CN1624744A

CN1624744A - 用于产生显示板的斜坡复位波形的装置及其设计方法

Info

Publication number: CN1624744A
Application number: CNA2004101003291A
Authority: CN
Inventors: 姜正一; 金荣善; 卢政煜
Original assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Current assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Priority date: 2003-12-05
Filing date: 2004-12-06
Publication date: 2005-06-08
Anticipated expiration: 2024-12-06
Also published as: KR100553906B1; US20050140590A1; JP2005173596A; US7327331B2; CN100481170C; KR20050054555A

Abstract

一种在用于显示板的显示板驱动装置中的斜坡复位波形产生装置，包括：电流源，它通过电流源的第一端连接到显示板的第一电极维持电路，并且产生对应于预定的参考电流的电流；第一转换单元，它在电流源的第二端和显示板的第一电极端之间转换电流；第二转换单元，它在电流源的第二端和显示板的第二电极端之间转换电流，其中，在复位时期中，通过按照预定的转换次序经由在电流源中产生的电流的显示板的充电和放电处理来在第一电极端和第二电极端中产生斜坡复位波形。

Description

用于产生显示板的斜坡复位波形的装置及其设计方法

技术领域

本发明涉及一种显示板驱动装置及其设计方法，具体涉及有效地产生等离子体显示板的斜坡复位波形的显示板的斜坡复位波形产生装置及其设计方法。

背景技术

一般，等离子体显示板(PDP)是平板显示器，用于使用由气体放电产生的等离子体来显示字符和图像。根据PDP的大小，范围从几十万到超过百万的像素以矩阵形式被排列。

在美国专利第4,866,349号中说明了PDP驱动电路的基本操作。

PDP的驱动系列被划分为复位时期、地址放电时期和维持放电时期。在复位时期中，所有的单元被充电，并且同时，消除壁电荷以便消除显示历史。在地址放电时期中，从通过组合行/列电极形成的矩阵来选择放电单元，以便形成地址放电。在维持放电时期中，仅仅在形成壁电荷的单元中重复执行维持放电和能量恢复以显示图像。

具体而言，复位时期包括：壁电荷消除时期，对于它，在结束前一个场的维持放电后剩余的壁电荷被消除；壁电荷重新排列时期，用于初始化所述板以用于当前场的寻址。

用于在PDP板中的复位的波形包括指数波形、方波波形、斜坡波形等。使用方波波形脉冲来复位具有优点：驱动电路的实现是很简单的。但是，由于强的放电产生而导致反差比的质量变差。使用指数波形来复位具有其他的缺点：复位时间长，并且难于实现最佳复位。因为通过经由电阻器充电板的电容而执行指数波形的复位，因此由于由电阻器消耗的功率而产生热量和使得效率变差。

斜坡波形复位补偿这些问题，现在最广泛地用于在PDP驱动电路中的复位功能。

图1是使用斜坡波形来实现复位功能的交流电(AC)PDP驱动系统的现有技术结构的示意图，图2示出了被施加到PDP的电极X和Y的驱动波形。

图1所示的斜坡电路A、B和C的操作一般相同，并且除了具有辅助目的的器件之外，可以被图解在图3中。

板的电容被表示为C_P，假定C_P两端的初始电压是0V。电源V₊确定斜坡波形的最后值，诸如V_E或V_SET。电源V₊仅仅确定斜坡的最后值，并且与斜坡波形的产生无关。电源V₊在施加斜坡产生信号V_G前对电容器C_R充电。如果电压被施加到V_G，则电流i_R的一部分流入MOSFET M_R的栅极，并且提高栅极-源极电压V_GS。电流i_R的剩余部分流入电容器C_R。一旦足够的电荷已经累积在M_R的栅极中并且V_GS超过阈值电压V_TH，则M_R退出截止状态，并且电流i_D开始迅速增加和可以被表示为二次函数。此时，全面地执行C_P的充电。一旦C_P被电流i_D-i_R充电的速率等于由电流i_R-i_G对C_R充电的速率，则V_GS将保持平衡。如果V_GS保持平衡，则M_R的漏极电流i_D被保持，并且同时，在电路上的其他电流被保持以便C_P两端的电压线性增加。如果漏极电流i_D暂时增加并且C_P的充电速率比C_R的放电速率更快，则V_GS将降低并且漏极电流i_D将再次降低，以便降低C_P的电压增加的速率。而且，如果V_GS降低，则流入C_R的电流将提高，并且C_R的放电速率将提高，以便C_P和C_R两端的电压的速率改变被维持为相同。电阻器R_G的值确定V_GS的正常状态值，并且通过调整电阻器R_G，可以调整C_P两端的电压波形的斜率。

在图3的电路结构中，MOSFET M_R不作为开关器件工作，而作为压控电流源工作，压控电流源扮演可变电阻的角色。因此，由于热产生而使效率变差，并且需要散热板。另外，对于每个斜坡波形分配斜坡产生电路，并且需要各个电源来用于不同的斜坡波形的最后值。因此，系统结构复杂，这提高了制造材料的成本。

发明内容

本发明提供了一种斜坡复位波形产生装置及其设计方法，斜坡复位波形产生装置用于通过使用一个电流源和两个开关器件来在显示板中产生斜坡复位波形。

按照本发明的一个方面，在用于显示板的显示板驱动装置中的斜坡复位波形产生装置包括：电流源，它通过电流源的第一端连接到显示板的第一电极维持电路，并且产生对应于预定的参考电流的电流；第一转换单元，它在电流源的第二端和显示板的第一电极端之间转换电流；和第二转换单元，它在电流源的第二端和显示板的第二电极端之间转换电流，其中，在复位间隔中，通过按照预定的转换次序经由在电流源中产生的电流的显示板的充电或放电处理来在显示板的第一电极端和显示板的第二电极端中产生斜坡复位波形。

按照本发明的另一个方面，一种用于设计在显示板的显示板驱动装置的复位间隔中使用的多个斜坡复位波形产生装置的方法，包括：布置用于产生对应于参考电流的电流的电流源和用于确定在显示板驱动装置的电路级中的、在电流源中产生的电流路径的多个开关装置；确定电流路径，以便在预定的斜坡波形产生间隔期间，通过按照预定的转换次序在电流源中产生的电流发生显示板的充电或放电，以便在显示板的第一或第二电极中产生斜坡电压。

附图说明

通过参照附图详细说明本发明的例证实施例，本发明的上述和其他特点和优点将会变得更加清楚，其中：

图1是按照现有技术的等离子体显示板驱动系统的结构的示意图；

图2示出了通过斜坡波形执行复位的等离子体显示板的X和Y电极的驱动波形；

图3是解释图1所示的斜坡电路A、B和C的操作的电路结构的图；

图4是使用按照本发明的显示板的斜坡复位波形产生装置的等离子体显示板驱动系统的图；

图5是被应用到本发明的用于产生参考电流的电路的例证结构的图；

图6是被应用到本发明的使用前向转换器实现的电流源电路的例证结构的图；

图7A、7B和7C是用于用以产生斜坡波形的相应模式的等同电路和电路路径的图。

具体实施方式

在图4中，使用按照本发明的显示板的斜坡复位波形产生装置的显示板驱动系统包括Y电极维持电路410、X电极维持电路420、电流源430、PDP板440和MOSFET开关S₁、S₂和Y_P。

在系统结构中使用一个电流源430和两个MOSFET开关S₁和S₂以在显示板的复位时期中产生每个斜坡波形。

现在说明在图2所示的复位时期中产生斜坡波形A、B和C的操作原理。

1)斜坡A波形产生模式

在这个模式中，板的X电极接地，并且为了从V_S以预定斜率提高Y电极的电压，开关Y₁接通，开关Y₂关闭，开关X₁关闭，开关X₂接通。在这种状态下，开关Y_P关闭，开关S₁接通，并且开关S₂关闭，并且参考电流I_REF(A)(图7A)被施加到电流源430。图7A中对于这种状态示出了等同电路和电流路径。

如果Y电极的电压达到了目标值(例如，V_SET)，则参考电流I_REF(A)被设置为零，以便Y电极的电压不进一步提高。因此，在Y电极中产生的电压具有图2所示的斜坡A的电压波形。斜坡A波形的斜率变为I_REF(A)/C_P，并且Y电极的电压增加到V_SET的时间是V_SC_P/I_REF(A)。

2)斜坡B波形产生模式

在这个模式中，开关X₁接通，并且X电极的电压被固定为V_S，并且剩余的维持开关Y₁、Y₂和X₂关闭。当开关S₁关闭时，开关Y_P接通，开关S₂接通，并且参考电流I_REF(B)(图7B)被施加到电流源430。然后，使用图7B所示的电流路径通过Y电极将板放电。

因此，当板的X电极被固定到V_S时，Y电极的电压具有从V_S到零的具有预定斜率的斜坡B波形。此时，斜坡B波形的斜率是I_REF(B)/C_P，并且Y电极的电压变为零的时间是V_SC_P/I_REF(B)。

3)斜坡C波形产生模式

在这个模式中，开关Y₂接通，并且板的Y电极保持接地，并且剩余的维持开关Y₁、X₁和X₂关闭。在这个状态下，开关Y_P和S₂接通，开关S₁关闭，参考电流I_REF(C)(图7C)被施加到电流源430。然后，电流流过图7C所示的路径，并且X电极的电压变为从零线性增加的斜坡C波形。如果X电极的电压变为目标电压(例如，V_E)，则电流I_REF(C)被设置为零，以便在X电极的电压停止增加。斜坡C波形的斜率是I_REF(C)/C_P，并且X电极的电压变为V_E的时间是V_SC_P/I_REF(C)。

如上述的电路操作所示，在复位时期中在PDP板440的X或Y电极产生斜坡波形A、B和C。

在剩余的时期中，除了复位时期之外，斜坡波形是不必要的。因此，为了防止斜坡波形产生电路影响显示板驱动电路，开关S₁和S₂关闭并且开关Y_P接通。

因为开关S₁仅仅在斜坡A波形产生模式中接通，因此在传统的斜坡产生电路中施加的斜坡A产生信号V_A用于驱动所述开关。因为开关S₂在斜坡B波形产生模式和斜坡C波形产生模式中接通，因此斜坡产生信号V_B和V_C的“或”操作用于驱动所述开关。

为了通过使用一个电流源430产生具有不同斜率的斜坡波形A、B和C，使用对应于各个斜率的模拟参考电流I_REF(A)、I_REF(B)和I_REF(C)。

图5示出了用于产生模拟参考电流的具体电路。

如图5所示，用于产生模拟参考电流的电路包括加权加法器510和减法器520。

斜坡产生信号V_A、V_B和V_C分别驱动在图1中所示的传统显示板驱动电路中的斜坡电路A、B和C。在本发明中，如图5所示，其为V_A、V_B和V_C的“非”值的/V_A、/V_B和/V_C作为输入被施加到参考电流电路。而且，作为示例，这些信号的高电平被设置为5V(V_DD)，并且大于V_DD的15V(V_CC)被用作运算放大器的电源。

则，运算放大器A1的输出V_X被表达为方程1：

v_{x} = V_{DD} + \frac{R_{f}}{R_{A}} (V_{DD} - {\overset{&OverBar;}{V}}_{A}) + \frac{R_{f}}{R_{B}} (V_{DD} - {\overset{&OverBar;}{V}}_{B}) + \frac{R_{f}}{R_{C}} (V_{DD} - {\overset{&OverBar;}{V}}_{C}) - - - (1)

在剩余的间隔中，除了复位时期之外，/V_A、/V_B和/V_C被设计为V_DD。因此，在剩余的间隔中，除了复位周期之外，在方程1中的括号中的所有值变为0，并且作为V_DD的相同补偿电压从运算放大器A1被输出。为了去除这个补偿电压，使用减法器520。

减法器520的运算放大器A2的输出I_REF被表达为下面的方程2：

I_{REF} = \frac{R_{f}}{R_{A}} (V_{DD} - {\overset{&OverBar;}{V}}_{A}) + \frac{R_{f}}{R_{B}} (V_{DD} - {\overset{&OverBar;}{V}}_{B}) + \frac{R_{f}}{R_{C}} (V_{DD} - {\overset{&OverBar;}{V}}_{C}) - - - (2)

可以在方程2中看出，如果施加斜坡产生信号，则除了对应于斜坡产生信号的括号项之外的所有剩余括号项变为零，并且仅仅剩余项是仅仅电阻的函数，用于确定对应的斜坡波形的斜率。例如，如果斜坡B产生信号被施加，则运算放大器A2的输出I_REF(B)是V_DDR_F/R_B。因此，通过调整R_B，可以调整用于产生斜坡B波形的参考电流I_REF(B)的值，并且R_A和R_C根本不影响参考电流I_REF(B)的值。同样，分别通过R_A和R_C来独立地确定I_REF(A)和I_REF(C)。反馈电阻R_f公共地影响I_REF(A)、I_REF(B)和I_REF(C)，并且确定参考电流产生电路的增益值。

可以通过使用在其输出端具有电感器的开关转换器电路来容易地实现按照参考电流的特定电流源430。因为电流源430的输出端的任何一个不接地，因此通过变换器分离的开关转换器是优选的。通过使用满足这些条件的前向转换器，可以设计电流源。

图6是通过使用前向转换器实现的电流源电路的结构的图。如图6所示，通过脉冲宽度调制(PWM)控制器来将电感器L₁的平均电流控制到下面的参考电流I_REF。可以通过改变参考电流的持续时间来调整斜坡波形的峰值电压。

按照如上所述的本发明，通过在显示板驱动系统中使用单个电流源和两个转换单元，设计一个电路来产生斜坡复位波形，以便可以简化显示器驱动电路的结构。即，当传统的斜坡复位波形产生装置需要3个斜坡产生电路和产生V_E和V_SET的一个附加的电源，它们确定斜坡电压的最大值，可以通过使用一个电流源和不增加分离信号而改变电流方向的两个转换器件来实现本发明的例证实施例。因此，可以大大地减少部件的数量，则导致成本降低，节省印刷电路板(PCB)空间，并且提高产品的可靠性。

另外，因为在本发明中使用MOSFET器件作为转换器件，因此可以解决像在传统的斜坡产生电路中那样由工作在线性域中的MOSFET器件引起的生热和效率变差的问题。

而且，虽然在电流源的输出端中不使用电容滤波器，但是需要大容量的电容器来用于所述电压。因此，通过使用电流受控开关转换器来实现在本发明中使用的电流源，以便不必像在传统装置中那样使用大容量的电容器，并且可以降低部件的数量和PCB空间。

本发明可以被实现为方法、装置和系统。当它被实现为软件时，本发明的元素是执行必要功能的代码段。程序或代码段可以被存储在处理器可读的记录介质中，或者可以在传输介质或通信网络中在与载波耦合的计算机数据信号中被发送。所述处理器可读介质是可以存储或发送信息的任何介质。所述处理器可读介质的示例包括电子电路、半导体存储器、只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、快闪存储器、EEPROM、软盘、光数据存储器、硬盘、光纤媒体和射频(RF)网络。计算机数据信号包括可以通过电子网络信道、光纤、空气、电场和RF网络被发送的任何信号。

虽然已经参照本发明的例证实施例具体示出和说明了本发明，本领域的技术人员会明白，在不脱离所附的权利要求所限定的本发明的精神和范围的情况下，可以进行形式和细节上的各种改变。

Claims

1.一种在用于显示板的显示板驱动装置中的斜坡复位波形产生装置，包括：

电流源，它通过电流源的第一端连接到显示板的第一电极维持电路，并且产生对应于预定的参考电流的电流；

第一转换单元，它在电流源的第二端和显示板的第一电极端之间转换电流；

第二转换单元，它在电流源的第二端和显示板的第二电极端之间转换电流，

其中，在复位时期中，通过按照预定的转换次序经由在电流源中产生的电流的显示板的充电和放电处理来在显示板的第一电极端和显示板的第二电极端中产生斜坡复位波形。

2.按照权利要求1的斜坡复位波形产生装置，其中设计预定的参考电流，以便独立地调整用于产生多个斜坡波形的不同斜率的多个斜坡产生信号的每个的电平。

3.按照权利要求1的斜坡复位波形产生装置，其中用于产生预定参考电流的电路包括：

加权加法器，它将多个斜坡波形产生信号乘以各自的加权，并且相加多个斜坡波形产生信号；

减法器，它从加权加法器的输出信号减去补偿电压。

4.按照权利要求3的斜坡复位波形产生装置，其中加权加法器包括第一运算放大器和第一电阻器，减法器包括第二运算放大器和第二电阻器。

5.按照权利要求1的斜坡复位波形产生装置，其中通过以变换器分离的开关转换器电路来实现电流源。

6.按照权利要求5的斜坡复位波形产生装置，其中，以预定的转换次序来设置电流路径，以便在复位时期中的显示板的第一电极端的上升的斜坡波形产生时期中，通过第一电极维持电路来向显示板的第一电极端施加预定的电压；当通过第二维持电路来将显示板的第二电极端接地时，第一转换单元被接通以允许电流流动，并且第二转换单元被关闭；和与由电流源提供到显示板的第一电极端的电流成比例地充电显示板，以便显示板的第一电极端电压线性增加。

7.按照权利要求5的斜坡复位波形产生装置，其中，以预定的转换次序来设置电流路径，以便在显示板的第一电极端的下降的斜坡波形产生时期中，当通过第二维持电路来将显示板的第二电极端保持在预定电压时，第一转换单元被关闭，并且第二转换单元被接通以允许电流流动，并且与由电流源提供的电流成比例地通过显示板的第一电极端来将显示板放电，以便显示板的第一电极端电压线性下降。

8.按照权利要求5的斜坡复位波形产生装置，其中，以预定的转换次序来设置电流路径，以便在复位时期中的显示板的第二电极端的上升的斜坡波形产生时期中，当通过第一维持电路来将显示板的第一电极端接地时，第一转换单元被关闭，并且第二转换单元被接通以允许电流流动，并且与由电流源提供的电流成比例地充电显示板，以便显示板的第二电极端电压线性增加。

9.一种用于设计在显示板的显示板驱动装置的复位间隔中使用的多个斜坡复位波形产生装置的方法，该设计方法包括：

布置用于产生对应于参考电流的电流的电流源和用于确定在显示板驱动装置的电路级中在电流源中产生的电流路径；

确定电流路径，以便在预定的斜坡波形产生间隔期间，通过按照预定的转换次序在电流源中产生的电流发生显示板的充电或放电，以便在显示板的第一或第二电极中产生斜坡电压。

10.按照权利要求9的设计方法，其中，设计参考电流，以便独立地调整用于产生多个斜坡波形的不同斜率的多个斜坡产生信号的每个的电平。

11.按照权利要求9的设计方法，其中通过以变换器分离的开关转换器电路来实现电流源。

12.按照权利要求9的设计方法，其中，以预定的转换次序来设置电流路径，以便在复位时期中的显示板的第一电极端的上升的斜坡波形产生时期中，当向显示板的第一电极施加预定电压并且显示板的第二电极接地时，与由电流源提供到显示板的第一电极端的电流成比例地充电显示板，以便显示板的第一电极端电压线性增加。

13.按照权利要求9的设计方法，其中，以预定的转换次序来设置电流路径，以便在复位时期中显示板的第一电极端的下降的斜坡波形产生时期中，当将显示板的第二电极端保持在预定电压时，与由电流源提供的电流成比例地通过显示板的第一电极来将显示板放电，以便显示板的第一电极电压线性下降。

14.按照权利要求9的设计方法，其中，以预定的转换次序来设置电流路径，以便在复位时期中的显示板的第二电极端的上升的斜坡波形产生时期中，当通过第一电极维持电路来将显示板的第一电极接地时，与由电流源提供的电流成比例地充电显示板，以便显示板的第二电极电压线性增加。