KR100680704B1 - 플라즈마 디스플레이 패널의 서스테인 구동장치 - Google Patents

플라즈마 디스플레이 패널의 서스테인 구동장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 플라즈마 디스플레이 패널의 서스테인 구동장치에 관한 것이다. 본 발명의 플라즈마 디스플레이 패널의 서스테인 구동장치는 서스테인 기간에 선택된 셀의 방전을 유지하기 위하여 교번된 서스테인 전압(Vs)을 Y전극 및 Z전극에 인가하는 서스테인 구동장치를 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널에 있어서, 상기 서스테인 구동장치는, 서로 반대극성의 전압 레벨을 가지고 전압차가 서스테인 전압(Vs)인 두 신호 서스테인양전압과 서스테인음전압이 Y전극에 교번적으로 인가되고, 상기 서스테인양전압과 서스테인음전압이 상기 Y전극에 교번적으로 인가되는 순서와 반대로 Z전극에 교번적으로 인가되며 Y, Z전극에 각각 가해지는 서스테인 펄스 전압의 절대 크기가 1/2 Vs를 넘지 않도록 인가되어 방전을 유지하게 한다. 이와 같은 본 발명에 의하면, 플라즈마 디스플레이 패널의 서스테인 구동장치의 제조시 제조 단가를 감소시킬 수 있고, 플라즈마 디스플레이 패널의 서스테인 구동장치의 구동시에 발열로 소모되는 전력을 감소시켜 구동효율을 높이는 효과가 있다.
플라즈마 디스플레이 패널, 구동장치, 회수회로, 서스테인 전압, 정격

Description

플라즈마 디스플레이 패널의 서스테인 구동장치{Driving Device for Sustain of Plasma Display Panel}
도 1은 종래의 플라즈마 디스플레이 패널의 구동 방법을 설명하기 위한 도.
도 2는 종래의 플라즈마 디스플레이 패널의 서스테인 구동장치의 구성을 나타낸 도.
도 3은 종래의 플라즈마 디스플레이 패널의 서스테인 구동장치의 구동파형을 나타낸 도.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 서스테인 구동장치의 구성을 나타낸 도.
도 5는 도 4에 도시된 플라즈마 디스플레이 패널의 서스테인 구동장치의 구동방법을 설명하기 위한 도.
도 6은 본 발명의 플라즈마 디스플레이 패널의 서스테인 구동장치의 구동파형을 나타낸 도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
40 : 제 1 에너지 공급/회수부 41 : 제 2 에너지 공급/회수부
400 : 제 1 에너지 저장부 401 : 제 1 에너지 공급제어부
402 : 제 1 인덕터부 403 : 제 1 서스테인전압 공급제어부
404 : 제 1 에너지 회수제어부 405 : 제 1 기저전압 공급제어부
406 : 제 1 전류경로 선택제어부 407 : 제 2 에너지 저장부
408 : 제 2 에너지 공급제어부 409 : 제 2 인덕터부
410 : 제 2 서스테인전압 공급제어부 411 : 제 2 에너지 회수제어부
412 : 제 2 기저전압 공급제어부 413 : 제 2 전류경로 선택제어부
본 발명은 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel)의 구동장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 서스테인(Sustain) 구동장치를 낮은 정격 전압을 가지는 소자들로 구성하여 생산단가를 줄이고 구동효율을 높이는 플라즈마 디스플레이 패널의 서스테인 구동장치에 관한 것이다.
도 1은 종래 플라즈마 디스플레이 패널의 구동 방법을 설명하기 위한 도면이다. 도시된 바와 같이, 서브필드(Subfield)를 이용하여 플라즈마 디스플레이 패널을 구동하기 위해서는 1 프레임 시간은 n개의 서브필드로 구성되고, 각각의 서브필드는 리셋(reset) 구간, 어드레스(address) 구간 및 서스테인 구간으로 나뉘어진다. 도 1에서는 서브필드의 수가 8개이고, 리셋 구간과 어드레스 구간이 하나의 구간으로 표시되어 있다. 계조를 표현하기 위하여 각 서브필드의 서스테인 구간은 각기 서로 다른 가중치(weight)가 할당되고 이 가중치의 적절한 조합에 의하여 계조가 표현된다. 가중치는 각 서브필드에 포함된 서스테인 구간에 대한 서스테인 펄스 의 개수이다.
한편, 플라즈마 디스플레이 패널을 구동하기 위한 구동장치는 서스테인 기간에 선택된 셀의 방전을 유지하기 위하여 교번된 서스테인 전압(Vs)을 Y전극 및 Z전극에 인가하는 서스테인 구동장치를 포함한다.
이러한 서스테인 구동장치는 Y전극 구동부와 Z전극 구동부에 각각 포함되는데, 각각의 구동부에 포함된 서스테인 구동장치를 살펴보면 다음 도 2와 같다.
도 2는 종래의 플라즈마 디스플레이 패널의 서스테인 구동장치의 구성을 나타낸 도면이다. 도시된 바와 같이 종래 서스테인 구동장치는 패널 내에서 불필요하게 발생되는 에너지 즉, 무효전력을 회수하기 위하여 에너지 회수회로를 사용하고 있다. 이와 같은 종래의 플라즈마 디스플레이 패널의 서스테인 구동장치의 구동방법을 도 3를 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(Css1)에 저장되어 있던 에너지가 패널(Cp)에 공급되면서 Vp가 상승한다. 제 1 상태에서는 도 2에 도시된 바와 같이 인덕터(inductor)(L1)에 흐르는 전류가 캐패시터(Css1)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)은 셀의 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(Css1)로 방전되면서 에너지가 회수되고 Vp는 강하한다. 제 3상태에서는 패널(Cp)에서 캐패시터(Css1)로 전류가 흐르므로 인덕터(L1)에 흐르는 전류는 -IL이 된다.
마지막으로 제 4 상태(state 4)에서는 제 3 스위치(Q3)와 제 4 스위치(Q4)가 턴온되고 제 1 스위치 및 제 2 스위치(Q1, Q2)는 턴오프된다. 이에 따라 Vp는 그라운드 레벨이 된다. 제 3 상태(state 3)가 끝나는 순간, 즉, t2에서 Vp는 그라운드 레벨(ground level)로 유지된다.
이러한 서스테인 구동장치에 사용되는 부품들은, 고전압의 구동전압을 사용하여 구동되는 플라즈마 디스플레이 패널의 특징으로 인해, 높은 정격 전압과 높은 스위칭 주파수 특성을 가지기 때문에 그 단가가 상대적으로 높다는 특징이 있다. 이에 따라 플라즈마 디스플레이 패널의 생산 단가를 상승시키는 문제점이 있다.
또한, 이러한 서스테인 구동장치에서 높은 정격 전압을 가지는 모스(Mos) 트랜지스터가 비교적 높은 저항 성분을 가지기 때문에 높은 스위칭 주파수로 동작되는 구동시에 발열로 인해 소모되는 전력이 많아 회로의 효율이 감소되는 문제점이 있다.
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위해 개발된 것으로서, 플라즈마 디스 플레이 패널의 서스테인 구동장치의 구동시에 회로의 발열로 소모되는 전력을 감소시켜 구동 효율을 높이는데 그 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적은 플라즈마 디스플레이 패널의 서스테인 구동장치의 생산단가를 감소시키는데 있다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 플라즈마 디스플레이 패널의 서스테인 구동장치는 서스테인 기간에 선택된 셀의 방전을 유지하기 위하여 교번된 서스테인 전압(Vs)을 Y전극 및 Z전극에 인가하는 서스테인 구동장치를 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널에 있어서, 상기 서스테인 구동장치는, 서로 반대극성의 전압 레벨을 가지고 전압차가 서스테인 전압(Vs)인 두 신호 서스테인양전압과 서스테인음전압이 Y전극에 교번적으로 인가되고, 상기 서스테인양전압과 서스테인음전압이 상기 Y전극에 교번적으로 인가되는 순서와 반대로 Z전극에 교번적으로 인가되며 Y, Z전극에 각각 가해지는 서스테인 펄스 전압의 절대 크기가 서스테인 전압(Vs) 크기의 0.5배(Vs/2)를 넘지 않도록 인가되어 방전을 유지하게 하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 특징에 의하면, 플라즈마 디스플레이 패널의 서스테인 구동장치는 양전압의 에너지를 패널에 공급하고 회수하는 제 1 에너지 공급/회수부와, 상기 제 1 에너지 공급/회수부가 패널로 양전압의 에너지를 공급하고 패널의 양전압의 에너지를 회수하기 위한 전류경로를 스위칭하여 제어하는 제 1 전류경로 선택제어부와, 음전압의 에너지를 패널에 공급하고 회수하는 제 2 에너지 공급/회수부와, 상기 제 2 에너지 공급/회수부가 패널로 음전압의 에너지를 공급하고 패널의 음전압의 에너지를 회수하기 위한 전류경로를 스위칭하여 제어하는 제 2 전류경로 선택제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
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상기 제 1 에너지 공급/회수부는, 상기 서스테인 전압(Vs)의 0.25배의 전압 값(Vs/4)을 가지는 양전압의 에너지를 저장하는 제 1 에너지 저장부와, 상기 제 1 에너지 저장부에 저장된 양전압의 에너지를 공진을 통하여 패널에 공급하는 제 1 인덕터부와, 상기 제 1 인덕터부를 통하여 상기 패널에 양전압의 에너지가 공급되도록 스위칭 동작을 하는 제 1 에너지 공급제어부와, 외부의 서스테인 양전압원으로부터 공급되는 전압으로 상기 패널이 서스테인양전압을 유지하게 하기 위한 제 1 서스테인전압 공급제어부와, 상기 패널에 공급된 양전압의 에너지를 회수하도록 스위칭 동작을 하는 제 1 에너지 회수제어부와, 외부의 기저전압원으로부터 공급되는 전압으로 상기 패널에 기저전압을 공급하기 위한 제 1 기저전압 공급제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 외부의 서스테인 양전압원은, 서스테인 전압(Vs)의 0.5배의 전압값을(Vs/2) 가지는 서스테인양전압을 상기 제 1 서스테인전압 공급제어부로 공급하고, 여기서 상기 제 1 서스테인전압 공급제어부는, 상기 패널이 서스테인 전압(Vs)의 0.5배의 전압값을(Vs/2) 가지는 서스테인양전압을 유지하게 하는 것을 특징으로 한다.
상기 제 1 전류경로 선택제어부는, 일단이 상기 제 1 에너지 공급/회수부의 출력단과 연결되고, 타단은 패널과 상기 제 2 전류경로 선택제어부의 일단과 공통 연결되는 것을 특징으로 한다.
상기 제 2 에너지 공급/회수부는, 상기 서스테인 전압(Vs)의 -0.25배의 전압값(-Vs/4)을 가지는 음전압의 에너지를 저장하는 제 2 에너지 저장부와, 상기 제 2 에너지 저장부에 저장된 음전압의 에너지를 공진을 통하여 패널에 공급하는 제 2 인덕터부와, 상기 제 2 인덕터부를 통하여 상기 패널에 음전압의 에너지가 공급되도록 스위칭 동작을 하는 제 2 에너지 공급제어부와, 외부의 서스테인 음전압원으로부터 공급되는 전압으로 상기 패널이 서스테인 음전압을 유지하게 하기 위한 제 2 서스테인전압 공급제어부와, 상기 패널에 공급된 음전압의 에너지를 회수하도록 스위칭 동작을 하는 제 2 에너지 회수제어부와, 외부의 기저전압원으로부터 공급되는 전압으로 상기 패널에 기저전압을 공급하기 위한 제 2 기저전압 공급제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 제 2 에너지 저장부는, 일단이 상기 제 2 에너지 회수제어부의 일단 및 제 2 에너지 공급제어부의 일단과 공통 연결되고, 타단은 서스테인 음전압원에 연결된 것을 특징으로 한다.
상기 외부의 서스테인 음전압원은, 서스테인 전압(Vs)의 -0.5배의 전압값을(-Vs/2) 가지는 서스테인음전압을 상기 제 2 서스테인전압 공급제어부로 공급하고, 여기서 상기 제 2 서스테인전압 공급제어부는, 상기 패널이 서스테인 전압(Vs)의 -0.5배의 전압값을(-Vs/2) 가지는 서스테인음전압을 유지하게 하는 것을 특징으로 한다.
상기 제 2 전류경로 선택제어부는, 일단이 상기 제 2 에너지 공급/회수부의 출력단과 연결되고, 타단은 패널과 상기 제 1 전류경로 선택제어부의 일단과 공통 연결되는 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 플라즈마 디스플레이 패널의 서스테인 구동장치를 상세히 설명한다.
본 발명의 플라즈마 디스플레이 패널의 서스테인 구동장치는, 서스테인 기간에 선택된 셀의 방전을 유지하기 위하여 서로 반대극성의 전압 레벨을 가지며 전압차가 방전을 유지하기 위한 서스테인 전압(Vs)인 서스테인양전압과 서스테인음전압을 Y전극에 교번적으로 인가하고, 이와 동시에 전술한 서스테인양전압과 서스테인음전압을 상기 Y전극에 교번적으로 인가하는 순서와 반대로 Z전극에 서스테인양전압과 서스테인음전압을 교번적으로 인가하여 셀의 방전을 유지한다. 이러한 플라즈마 디스플레이 패널의 서스테인 구동장치는 다음 도 4와 같다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 서스테인 구동장치의 구성을 나타낸 도면이다. 도시된 바와 같이 본 발명의 플라즈마 디스플레이 패널의 서스테인 구동장치는 제 1 에너지 공급/회수부(40), 제 2 에너지 공급/회수부(41), 제 1 전류경로 선택제어부(406), 제 2 전류경로 선택제어부(413)를 포함한다.
제 1 에너지 공급/회수부(40)는 제 1 에너지 저장부(400), 제 1 에너지 공급제어부(401), 제 1 인덕터부(402), 제 1 서스테인전압 공급제어부(403), 제 1 에너지 회수제어부(404), 제 1 기저전압 공급제어부(405)를 포함한다.
제 2 에너지 공급/회수부(41)는 제 2 에너지 저장부(407), 제 2 에너지 공급제어부(408), 제 2 인덕터부(409), 제 2 서스테인전압 공급제어부(410), 제 2 에너지 회수제어부(411), 제 2 기저전압 공급제어부(412)를 포함한다.
제 1 에너지 저장부(400)는 서스테인 방전에 필요한 양전압의 에너지가 저장된 제 1 공급/회수용 캐패시터(C1)를 포함하고, 제 1 공급/회수용 캐패시터(C1)의 일단은 제 1 에너지 공급제어부(401)와 제 1 에너지 회수제어부(404)에 공통 연결된다. 여기서 바람직하게는 제 1 공급/회수용 캐패시터(C1)는 서스테인 방전에 필요한 서스테인 전압(Vs)의 0.25배의 전압값(Vs/4)을 가지는 양전압의 에너지가 저장된다. 이러한 서스테인 전압(Vs)은 셀의 방전을 유지하기 위한 전압을 의미한다.
제 1 에너지 공급제어부(401)는 제 1 스위치(M1)와 제 1 다이오드(D1)를 포함하고, 제 1 스위치(M1)는 턴온되어 제 1 에너지 저장부(400)의 제 1 공급/회수용 캐패시터(C1)에 저장되어 있던 양전압의 에너지(Vs/4)를 패널(Cp)에 공급한다. 제 1 다이오드(D1)는 패널(Cp)로부터 제 1 스위치(M1)를 경유하여 제 1 공급/회수용 캐패시터(C1)쪽으로 흐르는 역전류를 차단한다. 이러한 제 1 다이오드(D1)는 캐소드 단이 제 1 인덕터부(402)의 일단과 제 1 에너지 회수 제어부(404)의 제 2 다이오드(D2)의 애노드단과 공통 연결되고, 애노드단은 제 1 스위치(M1)의 일단에 연결된다.
제 1 인덕터부(402)는 패널(Cp)과 직렬 LC공진회로를 구성한다. 따라서 상기 제 1 에너지 공급제어부(401)에 의해 에너지가 공급될 때, 패널(Cp)은 제 1 인덕터부(402)를 경유하여 공급되는 공진파형으로 충전되기 시작하여 서스테인양전압(Vs/2)까지 충전된다.
제 1 서스테인전압 공급제어부(403)는 제 3 스위치(M3)를 포함하고, 제 3 스위치(M3)의 일단은 서스테인양전압을 공급하는 외부의 서스테인 양전압원과 연결되고, 제 3스위치(M3)는 패널(Cp)에 공급되는 양전압의 에너지가 서스테인양전압이 되었을 때 턴온되어 패널(Cp)이 서스테인양전압을 유지하게 된다. 여기서 바람직하게는 외부의 서스테인 양전압원은 서스테인 전압(Vs)의 0.5배의 전압값(Vs/2)을 가 지는 서스테인양전압을 제 1 서스테인전압 공급제어부(403)로 공급하고, 제 1 서스테인전압 공급제어부(403)는 패널(Cp)이 서스테인 전압(Vs)의 0.5배의 전압값(Vs/2)을 유지하게 한다.
제 1 에너지 회수제어부(404)는 제 2 스위치(M2)와 제 2 다이오드(D2)를 포함하고, 제 2 스위치(M2)는 턴온되어 서스테인 방전시 무효전력의 양전압성분이 제 1 에너지 저장부(400)의 제 1 공급/회수용 캐패시터(C1)에 회수된다. 제 2 다이오드(D2)는 제 1 공급/회수용 캐패시터(C1)로부터 제 2 스위치(M2)를 경유하여 패널(Cp)쪽으로 흐르는 역전류를 차단한다. 이러한 제 2 다이오드(D2)는 애노드 단이 전술한 제 1 에너지 공급 제어부(401)의 제 1 다이오드(D1)의 캐소드단과 제 1 인덕터부(402)의 일단과 공통 연결되고, 캐소드 단은 제 2 스위치(M2)의 일단에 연결된다.
제 1 기저전압 공급제어부(405)는 제 4 스위치(M4)를 포함하고, 제 4 스위치(M4)의 일단은 외부의 기저 전압원(GND)과 연결되고, 제 1 에너지 저장부(400)에 양전압의 에너지가 Vs/4까지 충전된 후, 턴온되어 패널(Cp)은 기저 전압원(GND)이 공급하는 기저전압의 전압값(0V)을 유지하게 된다. 여기서 제 4 스위치(M4)의 일단은 기전 전압원(GND)과 제 2 기전전압 공급제어부(412)와 공통 연결되는 것이 더욱 바람직하다.
제 1 전류경로 선택제어부(406)는 제 9 스위치(M9)를 포함하고, 제 9 스위치(M9)의 일단은 전술한 제 1 인덕터부(402)의 타단, 제 1 서스테인전압 공급제어부(403)의 제 3 스위치(M3)의 타단, 제 1 기저전압 공급제어부(405)의 제 4 스위치 (M4)의 타단과 공통 연결되고, 제 9 스위치(M9)의 타단은 패널(Cp)와 연결되고, 전술한 제 1 에너지 공급/회수부(40)에 의해 패널(Cp)의 양전압의 에너지가 공급 또는 회수되는 경우에 턴온되어 패널(Cp)에 양전압의 에너지가 공급 또는 회수되도록 하는 전류경로를 생성한다.
제 2 에너지 저장부(407)는 서스테인 방전에 필요한 음전압의 에너지가 저장된 제 2 공급/회수용 캐패시터(C2)를 포함하고, 제 2 공급/회수용 캐패시터(C2)의 일단은 제 2 에너지 공급제어부(408)와 제 2 에너지 회수제어부(411)에 공통 연결되고, 제 2 공급/회수용 캐패시터(C2)의 타단은 서스테인 음전압원과 연결된다. 여기서 제 2 공급/회수용 캐패시터(C2)의 타단은 제 2 서스테인전압 공급제어부(410)의 일단과 서스테인 음전압원과 공통 연결되고, 제 2 공급/회수용 캐패시터(C2)는 서스테인 방전에 필요한 서스테인 전압(Vs)의 -0.25배의 전압값(-Vs/4)을 가지는 음전압의 에너지가 저장되는 것이 더욱 바람직하다.
제 2 에너지 공급 제어부(408)는 제 6 스위치(M6)와 제 3 다이오드(D3)를 포함하고, 제 6 스위치(M6)는 턴온되어 제 2 에너지 저장부(407)의 제 2 공급/회수용 캐패시터(C2)에 저장되어 있던 음전압의 에너지(-Vs/4)를 패널(Cp)에 공급한다. 제 3 다이오드(D3)는 제 2 공급/회수용 캐패시터(C2)로부터 제 6 스위치(M6)를 경유하여 패널(Cp)쪽으로 흐르는 역전류를 차단한다. 이때 전류가 흐르는 방향은 음전압의 에너지가 공급되는 방향의 반대이다. 이러한 제 3 다이오드(D3)는 애노드 단이 제 2 인덕터부(409)의 일단과 제 2 에너지 회수 제어부(411)의 후술될 제 4 다이오드(D4)의 캐소드단과 공통 연결되고, 캐소드단은 제 6 스위치(M6)의 일단에 연결된 다.
제 2 인덕터부(409)는 패널(Cp)과 직렬 LC공진회로를 구성한다. 따라서 상기 제 2 에너지 공급 제어부(408)에 의해 음전압의 에너지가 공급될 때, 패널(Cp)은 제 2 인덕터부(409)를 경유하여 공급되는 공진파형으로 충전되기 시작하여 서스테인음전압까지 충전된다.
제 2 서스테인전압 공급제어부(410)는 제 8 스위치(M8)를 포함하고, 제 8 스위치(M8)의 일단은 서스테인음전압을 공급하는 서스테인 음전압원과 연결되고, 제 8 스위치(M8)는 패널(Cp)에 공급되는 음전압의 에너지가 서스테인음전압이 되었을 때 턴온되어 패널(Cp)이 서스테인음전압을 유지하게 된다. 여기서 제 8 스위치(M8)의 일단은 제 2 공급/회수용 캐패시터(C2)의 타단과 서스테인음전압을 공급하는 서스테인 음전압원의 일단과 공통 연결되고, 외부의 서스테인 음전압원은 상기 서스테인 전압(Vs)의 -0.5배의 전압값(-Vs/2)을 가지는 서스테인음전압을 제 2 서스테인전압 공급제어부(410)에 공급하고, 제 2 서스테인전압 공급제어부(410)는 패널(Cp)이 서스테인 전압(Vs)의 -0.5배의 전압값(-Vs/2)을 유지하도록 하는 것이 더욱 바람직하다.
제 2 에너지 회수제어부(411)는 제 5 스위치(M5)와 제 4 다이오드(D4)를 포함하고, 제 5 스위치(M5)는 턴온되어 서스테인 방전시 무효전력의 음전압성분이 제 2 에너지 저장부(407)의 제 2 공급/회수용 캐패시터(C2)에 회수된다. 제 4 다이오드(D4)는 패널(Cp)로부터 제 5 스위치(M5)를 경유하여 제 2 공급/회수용 캐패시터(C2)쪽으로 흐르는 역전류를 차단한다. 여기서 전류가 흐르는 방향은 음전압의 에 너지가 회수되는 방향의 반대이다. 이러한 제 4 다이오드(D4)는 캐소드 단이 전술한 제 2 에너지 공급 제어부(408)의 제 3 다이오드(D3)의 애노드단과 제 2 인덕터부(409)의 일단과 공통 연결되고, 애노드 단은 제 6 스위치(M6)의 일단에 연결된다.
제 2 기저전압 공급제어부(412)는 제 7 스위치(M7)를 포함하고, 제 7 스위치(M7)의 일단은 외부의 기저 전압원(GND)과 연결되고, 제 2 에너지 저장부(407)에 음전압의 에너지가 -Vs/4까지 충전된 후, 턴온되어 패널(Cp)은 기저 전압원(GND)이 공급하는 기저전압의 전압값(0V)을 유지하게 된다. 여기서 제 7 스위치(M7)의 일단은 기저 전압원(GND)과 제 1 기전전압 공급제어부(405)와 공통 연결되는 것이 더욱 바람직하다.
제 2 전류경로 선택제어부(413)는 제 10 스위치(M10)를 포함하고, 제 10 스위치(M10)의 일단은 전술한 제 2 인덕터부(409)의 타단, 제 2 서스테인 전압공급 제어부(410)의 제 8 스위치(M8)의 타단, 제 2 기저 전압원부(412)의 제 7 스위치(M7)의 타단과 공통 연결되고, 제 10 스위치(M10)의 타단은 패널(Cp)과 연결되고, 전술한 제 2 에너지 공급/회수부(41)에 의해 패널(Cp)의 음전압의 에너지가 공급 또는 회수되는 경우에 턴온되어 패널(Cp)에 음전압의 에너지가 공급 또는 회수되도록 하는 전류경로를 생성한다.
이와 같이 구성된 본 발명의 플라즈마 디스플레이 패널의 서스테인 구동장치에 있어서, 제 1 전류경로 선택제어부(406)의 타단과 제 2 전류경로 선택제어부(413)의 타단은 서로 연결된다.
이와 같은 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 서스테인 구동장치의 구동방법을 도 5와 결부하여 설명하면 다음과 같다.
도 5는 도 4에 도시된 플라즈마 디스플레이 패널의 서스테인 구동장치의 구동방법을 설명하기 위한 도면이다. 도시된 바와 같이 제 1 구간(0~t1)에서는 제 1 스위치(M1)와 제 7 스위치(M7) 및 제 9 스위치(M9)가 턴온되고 나머지 제 2 스위치 내지 제 6 스위치, 제 8 스위치 및 제 10 스위치(M2, M3, M4, M5, M6, M8, M10)는 모두 턴오프 된다. 따라서, 제 1 공급/회수용 캐패시터(C1)에 저장되어 있던 양전압의 에너지, 예컨대 서스테인 전압(Vs)의 0.25배의 전압값(Vs/4)을 가지는 양전압의 에너지가 패널에 공급된다. 양전압의 에너지가 공급되는 경로는 제 1 공급/회수용 캐패시터(C1)로부터 제 1 스위치(M1) - 제 1 다이오드(D1) - 제 1 인덕터(402) - 제 9 스위치(M9) - 패널(Cp)로 이루어진다.
제 2 구간(t1~t2)에서는 제 1 스위치(M1)와 제 7 스위치(M7) 및 제 9 스위치(M9)가 턴온된 상태에서 제 3 스위치(M3)가 턴온되고 나머지 스위치(M2, M4, M5, M6, M8, M10)는 턴오프된 상태를 유지한다. 이에 따라 패널(Cp)에는 서스테인양전압, 예컨대 서스테인 전압(Vs)의 0.5배의 전압값(Vs/2)을 가지는 서스테인양전압이 인가된다. 즉 Vp가 Vs/2가 된다.
제 3 구간(t2~t3)에서는 제 7 스위치(M7) 및 제 9 스위치(M9)가 턴온된 상태에서 제 1 스위치(M1)와 제 3 스위치(M3)가 턴오프되고 제 2 스위치(M2)는 턴온되고, 나머지 스위치(M1, M3, M4, M5, M6, M8, M10)는 턴오프된 상태를 유지한다. 따라서 서스테인 방전시 패널(Cp)의 무효전력 양전압성분이 제 1 공급/회수용 캐패시터(C1)에 양전압의 에너지로 회수된다. 이와 같이 회수되는 에너지의 경로는 패널(Cp) - 제 9 스위치(M9) - 제 1 인덕터부(402) - 제 2 스위치(M2) - 제 1 공급/회수용 캐패시터(C1)로 이루어진다.
제 4 구간(t3~t4)에서는 제 9 스위치(M9)와 제 2 스위치(M2)가 턴온된 상태에서 제 7 스위치(M7)가 턴오프, 제 4 스위치(M4)가 턴온되고 나머지 스위치(M1, M3, M5, M6, M8, M10)는 턴오프 상태를 유지한다. 따라서 패널(Cp)에 인가되는 전압은 그라운드 레벨이 된다.
한편, 전술한 제 1, 2, 3, 4 구간에서는 제 7 스위치(M7)는 턴오프 또는 턴온 상태를 유지해도 관계없다. 그 이유는 제 5 스위치(M5), 제 6 스위치(M6), 제 8 스위치(M8) 및 제 10 스위치(M10)가 턴오프 상태이기 때문에 제 7 스위치(M7)가 턴온 되더라도 전류가 흐를 수 있는 경로가 생성되지 않기 때문이다.
제 5 구간(t4~t5)에서는 제 10 스위치(M10)와 제 6 스위치(M6)가 턴온되고 나머지 스위치들은 모두 턴오프 된다. 따라서 제 2 공급/회수용 캐패시터(C2)에 저장되어 있던 음전압의 에너지, 예컨대 서스테인 전압(Vs)의 -0.25배의 전압값(-Vs/4)을 가지는 음전압의 에너지가 패널(Cp)에 공급된다. 음전압의 에너지가 공급되는 경로는 제 2 공급/회수용 캐패시터(C2)로부터 제 6 스위치(M6) - 제 3 다이오드(D3) - 제 2 인덕터(409) - 제 10 스위치(M10) - 패널(Cp)로 이루어진다. 여기서 음전압의 에너지가 공급되는 경로는 전류가 흐르는 경로와 반대이다.
제 6 구간(t5~t6)에서는 제 10 스위치(M10)와 제 6 스위치(M6)가 턴온된 상 태에서 제 8 스위치(M8)가 턴온되고 나머지 스위치들은 턴오프된 상태를 유지한다. 이에 따라 패널(Cp)에는 서스테인음전압, 예컨대 서스테인 전압(Vs)의 -0.5배의 전압값(-Vs/2)을 가지는 서스테인음전압이 인가된다. 즉 Vp는 -Vs/2가 된다.
제 7 구간(t6~t7)에서는 제 10 스위치(M10)가 턴온된 상태에서 제 6 스위치(M6)와 제 8 스위치(M8)가 턴오프되고 제 5 스위치(M5)는 턴온되고, 나머지 스위치들은 턴오프된 상태를 유지한다. 따라서 서스테인 방전시 패널(Cp)의 무효전력 음전압성분이 제 2 공급/회수용 캐패시터(C2)에 음전압의 에너지로 회수된다.
이와 같이 회수되는 음전압의 에너지의 회수경로는 패널(Cp) - 제 10 스위치(M10) - 제 2 인덕터부(409) - 제 5 스위치(M5) - 제 2 공급/회수용 캐패시터(C2)로 이루어진다. 이때 역시 전류가 흐르는 방향은 전술한 전압의 에너지가 회수되는 경로의 방향과 반대이다.
제 8 구간(t7~t8)에서는 제 10 스위치(M10)와 제 5 스위치(M2)가 턴온된 상태에서 제 7 스위치(M7)가 턴온되고 나머지 스위치들은 턴오프 상태를 유지한다. 따라서 패널(Cp)에 인가되는 전압은 그라운드 레벨이 된다.
도 6은 본 발명의 플라즈마 디스플레이 패널의 서스테인 구동장치의 구동파형을 나타낸 도면이다. 도시된 바와 같이 제 1 구간(0~t1)에서는 제 1 에너지저장부에서 패널로 제 1 공급/회수용 캐패시터에 저장된 양전압(Vs/4)의 에너지가 모두 공급되기 때문에 제 1 인덕터 전류(IL1)는 0A(Zero 암페아)에서 시작하여 최대전류값까지 상승하였다가 다시 0A로 떨어지고, 패널로 인가되는 전압(Vp)은 Vs/2까지 상승한다. 또한 제 2 인덕터에는 전류가 흐르지 않기 때문에 제 2 인덕터 전류(IL2)는 0A를 유지한다.
제 2 구간(t1~t2)에서는 제 3 스위치가 턴온되어 패널로 공급되는 에너지를 Vs/2의 전압으로 유지하기 때문에, 패널로 인가되는 전압(Vp)은 Vs/2를 유지하고, 제 1 인덕터 및 제 2인덕터에 흐르는 전류(IL1, IL2)는 0A를 유지한다.
제 3 구간(t2~t3)에서는 제 2 스위치(M2)는 턴온되어 패널에 공급된 전압이 제 1 에너지저장부로 모두 회수되기 때문에, 패널로 인가되는 전압은 Vs/2에서 0V로 떨어지고, 제 1 인덕터 전류(IL1)는 최저인덕터전류치까지 하강하였다가 다시 0A로 상승하고, 제 2 인덕터 전류(IL2)는 0A를 유지한다.
제 4 구간(t3~t4)에서는 제 4 스위치가 턴온되어 패널로 인가되는 전압(Vp)의 전압값을 0V로 유지하기 때문에, Vp는 0V를 유지하고, 제 1 인덕터 전류(IL1) 및 제 2 인덕터 전류(IL2)도 0A를 유지한다.
제 5 구간(t4~t5)에서는 제 10 스위치와 제 6 스위치가 턴온되어 제 2 에너지 저장부에서 패널로 음전압의 에너지가 모두 공급되기 때문에, Vp는 0V에서 -Vs/2로 떨어지고, 제 1 인덕터 전류(IL1)는 0A를 유지하고, 제 2 인덕터 전류(IL2)는 최저인덕터전류치까지 하강하였다가 다시 0A로 상승한다.
제 6 구간(t5~t6)에서는 제 8 스위치(M8)가 턴온되어 패널로 공급되는 전압을 -Vs/2로 유지하기 때문에, Vp는 -Vs/2를 유지하고, 제 1 인덕터 전류(IL1) 및 제 2 인덕터 전류(IL2)는 0A를 유지한다.
제 7 구간(t6~t7)에서는 제 5 스위치(M5)는 턴온되어 패널에 공급된 음전압의 에너지가 제 2 에너지 저장부(407)로 모두 회수되기 때문에, Vp는 -Vs/2에서 0V로 상승하고, 제 1 인덕터 전류(IL1)는 0A를 유지하고, 제 2 인덕터 전류(IL2)는 최고인덕터전류치까지 상승하였다가 다시 0A로 하강한다.
제 8 구간(t7~t8)에서는 제 7 스위치(M7)가 턴온되어 패널로 공급되는 전압을 0V로 유지하기 때문에, Vp는 0V를 유지하고, 제 1 인덕터 전류(IL1) 및 제 2 인덕터 전류(IL2)는 0A를 유지한다.
이와 같이 동작되는 본 발명의 플라즈마 디스플레이 패널의 서스테인 구동장치는 서스테인 기간에 선택된 셀의 방전을 유지하기 위하여 서로 반대극성의 전압 레벨을 가지고, 전압차가 서스테인 전압(Vs)인 서스테인양전압과 서스테인음전압을 Y전극에 교번적으로 인가하고, 이와 동시에 서스테인양전압과 서스테인음전압을 상기 Y전극에 교번적으로 인가하는 순서의 반대로 Z전극에 서스테인양전압과 서스테인음전압을 교번적으로 인가하는데, 바람직하게는 서스테인양전압은 서스테인 전압(Vs)의 0.5배의 전압값(Vs/2)을 가지고, 서스테인양전압은 서스테인 전압(Vs)의 -0.5배의 전압값(-Vs/2)을 가진다. 예를 들면, Y전극에 Vs/2의 전압을 공급하는 경우에는 Z전극에 -Vs/2의 전압을 공급하고, 이와 교번적으로 Y전극에 -Vs/2의 전압을 공급하는 경우에는 Z전극에 Vs/2의 전압을 공급한다. 따라서, 패널에 공급되는 전압은 서스테인 전압(Vs)의 전압차를 유지할 수 있는 것이다. 이에 따라, 종래의 플라즈마 디스플레이 패널의 서스테인 구동장치에 비해 더 낮은 정격전압을 가지는 소자들로도 서스테인 구동장치를 구성하고, 상기 서스테인 구동장치로 서스테인 전압 Vs를 패널에 안정적으로 공급할 수 있게 되어, 본 발명의 플라즈마 디스플레이 패널의 서스테인 구동장치의 제조시 그 제조단가를 줄일 수 있게 되고, 또한 높은 스위칭 주파수로 동작되는 플라즈마 디스플레이 패널의 서스테인 구동장치의 구동시에 회로의 발열로 소모되는 전력이 감소하여 서스테인 구동효율이 증가한다.
이상에서 보는 바와 같이, 상술한 본 발명의 기술적 구성은 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자가 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 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 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 서스테인 구동장치는, 플라즈마 디스플레이 패널의 서스테인 구동장치의 제조시 제조 단가를 감소시킬 수 있고, 플라즈마 디스플레이 패널의 서스테인 구동장치의 구동시에 발열로 소모되는 전력을 감소시켜 구동효율을 높이는 효과가 있다.

Claims (11)

  1. 서스테인 기간에 선택된 셀의 방전을 유지하기 위하여 교번된 서스테인 전압(Vs)을 Y전극 및 Z전극에 인가하는 서스테인 구동장치를 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널에 있어서,
    상기 서스테인 구동장치는,
    서로 반대극성의 전압 레벨을 가지고 전압차가 서스테인 전압(Vs)인 두 신호 서스테인양전압과 서스테인음전압이 Y전극에 교번적으로 인가되고, 상기 서스테인양전압과 서스테인음전압이 상기 Y전극에 교번적으로 인가되는 순서와 반대로 Z전극에 교번적으로 인가되며 Y, Z전극에 각각 가해지는 서스테인 펄스 전압의 절대 크기가 서스테인 전압(Vs) 크기의 0.5배(Vs/2)를 넘지 않도록 인가되어 방전을 유지하게 하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 서스테인 구동장치.
  2. 양전압의 에너지를 패널에 공급하고 회수하는 제 1 에너지 공급/회수부;
    상기 제 1 에너지 공급/회수부가 패널로 양전압의 에너지를 공급하고 패널의 양전압의 에너지를 회수하기 위한 전류경로를 스위칭하여 제어하는 제 1 전류경로 선택제어부;
    음전압의 에너지를 패널에 공급하고 회수하는 제 2 에너지 공급/회수부; 및
    상기 제 2 에너지 공급/회수부가 패널로 음전압의 에너지를 공급하고 패널의 음전압의 에너지를 회수하기 위한 전류경로를 스위칭하여 제어하는 제 2 전류경로 선택제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 서스테인 구동장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 에너지 공급/회수부는,
    상기 서스테인 전압(Vs)의 0.25배의 전압값(Vs/4)을 가지는 양전압의 에너지를 저장하는 제 1 에너지 저장부;
    상기 제 1 에너지 저장부에 저장된 양전압의 에너지를 공진을 통하여 패널에 공급하는 제 1 인덕터부;
    상기 제 1 인덕터부를 통하여 상기 패널에 양전압의 에너지가 공급되도록 스위칭 동작을 하는 제 1 에너지 공급제어부;
    외부의 서스테인 양전압원으로부터 공급되는 전압으로 상기 패널이 서스테인양전압을 유지하게 하기 위한 제 1 서스테인전압 공급제어부;
    상기 패널에 공급된 양전압의 에너지를 회수하도록 스위칭 동작을 하는 제 1 에너지 회수제어부; 및
    외부의 기저전압원으로부터 공급되는 전압으로 상기 패널에 기저전압을 공급하기 위한 제 1 기저전압 공급제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 서스테인 구동장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 외부의 서스테인 양전압원은,
    서스테인 전압(Vs)의 0.5배의 전압값을(Vs/2) 가지는 서스테인양전압을 상기 제 1 서스테인전압 공급제어부로 공급하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 서스테인 구동장치.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 1 서스테인전압 공급제어부는,
    상기 패널이 서스테인 전압(Vs)의 0.5배의 전압값을(Vs/2) 가지는 서스테인양전압을 유지하게 하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 서스테인 구동장치.
  6. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 전류경로 선택제어부는,
    일단이 상기 제 1 에너지 공급/회수부의 출력단과 연결되고, 타단은 패널과 상기 제 2 전류경로 선택제어부의 일단과 공통 연결되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 서스테인 구동장치.
  7. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 2 에너지 공급/회수부는,
    상기 서스테인 전압(Vs)의 -0.25배의 전압값(-Vs/4)을 가지는 음전압의 에너지를 저장하는 제 2 에너지 저장부;
    상기 제 2 에너지 저장부에 저장된 음전압의 에너지를 공진을 통하여 패널에 공급하는 제 2 인덕터부;
    상기 제 2 인덕터부를 통하여 상기 패널에 음전압의 에너지가 공급되도록 스위칭 동작을 하는 제 2 에너지 공급제어부;
    외부의 서스테인 음전압원으로부터 공급되는 전압으로 상기 패널이 서스테인 음전압을 유지하게 하기 위한 제 2 서스테인전압 공급제어부;
    상기 패널에 공급된 음전압의 에너지를 회수하도록 스위칭 동작을 하는 제 2 에너지 회수제어부; 및
    외부의 기저전압원으로부터 공급되는 전압으로 상기 패널에 기저전압을 공급하기 위한 제 2 기저전압 공급제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 서스테인 구동장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 제 2 에너지 저장부는,
    일단이 상기 제 2 에너지 회수제어부의 일단 및 제 2 에너지 공급제어부의 일단과 공통 연결되고, 타단은 서스테인 음전압원에 연결된 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 서스테인 구동장치.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 외부의 서스테인 음전압원은,
    서스테인 전압(Vs)의 -0.5배의 전압값을(-Vs/2) 가지는 서스테인음전압을 상기 제 2 서스테인전압 공급제어부로 공급하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 서스테인 구동장치.
  10. 제 7 항에 있어서,
    상기 제 2 서스테인전압 공급제어부는,
    상기 패널이 서스테인 전압(Vs)의 -0.5배의 전압값을(-Vs/2) 가지는 서스테인음전압을 유지하게 하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 서스테인 구동장치.
  11. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 2 전류경로 선택제어부는,
    일단이 상기 제 2 에너지 공급/회수부의 출력단과 연결되고, 타단은 패널과 상기 제 1 전류경로 선택제어부의 일단과 공통 연결되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 서스테인 구동장치.
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