KR100425314B1 - 전압 스트레스를 개선한 고효율 플라즈마 디스플레이 패널구동 장치 및 방법 - Google Patents

전압 스트레스를 개선한 고효율 플라즈마 디스플레이 패널구동 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 플라즈마 디스플레이 패널 구동 장치 및 방법에 관한 것으로서, 특히 디스플레이 패널 구동 장치를 구성하는 회로 소자들의 전압 스트레스들을 대폭 개선하여 소비전력 및 발열량을 향상시키기 위한 전압 스트레스를 개선한 고효율 플라즈마 디스플레이 패널 구동 장치 및 방법에 관한 것이다.
본 발명에 의하면 서스테인 모드를 구성하는 충전 및 방전 모드를 세분화시킨 각각 제1충전 모드(pre-charging 모드)와 제2충전 모드(post-charging 모드) 및 제1방전 모드(pre-discharging 모드)와 제2방전 모드(post-discharging 모드)에서 쌍으로 서로 다른 인덕터를 경유하여 각각 상이한 공진 경로를 형성하도록 플라즈마 디스플레이 구동 회로를 설계함으로써, 종래의 기술에 비하여 회로 소자에 인가되는 전압 스트레스를 절반으로 줄일 수 있는 효과가 발생되며, 이로 인하여 고 성능 저가격의 반도체 소자를 이용할 수 있는 효과가 발생되며, 플라즈마 디스플레이 패널의 무효 전력 또한 절반으로 줄일 수 있는 효과가 발생된다.

Description

전압 스트레스를 개선한 고효율 플라즈마 디스플레이 패널 구동 장치 및 방법{Apparatus and method for improving voltage stress of device and reactive power consumption in a plasma display panel driver}
본 발명은 플라즈마 디스플레이 패널 구동 장치 및 방법에 관한 것으로서, 특히 디스플레이 패널 구동 장치를 구성하는 회로 소자들의 전압 스트레스들을 대폭 개선하여 소비전력 및 발열량을 향상시키기 위한 전압 스트레스를 개선한 고효율 플라즈마 디스플레이 패널 구동 장치 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel ; PDP)은 기체 방전에 의해 생성된 플라즈마를 이용하여 문자 또는 영상을 표시하는 차세대 평판 디스플레이 장치로서, 플라즈마 디스플레이 패널은 크기에 따라 수십에서 수백만개 이상의 픽셀이 매트릭스(matrix)형태로 배열되어 있다.
도 1은 종래 기술에 해당되는 Webber에 의해 제안된 AC-PDP 유지 방전 회로의 구성도이다. AC-PDP의 경우 디스플레이 패널은 패널 캐패시턴스(capacitance) Cp를 가지는 부하로 가정할 수 있다. 도 2(a)-(j)는 스위칭 시퀀스에 따른 각 스위치 제어신호 및 이에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 출력 전압 Vp와 인덕터 Lc에 흐르는 전류 IL의 파형을 나타낸다. AC-PDP 유지 방전 회로는 스위칭 시퀀스에 따라 다음과 같이 4개의 모드로 나타낼 수 있다.
1) 모드 1
MOSFET 스위치 Sa1이 도통되기 직전에 Sx2는 도통되어 있고 패널의 양단 전압 Vp는 0V로 유지되어 있다. t0에서 Sa1이 도통되면 모드 1의 동작이 시작된다. 이 구간 동안 Cc1-Sa1-Da1-L1-C(panel)의 경로로 LC 공진회로가 형성되어, Lp 인덕터에 공진 전류가 흐르고 Vp는 증가한다. t1에서 위쪽 인덕터의 전류는 0, Vp는 +Vpk가 된다.
2) 모드 2
t1에서 Sa1은 차단되고, Sy1이 도통된다. 이 때 Sy1의 양단 전압은 t1에서 Vpk에서 만큼 스텝 변화를 가지게 되어 스위칭 손실이 발생된다. 모드 2 구간동안 Vp는 +Vs로 유지하고 패널은 방전을 유지한다.
3) 모드 3
t2에서 Sa2가 도통되고 Sy1이 차단된다. 모드 3 구간동안 C(panel)-L1-Da2-Sa2-Cc1의 경로로 LC 공진회로가 형성되어, Lp 인덕터에 공진 전류가 흐르고 Vp는 감소한다. t3에서 아래쪽 인덕터의 전류는 0A, Vp는 -Vpk가 된다.
4) 모드 4
t3에서 Sa2는 차단되고 Sy2가 도통된다. 이 때 Sy2의 양단 전압은 t3에서 -Vpk이므로 스위칭 손실이 발생하게 된다. 모드 4 구간 동안 Vp는 0V로 유지한다. t0에서 Sx2가 차단되고, Sb1이 도통되면 다른 반주기 동안 반복된다.
이와 같은 종래의 기술에 의한 AC-PDP 유지 방전 회로에서 반도체 소자들의 전압 스트레스를 살펴보면, 유지방전 MOSFET 스위치(Sy1, Sy2, Sx1, Sx2)의 전압 스트레스는 +Vs, 전력 회수부 MOSFET 스위치(Sa1, Sa2, Sb1, Sb2)의 전압 스트레스는 +Vs/2, 다이오드(Da1, Da2, Db1, Db2, Dc1, Dc2, Dc3, Dc4)의 전압 스트레스는 +Vs/2가 된다. 통상 PDP가 160∼190V의 범위의 Vs 전압에서 동작함을 감안하면 가 필요 반도체 소자들은 가격이 비싸질 뿐만 아니라 소자의 기생 저항 및 기생 캐패시턴스가 증가하여 PDP 구동회로에 있어서 소비전력의, 고주파 동작시 스위칭 손실의 증가 EMI 및 잡음 증가 등을 야기 시키는 문제점이 있었다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 상술한 문제점을 해결하기 위하여 플라즈마 디스플레이 패널 구동 시스템에서 서스테인(sustain) 구간에서 실행되는 충전 및 방전 모드를 각각 2개의 충전 및 방전 모드로 세분화시키고, 세분화된 2개의 충전 모드 및 2개의 방전 모드는 쌍으로 상호 서로 다른 2개의 인덕터를 경유하여 공진 경로를 형성하도록 스위칭 제어되는 전압 스트레스를 개선한 고효율 플라즈마 디스플레이 패널 구동 장치 및 방법을 제공하는데 있다.
도 1은 종래의 기술에 의한 플라즈마 디스플레이 패널 구동 장치의 구성도이다.
도 2(a)-(j)는 도 1의 플라즈마 디스플레이 패널 구동 장치에 적용되는 각종 스위칭 제어 신호 및 패널의 전압/전류 파형을 도시한 것이다.
도 3은 본 발명의 의한 전압 스트레스를 개선한 고효율 플라즈마 디스플레이 패널의 서스테인 구동 장치의 구성도이다.
도 4는 본 발명에 의한 전압 스트레스를 개선한 고효율 플라즈마 디스플레이 패널의 서스테인 구동 장치를 적용한 플라즈마 디스플레이 패널 구동 시스템의 구성도이다.
도 5(a)-(j)는 도 4에 적용되는 각종 스위칭 제어 신호 및 패널의 전압/전류 파형을 도시한 것이다.
도 6a 내지 도 6h는 본 발명에 의한 스위칭 시퀀스에 따른 서스테인 구간에 실행되는 각종 모드에서의 전류 도통 경로를 도시한 것이다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명에 의한 전압 스트레스를 개선한 고효율 플라즈마 디스플레이 패널의 서스테인 구동 장치는 플라즈마 디스플레이 패널 구동 시스템의 서스테인 구동 장치에 있어서, 소정의 유지 방전 시퀀스에 상응하여 전력 회수부의 제1,2단자를 플라즈마 디스플레이 패널에 접속시키기 위한 서스테인 스위칭부 및 소정의 전력 회수 시퀀스에 상응하여, 서스테인 모드를 구성하는 충전 및 방전 모드를 각각 제1충전 모드와 제2충전 모드 및 제1방전 모드와 제2방전 모드로 세분화시키며, 상기 제1,2충전 모드 및 제1,2방전 모드는 각각 상이한 공진 경로를 형성하여 제1,2단자를 경유하여 상기 플라즈마 디스플레이 패널을 충/방전시키기 위한 전력 회수부를 포함함을 특징으로 한다.
상기 다른 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명에 의한 전압 스트레스를개선한 고효율 플라즈마 디스플레이 패널의 서스테인 구동 방법은 2개의 인덕터를 구비하는 전력 회수 회로를 포함하며, 리세트 구간, 어드레스 구간 및 서스테인 구간을 반복하는 스위칭 시퀀스를 갖는 플라즈마 디스플레이 패널 구동 방법에 있어서, 상기 서스테인 구간에서 실행되는 충전 및 방전 모드를 각각 제1충전 모드와 제2충전 모드 및 제1방전 모드와 제2방전 모드로 세분화시키고, 상기 제1,2충전 모드는 서로 다른 인덕터를 경유하여 공진 경로를 형성하고, 제1,2방전 모드 또한 서로 다른 인덕터를 경유하여 각기 다른 공진 경로를 형성하여 상기 플라즈마 디스플레이 패널을 충/방전시키도록 스위칭 시퀀스를 제어함을 특징으로 한다.
상기 또 다른 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명에 의한 전압 스트레스를 개선한 고효율 플라즈마 디스플레이 패널 구동 시스템은 리세트 구간, 어드레스 구간 및 서스테인 구간을 반복하는 스위칭 시퀀스에 의한 플라즈마 디스플레이 패널 구동 시스템에 있어서, 서스테인 구간 동안에 상기 플라즈마 디스플레이 패널의 Y전극에 고주파의 구형파 전압을 인가시키기 위하여 실행되는 충전 및 방전 모드를 각각 제1충전 모드와 제2충전 모드 및 제1방전 모드와 제2방전 모드로 세분화시키고, 상기 제1,2충전 모드는 서로 다른 인덕터를 경유하여 공진 경로를 형성하고, 제1,2방전 모드 또한 서로 다른 인덕터를 경유하여 각기 다른 공진 경로를 형성하여 상기 플라즈마 디스플레이 패널의 Y전극을 충/방전시키도록 구동하는 Y전극 서스테인 구동 회로, 서스테인 구간과 어드레스 구간 및 리세트 구간의 회로 동작을 분리시키고, 리세트 구간 동안에 램프형 고압 전압을 인가시키기 위한 분리 및 리세트 회로, 어드레스 구간 동안 수평동기신호를 인가하고, 그 외의 구간에서는 단락되는 스캔 펄스 발생회로 및 서스테인 구간 동안에 상기 플라즈마 디스플레이 패널의 X전극에 고주파의 구형파 전압을 인가시키기 위하여 실행되는 충전 및 방전 모드를 각각 제1충전 모드와 제2충전 모드 및 제1방전 모드와 제2방전 모드로 세분화시키고, 상기 제1,2충전 모드는 서로 다른 인덕터를 경유하여 공진 경로를 형성하고, 제1,2방전 모드 또한 서로 다른 인덕터를 경유하여 각기 다른 공진 경로를 형성하여 상기 플라즈마 디스플레이 패널의 X전극을 충/방전시키도록 구동하는 X전극 서스테인 구동 회로를 포함함을 특징으로 한다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 상세히 설명하기로 한다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 전압 스트레스를 개선한 고효율 플라즈마 디스플레이 패널의 서스테인 구동 장치는 전력 회수부(31), 서스테인 스위칭부(32) 및 플라즈마 디스플레이 패널(33)을 구비한다.
전력 회수부(31)는 본 발명에 따른 전력 회수 시퀀스에 상응하여, 서스테인 모드를 구성하는 충전 및 방전 모드를 세분화시킨 제1충전 모드(pre-charging 모드)와 제2충전 모드(post-charging 모드) 및 제1방전 모드(pre-discharging 모드)와 제2방전 모드(post-discharging 모드)에서 각각 상이한 공진 경로를 형성하여 제1,2단자를 경유하여 플라즈마 디스플레이 패널을 충/방전시키는 역할을 실행한다.
그리고, 전력 회수부(31)는 세부적으로, 상기 제1단자 및 상기 제2단자에 연결된 제1,2인덕터(L1, L2), 상기 제1,2인덕터의 단자에 각각 연결되어, 상기 소정의 전력 회수 시퀀스에 상응하여 전류를 쌍방향으로 스위칭하기 위한 제5,6스위치[(Sr1, Sf1), (Sr2, Sf2)], 4개의 캐패시터(Cd1, Cd2, Cu2, Cu1)를 포함하여, 제1,2,3,4캐패시터를 순차적으로 직렬로 연결하고, 제1캐패시터(Cd1) 및 제4캐패시터(Cu1)의 양 끝 단자에 각각 접지선 및 서스테인 공급 전압(Vs)을 인가하고, 제1,2캐패시터 접속 단자(Cd1, Cd2) 및 제3,4캐패시터(Cu2, Cu1) 접속 단자에 제5,6스위치[(Sr1, Sf1), (Sr2, Sf2)]가 연결된 충전 소자 블록 및 전류를 단방향으로 스위칭하기 위한 2개의 다이오드(Dd, Du)를 직렬로 연결하여 양 끝 단자를 각각 상기 제1,2단자에 연결하고, 2개의 다이오드(Dd, Du)의 접속 단자를 제2,3캐패시터(Cd2, Cu2) 접속 단자에 연결하여 제1충전 모드와 제2충전 모드의 분리 및 상기 제2방전 모드와 제2방전 모드를 분리시키기 위하여 모드 분리부(Dd, Du)를 포함한다.
서스테인 스위칭부(32)는 본 발명에 따른 유지 방전 시퀀스에 상응하여 전력 회수부(31)의 제1,2단자를 플라즈마 디스플레이 패널에 접속시키기 위한 역할을 실행한다.
그리고, 서스테인 스위칭부(32)는 구체적으로, 4개의 스위치를 포함하며, 제1,2,3,4스위치(Sd1, Sd2, Su2, Su1)를 순차적으로 직렬로 연결하고, 제1스위치(Sd1) 및 제4스위치(Su1)의 양 끝 단자에 각각 접지선 및 서스테인 공급 전압(Vs)을 인가하고, 제2,3스위치(Sd2, Su2) 접속 단자에 플라즈마 디스플레이 패널을 연결하며, 제1,2스위치(Sd1, Sd2) 접속단자 및 제3,4스위치(Su2, Su1) 접속 단자에 각각 전력 회수부(31)의 제1,2단자를 연결하는 회로 구조를 갖는다.
전력 회수부(31) 및 서스테인 스위칭부(32)는 플라즈마 디스플레이 패널의 사이드 1 전극에만 도시하였으나, 플라즈마 디스플레이 패널의 사이드 2 전극에도 사이드 1 전극의 회로와 동일한 서스테인 구동 회로를 갖는다.
도 5(a)-(j)에서 빗금친 부분은 게이트 신호의 도통, 차단이 관계없는 구간이다. 해석을 위하여 충전 소자 블록의 각 캐패시터(Cd1, Cd2, Cu2, Cu1)의 양단 전압은 각각 +Vs/4로 유지되고, 전력 회수부(31)의 인덕터(L1. L2)는 같은 인덕턴스 값을 갖는다고 가정한다. 도 6a 내지 도 6h는 본 발명에 의한 스위칭 시퀀스에 따른 각 모드별 등가회로를 나타낸다. 반주기 동안의 각 게이트 신호 인가시 각 모드별 본 발명에 동작 원리를 설명하면 다음과 같다.
1) 모드 1(t0-t1; pre-charging)
t=t0 직전의 시간에는 스위치 Sd1과 Sd2는 도통되어 패널 전압 Vp는 0V로 유지되어 있다. 스위치 Su1과 Su2 각각의 드레인-소오스 전압은 +Vs/2이다. t=t0에서, 스위치 Sd1이 차단되고, 전력회수부 스위치 Sr1이 도통되면, 도 6a에 도시된 바와 같이, Cd1-Sr1-Df1-L1-Sd2-Cp의 공진 경로를 통해 PDP 캐패시터 Cp가 충전되고, 패널 전압 Vp, 인덕터 L1의 전류 iL1은 각각 수학식 1,2와 같이 표현된다.
수학식 1,2에서 omega _n 및 Zn은 수학식 3과 같이 표현된다.
,
패널 전압 Vp는 0V에서 +Vs/2까지 증가하게 되고, 패널의 전류 ip는 Vs/(4*Zn)의 최대 값으로 제한된다. t=t1에서 Vp는 +Vs/2가 되면 모드 1은 끝난다.
2) 모드 2(t1-t2; +Vs/2 모드)
도 6b에 도시된 바와 같이, t=t1에서 스위치 Sd2는 차단되고, Su2는 드레인-소오스 양단 전압이 영전압 스위칭(zero voltage switching) 조건으로 도통된다. 패널의 전압 Vp는 +Vs/2로 유지한다. 고주파 동작을 위해 모드 2의 구간은 되도록 짧게 게이트 신호를 설계한다.
3) 모드 3(t2-t3; post-charging)
t=t2에서 전력회수부 스위치 Sr2가 도통되면 모드 3이 시작된다. 그러면, 도 6c에 도시된 바와 같이, 공진 경로 Cd1-Cd2-Cu2-Sr2-Df2-L2-Su2-Cp에 의하여 패널 전압은 +Vs/2에서 상승하게 된다. 모드 3에서 패널 전압 Vp, 인덕터 L2의 전류 iL2는 각각 수학식 4,5와 같이 표현된다.
이에 따라서, 패널 전압 Vp는 +Vs/2에서 +Vs까지 증가하게 되고, 패널 전류 ip는 모드 1에서처럼 Vs/(4*Zn)의 최대 값으로 제한된다. t=t3에서 Vp는 +Vs가 되면 모드 3은 끝난다. 모드 1의 구간과 모드 3의 구간의 길이(duration)는 같다.
4) 모드 4(t3-t4; 패널 발광)
t=t3에서 Su1은 영전압 스위칭 조건으로 도통된다. 도 6d에 도시된 바와 같이, 모드 4에서 패널 전압 Vp는 Vs로 유지되고, PDP의 유지 방전 전류가 흐르게 된다. 모드 4의 기간은 PDP의 방전 물질에 따라 결정되고, 통상 1.7us이상 되도록 한다.
5) 모드 5(t4-t5; pre-discharging)
t=t4에서 스위치 Su2는 차단되고, 전력회수부 스위치 Sf2가 도통된다. 이에 따라서 도 6e에 도시된 바와 같이, 공진 경로 Cp-Su2-L2-Sf2-Dr2-Cu2-Cd2-Cd1로 패널은 방전한다. 모드 5에서 패널 전압 Vp, 인덕터 L2의 전류 iL2는 각각 수학식 6, 7과 같이 표현된다.
모드 5에서 패널 전압 Vp는 +Vs에서 +Vs/2까지 감소하게 되고, 패널의 방전 전류는 Vs/(4*Zn)로 제한된다. t=t5에서 Vp는 +Vs/2로 되고 모드 5는 끝난다.
6) 모드 6(t5-t6; +Vs/2 모드)
도 6f에 도시된 바와 같이, t=t5에서 스위치 Su2는 차단되고, Sd2는 영전압 스위칭(zero voltage switching) 조건으로 도통된다. 패널의 전압 Vp는 +Vs/2로 유지된다. 모드 2에서처럼 고주파 동작을 위해 모드 6의 구간은 되도록 짧게 게이트 신호를 설계한다.
7) 모드 7(t6-t7; post-discharging)
t=t6에서 전력회수부 스위치 Sf2가 도통되면 모드 7이 시작된다. 도 6g에 도시된 바와 같이, 공진 경로 Cp-Sd2-L1-Sf1-Dr1-Cd1로 패널 전압은 +Vs/2에서 0으로 하강하게 된다. 모드 7에서 패널 전압 Vp, 인덕터 L2의 전류 iL2는 각각 수학식 8, 9와 같이 표현된다.
t=t7에서 Vp는 0이 되면 모드 7은 끝난다. 이 때 모드 5의 구간과 모드 7의 구간의 길이(duration)는 같다.
8) 모드 8(t7-t8; 접지 모드)
도 6h에 도시된 바와 같이, t=t7에서 Sd1은 영전압 스위칭 조건으로 도통되고, 패널 전압은 0V가 된다.
이와 같은 방법에 의하여 다음 반주기 동안 플라즈마 디스플레이 패널의 사이드 2 서스테인 구동부가 모드 1에서 모드 8을 반복하여 패널에 고주파 AC 전압을 인가하게 된다.
도 4는 도 3에 도시된 본 발명에 의한 전압 스트레스를 개선한 고효율 플라즈마 디스플레이 패널의 서스테인 구동 장치를 적용한 플라즈마 디스플레이 패널 구동 시스템을 도시한 것으로, Y전극 서스테인 구동 회로(41), 분리 및 리세트 회로(42), 스캔 펄스 발생회로(43), X전극 서스테인 구동 회로(44) 및 플라즈마 디스플레이 패널(45)로 구성된다.
Y전극 서스테인 구동 회로(41) 및 X전극 서스테인 구동 회로(44)는 도 3에서 이미 상세히 설명하였으므로 반복 설명을 생략한다.
분리 및 리세트 회로(42)의 분리회로(Yp)는 서스테인 구간과 다른 구간(어드레스 및 리세트 구간)의 회로 동작을 분리시키기 위한 스위치 회로이며, 리세트 회로(Yfr, Yrr)는 리세트 구간 동안 패널에 램프형 고압 전압을 인가하기 위한 스위치 회로이다.
그리고, 스캔 펄스 발생회로(43)는 어드레스 구간동안에 PDP 스크린의 수평동기신호 인가하도록 동작하고, 그 외의 구간에서는 단락된다.
도 4의 실시 예에서도 도 3에서 이미 설명한 바와 같은 방법으로 서스테인 구간에 실행되는 충전 및 방전 모드를 각각 2개의 충전(pre-charging, post-charging) 및 방전(pre-discharging, post-discharging) 모드로 세분화시키고, 세분화된 2개의 충전 모드 및 2개의 방전 모드는 쌍으로 상호 서로 다른 2개의 인덕터(L1,L2)를 경유하여 공진 경로를 형성하도록 설계되어, 반도체 소자에 인가되는 전압 스트레스를 기존의 플라즈마 디스플레이 구동 회로에 비하여 1/2로 줄였다.
표 1은 동일한 서스테인 전압 규격에서 제안된 본 발명에 의한 서스테인 구동 회로와 종래의 기술에 의한 서스테인 구동 회로와의 소자 전압/전류 및 무효 전력을 비교한 것이다.
(표 1)
표 1에서 알 수 있듯이 본 발명에 의한 유지 방전 회로의 특징은 모든 반도체의 전압 스트레스가 절반으로 줄어, 고성능 저가격의 반도체 소자를 쉽게 적용할수 있고, PDP의 무효 전력이 기존의 회로에 비하여 절반으로 줄게 된다.
본 발명은 방법, 장치, 시스템 등으로서 실행될 수 있다. 소프트웨어로 실행될 때, 본 발명의 구성 수단들은 필연적으로 필요한 작업을 실행하는 코드 세그먼트들이다. 프로그램 또는 코드 세그먼트들은 프로세서 판독 가능 매체에 저장되어 질 수 있으며 또는 전송 매체 또는 통신망에서 반송파와 결합된 컴퓨터 데이터 신호에 의하여 전송될 수 있다. 프로세서 판독 가능 매체는 정보를 저장 또는 전송할 수 있는 어떠한 매체도 포함한다. 프로세서 판독 가능 매체의 예로는 전자 회로, 반도체 메모리 소자, ROM, 플레쉬 메모리, E2PROM, 플로피 디스크, 광 디스크, 하드 디스크, 광 섬유 매체, 무선 주파수(RF) 망, 등이 있다. 컴퓨터 데이터 신호는 전자 망 채널, 광 섬유, 공기, 전자계, RF 망, 등과 같은 전송 매체 위로 전파될 수 있는 어떠한 신호도 포함된다.
첨부된 도면에 도시되어 설명된 특정의 실시 예들은 단지 본 발명의 예로서 이해되어 지고, 본 발명의 범위를 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 본 발명에 기술된 기술적 사상의 범위에서도 다양한 다른 변경이 발생될 수 있으므로, 본 발명은 보여지거나 기술된 특정의 구성 및 배열로 제한되지 않는 것은 자명하다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 의하면 서스테인 모드를 구성하는 충전 및 방전 모드를 세분화시킨 각각 제1충전 모드(pre-charging 모드)와 제2충전 모드(post-charging 모드) 및 제1방전 모드(pre-discharging 모드)와 제2방전모드(post-discharging 모드)에서 쌍으로 서로 다른 인덕터를 경유하여 각각 상이한 공진 경로를 형성하도록 플라즈마 디스플레이 구동 회로를 설계함으로써, 종래의 기술에 비하여 회로 소자에 인가되는 전압 스트레스를 절반으로 줄일 수 있는 효과가 발생되며, 이로 인하여 고 성능 저가격의 반도체 소자를 이용할 수 있는 효과가 발생되며, 플라즈마 디스플레이 패널의 무효 전력 또한 절반으로 줄일 수 있는 효과가 발생된다.

Claims (27)

  1. 플라즈마 디스플레이 패널 구동 시스템의 서스테인 구동 장치에 있어서,
    소정의 유지 방전 시퀀스에 상응하여 전력 회수부의 제1,2단자를 플라즈마 디스플레이 패널에 접속시키기 위한 서스테인 스위칭부; 및
    소정의 전력 회수 시퀀스에 상응하여, 서스테인 모드를 구성하는 충전 및 방전 모드를 각각 제1충전 모드와 제2충전 모드 및 제1방전 모드와 제2방전 모드로 세분화시키며, 상기 제1,2충전 모드 및 제1,2방전 모드는 각각 상이한 공진 경로를 형성하여 제1,2단자를 경유하여 상기 플라즈마 디스플레이 패널을 충/방전시키기 위한 전력 회수부를 포함함을 특징으로 하는 전압 스트레스를 개선한 고효율 플라즈마 디스플레이 패널의 서스테인 구동 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 전력 회수부는 2개의 인덕터를 포함하며, 상기 제1충전 모드와 상기 제2충전 모드에서 서로 다른 인덕터를 경유하여 공진 경로를 형성함을 특징으로 하는 전압 스트레스를 개선한 고효율 플라즈마 디스플레이 패널의 서스테인 구동 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 전력 회수부는 2개의 인덕터를 포함하며, 상기 제1방전 모드와 상기 제2방전 모드에서 서로 다른 인덕터를 경유하여 공진 경로를 형성함을 특징으로 하는 전압 스트레스를 개선한 고효율 플라즈마 디스플레이 패널의 서스테인 구동 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 제1충전 모드의 구간 길이와 제2충전 모드의 구간 길이는 같게 상기 전력 회수 시퀀스를 설계함을 특징으로 하는 전압 스트레스를 개선한 고효율 플라즈마 디스플레이 패널의 서스테인 구동 장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 제1방전 모드의 구간 길이와 제2방전 모드의 구간 길이는 같게 상기 전력 회수 시퀀스를 설계함을 특징으로 하는 전압 스트레스를 개선한 고효율 플라즈마 디스플레이 패널의 서스테인 구동 장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 제1충전 모드와 제2충전 모드의 분리 및 상기 제2방전 모드와 제2방전 모드를 분리시키기 위하여 각각 인덕터를 경유하지 않는 경로를 형성하는 모드를 부가함을 특징으로 하는 전압 스트레스를 개선한 고효율 플라즈마 디스플레이 패널의 서스테인 구동 장치.
  7. 제1항에 있어서, 상기 서스테인 스위칭부는
    4개의 스위치를 포함하며, 제1,2,3,4스위치를 순차적으로 직렬로 연결하고, 제1스위치 및 제4스위치의 양 끝 단자에 각각 접지선 및 서스테인 공급 전압을 인가하고, 제2,3스위치 접속 단자에 플라즈마 디스플레이 패널을 연결하며, 제1,2스위치 접속단자 및 제3,4스위치 접속 단자에 각각 전력 회수부의 제1,2단자를 연결함을 특징으로 하는 전압 스트레스를 개선한 고효율 플라즈마 디스플레이 패널의 서스테인 구동 장치.
  8. 제7항에 있어서, 상기 제1충전 모드에서는 제2스위치가 도통되고 나머지 서스테인 스위치들은 차단되고, 상기 제2충전 모드에서는 제3스위치가 도통되고 나머지 서스테인 스위치들은 차단되도록 상기 유지 방전 시퀀스를 설계함을 특징으로 하는 전압 스트레스를 개선한 고효율 플라즈마 디스플레이 패널의 서스테인 구동 장치.
  9. 제7항에 있어서, 상기 제1방전 모드에서는 제3스위치가 도통되고 나머지 서스테인 스위치들은 차단되고, 상기 제2방전 모드에서는 제2스위치가 도통되고 나머지 서스테인 스위치들은 차단되도록 상기 유지 방전 시퀀스를 설계함을 특징으로 하는 전압 스트레스를 개선한 고효율 플라즈마 디스플레이 패널의 서스테인 구동 장치.
  10. 제1항에 있어서, 상기 전력 회수부는
    상기 제1단자 및 상기 제2단자에 연결된 제1,2인덕터;
    상기 제1,2인덕터의 단자에 각각 연결되어, 상기 소정의 전력 회수 시퀀스에 상응하여 전류를 쌍방향으로 스위칭하기 위한 제5,6스위치;
    4개의 캐패시터를 포함하여, 제1,2,3,4캐패시터를 순차적으로 직렬로 연결하고, 제1캐패시터 및 제4캐패시터의 양 끝 단자에 각각 접지선 및 서스테인 공급 전압을 인가하고, 제1,2캐패시터 접속 단자 및 제3,4캐패시터 접속 단자에 제5,6스위치가 연결된 충전 소자 블록; 및
    전류를 단방향으로 스위칭하기 위한 2개의 다이오드를 직렬로 연결하여 양 끝 단자를 각각 상기 제1,2단자에 연결하고, 2개의 다이오드의 접속 단자를 제2,3캐패시터 접속 단자에 연결하여 제1충전 모드와 제2충전 모드의 분리 및 상기 제2방전 모드와 제2방전 모드를 분리시키기 위하여 모드 분리부를 포함함을 특징으로 하는 전압 스트레스를 개선한 고효율 플라즈마 디스플레이 패널의 서스테인 구동 장치.
  11. 제7항 또는 제10항에 있어서, 상기 제1,2,3,4,5,6스위치는 MOSFET 스위치임을 특징으로 하는 전압 스트레스를 개선한 고효율 플라즈마 디스플레이 패널의 서스테인 구동 장치.
  12. 제11항에 있어서, 상기 MOSFET 스위치들은 영전압 스위칭(zero voltage switching) 조건으로 도통됨을 특징으로 하는 전압 스트레스를 개선한 고효율 플라즈마 디스플레이 패널의 서스테인 구동 장치.
  13. 제1항에 있어서, 상기 제1충전 모드 및 상기 제2충전 모드에서 플라즈마 디스플레이 패널의 최대 충전 전압을 1/2씩 나누어 각각 충전시키도록 상기 전력 회수 시퀀스를 설계함을 특징으로 하는 전압 스트레스를 개선한 고효율 플라즈마 디스플레이 패널의 서스테인 구동 장치.
  14. 제1항에 있어서, 상기 제1방전 모드 및 상기 제2방전 모드에서 플라즈마 디스플레이 패널의 최대 충전 전압을 1/2씩 나누어 각각 방전시키도록 상기 전력 회수 시퀀스를 설계함을 특징으로 하는 전압 스트레스를 개선한 고효율 플라즈마 디스플레이 패널의 서스테인 구동 장치.
  15. 2개의 인덕터를 구비하는 전력 회수 회로를 포함하며, 리세트 구간, 어드레스 구간 및 서스테인 구간을 반복하는 스위칭 시퀀스를 갖는 플라즈마 디스플레이 패널 구동 방법에 있어서,
    상기 서스테인 구간에서 실행되는 충전 및 방전 모드를 각각 제1충전 모드와 제2충전 모드 및 제1방전 모드와 제2방전 모드로 세분화시키고, 상기 제1,2충전 모드는 서로 다른 인덕터를 경유하여 공진 경로를 형성하고, 제1,2방전 모드 또한 서로 다른 인덕터를 경유하여 각기 다른 공진 경로를 형성하여 상기 플라즈마 디스플레이 패널을 충/방전시키도록 스위칭 시퀀스를 제어함을 특징으로 하는 전압 스트레스를 개선한 고효율 플라즈마 디스플레이 패널 구동 방법.
  16. 제15항에 있어서, 상기 제1충전 모드의 구간 길이와 제2충전 모드의 구간 길이는 같게 상기 전력 회수 시퀀스를 설계함을 특징으로 하는 전압 스트레스를 개선한 고효율 플라즈마 디스플레이 패널 구동 방법.
  17. 제15항에 있어서, 상기 제1방전 모드의 구간 길이와 제2방전 모드의 구간 길이는 같게 상기 전력 회수 시퀀스를 설계함을 특징으로 하는 전압 스트레스를 개선한 고효율 플라즈마 디스플레이 패널 구동 방법.
  18. 제15항에 있어서, 상기 제1충전 모드와 제2충전 모드의 분리 및 상기 제2방전 모드와 제2방전 모드를 분리시키기 위하여 각각 인덕터를 경유하지 않는 경로를 형성하는 모드를 부가함을 특징으로 하는 전압 스트레스를 개선한 고효율 플라즈마 디스플레이 패널 구동 방법.
  19. 제15항에 있어서, 상기 제1충전 모드 및 상기 제2충전 모드에서 플라즈마 디스플레이 패널의 최대 충전 전압을 1/2씩 나누어 각각 충전시키도록 상기 전력 회수 시퀀스를 설계함을 특징으로 하는 전압 스트레스를 개선한 고효율 플라즈마 디스플레이 패널 구동 방법.
  20. 제15항에 있어서, 상기 제1방전 모드 및 상기 제2방전 모드에서 플라즈마 디스플레이 패널의 최대 충전 전압을 1/2씩 나누어 각각 방전시키도록 상기 전력 회수 시퀀스를 설계함을 특징으로 하는 전압 스트레스를 개선한 고효율 플라즈마 디스플레이 패널 구동 방법.
  21. 리세트 구간, 어드레스 구간 및 서스테인 구간을 반복하는 스위칭 시퀀스에 의한 플라즈마 디스플레이 패널 구동 시스템에 있어서,
    서스테인 구간 동안에 상기 플라즈마 디스플레이 패널의 Y전극에 고주파의 구형파 전압을 인가시키기 위하여 실행되는 충전 및 방전 모드를 각각 제1충전 모드와 제2충전 모드 및 제1방전 모드와 제2방전 모드로 세분화시키고, 상기 제1,2충전 모드는 서로 다른 인덕터를 경유하여 공진 경로를 형성하고, 제1,2방전 모드 또한 서로 다른 인덕터를 경유하여 각기 다른 공진 경로를 형성하여 상기 플라즈마 디스플레이 패널의 Y전극을 충/방전시키도록 구동하는 Y전극 서스테인 구동 회로;
    서스테인 구간과 어드레스 구간 및 리세트 구간의 회로 동작을 분리시키고, 리세트 구간 동안에 램프형 고압 전압을 인가시키기 위한 분리 및 리세트 회로;
    어드레스 구간 동안 수평동기신호를 인가하고, 그 외의 구간에서는 단락되는 스캔 펄스 발생회로; 및
    서스테인 구간 동안에 상기 플라즈마 디스플레이 패널의 X전극에 고주파의구형파 전압을 인가시키기 위하여 실행되는 충전 및 방전 모드를 각각 제1충전 모드와 제2충전 모드 및 제1방전 모드와 제2방전 모드로 세분화시키고, 상기 제1,2충전 모드는 서로 다른 인덕터를 경유하여 공진 경로를 형성하고, 제1,2방전 모드 또한 서로 다른 인덕터를 경유하여 각기 다른 공진 경로를 형성하여 상기 플라즈마 디스플레이 패널의 X전극을 충/방전시키도록 구동하는 X전극 서스테인 구동 회로를 포함함을 특징으로 하는 전압 스트레스를 개선한 고효율 플라즈마 디스플레이 패널 구동 시스템.
  22. 제21항에 있어서, 상기 Y전극 서스테인 구동 회로 또는 X전극 서스테인 구동 회로는
    상기 제1단자 및 상기 제2단자에 연결된 제1,2인덕터;
    상기 제1,2인덕터의 단자에 각각 연결되어, 상기 소정의 전력 회수 시퀀스에 상응하여 전류를 쌍방향으로 스위칭하기 위한 제5,6스위치;
    4개의 캐패시터를 포함하여, 제1,2,3,4캐패시터를 순차적으로 직렬로 연결하고, 제1캐패시터 및 제4캐패시터의 양 끝 단자에 각각 접지선 및 서스테인 공급 전압을 인가하고, 제1,2캐패시터 접속 단자 및 제3,4캐패시터 접속 단자에 제5,6스위치가 연결된 충전 소자 블록; 및
    전류를 단방향으로 스위칭하기 위한 2개의 다이오드를 직렬로 연결하여 양 끝 단자를 각각 상기 제1,2단자에 연결하고, 2개의 다이오드의 접속 단자를 제2,3캐패시터 접속 단자에 연결하여 제1충전 모드와 제2충전 모드의 분리 및 상기 제2방전 모드와 제2방전 모드를 분리시키기 위하여 모드 분리부를 포함함을 특징으로 하는 전압 스트레스를 개선한 고효율 플라즈마 디스플레이 패널 구동 시스템.
  23. 제21항에 있어서, 상기 제1충전 모드의 구간 길이와 제2충전 모드의 구간 길이는 같게 상기 전력 회수 시퀀스를 설계함을 특징으로 하는 전압 스트레스를 개선한 고효율 플라즈마 디스플레이 패널 구동 시스템.
  24. 제21항에 있어서, 상기 제1방전 모드의 구간 길이와 제2방전 모드의 구간 길이는 같게 상기 전력 회수 시퀀스를 설계함을 특징으로 하는 전압 스트레스를 개선한 고효율 플라즈마 디스플레이 패널 구동 시스템.
  25. 제21항에 있어서, 상기 제1충전 모드와 제2충전 모드의 분리 및 상기 제2방전 모드와 제2방전 모드를 분리시키기 위하여 각각 인덕터를 경유하지 않는 경로를 형성하는 모드를 부가함을 특징으로 하는 전압 스트레스를 개선한 고효율 플라즈마 디스플레이 패널 구동 시스템.
  26. 제21항에 있어서, 상기 제1충전 모드 및 상기 제2충전 모드에서 플라즈마 디스플레이 패널의 최대 충전 전압을 1/2씩 나누어 각각 충전시키도록 상기 전력 회수 시퀀스를 설계함을 특징으로 하는 전압 스트레스를 개선한 고효율 플라즈마 디스플레이 패널 구동 시스템.
  27. 제21항에 있어서, 상기 제1방전 모드 및 상기 제2방전 모드에서 플라즈마 디스플레이 패널의 최대 충전 전압을 1/2씩 나누어 각각 방전시키도록 상기 전력 회수 시퀀스를 설계함을 특징으로 하는 전압 스트레스를 개선한 고효율 플라즈마 디스플레이 패널 구동 시스템.
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