KR100612507B1 - 플라즈마 디스플레이 패널 구동장치 - Google Patents

플라즈마 디스플레이 패널 구동장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 에너지 회수경로의 인덕턴스와 에너지 공급경로의 인덕턴스가 서로 다르더라도 에너지 저장부에 저장되는 에너지의 전압을 Vs/2로 일정하게 유지하도록 하는 플라즈마 디스플레이 패널 구동장치에 관한 것으로, 구동을 안정시키는 효과가 있다.
이러한 본 발명은, 플라즈마 디스플레이 패널 구동시 서스테인 방전을 위한 에너지 회수회로를 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널 구동장치에 있어서, 에너지 저장부에 저장된 에너지를 소정의 인덕턴스를 갖는 공급경로로 공진을 통하여 패널에 공급하고, 상기 패널에 공급된 에너지를 상기 공급경로 보다 큰 인덕턴스를 갖는 회수경로로 공진을 통하여 상기 에너지 저장부로 회수하도록 하는 인덕터부와, 상기 인덕터부를 통하여 상기 패널에 에너지가 공급되도록 스위칭 동작을 하는 에너지 공급제어부와, 서스테인 전압(Vs)으로 상기 패널이 서스테인 전압을 유지하게 하기 위한 서스테인전압 공급제어부와, 상기 패널에 공급된 에너지를 상기 인덕터부를 통하여 회수하도록 스위칭 동작을 하는 에너지 회수제어부와, 외부의 기저전압원으로부터 공급되는 전압으로 상기 패널에 기저전압을 공급하기 위한 기저전압 공급제어부 및 상기 서스테인 전압(Vs)으로 상기 에너지 저장부에 저장되는 에너지의 전압을 일정하게 유지하기 위한 전압 유지부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
플라즈마 디스플레이 패널, 구동장치, 인덕터. 인덕턴스, 서스테인전압, 캐패시터,

Description

플라즈마 디스플레이 패널 구동장치{Driving Device for Plasma Display Panel}
도 1은 본 발명의 플라즈마 디스플레이 패널의 구조를 나타낸 도.
도 2는 종래 플라즈마 디스플레이 패널의 화상 계조를 표현하는 방법을 나타낸 도.
도 3은 종래의 플라즈마 디스플레이 패널 구동장치의 구성을 나타낸 도.
도 4는 도 1에 도시된 Y전극 구동부에서 구동장치의 구동파형을 나타낸 도.
도 5는 종래 플라즈마 디스플레이 패널에서 에너지 회수회로의 인덕터의 영향을 고려한 구동장치의 구조를 나타낸 도.
도 6은 종래 플라즈마 디스플레이 패널에서 에너지 회수회로의 인덕터의 영향을 고려한 구동장치의 또 다른 구조를 나타낸 도.
도 7은 종래의 플라즈마 디스플레이 패널 구동장치에서 에너지 공급동작과 에너지 회수동작의 불균형을 설명하기 위한 도.
도 8은 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널 구동장치의 일실시예를 나타낸 도.
도 9는 도 8에 도시된 Y전극 구동부에서 구동장치의 구동파형을 나타낸 도.
도 10은 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널 구동장치의 또 다른 실시 예를 나타낸 도.
도 11은 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널 구동장치에서 에너지 저장부의 출력전압을 설명하기 위한 도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
80 : 에너지 저장부 81 : 에너지 공급제어부
82 : 인덕터부 83 : 서스테인전압 공급제어부
84 : 에너지 회수제어부 85 : 기저전압 공급제어부
86 : 전압유지부 Cp : 패널
본 발명은 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel)에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 에너지 회수회로의 구조를 개선하여 구동을 안정시키도록 하는 플라즈마 디스플레이 패널 구동장치에 관한 것이다.
일반적으로 플라즈마 디스플레이 패널은 상부기판과 하부기판 사이에 형성된 격벽이 하나의 단위 셀을 이루는 것으로, 각 셀 내에는 네온(Ne), 헬륨(He) 또는 네온 및 헬륨의 혼합기체(Ne+He)와 같은 주 방전 기체와 소량의 크세논을 함유하는 불활성 가스가 충진되어 있다. 고주파 전압에 의해 방전이 될 때, 불활성 가스는 진공자외선(Vacuum Ultraviolet rays)을 발생하고 격벽 사이에 형성된 형광체를 발광시켜 화상이 구현된다. 이와 같은 플라즈마 디스플레이 패널은 얇고 가벼운 구성 이 가능하므로 차세대 표시장치로서 각광받고 있다.
도 1은 일반적인 플라즈마 디스플레이 패널의 구조를 도시한 도이다. 도시된 바와 같이, 플라즈마 디스플레이 패널은 화상이 디스플레이 되는 표시면인 상부기판(100) 및 배면을 이루는 하부기판(110)이 일정거리를 사이에 두고 평행하게 결합된다.
상부기판(100)은 하나의 방전셀에서 상호 방전시키고 셀의 발광을 유지하기 위한 스캔 전극(101, 이하 Y전극이라 칭함) 및 서스테인 전극(102, 이하 Z전극이라 칭함), 즉 투명한 ITO 물질로 형성된 투명 전극(a)과 금속재질로 제작된 버스 전극(b)으로 구비된 Y전극(101) 및 Z전극(102)이 쌍을 이뤄 형성된다. Y전극(101) 및 Z전극(102)은 방전 전류를 제한하며 전극 쌍 간을 절연시켜주는 하나 이상의 유전체층(103)에 의해 덮혀지고, 유전체층(103) 상면에는 방전 조건을 용이하게 하기 위하여 산화마그네슘(MgO)을 증착한 보호층(104)이 형성된다.
하부기판(110)은 복수개의 방전 공간 즉, 방전셀을 형성시키기 위한 스트라이프 타입(또는 웰 타입)의 격벽(111)이 평행을 유지하여 배열된다. 또한, 어드레스 방전을 수행하여 진공자외선을 발생시키는 다수의 어드레스 전극(112, 이하 X전극이라 칭함)이 격벽(111)에 대해 평행하게 배치된다. 하부기판(110)의 상측면에는 어드레스 방전시 화상표시를 위한 가시광선을 방출하는 R, G, B 형광체(113)가 도포된다. X전극(112) 및 형광체(113) 사이에는 X전극(112)을 보호하고 형광체(113)에서 방출되는 가시광선을 상부기판(100)으로 반사시키는 백색 유전체(114)가 형성된다.
이와 같은 구조를 갖는 종래 플라즈마 디스플레이 패널의 화상 계조를 표현하는 방법을 살펴보면 다음 도 2와 같다.
도 2는 종래 플라즈마 디스플레이 패널의 화상 계조를 표현하는 방법을 나타낸 도면이다. 도시된 바와 같이, 플라즈마 디스플레이 패널의 화상 계조는 한 프레임을 발광횟수가 다른 여러 서브필드로 나누어 구동하고 있다. 각 서브필드는 방전을 균일하게 일으키기 위한 리셋 구간, 방전 셀을 선택하기 위한 어드레스 구간 및 방전횟수에 따라 계조를 구현하는 서스테인 구간으로 나뉘어 진다. 예를 들어, 256 계조로 화상을 표시하고자 하는 경우에 1/60 초에 해당하는 프레임 구간(16.67ms)은 8개의 서브필드들로 나누어지게 된다. 아울러, 8개의 서브 필드들 각각은 어드레스 구간과 서스테인 구간으로 다시 나누어지게 된다. 여기서, 각 서브필드의 리셋 구간 및 어드레스 구간은 각 서브필드마다 동일한 반면에 서스테인 구간은 각 서브필드에서 2n (n = 0,1,2,3,4,5,6,7)의 비율로 증가된다.
한편, 플라즈마 디스플레이 패널을 구동하기 위한 구동장치는 서스테인 기간에 선택된 셀의 방전을 유지하기 위하여 교번된 서스테인 전압(Vs)을 Y전극 및 Z전극에 인가하는 구동장치를 포함한다.
이러한 플라즈마 디스플레이 패널의 구동장치는 Y전극 구동부와 Z전극 구동부에 각각 포함되는데, 각각의 구동부에 포함된 플라즈마 디스플레이 패널의 구동장치를 살펴보면 다음 도 3과 같다.
도 3은 종래의 플라즈마 디스플레이 패널의 구동장치의 구성을 나타낸 도면이다. 도시된 바와 같이 종래 플라즈마 디스플레이 패널의 구동장치는 패널 내에서 불필요하게 발생되는 에너지 즉, 무효전력을 회수하기 위하여 에너지 회수회로를 사용하고 있다. 이와 같은 종래의 플라즈마 디스플레이 패널의 구동장치의 구동방법을 도 4를 결부하여 설명하면 다음과 같다.
먼저, 제 1 상태(state 1)에서는 제 1 스위치(Q1)가 턴온되고 제 2 내지는 제 4 스위치(Q2, Q3, Q4)는 턴오프된다. 이에 따라 캐패시터(Css)에 저장되어 있던 에너지가 패널(Cp)에 공급되면서 Vp가 상승한다. 제 1 상태에서는 도 3에 도시된 바와 같이 인덕터(inductor)(L)에 흐르는 전류가 캐패시터(Css)에서 패널(Cp)쪽으로 에너지가 공급되고 있으므로 +IL이 된다.
제 2 상태(state 2)에서는 제 1 스위치(Q1)와 제 2 스위치(Q2)가 턴온되고 제 3 스위치(Q3)와 제 4 스위치(Q4)는 오프된다. 이에 따라 Vp는 서스테인 전압(Vs)이 된다. 제 1 상태(state 1)가 끝나는 순간, 즉, t1에서 LC 공진에 의하여 Vp가 최대값(Vs)이 되는 순간에 패널(Cp)에 서스테인 전압(Vs)이 인가된다. 여기서 서스테인 전압(Vs)는 방전셀의 방전을 유지하기 위한 전압을 의미하는 것이다.
이 후, 제 3 상태(state 3)에서는 제 3 스위치(Q3)가 턴온되고, 제 1 스위치, 제 2 스위치 및 제 4 스위치(Q1, Q2, Q4)는 턴오프된다. 이에 따라 패널(Cp)에 저장되어 있던 에너지가 캐패시터(Css)로 방전되면서 에너지가 회수되고 Vp는 강하한다. 제 3상태에서는 패널(Cp)에서 캐패시터(Css)로 전류가 흐르므로 인덕터(L)에 흐르는 전류는 -IL이 된다.
마지막으로 제 4 상태(state 4)에서는 제 3 스위치(Q3)와 제 4 스위치(Q4)가 온되고 제 1 스위치 및 제 2 스위치(Q1, Q2)는 턴오프된다. 이에 따라 Vp는 그라운 드 레벨이 된다. 제 3 상태(state 3)가 끝나는 순간, 즉, t2에서 Vp는 그라운드 레벨(ground level)로 유지된다.
이와 같이 동작되는 종래의 플라즈마 디스플레이 패널의 구동장치에 포함된 에너지 회수 회로는 전술한 바와 같이 에너지 회수와 공급을 위해 하나의 인덕터(L)만을 사용하게 되는데, 이러한 종래 에너지 회수 회로는 인덕터(L)에 따라 구동효율이 다르게 나타난다.
즉, 인덕터의 인덕턴스(inductance)가 크면 소비전력이 감소하기 때문에 에너지 회수 회로의 구동 효율은 높아지지만, 반면에 서스테인 펄스의 전압 상승이 완만해져 강한 방전이 발생하기 어려워져 방전 효율이 떨어지는 문제점이 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위해서 종래에는 캐패시터(Css)에 저장되어 있던 에너지가 패널(Cp)에 공급되는 기간(ER-up)에는 상대적으로 작은 인덕턴스를 가지는 제 1 인덕터를 통해 캐패시터(Css)에 저장되어 있던 에너지가 패널(Cp)에 공급되도록 하고, 패널(Cp)에 저장되어 있던 에너지가 캐패시터(Css)로 회수되는 기간(ER-down)에는 상대적으로 큰 인덕턴스를 가지는 제 2 인덕터를 통해 패널(Cp)에 저장되어 있던 에너지가 캐패시터(Css)로 회수되도록 플라즈마 디스플레이 패널의 구동장치에 포함된 에너지 회수 회로의 구조를 개선하였다. 이러한 종래 플라즈마 디스플레이 패널의 구동 장치를 살펴보면 다음 도 5와 같다.
도 5는 종래 플라즈마 디스플레이 패널에서 에너지 회수회로의 인덕터의 영향을 고려한 구동장치의 구조를 나타낸 도면이다. 도시된 바와 같이, 종래 플라즈마 디스플레이 패널에서 에너지 회수회로의 인덕터의 영향을 고려한 구조는 도 4의 제 1 상태에서 제 1 스위치(Q1), 제 1 다이오드(D1), 제 1 인덕터(L1)를 차례로 거치는 공급경로로 캐패시터(Css)에서부터 패널(Cp)로 에너지가 공급되도록 하고, 제 3 상태에서는 제 2 인덕터(L2), 제 2 다이오드(D2), 제 3 스위치(Q3)를 차례로 거치는 회수경로로 패널(Cp)로부터 캐패시터(Css)로 에너지가 회수되도록 하는 구조이다. 여기서 제 1 인덕터(L1)의 인덕턴스는 제 2 인덕터(L2)의 인덕턴스보다 작다.
이러한 구조의 종래 플라즈마 디스플레이 패널의 구동장치에 포함된 에너지 회수회로는 패널(Cp)의 에너지가 상대적으로 큰 인덕턴스를 가지는 제 2 인덕터(L2)를 통해 캐패시터(Css)로 회수되기 때문에 소비전력이 감소하고, 캐패시터(Css)의 에너지가 상대적으로 작은 인덕턴스를 가지는 제 1 인덕터(L1)를 통해 패널(Cp)로 공급되기 때문에 전압상승을 빠르게 하여 상대적으로 더 강한 방전을 발생시켜 방전효율을 개선된다.
도 6은 종래 플라즈마 디스플레이 패널에서 에너지 회수회로의 인덕터의 영향을 고려한 구동장치의 또 다른 구조를 나타낸 도면이다. 도시된 바와 같이, 종래 플라즈마 디스플레이 패널에서 에너지 회수회로의 인덕터의 영향을 고려한 또 다른 구조는 도 4의 제 1 상태에서 제 1 스위치(Q1), 제 1 다이오드(D1), 제 1 인덕터(L1′)를 차례로 거치는 공급경로로 캐패시터(Css)에서부터 패널(Cp)로 에너지가 공급되도록 하고, 제 3 상태에서는 제 1 인덕터(L1′), 제 2 인덕터(L2′), 제 2 다이오드(D2), 제 3 스위치(Q3)를 차례로 거치는 회수경로로 패널(Cp)로부터 캐패시터(Css)로 에너지가 회수되도록 하는 구조이다. 여기서는 패널(Cp)의 에너지가 제 1 인덕터(L1′) 및 제 2 인덕터(L2′)를 모두 통해 캐패시터(Css)로 회수되기 때문에, 즉 에너지 회수경로에 상대적으로 큰 인덕턴스가 생성되기 때문에 소비전력이 감소하고, 캐패시터(Css)의 에너지가 제 1 인덕터(L1′) 만을 통해 패널(Cp)로 공급되기 때문에 즉, 에너지 공급경로에 상대적으로 작은 인덕턴스가 생성되어 전압상승을 빠르게 하여 상대적으로 더 강한 방전을 발생시켜 방전효율을 개선된다.
그러나 이러한 에너지 회수경로에 에너지 공급경로보다 더 큰 인덕턴스를 위치시켜 방전효율을 높이는 구조에서는, 에너지 공급 및 에너지 회수의 스위칭 시간이 서로 다르고 또한 각 에너지 공급경로 및 에너지 회수경로의 인덕턴스가 서로 다르기 때문에 에너지 공급동작과 에너지 회수동작의 불균형을 발생시킨다. 이러한 에너지 공급동작과 에너지 회수동작의 불균형을 살펴보면 다음 도 7과 같다.
도 7은 종래의 플라즈마 디스플레이 패널의 구동장치에서 에너지 공급동작과 에너지 회수동작의 불균형을 설명하기 위한 도면이다. 도 7을 살펴보면, 종래의 플라즈마 디스플레이 패널의 구동장치에서는 에너지 공급 및 에너지 회수의 스위칭 시간이 서로 다르고 또한 각 에너지 공급경로 및 에너지 회수경로의 인덕턴스가 서로 다르기 때문에 시간이 지날수록 캐패시터(Css)에 저장되는 에너지의 전압(Vcss)이 Vs/2보다 점점 더 작아진다. 즉, 에너지 공급동작(도 4의 제 1 상태)에서는 에너지 회수동작(도 4의 제 3 상태)에 비해 상대적으로 작은 인덕턴스를 통해 이루어지기 때문에 제 1 인덕터(L1, L1′)가 포화되어 캐패시터(Css)의 전하(Charge)가 손실될 가능성이 있고, 에너지 회수동작에서는 에너지 공급동작에 비해 상대적으로 큰 인덕턴스를 통해 이루어지기 때문에 제 2 인덕터(L2) 또는 제 1 인덕터(L1′) 및 제 2 인덕터(L2′)에 저장되는 에너지가 상대적으로 증가하여 캐패시터(Css)에 정전용량보다 적은 양의 전하만이 캐패시터(Css)로 회수될 수 있는 가능성이 있다. 따라서, 패널(Cp)에 공급되는 에너지의 전압이 불안정하게 되어 구동이 불안정하게 되는 문제점이 있었다.
이러한 문제점을 해결하기 위해 본 발명은 에너지 공급경로의 인덕턴스와 에너지 회수경로의 인덕턴스가 서로 다르더라도, 에너지 저장부에 저장되는 에너지의 전압을 Vs/2로 일정하게 유지하도록 하는 플라즈마 디스플레이 패널 구동장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
이러한 본 발명은 플라즈마 디스플레이 패널 구동시 서스테인 방전을 위한 에너지 회수회로를 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널 구동장치에 있어서, 에너지 저장부에 저장된 에너지를 소정의 인덕턴스를 갖는 공급경로로 공진을 통하여 패널에 공급하고, 상기 패널에 공급된 에너지를 상기 공급경로 보다 큰 인덕턴스를 갖는 회수경로로 공진을 통하여 상기 에너지 저장부로 회수하도록 하는 인덕터부와, 상기 인덕터부를 통하여 상기 패널에 에너지가 공급되도록 스위칭 동작을 하는 에너지 공급제어부와, 서스테인 전압(Vs)으로 상기 패널이 서스테인 전압을 유지하게 하기 위한 서스테인전압 공급제어부와, 상기 패널에 공급된 에너지를 상기 인덕터부를 통하여 회수하도록 스위칭 동작을 하는 에너지 회수제어부와, 외부의 기저전 압원으로부터 공급되는 전압으로 상기 패널에 기저전압을 공급하기 위한 기저전압 공급제어부 및 상기 서스테인 전압(Vs)으로 상기 에너지 저장부에 저장되는 에너지의 전압을 일정하게 유지하기 위한 전압 유지부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 서스테인 전압(Vs)은 외부의 서스테인 전압원으로부터 공급되며, 상기 서스테인 전압원은 서스테인 전압(Vs)을 상기 서스테인전압 공급제어부 및 상기 전압 유지부로 공급하는 것을 특징으로 한다.
상기 전압 유지부가 일정하게 유지시키는 상기 에너지 저장부에 저장되는 에너지의 전압은 서스테인 전압(Vs)의 0.5배의 전압(Vs/2)인 것을 특징으로 한다.
상기 전압 유지부는, 상기 에너지 저장부의 정전용량과 동일한 정전용량을 갖는 것을 특징으로 한다.
상기 전압 유지부와 상기 에너지 저장부의 정전용량은 상기 서스테인 전압(Vs)의 0.5배의 전압(Vs/2)값인 것을 특징으로 한다.
상기 전압 유지부는, 일단이 외부의 서스테인 전압원과 연결되고, 타단은 상기 에너지 저장부의 일단, 상기 에너지 공급제어부의 일단 및 상기 에너지 회수제어부의 일단과 공통 연결되는 것을 특징으로 한다.
상기 인덕터부는, 서로 다른 인덕턴스를 가지는 제 1 인덕터와 제 2 인덕터를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 제 1 인덕터는 상기 제 2 인덕터보다 작은 인덕턴스를 가지고, 일단이 상기 에너지 공급제어부의 타단과 연결되고, 타단은 상기 제 2 인덕터의 타단, 상기 서스테인전압 공급제어부의 타단, 상기 기저전압 공급제어부의 타단 및 패널 (Cp)과 공통연결 되고, 상기 제 2 인덕터는 일단이 상기 에너지 회수제어부의 타단과 연결되는 것을 특징으로 한다.
상기 제 1 인덕터는 상기 제 2 인덕터보다 큰 인덕턴스를 가지고, 일단이 상기 에너지 회수제어부의 타단과 연결되고, 타단은 상기 에너지 공급 제어부의 타단 및 상기 제 2 인덕터의 일단과 공통연결 되고, 상기 제 2 인덕터는, 타단이 상기 서스테인전압 공급제어부의 타단, 상기 기저전압 공급제어부의 타단 및 패널(Cp)과 공통연결 되는 것을 특징으로 한다.
상기 인덕터부는, 동일한 인덕턴스를 가지는 제 1 인덕터와 제 2 인덕터를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 제 1 인덕터는 일단이 상기 에너지 회수제어부의 타단과 연결되고, 타단은 상기 에너지 공급 제어부의 타단 및 상기 제 2 인덕터의 일단과 공통연결 되고, 상기 제 2 인덕터는, 타단이 상기 서스테인전압 공급제어부의 타단, 상기 기저전압 공급제어부의 타단 및 패널(Cp)과 공통연결 되는 것을 특징으로 한다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 플라즈마 디스플레이 패널의 구동장치를 상세히 설명한다.
도 8은 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 구동장치의 일실시예를 나타낸 도면이다. 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 구동장치의 일실시예는 패널(Cp)에 에너지를 공급하고 회수하는 에너지 회수회로를 포함하고, 에너지 회수회로는 에너지 저장부(80), 에너지 공급제어부(81), 인덕터부(82), 서스테인전압 공급제어부(83), 에너지 회수제어부(84), 기저전압 공급제어 부(85) 및 전압유지부(86)를 포함한다.
에너지 저장부(80)는 서스테인 방전에 필요한 에너지가 저장된 공급 및 회수용 캐패시터(Css)를 포함하고, 공급 및 회수용 캐패시터(Css)의 일단은 전압유지부(86)의 타단, 에너지 공급제어부(81)의 일단 및 에너지 회수제어부(84)의 일단과 공통 연결된다. 여기서 에너지 공급 및 회수용 캐패시터(Css)의 정전용량은 Vs/2인 것이 더욱 바람직하다.
에너지 공급제어부(82)는 제 1 스위치(Q1)와 제 1 다이오드(D1)를 포함하고, 제 1 스위치(Q1)는 턴온(Turn on)되어 에너지 저장부(80)의 공급 및 회수용 캐패시터(Css)에 저장되어 있던 에너지를 패널(Cp)에 공급한다. 제 1 다이오드(D1)는 패널(Cp)로부터 제 1 스위치(Q1)를 경유하여 공급 및 회수용 캐패시터(Css)쪽으로 흐르는 역전류를 차단한다. 이러한 제 1 다이오드(D1)는 캐소드 단이 인덕터부(82)에 포함된 제 1 인덕터(L1)의 일단에 연결되고, 애노드단은 제 1 스위치(Q1)의 일단에 연결된다.
인덕터부(82)는 패널(Cp)과 직렬 LC공진회로를 구성한다. 따라서 에너지 저장부(80)에 저장된 에너지가 에너지 공급제어부(81)에 의해 패널(Cp)로 공급될 때, 패널(Cp)은 인덕터부(82)를 경유하여 공급되는 공진파형으로 충전되기 시작하여 서스테인 전압(Vs)까지 충전된다. 또한 패널(Cp)의 에너지가 에너지 저장부(80)로 회수될 때, 제 3 스위치(Q3)의 턴온에 따라 무효전력 회수 경로를 형성한다. 따라서 에너지 저장부(80)는 인덕터부(82)를 경유하여 회수되는 무효전력의 전압성분으로 에너지가 충전된다.
여기서, 인덕터부(82)는 바람직하게는 서로 다른 크기의 인덕턴스를 가지는 제 1 인덕터(L1)와 제 2 인덕터(L2)를 포함하고, 제 1 인덕터(L1) 및 제 2 인덕터(L2)는 에너지 저장부(80)와 패널(Cp) 사이에 병렬 접속된다. 이때, 제 1 인덕터(L1)가 제 2 인덕터(L2)보다 작은 인덕턴스를 가진다고 가정하면 제 1 인덕터(L1)는 일단이 에너지 공급제어부(81)의 타단과 연결되고, 제 2 인덕터(L2)는 일단이 에너지 회수제어부(84)의 타단과 연결되고, 제 1 인덕터(L1)와 제 2 인덕터(L2)의 타단은 공통 접속되어 서스테인전압 공급제어부(83), 기저전압 공급제어부(85) 및 패널(Cp)과 공통연결 된다.
서스테인전압 공급제어부(83)는 제 2 스위치(Q2)를 포함하고, 제 2 스위치(Q2)의 일단은 서스테인 전압(Vs)을 공급하는 외부의 서스테인 전압원과 연결되고, 제 2 스위치(Q2)는 패널(Cp)에 공급되는 에너지가 서스테인 전압(Vs)이 되었을 때 턴온되어 패널(Cp)이 서스테인 전압(Vs)을 유지하게 한다.
에너지 회수제어부(84)는 제 3 스위치(Q3)와 제 2 다이오드(D2)를 포함하고, 상기 제 3 스위치(Q3)는 턴온되어 서스테인 방전시 무효전력의 전압성분이 에너지 저장부(80)의 공급 및 회수용 캐패시터(Css)에 회수되도록 한다. 제 2 다이오드(D2)는 공급 및 회수용 캐패시터(Css)로부터 제 3 스위치(Q3)를 경유하여 패널(Cp)쪽으로 흐르는 역전류를 차단한다. 이러한 제 2 다이오드(D2)는 애노드 단이 인덕터부(82)에 포함된 제 2 인덕터(L2)의 일단에 연결되고, 캐소드 단은 제 3 스위치(Q3)의 일단에 연결된다.
기저전압 공급제어부(85)는 제 4 스위치(Q4)를 포함하고, 제 4 스위치(Q4)의 일단은 외부의 기저 전압원(GND)과 연결되고, 에너지 저장부(80)에 에너지가 Vs/2까지 충전된 후, 턴온되어 패널(Cp)은 기저 전압원(GND)이 공급하는 기저전압의 전압값(0V)을 유지하게 된다.
전압유지부(86)는 전압 조절용 캐패시터(Css′)를 포함하고, 전압 조절용 캐패시터(Css′)의 일단은 서스테인 전압(Vs)을 공급하는 외부의 서스테인 전압원과 연결되고, 타단은 에너지 저장부(80)의 일단, 에너지 공급제어부(81)의 일단 및 에너지 회수제어부(84)의 일단과 공통 연결되고, 에너지 저장부(80)에 Vs/2의 전압이 걸리도록 Vs/2만큼의 전압을 강하한다. 여기서 전압 조절용 캐패시터(Css′)의 정전용량은 에너지 저장부(80)의 에너지 공급 및 회수용 캐패시터(Css)의 정전용량과 동일하고, 더욱 바람직하게는 Vs/2이다.
이와 같은 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널 구동장치의 구동방법을 도 4를 결부하여 설명하면 다음과 같다.
에너지 공급단계에서는 제 1 스위치(Q1)가 턴온되고 나머지 제 2 스위치 내지 제 4 스위치(Q2,Q3,Q4)는 모두 턴오프 된다. 따라서, 공급 및 회수용 캐패시터(Css)에 저장되어 있던 에너지가 패널(Cp)에 공급된다. 에너지가 공급되는 경로는 공급 및 회수용 캐패시터(Css)로부터 제 1 스위치 - 제 1 다이오드- 인덕터부(82) - 패널(Cp)로 이루어진다.
서스테인 전압 유지단계에서는 제 2 스위치(Q2)가 턴온되고 나머지 제 1, 3, 4스위치(Q1,Q3,Q4)는 턴오프된다. 이에 따라 패널(Cp)에는 서스테인 전압(Vs)이 인가 및 유지되어 서스테인 방전을 유지하게 된다.
에너지 회수단계에서는 제 3 스위치부(Q3)가 턴온되고 나머지 제 1, 2, 4스위치(Q1,Q2,Q4)는 턴오프된다. 따라서 서스테인 방전시 패널의 무효전력 전압성분이 공급 및 회수 캐패시터(Css)에 에너지로 회수된다. 이와 같이 회수되는 에너지의 경로는 패널(Cp) - 인덕터부(82) - 제 2 다이오드(D2) - 제 3 스위치(Q3) - 공급 및 회수용 캐패시터(Css)로 이루어진다. 여기서 공급 및 회수용 캐패시터(Css)에 Vs/2미만의 에너지가 회수되어 저장되는 경우에 전압 유지부(86)가 외부의 서스테인 전압원으로부터 공급되는 서스테인 전압(Vs)을 Vs/2만큼 전압강하 시켜 에너지 저장부(80)의 공급 및 회수용 캐패시터(Css)에 Vs/2의 전압이 걸리도록 함으로써, 공급 및 회수용 캐패시터(Css)에 저장되는 에너지의 전압을 Vs/2로 유지시킨다. 즉 공급 및 회수용 캐패시터(Css)로 에너지가 충전되는 경우에 항상 Vs/2전압의 에너지가 충전되도록 한다.
기저전압 유지 및 에너지 보충단계에서는 제 4 스위치(Q4)가 턴온되고 제 1, 2 스위치(Q1,Q2)는 턴오프된다. 여기서 제 3 스위치(Q3)의 상태는 턴오프 또는 턴온으로 둘 중 어떤 것이라도 관계없다. 따라서 패널(Cp)에 인가되는 전압은 그라운드 레벨(GND)이 된다.
이러한 방법으로 구동되는 본 발명의 플라즈마 디스플레이 패널 구동장치에 포함된 에너지 회수회로는 패널에 서스테인 방전에 필요한 에너지를 공급하는 에너지 공급단계 즉, 서스테인 파형의 ER-up시 공진 효율을 향상시키도록 패널(Cp)에 에너지 공급시에 제 2 인덕터(L2)에 비해 상대적으로 작은 인덕턴스를 가지는 제 1 인덕터(L1)를 사용한다. 이에 따라 상대적으로 전압 상승 시간을 빨리할 수 있어 방전 효율을 높일 수 있게 된다. 방전과 관계없는 무효전력을 회수하는 에너지 회수단계에서 제 1 인덕터(L1)보다 더 큰 인덕턴스를 가지는 제 2 인덕터(L2)를 사용한다. 따라서 소비전력이 감소하여 구동효율을 높인다.
또한, 에너지 공급단계에서 에너지 회수단계에 비해 상대적으로 작은 인덕턴스를 사용함으로써 제 1 인덕터(L1)가 포화되어 캐패시터(Css)의 전하(Charge)가 손실되거나, 또는 에너지 회수단계에서 에너지 공급단계에 비해 상대적으로 큰 인덕턴스를 사용함으로써 제 2 인덕터(L2)에 저장되는 에너지가 상대적으로 증가하여 공급 및 회수용 캐패시터(Css)에 정전용량보다 적은 양의 전하만이 회수되더라도 전압 유지부(86)가 외부의 서스테인 전압원으로부터 공급되는 서스테인 전압(Vs)을 Vs/2만큼 전압강하 시켜 에너지 저장부(80)의 공급 및 회수용 캐패시터(Css)에 Vs/2의 전압이 걸리도록 함으로써, 공급 및 회수용 캐패시터(Css)에 저장되는 에너지의 전압을 Vs/2로 유지시키고 이에 따라 공급 및 회수용 캐패시터(Css)에 저장된 에너지가 패널(Cp)로 공급되는 에너지 공급단계에서 항상 일정한 전압의 에너지가 패널로 공급됨으로써 구동이 안정된다.
도 10은 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 구동장치의 또 다른 실시예를 나타낸 도면이다. 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널 구동장치의 또 다른 실시예는 도 8과 비교하여 인덕터부의 구조가 변경된 것이다. 즉, 도 8에서는 서로 다른 크기의 인덕턴스를 가지는 제 1 인덕터(L1)와 제 2 인덕터(L2)를 포함하고, 제 1 인덕터(L1) 및 제 2 인덕터(L2)는 에너지 저장부(80)와 패널(Cp) 사이에 병렬 접속된 것인데 반해, 본 발명에 따른 플라즈마 디스 플레이 패널 구동장치의 또 다른 실시예는 서로 같거나 혹은 서로 다른 크기의 인덕턴스를 가지는 제 1 인덕터(L1′)와 제 2 인덕터(L2′)를 포함하고 제 1 인덕터(L1′)는 일단이 에너지 회수제어부(104)의 타단과 연결되고, 타단은 에너지 공급제어부(101)의 타단 및 제 2 인덕터(L2′)의 일단과 공통연결 되고, 제 2 인덕터(L2′)는 타단이 서스테인전압 공급제어부(103)의 타단, 기저전압 공급제어부(105)의 타단 및 패널(Cp)과 공통연결 된다. 여기서 제 1 인덕터(L1′)와 제 2 인덕터(L2′)는 인덕턴스의 크기가 서로 같거나 혹은 서로 달라도 관계없다. 그 이유는 에너지 저장부(100)에 저장된 에너지가 패널(Cp)에 공급되는 에너지 공급경로는 인덕터부(102)에서 제 2 인덕터(L2′)만을 포함하고, 패널(Cp)의 에너지가 에너지 저장부(100)로 회수되는 에너지 회수경로는 인덕터부(102)에서 제 1 인덕터(L1′) 및 제 2 인덕터(L2′)를 모두 포함하여 에너지 회수경로에 포함된 인덕턴스가 에너지 공급경로에 포함된 인덕턴스보다 절대적으로 더 크기 때문이다. 하지만 바람직하게는 제 1 인덕터(L1′)의 인덕턴스가 제 2 인덕터(L2′)의 인덕턴스보다 더 크다.
이러한 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널 구동장치의 또 다른 실시예는 패널에 서스테인 방전에 필요한 에너지를 공급하는 에너지 공급단계 즉, 서스테인 파형의 ER-up시 공진 효율을 향상시키도록 패널(Cp)에 에너지 공급시에 상대적으로 작은 인덕턴스를 가지는 제 2 인덕터(L2′)를 사용한다. 이에 따라 상대적으로 전압 상승 시간을 빨리할 수 있어 방전 효율을 높일 수 있게 되고, 방전과 관계없는 무효전력을 회수하는 에너지 회수단계에서 제 2 인덕터(L2′) 및 제 1 인덕턴스(L1′)를 모두 사용하여 상대적으로 큰 인덕턴스를 사용하게 됨으로써 소비전 력이 감소하여 구동효율을 높인다.
또한, 에너지 공급단계에서 에너지 회수단계에 비해 상대적으로 작은 인덕턴스를 사용함으로써 제 2 인덕터(L2′)가 포화되어 캐패시터(Css)의 전하(Charge)가 손실되거나, 또는 에너지 회수단계에서 에너지 공급단계에 비해 상대적으로 큰 인덕턴스를 사용함으로써 제 1 인덕터(L1′) 및 제 2 인덕터(L2′)에 저장되는 에너지가 상대적으로 증가하여 공급 및 회수용 캐패시터(Css)에 정전용량보다 적은 양의 전하만이 회수되더라도 전압 유지부(106)가 외부의 서스테인 전압원으로부터 공급되는 서스테인 전압(Vs)을 Vs/2만큼 전압강하 시켜 에너지 저장부(100)의 공급 및 회수용 캐패시터(Css)에 Vs/2의 전압이 걸리도록 함으로써, 공급 및 회수용 캐패시터(Css)의 전압을 Vs/2로 유지시키고 이에 따라 공급 및 회수용 캐패시터(Css)에 저장된 에너지가 패널(Cp)로 공급되는 에너지 공급단계에서 항상 일정한 전압의 에너지가 패널로 공급됨으로써 구동이 안정된다.
도 11은 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널 구동장치에서 에너지 저장부의 출력전압을 설명하기 위한 도면이다. 도 11을 살펴보면, 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널 구동장치에서는 에너지 공급 및 에너지 회수의 스위칭 시간이 서로 다르고 또한 각 에너지 공급경로 및 에너지 회수경로의 인덕턴스가 서로 다른 경우라도 공급 및 회수용 캐패시터(Css)에 저장되는 에너지의 전압(Vcss)이 Vs/2를 일정하게 유지한다. 이에 따라 패널에 일정한 에너지를 공급할 수 있다.
이상에서 보는 바와 같이, 상술한 본 발명의 기술적 구성은 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자가 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않 고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명은 에너지 공급경로의 인덕턴스와 에너지 회수경로의 인덕턴스가 서로 다르더라도, 에너지 저장부에 저장되는 에너지의 전압을 Vs/2로 일정하게 유지함으로써, 구동을 안정시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (11)

  1. 플라즈마 디스플레이 패널 구동시 서스테인 방전을 위한 에너지 회수회로를 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널 구동장치에 있어서,
    에너지 저장부에 저장된 에너지를 소정의 인덕턴스를 갖는 공급경로로 공진을 통하여 패널에 공급하고, 상기 패널에 공급된 에너지를 상기 공급경로 보다 큰 인덕턴스를 갖는 회수경로로 공진을 통하여 상기 에너지 저장부로 회수하도록 하는 인덕터부;
    상기 인덕터부를 통하여 상기 패널에 에너지가 공급되도록 스위칭 동작을 하는 에너지 공급제어부;
    서스테인 전압(Vs)으로 상기 패널이 서스테인 전압을 유지하게 하기 위한 서스테인전압 공급제어부;
    상기 패널에 공급된 에너지를 상기 인덕터부를 통하여 회수하도록 스위칭 동작을 하는 에너지 회수제어부;
    외부의 기저전압원으로부터 공급되는 전압으로 상기 패널에 기저전압을 공급하기 위한 기저전압 공급제어부; 및
    상기 서스테인 전압(Vs)으로 상기 에너지 저장부에 저장되는 에너지의 전압을 일정하게 유지하기 위한 전압 유지부를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널 구동장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 서스테인 전압(Vs)은 외부의 서스테인 전압원으로부터 공급되며,
    상기 서스테인 전압원은 서스테인 전압(Vs)을 상기 서스테인전압 공급제어부 및 상기 전압 유지부로 공급하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널 구동장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 전압 유지부가 일정하게 유지시키는 상기 에너지 저장부에 저장되는 에너지의 전압은 서스테인 전압(Vs)의 0.5배의 전압(Vs/2)인 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널 구동장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 전압 유지부는,
    상기 에너지 저장부의 정전용량과 동일한 정전용량을 갖는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널 구동장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 전압 유지부와 상기 에너지 저장부의 정전용량은 상기 서스테인 전압(Vs)의 0.5배의 전압(Vs/2)값인 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널 구동장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 전압 유지부는,
    일단이 외부의 서스테인 전압원과 연결되고, 타단은 상기 에너지 저장부의 일단, 상기 에너지 공급제어부의 일단 및 상기 에너지 회수제어부의 일단과 공통 연결되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널 구동장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 인덕터부는,
    서로 다른 인덕턴스를 가지는 제 1 인덕터와 제 2 인덕터를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널 구동장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 제 1 인덕터는 상기 제 2 인덕터보다 작은 인덕턴스를 가지고, 일단이 상기 에너지 공급제어부의 타단과 연결되고, 타단은 상기 제 2 인덕터의 타단, 상기 서스테인전압 공급제어부의 타단, 상기 기저전압 공급제어부의 타단 및 패널(Cp)과 공통연결 되고,
    상기 제 2 인덕터는 일단이 상기 에너지 회수제어부의 타단과 연결되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널 구동장치.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 제 1 인덕터는 상기 제 2 인덕터보다 큰 인덕턴스를 가지고, 일단이 상기 에너지 회수제어부의 타단과 연결되고, 타단은 상기 에너지 공급 제어부의 타단 및 상기 제 2 인덕터의 일단과 공통연결 되고,
    상기 제 2 인덕터는, 타단이 상기 서스테인전압 공급제어부의 타단, 상기 기저전압 공급제어부의 타단 및 패널(Cp)과 공통연결 되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널 구동장치.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 인덕터부는 동일한 인덕턴스를 가지는 제 1 인덕터와 제 2 인덕터를 포함하며,
    상기 제 1 인덕터는 일단이 상기 에너지 회수제어부의 타단과 연결되고, 타단은 상기 에너지 공급 제어부의 타단 및 상기 제 2 인덕터의 일단과 공통연결 되고,
    상기 제 2 인덕터는, 타단이 상기 서스테인전압 공급제어부의 타단, 상기 기저전압 공급제어부의 타단 및 패널(Cp)과 공통연결 되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널 구동장치.
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