KR100346261B1 - 피디피의 데이터 구동 에너지 회수 회로 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 에너지 회수 회로에 관한 것으로서, 데이터 구동 회로에 전원을 공급하기 위한 전원 공급부; 상기 데이터 구동 회로를 통해 방전되는 에너지를 축적하는 캐패시터; 상기 캐패시터와 상기 데이터 구동 회로 사이에 연결되어 LC 공진 회로를 구성하는 인덕터; 상기 캐패시터와 상기 인덕터를 선택적으로 연결하기 위한 제 1 스위칭 소자; 상기 전원 공급부와 상기 데이터 구동 회로를 선택적으로 연결하기 위한 제 2 스위칭 소자; 및 상기 캐패시터에 축적되는 에너지량을 조절하기 위한 에너지량 조절 수단을 포함하여 구성하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기와 같은 본 발명에 의하면, Sus_down 과정을 생략하여 스위칭 소자의 수를 줄임과 동시에 데이터 어드레싱 시간을 빠르게 할 수 있으며, 에너지 회수 회로의 에너지 회수 캐패시터에 회수되는 에너지 회수량을 조절할 수 있는 효과가 있다.

Description

피디피의 데이터 구동 에너지 회수 회로 {Energy recovery circuit for data drive in a Plasma Display Panel}
본 발명은 PDP의 데이터 구동 에너지 회수 회로에 관한 것으로서, 특히 PDP(Plasma Display Panel)에 있어서 스위칭 소자의 수를 줄이면서도 동작상 영향을 미치지 않고 에너지 회수 회로에 충전되는 에너지량을 최적으로 조절할 수 있는 PDP의 데이터 구동 에너지 회수 회로에 관한 것이다.
일반적으로 플라즈마 디스플레이 패널은 각 방전 셀의 내부에서 일어나는 기체 방전 현상을 이용하여 화상을 표시하는 발광형 소자의 일종으로서, 제조공정이 간단하고 화면의 대형화가 용이하며 응답속도가 빨라 대형 화면을 가지는 직시형 화상 표시 장치 특히, HDTV(High Definition Television)시대를 지향한 화상 표시 장치의 표시 소자로 각광 받고 있다.
구성을 살펴보면, 플라즈마 디스플레이 패널은 하나의 화소셀이 주사/유지(서스테인) 전극(Y 전극) 및 공통 유지(서스테인) 전극(Z 전극)으로 이루어진 서스테인 전극쌍과 하나의 어드레스 전극(X 전극)으로 이루어지는 m ×n 화소 메트릭스로 이루어져 있다.
또한 플라즈마 디스플레이 패널은 전극, 유전체층, 방전가스 등을 구비하여 그 자체가 충전 및 방전 작용을 하는 용량성 즉, 캐패시터로 작용한다.
한편, 상기 플라즈마 디스플레이 패널은 구동시, 즉 패널 캐패시터의 충전 및 방전시 많은 전력이 소모되고, 그와 같은 전력 소모는 패널의 인치가 클수록 증가하여 플라즈마 디스플레이 패널의 대중화에 큰 장애 요인으로 작용하였다.
따라서, 플라즈마 디스플레이 패널을 구동시키는 구동회로의 저 소비 전력화를 추구하기 위하여 패널에 공급되었던 에너지를 회수하여 사용하는 것이 보편화되고 있는데, 에너지 회수 회로는 서스테인(Sustain) 파형에 적용되어 서스테인 전극에 보편적으로 사용되고 있으나 최근에는 데이터 전극에도 사용되고 있다.
도 1은 종래의 PDP의 데이터 구동 에너지 회수 회로의 구성을 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 1을 참조하면, 종래의 PDP의 데이터 구동 에너지 회수 회로는 일측단이 그라운드(Ground)와 연결된 에너지 회수 캐패시터(101), 직, 병렬로 연결된 4개의 스위칭 소자(102, 103,104,105), 인덕터(106), 및 전원 공급부(미도시)로 구성된 에너지 회수부(100)와 소신호 처리를 위한 로직 처리부(201), FET(Field Effect Transistor) 스위칭 동작을 하기 위해 상기 로직 처리부(201)의 출력을 게이트의 입력으로 하는 직렬 연결된 두개의 FET(202,203) 및 상기 FET(202,203)의 기생 다이오드(204,205)로 구성된 고압 처리부(206)로 구성된다. 아울러 상기 로직 처리부(201)와 고압 처리부(206)는 동일한 그라운드에 연결된 데이터 드라이버 IC(200)으로 구성된다.
먼저, 상기와 같은 구성을 갖는 종래의 PDP의 데이터 구동 에너지 회수 회로에 있어서 에너지 회수부의 동작을 상세히 설명하기로 한다.
종래의 에너지 회수부(100)의 동작 초기에 전체 시스템의 전원이 온(on)되어 데이터 전극(미도시)에서 여러 번의 방전이 계속 일어나면, 상기 데이터 전극의 방전 전류가 인덕터(106)를 통해 에너지 회수 캐패시터(101)에 충전되는데 이때 에너지 회수 캐패시터(101)에는 Vs/2 전압이 충전된다.
이때 Vs/2의 전압이 충전되는 이유는 제 2스위칭 소자(103), 제 4스위칭 소자(104)의 균형적인 스위칭 동작에 의해 에너지 공급 및 회수가 되기 때문이다.
이후, 제 1스위칭 소자(102)를 온 시켜서 에너지 회수 캐패시터(101)에 충전된 전압을 인덕터(106)를 통해 데이터 드라이버 IC(200)에 공급하고, 제 2스위칭 소자(103)를 온 시켜서 전압(Vs)을 공급한다.
그런 다음 제 3스위칭 소자(104)를 온 시켜서 데이터 전극에 공급되었던 전압을 에너지 회수 캐패시터(101)에 회수(Recovery)하고, 최종적으로 제 4스위칭 소자(105)를 온 시켜서 그라운드(Ground) 레벨을 잡아 준다.
다음으로 데이터 드라이버 IC(200)의 동작을 상기 에너지 회수부(100)와 연계하여 설명하기로 한다.
도 2는 종래의 PDP의 데이터 구동 에너지 회수 회로를 구성하고 있는 데이터 드라이버 IC(200)의 내부 FET(202,203)의 스위칭 동작과 출력 파형을 보여주는 도면이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 데이터가 공급될 때만 에너지 회수부(100)로부터 Vs 전압이 공급되며, 전압 공급 후 데이터 전극에 있던 전압을 회수함으로써 에너지 회수 동작을 수행한다. 즉, 스캔(Scan) 타임에 맞춰서 데이터 스위칭을 하는 것이다.
보다 상세히 데이터 드라이버 IC(200)의 동작을 설명하면, 로직 처리부(201)의 하이(high) 신호를 입력으로 하여 제 1 FET(202)가 온 되어 에너지 회수 회로(100)로부터 공급되기 시작하고((a) 구간), 하이 데이터를 유지하는 (b) 구간까지 제 1 FET(202)가 온 되어 계속적으로 에너지 회수부(100)로부터 전압이 공급된다.
이때 제 2 FET(203)는 오프 되어 있다. 도 2의 (c)구간은 데이터가 하이에서 로우로 바뀔 때의 동작으로서 데이터 전극에 공급된 에너지를 제 1 FET(202) 및 기생 다이오드(204)를 통해 에너지 회수부(100)로 회수하는 기간이다.
이를 에너지 회수부(100)의 측면에서 설명하면, (a)는 도 1의 에너지 회수부(100)의 제 1 스위칭 소자(102) 온(ON)에 해당하는 ER(Energy Recovery)_up 구간이고, (b)는 제 2 스위칭 소자(103) 온에 해당하는 Sus(Sustain)_up 구간이다.
또한 (c)는 제 3 스위칭 소자(104) 온에 해당하는 ER_down구간이고, (d)는 제 4 스위칭 소자(105) 온에 해당하는 Sus_down 구간이다.
도 2를 보면 실제로 데이터 전압으로써 기능을 하는 구간은 (b)이고, 나머지 (a)(c)(d) 구간은 전압을 효율적으로 공급하기 위한 에너지 공급 및 회수 동작구간이다.
따라서 종래의 데이터 고속 어드레싱(Addressing)을 하기 위해서는 (b) 구간 이외의 구간은 최소가 되도록 줄여야 한다.
그러나 종래의 데이터 처리에 사용되는 에너지 회수부는 스위칭 소자의 수가 많으며, Sus_down 동작, 즉 그라운드 시키는 과정이 있기 때문에 시스템의 크기나 고속 데이터 어드레싱에 문제점이 있다..
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 창출된 것으로서, PDP(Plasma Display Panel)에 있어서 스위칭 소자의 수를 줄이면서도 동작상 영향을 미치지 않고 에너지 회수 회로에 충전되는 에너지량을 최적으로 조절할 수 있는 PDP의 데이터 구동 에너지 회수 회로를 제공함에 그 목적이 있다.
도 1은 종래의 PDP의 데이터 구동 에너지 회수 회로의 구성을 개략적으로 보여주는 도면.
도 2는 종래의 PDP의 데이터 구동 에너지 회수 회로를 구성하고 있는 데이터 드라이버 IC의 내부 FET의 스위칭 동작과 출력 파형을 보여주는 도면.
도 3은 본 발명의 PDP의 데이터 구동 에너지 회수 회로의 구성을 개략적으로 보여주는 도면.
도 4a 내지 4c는 본 발명의 PDP의 데이터 구동 에너지 회수 회로를 구동하기 위한 구동 파형을 보여주는 도면.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
100,300 ... 에너지 회수부 101,301 ... 에너지 회수 캐패시터
102,103,104,105,302,303,305 ... 스위칭 소자
106,304 ... 인덕터 200,400 ... 데이터 드라이버 IC
201 ... 로직 처리부
202,203,402,403 ... FET 204,205,404,405 ... 기생 다이오드
206,406 ... 고압 처리부
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 PDP의 데이터 구동 에너지 회수 회로는,
데이터 구동 회로에 전원을 공급하기 위한 전원 공급부;
상기 데이터 구동 회로를 통해 방전되는 에너지를 축적하는 캐패시터;
상기 캐패시터와 상기 데이터 구동 회로 사이에 연결되어 LC 공진 회로를 구성하는 인덕터;
상기 캐패시터와 상기 인덕터를 선택적으로 연결하기 위한 제 1 스위칭 소자;
상기 전원 공급부와 상기 데이터 구동 회로를 선택적으로 연결하기 위한 제 2 스위칭 소자; 및
상기 캐패시터에 축적되는 에너지량을 조절하기 위한 에너지량 조절 수단을 포함하여 구성하는 것을 특징으로 한다.
도 3은 본 발명의 PDP의 데이터 구동 에너지 회수 회로의 구성을 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 PDP의 에너지 회수 회로는 에너지 회수 캐패시터(301), 제 1, 제 2, 제 3 스위칭 소자(302,303,305), 인덕터(304) 및 전원 공급부(미도시)로 구성된 에너지 회수부(300)와 소신호 처리를 위한 로직 처리부(401), FET(Field Effect Transistor) 스위칭 동작을 하기 위해 상기 로직 처리부(401)의 출력을 게이트의 입력으로 하는 직렬 연결된 두개의 FET(402,403) 및 상기 FET(402,403)의 기생 다이오드(404,405)로 구성된 고압 처리부(406)로 구성된다. 아울러 상기 로직 처리부(401)와 고압 처리부(406)는 동일한 그라운드에 연결된 데이터 드라이버 IC(400)로 구성된다.
또한 도 4a 내지 4c는 상기와 같은 구성을 갖는 본 발명의 PDP의 데이터 구동 에너지 회수 회로를 구동하기 위한 구동 파형을 보여주는 도면이다.
이하 도 3 및 도 4a 내지 4c를 참조하여 본 발명의 PDP의 에너지 회수 회로의 동작에 대해 상세히 설명하기로 한다.
상기 도 3의 구조에서 보는 바와 같이 본 발명의 PDP의 데이터 구동 에너지 회수 회로에서는 종래의 에너지 회수 회로와 비교하여 노드 Q를 그라운드 시키는 Sus_down 동작이 생략되어 있다. 따라서 에너지 회수 캐패시터(301)에는 변화하는 데이터량에 따라 충전값이 자동적으로 변화한다.
그러나 Sus_down 동작 없이 에너지 회수 회로를 구동할 경우 노드 Q 점이 그라운드로 내려가는 기간이 없기 때문에 에너지 회수 캐패시터(301)에 충전되는 에너지 레벨은 계속 올라가는 경향을 나타낸다.
데이터 드라이버 IC(400)에서 로우(Low) 데이터가 많으면 노드 Q 점의 포텐셜(Potential)이 낮아질 수는 있지만 노드 Q 점을 직접 그라운드화 하는 것보다 효율적이지 못하다.
따라서 에너지 회수 캐패시터(301)에 충전되는 값의 초기화 내지는 에너지 회수 회로 구동 중에 에너지 회수 캐패시터(301)에 임의의 바이어스(Bias)를 유지할 수 있게 해주는 조절 기능이 필요하므로 이를 위해 에너지 회수 캐패시터(301)에 일측단이 그라운드에 연결된 제 3 스위칭 소자(305)를 구비하는 것이다.
종래의 문제점에서도 언급한 바와 같이 노드 Q점에서 직접 그라운드를 시키는 방법은 에너지 회수 회로 구동시간 중에 별도의 시간을 할애해야 하기 때문에 본 발명에서는 에너지 회수 캐패시터(301)의 충전값을 에너지 회수 회로 동작에서 필요하지 않은 기간동안 조절하도록 하였다.
보다 상세히 설명하면, 본 발명의 에너지 회수 회로에서는 제 3 스위칭 소자(305)를 통해 에너지 회수 캐패시터(301)에 충전된 에너지를 그라운드로 빼내도록 하는데, 이때 충전된 에너지를 그라운드로 빼내는 제 3 스위칭 소자(305) 동작은 도 3c에서 보는 바와 같이 제 2 스위칭 소자(303)가 온 되는 기간 안에 위치하도록 한다.
상기에서 설명한 바와 같이 데이터 드라이버 IC(400)에 전압 Vs가 가해지고 있는 상황에서 제 1 스위칭 소자(302)가 오픈(Open)된 채 에너지 회수 캐패시터(301)의 충전된 에너지를 빼내기 때문에 정상적인 에너지 회수 회로의 동작은 유지하면서도 별도의 시간 할애 없이 에너지 회수 캐패시터(301)의 충전된 에너지량을 조절할 수가 있다.
실제로 제 3 스위칭 소자(305)가 동작(온)되는 시간은 수십 ns 정도에 불과하기 때문에 에너지 회수 캐패시터(301)의 충전된 에너지량을 조절하는 데에는 충분한 시간 마진(Margin)을 가지고 있다.
또한 제 3 스위칭 소자(305)의 동작 시간은 데이터 변화량 등을 고려하여 결정되어야 한다. 따라서 데이터에 대응한 최적의 제 3 스위칭 소자(305)의 동작 시간은 시스템 구현 후 데이터 변화량 등을 고려하여 결정한다.
본 발명에서는
상기에서 설명한 바와 같은 본 발명의 PDP의 데이터 구동 에너지 회수 회로에 의하면,
Sus_down 과정을 생략하여 스위칭 소자의 수를 줄임과 동시에 데이터 어드레싱 시간을 빠르게 할 수 있으며, 에너지 회수 회로의 에너지 회수 캐패시터에 회수되는 에너지 회수량을 조절할 수 있는 효과가 있다.

Claims (5)

  1. 데이터 구동 회로에 전원을 공급하기 위한 전원 공급부;
    상기 데이터 구동 회로를 통해 방전되는 에너지를 축적하는 캐패시터;
    상기 캐패시터와 상기 데이터 구동 회로 사이에 연결되어 LC 공진 회로를 구성하는 인덕터;
    상기 캐패시터와 상기 인덕터를 선택적으로 연결하기 위한 제 1 스위칭 소자;
    상기 전원 공급부와 상기 데이터 구동 회로를 선택적으로 연결하기 위한 제 2 스위칭 소자; 및
    상기 캐패시터에 축적되는 에너지량을 조절하기 위한 에너지량 조절 수단을 포함하여 구성하는 것을 특징으로 하는 피디피(PDP)의 데이터 구동 에너지 회수 회로.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 에너지량 조절 수단은 상기 캐패시터에 충전된 에너지를 선택적으로 그라운드로 빼주는 것을 특징으로 하는 피디피(PDP)의 데이터 구동 에너지 회수 회로.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 에너지량 조절 수단은 상기 제 2 스위칭 소자가 동작(온)하는 기간에 동작(온) 되는 것을 특징으로 하는 피디피(PDP)의 데이터 구동 에너지 회수 회로.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 에너지량 조절 수단의 동작 시간은 상기 캐패시터에 축적되는 에너지량에 따라 조절되는 것을 특징으로 하는 피디피(PDP)의 데이터 구동 에너지 회수 회로.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 캐패시터에 충전되는 에너지량은 데이터 양에 따라 결정되는 것을 특징으로 하는 피디피(PDP)의 데이터 구동 에너지 회수 회로.
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