KR101070067B1 - 분리된 기판 구조의 플라즈마 디스플레이 패널용 구동 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 플라즈마 디스플레이 패널용 구동 장치에 있어서, Y 전극 스위치가 형성된 보드와 X 전극 스위치가 형성된 보드를 분리시켜 전원 전달에 사용되는 케이블 길이를 줄임으로써 기생 공진을 저감시킬 수 있는 분리된 기판 구조의 플라즈마 디스플레이 패널용 구동 장치에 관한 것으로, 사전에 설정된 실장 면적을 가지며, 사전에 설정된 인덕턴스를 포함하고, 상기 인덕턴스를 이용하여 상용 교류 전원을 사전에 설정된 구동 전원으로 변환하는 전원 공급부와, 상기 전원 변환부로부터의 상기 구동 전원을 스위칭하여 플라즈마 디스플레이 패널의 제1 전극에 전원을 공급하는 제1 전극 스위치부가 장착되는 제1 기판과, 사전에 설정된 실장 면적을 가지며 상기 제1 기판과 물리적으로 분리되고, 케이블을 통해 상기 전원 공급부로부터 상기 구동 전원을 공급받아 스위칭하여 플라즈마 디스플레이 패널의 제2 전극에 전원을 공급하는 제2 전극 스위치부가 장착된 제2 기판을 포함하는 것을 특징으로 하는 분리된 기판 구조의 플라즈마 디스플레이 패널용 구동 장치를 제공하는 것이다.
플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel;PDP), 기생 공진(Parastic Resonance), 기판 분리(Seperated Board)
Description
본 발명은 플라즈마 디스플레이 패널용 구동 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 플라즈마 디스플레이 패널용 구동 장치에 있어서, Y 전극 스위치가 형성된 보드와 X 전극 스위치가 형성된 보드를 분리시켜 전원 전달에 사용되는 케이블 길이를 줄임으로써 기생 공진을 저감시킬 수 있는 분리된 기판 구조의 플라즈마 디스플레이 패널용 구동 장치에 관한 것이다.
일반적으로 플라즈마 디스플레이 패널은 상부 기판과 하부 기판 사이에 형성된 격벽이 하나의 단위 셀을 이루는 것으로, 각 셀 내에는 네온(Ne), 헬륨(He)과 같은 주 방전 기체와 소량의 크세논을 함유하는 불활성 가스가 충진되어 있다. 이러한, 플라즈마 디스플레이 패널은 고주파 전압에 의해 방전이 될 때, 불활성 가스가 진공 자외선(Vacuum Ultraviolet rays)을 발생하고 격벽 사이에 형성된 형광체를 발광시켜 화상이 구현된다. 이에 따라, 플라즈마 디스플레이 패널에 고주파 전압을 인가할 수 있는 전원 공급 장치가 필수적으로 채용된다.
상술한 바와 같은 플라즈마 디스플레이 패널은 얇고 가벼운 구성이 가능하여 디스플레이 장치로서 각광을 받고 있다.
한편, 플라즈마 디스플레이 패널을 사용하는 표시 장치와 액정 표시 장치 간의 가격 경쟁으로 인해, 제품의 경박 단소화 및 제조 비용의 저감이 요구되고 있는 실정이며, 이는 플라즈마 디스플레이 패널용 전원 공급 장치도 마찬가지이다.
이에 따라, 플라즈마 디스플레이 패널용 전원 공급 장치는 전원 변환 회로, Y 전극 스위치 및 X 전극 스위치 등을 하나의 기판 내에 배치시키는 통합 보드 구조를 검토하고 있는 실정이다.
한편, Y 전극 스위치 및 X 전극 스위치에 스위칭된 전원은 각각 플라즈마 디스플레이 패널의 양측에 배치되는 Y 전극 및 X 전극에 전달되어야 하는데, 전원 전달에 있어서 케이블이 사용될 수 밖에 없어, 케이블의 길이에 비례하여 발생하는 기생 인덕턴스 성분에 의한 기생 공진으로 인해 전달되는 전원의 파형이 왜곡되고, 전극 스위치에 원치않는 열이 발생되는 문제점이 있다.
상술한 문제점을 해결하기 위해, 본 발명의 목적은 플라즈마 디스플레이 패널용 구동 장치에 있어서, Y 전극 스위치가 형성된 보드와 X 전극 스위치가 형성된 보드를 분리시켜 전원 전달에 사용되는 케이블 길이를 줄임으로써 기생 공진을 저감시킬 수 있는 분리된 기판 구조의 플라즈마 디스플레이 패널용 구동 장치를 제공하는 것이다.
상술한 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 하나의 기술적인 측면은 사전에 설정된 실장 면적을 가지며, 사전에 설정된 인덕턴스를 포함하고, 상기 인덕턴스를 이용하여 상용 교류 전원을 사전에 설정된 구동 전원으로 변환하는 전원 공급부와, 상기 전원 변환부로부터의 상기 구동 전원을 스위칭하여 플라즈마 디스플레이 패널의 제1 전극에 전원을 공급하는 제1 전극 스위치부가 장착되는 제1 기판과, 사전에 설정된 실장 면적을 가지며 상기 제1 기판과 물리적으로 분리되고, 케이블을 통해 상기 전원 공급부로부터 상기 구동 전원을 공급받아 스위칭하여 플라즈마 디스플레이 패널의 제2 전극에 전원을 공급하는 제2 전극 스위치부가 장착된 제2 기판을 포함하는 것을 특징으로 하는 분리된 기판 구조의 플라즈마 디스플레이 패널용 구동 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 하나의 기술적인 측면에 따르면, 상기 전원 공급부의 인덕턴스와 상기 플라즈마 디스플레이 패널의 캐패시턴스와의 공진에 의해, 상기 제1 및 제2 전극 스위치부의 잉여 전원이 상기 전원 공급부로 전달될 수 있다.
본 발명의 하나의 기술적인 측면에 따르면, 상기 전원 공급부는 전원을 입력받아 스위칭하여 상기 구동 전원으로 변환하는 전원 변환부를 포함할 수 있다.
본 발명의 하나의 기술적인 측면에 따르면, 상기 전원 변환부는 상기 제1 및 제2 전극 스위치부의 스위칭에 연동하여 스위칭 동작을 수행할 수 있다.
본 발명의 하나의 기술적인 측면에 따르면, 상기 전원 변환부는 입력 전원을 스위칭하는 제1 전원 스위치와, 상기 제1 전원 스위치와 상기 입력 전원을 교번 스위칭하여 상기 제1 전원 스위치와 함께 전력 변환 동작을 수행하는 제2 전원 스위치와, 상기 제1 및 제2 전원 스위치에 의해 변환된 전원을 일차 권선과 이차 권선 간의 권선비에 따라 변압하여 상기 구동 전원을 출력하는 트랜스포머를 포함할 수 있다.
본 발명의 하나의 기술적인 측면에 따르면, 상기 제1 전극 스위치부 및 제2 전극 스위치부는 로직 신호에 따라 상기 구동 전원을 스위칭하여 상기 플라즈마 디스플레이 패널에 충방전시키며, 상기 제1 전극 스위치부는 서로 직렬 연결된 제1 및 제2 전극 스위치를 구비하고, 상기 제2 전극 스위치는 서로 직렬 연결된 제3 및 제4 전극 스위치를 구비하며, 상기 제1 전극 스위치는 상기 제4 전극 스위치와 함 께 스위칭 온 및 스위칭 오프되고, 상기 제2 전극 스위치는 상기 제3 전극 스위치와 함께 상기 제1 전극 스위치 및 상기 제4 전극 스위치의 스위칭과 교번하여 스위칭 온 및 스위칭 오프되며, 상기 제1 및 제2 전극 스위치의 연결점은 상기 플라즈마 디스플레이 패널의 상기 제1 전극에 연결되고, 상기 제3 및 제4 전극 스위치의 연결점은 상기 플라즈마 디스플레이 패널의 제2 전극에 연결될 수 있다.
본 발명의 하나의 기술적인 측면에 따르면, 상기 제2 전극 스위치와 상기 제3 전극 스위치가 스위칭 온 되면 상기 제1 전원 스위치가 스위칭 온되고, 상기 제1 전극 스위치와 상기 제4 전극 스위치가 스위칭 온 되면 상기 제2 전원 스위치가 상기 제1 전원 스위치와 교번하여 스위칭 온 되며, 상기 제1 및 제2 전원 스위치의 연결단은 상기 트랜스포머의 일차 권선에 전기적으로 연결될 수 있다.
본 발명의 하나의 기술적인 측면에 따르면, 상기 제2 전원 스위치의 바디 다이오드는 상기 플라즈마 디스플레이 패널의 전압이 상승하는 경우 상기 제1 및 제2 전극 스위치와 상기 제3 및 제4 전극 스위치가 스위칭 오프된 데드 타임시에 도통되어 상기 제1 및 제2 전극 스위치부로부터 상기 전원 변환부에 전달되는 상기 잉여 전원의 전달 경로를 형성하고, 상기 제1 전극 스위치의 바디 다이오드는 상기 플라즈마 디스플레이 패널의 전압이 하강하는 경우 상기 제1 및 제2 전극 스위치와 상기 제3 및 제4 전극 스위치가 스위칭 오프된 데드 타임시에 도통되어 상기 제1 및 제2 전극 스위치부로부터 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 전극 스위치와 상기 제3 및 제4 전극 스위치가 스위칭 오프되고, 상기 제1 전원 스위치는 스위칭 온 후 스위칭 오프 되어, 상기 제2 전원 스위치의 바디 다이오드가 도통되고, 상기 플라즈마 디스플레이 패널의 전압 하강 구간에서는 상기 제1 및 제2 전극 스위치와 상기 제3 및 제4 전극 스위치가 스위칭 오프되고, 상기 제2 전원 스위치는 스위칭 온 후 스위칭 오프 되어, 상기 제1 전원 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 전극 스위치 및 제4 전극 스위치가 스위칭 온 되고, 상기 제2 전극 스위치 및 상기 제3 전극 스위치가 스위칭 오프되며, 상기 제2 전원 스위치가 스위칭 온 되고, 상기 플라즈마 디스플레이 패널의 전압 하강 구간과 상승 구간 사이의 상기 플라즈마 디스플레이 패널의 최소 전압 유지 구간에서는 상기 제2 전극 스위치 및 제3 전극 스위치가 스위칭 온 되고, 상기 제1 전극 스위치 및 상기 제4 전극 스위치가 스위칭 오프되며, 상기 제1 전원 스위치가 스위칭 온 될 수 있다.
본 발명의 하나의 기술적인 측면에 따르면, 상기 제1 전극은 상기 플라즈마 디스플레이 패널의 Y 전극이고, 상기 제2 전극은 상기 플라즈마 디스플레이 패널의 X 전극일 수 있다.
본 발명의 하나의 기술적인 측면에 따르면, 상기 제1 전극은 상기 플라즈마 디스플레이 패널의 X 전극이고, 상기 제2 전극은 상기 플라즈마 디스플레이 패널의 Y 전극일 수 있다.
본 발명의 하나의 기술적인 측면에 따르면, 상기 전원 공급부는 상기 상용 교류 전원을 정류 및 평활하는 정류 평활부와, 상기 정류 평활부로부터의 전원을 역률 보정하여 상기 전원 변환부에 직류 전원으로 공급하는 역률 보정부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 하나의 기술적인 측면에 따르면, 상기 인덕턴스는 상기 트랜스포머의 누설 인덕턴스, 상기 일차 권선과 상기 트랜스포머 사이에 전기적으로 직렬 연결된 인덕터 소자의 인덕턴스 또는 상기 트랜스포머의 누설 인덕턴스와 상기 인덕터 소자의 인덕턴스의 합성 인덕턴스일 수 있다.
본 발명에 따르면, 플라즈마 디스플레이 패널에 전원을 공급하는 전원 공급 장치에 있어서, Y 전극 스위치가 형성된 보드와 X 전극 스위치가 형성된 보드를 분리시켜 전원 전달에 사용되는 케이블 길이를 줄임으로써 기생 공진을 저감시켜 경박단소화를 위한 통합 보드 구조에서 전원의 파형 왜곡 및 스위치 발명을 저감시킬 수 있는 효과가 있다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하도록 한다.
도 1은 플라즈마 디스플레이 패널 모듈 후면에 장착된 본 발명의 구동 장치의 장착 구성도이다.
도 1을 참조하면, 플라즈마 디스플레이 패널 모듈(P) 후면에는 사전에 설정된 실장 영역을 갖는 제1 기판(A) 및 제2 기판(B)이 배치될 수 있다. 제1 기판(A) 및 제2 기판(B)는 서로 물리적으로 분리될 수 있으며, 제1 기판(A)은 플라즈마 디스플레이 패널 모듈(P) 후면의 일측에 배치될 수 있고, 제2 기판(B)은 제1 기판(A)과 대향하여 플라즈마 디스플레이 패널 모듈(P) 후면의 타측에 배치될 수 있다.
제1 기판(A)에는 전원 공급부(110)와 제1 전극 스위치부(120)이 장착될 수 있고, 제2 기판(B)에는 제2 전극 스위치부(130)이 장착될 수 있다.
이에 더하여, 플라즈마 디스플레이 패널 모듈 후면에는 복수의 기판(C,D,E,F)이 더 배치될 수 있고, 제3 기판(C)에는 플라즈마 디스플레이 패널에 표시되는 영상을 제어하는 영상부가 장착될 수 있고, 제4 기판(D)에는 상기 영상부의 영상 제어에 따라 로직 신호를 제공하는 로직부가 장착될 수 있으며, 제5 기 판(E)에는 제1 전극 스위치부(120)로부터의 전원을 플라즈마 디스플레이 패널의 제1 전극(a)으로 전달하는 버퍼부가 장착될 수 있고, 제6 기판(F)에는 플라즈마 디스플레이 패널의 어드레스 전극에 신호를 전달하는 어드레스 버퍼부가 장착될 수 있다.
한편, 제1 기판(A)의 전원 공급부(110)는 상용 교류 전원을 공급받아 사전에 설정된 직류 전압 레벨을 갖는 구동 전원을 공급할 수 있으며, 제1 전극 스위치부(120)는 전원 공급부(110)로부터 공급받은 구동 전원을 스위칭하여 플라즈마 디스플레이 패널의 제1 전극에 공급하여 플라즈마 디스플레이 패널에 전원을 충방전할 수 있다.
제2 기판(B)의 제2 전극 스위치부(130)는 제1 기판(A)의 전원 공급부(110)로부터의 구동 전원을 전달받으며, 이때 케이블(Ca)을 통해 제1 기판(A)의 전원 공급부(110)로부터의 구동 전원을 전달받아, 구동 전원을 스위칭하여 플라즈마 디스플레이 패널의 제2 전극(b)에 공급하여 플라즈마 디스플레이 패널에 전원을 충방전할 수 있다.
상술한 본원 발명의 구동 장치에 관하여 도면을 참조하여 보다 상세히 설명하도록 한다.
도 2는 본 발명의 구동 장치의 개략적인 구성도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 구동 장치(100)는 제1 기판(A)에 장착되는 전원 공급부(110) 및 제1 전극 스위치부(120)와, 제2 기판(B)에 장착되는 제2 전극 스위 치부(130)를 포함할 수 있다,
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 제1 및 제2 전원 스위치(QR, QF)와 제1 및 제2 전원 스위치(QR, QF)부터의 스위칭된 전원의 전압 레벨을 변환하는 트랜스포머(T)를 포함할 수 있다.
제1 및 제2 전원 스위치(QR, QF)는 역률 보정부(112)로부터의 직류 전원 입력단 사이에 서로 직렬 연결된 하프 브릿지 타입으로 구성될 수 있으며, 제1 및 제2 전원 스위치(QR, QF)는 각각 바디 다이오드(Body Diode)를 포함할 수 있다.
트랜스포머(T)는 사전에 설정된 권선비를 갖는 일차 권선(Np)과 이차 권선(Ns)을 포함하고, 일차 권선(Np)는 제2 전원 스위치(QF)와 병렬 연결될 수 있다. 일차 권선(Np)과 제2 전원 스위치(QF) 사이에는 누설 인덕턴스(Lp)와 캐패시턴스(CR)가 각각 형성될 수 있으며, 누설 인덕턴스(Lp)는 트랜스포머(T)의 자체 누설 인덕턴스일 수 있고 추가 연결되는 인덕터 소자에 의한 누설 인덕턴스일 수도 있다.
제1 전극 스위치부(120)는 서로 직렬 연결된 제1 및 제2 전극 스위치(Ys,Yg)를 포함할 수 있고, 서로 직렬 연결된 제1 및 제2 전극 스위치(Ys,Yg)의 연결점은 트랜스포머(T)의 이차 권선(Ns)의 일단 및 플라즈마 디스플레이 패널(Cp)의 제1 전극에 전기적으로 연결될 수 있다.
마찬가지로, 제2 기판(B)에 장착된 제2 전극 스위치부(130)는 서로 직렬 연결된 제3 및 제4 전극 스위치(Xs, Xg)를 포함할 수 있으며, 서로 직렬 연결된 제3 및 제4 전극 스위치(Xs, Xg)의 연결점은 케이블(Ca)을 통해 트랜스포머(T)의 이차 권선(Ns)의 타단과 전기적으로 연결되고, 플라즈마 디스플레이 패널(Cp)의 제2 전극에 전기적으로 연결될 수 있다.
여기서, 제1 전극은 플라즈마 디스플레이 패널(Cp)의 Y 전극일 수 있고, 이에 따라 제2 전극은 플라즈마 디스플레이 패널(Cp)의 X 전극일 수 있다. 마찬가지로, 제1 전극은 플라즈마 디스플레이 패널(Cp)의 X 전극일 수 있고, 이경우 제2 전극은 플라즈마 디스플레이 패널(Cp)의 Y 전극일 수 있다.
또한, 제1 및 제2 전극 스위치(Ys, Yg)과 제3 및 제4 전극 스위치(Xs, Xg)는 서로 병렬 연결될 수 있으며, 전원 변환부(113)의 제1, 제2 전원 스위치(QR,QF)는 제1 및 제2 전극 스위치(Ys, Yg)와 제3 및 제4 전극 스위치(Xs, Xg)의 스위칭에 의 스위칭이 연동되어 트랜스포머(T)의 누설 인덕턴스(Lp)와 플라즈마 디스플레이 패널의 캐패시턴스(Cp)간의 LC공진 경로가 형성되어 플라즈마 디스플레이 패널의 구동에 사용되고 남은 잉여 전원이 전원 변환부(113)에 전달되어 기존의 절전 회 로(Energy Recovery Circuit;ERC)의 기능을 대체할 수 있다.
여기서, 도면을 참조하여 상술한 기존의 절전 회로의 기능 대체에 관하여 상세히 설명하도록 한다.
도 3a 내지 도 3i는 도 2에 도시된 본 발명의 플라즈마 디스플레이 패널용 구동 장치의 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 4를 함께 참조하면, 플라즈마 디스플레이 패널(Cp)에 전원을 공급하기 위해, 제1 전원 스위치(QR), 제2 전극 스위치(Yg) 및 제3 전극 스위치(Xs)가 스위칭 온 된다. 이에 따라, 누설 인덕턴스(Lp)에는 (1/2)VPFC+(Np/Ns)Vs의 전압이 인가되어 트랜스포머(T)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 4를 함께 참조하면, 제1 전원 스위치(QR)가 스위칭 온 되어 있는 동안 제2 전극 스위치(Yg) 및 제3 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, 전 류(ico)는 0이므로, 전압(Vs)는 기존 레벨을 유지하게 된다(도 4의 모드 1). 도 4에서의 A는 이때의 변위전류를 나타낸다.
도 3c와 도 4를 함께 참조하면, 제1 전원 스위치(QR), 제2 전극 스위치(Yg) 및 제3 전극 스위치(Xs)가 스위칭 오프되고, 제2 전원 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).
도 3d와 도 4를 함께 참조하면, 플라즈마 디스플레이 패널이 충전되는 전압(Vp)의 전압 레벨이 캐패시터(Co)에 충전된 전압(Vs)의 전압 레벨과 동일하게 되면, 제1 전극 스위치(Ys) 및 제4 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 트랜스포머(T)의 일차측 전류(IPRI)는 선형적으로 감소한다. 전류(ico)는 정방향으로 흘러 안정화 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 전원 스위치(QF)가 스위칭 온 된다(도 4의 모드 3). 이때, 도 4에서의 B는 이때의 방전 전류를 나타낸다.
도 3e와 도 4를 함께 참조하면, 제2 전원 스위치(QF), 제1 전극 스위치(Ys) 및 제4 전극 스위치(Xg)가 스위칭 온 되어 있고, 누설 인덕턴스(Lp)에는 -(1/2)VPFC-(Np/Ns)Vs의 전압이 인가되어 트랜스포머(T)의 일차측 전류(IPRI)는 선형적으로 감소 중이며, 전류(ico)는 역방향으로 흘러 캐패시터(Co)의 전압(Vs)은 방전된다(도 4의 모드 4).
도 3f와 도 4를 함께 참조하면, 제2 전원 스위치(QF)는 스위칭 온 되고, 제1 전극 스위치(Ys) 및 제4 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 4를 함께 참조하면, 제2 전원 스위치(QF), 제1 전극 스위치(Ys) 및 제4 전극 스위치(Xg)가 스위칭 오프되고, 제2 전원 스위치(QR)의 바디 다이오드가 도통된다. 이때, 누설 인덕턴스(Lp)과 패널의 캐패시턴스(Cp)가 LC 공진을 계속 하여 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 3g와 같이 전달 경로가 형성되어, 플라즈마 디스플레이 패널 구동에 사용되고 남은 잉여 전원이 전원 공급부(110)로 전달된다.
도 3h와 도 4를 함께 참조하면, 플라즈마 디스플레이 패널이 충전되는 전압(Vp)의 전압 레벨이 안정화 캐패시터(Co)에 충전된 전압(Vs)의 전압 레벨과 크기가 동일하고 부호가 역으로 되면, 제2 전극 스위치(Yg) 및 제3 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 트랜스포머(T)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 전원 스위치(QF)가 스위칭 온 된다(도 4의 모드 7). 이때의 방전 전류는 도 4에서의 B와 부호가 반대로 나타낸다.
도 3i와 도 4를 함께 참조하면, 도 3a와 같이 플라즈마 디스플레이 패널(Cp)에 전원을 공급하기 위해, 제1 전원 스위치(QR), 제2 전극 스위치(Yg) 및 제3 전극 스위치(Xs)가 스위칭 온 된다. 이에 따라, 누설 인덕턴스(Lp)에는 (1/2)VPFC+(Np/Ns)Vs의 전압이 인가되어 트랜스포머(T)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, 플라즈마 디스플레이 패널에 공급되어 사용되고 남은 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.
한편, 상술한 본 발명의 구동 장치는 기생 공진을 저감시키기 위해 분리된 기판에 구동 장치의 일부분이 각각 장착될 수 있다. 즉, 상술한 바와 같이 제1 기판(A)에는 전원 공급부(110)와 제1 전극 스위치부(120)이 장착되고, 제2 기판(B)에는 제2 전극 스위치부(130)가 장착될 수 있다. 이때의 기생 공진 감소에 관하여 도면을 참조하여 상세히 설명하도록 한다.
도 5의 (a) 및 (b)는 전원 파형을 나타내는 그래프이다.
도 5를 참조하면, 도 5의 (a)는 하나의 기판에 전원 공급부(110), 제1 및 제2 전극 스위치부(120,130)이 장착될 경우에 전극 스위치에 발생하는 전압, 전류 및 에너지 펄스 파형을 나타낸다. 상술한 바와 같이, 하나의 기판에 전원 공급부(110), 제1 및 제2 전극 스위치부(120,130)이 장착될 경우 플라즈마 디스플레이 패널의 제1 및 제2 전극은 각각 플라즈마 디스플레이 패널의 양단에 위치하여야 하므로, 케이블을 통해 전원 전달시, 전원 전달을 위한 길이와 접지를 위한 길이 만큼의 케이블 길이가 필요하게 된다. 이에 따라, 케이블 길이의 기생 인덕턴스 성분과 플라즈마 디스플레이 패널의 캐패시턴스 성분 간에 기생 공진이 발생하고, 이에 따라 도 5의 (a)의 상단의 그래프와 같이 전압의 왜곡이 발생하게 된다. 여기서, 식별부호 CH1은 제3 전극 스위치에서의 전압을 나타내고, CH2는 제3 전극 스위치에서의 전류를 나타낸다. 상술한 기생 공진에 의한 에너지 펄스는 도 5의 (a)의 하단의 그래프와 같이 나타낼 수 있으며, 기생 공진에 의한 에너지 펄스는 전압*전류*시간이므로, 110V*22A*160ns에 의해 대략 387.2uWs이며 이는 제3 전극 스위치에 상술한 에너지 펄스 값인 387.2uWs에 의한 열이 발생하는 것을 알 수 있다.
그러나, 본 발명의 구동 장치와 같이 기판이 분리되는 경우, 예를 들어 제1 기판(A)에는 전원 공급부(110)와 제1 전극 스위치부(120)이 장착되고, 제2 기판(B)에는 제2 전극 스위치부(130)가 장착되면 전원 공급부(110)의 트랜스포머(T)의 타단으로부터 제2 전극 스위치부(130)까지의 전원 전달에 필요한 길이 만큼 케이블이 형성되면 되므로, 도 5의 (a)의 경우에 대비하여 케이블이 짧아지고, 이에 따라 기 생 인덕턴스 성분이 감소하므로 기생 공진 또한 감소된다.
이에 따라, 도 5의 (b)와 같은 그래프가 형성될 수 있다. 마찬가지로, 식별부호 CH1은 제3 전극 스위치에서의 전압을 나타내고, CH2는 제3 전극 스위치에서의 전류를 나타낸다. 상술한 바와 같이 저감된 기생 공진에 의한 에너지 펄스는 도 5의 (b)의 하단의 그래프와 같이 나타낼 수 있으며, 기생 공진에 의한 에너지 펄스는, 20V*40A*24ns에 의해 대략 1.92uWs이며 이는 도 5의 (a)의 경우와 대비하여 제3 전극 스위치에 발열이 현저하게 줄어드는 것을 알 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따르면, Y 전극 스위치가 형성된 보드와 X 전극 스위치가 형성된 보드를 분리시켜 전원 전달에 사용되는 케이블 길이를 줄임으로써 기생 공진을 저감시켜 경박단소화를 위한 통합 보드 구조에서 전원의 파형 왜곡 및 스위치 발명을 저감시킬 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 액정 패널 후면에 장착된 본 발명의 구동 장치의 개략적인 장착 구성도.
도 2는 본 발명의 구동 장치의 개략적인 구성도.
도 3a 내지 도 3i는 본 발명의 구동 장치의 동작 모드를 나타내는 전류 흐름도.
도 4은 도 3a 내지 도 3i에 도시된 각 동작 모드시에 본 발명의 구동 장치의 주요 부분의 신호 파형 그래프.
도 5의 (a) 및 (b)는 전원 파형을 나타내는 그래프.
<도면의 주요 부호에 대한 상세한 설명>
100...플라즈마 디스플레이 패널용 구동 장치
110...전원 공급부
111...정류 평활부
112...역률 보정부
113...전원 변환부
T...트랜스포머
120...제1 전극 스위치부
130...제2 전극 스위치부
QR...제1 전원 스위치
QF...제2 전원 스위치
Ys...제1 전극 스위치
Yg...제2 전극 스위치
Xs...제3 전극 스위치
Xg...제4 전극 스위치
Lp...누설 인덕턴스
Cp...플라즈마 디스플레이 패널의 등가 캐패시터 성분
Co...캐패시터
Claims (14)
- 삭제
- 사전에 설정된 실장 면적을 가지며, 사전에 설정된 인덕턴스를 포함하고, 상기 인덕턴스를 이용하여 상용 교류 전원을 사전에 설정된 구동 전원으로 변환하는 전원 공급부와, 상기 전원 변환부로부터의 상기 구동 전원을 스위칭하여 플라즈마 디스플레이 패널의 제1 전극에 전원을 공급하는 제1 전극 스위치부가 장착되는 제1 기판; 및사전에 설정된 실장 면적을 가지며 상기 제1 기판과 물리적으로 분리되고, 케이블을 통해 상기 전원 공급부로부터 상기 구동 전원을 공급받아 스위칭하여 플라즈마 디스플레이 패널의 제2 전극에 전원을 공급하는 제2 전극 스위치부가 장착된 제2 기판을 포함하고,상기 전원 공급부의 인덕턴스와 상기 플라즈마 디스플레이 패널의 캐패시턴스와의 공진에 의해, 상기 플라즈마 디스플레이 패널 구동에 사용되고 남은 잉여 전원이 상기 전원 공급부로 전달하는 것을 특징으로 하는 분리된 기판 구조의 플라즈마 디스플레이 패널용 구동 장치.
- 제2항에 있어서,상기 전원 공급부는 전원을 입력받아 스위칭하여 상기 구동 전원으로 변환하는 전원 변환부를 포함하는 것을 특징으로 하는 분리된 기판 구조의 플라즈마 디스플레이 패널용 구동 장치.
- 제3항에 있어서,상기 전원 변환부는 상기 제1 및 제2 전극 스위치부의 스위칭에 연동하여 스위칭 동작을 수행하는 것을 특징으로 하는 분리된 기판 구조의 플라즈마 디스플레이 패널용 구동 장치.
- 제4항에 있어서, 상기 전원 변환부는입력 전원을 스위칭하는 제1 전원 스위치;상기 제1 전원 스위치와 상기 입력 전원을 교번 스위칭하여 상기 제1 전원 스위치와 함께 전력 변환 동작을 수행하는 제2 전원 스위치; 및상기 제1 및 제2 전원 스위치에 의해 변환된 전원을 일차 권선과 이차 권선 간의 권선비에 따라 변압하여 상기 구동 전원을 출력하는 트랜스포머를 포함하는 것을 특징으로 하는 분리된 기판 구조의 플라즈마 디스플레이 패널용 구동 장치.
- 제5항에 있어서,상기 제1 전극 스위치부 및 제2 전극 스위치부는 로직 신호에 따라 상기 구동 전원을 스위칭하여 상기 플라즈마 디스플레이 패널에 충방전시키며,상기 제1 전극 스위치부는 서로 직렬 연결된 제1 및 제2 전극 스위치를 구비하고, 상기 제2 전극 스위치는 서로 직렬 연결된 제3 및 제4 전극 스위치를 구비하며,상기 제1 전극 스위치는 상기 제4 전극 스위치와 함께 스위칭 온 및 스위칭 오프되고,상기 제2 전극 스위치는 상기 제3 전극 스위치와 함께 상기 제1 전극 스위치 및 상기 제4 전극 스위치의 스위칭과 교번하여 스위칭 온 및 스위칭 오프되며,상기 제1 및 제2 전극 스위치의 연결점은 상기 플라즈마 디스플레이 패널의 상기 제1 전극에 연결되고, 상기 제3 및 제4 전극 스위치의 연결점은 상기 플라즈마 디스플레이 패널의 제2 전극에 연결되는 것을 특징으로 하는 분리된 기판 구조의 플라즈마 디스플레이 패널용 구동 장치.
- 제6항에 있어서,상기 제2 전극 스위치와 상기 제3 전극 스위치가 스위칭 온 되면 상기 제1 전원 스위치가 스위칭 온되고,상기 제1 전극 스위치와 상기 제4 전극 스위치가 스위칭 온 되면 상기 제2 전원 스위치가 상기 제1 전원 스위치와 교번하여 스위칭 온 되며,상기 제1 및 제2 전원 스위치의 연결단은 상기 트랜스포머의 일차 권선에 전 기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 분리된 기판 구조의 플라즈마 디스플레이 패널용 구동 장치.
- 제7항에 있어서,상기 제2 전원 스위치의 바디 다이오드는 상기 플라즈마 디스플레이 패널의 전압이 상승하는 경우 상기 제1 및 제2 전극 스위치와 상기 제3 및 제4 전극 스위치가 스위칭 오프된 데드 타임시에 도통되어 상기 제1 및 제2 전극 스위치부로부터 상기 전원 변환부에 전달되는 상기 잉여 전원의 전달 경로를 형성하고,상기 제1 전극 스위치의 바디 다이오드는 상기 플라즈마 디스플레이 패널의 전압이 하강하는 경우 상기 제1 및 제2 전극 스위치와 상기 제3 및 제4 전극 스위치가 스위칭 오프된 데드 타임시에 도통되어 상기 제1 및 제2 전극 스위치부로부터 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 분리된 기판 구조의 플라즈마 디스플레이 패널용 구동 장치.
- 제8항에 있어서,상기 플라즈마 디스플레이 패널의 전압 상승 구간에서는 상기 제1 및 제2 전극 스위치와 상기 제3 및 제4 전극 스위치가 스위칭 오프되고, 상기 제1 전원 스위치는 스위칭 온 후 스위칭 오프 되어, 상기 제2 전원 스위치의 바디 다이오드가 도 통되고,상기 플라즈마 디스플레이 패널의 전압 하강 구간에서는 상기 제1 및 제2 전극 스위치와 상기 제3 및 제4 전극 스위치가 스위칭 오프되고, 상기 제2 전원 스위치는 스위칭 온 후 스위칭 오프 되어, 상기 제1 전원 스위치의 바디 다이오드가 도통되는 것을 특징으로 하는 분리된 기판 구조의 플라즈마 디스플레이 패널용 구동 장치.
- 제9항에 있어서,상기 플라즈마 디스플레이 패널의 전압 상승 구간과 하강 구간 사이의 상기 플라즈마 디스플레이 패널의 최대 전압 유지 구간에서는 상기 제1 전극 스위치 및 제4 전극 스위치가 스위칭 온 되고, 상기 제2 전극 스위치 및 상기 제3 전극 스위치가 스위칭 오프되며, 상기 제2 전원 스위치가 스위칭 온 되고,상기 플라즈마 디스플레이 패널의 전압 하강 구간과 상승 구간 사이의 상기 플라즈마 디스플레이 패널의 최소 전압 유지 구간에서는 상기 제2 전극 스위치 및 제3 전극 스위치가 스위칭 온 되고, 상기 제1 전극 스위치 및 상기 제4 전극 스위치가 스위칭 오프되며, 상기 제1 전원 스위치가 스위칭 온 되는 것을 특징으로 하는 분리된 기판 구조의 플라즈마 디스플레이 패널용 구동 장치.
- 제2항에 있어서,상기 제1 전극은 상기 플라즈마 디스플레이 패널의 Y 전극이고, 상기 제2 전극은 상기 플라즈마 디스플레이 패널의 X 전극인 것을 특징으로 하는 분리된 기판 구조의 플라즈마 디스플레이 패널용 구동 장치.
- 제2항에 있어서,상기 제1 전극은 상기 플라즈마 디스플레이 패널의 X 전극이고, 상기 제2 전극은 상기 플라즈마 디스플레이 패널의 Y 전극인 것을 특징으로 하는 분리된 기판 구조의 플라즈마 디스플레이 패널용 구동 장치.
- 제2항에 있어서, 상기 전원 공급부는상기 상용 교류 전원을 정류 및 평활하는 정류 평활부; 및상기 정류 평활부로부터의 전원을 역률 보정하여 상기 전원 변환부에 직류 전원으로 공급하는 역률 보정부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널용 구동 장치.
- 제5항에 있어서,상기 인덕턴스는 상기 트랜스포머의 누설 인덕턴스, 상기 일차 권선과 상기 트랜스포머 사이에 전기적으로 직렬 연결된 인덕터 소자의 인덕턴스 또는 상기 트랜스포머의 누설 인덕턴스와 상기 인덕터 소자의 인덕턴스의 합성 인덕턴스인 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널용 구동 장치.
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GRNT | Written decision to grant | ||
LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |