KR101070014B1 - 플라즈마 디스플레이 패널용 전원 공급 장치 - Google Patents

플라즈마 디스플레이 패널용 전원 공급 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 입력 전원 스위칭에 연동되어 부가 전력 전달 기능을 수행할 수 있는 플라즈마 디스플레이 패널용 전원 공급 장치에 관한 것으로, 입력받은 상용 교류 전원을 스위칭 동작을 통해 사전에 설정된 구동 전원으로 변환하여 공급하는 메인 전원 공급부와, 상기 메인 전원 공급부로부터의 상기 구동 전원을 스위칭하여 플라즈마 디스플레이 패널에 공급하는 구동부와, 상기 메인 전원 공급부의 상기 스위칭 동작에 따라 스위칭된 전원을 사전에 설정된 플라즈마 디스플레이 패널 충전용 전원으로 변환하여 공급하는 보조 전원 공급부를 포함하되, 상기 메인 전원 공급부는 사전에 설정된 인덕턴스를 갖고, 상기 메인 전원 공급부의 인덕턴스와 상기 플라즈마 디스플레이 패널의 캐패시턴스와의 공진에 의해, 상기 플라즈마 디스플레이 패널 구동에 사용되고 남은 잉여 전원이 상기 메인 전원 공급부로 전달되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널용 구동 장치를 제공하는 것이다.
Figure R1020090094702
플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel;PDP), 서스테인 전압(Sustain Voltage), 부가 전원(Additional Power)

Description

플라즈마 디스플레이 패널용 전원 공급 장치{POWER SUPPLIY FOR PLASMA DISPLAY PANEL}
본 발명은 플라즈마 디스플레이 패널용 전원 공급 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 입력 전원 스위칭에 연동되어 부가 전력 전달 기능을 수행할 수 있는 플라즈마 디스플레이 패널용 전원 공급 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 플라즈마 디스플레이 패널은 전면 패널과 후면 패널 사이에 형성된 격벽이 하나의 단위 방전 셀을 이루는 것으로, 각 셀 내에는 네온(Ne), 헬륨(He) 등과 같은 주 방전 기체와 소량의 크세논을 함유하는 불활성 가스가 충진되어 있다. 이러한 단위 방전 셀은 복수 개가 모여 하나의 화소(Pixel)를 이룰 수 있다.
이러한 플라즈마 디스플레이 패널은 한 프레임이 복수의 서브 필드로 분할되어 구동되며, 복수의 서브 필드 각각은 전화면을 초기화시키는 리셋 기간, 방전 셀을 선택하는 어드레스 기간 및 선택된 방전 셀의 방전을 유지시키기 위한 서스테인 기간으로 나뉘어 구동된다.
한편, 상술한 서스테인 기간에서 전력 전달 기능이 수행되나, 리셋 기간, 어 드레스 기간 및 서스테인 기간 중 서스테인 기간이 가장 짧아, 화이트 화면과 같은 부하가 크게 걸리는 화면을 구현할 수 있는 충분한 전원을 공급하기 어려운 문제점이 있다.
상술한 문제점을 해결하기 위해, 본 발명의 목적은 입력 전원 스위칭에 연동되어 부가 전력 전달 기능을 수행할 수 있는 플라즈마 디스플레이 패널용 전원 공급 장치를 제공하는 것이다.
상술한 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 하나의 기술적인 측면은 입력받은 상용 교류 전원을 스위칭 동작을 통해 사전에 설정된 구동 전원으로 변환하여 공급하는 메인 전원 공급부와, 상기 메인 전원 공급부로부터의 상기 구동 전원을 스위칭하여 플라즈마 디스플레이 패널에 공급하는 구동부와, 상기 메인 전원 공급부의 상기 스위칭 동작에 따라 스위칭된 전원을 사전에 설정된 플라즈마 디스플레이 패널 충전용 전원으로 변환하여 공급하는 보조 전원 공급부를 포함하되, 상기 메인 전원 공급부는 사전에 설정된 인덕턴스를 갖고, 상기 메인 전원 공급부의 인덕턴스와 상기 플라즈마 디스플레이 패널의 캐패시턴스와의 공진에 의해, 상기 플라즈마 디스플레이 패널 구동에 사용되고 남은 잉여 전원이 상기 메인 전원 공급부로 전달되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널용 구동 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 하나의 기술적인 측면에 따르면, 상기 보조 전원 공급부는 사전에 설정된 플라즈마 디스플레이 패널의 리셋 기간, 어드레스 기간 및 서스테인 기간 중 적어도 어드레스 기간에 플라즈마 디스플레이 패널 충전용 전원을 공급할 수 있다.
본 발명의 하나의 기술적인 측면에 따르면, 상기 보조 전원 공급부는 상기 메인 전원 공급부의 스위칭된 전원을 입력받는 일차 권선과, 상기 일차 권선과 권선비를 형성하는 이차 권선을 구비하고, 상기 스위칭된 전원을 변압하여 출력하는 트랜스포머와, 상기 트랜스포머로부터의 변압된 전원을 정류하여 상기 플라즈마 디스플레이 패널 충전용 전원을 출력하는 정류부를 포함할 수 있다.
본 발명의 하나의 기술적인 측면에 따르면, 상기 정류부는 상기 이차 권선의 일단에 전기적으로 연결되어 상기 변압된 전원을 정류하는 제1 다이오드와, 상기 제1 다이오드로부터 정류된 전원을 전파 정류하는 브리지 다이오드와, 상기 브리지 다이오드로부터 정류된 전원을 충전하여 전원을 안정화시키는 캐패시터와 ,상기 캐패시터에 충전된 전원을 정류하여 상기 플라즈마 디스플레이 패널 충전용 전원을 출력하는 제2 다이오드를 포함할 수 있다.
본 발명의 하나의 기술적인 측면에 따르면, 상기 메인 전원 공급부는 전원을 입력받아 스위칭하여 상기 구동 전원으로 변환하는 전원 변환부를 포함할 수 있다.
본 발명의 하나의 기술적인 측면에 따르면, 상기 구동부는 로직 신호에 따라 상기 구동 전원을 스위칭하여 상기 플라즈마 디스플레이 패널에 충방전시키는 서스테인부를 포함할 수 있다.
본 발명의 하나의 기술적인 측면에 따르면, 상기 메인 전원 공급부는 상기 구동부의 스위칭에 연동하여 스위칭 동작을 수행할 수 있다.
본 발명의 하나의 기술적인 측면에 따르면, 상기 메인 전원 공급부는 상기 구동부의 스위칭에 연동되어 상기 직류 전원을 스위칭하여 전력 변환 동작을 수행하는 스위칭 회로와, 상기 스위칭 회로로부터의 전원을 입력받는 일차 권선 및 상기 일차 권선과 권선비를 형성하는 이차 권선을 구비하고, 상기 권선비에 따라 스위칭된 전원의 전압 레벨을 변압하는 변압부를 포함할 수 있다.
본 발명의 하나의 기술적인 측면에 따르면, 상기 서스테인부는 서로 직렬 연결된 제1 Y 전극 스위치 및 제2 Y 전극 스위치를 갖는 한 쌍의 Y 전극 스위치와, 상기 한 쌍의 Y 전극 스위치와 병렬 연결되고 서로 직렬 연결된 제1 X 전극 스위치 및 제2 X 전극 스위치를 갖는 한 쌍의 X 전극스위치를 포함하고, 상기 제1 Y 전극 스위치는 상기 제2 X 전극 스위치와 함께 스위칭 온 및 스위칭 오프되고, 상기 제2 Y 전극 스위치는 상기 제1 X 전극 스위치와 함께 상기 제1 Y 전극 스위치 및 상기 제2 X 전극 스위치의 스위칭과 교번하여 스위칭 온 및 스위칭 오프되며, 상기 제1 및 제2 Y 전극 스위치의 연결점은 상기 플라즈마 디스플레이 패널의 일단에 연결되 고, 상기 제1 및 제2 X 전극 스위치의 연결점은 상기 플라즈마 디스플레이 패널의 타단에 연결될 수 있다.
본 발명의 하나의 기술적인 측면에 따르면, 상기 스위칭 회로는 상기 직류 전원의 두 입력단 사이에 서로 직렬 연결된 제1 및 제2 스위치를 포함하고, 상기 제2 Y 전극 스위치와 상기 제1 X 전극 스위치가 스위칭 온 되면 상기 제1 스위치가 스위칭 온되고, 상기 제1 Y 전극 스위치와 상기 제2 X 전극 스위치가 스위칭 온 되면 상기 제2 스위치가 상기 제1 스위치와 교번하여 스위칭 온 되며, 상기 제1 및 제2 스위치의 연결단은 상기 변압부의 일차 권선에 전기적으로 연결될 수 있다.
본 발명의 하나의 기술적인 측면에 따르면, 상기 제2 스위치의 바디 다이오드는 상기 플라즈마 디스플레이 패널의 전압이 상승하는 경우 상기 제1 및 제2 Y 전극 스위치와 상기 제1 및 제2 X 전극 스위치가 스위칭 오프된 데드 타임시에 도통되어 상기 구동부로부터 상기 전원 변환부에 전달되는 상기 잉여 전원의 전달 경로를 형성하고, 상기 제1 스위치의 바디 다이오드는 상기 플라즈마 디스플레이 패널의 전압이 하강하는 경우 상기 제1 및 제2 Y 전극 스위치와 상기 제1 및 제2 X 전극 스위치가 스위칭 오프된 데드 타임시에 도통되어 상기 구동부로부터 상기 전원 변환부에 전달되는 상기 잉여 전원의 전달 경로를 형성하며, 상기 전달 경로 형성시, 상기 전원 공급부의 인덕턴스와 상기 플라즈마 디스플레이 패널의 캐패시턴스는 LC 공진할 수 있다.
본 발명의 하나의 기술적인 측면에 따르면, 상기 플라즈마 디스플레이 패널의 전압 상승 구간에서는 상기 제1 및 제2 Y 전극 스위치와 상기 제1 및 제2 X 전극 스위치가 스위칭 오프되고, 상기 제1 스위치는 스위칭 온 후 스위칭 오프 되어, 상기 제2 스위치의 바디 다이오드가 도통되고, 상기 플라즈마 디스플레이 패널의 전압 하강 구간에서는 상기 제1 및 제2 Y 전극 스위치와 상기 제1 및 제2 X 전극 스위치가 스위칭 오프되고, 상기 제2 스위치는 스위칭 온 후 스위칭 오프 되어, 상기 제1 스위치의 바디 다이오드가 도통될 수 있다.
본 발명의 하나의 기술적인 측면에 따르면, 상기 플라즈마 디스플레이 패널의 전압 상승 구간과 하강 구간 사이의 상기 플라즈마 디스플레이 패널의 최대 전압 유지 구간에서는 상기 제1 Y 전극 스위치 및 제2 X 전극 스위치가 스위칭 온 되고, 상기 제2 Y 전극 스위치 및 상기 제1 X 전극 스위치가 스위칭 오프되며, 상기 제2 스위치가 스위칭 온 되고, 상기 플라즈마 디스플레이 패널의 전압 하강 구간과 상승 구간 사이의 상기 플라즈마 디스플레이 패널의 최소 전압 유지 구간에서는 상기 제2 Y 전극 스위치 및 제1 X 전극 스위치가 스위칭 온 되고, 상기 제1 Y 전극 스위치 및 상기 제2 X 전극 스위치가 스위칭 오프되며, 상기 제1 스위치가 스위칭 온 될 수 있다.
본 발명의 하나의 기술적인 측면에 따르면, 상기 메인 전원 공급부는 상기 상용 교류 전원을 정류 및 평활하는 정류 평활부와, 상기 정류 평활부로부터의 전원을 역률 보정하여 상기 직류 전원으로 공급하는 역률 보정부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 하나의 기술적인 측면에 따르면, 상기 인덕턴스는 상기 변압부의 누설 인덕턴스, 상기 일차 권선과 상기 트랜스포머 사이에 전기적으로 직렬 연결된 인덕터 소자의 인덕턴스 또는 상기 변압부의 누설 인덕턴스와 상기 인덕터 소자의 인덕턴스의 합성 인덕턴스일 수 있다.
본 발명에 따르면, 리셋 기간, 어드레스 기간 및 서스테인 기간에 관계없이 입력 전원 스위칭에 연동되어 부가 전원을 공급하여 부족한 전원을 안정적으로 공급함으로써 전원이 많이 필요한 화면이나 대화면 크기의 디스플레이 장치를 용이하게 구동할 수 있는 효과가 있다. 수 있는 효과가 있다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 플라즈마 디스플레이 패널용 구동 장치의 개략적인 구성을 나타내는 구성도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 플라즈마 디스플레이 패널용 구동 장치(100)는 메인 전원 공급부(110), 구동부(120) 및 보조 전원 공급부(130)를 포함할 수 있다.
메인 전원 공급부(110)는 상용 교류 전원을 사전에 설정된 전압 레벨을 갖는 구동 전원으로 변환하여 구동부(120)에 공급한다. 이를 위해, 메인 전원 공급부(110)는 전원을 스위칭하여 변환하는 전원 변환부(113)를 포함할 수 있고, 더하여 상용 교류 전원을 정류 및 평활하는 정류 평활부(111)와 정류 평활된 전원의 역률을 보정하여 전원 변환부(113)에 직류 전원을 공급하는 역률 보정부(112)를 부가적으로 포함할 수 있다.
전원 변환부(113)는 직류 전원(VPFC)을 스위칭하는 스위칭 회로(113a)와 스위칭 회로(113a)로부터의 스위칭된 전원의 전압 레벨을 변환하는 변압부(113b)를 포함할 수 있다.
스위칭 회로(113a)는 역률 보정부(112)로부터의 직류 전원 입력단 사이에 서로 직렬 연결된 하프 브릿지 타입의 제1 및 제2 스위치(QR, QF)를 포함할 수 있으며, 제1 및 제2 스위치(QR, QF)는 각각 바디 다이오드(Body Diode)를 포함할 수 있다.
변압부(113b)는 사전에 설정된 권선비를 갖는 제1 일차 권선(Np1)과 제1 이차 권선(Ns2)을 포함하고, 제1 일차 권선(Np1)는 스위칭 회로(113a)의 제2 스위치(QF)와 병렬 연결될 수 있다. 제1 일차 권선(Np)과 제2 스위치(QF) 사이에는 누설 인덕턴스(Lp)와 캐패시턴스(CR)가 각각 형성될 수 있으며, 누설 인덕턴스(Lp)는 변압부(113b)의 자체 누설 인덕턴스일 수 있고 추가 연결되는 인덕터 소자에 의한 누 설 인덕턴스일 수도 있다.
구동부(120)는 메인 전원 공급부(110)로부터의 구동 전원을 스위칭하여 플라즈마 디스플레이 패널(Cp)에 공급하는 서스테인부(121)를 포함할 수 있으며, 서스테인부(121)로부터 공급되는 전원의 충전하여 플라즈마 디스플레이 패널(Cp)의 구동에 사용되는 전원을 보충시키는 캐패시터(Co)를 더 포함할 수 있다.
서스테인부(121)는 외부로부터의 로직 신호(S)에 따라 스위칭하는 한 쌍의 Y 전극 스위치(Ys, Yg)과 한 쌍의 X 전극 스위치(Xs, Xg)를 포함할 수 있으며, 한 쌍의 Y 전극 스위치(Ys, Yg)과 한 쌍의 X 전극 스위치(Xs, Xg)은 서로 병렬 연결될 수 있다. 캐패시터(Co)는 한 쌍의 Y 전극 스위치(Ys, Yg)과 한 쌍의 X 전극 스위치(Xs, Xg)에 병렬 연결될 수 있다.
한 쌍의 Y 전극 스위치(Ys, Yg)은 서로 직렬 연결된 제1 Y 전극 스위치(Ys)와 제2 Y 전극 스위치(Yg)를 포함할 수 있고, 한 쌍의 X 전극 스위치(Xs, Xg)은 서로 직렬 연결된 제1 X 전극 스위치(Xs)와 제2 X 전극 스위치(Xg)를 포함할 수 있다.
제1 Y 전극 스위치(Ys)와 제2 Y 전극 스위치(Yg)의 연결점은 플라즈마 디스플레이 패널(Cp)의 Y 전극에 연결될 수 있고, 제1 X 전극 스위치(Xs)와 제2 X 전극 스위치(Xg)의 연결점은 플라즈마 디스플레이 패널(Cp)의 X 전극에 연결될 수 있다.
상술한 서스테인부(121)의 제1, 제2 Y 전극 스위치(Ys, Yg)과 제1, 제2 X 전 극 스위치(Xs, Xg)의 스위칭에 제1, 제2 스위치(QR,QF)의 스위칭이 연동되어 변압부(122)의 누설 인덕턴스(Lp)와 플라즈마 디스플레이 패널의 캐패시턴스(Cp)간의 LC공진 경로가 형성되어 플라즈마 디스플레이 패널(Cp)의 구동에 사용되고 남은 잉여 전원이 메인 전원 공급부(110)에 전달되어 기존의 절전 회로(Energy Recovery Circuit;ERC)의 기능을 대체할 수 있다.
한편, 일반적으로 화면에 표시되는 하나의 프레임은 복수의 서브 필드로 구성될 수 있고, 복수의 서브 필드 각각은 플라즈마 디스플레이 패널을 초기화시키는 리셋 기간, 방전시킬 플라즈마 디스플레이 패널을 검색하는 어드레스 기간 및 플라즈마 디스플레이 패널을 방전을 유지시키는 서스테인 기간으로 형성되며, 각 서브 필드의 서스테인 기간은 각각 다를 수 있다. 이러한 서스테인 기간 중에 플라즈마 디스플레이 패널(Cp)에 전원이 공급되는데 이때, 필드의 종류 또는 표시 화면 및 화면의 크기 등에 따라 플라즈마 디스플레이 패널(Cp)에 공급되어야 할 전원이 부족할 수 있다. 이를 위해 본 발명의 구동 장치는 메인 전원 공급부(110)의 스위칭 회로(113a)의 입력 스위칭에 연동되어 플라즈마 디스플레이 패널 충전용 전원을 공급하는 보조 전원 공급부(130)를 포함할 수 있다.
보조 전원 공급부(130)는 트랜스포머(131) 및 정류부(132)를 포함할 수 있다.
트랜스포머(131)는 사전에 설정된 권선비를 갖는 제2 일차 권선(Np2)과 제2 이차 권선(Ns2)을 포함하고, 제2 일차 권선(Np2)는 스위칭 회로(113a)의 제2 스위치(QF)와 병렬 연결될 수 있다. 이에 따라, 스위칭 회로(113a)에 의해 스위칭된 전원을 사전에 설정된 플라즈마 디스플레이 패널 충전용 전원으로 변압할 수 있다.
정류부(132)는 제2 이차 권선(Ns2)의 일단에 순방향으로 연결되어 트랜스포머(131)로부터의 전원을 정류하는 제1 다이오드(D1)와, 제1 다이오드(D1)로부터 정류된 전원을 전파 정류하는 브리지 다이오드(BD)와, 브리지 다이오드(BD)로부터 전파 정류된 전원을 충전시키는 캐패시터(C)와, 캐패시터(C)로부터 방전된 전원을 정류하여 구동부(130)의 캐패시터(Co)에 플라즈마 디스플레이 패널 충전용 전원으로 공급하는 제2 다이오드(D2)를 포함할 수 있다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 동작 및 작용에 관하여 상세히 설명하도록 한다.
도 2a 및 도 2b는 종래와 본 발명의 전원 공급을 나타내는 그래프이다.
도 2a를 참조하면, 종래의 경우 서스테인 기간 동안에만 플라즈마 디스플레이 패널용 전원을 충전할 수 있어, 리셋 기간 및 어드레스 기간에 플라즈마 디스플레이 패널에 필요한 구동 전원이 부족할 수 있다.
도 2b를 참조하면, 본 발명의 구동 장치의 경우 적어도 어드레스 기간 동안에 플라즈마 디스플레이 패널에 필요한 플라즈마 디스플레이 패널 충전용 전원을 캐패시터(Co)에 공급하여 구동 전원을 안정적으로 공급할 수 있다.
한편, 본 발명의 구동 장치는 별도의 절전 회로 없이 메인 전원 공급부(110)와 구동부(120)만으로 플라즈마 디스플레이 패널에 사용되고 남은 잉여 전원을 흡수할 수 있다.
도 3a 내지 도 3i는 도 1에 도시된 본 발명의 플라즈마 디스플레이 패널용 구동 장치에 포함된 메인 전원 공급부(110)와 구동부(120)의 동작 모드를 나타내는 전류 흐름도이고, 도 4은 도 3a 내지 도 3i에 도시된 각 동작 모드시에 본 발명의 플라즈마 디스플레이 패널용 구동 장치의 주요 부분의 신호 파형 그래프이다.
도 3a 내지 도 3i는 각각 전류의 흐름을 실선으로 표시하였다. 먼저, 도 3a와 도 4을 함께 참조하면, 플라즈마 디스플레이 패널(Cp)에 전원을 공급하기 위해, 제1 스위치(QR), 제2 Y 전극 스위치(Yg) 및 제1 X 전극 스위치(Xs)가 스위칭 온 된다. 이에 따라, 누설 인덕턴스(Lp)에는 (1/2)VPFC+(Np/Ns)Vs의 전압이 인가되어 변압부(122)의 일차측 전류(IPRI)는 선형적으로 증가한다. 이때, 캐패시터(Co)의 전압(Vs)는 방전되어 전류(ico)는 역방향으로 흐르게 된다(도 4의 모드 0).
다음으로, 도 3b와 도 4을 함께 참조하면, 제1 스위치(QR)가 스위칭 온 되어 있는 동안 제2 Y 전극 스위치(Yg) 및 제1 X 전극 스위치(Xs)가 스위칭 오프된다. 이에 따라, 공진 경로가 형성되어 누설 인덕턴스(Lp)과 패널의 캐패시턴스(Cp)가 LC 공진하며, 이에 따라 패널에 충전되는 전압(Vp)가 상승하게 된다. 이때, 전류(ico)는 0이므로, 전압(Vs)는 기존 레벨을 유지하게 된다(도 4의 모드 1). 도 4에서의 C는 이때의 변위전류를 나타낸다.
도 3c와 도 4을 함께 참조하면, 제1 스위치(QR), 제2 Y 전극 스위치(Yg) 및 제1 X 전극 스위치(Xs)가 스위칭 오프되고, 제2 스위치(QF)의 바디 다이오드가 도통된다. 이때, 누설 인덕턴스(Lp)과 패널의 캐패시턴스(Cp)가 LC 공진을 계속하여 패널에 충전되는 전압(Vp)는 지속적으로 상승하고, 전류(ico)는 0이므로 전압(Vs)는 기존 레벨을 유지하게 된다(도 4의 모드 2). 상술한 모드 1과 모드 2에서 누설 인덕턴스(Lp)과 패널의 캐패시턴스(Cp)가 LC 공진에 의한 전원의 전달 경로가 형성되어 절전 회로의 동작을 수행할 수 있다.
도 3d와 도 4을 함께 참조하면, 플라즈마 디스플레이 패널이 충전되는 전압(Vp)의 전압 레벨이 캐패시터(Co)에 충전된 전압(Vs)의 전압 레벨과 동일하게 되면, 제1 Y 전극 스위치(Ys) 및 제2 X 전극 스위치(Xg)가 스위칭 온 되어 플라즈마 디스플레이 패널이 충전되는 전압(Vp)의 전압 레벨은 캐패시터(Co)에 충전된 전압(Vs)의 전압 레벨을 유지한다. 이때, 누설 인덕턴스(Lp)에는 -(1/2)VPFC- (Np/Ns)Vs의 전압이 인가되어 변압부(113b)의 일차측 전류(IPRI)는 선형적으로 감소한다. 전류(ico)는 정방향으로 흘러 캐패시터(Co)의 전압(Vs)은 충전되고, 플라즈마 디스플레이 패널이 충전되는 전압(Vp)의 전압 레벨의 초과분은 다시 방전된다. 플라즈마 디스플레이 패널이 충전되는 전압(Vp)의 방전을 위해 제2 스위치(QF)가 스위칭 온 된다(도 4의 모드 3). 이때, 도 4에서의 D는 이때의 방전 전류를 나타낸다.
도 3e와 도 4을 함께 참조하면, 제2 스위치(QF), 제1 Y 전극 스위치(Ys) 및 제2 X 전극 스위치(Xg)가 스위칭 온 되어 있고, 누설 인덕턴스(Lp)에는 -(1/2)VPFC-(Np/Ns)Vs의 전압이 인가되어 변압부(113b)의 일차측 전류(IPRI)는 선형적으로 감소 중이며, 전류(ico)는 역방향으로 흘러 캐패시터(Co)의 전압(Vs)은 방전된다(도 4의 모드 4).
상술한 모드 3과 모드 4에서 제1 스위치(QR)와 제2 스위치(QF)의 스위칭 듀티를 조정하여 이차측에 전달되는 전력인 식별부호 A와 B의 면적을 조절할 수 있다. 여기서 면적 A는 캐패시터(Co)에 에너지가 충전하는 구간이고, 면적 B는 절전 회로 동작을 위해 빌드 업(Build up)하는 구간이다. 즉, 면적 A와 면적 B의 차에 해당하는 전력이 구동부(120)에 전달될 수 있는데, 이때, 플라즈마 디스플레이 패널의 복수의 필드 각각의 서스테인 기간이 서로 상이하고 대형 인치일수록 면적 B 가 커질 수 있으며, 이에 따라 구동부(120)에 전달할 수 있는 전력이 부족할 수 있다. 이에 따라, 보조 전원 공급부(130)는 플라즈마 디스플레이 패널 충전용 전원을 캐패시터(Co)에 공급하여 부족한 전력을 보충할 수 있다.
다시, 도 3f와 도 4을 함께 참조하면, 제2 스위치(QF)는 스위칭 온 되고, 제1 Y 전극 스위치(Ys) 및 제2 X 전극 스위치(Xg)가 스위칭 오프 된다. 이에 따라, 공진 경로가 형성되어 누설 인덕턴스(Lp)과 패널의 캐패시턴스(Cp)가 LC 공진하며, 이에 따라 패널에 충전되는 전압(Vp)가 감소하게 된다. 이때, 전류(ico)는 0이므로 캐패시터(Co)의 전압(Vs)은 전압 레벨을 유지한다(도 4의 모드 5).
도 3g와 도 4을 함께 참조하면, 제2 스위치(QF), 제1 Y 전극 스위치(Ys) 및 제2 X 전극 스위치(Xg)가 스위칭 오프되고, 제2 스위치(QR)의 바디 다이오드가 도통된다. 이때, 누설 인덕턴스(Lp)과 패널의 캐패시턴스(Cp)가 LC 공진을 계속하여 패널에 충전되는 전압(Vp)는 지속적으로 감소하고, 전류(ico)는 0이므로 전압(Vs)는 기존 레벨을 유지하게 된다(도 4의 모드 6). 상술한 바와 같이, 도 3b, 도 3c, 도 3f 및 도 3g의 모드 2, 모드 3, 모드 5 및 모드 6과 같이 누설 인덕턴스(Lp)과 패널의 캐패시턴스(Cp)가 LC 공진에 의한 전달 경로가 형성되어, 플라즈마 디스플레이 패널의 구동에 사용되고 남은 잉여 전원이 메인 전원 공급부(110)로 전달된다.
도 3h와 도 4을 함께 참조하면, 플라즈마 디스플레이 패널이 충전되는 전압(Vp)의 전압 레벨이 캐패시터(Co)에 충전된 전압(Vs)의 전압 레벨과 크기가 동일하고 부호가 역으로 되면, 제2 Y 전극 스위치(Yg) 및 제1 X 전극 스위치(Xs)가 스위칭 온 되어 플라즈마 디스플레이 패널이 충전되는 전압(Vp)의 전압 레벨은 캐패시터(Co)에 충전된 전압(Vs)의 전압 레벨과 크기가 동일하고 부호가 역으로 유지한다. 이때, 누설 인덕턴스(Lp)에는 (1/2)VPFC+(Np/Ns)Vs의 전압이 인가되어 변압부(122)의 일차측 전류(IPRI)는 선형적으로 증가한다. 전류(ico)는 정방향으로 흘러 캐패시터(Co)의 전압(Vs)은 충전되고, 플라즈마 디스플레이 패널이 충전되는 전압(Vp)의 전압 레벨의 초과분은 다시 방전된다. 플라즈마 디스플레이 패널에 충전되는 전압(Vp)의 방전을 위해 제2 스위치(QF)가 스위칭 온 된다(도 4의 모드 7). 이때의 방전 전류는 도 4에서의 D와 부호가 반대로 나타낸다.
도 3i와 도 4을 함께 참조하면, 도 3a와 같이 플라즈마 디스플레이 패널(Cp)에 전원을 공급하기 위해, 제1 스위치(QR), 제2 Y 전극 스위치(Yg) 및 제1 X 전극 스위치(Xs)가 스위칭 온 된다. 이에 따라, 누설 인덕턴스(Lp)에는 (1/2)VPFC+(Np/Ns)Vs의 전압이 인가되어 변압부(113b)의 일차측 전류(IPRI)는 선형적으로 증가한다. 이때, 캐패시터(Co)의 전압(Vs)는 방전되어 전류(ico)는 역방향으로 흐르게 된다(도 4의 모드 8). 이후, 상술한 모드 동작을 반복적으로 수행한다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 보조 전원 공급부(130)를 포함하여 필드의 종류 또는 표시 화면 및 화면의 크기 등에 따라 플라즈마 디스플레이 패널(Cp)에 공급되어야 할 전원이 부족함을 방지하여 플라즈마 디스플레이 패널의 구동을 원활하게 할 수 있다.
더하여,플라즈마 디스플레이 패널에 공급되어 사용된 잉여 전원을 흡수하는 별도의 절전회로(ERC:Energy Recovery Circuit)을 채용하지 않고, Y전극 스위치 및 X전극 스위치의 스위칭에 전력 변환 스위치의 스위칭이 연동하여 트랜스포머의 누설 인덕턴스와 패널의 캐패시턴스의 LC공진 경로를 형성하므로써, 잉여 전원을 구동에서 전원 변환부로 전달하여 기존의 절전회로의 기능을 수행하면서, 회로의 면적 및 구성 요소를 저감하여 경박단소화 및 비용 저감을 달성할 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고 후술하는 특허청구범위에 의해 한정되며, 본 발명의 구성은 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 그 구성을 다양하게 변경 및 개조할 수 있다는 것을 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 쉽게 알 수 있다.
도 1은 본 발명의 구동 장치의 개략적인 구성도.
도 2a 및 도 2b는 종래와 본 발명의 전원 공급을 나타내는 그래프.
도 3a 내지 도 3i는 도 1에 도시된 본 발명의 구동 장치에 포함된 제1 전원 공급부(120)와 구동부(130)의 동작 모드를 나타내는 전류 흐름도 .
도 4은 도 3a 내지 도 3i에 도시된 각 동작 모드시에 본 발명의 플라즈마 디스플레이 패널용 구동 장치의 주요 부분의 신호 파형 그래프.
<도면의 주요 부호에 대한 상세한 설명>
100...구동 장치 110...메인 전원 공급부
120...구동부 130...보조 전원 공급부

Claims (15)

  1. 입력받은 상용 교류 전원을 스위칭 동작을 통해 사전에 설정된 구동 전원으로 변환하여 공급하는 메인 전원 공급부;
    상기 메인 전원 공급부로부터의 상기 구동 전원을 스위칭하여 플라즈마 디스플레이 패널에 공급하는 구동부; 및
    상기 메인 전원 공급부의 상기 스위칭 동작에 따라 스위칭된 전원을 사전에 설정된 플라즈마 디스플레이 패널 충전용 전원으로 변환하여 공급하는 보조 전원 공급부를 포함하되,
    상기 메인 전원 공급부는 사전에 설정된 인덕턴스를 갖고, 상기 메인 전원 공급부의 인덕턴스와 상기 플라즈마 디스플레이 패널의 캐패시턴스와의 공진에 의해, 상기 플라즈마 디스플레이 패널 구동에 사용되고 남은 잉여 전원이 상기 메인 전원 공급부로 전달되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널용 구동 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 보조 전원 공급부는 사전에 설정된 플라즈마 디스플레이 패널의 리셋 기간, 어드레스 기간 및 서스테인 기간 중 적어도 어드레스 기간에 플라즈마 디스플레이 패널 충전용 전원을 공급하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널용 구동 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 보조 전원 공급부는
    상기 메인 전원 공급부의 스위칭된 전원을 입력받는 일차 권선과, 상기 일차 권선과 권선비를 형성하는 이차 권선을 구비하고, 상기 스위칭된 전원을 변압하여 출력하는 트랜스포머; 및
    상기 트랜스포머로부터의 변압된 전원을 정류하여 상기 플라즈마 디스플레이 패널 충전용 전원을 출력하는 정류부
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널용 구동 장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 정류부는
    상기 이차 권선의 일단에 전기적으로 연결되어 상기 변압된 전원을 정류하는 제1 다이오드;
    상기 제1 다이오드로부터 정류된 전원을 전파 정류하는 브리지 다이오드;
    상기 브리지 다이오드로부터 정류된 전원을 충전하여 전원을 안정화시키는 캐패시터; 및
    상기 캐패시터에 충전된 전원을 정류하여 상기 플라즈마 디스플레이 패널 충전용 전원을 출력하는 제2 다이오드
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널용 구동 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 메인 전원 공급부는 전원을 입력받아 스위칭하여 상기 구동 전원으로 변환하는 전원 변환부를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널용 구동 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 구동부는 로직 신호에 따라 상기 구동 전원을 스위칭하여 상기 플라즈마 디스플레이 패널에 충방전시키는 서스테인부를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널용 구동 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 메인 전원 공급부는 상기 구동부의 스위칭에 연동하여 스위칭 동작을 수행하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널용 구동 장치.
  8. 제7항에 있어서, 상기 전원 변환부는
    상기 구동부의 스위칭에 연동되어 입력된 전원을 스위칭하여 전력 변환 동작을 수행하는 스위칭 회로; 및
    상기 스위칭 회로로부터의 전원을 입력받는 일차 권선 및 상기 일차 권선과 권선비를 형성하는 이차 권선을 구비하고, 상기 권선비에 따라 스위칭된 전원의 전압 레벨을 변압하는 변압부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널용 구동 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 서스테인부는 서로 직렬 연결된 제1 Y 전극 스위치 및 제2 Y 전극 스위치를 갖는 한 쌍의 Y 전극 스위치와, 상기 한 쌍의 Y 전극 스위치와 병렬 연결되고 서로 직렬 연결된 제1 X 전극 스위치 및 제2 X 전극 스위치를 갖는 한 쌍의 X 전극스위치를 포함하고,
    상기 제1 Y 전극 스위치는 상기 제2 X 전극 스위치와 함께 스위칭 온 및 스위칭 오프되고,
    상기 제2 Y 전극 스위치는 상기 제1 X 전극 스위치와 함께 상기 제1 Y 전극 스위치 및 상기 제2 X 전극 스위치의 스위칭과 교번하여 스위칭 온 및 스위칭 오프되며,
    상기 제1 및 제2 Y 전극 스위치의 연결점은 상기 플라즈마 디스플레이 패널의 일단에 연결되고, 상기 제1 및 제2 X 전극 스위치의 연결점은 상기 플라즈마 디스플레이 패널의 타단에 연결되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널용 구동 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 스위칭 회로는 상기 직류 전원의 두 입력단 사이에 서로 직렬 연결된 제1 및 제2 스위치를 포함하고,
    상기 제2 Y 전극 스위치와 상기 제1 X 전극 스위치가 스위칭 온 되면 상기 제1 스위치가 스위칭 온되고,
    상기 제1 Y 전극 스위치와 상기 제2 X 전극 스위치가 스위칭 온 되면 상기 제2 스위치가 상기 제1 스위치와 교번하여 스위칭 온 되며,
    상기 제1 및 제2 스위치의 연결단은 상기 변압부의 일차 권선에 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널용 구동 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 제2 스위치의 바디 다이오드는 상기 플라즈마 디스플레이 패널의 전압이 상승하는 경우 상기 제1 및 제2 Y 전극 스위치와 상기 제1 및 제2 X 전극 스위치가 스위칭 오프된 데드 타임시에 도통되어 상기 구동부로부터 상기 전원 변환부에 전달되는 상기 잉여 전원의 전달 경로를 형성하고,
    상기 제1 스위치의 바디 다이오드는 상기 플라즈마 디스플레이 패널의 전압이 하강하는 경우 상기 제1 및 제2 Y 전극 스위치와 상기 제1 및 제2 X 전극 스위치가 스위칭 오프된 데드 타임시에 도통되어 상기 구동부로부터 상기 전원 변환부에 전달되는 상기 잉여 전원의 전달 경로를 형성하며,
    상기 전달 경로 형성시, 상기 전원 공급부의 인덕턴스와 상기 플라즈마 디스플레이 패널의 캐패시턴스는 LC 공진하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널용 구동 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 플라즈마 디스플레이 패널의 전압 상승 구간에서는 상기 제1 및 제2 Y 전극 스위치와 상기 제1 및 제2 X 전극 스위치가 스위칭 오프되고, 상기 제1 스위치는 스위칭 온 후 스위칭 오프 되어, 상기 제2 스위치의 바디 다이오드가 도통되고,
    상기 플라즈마 디스플레이 패널의 전압 하강 구간에서는 상기 제1 및 제2 Y 전극 스위치와 상기 제1 및 제2 X 전극 스위치가 스위칭 오프되고, 상기 제2 스위치는 스위칭 온 후 스위칭 오프 되어, 상기 제1 스위치의 바디 다이오드가 도통되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널용 구동 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 플라즈마 디스플레이 패널의 전압 상승 구간과 하강 구간 사이의 상기 플라즈마 디스플레이 패널의 최대 전압 유지 구간에서는 상기 제1 Y 전극 스위치 및 제2 X 전극 스위치가 스위칭 온 되고, 상기 제2 Y 전극 스위치 및 상기 제1 X 전극 스위치가 스위칭 오프되며, 상기 제2 스위치가 스위칭 온 되고,
    상기 플라즈마 디스플레이 패널의 전압 하강 구간과 상승 구간 사이의 상기 플라즈마 디스플레이 패널의 최소 전압 유지 구간에서는 상기 제2 Y 전극 스위치 및 제1 X 전극 스위치가 스위칭 온 되고, 상기 제1 Y 전극 스위치 및 상기 제2 X 전극 스위치가 스위칭 오프되며, 상기 제1 스위치가 스위칭 온 되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널용 구동 장치.
  14. 제1항에 있어서, 상기 메인 전원 공급부는
    상기 상용 교류 전원을 정류 및 평활하는 정류 평활부; 및
    상기 정류 평활부로부터의 전원을 역률 보정하여 직류 전원을 공급하는 역률 보정부
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널용 구동 장치.
  15. 제8항에 있어서,
    상기 인덕턴스는 상기 변압부의 누설 인덕턴스, 상기 일차 권선과 상기 스위칭 회로 사이에 전기적으로 직렬 연결된 인덕터 소자의 인덕턴스 또는 상기 변압부의 누설 인덕턴스와 상기 인덕터 소자의 인덕턴스의 합성 인덕턴스인 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널용 구동 장치.
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