AC-PDP has many desired features as a display device, such as large screen size, wide view angle, fast response, high contrast, thinness, and long life time. Moreover, recently, the power consumption is greatly decreased through the auto power control (APC) technique, and the cost per inch is also reduced by the application-specific integrated circuit (ASIC) technology and the improvement of the panel fabrication process. Therefore, AC-PDP shows the brightest prospect as a flat panel display device.
AC-PDP is operated in three periods of resetting, addressing, and sustaining within a sub-field, in order to display the desired images. In resetting period, the wall charges of the overall PDP cells are removed by applying the resetting ramps to the scanning and sustaining electrodes. And then, to create the wall charges at the required PDP cells, the data and scanning pulses are applied to the addressing and scanning electrodes, respectively. If the continuous sustaining pulses are applied between the scanning and sustaining electrodes during the sustaining period, the selected PDP cells emit the intense light and the desired image can be displayed.
Therefore, to drive AC-PDP optimally, the various power supplies are required, such as the sustaining, addressing, scanning, resetting, and erasing power supplies. PDP power module includes not only these power supplies but also the logic-board and the audio-amp power supplies. In addition, the boost pre-regulator for power factor correction (PFC) is implemented at input stage. Thus, PDP power module has the complicated structure and the high power rating. Especially, the sustaining and addressing power supplies have the highest power rating of 440W and 140W, respectively. However, as described above, the sustaining and addressing power supplies do not operate at the same time. Furthermore, these power supplies do not have heavy load conditions, that is, one has heavy load condition and the other has light load condition. Therefore, the sustaining and addressing power supplies can be implemented as a single power stage with dual outputs, and then the high power density and the low cost of PDP power module can be obtained.
This dissertation proposal shows the integration of the sustaining and addressing power supplies of PDP power module, by employing the transformer which has multiple secondary windings.
Firstly, a new LLC resonant converter suitable for multiple output applications is proposed. The operational principles of the proposed converter are analyzed and the cross-regulation characteristics for dual outputs are investigated.
Secondly, the operational principles and the cross-regulation characteristics of the proposed converter are confirmed by implementing the 440W prototypes of the proposed converter for the sustaining and addressing power supplies.
Finally, the industrial sample of PDP power module will be implemented, which includes the proposed single power stage for the sustaining, addressing, and gate-driving power supplies. Moreover, this sample will be applied to 42-inch HD PDP TV to verify the feasibility of the proposed integration.
AC-PDP는 대화면화의 용이성, 넓은 시야각, 빠른 응답 속도, 높은 명암비, 장수명 등 디스플레이 소자로써 요구되는 다양한 장점들을 가진다. 그리고, 최근에는 화면에 표시되는 영상에 따라 PDP 전체 화면의 발광량을 조절하는 자동 전력 제어 (APC) 기법을 적용함으로써, PDP TV의 전력 소모량이 크게 저감되었으며, ASIC 기술 및 패널 제조 공정 기술의 발달로 인하여 인치당 가격 또한 크게 저감되었다. 뿐만 아니라, PDP 기술이 안정화 단계에 접어들면서 각 PDP TV 제조사마다 성능 향상 및 가격 저감에 힘쓰고 있으며, 대화면화 및 가격 저감에 주력하며 PDP TV 시장을 위협하고 있는 LCD TV에 대응하기 위해서는 PDP TV의 생산 단가 최소화가 절실한 실정이다.
AC-PDP는 원하는 영상을 나타내기 위하여 하나의 서브-필드 내에서 리셋 구간, 기억 구간, 유지 구간의 세 구간으로 구분되어 동작한다. 리셋 구간에서는 스캔 전극과 유지 전극 사이에 고전압의 램프 파형을 인가함으로써 전체 PDP 셀의 벽전하가 제거된다. 다음으로, 영상 표시를 위하여 요구되는 PDP 셀에 벽전하를 생성하기 위하여 기억 전극 및 스캔 전극과 유지 전극 사이에 연속적인 고전압의 유지 펄스가 인가되면 선택된 PDP 셀은 강한 빛을 방출하고, 원하는 영상이 표시된다.
따라서, AC-PDP를 최적으로 구동하기 위해서는 유지 전원, 기억 전원, 스캔 전원, 리셋 전원, 삭제 전원 등 다양한 전원 공급 장치들이 필요하다. PDP 전력 모듈은 이러한 전원 공급 장치들 뿐만 아니라, TV로써의 동작을 위한 논리 회로 구동 및 오디오 앰프 구동 전원공급 장치를 포함하고 있다. 게다가, 입력 단에는 역률 개선을 위한 부스트 컨버터가 구현되어 있다. 그러므로, PDP 전력 모듈은 복잡한 구조와 높은 전력 용량을 가진다. 특히, 유지 전원과 기억 전원 장치는 각각 440W와 140W의 가장 높은 전력 용량을 가진다. 그러나, 앞서 언급한 것과 같이, 유지 전원 및 기억 전원은 동시에 동작하지 않을 뿐만 아니라. 주어진 영상에 대하여 두 전원 공급 차지 모두 높은 부하 조건을 가지지 않는다. 즉, 하나의 전원 장치가 높은 부하 조건을 가지면, 다른 하나의 전원 장치는 낮은 부하 조건을 가진다. 따라서, 유지와 기억 전원 공급 장치는 두 출력을 가지는 단일 전력 단으로 구현이 가능하며 높은 전력 밀도와 낮은 가격을 가지는 PDP 전력 모듈을 얻을 수 있을 것이다. 본 논문에서는 여러 개의 2차 권선을 가지는 변압기를 적용함으로써, PDP 전력 모듈에서 유지 전원과 기억 전원 장치의 결합에 대하여 연구하였다.
첫째로, 다중 출력 사양에 적합한 새로운 LLC 공진 컨버터를 제안하였다. 제안된 컨버터의 동작 원리를 해석하고, 두 출력에 대한 상호 제어 특정을 분석하였다.
다음으로, 유지 전원과 기억 전원을 위한 440W의 프로토타입을 제작하여 제안된 컨버터의 동작 원리 및 상호제어 특성을 검증하였다.
마지막으로, 유지 전원 및 기억 전원, 게이트 구동 전원을 위한 제안된 컨버터의 단일 전력 단을 포함하는 PDP 전력 모듈의 샘플을 제작하였다. 그리고, 제작된 샘플을 42인치 HD PDP TV에 적용함으로써, 제안된 결합의 구현 가능성을 검증하였다.