KR100539006B1 - 에너지 회수장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 코스트를 절감할 수 있도록 한 에너지 회수장치에 관한 것이다.
본 발명의 실시 예에 의한 에너지 회수장치는 패널에 등가적으로 형성되는 용량성부하와, 용량성부하에 충전된 전압을 회수하여 충전되는 소스 커패시터와, 용량성부하로 서스테인전압을 공급하기 위한 서스테인 전압원과, 소스 커패시터에 초기 충전전압을 공급하기 위한 초기충전 전압원을 구비한다.

Description

에너지 회수장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD 0F ENERGY RECOVERY}
본 발명은 에너지 회수장치 및 방법에 관한 것으로 특히, 코스트를 절감할 수 있도록 한 에너지 회수장치 및 방법에 관한 것이다.
최근, 음극선관(Cathode Ray Tube)의 단점인 무게와 부피를 줄일 수 있는 각종 평판 표시장치들이 개발되고 있다. 이러한 평판표시장치는 액정표시장치(Liquid Crystal Display : LCD), 전계 방출 표시장치(Field Emission Display : FED), 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel : PDP) 및 일렉트로 루미네센스(Electro-Luminescence : EL) 표시장치 등이 있다.
이중 PDP는 기체방전을 이용한 표시소자로서 대형패널의 제작이 용이하다는 장점이 있다. PDP로는 도 1에 도시된 바와 같이 3전극을 구비하고 교류전압에 의해 구동되는 3전극 교류 면방전형 PDP가 대표적이다.
도 1을 참조하면, 3전극 교류 면방전형 PDP의 방전셀은 상부기판(10) 상에 형성되어진 주사전극(Y) 및 유지전극(Z)과, 하부기판(18) 상에 형성되어진 어드레스전극(X)을 구비한다.
주사전극(Y)과 유지전극(Z) 각각은 투명전극(12Y,12Z)과, 투명전극(12Y,12Z)의 선폭보다 작은 선폭을 가지며 투명전극의 일측 가장자리 영역에 형성되는 금속버스전극(13Y,13Z)을 포함한다. 투명전극(12Y,12Z)은 통상 인듐-틴-옥사이드(Indium-Tin-Oxide : 이하 "ITO"라 함)로 상부기판(10) 상에 형성된다. 금속버스전극(13Y,13Z)은 통상 크롬(Cr) 등의 금속으로 투명전극(12Y,12Z) 상에 형성되어 저항이 높은 투명전극(12Y,12Z)에 의한 전압강하를 줄이는 역할을 한다. 주사전극(Y)과 유지전극(Z)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(X)이 형성된 하부기판(18) 상에는 하부 유전체층(22), 격벽(24)이 형성되며, 하부 유전체층(22)과 격벽(24) 표면에는 형광체층(26)이 도포된다.
어드레스전극(X)은 주사전극(Y) 및 유지전극(Z)과 교차되는 방향으로 형성된다. 격벽(24)은 어드레스전극(X)과 나란하게 형성되어 방전에 의해 생성된 자외선 및 가시광이 인접한 방전셀에 누설되는 것을 방지한다. 형광체층(26)은 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 방전셀의 방전공간에는 방전을 위한 He+Xe, Ne+Xe 및 He+Ne+Xe 등의 불활성 혼합가스가 주입된다.
이러한 3전극 교류 면방전형 PDP는 다수개의 서브필드로 분리되어 구동되고, 각 서브필드기간에는 비디오 데이터의 가중치에 비례시킨 횟수의 발광이 진행됨으로써 계조표시가 행해지게 된다. 서브필드(SF1 내지 SF12)는 다시 리셋 기간, 어드레스 기간, 서스테인 기간 및 소거기간으로 분할되어 구동된다.
여기서, 리셋기간은 방전셀에 균일한 벽전하를 형성하는 기간이고, 어드레스기간은 비디오데이터의 논리값에 따라 선택적인 어드레스방전이 발생하게 하는 기간이며, 서스테인 기간은 상기 어드레스방전이 발생된 방전셀에서 방전이 유지되게 하는 기간이다. 소거기간은 서스테인 기간에 발생된 서스테인 방전을 소거하는 기간이다.
이와 같이 구동되는 교류 면방전 PDP의 어드레스 방전 및 서스테인 방전에는 수백 볼트 이상의 고압이 필요하게 된다. 따라서, 어드레스 방전 및 서스테인 방전에 필요한 구동전력을 최소화하기 위하여 에너지 회수장치가 이용된다. 에너지 회수장치는 주사전극(Y) 및 유지전극(Z) 사이의 전압을 회수하여 다음 방전시의 구동전압으로 회수된 전압을 이용한다.
도 2는 서스테인 방전 전압을 회수하기 위하여 설치되는 에너지 회수장치를 나타내는 도면이다.
도 2를 참조하면, 종래의 에너지 회수장치(30,32)는 패널 커패시터(Cp)를 사이에 두고 서로 대칭적으로 설치된다. 여기서, 패널 커패시터(Cp)는 주사전극(Y)과 유지전극(Z) 사이에 형성되는 정전용량을 등가적으로 나타낸 것이다. 제 1 에너지 회수장치(30)는 주사전극(Y)에 서스테인펄스를 공급한다. 제 2 에너지 회수장치(32)는 제 1 에너지 회수장치(30)와 교번되게 동작하면서 유지전극(Z)에 서스테인펄스를 공급한다.
종래의 에너지 회수장치(30,32)의 구성을 제 1 에너지 회수장치(30)를 참조하여 설명하기로 한다. 제 1 에너지 회수장치(30)는 패널 커패시터(Cp)와 소스 커패시터(Cs) 사이에 접속된 인덕터(L)와, 소스 커패시터(Cs)와 인덕터(L) 사이에 병렬로 접속된 제 1 및 제 3 스위치(S1,S3)와, 패널 커패시터(Cp)와 인덕터(L) 사이에 병렬로 접속된 제 2 및 제 4 스위치(S2,S4)를 구비한다.
제 2 스위치(S2)는 서스테인 전압원(Vs)에 접속되고, 제 4 스위치(S4)는 기저전압원(GND)에 접속된다. 소스 커패시터(Cs)는 서스테인 방전시 패널 커패시터(Cp)에 충전되는 전압을 회수하여 충전함과 아울러 충전된 전압을 패널 커패시터(Cp)에 재공급한다. 소스 커패시터(Cs)에는 서스테인 전압원(Vs)의 절반값에 해당하는 Vs/2의 전압이 충전된다. 인덕터(L)는 패널 커패시터(Cp)와 함께 공진회로를 형성한다. 제 1 내지 제 4 스위치(S1 내지 S4)는 전류의 흐름을 제어한다.
한편, 제 1 및 제 2 스위치(S1,S2)와 인덕터(L)의 사이에 각각 설치된 제 5 및 제 6 다이오드(D5,D6)는 전류가 역방향으로 흐르는 것을 방지한다. 또한, 제 1 내지 제 4 스위치(S1 내지 S4)의 내부 다이오드인 제 1 내지 제 4 다이오드(D1 내지 D4)는 전류가 역방향으로 흐르는 것을 방지한다.
도 3은 제 1 에너지 회수장치 스위치들의 온/오프 타이밍과 패널 커패시터의 출력 파형을 나타내는 타이밍도 및 파형도이다.
T1 기간 이전에 패널 커패시터(Cp)에는 0 볼트의 전압이 충전됨과 아울러 소스 커패시터(Cs)에는 Vs/2의 전압이 충전되어 있다고 가정하여 동작과정을 상세히 설명하기로 한다.
T1 기간에는 제 1 스위치(S1)가 턴-온(Turn-on)되어 소스 커패시터(Cs)로부터 제 1 스위치(S1), 인덕터(L) 및 패널 커패시터(Cp)로 이어지는 전류 패스가 형성된다. 전류패스가 형성되면 소스 커패시터(Cs)에 충전된 Vs/2의 전압은 패널 커패시터(Cp)로 공급된다. 이때, 인덕터(L)와 패널 커패시터(Cp)가 직렬 공진회로를 형성하기 때문에 패널 커패시터(Cp)에는 소스 커패시터(Cs) 전압의 두배인 Vs 전압이 충전된다.
T2 기간에는 제 2 스위치(S2)가 턴-온(Turn-on)된다. 제 2 스위치(S2)가 턴-온(Turn-on)되면 서스테인 전압원(Vs)의 전압이 주사전극(Y)에 공급된다. 주사전극(Y)에 공급되는 서스테인 전압원(Vs)의 전압은 패널 커패시터(Cp)의 전압이 서스테인 전압원(Vs) 이하로 떨어지는 것을 방지하여 서스테인 방전이 정상적으로 일어나도록 한다. 한편, 패널 커패시터(Cp)의 전압은 T1기간에 Vs까지 상승하였기 때문에 서스테인 방전을 일으키기 위해 외부에서 공급해 주는 구동전력은 최소화된다.
T3 기간에는 제 1 스위치(S1)가 턴-오프(Turn-off)된다. 이때, 주사전극(Y)은 T3의 기간동안 서스테인 전압원(Vs)의 전압을 유지한다. T4 기간에는 제 2 스위치(S2)가 턴-오프(Turn-off)됨과 아울러 제 3 스위치(S3)가 턴-온(Turn-on)된다. 제 3 스위치(S3)가 턴-온(Turn-on)되면 패널 커패시터(Cp)로부터 인덕터(L) 및 제 3 스위치(S3)를 통해 소스 커패시터(Cs)로 이어지는 전류 패스가 형성되어 패널 커패시터(Cp)에 충전된 전압이 소스 커패시터(Cs)로 회수된다. 이때, 소스 커패시터(Cs)에는 Vs/2의 전압이 충전된다.
T5 기간에는 제 3 스위치(S3)가 턴-오프(Turn-off)됨과 아울러 제 4 스위치(S4)가 턴-온(Turn-on)된다. 제 4 스위치(S4)가 턴-온(Turn-on)되면 패널 커패시터(Cp)와 기저전압원(GND)간의 전류패스가 형성되어 패널 커패시터(Cp)의 전압이 0 볼트로 하강한다. T6 기간에는 T5 상태를 일정 시간동안 유지한다. 실제로, 주사전극(Y) 및 유지전극(Z)에 공급되는 교류 구동펄스는 T1 내지 T6 기간이 주기적으로 반복되면서 얻어지게 된다.
한편, 제 2 에너지 회수장치(32)는 도 4와 같이 제 1 에너지 회수장치(30)와 교번적으로 동작하면서 패널 커패시터(Cp)에 구동전압을 공급하게 된다. 따라서, 패널 커패서터(Cp)에는 도 4와 같이 서로 반대 극성을 가지는 서스테인 펄스전압(Vs)이 공급되게 된다. 이와 같이 패널 커패시터(Cp)에 서로 반대 극성을 가지는 서스테인 펄스전압(Vs)이 공급됨으로써 방전셀들에서 서스테인 방전이 일어나게 된다.
이러한 에너지 회수장치(30,32)에서 에너지 저장용 캐패시터인 소스 캐패시터(Cs)에는 서스테인 전압(Vs)의 1/2에 해당하는 전압이 충전되어 있다. 예를 들어, 서스테인 전압(Vs)을 180V를 사용한다면 소스 캐패시터(Cs)에는 90V의 전압이 충전되어 있는 것이다. 이 때, 90V가 충전되어 있는 것은 에너지 회수 동작을 어느 정도 한 후에 균형이 맞는 상태에서 소스 캐패시터(Cs)에 충전 되는 것이다. 즉, 에너지 회수장치(30,32)를 처음 동작 시킬 때 수 차례의 에너지 회수 동작을 하여 균형 상태가 되기까지 소스 캐패시터(Cs)에는 0V에서 점차 충전 전압이 증가하게 되는 것이다. 그러나, 처음 동작을 시작할 때 소스 캐패시터(Cs)에는 0V의 전압으므로 제 3 스위치(S3)의 내압은 서스테인 전압(Vs)인 대략 180V가 된다. 따라서, 제 3 스위치(Q3)는 전압마진을 생각하여 정격전압이 서스테인 전압(Vs)보다 높은 대략 250V 급의 스위치를 사용해야 하므로 에너지 회수회로 구성시 코스트가 비싸지는 단점이 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 코스트를 절감할 수 있도록 한 에너지 회수장치 및 방법을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시 예에 의한 에너지 회수장치는 패널에 등가적으로 형성되는 용량성부하와, 용량성부하에 충전된 전압을 회수하여 충전되는 소스 커패시터와, 용량성부하로 서스테인전압을 공급하기 위한 서스테인 전압원과, 소스 커패시터에 초기 충전전압을 공급하기 위한 초기충전 전압원을 구비한다.
상기 에너지 회수장치에서 상기 초기충전 전압원의 전압값은 상기 서스테인 전압원의 전압값과 상이하게 설정되는 것을 특징으로 한다.
상기 에너지 회수장치에서 상기 초기충전 전압원의 전압값은 상기 서스테인 전압원의 전압값보다 낮은 전압값을 갖는 것을 특징으로 한다.
상기 에너지 회수장치에서 상기 초기충전 전압원의 전압값은 상기 서스테인 전압원의 절반이하의 전압값을 갖는 것을 특징으로 한다.
상기 에너지 회수장치는 상기 소스 커패시터와 상기 초기충전 전압원의 사이에 설치되어 상기 초기충전 전압원으로부터 공급되는 전압값을 상기 소스 커패시터로 공급하기 위한 다이오드를 더 구비하는 것을 특징으로 한다.
상기 에너지 회수장치는 상기 소스 커패시터와 상기 초기충전 전압원의 사이에 설치되어 상기 소스 커패시터의 초기 충전시에만 턴-온되는 스위칭소자를 더 구비하는 것을 특징으로 한다.
상기 에너지 회수장치는 상기 소스 커패시터와 상기 스위칭소자의 사이에 설치되어 상기 초기충전 전압원으로부터 공급되는 전압값을 상기 소스 커패시터로 공급하기 위한 다이오드를 추가로 구비하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시 예에 의한 에너지 회수방법은 초기충전 전압원으로부터 전압이 소스 커패시터로 공급되어 상기 소스 커패시터에 제 1 전압값이 충전되는 단계와, 소스 커패시터에 충전된 전압이 패널에 등가적으로 형성되는 용량성부하로 공급되는 단계와, 용량성부하로 서스테인 전압이 공급되는 단계와, 용량성부하에 충전된 전압이 상기 소스 커패시터로 회수되어 상기 소스 커패시터에 제 2 전압값이 충전되는 단계를 포함한다.
상기 에너지 회수방법에서 상기 제 1 전압값은 상기 제 2전압값과 상이한 것을 특징으로 한다.
상기 에너지 회수방법에서 상기 제 1 전압값은 상기 제 2 전압값보다 낮은 전압값을 갖는 것을 특징으로 한다.
상기 에너지 회수방법에서 상기 초기충전 전압원으로부터 전압은 상기 소스 커패시터에 전압이 충전되는 기간을 제외한 초기 기간에만 공급되는 것을 특징으로 한다.
상기 목적 외에 본 발명의 다른 목적 및 특징들은 첨부도면을 참조한 실시예에 대한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다.
이하 도 5 내지 도 9를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예들에 대하여 설명하기로 한다.
도 5는 본 발명의 제 1 실시 예에 의한 에너지 회수장치를 나타내는 도면이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 제 1 실시 예에 의한 에너지 회수장치(60,62)는 패널 커패시터(Cp)를 사이에 두고 서로 대칭적으로 설치된다. 여기서, 패널 커패시터(Cp)는 주사전극(Y)과 유지전극(Z) 사이에 형성되는 정전용량을 등가적으로 나타낸 것이다. 제 1 에너지 회수장치(60)는 주사전극(Y)에 서스테인펄스를 공급한다. 제 2 에너지 회수장치(62)는 제 1 에너지 회수장치(60)와 교번되게 동작하면서 유지전극(Z)에 서스테인펄스를 공급한다.
본 발명의 제 1 실시 예에 의한 에너지 회수장치(60,62)의 구성을 제 1 에너지 회수장치(60)를 참조하여 설명하기로 한다. 제 1 에너지 회수장치(60)는 초기충전 전압원(Va)과 기저전압원(GND) 사이에 설치된 소스 커패시터(Cs)와, 소스 커패시터(Cs)와 패널 커패시터(Cp) 사이에 접속된 인덕터(L)와, 소스 커패시터(Cs)와 인덕터(L) 사이에 병렬로 접속된 제 1 및 제 3 스위치(S11,S13)와, 패널 커패시터(Cp)와 인덕터(L) 사이에 병렬로 접속된 제 2 및 제 4 스위치(S12,S14)를 구비한다.
이와같은 본 발명의 제 1 실시 예에 의한 에너지 회수장치는 종래의 에너지 회수장치에 비교하여 소스 커패시터(Cs)에 초기전압을 충전시키기 위한 초기충전 전압원(Va)과, 초기충전 전압원(Va)과 소스 커패시터(Cs) 사이에 설치되어 초기충전 전압원(Va)으로부터 공급되는 전압값을 소스 커패시터(Cs)로 공급하기 위한 제 7 다이오드(D17)을 더 구비한다.
패널 커패시터(Cp)는 주사전극(Y) 및 유지전극(Z) 사이에 형성되는 정전용량을 등가적으로 나타낸 것이다. 제 2 스위치(S12)는 서스테인 전압원(Vs)에 접속되고, 제 4 스위치(S14)는 기저전압원(GND)에 접속된다.
이러한 에너지 회수장치가 처음 동작을 시작할 때 소스 커패시터(Cs)에는 초기충전 전압원(Va)의 전압값이 충전된다. 따라서, 소스 커패시터(Cs)와 제 3 스위치(S13) 사이의 제 1 노드(n1)에는 초기충전 전압값(Va)이 공급된다. 그리고, 서스테인 전압원(Vs)과 접속된 제 2 스위치(S12)와 제 3 스위치(S13) 사이의 제 2 노드(n2)에는 서스테인 전압값(Vs)이 공급된다. 따라서, 제 3 스위치(S13)는 서스테인 전압값(Vs)으로부터 초기충전 전압값(Va)을 뺀 전압 만큼만 견딜 수 있으면 된다. 즉, 도 2에 도시된 바와같은 종래의 에너지 회수장치에서 제 3 스위치(S3)가 견뎌야 하는 전압 즉, 내압은 구동마진을 생각하여 서스테인 전압(Vs)보다 높아야 하므로 에너지 회수회로 구성시 코스트가 비싸지게 된다. 이에 비해, 본 발명의 제 1 실시 예에 의한 에너지 회수장치에서는 제 3 스위치(S13)가 견뎌야 하는 전압 즉, 내압이 구동마진을 생각하여 서스테인 전압(Vs)보다 낮은 전압이 되므로 에너지 회수회로 구성시 코스트를 절감할 수 있게 된다. 이 때, 초기충전 전압값(Va)는 서스테인 전압값(Vs)의 절반보다 낮은 전압값으로 설정된다.
예를 들어, 서스테인 전압값(Vs)이 대략 180V, 초기충전 전압값(Va)이 대략 65V로 설정된다면, 에너지 회수장치가 처음 동작을 시작할 때 소스 커패시터(Cs)에는 초기충전 전압원(Va)의 전압값인 65V가 제 7 다이오드(D17)을 통하여 충전 된다. 이에 따라, 제 1 노드(n1)에는 65V의 전압이 걸리게 된다. 그리고, 제 2 노드(n2)에는 서스테인 전압값(Vs)인 180V의 전압이 걸리게 된다. 따라서, 제 3 스위치(S13)는 180V에서 65V을 뺀 대략 115V의 전압을 견딜 수 있게 된다. 이에따라, 제 3 스위치(S13)의 내압은 구동마진을 생각하여 대략 150V 정도가 된다. 이를 종래 제 3 스위치(S3)의 내압인 250V와 비교하면 현저하게 낮아 졌음을 알 수 있다. 따라서, 제 3 스위치(S13)는 낮은 내압이 사용되므로 에너지 회수회로 구성시 코스트를 절감할 수 있게 된다.
한편, 처음 동작 이후 소스 커패시터(Cs)는 서스테인 방전시 패널 커패시터(Cp)에 충전되는 전압을 회수하여 충전함과 아울러 충전된 전압을 패널 커패시터(Cp)에 재공급한다. 이 때, 소스 커패시터(Cs)에는 서스테인 전압원(Vs)의 절반값에 해당하는 Vs/2의 전압이 충전된다.
인덕터(L)는 패널 커패시터(Cp)와 함께 공진회로를 형성한다. 제 1 내지 제 4 스위치(S1 내지 S4)는 전류의 흐름을 제어한다.
한편, 제 1 및 제 2 스위치(S1,S2)와 인덕터(L)의 사이에 각각 설치된 제 5 및 제 6 다이오드(D5,D6)와, 초기충전 전압원(Va)과 소스 커패시터(Cs) 사이에 설치된 제 7 다이오드(D7)는 전류가 역방향으로 흐르는 것을 방지한다. 또한, 제 1 내지 제 4 스위치(S1 내지 S4)의 내부 다이오드인 제 1 내지 제 4 다이오드(D1 내지 D4)는 전류가 역방향으로 흐르는 것을 방지한다.
도 6은 도 5에 도시된 제 1 에너지 회수장치 스위치들의 온/오프 타이밍과 패널 커패시터의 출력 파형을 나타내는 타이밍도 및 파형도이다.
먼저, 제 1 에너지 회수장치(60)의 초기동작에서 초기충전 전압원(Va), 제 7 다이오드(D17) 및 소스 커패시터(Cs)로 이어지는 전류패스가 형성된다. 전류패스가 형성되면 초기충전 전압원(Va)의 전압값이 제 7 다이오드(D17)을 통해 소스 커패시터(Cs)에 충전된다. 이 때, 초기충전 전압값(Va)은 서스테인 전압값(Vs)의 절반보다 낮은 전압값으로 설정된다.
T1 기간에는 제 1 스위치(S1)가 턴-온(Turn-on)되어 소스 커패시터(Cs)로부터 제 1 스위치(S1), 인덕터(L) 및 패널 커패시터(Cp)로 이어지는 전류 패스가 형성된다. 전류패스가 형성되면 소스 커패시터(Cs)에 충전되어 있던 초기충전 전압값(Va)은 패널 커패시터(Cp)로 공급된다. 이후, 소스 커패시터(Cs)에는 서스테인 방전시 패널 커패시터(Cp)에 충전되는 전압을 회수하여 Vs/2 전압이 충전된다. 소스 커패시터(Cs)는 이렇게 충전된 Vs/2 전압을 패널 커패시터(Cp)에 재공급한다. 이때, 인덕터(L)와 패널 커패시터(Cp)가 직렬 공진회로를 형성하기 때문에 패널 커패시터(Cp)에는 소스 커패시터(Cs) 전압의 두배인 Vs 전압이 충전된다.
T2 기간에는 제 2 스위치(S2)가 턴-온(Turn-on)된다. 제 2 스위치(S2)가 턴-온(Turn-on)되면 서스테인 전압원(Vs)의 전압이 주사전극(Y)에 공급된다. 주사전극(Y)에 공급되는 서스테인 전압원(Vs)의 전압은 패널 커패시터(Cp)의 전압이 서스테인 전압원(Vs) 이하로 떨어지는 것을 방지하여 서스테인 방전이 정상적으로 일어나도록 한다. 한편, 패널 커패시터(Cp)의 전압은 T1기간에 Vs까지 상승하였기 때문에 서스테인 방전을 일으키기 위해 외부에서 공급해 주는 구동전력은 최소화된다.
T3 기간에는 제 1 스위치(S1)가 턴-오프(Turn-off)된다. 이때, 주사전극(Y)은 T3의 기간동안 서스테인 전압원(Vs)의 전압을 유지한다. T4 기간에는 제 2 스위치(S2)가 턴-오프(Turn-off)됨과 아울러 제 3 스위치(S3)가 턴-온(Turn-on)된다. 제 3 스위치(S3)가 턴-온(Turn-on)되면 패널 커패시터(Cp)로부터 인덕터(L) 및 제 3 스위치(S3)를 통해 소스 커패시터(Cs)로 이어지는 전류 패스가 형성되어 패널 커패시터(Cp)에 충전된 전압이 소스 커패시터(Cs)로 회수된다. 이때, 소스 커패시터(Cs)에는 Vs/2의 전압이 충전된다.
T5 기간에는 제 3 스위치(S3)가 턴-오프(Turn-off)됨과 아울러 제 4 스위치(S4)가 턴-온(Turn-on)된다. 제 4 스위치(S4)가 턴-온(Turn-on)되면 패널 커패시터(Cp)와 기저전압원(GND)간의 전류패스가 형성되어 패널 커패시터(Cp)의 전압이 0 볼트로 하강한다. T6 기간에는 T5 상태를 일정 시간동안 유지한다. 실제로, 주사전극(Y) 및 유지전극(Z)에 공급되는 교류 구동펄스는 T1 내지 T6 기간이 주기적으로 반복되면서 얻어지게 된다.
한편, 제 2 에너지 회수장치(32)는 도 7과 같이 제 1 에너지 회수장치(30)와 교번적으로 동작하면서 패널 커패시터(Cp)에 구동전압을 공급하게 된다. 따라서, 패널 커패서터(Cp)에는 도 7과 같이 서로 반대 극성을 가지는 서스테인 펄스전압(Vs)이 공급되게 된다. 이와 같이 패널 커패시터(Cp)에 서로 반대 극성을 가지는 서스테인 펄스전압(Vs)이 공급됨으로써 방전셀들에서 서스테인 방전이 일어나게 된다.
도 8은 본 발명의 제 2 실시 예에 의한 에너지 회수장치를 나타내는 도면이다.
도 8에 있어서, 도 5의 기판과 동일한 구성요건들에 대하여는 동일한 도면부호를 붙이고 그에 대한 상세한 설명을 생략하기로 한다.
본 발명의 제 2 실시 예에 의한 에너지 회수장치는 초기충전 전압원(Va)과 기저전압원(GND) 사이에 설치된 소스 커패시터(Cs)와, 초기충전 전압원(Va)과 소스 커패시터(Cs) 사이에 설치된 제 5 스위치(S15)와, 소스 커패시터(Cs)와 패널 커패시터(Cp) 사이에 접속된 인덕터(L)와, 소스 커패시터(Cs)와 인덕터(L) 사이에 병렬로 접속된 제 1 및 제 3 스위치(S11,S13)와, 패널 커패시터(Cp)와 인덕터(L) 사이에 병렬로 접속된 제 2 및 제 4 스위치(S12,S14)를 구비한다.
이와 같은 본 발명의 제 2 실시 예에 의한 에너지 회수장치는 종래의 에너지 회수장치에 비교하여 소스 커패시터(Cs)에 초기전압을 충전시키기 위한 초기충전 전압원(Va)과, 소스 커패시터(Cs)와 초기충전 전압원(Va)의 사이에 설치되어 소스 커패시터(Cs)의 초기 충전시에만 턴-온(Turn-on)되는 제 5 스위치(S15)를 더 구비한다.
한편, 본 발명의 제 2 실시 예에 의한 에너지 회수장치는 에너지 회수장치가 처음 동작을 시작할 때 제 5 스위치(S15)를 턴-온(Turn-on) 시켜 초기충전 전압값(Va)을 소스 커패시터(Cs)에 충전시킨다. 이렇게 충전된 초기충전 전압값(Va)은 상술한 본 발명의 제 1 실시 예서와 같이 제 3 스위치(S3)의 내압을 낮추게 하여 에너지 회수회로 구성시 코스트를 절감할 수 있게 된다. 이후, 제 5 스위치(S15)을 턴-오프(Turn-off) 시켜 초기충전 전압값(Va)에 의한 영향을 없게 한다. 또한, 제 5 스위치(S15)는 본 발명의 제 1 실시 예에서의 구성요소인 제 7 다이오드(D7)의 역할인 전류가 역방향으로 흐르는 것을 방지하는 역할도 한다. 따라서, 본 발명의 제 2 실시 예에서는 제 7 다이오드(D7)가 필요없게 된다.
한편, 처음 동작 이후 소스 커패시터(Cs)는 서스테인 방전시 패널 커패시터(Cp)에 충전되는 전압을 회수하여 충전함과 아울러 충전된 전압을 패널 커패시터(Cp)에 재공급한다. 소스 커패시터(Cs)에는 서스테인 전압원(Vs)의 절반값에 해당하는 Vs/2의 전압이 충전된다.
한편, 본 발명이 제 2 실시 예에서는 도 9에 도시된 바와같이 제 5 스위치(S15)와 소스 커패시터(Cs) 사이에 제 7 다이오드(D7)를 설치하여 초기충전 전압원(Va)으로부터 공급되는 전압값을 소스 커패시터(Cs)로 공급할 뿐만 아니라 전류가 역방향으로 흐르는 것을 방지하게 할 수도 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 의한 에너지 회수장치는 초기충전 전압원을 소스 커패시터에 접속시켜 에너지 회수장치가 처음 동작할 때 초기충전 전압값을 소스 커패시터에 충전시켜 스위칭 소자의 정격전압을 낮춤으로써 에너지 회수회로 구성시 코스트를 절감시킬 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 패널을 나타내는 사시도.
도 2는 종래의 에너지 회수장치를 나타내는 회로도.
도 3은 도 2에 도시된 스위치들의 온/오프 타이밍과 패널 커패시터의 출력 파형을 나타내는 타이밍도 및 파형도.
도 4는 도 2에 도시된 에너지 회수장치에 의하여 패널 커패시터에 인가되는 전압을 나타내는 파형도.
도 5는 본 발명의 제 1 실시 예에 의한 에너지 회수장치를 나타내는 회로도.
도 6은 도 5에 도시된 스위치들의 온/오프 타이밍과 패널 커패시터의 출력 파형을 나타내는 타이밍도 및 파형도.
도 7은 도 5에 도시된 에너지 회수장치에 의하여 패널 커패시터에 인가되는 전압을 나타내는 파형도.
도 8은 본 발명의 제 2 실시 예에 의한 에너지 회수장치를 나타내는 회로도.
도 9는 도 8에 도시된 에너지 회수장치의 다른 실시 예를 나타내는 회로도.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
Y : 주사전극 Z : 유지전극
X : 어드레스전극 12Y,12Z : 투명전극
13Y,13Z : 금속버스전극 10 : 상부기판
14,22 : 유전체층 16 : 보호막
18 : 하부기판 24 : 격벽
26 : 형광체층 30,32,60,62 : 에너지 회수장치

Claims (11)

  1. 패널에 등가적으로 형성되는 용량성부하와,
    상기 용량성부하에 충전된 전압을 회수하여 충전되는 소스 커패시터와,
    상기 용량성부하로 서스테인전압을 공급하기 위한 서스테인 전압원과,
    상기 소스 커패시터에 초기 충전전압을 공급하기 위해 서스테인전압값과 상이한 전압값을 가지는 초기충전 전압원과,
    상기 소스 커패시터와 상기 초기충전 전압원의 사이에 설치되어 상기 소스 커패시터의 초기 충전시에만 턴-온되는 스위칭소자를 구비하는 것을 특징으로 하는 에너지 회수장치.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 초기충전 전압원의 전압값은 상기 서스테인 전압원의 전압값보다 낮은 전압값을 갖는 것을 특징으로 하는 에너지 회수장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 초기충전 전압원의 전압값은 상기 서스테인 전압원의 절반이하의 전압값을 갖는 것을 특징으로 하는 에너지 회수장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 소스 커패시터와 상기 초기충전 전압원의 사이에 설치되어 상기 초기충전 전압원으로부터 공급되는 전압값을 상기 소스 커패시터로 공급하기 위한 다이오드를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 에너지 회수장치.
  6. 삭제
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 소스 커패시터와 상기 스위칭소자의 사이에 설치되어 상기 초기충전 전압원으로부터 공급되는 전압값을 상기 소스 커패시터로 공급하기 위한 다이오드를 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 에너지 회수장치.
  8. 소스 커패시터와 초기충전 전압원의 사이에 설치된 스위칭소자를 턴-온시켜 되어 상기 초기충전 전압원으로부터 전압으로 상기 소스 커패시터에 제 1 전압을 충전시키는 단계와,
    상기 소스 커패시터에 충전된 전압이 패널에 등가적으로 형성되는 용량성부하로 공급되는 단계와,
    상기 용량성부하로 서스테인 전압이 공급되는 단계와,
    상기 용량성부하에 충전된 전압이 상기 소스 커패시터로 회수되어 상기 소스 커패시터에 상기 제 1 전압과 상이한 제 2 전압이 충전되는 단계
    상기 초기충전 전압원으로부터 전압은 상기 제 2 전압으로 상기 소스 커패시터가 충전되는 기간을 제외한 초기 기간에만 상기 소스 커패시터에 공급되는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 에너지 회수방법.
  9. 삭제
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 제 1 전압값은 상기 제 2 전압값보다 낮은 전압값을 갖는 것을 특징으로 하는 에너지 회수방법.
  11. 삭제
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