KR19990034336A - 다중 모드 모니터의 수평 출력 트랜지스터 보호 회로 - Google Patents

Abstract

본 발명은 모니터의 편향 회로에 관한 것으로, 종래의 수평 편향 회로는 수평 발진부에서 출력되는 수평 구동 신호가 수평 구동부에서 전류 증폭되고 이 증폭된 신호가 수평 출력부의 수평 출력 트랜지스터를 스위칭하여 플라이백 트랜스포머의 다른측으로 인가되는 B+전압이 스위칭되도록 함으로써 수평 편향 코일에 톱니파 전류가 흐르도록 되어 있는 바, 모니터의 전원이 오프되면 귀선 캐패시터에 잔류B+전압이 남게 되고, 이로 인해 모니터의 전원이 온되면 B+전압이 불안정하여 수평 출력 트랜지스터와 다른 회로 소자들이 과전압으로 파괴되는 문제점이 있었다.

따라서 본 발명의 수평 편향 회로에는, 모니터가 전원 온될 때 수평 발진부에서 출력되는 기준전압을 입력받아 충전하는 기준전압 충전수단과, 상기 기준전압 충전수단에 충전된 전압이 구동전원보다 낮으면 턴 온되도록 바이어스된 제1스위칭수단과, 상기 제1스위칭수단이 턴 온되면 턴 온되면서 수평 구동 신호를 그라운드시키도록 바이어스된 제2스위칭수단으로 구성된 회로 보호부가 구비되도록 한다.

이상에서 같이 본 발명의 장치는, 모니터의 전원 온시 B+전압이 안정화된 후 수평 출력 트랜지스터가 스위칭되기 때문에 불안정한 B+전압으로 인하여 발생하는 수평 출력 트랜지스터 및 그 주변 회로들의 파괴를 예방할 수 있는 효과가 있다.

Description

다중 모드 모니터의 수평 출력 트랜지스터 보호 회로 ( A circuit for protecting a horizontal-output-transistor in a multi-mode monitor )

본 발명은 모니터의 편향 회로에 관한 것으로, 특히 다중 모드 모니터에서 수평 출력 트랜지스터를 과전압으로부터 보호하도록 된 수평 출력 트랜지스터 보호 회로에 관한 것이다.

일반적으로, 모니터는 컴퓨터의 비디오 카드로부터 수신된 영상 신호와 동기 신호를 입력받아 CRT 화면에 정보를 디스플레이하는 장치로서, 영상 신호를 처리하기 위한 비디오 계통과, 수직 및 수평 편향을 위한 편향 계통 및 전원 계통 등으로 구성된다.

여기서, 상기 비디오 카드는 여러 가지 모드로 구별되는 바, 상기 비디오 카드의 모드에 따른 모니터의 분류를 다음 페이지에 작성된 표 1을 통해 살펴보도록 한다.

즉, 상기한 비디오 모드는 구현하려는 해상도에 따라 수평 주파수와 수직 주파수를 다르게 출력하는 바, 상기 수직 주파수가 저주파에서 고주파로 증가할수록 화면 깜박거림이 방지됨으로 사용자들의 눈의 피로를 감소시킬 수 있게 된다.

여기서, 다중 모드 모니터란, 적어도 2개 이상의 비디오 모드와 호환할 수 있는 모니터로서, 비디오 카드에서 출력되는 다양한 수평 주파수(약 30∼75 Khz)에 따라 화상의 크기 및 위치의 변경, 수평 수직 동기화 및 편향부의 최적화, 그리고 각종 편향 보정 회로의 조정이 가능한 모니터를 의미한다.

비디오 모드에 따른 분류

비디오 모드	수평주파수(Khz)	수직주파수(Hz)	해상도(H*V)
CGA	15.75	60	640*200
EGA	21.8	60	640*350
VGA	31.5	60/70	720*350640*480
SVGA	35 ~ 37	INTERLACE	1024*768
고해상도모드	64 ~ 75	60 ~ 70	1024*7681280*1024

또한, 상기한 편향 계통은 수상관(CRT)에 래스터(raster)를 만들어 내는 회로로서, 일반적인 모니터의 편향 원리를 살펴보면 다음과 같다. 모니터의 캐소드로부터 방출된 전자빔은 그리드를 통과하면서 가속되어지고, 편향 코일의 자계에 의한 전자기 작용으로 진로를 바꿈으로써 형광면의 광점을 이동시키게 된다.

이때, 상기 전자빔의 편향 거리는 자계의 세기에 비례하고 자계는 편향 코일의 전류에 비례하는 전자 편향의 원리를 이용하는 바, 모니터에서는 좌측에서 우측으로 일정 속도로 주사를 하고 우측에서 좌측으로는 매우 빠른 속도로 되돌아가도록 하기 위해서 광점을 수평 방향(좌우)으로 이동시키는 수평 편향 코일과 광점을 수직 방향(상하)으로 이동시키는 수직 편향 코일을 사용하고 있다.

즉, 수평 편향 코일에 도 1에 도시된 바와 같은 톱니파 전류가 흐르도록 하는 바, 상기한 톱니파 전류의 a 점에서는 전자빔을 가장 크게 왼쪽 방향으로 편향하는 힘이 상기 전자빔에 작용하고, b 점에서는 전류가 흐르지 않으므로 전자빔은 직진한다.

또한, b 점에서 c 점으로는 전자빔을 오른쪽으로 구부러지도록 하는 전류가 점차로 크게 흘러 c 점에서는 전자빔이 가장 오른쪽으로 편향되고 그 후 전류가 급격히 감소하여 a' 점부터 상기의 과정을 반복하게 된다.

도 2는 상기와 같은 톱니파 전류를 발생하는 모니터의 수평 편향 회로를 도시하고 있는 바, 비디오 카드(미도시)에서 출력된 수평 동기 신호는 수평 발진부(110)에서 수평 구동 신호(H.drive)로 적절하게 신호 변조되어 수평 구동부(120)의 수평 구동 트랜지스터(TR1)로 공급된다.

상기 수평 구동 신호(H.drive)는 수평 구동 트랜지스터(TR1)를 온시키고 전압 안정화 회로(예를 들면, IC7812)에서 출력되는 구동 전원(V_CC)과 상기 수평 구동 트랜지스터(TR1)와 수평 구동 트랜스포머(HDT)를 도통시킴으로 수평 출력부(130)의 수평 출력 트랜지스터(TR2)의 베이스 단자에 증폭된 전류를 공급해 준다. 이때, 상기 수평 출력 트랜지스터(TR2)가 턴 온되면 플라이백 트랜스포머(FBT;140)의 일차측 권선의 다른 측에서 공급되는 B+ 전압이 수평 편향 코일(HD.Y)을 통해 수평 출력 트랜지스터(TR2)로 흐르게 된다.

상기와 같이 수평 출력 트랜지스터(TR2)가 온되는 동안에는 톱니파의 유효 주사기간의 후반부(즉, b 점에서 c 점 사이)에 해당되고, 수평 구동 신호(H.drive)에 따라 수평 출력 트랜지스터(TR2)가 급격하게 턴 오프되면 수평 편향 코일(HD.Y)에 축적된 전류가 귀선 캐패시터(RE.C)를 충전시킨다. 여기서, 상기 귀선 캐패시터(RE.C)가 완전히 충전되면 수평 편향 코일(HD.Y)로 다시 방전하고, 이에 따라 수평 편향 코일(HD.Y)에 전류가 다시 축적된다. 이때, 상기 귀선 캐패시터(RE.C)의 충전 및 방전의 전기간이 귀선 기간(즉, c 점에서 a' 점 사이)에 해당하는 기간이 된다.

또한, 상기와 같이 수평 편향 코일(HD.Y)에 에너지가 축적되어 편향 코일 전압이 댐퍼 다이오드(D.D)에 순방향의 바이어스를 인가할 정도가 되면 댐퍼 다이오드(D.D)가 도통되고 수평 편향 코일(HD.Y)에 흐르는 전류는 제로로 떨어지게 된다. 이때, 상기와 같이 댐퍼 다이오드(D.D)에 전류가 흐르는 기간이 톱니파의 유효 주사기간의 전반부(즉, a 점에서 b 점 사이)에 해당된다.

상기와 같이 수평 편향 코일(HD.Y)에 흐르는 전류가 제로가 되는 시점에서 수평 구동 신호(H.drive)에 의해 다시 수평 출력 트랜지스터(TR2)가 턴 온되면서 상기와 같은 과정을 반복하게 되는 바, 상기 수평 편향 코일(HD.Y)에 톱니파 전류가 흐르게 되어서 전자빔의 수평 편향이 이루어지게 된다.

여기서, 상기한 플라이백 트랜스포머(140)의 B+ 전압은 통상 주전원 공급부(SMPS;150)로부터 입력되는 직류 전압을 B+전압 발생부(160)에서 스위칭함으로 발생되는 바, 상기 B+전압 발생부(160)로는 직류 전압을 스위칭하기 위한 스위칭 소자와 PWM 제어회로가 필수적으로 요구된다. 예컨대 IC3842와 같은 전원제어용 전용칩 등이 여기에 이용되기도 한다.

즉, 상기 IC3842는 SMPS(150)로부터 입력되는 직류 전압을 수평 주파수에 부합되도록 스위칭함으로 PWM 신호를 출력하고, 상기 PWM 신호가 B+전압 발생부(160)에서 안정화됨으로 B+ 전압이 출력된다.

상기와 같은 수평 편향 회로는 모니터가 전원 온된 상태에서 상기와 같이 구동하다가 모니터가 전원 오프되면, 전압 안정화 회로(50)에서 출력되는 구동 전원(V_CC)이 점진적으로 감소하게 되고, 상기와 같이 구동 전원(V_CC)이 감소하는 동안에는 수평 출력 트랜지스터(TR2)가 턴 온되어 있기 때문에 귀선 캐패시터(RE.C)에 인가된 B+ 전압도 점진적으로 감소하게 된다.

그러나, 상기 구동 전원(V_CC)이 수평 출력 트랜지스터(TR2)를 구동시킬 수 없을 만큼 감소하면 귀선 캐패시터(RE.C)에 인가된 B+ 전압은 소비되지 못하고 도 3에 도시된 바와 같이 상당한 크기의 B+ 전압이 상기 귀선 캐패시터(RE.C)에 남아있게 된다.

상기와 같이 귀선 캐패시터(RE.C)에 잔여 B+ 전압이 존재하고 있는 상태에서 모니터가 다시 전원 온되면 잔여 B+ 전압과 새로이 인가되는 B+ 전압이 수평 출력 트랜지스터(TR2)의 콜랙터-에미터단 사이에 인가되는 바, 상기 수평 출력 트랜지스터(TR2)가 과다한 과전압으로 인하여 파괴되는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 모니터가 전원 온된 후 B+전압이 안정화될 때까지 수평 출력 트랜지스터를 턴 오프시킴으로써 상기 수평 출력 트랜지스터를 과전압으로부터 보호하는 수평 출력 트랜지스터 보호 회로를 제공함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 다중 모드 모니터의 수평 출력 트랜지스터 보호 회로는 수평 발진부에서 출력되는 수평 구동 신호가 수평 구동부에서 전류 증폭된 후 수평 출력 트랜지스터를 스위칭하면 플라이백 트랜지스포머의 다른 일차측 권선으로 인가되는 B+전압이 스위칭되면서 톱니파 전류가 수평 편향 코일로 흐르도록 하는 다중 모드 모니터의 수평 편향 회로에 있어서, 모니터가 전원 온될 때 수평 발진부에서 출력되는 기준전압을 입력받아 충전하는 기준전압 충전수단;상기 기준전압 충전수단에 충전된 전압이 구동전원보다 낮으면 턴 온되도록 바이어스된 제1스위칭수단; 및 상기 제1스위칭수단이 턴 온되면 턴 온되면서 수평 구동 신호를 그라운드시키도록 바이어스된 제2스위칭수단으로 구성된 것을 특징으로 한다.

도 1은 톱니파 전류에 대한 그래프,

도 2는 일반적인 다중 모드 모니터의 수평 편향 회로를 도시한 회로도,

도 3은 도 2에 있어서 모니터의 전원 오프시 시간과 B+ 전압과의 관계를 도시한 그래프도,

도 4는 본 발명이 적용된 다중 모드 모니터의 수평 편향 회로를 도시한 회로도,

도 5는 도 4에 있어서 수평 발진부의 출력신호와 수평 구동부의 입력신호를 도시한 그래프도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

110: 수평 발진부 120: 수평 구동부

130: 수평 출력부 140: 플라이백 트랜스포머

150: 주전원 공급부 160: B+전압 발생부

200: 회로 보호부 C21: 충전캐패시터

R21: 충전저항 Q21: pnp형 트랜지스터

Q22: npn형 트랜지스터

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 장치의 실시 예에 대하여 살펴보도록 한다.

도 4는 본 발명이 적용된 다중 모드 모니터의 편향 회로를 도시한 구성도인 바, 이는 수평 발진부(110), 수평 구동부(120), 수평 출력부(130), 플라이백 트랜스포머(140), 주전원 공급부(150) 및 B+전압 발생부(160)와, 회로 보호부(200)로 구성된다.

여기서, 상기 회로 보호부는 모니터가 전원 온될 때 수평 발진부(110)에서 출력되는 기준전압을 입력받아 충전하는 기준전압 충전수단과, 상기 기준전압 충전수단에 충전된 전압이 구동전원(Vbb)보다 낮으면 턴 온되도록 바이어스된 제1스위칭수단과, 상기 제1스위칭수단이 턴 온되면 턴 온되면서 수평 구동 신호를 그라운드시키도록 바이어스된 제2스위칭수단으로 구성된다.

상기 기준전압 충전수단은 기준전압을 충전하는 충전캐패시터(C21)와, 상기 충전캐패시터(C21)의 충전전압(Vc)의 시정수를 결정하기 위하여 상기 충전캐패시터(C21)와 병렬 접속된 충전저항(R21)과, 상기 기준전압이 충전캐패시터(C21)로 인가되는 경로를 제공하는 다이오드(D21)로 구성된다.

상기 제1스위칭수단은 기준전압 충전수단이 베이스단과 접속되고 에미터단에 구동전원(Vbb)이 인가되며 콜랙터단과 제2스위칭수단이 접속되는 pnp형 트랜지스터(Q21)로 구성되고, 상기 제2스위칭수단은 상기 pnp형 트랜지스터(Q21)의 콜랙터단이 베이스단과 접속되고 콜랙터단에 수평 구동 신호(H.drive)가 인가되며 에미터단은 접지된 npn형 트랜지스터(Q22)로 구성된다.

미설명 부호 R22 내지 R24는 보호저항으로서 pnp 트랜지스터(Q21)와 npn 트랜지스터(Q22)를 급격한 과도 전압으로부터 보호한다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 동작은 다음과 같다.

모니터가 전원 온되면 주전원 공급부(150)가 구동되어 구동전원(Vbb)이 공급되고, 상기 주전원 공급부(150)에서 공급되는 구동전압에 의해 수평 발진부(110)가 구동되면서 수평 구동 신호(H.drive)를 출력하는 바, 상기 수평 발진부(110)에서 출력되는 기준전압이 다이오드(D21)를 통해 충전캐패시터(C21)에 충전된다.

모니터의 전원이 온된 초기, 귀선 캐패시터(RE.C)에 충전되어 있던 잔류B+전압에 의해 B+전압이 불안정한 때에는, 상기 충전캐패시터(C21)의 충전전압(Vc)이 구동전원(Vbb)보다 낮기 때문에 저항(R22)과 pnp형 트랜지스터(Q21)의 에미터단과 베이스단을 통해 전류가 흐르게 되는 바, 상기 pnp형 트랜지스터(Q21)는 턴 온된다. 상기 pnp형 트랜지스터(Q21)가 턴 온되면 pnp형 트랜지스터(Q21)의 콜랙터전류가 npn형 트랜지스터(Q22)의 베이스단으로 인가되어 상기 npn형 트랜지스터(Q22) 또한 턴 온된다.

상기 npn형 트랜지스터(Q22)가 턴 온되면 저항(R25)를 통과한 수평 구동 신호(H.drive)가 상기 npn형 트랜지스터(Q22)를 통해 그라운드되기 때문에 수평 구동부(120)로는 무신호가 인가되게 되고, 이로 인해 수평 구동부(120)와 수평 출력부(130)는 구동을 하지 않게 된다.

그러나, 모니터의 전원이 온되고 일정 시간이 경과하여 B+전압이 안정화된 후에는, 충전캐패시터(C21)의 충전전압(Vc)이 증가하게 되어 충전전압(Vc)과 구동전원(Vbb)의 차가 pnp형 트랜지스터(Q21)의 베이스-에미터전압(Vb-e)보다 작아지면 상기 pnp형 트랜지스터(Q21)가 턴 오프되고, npn형 트랜지스터(Q22) 또한 턴 오프된다.

이때, 저항(R25)을 통과한 수평 구동 신호(H.drive)는 수평 구동부(120)로 인가되어 전류 증폭되고, 상기 수평 구동부(120)에서 출력되는 신호가 수평 출력 트랜지스터(TR2)의 베이스단으로 인가되어 상기 수평 출력 트랜지스터(TR2)를 스위칭함으로써 톱니파 전류가 수평 편향 코일(HD.Y)로 흐르게 되며 이로 인해 모니터의 수평 편향이 이루어지게 되는 것이다.

여기서, 상기 pnp형 트랜지스터(Q21)와 npn형 트랜지스터(Q22)는 B+전압이 안정화된 후 턴 오프되어 수평 구동 신호(H.drive)가 수평 구동부(120)로 인가되도록 하는 바, 이는 충전캐패시터(C21)의 충전전압(Vc)에 의한다. 즉, 충전전압(Vc)의 시정수가 크면 상기 트랜지스터들이 턴 오프되는 시간이 늦어지고, 상기 충전전압(Vc)의 시정수가 작으면 상기 트랜지스터들이 턴 오프되는 시간도 빨라지게 된다.

상기 충전전압(Vc)의 시정수는 충전캐패시터(C21)와 충전저항(R21)에 따라 결정되는데, 모니터의 전원이 턴 온된 후 B+전압이 안정화되는 시간을 고려하여 충전저항(R21)의 저항값을 조절하면 B+전압이 안정화된 후 수평 구동부(120)와 수평 출력부(130)가 구동되도록 조절할 수 있게 된다.

위에서 언급한 내용을 정리하면, 도 5에 도시된 바와 같이 모니터가 전원 온되는 시점(t0)부터 수평 발진부(110)의 출력단자(Vo)로 수평 구동 신호가 출력되지만, B+전압이 안정화되는 시점(t1)부터 상기 수평 구동 신호가 수평 구동부(120)로 입력되기 때문에 B+전압이 안정화된 후 수평 출력 트랜지스터(TR1)가 구동되게 되는 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 장치는, 모니터의 전원 온시 B+전압이 안정화된 후 수평 출력 트랜지스터가 스위칭되기 때문에 불안정한 B+전압으로 인하여 발생하는 수평 출력 트랜지스터 및 그 주변 회로들의 파괴를 예방할 수 있는 효과가 있다.

Claims (4)

1. 수평 발진부에서 출력되는 수평 구동 신호가 수평 구동부에서 전류 증폭된 후 수평 출력 트랜지스터를 스위칭하면 플라이백 트랜지스포머의 다른 일차측 권선으로 인가되는 B+전압이 스위칭되면서 톱니파 전류가 수평 편향 코일로 흐르도록 하는 다중 모드 모니터의 수평 편향 회로에 있어서,

   모니터가 전원 온될 때 수평 발진부에서 출력되는 기준전압을 입력받아 충전하는 기준전압 충전수단;

   상기 기준전압 충전수단에 충전된 전압이 구동전원보다 낮으면 턴 온되도록 바이어스된 제1스위칭수단;

   상기 제1스위칭수단이 턴 온되면 턴 온되면서 수평 구동 신호를 그라운드시키도록 바이어스된 제2스위칭수단으로 구성된 것을 특징으로 하는 다중 모드 모니터의 수평 출력 트랜지스터 보호 회로.
2. 제1항에 있어서, 상기 기준전압 충전수단은 기준전압을 충전하는 충전캐패시터와, 상기 충전캐패시터의 충전전압의 시정수를 결정하기 위하여 상기 충전캐패시터와 병렬 접속된 충전저항과, 상기 기준전압이 충전캐패시터로 인가되는 경로를 제공하는 다이오드로 구성된 것을 특징으로 하는 다중 모드 모니터의 수평 출력 트랜지스터 보호 회로.
3. 제1항에 있어서, 상기 제1스위칭수단은 기준전압 충전수단이 베이스단과 접속되고 에미터단에 구동전원이 인가되며 콜랙터단과 제2스위칭수단이 접속되는 pnp형 트랜지스터인 것을 특징으로 하는 다중 모드 모니터의 수평 출력 트랜지스터 보호 회로.
4. 제1항에 있어서, 상기 제2스위칭수단은 제1스위칭수단이 베이스단과 접속되고 콜랙터단에 수평 구동 신호가 인가되며 에미터단은 접지된 npn형 트랜지스터인 것을 특징으로 하는 다중 모드 모니터의 수평 출력 트랜지스터 보호 회로.