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KR100448191B1 - 플라즈마 디스플레이장치의 무효전력회수장치와무효전력회수방법 - Google Patents

플라즈마 디스플레이장치의 무효전력회수장치와무효전력회수방법 Download PDF

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KR100448191B1
KR100448191B1 KR10-2002-0008786A KR20020008786A KR100448191B1 KR 100448191 B1 KR100448191 B1 KR 100448191B1 KR 20020008786 A KR20020008786 A KR 20020008786A KR 100448191 B1 KR100448191 B1 KR 100448191B1
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KR
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panel capacitor
discharge
voltage
panel
power supply
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강춘성
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삼성전자주식회사
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Publication date
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Abstract

본 발명은, 전원공급원과, 상기 전원공급원으로부터의 전압에 의해 면방전을 행하는 제1 방전전극과 제2 방전전극을 구비한 플라즈마 디스플레이패널에 관한 것으로서, 상기 각 방전전극에 양단이 접속되어 상기 제1 방전전극과 제2 방전전극 중 어느 하나에 충전전압을 공급하여 방전되는 패널커패시터와, 상기 패널커패시터와 상기 전원공급부의 연결 및 상기 각 방전전극과의 연결을 온오프시키는 복수의 스위칭부와, 상기 제1 방전전극과 상기 제2 방전전극 중 어느 하나와 상기 패널커패시터사이에 개재되며 상기 패널커패시터의 방전전류에 의해 충전되어 상기 패널커패시터의 충전전압이 복원되도록 유도하는 인덕터와, 상기 패널커패시터의 충전전압이 상기 각 방전전극에 교번적으로 공급되도록 상기 복수의 스위칭부를 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이에 의하여, 플라즈마 디스플레이패널의 무효전력회수회로의 회로구성이 간단해지고 소비전력이 감소된다.

Description

플라즈마 디스플레이장치의 무효전력회수장치와 무효전력회수방법{apparatus and method for recovery of reactive power in plasma display panel apparatus}
본 발명은 방전을 이용하여 화상을 표시하는 플라즈마 디스플레이 패널(이하, 'PDP'라 함)에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 무효전력회수회로를 갖는 플라즈마 디스플레이 패널에 관한 것이다.
PDP는 가스방전을 이용한 화상표시장치로서, 구동방식에 따라 크게 대향방전을 하게 되는 직류(DC)방식과, 면방전을 하게 되는 교류(AC)방식으로 대별된다. 교류방식의 PDP는 직류방식에 비하여 저소비전력과 라이프타임이 큰 장점이 있기 때문에 주목받고 있는 구동방식이다.
교류구동방식의 PDP는 유전체를 사이에 두고 교류전압을 인가시켜 그 반주기마다 방전을 행하게 하는 것으로, 주로 서브필드(Sub-field)방식으로 화상을 표시하게 된다. 서브필드방식에서, 유지방전시에 PDP패널의 충전 및 방전에 사용되는 소비전력은 매우 크기 때문에 패널의 충/방전시 소비되는 전력을 회수하기 위한 무효전력회수회로가 PDP의 구동장치에 적용되고 있다.
일반적인 무효전력회수회로는 도 4와 같이 Y전극에 접속된 주사/유지 전극 단위구동셀(이하 'Y전극 단위구동셀'이라 함)과, 복수개의 X전극들에 공통으로 접속된 공통 전극 단위구동셀(이하 'X전극 단위구동셀'이라 함)을 구비한다. Y전극과 X전극은 유지전극쌍으로서 Y전극 단위구동셀(20)과 X전극 단위구동셀(30)에서 발생된 유지펄스를 공급받아 면방전을 행함으로써 표시된 데이터의 밝기를 유지시키게 된다. 여기서, 패널커패시터(39)는 패널에서 Y전극과 X전극 사이에 형성되는 정전용량을 등가적으로 나타낸 것이다.
Y전극구동셀(20)은 외부 서스테인 전압공급원과 그라운드사이에 직렬로 접속된 제1 및 제2 스위치(31,33)와, 제2스위치(33)에 대해 병렬로 개재되는 외부 커패시터(43a)와, 외부 커패시터(43a)와 제1노드(n1)사이에 개재되는 제3 및 제4 스위치(35,37)와, 제1노드(n1)와 제2노드(n2)사이에 접속되는 코일(41)을 구비한다. X전극 단위구동셀(30)은 패널 커패시터(39)를 중심으로 Y전극 단위구동셀(20)에 대칭적으로 구성된다. X전극 단위구동셀(30)에는 제1 및 제 2 스위치(31, 33)에 대응하는 제5 및 제6 스위치(Xs, Xg)와, 제3 및 제4 스위치(35, 37)에 대응하는 제7 및 제8스위치(Xr, Xf)가 마련된다.
여기서, Y전극 단위구동셀(20)을 중심으로 무효전력회수회로의 동작을 설명하면 다음과 같다. X,Y전극 단위구동셀의 각 스위치의 온오프에 의해 패널커패시터(39)에는 전압이 충전되고, 패널커패시터(39)에 충전된 전압은 제2스위치(33)의 턴온시 방전된다. 이때, 패널커패시터(39)의 방전시에 제3스위치(35)를 동시에 턴온시키면 외부커패시터(43a)로 전류가 흘러들어가 에너지가 흡수된다. 이후에 제4스위치(37)를 턴온시키면 외부커패시터(43a)에 흡수된 에너지가 코일(41)을 거쳐 회수됨에 따라 패널커패시터(39)가 다시 충전되어 다음 스위칭시에 사용된다. 이때, 제1스위치(31)를 턴온시켜 패널커패시터(39)의 부족한 전압을 보충한다. 패널커패시터(39)에 충전된 전압은 Y전극구동셀의 스위칭과정과 같이 X전극구동셀내의 각 스위치를 온오프시킴에 따라 방전된다. 위와 같은 과정에 의해 X전극 단위구동셀(20)은 Y전극 단위구동셀과 교번적으로 패널 커패시터(39)를 충방전시키게 된다. 결과적으로 전압원인 외부 커패시터(43a, 43b)를 이용하여 패널 커패시터(39)를 충/방전하여 유지방전을 하게 된다.
그런데, 종래의 무효전력회수회로는 에너지를 회수하기 위한 회로구성자체가 복잡하며, 복수의 스위치소자와 다이오드가 직렬접속되어 각각의 스위치소자들과 역전류방지용 다이오드 자체에서 소비되는 전력이 큰 단점이 있다.
따라서, 본 발명의 목적은, 회로구성이 간단하고 소비전력이 감소된 무효전력회수회로를 갖는 플라즈마 디스플레이패널 및 그 제어방법을 제공하는 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 PDP의 무효전력회수회로도,
도 2a, 2b, 2c, 2d는 도 1의 패널커패시터의 충/방전시 전류흐름도,
도 3은 도 1의 패널커패시터의 양단 각 전압파형도,
도 4는 종래의 PDP의 무효전력회수회로도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
1 : Y전극 구동셀 3 : X전극 구동셀
1a : 제1 스위칭부 1b : 제3스위칭부
3a : 제2스위칭부 3b : 제4스위칭부
7 : 코일 9 : 패널커패시터
상기 목적은, 본 발명에 따라, 전원공급원과, 상기 전원공급원으로부터의 전압에 의해 면방전을 행하는 제1 방전유지전극과 제2 방전유지전극을 구비한 플라즈마 디스플레이패널에 있어서, 상기 각 방전전극에 양단이 접속되어 상기 제1 방전전극과 제2 방전전극 중 어느 하나에 충전전압을 공급하여 방전되는 패널커패시터와, 상기 패널커패시터와 상기 전원공급부의 연결 및 상기 각 방전전극과의 연결을 온오프시키는 복수의 스위칭부와, 상기 제1 방전전극과 상기 제2 방전전극 중 어느 하나와 상기 패널커패시터사이에 개재되며 상기 패널커패시터의 방전전류에 의해 충전되어 상기 패널커패시터의 충전전압이 복원되도록 유도하는 인덕터와, 상기 패널커패시터의 충전전압이 상기 각 방전전극에 교번적으로 공급되도록 상기 복수의 스위칭부를 제어하는 제어부를 포함하는 것에 의해 달성된다.
여기서, 상기 인덕터는 상기 제1 방전유지전극과 상기 제2 방전유지전극 중 어느 하나와 상기 패널커패시터 사이에 접속되는 것이 바람직하다.
상기 복수의 스위칭부는 상기 전원공급부로부터 상기 패널커패시터로의 전압공급을 온오프시키는 전원연결 스위치와, 충전된 전압이 방전되도록 상기 패널커패시터와 그라운드의 연결을 온오프시키는 그라운드연결 스위치를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 복수의 전원연결 스위치와 상기 패널커패시터 사이에는 패널커패시터에 걸리는 전압의 오버슛(overshoot)을 방지하기 위한 저항이 개재되는 것이 효과적이다.
여기서, 상기 복수의 스위칭부는 전계효과트랜지스터인 것이 바람직하다.
한편, 본 발명의 다른 분야에 따르면, 상기 목적은, 전원공급원과, 상기 전원공급원으로부터의 전압을 충전하는 패널커패시터와, 상기 패널커패시터의 충/방전에 따라 면방전을 행하는 제1 방전전극 및 제2 방전전극과, 상기 패널커패시터를 충/방전시키는 복수의 스위칭부와, 상기 패널커패시터에 직렬연결되는 인덕터를 구비한 플라즈마 디스플레이패널의 무효전력회수방법에 있어서, 상기 패널커패시터를 충전시키는 단계와; 상기 패널커패시터를 방전시켜 방전전류에 의해 상기 인덕터를 충전시키는 단계와; 상기 인덕터에서 상기 패널커패시터로 전류패스를 형성하여 상기 인덕터의 충전 에너지에 의해 상기 패널커패시터를 충전시키는 단계와; 상기 전류패스의 역방향으로 전류패스를 형성하여 상기 패널커패시터를 방전시키는 단계를 포함하는 것에 의해서도 달성될 수 있다.
여기서, 상기 인덕터에 의해 상기 패널커패시터를 충전시키는 단계는 상기 패널커패시터에 상기 전원공급원의 전압을 공급하여 보충시키는 단계를 더 포함하여, 상기 인덕터의 충전 에너지에 의해 충전된 상기 패널커패시터의 전압을 보충하는 것이 효과적이다.
이하에서는 첨부도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 PDP의 무효전력회수회로도이다. 도면에 도시된 바와같이, 방전유지전극쌍에서 방전을 발생시키는 구동회로는 방전유지전극쌍 중 Y전극을 구동시키는 Y전극단위구동셀(1) 및 X전극을 구동시키는 X전극단위구동셀(3)과, Y전극 단위구동셀(1)과 X전극 단위구동셀(3)을 구동시키기 위한 제어신호를 인가하는 제어부(미도시)로 구성된다.
Y전극 단위구동셀(1)은 전원공급원(Vcc)과, 패널에 마련되는 유전체인 패널커패시터(9)와, 전원공급원(Vcc)과 그라운드 사이에 각각 마련되어 패널커패시터(9)의 전압을 충전 또는 방전시키는 온오프되는 복수의 스위칭부(1a,1b,3a,3b)로 구성된다. 또한, 제1스위칭부(1a)와 제3스위칭부(1b)에는 각각 저항(5a, 5b)이 직렬로 연결되어 전원공급원(Vcc)으로부터의 전압으로 패널커패시터(9)를 충전시 턴온되는 제1스위칭부(1a)에서 인가되는 방전펄스전압의 오버슛(overshoot)을 감소시키는 기능을 한다.
여기서, 제어부는 패널커패시터(9)에서 충/방전이 발생하도록 각 스위치를 온오프시키는 제어신호를 출력한다.
패널커패시터(9)의 충/방전과정에서, 제1 및 제 3스위칭부(1a, 1b)는 패널커패시터(9)와 전원공급원(Vcc)과의 연결을 온오프시키고, 제2 및 제4스위칭부(3a, 3b)는 패널커패시터(9)와 그라운드와의 연결을 온오프시킨다.
여기서, 복수의 스위칭부(1a,1b,3a,3b)는 전계효과트랜지스터로 구성되며, 각 스위칭부(1a,1b,3a,3b)가 온오프됨에 따라 후술할 도 3에 도시된 바와 같은 방전유지펄스가 발생되어 패널커패시터(9)로 인가된다.
본 발명에 따라 전원공급원과 그라운드의 분기점에 연결된 패널커패시터(9)의 일단에는 무효전력을 회수하기 위한 인덕터로서 코일(7)이 직렬연결된다. 패널커패시터(9)가 그라운드와 연결되는 방전시, 코일(7)은 방전전류에 의해 충전되어 에너지를 회수하여 다시 패널커패시터(9)를 충전시키는 기능을 한다. 즉, 패널커패시터(9)가 완전히 방전되어 패널커패시터(9)의 양단전압이 '0V'가 되면, 코일(7)에 충전 에너지에 의해 패널커패시터(9)에 역전압이 걸려 코일(7)에 충전된 에너지가 패널커패시터(9)로 전달되어 에너지가 회수된다. 그리고, 패널커패시터(9)에 회수된 에너지에 의해 X전극에 방전유지펄스를 공급한다.
도 2a 및 도 2b는 Y전극 단위구동셀에 의한 패널커패시터의 충/방전시 전류의 흐름을 도시한 것이고, 도 3은 패널커패시터(9)의 충/방전시 양단 각 전압을 도시한 전압파형도이다. 이하에서 도 3을 참조하여 Y전극 단위구동셀(1)을 중심으로 패널커패시터(9)의 충/방전과정을 서술하면 다음과 같다.
먼저, 제1스위치(1a)가 턴온되면 전원공급원(Vcc)으로부터의 전류가 인가되어 패널커패시터(9)에 전압이 충전된다(도 3의 t0 ~ t2기간에 해당). 이후에, 패널커패시터(9)의 방전을 위해 제2스위치(3a)를 턴온시키면, 패널커패시터(9)에 충전된 전하는 코일(7)을 경유하여 그라운드를 통해 빠져나간다. 이때, 코일(7)에는 패널커패시터(9)의 방전시 발생되는 방전전류에 의해 자기에너지가 충전되고, 패널커패시터(9)의 전압이 완전히 방전된다(도 3의 t2~t3기간에 해당). 패널커패시터(9)의 양단전압이 '0V'가 되면 코일(7)에 충전된 자기에너지로 인하여 패널커패시터(9)에 역전압이 걸리게 된다. 그리고, 자기에너지가 코일(7)에서 패널커패시터(9)로 전달되고 나면, 패널커패시터(9)에는 초기치와는 반대 극성으로초기치보다 다소 작은 전압이 걸리게 된다(도 3의 t3~t4기간에 해당). 이때, 각 스위칭부의 온오프스위칭신호를 출력하는 제어부(미도시)는 제2 스위치(3a) 및 제 3스위치(1b)를 턴온시킴으로써 전원공급원(Vcc)으로부터 전압을 공급받아 패널커패시터(9)의 부족한 전압을 보충한다(도 3의 t4~t5의 기간에 해당).
한편, 도 2c 및 도 2d는 X전극 단위구동셀(3)에 의한 충/방전시 전류흐름도이다. X전극 단위구동셀(3)에서 충/방전은 Y전극 단위구동셀(1)의 동작과정과 동일하다. 도 2b의 회로에서 패널커패시터(9)에 충전된 전압은 제4스위치(3b)를 턴온시 방전된다(도 3의 t5~t6기간에 해당). 패널커패시터(9)가 방전하는 동안 코일(7)에 전류가 흘러 자기에너지로 충전된다. 패널커패시터(9)가 모두 방전하여 양단전압이 '0V'가 되면 코일(7)에 충전된 자기에너지로 인하여 패널커패시터(9)에 역전압이 걸리게 된다. 패널커패시터(9)에 걸린 역전압에 의해 코일(7)에서 패널커패시터(9)로 에너지가 전달되고 나면, 패널커패시터(9)에는 초기치와는 반대 극성으로 다소 작은 전압이 걸리게 된다(도 3의 t6~t7 기간에 해당). 여기서, 제1스위치(1a)와 제4스위치(3b)를 턴온시킴으로써 전압공급원(Vcc)으로부터 전압을 패널커패시터(9)에 공급하여 부족한 전압을 보충한다(도 3의 t7에 해당).
위와 같이, 패널커패시터(9)를 충/방전시켜 Y전극과 X전극에 유지펄스를 교번적으로 공급하면 방전유지전극에서 방전이 유지되게 된다.
이러한 구성에 의하여, 패널커패시터의 충/방전시 방전전압을 회수하는 무효전력회수회로가 간단해진다. 또한, 무효전력회수회로의 스위치소자가 감소되어 소비전력이 감소된다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 간단한 무효전력회수회로를 갖는 플라즈마 디스플레이패널 및 그 제어방법이 제공된다. 또한, 무효전력회수회로의 부품수가 현저히 감소되어 소비전력을 줄일 수 있다.

Claims (6)

  1. 전원공급원과, 상기 전원공급원으로부터의 전압에 의해 면방전을 행하는 제1 방전전극과 제2 방전전극을 구비한 플라즈마 디스플레이패널에 있어서,
    상기 각 방전전극에 양단이 접속되어 상기 제1 방전전극과 제2 방전전극 중 어느 하나에 충전전압을 공급하여 방전되는 패널커패시터와,
    상기 패널커패시터와 상기 전원공급부의 연결 및 상기 각 방전전극과의 연결을 온오프시키는 복수의 스위칭부와,
    상기 제1 방전전극과 상기 제2 방전전극 중 어느 하나와 상기 패널커패시터사이에 개재되며 상기 패널커패시터의 방전전류에 의해 충전되어 상기 패널커패시터의 충전전압이 복원되도록 유도하는 인덕터와,
    상기 패널커패시터의 충전전압이 상기 각 방전전극에 교번적으로 공급되도록 상기 복수의 스위칭부를 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이패널.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 스위칭부는 상기 전원공급부로부터 상기 패널커패시터로의 전압공급을 온오프시키는 전원연결 스위치와, 상기 패널커패시터와 그라운드의 연결을 온오프시키는 그라운드연결 스위치를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이패널.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 복수의 전원연결 스위치와 상기 패널커패시터 사이에는 오버슛전압을 감소시키기 위한 저항이 개재되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이패널.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 복수의 스위칭부는 전계효과트랜지스터인 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이패널.
  5. 전원공급원과, 상기 전원공급원으로부터의 전압을 충전하는 패널커패시터와, 상기 패널커패시터의 충/방전에 따라 면방전을 행하는 제1 방전전극 및 제2 방전전극과, 상기 패널커패시터를 충/방전시키는 복수의 스위칭부와, 상기 패널커패시터에 직렬연결되는 인덕터를 구비한 플라즈마 디스플레이패널의 무효전력회수방법에 있어서,
    상기 패널커패시터를 충전시키는 단계와,
    상기 패널커패시터를 방전시켜 방전전류에 의해 상기 인덕터를 충전시키는 단계와,
    상기 인덕터에서 상기 패널커패시터로 전류패스를 형성하여 상기 인덕터의 충전 에너지에 의해 상기 패널커패시터를 충전시키는 단계와,
    상기 전류패스의 역방향으로 전류패스를 형성하여 상기 패널커패시터를 방전시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이패널의 무효전력회수방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 인덕터에 의해 상기 패널커패시터를 충전시키는 단계는 상기 패널커패시터에 상기 전원공급원의 전압을 공급하여 보충시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이패널의 무효전력 회수방법.
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