CN1313994C - 驱动等离子体显示板的装置和方法 - Google Patents

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Abstract

等离子体显示板驱动装置包括：第一信号线和第二信号线，它们分别用于提供第一电压和第二电压；以及第一电感器和第二电感器，它们都与平板电容器的一端相连。第一电流通路由平板电容器经第二电感器到第二信号线形成，用以将平板电容器的电压从第一电压变为第二电压。形成第二电流通路，用以在将平板电容器的电压维持在第二电压的同时，将流入第二电感器的电流回收到第一信号线中。第三电流通路由第一信号线经第一电感器到平板电容器形成，同时回收流入第二电感器的电流，由此将平板电容器电压从第二电压增大到第一电压。形成第四电流通路，用以在将平板电容器的电压维持在第一电压的同时，将流入第一电感器的电流回收到第一信号线中。

Description

驱动等离子体显示板的装置和方法
技术领域
本发明涉及一种驱动等离子体显示板的装置和方法。更具体地说，本发明涉及等离子体显示板的驱动器电路。
背景技术
近年来，例如液晶显示器(LCD)、场发射显示器(FED)、等离子体显示板(PDP)等的平板显示器已得到积极发展。在高亮度、高发光效率和宽视角方面，PDP比其他平板显示器更有优势，因此，有利的是制造大于40英寸的大型屏幕作为传统阴极射线显象管(CRT)的替代品。
PDP是一种利用气体放电产生的等离子体来显示符号或图象的平板显示器，根据它的尺寸，它包括几十到几百万个以上的排列成矩阵图形的像素。根据它的放电单元结构和驱动电压波形，可将PDP分成直流(DC)型和交流(AC)型。
DC PDP其电极暴露于放电空间，在施加电压时允许DC流过放电空间。这就需要电阻来限制电流。相反，AC PDP具有用介电层覆盖的电极，所述介电层天然构成电容部件来限制电流，并在放电期间保护电极不受离子冲击。在寿命方面AC PDP优于DC PDP。
一般而言，AC PDP的驱动方法包括：重置(初始化)步骤、寻址(写入)步骤、持续放电步骤和擦除步骤。
在重置步骤中，为了容易实施后面进行的单元寻址操作，要对每个单元进行初始化。在写入步骤中，在显示板中选定的“启用”状态单元(即寻址的单元)上形成壁电荷。在维持步骤中，产生放电，在寻址的单元上真实地显示图像。在擦除步骤中，擦除单元上的壁电荷，以终止维持放电。
在AC PDP中，地址电极、维持电极、以及扫描电极之间的平板用作电容负载，因此该平板被称为平板电容器(panel capacitor)。由于平板电容器的电容，为了利用一种波形进行寻址或维持放电，必需要求无功功率。回收无功功率和对它进行重新使用的电路被称为“功率回收电路”，其中某些是由L.F.Weber在美国专利4866349和美国专利5081400中建议的。
但是，在传统功率回收电路中，由于存在开关的接通损耗和诸如回收过程中的切换损耗之类的电路自身损耗，因此不能实现100％的能量回收。于是，不能通过利用开关执行会产生功率损耗的硬性切换，将地址电压和维持放电电压变为预期电压。此外，为了降低寻址速度，地址电压的升/降时间会增加。
发明概述
按照本发明的一个方面，提供了一种用于驱动PDP的装置，它包括：第一电感器和第二电感器；第一、第二和第三开关；以及第一、第二和第三二极管。第一开关和第一二极管串连连接在第一电源和第二电源之间，第一电源用于提供第一电压，而第二电源用于提供第二电压。第一开关和第一二极管之间的连接点与平板电容器的一端相接。第一电感器和第二电感器每个都具有一个与第一开关和第一二极管之间的连接点并联的接线端。第二开关连接在第一电源和第一电感器的另一接线端之间。第三开关连接在第二电感器的另一接线端和第二电源之间。第二二极管连接在第一电源和第二电感器的另一接线端之间，第三二极管连接连接在第一电感器的另一接线端和第二电源之间。
按照本发明的另一个方面，提供了一种驱动PDP的装置，它包括：第一信号线和第二信号线，它们分别用于提供第一电压和第二电压；第一电感器和第二电感器，它们都与平板电容器的一端耦合。
第一电流通路由平板电容器通过第二电感器到第二信号线构成，用以将平板电容器的电压从第一电压降到第二电压。形成第二电流通路，用以在平板电容器的电压维持在第二电压时，将流到第二电感器的电流回收到第一信号线中。第三电流通路是由第一信号线经第一电感器到平板电容器构成的，同时回收流到第二电感器的电流，由此将平板电容器的电压从第二电压增大到第一电压。形成第四电流通路，用以在将平板电容器的电压维持在第一电压的同时，将流到第一电感器的电流回收到第一信号线中。
第一电流通路中流入第二电感器的电流由于平板电容器与第二电感器之间的谐振变化而具有1/4正弦波周期。同样，第三电流通路中流到第一电感器的电流因平板电容器与第一电感器之间的谐振变化而具有1/4正弦波周期。
按照本发明的另一个方面，提供了一种驱动PDP的方法。依照该方法，通过利用与平板电容器耦合的第一电感器的LC谐振，将充至第一电压的平板电容器电压变为第二电压。在将流入第一电感器的电流回收到用于提供第一电压的第一电源的同时，平板电容器的端电压维持第二电压。然后通过利用与平板电容器耦合的第二电感器的LC谐振，将平板电容器的电压变为第一电压，同时将流入第一电感器的电流回收到第一电源中。在平板电容器的端电压维持在第一电压的同时，将流入第二电感器的电流回收到第一电源。
附图说明
将附图结合进来构成本说明书的一部分，它示出了本发明的实施例，并连同说明书一起用于全面地解释本发明的原理。
图1是依照本发明实施例的PDP的示意图。
图2是依照本发明实施例的功率回收电路的电路图。
图3A、3B、3C和3D是表示依照本发明实施例的各功率回收电路模式的电流通路的示意图。
图4是依照本发明实施例的功率回收电路的时序图。
优选实施例的详细说明
在以下详细描述中，仅简单地通过举例说明实施本发明的最佳模式的方式示出并描述了本发明的优选实施例。本领域普通技术人员能认识到，在不脱离本发明的情况下，可从各个显而易见的方面对本发明作出改进。因此，要实质上将这些附图和说明看做是说明性的，而不是限制性的。
图1描述了依照本发明实施例的PDP，其中PDP包括：等离子体板100，地址驱动器200，扫描/维持驱动器300，以及控制器400。
等离子体板100包括：多个按列排列的地址电极A1到Am，多个按行交替排列的扫描电极Y1到Yn和维持电极X1到Xn。控制器400接收到外部图像信号(即视频信号)，产生寻址驱动控制信号和维持放电控制信号，并分别将这些信号提供给地址驱动器200和扫描/维持驱动器300。
地址驱动器200从控制器400接收到寻址驱动控制信号，将显示数据信号提供给各地址电极，以选择要显示的放电单元。扫描/维持驱动器300从控制器400接收维持放电控制信号，并将维持脉冲电压交替地提供给扫描和维持电极，以便维持所选放电单元上的放电。地址驱动器200和扫描/维持驱动器300每个都包括回收无功功率并重新利用该功率的驱动器电路(即功率回收电路)。
下面参照图2到4描述依照本发明实施例的地址驱动器200中包含的功率回收电路210。
如图2所示，依照本发明实施例的功率回收电路210通过寻址驱动IC(未示出)与平板电容器Cp的一个电极耦合。
施加给平板电容器Cp的另一电极的第一电压与通过功率回收电路210施加的第二电压协同作用，一起用于选择放电单元，在图2中假设第一电压为地电压0V。
在以下讨论中省略掉了寻址驱动IC，假设功率回收电路与平板电容器Cp耦合。
功率回收电路210包括电感器L1和L2、开关S1、S2和S3、以及二极管D1、D2和D3。尽管将开关S1、S2和S3指定为图2中的MOSFET，但它们并不具体限于MOSFET，而是可以包括能执行相同或类似功能的任何开关。优选的是，这些开关具有诸如半导体集成电路的pn结分离结构之类的体(body)二极管。
开关S1和二极管D1串联连接在提供地址电压Va的电源VA与接地接线端0之间。开关S1与二极管D1之间的连接点与平板电容器Cp耦合。开关S2和电感器L1串联连接在电源VA与开关S1和二极管D1间的连接点之间。电感器L2和开关S3串联连接在该连接点与接地接线端0之间。
二极管D2耦合在电源VA和电感器L2与开关S3间的连接点之间。二极管D3耦合在开关S2和电感器L1间的连接点与连接点接线端0之间。
功率回收电路210还包括二极管D4和D5，它们分别设置在开关S2与电感器L1的电流通路上和开关S3和电感器L2的电流通路上。二极管D4和D5中断了由开关S2和S3的体二极管引起的电流通路。
下面参照图3A、3B、3C、3D和4描述依照本发明一个实施例的功率回收电路210的操作变化。该操作按照由开关S1、S2和S3控制的四种模式的顺序进行。在此，当开关S2或S3接通时，所谓的“LC谐振”现象不是连续振荡，而是由于电感器L和平板电容器Cp的组合而引起的电压和电流变化。
在本发明的该实施例中，假设在启动模式1之前，开关S1“接通”，开关S2和S3“断开”，由此将平板电容器Cp的端电压Vp维持在地址电压Va。还假定电感器L1、L2的电感分别为La1和La2。
参照图3A和4，在模式1(M1)中，开关S1断开，开关S3接通，形成包括平板电容器Cp、二极管D5、电感器L2以及开关S3的电流通路。由于平板电容器Cp和电感器L2的存在，在该电流通路中会有LC谐振电流流动。该谐振电流增大了流入电感器L2的电流IL2，从而将电能存储在电感器L2内，于是平板电容器Cp的端电压Vp从地址电压Va降到0V。也就是说，将平板电容器Cp内的电能储存在电感器L2中。
在模式2(M2)中，当平板电容器的端电压Vp降到地电压时，开关S3断开。随着开关S3断开，如图3B所示，流到电感器L2的电流IL2沿着包括二极管D1、二极管D5、电感器L2和二极管D2的电流通路流动，其呈线性降低，斜率为Va/L2。也就是说，电感器L2中存储的电能被回收至电源VA中，而平板电容器Cp的端电压Vp维持在0V。
参照图3C，在模式3(M3)中，开关S2接通，同时流到电感器L2的电流IL2减小。于是形成了包括开关S2、电感器L1、二极管D4、和平板电容器Cp的电流通路，这样由于平板电容器Cp和电感器L1的存在，引起LC谐振电流流动。该谐振电流增大了流入电感器L1的电流IL1，从而将电能存储在电感器L1中，由此将平板电容器Cp的端电压Vp从0V增到地址电压Va。
流到电感器L2的电流IL2不断流入电源VA，直至它达到0A，这样将电感器L2内存储的电能回收到电源VA中。
参照图3D和4，在模式4(M4)中，开关S2断开，开关S1接通，同时平板电容器Cp的端电压Vp增到电源电压VA。随着开关S1接通，形成了包括地址电压Va、开关S1和平板电容器Cp的电流通路。于是将平板电容器Cp的端电压Vp维持在地址电压Va。
当开关S2关断而平板电容器Cp的端电压Vp达到地址电压Va时，开关S1的体二极管导通。于是流到电感器L1的电流IL1沿着包括二极管D3、电感器L1、二极管D4以及开关S1的体二极管的通路流动，它线性地降低到0A，斜率为Va/L1。也就是说，电感器L1中存储的电能被回收到电源VA中。
接着，重复模式1到4的过程，从而让平板电容器Cp的端电压在地址电压Va和地电压之间反复切换。
依照本发明，当流到电感器L1和L2的电流从0A增到最大值时，由于LC谐振的存在，使平板电容器Cp的端电压Vp发生变化。另外，在电感器的电流彻底降完之前，平板电容器Cp的端电压Vp都在增大。也就是说，利用1/4谐振改变了平板电容器Cp的端电压Vp。与利用半谐振的传统电路相比，这能保证高速寻址。另外，不管功率回收率如何，都能将端电压Vp完全升到地址电压，或者让它降低到地电压。
电感器L1和L2中存储的电能被回收到地址电压源Va中，这不会引起环流。平板电容器Cp充电和放电过程中的谐振路径彼此分离，这减少了地址电压的升/降时间。这还能让升高时间与下降时间不同。
虽然已经结合目前认为最实际和优选的实施例描述了本发明，但要理解的是，本发明并不限于这些公开的实施例，相反，其试图覆盖由所附权利要求的精神和范围内包含的各种改进和等效方案。

Claims (19)

1.一种驱动等离子体显示板的装置，该显示板包括：多个地址电极，成对设置的多个扫描电极和多个维持电极，在地址电极、扫描电极和维持电极中间形成的平板电容器，该装置包括：
第一开关和第一二极管，它们串联连接在提供第一电压的第一电源和提供第二电压的第二电源之间，第一开关与第一二极管之间的连接点与平板电容器的一端耦合；
第一电感器和第二电感器，每个电感器都让它们的一端与第一开关和第一二极管间的连接点连接；
第二开关，其连接在第一电源和第一电感器的另一接线端之间；
第三开关，其连接在第二电感器的另一接线端与第二电源之间；
第二二极管，其连接在第一电源与第二电感器的另一接线端之间；
第三二极管，其连接在第一电感器的另一接线端与第二电源之间。
2.根据权利要求1所述的装置，其还包括：
第四二极管，其耦合在第一电感器与平板电容器之间；以及
第五二极管，其耦合在平板电容器与第二电感器之间。
3.根据权利要求1所述的装置，其中第一电压是地址电压，而第二电压是地电压。
4.根据权利要求1所述的装置，其中第一开关是体二极管。
5.一种驱动等离子体显示板的装置，该显示板包括：多个地址电极，成对设置的多个扫描电极和多个维持电极，在地址电极、扫描电极和维持电极中间形成的平板电容器，该装置包括：
第一信号线和第二信号线，它们分别用于提供第一电压和第二电压；以及
第一电感器和第二电感器，它们与平板电容器的一端耦合，
其中，由平板电容器经第二电感器到第二信号线形成第一电流通路，用以将平板电容器的电压从第一电压降低到第二电压，
其中形成第二电流通路，用以在将平板电容器的电压维持在第二电压时，将流到第二电感器的电流回收到第一信号线中，
其中由第一信号线经第一电感器到平板电容器形成第三电流通路，用以在对流入第二电感器的电流进行回收的同时，将平板电容器的电压从第二电压增大到第一电压，以及
其中形成第四电流通路，用以在将平板电容器的电压维持在第一电压的同时，将流入第一电感器的电流回收到第一信号线中。
6.根据权利要求5所述的装置，其中利用平板电容器与第二电感器之间的谐振，将第一电流通路中流入第二电感器的电流变为具有1/4正弦波周期。
7.根据权利要求5所述的装置，其中利用平板电容器与第一电感器之间的谐振，将第三电流通路中流入第一电感器的电流变为具有1/4正弦波周期。
8.根据权利要求5所述的装置，其中当流入第一电感器和第二电感器的电流分别处于最大值时，平板电容器的端电压达到第一电压和第二电压。
9.根据权利要求5所述的装置，其还包括：
第一开关，其连接在第一电感器与第一信号线之间；以及
第二开关，其连接在第二电感器与第二信号线之间，
其中分别在第二开关和第一开关接通时，形成第一电流通路和第三电流通路。
10.根据权利要求9所述的装置，其还包括：
第一二极管，其形成在第二信号线与第二电感器的一端之间；以及
第二二极管，其形成在第二电感器的另一接线端与第一信号线之间，
第二电流通路是借助第一和第二二极管形成的。
11.根据权利要求9所述的装置，其还包括：
第一二极管，其形成在第二信号线与第一电感器的一端之间；
第二二极管，其形成在第一电感器的另一接线端和第一信号线之间；
其中第四电流通路是借助第一二极管和第二二极管形成的。
12.根据权利要求11所述的装置，其还包括：
第三开关，其具有第二二极管作为体二极管，
其中当第三开关接通时，平板电容器维持在第一电压。
13.根据权利要求5所述的装置，其中第一电压是地址电压，而第二电压是地电压。
14.一种驱动等离子体显示板的方法，所述显示板包括：多个地址电极，成对设置的多个扫描电极和多个维持电极，在地址电极、扫描电极和维持电极中间形成的平板电容器，该方法包括以下步骤：
(a)利用与平板电容器相耦合的第一电感器的LC谐振，将平板电容器的电压从第一电压变为第二电压；
(b)将平板电容器的端电压维持在第二电压，同时将流到第一电感器的电流回收到提供第一电压的第一电源中；
(c)利用与平板电容器相耦合的第二电感器的LC谐振，将平板电容器的电压变为第一电压，同时将流到第一电感器的电流回收到第一电源中；以及
(d)将平板电容器的端电压维持在第一电压，同时将流到第二电感器的电流回收到第一电源中。
15.根据权利要求14所述的方法，其中，当平板电容器的电压达到第二电压时，流到第一电感器的电流最大，以及
其中当平板电容器的电压达到第一电压时，流到第二电感器的电流最大。
16.根据权利要求14所述的方法，其中步骤(a)还包括以下步骤：
切换连接在第一电感器和提供第二电压的第二电源之间的第一开关，以形成LC谐振，以及
其中步骤(c)还包括以下步骤：
切换连接在第二电感器与第一电源之间的第二开关，以形成LC谐振。
17.根据权利要求14所述的方法，其中步骤(b)还包括以下步骤：
利用一个电流通路回收流入第一电感器的电流，所述电流通路包括用于提供第二电压的第二电源、第一电感器和第一电源，
其中步骤(d)还包括以下步骤：
利用一个电流通路回收流入第二电感器的电流，所述电流通路包括第二电源、第二电感器和第一电源。
18.根据权利要求14所述的方法，其中步骤(d)还包括以下步骤：
通过切换连接在平板电容器与第一电源之间的开关，将平板电容器的端电压维持在第一电压。
19.根据权利要求14所述的方法，其中第一电压是地址电压，而第二电压是地电压。
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