KR20010026199A - A horizontal output transistor protecting circuit - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 디스플레이 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 디스플레이 모드가 변환될 때, 수평 출력 트랜지스터의 컬렉터단에 걸리는 전압이 상승하는 것을 억제하므로써 수평 출력 트랜지스터를 보호하기 위한 회로에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a display device, and more particularly, to a circuit for protecting a horizontal output transistor by suppressing an increase in voltage across the collector stage of the horizontal output transistor when the display mode is switched.
디스플레이 장치는 컴퓨터로부터 전달된 신호를 사용자가 인식할 수 있도록 화상을 형성하여 나타내는 컴퓨터의 대표적인 주변 장치이다. 그 내부 회로의 기본 구성을 간략하게 도 1을 통하여 살펴보기로 한다. 도시된 바와 같이, 컴퓨터(도시되지 않음)내에 장착되어 화상 형성에 필요한 비디오 신호(R,G,B) 및 수평/수직 동기신호(H_Sync / V_Sync)를 제공하는 비디오 카드(10)와, 상기 비디오 카드(10)로부터 수평/ 수직 동기 신호를 전달받아 모니터화면을 제어하기 위한 화면 제어 신호를 발생하는 마이크로프로세서(20)와, 수평 동기 신호(H_Sync) 및 수직 동기 신호(V_Sync)를 인가 받아 CRT(80)의 전자총에서 발생되는 전자빔이 편향요크(Deflection Yoke : DY)에 의해 CRT(80)의 좌상부부터 우하부까지 차례대로 편향되어 사진 한 장과 같은 화상을 이루도록 수평 및 수직 편향을 실행하는 수평 편향회로(40) 및 수직 편향회로(30)와, 스위칭 회로의 원리와 고전압 기술을 이용하여 상기 수직 편향회로(30)의 출력단으로부터 발생하는 귀선 펄스를 이용하여 상기 CRT(80)의 애노드(Anode)단에 고전압을 공급하는 고압회로(50)와, 저전압 증폭기로 상기 비디오 카드(10)로부터 전달되는 낮은 영상신호(R,G,B)를 증폭시켜 일정한 전압 수준을 유지하는 비디오 프리앰프(60)와, 상기 비디오 프리앰프(60)를 통해 증폭 된 것을 40VPP ∼ 60VPP 의 신호로 증폭하여 각 화소에 에너지를 공급하는 비디오 메인앰프(70)로 구성된다.The display device is a representative peripheral device of a computer that forms and displays an image so that a user can recognize a signal transmitted from the computer. The basic configuration of the internal circuit will be briefly described with reference to FIG. 1. As shown, a video card 10 mounted in a computer (not shown) for providing video signals R, G, B and horizontal / vertical synchronization signals H_Sync / V_Sync necessary for image formation, and the video. The microprocessor 20 receives the horizontal / vertical sync signal from the card 10 and generates a screen control signal for controlling the monitor screen, and receives the horizontal sync signal H_Sync and the vertical sync signal V_Sync. 80) The electron beam generated by the electron gun is deflected from the upper left to the lower right of the CRT 80 by the deflection yoke (DY) in order to perform horizontal and vertical deflection so as to form an image like a picture. An anode of the CRT 80 using a deflection circuit 40 and a vertical deflection circuit 30, and a retrace pulse generated from an output terminal of the vertical deflection circuit 30 using the principle of switching circuit and high voltage technology. To A high voltage circuit 50 for supplying a high voltage, a video preamplifier 60 for amplifying low image signals R, G, and B transmitted from the video card 10 by a low voltage amplifier, and maintaining a constant voltage level; A video main amplifier 70 supplies energy to each pixel by amplifying the amplified signal through the video preamplifier 60 to a signal of 40 VPP to 60 VPP.
이러한 디스플레이 장치에서는 형광면에 투사되는 전자빔을 통하여 화상을 형성하는데, 이 때 상기 전자빔의 편향을 바꾸어주는 회로를 편향회로라 칭한다. 이러한 편향 회로중 수평 편향회로(40)의 일반적인 구성은 도 2에 나타난 바와 같다. 입력된 동기신호에 동기하여 수평 드라이브 회로(42)로 수평 드라이브 펄스 신호를 출력하는 동기 프로세서(41)와, 트랜지스터(Transistor)나 전계효과트랜지스터(Field Effect Transistor)를 사용하여 1단 또는 2단 증폭하여 수평 출력회로(43)의 출력 트랜지스터를 스위칭하기에 충분한 베이스 전류를 공급하고 파형보정을 실행하는 수평 드라이브회로(42)와, 트랜지스터의 스위칭동작을 이용하여 편향코일을 통하여 톱니파 전류를 생성하는 수평 출력회로(43)로 구성된다. 상기 수평 출력회로(43)에는 수평 사이즈 조절회로(44)가 연결되어 디스플레이되는 화상의 수평 사이즈를 항상 일정하게 유지시키는 기능을 하고 있다.In such a display device, an image is formed through an electron beam projected on a fluorescent surface, and a circuit for changing the deflection of the electron beam is called a deflection circuit. A general configuration of the horizontal deflection circuit 40 among these deflection circuits is shown in FIG. 2. One-stage or two-stage amplification using a synchronous processor 41 which outputs a horizontal drive pulse signal to the horizontal drive circuit 42 in synchronization with the input synchronization signal, and a transistor or a field effect transistor. A horizontal drive circuit 42 for supplying a base current sufficient to switch the output transistor of the horizontal output circuit 43 and performing waveform correction, and a horizontal to generate sawtooth current through the deflection coil using the switching operation of the transistor. It consists of an output circuit 43. The horizontal output circuit 43 is connected to a horizontal size adjusting circuit 44 so as to keep the horizontal size of the displayed image constant at all times.
마이크로 프로세서(20)는 수평 및 수직 동기 신호가 들어오면 주파수를 판별하여 동작모드를 인식한다. 동기 프로세서(41)는 수평 출력 트랜지스터(Q1)의 동작에 필요한 공급 전압을 조절하는 수평 사이즈 조절회로(44)에 펄스 폭 변조(Pulse Width Modulation)신호를 제공한다. 수평 출력 트랜지스터(Q1)는 수평 드라이브 회로(42)의 출력을 입력받고, 수평 사이즈 조절회로의 전압을 공급받아 스위칭을 한다. 수평 편향 요크(H-DY)에 전류를 흘려 모니터 화면의 수평 방향으로 편향을 하게 한다. 다이오드(D1)는 수평 출력 트랜지스터(Q1)의 오프(off) 기간에 공진 캐패시터(C1)에 의해 수평 편향코일(H-DY)로 방전되어 역방향으로 충전된 역기전력을 다이오드(D1)을 통해 흐르게 해주는 댐핑(damping) 역할을 한다.The microprocessor 20 recognizes the operation mode by determining the frequency when the horizontal and vertical synchronization signals are received. The synchronous processor 41 provides a pulse width modulation signal to the horizontal size adjusting circuit 44 that adjusts a supply voltage required for the operation of the horizontal output transistor Q1. The horizontal output transistor Q1 receives the output of the horizontal drive circuit 42 and receives the voltage of the horizontal size control circuit to switch. Horizontal deflection yoke (H-DY) flows current to deflect in the horizontal direction of the monitor screen. The diode D1 is discharged to the horizontal deflection coil H-DY by the resonant capacitor C1 in the off period of the horizontal output transistor Q1 so that the counter electromotive force charged in the reverse direction flows through the diode D1. It acts as a damping.
수평 편향 코일(H-DY)에 흐르는 전류의 피크가 크면 수평 사이즈가 커진다. 이는 수평 사이즈 조절회로(44)에서 공급하는 전압의 크기를 조절하므로써 이루어진다. 수평 사이즈 조절회로(44)의 공급전압이 커지게 되면 수평 출력 트랜지스터(Q1)의 컬렉터단에 걸리는 펄스 전압의 피크(VCP)가 커지게 된다. 왜냐하면 공진 캐패시터(C1)에 걸리는 전압이 증가하므로 수평 편향 코일(H-DY)에 방전되는 전류가 증가하고, 이 때 발생되는 역기전력이 따라서 증가하기 때문이다.The larger the peak of the current flowing through the horizontal deflection coil H-DY, the larger the horizontal size. This is done by adjusting the magnitude of the voltage supplied from the horizontal size adjusting circuit 44. When the supply voltage of the horizontal size control circuit 44 is increased, the peak V CP of the pulse voltage across the collector terminal of the horizontal output transistor Q1 is increased. This is because the voltage applied to the resonant capacitor C1 increases, so that the current discharged to the horizontal deflection coil H-DY increases, and the counter electromotive force generated at this time increases accordingly.
과도 변환시의 수평 출력 트랜지스터(Q1)의 컬렉터 전압의 상승을 예로하면, 동작주파수가 낮을 때는 B+ 조절회로에서 공급되는 전압은 주파수에 비해 낮다. 왜냐하면 동작주파수가 낮다는 것은 편향 주기가 크다는 것을 의미하므로 낮은 전압으로도 충분히 높은 주파수의 수평 화면 사이즈를 낼 수 있고, 그때 수평 편향 코일에 흐르는 전류는 거의 동일하므로 수평출력트랜지스터(Q1)에 걸리는 전압도 비슷하기 때문이다.Taking the rise of the collector voltage of the horizontal output transistor Q1 during the transient conversion as an example, when the operating frequency is low, the voltage supplied from the B + control circuit is lower than the frequency. Because the low operating frequency means that the deflection period is large, it is possible to produce a horizontal screen size with a sufficiently high frequency even at a low voltage.At this time, the current flowing through the horizontal deflection coil is almost the same, so the voltage across the horizontal output transistor Q1 is reduced. Because is similar.
마이크로프로세서(20)는 동기 프로세서(41)에 수평사이즈 데이터를 보내고 동기 프로세서(41)에서는 수평 사이즈 조절회로(44)로 인가되는 PWM 신호의 듀티(Duty)를 변화시켜 수평 출력 트랜지스터(Q1)에 공급되는 전압을 조절하여 수평사이즈를 조절한다. 높은 주파수에서 낮은 주파수로 변화가 일어나는 순간, 마이크로프로세서(20)의 처리속도는 보통 100㎳∼300㎳의 시간이 걸린다. 이 기간동안 동기프로세서(41)는 동기신호가 입력되지 않기 때문에 자체발진을 하게 된다. 보통 자체 발진 주파수는 가장 낮은 사용 주파수보다 낮아야 하므로, 28㎑로 동작하게 된다(모니터의 수평주파수 범위가 30∼100㎑ 이면 자체 발진주파수는 28㎑이하이다). 이때 수평 사이즈 조절회로를 통해 높은 전압이 인가되고 있는데 수평 드라이브신호는 낮은 주파수로 동작하게 되므로 수평 출력 트랜지스터(Q1)의 컬렉터단에 인가되는 전압이 상승하게 된다. 즉 정상 상태일 때 수평 출력 트랜지스터(Q1)의 컬렉터 전압이 1.2㎸ 라면 과도 변환시에는 약 1.5㎸∼1.6㎸가 되는 것이다. 이러한 현상은 전원의 스위칭때나 동작 주파수 범위를 벗어난 경우 또는 절전모드(Display Power Management System)의 변환때에 발생하게 된다.The microprocessor 20 sends the horizontal size data to the synchronous processor 41, and changes the duty of the PWM signal applied to the horizontal size control circuit 44 to the horizontal output transistor Q1. Adjust the horizontal size by adjusting the voltage supplied. As soon as the change occurs from a high frequency to a low frequency, the processing speed of the microprocessor 20 usually takes 100 kHz to 300 kHz. During this period, the synchronous processor 41 self-oscillates because no synchronous signal is input. Usually, the self-oscillating frequency should be lower than the lowest used frequency, so it operates at 28 kHz. At this time, a high voltage is applied through the horizontal size adjusting circuit, but since the horizontal drive signal operates at a low frequency, the voltage applied to the collector terminal of the horizontal output transistor Q1 increases. In other words, when the collector voltage of the horizontal output transistor Q1 is 1.2 kW in the steady state, the voltage becomes about 1.5 kW to 1.6 kW during the transient conversion. This phenomenon occurs when switching the power supply, when the operating frequency range is out of range, or when switching the display power management system.
본 발명은 모드의 변환이 일어날 때 수평 출력 트랜지스터를 보호하기 위한 보호회로를 공급하는 것을 목적으로 한다.An object of the present invention is to provide a protection circuit for protecting a horizontal output transistor when a mode changeover occurs.
본 발명의 다른 목적은 모드가 변환하는 순간 수평 사이즈를 조절하여 수평 출력 트랜지스터의 컬렉터단에 인가되는 전압을 제어하는 것이다.Another object of the present invention is to control the voltage applied to the collector terminal of the horizontal output transistor by adjusting the horizontal size at the time the mode is converted.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성상의 특징은 입력 주파수의 변화를 인식하고 모드변환에 따른 제어신호를 출력하는 마이크로프로세서와, 상기 마이크로프로세서의 제어신호에 따라 스위칭되는 신호전달부와, 상기 신호전달부를 통해 제공된 신호에 따라 수평 출력회로의 편향코일에 흐르는 전류량을 조절하기 위한 듀티(Duty)변경신호를 출력하는 동기 프로세서와, 상기 동기 프로세서로부터 제공되는 펄스의 듀티(Duty)에 따라 수평 출력트랜지스터의 동작에 필요한 전압을 조절하는 수평사이즈 조절회로와, 상기 동기 프로세서로부터 제공되는 신호에 따라 수평 출력 트랜지스터의 베이스단에 구동 전압을 제공하는 수평 드라이브회로와, 상기 수평 드라이브회로의 출력을 입력받고 수평사이즈 조절회로의 전압을 공급받아 스위칭 동작하여 수평편향코일에 동작전류를 제공하는 수평 출력회로를 포함하여 이루어짐에 있다.A structural feature of the present invention for achieving this object is a microprocessor for recognizing a change in the input frequency and outputting a control signal according to the mode change, a signal transfer unit switched according to the control signal of the microprocessor, the signal A synchronous processor for outputting a duty change signal for adjusting the amount of current flowing through the deflection coil of the horizontal output circuit in accordance with the signal provided through the transfer unit, and a horizontal output transistor according to the duty of the pulse provided from the synchronous processor A horizontal size adjustment circuit for adjusting a voltage required for operation of the horizontal drive circuit; a horizontal drive circuit providing a driving voltage to a base end of a horizontal output transistor according to a signal provided from the synchronous processor; Switching operation under voltage of size control circuit And a horizontal output circuit for providing an operating current to the horizontal deflection coil.
도 1은 일반적인 디스플레이 장치의 구성을 개략적으로 나타낸 블록도,1 is a block diagram schematically illustrating a configuration of a general display apparatus;
도 2는 도 1의 수평 편향회로의 구성을 좀 더 상세히 나타낸 구성도,2 is a configuration diagram showing in more detail the configuration of the horizontal deflection circuit of FIG.
도 3은 본 발명에 따른 수평 편향회로의 구성을 나타낸 회로도이다.3 is a circuit diagram showing the configuration of a horizontal deflection circuit according to the present invention.
이하 첨부된 도면을 참조로하여 본 발명의 구성과 그에 따른 동작을 설명하기로 한다. 도 3은 본 발명에 따른 수평 출력 트랜지스터 보호회로의 구성을 나타낸 회로도이다. 종래의 수평 편향회로와 달리 마이크로 프로세서(20)와 동기 프로세서(41)의 사이에 신호전달부(100)가 부가되어 있음을 알 수 있다.Hereinafter, the configuration of the present invention and its operation will be described with reference to the accompanying drawings. 3 is a circuit diagram showing the configuration of a horizontal output transistor protection circuit according to the present invention. Unlike the conventional horizontal deflection circuit, it can be seen that the signal transmission unit 100 is added between the microprocessor 20 and the synchronous processor 41.
신호 전달부(100)는 상기 마이크로프로세서(20)로부터 출력되는 신호를 베이스단에 인가받는 제 1 스위칭 트랜지스터(Q2)와, 상기 제 1 스위칭 트랜지스터(Q2)의 컬렉터단에 그 베이스단이 연결되고, 이미터단으로 동작전압을 제공받아, 컬렉터단을 통해 상기 동기프로세서(41)의 수평사이즈 조절단자에 제어신호를 출력하는 제 2 스위칭 트랜지스터(Q3)를 포함하여 구성된다.The signal transfer unit 100 includes a first switching transistor Q2 receiving a signal output from the microprocessor 20 at a base end thereof, and a base end thereof connected to a collector end of the first switching transistor Q2. And a second switching transistor Q3 that receives an operating voltage through the emitter stage and outputs a control signal to the horizontal size adjusting terminal of the synchronous processor 41 through the collector stage.
모드 변환이 일어나는 순간 마이크로 프로세서(20)에서 모드 변환을 인식한다. 이때 ⓐ핀(pin)에서 하이(high) 신호를 출력한다. 이 신호는 신호전달용 저항(R1)을 거쳐 제 1 스위칭 트랜지스터(Q2)의 베이스단에 구동 전압이 제공되어 턴-온 된다. 이에 따라 제 1 스위칭 트랜지스터(Q2)의 컬렉터단에 연결된 저항(R2)F을 통해 제 2 스위칭 트랜지스터(Q3)의 베이스에 제공되는 전압이 낮아지게 되어 제 2 스위칭 트랜지스터(Q3)가 턴-온 된다. 따라서 5V의 전압이 다이오드(D1)를 거쳐 감압되어 동기 프로세서(41)의 수평 사이즈 조절 핀(ⓑ)에 약 4.6V의 전압으로 인가된다. 수평 사이즈가 커지면 동기 프로세서(41)의 수평 사이즈 조절 핀의 직류 전압이 낮아지고, 수평 사이즈가 작아지면 전압이 높아지는데 보통 전압의 2∼4V이다. 따라서 모드 변환 순간 강제적으로 수평 사이즈 조절 핀(ⓑ)에 약 4.6V의 전압이 인가되어 수평 사이즈 조절회로(44)에 인가되는 펄스폭변조(PWM)신호를 낮은 전압이 발생하도록 출력하여 수평 출력 트랜지스터(Q1)의 컬렉터단에 인가되는 전압을 낮게 하여 출력 트랜지스터(Q1)의 VCP이 상승되는 것을 방지한다.The moment the mode change occurs, the microprocessor 20 recognizes the mode change. At this time, a high signal is output from the pin. The signal is turned on by providing a driving voltage to the base terminal of the first switching transistor Q2 via the signal transfer resistor R1. Accordingly, the voltage provided to the base of the second switching transistor Q3 is lowered through the resistor R2 F connected to the collector terminal of the first switching transistor Q2, so that the second switching transistor Q3 is turned on. . Therefore, a voltage of 5V is reduced through the diode D1 and applied to the horizontal size adjusting pin ⓑ of the synchronous processor 41 at a voltage of about 4.6V. The larger the horizontal size, the lower the DC voltage of the horizontal size adjusting pin of the synchronous processor 41, and the smaller the horizontal size, the higher the voltage, usually 2 to 4V of the voltage. Therefore, a voltage of about 4.6 V is forcibly applied to the horizontal size adjusting pin ⓑ at the moment of mode conversion, and a horizontal output transistor is output by outputting a pulse width modulation (PWM) signal applied to the horizontal size adjusting circuit 44 to generate a low voltage. The voltage applied to the collector terminal of Q1 is lowered to prevent the V CP of the output transistor Q1 from rising.
디스플레이 장치가 정상적인 상태일 때, 제 1 스위칭 트랜지스터(Q2) 및 제 2 스위칭 트랜지스터(Q3)는 턴-오프 상태를 유지하므로써 동기 프로세서(41)의 동작에 영향을 주지 않는다. 본 발명에 따른 신호 전달부는 과도 변환시에만 동작되어 수평 출력 트랜지스터(Q1)의 컬렉터단에 인가되는 전압이 상승되는 것을 억제하는 역할을 하고 정상시에는 영향을 끼치지 않는다.When the display device is in a normal state, the first switching transistor Q2 and the second switching transistor Q3 maintain the turn-off state and thus do not affect the operation of the synchronous processor 41. The signal transmission unit according to the present invention operates only during the transient conversion to suppress the voltage applied to the collector terminal of the horizontal output transistor Q1 from rising and does not affect the normal state.
이상의 설명에서 나타난 바와 같이, 마이크로 프로세서의 소프트웨어적 방법과 하드웨어적 회로를 접목시켜 과도 기간의 수평 출력 트랜지스터의 컬렉터 전압의 상승을 억제시켜 모니터의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 효과를 갖는다. 또한, 수평 출력 트랜지스터의 선택 폭을 넓히고, 댐핑용 다이오드(D1)의 내압이 낮은 부품을 사용할 수 있는 효과를 가진다.As shown in the above description, the software method of the microprocessor and the hardware circuit are combined to suppress the increase of the collector voltage of the horizontal output transistor in the transient period, thereby improving the reliability of the monitor. In addition, it is possible to widen the selection range of the horizontal output transistor and to use a component having a low breakdown voltage of the damping diode D1.
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| E601 | Decision to refuse application |