CN2870069Y

CN2870069Y - 双极性非对称维持脉冲驱动电路

Info

Publication number: CN2870069Y
Application number: CNU2006200692959U
Authority: CN
Inventors: 郑姚生; 汤勇明
Original assignee: Southeast University
Current assignee: Southeast University
Priority date: 2006-02-14
Filing date: 2006-02-14
Publication date: 2007-02-14
Anticipated expiration: 2016-02-14

Abstract

双极性非对称维持脉冲驱动电路是一种使槽型等离子体显示板的整屏亮度得以显著提高的驱动方法，该驱动电路中的控制驱动电路(1)的输出端分别接正电压维持电压脉冲发生器(2)、正电压能量恢复保持电路(3)、负电压维持电压脉冲发生器(4)、负电压能量恢复保持电路(5)、PDP高压行驱动IC芯片(6)的输入端；负电压能量恢复保持电路(5)的输出端接负电压维持电压脉冲发生器(4)的输入端；正电压能量恢复保持电路(3)的输出端接正电压维持电压脉冲发生器(2)；正电压维持电压脉冲发生器(2)、负电压维持电压脉冲发生器(4)的输出端分别接PDP高压行驱动IC芯片(6)的输入端；PDP高压行驱动IC芯片(6)的输出端接槽型等离子体显示板。

Description

双极性非对称维持脉冲驱动电路

技术领域

本实用新型涉及槽型等离子体显示板的图象显示驱动电路，尤其是采用了双极性非对称维持脉冲电路驱动电路，以提高槽型等离子体显示板的在维持期内，正负维持脉冲放电不均匀的现象，提高槽型等离子体显示板的整屏发光亮度。

背景技术

20世纪90年代初兴起的等离子体平板显示器(PDP)，以其数字化，大屏幕，高分辨率，高清晰度，宽视角以及厚度薄，重量轻等优点受到广泛关注。

目前现有的PDP屏都采用三电极交流等离子体平板显示器(AC-PDP)，3个电极呈正交状分布于前后基板上，放电则在两个基板之间进行，前基板上水平分布着维持电极(X电极)和扫描电极(Y电极)，两者一起被称为显示电极，在后基板上竖直分布着寻址电极(A电极)，X电极和Y电极相互平行并与A电极正交。在AC-PDP显示中，在维持期，X电极和Y电极交替加上高压，使在寻址期积累了壁电荷的单元产生放电。从而实现图像的显示。

东南大学显示技术研究中心自主开发的槽型等离子体显示板中，电极分别是前基板上的维持电极(X电极)；后基板上的寻址电极(A电极)，X电极和A电极正交。在点火电压的写脉冲对位于行电极和列电极交叉点位置上的放电空间，即被选的像素产生气体放电之后，通过施加持续的正负脉冲维持电压以保持该像素的放电状态，使其间放电气体不断释放紫外线，激发放电空间周围金属栅网孔壁上的荧光粉发出相应颜色的光，而该正负脉冲维持电压本身除维持放电外，其电压幅度不足以引起其它未放电像素产生放电。从而实现图像显示。

现有的槽型等离子体显示板的图象显示驱动方法在维持期，采用的是正负脉宽和电压幅度都相同的传统型脉冲驱动方法，这种脉冲驱动方式，对于特殊结构的槽型等离子体显示板，在维持期，造成正维持脉冲电压所产生的放电强度和负维持脉冲电压所产生的放电强度不一致，使得整屏亮度不高。

发明内容

技术问题：本实用新型的目的是提供一种使槽型等离子体显示板的整屏亮度得以显著提高的一种双极性非对称维持脉冲驱动电路及其驱动方法。

技术方案：双极性非对称维持脉冲驱动电路结构主要由电压控制驱动电路、正电压维持电压脉冲发生器、正电压能量恢复保持电路、负电压维持电压脉冲发生器、负电压能量恢复保持电路、PDP高压行驱动IC芯片、槽型等离子体显示板(SMPDP屏)组成。

在维持驱动电路中的电压控制驱动电路的输出端分别接正电压维持电压脉冲发生器、正电压能量恢复保持电路、负电压维持电压脉冲发生器、负电压能量恢复保持电路、PDP高压行驱动IC芯片；负电压能量恢复保持电路的输出端接负电压维持电压脉冲发生器的输入端；正电压能量恢复保持电路的输出端接正电压维持电压脉冲发生器；电压控制驱动电路、正电压能量恢复保持电路、负电压维持电压脉冲发生器的输出端分别接PDP高压行驱动IC芯片的输入端；PDP高压行驱动IC芯片输出端接槽型等离子体显示板的行电极输入端。

本发明的双极性非对称维持脉冲电路驱动方法是在维持驱动电路中的正电压维持电压脉冲发生器和负电压维持电压脉冲发生器的驱动方法上，负电压维持电压脉冲发生器中的场效应管M6的输出端直接与PDP行高压驱动IC芯片中的场效应管T2的输入端相接；维持期电压控制驱动电路中的场效应管M4的输出端接电阻R1，电阻R1的另一端接快恢复二极管D2的正极，快恢复二极管D2的负极接场效应管M3的控制端；场效应管M3的输出端接PDP行高压驱动IC芯片中的场效应管T1的输入端；负电压能量恢复保持电路中的场效应管M9的输出端接快恢复二极管D5的正极，场效应管M10的输出端接快恢复二极管D6的负极，快恢复二极管D5的负极与快恢复二极管D6的负极接电感L2，电感L2的另一端接PDP行高压驱动IC芯片中的场效应管T2的输入端；正电压能量恢复保持电路中的场效应管M7的输出端接快恢复二极管D3的负极，场效应管M8的输出端接快恢复二极管D4的正极，快恢复二极管D4的负极和恢复二极管D3的正极接电感L1，电感L1的另一端接场效应管M2。

针对槽型等离子体显示板的维持脉冲驱动电路，槽型等离子体显示屏由印有行电极的前基板、印有列电极的后基板和带有大量网孔的金属板或表面镀有金属导电层的介质板组成，显示方式是在显示一帧图像的时间内安排若干个子场，每个子场由扫描期，维持期和擦除期组成，扫描期依次完成对全屏各像素点的点火；在维持期采用了对槽型等离子体显示板的双极性能量恢复保持驱动电路方式和双极性非对称维持脉冲电路驱动方法，双极性能量恢复保持驱动电路根据维持脉冲的正负极性，产生正负交替的脉冲波形，使在扫描期被点火的像素点保持气体放电状态并发光；双极性非对称维持脉冲电路驱动方法是在维持期使正维持脉冲的宽度和幅度与负维持脉冲的宽度和幅度不相同，即：正维持脉冲的宽度和负维持脉冲的宽度不相同；正维持脉冲的电压幅度和负维持脉冲电压幅度不相同；正维持脉冲的宽度和负维持脉冲的宽度不相同的同时正维持脉冲的电压幅度和负维持脉冲电压幅度也不相同；以确保在维持期，SMPDP的显示单元的气体放电状态保持一致性。

双极性非对称维持脉冲驱动电路的驱动方法的步骤为：

在电路初始化后的时间t0前，场效应管“M1～M10”关断，此时输出电压Vp等于0；

在正电压能量恢复保持电路对内部平板电容Cp充电的时间t1-t0过程中，场效应管“M3、M4、M8”被打开，场效应管“M1、M2、M5、M6、M7、M9、M10”关断；此时双极性能量恢复维持驱动电路工作，正维持脉冲电压储能电容C1上的电压通过场效应管M8、二极管D4、电感L1、场效应管M3对内部平板电容Cp充电，当输出电压Vp等于正维持脉冲的电压幅度Vs时，关断场效应管“M8”，同时打开“M1”，保持输出电压Vp等于正维持脉冲的电压幅度Vs，

在正电压维持脉冲发生器的工作时间t2-t1过程中，保持场效应管“M1、M3、M4”被打开，其他场效应管被关断，输出电压Vp等于正维持脉冲的电压幅度Vs，

在正电压能量恢复保持电路对正维持脉冲电压储能电容C1充电的工作时间t3-t2过程中，场效应管“M1”关掉，场效应管“M7”打开。电容Cp上的电压通过场效应管“M3”、电感L1，二极管D3和场效应管M7到达正维持脉冲电压储能电容C1，这样正维持脉冲电压储能电容C1就被充电，电容Cp一直放电直到输出电压Vp等于0，

在正电压能量恢复保持电路对正维持脉冲电压储能电容C1充电完成后的时间t4-t3过程中，场效应管M7关掉，场效应管M2打开。而其他场效应管开关状态都不变，保持输出电压Vp等于0，在负电压能量恢复保持电路对电容Cp充电的时间t5-t4过程中，负电压能量恢复维持电路工作，首先场效应管“M2、M3、M4”被关掉，场效应管M10被打开，而其他场效应管开关都被关掉，这样就形成了一个LC回路，负维持脉冲电压储能电容C2上的电压等于V_XG/2，处于等待状态，负维持脉冲电压储能电容C2上的电压通过场效应管M10、二极管D6、电感L2、对电容Cp充电，最后输出电压Vp被充电到电压V_XG，在输出电压Vp等于电压V_XG后，场效应管M10关掉，场效应管M6打开，

在负电压维持脉冲发生器的工作时间t6-t5过程中，保持场效应管M6打开，其他场效应管被关断，输出电压Vp等于负维持脉冲电压幅度VXG，

在负电压能量恢复保持电路对负维持脉冲电压储能电容C2充电完成后的时间t7-t6过程中，电容Cp放电，场效应管M6关掉，场效应管M9打开，电容Cp的放电电流流经电感L2，二极管D5和场效应管M9到达负维持脉冲电压储能电容C2，这样负维持脉冲电压储能电容C2就被充电，电容Cp一直放电直到输出电压Vp等于0，

在负电压能量恢复保持电路对负维持脉冲电压储能电容C2充电完成后的时间t0-t7过程中，场效应管M9关掉，场效应管“M2、M3、M4”打开，而其他场效应管开关都被关掉，输出电压Vp等于0。

维持期采用了对槽型等离子体显示板的双极性能量恢复保持驱动电路方案，利用维持驱动电路中两个独立的充电和放电电路，电路内部平板电容Cp和能量恢复电容Cs通过外部电感L串联，维持驱动电路是利用Cp，L，Cs之间的串联响应来给内部平板电容充放电的，即从能量恢复电容Cs中释放的能量用于给内部平板电容Cp充电，从内部平板电容Cp中释放的能量也暂时被存储在能量恢复电容Cs中。实现能量恢复。并产生正负交替的双极性非对称维持脉冲波形，使在扫描期被点火的像素点保持气体放电状态并发光，擦除期利用一积分波形完成对放电空间带电粒子的中和。在维持期，正维持脉冲的宽度和幅度与负维持脉冲的宽度和幅度不相同，确保在正负维持脉冲下气体放电状态的一致性。维持期的长短有差别，不同子场的组合可以形成各种所需的灰度等级。擦除期利用行电极产生单个积分擦除脉冲，而列电极保持接地状态的方式进行擦除。

本实用新型的主要目的是为了在维持期使正维持脉冲的宽度和幅度与负维持脉冲的宽度和幅度不相同，以确保在维持期，SMPDP的显示单元的气体放电状态保持一致性。提高槽型等离子体显示屏的整屏亮度和发光效率。

有益效果：由于现有的槽型等离子体显示板的图象显示驱动方法在维持期，采用的是正负脉宽和电压幅度都相同的传统型脉冲驱动方法，这种脉冲驱动方式，对于特殊结构的槽型等离子体显示板，在维持期，造成正维持脉冲电压所产生的放电强度和负维持脉冲电压所产生的放电强度不一致，使得整屏亮度不高。根据槽型等离子体显示板的驱动方式，我们设计出采用了双极性非对称维持脉冲电路驱动电路，并应用于槽型等离子体显示板上，使整机亮度提高了20％左右，提高了槽型等离子体显示板的整屏亮度和发光效率。

附图说明

图1是本实用新型双极性非对称维持脉冲电路驱动方法结构框图。其中有：电压控制驱动电路1、正电压维持电压脉冲发生器2、正电压能量恢复保持电路3、负电压维持电压脉冲发生器4、负电压能量恢复保持电路5、PDP高压行驱动IC芯片6、槽型等离子体显示板7(SMPDP屏)。

图2是双极性非对称维持脉冲电路原理图。图中Vs是正维持电压脉冲电压幅度；VXG是负维持电压脉冲电压幅度；VF是场效应管驱动电压。

图3是双极性非对称维持脉冲电路工作波形示意图

图4是为传统存储式驱动方案时序安排示意图。

图5是为传统方式下单个子场各电极工作波形示意图。

图6是为双极性非对称维持脉冲序列波形示意图。其中(a)为正负维持脉冲宽度不同序列示意图；(b)为正负维持脉冲电压幅度不同的序列示意图；(c)为正负维持脉冲电压脉宽和幅度都不同的序列示意图。

具体实施方式

双极性非对称维持脉冲电路驱动方法的实施方案如下：

电压控制驱动电路1由可编程逻辑芯片IR2110或IR2113或SN75372或TC4426场效应管驱动芯片等组成的控制场效应管开启的电压脉冲信号XNEH、XNEL、XEFH、XEFL、XG1H、XAEH、XAEL、XPZL、XDD，分别对应接各场效应管“M1、M2、M4、M5、M6、M7、M8、M9、M10”的栅极，根据不同的时间常数，控制场效应管的开启与闭合时间，确保双极性非对称维持脉冲电路功能的实现；正电压维持电压脉冲发生器2主要包括场效应管M1、M2、M3、M4，快恢复二极管D1、D2，电阻R1、R2，稳压管ZD1；

正电压能量恢复保持电路3主要包括场效应管M7、M8、快恢复二极管D3、D4，电感L1、正维持脉冲电压储能电容C1；

负电压维持电压脉冲发生器4主要包括场效应管M2、M3、M4、M6快恢复二极管D1、D2、D7，电阻R1、R2，稳压管ZD1；负电压能量恢复保持电路5主要包括场效应管M9、M10、快恢复二极管D5、D6、电感L2、负维持脉冲电压储能电容C2；

PDP行高压行驱动IC芯片6，目前的型号为“STV7617D”，其输出极上的场效应管T1、T2的开启与闭合，由电路1中可编程逻辑芯片控制，RD1和RD2分别是场效应管T1、T2的内置二极管；

槽型等离子体显示板采用的是槽型等离子体显示板，它的等效电容为Cp；

该驱动电路中的电压控制驱动电路1的输出端分别接正电压维持电压脉冲发生器2、正电压能量恢复保持电路3、负电压维持电压脉冲发生器4、负电压能量恢复保持电路5、PDP高压行驱动IC芯片6、槽型等离子体显示板7的输入端；负电压能量恢复保持电路5的输出端接负电压维持电压脉冲发生器4的输入端；正电压能量恢复保持电路3的输出端接正电压维持电压脉冲发生器2；电压控制驱动电路1、正电压维持电压脉冲发生器2、负电压维持电压脉冲发生器4的输出端分别接PDP高压行驱动IC芯片6的输入端；PDP高压行驱动IC芯片6的输出端分别接槽型等离子体显示板7的输入端。

维持期电压控制驱动电路(1)中的场效应管M6的输出端直接与PDP行高压驱动IC芯片(6)中的场效应管T2的输入端相接；维持期电压控制驱动电路(1)中的场效应管M5的输出端接场效应管M3的控制端，场效应管M4的输出端接电阻R1，电阻R1的另一端接，快恢复二极管D2的正极，快恢复二极管D2的负极接场效应管M3的控制端；场效应管M3的输出端接PDP行高压驱动IC芯片(6)中的场效应管T1的输入端；负电压能量恢复保持电路(5)中的场效应管M9、M10的输出端分别接快恢复二极管D5、D6的正极，快恢复二极管D5、D6的负极极接电感L2，电感L2的另一端接PDP行高压驱动IC芯片(6)中的场效应管T2的输入端；正电压能量恢复保持电路(3)中的场效应管M7的输出端接快恢复二极管D3的负极，场效应管M8的输出端接快恢复二极管D4的正极，快恢复二极管D4的负极和恢复二极管D3的正极接电感L1，电感L1的另一端接场效应管M2；正电压维持电压脉冲发生器(2)、正电压能量恢复保持电路(3)共用的场效应管M4的输出端接电阻R1，电阻R1的另一端接快恢复二极管D2的正极，快恢复二极管D2的负极接场效应管M3的控制端。

驱动方法为：槽型等离子体显示屏由印有行电极的前基板、印有列电极的后基板和带有大量网孔的金属板或表面镀有金属导电层的介质板组成，显示方式是在显示一帧图像的时间内安排若干个子场，每个子场由扫描期，维持期和擦除期组成，扫描期依次完成对全屏各像素点的点火；由正电压能量恢复保持电路3、负电压能量恢复保持电路5组成双极性能量恢复保持驱动电路，在维持期采用了对槽型等离子体显示板的双极性能量恢复保持驱动电路方式和双极性非对称维持脉冲电路驱动方法方式，双极性能量恢复保持驱动电路根据维持脉冲的正负极性，产生正负交替的脉冲波形，使在扫描期被点火的像素点保持气体放电状态并发光；由正电压维持电压脉冲发生器2、负电压维持电压脉冲发生器4组成双极性非对称维持脉冲电路，产生正维持脉冲的宽度和幅度与负维持脉冲的宽度和幅度不相同的正负交替的脉冲波形，使在扫描期被点火的像素点在正负维持脉冲下气体放电状态保持一致并发光。

双极性非对称维持脉冲电路驱动方法的工作原理如下：

在维持期里采用了双极性能量恢复维持驱动电路，使得槽型等离子体显示板图像显示时的功耗得以降低。

维持驱动包含有两个独立的充电和放电过程。电路内部平板电容Cp和能量恢复电容Cs通过外部电感L串联，维持驱动电路是利用电路内部平板电容Cp，外部电感L，能量恢复电容Cs之间的串联响应来给内部平板电容充放电的，即从能量恢复电容Cs中释放的能量用于给内部平板电容Cp充电，从内部平板电容Cp中释放的能量也暂时被存储在能量恢复电容Cs中。就是利用这种方法来实现能量恢复。

双极性能量恢复维持驱动电路的工作过程如下：

对正电压能量恢复维持驱动电路对能量恢复电容Cp充放电被分为4个过程：

在T0前，控制IC的输出端与IC的高压电源地相通，M2、M3、M4打开，而其他Mos开关都被关掉。输出电压Vp等于0。

在T0-T1过程中，首先M2被关掉，M3、M4、M8被打开，而其他Mos开关都被关掉，这样就形成了一个LC回路。正维持脉冲电压储能电容C1上的电压等于Vs/2，处于等待状态，在T1-T2过程最后输出电压Vp被充电到Vs。在输出电压Vp等于Vs后，M8关掉，M1打开。

在T2-T3过程中，Cp放电，开关M1关掉，M7打开。Cp的放电电流流经M3、L1，二极管D3和M7到达C1，这样C1就被充电。Cp一直放电直到输出电压Vp等于0。

在T3-T4过程中，M7关掉，M2打开。而其他Mos开关状态都不变，输出电压Vp等于0。

对负电压能量恢复维持电路对Cp充放电同样被分为4个过程：

在T5前，控制IC的输出端与IC的高压电源相通，M2、M3、M4打开，而其他Mos开关都被关掉。输出电压Vp等于0。

在T4-T5过程中，首先M2、M3、M4被关掉，M10被打开，而其他Mos开关都被关掉，这样就形成了一个LC回路。负维持脉冲电压储能电容C2上的电压等于V_XG/2，处于等待状态，在T5-T6过程最后输出电压Vp被充电到V_XG。在输出电压Vp等于V_XG后，M10关掉，M6打开。

在T6-T7过程中，Cp放电，开关M6关掉，M9打开。Cp的放电电流流经L2，二极管D5和M9到达C2，这样C2就被充电。Cp一直放电直到输出电压Vp等于0。

在T7-T0过程中，M9关掉，M2、M3、M4打开，而其他Mos开关都被关掉。输出电压Vp等于0。

双极性非对称维持脉冲电路驱动方法的工作过程如下：

1、在每个子场的维持期，在行电极上，产生一组正负维持脉冲，其负维持脉冲的宽度(T6-T5)为2.0微秒，正维持脉冲的宽度(T2-T1)为1.5微秒。即负维持脉冲的宽度大于正维持脉冲的宽度。其间后基板的列电极保持接地，如图六(a)所示。

2、在每个子场的维持期，在行电极上，产生一组正负维持脉冲，其负维持脉冲电压幅度VXG为175伏，正维持脉冲电压幅度VS为165伏。即负维持脉冲电压幅度大于正维持脉冲电压幅度。其间后基板的列电极保持接地，如图六(b)所示。

3、在每个子场的维持期，在行电极上，产生一组正负维持脉冲，其负维持脉冲的宽度T6-T5为2.0微秒，正维持脉冲的宽度T2-T1为1.5微秒。并且负维持脉冲电压幅度VXG为175伏，正维持脉冲电压幅度VS为165伏。即在负维持脉冲的宽度大于正维持脉冲的宽度的同时，负维持脉冲电压幅度大于正维持脉冲电压幅度。同时其他电极保持接地状态。如图六(c)所示。

Claims

1.一种双极性非对称维持脉冲驱动电路，其特征在于该驱动电路中的电压控制驱动电路(1)的输出端分别接正电压维持电压脉冲发生器(2)、正电压能量恢复保持电路(3)、负电压维持电压脉冲发生器(4)、负电压能量恢复保持电路(5)、PDP高压行驱动IC芯片(6)的输入端；负电压能量恢复保持电路(5)的输出端接负电压维持电压脉冲发生器(4)的输入端；正电压能量恢复保持电路(3)的输出端接正电压维持电压脉冲发生器(2)；正电压维持电压脉冲发生器(2)、负电压维持电压脉冲发生器(4)的输出端分别接PDP高压行驱动IC芯片(6)的输入端；PDP高压行驱动IC芯片(6)的输出端接槽型等离子体显示板。

2.根据权利要求1所述的双极性非对称维持脉冲驱动电路，其特征在于负电压维持电压脉冲发生器(4)中的场效应管M6的输出端直接与PDP行高压驱动IC芯片(6)中的场效应管T2的输入端相接；维持期电压控制驱动电路(1)中的场效应管M4的输出端接电阻R1，电阻R1的另一端接快恢复二极管D2的正极，快恢复二极管D2的负极接场效应管M3的控制端；场效应管M3的输出端接PDP行高压驱动IC芯片(6)中的场效应管T1的输入端；负电压能量恢复保持电路(5)中的场效应管M9的输出端接快恢复二极管D5的正极，场效应管M10的输出端接快恢复二极管D6的负极，快恢复二极管D5的负极与快恢复二极管D6的负极接电感L2，电感L2的另一端接PDP行高压驱动IC芯片(6)中的场效应管T2的输入端；正电压能量恢复保持电路(3)中的场效应管M7的输出端接快恢复二极管D3的负极，场效应管M8的输出端接快恢复二极管D4的正极，快恢复二极管D4的负极和恢复二极管D3的正极接电感L1，电感L1的另一端接场效应管M2。