CN1905343A - 电源和包括该电源的等离子体显示器 - Google Patents

Abstract

一种电源和包括该电源的等离子体显示器，所述电源包括：电耦合到输入端的开关；和脉宽调制集成电路(PWM IC)，用于控制开关的占空比，并且根据开关的占空比通过输出端输出预定电压，PWM IC包括与用于确定开关的切换频率的电阻性组件耦合的第一端；电耦合到输出端的输出负载检测器，用于检测输出负载；和电阻变换器，用于根据检测到的输出负载来改变与PWM IC的第一端电耦合的电阻性组件的总电阻值。

Description

电源和包括该电源的等离子体显示器

技术领域

本发明涉及电源，尤其涉及一种包括该电源的等离子体显示器。

背景技术

最近，等离子体显示板(PDP)由于其高亮度、高发光效率和宽视角优于诸如液晶显示器(LCD)和场致发射显示器(FED)之类的其他平板显示器，而尤为突出。PDP是一种使用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。根据其尺寸，PDP包括多达几十到上百万个以矩阵形式排列的像素。放电是通过提供给PDP的电极的多个电压驱动PDP而形成的。

PDP包括具有功率因数校正电路、多个变换器和备用块的电源，用以提供所述多个电压。功率因数校正电路执行功率因数校正并且将交流(AC)电压转换为直流(DC)电压。多个变换器将从功率因数校正电路输出的DC电压分别变换为多个DC电压，备用块生成备用电压。

功率因数校正电路、变换器和备用块分别包括开关和脉宽调制集成电路(PWM IC)以输出预定电压。PWM IC通过控制开关来生成预定电压。

通常，PWM IC具有固定切换频率和根据输出负载变化的脉宽(开关的接通时间)，从而PWM IC输出预定的输出电压。当输出负载低时，电源的实际工作时间变短。然而，具有固定切换频率的PWM IC使用该固定切换频率控制开关，从而产生功耗。

具体地，等离子体显示器的屏幕载荷比(load ratio)的变化较严重，因此导致输出负载的严重变化。从而，当使用固定切换频率控制开关时，功耗会增加。

发明内容

本发明致力于提供一种电源和包括具有减少功耗的电源的等离子体显示器。

根据本发明的一方面，提供了一种电源，包括：电耦合到输入端的开关；和脉宽调制集成电路(PWM IC)，用于控制开关的占空比，并且根据开关的占空比通过输出端输出预定电压，PWM IC包括与用于确定开关的切换频率的电阻性组件耦合的第一端；电耦合到输出端的输出负载检测器，用于检测输出负载；和电阻变换器，用于根据检测到的输出负载来改变与PWM IC的第一端电耦合的电阻性组件的总电阻值。

最好根据输出负载的变化来改变电阻性组件的总电阻值，以改变切换频率。一旦输出负载低于预定值，则电阻性组件的总电阻值最好增加，切换频率减小。

PWM IC最好包括与用于确定切换频率的电容性组件电耦合的第二端，并且，切换频率由电阻性组件的总电阻值和与第二端电耦合的电容性组件的总电容值来确定。

输出负载检测器最好用于输出与检测到的输出负载成比例的第一电压，并且电阻变换器最好包括：比较器，用于将输入到比较器的非反向端的第一电压与输入到比较器的反向端的参考电压进行比较；第一电阻器，其具有与PWM IC的第一端耦合的第一端；和晶体管，用于根据比较器的输出而切换第二端的连接至地。

电源最好还包括连接在第一端与地之间的第二电阻器，并且，总电阻值最好由第二电阻器和从PWM IC的第一端到电阻变换器的等效电阻值来确定。

根据本发明的另一方面，提供了一种等离子体显示器，包括：等离子体显示板(PDP)，其具有多个列电极和多个行电极；驱动器，用于将驱动信号提供到列电极和行电极；和电源，用于向驱动器供电，该电源包括：电耦合到输入端的开关；和脉宽调制集成电路(PWM IC)，其具有第一端和第二端，并且用于控制开关的占空比，第一端耦合到用于确定开关的切换频率的电阻性组件，第二端耦合到用于确定开关的切换频率的电容性组件；电耦合到输出端的输出负载检测器，用于检测输出负载；和电阻变换器，用于根据检测到的输出负载来改变与PWM IC的第一端电耦合的电阻性组件的总电阻值。

一旦输出负载降低，则电阻性组件的总电阻值最好增加，切换频率减小。一旦输出负载低于预定值，则电阻性组件的总电阻值最好增加，切换频率减小。

输出负载最好对应于PDP的屏幕载荷比。

输出负载检测器最好用于输出与检测到的输出负载对应的第一电压，并且电阻变换器包括：比较器，用于将输入到比较器的非反向端的第一电压与输入到比较器的反向端的参考电压进行比较；第一电阻器，其具有与PWM IC的第一端耦合的第一端；和晶体管，用于根据比较器的输出而切换第二端的连接至地。

附图说明

通过参考结合附图考虑的下列详细的描述，当本发明变得更好理解时，明显能够更完整理解本发明及其辅助优点，附图中，相同的附图标记表示相同或类似的组件，其中：

图1是根据本发明示例性实施例的等离子体显示器的方框图；

图2是根据本发明示例性实施例的电源的方框图；

图3是根据本发明示例性实施例的、电压发生器中包含的直流(DC)-直流(DC)变换器的方框图；

图4是图3的脉宽调制集成电路(PWM IC)的方框图及其外围配置；

图5是图3的电阻变换器的电路图。

具体实施方式

在下列详细的描述中，仅通过简单图示的方式示出并描述了本发明的某些示例性实施例。如本领域的普通技术人员所意识的，在不背离本发明的精神或范畴的情况下，能够以各种不同方式来修改所描述的实施例。

因此，附图和说明书自然被认为是图解性的而不是限制性的。整个说明书中相同的附图标记指代相同的元件。

下面参考附图来描述电源和包括电源的等离子体显示器。

图1是根据本发明示例性实施例的等离子体显示器的方框图。

如图1所示，等离子体显示器包括等离子体显示板(PDD)100、控制器200、寻址驱动器300、扫描电极驱动器400、维持电极驱动器、和电源600。

PDP 100包括成对地在列方向上延长的多个寻址电极A1-Am以及在行方向上延长的多个维持电极X1-Xn。通常，对应于相应的扫描电极Y1-Yn而形成维持电极X1-Xn，并且它们的相应端相互耦合。另外，PDP 100包括布置维持和扫描电极X1-Xn和Y1-Yn的基板(未示出)、以及布置寻址电极A1-Am的另一基板(未示出)。

两个基板面对面而布置，其间具有放电空间，从而扫描电极Y1-Yn和寻址电极A1-Am相互垂直交叉，并且维持电极X1-Xn和寻址电极A1-Am相互垂直交叉。在寻址电极A1-Am以及维持和扫描电极X1-Xn和Y1-Yn的交叉区域处形成的放电空间形成放电室。这是PDP 100的示例结构，具有其他结构的面板可应用于本发明。

控制器200接收外部视频信号并且输出寻址电极驱动控制信号、维持电极驱动控制信号、和扫描电极驱动控制信号。另外，控制器200通过将一帧划分为具有相应亮度加权值的多个子场来控制等离子体显示器。每个子场可被表示为根据时间的操作性变化，包括复位周期、寻址周期和维持周期。

寻址电极驱动器300从控制器200接收寻址电极驱动控制信号，并且将显示数据信号提供到相应的寻址电极A1-Am用以选择将要接通的放电室。

扫描电极驱动器400从控制器200接收扫描电极驱动控制信号，并且将驱动电压提供到相应的扫描电极Y1-Yn。

维持电极驱动器500从控制器200接收维持电极驱动控制信号，并且将驱动电压施加到相应的维持电极X1-Xn。

电源600生成等离子体显示器使用的多个电压，并且将所述电压提供到相应的驱动器300、400和500。相应的驱动器300、400和500将从电源600提供的电压提供到PDP 100的相应电极(寻址、维持和扫描电极)，用于驱动PDP 100。

图2是根据本发明示例性实施例的电源的方框图。

如图2所示，电源600包括交流(AC)滤波器620、功率因数校正(PFC)电路640、电压发生器660和备用电压发生器680。

AC滤波器620对外部输入的AC电压滤波以消除噪声。PFC 640接收从AC滤波器输出的AC电压，校正功率因数，并且输出直流(DC)电压。电压发生器660包括多个DC-DC变换器，接收从PFC 640输出的DC电压，生成用于等离子体显示器的多个DC电压Vs、Va、15V和5V，并且将DC电压提供到相应的驱动器300、400和500。另外，备用电压发生器680接收从AC滤波器620输出的AC电压，并且生成并输出5V和9V的备用电压。

PFC 640、电压发生器660和备用电压发生器680分别包括开关和脉宽调制集成电路(PWM IC)以生成预定电压。根据本发明示例性实施例的PWM IC具有根据输出负载变化的任意切换频率，而不是具有固定的切换频率，因此能够减小功耗。下列描述中的输出负载对应于等离子体显示器的屏幕载荷比。

由于等离子体显示器的功耗量根据屏幕载荷比而显著变化，因此电源600的输出负载对应于等离子体显示器的屏幕载荷比。也就是，当等离子体显示器的屏幕载荷比高时，输出负载增加，而当等离子体显示器的屏幕载荷比低时，输出负载降低。

为了更好理解和更容易描述，下面示例性描述电压发生器660中包含的多个DC-DC变换器之一，并且该示例性DC-DC变换器也可应用于PFC 640和备用电压发生器680。

图3是根据本发明示例性实施例的、电压发生器中包含的DC-DC变换器的方框图，图4是图3的脉宽调制集成电路(PWM IC)的方框图及其外围配置，以及图5是图3的电阻变换器的电路图。

如图3所示，DC-DC变换器包括变换器线圈L1和L2、开关Q1、二极管D1、电容器C1、PWM IC 662、输出负载检测器664和电阻变换器666。图3的DC-DC变换器接收DC电压Vin，并且通过控制开关Q1的占空比将预定的DC电压Vout输出到电容器C1的两端。

变换器的第一线圈L1的第一端耦合到DC-DC变换器的输入端，开关Q1的漏极、源极和栅极分别耦合到第一线圈L1的第二端、地和PWM IC 662的输出端OUT。另外，变换器的第二线圈L2的第一端耦合到二极管D1的阳极，电容器C1耦合在二极管D1的阴极与变换器的第二线圈L2的第二端之间。

图3的开关Q1是MOSFET，但是可被替换为双极性晶体管或其他开关元件。

PWM IC 662输出通过输出端OUT控制开关Q1的导通/截止的信号，根据开关Q1的导通/截止将预定输出电压Vout输出到电容器C1的两端。PWMIC 662包括确定切换频率f的端点RT和CT，并且具有预定电阻值的电阻器Rt耦合到端点RT，具有预定电容值的电容器Ct耦合到端点CT。

典型的PWM IC包括两个端点RT和CT，并且开关Q1的切换频率f由分别耦合到端点RT和CT的电阻器Rt和电容器Ct确定。商业可用的TL494和UC3825/3824PWM IC两者都可用作PWM IC，TL 494和UC3825/3824也包括确定切换频率的两个端点。由耦合到端点RT的电阻器Rt和耦合到端点CT的电容器Ct确定的切换频率f通过以下公式1推导出。

公式1：

$f=\frac{1.25}{\sqrt{R_t\×C_t}}\mathrm{Hz}$

其中，f表示由PWM IC 662确定的切换频率，Rt表示端点RT处的总电阻值，Ct表示端点CT处的总电容值。

参考图4，电阻器R1和电阻变换器666耦合到PWM IC 662的端点RT，电容器C2耦合到PWM IC 662的端点CT。在图4中，Req表示从电阻变换器666流向端点RT的等效电阻值。因此，端点CT处的电阻器Rt的总电阻值变成Req//R1(＝(Req*R1)/(Req+R1))。

根据本发明示例性实施例的PWM IC 662根据输出负载来改变端点RT处的电阻器Rt的总电阻值，从而切换频率f相应地变化。这将在下面的说明中得以更详细地描述。

输出负载检测器664耦合到输出端，即、二极管D1的阴极，以便检测DC-DC变换器的输出负载，并且接收与输出电流对应的值。另外，输出负载检测器664生成与输出电流相应的电压V1，并且输出该电压V1。由于当输出负载高时输出电流增加，因此当输出负载高时，从输出负载检测器664输出的电压V1增加。

输出负载检测器664使用空穴传感器(hole sensor)、电流变换器或者感测电阻器来检测输出电流(即，输出负载的相应值)，并且生成与输出电流对应的电压V1，可与耦合电阻器一样简单。这种方法对于本领域的普通技术人员来说是众所周知的，因此不再提供进一步描述。

电阻变换器666接收从输出负载检测器664输出的电压V1，并且通过电阻变换器666的输出端输出与电压V1对应的电阻Req。也就是，当电压V1较低而不是较高时，电阻变换器666输出较高的电阻Req。

参考图5，电阻变换器666包括比较器CP、晶体管Q2和电阻器Rk。参考电压Vref被输入到比较器CP的反向端(即，负(-)端)，从输出负载检测器664输出的电压V1被输入到比较器CP的非反向端(即，正(+)端)。晶体管Q2的基极耦合到比较器CP的输出端，晶体管Q2的发射极耦合到比较器CP的地。电阻器Rk耦合在晶体管Q2的集电极与PWM IC 662的端点RT之间。当PWM IC 662使用固定切换频率执行切换时，参考电压Vref被设定为对应于输出负载，从而导致功耗。这类参考电压Vref可通过实验获得。

当从输出负载检测器664输出的电压V1高于参考电压Vref时(即，当输出负载高于预定值时)，比较器CP输出高电平信号，从而，晶体管Q2导通。因此，等效电阻Req对应于电阻器Rk的电阻值。

另外，当从输出负载检测器664输出的电压V1低于参考电压Vref时(即，当输出负载低于预定负载时)，比较器CP输出低电平信号，从而，晶体管Q2截止。当晶体管Q2截止时，等效电阻Req变成无穷大。

图5是根据从电阻变换器666输出的电压V1生成等效电阻Req的一种方法的示例，根据本发明的其他实施例也可以使用其他方法。

下面将描述根据具有上述配置的DC-DC变换器中的输出负载改变PWMIC 662的切换频率的方法。

对于输出负载高于预定值的情况来如下描述PWM IC 662的切换频率f。由于当输出负载高时输出电流量增加，因此，输出负载检测器664输出高电平电压V1。当电压V1高于输入到比较器CP的负(-)端的参考电压Vref时，比较器CP输出高电平信号，因此，晶体管Q2导通，并且等效电阻Req对应于电阻器Rk的电阻值。

因此，耦合到PWM IC 662的端点RT的电阻器的总电阻值变成R1//Rk，而PWM IC 662的切换频率f由公式1变成(1.25Hz)/((R1//Rk)*C2)1/2。

对于输出负载低于预定值的情况来如下描述PWM IC 662的切换频率f。由于当输出负载低时输出电流量减小，因此，输出负载检测器664输出低电平电压V1。当电压V1低于参考电压Vref时，比较器CP输出低电平信号，因此，晶体管Q2截止，并且等效电阻Req变成无穷大(∞)。

因此，PWM IC 662的电阻器Rt的总电阻值对应于电阻器R1的电阻值，PWM IC 662的切换频率f由公式1变成(1.25Hz)/(R1*C2)1/2。也就是，当输出较低而不是较高时，切换频率f降低。

如所述，当输出负载低于预定值时，通过降低切换频率来增加DC-DC变换器的非工作时间，由此降低功耗。也就是，当使用具有固定切换频率的PWMIC 662时，功耗是不可避免的。然而，当输出负载低于预定值时，可以降低切换频率，从而根据本发明的实施例可以避免不期望的功耗。

具体地，通过根据输出负载控制切换频率，可以降低具有严重输出负载变化的等离子体显示器的功耗。

另一方面，根据DC-DC变换器的输出负载控制用于DC-DC变换器的PWM IC 662的切换频率的方法也可相应地应用到用于PFC 640和备用电压发生器680的PWM IC。

如所述，根据本发明的示例性实施例，通过根据输出负载改变切换频率可以减少不期望的功耗。

尽管已经结合目前认为是实际的示例性实施例描述了本发明，但是应当理解，本发明不限于所公开的实施例，相反，本发明旨在覆盖在所附权利要求的精神和范畴内包含的各种各样的修改和等效结构。

Claims (12)

1.一种电源，包括：

电耦合到输入端的开关；和

脉宽调制集成电路(PWM IC)，用于控制开关的占空比，并且根据开关的占空比通过输出端输出预定电压，PWM IC包括与用于确定开关的切换频率的电阻性组件耦合的第一端；

电耦合到输出端的输出负载检测器，用于检测输出负载；和

电阻变换器，用于根据检测到的输出负载来改变与PWM IC的第一端电耦合的电阻性组件的总电阻值。

2.如权利要求1所述的电源，其中，根据输出负载的变化来改变电阻性组件的总电阻值，以改变切换频率。

3.如权利要求1所述的电源，其中，一旦输出负载低于预定值，则电阻性组件的总电阻值增加，切换频率减小。

4.如权利要求2所述的电源，其中，一旦输出负载低于预定值，则电阻性组件的总电阻值增加，切换频率减小。

5.如权利要求1所述的电源，其中，PWM IC包括与用于确定切换频率的电容性组件电耦合的第二端，并且其中，切换频率由电阻性组件的总电阻值和与第二端电耦合的电容性组件的总电容值来确定。

6.如权利要求5所述的电源，其中，输出负载检测器用于输出与检测到的输出负载成比例的第一电压，并且其中电阻变换器包括：

比较器，用于将输入到比较器的非反向端的第一电压与输入到比较器的反向端的参考电压进行比较；

第一电阻器，其具有与PWM IC的第一端耦合的第一端；和

晶体管，用于根据比较器的输出而切换第二端的连接至地。

7.如权利要求6所述的电源，还包括在第一端与地之间连接的第二电阻器，其中，总电阻值由第二电阻器和从PWM IC的第一端到电阻变换器的等效电阻值来确定。

8.一种等离子体显示器，包括：

等离子体显示板(PDP)，其具有多个列电极和多个行电极；

驱动器，用于将驱动信号提供到列电极和行电极；和

电源，用于向驱动器供电，该电源包括：

电耦合到输入端的开关；和

脉宽调制集成电路(PWM IC)，其具有第一端和第二端，并且用于控制开关的占空比，第一端耦合到用于确定开关的切换频率的电阻性组件，第二端耦合到用于确定开关的切换频率的电容性组件；

电耦合到输出端的输出负载检测器，用于检测输出负载；和

电阻变换器，用于根据检测到的输出负载来改变与PWM IC的第一端电耦合的电阻性组件的总电阻值。

9.如权利要求8所述的等离子体显示器，其中，一旦输出负载降低，则电阻性组件的总电阻值增加，切换频率减小。

10.如权利要求8所述的等离子体显示器，其中，一旦输出负载低于预定值，则电阻性组件的总电阻值增加，切换频率减小。

11.如权利要求8所述的等离子体显示器，其中，输出负载对应于PDP的屏幕载荷比。

12.如权利要求8所述的等离子体显示器，其中，输出负载检测器用于输出与检测到的输出负载对应的第一电压，并且其中电阻变换器包括：

比较器，用于将输入到比较器的非反向端的第一电压与输入到比较器的反向端的参考电压进行比较；

第一电阻器，其具有与PWM IC的第一端耦合的第一端；和

晶体管，用于根据比较器的输出而切换第二端的连接至地。

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