KR200340403Y1

KR200340403Y1 - 디스플레이장치

Info

Publication number: KR200340403Y1
Application number: KR20-2003-0033720U
Authority: KR
Inventors: 유동호
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2003-10-28
Filing date: 2003-10-28
Publication date: 2004-01-31

Abstract

본 고안은 수평편향 구동IC를 갖는 디스플레이장치에 관한 것이다. 본 고안은 피드백 신호를 입력받는 입력포트를 갖고, 상기 피드백 신호에 기초하여 수평편향 구동펄스의 주파수를 조정하고 상기 수평편향 구동펄스를 출력하는 수평편향 구동 IC를 포함하는 디스플레이장치에 있어서, 상기 입력포트와 연결되어 상기 피드백 신호의 저역성분을 상기 입력포트로 입력되도록 하는 콘덴서와, 상기 콘덴서와 병렬로 연결되어 상기 피드백 신호의 전압레벨을 소정의 비율로 낮추는 적어도 하나의 수동소자를 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이장치이다. 이에 의해 수평편향 및 스텝업 회로의 구동펄스의 주파수를 정확하게 제어할 수 있으며 회로소자를 보호할 수 있다.

Description

디스플레이장치{display apparatus}

본 고안은 수평편향 구동IC를 갖는 디스플레이장치에 관한 것이다.

CRT(Cathode Ray Tube)에서 영상을 표시하기 위해서는 전자를 집속, 가속 및 편향시켜 쉐도스 마스크의 적정 R, G, B 픽셀의 위치에 충돌시켜야 한다.

전자빔의 편향은 수평/수직 각각의 방향에 대한 편향코일에 S 보정 삼각파 전류가 흐르면서 형성되는 전기장에 의해 전자빔이 전기력을 받아 편향되는 것이다.

편향코일에 흐르는 전류는 수평편향 구동IC에서 출력되는 구형 구동펄스에 의해 스위칭 되는 트랜지스터에 의해서 조절되는 것이 일반적이다.

수평편향 구동IC는 외부로부터 동기신호를 입력받고 출력단에 연결된 트랜지스터를 구동하기 위한 구동펄스를 출력한다. 구동펄스는 편향코일 제어용 트랜지스터를 스위칭 할뿐만 아니라, 고압변성기(Fly Back Transformer; FBT)에 고압을 공급하기 위한 스텝-업(step-up) 회로의 스위칭 트랜지스터를 제어하기 위한 것도 출력될 수 있다. 출력된 구동펄스는 구동IC에 다시 피드백 되고 구동IC 내부 위상고정루프(Phase Locked Loop)에 입력되어 일정 주파수로 고정되도록 제어된다.

따라서 구동IC에 입력되는 동기신호와 피드백 신호에 이상이 생기는 경우 예컨대 고주파 성분의 노이즈가 입력되는 경우에는 출력단에 연결된 편향구동용 또는 스텝업(stepup) 회로의 스위칭 소자가 파괴되는 문제가 발생할 수 있다.

도1은 수평편향 구동IC의 피드백 단자에 입력되는 노이즈가 더해진 피드백 신호의 대략적인 파형도이다.

도1에 도시된 바와 같이, 종래 디스플레이장치의 피드백 단자에 입력되는 피드백 신호에 노이즈성 기생펄스가 발생할 수 있었다. 이러한 노이즈성 기생펄스는 본래의 피드백 펄스에 비하여 낮은 신호레벨을 갖고 피드백 신호의 주파수를 높게 하기 때문에, 전술한 바와 같이 회로소자 파괴의 원인이 될 수 있다.

따라서 본 고안의 목적은 편향구동IC에 입력되는 피드백 신호의 노이즈성 기생펄스를 제거하여 출력단 등에 연결된 회로소자를 보호하는 것이다.

도1은 수평편향 구동IC의 피드백 단자에 입력되는 노이즈가 더해진 피드백 신호의 대략적인 파형도,

도2는 본 고안의 실시예에 따른 디스플레이장치의 블록 구성도,

도3은 본 고안의 실시예에 따른 디스플레이장치의 대략적인 회로 구성도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10: 고압변성기 20: 편향회로

30: 편향구동부 40: 고압구동부

50: 고전압궤환부 60: 위상고정부

70: 고압안정화부 80: 스텝업회로

90: 구동IC

R50~R81: 저항 D10~D80: 다이오드

D20: 댐퍼다이오드 C10~C80: 콘덴서

L10: 제1차 유도코일 L11: 제2차 유도코일

L50: 제3차 유도코일 L20: 편향코일

L21: 펄스트랜스 코일 C20: 공진콘덴서

C21: S보정콘덴서 Q20: 수평출력 트랜지스터

Q80,Q81: 트랜지스터

상기 목적은 본 고안의 실시에 따른 피드백 신호를 입력받는 입력포트를 갖고, 상기 피드백 신호에 기초하여 수평편향 구동펄스의 주파수를 조정하고 상기 수평편향 구동펄스를 출력하는 수평편향 구동 IC를 포함하는 디스플레이장치에 있어서, 상기 입력포트와 연결되어 상기 피드백 신호의 저역성분을 상기 입력포트로 입력되도록 하는 콘덴서와, 상기 콘덴서와 병렬로 연결되어 상기 피드백 신호의 전압레벨을 소정의 비율로 낮추는 적어도 하나의 수동소자를 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이장치에 의해서 달성될 수 있다.

도2는 본 고안의 실시예에 따른 CRT 디스플레이장치의 블록 구성도이다.

도2에 도시한 바와 같이, CRT 디스플레이장치는 고압변성기(10), 편향회로(20), 편향구동부(30), 고압구동부(40), 고전압궤환부(50), 위상고정부(60) 및 고압안정화부(70)를 갖는다.

고압변성기(10)는 유도하고자 하는 전압의 레벨에 따른 권선비를 갖는 다수개의 유도코일을 갖는 모듈로 되어있으며, 편향회로(20)는 CRT의 전자빔의 편향시키는 전기장을 형성하기 위한 것으로 편향코일, 댐퍼다이오드, 공진콘덴서 등을 포함할 수 있다.

편향구동부(30)는 편향코일에 흐르는 톱니파 전류를 구동하기 위한 스위칭 신호인 편향구동신호를 출력하며, 톱니파의 모양은 편향구동신호의 듀티 사이클에 의해서 결정된다.

고압구동부(40)는 고압변성기(10)의 높은 고전압을 구동하는 스위칭 신호인 고압구동신호를 출력하며, 이 고압구동신호는 PWM 형태의 신호로써 온 듀티의 비율에 따라 출력전압의 레벨이 결정된다. 고압구동신호는 고압변성기(10)의 제1차 유도코일에 연결된 트랜지스터를 스위칭하는 신호로서 고압변성기(10)의 출력전압을 결정한다.

고전압궤환부(50)는 고압구동신호에 따라 고압변성기(10)에서 출력되는 출력전압을 피드백 하는 일체의 회로로서, 출력전압의 크기에 따라 소정의 피드백신호를 출력한다. 고전압궤환부(50)에서 피드백 하는 신호는 반드시 고압변성기(10)의 출력전압일 필요는 없으며, 간접적으로 고압변성기(10)의 출력전압의 레벨을 측정할 수 있는 전압이면 어떠한 접점의 전압이라도 무방하다. 이러한고전압궤환부(50)는 고압변성기(10)의 제2차 유도코일과 유도 결합하는 제3차 유도코일을 사용할 수 있으며, 포토커플러 등을 이용하여 적정 피드백신호를 출력할 수 있다.

위상고정부(60)는 고전압궤환부(50)에서 출력되는 피드백 신호를 입력받고, 편향구동신호의 위상을 고정시킨다. 이를 위해서는 PLL(Phase Locked Loop, 위상고정루프)와 같은 회로를 사용할 수 있으며, 외부동기신호를 입력으로 하고 내부에 기준주파수를 제공하는 신호를 통해 위상을 고정시킨다. 고전압 신호를 입력받아 편향구동신호의 위상을 고정할 수 있는 이유는, 고전압구동신호와 동일한 주파수 또는 동기를 갖는 편향구동신호와 고전압구동신호의 결과인 출력전압이 일정한 관계를 갖게 되기 때문이다. 따라서 출력되는 고전압의 파형에 의해서 편향구동신호의 위상 또는 주파수를 고정할 수 있게 된다.

고압안정화부(70)는 고전압궤환부(50)에서 출력되는 피드백 신호를 입력받고, 피드백 신호의 신호레벨에 따라 고압구동신호의 듀티 사이클을 조절함으로써 출력전압의 레벨을 조정하도록 한다.

시스템이 가동되기 시작하는 경우에는 고압변성기(10)의 출력전압의 크기와 위상이 안정되지 않으며, 고전압궤환부(50)로부터 어떠한 피드백 신호도 출력되지 않는다. 하지만 편향구동신호와 고압구동신호는 입력되는 동기신호에 따라 계속하여 출력되고 고압변성기(10)에 출력전압을 서서히 증가시킨다. 출력전압의 증가에 따라 고전압궤환부(50)로부터 피드백 신호가 출력되면, 위상고정부(60)와 고압안정화부(70)는 피드백 신호를 입력받고 각각 편향구동신호와 고압구동신호를 제어하기시작한다.

도3에 도시한 바와 같이, 디스플레이장치는 고압변성기(10), 스텝업회로(80), 편향회로부(20), 구동 IC(90) 및 고전압궤환부(50)를 갖는다.

고압변성기(10)는 2개의 유도코일(L10,L11), 다이오드(D10) 및 콘덴서(C10)를 갖는다.

제1차 유도코일(L10)에 인가되는 전압이 높은 권선비로 커플링 되어있는 제2차 유도코일(L11)에 고압의 전압을 유도시킨다. 제2차 유도코일(L11)에서 출력되는 전압은 다이오드(D10)와 콘덴서(C10)를 통해 정류되어 CRT의 애노드에 인가된다.

스텝업회로(80)는 BJT(Q80), MOSFET(Q81), 다이오드(D80), 풀업저항(R80, R81), 콘덴서(C80), 인덕터(L80)를 갖는다.

BJT(Q80)에 인가되는 PWM 신호에 의해 출력되는 콜렉터 전압은 순차적으로 MOSFET(Q81)을 스위칭하는 제어신호로서 게이트단자에 입력된다. BJT(Q80)에 인가되는 PWM 신호는 제로 듀티(zero duty)에서 하프 듀티(half duty)를 갖는 파형으로 설계된다. MOSFET(Q81)이 오프상태를 유지하면 즉 BJT(Q80)에 입력되는 PWM 신호가 제로 듀티(zero duty)를 갖는 때에 콘덴서(C80)는 MOSFET(Q81)의 드레인 단자에 입력되는 전압으로 충전된다. 반면 PWM 신호가 하프 듀티(half duty)를 갖는 경우에는 인덕터(L80)에 저장되는 기전력에 의해서 콘덴서(C80)에 저장되는 전압이 증가한다. MOSFET(Q81)의 드레인 단자에 인가되는 전압이 50V이고, PWM 신호가 제로 듀티(zero duty)를 갖는 경우 콘덴서(C80) 전압은 50V이지만, 하프 듀티(half duty)를 갖는 경우에는 콘덴서(C80) 전압이 160V　내지 180V로 상승한다.

풀업저항(R81)의 역할은 MOSFET(Q81)가 온 상태로 되는 시간을 구동 IC(90)로 알려주는 것이다. MOSFET(Q81)의 온 타임 구간동안 저항 R81에 전류가 흐르면 저항의 양단간 전압은 상승하고, 구동 IC(90)는 이 전압을 감지하여 온/오프 시간을 변경하여 고압으로 조정되도록 해준다.

이처럼 MOSFET(Q81)을 중심으로 한 스텝업회로(80)는 고압조정을 구현함에 있어 효과적인 회로이다. 31[kHz]에서 70[kHz]에 이르는 주파수 변동과 전자 빔의 최소/최대의 변동에 대하여, 즉 주파수와 빔 부하량에 따라 콘덴서(C80)의 전압이 매우 유동적으로 변하여 고압조정이 복합적으로 작용한다.

MOSFET(Q81)의 온-듀티(on-duty)가 크면 클수록 인덕터(L80)에 유도되는 기전력이 커지기 때문에 MOSFET(Q81)의 온-듀티(on-duty)로 콘덴서(C80) 전압을 변경할 수 있다. 이 콘덴서(C80) 전압이 고압변성기(10)의 제1차 유도코일(L10)에 인가되며, 편향코일(L20)에 전류가 흐를 수 있도록 공급된다.

편향회로부(20)는 편향코일(L20), 댐퍼다이오드(D20), 공진콘덴서(C20), S보정콘덴서(C21) 및 펄스트랜스 코일(L21)를 갖는다.

편향코일(L20)은 CRT의 전자빔의 편향을 위한 전기장을 형성하기 위한 것이며 수평출력 트랜지스터(Q20)와 고압변성기(10)에 연결되어 있다.

이하, 편향코일(L20)을 중심으로 다른 소자의 동작을 통해서 편향회로의 구체적인 동작을 설명한다.

수평출력 트랜지스터(Q20)에 전류가 공급되기 전에는 수평출력 트랜지스터(Q20)가 오프 상태이므로 S보정콘덴서(C21)에는 펄스트랜스 코일(L21)를 거쳐 Vcc가 미리 충전되어 있다. 수평출력 트랜지스터(Q20)에 전류가 공급되어 턴온 되면 편향코일(L20)을 통해 '①'의 경로로 수평출력 트랜지스터(Q20)에 전류가 흐른다.

수평출력 트랜지스터(Q20)가 오프되는 순간에는 바로 전류가 멈추어, 편향코일(L20)에는 전류가 흐르지 않아야 하나 편향코일(L20)의 인덕턴스 성분에 의해 편향코일(L20) 양단에 역기전력이 발생하여 계속 기존의 전류흐름을 유지하려고 한다. 이때 '②'의 경로로 전류가 흐르며 계속해서 공진콘덴서(C20)에 에너지가 충전되지만, 시간이 경과하면서 역기전력이 약해지고 전류도 점차 감소한다.

역기전력이 다 소모되면 공진콘덴서(C20)에 충전된 에너지가 '③'의 경로로 방전되면서 편향코일(L20)에 전류가 흐른다. 공진콘덴서(C20)와 편향코일(L20) 사이에 충방전이 반복되는 공진상태가 되지만, 편향코일(L20)의 전압이 Vcc를 초과하는 경우 댐퍼다이오드(D20)에 의해 '④'와 같은 전류가 흐르게 되어 공진은 일어나지 않는다.

'④'와 같은 경로에 전류가 흐르면서 다시 수평출력 트랜지스터(Q20)의 베이스 단자에 전류가 유입되어 트랜지스터가 턴온 되고, 처음과 같이 '①'의 경로에 전류가 흘러 초기와 같은 현상이 반복해서 연속적으로 일어난다.

구동 IC(90)는 고압구동부(40), 편향구동부(30), 위상고정부(60), 고압안정화부(70)를 갖는다.

구동 IC(90)의 B-OUT 단자는 고압구동부(40)의 출력단자로서 스텝업회로(80)의 트랜지스터를 스위칭하는 PWM 신호를 출력하여 고압변성기(10)가 고전압을 출력하도록 한다.

구동 IC(90)의 H_DRV 단자는 편향구동부(30)의 출력단자로서 수평출력 트랜지스터(Q20)를 스위칭하는 PWM 신호를 출력하여 편향코일(L20)에 흐르는 톱니파 전류를 제어한다.

구동 IC(90)의 HFLY 단자는 위상고정부(60)의 입력단자이며, REGIN 단자는 고압안정화부(70)의 입력단자로서 각각 피드백 신호를 입력받는다.

고전압궤환부(50)는 제3차 유도코일(L50), 저항(R50 내지 R55), 다이오드(D50) 및 콘덴서(C50, C51)를 갖는다.

제3차 유도코일(L50)은 고압변성기(10)의 제2차 유도코일(L11)에 유도 결합되어 있으며, 상대적으로 낮은 권선비를 갖고 있어 강압된 전압으로 유도된다.

제3차 유도코일(L50)로부터 유도된 전압은 저항(R50,R51)을 통해 위상고정부(60)의 입력단자인 HFLY 단자에 피드백 신호로서 입력된다.

여기서 HFLY 단자에는 피드백 신호의 저역 신호를 필터링하는 콘덴서(C51)가 접지단에 연결되어 있으며, 피드백 단자인 HFLY 단자에 입력되는 신호의 레벨을 일정비율로 감소시키는 수동소자로서 저항(R55)이 병렬로 연결되어 있다. 이 때 도1에 도시된 기생펄스가 입력단자에서 펄스로서 감지되지 않도록 저항(R55)이 작은 저항을 갖도록 한다.

그리고 저항(R50,R51)에 의해 분압된 분압전압이 다이오드(D50)와콘덴서(C50) 및 저항(R52 내지 R53)에 의해 정류되어 고압안정화부(70)의 입력단자인 REGIN 단자에 피드백 신호로서 입력된다.

이하 도2를 참조하여 본 고안의 실시예를 구체적으로 설명한다.

시스템이 가동되기 시작하면 구동 IC(90)에는 외부로부터 동기신호가 입력되는데, 일반적으로 수평/수직 동기신호(H-sync/V-sync)가 입력된다. 이러한 수평 동기신호에 따라 고압구동부(40)와 편향구동부(30)의 출력단자로부터 각각 고압구동신호와 편향구동신호가 출력된다.

스텝업회로(80)의 트랜지스터(Q80,Q81)가 PWM 신호에 의해서 스위칭 되면서 서서히 콘덴서(C80) 전압이 상승하고 고압변성기(10)의 출력도 서서히 증가하게 된다. 고압변성기(10)의 출력전압이 일정크기 이상이 되지 않는 경우 고전압궤환부(50)의 피드백 신호는 매우 작게 되어 위상고정부(60)와 고압안정화부(70)는 동작을 하지 않는 프리 런닝(free running) 상태가 된다.

시스템 가동 후 약간의 시간이 경과되면 고압변성기(10)로부터 고압이 발생하여 고전압궤환부(50)로부터 일정크기 이상의 피드백 신호가 출력된다.

계속적인 수평출력 트랜지스터(Q20)의 스위칭에 의해서 스텝업회로(80)로부터 인가된 제1차 유도코일(L10)의 전압이 제2차 유도코일(L11)에 구형펄스 형태의 고전압을 유도시킨다. 이 고전압이 제3차 유도코일(L50)에 낮은 전압으로 유도되어 구형펄스열이 피드백신호로서 고압안정화부(70)와 위상고정부(60)에 인가된다.

HFLY단자에 입력되는 피드백 신호는 콘덴서(C51)와 저항(R55)에 의해서 그 크기가 감소되므로 작은 크기를 갖는 노이즈성 기생필터가 제거되며위상고정부(60)에 원 피드백 신호가 입력된다.

이에 의해서 구동IC(90)에서 출력되는 구동펄스는 안정적인 주파수를 갖는 펄스가 출력되어 스텝업회로(80)의 구동 트랜지스터(Q80,Q81)에 과전압이 인가되는 것을 방지하고, 편향구동 트랜지스터(Q20)에 과전류가 흐르는 것을 방지할 수 있다.

비록 본 고안의 몇몇 실시예들이 도시되고 설명되었지만, 본 고안의 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 당업자라면 본 고안의 원칙이나 정신에서 벗어나지 않으면서 본 실시예를 변형할 수 있음을 알 수 있을 것이다. 고안의 범위는 첨부된 청구항과 그 균등물에 의해 정해질 것이다.

본 고안에 의해서 수평편향 및 스텝업 회로의 구동펄스의 주파수를 정확하게 제어할 수 있으며 회로소자를 보호할 수 있다.

Claims

피드백 신호를 입력받는 입력포트를 갖고, 상기 피드백 신호에 기초하여 수평편향 구동펄스의 주파수를 조정하고 상기 수평편향 구동펄스를 출력하는 수평편향 구동 IC를 포함하는 디스플레이장치에 있어서,

상기 입력포트와 연결되어 상기 피드백 신호의 저역성분을 상기 입력포트로 입력되도록 하는 콘덴서와,

상기 콘덴서와 병렬로 연결되어 상기 피드백 신호의 전압레벨을 소정의 비율로 낮추는 적어도 하나의 수동소자를 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이장치.