KR100368874B1 - 영상표시기기의 히터전압 공급회로 - Google Patents

영상표시기기의 히터전압 공급회로 Download PDF

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Abstract

본 발명은 영상표시기기의 히터전압 공급회로에 관한 것으로, 본 발명은 음극선관(CRT)의 히터(10) ; 상기 히터(10)에 필요한 전압을 생성하는 전원부(20) ; 정상 모드시 소정 레벨의 제어신호를 출력하고, 절전 모드시 PWM 제어신호를 출력하는 제어부(30) ; 상기 소정 레벨의 제어신호에 의해 스위칭 온되어 상기 전원부(20)로부터 출력되는 히터전압을 상기 히터(10)에 공급하고, 상기 PWM 제어신호에 의해 반복적으로 스위칭 온/오프되어 히터전압을 상기 히터(10)에 반복적으로 공급/차단하는 히터전압 공급부(40)로 구성되어, 절전 모드시 음극선관의 히터를 적당히 예열시킴으로써, 정상 모드 복귀시 화면을 빠른 시간내에 정상적으로 디스플레이한다는 데 그 효과가 있다.

Description

영상표시기기의 히터전압 공급회로{A circuit for supplying a heater voltage in a video display system}
본 발명은 영상표시기기의 히터전압 공급회로에 관한 것이다.
보다 상세하게는 음극선관을 이용하는 영상표시기기에 있어서 절전 모드시 음극선관의 히터를 적당히 예열시키도록 하는 영상표시기기의 히터전압 공급회로에 관한 것이다.
일반적으로 영상표시기기에 사용되는 음극선관(CRT)은 영상신호의 세기에 따라 각기 다른 양의 전자 빔이 음극선관의 표면에 입혀진 RGB(적녹청)의 형광 물질을 때려 각기 다른 밝기나 색깔의 빛을 내게 만드는 원리를 이용한 것으로서, 가격이나 표시 성능면에서 우수하기 때문에 널리 사용되고 있다.
도 1 은 일반적인 음극선관(CRT)을 채용한 영상표시기기를 도시한 사시도로서, 영상표시기기(200)는 컴퓨터(100)의 비디오카드로부터 수신된 영상신호와 수평·수직 동기신호를 입력받아 음극선관 화면에 표시한다.
도 2 는 일반적인 음극선관(CRT)을 채용한 영상표시기기의 전체 블럭도로서, 영상표시기기(200)는 크게 전원부(2), 제어부(3), 영상처리부(4), 편향부(5), 제 1,2,3 스위칭부(6,7,8), 음극선관(CRT) 등으로 구성된다.
도 2 에 도시된 바와 같이 컴퓨터(100)로부터 입력된 RGB 영상신호는 영상처리부(4)를 통해 증폭된 후 음극선관(CRT)의 캐소드 단자에 인가되어 화면에 표시된다.
이때, 상기 RGB 영상신호를 음극선관(CRT) 화면에 표시하기 위해서는, 수평편향코일 및 수직편향코일에 톱니파 전류를 공급함으로써 전자빔을 수평방향과 수직방향으로 편향시켜 음극선관 화면 전체에 라스터를 형성시켜야 하는 바, 상기 톱니파 전류는 편향부(5)에서 생성되어 수평편향코일 및 수직편향코일에 제공된다.
상기 전원부(2)는 제어부(3), 영상처리부(4), 편향부(5), 히터(Heater) 등 영상표시기기의 각부를 동작시키기 위해 필요한 전원전압을 공급한다.
일반적으로 사용자가 전원을 끄지 않은 채 컴퓨터를 사용하지 않을 경우, 컴퓨터(100)에 내장되어 있는 제어부가 이를 인식하여 소비 전력을 5W 이하로 감소시키도록 되어 있는 바, 기존의 전원을 오프하는 것과는 달리 사용자가 다시 컴퓨터(100)를 사용하고자 할 경우 바로 전 사용 화면이 자동적으로 즉시 영상표시기기(200)에 나타난다.
이러한 절전 기능을 갖춘 영상표시기기는 영상전자기기 표준협회(이하 VESA라 칭한다)의 표준안에 따른 DPMS(Display Power Management System)로 구현되는 바, 정상(Normal) 모드/스탠바이(stand-by) 모드/서스펜드(Suspend) 모드/오프(Off) 모드로 구분되어 동작하며, 컴퓨터(100)에 내장되어 있는 제어부의 소프트웨어로 제어된다.
모드 절전/복귀 명령 요구정도 소비전력 정상회복시간
수평동기 수직동기
정상 있음 있음 강제 100% -
스탠바이 없음 있음 옵션 80% 짧음
서스펜드 있음 없음 강제 15W 김
오프 없음 없음 강제 5W -
상기 표 1 과 도 2 를 참조하여 일반적인 영상표시기기의 동작을 정상 모드/스탠바이 모드/서스펜드 모드/오프 모드로 나누어 살펴보면 다음과 같다.
정상 모드시, 컴퓨터(100)로부터 수평·수직 동기신호(H.sync·V.sync)를 모두 입력받으면 상기 제어부(3)는, 제 1,2,3 스위칭부(6,7,8)를 스위칭 온시켜 전원부(2)로부터 출력된 전원전압을 영상처리부(4), 편향부(5), 히터(Heater)에 공급함으로써, 영상표시기기를 정상적으로 동작시킨다.
또한 스탠바이 모드시, 컴퓨터(100)로부터 수직 동기신호(V.sync)만을 입력받으면 상기 제어부(3)는, 제 1 스위칭부(6)를 스위칭 오프시켜 영상처리부(4)의 전원전압 공급을 차단함으로써, 소비전력을 약간 감소시킨다.
또한 서스펜드 모드시, 컴퓨터(100)로부터 수평 동기신호(H.sync)만을 입력받으면 상기 제어부(3)는, 제 1,2 스위칭부(6,7)를 스위칭 오프시켜 영상처리부(4)와 편향부(5)의 전원전압 공급을 차단함으로써, 소비전력을 크게 감소시킨다.
마지막으로 오프 모드시, 컴퓨터(100)로부터 수평·수직 동기신호(H.sync·V.sync)를 모두 입력받지 않으면 상기 제어부(3)는, 제 1,2,3 스위칭부(6,7,8)를 스위칭 오프시켜 영상처리부(4)와 편향부(5)와 히터(Heater)의 전원전압 공급을 차단함으로써, 소비전력을 최대로 감소시킨다.
이때 정상 모드로 복귀하기 위해서는 제어부(5)가 항상 컴퓨터(100)로부터 입력되는 수평·수직동기신호(H.sync·V.sync)를 검증해야 하기 때문에, 스탠바이 모드/서스펜드 모드/오프 모드시에도 제어부(5)에 정격의 전원전압(5V)이 공급되어야 함은 당연하다.
또한 히터(Heater)는 쉽게 가열되지 않는 특성이 있으므로 도 3 에 도시된 바와 같이, 정상 모드 복귀시 빠르게 화면을 복귀시키기 위해 스탠바이 모드시 또는 서스펜드 모드시에는 히터전압(6.3V)을 공급하나, 오프 모드시에는 히터전압(6.3V)의 공급을 차단한다.
그러나 종래의 영상표시기기는 상술한 바와 같이 VESA에서 규정하는 대기 소비전력 및 화면 복귀시간을 만족하기 위해, 모두 4 단계(정상 모드→스탠바이 모드→서스펜드 모드→오프 모드)의 복잡한 제어가 요구된다는 문제점이 있었다.
또한 오프 모드시 히터전압의 공급이 차단되기 때문에, 정상 모드 복귀시 히터를 예열하는 시간이 소모되어 그만큼 화면 복귀 시간이 길어진다는 문제점이 있었다.
이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명은 절전 모드시 음극선관의 히터를 적당히 예열시킴으로써 정상 모드 복귀시 화면을 빠른 시간내에 정상적으로 디스플레이하도록 하는 영상표시기기의 히터전압 공급회로를 제공하는 데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 히터전압 공급회로는, 음극선관의 히터 ; 상기 히터에 필요한 전압을 생성하는 전원부 ; 정상 모드시 소정 레벨의 제어신호를 출력하고, 절전 모드시 PWM 제어신호를 출력하는 제어부 ; 상기 소정 레벨의 제어신호에 의해 스위칭 온되어 상기 전원부로부터 출력되는 히터전압을 상기 히터에 공급하고, 상기 PWM 제어신호에 의해 반복적으로 스위칭 온/오프되어 히터전압을 상기 히터에 반복적으로 공급/차단하는 히터전압 공급부로 구성됨을 특징으로 한다.
도 1 은 일반적인 영상표시기기를 도시한 사시도,
도 2 는 종래의 영상표시기기를 도시한 전체 블럭도,
도 3 은 도 2 의 각부 타이밍도,
도 4 는 본 발명에 따른 영상표시기기의 히터전압 공급회로를 도시한 블럭도,
도 5 는 본 발명에 따른 영상표시기기의 히터전압 공급회로를 도시한 회로도,
도 6 은 본 발명에 따른 제 1 실시예의 각부 타이밍도,
도 7 은 본 발명에 따른 제 2 실시예의 각부 타이밍도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 명칭 *
4 : 영상처리부 5 : 편향부
6 : 제 1 스위칭부 7 : 제 2 스위칭부
10 : 히터 20 : 전원부
30 : 제어부 40 : 히터전압 공급부
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 히터전압 공급회로를 상세히 설명한다.
도 4 는 본 발명에 따른 영상표시기기의 히터전압 공급회로를 도시한 블럭도이고, 도 5 는 본 발명에 따른 영상표시기기의 히터전압 공급회로를 도시한 회로도이다.
도 4 에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 히터전압 공급회로는, 음극선관(CRT)의 히터(10) ; 상기 히터(10)에 필요한 전압을 생성하는 전원부(20) ; 정상 모드시 소정 레벨의 제어신호를 출력하고, 절전 모드시 PWM 제어신호를 출력하는 제어부(30) ; 상기 소정 레벨의 제어신호에 의해 스위칭 온되어 상기 전원부(20)로부터 출력되는 히터전압을 상기 히터(10)에 공급하고, 상기 PWM 제어신호에 의해 반복적으로 스위칭 온/오프되어 히터전압을 상기 히터(10)에 반복적으로 공급/차단하는 히터전압 공급부(40)로 구성된다.
여기서 상기 히터전압 공급부(40)는 도 5 에 도시된 바와 같이, 베이스단이 저항(R11)을 통해 상기 제어부(30)로부터 제어신호를 입력받고 에미터단이 접지되어, 상기 제어부(30)로부터 입력된 제어신호에 의해 스위칭 온/오프되는 NPN형 제 1 트랜지스터(Q11) ; 베이스단이 저항(R12)을 통해 상기 제 1 트랜지스터(Q11)의 콜렉터단과 연결되고 에미터단이 상기 전원부(20)로부터 히터전압을 공급받고 콜렉터단이 상기 히터(10)에 연결되어, 상기 제 1 트랜지스터(Q11)가 스위칭 온/오프되면 함께 스위칭 온/오프되어 히터전압을 상기 히터(10)에 공급/차단하는 PNP형 제 2 트랜지스터(Q12)로 구성된다.
이어서 본 발명에 따른 제 1 실시예와 제 2 실시예를 나누어 그 동작을 살펴보면 다음과 같다.
여기서 상기 절전 모드는 VESA 규격에 의해 스탠바이 모드와 서스펜드 모드와 오프 모드로 구분되며, 상기 제 1 실시예에서는 상기 제어부(30)가 스탠바이 모드/서스펜드 모드/오프 모드에 상관없이 동일한 듀티비의 PWM(Pulse Width Modulation) 제어신호를 출력하는 경우를 보여주고, 상기 제 2 실시예에서는 상기 제어부(30)가 스탠바이 모드/서스펜드 모드/오프 모드에 따라 상이한 듀티비의 PWM(Pulse Width Modulation) 제어신호를 출력하는 경우를 보여준다.
이때 상기 제어부(30)는 수평주파수에 동기시켜 PWM 제어신호를 생성한다.
1. 제 1 실시예
먼저 상기 제어부(30)가 컴퓨터로부터 절전명령을 입력받으면, 절전명령의 종류에 따라 기기 각부에 공급되던 전원전압을 공급 또는 차단함으로써 절전 모드를 수행한다.
즉, 일반적으로 컴퓨터는 상기 표 1 에서와 같이 절전 모드에 따라 수평·수직 동기신호(H.sync·V.sync)의 출력 여부를 결정하는 바, 정상 모드시 수평·수직 동기신호(H.sync·V.sync)를 모두 출력하고, 스탠바이 모드시 수직 동기신호(V.sync)만을 출력하고, 서스펜드 모드시 수평 동기신호(H.sync)만을 출력하고, 오프 모드시 수평·수직 동기신호(H.sync·V.sync)를 모두 출력하지 않는다.
이에 따라 일반적으로 영상표시기기는 상기 수평·수직 동기신호(H.sync·V.sync)의 입력 여부에 따라 절전 모드를 판단하여 해당 절전 동작을 수행한다.
먼저 정상 모드시, 컴퓨터로부터 수평·수직 동기신호(H.sync·V.sync)를 모두 입력받으면 상기 제어부(30)는, 제 1,2 스위칭부(6,7)를 스위칭 온시키고, 히터전압 공급부(40)에 하이레벨의 제어신호를 출력하여 상기 히터전압 공급부(40)를 스위칭 온시킨다.
상기 제 1,2 스위칭부(6,7)가 스위칭 온됨에 따라 전원부(20)로부터 출력된 전원전압이 영상처리부(4)와 편향부(5)에 공급됨과 동시에, 상기 히터전압 공급부(40)가 스위칭 온됨에 따라 전원부(20)로부터 출력된 전원전압이 히터(10)에 공급됨으로써, 영상표시기기가 정상적으로 동작하게 된다.
또한 스탠바이 모드시, 컴퓨터로부터 수직 동기신호(V.sync)만을 입력받으면 상기 제어부(30)는, 제 1 스위칭부(6)를 스위칭 오프시키고, 제 2 스위칭부(7)를 스위칭 온시키고, 히터전압 공급부(40)에 PWM 제어신호를 출력하여 상기 히터전압 공급부(40)를 반복적으로 스위칭 온/오프시킨다.
상기 제 1 스위칭부(6)가 스위칭 오프됨에 따라 영상처리부(4)의 전원전압 공급이 차단됨과 동시에, 상기 제 2 스위칭부(7)가 스위칭 온됨에 따라 전원부(20)로부터 출력된 전원전압이 편향부(5)에 공급됨과 동시에, 상기 히터전압 공급부(40)가 반복적으로 스위칭 온/오프됨에 따라 전원부(20)로부터 출력된 전원전압이 히터(10)에 반복적으로 공급/차단됨으로써, 소비전력을 약간 감소시킨다.
또한 서스펜드 모드시, 컴퓨터로부터 수평 동기신호(H.sync)만을 입력받으면 상기 제어부(30)는, 제 1,2 스위칭부(6,7)를 스위칭 오프시키고, 히터전압 공급부(40)에 PWM 제어신호를 출력하여 상기 히터전압 공급부(40)를 반복적으로 스위칭 온/오프시킨다.
상기 제 1,2 스위칭부(6,7)가 스위칭 오프됨에 따라 영상처리부(4)와 편향부(5)의 전원전압 공급이 차단됨과 동시에, 상기 히터전압 공급부(40)가 반복적으로 스위칭 온/오프됨에 따라 전원부(20)로부터 출력된 전원전압이 히터(10)에 반복적으로 공급/차단됨으로써, 소비전력을 크게 감소시킨다.
마지막으로 오프 모드시, 컴퓨터로부터 수평·수직 동기신호(H.sync·V.sync)를 모두 입력받지 않으면 상기 제어부(30)는, 제 1,2 스위칭부(6,7)를 스위칭 오프시키고, 히터전압 공급부(40)에 PWM 제어신호를 출력하여 상기 히터전압 공급부(40)를 반복적으로 스위칭 온/오프시킨다.
상기 제 1,2 스위칭부(6,7)가 스위칭 오프됨에 따라 영상처리부(4)와 편향부(5)의 전원전압 공급이 차단됨과 동시에, 상기 히터전압 공급부(40)가 반복적으로 스위칭 온/오프됨에 따라 전원부(20)로부터 출력된 전원전압이 히터(10)에 반복적으로 공급/차단됨으로써, 소비전력을 최대로 감소시킨다.
상기 히터전압 공급부(10)의 동작을 좀더 자세히 살펴보면 다음과 같다.
예컨데, 컴퓨터로부터 수평·수직 동기신호(H.sync·V.sync) 모두를 입력받으면 즉 정상 모드시, 상기 제어부(30)는 도 6(a) 에 도시된 바와 같은 하이 레벨의 제어신호를 상기 히터전압 공급부(40)로 출력한다.
상기 히터전압 공급부(40)의 제 1 트랜지스터(Q11)의 베이스단에 공급된 하이레벨의 제어신호에 의해 상기 제 1 트랜지스터(Q11)가 턴 온되고, 상기 제 1 트랜지스터(Q11)가 턴 온됨에 따라 제 2 트랜지스터(Q12)도 함께 턴 온되어, 도 6(b) 에 도시된 바와 같이 전원부(20)로부터 출력된 전원전압(6.3V)이 히터(10)에 공급된다.
한편, 수평·수직 동기신호(H.sync·V.sync) 중 적어도 어느 하나를 입력받지 않으면 즉 절전 모드시(스탠바이 모드/서스펜드 모드/오프 모드 포함), 상기 제어부(30)는 도 6(a) 에 도시된 바와 같은 PWM 제어신호를 상기 히터전압 공급부(40)로 출력한다.
상기 히터전압 공급부(40)의 제 1 트랜지스터(Q11)의 베이스단에 공급된 PWM 제어신호에 의해 상기 제 1 트랜지스터(Q11)가 반복적으로 턴 온/오프되고, 상기 제 1 트랜지스터(Q11)가 반복적으로 턴 온/오프됨에 따라 제 2 트랜지스터(Q12)도 함께 반복적으로 턴 온/오프되어, 도 6(b) 에 도시된 바와 같이 전원부(20)로부터 출력된 전원전압(6.3V)이 히터(10)에 반복적으로 공급/차단된다.
이에 따라, 도 6(c) 에 도시된 바와 같이 스탠바이 모드/서스펜드 모드/오프 모드에 상관없이 절전 모드시 정상 모드시보다 상기 히터(10)가 소비하는 전력이 평균적으로 감소하게 된다.
즉 본 발명은 스탠바이 모드/서스펜드 모드/오프 모드에 상관없이 절전 모드시 음극선관의 히터(10)를 적당히 예열시킴으로써, 정상 모드 복귀시 화면을 빠른시간내에 정상적으로 디스플레이한다.
2. 제 2 실시예
제 2 실시예는 제 1 실시예와 기본적인 구성과 동작이 동일하다.
단지 상기 제 1 실시예에서는 상기 제어부(30)가 스탠바이 모드/서스펜드 모드/오프 모드에 상관없이 동일한 듀티비의 PWM 제어신호를 출력함으로써 절전 모드시 동일한 레벨로 히터를 예열시키는 경우를 보여주고, 상기 제 2 실시예에서는 상기 제어부(30)가 스탠바이 모드/서스펜드 모드/오프 모드에 따라 상이한 듀티비의 PWM 제어신호를 출력함으로써, 절전 모드에 따라 단계적으로 히터를 예열시키는 경우를 보여준다.
즉, 도 7(a) 에 도시된 바와 같이 제어수단이 스탠바이 모드→서스펜드 모드→오프 모드에 따라 온타임이 감소하는 PWM 제어신호를 출력함으로써, 도 7(b) 에 도시된 바와 같이 스탠바이 모드→서스펜드 모드→오프 모드에 따라 상기 제 1 트랜지스터와 제 2 트랜지스터의 턴 온시간을 감소시킨다.
이에 따라, 7(c) 에 도시된 바와 같이 스탠바이 모드→서스펜드 모드→오프 모드에 따라 상기 히터(10)가 소비하는 전력이 평균적으로 감소하게 된다.
즉 본 발명은 스탠바이 모드/서스펜드 모드/오프 모드에 따라 음극선관의 히터(10)를 단계적으로 예열시킴으로써, 정상 모드 복귀시 화면을 빠른 시간내에 정상적으로 디스플레이한다.
이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명은, 음극선관을 사용하는 영상표시기기에 있어서, 절전 모드시 음극선관의 히터를 적당히 예열시킴으로써, 정상 모드 복귀시 화면을 빠른 시간내에 정상적으로 디스플레이한다는 데 그 효과가 있다.

Claims (5)

  1. 음극선관의 히터 ;
    상기 히터에 필요한 전압을 생성하는 전원부 ;
    정상 모드시 소정 레벨의 제어신호를 출력하고, 절전 모드시 PWM 제어신호를 출력하는 제어부 ;
    상기 소정 레벨의 제어신호에 의해 스위칭 온되어 상기 전원부로부터 출력되는 히터전압을 상기 히터에 공급하고, 상기 PWM 제어신호에 의해 반복적으로 스위칭 온/오프되어 히터전압을 상기 히터에 반복적으로 공급/차단하는 히터전압 공급부로 구성됨을 특징으로 하는 영상표시기기의 히터전압 공급회로.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 절전 모드가 스탠바이 모드와 서스펜드 모드와 오프 모드로 구분됨을 특징으로 하는 영상표시기기의 히터전압 공급회로.
  3. 제 1 항에 있어서 상기 제어부가,
    스탠바이 모드/서스펜드 모드/오프 모드에 상관없이 모두 동일한 듀티비의 PWM 제어신호를 출력함을 특징으로 하는 영상표시기기의 히터전압 공급회로.
  4. 제 1 항에 있어서 상기 제어부가,
    스탠바이 모드/서스펜드 모드/오프 모드에 따라 상이한 듀티비의 PWM 제어신호를 출력함을 특징으로 하는 영상표시기기의 히터전압 공급회로.
  5. 제 1 항에 있어서 상기 히터전압 공급부가,
    베이스단이 저항을 통해 상기 제어부로부터 제어신호를 입력받고 에미터단이 접지되어, 상기 제어부로부터 입력된 제어신호에 의해 스위칭 온/오프되는 NPN형 제 1 트랜지스터 ;
    베이스단이 저항을 통해 상기 제 1 트랜지스터의 콜렉터단과 연결되고 에미터단이 상기 전원부로부터 히터전압을 공급받고 콜렉터단이 상기 히터에 연결되어, 상기 제 1 트랜지스터가 스위칭 온/오프되면 함께 스위칭 온/오프되어 히터전압을 상기 히터에 공급/차단하는 PNP형 제 2 트랜지스터로 구성됨을 특징으로 하는 영상표시기기의 히터전압 공급회로.
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