KR20040101057A - 인버터 트랜스와 그것을 사용한 방전등 점등장치 - Google Patents

Abstract

2출력형의 인버터 트랜스가 2개의 방전등당 2개 필요하게 되어 있었다. 트랜스를 방전등(30)의 양측에 배치하는 경우는, 위상반전 동기용의 권선끼리를 접속하는 케이블이 필요하므로, 조립이 번거롭고 코스트가 높았다. 이것들의 문제점을 해결하는 것을 목적으로 한다.

하나의 1차권선(1)과, 1차권선(1)에 동일한 결합도로 전자결합하는 동일한 권수의 두개의 2차권선(2a, 2b)을 구비한 트랜스에서, 2차권선(2a, 2b)으로부터 중간탭을 도출한다. 또, 이러한 인버터 트랜스를 구비한 방전등 점등장치에서, 트랜스 1개에 대해, 양끝에 전극을 갖는 복수의 방전등(40)을 사용한다. 각 2차권선(2a, 2b)의 중간탭을 접지하고, 각 2차권선(2a, 2b)의 양끝을 상이한 방전등(40)의 전극에 접속하여, 각각의 방전등(40)의 양끝에 역위상의 교류전압을 가한다.

Description

인버터 트랜스와 그것을 사용한 방전등 점등장치{INVERTER TRANSFORMER AND DISCHARGE LAMP LIGHTING APPARATUS USING THE SAME}

본 발명은, 백라이트용의 방전등을 액정표시패널의 배면에 부착한 대형 액정 모니터에 적합한 방전등 점등장치에 관한 것이며, 1개로 2조의 고전압 출력을 취출할 수 있는 자기누설형의 인버터 트랜스와, 이 인버터 트랜스를 사용한 방전등 점등장치에 관한 것이다.

이 종류의 자기누설형 2출력 인버터 트랜스로서는, 예를 들면 일본특허출원 공개 제 2001-126937호 공보에 개시된 것이 있다. 이 인버터 트랜스는, 도 8과 같이, 하나의 1차권선(1)에 동일한 결합도로 전자(電磁)결합하는 동일한 권수의 2개의 2차권선(2a, 2b)을 설치한 것이다. 2차권선(2a)의 양끝의 리드선은 각각 단자(21, 22)의 접속부(21a, 22a)에 감겨져 납땜되고, 2차권선(2b)의 양끝의 리드선은 각각 단자(31, 32)의 접속부(31a, 32a)에 감겨져 납땜되어 있다. 방전등이 복수인 경우에, 이 트랜스를 사용하면, 1출력형 트랜스를 2개 사용하는 것 보다도 설치 면적을 저감할 수 있다.

도 9에, 이러한 인버터 트랜스(T)의 사용예를 도시한다. 한쪽 끝을 접지한 2차권선(2a, 2b)의 다른쪽 끝에 방전등(40a, 40b)이 각각 접속되어 있다. Q1, Q2는 푸시 풀 접속된 스위칭 트랜지스터, R은 바이어스 저항, C는 1차권선(1)에 병렬로 접속된 공진 콘덴서, 4는 귀환 권선, 5는 다른 구동회로와 주파수 동기를 취할 때에 사용하는 동기 권선이다. 1차권선(1)의 중간탭은, 초크코일(L)을 통하여 입력 단자(3)에 접속되어 있다. 그리고 입력 단자(3)에 직류전압을 인가하여, 2차권선(2a, 2b)측에 정현파의 고주파전압을 출력하고, 동위상의 교류전압으로 2개의 방전등(40a, 40b)을 점등시키는 것이다.

액정 모니터의 대형화에 따라 방전등은 길어져 가고 있고, 40인치 이상의 대화면 모니터가 되면 방전등은 85cm 이상의 길이가 된다. 예를 들면 도 12에 도시하는 바와 같이, 화면(6)의 뒷편에 12∼20개 정도의 방전등(40)이 배치된다. 이러한 긴 방전등을 점등시키기 위해서는, 1800Vrms나 되는 높은 킥 오프 전압이 필요하여, 점등후에도 항상 1200Vrms 이상의 고전압을 방전등의 전극에 인가할 필요가 있다. 고전압을 가하기 때문에, 코로나방전이 일어나 쉬울 뿐만 아니라, 액정 패널에 전계 노이즈가 발생하는 경우가 있었다.

긴 방전등을 사용한 백라이트 모듈은 용량이 크고, 누설전류도 많아진다. 그 결과, 도 11에 파선(A)으로 도시하는 바와 같이 방전등의 좌측 끝과 우측 끝의 휘도차(a)가 커져, 최대로 100 칸델라의 휘도차(a)가 발생하는 문제가 있었다. 이 휘도차(a)는, 액정 패널의 휘도 얼룩으로서 나타난다.

그래서 도 10에 도시하는 바와 같이, 2개의 방전등(40a, 40b)을 점등하는데도, 2개의 인버터 트랜스(T1, T2)를 사용하여, 방전등(40a, 40b)의 양끝의 전극에 역위상의 전압을 가하도록 한 배전압 구동의 인버터 회로가 사용되고 있다. 인버터 트랜스(T1, T2)의 각 동기 권선(5)을 서로 접속하고, 반전한 위상으로 동기하도록 하고 있다. 이 경우, 방전등(40a, 40b)의 중앙부분은 교류적으로 제로 전위가 된다. 그리고, 양끝의 전극에 인가하는 전압이 반감하므로 전계의 영향이 적어지고, 도 11의 실선(B)과 같이, 방전등의 위치에 의한 휘도차(b)도 저감된다.

그런데, 도 10의 구성에서는, 2출력형의 인버터 트랜스가 2개의 방전등당 2개 필요하다. 또, 좌우로 멀리 떨어진 위치에 있는 동기 권선(5)끼리를 접속하는 케이블이 필요하므로, 조립이 번거롭고 코스트가 높아진다. 또, 다수의 방전등을 점등하는 경우에는, 도 10의 장치를 복수조 사용하므로, 그것들 사이에 위상 특성의 불균일이 발생하는 결점이 있었다.

본 발명은, 1개의 인버터 트랜스로부터 2개의 고전압 출력을 취출할 수 있는 인버터 트랜스와, 이 인버터 트랜스를 사용한 조립 용이하고 휘도 얼룩이 적은 방전등 점등장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

도 1은, 본 발명의 인버터 트랜스의 1 실시예를 도시하는 주요부의 평면도,

도 2는, 본 발명의 인버터 트랜스의 다른 실시예를 도시하는 주요부의 평면도,

도 3은, 도 2에 도시한 인버터 트랜스의 회로도,

도 4는, 본 발명에 관계되는 방전등 점등장치의 제 1 실시예를 도시하는 회로도,

도 5는, 동일하게 제 2 실시예를 도시하는 주요부의 회로도,

도 6은, 동일하게 제 3 실시예를 도시하는 회로도,

도 7은, 동일하게 제 4 실시예를 도시하는 주요부의 회로도,

도 8은, 종래의 인버터 트랜스의 1 예를 도시하는 주요부 평면도

도 9는, 종래의 방전등 점등장치의 구성예를 도시하는 회로도,

도 10은, 종래의 방전등 점등장치의 다른 구성예를 도시하는 회로도,

도 11은, 방전등의 휘도 분포도,

도 12는, 종래의 방전등의 배치를 도시하는 배면도,

도 13은, 본 발명에 의한 방전등의 배치예를 도시하는 배면도이다.

(부호의 설명)

1 1차권선

2 2차권선

40 방전등

T 인버터 트랜스

본 발명에 의한 제 1 인버터 트랜스는, 하나의 1차권선(1)과, 1차권선(1)에 동일한 결합도로 전자결합하는 동일한 권수의 2개의 2차권선(2a, 2b)을 구비하고, 각각의 2차권선(2a, 2b)으로부터 중간탭을 도출한 구성을 특징으로 한다.

또 본 발명에 의한 제 2 인버터 트랜스는, 보빈(20, 30)과, 하나의1차권선(1)과, 1차권선(1)에 동일한 결합도로 전자결합하는 4개의 2차권선(2a, 2b, 2c, 2d)을 구비하고, 2개의 2차권선(2a, 2b)을 보빈(20)에 감고, 2개의 2차권선(2c, 2d)를 보빈(30)에 감은 구성을 특징으로 한다. 이 인버터 트랜스는, 2차권선의 일부를 외부회로로 접속함으로써 제 1 인버터 트랜스와 동등한 기능을 얻을 수 있는 동시에, 방전등 전류검출 기능을 용이하게 부가할 수 있는 구성이다.

더욱이, 본 발명에 의한 방전등 점등장치는, 이러한 인버터 트랜스 1개에 대해, 양끝에 전극을 갖는 복수의 방전등(40)을 구비하고, 각 2차권선(2a, 2b)의 중간탭을 그대로 접지 혹은 저항을 통하여 접지하는 동시에, 각 2차권선(2a, 2b)의 양끝을 상이한 방전등(40)의 전극에 접속하고, 각각의 방전등의 양끝에 역위상의 교류전압을 가하는 구성을 특징으로 한다.

(실시예)

도 1은 본 발명에 관계되는 인버터 트랜스(T)의 1실시예를 도시하는 평면도이다. 또한, 이하의 도면에서도, 종래예와 대응하는 부분에는 동일한 부호를 붙여서 설명한다. 절연성의 1개의 보빈(10) 및 2개의 보빈(20, 30)이, 측면을 대향시켜서 하 코어(50)상에 부착되어 있다. 보빈(10)에는 종래와 동일하게 1차권선(1) 및 귀환 권선을 감고, 그 리드선을 측면에 설치한 단자(12)에 접속하고 있다. 보빈(20, 30)에는, 각각 1차권선(1)에 동일한 결합도로 전자결합하는 동일한 권수의 2차권선(2a, 2b)을 감고 있다.

자성체로 이루어지는 하 코어(50)에는, 상방으로 돌출한 다리(51, 52, 53)와, 자기분로용의 가늘고 긴 돌기(54)가 형성되어 있다. 다리(51)는 1차권선(1)의중심에 삽입되고, 다리(52, 53)는 각각 2차권선(2a, 2b)의 중심에 삽입되어 있다. 도시하지 않은 평판 형상의 상 코어가, 하 코어(50)의 다리(51, 52, 53)에 맞대져서 폐자로(閉磁路)를 형성한다. 이들 한 쌍의 상 코어 및 하 코어(50)에 의해, 1차권선(1)과 2차권선(2a, 2b)이 전자결합된다. 돌기(54)는, 2개의 2차권선(2a, 2b)과 1차권선(1) 사이에 위치하고 있고, 권선간의 전자결합을 약하게 하는 작용을 한다.

이 인버터 트랜스(T)가 도 8에 도시한 종래의 것과 다른 것은, 2차권선(2a, 2b)으로부터, 각각 중간탭을 도출한 점에 있다. 즉, 보빈(20) 및 보빈(30)에, 각각 단자(23), 단자(33)를 추가해서 설치하는 동시에, 2차권선(2a)의 중간탭을 단자(23)의 접속부(23a)에 접속하고, 2차권선(2b)의 중간탭을 단자(33)의 접속부(33a)에 접속하고 있다. 또, 도 1의 인버터 트랜스에서의 2차권선(2a, 2b)은, 도 8의 종래의 인버터 트랜스보다도 권수를 늘린 것이 된다.

도 2는, 본 발명에 관계되는 인버터 트랜스(T)의 다른 실시예를 도시하는 평면도이다. 보빈(20, 30)에는, 각각 4개의 단자(21∼24, 31∼34)를 부착하고 있다. 한쪽 보빈(20)에는, 2개의 2차권선(2a, 2b)을 감고 있다. 2차권선(2a)의 고전압측의 끝부는 단자(21)에 접속되고, 저전압측의 끝부는 단자(23)에 접속되어 있다. 2차권선(2b)의 고전압측의 끝부는 단자(22)에 접속하고, 저전압측의 끝부는 단자(24)에 접속되어 있다.

다른 쪽의 보빈(30)에는, 2개의 2차권선(2c, 2d)이 감겨 있다. 2차권선(2c)의 고전압측의 끝부는 단자(31)에 접속되고, 저전압측의 끝부는 단자(33)에 접속되어 있다. 2차권선(2d)의 고전압측의 끝부는 단자(32)에 접속되고, 저전압측의 끝부는 단자(34)에 접속되어 있다. 4개의 2차권선(2a, 2b, 2c, 2d)는, 동일한 인덕턴스를 가지고 또한 동일한 결합도로 1차권선(1)에 전자결합 하도록 되어 있다.

도 3은, 도 2에 도시한 인버터 트랜스(T)의 결선도이다. 단자(23) 및 단자(24), 단자(33) 및 단자(34)를, 각각 외부의 회로로 공통 접속하면, 단자(23, 24)는 2차권선(2a) + 2차권선(2b)의 중간탭이 되고, 단자(33, 34)는 2차권선(2c) + 2차권선(2d)의 중간탭이 된다. 따라서 이와 같이 외부에서 접속했을 때, 이 인버터 트랜스는 도 1의 인버터 트랜스와 회로적으로 등가가 된다.

도 4는, 도 1과 같은 인버터 트랜스를 사용한 방전등 점등장치의 실시예를 도시하는 결선도이다. 양끝에 전극을 갖는 U형관으로 이루어지는 2개의 방전등(40a, 40b)을, 1개의 인버터 트랜스(T)를 사용하여 점등하는 구성이다. 2차권선(2a, 2b)의 중간탭은, 함께 접지되어 있다. 2차권선(2a)의 양끝을 방전등(40a)의 양끝의 전극에 접속하고, 2차권선(2b)의 양끝을 방전등(40b)의 양끝의 전극에 접속하고 있다. 방전등(40a, 40b)의 양끝에는 역위상의 교류전압이 가해져, 배전압으로 구동되게 된다. 또한, 인버터 트랜스(T)의 1차측의 회로는, 도 9의 종래예와 동일한 구성이다.

U형관은, 2개의 직관을 직렬접속한 것과 특성적으로 등가이다. 따라서, 도 4의 회로 대신에 도 5와 같이 구성해도 좋다. 1개의 인버터 트랜스(T)에 대해 4개의 방전등(40)을 사용하고, 각 2차권선(2a, 2b)의 중간탭을 접지하고, 각각의 2차권선(2a, 2b)의 양끝에, 직렬접속한 2개의 방전등(40)을 접속하는 것이다. 직렬접속한 2개의 방전등(40)의 양끝에는, 역위상의 교류전압이 가해진다.

도 5는, 본 발명의 제 2 실시예를 도시하는 결선도이다. 이 도 5에 도시하는 회로구성을 갖는 방전등 점등 회로를 2조, 좌우 대칭으로 배치함으로써, 도 13과 같이 화면(6)에 대해 직관의 방전등(40)이 종2열로 나열된 것을 구성할 수 있다. 방전등(40)은 전극을 외측을 향한 형태로 나열하므로, 인버터 트랜스(T)와 방전등(40)과의 접속이 용이하게 되어 안성맞춤이다. 동일한 화면 사이즈로 도 13과 같이 방전등(40)을 배치했을 때, 화면(6)의 횡폭방향의 휘도 얼룩 및 인가전압은, 도 12와 같이 방전등(40)을 배치한 경우의 대략 반 정도가 된다. 또한, 도 13에는 방전등(40)을 종2열로 배치한 예를 도시했지만, 전체를 90도 회전시켜, 방전등(40)이 횡2열로 나열하는 구성으로 해도 좋다.

도 6은, 도 2 및 도 3의 인버터 트랜스(T)를 사용한 방전등 점등장치의 실시예를 도시하는 결선도이다. 이 실시예는, 양끝에 전극을 갖는 U형의 2개의 방전등(40)을 하나의 인버터 트랜스(T)를 사용하여 점등하는 구성이다. 2차권선(2a)의 고전압측의 단자(21)와 2차권선(2b)의 고전압측의 단자(22) 사이, 2차권선(2c)의 고전압측의 단자(31)와 2차권선(2d)의 고전압측의 단자(32) 사이에, 각각 방전등(40)을 접속하고 있다.

2차권선(2b)의 저전압측의 단자(24) 및 2차권선(2d)의 저전압측의 단자(34)는 그대로 접지하고, 2차권선(2a)의 저전압측의 단자(23) 및 2차권선(2c)의 저전압측의 단자(33)는, 각각 방전등 전류검출용의 저항(R1) 및 저항(R2)을 통하여 접지하고 있다. 2차권선(2a)과 저항(R1)과의 접속점, 2차권선(2c)과 저항(R2)과의 접속점은, 모두 도시하지 않은 방전등 전류검출 회로에 접속된다. 방전등 전류를 검출함으로써, 방전등(40)에 이상이 발생한 경우에 구비한 보호 회로 등을 구성할 수 있다. 방전등(40)의 양끝에는 역위상의 교류전압이 가해져, 배전압으로 구동된다. 인버터 트랜스(T)의 1차측의 회로는, 도 9의 종래예와 동일한 구성이다.

도 7은, 도 2의 인버터 트랜스(T)를 사용하여 구성한 방전등 점등장치의 결선도이다. 이 장치는, 1개의 인버터 트랜스(T)에 대해 직관형의 4개의 방전등(40)을 사용하는 것이다. 2차권선(2a)의 고전압측의 단자(21)와 2차권선(2b)의 고전압측의 단자(22) 사이, 2차권선(2c)의 고전압측의 단자(31)와 2차권선(2d)의 고전압측의 단자(32) 사이에, 직렬접속한 2개의 방전등(40)을 각각 접속한다. 직렬접속한 2개의 방전등(40)의 양끝에는, 역위상의 교류전압이 가해진다.

또한, 도 6에는, 2차권선(2b, 2d)의 저전압측의 단자(24, 34)는 그대로 접지한 예를 도시했지만, 도 7과 같이, 이들 단자(24, 34)도 방전등 전류검출용의 저항(R3, R4)을 통하여 접지해도 좋다. 이와 같이 양측의 방전등 전류를 검출하는 구성으로 한 경우에는, 백라이트 모듈에서의 방전등의 장착 어긋남이나 경사 등에 기인하는 방전등의 양쪽 전극측에서의 전류의 불균일을 검출할 수 있는 이점이 있다.

본 발명에 의하면, 2개 또는 4개의 방전등당 1개의 인버터 트랜스를 사용함으로써 고전압 구동의 방전등 점등장치를 실현할 수 있고, 트랜스의 사용수를 대폭 저감할 수 있다. 방전등을 2열로 배치했을 때는, 1열배치에 비해서 각 전극에 가해지는 전압이 반감하여 레어 쇼트의 우려가 적어지는 데다, 방전등이 짧아져 강도가 향상된다. 2열의 점등장치 사이의 위상 동기 및 접속 케이블이 불필요하므로, 조립이 용이하여 여분의 스페이스를 생략할 수 있다. 또, 배선 거리를 단축할 수 있어서 위상특성의 불균일가 발생하지 않는 데다, 휘도 얼룩이 적은 방전등 점등장치를 얻을 수 있다.

Claims (6)

1. 하나의 1차권선과, 이 1차권선에 동일한 결합도로 전자결합하는 동일한 권수의 2개의 2차권선을 구비한 인버터 트랜스에 있어서,

   상기 2차권선의 각각으로부터 중간탭을 도출한 것을 특징으로 하는 인버터 트랜스.
2. 제 1 및 제 2 보빈과,

   1개의 1차권선과,

   상기 제 1 보빈에 감겨진 제 1, 제 2의 2차권선과,

   상기 제 2 보빈에 감겨진 제 3, 제 4의 2차권선을 구비하고,

   상기 제 1 내지 제 4의 각 2차권선은, 동일한 인덕턴스를 기지고 또한 동일한 결합도로 상기 1차권선에 전자결합하는 것을 특징으로 하는 인버터 트랜스.
3. 제 1 항에 기재된 인버터 트랜스와,

   이 인버터 트랜스 1개에 대해 4개의 방전등을 구비하고,

   상기 2차권선 각각의 중간탭을 접지하는 동시에, 직렬접속한 2개의 방전등을 상기 2차권선 각각의 양끝에 접속하고, 직렬접속한 2개의 방전등의 양끝에 역위상의 교류전압을 가하는 것을 특징으로 하는 방전등 점등장치.
4. 제 1 항에 기재된 인버터 트랜스와,

   이 인버터 트랜스 1개에 대해 2개의 U형의 방전등을 구비하고,

   상기 2차권선 각각의 중간탭을 접지하는 동시에, 상기 2차권선 각각의 양끝에 각각 상기 방전등을 접속하고, 상기 방전등 각각의 양끝에 역위상의 교류전압을 가하는 것을 특징으로 하는 방전등 점등장치.
5. 제 2 항에 기재된 인버터 트랜스와,

   이 인버터 트랜스 1개에 대해, 2개의 U형의 방전등을 구비하고,

   상기 제 1의 2차권선의 고전압측의 단자와, 상기 제 2의 2차권선의 고전압측의 단자 사이에 상기 방전등중의 한쪽을 접속하고, 상기 제 3의 2차권선의 고전압측의 단자와, 상기 제 4의 2차권선의 고전압측의 단자 사이에 상기 방전등중의 타방을 접속하고, 상기 방전등의 각각에 있어서의 양끝에 역위상의 교류전압을 가하는 동시에, 상기 제 1의 2차권선의 저전압측의 단자 및 상기 제 2의 2차권선의 저전압측의 단자를, 적어도 한쪽은 저항을 통하여 접지하고, 상기 제 3의 2차권선의 저전압측의 단자 및 상기 제 4의 2차권선의 저전압측의 단자를, 적어도 한쪽은 저항을 통하여 접지한 것을 특징으로 하는 방전등 점등장치.
6. 제 2 항에 기재된 인버터 트랜스와,

   이 인버터 트랜스 1개에 대해, 4개의 방전등을 구비하고,

   상기 제 1의 2차권선의 고전압측의 단자와, 상기 제 2의 2차권선의 고전압측의 단자 사이에 직렬접속한 2개의 방전등을 접속하고, 상기 제 3의 2차권선의 고전압측의 단자와, 상기 제 4의 2차권선의 고전압측의 단자 사이에 직렬접속한 2개의 방전등을 접속하고, 상기 직렬접속한 2개의 방전등의 양끝에 역위상의 교류전압을 가하는 동시에, 상기 제 1의 2차권선의 저전압측의 단자 및 상기 제 2의 2차권선의 저전압측의 단자를, 적어도 한쪽은 저항을 통하여 접지하고, 상기 제 3의 2차권선의 저전압측의 단자 및 상기 제 4의 2차권선의 저전압측의 단자를, 적어도 한쪽은 저항을 통하여 접지한 것을 특징으로 하는 방전등 점등장치.