것이다. 먼저 본 고안의 구성을 첨부한 도면에 의하여 설명하면 다음과 같다. 도1에서 당사의 인버터는 역할에 따라 입력부(1), 제어부(2), 구동부(3), 전원부(4), 출력부(5)로 구성된다. 입력부(1)는 입력 컨넥터로 구성되며 정류된 직류 전원과 제어신호가 외부로부터 들어오게 된다. 제어부(2)는 인버터 전용칩 혹은 BUCK-ROYER회로, 마이크로컨트롤러 등으로 구성되며 자체적으로 교류 신호를 발생시켜 구동부로 전달하거나 외부에서 교류 신호를 입력받아 이를 구동부로 전달하는 역할을 한다. 미리 검출해 놓은 휘도-주파수 관계에 대한 데이터를 사용하여 주파수 변경으로 휘도 조절이 가능하게 한다. 또한, 제어신호와 피드백신호를 검출하여 변경된 신호를 전송하는 역할을 한다. 구동부(3)는 파워 FET로 구성되며 직류전원을 입력받고 제어부에서 교류신호를 입력받아 전원부로 전원을 전달하는 역할을 한다. 전원부(4)은 고압트랜스포머로 구성되며 계산치와 실험치로 얻어진 권선비로서 저압의 교류 전원을 고압의 교류전원으로 증폭시키며 각 램프에 적합한 출력을 낼 수 있도록 제작되어진다. 출력부(5)는 출력 컨넥터로 구성되고 이를 통해 각 램프(6)로 고압의 교류전원을 공급하고 피드백을 받아 이를 제어부로 전달하는 역할을 한다. The present invention relates to a structure of an inverter capable of supplying a stable power to a lamp having a EEFL or similar structure, and more particularly, to an inverter of a method of changing luminance by changing frequency without changing luminance with PWM. First, the configuration of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In FIG. 1, the inverter of the present invention is composed of an input part 1, a control part 2, a driving part 3, a power supply part 4, and an output part 5 according to a role thereof. The input unit 1 is composed of an input connector and the rectified DC power and the control signal comes from the outside. The control unit 2 is composed of an inverter dedicated chip, a BUCK-ROYER circuit, a microcontroller, and the like, and generates an AC signal by itself and transmits it to the driver, or receives an AC signal from the outside and delivers it to the driver. By using data on the luminance-frequency relationship detected in advance, the luminance can be adjusted by changing the frequency. Also, it detects a control signal and a feedback signal and transmits a changed signal. The driving unit 3 is composed of a power FET and receives a DC power and receives an AC signal from the control unit to transfer power to the power unit. The power supply unit 4 is composed of a high voltage transformer, and is a winding ratio obtained from the calculated value and the experimental value. The power supply part 4 is amplified by the high voltage AC power to produce a suitable output for each lamp. The output unit 5 is configured as an output connector, through which the high voltage AC power is supplied to each lamp 6 and receives a feedback and transmits it to the control unit.

기존의 제품과 방식을 보면 PWM 방식으로 램프의 밝기를 조절한다. FET를 구동시키는 신호의 PWM DUTY를 조절하여 램프의 밝기를 조절하게 되는데 이는 밝기 조절 기능이 내장되어 있는 거의 모든 제품에 적용되고 있다. 하지만, 이를 EEFL에 적용했을 경우 DUTY가 낮은 상황에서 여러 문제가 발생하게 된다. 따라서, 이를 보완하기 위해 본 출원에서는 DUTY는 항상 최대치로 출력하게 하고 구동부로 출력되는 주파수를 변경하여 램프의 밝기를 조절할 수 있게 하였다. 이런 방식을 채택할 경우 DUTY가 적은 상태에서 발생할 수 있는 소자의 열, 노이즈, 불안정성 등의 문제를 완전히 제거하였다.In conventional products and methods, the brightness of the lamp is controlled by PWM method. The brightness of the lamp is controlled by adjusting the PWM duty of the signal that drives the FET, which is applied to almost all products that have a built-in brightness control function. However, when applied to the EEFL, a variety of problems occur in a low duty condition. Therefore, in order to compensate for this, in the present application, the DUTY always outputs the maximum value, and the brightness of the lamp can be adjusted by changing the frequency output to the driving unit. This approach completely eliminates thermal, noise, and instability issues that can occur with low duty.

주파수 변경을 통해 램프의 휘도를 조절하는 방법을 설명하면 다음과 같다. 제품 개발 시 사용하고자 하는 규격의 램프가 결정이 되고 이에 따라 트랜스포머와 주변 소자들이 결정되게 된다. 램프가 결정이 되고 트랜스포머의 규격이 결정이 되면 테스트를 통해 각 주파수에서의 램프의 휘도를 측정할 수가 있다. 이 데이터를 기초로 각 주파수에 따른 휘도를 임의로 조절할 수가 있게 된다. The method of adjusting the brightness of the lamp by changing the frequency is as follows. When developing a product, the standard lamp is decided and the transformer and peripheral devices are determined. Once the lamp has been determined and the transformer specifications have been determined, the test can measure the brightness of the lamp at each frequency. Based on this data, the luminance according to each frequency can be arbitrarily adjusted.

주파수를 변경하여 휘도를 조절하는 방법으로는 외부에서 제어신호를 받아 인버터 자체에서 원하는 주파수의 교류 신호를 발생시키는 방법과 외부에서 직접 원하는 주파수를 인버터에 보내주는 방법으로 나뉜다. 먼저 첫 번째 방법을 사용하기 위해 인버터는 마이크로 컨트롤러나 이와 유사한 프로그래밍 IC를 사용하여 교류 신호를 발생시키게 된다. 미리 측정한 휘도-주파수의 관계를 토대로 외부에서 들어오는 제어신호에 따라 원하는 주파수를 발생시킬 수 있도록 프로그래밍을 하여 맥시멈 DUTY로 원하는 교류신호를 발생시켜 램프를 구동하게 된다. 둘째로 인버터 전용IC를 살펴보면 외부의 교류신호와 동기할 수 있도록 제작된 IC가 출시되어 있다. 두 번째 방법을 가능하게 하기 위해 주파수 동기가 가능한 전용 IC를 사용하게 되는데 외부에서 원하는 주파수의 신호를 전용IC로 보내게 되고 전용 IC는 이 신호를 받아 이와 동일한 주파수의 교류 파형을 발생시켜 램프를 구동하게 된다.The method of adjusting the brightness by changing the frequency is divided into the method of receiving the control signal from the outside and generating the AC signal of the desired frequency from the inverter itself and sending the desired frequency directly to the inverter from the outside. First, to use the first method, the inverter generates an AC signal using a microcontroller or similar programming IC. The lamp is driven by generating the desired AC signal with the maximum duty by programming to generate the desired frequency according to the control signal coming from the outside based on the luminance-frequency relationship measured in advance. Second, when looking at the dedicated inverter IC, there is an IC manufactured to synchronize with an external AC signal. To enable the second method, a dedicated IC capable of frequency synchronization is used, and a signal of a desired frequency is sent from the outside to the dedicated IC, and the dedicated IC receives the signal and generates an AC waveform of the same frequency to drive the lamp. Done.

사용환경에 따라 사용되어선 안될 주파수가 존재하기도 하는데 LCD TV 같은 경우 화면 등의 요인으로 위의 상황이 발생할 수가 있다. 본 출원에서는 주파수를 임의대로 조절이 가능하므로 위의 문제도 쉽게 해결할 수 있게 된다. Depending on the usage environment, there are frequencies that should not be used. In the case of LCD TVs, the above situation may occur due to factors such as screens. In the present application, since the frequency can be arbitrarily adjusted, the above problem can be easily solved.

현재 EEFL은 장수명과 고휘도, 병렬 연결, 인버터 단가 감소 등 여러 가지 장점을 가지고 있음에도 불구하고 사용이 극히 제한되어 있다. 이는 EEFL이 갖는 구조적 특징에 기인한 것으로 이를 해결하게 되면 여러 분야에 다양하게 사용 될 수 있을 것이다. 위의 방법을 사용하게 될 경우 EEFL이 갖는 구조적 문제를 해결하게 되어 안정적인 제품 제작이 가능해지고 이는 다양한 수요로 이어질 것이며 시장 선점과 확장에 중요한 역할을 할 것이다.

Currently, EEFL is extremely limited in its use, despite its many advantages including long life, high brightness, parallel connection and reduced inverter cost. This is due to the structural characteristics of the EEFL, and if solved, may be used in various fields. Using the above method solves the structural problem of EEFL, which enables the production of stable products, which will lead to various demands and play an important role in market preoccupation and expansion.

Claims

Inverter or ballast that supplies AC current to the lamp. In particular, when using a lamp having a structure similar to that of an EEFL (External Electrode Fluorescent Lamp), the brightness of the lamp is controlled by adjusting the frequency of the AC signal driving the lamp. Inverters or ballasts, and luminaires using them.

In the method of controlling the brightness by changing the frequency of claim 1 in the method of receiving and synchronizing the AC signal that can drive the lamp from the outside and the method of generating a signal of the desired frequency in the inverter itself receives only the brightness control signal from the outside of the inverter Inverter or ballast characterized in that the luminaire using the same.