KR100505981B1 - 전력회수장치 및 전력회수방법 - Google Patents

전력회수장치 및 전력회수방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 안정적인 방전을 일으킴과 아울러 고속 어드레싱을 할 수 있도록 한 전력회수장치에 관한 것이다.
본 발명의 전력회수장치는 방전셀에 등가적으로 형성되는 용량성 부하와, 상기 용량성부하와 함께 공진회로를 형성하기 위한 인덕터, 상기 용량성부하의 에너지를 회수하여 충전되는 에너지 회수용 커패시터와, 상기 에너지 회수용 커패시터의 방전경로 상에 설치되는 제 1다이오드와, 상기 에너지 회수용 커패시터의 충전경로 상에 설치되는 제 2다이오드 및 제 1절환소자와, 어드레스 전압을 발생하는 어드레스 전압원과, 상기 에너지 회수용 커패시터로부터 방전되는 전압에 의해 상기 용량성 부하가 충전되기 시작함과 동시에 턴-온되어 상기 어드레스 전압원으로부터의 전압을 상기 용량서 부하에 공급하는 제 2절환소자를 구비한다.

Description

전력회수장치 및 전력회수방법{Method and Apparatus of Energy Recovery}
본 발명은 전력회수장치 및 전력회수방법에 관한 것으로 특히, 안정적인 방전을 일으킴과 아울러 고속 어드레싱을 할 수 있도록 한 전력회수장치 및 전력회수방법에 관한 것이다.
플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel : 이하 "PDP"라 함)은 가스방전에 의해 발생되는 자외선이 형광체를 여기시킬 때 형광체로부터 가시광선이 발생되는 것을 이용한 표시장치이다. PDP는 지금까지 표시수단의 주종을 이루어왔던 음극선관(Cathode Ray Tube : CRT)에 비해 두께가 얇고 가벼우며, 고선명 대형화면의 구현이 가능하다는 점등의 장점이 있다. PDP는 매트릭스 형태로 배열된 다수의 방전셀들로 구성되며, 하나의 방전셀은 화면의 한 화소를 이루게 된다.
도 1은 종래의 교류 면방전 플라즈마 디스플레이 패널의 방전셀을 나타내는 사시도이다.
도 1을 참조하면, 3전극 교류 면방전형 PDP의 방전셀은 상부기판(10) 상에 형성되어진 주사전극(12Y) 및 유지전극(12Z)과, 하부기판(18) 상에 형성되어진 어드레스전극(20X)을 구비한다. 주사전극(12Y)과 유지전극(12Z)이 나란하게 형성된 상부기판(10)에는 상부 유전체층(14)과 보호막(16)이 적층된다. 상부 유전체층(14)에는 플라즈마 방전시 발생된 벽전하가 축적된다. 보호막(16)은 플라즈마 방전시 발생된 스퍼터링에 의한 상부 유전체층(14)의 손상을 방지함과 아울러 2차 전자의 방출 효율을 높이게 된다. 보호막(16)으로는 통상 산화마그네슘(MgO)이 이용된다.
어드레스전극(20X)이 형성된 하부기판(18) 상에는 하부 유전체층(22), 격벽(24)이 형성되며, 하부 유전체층(22)과 격벽(24) 표면에는 형광체(26)가 도포된다. 어드레스전극(20X)은 주사전극(12Y) 및 유지전극(12Z)과 교차되는 방향으로 형성된다. 격벽(24)은 어드레스전극(20X)과 나란하게 형성되어 방전에 의해 생성된 자외선 및 가시광이 인접한 방전셀에 누설되는 것을 방지한다. 형광체(26)는 플라즈마 방전시 발생된 자외선에 의해 여기되어 적색, 녹색 또는 청색 중 어느 하나의 가시광선을 발생하게 된다. 상/하부기판(10,18)과 격벽(24) 사이에 마련된 방전공간에는 가스방전을 위한 불활성 가스가 주입된다.
도 2를 참조하면, 종래의 교류 면방전형 PDP의 구동장치는 m×n 개의 방전셀들(1)이 주사전극라인들(Y1내지Ym), 유지전극라인들(Z1내지Zm) 및 어드레스전극라인들(X1내지Xn)과 접속되게끔 매트릭스 형태로 배치된 PDP(30)와, 주사전극라인들(Y1내지Ym)을 구동하기 위한 주사구동부(32)와, 유지전극라인들(Z1내지Zm)을 구동하기 위한 유지구동부(34)와, 기수 번째 어드레스전극라인들(X1,X3,…,Xn-3,Xn-1)과 우수 번째 어드레스전극라인들(X2,X4,…,Xn-2,Xn)을 분할 구동하기 위한 제 1 및 제 2 어드레스 구동부(36A,36B)를 구비한다.
주사구동부(32)는 주사전극라인들(Y1내지Ym)에 스캔펄스와 서스테인펄스를 순차적으로 공급하여 방전셀들(1)이 라인 단위로 순차적으로 주사되게 함과 아울러 m×n 개의 방전셀들(1) 각각에서의 방전이 지속되게 한다. 유지구동부(34)는 유지전극라인들(Z1내지Zm) 모두에 서스테인 펄스를 공급하게 된다. 제 1 및 제 2 어드레스 구동부(36A,36B)는 스캔펄스에 동기되게끔 영상 데이터를 어드레스전극라인들(X1내지Xn)에 공급하게 된다. 제 1 어드레스 구동부(36A)는 기수 번째 어드레스전극라인들(X1,X3,…,Xn-3,Xn-1)에 영상데이터를 공급하고 제 2 어드레스 구동부(36B)는 우수 번째 어드레스전극라인들(X2,X4,…,Xn-2,Xn)에 영상데이터를 공급한다.
이와 같이 구동되는 교류 면방전 PDP에서는 어드레스 방전 및 서스테인 방전에 수백 볼트 이상의 고압이 필요하게 된다. 이에 따라, 어드레스 방전 및 서스테인 방전에 필요한 구동전력을 최소화하기 위하여 주사구동부(32), 유지구동부(34) 및 어드레스 구동부(36A,36B)에 전력 회수장치가 설치된다. 전력 회수장치는 패널에 충전되는 전압을 회수하여 이를 다음 방전시의 구동 전압으로서 재공급한다.
도 3은 어드레스 구동부의 앞단에 설치된 종래의 전력 회수장치를 나타내는 도면이다.
도 3을 참조하면, 종래의 전력회수장치(40)는 제 1 어드레스 구동부(36A)와 에너지 회수용 커패시터(Cs) 사이에 접속된 인덕터(L)와, 에너지 회수용 커패시터(Cs)와 인덕터(L) 사이에 병렬로 접속된 제 1 및 제 3 스위치(S1,S3)와, 인덕터(L)와 제 1 어드레스 구동부(36A) 사이에 병렬로 접속된 제 2 및 제 4 스위치(S2,S4)를 구비한다. 패널 커패시터(Cp)는 PDP 방전셀의 정전용량을 등가적으로 나타낸 것이다.
제 2스위치(S2)는 전압원(Vd)에 접속되고, 제 4스위치(S4)는 기저전압원(GND)에 접속된다. 에너지 회수용 커패시터(Cs)는 어드레스 방전시 패널 커패시터(Cp)에 충전된 전압을 회수하여 충전함과 아울러 충전된 전압을 패널 커패시터(Cp)에 재공급한다. 이와 같은 에너지 회수용 커패시터(Cs)는 어드레스 전압(Vd)의 절반값에 해당하는 Vd/2의 전압을 충전한다. 인덕터(L)는 패널 커패시터(Cp)와 함께 공진회로를 형성한다. 제 1 내지 제 4스위치(S1 내지 S4)는 턴-온 및 턴-오프되면서 에너지 회수용 커패시터(Cs)에 전압을 충전시키거나, 충전된 전압을 패널 커패시터(Cp)로 공급한다.
제 1 어드레스 구동부(36A)는 다수의 제 5 및 제 6스위치(S5,S6)를 구비한다. 제 5스위치(S5)는 전력회수장치(40)에 접속되고, 제 6스위치(S6)는 기저전압원(GND)에 접속된다. 제 5스위치(S5)는 데이터 펄스가 공급될 때 턴-온되며, 데이터 펄스가 공급되지 않을 때 턴-오프된다. 한편, 제 2 어드레스 구동부(36B)의 앞단에 형성된 전력회수장치는 패널 커패시터(Cp)를 중심으로 제 1 어드레스 구동부(36A) 및 전력 회수장치(40)와 대칭적으로 형성된다.
도 4는 도 3에 도시된 스위치들의 온/오프 타이밍과 패널 커패시터에 공급되는 전압값을 나타내는 타이밍도이다.
도 3 및 도 4를 결부하여 전력 회수장치(40)의 동작과정을 상세히 설명하기로 한다.
먼저, T1 기간 이전에 패널 커패시터(Cp)에 충전된 전압은 0 볼트라고 가정한다. 또한 에너지 회수용 커패시터(Cs)에는 Vd/2의 전압이 충전되어 있다고 가정한다. T1 기간에는 제 1 및 제 5 스위치(S1,S5)가 턴-온된다. 이때, 방전셀이 선택되지 않는다면, 즉 어드레스전극라인(X)에 데이터 펄스가 공급되지 않는다면 제 5 스위치(S5)는 턴-오프 상태를 유지한다. 제 1 및 제 5 스위치(S1,S5)가 턴-온되면 에너지 회수용 커패시터(Cs)로부터 제 1 스위치(S1), 인덕터(L), 제 5 스위치(S5) 및 패널 커패시터(Cp)로 이어지는 전류 패스가 형성된다. 따라서, 에너지 회수용 커패시터(Cs)에 충전된 전압이 패널 커패시터(Cp)로 공급된다. 이때, 인덕터(L)와 패널 커패시터(Cp)가 직렬 공진회로를 형성하기 때문에 패널 커패시터(Cp)는 Vd의 전압이 공급된다.
T2 기간에는 제 2 스위치(S2)가 턴-온된다. 제 2 스위치(S2)가 턴-온되면 어드레스 전압원(Vd)의 전압이 패널 커패시터(Cp)로 공급된다. T2 기간에 공급되는 어드레스 전압(Vd)은 패널 커패시터(Cp)의 전압이 어드레스 전압(Vd) 이하로 떨어지는 것을 방지하고, 이에 따라 안정적인 어드레스 방전이 일어날 수 있다. 한편, T1 기간에 패널 커패시터(Cp)의 전압이 어드레스 전압(Vd)까지 상승하였으므로 어드레스 방전을 일으키기 위해 외부에서 공급해 주는 구동전력이 최소화된다.
T3 기간에는 제 1 스위치(S1)가 턴-오프됨과 아울러 제 2스위치(S2)가 턴-온상태를 유지한다. 따라서, T3기간동안 패널 커패시터(Cp)는 어드레스 전압(Vd)을 유지하게 된다.
T4 기간에는 제 2 스위치(S2)가 턴-오프됨과 아울러 제 3 스위치(S3)가 턴-온된다. 제 3 스위치(S3)가 턴-온되면 패널 커패시터(Cp)로부터 제 5 스위치(S5), 인덕터(L) 및 제 3 스위치(S3)를 통해 에너지 회수용 커패시터(Cs)로 이어지는 전류 패스가 형성되어 패널 커패시터(Cp)에 충전된 전압이 에너지 회수용 커패시터(Cs)로 회수된다.
T5 기간에는 제 3 및 제 5 스위치(S3,S5)가 턴-오프됨과 아울러 제 4 및 제 6 스위치(S4,S6)가 턴-온된다. 제 4 및 제 6 스위치(S4,S6)가 턴-온되면 기저전압원(GND)과 패널 커패시터(Cp)간에 전류패스가 형성되어 패널 커패시터(Cp)의 전압을 0 볼트로 하강된다. 실제로, 종래의 전력회수장치는 T1 내지 T5의 동작과정을 반복하면서 데이터펄스를 패널 커패시터(Cp)로 공급하게 된다.
하지만, 이와 같은 종래의 전력회수장치에서 공급되는 데이터펄스는 넓은 펄스폭을 갖기 때문에 고속 어드레싱이 불가능한 단점이 있다. 이를 도 5를 참조하여 상세히 설명하면, 먼저 종래의 전력회수장치에서 공급되는 데이터 펄스는 패널 커패시터(Cp)에 전압이 충전되는 T1 기간, 어드레스전압이 패널 커패시터(Cp)로 공급되는 T2 기간, 패널 커패시터(Cp)에 충전된 전압을 회수하여 에너지 회수용 커패시터(Cs)에 충전시키기 위한 T3 기간 및 패널 커패시터(Cp)의 전압을 0 볼트로 하강시키기 위한 T4 기간으로 나누어진다.
여기서, 실제 어드레스 방전에 필요한 기간은 T2 기간이고, T1, T3 및 T4 기간은 커패시터(Cs,Cp)에 전압을 충전하는 예비구간이다. 다시 말하여, 종래에는 실제 어드레스 방전에 필요한 T2기간을 제외한 예비구간(T1,T3,T4)에 의하여 고속 어드레싱을 불가능하게 된다.
이와 같은 문제점을 해결하기 위하여 본원 출원인은 도 6과 같은 전력회수장치(50)를 제안하였다.
도 6을 참조하면, 전력회수장치(50)는 제 1 어드레스 구동부(36A)와 에너지 회수용 커패시터(Cs) 사이에 접속된 인덕터(L)와, 에너지 회수용 커패시터(Cs)와 인덕터(L) 사이에 접속된 제 1스위치(S1)와, 인덕터(L)와 제 1 어드레스 구동부(36A) 사이에 병렬로 접속된 제 2 및 제 3스위치(S2,S3)를 구비한다.
제 2스위치(S2)는 어드레스 전압원(Vd)에 접속되고, 제 3스위치(S3)는 기저전압원(GND)에 접속된다. 에너지 회수용 커패시터(Cs)는 패널 커패시터(Cp)에 충전된 전압을 회수하여 충전함과 아울러 충전된 전압을 패널 커패시터(Cp)에 재공급한다. 인덕터(L)는 패널 커패시터(Cp)와 함께 공진회로를 형성한다. 제 1 내지 제 3스위치(S1 내지 S3)는 턴-온 및 턴-오프되면서 에너지 회수용 커패시터(Cs)에 전압을 충전시키거나, 충전된 전압을 패널 커패시터(Cp)로 공급한다.
제 1어드레스 구동부(36A)는 다수의 제 4 및 제 5스위치(S4,S5)를 구비한다. 제 4스위치(S4)는 전력회수장치(50)에 접속되고, 제 5스위치(S5)는 기저전압원(GND)에 접속된다. 제 4스위치(S4)는 데이터 펄스가 공급될 때 턴-온되며, 데이터 펄스가 공급되지 않을 때 턴-오프된다. 한편, 제 2 어드레스 구동부(36B)의 앞단에 형성된 전력회수장치는 패널 커패시터(Cp)를 중심으로 제 1 어드레스 구동부(36A) 및 전력 회수장치(40)와 대칭적으로 형성된다.
도 6에 도시된 전력회수장치의 동작과정을 도 7을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
먼저, T1 기간 이전에 패널 커패시터(Cp)에 충전된 전압은 0 볼트이며 에너지 회수용 커패시터(Cs)에는 Vd/2의 전압이 충전되어 있다고 가정한다.
T1 기간에는 제 1 및 제 4 스위치(S1,S4)가 턴-온된다. 이때, 방전셀이 선택되지 않는다면, 즉 패널 커패시터(Cp)에 데이터 펄스가 공급되지 않는다면 제 4 스위치(S4)는 턴-오프 상태를 유지한다. 제 1 및 제 4 스위치(S1,S4)가 턴-온되면 에너지 회수용 커패시터(Cs)로부터 제 1 스위치(S1), 인덕터(L), 제 4 스위치(S4) 및 패널 커패시터(Cp)로 이어지는 전류 패스가 형성된다. 이때, 인덕터(L)와 패널 커패시터(Cp)는 직렬 공진회로를 형성하기 때문에 패널 커패시터(Cp)에는 어드레스 전압(Vd)이 공급된다.
T2 기간에는 제 2 스위치(S2)가 턴-온된다. 제 2 스위치(S2)가 턴-온되면 어드레스 전압(Vd)이 패널 커패시터(Cp)로 공급된다. 패널 커패시터(Cp)로 공급되는 어드레스 전압(Vd)은 패널 커패시터(Cp)의 전압이 어드레스 전압(Vd) 이하로 떨어지는 것을 방지하여 어드레스 방전이 정상적으로 일어나도록 한다. 이때, T1 기간에 패널 커패시터(Cp)의 전압이 어드레스 전압(Vd)까지 상승하였으므로 어드레스 방전을 일으키기 위해 외부에서 공급해 주는 구동전력이 최소화된다.
T3 기간에는 제 1 스위치(S1)가 턴-오프됨과 아울러 패널 커패시터(Cp)로 공급되는 어드레스 전압(Vd)이 유지된다.
T4 기간에는 제 2 스위치(S2)가 턴-오프됨과 아울러 제 1 스위치(S1)가 턴-온된다. 제 1 스위치(S1)가 턴-온되면 패널 커패시터(Cp)로부터 제 4 스위치(S4), 인덕터(L), 제 1 스위치(S1) 및 에너지 회수용 커패시터(Cs)로 이어지는 전류 패스가 형성되어 패널 커패시터(Cp)에 충전된 전압이 에너지 회수용 커패시터(Cs)로 회수된다. 즉, T4 기간에는 패널 커패시터(Cp)가 방전되면서 패널 커패시터(Cp)의 전압이 하강하게 되고, 이와 동시에 에너지 회수용 커패시터(Cs)에는 Vd/2의 전압이 충전된다.
한편, 제 1스위치(S1)는 에너지 회수용 커패시터(Cs)에 Vd/2의 전압이 충전된 후에도 턴-온상태를 유지한다. 따라서, 에너지 회수용 커패시터(Cs)에 충전된 전압은 T5기간동안 패널 커패시터(Cp)로 공급된다. 즉, 도 6에 도시된 전력회수장치(50)에서는 도 8과 같이 에너지 회수용 커패시터(Cs)의 전압을 Vd/2로 유지시키기 위한 기간이 제거되어 고속 어드레싱이 가능해진다.
한편, 도 8에서 T10 및 T12기간은 전압을 충/방전하는 예비구간이고 T11은 실제 방전에 이용되는 기간이다. PDP에서 안정된 방전을 일으키기 위해서는 T11기간을 소정기간 이상으로 설정하여야 한다. 하지만, T11기간을 넓게 설정하면 고속 어드레싱을 불가능하게 된다. 특히, PDP가 고정세 및 대형화될 수록 이와 같은 문제가 더욱 심하게 나타나게 된다.
따라서, 본 발명의 목적은 안정적인 방전을 일으킴과 아울러 고속 어드레싱을 할 수 있도록 한 전력회수장치 및 전력회수방법을 제공하는 것이다.
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상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 전력회수장치는 방전셀에 등가적으로 형성되는 용량성 부하(Cp)와, 상기 용량성부하와 함께 공진회로를 형성하기 위한 인덕터(L)와, 상기 용량성부하의 에너지를 회수하여 충전되는 에너지 회수용 커패시터(Cs)와, 상기 에너지 회수용 커패시터의 방전경로 상에 설치되는 제 1다이오드(D1)와, 상기 에너지 회수용 커패시터의 충전경로 상에 설치되는 제 2 다이오드(D2) 및 제 1절환소자(S3)와, 어드레스 전압을 발생하는 어드레스 전압원(Vd)과, 상기 제1 다이오드를 경유하여 상기 에너지 회수용 커패시터로부터 방전되는 전압에 의해 상기 용량성 부하가 충전되기 시작함과 동시에 턴-온되어 상기 어드레스 전압원으로부터의 전압을 상기 용량서 부하에 공급하는 제 2절환소자(S2)를 구비한다. 상기 제 1다이오드는 상기 에너지 회수용 커패시터로부터 공급되는 에너지가 상기 용량성부하로 공급될 수 있도록 설치된다. 상기 제 2다이오드는 상기 용량성부하로부터 공급되는 에너지가 상기 에너지 회수용 커패시터로 공급될 수 있도록 설치된다. 상기 제 1절환소자는 상기 에너지 회수용 커패시터가 충전될 때 턴-온된다. 상기 제 2절환소자는 상기 에너지 회수용 커패시터가 충전되는 기간을 제외한 나머지 기간동안 턴-온상태를 유지한다. 상기 전력회수장치는 상기 제 1다이오드와 상기 에너지 회수용 커패시터 사이에 설치되어 항상 턴-온상태를 유지하는 제 3절환소자를 추가로 구비한다. 상기 전력회수장치는 상기 인덕터와 기저전압원 사이에 설치되어 항상 턴-오프 상태를 유지하는 제 4절환소자를 추가로 구비한다. 상기 용량성부하는 충전시에 상기 에너지 회수용 커패시터 및 어드레스 전압원으로부터 공급되는 전압에 의하여 상기 어드레스 전압원의 전압까지 급격히 상승하고, 방전시에 상기 에너지 회수용 커패시터가 충전될 수 있도록 완만히 하강한다. 본 발명에 따른 전력회수장치는 어드레전압을 발생하는 제1 전압원(Vd)과, 상기 어드레스 전압보다 낮은 전압을 발생하는 제2 전압원(Vd/2)과, 방전셀에 등가적으로 형성되는 용량성 부하(Cp)와, 상기 용량성부하와 함께 공진회로를 형성하기 위한 인덕터(L)와, 상기 인덕터와 상기 제2 전압원 사이에 병렬로 설치되는 제 1다이오드(D1) 및 제 2다이오드(D2)와, 상기 제 2다이오드와 상기 공급 전압원 사이에 설치되는 제 1절환소자(S3)와, 상기 제1 다이오드를 경유하여 상기 제2 전압원으로부터의 전압에 의해 상기 용량성 부하가 충전되기 시작함과 동시에 턴-온되어 상기 제1 전압원으로부터의 전압을 상기 용량서 부하에 공급하는 제 2절환소자(S2)를 구비한다. 상기 제2 전압원으로부터 발생되는 전압은 상기 어드레스 전압의 1/2 전압이다. 본 발명에 따른 전력회수방법은 에너지 회수용 커패시터나 어드레스전압보다 낮은 전압을 발생하는 전압원으로부터의 전압으로 방전셀의 용량성 부하를 충전시킴과 동시에 상기 어드레스전압을 상기 용량성 부하에 공급하는 단계와; 상기 용량성 부하로부터의 회수되는 전압으로 상기 에너지 회수용 커패시터를 충전시키는 단계를 포함한다. 상기 목적 외에 본 발명의 다른 목적 및 특징들은 첨부도면을 참조한 실시예에 대한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다.
이하 도 9 내지 도 13을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하기로 한다.
도 9는 본 발명의 실시예에 의한 전력회수장치를 나타내는 도면이다.
도 9를 참조하면, 본 발명의 실시예에 의한 전력회수장치(60)는 어드레스 구동부(62)와 에너지 회수용 커패시터(Cs) 사이에 접속된 인덕터(L)와, 에너지 회수용 커패시터(Cs)와 인덕터(L) 사이에 병렬로 접속된 제 1 및 제 3 스위치(S1,S3)와, 제 1스위치(S1)와 인덕터(L) 사이에 접속된 제 1다이오드(D1)와, 제 3스위치(S3)와 인덕터(L) 사이에 접속된 제 2다이오드(D2)와, 인덕터(L)와 어드레스 구동부(62) 사이에 병렬로 접속된 제 2 및 제 4 스위치(S2,S4)를 구비한다. 패널 커패시터(Cp)는 PDP 방전셀의 정전용량을 등가적으로 나타낸 것이다.
제 2스위치(S2)는 어드레스 전압원(Vd)에 접속되고, 제 4스위치(S4)는 기저전압원(GND)에 접속된다. 여기서, 제 4스위치(S4)는 전력회수장치(60)의 정상동작시에 항상 턴-오프 상태를 유지한다. 제 3스위치(S3)는 패널 커패시터(Cp)에 충전된 전압이 에너지 회수용 커패시터(Cs)로 회수될 때 턴-온된다. 제 1스위치(S1)는 전력회수장치(60)의 정상동작시에 항상 턴-온 상태를 유지한다. 제 1 및 제 2다이오드(D1,D2)는 역전류의 흐름을 방지한다.
에너지 회수용 커패시터(Cs)는 어드레스 방전시 패널 커패시터(Cp)에 충전된 전압을 회수하여 충전함과 아울러 충전된 전압을 패널 커패시터(Cp)에 재공급한다. 이와 같은 에너지 회수용 커패시터(Cs)는 어드레스 전압(Vd)의 절반값에 해당하는 Vd/2의 전압을 충전한다. 인덕터(L)는 패널 커패시터(Cp)와 함께 공진회로를 형성한다.
어드레스 구동부(62)는 다수의 제 5 및 제 6스위치(S5,S6)를 구비한다. 제 5스위치(S5)는 전력회수장치(60)에 접속되고, 제 6스위치(S6)는 기저전압원(GND)에 접속된다. 제 5스위치(S5)는 데이터 펄스가 공급될 때 턴-온되며, 데이터 펄스가 공급되지 않을 때 턴-오프된다.
도 10은 도 9에 도시된 스위치들의 온/오프 타이밍과 패널 커패시터에 공급되는 전압값을 나타내는 타이밍도이다.
도 9 및 도 10을 결부하여 전력회수장치(60)의 동작과정을 상세히 설명하기로 한다.
먼저, T1 기간 이전에 패널 커패시터(Cp)에 충전된 전압은 0 볼트라고 가정한다. 또한 에너지 회수용 커패시터(Cs)에는 Vd/2의 전압이 충전되어 있다고 가정한다. 여기서, 전력회수장치(60)의 정상 동작시에 제 1스위치(S1)는 턴-온상태를 유지하고, 제 4스위치(S4)는 턴-오프 상태를 유지한다.
T1 기간에는 제 2 및 제 5스위치(S2,S5)가 턴-온된다. 이때, 방전셀이 선택되지 않는다면, 즉 패널 커패시터(Cp)에 데이터펄스가 공급되지 않는다면 제 5 스위치(S5)는 턴-오프 상태를 유지한다. 먼저 제 1스위치(S1)는 항상 턴-온 상태를 유지하기 때문에 에너지 회수용 커패시터(Cs)에 충전된 전압은 패널 커패시터(Cp)로 공급된다. 여기서, 인덕터(L)와 패널 커패시터(Cp)가 직렬 공진회로를 형성하기 때문에 패널 커패시터(Cp)에는 어드레스 전압(Vd)이 공급된다.
아울러, T1 기간동안 제 2스위치(S2)가 턴-온되기 때문에 어드레스 전압원(Vd)의 전압이 패널 커패시터(Cp)로 공급된다. 즉, T1 기간동안 에너지 회수용 커패시터(Cs)의 전압 및 어드레스 전압원(Vd)의 전압이 패널 커패시터(Cp)로 공급된다. 여기서, 어드레스 전압원(Vd)의 전압이 패널 커패시터(Cp)로 직접 공급되면 패널 커패시터(Cp)는 완만히 상승하는 예비구간없이 어드레스 전압(Vd)까지 상승하게 된다. 이와 같은 T1기간은 패널 커패시터(Cp), 즉 방전셀에서 안정된 어드레스 방전이 일어날때까지 지속된다. 한편, 제 1다이오드(D1)에 의해 어드레스 전압원(Vd)의 전압은 소스 커패시터(Cs)로 공급되지 못한다.
T2 기간에는 제 2스위치(S2)가 턴-오프됨과 아울러 제 3스위치(S3)가 턴-온된다. 제 3스위치(S3)가 턴-온되면 패널 커패시터(Cp)로부터 제 5스위치(S5), 인덕터(L), 제 2다이오드(D2) 및 제 3 스위치(S3)를 통해 에너지 회수용 커패시터(Cs)로 이어지는 전류 패스가 형성되어 패널 커패시터(Cp)에 충전된 전압이 에너지 회수용 커패시터(Cs)로 회수된다.
한편, 제 1스위치(S1)는 항상 턴-온 상태를 유지하기 때문에 에너지 회수용 커패시터(Cs)에 충전된 전압은 다시 패널 커패시터(Cp)로 공급된다.(T1기간) 그리고, 에너지 회수용 커패시터(Cs)에 충전된 전압이 패널 커패시터(Cp)로 공급될 때 제 2스위치(S2)도 턴-온되게 된다. 실제, 본 발명에서는 T1 및 T2기간을 반복하며 패널 커패시터(Cp)로 전압을 공급한다.
즉, 본 발명의 실시예에 의한 전력회수장치(60)에서는 도 11과 같이 완만히 상승하는 기간(즉, 도 8의 T10기간) 없이 패널 커패시터(Cp)의 전압이 Vd까지 급격히 상승하기 때문에 고속 어드레싱이 가능해진다. 그리고, 실제 방전에 이용되는 T1기간이 넓게 설정되기 때문에 방전셀에서 안정된 어드레스 방전을 일으킬 수 있다.
도 12는 본 발명의 다른 실시예에 의한 전력회수장치를 나타내는 도면이다.
도 12를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 의한 전력회수장치(64)는 어드레스 구동부(66)와 에너지 회수용 커패시터(Cs) 사이에 접속된 인덕터(L)와, 에너지 회수용 커패시터(Cs)와 인덕터(L) 사이에 병렬로 접속된 제 1다이오드(D1) 및 제 2다이오드(D2)와, 제 2다이오드(D2)와 에너지 회수용 커패시터(Cs) 사이에 접속된 제 3스위치(S3)와, 인덕터(L)와 어드레스 구동부(66) 사이에 접속된 제 2스위치(S2)를 구비한다. 패널 커패시터(Cp)는 PDP 방전셀의 정전용량을 등가적으로 나타낸 것이다.
제 2스위치(S20)는 어드레스 전압원(Vd)에 접속된다. 제 1다이오드(D1)는 에너지 회수용 커패시터(Cs)로부터 공급되는 전류를 통과시킴과 아울러 인덕터(L)로부터 공급되는 전류를 차단한다. 제 2다이오드(D2)는 인덕터(L)로부터 공급되는 전류를 통과시킴과 아울러 에너지 회수용 커패시터(Cs)로부터 공급되는 전류를 차단한다. 제 3스위치(S3)는 에너지 회수용 커패시터(Cs)로 전압이 회수될 때 턴-온된다.
에너지 회수용 커패시터(Cs)는 어드레스 방전시 패널 커패시터(Cp)에 충전된 전압을 회수하여 충전함과 아울러 충전된 전압을 패널 커패시터(Cp)에 재공급한다. 이와 같은 에너지 회수용 커패시터(Cs)는 어드레스 전압(Vd)의 절반값에 해당하는 Vd/2의 전압을 충전한다. 인덕터(L)는 패널 커패시터(Cp)와 함께 공진회로를 형성한다.
어드레스 구동부(62)는 다수의 제 5 및 제 6스위치(S5,S6)를 구비한다. 제 5스위치(S5)는 전력회수장치(60)에 접속되고, 제 6스위치(S6)는 기저전압원(GND)에 접속된다. 제 5스위치(S5)는 데이터 펄스가 공급될 때 턴-온되며, 데이터 펄스가 공급되지 않을 때 턴-오프된다.
이와 같은 본 발명의 다른 실시예에 의한 전력회수장치(64)를 도 9에 도시된 전력회수장치(60)와 비교해보면 도 9에 도시된 전력회수장치(60)에서 제 1스위치(S1) 및 제 4스위치(S4)가 제거되었음을 알 수 있다. 다시 말하여, 본 발명의 다른 실시예에 의한 전력회수장치(64) 에서는 항상 턴-온되는 제 1스위치(S4) 및 항상 턴-오프되는 제 4스위치(S4)를 제거함으로써 제조비용이 절감될 수 있다. 그리고, 본 발명에서는 도 13과 같이 에너지 회수용 커패시터(Cs) 대신에 어드레스 전압원(Vd)의 절반의 전압값을 가지는 Vd/2의 전압원을 설치할 수 있다. 이와 같은 Vd/2의 전압원은 에너지 회수용 커패시터(Cs) 대신에 패널 커패시터(Cp)로 Vd/2의 전압값을 공급한다. 실제로 도 12 및 도 13에 도시된 전력회수장치(64)의 동작과정은 도 9 및 도 10에 도시된 본 발명의 실시예와 동일하므로 상세한 동작과정의 설명은 생략하기로 한다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 전력회수장치 및 전력회수방법에 의하면에너지 회수용 커패시터의 충전전압 및 어드레스 전압원의 전압이 패널 커패시터로 공급되기 때문에 패널 커패시터는 급격이 어드레스 전압까지 상승하고, 이에 따라 고속 어드레싱을 가능해진다. 아울러, 패널 커패시터의 전압이 어드레스 전압까지 급격히 상승하기 때문에 실제 방전에 이용되는 기간을 넓게 설정하여 안정된 어드레스 방전을 일으킬 수 있다.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.
도 1은 종래의 3전극 교류 면방전형 플라즈마 디스플레이 패널의 방전셀 구조를 나타내는 사시도.
도 2는 종래의 플라즈마 디스플레이 패널을 구동하기 위한 구동부들을 나타내는 도면.
도 3은 종래의 플라즈마 디스플레이 패널의 전력회수장치를 나타내는 도면.
도 4는 도 3에 도시된 전력회수장치의 동작과정을 나타내는 파형도.
도 5는 도 3에 도시된 전력회수장치에 의하여 생성되는 구동전압을 나타내는 도면.
도 6은 종래의 다른 실시예에 의한 플라즈마 디스플레이 패널의 전력회수장치를 나타내는 도면.
도 7은 도 6에 도시된 전력회수장치의 동작과정을 나타내는 파형도.
도 8은 도 6에 도시된 전력회수장치에 의하여 생성되는 구동전압을 나타내는 도면.
도 9는 본 발명의 제 1실시예에 의한 전력회수장치를 나타내는 회로도.
도 10은 도 9에 도시된 전력회수장치의 동작과정을 나타내는 파형도.
도 11은 도 9에 도시된 전력회수장치에 의하여 생성되는 구동전압을 나타내는 도면.
도 12는 본 발명의 제 2실시예에 의한 전력회수장치를 나타내는 회로도.
도 13은 본 발명의 제 3실시예에 의한 전력회수장치를 나타내는 회로도.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
1 : 방전셀 10 : 상부기판
12Y : 유지전극 12Z : 공통전극
14,22 : 유전체층 16 : 보호막
18 : 하부기판 20X : 어드레스전극
24 : 격벽 26 : 형광체층
30 : 플라즈마 디스플레이 패널 32 : 주사 구동부
34 : 유지 구동부 36A,36B,62,66 : 어드레스 구동부
40,50,60,64 : 전력회수장치

Claims (15)

  1. 방전셀에 등가적으로 형성되는 용량성 부하(Cp)와,
    상기 용량성부하와 함께 공진회로를 형성하기 위한 인덕터(L)와,
    상기 용량성부하의 에너지를 회수하여 충전되는 에너지 회수용 커패시터(Cs)와,
    상기 에너지 회수용 커패시터의 방전경로 상에 설치되는 제 1다이오드(D1)와,
    상기 에너지 회수용 커패시터의 충전경로 상에 설치되는 제 2다이오드(D2) 및 제 1절환소자(S3)와,
    어드레스 전압을 발생하는 어드레스 전압원(Vd)과,
    상기 에너지 회수용 커패시터로부터 방전되는 전압에 의해 상기 용량성 부하가 충전되기 시작함과 동시에 턴-온되어 상기 어드레스 전압원으로부터의 전압을 상기 용량서 부하에 공급하는 제 2절환소자(S2)를 구비하는 것을 특징으로 하는 전력회수장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1다이오드는 상기 에너지 회수용 커패시터로부터 공급되는 에너지가 상기 용량성부하로 공급될 수 있도록 설치되는 것을 특징으로 하는 전력회수장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 제 2다이오드는 상기 용량성부하로부터 공급되는 에너지가 상기 에너지 회수용 커패시터로 공급될 수 있도록 설치되는 것을 특징으로 하는 전력회수장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1절환소자는 상기 에너지 회수용 커패시터가 충전될 때 턴-온되는 것을 특징으로 하는 전력회수장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 제 2절환소자는 상기 에너지 회수용 커패시터가 충전되는 기간을 제외한 나머지 기간동안 턴-온상태를 유지하는 것을 특징으로 하는 전력회수장치.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1다이오드와 상기 에너지 회수용 커패시터 사이에 설치되어 항상 턴-온상태를 유지하는 제 3절환소자를 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 전력회수장치.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 인덕터와 기저전압원 사이에 설치되어 항상 턴-오프 상태를 유지하는 제 4절환소자를 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 전력회수장치.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 용량성부하는 충전시에 상기 에너지 회수용 커패시터 및 어드레스 전압원으로부터 공급되는 전압에 의하여 상기 어드레스 전압원의 전압까지 급격히 상승하고, 방전시에 상기 에너지 회수용 커패시터가 충전될 수 있도록 완만히 하강하는 것을 특징으로 하는 전력회수장치.
  9. 어드레전압을 발생하는 제1 전압원(Vd)과,
    상기 어드레스 전압보다 낮은 전압을 발생하는 제2 전압원(Vd/2)과,
    방전셀에 등가적으로 형성되는 용량성 부하(Cp)와,
    상기 용량성부하와 함께 공진회로를 형성하기 위한 인덕터(L)와,
    상기 인덕터와 상기 제2 전압원 사이에 병렬로 설치되는 제 1다이오드(D1) 및 제 2다이오드(D2)와,
    상기 제 2다이오드와 상기 공급 전압원 사이에 설치되는 제 1절환소자(S3)와,
    상기 제2 전압원으로부터의 전압에 의해 상기 용량성 부하가 충전되기 시작함과 동시에 턴-온되어 상기 제1 전압원으로부터의 전압을 상기 용량서 부하에 공급하는 제 2절환소자(S2)를 구비하는 것을 특징으로 하는 전력회수장치.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 제2 전압원으로부터 발생되는 전압은 상기 어드레스 전압의 1/2 전압인 것을 특징으로 하는 전력회수장치.
  11. 제 9항에 있어서,
    상기 제 1절환소자는 상기 에너지 회수용 커패시터가 충전된 전압이 상기 제2 전압원으로 공급될 때 턴-온되는 것을 특징으로 하는 전력회수장치.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 제 2절환소자는 상기 제 1절환소자가 턴-온되는 시간을 제외한 나머지 시간동안 턴-온되는 것을 특징으로 하는 전력회수장치.
  13. 에너지 회수용 커패시터나 어드레스전압보다 낮은 전압을 발생하는 전압원으로부터의 전압으로 방전셀의 용량성 부하를 충전시킴과 동시에 상기 어드레스전압을 상기 용량성 부하에 공급하는 단계와;
    상기 용량성 부하로부터의 회수되는 전압으로 상기 에너지 회수용 커패시터를 충전시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력회수방법.
  14. 제 13항에 있어서,
    상기 어드레스 전압이 상기 용량성 부하로 공급될 때 상기 용량성 부하는 급격히 상기 어드레스 전압원의 전압까지 상승되는 것을 특징으로 하는 전력회수방법.
  15. 제 13항에 있어서,
    상기 용량성 부하에 공급된 전압이 상기 에너지 회수용 커패시터로 회수될 때 상기 용량성 부하의 전압이 완만히 하강되는 것을 특징으로 하는 전력회수방법.
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