CN1744174A - 等离子显示设备及其驱动方法 - Google Patents

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Abstract

公开了一种等离子显示设备及其驱动方法。该等离子显示设备在功率恢复电路中使用单个开关来增加和减小电压。因而，减小了开关的数目，并且通过消除开关而简化了电路和控制信号，由此减小了产品成本。

Description

等离子显示设备及其驱动方法
技术领域
本发明涉及等离子显示设备及其驱动方法。
背景技术
等离子显示板为使用由气体放电生成的等离子体来显示字符或图像的平板显示器。根据它们的尺寸，等离子显示板可具有以矩阵形式排列的几十到几百万个像素。可根据对其施加的驱动电压的波形的图案及其放电单元结构，而将这些等离子显示板分类为直流(DC)型或交流(AC)型。
AC等离子显示板具有在其一侧上平行的扫描电极和维持电极，并具有在其另一侧上跨越扫描电极和维持电极的寻址电极。维持电极形成为与相应扫描电极相对应，其中每个维持电极的一端共同耦接到扫描电极的相应端。通常，用于驱动AC等离子显示板的方法包括多个时间操作周期，即复位周期、寻址周期、以及维持周期。
复位周期是对每个单元的状态进行复位以便平滑地执行每个单元的寻址操作的周期，并且寻址周期是将寻址电压施加到单元(或寻址单元)来在寻址单元上累积壁电荷以由此选择PDP中的要导通的单元和不导通的单元的周期。维持周期是将维持放电电压脉冲施加到寻址单元以由此根据如何实际显示画面而执行放电的周期。由于扫描电极和维持电极之间的放电空间、以及其上形成有寻址电极的表面与其上形成有扫描和维持电极的表面之间的放电空间可作为容性负载(在下文中，被称为面板电容器)而工作，所以在面板上存在特定的电容。因此，为了施加用于维持放电的波形，除了注入用于维持放电的功率之外，将用于生成预定电压的无功功率电荷注入(charge-injecting)到电容也是所需要的。由此，如在美国专利第4866349号和第5081400号中的L.F.Weber的功率恢复电路中所示，维持放电电路包括用于恢复无功功率并对其进行重用的功率恢复电路。如在美国专利第4866349号和第5081400号中所示，传统的功率恢复电路具有两个开关，其具有耦接到功率恢复功率源的一端，所述两个开关彼此串联并形成谐振。然而，通过并联多个晶体管而实现用于形成谐振的开关，以便承受大的谐振电流，于是传统的功率恢复电路的使用增加了产品成本。在此背景技术部分中公开的信息仅用于强化对本发明的背景的理解，并且因此，除非相反地作出明确描述，其不应当被认为是某种确认或任何形式的暗示，其中此信息形成在本国对于本领域的普通技术人员来说是已知的现有技术。
发明内容
本发明的实施例提供了一种等离子显示板驱动器及其驱动方法，所述等离子显示板驱动器包括功率恢复电路，用于使驱动元件的数目最小化。
在本发明的实施例中，等离子显示设备包括面板和驱动电路。面板包括多个第一电极和多个第二电极，并且驱动电路输出用于驱动至少一个第一电极的信号。驱动电路包括第一开关、第二开关、电感器、第三功率源、第三开关、第一二极管、第二二极管、第三二极管、以及第四二极管。第一开关被耦接在至少一个第一电极和第一功率源之间，用于在维持周期中将第一电压提供到至少一个第一电极。第二开关被耦接在至少一个第一电极和第二功率源之间，用于在维持周期中将比第一电压低的第二电压提供到至少一个第一电极。电感器具有耦接到至少一个第一电极的第一端。第三功率源提供谐振电压。第一二极管具有耦接到第三功率源的阳极、以及耦接到第三开关的第一端的阴极。第二二极管具有耦接到第三开关的第二端的阳极、以及耦接到电感器的第二端的阴极。第三二极管具有耦接到第三开关的第一端的阴极、以及耦接到电感器的第二端的阳极。第四二极管具有耦接到第三功率源的阴极、以及耦接到第三开关的第二端的阳极。
在一个实施例中，驱动电路在维持周期中导通第三开关，并通过沿第三功率源、第一二极管、第三开关、第二二极管、电感器、以及第一电极的顺序的电流通路，而使用电感器和至少一个第一电极的谐振，以将第一电极的电压增加到第一电压。在一个实施例中，驱动电路在维持周期中导通第三开关，并通过沿第一电极、电感器、第三二极管、第三开关、第四二极管、以及第三功率源的顺序的电流通路，而使用电感器和至少一个第一电极的谐振，以将第一电极的电压减小到第二电压。
在本发明的另一个实施例中，提供了一种用于驱动等离子显示设备的方法，用于通过包括开关和形成谐振电路的电感器的驱动电路，而将第一电压和第二电压交替地施加到在第一电极和第二电极之间形成的面板电容器。在该方法中，a)通过经由开关形成的第一路径，而在面板电容器和电感器之间生成第一谐振，并将面板电容器的第一电极的电压充电到第一电压；b)将面板电容器的第一电极的电压维持在第一电压；c)通过经由开关形成的第二路径，而在面板电容器和电感器之间生成第二谐振，并将面板电容器的第一电极的电压放电到第二电压，其中第二路径与第一路径不同；以及d)将面板电容器的第一电极的电压维持在第二电压。
附图说明
图1示出了根据本发明的实施例的等离子显示设备。
图2示出了根据本发明的实施例的Y电极驱动器的电路图。
图3示出了根据本发明的实施例的维持驱动器的Y电极电压、电感器的电流的波形图、以及开关的时序图。
图4A、图4B、图4C、以及图4D示出了根据本发明的实施例的维持驱动器在各个模式中的电流通路。
具体实施方式
在下面的详细描述中，通过图解的方式示出并描述了本发明的示范实施例。如本领域的技术人员将认识到的，可以各种方式来修改所描述的示范实施例，同时均不背离本发明的精神或范围。因而，附图和描述被视为在本质上是说明性的，而不是限制性的。可能存在说明书中未讨论的而在附图中示出的部分或未在附图中示出的部分，这是因为它们对于完全理解本发明来说不是必需的。相同的附图标记指定相同的元素。
将通过参照附图来描述根据本发明的实施例的等离子显示板、及其驱动器和驱动方法。将通过参照图1来描述根据本发明的实施例的等离子显示设备的配置。
图1示出了根据本发明的实施例的等离子显示设备。
如图1所示，该等离子显示设备包括等离子显示板100、地址驱动器200、Y电极驱动器(例如，扫描电极驱动器和维持电极驱动器中的一个)320、X电极驱动器(例如，扫描电极驱动器和维持电极驱动器中的另一个)340、以及控制器400。
等离子显示板100包括沿列方向的多个寻址电极A1至Am、以及沿行方向的第一电极(例如，Y电极)Y1至Yn和第二电极(例如，X电极)X1至Xn。地址驱动器200从控制器400接收地址驱动控制信号(SA)，并将用于选择要显示的放电单元的显示数据信号提供到寻址电极。Y电极驱动器320和X电极驱动器340分别从控制器400接收Y电极驱动信号(SY)和X电极驱动信号(SX)，并将其分别施加到X电极和Y电极。控制器400接收外部图像信号，生成地址驱动控制信号(SA)、Y电极驱动信号(SY)和X电极驱动信号(SX)，并将其分别传送到地址驱动器200、Y电极驱动器320和X电极驱动器340。
将通过参照图2来描述Y电极驱动器(例如，Y电极驱动器320)的配置。图2示出了根据本发明的实施例的Y电极驱动器的维持驱动电路的配置。
如图2所示，用于在维持周期中将用于维持放电的电压Vs提供到至少一个Y电极的Y电极驱动器包括：开关Ys，其被耦接到功率源Vs，并提供电压Vs(或功率源Vs的电压)；以及开关Yg，其被耦接到地，并提供地电压(例如，0伏)。
Y电极驱动器还包括被耦接在功率源Vs和地之间的开关Yer、功率恢复电容器Cer、以及电感器L，用于在维持周期中进行功率恢复。电容器Cer和开关Yer通过二极管Dr1和二极管Df2而耦接，而开关Yer和电感器L通过二极管Df1和二极管Dr2而耦接。换句话说，二极管Dr1和二极管Df1的阴极被耦接到开关Yer的漏极，而二极管Df2和二极管Dr2的阳极被耦接到开关Yer的源极。在上述实施例中，使用N型(或NMOS)晶体管作为开关Ys、Yg和Yer，但其它晶体管也是适用的(例如，PMOS晶体管)。
此外，维持驱动器可包括：耦接在功率源Vs和开关Yer之间的二极管Ds，用于执行钳位操作，使得开关Yer的漏极电压不会增加到比电压Vs高；以及耦接在开关Yer和地之间的二极管Dg，用于执行钳位操作，使得开关Yer的源极电压不会由于下冲(undershoot)而减小到小于0伏。
将通过参照图3和图4A至4D来描述图2的Y电极驱动器在维持周期中的时变操作。该操作具有通过开关的操作而改变的四种模式M1至M4。被称为谐振的现象不指示连续的振荡，而是表示在导通开关Yer时，由电感器L和面板电容器Cp的组合而引起的电压和电流的改变。并且，面板电容器Cp同等地表示X电极和Y电极之间的电容，并且，为了描述的简便，将面板电容器Cp的X电极示出为耦接到地，但是实际上，X电极被耦接到X电极驱动器(例如，X电极驱动器340)。为了示例的目的，现在将描述Y电极驱动器(例如，Y电极驱动器320)。另外，由于X电极驱动器(例如，X电极驱动器340)基本上以与Y电极驱动器(例如，Y电极驱动器320)相同的模式操作，所以将不会更详细地描述X电极驱动器的操作。
图3示出了Y电极驱动器的Y电极电压、电感器的电流的波形图、以及开关Ys、Yg和Yer的时序图。图4A至图4D示出了Y电极(或维持)驱动器在各个模式中的电流通路。假定在模式1(M1)开始之前，用电压V(V＝Vs/2)而对电容器Cer充电。
①模式1(M1)-参照图4A
当导通开关Yer时，沿电容器Cer、二极管Dr1、开关Yer、二极管Dr2、电感器L、以及面板电容器Cp的顺序而形成电流通路。节点A的电压变为电压Vs/2，并且，在电感器L和面板电容器Cp之间出现谐振。通过谐振而对面板电容器Cp充电，并且，如图3所示，面板电容器Cp的Y电极电压Vy从0伏逐渐增加到Vs。也就是说，面板电容器Cp被充电。并且，流向电感器L的电流IL以正弦波形而增加和减小。
②模式2(M2)-参照图4B
在Y电极电压Vy增加到预定电压Vs、或流向电感器L的电流IL减小到低于0A时，开关Yer被关断，而开关Ys被导通。因此，通过沿开关Ys和面板电容器Cp的顺序的电流通路，面板电容器Cp的Y电极电压Vy被维持在电压Vs。
③模式3(M3)-参照图4C
当关断开关Ys并导通开关Yer时，沿面板电容器Cp、电感器L、二极管Df1、开关Yer、二极管Df2、以及电容器Cer的顺序而形成电流通路，并且在电感器L和面板电容器Cp之间出现谐振。该谐振使面板电容器Cp的Y电极电压Vy逐渐减小到0伏。也就是说，面板电容器Cp被放电。并且，流向电感器L的电流IL以如图3所示的正弦波形而减小和增加。
④模式4(M4)-参照图4D
在Y电极电压Vy减小到预定电压、或流向电感器L的电流IL增加到0安时，开关Yer被关断，而开关Yg被导通。因而，面板电容器Cp的Y电极电压Vy被维持在0伏。在模式4终止时，随后由X电极驱动器重复模式1至4的操作。
因而，由于通过单个开关来执行功率恢复操作，所以减小了根据本发明的实施例的功率恢复电路中的开关的数目。也就是说，参照图3、4A、4B、4C、以及4D，通过沿开关Ys、电感器L、二极管Df1、钳位二极管Ds、以及功率源Vs的顺序的路径，而恢复在模式1之后的电感器L中的剩余电流；以及通过沿地(例如，0伏)、钳位二极管Dg、二极管Dr2、电感器L、以及开关Yg的顺序的路径，而恢复在模式3之后的电感器L中的剩余电流。因此，电感器、二极管、以及单个开关(例如，开关Yer)的寄生电容器的谐振防止开关(例如，开关Yer)的漏极电压增加到高于电压Vs、或减小到低于0伏。
这样，在根据本发明的功率恢复电路中，可通过使用单个开关来增加或减小电压。由此，消除了附加的开关，并且，简化了电路以及用于驱动开关和/或该电路的控制信号，以降低产品成本。
尽管已结合特定示范实施例而描述了本发明，但本领域的技术人员应理解，本发明不限于所公开的实施例，而相反，试图涵盖所附权利要求及其等价物的精神和范围内包括的各种修改。

Claims (20)

1、一种等离子显示设备，包括：
面板，包括多个第一电极和多个第二电极；以及
驱动电路，用于输出用于驱动至少一个第一电极的信号，
其中，该驱动电路包括：
第一开关，耦接在所述至少一个第一电极和第一功率源之间，以便在维持周期中将第一电压提供到所述至少一个第一电极；
第二开关，耦接在所述至少一个第一电极和第二功率源之间，以便在维持周期中将比第一电压低的第二电压提供到所述至少一个第一电极；
电感器，具有耦接到所述至少一个第一电极的第一端；
第三功率源，用于提供谐振电压；
第三开关；
第一二极管，具有耦接到第三功率源的阳极以及耦接到第三开关的第一端的阴极；
第二二极管，具有耦接到第三开关的第二端的阳极以及耦接到电感器的第二端的阴极；
第三二极管，具有耦接到第三开关的第一端的阴极以及耦接到电感器的第二端的阳极；以及
第四二极管，具有耦接到第三功率源的阴极以及耦接到第三开关的第二端的阳极。
2、如权利要求1所述的等离子显示设备，其中，该驱动电路在维持周期中导通第三开关，并通过沿第三功率源、第一二极管、第三开关、第二二极管、电感器、以及第一电极的顺序的电流通路而使用电感器和所述至少一个第一电极的谐振，以将该第一电极的电压增加到第一电压。
3、如权利要求1所述的等离子显示设备，其中，该驱动电路在维持周期中导通第三开关，并通过沿所述至少一个第一电极、电感器、第三二极管、第三开关、第四二极管、以及第三功率源的顺序的电流通路而使用电感器和第一电极的谐振，以将第一电极的电压减小到第二电压。
4、如权利要求1所述的等离子显示设备，其中，该驱动电路还包括：
第五二极管，具有耦接到第三开关的第一端的阳极以及耦接到第一功率源的阴极；以及
第六二极管，具有耦接到第三开关的第二端的阴极以及耦接到第二功率源的阳极。
5、如权利要求1所述的等离子显示设备，其中，该第三功率源包括电容器。
6、如权利要求1所述的等离子显示设备，其中，该第三功率源提供电压电平在第一电压和第二电压之间的电压。
7、如权利要求1所述的等离子显示设备，其中，该第二电压处于地电压电平。
8、如权利要求1所述的等离子显示设备，其中，该第三开关为晶体管。
9、如权利要求1所述的等离子显示设备，其中，该第三开关为n型晶体管。
10、一种用于驱动等离子显示设备的方法，其用来通过包括形成谐振电路的开关和电感器的驱动电路，而将第一电压和第二电压交替地施加到在第一电极和第二电极之间形成的面板电容器，该方法包括：
通过经由开关形成的第一路径，而在面板电容器和电感器之间生成第一谐振，并将面板电容器的第一电极的电压充电到第一电压；
将面板电容器的第一电极的电压维持在第一电压；
通过经由开关形成的第二路径，而在面板电容器和电感器之间生成第二谐振，并将面板电容器的第一电极的电压放电到第二电压，其中第二路径与第一路径不同；以及
将面板电容器的第一电极的电压维持在第二电压。
11、如权利要求10所述的方法，其中，该驱动电路还包括：
第一二极管，耦接在用于提供谐振电压的功率源和开关之间，该第一二极管用于形成从功率源到开关的电流方向；以及
第二二极管，耦接在开关和电感器之间，该第二二极管用于形成从开关到电感器的电流方向。
12、如权利要求11所述的方法，其中，沿功率源、第一二极管、开关、第二二极管、以及电感器的顺序而形成该第一路径。
13、如权利要求10所述的方法，其中，该驱动电路还包括：
第一二极管，耦接在电感器和开关之间，该第一二极管用于形成从电感器到开关的电流方向；以及
第二二极管，耦接在开关和用于提供谐振电压的功率源之间，该第二二极管用于形成从开关到功率源的电流方向。
14、如权利要求13所述的方法，其中，沿电感器、第一二极管、开关、以及第二二极管的顺序而形成该第二路径。
15、如权利要求10所述的方法，其中，该驱动电路还包括：
第一二极管，耦接在用于提供谐振电压的功率源和开关之间，该第一二极管用于形成从功率源到开关的电流方向；
第二二极管，耦接在开关和电感器之间，该第二二极管用于形成从开关到电感器的电流方向。
第三二极管，耦接在电感器和开关之间，该第三二极管用于形成从电感器到开关的电流方向；以及
第四二极管，耦接在开关和功率源之间，该第四二极管用于形成从开关到功率源的电流方向。
16、如权利要求15所述的方法，其中，沿电感器、第三二极管、开关、以及第四二极管的顺序而形成该第二路径。
17、如权利要求15所述的方法，其中，沿功率源、第一二极管、开关、第二二极管、以及电感器的顺序而形成该第一路径。
18、如权利要求15所述的方法，其中，沿功率源、第一二极管、开关、第二二极管、以及电感器的顺序而形成该第一路径，并且其中，沿电感器、第三二极管、开关、以及第四二极管的顺序而形成该第二路径。
19、如权利要求18所述的方法，其中，该功率源提供电压电平在第一电压和第二电压之间的第三电压。
20、如权利要求19所述的方法，其中，该第三电压处于第一电压的电压电平的一半。
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