KR100481325B1 - 플라즈마 디스플레이 패널의 에너지 리커버리 회로 - Google Patents

플라즈마 디스플레이 패널의 에너지 리커버리 회로 Download PDF

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Abstract

본 발명은 패널의 방전시 손실되는 에너지를 회수하여 일시 저장하고 있다가 그 에너지를 직류원으로 상기 패널을 충전시킴으로써 에너지 손실을 최소화하도록 한 플라즈마 디스플레이 패널의 에너지 리커버리 회로에 관한 것이다.
종래의 AC 플라즈마 디스플레이 패널의 에너지 리커버리 회로는 상기 패널의 충전 에너지 회수시 사인(Sine)형태의 전류 및 피크(Peak) 전류에 의한 에너지 손실이 크게 발생되는 문제점이 있었다.
이를 해결하기 위한 본 발명은, 외부의 제어신호에 따라 선택적으로 스위칭되어 패널 구동을 위한 서스테인 전압을 공급하는 패널 구동수단과, 패널 구동수단에 의한 패널의 구동시 외부의 제어신호에 따라 선택적으로 스위칭되어 방전 에너지를 회수 또는 공급시키는 에너지 회수/공급 선택수단과, 에너지 회수/공급 선택수단의 제어에 따라 회수되는 방전 에너지를 직류전류로 저장/공급하는 직류전류 회수/공급수단으로 구비된다.

Description

플라즈마 디스플레이 패널의 에너지 리커버리 회로
본 발명은 플라즈마 디스플레이 패널의 에너지 리커버리 회로에 관한 것으로서, 특히 패널의 방전시 손실되는 에너지를 회수하여 일시 저장하고 있다가 그 에너지를 직류원으로 상기 패널을 충전시킴으로써 에너지 손실을 최소화하도록 한 플라즈마 디스플레이 패널의 에너지 리커버리 회로에 것이다.
일반적으로 AC 플라즈마 디스플레이 패널은 각 방전셀의 내부에서 일어나는 기체 방전현상을 이용하여 화상을 표시하는 발광형 소자의 일종으로서, 제조공정이 간단하고 화면의 대형화가 용이하며 응답속도가 빨라 대형 화면을 가지는 직시형 화상 표시장치 특히, HDTV(High Definition TeleVision) 시대를 지향한 화상 표시장치의 표시소자로 각광받고 있다.
또한, 상기 AC 플라즈마 디스플레이 패널은 전극, 유전체층, 방전가스 등을 구비하여 그 자체가 충전 및 방전 작용을 하는 용량성소자 즉, 로드 캐패시터로 작용한다.
한편, 상기 AC 플라즈마 디스플레이 패널은 구동시 즉, 로드 캐패시터의 충전 및 방전시 많은 전력이 소모되고, 그와 같은 전력 소모는 패널의 인치가 클수록 증가하여 AC 플라즈마 디스플레이 패널의 대중화에 큰 장애 요인으로 작용하였다.
이에, 상기 AC 플라즈마 디스플레이 패널을 구동시키는 구동회로의 저 소비 전력화를 추구하기 위하여 패널의 서스테인 구동시 일반적인 서스테인 회로대신 에너지 리커버리 서스테인 회로를 사용하는 것이 제안되었다.
상기 에너지 리커버리 서스테인 회로는 패널의 로드 캐패시터와 함께 LC 공진회로를 형성하는 인덕터를 구비하여 로드 캐패시터의 방전시 손실되는 에너지를 상기 인덕터를 통해 회수하여 일시 저장하고 있다가 그 에너지를 로드 캐패시터의 다음 충전 에너지로 공급함으로써 패널의 서스테인 구동시 에너지 손실을 저감시키는 회로이다.
종래 기술에 의한 에너지 리커버리 서스테인 회로 중 하나인 2-스텝(step)형 에너지 리커버리 서스테인 회로는 도 1에 도시된 바와 같이 AC 플라즈마 디스플레이 패널의 로드 캐패시터(CL)에 VO 전압의 서스테인 펄스를 공급하는 제 1, 제 2 에너지 리커버리 서스테인 구동부(10, 20)로 구성되고, 상기 제 1 에너지 리커버리 서스테인 구동부(10)와 제 2 에너지 리커버리 서스테인 구동부(20)의 구성은 동일하다.
즉, 상기 제 1, 제 2 에너지 리커버리 서스테인 구동부(10, 20)는 각각 로드 캐패시터(CL)와 연결된 출력단자(OUT)와,
상기 출력 단자(OUT)를 통해 일단이 상기 로드 캐패시터(CL)와 연결되어 LC 공진회로를 형성하는 인덕터(L0)와,
상기 로드 캐패시터(CL)보다 큰 캐패시턴스를 가지는 동시에 일단이 접지와 연결되어 전압을 충전 및 방전하는 캐패시터(C1)와,
상기 캐패시터(C1)의 타단과 상기 인덕터(L0)의 타단 사이에 연결되어 상기 로드 캐패시터(CL)가 0 에서 VO 전압까지 충전되도록 상기 캐패시터(C1)에 충전되어 있던 전압을 방전시키는 캐패시터 방전수단(11)과,
상기 출력단자(OUT)에 연결되어 상기 로드 캐패시터(CL)가 VO 전압까지 충전되면 상기 로드 캐패시터(CL)의 양단 전압(VL)을 VO 로 유지시키는 제 1 전압 유지수단(12)과,
상기 캐패시터(C1)의 타단과 상기 인덕터(L0)의 타단 사이에 연결되어 상기 로드 캐패시터(CL)에 충전되어 있던 VO 전압을 0 전압까지 방전시켜 상기 캐패시터(C1)에 전압을 충전시키는 캐패시터 충전수단(13)과,
상기 출력단자(OUT)에 연결되어 상기 로드 캐패시터(CL)가 0 전압까지 방전되면 상기 로드 캐패시터(CL)의 양단 전압(VL)을 0 으로 유지시키는 제 2 전압 유지수단(14)으로 구성된다.
상기에서 캐패시터 방전수단(11)은 캐패시터(C1)의 타단에 일단이 연결되어 로드 캐패시터(CL)가 0 에서 VO 전압까지 충전되는 동안 턴온(turn on)되는 제 1 스위칭수단(Q1)과, 상기 제 1 스위칭수단(Q1)의 타단에 애노드가 연결되고 인덕터(L0)의 타단에 캐소드가 연결되어 상기 제 1 스위칭수단(Q1)의 턴온 기간에 상기 캐패시터(C1)의 방전 전류(IL)를 상기 제 1 스위칭수단(Q1)을 통해 입력받아 상기 인덕터(L0)로 출력하는 제 1 다이오드(D1)로 구성되고;
상기 캐패시터 충전수단(13)은 상기 캐패시터(C1)의 타단에 일단이 연결되어 로드 캐패시터(CL)가 VO 에서 0 전압까지 방전되는 동안 턴온되는 제 2 스위칭수단(Q2)과, 상기 제 2 스위칭수단(Q2)의 타단에 캐소드가 연결되고 상기 인덕터(L0)의 타단에 애노드가 연결되어 상기 제 1 스위칭수단(Q1)의 턴온 기간에 상기 로드 캐패시터(CL)의 방전 전류(-IL)를 상기 인덕터(L0)를 통해 입력받아 상기 제 2 스위칭수단(Q2)으로 출력하는 제 2 다이오드(D2)로 구성된다.
또한, 상기 제 1 전압 유지수단(12)은 VO 전원과 출력단자(OUT)에 일단이 연결되어 로드 캐패시터(CL)가 0 에서 VO 전압까지 충전되면 턴온되는 제 3 스위칭수단(Q3)으로 구성되고;
상기 제 2 전압 유지수단(14)은 상기 출력단자(OUT)에 일단이 연결되고 타단이 접지와 연결되어 상기 로드 캐패시터(CL)가 VO 에서 0 전압까지 방전되면 턴온되는 제 4 스위칭수단(Q4)으로 구성된다.
상기와 같이 구성된 종래 기술에 의한 2-스텝형 에너지 리커버리 서스테인 회로의 충전 및 방전 작용을 도 2를 참조하여 설명하면 다음과 같다.
상기 도 2에는 출력단자(OUT)의 전압(VOUT) 파형과, 인덕터(L0)에 흐르는 전류(IL) 파형과, 그와 연계된 제 1 내지 4 스위칭수단(Q1, Q2, Q3, Q4)의 스위칭 타이밍도가 각각 도시되어 있다.
먼저, 상기 2-스텝형 에너지 리커버리 서스테인 회로는 초기에 전체 시스템의 전원이 온(on)되어 로드 캐패시터(CL)에서 여러번의 방전이 계속 일어나면 상기 로드 캐패시터(CL)의 방전 전류가 제 1, 2 에너지 리커버리 서스테인 구동부(10, 20)의 인덕터(L0)를 통해 각각의 캐패시터(C1)측으로 전달되어 각각의 캐패시터(C1)에 전압이 충전된다.
상기와 같이 제 1, 2 에너지 리커버리 서스테인 구동부(10, 20)의 캐패시터(C1)에 각각 전압이 충전되면 적정 시기에 2-스텝형 에너지 리커버리 서스테인 회로와 로드 캐패시터(CL)간의 충전 및 방전 작용이 주기적으로 이루어져 AC 플라즈마 디스플레이 패널의 에너지 리커버리 서스테인 구동이 수행된다. 이 때, 상기 로드 캐패시터(CL)에서 일어나는 방전이 AC 플라즈마 디스플레이 패널의 서스테인 방전이다.
아울러, 상기 2-스텝형 에너지 리커버리 서스테인 회로와 로드 캐패시터(CL)간에 이루어지는 충전 및 방전 작용의 1 주기는 서로 다른 작용을 하는 4개의 기간(T1 내지 T4)으로 구분된다.
<T1 기간>
T1 기간은 제 1, 제 2 에너지 리커버리 서스테인 구동부(10, 20)의 캐패시터(C1)가 방전하여 그 방전 에너지가 로드 캐패시터(CL)에 충전되는 기간으로서, 제 1, 제 2 에너지 리커버리 서스테인 구동부(10, 20)의 제 1 스위칭수단(Q1)만 턴온되고 나머지 스위칭수단들(Q2, Q3, Q4)은 오프상태로 유지된다.
상기에서 제 1, 제 2 에너지 리커버리 서스테인 구동부(10, 20)의 제 1 스위칭수단(Q1)이 턴온되면 각각의 캐패시터(C1)에 충전되어 있던 전압이 방전되면서 제 1 스위칭수단(Q1)과 제 1 다이오드(D1)와 인덕터(L0)를 통해 로드 캐패시터(CL)측으로 방전 전류(IL)가 흐르게 되고, 결국 로드 캐패시터(CL)는 제 1, 2 에너지 리커버리 서스테인 구동부(10, 20)로부터 각각 공급되는 방전 전류(IL)에 의해 T1 기간동안 VO 전압까지 충전된다.
따라서, T1 기간에는 도 2에 도시된 바와 같이 출력단자(OUT)에 0 에서 VO 전압까지 상승하는 파형 즉, 서스테인 펄스의 상승구간이 나타난다.
<T2 기간>
T2 기간은 T1 기간 이후 로드 캐패시터(CL)의 양단 전압(VL)이 VO 로 유지되어 상기 로드 캐패시터(CL)에 VO 전압이 계속 충전되는 기간으로서, 제 1, 제 2 에너지 리커버리 서스테인 구동부(10, 20)의 제 3 스위칭수단(Q3)만 턴온되고 나머지 스위칭수단들(Q1, Q2, Q4)은 오프상태로 유지된다.
상기에서 제 1, 제 2 에너지 리커버리 서스테인 구동부(10, 20)의 제 3 스위칭수단(Q3)이 턴온되면 VO 전원의 전압이 제 3 스위칭수단(Q3)을 거쳐 출력단자(OUT)에 공급됨으로써 로드 캐패시터(CL)에는 VO 전압이 계속 충전된다.
즉, T2 기간에는 캐패시터(C1)의 양단 전압(V1)이 로드 캐패시터(CL)의 양단 전압(VL)보다 낮아 인덕터(L0)에는 더 이상 방전 전류(IL)가 흐르지 않는다. 따라서, 상기 로드 캐패시터(CL)의 지속 충전을 위해서는 VO 전원의 VO 전압이 출력단자(OUT)에 공급되어야 한다.
따라서, T2 기간에는 도 2에 도시된 바와 같이 출력단자(OUT)에 VO 전압으로 홀딩(holding)된 파형 즉, 서스테인 펄스의 VO 전압 지속구간이 나타난다.
<T3 기간>
T3 기간은 T2 기간 이후 로드 캐패시터(CL)가 방전되어 그 에너지가 제 1, 제 2 에너지 리커버리 서스테인 구동부(10, 20)의 캐패시터(C1)에 각각 충전되는 기간으로서, 제 1, 제 2 에너지 리커버리 서스테인 구동부(10, 20)의 제 2 스위칭수단(Q2)만 턴온되고 나머지 스위칭수단들(Q1, Q3, Q4)은 오프상태로 유지된다.
상기에서 제 1, 제 2 에너지 리커버리 서스테인 구동부(10, 20)의 제 2 스위칭수단(Q2)이 턴온되면 로드 캐패시터(CL)에 충전되어 있던 VO 전압이 방전되면서 제 1, 2 에너지 리커버리 서스테인 구동부(10, 20)의 인덕터(L0)와 제 2 다이오드(D2)와 제 2 스위칭수단(Q2)을 통해 각각의 캐패시터(C1)측으로 방전 전류(-IL)가 흐르게 되고, 결국 각각의 캐패시터(C1)에는 로드 캐패시터(CL)로부터 공급되는 방전 전류(-IL)에 의해 T3 기간동안 전압이 충전된다.
따라서, T3 기간에는 도 2에 도시된 바와 같이 출력단자(OUT)에 VO 에서 0 전압까지 하강하는 파형 즉, 서스테인 펄스의 하강구간이 나타난다.
<T4 기간>
T4 기간은 T3 기간 이후 로드 캐패시터(CL)의 양단 전압(VL)이 0 으로 유지되는 기간으로서, 제 1, 제 2 에너지 리커버리 서스테인 구동부(10, 20)의 제 4 스위칭수단(Q4)만 턴온되고 나머지 스위칭수단들(Q1, Q2, Q3)은 오프상태로 유지된다.
상기에서 제 1, 제 2 에너지 리커버리 서스테인 구동부(10, 20)의 제 4 스위칭수단(Q4)이 턴온되면 제 2 전압 유지수단(14)에 의해 출력단자(OUT)의 전압이 0 으로 유지됨으로써 로드 캐패시터(CL)의 양단 전압(VL)이 0 으로 유지된다.
이 때, 상기 로드 캐패시터(CL)의 양단 전압(VL)은 제 1, 제 2 에너지 리커버리 서스테인 구동부(10, 20)의 캐패시터(C1) 양단 전압(V1)보다 낮기 때문에 각각의 인덕터(L0)에는 더 이상 방전 전류(-IL)가 흐르지 않는다.
아울러, T4 기간에는 도 2에 도시된 바와 같이 출력단자(OUT)에 0 전압으로 홀딩된 파형 즉, 서스테인 펄스의 0 전압 지속구간이 나타난다.
결과적으로 T1 기간에서 T4 기간동안 AC 플라즈마 디스플레이 패널의 로드 캐패시터(CL)에 공급되는 서스테인 파형의 기본 형태는 도 2에 도시된 출력단자(OUT)의 전압(VOUT) 파형에서 알 수 있듯이 구형 펄스이고, 상기 구형 펄스의 상승구간(T1 기간)과 하강구간(T3 기간)에는 인덕터(L0)의 인덕턴스와 로드 캐패시터(CL)의 캐패시턴스와 캐패시터(C1)의 캐패시턴스에 의해 결정되는 공진 주파수로 발진하는 사인파의 세그먼트가 각각 나타난다.
상기와 같이 외부 용량인 캐패시터(C1)를 구비하여 로드 캐패시터(CL)의 방전 에너지를 일시 저장하고 있다가 그 에너지를 로드 캐패시터(CL)의 다음 충전 에너지로 공급하면 에너지 리커버리 작용을 하지 않는 기존의 서스테인 회로보다 에너지 손실이 절감되고, 소비 전력이 줄어든다.
예를 들어, 주파수 f0 로 구동되면서 에너지 리커버리 작용을 하지 않는 기존의 서스테인 회로는 서스테인 펄스 발생시 P = CLVO2fO 의 전력이 소모되는 반면, 종래 기술에 의한 2-스텝형 에너지 리커버리 서스테인 회로는 서스테인 펄스 발생시 P = l2RLine에서 이상적인 경우는 RLine=0가 되어 소모전력이 "0"이 되어야 하나 실제회로에서는 RLine은 일정한 크기 이상의 저항값을 가지므로 에너지 손실이 발생하게 된다.
여기서, RLine은 도선저항+소자저항+서스테인저항등이다.
그러나 이러한 종래의 AC 플라즈마 디스플레이 패널의 에너지 리커버리 회로는 상기 패널의 충전 에너지 회수시 사인(Sine)형태의 전류 및 피크(Peak) 전류에 의한 에너지 손실이 크게 발생되는 문제점이 있었다.
따라서 본 발명은 패널의 방전시 손실되는 에너지를 회수하여 일시 저장하고 있다가 그 에너지를 직류원으로 상기 패널을 충전시킴으로써 에너지 손실을 최소화하도록 한 플라즈마 디스플레이 패널의 에너지 리커버리 회로를 제공하는데 그 목적이 있다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 기술적 수단은, 외부의 제어신호에 따라 선택적으로 스위칭되어 패널 구동을 위한 서스테인 전압을 공급하는 패널구동수단과, 상기 패널 구동수단에 의한 패널의 구동시 외부의 제어신호에 따라 선택적으로 스위칭되어 방전 에너지를 회수 또는 공급시키는 에너지 회수/공급 선택수단과, 상기 에너지 회수/공급 선택수단의 제어에 따라 회수되는 방전 에너지를 직류전류로 저장/공급하는 직류전류 회수/공급수단으로 이루어진다.
이하, 본 발명의 일 실시 예를 첨부한 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 3은 본 발명에 의한 플라즈마 디스플레이 패널의 에너지 리커버리 회로의 구성도를 나태낸 것으로서, 외부의 제어신호에 따라 선택적으로 스위칭되어 패널 구동을 위한 서스테인 전압을 공급하는 패널 구동부(100)와, 상기 패널 구동부(100)에 의한 패널의 구동시 외부의 제어신호에 따라 선택적으로 스위칭되어 방전 에너지를 회수 또는 공급시키는 에너지 회수/공급 선택부(200)와, 상기 에너지 회수/공급 선택부(200)의 제어에 따라 회수되는 방전 에너지를 직류전류로 저장/공급하는 직류전류 회수/공급부(300)로 구성되어져 있다.
상기에서, 패널 구동부(100)은 상기 패널에 서스테인 전압을 소정의 레벨로 유지시키는 제 6 스위칭소자(Q6)를 갖는 제 1 전압 유지부(110)와, 상기 패널의 서스테인 전압을 방전시켜 제로 전압으로 유지시키는 제 7 스위칭소자(Q7)를 갖는 제 2 전압 유지부(120)로 구성되어져 있다.
아울러, 에너지 회수/공급 선택부(200)는 상기 패널의 구동시 외부의 제어신호에 따라 스위칭되어 직류전류 회수/공급부(300)로 방전 에너지를 회수시키는 다이오드(D1)(D2)를 갖는 제 1, 제 4 스위칭소자(Q1)(Q4)로 구비된 회수부(220)와, 외부의 제어신호에 따라 스위칭되어 직류전류 회수/공급부(300)에 저장된 에너지를 공급시키는 다이오드(D3)(D4)를 갖는 제 2, 제 3 스위칭소자(Q2)(Q3)로 구비된 공급부(210)로 구성되어져 있다.
또한, 직류전류 회수/공급부(300)는 상기 에너지 회수/공급 선택부(200)를 통해 회수되는 직류성분의 방전에너지를 인덕턴스 작용을 하는 인덕터(Ls)와, 상기 인덕터(Ls)와 병렬 연결되어 방전 에너지를 유지시키는 제 5 스위칭소자(Q5)를 갖는 에너지 유지부(310)로 구성되어져 있다.
도 4는 상기 패널 구동부(100)에 인가되는 전압 파형과, RLine에 흐르는 전류(ILine) 파형 및 그와 연계된 제 1 내지 제 7 스위칭소자(Q1∼Q7)의 스위칭 타이밍도가 각각 도시되어져 있다.
이와 같이 구성된 본 발명의 동작 및 작용 효과를 첨부한 도면 도 3 및 도 4를 참조하여 설명하면 다음과 같다.
먼저, 상기 교류 플라즈마 디스플레이 패널의 에너지 리커버리 서스테인 회로와 패널 구동부간에 이루어지는 충전 및 회수작용의 1 주기는 서로 다른 작용을 하는 4개의 기간(T1 내지 T4)으로 구분하여 이하 설명한다.
<T1 기간>
T1 기간은 상기 패널 구동부(100)의 로드 캐패시터(도면상에는 미도시)의 전위를 0V로 유지하는 기간으로서 직류전류 회수/공급부(300)내의 에너지 유지부(310)의 제 5 스위칭소자(Q5)와 상기 패널 구동부(100)의 제 2 전압 유지부(120)의 제 7 스위칭소자(Q7)만 턴-온하고 나머지 스위칭수단들(Q1, Q2, Q3, Q4, Q6)은 턴-오프상태로 유지된다.
즉, 제 5 스위칭소자(Q5)은 인덕터(Ls)의 전류를 유지시키고, 제 7 스위칭소자(Q7)는 상기 로드캐패시터의 전위를 0V로 유지한다.
<T2 기간>
T2 기간은 상기 직류전류 회수/공급부(300)의 에너지 유지부(310)의 제 5 스위칭소자(Q5)를 턴-오프하여 인덕터(Ls)에 흐르는 전류를 상기 패널 구동부(100)의 로드 캐패시터에 공급하여 서스테인 전압까지 충전시키는 기간으로 에너지 회수/공급 선택부(200)내의 공급부(210)의 제 1, 제 4 스위칭소자(Q1)(Q4)만 턴-온하고 나머지 스위칭수단들(Q2, Q3, Q5, Q6, Q7)은 턴-오프상태로 유지된다.
상기에서 에너지 회수/공급 선택부(300)내의 공급부(210)의 제 1, 제 4 스위칭소자(Q1)(Q4)만 턴-온되면 직류전류 회수/공급부(300)내의 인덕터(Ls)에 저장되어 있던 직류전류가 방전되면서 패널 구동부(100)의 로드 캐패시터측으로 방전 전류(Iline)가 흐르게 되고, 결국 로드 캐패시터는 상기 직류전류 회수/공급부(300)로부터 공급되는 방전 전류(ILine)에 의해 T2 기간동안 VO 전압까지 충전된다.
따라서, T2 기간에는 도 4에 도시된 바와 같이 패널 구동부(100)의 로드 캐패시터에 0V 에서 VO 전압까지 상승하는 파형 즉, 서스테인 펄스의 상승구간이 나타난다.
이때, 상기 로드 캐패시터를 충전시키는 전류는 직류전류 회수/공급부(300)에 저장된 직류전류가 에너지 회수/공급 선택부(200)를 통해 완전한 직류전류로 변환되고 그 직류전류는 기존의 사인(Sine)형태의 전류보다 RLine에서의 전력 손실이 적다.
여기서, RLine은 도선저항 + 소자저항 + 서스테인 전극저항등이다.
<T3 기간>
T3 기간은 T2 기간 이후 로드 캐패시터의 전위를 서스테인 전원인 Vs의 전압으로 유지하며, 패널 구동부(100)내의 제 1 전압 유지부(110)의 제 6 스위칭소자(Q6)와 직류전류 회수/공급부(300)내의 에너지 유지부(310)의 제 5 스위칭소자(Q5)만이 턴-온되고 나머지 스위칭수단들(Q1, Q2, Q3, Q4, Q7)은 오프상태로 유지된다.
즉, 패널 구동부(100)내의 제 1 전압 유지부(110)의 제 6 스위칭소자(Q6)가 턴-온되어 로드 캐패시터에 방전 전류를 공급하여 상기 로드 캐패시터의 전위를 서스테인 전압 VO로 유지하게 하고, 직류전류 회수/공급부(300)내의 에너지 유지부(310)의 제 5 스위칭소자(Q5)가 턴-온되어 인덕터(Ls)의 전류를 계속 흐르게 하여 상기 인덕터(Ls)가 에너지를 저장할 수 있도록 한다.
따라서, T3 기간에는 도 4에 도시된 바와 같이 패널 구동부(20)의 로드 캐패시터에 VO 전압으로 홀딩(holding)된 파형 즉, 서스테인 펄스의 Vs 전압 지속 구간이 나타난다.
<T4 기간>
T4 기간은 T3 기간 이후 로드 캐패시터가 방전되어 그 에너지가 에너지 회수/공급 선택부(200)를 통해 직류전류 회수/공급부(300)로 충전되는 기간으로서 상기 에너지 회수/공급 선택부(200)내의 회수부(220)의 제 2, 제 3 스위칭소자(Q2)(Q3)만 턴-온하고 나머지 스위칭소자들(Q1, Q4, Q5, Q6, Q7)은 턴-오프 상태로 유지된다.
즉, 상기 에너지 회수/공급 선택부(200)의 제 2, 제 3 스위칭소자(Q2)(Q3)가 턴-온되면 패널 구동부(100)의 로드 캐패시터에 충전되어 있던 VO 전압이 방전되면서 직류전류 회수/저장부(300)내의 인덕터(Ls)에 방전전류(-ILine)가 흐르게 되고, 이 방전전류(-ILine)는 직류전류 형태로 회수되어 T4 기간동안 충전된다.
따라서, T4 기간에는 도 4에 도시된 바와 같이 로드 캐패시터에 VO 에서 0V 전압까지 하강하는 파형 즉, 서스테인 펄스의 하강구간이 나타난다.
이때, 상기 로드 캐패시터에 충전된 에너지를 상기 직류전류 회수/저장부(300)의 인덕터(Ls)로 회수시키는 전류는 크기가 일정한 직류전류이며, 이 직류전류는 기존의 사인(Sine)형태의 전류보다 RLine 에서의 전력 손실이 적어지게 된다.
이를 좀더 구체적으로 설명하기 위해 종래 도면 도 2와 본 발명의 도면 도 4에 나타낸 전압 파형도를 비교하여 설명하면 다음과 같다.
먼저, 예로서 VO 전원은 150V(서스테인 전압)이고, Cp는 24nF(패널정전용량)이며, tr은 100nsec(패널 라이징타임)임 경우에 대해서 설명한다.
종래의 에너지 리커버리 서스테인 회로에서는 i(t)는 sinwot = 56.52sinwot값이 나온다(도 2).
여기서, wo(공진 주파수)는 = 10-7×π이고, Lo(코일 : 서스테인회로와 에너지 리커버리회로 사이에 연결됨)는 0.7μH이다.
따라서, Ploss(소모전력)는i2(t)·RLine dt = 159.7×RLine×10-6w/pulse값이 나온다.
여기서, Ploss는 i2R이 P인데 시간에 따라서 변하기 때문에 적분을 해주면 상기와 같이 소모된 P를 구할 수 있다.
한편, 본 발명에서는 i(t) = 36A(충,방전시 에너지를 직류로 사용함으로 일정한 크기의 전류로 사용함)이다.(도 4)
즉, 충전시 필요전원 Q = CpVo = 24nF×150V이므로 I는 = ≒ 36A가 된다.
그러므로, Ploss(소모전력)는36·RLine dt = 129.6×RLine×10-6w/pulse값이 나온다.
따라서, 종래와 비교해서 RLine에서의 약 20% 이상 전력 절감 효과를 거둘 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 패널의 방전시 손실되는 에너지를 회수하는 전류를 직류로 하기 때문에 서스테인 구동시 에너지 손실을 최소화하는 효과가 있다.
도 1은 종래 기술에 의한 2-스텝(step)형 에너지 리커버리(recovery) 서스테인 회로의 회로 구성도.
도 2는 도 1에 도시된 출력단자의 전압 파형도, 인덕터에 흐르는 전류 파형도 및 그와 연계된 제 1 내지 제 4 스위칭수단의 스위칭 타이밍도.
도 3은 본 발명에 위한 플라즈마 디스플레이 패널의 에너지 리커버리 회로의 회로 구성도.
도 4은 도 3에 도시된 패널 구동시의 전압 파형도, RLine에 흐르는 전류(ILine) 파형도 및 그와 연계된 제 1 내지 제 7 스위칭소자의 스위칭 타이밍도.
**** 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ****
100 : 패널 구동부 110 : 제 1 전압 유지부
120 : 제 2 전압 유지부 200 : 에너지 회수/공급 선택부
210 : 공급부 220 : 회수부
300 : 직류전류 회수/공급부 310 : 에너지 저장부

Claims (5)

  1. 외부의 제어신호에 따라 선택적으로 스위칭되어 패널 구동을 위한 서스테인 전압을 공급하는 패널 구동수단과,
    상기 패널 구동수단에 의한 패널의 구동시 외부의 제어신호에 따라 선택적으로 스위칭되어 방전 에너지를 회수 또는 공급시키는 에너지 회수/공급 선택수단과,
    상기 에너지 회수/공급 선택수단의 제어에 따라 회수되는 방전 에너지를 직류전류로 저장/공급하는 직류전류 회수/공급수단을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 에너지 리커버리 회로.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 패널 구동수단은 상기 패널에 서스테인 전압을 소정의 레벨로 유지시키는 제 1 전압 유지수단과, 상기 패널의 서스테인 전압을 방전시켜 제로 전압으로 유지시키는 제 2 전압 유지수단으로 구성된 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 에너지 리커버리 회로.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 에너지 회수/공급 선택수단은 상기 패널의 구동시 외부의 제어신호에 따라 스위칭되어 직류전류 회수/공급수단으로 방전 에너지를 회수시키는 회수수단과, 외부의 제어신호에 따라 스위칭되어 직류전류 회수/공급수단에 저장된 에너지를 공급시키는 공급수단으로 구성된 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 에너지 리커버리 회로.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 에너지 회수시 흐르는 전류성분을 직류성분으로 인가하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 에너지 리커버리 회로.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 직류전류 회수/공급수단은 회수되는 직류성분의 방전 에너지를 인덕턴스 작용을 하는 소자(Ls)와, 상기 소자(Ls)와 병렬연결되어 방전 에너지를 유지시키는 에너지 유지수단으로 구성된 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 에너지 리커버리 회로.
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