KR100764663B1 - 플라즈마 디스플레이 장치 - Google Patents

플라즈마 디스플레이 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 에너지 회수효율을 높일 수 있는 플라즈마 디스플레이 장치에 관한 것으로서, 회수된 에너지를 상기 패널 커패시터로 공급하는 에너지 회수부의 제 1 스위치에 정극성 외부전원이 연결되어 구성됨에 따라, 회로내 기생저항 성분으로 인한 손실(Δ)전압을 보상하여 스위칭 손실을 감소시키고, 에너지 회수효율을 향상시킬 수 있다.
패널 커패시터, 외부전원, 기생저항, 에너지 회수부, 인덕터

Description

플라즈마 디스플레이 장치{Plasma display panel device}
도 1은 종래 발명의 플라즈마 디스플레이 장치의 구동회로도,
도 2는 종래 발명의 플라즈마 디스플레이 장치의 파형도,
도 3은 본 발명의 플라즈마 디스플레이 장치의 제 1 구동회로도,
도 4는 본 발명의 플라즈마 디스플레이 장치의 제 2 구동회로도,
도 5는 본 발명의 플라즈마 디스플레이 장치의 파형도이다.
<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>
10: 에너지 회수부 20: 서스테인신호 인가부
Cp: 패널 커패시터 L,L1,L2: 인덕터
본 발명은 플라즈마 디스플레이 장치에 관한 것으로서, 특히 에너지 회수효율 및 구동특성을 향상시킬 수 있도록 보조 전원이 구비된 에너지 회수부를 포함하 여 구성되는 플라즈마 디스플레이 장치에 관한 것이다.
일반적으로 플라즈마 디스플레이 장치는 방전셀 내에 형성된 형광체를 여기하여 화상을 표시하는 발광소자로서, 대형 표시장치로서 그 이용이 증대되고 있는 추세이다.
한편, 상기 플라즈마 디스플레이 장치는 다수의 전극, 유전체층, 보호층, 방전가스 등을 구비하고, 방전셀 내의 서스테인 전극 및 스캔 전극으로 방전 개시전압 이상의 고전압을 교번적으로 인가하여 서스테인 방전을 발생시킨다.
따라서, 상기 디스플레이 패널에는 일정량의 용량성분이 존재하게 되어, 패널 전체로 보았을 때 상기 용량성분의 고전압 충/방전 동작은 상당량의 에너지 소모를 수반하게 된다.
이를 해결하기 위해, 종래 플라즈마 디스플레이 장치는 구동회로의 저전력화를 위하여 서스테인 구간중에 그 사용전력을 회수하는 에너지 회수부를 구비한다. 도 1은 이러한 에너지 회수부(1,1') 및 서스테인신호 인가부(2,2')의 회로도로서, 이를 참조하여 종래 에너지 회수부의 동작을 살펴본다.
여기서, 상기 에너지 회수부(1)는 스캔전극에 형성된 것을 도시한 것이며, 실제로는 유지전극에도 대칭적으로 설치된다. 또한, 상기 스캔전극과 서스테인 전극 사이에는 용량성분이 존재하는바, 두 전극사이의 용량성분을 등가적으로 표시하기 위하여 패널 커패시터(Cp)라 한다.
상기 에너지 회수부(1)는 서스테인신호 인가부(2)와 연결되는 회로이며, 상 기 패널 커패시터(Cp)와 함께 공진전류를 형성하는 인덕터(L)와, 상기 인덕터와 연결되는 스위치(Q1,Q2), 상기 패널 커패시터로부터 회수된 무효전력이 충전되는 소스 커패시터(Cs)를 포함하여 구성된다.
즉, 패널 커패시터(Cp)와 인덕터(L)와의 반공진 동작에 의해 손실되는 에너지를 상기 소스 커패시터(Cs)에 일시 저장하고, 저장된 에너지를 상기 패널 커패시터의 충전 에너지로 공급함으로써 서스테인 구동시 에너지 손실을 절감하도록 구성된다.
도 2는 에너지 회수 동작시 도 1에 도시된 패널 커패시터(Cp) 양단의 전압파형도와, 인덕터에 흐르는 전류파형도를 나타낸 것이다. 이때, 상기 에너지 회수부 및 서스테인신호 인가부에 의한 충/방전 동작을 4구간(T1~T4)으로 구분하여 설명한다.
먼저, T1 구간은 에너지 회수부의 소스 커패시터가 방전되어 패널 커패시터로 충전되는 구간이고, T2 구간은 최고 서스테인 신호가 인가됨에 따라 패널 커패시터의 양단간 전압이 서스테인 전압으로 지속되는 구간이며, T3 구간은 패널 커패시터의 에너지가 상기 에너지 회수부의 소스 커패시터로 전달되는 구간이며, T4 구간은 패널 커패시터의 양단간 전압이 0으로 유지되는 구간이다.
이때, 상기 T1 구간에서는 상기 인덕터(L)와 패널 커패시터(Cp)의 공진동작으로 인해 상기 패널 커패시터의 양단간 전압이 서스테인 전압(Vsus)까지 상승하는데, 패널까지의 선로저항 및 회로내 소자의 저항성분(이하, '기생저항'이라 한다)에 의한 손실(Δ)이 발생되어 실제 최고 서스테인 전압에 못미치게 된다. 이는 도 2의 상단 그래프와 같다.
이로 인해, 서스테인신호 인가부(2)에 의한 제로 스위칭(zero switching) 동작이 제대로 수행되지 않으므로 회로 내에 원치 않는 과전류(surge current)가 생성되어, 회로 발열을 심화시키고 노이즈를 발생시키는 바, 상기 인덕터에 흐르는 과전류의 파형은 도 2의 하단 그래프와 같다.
즉, 서스테인 구간동안 에너지 회수부(1)에 의한 충/방전 동작시 상기 기생저항 성분 및 회로내 전압강하로 인해 스위칭 동작에 손실(Δ)이 발생되어 에너지 회수효율이 저하되는 한편, 안정된 서스테인 전압이 패널로 공급되지 않아 방전특성이 저하된다는 문제점이 있다.
본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 그 목적은 회로내 기생저항 성분으로 인한 손실(Δ)전압을 보충할 수 있는 외부전원을 구비한 에너지 회수부를 구비함으로써 에너지 회수구간에서 최고 서스테인 전압까지 상승할 수 있도록 하여 에너지 회수효율을 높일 수 있는 플라즈마 디스플레이 장치를 제공하는데 있다.
상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 의한 플라즈마 디스플레이 장치는 패널 커패시터; 및 서스테인 구간동안 사이 패널 커패시터의 전류를 회수하는 에너지 회수부를 포함하고, 상기 에너지 회수부는 상기 패널 커패시터와 공진회로를 형성하는 인덕터; 및 상기 인덕터와 연결되는 제1 스위치 및 제2 스위치를 구비하며,상기 제1 스위치에는 정극성의 외부전원이 연결되는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 제 1 스위치는 상기 패널로부터 회수된 전류의 역류를 방지하는 역류방지용 소자가 연결 가능하다.
상기 에너지 회수부는 상기 패널 커패시터와 공진전류를 형성하는 인덕터와, 상기 인덕터와 연결되어 회수된 전류를 상기 패널 커패시터로 공급하는 제 1 스위치와, 상기 인덕터와 연결되어 상기 패널 커패시터로부터 전류를 회수하는 제 2 스위치를 더 포함하여 구성된다.
그리고, 상기 인덕터와 연결되며, 턴 온(turn on)시에 상기 패널 커패시터로 최고 서스테인 전압이 인가되도록 하는 제3 스위치; 및 턴 온(turn on)시에 상기 패널 커패시터로 최저 서스테인 전압이 인가되도록 하는 제4 스위치를 구비하는 서스테인신호 인가부를 더 포함한다.
또한, 상기 인덕터는, 상기 제1 스위치와 연결되는 제1 인덕터; 및 상기 제2 스위치와 연결되는 제2 인덕터를 포함한다.
또한, 상기 최고 서스테인 전압과 최저 서스테인 전압의 절대값은 동일한 것이 바람직하다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한 다. 도 3 은 본 발명의 플라즈마 디스플레이 장치의 제 1 실시예도이고, 도 4 는 본 발명의 플라즈마 디스플레이 장치의 제 2 실시예도이다.
먼저, 패널 커패시터(Cp)는 스캔 전극(Y)과 서스테인 전극(Z) 사이에 형성되는 정전용량을 등가적으로 나타낸 것으로서, 본 발명의 에너지 회수부 및 서스테인신호 인가부는 Y 전극 및 Z 전극에 연결된다.
도 3에 도시된 에너지 회수부(10)는 서스테인 구간동안에 패널 커패시터(Cp)를 서스테인 전압까지 충전시키고, 이를 다시 방전시킴에 따라 발생되는 에너지 손실을 최소화하기 위한 회로이다.
이를 위해 에너지 회수부(10)는 상기 패널 커패시터(Cp)와 함께 공진전류를 형성하는 인덕터(L)와, 상기 인덕터와 연결되는 제 1 스위치(Q1) 및 제 2 스위치(Q2)를 포함하여 구성됨에 따라, 상기 인덕터를 통해 충전전류 및 방전전류가 인가된다.
여기서, 상기 제 1 스위치(Q1)는 회수된 에너지를 상기 패널 커패시터로 공급(rising)하기 위한 소자이고, 제 2 스위치(Q2)는 상기 패널 커패시터로부터 에너지를 회수(falling)하기 위한 소자이므로, 제 1 스위치는 최고 서스테인 신호가 패널 커패시터로 인가되는 구간동안 도통되고, 제 2 스위치는 최저 서스테인 신호가 패널 커패시터로 인가되는 구간동안 도통된다.
또한, 에너지 회수부(10)의 제 1 스위치(Q1)에는 상기 패널로부터 회수된 전류의 역류를 방지하는 역류방지용 소자(예: 다이오드)가 연결 가능하다.
상기 인덕터(L)가 연결된 노드에는 서스테인 구간동안 최고 서스테인 신호를 인가하는 제 3 스위치(Q3) 및 최저 서스테인 신호를 인가하는 제 4 스위치(Q4)가 접속된다.
이때, 상기 최고 서스테인 신호와 최저 서스테인 신호의 차이전압이 서스테인 방전을 일으키는 전압이 되며, 본 실시예에서는 최고 서스테인 전압원을 Vsus/2로, 최저 서스테인 전압원을 -Vsus/2로 예시하여 스윙(SWING)되는 것을 예시하였다.
따라서, 상기 인덕터가 접속된 노드의 전압레벨은 스윙의 기준 전압레벨이 되며, 도시된 바와 같이 상기 제 1 스위치(Q1) 및 제 2 스위치(Q2)가 도통됨에 따라 그라운드(GND)와 연결된다. 이를 하프 서스테인(half sustain) 방식이라 칭하기로 한다.
즉, 본 발명의 서스테인신호 인가부(20)가 하프 서스테인 방식으로 구동될 수 있도록 외부전원의 전압레벨이 각각 정극성 서스테인 신호와 부극성 서스테인 신호로 설정되는바, 종래와 같이 에너지 회수부의 소스 커패시터(Cs)가 없더라도 반공진이 이루어져 에너지 회수가 가능해진다.
또한, 본 발명의 에너지 회수부(10)는 제 1 스위치(Q1)와 정극성의 외부전원(Vdc)이 연결되어 구성되며, 이는 종래 기생저항 성분 및 회로내 전압강하로 인한 스위칭 동작의 손실(Δ) 전압 이상의 전원이 이용되는 것이 바람직하다.
따라서, 최고 서스테인 전압레벨까지 상승(rising)하는 구간동안 상기 제 1 스위치(Q1)와 연결된 외부전원이 상기 손실(Δ) 전압분을 보상하므로, 도 5에 도시된 바와 같은 서스테인 신호 파형이 나타나며, 손실(Δ)전압이 상쇄되어 에너지 회 수효율이 증대될 수 있다.
도 4에 도시된 제 2 실시예를 살펴보면, 에너지 회수부(11)는 상기 패널 커패시터(Cp)와 공진전류를 형성하는 제 1 인덕터(L1) 및 제 2 인덕터(L2)와, 상기 제 1 인덕터와 연결되어 회수된 전류를 상기 패널 커패시터로 공급하는 제 1 스위치(Q1)와, 상기 제 2 인덕터와 연결되어 패널 커패시터로부터 전류를 회수하는 제 2 스위치(Q2)를 포함하여 구성된다.
즉, 제 1 스위치(Q1)가 도통됨에 따라 상기 제 1 인덕터(L1)와 패널 커패시터(Cp)에 의해 생성된 공진전류가 상기 패널 커패시터로 공급되어, 최고 서스테인 전압레벨까지 상승(rising)되도록 하여, 충전경로를 형성한다.
마찬가지로, 제 2 스위치(Q2)가 도통됨에 따라 상기 제 2 인덕터(L2)와 패널 커패시터(Cp)에 의해 생성된 공진전류가 상기 패널 커패시터로부터 회수되어, 최저 서스테인 전압레벨까지 하강(falling)되도록 하여, 방전경로를 형성한다.
제 2 실시예의 서스테인신호 인가부(21)는 상기 제 1 인덕터(L1)와 접속되어 최고 서스테인 신호를 인가하는 제 3 스위치(Q3)와, 상기 제 2 인덕터(L2)와 접속되어 최저 서스테인 신호를 인가하는 제 4 스위치(Q4)를 포함하여 구성된다.
이 역시 제 1 실시예와 같이 하프 서스테인 방식으로 구동되는 것을 예시하며, 최고 서스테인 전압원은 Vsus/2로, 최저 서스테인 전압원은 -Vsus/2로 예시한다.
즉, 본 발명의 제 3 스위치(Q3)가 도통됨에 따라, 제 1 인덕터(L1) 및 패널 커패시터(Cp)에 의해 형성된 공진전류에 의해 최고 서스테인 전압까지 상승하는 구간이 형성되고, 제 4 스위치가 도통됨에 따라, 제 2 인덕터(L2) 및 패널 커패시터(Cp)에 의해 형성된 공진전류에 의해 최저 서스테인 전압까지 하강하는 구간이 형성된다.
또한, 제 2 실시예의 에너지 회수부(11) 역시, 제 1 스위치(L1)와 정극성 외부전원이 연결되어 구성되며, 이는 종래 기생저항 성분 및 회로내 전압강하로 인한 스위칭 동작의 손실(Δ) 전압 이상의 전원이 이용되는 것이 바람직하다.
따라서, 제 2 실시예의 경우 역시, 최고 서스테인 전압레벨까지 상승(rising)하는 구간동안 상기 제 1 스위치와 연결된 외부전원이 상기 손실(Δ) 전압분을 보상하므로, 도 5에 도시된 바와 같은 서스테인 신호 파형이 나타나게 된다.
도 3 및 도 4에는 도시되지 않았지만, 리셋구간 중에 셋업신호 및 셋다운 신호를 인가하는 리셋신호 인가부(미도시)와, 어드레스 방전이 일어나도록 어드레스 전극으로 인가되는 데이터 펄스와 동기적으로 스캔펄스를 인가하는 스캔신호 인가부(미도시)가 더 포함되어 구성된다.
이상과 같이 본 발명에 의한 플라즈마 디스플레이 장치에 관하여 예시된 도면을 참조로 하여 설명하였으나, 본 명세서에 개시된 실시예와 도면에 의해 본 발명은 한정되지 않고, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상이 보호되는 범위 이내에서 응용이 가능하다.
상기와 같이 구성되는 본 발명의 플라즈마 디스플레이 장치는 회로내 기생저항 성분으로 인해 서스테인 동작시 손실(Δ)전압을 보충할 수 있는 외부전원을 구비한 에너지 회수부를 포함하여 구성됨으로써, 스위칭 손실을 최소화하고, 에너지 회수효율을 향상시킬 수 있다. 아울러, 서스테인 방전 특성이 향상되어 화상 표현력이 높아진다는 효과가 있다.

Claims (8)

  1. 패널 커패시터; 및
    서스테인 구간동안 사이 패널 커패시터의 전류를 회수하는 에너지 회수부를 포함하고,
    상기 에너지 회수부는 상기 패널 커패시터와 공진회로를 형성하는 인덕터; 및 상기 인덕터와 연결되는 제1 스위치 및 제2 스위치를 구비하는 플라즈마 디스플레이 장치에 있어서,
    상기 제1 스위치에는 정극성의 외부전원이 연결되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 인덕터와 연결되며,
    턴 온(turn on)시에 상기 패널 커패시터로 최고 서스테인 전압이 인가되도록 하는 제3 스위치; 및
    턴 온(turn on)시에 상기 패널 커패시터로 최저 서스테인 전압이 인가되도록 하는 제4 스위치를 구비하는 서스테인신호 인가부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 장치.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 인덕터는, 상기 제1 스위치와 연결되는 제1 인덕터; 및
    상기 제2 스위치와 연결되는 제2 인덕터를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 장치.
  8. 청구항 4에 있어서,
    상기 최고 서스테인 전압과 최저 서스테인 전압의 절대값은 동일한 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 장치.
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