KR0146220B1 - 모니터의 수평 편향회로 - Google Patents

Abstract

본 발명은 모드 변환시에 발생하는 이상 과전류로 인해 모니터의 수평 편향회로에 결함이 생기는 것을 방지하기 위하여, 수평 편향회로의 모스 스위칭단에 모드 변환 후의 일정기간 동안 동작하는 수평 편향보호회로를 구현하고, 모드 스위칭단의 모든 모스 트랜지스터들의 게이트로 일정한 전압을 인가하여 트랜지스터들을 턴-온시킴으로써, 트랜지스터에 연결되어 있는 캐패시터를 통해 이상 과전류가 고르게 분배될 수 있도록 한 것에 관한 기술이다.

Description

모니터의 수평 편향회로

제1도는 종래의 모니터의 수평 편향회로를 도시한 회로도.

제2도는 본 발명에 의한 수평 편향 보호회로를 포함하는 수평 편향회로를 도시한 회로도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

11 : 수평 구동단 12 : 수평 출력단

13 : 모드 스위칭단 14 : 수평 편향 보호회로

본 발명은 다양한 해상도로 정보를 화면에 디스플레이하는 모니터에 있어서, 모니터의 해상도를 필요에 따라 변환하는 경우에 발생하는 순간 과전류의 유입으로 수평 편향회로를 구성하는 소자들에 결함이 생기는 것을 방지하기 위해 구현한 수평 편향 보호회로에 관한 것이다.

근래에 들어 하나의 컴퓨터로 다양한 기능을 충족시키는 멀티미디어의 요구가 급증함에 따라, 정지 화상과 더불어 고해상도를 갖는 동화상을 디스플레이 할 수 있도록 컴퓨터 본체뿐만 아니라, 그 주변 기기도 발달해 가고 있다. 그 중에서도 특히 사용자의 요구에 따라 정보를 효율적으로 디스플레이하기 위한 다양한 해상도 특성을 갖는 모니터가 널리 이용되고 있다.

일반적으로, 모니터는 전기장에 의해 수직 또는 수평으로의 이동 경로가 결정되는 전자빔으로 음극선관(CRT; Cathode-Ray Tube)의 한쪽 끝인 디스플레이판에 도포되어 있는 형광물질을 자극함으로써 실제 사용자의 시각으로 데이터의 출력을 인지할 수 있도록 만든 구조로서, 본체로부터 전달된 색상을 표시하는 R(Red; 빨강), G(Green; 초록), B(Blue; 파랑) 신호는 상기 전자빔이 특정 주파수를 갖는 전류 특성에 의해 이동할 때에 전자빔에 함께 실려가서 디스플레이판 상의 해당 색상물질을 자극함으로써 선명한 칼라 화면을 제공하게 된다.

상기 전자빔의 이동경로 중에서, 특히 수평으로 편향시키기 위해서는 음극선관의 한쪽 끝에서 전자빔을 방사할 때에 전자장을 유도하기 위한 회로가 필요한데, 이를 수평 편향회로라 하고 모니터의 메인 보드 상에 구현하며, 모니터의 해상도 특성을 상기 수평 편향회로에서 출력되는 전류신호의 주파수 특성에 의해 영향을 받는다. 즉, 상기 출력의 주파수가 커지면 디스플레이판에 해당 주파수만큼의 주사선(전자빔이 충돌하면서 생기는 현상)이 생기게 되어 보다 선명한 화면을 기대할 수 있고, 출력의 주파수가 낮아지면 반대로 해당 주사선의 밀도가 줄어들게 되어 해상도가 떨어진다.

그러나, 컴퓨터를 이용하여 수행하는 작업 중에서 워드 프로세서의 경우는 실제로 고해상도가 요구되지 않고, 반대로 그래픽 작업의 경우는 고해상도가 요구되므로 컴퓨터 본체로부터 필요에 따라 다양한 크기의 수평신호가 모니터 화면 제어부로 입력되어 모니터 상의 해상도를 조절하게 된다.

상기의 수평신호에 의해 출력되는 수평 편향신호의 주파수를 변화시키는 것을 모드변환이라 하며, 하나의 모니터는 워드 프로세서 작업을 할 것인가 그래픽 작업을 수행할 것인가에 따라 자동적으로 모드 변환이 이루어지도록 설계되어 있고, 각 신호의 특성에 따라 적어도 20㎑에서 86㎑까지를 호환할 수 있게 된다.

그러나, 낮은 주파수대에서 높은 주파수대로 이동하거나 높은 주파수대에서 낮은 주파수대 등으로 모드가 변환하는 경우에는 시스템 자체가 불안정한 상태를 갖게 되므로 예기치 않은 사태가 유발되기도 하는데, 보통 모드 변경에 관여하는 회로들에 실제로 필요한 전류 보다 높은 크기의 순간전류가 인가되어 회로를 구성하는 소자들에 심각한 결함을 야기시키기도 한다.

제1도에 도시된 것은 수평 편향신호를 출력하는 회로인 수평 편향회로로서, 모드 전환시에 발생하는 과전류로 인해 영향을 받기 쉬운 회로중의 하나이다.

일반적으로, 전자빔의 수평 이동을 제어하는 수평 편향회로는 제1도에 도시된 바와같이, 수평 구동단(11)과, 상기 수평 구동단(11)에 연결되어 실제로 수평 편향신호를 출력하는 수평 출력단(12)과, 상기 수평 출력단(12)에 연결되어 있으며, 모드가 변환되는 것을 감지하여 해당 모드에 맞게 마이크로 프로세서부(도시안됨)로부터 출력되는 신호 CS0,CS1,CS2,CS3,CS4에 의해 그 동작이 제어되는 모드 스위칭단(13)을 포함하고 있다.

상기의 마이크로 프로세서부는 모니터의 메인 보드 상에 구현되며, 컴퓨터 본체로부터 전달되는 수직, 수평신호를 받아들여 모니터의 제동작에 관련된 모든 기능을 제어하는 중심 역할을 한다.

상기 각 부분들의 동작은 우선, 컴퓨터 본체로부터 마이크로 프로세서부를 거쳐 전달된 펄스 위스 모듈레이션(pulse width modulation) 신호는 수평 오실레이터(도시안됨)를 거치면서 일정한 주파수를 갖는 신호로 전환되고, 그런 후에 그 신호는 수평 구동단(11)을 거쳐 전류 특성의 삼각파로 다시 변환되어 수편 출력단(12)의 바이폴라 트랜지스터(Q1)를 동작시키게 된다. 상기 트랜지스터(Q1)는 베이스로 인가되는 신호에 따라 수평 코일(DY)에 흐르는 전류의 크기가 시간에 따라 변화되므로, 코일의 제특성에 의해 코일(DY)의 주변으로 전기장이 유도되고, 상기 유도된 전기장에 의해 음극선관을 지나가는 전자빔이 수평으로 편향되는 효과를 얻게 된다.

상술한 바와같이, 수평 출력단(12)의 코일(DY) 주변으로는 전기장이 유도되지만, 모니터의 해상도를 조절하기 위해 본체로부터 전달되는 수평신호의 크기가 달라져서 모드 변환을 하게 되면 이를 감지한 마이크로 프로세서부로부터 출력되는 신호 CS0, CS1, CS2, CS3, CS4의 조합에 의해 모드 스위칭단(13)에서 수평 출력단(12)의 로드를 조절하는 동작이 이루어진다.

각 모드의 주파수에 따른 상기 모드 변환 감지신호 CS0 내지 CS4의 조함은 표1에 상세히 도시되어 있으며, 그와 관련한 모드 스위칭단(13)의 동작은 표2를 통해 설명하기로 한다.

상기 모드 스위칭단(13)의 구조는 마이크로 프로세서로부터 전달되는 신호 CS0 내지 CS4가 인가되면 적정한 비율로 신호의 전압을 분배하는 저항성분 쌍 R1과 R6, R2와 R7, R3와 R8, R4와 R9, R5와 R10에 의해 모스(MOS) 트랜지스터T1, T2, T3, T4, T5 중의 일부 또는 전부가 동작하여 모스 트랜지스터에 접속되어 있는 캐패시터 성분C1, C2, C3, C4, C5가 제기능을 할 수 있도록 함으로써, 수평 출력단(12)의 캐패시터 로드인 CS와 병렬 구조의 로드로 작용하게 된다.

각 모드의 경우를 예로들면, 우선 수평신호로부터 유출된 수평 편향 주파수(fh)가 27㎑ 미만이면 상기 신호 CS0내지 CS4는 모두 하이(High) 상태로 인가되어 상기 모스 트랜지스터 T1내지 T5를 모두 턴-온(turn-on)시키므로 수평 출력단의 캐패시터 로드는

CT = CS + C1 + C2 + C3 + C4 + C5

가 된다. 반면에 수평 편향 주파수(fh)가 70㎑ 이상인 경우는 상기 신호 CS0내지 CS4가 모두 로우(Low) 상태로 인가되어 모스 트랜지스터 T1내지 T5를 모두 턴-오프(turn-off)시키므로 수평 출력단의 캐패시터 로드는 단지 CT = CS가 된다.

주파수가 27㎑와 70㎑ 사이에 존재하는 모든인 경우에는 상기 표1,2에 도시된 바와 같이 그 동작이 이루어진다.

상기에서 모드 스위칭단(13)을 이용하여 수평 편향 주파수에 따라 수평 출력단(12)의 캐패시터 로드를 가변시키는 것은 높은 주파수에서는 캐패시터에 교류가 걸리는 것과 같은 효과로 많은 압력이 가해지지 않지만, 낮은 주파수에서는 높은 전류가 하나의 캐패시터에 걸리면 캐패시터가 상당한 압력을 받기 때문에 다수개의 캐패시터를 사용하여 전류를 분배시키는 효과를 얻기 위함이다.

표1,2에 나타낸 것은 모니터가 앞서 설명한 바와 같이 적어도 20㎑에서 86㎑까지를 호환할 수 있는 경우를 예로 든 것으로, 필요에 따라 제1도에 도시된 모드 스위칭단(13)의 캐패시터 로드 부분의 수를 조절할 수 있다.

그러나, 상기 제1도와 같은 구조를 가지고 상기 표1,2에서 설명한 바와 같이 모드 스위칭단(13)이 동작하게 되면, 일반적으로 모드가 변화하는 순간에 발생하는 이상 순간 과전류가 수평 출력단(12)의 로드부를 통해 모드 스위칭단(13)으로 인가되는 경우에는 모드 스위칭단(13)을 구성하는 소자들이 파괴되어 회로상에 심각한 결함을 야기시키는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명에서는 모드 변환시의 일정기간 동안에 동작하는 수평 편향 보호회로를 구현하여 모드 변환시 인가되는 순간 과전류로 인해 수평 편향회로에 발생하는 결함을 방지하고자 하는 데에 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에서는 모드 변환시의 일정기간 동안 모드 스위칭단의 모든 모스 트랜지스터들의 게이트로 일정한 전압을 인가하여 트랜지스터들을 턴-온시킴으로써, 트랜지스터에 연결되어 있는 캐패시터를 통해 이상 과전류가 고르게 분배될 수 있도록 하였다.

상기 모스 트랜지스터에 일정한 전압을 인가해주기 위한 수평 편향 보호회로는 모드 변환 시점에서 일정기간 동안 상태 변화를 일으키는 신호를 마이크로 프로세서부로부터 인가받아 동작하는 바이폴라 트랜지스터와, 상기 바이폴라 트랜지스터의 에미터단에 연결되어 있으며, 상기 바이폴라 트랜지스터를 통해 인가된 전압을 일정하게 감압시켜 모드 스위칭단의 각 트랜지스터의 게이트로 전압을 인가하는 다이오드 성분과, 상기 바이폴라 트랜지스터와 다이오드 성분으로 구성된 회로의 동작을 원활히 하기 위해 첨가된 각 로드 성분들을 포함하고 있다.

이하, 첨부된 제2도와 상기한 표1,2를 참조하여 본 발명을 상세히 설명하고자 한다.

수평 편향회로를 구성하는 기본회로들은 제1도에 도시된 바와 동일하며, 정상적인 모드 변환 후의 모드 스위칭단(13)의 동작은 표1,2를 통해 설명한 바와 같으므로, 이하에서는 본 발명에 의한 동작이나 구성의 차이점을 주로 언급하겠다.

본 발명에 의한 수평 편향 보호회로(14)의 구성은, 저항 성분(R11)을 거쳐 전달된 마이크로 프로세서부 출력 신호(MCS)를 베이스(N3)로 인가받아 그 동작이 제어되며, 콜렉터로 높은 전압(Vc)이 인가되는 바이폴라 트랜지스터(Q11)과, 상기 트랜지스터(Q11)의 에미터 노드(N2)와 접지전압 사이에 구현되어 로드 역할을 하는 저항 성분(R12), 캐패시터 성분(C11)과, 상기 노드(N2)와 노드(N1) 사이에 연결된 저항 성분(R13)과, 상기 노드(N1)에서 모드 스위칭단(13)의 모스 트랜지스터(T1내지 T5) 게이트 각각으로 순방향 접속되어 있는 다이오드 성분(D1내지 D5)을 포함하고 있다.

상기의 수평 편향 보호회로(14)로 인가되는 신호(MCS)는 수평 편향회로가 정상적으로 동작하는 경우에는 로우 상태로 출력되므로 상기 바이폴라 트랜지스터(Q11)를 턴-오프시켜 모스 스위칭단(13)은 상기 표1,2를 통해 설명한 것과 동일하게 동작한다. 반면에, 상기 신호(MCS)는 모드가 변환되는 일정기간 동안 하이 상태로 출력되므로 이때, 트랜지스터(Q11)는 턴-온되고, 이로 인해 높은 전압(Vc)가 다이오드 성분(D1내지 D5)를 통해 모드 스위칭단(13)의 모스 트랜지스터(T1내지 T5)의 게이트로 인가되어 상기 신호(MCS)가 하이 상태를 유지하는 동안에는 트랜지스터(T1내지 T5)를 모두 턴-온시킨다.

상기 마이크로 프로세서부로부터 전달된 신호(MCS)는 주파수에 관계없이 모드가 변한 후에 화면이 안정화되는 일정기간 동안은 무조건 인에이블된 하이 상태를 유지하도록 마이크로 프로세서부에 의해 제어된다.

화면을 안정화하는 일정기간이 경과하여 순간 과전류가 사라지고 나면 상기 수평 편향 보호회로는 동작하지 않게 되므로 제1도에서 설명한 바와 동일하게 수평 편향회로는 정상 동작을 하게 된다.

따라서, 본 발명에 의한 수평 편향 보호회로를 수평 편향회로에 포함시켜 모니터 동작을 제어하게 되면 모드 변환시에 발생하는 과전류로 인해 회로를 구성하는 소자들이 파괴되는 것을 방지할 수 있으므로, 잦은 모드 변환으로 인해 시스템이 불안정하게 되더라도 음극선관 내를 이동하는 전자빔의 수평 이동을 제어하는 수평 편향회로의 동작은 모드 변환에 관계없이 안정된 동작을 유지하게 되어 모니터 전체 동작 또한 안정화시킬 수 있고, 사용자는 모드의 변환에 따른 화면의 불안정한 상태를 인지함이 없이 컴퓨터를 사용할 수 있는 효과가 있다.

Claims (3)

1. 전류 특성의 삼각파를 출력하는 수평 구동단과, 상기 수평 구동단의 출력인 삼각파를 받아들여 코일에 전자장을 유도하는 수평 출력단과, 상기 수평 출력단의 캐패시터 로드부분에 연결되며, 모드가 변화하는 경우에 상기 출력단으로부터 전달되는 전류를 분배할 수 있도록 모드에 따라 다양한 크기의 캐패시터 성분을 상기 로드 부분에 병렬로 접속시키는 모드 스위칭단과, 모드 변환후에 화면이 안정화되는 일정기간 동안에 상기 수평 출력단을 통해 인가되는 전류가 모드 스위칭단의 각 캐패시터 성분으로 배분되도록 상기 모드 스위칭단의 모든 스위칭 소자들을 일정기간 동안 동작시키는 수평 편향 보호회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 모니터의 수평 편향회로.
2. 제1항에 있어서, 상기 수평 편향 보호회로는 모드 변환시점에서 일정기간동안 인에이블 상태를 유지하는 신호에 의해 턴-온되어 높은 전압을 다음단에 인가하는 전달 트랜지스터와, 상기 전달된 트랜지스터에 연결되어 있으며, 상기 전달 트랜지스터를 통해 인가된 전압을 일정하게 감압시켜 상기 모드 스위칭단의 각 스위칭 소자에 턴-온 전압을 인가하는 다이오드 성분과, 상기 전달 트랜지스터와 다이오드 성분으로 구성된 회로의 동작을 원활히 하기 위해 첨가된 로드 성분을 포함하는 것을 특징으로 하는 모니터의 수평 편향회로.
3. 제2항에 있어서, 상기 모드 변환시점에서 일정기간 동안 인에이블된 상태를 유지하는 신호를 모니터의 전체 동작을 제어하는 마이크로 프로세서부로부터 인가받는 것을 특징으로 하는 모니터의 수평 편향회로.