KR100694731B1

KR100694731B1 - 전력 회수 회로, 플라즈마 디스플레이 및 플라즈마디스플레이용 모듈

Info

Publication number: KR100694731B1
Application number: KR1020050120379A
Authority: KR
Inventors: 유따까 구보따; 노리오 오까자끼; 가즈마사 아라이
Original assignee: 산요덴키가부시키가이샤
Priority date: 2004-12-17
Filing date: 2005-12-09
Publication date: 2007-03-14
Also published as: KR20060069266A; CN100423056C; US20060145954A1; JP2006171510A; JP4664664B2; CN1790458A

Abstract

스위칭 소자의 오동작이 억지된 전력 회수 회로 및 플라즈마 디스플레이를 제공하는 것을 목적으로 하고 있다. 이를 해결하기 위하여, 패널(C1)로부터 회수한 전력을 축적하는 컨덴서(C2)와, 컨덴서(C2)를 방전시키는 제3 스위칭 소자(Q3)와, 컨덴서(C2)를 충전시키는 제4 스위칭 소자(Q4)와, Q4를 제어하는 제어 신호를 컨덴서(C2)의 전압 레벨로 시프트하는 레벨 시프트부(28)를 구비하고, Q4의 임계값 전압을 Q3의 임계값 전압보다도 높게 하고 있다. 따라서, 컨덴서(C2)의 전압 저하에 수반하여, Q4가 오동작하는 것을 방지할 수 있다.

스위칭 소자, 전력 회수 회로, 플라즈마 디스플레이, 레벨 시프트

Description

전력 회수 회로, 플라즈마 디스플레이 및 플라즈마 디스플레이용 모듈{POWER RECOVERY CIRCUIT, PLASMA DISPLAY AND MODULE FOR PLASMA DISPLAY}

도 1은 본 발명의 플라즈마 디스플레이의 표시 패널을 도시하는 도면.

도 2는 본 발명의 플라즈마 디스플레이의 전기적 구성을 도시하는 도면.

도 3은 본 발명의 구동 회로 및 전력 회수 회로의 구성을 도시하는 회로도.

도 4는 본 발명의 구동 회로 및 전력 회수 회로를 설명하기 위한 도면으로서, (A)는 회로도이며, (B) ~ (H)는 파형도.

도 5는 본 발명의 구동 회로 및 전력 회수 회로를 구성하는 스위칭 소자의 특성을 도시하는 그래프.

도 6은 본 발명의 구동 회로 및 전력 회수 회로가 내장된 회로 모듈을 도시하는 도면으로서, (A) 및 (B)는 단면도.

도 7은 종래의 구동 회로 및 전력 회수 회로의 구성을 도시하는 회로도.

도 8은 종래의 구동 회로 및 전력 회수 회로의 동작을 설명하는 도면으로서, (A)는 회로도, (B)는 파형도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : 패널

11 : X 전극

12 : Y 전극

13 : 격벽

14 : 어드레스 전극

20 : 디스플레이

21 : X 전극 구동 회로

22 : Y 전극 구동 회로

23 : 어드레스 전극 구동 회로

24 : 주사 회로

25 : 제어 회로

26, 27 : 전력 회수 회로

28 : 레벨 시프트부

Q1 ∼ Q4 : 스위칭 소자

50 : 회로 모듈

51 : 실장 기판

52 : 컨덴서

53 : 방열 핀

54 : 도전로

60 : 혼성 집적 회로 장치

61 : 회로 기판

62 : 절연층

63 : 도전 패턴

65A : 스위칭 소자

65B : IC

66 : 리드

<특허 문헌1> 일본 특공평07-109542호 공보

본 발명은 전력 회수 회로, 플라즈마 디스플레이 및 플라즈마 디스플레이용 모듈에 관한 것으로, 특히 전력 회수 회로를 구성하는 스위칭 소자의 오동작을 방지하는 전력 회수 회로, 플라즈마 디스플레이 및 플라즈마 디스플레이용 모듈에 관한 것이다.

플라즈마 디스플레이 패널(이하, PDP라고 약칭함)은, 박형 구조이고 깜박거림이 없어 표시 콘트라스트 비가 크다. 또한, PDP는 비교적 대화면으로 하는 것이 가능하고, 응답 속도가 빨라, 자발광형으로 형광체의 이용에 의해 다색 발광도 가능하다. 이 때문에, 최근 컴퓨터 관련의 표시 장치의 분야 및 컬러 화상 표시의 분야 등에서 널리 이용되고 있다.

PDP에서는, 용량성의 부하인 패널에 전압을 공급하기 위한 구동 회로가 필요하다. 또한, 패널로부터 전력을 회수하기 위한 전력 회수 회로도 이용된다(하기 특허 문헌1을 참조).

도 7은 PDP를 구동시키는 구동 회로(100) 및 회수 회로(101)의 일례를 도시하고 있다. 구동 회로(100)에서는, 컨트롤 IC인 IC1로부터의 제어 신호에 기초하여, 제1 스위칭 소자(Q1) 및 제2 스위칭 소자(Q2)가 스위칭한다. 이하의 설명에서는, 제1 스위칭 소자(Q1) 및 제2 스위칭 소자(Q2)를, 단순히 Q1 및 Q2라고 부르는 경우도 있다. Q1과 Q2는 직렬로 접속되어 있고, Q1과 Q2의 접속점은 패널(C1)에 접속되어 있다. Q1의 드레인 전극은 전원 Vcc에 접속되고, Q2의 소스 전극은 접지되어 있다. Q1 및 Q2가 스위칭함으로써 패널(C1)의 충전 및 방전이 행하여진다.

회수 회로(101)는, 코일 L 및 컨덴서 C2와, 제3 스위칭 소자(Q3)와, 제4 스위칭 소자(Q4)와, 컨트롤 IC인 IC2와, 레벨 시프트부(103)를 갖는다. 이하의 설명에서는, 제3 스위칭 소자(Q3) 및 제4 스위칭 소자(Q4)를, 단순히 Q3 및 Q4라고 부르는 경우도 있다. 코일 L 및 컨덴서 C2는 직렬로 접속되어 있고, 패널(C1)에 축적된 전하의 일부가 컨덴서 C2에 충전된다. 전원 Vcc의 전압이 180 V인 경우, 컨덴서 C2에는 90 V의 전압이 축적된다.

제3 스위칭 소자(Q3)와, 제4 스위칭 소자(Q4)는 직렬로 접속되고, 양자의 접속점에 코일 L이 접속하고 있다. 또한, Q3의 드레인 전극 및 Q4의 소스 전극은 컨덴서 C2에 접속되어 있다.

레벨 시프트부(103)는, IC2로부터 발생하는 제어 신호를 Q4의 소스 전극의 전압을 기준으로 한 제어 신호로 레벨 시프트하는 회로이다. 여기서는, Q4의 소스 전극은 90 V 정도로 충전되는 컨덴서 C2에 접속되어 있다. 따라서, IC2로부터의 제어 신호는 90 V를 기준으로 한 제어 신호로 레벨 시프트되어, 제4 스위칭 소자(Q4)의 게이트 전극에 공급된다.

도 8을 참조하여, 전술된 바와 같이 구성된 구동 회로 및 회수 회로의 동작을 설명한다. 도 8의 (A)는 회로의 동작을 도시하는 회로도이며, 도 8의 (B)는 패널(C1)의 전압 Vp의 경시 변화를 나타내는 그래프이다.

도 8의 (A) 및 도 8의 (B)를 참조하여, PDP의 구동 회로의 유지 방전 동작을 설명한다. 여기서는, 유지 방전을 행하는 동작을 상태1 ∼ 상태4로 나누어 설명한다. 또한, 도 8의 (A)에서는, 각 상태에서는 전류의 흐름을 (1) ∼ (4)의 경로로 도시하고 있다.

상태 1에서는, 컨덴서 C2에 축적된 전하를 패널(C1)에 충전시킨다. 구체적으로는, 제3 스위칭 소자(Q3)를 ON시키고, 패널(C1) 및 코일 L로 이루어지는 공진 회로를 형성하고, 패널(C1)을 충전한다. 이 동작에 의해, 패널(C1)의 전압은, 예를 들면 180 V 근방까지 상승한다.

상태2에서는 제1 스위칭 소자(Q1)를 ON시키고, 패널(C1)의 전압 Vp를 전원 전압(예를 들면 180 V)인 Vcc로 클램프한다. 이 상태에서는, PDP의 픽셀에 대하여, 방전 전류가 흘러 발광하고 있다.

상태3에서는, 패널(C1)에 축적된 전하를 컨덴서 C2에 회수한다. 구체적으로는, 제4 스위칭 소자(Q4)를 온시킴으로써, 패널(C1) 및 코일 L로 이루어지는 공진 회로가 다시 형성되고, 컨덴서 C2가 충전된다. 이 결과, 컨덴서 C2의 전압은, 패널(C1)의 절반의 전압인 90 V 정도로 된다. 이 시점에서, 패널(C1)의 전압 Vp는 어스 레벨까지 강하한다.

상태4에서는, 제2 스위칭 소자(Q2)를 온시키고, 패널(C1)의 전압 Vp를 어스 레벨로 클램프한다.

상기한 유지 방전 동작을 반복함으로써, PDP의 표시가 행하여진다. 또한, 상기한 회로에서는, 패널(C1)에 축적된 전하가 회수되어 재이용되므로, 전력 절약화의 이점이 있었다.

그러나, 상기한 플라즈마 디스플레이의 구동 회로 및 회수 회로에서는, 이들 회로를 구성하는 스위칭 소자가 오동작할 우려가 있었다.

구체적으로는, 도 8의 (A)를 참조하면, 상태1에서 Q3을 ON시켜 컨덴서 C2를 방전시키면, 컨덴서 C2가 약간 전압 강하한다. 이 전압 강하의 값은 4 V ∼ 5 V 정도이다. 또한, 컨덴서 C2는 Q4의 소스 전극에 접속되어 있다. 따라서, 컨덴서 C2의 전압 강하에 수반하여, Q4의 소스 전극의 전위도 강하한다. 한편, Q4의 게이트 전압은, 컨덴서 C3 및 다이오드 D1의 작용에 의해, 일정하게 유지되고 있다. 이러한 것들로부터, 컨덴서 C2의 전압 강하에 의해, Q4의 소스·게이트 사이의 전압은 상승한다.

Q4의 임계값 전압이 4 V 정도로 낮은 경우, 전술된 바와 같이 소스·게이트사이의 전압이 상승함으로써, Q4가 상태1에서 ON 동작으로 되어 오동작한다. 이 오동작에 의해 Q4가 과도하게 온도 상승하여 파괴될 우려도 있었다.

본 발명은, 상기 문제점을 감안하여 이루어진 것으로, 본 발명의 주된 목적 은 스위칭 소자의 오동작을 억지하는 전력 회수 회로 및 플라즈마 디스플레이를 제공하는 것에 있다.

본 발명은, 구동 회로에 의해 구동되는 용량 부하로부터 전력을 회수하는 전력 회수 회로에서, 상기 용량 부하로부터 회수한 전력을 축적하는 컨덴서와, 상기 컨덴서를 방전시키는 제1 스위칭 소자와, 상기 컨덴서를 충전시키는 제2 스위칭 소자와, 상기 제2 스위칭 소자를 제어하는 제어 신호를 상기 컨덴서의 전압 레벨로 시프트하는 레벨 시프트부를 구비하고, 상기 제2 스위칭 소자는, 상기 제1 스위칭 소자가 온함으로써 상기 컨덴서의 전압이 저하해도, OFF 동작을 유지하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 도 4의 (A)를 참조하면, 전술한 제1 스위칭 소자는, 예를 들면 Q3이며, 제2 스위칭 소자는 Q4이다.

또한, 본 발명은 용량 부하를 구동시키는 구동 회로와, 상기 용량 부하로부터 전력을 회수하는 전력 회수 회로를 구비하는 플라즈마 디스플레이에서, 상기 구동 회로는 상기 용량 부하를 충전시키는 제1 스위칭 소자와, 상기 용량 부하를 방전시키는 제2 스위칭 소자를 구비하고, 상기 전력 회수 회로는, 상기 용량 부하로부터 회수한 전력을 축적하는 컨덴서와, 상기 컨덴서를 방전시키는 제3 스위칭 소자와, 상기 컨덴서를 충전시키는 제4 스위칭 소자와, 상기 제4 스위칭 소자를 제어하는 제어 신호를 상기 컨덴서의 전압 레벨로 시프트하는 레벨 시프트부를 구비하고, 상기 제4 스위칭 소자는, 상기 제3 스위칭 소자가 온함으로써 상기 컨덴서의 전압이 저하해도 OFF 동작을 유지하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 도 4의 (A)를 참조하면, 전술한 제1 스위칭 소자는 Q1이며, 제2 스위칭 소자는 Q2이며, 제3 스위칭 소자는 Q3이며, 제4 스위칭 소자는 Q4이다.

또한, 본 발명은, 구동 회로에 의해 구동되는 용량 부하로부터 전력을 회수하는 전력 회수 회로가 내장되고, 실장 기판의 표면에 고착된 혼성 집적 회로 장치를 구비하는 플라즈마 디스플레이용 모듈에서, 상기 전력 회수 회로는, 상기 용량 부하로부터 회수한 전력을 축적하는 컨덴서와, 상기 컨덴서를 방전시키는 제1 스위칭 소자와, 상기 컨덴서를 충전시키는 제2 스위칭 소자와, 상기 제2 스위칭 소자를 제어하는 제어 신호를 상기 컨덴서의 전압 레벨로 시프트하는 레벨 시프트부를 구비하고, 상기 제2 스위칭 소자는, 상기 제1 스위칭 소자가 온함으로써 상기 컨덴서의 전압이 저하해도, OFF 동작을 유지하고, 상기 제1 스위칭 소자 및 상기 제2 스위칭 소자는 상기 혼성 집적 회로 장치에 내장되며, 상기 컨덴서는 상기 실장 기판에 직접 고착되고, 상기 실장 기판의 표면에 형성된 도전로를 통하여 상기 제1 스위칭 소자 및 상기 제2 스위칭 소자와 상기 컨덴서를 접속하는 것을 특징으로 한다.

<실시예>

도 1은 플라즈마 디스플레이의 패널(10)의 개요를 도시하는 평면도이다. 표시용의 패널(10)에는, 평행하게 배치된 X 전극(11) 및 Y 전극(12)이 형성되고, 이 들에 직교하도록 어드레스 전극(14)이 형성되어 있다. X 전극(11) 및 Y 전극(12)은, 주로 발광 표시를 행하기 위한 유지 방전을 행하는 전극이다. 이 X 전극(11)과 Y 전극(12) 사이에, 반복하여 전압 펄스를 인가함으로써 유지 방전을 행한다. 한편, 어드레스 전극(14)은 발광시키는 방전 셀을 선택하기 위한 전극으로서, Y 전극(12)과 어드레스 전극(14) 사이에 방전 셀을 선택하기 위한 기입 방전을 행하는 전압을 인가한다. 어드레스 전극(14)끼리의 사이에는, 방전 셀을 구획하기 위한 격벽(13)이 형성되어 있다.

플라즈마 디스플레이의 방전은 온 또는 오프의 2치의 값밖에 얻을 수 없으므로, 발광의 횟수로 밝기를 표현하고 있다. 즉, 요구되는 셀의 휘도에 따라 발광의 횟수가 조정된다.

도 2는 플라즈마 디스플레이 장치의 전기적 구성을 도시하는 도면이다. 도 2에 도시하는 플라즈마 디스플레이 장치는, 디스플레이(20)와, X 전극 구동 회로(21)와, Y 전극 구동 회로(22)와, 어드레스 전극 구동 회로(23)와, 주사 회로(24)와, 제어 회로(25)를 포함한다. 또한, X 전극(11) 및 Y 전극(12)에는, 각각 전력 회수 회로(26, 27)가 접속되어 있다.

제어 회로(25)에는, 외부로부터 동기 신호, 클럭 신호 및 RGB 신호 등의 각종 신호가 공급된다. 이들 각종 신호에 기초하여, 제어 회로(25)는 각 구동 회로를 제어하여, 표시 데이터를 디스플레이(20)에 표시한다. 주사 회로(24)가 Y 전극(12)을 주사하고, 어드레스 전극 구동 회로(23)가 어드레스 전극(14)을 구동함으로써, 데이터를 디스플레이(20)에 기입하기 위한 기입 방전이 행하여진다. 또한, X 전극 구동 회로(21) 및 Y 전극 구동 회로(22)에 의해, 데이터가 기입된 셀에서, 유지 방전이 행하여진다. 또한, 전력 회수 회로(26 및 27)는, 전극 사이에 축적된 전하를 회수하여 재이용하는 작용을 갖는다.

이상이 플라즈마 디스플레이의 개요이다. 다음에 도 3 이후를 참조하면서, 전극 구동 회로 및 전력 회수 회로를 상세히 설명한다.

도 3은 본 발명의 X 전극 구동 회로(21)(또는 Y 전극 구동 회로(22)) 및 전력 회수 회로(26)의 구성을 도시하는 회로도이다. 도 8과 공통되는 요소에는 동일 부호를 붙여 둔다.

X 전극 구동 회로(21)는, 직렬로 접속된 제1 스위칭 소자(Q1) 및 제2 스위칭 소자(Q2)와, 이들 스위칭 소자를 제어하는 IC1을 구비한다. 이하의 설명에서는, 제1 스위칭 소자(Q1) 및 제2 스위칭 소자(Q2)를 단순히 Q1 및 Q2라고 부르는 경우도 있다. Q1 및 Q2의 접속점은, 용량성의 부하인 패널(C1)이 접속된다. Q1의 드레인 전극은 전원 Vcc와 접속되고, Q2의 소스 전극은 접지되어 있다.

Q1 및 Q2는 MOSFET(Metal - Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)또는 IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)이다. Q1과 IC1 사이에는 증폭 회로가 설치되어 있고, 이 증폭 회로에 의해, 예를 들면 4 V 정도의 제어 신호가 15 V 정도까지 증폭된다. 이와 같이 제어 신호를 증폭함으로써, Q1의 스위칭을 순간적으로 행할 수 있다. 또한, Q1과 IC1 사이에는 저항 R1이 설치되고, 이 저항에 의해 Q1의 동작이 안정화된다. 전술한 증폭 회로 및 저항의 구조는, 다른 스위칭 소자도 마찬가지이다.

전력 회수 회로(26)는, 직렬로 접속된 제3 스위칭 소자(Q3) 및 제4 스위칭 소자(Q4)를 구비한다. 이하의 설명에서는, 제3 스위칭 소자(Q3) 및 제4 스위칭 소자(Q4)를 Q3 및 Q4이라고 부르는 경우도 있다. Q3의 드레인 전극 및 Q4의 소스 전극은 컨덴서 C2에 접속되어 있다. 또한, Q3과 Q4의 접속점은 코일 L을 통하여 패널(C1)에 접속되어 있다. 또한, 전력 회수 회로(26)는, Q4의 게이트 전위를 레벨 시프트하기 위한 레벨 시프트부(28)를 포함하고 있다.

컨덴서 C2는 패널(C1)로부터 방전된 전하를 축적하기 위한 것으로 큰 용량을 갖는다. 구체적으로는, 플라즈마 디스플레이의 패널이 42 인치 ∼ 50 인치 정도의 경우에는, 컨덴서 C2의 용량은 8 ㎌ ∼ 16㎌ 정도로 된다.

코일 L은 패널(C1)과 직렬의 공진 회로를 형성하고 있다. 이것에 의해, 컨덴서 C2에는 패널(C1)의 반의 전압이 충전된다. 예를 들면, 패널(C1)에 180 V의 전압이 충전된 경우에는 컨덴서 C2에는 90 V의 전압이 충전된다.

레벨 시프트부(28)는 Q4의 소스 전극과 게이트 전극 사이의 경로에 병렬로 접속된 저항 R5 및 제너 다이오드 D1과, Q4의 게이트 전극과 IC2 사이에 설치된 컨덴서 C3을 포함하고 있다. 이 레벨 시프트부(28)를 설치함으로써, IC2로부터 발생하는 제어 신호가 컨덴서 C2의 전압을 기준으로 한 전압으로 레벨 시프트된다. 예를 들면, 0 V ∼ 15 V 사이에서 천이하는 제어 신호가 90 V ∼ 105 V 사이에서 천이하는 신호로 레벨 시프트된다.

또한, Q3의 드레인 전극 및 Q4의 소스 전극에는 다이오드가 접속되어 있다. 이것에 의해 Q3 및 Q4에 역 바이어스가 작용하는 것을 방지할 수 있다.

도 4를 참조하여 다음에, 상기한 회로의 동작을 설명한다. 도 4의 (A)는 X 전극 구동 회로(21) 및 전력 회수 회로(26)의 회로도이다. 도 4의 (B)는 패널(C1)에 충전되는 전압의 파형도이다. 도 4의 (C)부터 도 4의 (F)는 스위칭 소자(Q1, Q2, Q3, Q4)를 흐르는 전류값을 도시하는 파형도이다. 도 4의 (G)는 컨덴서 C2의 전압을 도시하는 파형도이다. 도 4의 (H)는 Q4의 소스·게이트 사이의 전압을 도시하는 파형도이다.

도 4의 (A)에 도시한 회로도의 동작을 설명한다. 여기서는, 패널(C1)의 방전 유지를 행하는 동작을, 상태1 내지 상태4로 나누어 설명한다. 도 4의 (A)에서는, 각 상태에서는 전류의 흐름을 (1)부터 (4)의 번호를 붙인 경로로 나타내고 있다.

상태1에서는 컨덴서 C2에 충전된 전하에 의해 패널(C1)을 충전시킨다. 구체적으로는, 이 상태에서는 앞회의 유지 방전의 동작에 의해, 컨덴서 C2에는, 예를 들면 90 V 정도의 전압이 충전되어 있다. 이 상태에서, 제3 스위칭 소자(Q3)를 ON시키고, 패널(C1) 및 코일 L로 이루어지는 공진 회로를 경유하여, 패널(C1)을 충전한다. 이 동작에 의해, 패널(C1)의 전압은, 예를 들면 180 V 근방까지 상승한다. Q3을 통과하는 전류의 흐름은 도 4의 (E)에 도시하는 파형으로 된다. 또한, 이 상태에서는 Q3이 ON 상태이며, Q1, Q2 및 Q4는 OFF 상태이다.

상태2에서는 제1 스위칭 소자(Q1)를 ON시키고, 패널(C1)의 전압 Vp를 전원 전압(예를 들면 180 V)인 Vcc로 클램프한다. 이 상태에서는, PDP의 픽셀에 대하여, 방전 전류의 경로가 형성되어 있다. Q1을 통과하는 전류는 도 4의 (C)에 도시 하는 파형으로 된다. 이 상태에서는, Q1이 ON 상태이며, Q2, Q3 및 Q4가 OFF 상태이다.

상태3에서는, 패널(C1)에 충전된 전하를 컨덴서 C2에 회수한다. 구체적으로는, 제4 스위칭 소자(Q4)를 온시킴으로써, 패널(C1) 및 코일 L로 이루어지는 공진 회로가 다시 형성되고, 컨덴서 C2가 충전된다. 이 결과, 컨덴서 C2의 전압은 패널(C1)의 반의 전압인 90 V 정도로 된다. 이 시점에서, 패널(C1)의 전압 Vp는 어스 레벨까지 강하한다. 이 상태에서 Q4를 통과하는 전류는 도 4의 (F)에 도시하는 파형으로 된다. 또한, 이 상태에서는, Q4가 ON 상태이며, Q1, Q2 및 Q3이 OFF 상태이다.

상태4에서는 제2 스위칭 소자(Q2)를 온시키고, 패널(C1)의 전압 Vp를 어스 레벨로 클램프한다. 또한, 패널(C1)의 반대측에는 Y 전극 구동 회로(22)가 접속되어 있고, 패널(C1)에 온의 픽셀이 있는 경우에는 방전 전류가 흐른다. 이 상태에서 Q2를 통과하는 전류는, 도 4의 (D)에 도시하는 파형으로 된다. 또한, 이 상태에서는 Q2가 ON 상태이며, Q1, Q3 및 Q4는 OFF 상태이다.

본 발명의 특징은, MOSFET 또는 IGBT인 Q4의 임계값 전압을 높게 함으로써, Q4의 오동작을 방지한 점에 있다. 이 점을, 도 4의 (A), 도 4의 (G) 및 도 4의 (H)를 참조하여 설명한다. 도 4의 (G)는 컨덴서 C2의 전압을 나타내는 파형도이며, 도 4의 (H)는 Q4의 게이트·소스간 전압을 나타내는 파형도이다.

도 4의 (G)를 참조하면, 상태1에서, Q3을 온시킴으로써 컨덴서 C2에 충전된 전하를 패널(C1)에 공급하면, 컨덴서 C2의 전압이 약간 저하한다. 구체적으로는, 컨덴서 C2의 전압은 4 V 정도 저하하여 86 V 정도로 된다. 또한, 컨덴서 C2는 Q4의 소스 전극에 접속되어 있으므로, Q4의 소스 전극의 전압도 4 V 정도 저하한다.

한편, Q4의 게이트 전극은 컨덴서 C3 및 다이오드 D1의 작용에 의해, OFF 동작 시에는 90 V 정도로 유지되고 있다. 이것으로부터, 컨덴서 C2의 전압 저하에 수반하여, Q4의 게이트·소스간의 전압이 4 V 정도 상승한다. 따라서, Q4의 임계값 전압이 4 V 정도 이하이면, 상태1에서 Q4가 ON 동작하는 오동작이 발생한다. 이 오동작이, Q4의 과열 등의 문제를 야기한다.

도 4의 (H)를 참조하면, 본 형태에서는, Q4의 임계값 전압을 다른 스위칭 소자보다도 높게 함으로써, 상기 오동작을 억지하고 있다. 예를 들면, Q4의 임계값 전압을 6 V로부터 8 V 정도로 함으로써, 컨덴서 C2의 전압이 저하하는 것에 의한 오동작이 억지된다. 즉, Q4는 OFF 동작을 유지한다. 이것은, Q4의 임계값 전압이 C2의 전압 강하의 값보다도 크기 때문이다. 또한, Q4의 임계값 전압을 높게 하면 높은 구동 전압이 필요하게 되지만, 본 형태에서는 15 V 정도의 높은 제어 신호를 이용하고 있으므로, Q4의 ON 동작은 문제없이 행할 수 있다.

또한, Q1, Q2 및 Q3에 관해서는, 임계값이 4 V 정도의 스위칭 소자를 그대로 이용해도 된다. 이들 스위칭 소자는, 소스 전극이 컨덴서 C2에 접속되어 있지 않으므로, C2의 전압 저하에 수반하는 게이트·소스간 전압의 변동은 없다. 또한, 가능한 한 임계값이 낮은 스위칭 소자를 채용함으로써, 스위칭 소자를 흐르는 전류가 흐르기 쉽게 되는 이점이 있다.

도 5의 그래프를 참조하면, 다음에, 상기한 스위칭 소자의 특성을 설명한다. 이 그래프에서는 횡축이 게이트에 인가하는 전압을 나타내고, 종축이 드레인 전극을 흐르는 전류값을 나타낸다. 여기서는, 드레인 전극에 인가하는 전압을 일정하게 유지하면서, 게이트 전압을 변화시켜 특성을 측정하였다.

Q1, Q2 및 Q3에서는 게이트 전압이 임계값 전압인 4 V를 초과한 시점에서 드레인 전류가 상승한다.

Q4는, 다른 스위칭 소자보다도 임계값 전압이 높게 설정되어 있으므로, 게이트 전압이 7 V 정도로 이루어진 시점에서, 드레인 전류가 상승하기 시작한다. 이것으로부터, 소스 전압이 저하됨으로써 의사적으로 게이트·소스간의 전압이 4 V 정도로 상승해도, Q4는 ON 동작하지 않아 오동작하지 않는다.

도 6을 참조하여, 상기한 구동 회로가 내장된 회로 모듈(50)의 구성을 설명한다. 도 6의 (A)는 회로 모듈(50)의 단면도이며, 도 6의 (B)는 회로 모듈(50)을 구성하는 혼성 집적 회로 장치(60)의 단면도이다.

도 6의 (A)를 참조하면, 회로 모듈(50)은 실장 기판(51)과 실장 기판(51)의 표면에 형성된 도전로(54)와, 도전로(54)에 접속된 혼성 집적 회로 장치(60) 및 컨덴서(52)를 갖는 구성으로 되어 있다. 또한, 실장 기판(51)에는 코일(52)도 실장되어 있다. 여기서는, 혼성 집적 회로 장치(60)는 리드(66)가 실장 기판(51)에 삽입됨으로써 실장되어 있다. 또한, 컨덴서(52)는 외부에 연장되는 단자가 실장 기판(51)에 삽입됨으로써 실장되어 있다.

혼성 집적 회로 장치(60)의 상면에는, 알루미늄 등의 금속으로 이루어지는 방열 핀(53)이 고착되어 있다. 따라서, 혼성 집적 회로 장치(60)에 내장된 소자로 부터 발생한 열은 방열 핀(53)을 통하여 양호하게 외부에 방출된다. 구체적으로는, 혼성 집적 회로 장치(60)에는, 200 ㎑ 정도의 고주파에서 고전압, 대전류를 스위칭하는 소자가 내장된다. 이러한 소자로부터는 다량의 열이 발생하므로, 혼성 집적 회로 장치(60)의 방열성은 중요하다.

컨덴서(52)는 플라즈마 디스플레이의 모니터로부터 회수한 전하를 저장하는 기능을 갖고, 비교적 대형의 것이다. 구체적으로는, 컨덴서(52)는 높이가 12 mm 정도의 대형의 소자이다. 이것에 대하여, 혼성 집적 회로 장치(60)의 두께는 4 mm 정도이다. 따라서, 컨덴서(52)를 혼성 집적 회로 장치(60)에 내장시키는 것은 곤란하므로, 컨덴서(52)는 단체(單體)로 실장 기판(51)에 실장된다. 여기서는, 예를 들면 1 ㎌의 용량을 갖는 컨덴서(52)가 8개 병렬로 실장되어 있다.

컨덴서(52)와 혼성 집적 회로 장치(60)는 실장 기판(51)의 표면에 형성된 도전로(54A)를 통하여 접속된다. 컨덴서(52)와 혼성 집적 회로 장치(60) 사이에서 수수되는 전기 신호는 고주파이면서 고전압이다. 따라서, 도전로(54A)의 경로가 길어지면, 도전로(54A)로부터 발생하는 임피던스 및 인덕턴스가 크게 되고, 전기 신호의 파형이 열화될 우려가 있다. 또한, 파형에 노이즈가 발생할 우려도 있다. 따라서, 본 형태에서는 혼성 집적 회로 장치(60)와 컨덴서(52)를 최대한 접근시켜, 임피던스에 의한 악영향을 작게 하고 있다.

또한, 혼성 집적 회로 장치(60)의 상부에 재치된 방열 핀(53)은 고온으로 가열된다. 따라서, 컨덴서(52)와 혼성 집적 회로 장치(60)가 최대한 접근하면, 방열 핀(53)의 방열에 의해 컨덴서(52)가 가열될 우려가 있다. 따라서, 본 형태에서는, 혼성 집적 회로 장치(60)와 컨덴서(52)가 이격하는 거리를 1 ㎝로부터 0.5 ㎝ 정도로 설정하고 있다.

도 6의 (B)의 단면도를 참조하여, 혼성 집적 회로 장치(60)의 구성을 설명한다. 혼성 집적 회로 장치(60)는, 알루미늄 등의 금속으로 이루어지는 회로 기판(61)의 표면에 절연층(62)을 통하여 도전 패턴(63)이 형성되어 있다.

도전 패턴(63)에는 스위칭 소자(65B) 및 IC(65A)가 전기적으로 접속된다. 스위칭 소자(65B)는 도 4의 (A)에 도시한 X축 구동 회로(21) 또는 전력 회수 회로(26) 등을 구성하는 스위칭 소자이다. 또한, IC(65A)는 이들 스위칭 소자를 제어하는 소자이다. 고주파에서 동작하여 발열량이 큰 스위칭 소자(65B)는 히트 싱크를 통하여 도전 패턴(63)에 고착되어도 된다. 또한, 회로 기판(61)을 통한 방열이 충분하면, 스위칭 소자(65B)를 곧 도전 패턴(63)에 고착해도 된다.

밀봉 수지(68)는, 회로 기판(61)의 이면을 노출시킨 상태에서, 회로 기판(61)의 표면 및 측면을 피복하고 있다. 또한, 리드(66)는 도전 패턴(63)에 고착되고, 밀봉 수지(68)로부터 외부로 도출되어 있다.

본 발명에 따르면, 잘못된 타이밍에서 전력 회수 회로를 구성하는 스위칭 소자가 ON 동작하는 것을 억지할 수 있다. 구체적으로는, 전력 회수 회로를 구성하는 컨덴서가 방전하는 것에 수반하여 그 전압이 강하하면, 이 컨덴서와 접속된 스위칭 소자의 게이트·소스간의 전압이 상승한다. 본 발명에서는, 컨덴서와 접속된 스위칭 소자의 임계값 전압을, 다른 스위칭 소자보다도 높게 해 둔다. 따라서, 컨 덴서의 전압 저하에 수반하는 스위칭 소자의 오동작은 억지되어, 각 스위칭 소자를 소정의 타이밍에서 동작시킬 수 있다.

Claims

구동 회로에 의해 구동되는 용량 부하로부터 전력을 회수하는 전력 회수 회로에 있어서,

상기 용량 부하로부터 회수한 전력을 축적하는 컨덴서와,

상기 컨덴서를 방전시키는 제1 스위칭 소자와,

상기 컨덴서를 충전시키는 제2 스위칭 소자와,

상기 제2 스위칭 소자를 제어하는 제어 신호를 상기 컨덴서의 전압 레벨로 시프트하는 레벨 시프트부

를 구비하고,

상기 제2 스위칭 소자는, 상기 제1 스위칭 소자가 온함으로써 상기 컨덴서의 전압이 저하해도, OFF 동작을 유지하는 것을 특징으로 하는 전력 회수 회로.
제1항에 있어서,

상기 제2 스위칭 소자는 MOSFET 또는 IGBT이며,

상기 제2 스위칭 소자의 전류 유출 전극이 상기 컨덴서에 접속되는 것을 특징으로 하는 전력 회수 회로.
제1항에 있어서,

상기 제2 스위칭 소자의 임계값 전압을, 상기 컨덴서의 전압 강하의 값보다 도 크게 하는 것을 특징으로 하는 전력 회수 회로.
용량 부하를 구동시키는 구동 회로와, 상기 용량 부하로부터 전력을 회수하는 전력 회수 회로를 구비하는 플라즈마 디스플레이에 있어서,

전기 구동 회로는,

상기 용량 부하를 충전시키는 제1 스위칭 소자와,

상기 용량 부하를 방전시키는 제2 스위칭 소자를 구비하고,

상기 전력 회수 회로는,

상기 용량 부하로부터 회수한 전력을 축적하는 컨덴서와,

상기 컨덴서를 방전시키는 제3 스위칭 소자와,

상기 컨덴서를 충전시키는 제4 스위칭 소자와,

상기 제4 스위칭 소자를 제어하는 제어 신호를 상기 컨덴서의 전압 레벨로 시프트하는 레벨 시프트부를 구비하고,

상기 제4 스위칭 소자는, 상기 제3 스위칭 소자가 온함으로써 상기 컨덴서의 전압이 저하해도, OFF 동작을 유지하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이.
제4항에 있어서,

상기 제4 스위칭 소자는 MOSFET 또는 IGBT이며,

상기 제4 스위칭 소자의 전류 유출 전극이 상기 컨덴서에 접속되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이.
제4항에 있어서,

상기 제4 스위칭 소자의 임계값 전압을, 상기 컨덴서의 전압 강하의 값보다도 크게 하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이.
구동 회로에 의해 구동되는 용량 부하로부터 전력을 회수하는 전력 회수 회로가 내장되고, 실장 기판의 표면에 고착된 혼성 집적 회로 장치를 구비하는 플라즈마 디스플레이용 모듈에 있어서,

상기 전력 회수 회로는,

상기 용량 부하로부터 회수한 전력을 축적하는 컨덴서와,

상기 컨덴서를 방전시키는 제1 스위칭 소자와,

전기 컨덴서를 충전시키는 제2 스위칭 소자와,

상기 제2 스위칭 소자를 제어하는 제어 신호를 상기 컨덴서의 전압 레벨로 시프트하는 레벨 시프트부를 구비하고,

상기 제2 스위칭 소자는, 상기 제1 스위칭 소자가 온함으로써 상기 컨덴서의 전압이 저하해도, OFF 동작을 유지하고,

상기 제1 스위칭 소자 및 상기 제2 스위칭 소자는, 상기 혼성 집적 회로 장치에 내장되고,

상기 컨덴서는, 상기 실장 기판에 직접 고착되고,

상기 실장 기판의 표면에 형성된 도전로를 통하여 상기 제1 스위칭 소자 및 상기 제2 스위칭 소자와 상기 컨덴서를 접속하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이용 모듈.
제7항에 있어서,

상기 혼성 집적 회로 장치와 상기 컨덴서가 이격하는 거리를 1 ㎝로부터 0.5 ㎝로 하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이용 모듈.