CN100424739C - 等离子体显示面板的驱动电路 - Google Patents

等离子体显示面板的驱动电路 Download PDF

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Abstract

等离子体显示面板驱动电路的充/放电电路由一开关元件、多个电感与多个二极管构成,通过单一开关元件的设计,来提供双向的放电路径。

Description

等离子体显示面板的驱动电路
技术领域
本发明提供一种驱动电路,尤其指一种等离子体显示面板的驱动电路。
背景技术
在等离子体显示面板中,电极的电荷累积量决定于所对应的显示数据,而施加维持放电脉冲(sustaining discharge pulse)于电极对(pairedelectrodes)上,以开始显示器的放电发光现象。就等离子体显示面板而言,其需要对电极施予极高的脉冲电压,且通常所施予的高电压脉冲会历时数微秒,当面板产生放电,就会有能量消耗,若脉冲数目越多,则消耗功率越大。所以,等离子体显示面板的功率消耗就成为了制造商所必须正视的问题之一,也因此如何实现能源回收(或称节省能源)的目的也就成了各厂商所必须考虑到的一环.目前已经有许多已公开的设计或专利公开了各式各样用于等离子体显示面板的能源回收的方法及装置。例如,Ohba等人在美国专利公告号码5,670,974的“Energy Recovery Driver for a Dot Matrix AC PlasmaDisplay Panel with a Parallel Resonant Circuit Allowing PowerReduction”专利中,即公开了一种等离子体显示器的能源回收驱动电路。
请参阅图1;图1为根据美国专利案号5,670,974中所公开的等离子体显示面板驱动电路100的示意图。等离子体显示面板驱动电路100包含一等效面板电容(equivalent panel capacitor)Cp、四个开关元件S1-S4与一充/放电电路。等效面板电容Cp包含一X端与一Y端,开关元件S1-S4为一电压箝制电路(voltage clamp circuit)的部分电路,用以控制电流的传递。充/放电电路包含二开关元件S5、S6(包含本体二极管)、二个二极管D1、D2以及一电感L1。等离子体显示面板驱动电路100需要该两开关元件S5、S6,以提供双向的放电路径,也就是说,可通过控制开关元件S5、S6,将等效面板电容Cp的X端的电能回收存储于Y端,或者将等效面板电容Cp的Y端的电能回收存储于X端。
在工作上来说,通过控制开关元件S1-S6来提供电压(如图2所示)于等效面板电容Cp。在图2的电压变化曲线204中,等效面板电容Cp的X端的电压值(如虚线所示)与Y端的电压值(如实线所示)介于0伏特与Vs伏特之间。而电压变化曲线202所表示的为等效面板电容Cp上的电压值,也就是,Y端的电压值减去X端的电压值,该电压值介于正负Vs伏特之间。
先前技术有几项缺点。第一,必须设置开关元件S5、S6,使用该两开关元件会增加电路板的面积;第二,为了使开关元件S5、S6实现适当控制,会增加相关控制电路的成本;第三,如果一个开关元件无法正常工作,整个电路也会失去应有的功能。其他的缺点与问题随着所应用的层面也显而易见。
发明内容
本发明提供一种等离子体显示面板的驱动电路,以解决上述的问题。
本发明提供一种等离子体显示面板的驱动电路,包含一等效面板电容、一充/放电电路与一电压箝制电路。该等效面板电容具有一第一端与一第二端,该充/放电电路与该等效面板电容并联,该电压箝制电路与该等效面板电容并联。该充/放电电路包含一第一电感、一第一二极管、一第二二极管、一第二电感、一第三二极管、一第四二极管与一开关元件。该第一电感的第一端电连接到该等效面板电容的第一端;该第一二极管的阳极电连接到该第一电感的第二端;该第二二极管的阴极电连接到该第一二极管的阴极;该第二电感的第一端电连接到该第二二极管的阳极,第二端电连接到该等效面板电容的第二端;该第三二极管的阴极电连接到该第一电感的第二端;该第四二极管的阳极电连接到该第三二极管的阳极,阴极电连接到该第二电感的第一端;该开关元件电连接到该第一二极管的阴极与该第三二极管的阳极之间。
本发明提供一种双向的能源回收电路,其仅使用单一开关元件即可实现两个单向放电路径。
附图说明
图1为先前技术中等离子体显示面板驱动电路的示意图。
图2为图1等离子体显示面板驱动电路的电压大小的示意图。
图3为本发明第一实施例的等离子体显示面板驱动电路的示意图。
图4为图3等离子体显示面板驱动电路的电压大小的示意图.
图5为本发明第二实施例的等离子体显示面板驱动电路的示意图。
图6为本发明第三实施例的等离子体显示面板驱动电路的示意图。
主要元件符号说明
100、300、500、600等离子体显示面板驱动电路
202、204、402、404电压变化曲线
Cp等效面板电容
XX端
YY端
Vs电压源
D1-D6二极管
L1-L7电感
S1-S7开关元件
R2-R3电阻
具体实施方式
请参阅图3;图3为本发明第一实施例的等离子体显示面板驱动电路300的示意图。等离子体显示面板驱动电路300包含一等效面板电容Cp、四个开关元件S1-S4与一充/放电电路。等效面板电容Cp包含一X端与一Y端,开关元件S1-S4为一电压箝制电路的部分电路.充/放电电路包含一开关元件S7、四个二极管D3、D4、D5、D6以及二电感L2、L3。
充/放电电路的连接方式如下,电感L2的第一端电连接到等效面板电容Cp的X端;二极管D3的阳极电连接到电感L2的第二端;二极管D4的阴极电连接到二极管D3的阴极;电感L3的第一端电连接到二极管D4的阳极,第二端电连接到等效面板电容Cp的Y端;二极管D5的阴极电连接到电感L2的第二端;二极管D6的阳极电连接到二极管D5的阳极,二极管D6的阴极电连接到电感L 3的第一端;开关元件S7电连接到二极管D3的阴极与二极管D5的阳极之间。开关元件S7、二极管D3-D6与电感L2、L3的电路布局形成了两个单向路径,以提供双向的放电路径。此外,如图3所示,开关元件S7可为N型金属氧化物半导体(metal oxide semiconductor,MOS)晶体管,其中第一端为漏极(drain),第二端为源极(source)。当然也可使用PMOS晶体管,或其他类型的晶体管,如绝缘栅双极型晶体管(insulated-gate bipolartransistor,IGBT)。另外,等效面板电容Cp的X端与Y端的位置可相反,等效面板电容Cp的设计方式,如具有X端与Y端,并不限定于此。
电压箝制电路的开关元件S1-S4的连接如下。开关元件S1的漏极电连接到一电源电压(source voltage)Vs,开关元件S1的源极电连接到等效面板电容Cp的X端,而开关元件S2的漏极电连接到等效面板电容Cp的X端,开关元件S2的源极接地。同样地,开关元件S3的漏极电连接到电源电压Vs,开关元件S3的源极电连接到等效面板电容Cp的Y端,而开关元件S4的漏极电连接到等效面板电容Cp的Y端,开关元件S4的源极电连接到接地端(ground)。如同开关元件S7,开关元件S1-S4可为任何类型的晶体管。此外,电源电压Vs与接地端仅为可使用的电源供电的实例,亦可使用其他可能实施的电源供电。
如前所述,充/放电电路提供两个单向的放电路径,以使等效面板电容Cp一端的电能流向另一端,此提供有效的能源回收。
第一路径如下:
等效面板电容Cp的X端-->L2-->D3-->S7-->D6-->L3-->等效面板电容Cp的Y端;
第二路径如下:
等效面板电容Cp的Y端-->L3-->D4-->S7-->D5-->L2-->等效面板电容Cp的X端;
此两路径为两个单向的放电路径,使得多余的电能自等效面板电容Cp的X端流向Y端,或从等效面板电容Cp的Y端流向X端,以实现有效的能源回收。
请参阅图4;图4为图3等离子体显示面板驱动电路300的电压大小的示意图以及分别控制开关元件S1、S2、S3、S4、S7的控制信号M1、M2、M3、M4、M7的示意图。图4中的水平轴代表时间,而垂直轴代表电压大小。需注意的是,当控制信号为高电位时,可导通(形成闭路)相对应的开关元件,以使电流通过;而当控制信号为低电位时,不导通(形成开路)相对应的开关元件,因此电流无法流通。电压变化曲线404所呈现的为等效面板电容Cp的X端的电压值(如虚线所示)与Y端的电压值(如实线所示),而电压变化曲线402所呈现的为等效面板电容Cp上的电压值,也就是,Y端的电压值减去X端的电压值。等效面板电容Cp的X端与Y端电压的上升斜率与下降斜率由电感L2与L3的电感值所控制,电压箝制电路的开关元件S1-S4控制输入电压从电源电压Vs流至等效面板电容Cp的X端与Y端,开关元件S7控制等效面板电容Cp的X端与Y端之间的能源回收。
当导通开关元件S1与S4(提供高电位)时,电流可流经开关元件S1与S4,此时开关元件S2与S3处于不导通的状态(提供低电位),因此等效面板电容Cp的X端的电压为Vs,而Y端的电压为零伏(相当于接地),等离子体显示面板的显示单元也因此被点亮。此时等效面板电容Cp上的电压为(-Vs),换句话说,等效面板电容Cp上的电压为(0-Vs)。相反地,当开关元件S1-S4的状态皆相反时,等效面板电容Cp上的电压为(+Vs),也就是,(Vs-0)。本发明中,当开关元件S1-S4处于转态期间(transition period),开关元件S7会一直处于导通的状态,以使电荷可从等效面板电容Cp的放电端(discharging side)流向充电端(charging side)。
举例来说,在图4中开关元件S7的第一个脉冲期间,等效面板电容Cp的X端的电荷随着第一路径(L2-D3-S7-D6-L3)流向等效面板电容Cp的Y端,因此可减少电源电压Vs对等效面板电容Cp的Y端充电所需的电能。同样地,在开关元件S7的第二个脉冲期间,等效面板电容Cp的Y端的电荷随着第二路径(L3-D4-S7-D5-L2)流向等效面板电容Cp的X端,因此也可以实现能源回收的功效.通过这样的方式,本发明仅利用一个开关元件,即可实现双向的能源回收路径。以上所述为本发明其中一种可实施的方式,其他任何可实现相同功效的方式亦为本发明的范畴。
请参阅图5;图5为本发明第二实施例的等离子体显示面板驱动电路500的示意图.等离子体显示面板驱动电路500大致上与图3中的等离子体显示面板驱动电路300相同,不同之处在于图5多了电阻R2、R3,分别与电感L2、L3并联,此实施例可具有较好的阻尼(damping),以维持良好的波形.
请参阅图6;图6为本发明第三实施例的等离子体显示面板驱动电路600的示意图。如同此前介绍的各种实施例,等离子体显示面板驱动电路600包含一等效面板电容Cp、四个开关元电S1-S4以及一充/放电电路。等效面板电容Cp包含一X端与一Y端,开关元件S1-S4为电压箝制电路的部分电路,充/放电电路包含一开关元件S7、四个二极管D3-D6,不同之处在于此实施例使用了六个电感L2-L7,而非两个电感L2、L3。
图6中充/放电电路各元件的连接方式大致上与此前所述的实施例相同,仅有以下的不同点。电感L4电连接到电感L2的第二端以及二极管D3的阳极之间;电感L5电连接到二极管D4的阳极与电感L3的第一端之间;电感L6电连接到电感L2的第二端与二极管D5的阴极之间;电感L7电连接到二极管D6的阴极与电感L3的第一端之间。此实施例中开关元件S7、二极管D3-D6以及电感L2-L7的配置方式可提供两个单向的放电路径,以实现双向放电路径的需求。
关于图6中的充/放电电路,如同的前的实施例,提供了两个单向的放电路径,以使得位于等效面板电容Cp一端的电荷流至另一端。
第一路径如下:
等效面板电容Cp的X端-->L2-->L4-->D3-->S7-->D6-->L7-->L3-->等效面板电容Cp的Y端;
第二路径如下:
等效面板电容Cp的Y端-->L3-->L5-->D4-->S7-->D5-->L6-->L2-->等效面板电容Cp的X端;
此两路径为两个单向的放电路径,使得多余的电能自等效面板电容Cp的X端流向Y端,或从等效面板电容Cp的Y端流向X端,以实现有效的能源回收。
本发明所提供的所有实施例中,有两个共同特色。第一,充/放电电路仅包含一个开关元件S7,且可提供两个放电路径。第二,可通过所使用的电感的电感值来控制等效面板电容Cp的X端与Y端电压的上升斜率与下降斜率。
相较于先前技术,本发明利用单一开关元件来实现双向放电的能源回收电路。
以上所述仅为本发明的优选实施例,凡依本发明权利要求所进行的等效变化与修改,皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (13)

1. 一种等离子体显示面板的驱动电路,包含:
一等效面板电容,具有一第一端与一第二端;
一充/放电电路,与该等效面板电容并联,该充/放电电路包含:
一第一电感,其第一端电连接到该等效面板电容的第一端;
一第一二极管,其阳极电连接到该第一电感的第二端;
一第二二极管,其阴极电连接到该第一二极管的阴极;
一第二电感,其第一端电连接到该第二二极管的阳极,第二端电连接到该等效面板电容的第二端;
一第三二极管,其阴极电连接到该第一电感的第二端;
一第四二极管,其阳极电连接到该第三二极管的阳极,阴极电连接到该第二电感的第一端;及
一第一开关元件,电连接到该第一二极管的阴极与该第三二极管的阳极之间;及
一电压箝制电路,与该等效面板电容并联。
2. 如权利要求1所述的驱动电路,其中该充/放电电路还包含:
一第三电感,与该第一二极管串联;
一第四电感,与该第二电感串联;
一第五电感,与该第三二极管串联;及
一第六电感,与该第二电感串联。
3. 如权利要求1所述的驱动电路,其中该充/放电电路还包含一第一电阻,与该第一电感并联。
4. 如权利要求1所述的驱动电路,其中该充/放电电路还包含一第二电阻,与该第二电感并联。
5. 如权利要求1所述的驱动电路,其中该第一开关元件为一P型金属氧化物半导体晶体管或一N型金属氧化物半导体晶体管。
6. 如权利要求1所述的驱动电路,其中该第一开关元件为一绝缘栅双极型晶体管。
7. 如权利要求1所述的驱动电路,其中该电压箝制电路包含:
一第二开关元件,电连接到一具有第一电压的电压源与该等效面板电容的第一端之间;
一第三开关元件,电连接到一具有第二电压的电压源与该等效面板电容的第一端之间;
一第四开关元件,电连接到一具有第三电压的电压源与该等效面板电容的第二端之间;及
一第五开关元件,电连接到一具有第四电压的电压源与该等效面板电容的第二端之间。
8. 如权利要求7所述的驱动电路,其中该第一电压的电压值大于该第二电压的电压值。
9. 如权利要求7所述的驱动电路,其中该第三电压的电压值大于该第四电压的电压值。
10. 如权利要求7所述的驱动电路,其中该第一电压的电压值与该第三电压的电压值不相同。
11. 如权利要求7所述的驱动电路,其中该第一电压的电压值与该第三电压的电压值相同。
12. 如权利要求7所述的驱动电路,其中该第二电压的电压值与该第四电压的电压值不相同。
13. 如权利要求7所述的驱动电路,其中该第二电压的电压值与该第四电压的电压值相同。
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