CN100369084C

CN100369084C - 槽型等离子体显示板的高电压扫描维持驱动电路及其驱动方法

Info

Publication number: CN100369084C
Application number: CNB2004100649507A
Authority: CN
Inventors: 郑姚生
Original assignee: Southeast University
Current assignee: Southeast University
Priority date: 2004-10-14
Filing date: 2004-10-14
Publication date: 2008-02-13
Anticipated expiration: 2024-10-14
Also published as: CN1588512A

Abstract

槽型等离子体显示板的高电压扫描维持驱动电路及其驱动方法涉及应用于槽型等离子体显示板的图象显示驱动电路，电压控制驱动电路的输出端分别接行芯片高压悬浮扫描电路、正电压维持电压脉冲发生器、正电压能量恢复保持电路、负电压维持电压脉冲发生器、负电压能量恢复保持电路、擦除电压电路、PDP高压行驱动IC(集成电路芯片)芯片、槽型等离子体显示板的输入端；负电压能量恢复保持电路的输出端接负电压维持电压脉冲发生器的输入端；正电压能量恢复保持电路的输出端接正电压维持电压脉冲发生器；电压控制驱动电路、行芯片高压悬浮扫描电路、正电压能量恢复保持电路、负电压维持电压脉冲发生器、擦除电压电路的输出端分别接PDP高压行驱动IC芯片的输入端。

Description

槽型等离子体显示板的高电压扫描维持驱动电路及其驱动方法

技术领域

本发明涉及一种等离子体显示板的图象显示驱动电路和驱动方法，尤其是采用了高电压扫描方式的驱动电路，提高了槽型等离子体显示板的发光亮度。

背景技术

20世纪90年代初兴起的等离子体平板显示器(PDP)，以其数字化，大屏幕，高分辨率，高清晰度，宽视角以及厚度薄，重量轻等优点受到广泛关注。

目前现有的PDP屏都采用三电极交流等离子体平板显示器(AC-PDP)，3个电极呈正交状分布于前后基板上，放电则在两个基板之间进行，前基板上水平分布着维持电极(X电极)和扫描电极(Y电极)，两者一起被称为显示电极，在后基板上竖直分布着寻址电极(A电极)，X电极和Y电极相互平行并与A电极正交。在AC-PDP显示中，在维持期，X电极和Y电极交替加上高压，使在寻址期积累了壁电荷的单元产生放电。从而实现图像的显示。

东南大学显示技术研究中心自主开发的槽型等离子体显示板(SM-PDP)中，三个电极分别是前基板上的维持电极(X电极)；后基板上的寻址电极(A电极)以及中间荫罩组成的共公电极，X电极和A电极正交，在SM-PDP显示中，在维持期，只在X电极上加正负交替的高压使寻址期积累了壁电荷的单元产生放电，从而实现图像显示。

发明内容

技术问题：本发明的目的是针对上述的槽型等离子体显示板(SM-PDP)，提供一种实现SM-PDP的图像的显示的槽型等离子体显示板的高电压扫描维持驱动电路及其驱动方法。

技术方案：槽型等离子体显示板的高电压扫描维持驱动电路结构主要由电压控制驱动电路、行芯片高压悬浮扫描电路、正电压维持电压脉冲发生器、正电压能量恢复保持电路、负电压维持电压脉冲发生器、负电压能量恢复保持电路、擦除电压电路、PDP高压行驱动IC芯片、槽型等离子体显示板(SM-PDP屏)和PDP列驱动IC芯片组成。

本发明的槽型等离子体显示板的高电压扫描维持驱动电路中的电压控制驱动电路的输出端分别接行芯片高压悬浮扫描电路、正电压维持电压脉冲发生器、正电压能量恢复保持电路、负电压维持电压脉冲发生器、负电压能量恢复保持电路、擦除电压电路、PDP高压行驱动IC芯片、槽型等离子体显示板的输入端；负电压能量恢复保持电路的输出端接负电压维持电压脉冲发生器的输入端；正电压能量恢复保持电路的输出端接正电压维持电压脉冲发生器；电压控制驱动电路、行芯片高压悬浮扫描电路、正电压能量恢复保持电路、负电压维持电压脉冲发生器、擦除电压电路的输出端分别接PDP高压行驱动IC芯片的输入端；PDP高压行驱动IC芯片、PDP列驱动IC芯片的输出端分别接槽型等离子体显示板的输入端。

行芯片高压悬浮扫描电路中的第6场效应管M6的输出端直接与PDP行高压驱动IC芯片中的第23场效应管T2的输入端相接；行芯片高压悬浮扫描电路中的第11场效应管M11的输出端接第8快恢复二极管D8的正极，第8快恢复二极管D8的负极接第3场效应管M3的控制端，行芯片高压悬浮扫描电路中的第12场效应管M12的输出端接第9快恢复二极管D9的负极，第9快恢复二极管D9的正极接第3场效应管M3的控制端，行芯片高压悬浮扫描电路中的第5场效应管M5的输出端接第3场效应管M3的控制端，第4场效应管M4的输出端接第1电阻R1，第1电阻R1的另一端接，第2快恢复二极管D2的正极，第2快恢复二极管D2的负极接第3场效应管M3的控制端；第3场效应管M3的输出端接PDP行高压驱动IC芯片中的第22场效应管T1的输入端；负电压能量恢复保持电路中的第9场效应管M9、第10场效应管M10的输出端分别接第5快恢复二极管D5、第6快恢复二极管D6的正极，第5快恢复二极管D5、第6快恢复二极管D6的负极极接第2电感L2，第2电感L2的另一端接PDP行高压驱动IC芯片中的第23场效应管T2的输入端；正电压能量恢复保持电路中的第7场效应管M7的输出端接第3快恢复二极管D3的负极，第8场效应管M8的输出端接第4快恢复二极管D4的正极，第4快恢复二极管D4的负极和第3快恢复二极管D3的正极接第1电感L1，第1电感L1的另一端接第2场效应管M2；正电压维持电压脉冲发生器、正电压能量恢复保持电路、擦除电压电路共用的第4场效应管M4的输出端接第1电阻R1，第1电阻R1的另一端接第2快恢复二极管D2的正极，第2快恢复二极管D2的负极接第3场效应管M3的控制端。

针对槽型等离子体显示板高电压扫描维持驱动电路，槽型等离子体显示屏由印有行电极的前基板、印有列电极的后基板和带有大量网孔的金属板或表面镀有金属导电层的介质板组成，显示方式是在显示一帧图像的时间内安排若干个子场，每个子场由扫描期，维持期和擦除期组成，扫描期依次完成对全屏各像素点的点火，维持期采用了对槽型等离子体显示板的双极性能量恢复保持驱动电路方案，利用维持驱动电路中两个独立的充电和放电电路，电路内部平板电容Cp和能量恢复电容C1或C2通过外部电感L串联，维持驱动电路是利用内部平板电容Cp，外部电感L，能量恢复电容C1或C2之间的串联响应来给内部平板电容充放电的，即从能量恢复电容C1或C2中释放的能量用于给内部平板电容Cp充电，从内部平板电容Cp中释放的能量也暂时被存储在能量恢复电容C1或C2中。实现能量恢复。并产生正负交替的脉冲波形，使在扫描期被点火的像素点保持气体放电状态并发光，擦除期利用一积分波形完成对放电空间带电粒子的中和。维持期的长短有差别，不同子场的组合可以形成各种所需的灰度等级。擦除期利用行电极产生单个积分擦除脉冲，而列电极保持接地状态的方式进行擦除。

维持驱动电路和双极性能量恢复保持驱动电路在实际应用中将不少于四路。

有益效果：提高了槽型等离子体显示板的发光亮度，适用于高氙气体浓度的槽型等离子体显示板。我们设计出的槽型等离子体显示板高电压扫描维持驱动电路，应用于氙气体浓度的槽型等离子体显示板，使槽型等离子体显示板的发光亮度提高了40％左右，确保了槽型等离子体整机的正常工作。

附图说明

图1是本发明槽型等离子体显示板的高电压扫描维持驱动电路结构框图。其中有：电压控制驱动电路1、行芯片高压悬浮扫描电路2、正电压维持电压脉冲发生器3、正电压能量恢复保持电路4、负电压维持电压脉冲发生器5、负电压能量恢复保持电路6、擦除电压电路7、PDP高压行驱动IC芯片8、槽型等离子体显示板9(SM-PDP屏)、PDP列驱动IC芯片10。

图2是本发明槽型等离子体显示板的高电压扫描维持驱动电路的电原理图。图中VS是正维持电压脉冲电压；VXG是负维持电压脉冲电压；VF是场效应管驱动电压；VLG是列芯片电源电压；VXDD是悬浮电压。

具体实施方式

高电压扫描维持驱动电路的实施方案如下：

电压控制驱动电路1主要由可编程逻辑芯片IR2110或IR2113或SN75372或TC4426场效应管驱动芯片等组成的控制场效应管开启的电压脉冲信号XEFH、XEFL、XG1H、XDD、XP2L、XNEL、XNEH、XAEH、XAEL、XG1L、XG2L、XSU，分别对应接各第1场效应管M1、第2场效应管M2、第4场效应管M4、第5场效应管M5、第6场效应管M6、第7场效应管M7、第8场效应管M8、第9场效应管M9、第10场效应管M10、第11场效应管M11、第12场效应管M12、第13场效应管M13的栅极，根据不同的时间常数，控制场效应管的开启与闭合时间，确保高电压点火维持驱动电路功能的实现；

行芯片高压悬浮扫描电路2主要包括第5场效应管M5、第6场效应管M6、第11场效应管M11、第12场效应管M12，第7快恢复二极管D7、第8快恢复二极管D8、第9快恢复二极管D9；

正电压维持电压脉冲发生器3主要包括第1场效应管M1、第2场效应管M2、第3场效应管M3、第4场效应管M4，第1快恢复二极管D1、第2快恢复二极管D2，第1电阻R1、第2电阻R2，稳压管ZD1；

正电压能量恢复保持电路4主要包括第7场效应管M7、第8场效应管M8、第3快恢复二极管D3、第4快恢复二极管D4，第1电感L1、能量恢复电容电容C1；

负电压维持电压脉冲发生器5主要包括第2场效应管M2、第3场效应管M3、第4场效应管M4、第6场效应管M6、第11场效应管M11、第12场效应管M12、第1快恢复二极管D1、第2快恢复二极管D2、第7快恢复二极管D7、第8快恢复二极管D8、第9快恢复二极管D9，第1电阻R1、第2电阻R2，稳压管ZD1；负电压能量恢复保持电路6主要包括第9场效应管M9、第10场效应管M10、第5电阻快恢复二极管D5、第6电阻快恢复二极管D6、第2电感L2、能量恢复电容电C2；

擦除电压电路7主要包括第12场效应管M2、第3场效应管M3、第4场效应管M4、第13场效应管M13、第1快恢复二极管D1、第2快恢复二极管D2、第1电阻R1、第2电阻R2，稳压管ZD1；

PDP行高压行驱动IC芯片8，目前的型号为“STV7617D”，其输出极上的第22场效应管T1和第23场效应管T2的开启与闭合，由电路1中可编程逻辑芯片控制，RD1和RD2分别是第22场效应管T1、第23场效应管T2的内置二极管；

槽型等离子体显示板9采用的是槽型等离子体显示板，它的等效电容为内部平板电容Cp；

PDP列驱动IC芯片10，其输出极上的第24场效应管T3、第25场效应管T4的开启与闭合，由电路1中可编程逻辑芯片控制，RD3和RD4分别是第24场效应管T3、第25场效应管T4的内置二极管。

该驱动电路中的电压控制驱动电路1的输出端分别接行芯片高压悬浮扫描电路2、正电压维持电压脉冲发生器3、正电压能量恢复保持电路4、负电压维持电压脉冲发生器5、负电压能量恢复保持电路6、擦除电压电路7、PDP高压行驱动IC芯片8、槽型等离子体显示板9的输入端；负电压能量恢复保持电路6的输出端接负电压维持电压脉冲发生器5的输入端；正电压能量恢复保持电路4的输出端接正电压维持电压脉冲发生器3；电压控制驱动电路1、行芯片高压悬浮扫描电路2、正电压能量恢复保持电路4、负电压维持电压脉冲发生器5、擦除电压电路7的输出端分别接PDP高压行驱动IC芯片8的输入端；PDP高压行驱动IC芯片8、PDP列驱动IC芯片10的输出端分别接槽型等离子体显示板9的输入端。

行芯片高压悬浮扫描电路2中的第6场效应管M6的输出端直接与PDP行高压驱动IC芯片8中的第23场效应管T2的输入端相接；行芯片高压悬浮扫描电路2中的第11场效应管M11的输出端接第8快恢复二极管D8的正极，第8快恢复二极管D8的负极接第13场效应管M3的控制端，行芯片高压悬浮扫描电路2中的第12场效应管M12的输出端接第9快恢复二极管D9的负极，第9快恢复二极管D9的正极接第3场效应管M3的控制端，行芯片高压悬浮扫描电路2中的第5场效应管M5的输出端接第3场效应管M3的控制端，第4场效应管M4的输出端接第1电阻R1，第1电阻R1的另一端接，第2快恢复二极管D2的正极，第2快恢复二极管D2的负极接第3场效应管M3的控制端；第3场效应管M3的输出端接PDP行高压驱动IC芯片8中的第22场效应管T1的输入端；负电压能量恢复保持电路6中的第9场效应管M9、第10场效应管M10的输出端分别接第5快恢复二极管D5、第6快恢复二极管D6的正极，第5快恢复二极管D5、第6快恢复二极管D6的负极极接第2电感L2，第2电感L2的另一端接PDP行高压驱动IC芯片8中的第23场效应管T2的输入端；正电压能量恢复保持电路4中的第7场效应管M7的输出端接第3快恢复二极管D3的负极，第8场效应管M8的输出端接第3快恢复二极管D4的正极，第4快恢复二极管D4的负极和第3快恢复二极管D3的正极接第1电感L1，第1电感L1的另一端接第2场效应管M2；正电压维持电压脉冲发生器3、正电压能量恢复保持电路4、擦除电压电路7共用的第4场效应管M4的输出端接第1电阻R1，第1电阻R1的另一端接第2快恢复二极管D2的正极，第2快恢复二极管D2的负极接第3场效应管M3的控制端。

驱动方法为：槽型等离子体显示屏由印有行电极的前基板、印有列电极的后基板和带有大量网孔的金属板或表面镀有金属导电层的介质板组成，显示方式是在显示一帧图像的时间内安排若干个子场，每个子场由扫描期，维持期和擦除期组成，扫描期依次完成对全屏各像素点的点火；在扫描期采用了行芯片高压悬浮扫描电路，扫描期PDP行高压驱动IC芯片8高压悬浮，PDP行高压驱动IC芯片8的电源端和地端分别施加第1负电压VXDD和第2负电压VXG，并且，第2负电压＞第1负电压；由正电压能量恢复保持电路4、负电压能量恢复保持电路6组成双极性能量恢复保持驱动电路，在维持期采用了对槽型等离子体显示板的双极性能量恢复保持驱动电路方式，双极性能量恢复保持驱动电路根据维持脉冲的正负极性，产生正负交替的脉冲波形，使在扫描期被点火的像素点保持气体放电状态并发光；在擦除期利用行电极和槽型等离子体显示板内部平板电容Cp，组成一个RC充电电路，形成一个积分擦除波形，而列电极保持接地状态的方式进行擦除。

高电压扫描维持驱动电路的工作原理如下：

首先在扫描期，槽型等离子体显示板的列电极IC芯片上对应图象信号输出正脉冲图象信号，同时要求给行芯片的电源端和地端分别施加负电压VXG和VXDD。在扫描期前，打开第2场效应管M2、第3场效应管M3、第4场效应管M4，使行芯片的电源端和地端分别接地，这时行芯片IC两端的电压是零伏；随后关闭第2场效应管M2、第3场效应管M3、第4场效应管M4，同时打开第11场效应管M11、第12场效应管M12、第6场效应管M6，这时行芯片IC两端的电压是负的第2负电压VXG；马上关闭第11场效应管M11、第12场效应管M12，同时打开M5，负电压VXDD通过二极管D7加到行芯片IC的地端，点火期需要的行芯片IC两端电压已经形成，进入扫描期。

扫描期结束后，打开第2场效应管M2、第3场效应管M3、第4场效应管M4，使行芯片的电源端和地端分别接地，这时行芯片IC两端的电压又恢复到零伏。

这时电路进入维持期。在维持期，列电极IC芯片通过控制第24场效应管T3、第25场效应管T4的开启与闭合，使列电极IC芯片的输出端和电源地相连。维持期里采用了双极性能量恢复维持驱动电路，使得槽型等离子体显示板图像显示时的功耗得以降低。

维持驱动包含有两个独立的充电和放电过程。SMPDP内部平板等效电容Cp和能量恢复电容C1或C2通过外部电感L串联，维持驱动电路是利用SMPDP内部平板等效电容Cp，外部电感L，能量恢复电容C1或C2之间的串联响应来给内部平板电容Cp充放电的，即从能量恢复电容C1或C2中释放的能量用于给内部平板电容Cp充电，从内部平板电容Cp中释放的能量也暂时被存储在能量恢复电容C1或C2中。就是利用这种方法来实现能量恢复。

双极性能量恢复维持驱动电路的工作过程如下：

对正电压能量恢复维持驱动电路对SMPDP内部平板电容Cp充放电被分为4个过程：

在t1前，控制PDP高压行驱动芯片IC的输出端与此IC的高压电源地相通，第2场效应管M2、第3场效应管M3、第4场效应管M4打开，而其他Mos开关都被关掉。SM-PDP行电极上电压Vp等于0。

在t1过程中，首先第二场效应管M2被关掉，第3场效应管场效应管M3、第4场效应管M4、第7场效应管M7被打开，而其他Mos开关都被关掉，这样就形成了一个LC回路。正能量复得储能电容即能量恢复电容C1上的电压等于正维持电压Vs的一半Vs/2，处于等待状态，在t1过程最后Vp被充电到正维持电压Vs。在行电极上电压Vp等于正维持电压Vs后，第1场效应管M1打开，第7场效应管M7关掉。

在t3过程中，SMPDP内部平板等效电容Cp放电，关掉第1场效应管M1，第8场效应管M8打开。内部平板电容Cp的放电电流流经第3场效应管M3、第1电感L1，第3快恢复二极管D3和第8场效应管M8到达能量恢复电容C1，这样能量恢复电容C1就被充电。内部平板电容Cp一直放电直到行电极上电压Vp等于0。

在t4过程中，第2场效应管M2打开，第8场效应管M8关掉。对负电压能量恢复维持电路对内部平板电容Cp充放电同样被分为4个过程

在t5前，控制IC的输出端与IC的高压电源相通，第2场效应管M2、第3场效应管M3、第4场效应管M4打开，而其他Mos开关都被关掉。行电极上电压Vp等于0。

在t5过程中，首先第2场效应管M2、第3场效应管M3、第4场效应管M4被关掉，第6场效应管M6、第10场效应管M10被打开，而其他Mos开关都被关掉，这样就形成了一个LC回路。能量恢复电容C2上的电压等于负维持电压的一半V_XG/2，处于等待状态，在t6过程最后Vp被充电到负维持电压V_XG。在行电极上电压Vp等于负维持电压V_XG后，第5场效应管M5打开，第10场效应管M10关掉。

在t7过程中，内部平板电容Cp放电，第5场效应管M5、第6场效应管M6关掉，第9场效应管M9打开。内部平板电容Cp的放电电流流经第2电感L2，第4快恢复二极管D4和第9场效应管M9到达能量恢复电容C2，这样能量恢复电容C2就被充电，内部平板电容Cp一直放电直到行电极上电压Vp等于0。

在t8过程中，第8场效应管M8关掉，第2场效应管M2、第3场效应管M3、第4场效应管M4打开，而其他Mos开关都被关掉。行电极上电压Vp等于0。

电路将进入擦除期。在擦除期，列电极IC芯片通过控制第24场效应管T3、第25场效应管T4的开启与闭合，使列电极IC芯片得输出端和电源地相连。第3场效应管M3、第4场效应管M4、第13场效应管M13，利用第3电阻R3和槽型等离子体显示板内部平板电容Cp，组成一个RC充电电路，形成一个积分擦除波形。调整第3电阻R3，可以改变积分波形的斜率。擦除期结束后，关闭第13场效应管M13，打开第2场效应管M2，使行芯片IC的两端通过第2场效应管M2、第3场效应管M3和第1快恢复二极管D1接地。

Claims

1.一种槽型等离子体显示板的高电压扫描维持驱动电路，其特征在于该驱动电路中的电压控制驱动电路(1)的输出端分别接行芯片高压悬浮扫描电路(2)、正电压维持电压脉冲发生器(3)、正电压能量恢复保持电路(4)、负电压维持电压脉冲发生器(5)、负电压能量恢复保持电路(6)、擦除电压电路(7)、PDP高压行驱动IC芯片(8)、槽型等离子体显示板(9)的输入端；负电压能量恢复保持电路(6)的输出端接负电压维持电压脉冲发生器(5)的输入端；正电压能量恢复保持电路(4)的输出端接正电压维持电压脉冲发生器(3)；电压控制驱动电路(1)、行芯片高压悬浮扫描电路(2)、正电压能量恢复保持电路(4)、负电压维持电压脉冲发生器(5)、擦除电压电路(7)的输出端分别接PDP高压行驱动IC芯片(8)的输入端；PDP高压行驱动IC芯片(8)、PDP列驱动IC芯片(10)的输出端分别接槽型等离子体显示板(9)的输入端。

2.根据权利要求1所述的槽型等离子体显示板的高电压扫描维持驱动电路，其特征在于行芯片高压悬浮扫描电路(2)中的第6场效应管M6的输出端直接与PDP高压行驱动IC芯片(8)中的场效应管T2的输入端相接；行芯片高压悬浮扫描电路(2)中的第11场效应管M11的输出端接第8快恢复二极管D8的正极，第8快恢复二极管D8的负极接第3场效应管M3的控制端，行芯片高压悬浮扫描电路(2)中的第12场效应管M12的输出端接第9快恢复二极管D9的负极，第9快恢复二极管D9的正极接第3场效应管M3的控制端，行芯片高压悬浮扫描电路(2)中的第5场效应管M5的输出端接第3场效应管M3的控制端，第4场效应管M4的输出端接第1电阻R1，第1电阻R1的另一端接，第2快恢复二极管D2的正极，第2快恢复二极管D2的负极接第3场效应管M3的控制端；第3场效应管M3的输出端接PDP高压行驱动IC芯片(8)中的场效应管T1的输入端；负电压能量恢复保持电路(6)中的第9场效应管M9、第10场效应管M10的输出端分别接第5快恢复二极管D5、第6快恢复二极管D6的正极，第5快恢复二极管D5、第6快恢复二极管D6的负极接第2电感L2，第2电感L2的另一端接PDP高压行驱动IC芯片(8)中的场效应管T2的输入端；正电压能量恢复保持电路(4)中的第7场效应管M7的输出端接第3快恢复二极管D3的负极，第8场效应管M8的输出端接第4快恢复二极管D4的正极，第4快恢复二极管D4的负极和第3恢复二极管D3的正极接第1电感L1，第1电感L1的另一端接第2场效应管M2；正电压维持电压脉冲发生器(3)、正电压能量恢复保持电路(4)、擦除电压电路(7)共用的第4场效应管M4的输出端接电阻R1，电阻R1的另一端接第2快恢复二极管D2的正极，第2快恢复二极管D2的负极接第3场效应管M3的控制端。

3.一种如权利要求1所述的槽型等离子体显示板的高电压扫描维持驱动电路的驱动方法，其特征在于槽型等离子体显示屏由印有行电极的前基板、印有列电极的后基板和带有大量网孔的金属板或表面镀有金属导电层的介质板组成，显示方式是在显示一帧图像的时间内安排若干个子场，每个子场由扫描期，维持期和擦除期组成，扫描期依次完成对全屏各像素点的点火；在扫描期采用了行芯片高压悬浮扫描电路，扫描期PDP高压行驱动IC芯片(8)高压悬浮，PDP高压行驱动IC芯片(8)的电源端和地端分别施加负电压VXDD和VXG，并且，VXG＞VXDD；由正电压能量恢复保持电路(4)、负电压能量恢复保持电路(6)组成双极性能量恢复保持驱动电路，在维持期采用了对槽型等离子体显示板的双极性能量恢复保持驱动方式，双极性能量恢复保持驱动电路根据维持脉冲的正负极性，产生正负交替的脉冲波形，使在扫描期被点火的像素点保持气体放电状态并发光；在擦除期利用行电极和槽型等离子体显示板等效电容为内部平板电容(Cp)，组成一个RC充电电路，形成一个积分擦除波形，而列电极保持接地状态的方式进行擦除。