KR20080021560A - 램프 드라이버를 가지는 고전압 게이트 드라이버 집적회로 - Google Patents

램프 드라이버를 가지는 고전압 게이트 드라이버 집적회로 Download PDF

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Abstract

램프 출력 전압 파형들을 공급하기 위해 고전력 스위치를 제어하는 내부 램프 드라이브 기능을 가지는 고전압 게이트 드라이버 집적회로(High Voltage Gate Driver IC:HVIC)가 제공된다. 상기 HVIC는 상기 전력 스위치의 전압을 감지하기 위한 센서, 외부 설정에 따라 기준 전압 신호를 발생하기 위한 기준 발생기 및 상기 전력 스위치의 게이트를 제어하기 위해 피드백 이득을 제공하는 피드백 회로를 포함하며, 상기 피드백 회로는 상기 전력 스위치의 전압이 기준을 따름으로써 안정되도록 하며, 상기 HVIC는 HVIC의 외부에 최소한의 회로 소자들로 상기 램프 드라이브 기능을 발생하는 것을 특징으로 한다.

Description

램프 드라이버를 가지는 고전압 게이트 드라이버 집적회로{HIGH VOLTAGE GATE DRIVER IC WITH RAMP DRIVER}
본 출원은 2006년 8월 31일에 출원된 미국 가 특허 출원(60/824,183) 및 2007년 7월 20일에 출원된 미국 특허 출원(11/780,897)에 기초하여 우선권을 주장하고 있으며, 상기 기초출원들에 개시된 내용 전체는 본 명세서에 참조로서 통합된다.
본 발명은 고전압 게이트 드라이버 집적회로(High Voltage Gate Driver IC:HVIC)에 관한 것이며, 보다 구체적으로는 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel:PDP) 게이트 드라이버 IC 내의 HVIC에서 램프(ramp) 출력 전압 파형을 구현하기 위해 전력 스위치를 구동하는 것에 관한 것이다.
PDP 시스템은 PDP 를 리셋(reset)하기 위한 특별한 출력 전압 파형을 필요로 한다. 그러한 특별한 출력 전압 파형들은 느린 dV/dt 특성을 가지며, 보통 여러개의 V/us의 크기를 갖는다. 도 1은 범용(general) 게이트 드라이버 IC(12)를 가지는 종래의 PDP 램프 드라이버(10)를 개략적으로 도시한다. 램프 드라이버(10)는 스위치(16)가 천천히 턴온(turn-ON)하도록 보조 회로(auxiliary circuit)(14)를 필요로 한다. 그래프(18)에서 도시된 바와 같이, 드라이버(10)에 의해 제공된 램프는 100에서 300us의 시간에 걸쳐 200에서 300V의 전압 VSET을 가진다.
도 2는 작동 시스템(functioning system)에서 사용되는 램프 드라이버 회로(20)를 도시한다. 회로(20)의 전압 Vcbtsp은 상기 작동 시스템의 부트스트랩(bootstrap) 상태에 따라 변화된다. 또한, 수동 소자들(passive components)과 상기 스위치의 온도 특성은 광범위하게 변화할 수 있기 때문에 dVds/dt의 기울기(slope)는 온도에 따라 변화한다. 드라이버(12)의 출력 전압을 일정하게 하고 안정적으로 동작하도록 하기 위해, 드라이버 회로(20)는 부가적인 소자들을 필요로 한다. 그러한 소자들은 제너 다이오드 DZ 및 dVds/dt의 기울기를 제어하도록 기능하는 가변 저항 RVAR을 포함한다.
또한, 스위치(16)는 스위치의 게이트 및 드레인 단자와 게이트 드라이버(12)에 연결된 고전압 캐패시터 CRAMP를 포함한다. 캐패시터 CRAMP는 두가지 기능을 가진다. 첫번째 기능은 스위치(16)의 게이트드레인 캐패시턴스(capcacitance)를 커지게 하는 것이다. 두번째 기능은 Vds의 피드백을 통해 파형을 안정적으로 만드는 것이다.
도 1의 회로(10)에서와 같이, 게이트 드라이버(12)는 스위칭 노드 A에서 부트스트랩 캐패시터 CBTSP와 병렬로 연결된 두개의 스위치 Q1 및 Q2의 스위칭 스테이지(switching stage)를 포함한다. 두 개의 스위치 Q1 및 Q2는 구형(square) 입력 신호를 수신하는 증폭기에 의해 구동되며, 이때 상기 스위치 Q1은 상기 신호의 반전신호를 수신한다. 보조 회로(14)처럼, 회로(20)는 스위칭 노드 A와 스위치(16)의 게이트와의 사이에 연결되는 가변 저항 RVAR과 그리고 스위치 Q2와 병렬로 연결되는 제너 다이오드 DZ를 포함한다.
본 발명의 목적은 외부 보조 램프 발생 회로를 제거하여 시스템 비용 및 공간을 절약할 수 있도록 내부 램프 드라이브 기능을 가지는 HVIC를 제공하는 것이다.
본 발명의 목적은 또한 내부 감지(sensing) 및 피드백 기능에 의해 인에이블(enable)되는 안정적인 HVIC 출력을 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 HVIC의 외부 보조 회로들을 줄이는 반면, 외부 방해요인들에 관계없이 안정적인 출력 파형을 제공하는 데에 있다.
램프 출력 전압 파형들을 생성하도록 고전력 스위치를 제어하기 위한 내부 램프 드라이브 기능을 가지는 HVIC가 제공된다. HVIC는 상기 전력 스위치의 전압을 감지하기 위한 센서, 외부 설정에 따라 기준 전류 신호를 발생하기 위한 기준 발생기 및 상기 전력 스위치의 게이트를 제어하기 위해 피드백 이득을 제공하는 피드백 회로를 포함하며, 상기 피드백 회로는 상기 전력 스위치의 전압이 기준을 따르도록 하고 안정되도록 하며, 상기 HVIC는 HVIC의 외부에 최소한의 회로 소자들을 구비하여 상기 램프 드라이브 기능을 발생하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 특징들 및 이점들은 첨부되는 도면을 참조한 아래의 설명으로부터 명백해 질 것이다.
본 발명에서 제공되는 HVIC 회로(22)를 사용함으로써 외부 보조 회로들을 제 거함과 동시에 안정적인 램프 출력을 제공하게 된다. 그 결과, PDP 리셋 램프 드라이버들 내에서의 HVIC 회로(22)의 응용은 시스템 비용 및 공간을 절약할 수 있고 성능을 개선할 수 있다.
본 발명은 외부 회로들이 최소로 구비된 HVIC의 내부 감지 및 피드백 기능을 사용하여 전력 스위치(16)에 대한 안정적인 램프 드라이버 기능을 가지는 HVIC를 제공한다. 내부 램프 드라이버 기능을 가지는 진보적인 HVIC 회로(22)가 도 3에서 도시된다. HVIC 회로(22)는 출력 전압 Vds를 감지하는 감지 회로(24),외부 기준 설정으로부터 기준 신호를 발생하는 기준 발생기(26), 피드백 논리 시스템(30) 및 스위치(16)의 게이트를 제어하기 위한 출력 버퍼(28)를 포함한다. HVIC 회로(22)는 안정적인 램프 파형을 제공한다. 고속 피드백 시스템(30)의 사용을 통해, HVIC 회로(22)는 방해요인들에 관계없이 안정적인 램프 출력을 제공할 수 있다.
내부 램프 드라이버 기능을 제공하는 본 발명의 HVIC 회로(22)의 일 실시예가 도 4에 도시된다. 도시된 바와 같이, HVIC 회로(22)는 전력 스위치(16)와 병렬로 연결되는 외부 저항 R1 및 R2를 더 포함한다. 감지 회로(24)는 스위치에 분배되는 출력 전압 변화들을 감지한다. 이것은 R1 및 R2 사이의 노드에서 전압 신호 Vds를 측정함으로써 달성된다.
나아가, HVIC 회로(22)는 (+) 단자에서는 전압 신호 Vds를, 그리고 (-)단자에서는 기준 상수 전압 신호 VREF를 수신하는 연산 에러 증폭기(operational error amplifier)(32)를 포함한다. 기준 상수 전압 신호 VREF는 기준 발생 회로(26)에 의해 외부적으로 설정된 기준으로부터 발생된다. 연산 에러 증폭기(32)의 출력은 스위치(16)의 게이트 제어를 위한 피드백 이득을 제공한다.
이와 같이, HVIC 회로(22)는 외부 보조 회로들을 제거함과 동시에 안정적인 램프 출력을 제공한다. 그 결과, PDP 리셋 램프 드라이버들에서의 HVIC 회로(22)의 적용은 시스템 비용 및 공간을 절약할 수 있고 성능을 개선할 수 있다.
비록 본 발명은 특정 실시예와 관련해서 설명되었지만, 수많은 다른 변형 및 변경 그리고 다른 사용 예들은 당업자에게 명백할 것이다. 그 결과, 본 발명은 여기에 개시된 특정 내용으로 한정되지 않을 것이다.
도 1은 전력 스위치 구동을 위한 외부 램프 발생 회로를 사용하는 종래의 HVIC에 대한 다이아그램이다.
도 2는 작동 시스템 내의 원활한 동작들을 위해 필요한 부가적인 외부 램프 발생 회로를 포함하는 종래의 PDP 램프 드라이버에서 도 1의 HVIC의 응용에 대한 다이아그램이다.
도 3은 본 발명의 실시예인 HVIC에 대한 다이아그램이다.
도 4는 도 1의 HVIC의, 내부 램프 드라이브 기능을 사용하는 PDP 램프 드라이버 내에서의 응용 예에 대한 다이아그램이다.

Claims (8)

  1. 램프 출력 전압 파형들을 생성하도록 고전력 스위치를 제어하기 위한 내부 램프 드라이브 기능을 가지는 고전압 게이트 드라이버 집적회로(HVIC)로서, 상기 고전압 게이트 드라이버 집적회로는
    상기 전력 스위치에 걸리는 전압을 감지하기 위한 센서;
    외부 설정에 따라 기준 전류 신호를 발생하기 위한 기준 발생기;및
    상기 전력 스위치의 게이트를 제어하기 위해 피드백 이득을 제공하는 피드백 회로를 포함하며, 상기 피드백 회로는 상기 전력 스위치에 걸리는 전압이 기준을 따름으로써 안정되게 하며, 상기 고전압 게이트 드라이버 집적회로는 상기 고전압 게이트 드라이버 집적회로의 외부에 최소한의 회로 소자들을 구비한체로 상기 램프 드라이브 기능을 발생하는 것을 특징으로 하는 내부 램프 드라이브 기능을 가지는 고전압 게이트 드라이버 집적회로.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 고전압 게이트 드라이버 집적회로는 상기 고전력 스위치에 병렬로 연결된 한 쌍의 저항을 더 포함하며, 상기 전압은 스위치에 걸리는 제 1 분배 출력 전압 변화를 포함하고, 상기 제 1 전압 신호는 상기 고전력 스위치 및 상기 한 쌍의 저항들에 연결된 노드에서 모니터링 되는 것을 특징으로 하는 내부 램프 드라이브 기능을 가지는 고전압 게이트 드라이버 집적회로.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 피드백 시스템은 연산 에러 증폭기를 포함하며, 상기 연산 에러 증폭기는 (+)단자에서는 상기 제 1 전압 신호를 그리고 (-)단자에서는 상기 기준 전압 신호를 수신하고, 그리고 안정적인 램프 출력을 공급하는 연산 에러 증폭기를 포함하는 것을 특징으로 하는 내부 램프 드라이브 기능을 가지는 고전압 게이트 드라이버 집적회로.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 안정적인 램프 출력이 교란들(disturbances)에 영향을 받음이 없이 공급되는 것을 특징으로 하는 내부 램프 드라이브 기능을 가지는 고전압 게이트 드라이버 집적회로.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 전력 스위치는 상기 램프 출력 전압 파형들을 구현하도록 제어되어, 상기 고전력 스위치가 저속(slow) 및 단계적(stepwise)으로 턴온할 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 내부 램프 드라이브 기능을 가지는 고전압 게이트 드라이버 집적회로.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 램프 출력 전압 파형들은 저속 및 단계적인 dV/dt 특성의 여러 개의 V/us를 가지는 것을 특징으로 하는 내부 램프 드라이브 기능을 가지는 고전압 게이트 드라이버 집적회로.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 고전압 게이트 드라이버 집적회로는 플라즈마 디스플레이 패널(PDP)을 리셋하는데 사용되는 것을 특징으로 하는 내부 램프 드라이브 기능을 가지는 고전압 게이트 드라이버 집적회로.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 고전압 게이트 드라이버 집적회로는 상기 고전력 스위치를 구비하는 동일 집적회로에 제공되는 것을 특징으로 하는 내부 램프 드라이브 기능을 가지는 고전압 게이트 드라이버 집적회로.
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