KR20030081936A - 플라즈마 디스플레이 패널 및 그 구동 장치와 구동 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 음의 레벨을 가지지 않는 서스테인 펄스를 생성하기 위하여 제1 및 제2 구동부와 제1 및 제2 전원부를 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널의 구동 장치를 제공한다.
제1 전원부는 제1 전압을 충전하고 있는 제1 캐패시터를 포함하며, 전압(Vs)을 공급하는 전원과 접지 전압에 연결된다. 패널 캐패시터의 일단에 연결된 제1 구동부는 전원과 제1 캐패시터에 의해 형성되는 Vs의 2배 및 접지 전압이 교대로 패널 캐패시터의 일단에 인가되도록 동작한다. 전원 및 접지 전압에 연결된 제2 전원부는 Vs를 충전하고 있는 제2 캐패시터를 포함한다. 패널 캐패시터의 타단에 연결된 제2 구동부는 전원과 제2 캐패시터에 의해 형성되는 Vs의 2배 및 접지 전압이 교대로 패널 캐패시터의 일단에 인가되도록 동작한다. 이때, 제1 및 제2 구동부 중 어느 하나가 Vs의 2배를 패널 캐패시터에 인가하는 동안, 다른 하나는 접지 전압을 패널 캐패시터에 인가한다.
Description
본 발명은 플라즈마 디스플레이 패널(plasma display panel, PDP) 및 그 구동 장치와 구동 방법에 관한 것이다.
최근 액정 표시 장치(liquid crystal display, LCD), 전계 방출 표시 장치(field emission display, FED), PDP 등의 평면 표시 장치가 활발히 개발되고 있다. 이들 평면 표시 장치 중에서 PDP는 다른 평면 표시 장치에 비해 휘도 및 발광효율이 높으며 시야각이 넓다는 장점이 있다. 따라서, PDP가 40인치 이상의 대형 표시 장치에서 종래의 음극선관(cathode ray tube, CRT)을 대체할 표시 장치로서 각광받고 있다.
PDP는 기체 방전에 의해 생성된 플라즈마를 이용하여 문자 또는 영상을 표시하는 평면 표시 장치로서, 그 크기에 따라 수십에서 수백 만개 이상의 화소가 매트릭스 형태로 배열되어 있다. 이러한 PDP는 인가되는 구동 전압 파형의 형태와 방전 셀의 구조에 따라 직류형(DC형)과 교류형(AC형)으로 구분된다.
직류형 PDP는 전극이 방전 공간에 그대로 노출되어 있어서 전압이 인가되는 동안 전류가 방전 공간에 그대로 흐르게 되며, 이를 위해 전류 제한을 위한 저항을 만들어 주어야 하는 단점이 있다. 반면 교류형 PDP에서는 전극을 유전체층이 덮고 있어 자연스러운 캐패시턴스 성분의 형성으로 전류가 제한되며 방전시 이온의 충격으로부터 전극이 보호되므로 직류형에 비해 수명이 길다는 장점이 있다.
일반적으로 AC형 PDP의 구동 방법은 리셋(초기화) 기간, 기록(어드레싱) 기간, 유지 방전 기간, 소거 기간으로 구성된다.
리셋 기간은 셀에 어드레싱 동작이 원할히 수행되도록 하기 위해 각 셀의 상태를 초기화시키는 기간이며, 기록 기간은 패널에서 켜지는 셀과 켜지지 않는 셀을 선택하여 켜지는 셀(어드레싱된 셀)에 벽전하를 쌓아두는 동작을 수행하는 기간이다. 유지 방전 기간은 어드레싱된 셀에 실제로 화상을 표시하기 위한 방전을 수행하는 기간으로, 유지 방전 기간이 되면 주사 전극(이하 "Y 전극"이라 함)과 유지 전극(이하 "X 전극"이라 함)에 서스테인 펄스가 교대로 인가되어 유지 방전이 행하여져 영상이 표시된다. 소거 기간은 셀의 벽전하를 감소시켜 유지 방전을 종료시키는 기간이다.
AC형 PDP는 그 유지 방전을 위한 Y 전극 및 X 전극이 용량성 부하로 작용하기 때문에 주사 전극 및 유지 전극에 대한 캐패시턴스가 존재하며, 아래에서는 이를 패널 캐패시터(Cp)라 한다.
이하, 종래의 AC형 PDP의 구동 회로와 그 구동 방법에 대하여 설명한다.
도 8 및 도 9는 종래의 구동 회로와 그 동작 파형을 나타내는 도면이다.
도 8에 도시한 바와 같이, Kishi 등에 의해 제안된 서스테인 펄스를 생성하는 구동 회로(일본특허 제3201603호)는 Y 전극 구동부(81), X 전극 구동부(82), Y 전극 전원부(83) 및 X 전극 전원부(84)를 포함한다. X 전극 구동부 및 전원부(82, 84)는 Y 전극 구동부(81) 및 전원부(82)와 동일한 구성으로 되어 있으므로, X 전극 구동부 및 전원부(82, 84)의 구조와 동작에 대해서는 설명을 생략하고, 아래에서는 Y 전극 구동부 및 전원부(81, 83)에 대해서만 설명한다.
Y 전극 전원부(83)는 캐패시터(C1)와 3개의 스위칭 소자(SW1, SW2, SW3)를포함하며, Y 전극 구동부(81)는 2개의 스위칭 소자(SW4, SW5)를 포함한다. Y 전극 전원부(83) 내의 스위칭 소자(SW1, SW2)는 전원(Vs)과 접지 전압(GND) 사이에 직렬로 연결된다. 스위칭 소자(SW1, SW2)의 접점에는 캐패시터(C1)의 일단이 연결되며, 이 캐패시터(C1)의 타단과 접지 전압 사이에는 스위칭 소자(SW3)가 연결되어 있다.
Y 전극 구동부(81)의 스위칭 소자(SW4, SW5)는 Y 전극 전원부(83)의 캐패시터(C1)의 양단에 직렬로 연결되며, 그 접점에는 패널 캐패시터(Cp)가 연결되어 있다.
이때, 도 9에 도시한 바와 같이 스위칭 소자(SW1, SW3, SW2')가 도통되고 스위칭 소자(SW2, SW4, SW5)가 차단된 후 스위칭 소자(SW4, SW4')가 도통되면, Y 전극 전압(Vy)은 Vs로 상승하고 캐패시터(C1)에는 Vs의 전압이 충전된다.
다음에, 스위칭 소자(SW4)가 차단되고 스위칭 소자(SW5)가 도통되면 Y 전극 전압(Vy)은 접지 전압까지 하강한다. 이후, 스위칭 소자(SW1, SW3, SW4)가 차단되고 스위칭 소자(SW2, SW5)가 도통되면, 캐패시터(C1)에 충전되어 있는 Vs 전압에 의해 Y 전극 전압(Vy)은 -Vs로 하강한다. 그리고 다음의 타이밍에서 스위칭 소자(SW5)가 차단되고 스위칭 소자(SW4)가 도통되면, Y 전극 전압(Vy)은 접지 전압(0V)까지 상승한다.
이와 같이 구동함으로써 Y 전극에 양의 전압(+Vs)과 음의 전압(-Vs)을 교대로 인가할 수 있으며, 마찬가지로 X 전극에도 양의 전압(+Vs)과 음의 전압(-Vs)을 교대로 인가할 수 있다. 이때, X 전극 및 Y 전극의 각각에 인가하는 전압(±Vs)은서로 위상이 반전되도록 인가한다. 이와 같이 -Vs와 Vs 사이를 스윙하는 서스테인 펄스를 생성함으로써, X 전극과 Y 전극간의 전위차를 유지 방전 전압(2Vs)으로 할 수 있다.
이러한 회로에서 사용되는 각 소자의 내압은 Vs로 하면 되므로 내압이 작은 소자를 사용할 수 있다. 그러나, 이러한 구동 회로는 -Vs에서 Vs로 스윙하는 펄스를 사용하므로, 음의 전압을 사용하지 않는 서스테인 펄스가 적용되는 PDP에서는 사용할 수 없다는 문제점이 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은 종래와 같이 낮은 내압의 소자를 사용하면서 음의 전압을 사용하지 않는 구동 회로를 제공하는 것을 그 기술적 과제로 한다.
도 1은 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널을 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 구동 회로를 나타내는 도면이다.
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 제1 실시예에 따른 구동 회로에서 각 모드의 전류 경로를 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 구동 회로의 동작 타이밍을 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 구동 회로를 나타내는 도면이다.
도 6a 내지 도 6h는 본 발명의 제2 실시예에 따른 구동 회로에서 각 모드의 전류 경로를 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 구동 회로의 동작 타이밍을 나타내는 도면이다.
도 8은 종래 기술에 따른 구동 회로를 나타내는 도면이다.
도 9는 종래 기술에 따른 구동 회로의 동작 타이밍을 나타내는 도면이다.
본 발명의 첫 번째 및 두 번째 특징에 따르면, 서로 쌍을 이루어 지그재그로 배열된 복수의 주사 전극과 유지 전극을 포함하며, 상기 주사 전극과 상기 유지 전극 사이에 패널 캐패시터가 형성되는 플라즈마 디스플레이 패널의 구동 장치가 제공된다. 그리고 이 구동 장치는 제1 및 제2 구동부와 제1 및 제2 전원부를 포함한다.
본 발명의 첫 번째 특징에 따른 구동 장치에서, 제1 구동부는 패널 캐패시터의 일단에 병렬로 연결된 제1 및 제2 스위칭 소자를 포함하며, 제2 구동부는 패널 캐패시터의 타단에 병렬로 연결된 제3 및 제4 스위칭 소자를 포함한다. 제1 전원부는 제5 및 제6 스위칭 소자, 제1 다이오드 및 제1 캐패시터를 포함하며, 제5 및 제6 스위칭 소자는 제1 전압을 공급하는 제1 전원과 제2 전압을 공급하는 제2 전원 사이에 직렬로 연결되며 그 접점이 제2 스위칭 소자에 연결된다. 제1 다이오드는 제1 전원과 제1 스위칭 소자 사이에 연결되며, 제1 캐패시터는 제1 다이오드와 제1 스위칭 소자의 접점과 제5 및 제6 스위칭 소자의 접점 사이에 연결된다. 제2 전원부는 제7 및 제8 스위칭 소자, 제2 다이오드 및 제2 캐패시터를 포함하며, 제7 및 제8 스위칭 소자는 제1 전원과 제2 전원 사이에 직렬로 연결되며 그 접점이 제4 스위칭 소자에 연결된다. 제2 다이오드는 제1 전원과 제3 스위칭 소자 사이에 연결되며, 제2 캐패시터는 제2 다이오드와 제3 스위칭 소자의 접점과 제7 및 제8 스위칭 소자의 접점 사이에 연결된다.
이때, 제1 및 제2 스위칭 소자의 접점과 제1 전원 사이 및 제3 및 제4 스위칭 소자의 접점과 제1 전원 사이에 각각 제1 및 제2 전력 회수부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 두 번째 특징에 따른 구동 장치에서, 제1 전원부는 제1 전압을 충전하고 있는 제1 캐패시터를 포함하며, 상기 제1 전압을 공급하는 제1 전원과 접지 전압에 연결된다. 패널 캐패시터의 일단에 연결된 제1 구동부는 제1 전원과 제1 캐패시터에 의해 형성되는 제1 전압의 2배 및 접지 전압이 교대로 패널 캐패시터의 일단에 인가되도록 동작한다. 제1 전원 및 접지 전압에 연결된 제2 전원부는 제1 전압을 충전하고 있는 제2 캐패시터를 포함한다. 패널 캐패시터의 타단에 연결된 제2 구동부는 제1 전원과 제2 캐패시터에 의해 형성되는 제1 전압의 2배 및 접지전압이 교대로 패널 캐패시터의 타단에 인가되도록 동작한다. 이때, 제1 및 제2 구동부 중 어느 하나가 제1 전압의 2배를 패널 캐패시터에 인가하는 동안, 다른 하나는 접지 전압을 패널 캐패시터에 인가한다.
이때, 본 발명의 두 번째 특징에 따른 구동 장치는 전력 회수부를 더 포함할 수 있으며, 이 전력 회수부는 패널 캐패시터의 일단 및 타단에 각각 전기적으로 연결되는 적어도 하나의 제1 및 제2 인덕터를 포함한다. 그리고 이 전력 회수부는 패널 캐패시터의 양단 중 어느 한쪽이 제1 전압의 2배를 유지하는 동안 제1 및 제2 인덕터에 에너지를 저장하고, 제1 및 제2 인덕터에 저장된 에너지를 이용하여 패널 캐패시터의 양단 전압을 바꾼다.
본 발명의 세 번째 특징에 따르면 본 발명의 두 번째 또는 세 번째 특징에 따른 구동 장치를 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널이 제공된다.
본 발명의 네 번째 특징에 따르면 플라즈마 디스플레이 패널을 구동하는 방법이 제공된다. 이 방법에 의하면, 먼저 제1 전원과 제1 전압을 충전하고 있는 제1 캐패시터를 이용하여 패널 캐패시터의 일단을 제1 전압의 2배로 하고, 패널 캐패시터의 타단을 접지 전압에 연결한다. 다음에 제1 전원과 제1 전압을 충전하고 있는 제2 캐패시터를 이용하여 패널 캐패시터의 타단을 제1 전압의 2배로 바꾸고, 패널 캐패시터의 일단을 접지 전압에 연결한다.
본 발명의 다섯 번째 특징에 따른 플라즈마 디스플레이 패널을 구동하는 방법에 의하면, 먼저 패널 캐패시터의 일단 및 타단이 각각 제1 전압의 2배와 접지 전압을 유지하는 동안, 패널 캐패시터의 일단 및 타단에 각각 전기적으로 연결된적어도 하나의 제1 및 제2 인덕터에 에너지를 저장한다. 이 저장된 에너지를 이용하여 패널 캐패시터의 일단 및 타단을 각각 접지 전압 및 제1 전압의 2배로 바꾼다. 다음에 패널 캐패시터의 타단에 전기적으로 연결되어 제1 전압을 충전하고 있는 제2 캐패시터와 제1 전압을 공급하는 제1 전원을 이용하여 패널 캐패시터의 타단을 상기 제1 전압의 2배로 유지하고, 제1 및 제2 인덕터에 저장된 에너지를 회수한다. 이후, 패널 캐패시터의 일단 및 타단이 각각 접지 전압 및 제1 전압의 2배를 유지하는 동안, 제1 및 제2 인덕터에 에너지를 저장한다. 이 저장된 에너지를 이용하여 패널 캐패시터의 일단 및 타단을 각각 제1 전압의 2배 및 접지 전압으로 바꾼다. 그리고 패널 캐패시터의 일단에 전기적으로 연결되어 제1 전압을 충전하고 있는 제1 캐패시터와 제1 전원을 이용하여 패널 캐패시터의 일단을 제1 전압의 2배로 유지하고, 제1 및 제2 인덕터에 저장된 에너지를 회수한다.
그러면 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 플라즈마 디스플레이 패널과 그 구동 방법 및 구동 장치에 대하여 설명한다.
먼저, 도 1을 참조하여 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널에 대하여 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널을 나타내는 도면이다.
도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널은 플라즈마 패널(100), 어드레스 구동부(200), 주사·유지 구동부(300) 및 제어부(400)를 포함한다.
플라즈마 패널(100)은 열 방향으로 배열되어 있는 다수의 어드레스전극(A1~Am), 행 방향으로 지그재그로 배열되어 있는 다수의 주사전극(Y1~Yn) 및 유지전극(X1~Xn)을 포함한다.
어드레스 구동부(200)는 제어부(400)로부터 어드레스 구동 제어 신호를 수신하여 표시하고자 하는 방전 셀을 선택하기 위한 표시 데이터 신호를 각 어드레스 전극에 인가하며, 무효 전력을 회수하여 재사용하는 전력 회수 회로를 포함한다.
주사·유지 구동부(300)는 제어부(400)로부터 유지 방전 신호를 수신하여 주사 전극과 유지 전극에 서스테인 펄스 전압을 번갈아 입력함으로써 선택된 방전 셀에 대하여 유지 방전을 수행한다.
제어부(400)는 외부로부터 영상 신호를 수신하여 어드레스 구동 제어 신호와 유지 방전 신호를 생성하여 각각 어드레스 구동부(200)와 주사·유지 구동부(300)에 인가한다.
이하, 도 2 내지 도 4를 참조하여 본 발명의 제1 실시예에 따른 주사·유지 구동부(300)의 구동 회로를 설명한다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 구동 회로를 나타내는 도면이다.
도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 구동 회로는 Y 전극 구동부(310), X 전극 구동부(320), Y 전극 전원부(330) 및 X 전극 전원부(340)를 포함한다.
Y 전극 구동부(310) 및 X 전극 구동부(320)는 패널 캐패시터(Cp)를 사이에 두고 연결되어 있다. Y 전극 구동부(310)는 패널 캐패시터(Cp)의 일단에 병렬로 연결되어 있는 스위칭 소자(Yh, YL)를 포함하며, X 전극 구동부(320)는 패널 캐패시터(Cp)의 타단에 병렬로 연결되어 있는 스위칭 소자(Xh, XL)를 포함한다. 그리고 스위칭 소자(Yh, YL, Xh, XL)는 바디 다이오드를 가지는 MOSFET 등으로 이루어질 수 있다.
Y 전극 전원부(330)는 캐패시터(C1), 다이오드(D1) 및 스위칭 소자(Ys, Yg)를 포함한다. 스위칭 소자(Ys, Yg)는 전원(Vs)과 접지 전압 사이에 직렬로 연결되어 있으며, 그 접점은 캐패시터(C1)와 Y 전극 구동부(310)의 스위칭 소자(YL)에 연결되어 있다. 다이오드(D1)는 전원(Vs)과 Y 전극 구동부(310)의 스위칭 소자(Yh) 사이에 연결되어 있으며, 다이오드(D1)와 스위칭 소자(Yh)의 접점은 캐패시터(C1)의 타단에 연결되어 있다. 즉, 스위칭 소자(Yh, YL)는 캐패시터(C1) 양단에 직렬로 연결되어 있다.
X 전극 전원부(340)는 캐패시터(C2), 다이오드(D2) 및 스위칭 소자(Xs, Xg)를 포함한다. 이러한 X 전극 전원부(340)의 구조는 Y 전극 전원부(330)의 구조와 도 2를 참조하면 용이하게 알 수 있으므로 이에 대한 설명을 생략한다. 그리고 Y 및 X 전극 전원부(340)의 스위칭 소자(Ys, Yg, Xs, Xg)는 바디 다이오드를 가지는 MOSFET 등으로 이루어질 수 있다.
다음에 도 3a 및 도 3b, 도 4를 참조하여 본 발명의 제1 실시예에 따른 구동 회로의 구동 방법을 설명한다.
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 제1 실시예에 따른 구동 회로에서 각 모드의 전류 경로를 나타내는 도면이며, 도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 구동 회로의 동작 타이밍을 나타내는 도면이다.
본 발명의 제1 실시예에서는 캐패시터(C1, C2)에는 Vs의 전압이 충전되어 있는 것으로 가정한다.
먼저 스위칭 소자(Xs, Xh, Yg, YL)가 차단된 상태에서 스위칭 소자(Ys, Yh, Xg, XL)가 도통되어 전류 경로(31)가 형성된다.
스위칭 소자(Ys, Yh)가 도통되면, 전원(Vs), 스위칭 소자(Ys), 캐패시터(C1) 및 스위칭 소자(Yh)의 경로에 의해 패널 캐패시터(Cp)의 Y 전극에는 전원(Vs)의 전압과 캐패시터(C1)에 충전되어 있는 전압(Vs)이 인가된다. 이 인가된 전압에 의해 패널 캐패시터(Cp)의 Y 전극 전압(Vy)은 2Vs로 된다. 그리고 스위칭 소자(XL) 및 스위칭 소자(Xg)의 경로에 의해 패널 캐패시터(Cp)의 X 전극 전압(Vx)은 접지 전압(0V)으로 된다.
또한 전원(Vs), 다이오드(D2), 캐패시터(C2), 스위칭 소자(Xg) 및 접지 전압으로 형성된 전류 경로(32)에 의해 캐패시터(C2)는 계속 Vs 전압으로 충전되어 있다.
다음에, 스위칭 소자(Ys, Yh, Xg, XL)가 차단되고 스위칭 소자(Xs, Xh, Yg, YL)가 도통되면 전류 경로(33)가 형성된다.
스위칭 소자(Xs, Xh)가 도통되면, 전원(Vs), 스위칭 소자(Xs), 캐패시터(C2) 및 스위칭 소자(Xh)의 경로에 의해 패널 캐패시터(Cp)의 X 전극에는 전원(Vs)의 전압과 캐패시터(C2)에 충전되어 있는 전압(Vs)이 인가된다. 이 인가된 전압에 의해 패널 캐패시터(Cp)의 X 전극 전압(Vx)은 2Vs의 전압으로 된다. 그리고 스위칭 소자(YL) 및 스위칭 소자(Yg)의 경로에 의해 패널 캐패시터(Cp)의 Y 전극 전압(Vy)은접지 전압(0V)으로 된다.
또한 전원(Vs), 다이오드(D1), 캐패시터(C1), 스위칭 소자(Yg) 및 접지 전압으로 형성된 전류 경로(34)에 의해 캐패시터(C1)는 Vs 전압으로 충전된다.
이와 같이 본 발명의 제1 실시예에 의하면, 0에서 2Vs로 스윙하는 서스테인 파형을 생성함으로써, X 전극과 Y 전극간의 전위차를 유지 방전 전압(2Vs)으로 할 수 있다.
본 발명의 제1 실시예에 따른 구동 회로에 전력 회수 회로를 추가할 수 있으며, 아래에서는 전력 회수 회로를 추가한 실시예에 대하여 설명한다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 구동 회로를 나타내는 도면이다.
도 5에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제2 실시예에 따른 구동 회로는 제1 실시예에 따른 구동 회로에 Y 및 X 전극 전력 회수부(350, 360)가 추가되어 형성된다.
Y 전극 전력 회수부(350)는 인덕터(L1) 및 스위칭 소자(Yr, Yf)를 포함한다. 인덕터(L1)는 일단이 Y 전극 구동부(310)의 스위칭 소자(Yh, YL)의 접점, 즉 패널 캐패시터(Cp)의 Y 전극에 연결되며, 스위칭 소자(Yr, Yf)는 인덕터(L1)의 타단과 전원(Vs) 사이에 병렬로 연결되어 있다. 이러한 Y 전극 전력 회수부(350)는 스위칭 소자(Yr, Yf)와 인덕터(L1) 사이에 각각 연결되는 다이오드(D3, D4)를 더 포함할 수 있다. 이러한 다이오드(D3, D4)는 인덕터(L1)로의 전류 경로와 인덕터(L1)로부터의 전류 경로를 형성한다.
X 전극 전력 회수부(360)는 인덕터(L2) 및 스위칭 소자(Xr, Xf)를 포함하며,또한 다이오드(D5, D6)를 더 포함할 수 있다. X 전극 전력 회수부(360)의 구조에 대해서는 Y 전극 전력 회수부(350)의 구조와 동일하므로 설명을 생략한다. 그리고 Y 및 X 전극 전력 회수부(350, 360)의 스위칭 소자(Yr, Yf, Xr, Xf)는 MOSFET 등으로 이루어질 수 있다.
아래에서는 도 6a 내지 도 6h, 도 7을 참조하여, 본 발명의 제2 실시예에 따른 구동 회로의 구동 방법에 대하여 설명한다.
도 6a 내지 도 6h는 본 발명의 제2 실시예에 따른 구동 회로에서 각 모드의 전류 경로를 나타내는 도면이며, 도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 구동 회로의 동작 타이밍을 나타내는 도면이다.
본 발명의 제2 실시예에서는 아래의 모드 1이 시작되기 전에 스위칭 소자(Xs, Xh, Yg, YL)가 도통되어 있으며, 스위칭 소자(Ys, Yh, Xg, XL, Yf, Xr, Yr, Xf)는 차단되어 있는 것으로 가정한다. 또한 캐패시터(C1, C2)에는 Vs의 전압이 충전되어 있으며, 인덕터(L1, L2)의 인덕턴스는 L로 가정한다.
① 모드 1(t0-t1)
도 6a 및 도 7의 t0-t1 구간을 참조하여 모드 1에서의 동작을 설명한다.
모드 1이 시작되기 전에는 전원(Vs), 다이오드(D1), 캐패시터(C1) 및 스위칭 소자(Yg)로 형성된 전류 경로(61)에 의해 캐패시터(C1)에는 계속 Vs의 전압이 충전되어 있다. 또한 전원(Vs), 스위칭 소자(Xs), 캐패시터(C2), 스위칭 소자(Xh), 패널 캐패시터(Cp), 스위칭 소자(YL), 스위칭 소자(Yg) 및 접지 전압으로 전류 경로(62)가 형성된다. 그러면 전원(Vs)과 캐패시터(C2)에 충전된 전압(Vs)에 의해패널 캐패시터(Cp)의 X 전극 전압(Vx)은 2Vs로 유지되고, Y 전극은 접지 전압에 연결되어 그 전압(Vy)이 0V로 유지된다.
이때 스위칭 소자(Yr, Xf)가 도통되면, 전원(Vs), 스위칭 소자(Yr), 다이오드(D3), 인덕터(L1), 스위칭 소자(YL), 스위칭 소자(Yg) 및 접지 전압으로의 전류 경로(63)와 전원(Vs), 스위칭 소자(Xs), 캐패시터(C2), 스위칭 소자(Xh), 인덕터(L2), 다이오드(D6), 스위칭 소자(Xf) 및 전원(Vs)으로의 전류 경로(64)가 형성된다. 이 전류 경로(63, 64)에 의해 인덕터(L1, L2)에 흐르는 전류(IL1, IL2)는 각각 Vs/L 및 (2Vs-Vs)/L(=Vs/L)의 기울기를 가지고 선형적으로 증가하며, 이 전류(IL1, IL2)에 의해 인덕터(L1, L2)에는 에너지가 축적된다.
② 모드 2(t1-t2)
도 6b 및 도 7의 t1-t2 구간을 참조하여 모드 2에서의 동작을 설명한다.
모드 2에서는 스위칭 소자(Yr, Xf)가 도통된 상태에서 스위칭 소자(Xs, Xh, Yg, YL)가 차단된다. 그러면 전원(Vs), 스위칭 소자(Yr), 다이오드(D3), 인덕터(L1), 패널 캐패시터(Cp), 인덕터(L2), 다이오드(D6), 스위칭 소자(Xf) 및 전원(Vs)으로 전류 경로(65)가 형성되어, 인덕터(L1, L2)와 패널 캐패시터(Cp)에 의한 LC 공진 전류가 흐른다. 이 LC 공진 전류에 의해 패널 캐패시터(Cp)의 Y 전극 전압(Vy)은 2Vs로 상승하고 X 전극 전압(Vx)은 0V로 하강하게 된다. 즉, 인덕터(L1, L2)에 축적된 에너지를 이용하여 패널 캐패시터(Cp)의 Y 및 X 전극 전압을 변화시킨다.
③ 모드 3(t2-t3)
도 6c 및 도 7의 t2-t3 구간을 참조하여 모드 3에서의 동작을 설명한다.
모드 3에서는 스위칭 소자(Yr, Xf)가 도통된 상태에서 스위칭 소자(Ys, Yh, Xg, XL)가 도통된다. 전원(Vs), 스위칭 소자(Ys), 캐패시터(C1), 스위칭 소자(Yh). 패널 캐패시터(Cp), 스위칭 소자(XL), 스위칭 소자(Xg) 및 접지 전압으로 전류 경로(66)가 형성된다. 그러면 전원(Vs)과 캐패시터(C1)에 충전된 전압(Vs)에 의해 패널 캐패시터(Cp)의 Y 전극 전압은 2Vs로 유지되고, X 전극은 접지 전압에 연결되어 그 전압(Vx)이 0V로 유지된다.
그리고 전원(Vs), 스위칭 소자(Yr), 다이오드(D3), 인덕터(L1), 스위칭 소자(Yh)의 바디 다이오드, 캐패시터(C1), 스위칭 소자(Ys)의 바디 다이오드 및 전원(Vs)으로의 전류 경로(67)와 접지 전압, 스위칭 소자(Xg)의 바디 다이오드, 스위칭 소자(XL)의 바디 다이오드, 인덕터(L2), 다이오드(D6), 스위칭 소자(Xf) 및 전원(Vs)으로의 전류 경로(68)가 형성된다. 이 전류 경로(67, 68)에 의해 인덕터(L1, L2)에 흐르는 전류는 각각 (Vs-2Vs)/L 및 (0-Vs)/L, 즉 -Vs/L의 기울기를 가지고 선형적으로 0까지 감소한다. 즉, 인덕터(L1, L2)에 축적된 에너지를 전원(Vs)으로 회수한다.
또한 전원(Vs), 다이오드(D2), 캐패시터(C2), 스위칭 소자(Xg) 및 접지 전압으로 전류 경로(69)가 형성되어 캐패시터(C2)에는 Vs 전압이 충전된다.
④ 모드 4(t3-t4)
도 6d 및 도 7의 t3-t4 구간을 참조하여 모드 4에서의 동작을 설명한다.
모드 4에서는 스위칭 소자(Ys, Yh, Xg, XL)가 도통된 상태에서 스위칭 소자(Yr, Xf)가 차단된다. 그러면 모드 3에서의 전류 경로(66)에 의해 패널 캐패시터(Cp)의 Y 및 X 전극 전압(Vy, Vx)은 각각 2Vs 및 0V를 계속 유지한다. 그리고 모드 3에서의 전류 경로(69)에 의해 캐패시터(C2)는 계속 Vs 전압으로 충전된 상태를 유지한다.
⑤ 모드 5(t4-t5)
도 6e 및 도 7의 t4-t5 구간을 참조하여 모드 5에서의 동작을 설명한다.
모드 5에서는 스위칭 소자(Ys, Yh, Xg, XL)가 도통된 상태에서 스위칭 소자(Yf, Xr)가 도통된다. 그러면 모드 3 및 4에서의 전류 경로(66, 69)에 의해, 패널 캐패시터(Cp)의 Y 및 X 전극 전압은 각각 2Vs 및 0V를 유지하고 캐패시터(C2)는 Vs 전압이 충전된 상태를 유지한다.
그리고 도통된 스위칭 소자(Yf, Xr)에 의해 전원(Vs), 스위칭 소자(Ys), 캐패시터(C1), 스위칭 소자(Yh), 인덕터(L1), 다이오드(D4), 스위칭 소자(Yf) 및 전원(Vs)으로의 전류 경로(70)와 전원(Vs), 스위칭 소자(Xr), 다이오드(D5), 인덕터(L2), 스위칭 소자(XL), 스위칭 소자(Xg) 및 접지 전압으로의 전류 경로(71)가 형성된다. 이 전류 경로(70, 71)에 의해 인덕터(L1, L2)에 흐르는 전류(IL1, IL2)는 각각 (2Vs-Vs)/L 및 (Vs-0)/L, 즉 Vs/L의 기울기를 가지고 0에서 선형적으로 증가하며(모드 1에서 흐르는 전류와 방향이 반대이므로 도 7에서는 이 전류를 음수로 표시함), 이 전류(IL1, IL2)에 의해 인덕터(L1, L2)에는 에너지가 축적된다.
⑥ 모드 6(t5-t6)
도 6f 및 도 7의 t5-t6 구간을 참조하여 모드 6에서의 동작을 설명한다.
모드 6에서는 스위칭 소자(Yf, Xr)가 도통된 상태에서 스위칭 소자(Ys, Yh, Xg, XL)가 차단된다. 그러면 모드 5에서의 전류 경로(66, 69, 70, 71)가 차단되고, 전원(Vs), 스위칭 소자(Xr), 다이오드(D5), 인덕터(L2), 패널 캐패시터(Cp), 인덕터(L1), 다이오드(D4), 스위칭 소자(Yf) 및 전원(Vs)으로 전류 경로(72)가 형성된다. 이 전류 경로(72)에서는 인덕터(L1, L2)와 패널 캐패시터(Cp)에 의한 LC 공진 전류가 흘러서, 패널 캐패시터(Cp)의 Y 전극 전압(Vy)은 0V로 하강하고 X 전극 전압(Vx)은 2Vs로 상승하게 된다. 즉, 인덕터(L1, L2)에 축적된 에너지를 이용하여 패널 캐패시터(Cp)의 Y 및 X 전극 전압을 변화시킨다.
⑦ 모드 7(t6-t7)
도 6g 및 도 7의 t6-t7 구간을 참조하여 모드 7에서의 동작을 설명한다.
모드 7에서는 스위칭 소자(Yf, Xr)가 도통된 상태에서 스위칭 소자(Xs, Xh, Yg, YL)가 도통된다. 그러면 전원(Vs), 스위칭 소자(Xs), 캐패시터(C2), 스위칭 소자(Xh). 패널 캐패시터(Cp), 스위칭 소자(YL), 스위칭 소자(Yg) 및 접지 전압으로 전류 경로(73)가 형성되어, 패널 캐패시터(Cp)의 Y 및 X 전극 전압(Vy, Vx)은 각각 0V 및 2Vs를 유지하게 된다.
그리고 접지 전압, 스위칭 소자(Yg)의 바디 다이오드, 스위칭 소자(YL)의 바디 다이오드, 인덕터(L1), 다이오드(D4), 스위칭 소자(Yf) 및 전원(Vs)으로의 전류 경로(74)와 전원(Vs), 스위칭 소자(Xr), 다이오드(D5), 인덕터(L2), 스위칭소자(Xh)의 바디 다이오드, 캐패시터(C2), 스위칭 소자(Xs)의 바디 다이오드 및 전원(Vs)으로 전류 경로(75)가 형성된다. 이 전류 경로(74, 75)에 의해 인덕터(L1, L2)에 흐르는 전류는 각각 -Vs/L의 기울기를 가지고 선형적으로 0까지 감소한다(모드 3에서 흐르는 전류와 방향이 반대이므로 도 7에서는 이 전류를 음수로 표시함). 즉, 인덕터(L1, L2)에 축적된 에너지가 전원(Vs)으로 회수된다.
또한 전원(Vs), 다이오드(D1), 캐패시터(C1), 스위칭 소자(Yg) 및 접지 전압으로 전류 경로(76)가 형성되어 캐패시터(C1)에는 Vs 전압이 충전된다.
⑧ 모드 8(t7-t8)
도 6h 및 도 7의 t7-t8 구간을 참조하여 모드 8에서의 동작을 설명한다.
모드 8에서는 스위칭 소자(Xs, Xh, Yg, YL)가 도통된 상태에서 스위칭 소자(Yf, Xr)가 차단된다. 그러면 모드 7에서의 전류 경로(73)에 의해 패널 캐패시터(Cp)의 Y 및 X 전극 전압(Vy, Vx)은 각각 0V 및 2Vs를 계속 유지하며, 모드 7에서의 전류 경로(76)에 의해 캐패시터(C1)는 계속 Vs 전압으로 충전된 상태를 유지한다.
이후, 모드 1 내지 모드 8의 사이클을 계속 반복하여 음의 레벨을 가지지 않는 서스테인 펄스를 생성함으로써, X 전극과 Y 전극간의 전위차를 유지 방전 전압(2Vs)으로 할 수 있다.
본 발명의 제2 실시예에서는 Y 전극 및 X 전극 전력 회수부(350, 360)에 각각 인덕터를 하나씩 사용하였지만, 이에 한정되지 않고 다른 변형된 모든 전력 회수부를 사용할 수 있다. 예를 들면, Y 전극 전력 회수부(350)에 서로 다른 경로를형성하는 인덕터(L11, L12)를 사용할 수 있다. 즉, Y 전극 전압이 2Vs를 유지하고 있는 동안에는 인덕터(L11)에 에너지를 축적하고 이 에너지를 이용하여 Y 전극 전압을 0V로 바꾼다. 다음에 Y 전극 전압이 0V를 유지하고 있는 동안에는 인덕터(L12)의 에너지를 회수하고 인덕터(L12)에는 에너지를 축적하고, 이 에너지를 이용하여 Y 전극 전압을 2Vs로 바꾼다.
이상에서 본 발명의 제1 및 제2 실시예에 대하여 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에만 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변형이나 변경이 가능하다.
이와 같이 본 발명에 의하면, Vs 전압을 인가하여 0V에서 2Vs로 스윙하는 서스테인 펄스를 생성함으로써 종래와 같이 낮은 내압의 스위칭 소자를 사용할 수 있으며, 또한 음의 레벨을 가지지 않는 서스테인 펄스를 생성할 수 있다.
Claims (17)
- 서로 쌍을 이루어 지그재그로 배열된 복수의 주사 전극과 유지 전극을 포함하며, 상기 주사 전극과 상기 유지 전극 사이에 패널 캐패시터가 형성되는 플라즈마 디스플레이 패널의 구동 장치에 있어서,상기 패널 캐패시터의 일단에 병렬로 연결된 제1 및 제2 스위칭 소자를 포함하는 제1 구동부,상기 패널 캐패시터의 타단에 병렬로 연결된 제3 및 제4 스위칭 소자를 포함하는 제2 구동부,제1 전압을 공급하는 제1 전원과 제2 전압을 공급하는 제2 전원 사이에 직렬로 연결되며 그 접점이 상기 제2 스위칭 소자에 연결되는 제5 및 제6 스위칭 소자, 상기 제1 전원과 상기 제1 스위칭 소자 사이에 연결되는 제1 다이오드, 그리고 상기 제1 다이오드와 상기 제1 스위칭 소자의 접점과 상기 제5 및 제6 스위칭 소자의 접점 사이에 연결되는 제1 캐패시터를 포함하는 제1 전원부, 그리고상기 제1 전원과 상기 제2 전원 사이에 직렬로 연결되며 그 접점이 상기 제4 스위칭 소자에 연결되는 제7 및 제8 스위칭 소자, 상기 제1 전원과 상기 제3 스위칭 소자 사이에 연결되는 제2 다이오드, 그리고 상기 제2 다이오드와 상기 제3 스위칭 소자의 접점과 상기 제7 및 제8 스위칭 소자의 접점 사이에 연결되는 제2 캐패시터를 포함하는 제2 전원부를 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널의 구동 장치.
- 제1항에 있어서,상기 제1 및 제2 스위칭 소자의 접점과 상기 제1 전원 사이 및 상기 제3 및 제4 스위칭 소자의 접점과 상기 제1 전원 사이에 각각 제1 및 제2 전력 회수부를 더 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널의 구동 장치.
- 제2항에 있어서,상기 제1 전력 회수부는상기 패널 캐패시터의 일단에 연결되는 적어도 하나의 제1 인덕터, 그리고상기 제1 전원과 상기 제1 인덕터의 타단 사이에 병렬로 전기적으로 연결되는 제9 및 제10 스위칭 소자를 포함하며,상기 제2 전력 회수부는상기 패널 캐패시터의 타단에 연결되는 적어도 하나의 제2 인덕터, 그리고상기 제1 전원과 상기 제2 인덕터의 타단 사이에 병렬로 전기적으로 연결되는 제11 및 제12 스위칭 소자를 포함하는플라즈마 디스플레이 패널의 구동 장치.
- 제3항에 있어서,상기 제1 전력 회수부는 상기 제9 스위칭 소자와 상기 제1 인덕터 사이 및 상기 제1 인덕터와 상기 제10 스위칭 소자 사이에 각각 제3 및 제4 다이오드를 더 포함하며,상기 제2 전력 회수부는 상기 제11 스위칭 소자와 상기 제2 인덕터 사이 및 상기 제2 인덕터와 상기 제12 스위칭 소자 사이에 각각 제5 및 제6 다이오드를 더 포함하는플라즈마 디스플레이 패널의 구동 장치.
- 제1항 또는 제2항에 있어서,상기 제1 내지 제8 스위칭 소자는 각각 바디 다이오드를 가지는 플라즈마 디스플레이 패널의 구동 장치.
- 제1항 또는 제2항에 있어서,상기 제1 전압은 유지 방전 전압의 절반이며, 상기 제2 전압은 접지 전압인 플라즈마 디스플레이 패널의 구동 장치.
- 서로 쌍을 이루어 지그재그로 배열된 복수의 주사 전극과 유지 전극을 포함하며, 상기 주사 전극과 상기 유지 전극 사이에 패널 캐패시터가 형성되는 구동 장치를 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널에 있어서,제1 전압을 충전하고 있는 제1 캐패시터를 포함하며, 상기 제1 전압을 공급하는 제1 전원과 접지 전압에 연결되는 제1 전원부,상기 패널 캐패시터의 일단에 연결되어, 상기 제1 전원과 상기 제1 캐패시터에 의해 형성되는 상기 제1 전압의 2배 및 상기 접지 전압이 교대로 상기 패널 캐패시터의 일단에 인가되도록 동작하는 제1 구동부,상기 제1 전압을 충전하고 있는 제2 캐패시터를 포함하며, 상기 제1 전원 및 상기 접지 전압에 연결되는 제2 전원부, 그리고상기 패널 캐패시터의 타단에 연결되어, 상기 제1 전원과 상기 제2 캐패시터에 의해 형성되는 상기 제1 전압의 2배 및 상기 접지 전압이 교대로 상기 패널 캐패시터의 타단에 인가되도록 동작하는 제2 구동부를 포함하며,상기 제1 및 제2 구동부 중 어느 하나가 상기 제1 전압의 2배를 상기 패널 캐패시터에 인가하는 동안, 다른 하나는 상기 접지 전압을 상기 패널 캐패시터에 인가하는 플라즈마 디스플레이 패널.
- 제7항에 있어서,상기 제1 구동부가 상기 패널 캐패시터의 일단에 상기 제1 전압의 2배를 인가하는 동안, 상기 제2 전원부는 상기 제2 캐패시터에 상기 제1 전압을 충전하고 있는 플라즈마 디스플레이 패널.
- 제7항에 있어서,상기 제2 구동부가 상기 패널 캐패시터의 타단에 상기 제1 전압의 2배를 인가하는 동안, 상기 제1 전원부는 상기 제1 캐패시터에 상기 제1 전압을 충전하고 있는 플라즈마 디스플레이 패널.
- 제7항에 있어서,상기 제1 전원부는 상기 제1 캐패시터와 상기 접지 전압 사이에 연결되어 상기 제1 캐패시터에 상기 제1 전압이 충전되도록 동작하는 제1 스위칭 소자를 더 포함하며,상기 제2 전원부는 상기 제2 캐패시터와 상기 접지 전압 사이에 연결되어 상기 제2 캐패시터에 상기 제1 전압이 충전되도록 동작하는 제2 스위칭 소자를 더 포함하는플라즈마 디스플레이 패널.
- 제7항에 있어서,상기 제1 전원부는 상기 제1 전압으로 충전된 상기 제1 캐패시터와 상기 제1 전원이 직렬로 연결되도록 동작하는 제1 스위칭 소자를 더 포함하며,상기 제2 전원부는 상기 제1 전압으로 충전된 상기 제2 캐패시터와 상기 제1 전원이 직렬로 연결되도록 동작하는 제2 스위칭 소자를 더 포함하는플라즈마 디스플레이 패널.
- 제7항에 있어서,상기 패널 캐패시터의 일단 및 타단에 각각 전기적으로 연결되는 적어도 하나의 제1 및 제2 인덕터를 포함하며, 상기 패널 캐패시터의 양단 중 어느 한쪽이 제1 전압의 2배를 유지하는 동안 상기 제1 및 제2 인덕터에 에너지를 저장하고, 상기 제1 및 제2 인덕터에 저장된 에너지를 이용하여 상기 패널 캐패시터의 양단 전압을 바꾸는 전력 회수부를 더 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널.
- 제12항에 있어서,상기 패널 캐패시터의 양단 전압을 바꾼 후, 상기 제1 및 제2 인덕터에 있는 여분의 에너지를 회수하는 플라즈마 디스플레이 패널.
- 서로 쌍을 이루어 지그재그로 배열된 복수의 주사 전극과 유지 전극을 포함하며, 상기 주사 전극과 유지 전극 사이에 패널 캐패시터가 형성되는 패널을 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널을 구동하는 방법에 있어서,제1 전압을 공급하는 제1 전원과 상기 제1 전압을 충전하고 있는 제1 캐패시터를 이용하여 상기 패널 캐패시터의 일단을 상기 제1 전압의 2배로 하고, 상기 패널 캐패시터의 타단을 접지 전압에 연결하는 제1 단계, 그리고상기 제1 전원과 상기 제1 전압을 충전하고 있는 제2 캐패시터를 이용하여 상기 패널 캐패시터의 타단을 상기 제1 전압의 2배로 바꾸고, 상기 패널 캐패시터의 일단을 상기 접지 전압에 연결하는 제2 단계를 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널의 구동 방법.
- 제14항에 있어서,상기 제1 단계는 상기 제2 캐패시터를 상기 제1 전압으로 충전하는 단계를 더 포함하며,상기 제2 단계는 상기 제1 캐패시터를 상기 제1 전압으로 충전하는 단계를 더 포함하는플라즈마 디스플레이 패널의 구동 방법.
- 서로 쌍을 이루어 지그재그로 배열된 복수의 주사 전극과 유지 전극을 포함하며, 상기 주사 전극과 유지 전극 사이에 패널 캐패시터가 형성되는 패널을 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널을 구동하는 방법에 있어서,상기 패널 캐패시터의 일단 및 타단이 각각 제1 전압의 2배와 접지 전압을 유지하는 동안, 상기 패널 캐패시터의 일단 및 타단에 각각 전기적으로 연결된 적어도 하나의 제1 및 제2 인덕터에 에너지를 저장하는 제1 단계,상기 제1 및 제2 인덕터에 저장된 에너지를 이용하여 상기 패널 캐패시터의 일단 및 타단을 각각 상기 접지 전압 및 상기 제1 전압의 2배로 바꾸는 제2 단계,상기 패널 캐패시터의 타단에 전기적으로 연결되어 상기 제1 전압을 충전하고 있는 제1 캐패시터와 상기 제1 전압을 공급하는 제1 전원을 이용하여 상기 패널캐패시터의 타단을 상기 제1 전압의 2배로 유지하고, 상기 제1 및 제2 인덕터에 저장된 에너지를 회수하는 제3 단계,상기 패널 캐패시터의 일단 및 타단이 각각 상기 접지 전압 및 상기 제1 전압의 2배를 유지하는 동안, 상기 제1 및 제2 인덕터에 에너지를 저장하는 제4 단계,상기 제1 및 제2 인덕터에 저장된 에너지를 이용하여 상기 패널 캐패시터의 일단 및 타단을 각각 상기 제1 전압의 2배 및 상기 접지 전압으로 바꾸는 제5 단계, 그리고상기 패널 캐패시터의 일단에 전기적으로 연결되어 상기 제1 전압을 충전하고 있는 제2 캐패시터와 상기 제1 전원을 이용하여 상기 패널 캐패시터의 일단을 상기 제1 전압의 2배로 유지하고, 상기 제1 및 제2 인덕터에 저장된 에너지를 회수하는 제6 단계를 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널의 구동 방법.
- 제16항에 있어서,상기 제1 및 제6 단계는 각각 상기 제1 캐패시터에 상기 제1 전압을 충전하는 단계를 더 포함하며,상기 제3 및 제4 단계는 각각 상기 제2 패널 캐패시터에 상기 제1 전압을 충전하는 단계를 더 포함하는플라즈마 디스플레이 패널의 구동 방법.
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