KR100739577B1 - 플라즈마 표시 장치 및 그 전원 장치 - Google Patents

플라즈마 표시 장치 및 그 전원 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 플라즈마 표시 장치 및 그 전원 장치에 관한 것이다.
본 발명에 따르면 따르면 플라즈마 표시 장치의 전원 장치에 있어서, AC 전원단과 역률 보상 회로 사이에 연결되는 릴레이 스위치 중 하나의 스위치에 저항을 병렬로 연결한다. 그리고, 입력 전압에 관계없이 AC 전원으로부터 입력된 전류가 소정의 기간동안만 저항을 통과하게 함으로써, 저항의 스트레스를 줄여 파손을 방지하고 효과적으로 돌입전류를 방지 할 수 있다.
PDP, 전원, AC, DC, 역률 보상 회로, 감쇠

Description

플라즈마 표시 장치 및 그 전원 장치{PLASMA DISPLAY DEVICE AND POWER DEVICE THEREOF}
도 1은 종래의 기술에 따른 플라즈마 표시 장치의 전원 장치의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 플라즈마 표시 장치를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 플라즈마 표시 장치의 전원 장치의구성도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 AC 입력 필터(620)에서 출력되는 전류량의 변화를 나타내는 도면이다.
본 발명은 플라즈마 표시 장치에 관한 것으로 특히, 플라즈마 표시 장치를 구동시키기 위한 전원을 공급하는 전원 장치에 관한 것이다.
플라즈마 표시 장치는 기체 방전에 의해 생성된 플라즈마를 이용하여 문자 또는 영상을 표시하는 표시 장치로서, 그 크기에 따라 수십에서 수백 만개 이상의 화소(방전 셀)가 매트릭스 형태로 배열되어 있다. 이러한 플라즈마 표시 장치는 인가되는 구동 전압 파형의 형태와 방전 셀의 구조에 따라 직류형과 교류형으로 구분 된다.
직류형 플라즈마 표시 장치의 패널은 전극이 방전 공간에 그대로 노출되어 있어서 전압이 인가되는 동안 전류가 방전공간에 그대로 흐르게 되며, 이를 위해 전류 제한을 위한 저항을 만들어 주어야 하는 단점이 있다. 반면 교류형 플라즈마 표시 장치의 패널은 전극을 유전체층이 덮고 있어 자연스러운 커패시턴스 성분의 형성으로 전류가 제한되며 방전시 이온의 충격으로부터 전극이 보호되므로 직류형에 비해 수명이 길다는 장점이 있다.
이러한 플라즈마 표시 장치는 통상적으로 플라즈마 방전에 필요한 여러 가지 고전압 예를 들면, 유지방전 전압(Vs), 어드레스 전압(Va), 리셋 전압(Vset) 및 주사 전압 등을 구동 회로로 공급하고, 또 다른 회로부 즉, 이미지 프로세싱부, 팬(fan), 오디오부, 제어 회로부 등에 저전압을 공급하는 전원 장치를 구비한다.
도 1은 종래 플라즈마 표시 장치의 전원 장치의 구성도이다.
도 1에 도시한 바와 같이, 종래의 전원 장치는 AC 전원단(10)에 연결되어 있는 AC 입력 필터(20)를 통해 입력되는 AC 전압을 DC 전압으로 변환하는 역률 보상 회로(Power Factor Correction Circuit,PFC)(40)와 다양한 전압을 공급하기 위해 역률 보상 회로(40)로부터 입력되는 DC 전압을 다수의 DC 전압으로 변환하는 복수의 DC-DC 변환부(50)를 포함한다. 또한 AC 입력 필터(20)와 역률 보상 회로(40)의 사이에 연결되어 입력되는 전류를 제어하는 입력 스위치부(30), 출력되는 DC 전압에 따라 입력 스위치부(30)의 동작을 제어하여 전원 장치를 보호하는 보호 회로부(60)을 더 포함한다.
도 1에 나타낸 바와 같이, 입력 스위치부(30)는 제1 입력 스위치(S1)와 제2 입력 스위치(S2)가 연결되어 있으며, 특히 저항(R2)는 제2 입력 스위치(S2)와 병렬로 연결되어 돌입전류(inrush current)가 급격하게 흐를 경우 역률 보상 회로(40)에 입력되는 것을 방지한다.
그리고 보호 회로부(60)는 전원 장치에 전원 on 신호가 입력되면 턴온되는 스타트 스위치(61), 스타트 스위치(61)로부터 신호를 전달받아 제1 입력 스위치(S1)의 스위칭을 제어하는 S1 스위칭 제어부(62), 역률 보상 회로(40)의 출력단에 연결되어 출력되는 DC 전압을 감지하는 출력 전압 감지부(63), 출력된 전압을 기준 전압(Vref)과 비교하는 비교기(64) 및 비교 결과에 따라서 제2 입력 스위치(S2)의 스위칭을 제어하는 S2 스위칭 제어부(65)를 포함한다.
먼저, 전원 장치에 전원 on 신호가 입력되어 스타트 스위치(61)가 턴온되면, S1 스위칭 제어부(62)는 입력 스위치부(30)의 제1 입력 스위치(S1)를 턴온시킨다. 제1 입력 스위치(S1)가 턴온되면, AC 입력 필터(20)를 통해 입력된 교류 전압(AC)는 역률 보상 회로(40)를 통해 정류되어 직류 전압(Vo)를 출력한다. 이때, 출력 전압 감지부(63)는 출력된 전압을 감지하여 비교기(64)로 감지된 전압을 전달한다. 비교기(64)에서는 감지된 출력 전압을 기준 전압(Vref)과 비교하여, 만일 출력 전압이 기준 전압(Vref)보다 높은 레벨인 경우, S2 스위칭 제어부(65)로 제2 입력 스위치(S2)가 턴온되도록 하는 신호를 인가한다.
따라서, 감지된 출력 전압(Vo)이 기준 전압(Vref) 보다 높은 레벨이 될 때까지 제2 입력 스위치(S2)는 턴오프 상태가 되므로, 제1 입력 스위치(S1)를 통과한 전류는 저항(R2)을 거쳐서 역률 보상 회로(40)로 흐르게 된다. 이때, 역률 보상 회로(40)를 통하여 기준 전압(Vref)보다 높은 전압이 출력될 경우, 제2 입력 스위치(S2)가 턴온하도록 하여, 저항(R2)의 소손을 방지한다.
이때, 입력되는 AC 전압이 낮을수록 출력되는 전압(Vo)이 기준 전압(Vref)보다 낮으므로, 출력 전압(Vo)이 기준 전압(Vref)까지 상승하는데 소요되는 시간도 증가하여, 제2 입력 스위치(S2)가 턴오프되는 시간도 증가한다.
따라서, 입력되는 AC 전압의 레벨에 따라서 제2 입력 스위치(S2)가 턴오프되어지는 시간이 달라지게 되므로, 저항(R2)을 통과하는 전류량도 변하게 된다. 특히 입력되는 AC 전압의 레벨이 낮은 경우, 출력 전압(Vo)이 기준 전압(Vref)보다 높아질 때까지 저항(R2)을 통과하는 전류량이 커지므로, 저항(R2)에 걸리는 스트레스가 커져서 저항(R2) 소자가 소손이 될 위험성이 있다.
또한, 출력 전압(Vo)의 레벨이 기준 전압(Vref)보다 높은 경우, 제2 입력 스위치(S2)는 턴온 상태가 되어 저항(R2)으로 전류가 흐르지 않으므로, 순간적으로 흐르는 돌입 전류를 방지할 수 없다는 문제점이 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로 AC 전원단에 순간적으로 발생하는 돌입 전류로부터 내부 소자의 손상을 방지할 수 있는 플라즈마 표시 장치 및 그 전원 장치를 제공하는 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 한 특징에 따르면, 플라즈마 표시 장치에 전압을 공급하는 전원 장치가 제공된다. 이 전원 장치는, 교류 전원에 직렬 연결되어 있는 제1 스위치 및 제2 스위치, 상기 제2 스위치와 병렬로 연결되어 있는 저항을 포함하는 입력단; 상기 교류 전원으로부터 입력되는 교류 전압을 직류 전압으로 변환하고 역률을 보상하여 출력하는 역률 보상 회로부; 상기 역률 보상 회로부의 출력 전압을 상기 플라즈마 표시 장치를 구동할 수 있는 복수의 직류 전압으로 변환하여 출력하는 DC-DC 변환부; 및 상기 제1 스위치가 턴온된 후, 소정의 기간 뒤에 상기 제2 스위치가 턴온되도록 제어하는 보호 회로부를 포함한다.
본 발명의 다른 특징에 따른 플라즈마 표시 장치는, 복수의 방전 셀이 형성되는 플라즈마 표시 패널; 상기 플라즈마 표시 패널을 구동하는 구동부; 및 상기 구동부에 전원을 공급하는 전원부를 포함한다. 상기 전원부는, 교류 전원에 직렬 연결되어 있는 제1 스위치 및 제2 스위치, 상기 제2 스위치와 병렬로 연결되어 있는 저항을 포함하는 릴레이 스위치부; 상기 입력되는 교류 전원을 직류 전원으로 변환한 후 상기 구동부에 필요한 전압을 생성하는 전원 공급부; 상기 제1 스위치가 턴온된 후, 소정의 기간 뒤에 상기 제2 스위치가 턴온되도록 제어하는 보호 회로부를 포함한다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략 하였다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다.
먼저, 본 발명의 실시 예에 따른 플라즈마 표시 장치의 개략적인 구조에 대해서 도 2 를 참고로 하여 상세하게 설명한다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 플라즈마 표시 장치를 나타내는 도면이다.
도 2에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 플라즈마 표시 장치는 플라즈마 표시 패널(100), 제어부(200), 어드레스 전극 구동부(300), 주사 전극 구동부(400), 유지 전극 구동부(500) 및 전원부(600)를 포함한다.
플라즈마 표시 패널(100)은 열 방향으로 뻗어 있는 복수의 어드레스 전극(A1∼Am), 그리고 행 방향으로 서로 쌍을 이루면서 뻗어 있는 복수의 유지 전극(X1∼Xn) 및 주사 전극(Y1∼Yn)을 포함한다. X 전극(X1∼Xn)은 각 Y 전극(Y1∼Yn)에 대응해서 형성되며, 일반적으로 그 일단이 서로 공통으로 연결되어 있다. 그리고 플라즈마 표시 패널(100)은 유지 및 주사 전극(X1∼Xn, Y1∼Yn)이 배열된 기판(도시하지 않음)과 어드레스 전극(A1∼Am)이 배열된 기판(도시하지 않음)으로 이루어진다. 두 기판은 주사 전극(Y1∼Yn)과 어드레스 전극(A1∼Am) 및 유지 전극(X1∼Xn)과 어드레스 전극(A1∼Am)이 각각 직교하도록 방전 공간을 사이에 두고 대향하여 배치된다. 이때, 어드레스 전극(A1∼Am)과 유지 및 주사 전극(X1∼Xn, Y1∼Yn)의 교차부에 있는 방전 공간이 방전 셀을 형성한다. 이러한 플라즈마 표시 패널(100)의 구조는 일 예이며, 아래에서 설명하는 구동 파형이 적용될 수 있는 다른 구조의 패널도 본 발명에 적용될 수 있다.
제어부(200)는 외부로부터 영상신호를 수신하여 어드레스 전극(A) 구동 제어 신호, 유지 전극(X) 구동 제어신호 및 주사 전극(Y) 구동 제어신호를 출력한다. 그리고 제어부(200)는 한 프레임을 복수의 서브필드로 분할하여 구동하며, 각 서브필드는 시간적인 동작 변화로 표현하면 리셋 기간, 어드레스 기간 및 유지 기간으로 이루어진다.
어드레스 전극 구동부(300)는 제어부(200)로부터 어드레스 전극(A) 구동 제어신호를 수신하여 표시하고자 하는 방전 셀을 선택하기 위한 표시 데이터 신호를 각 어드레스 전극에 인가한다.
주사 전극 구동부(400)는 제어부(200)로부터 주사 전극(Y)구동 제어신호를 수신하여 주사 전극(Y)에 구동 전압을 인가한다.
유지 전극 구동부(500)는 제어부(200)로부터 유지 전극(X) 구동 제어신호를 수신하여 유지 전극(X)에 구동 전압을 인가한다.
전원부(600)는 플라즈마 표시 장치의 구동에 필요한 전원을 제어부(200) 및 각 구동부(300, 400, 500)에 공급한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 플라즈마 표시 장치의 전원부(600)의 구성도이다.
도 3에 나타낸 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 플라즈마 표시 장치의 전원부(600)는, 도 1과 마찬가지로 AC 입력 필터(620), 입력 스위치부(630), 역률 보상 회로(640), DC-DC 변환부(650) 및 보호 회로부(660)를 포함한다.
AC 입력 필터(620)는 AC 전원단(610)으로부터 출력되는 전압을 예를 들어 브 릿지 다이오드 등을 통하여 전파 정류하여 출력한다.
입력 스위치부(630)는 제1 입력 스위치(S1)와 제2 입력 스위치(S2)를포함하며, AC 입력 필터(620)와 역률 보상 회로(640) 사이에 연결되어, 보호 회로부(660)의 제어 신호에 의해 역률 보상 회로(640)로 전원을 공급하거나 전원을 차단한다. 특히, 저항(R2)는 제2 입력 스위치(S2)와 병렬로 연결되어 돌입전류가 급격하게 흐를 경우, 전류를 감쇠(attenuation)시켜 역률 보상 회로(640)에 입력되는 것을 방지한다.
역률 보상 회로(640)는 AC 입력 필터(620)로부터 출력되는 전파 정류된 전압을 DC 전압으로 변환하고 변환된 DC 전압의 역률을 보상하여 출력한다.
DC-DC 변환부(650)는 역률 보상 회로(640)로부터 출력되는 DC 전압을 플라즈마 표시 장치를 구동시키기 위한 다수의 직류 전압(Vs, Va, Vset, Ve, Vscan 등)으로 변환하여 각 구동부(300∼500)로 출력한다.
보호 회로부(660)는 스타트 스위치(662), S1 스위칭 제어부(664), 마이컴(666) 및 S2 스위칭 제어부(668)를 포함하며, 마이컴(666)는 S1 스위칭 제어부(664)와 S2 스위칭 제어부(668)를 통하여, 제1 입력 스위치(S1)와 제2 입력 스위치(S2)가 턴온되는 시간을 조절한다.
이와 같이 구성된 전원부(600)의 동작 과정에 대해 설명하면, AC 전압이 입력되면, 스타트 스위치(662)로 전원 on 신호가 인가되어, S1 스위칭 제어부(664)는 입력 스위치부(630)의 제1 입력 스위치(S1)를 턴온 시킨다.
이때, 스타트 스위치(662)는 전원 on 신호가 인가됨과 동시에 S1 스위칭 제 어부(664)와 마이컴(666)으로 on 신호를 전달한다. 마이컴(666)은 on 신호를 전달받고 소정의 시간 후에 S2 스위칭 제어부(668)에 제2 입력 스위치(S2)를 턴온시키는 신호를 전달한다.
즉, 제1 입력 스위치(S1)가 턴온되고 소정의 시간 후에 제2 입력 스위치(S2)가 턴온된다. 이때, 소정의 시간이란 돌입전류를 방지할 수 있는 최소의 시간으로 이는 실험적인 방법에 의하여 구할 수 있으므로 이에 대한 설명은 생략하기로 한다. 즉, 도 4에 나타낸 것과 같이, AC 입력 필터(620)에서 출력되는 전류의 진폭은 저항(R2)에 의해 감쇠되며, 돌입 전류를 방지할 수 있는 최소의 기간(T1)동안만 저항(R2)을 통하여 전류를 흐르게 한다.
이와 같이, 본 발명의 실시예에 따르면, 마이컴(666)에 의해서, 제1 입력 스위치(S1)가 턴온되고 소정의 시간 후에 제2 입력 스위치(S2)가 턴온되도록 하여 입력되는 AC 전압에 관계없이 소정의 시간동안 저항(R2)을 통하여 전류가 흐르게 한다. 따라서, 도 1에서의 기준 전압(Vref)보다 높은 전압이 출력되더라도 도 1에서와 달리 소정의 시간동안 저항(R2)로 전류가 흐르게 되어 돌입 전류를 방지할 수 있다. 즉, 저항(R2)에는 입력 전압에 관계없이 소정의 시간동안만 전류가 통하게 되어 저항(R2)을 비롯한 내부 소자의 파손의 위험을 최소화한다.
그리고, 도 3에서는 저항(R2)가 제2 입력 스위치(S2)에 병렬로 연결되도록 도시하였으나, 제1 입력 스위치(S1)에 병렬로 연결이 될 수도 있다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따르면 플라즈마 표시 장치의전원 장치에서 입력되는 돌입 전류를 방지할 수 있으며, 전원 공급 내의 소자들의 손상을 방지할 수 있다.

Claims (10)

  1. 플라즈마 표시 장치에 전압을 공급하는 전원 장치에 있어서,
    교류 전원에 직렬 연결되어 있는 제1 스위치 및 제2 스위치, 상기 제2 스위치와 병렬로 연결되어 있는 저항을 포함하는 입력단;
    상기 교류 전원으로부터 입력되는 교류 전압을 직류 전압으로 변환하고 역률을 보상하여 출력하는 역률 보상 회로부;
    상기 역률 보상 회로부의 출력 전압을 상기 플라즈마 표시 장치를 구동할 수 있는 복수의 직류 전압으로 변환하여 출력하는 DC-DC 변환부; 및
    상기 제1 스위치가 턴온된 후, 소정의 기간 뒤에 상기 제2 스위치가 턴온되도록 제어하는 보호 회로부를 포함하는 플라즈마 표시 장치의 전원 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 보호 회로부는,
    상기 제1 스위치의 스위칭 동작을 제어하는 제1 스위치 제어부;
    상기 제2 스위치의 스위칭 동작을 제어하는 제2 스위치 제어부;
    상기 제1 스위치 제어부와 상기 제2 스위치 제어부 사이에 연결되어, 상기 제1 스위치 및 상기 제2 스위치가 턴온되는 시간을 제어하는 마이컴을 포함하는 플라즈마 표시 장치의 전원 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1 스위치 제어부와 상기 마이컴 사이에 연결되어, 상기 교류 전압 인가시, 상기 제1 스위치 제어부에 상기 제1 스위치를 턴온시키도록 하는 신호를 인가하고 상기 마이컴에 하이 레벨 신호를 전달하는 제3 스위치를 더 포함하는 플라즈마 표시 장치의 전원 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 마이컴은,
    상기 하이 레벨 신호를 입력받은 뒤 상기 소정의 시간이 경과한 시점에서, 상기 제2 스위치 제어부에 상기 제2 스위치를 턴온시키도록 하는 신호를 인가하는 플라즈마 표시 장치의 전원 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제1 스위치는, 상기 교류 전원과 상기 제2 스위치 사이에 연결되어 있는 플라즈마 표시 장치의 전원 장치.
  6. 상기 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 소정의 기간은, 상기 저항이 상기 교류 전원으로부터 입력되는 돌입 전류를 방지할 수 있는 최소의 기간인 플라즈마 표시 장치의 전원 장치.
  7. 복수의 방전 셀이 형성되는 플라즈마 표시 패널;
    상기 플라즈마 표시 패널을 구동하는 구동부; 및
    상기 구동부에 전원을 공급하는 전원부를 포함하며,
    상기 전원부는,
    교류 전원에 직렬 연결되어 있는 제1 스위치 및 제2 스위치, 상기 제2 스위치와 병렬로 연결되어 있는 저항을 포함하는 릴레이 스위치부;
    상기 입력되는 교류 전원을 직류 전원으로 변환한 후 상기 구동부에 필요한 전압을 생성하는 전원 공급부;
    상기 제1 스위치가 턴온된 후, 소정의 기간 뒤에 상기 제2 스위치가 턴온되도록 제어하는 보호 회로부를 포함하는 플라즈마 표시 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 보호 회로부는,
    상기 제1 스위치의 스위칭 동작을 제어하는 제1 스위치 제어부;
    상기 제2 스위치의 스위칭 동작을 제어하는 제2 스위치 제어부;
    상기 제1 스위치 제어부와 상기 제2 스위치 제어부 사이에 연결되어, 상기 제1 스위치 및 상기 제2 스위치가 턴온되는 시간을 제어하는 마이컴을 포함하는 플라즈마 표시 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 전원 공급부는,
    상기 교류 전원으로부터 입력되는 교류 전압을 직류 전압으로 변환하고 역률을 보상하여 출력하는 역률 보상 회로부;
    상기 역률 보상 회로부의 출력 전압을 상기 구동부를 구동할 수 있는 복수의 직류 전압으로 변환하여 출력하는 DC-DC 변환부를 포함하는 플라즈마 표시 장치.
  10. 상기 제7항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 소정의 기간은, 상기 저항이 상기 교류 전원으로부터 입력되는 돌입 전류를 방지할 수 있는 최소의 기간인 플라즈마 표시 장치.
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KR20050035312A (ko) * 2003-10-10 2005-04-18 삼성에스디아이 주식회사 플라즈마 디스플레이 패널의 휘발성 집적회로 초기화 장치

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