DE4117563A1 - Impulsgeneratorschaltung fuer zeilenauswahlimpulse und verfahren zur erzeugung dieser impulse - Google Patents
Impulsgeneratorschaltung fuer zeilenauswahlimpulse und verfahren zur erzeugung dieser impulseInfo
- Publication number
- DE4117563A1 DE4117563A1 DE4117563A DE4117563A DE4117563A1 DE 4117563 A1 DE4117563 A1 DE 4117563A1 DE 4117563 A DE4117563 A DE 4117563A DE 4117563 A DE4117563 A DE 4117563A DE 4117563 A1 DE4117563 A1 DE 4117563A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- voltage
- switch
- coil
- circuit
- load
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03K—PULSE TECHNIQUE
- H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
- H03K17/04—Modifications for accelerating switching
- H03K17/041—Modifications for accelerating switching without feedback from the output circuit to the control circuit
- H03K17/0416—Modifications for accelerating switching without feedback from the output circuit to the control circuit by measures taken in the output circuit
- H03K17/04163—Modifications for accelerating switching without feedback from the output circuit to the control circuit by measures taken in the output circuit in field-effect transistor switches
-
- G—PHYSICS
- G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
- G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
- G09G3/00—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes
- G09G3/20—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters
- G09G3/22—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters using controlled light sources
- G09G3/30—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters using controlled light sources using electroluminescent panels
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03K—PULSE TECHNIQUE
- H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
- H03K17/04—Modifications for accelerating switching
- H03K17/041—Modifications for accelerating switching without feedback from the output circuit to the control circuit
- H03K17/0416—Modifications for accelerating switching without feedback from the output circuit to the control circuit by measures taken in the output circuit
- H03K17/04166—Modifications for accelerating switching without feedback from the output circuit to the control circuit by measures taken in the output circuit in bipolar transistor switches
-
- G—PHYSICS
- G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
- G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
- G09G2330/00—Aspects of power supply; Aspects of display protection and defect management
- G09G2330/02—Details of power systems and of start or stop of display operation
- G09G2330/021—Power management, e.g. power saving
- G09G2330/023—Power management, e.g. power saving using energy recovery or conservation
-
- G—PHYSICS
- G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
- G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
- G09G2330/00—Aspects of power supply; Aspects of display protection and defect management
- G09G2330/02—Details of power systems and of start or stop of display operation
- G09G2330/021—Power management, e.g. power saving
- G09G2330/023—Power management, e.g. power saving using energy recovery or conservation
- G09G2330/024—Power management, e.g. power saving using energy recovery or conservation with inductors, other than in the electrode driving circuitry of plasma displays
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Control Of Indicators Other Than Cathode Ray Tubes (AREA)
- Control Of El Displays (AREA)
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine
Impulsgeneratorschaltung gemäß dem Oberbegriff des
Anspruchs 1 für Zeilenauswahlimpulse. Die Erfindung
betrifft ebenfalls ein Verfahren zur Generierung
dieser Impulse.
Die vorliegende Erfindung ist anwendbar auf
Treiberschaltungen eines AC-angeregten
Dünnfilm-Elektrolumineszenzdisplays (ACTFEL). Es ist
eine besondere Aufgabe der Erfindung, eine neuartige
Schaltung für die Erzeugung von
Zeilenauswahlimpulsen in Verbindung mit
symmetrischen Treiberschemen zu schaffen.
Der zu treibende Displayaufbau ist gekennzeichnet
durch
- - eine hohe Kapazität des Displays, typischerweise im Bereich von 100 pF/mm2,
- - eine Matrixstruktur aus Zeilen und Spalten, und
- - ein sequentielles Schreiben einer Zeile nach der anderen, wobei die momentan ausgewählte Zeile von Zeilenauswahlimpulsen getrieben wird, die abwechselnd aus einer positiven oder einer negativen Gleichspannung (Vwrp oder Vwrn) gebildet werden.
Nicht ausgewählte Zeilen verbleiben auf freiem
Potential. Während der Gültigkeitszeit des
Zeilenauswahlimpulses werden alle Spaltenlinien
(column lines) simultan von
Spaltenmodulationsimpulsen getrieben, deren
Amplitude im Bereich von 0 bis Vm entsprechend der
gewünschten Helligkeit des adressierten Pixels auf
der ausgewählten Zeile liegen. Die Schreibsequenz
wird fortgesetzt durch Auswahl der nächsten Zeile
mit einem Zeilenauswahlimpuls entgegengesetzter
Polarität im Vergleich zu jenem bei der
vorangegangenen Zeile und dann durch Schreiben aller
Pixels in dem beschriebenen Sinne. Nachdem alle
Zeilen geschrieben worden sind, das heißt ein
vollständiges Feld abgebildet worden ist, wird das
nächste Feld in ähnlicher Weise geschrieben, wobei
von der ersten Zeile ausgegangen wird, aber nun
Zeilenauswahlimpulse entgegengesetzter Polarität im
Vergleich zu jener beim Schreiben des
vorangegangenen Feldes verwandt wird.
Zur näheren Darstellung wird nachfolgend die
Erzeugungssequenz von Treiberspannungen für das
An/Aus-Adressieren von Pixels auf einer Anzeige
erläutert. Wenn der Zeilenauswahlimpuls eine
negative Polarität hat, erhält eine Spaltenlinie zum
Antreiben eines Pixels zum "AN"-Zustand die
Modulationsspannung Vm, während eine Spaltenlinie
zum Treiben eines Pixels in den "AUS"-Zustand mit
dem Massepotential verbunden wird. In der nächsten
Zeile, die von einem Zeilenauswahlimpuls positive
Polarität getrieben wird, sind die Spaltenlinien zum
Treiben eines Pixels auf den "AN"-Zustand
entsprechend mit dem Massepotential und die
Spaltenlinien zum Treiben eines Pixels auf den
"AUS"-Zustand mit der Modulationsspannung Vm
verbunden. Also wird bei einem Zeilenauswahlimpuls
positiver Polarität der "AN"-Zustand eines Pixels
durch die Spannung Vwrp und der "AUS"-Zustand des
Pixels durch die Spannung Vwrp-Vm erregt. Bei
Zeilenauswahlimpulsen negativer Polarität sind diese
Anregungsspannungen Vm-Vwrn bzw. Vwrn.
Der Stand der Technik ist in den nachfolgend
aufgelisteten Druckschriften zusammengefaßt:
FI Patentschrift 62 447 (Druckschrift 1),
Japan Display 86, S. Harada, T. Ohba, Y. Kanatani, H. Uede (Druckschrift 2),
Linear and Interface Circuit Applications 1986, Texas Instruments (Druckschrift 3),
A Low-Power Drive Scheme for ACTFEL Displays, Marvin L. Higgins, SID 85 DIGEST (Druckschrift 4) Energy Recovery Sustain Circuit for the AC Plasma Display, Larry F. Weber and Mark B. Wood, SID 87 DIGEST (Druckschrift 5).
FI Patentschrift 62 447 (Druckschrift 1),
Japan Display 86, S. Harada, T. Ohba, Y. Kanatani, H. Uede (Druckschrift 2),
Linear and Interface Circuit Applications 1986, Texas Instruments (Druckschrift 3),
A Low-Power Drive Scheme for ACTFEL Displays, Marvin L. Higgins, SID 85 DIGEST (Druckschrift 4) Energy Recovery Sustain Circuit for the AC Plasma Display, Larry F. Weber and Mark B. Wood, SID 87 DIGEST (Druckschrift 5).
Die Prinzipien von symmetrischen Treiberschemen sind
beispielsweise in der Druckschrift 1 erläutert. Ein
Blockdiagramm der elektronischen Schaltung für ein
Display ist in Fig. 1 abgebildet.
Für das symmetrische Treiberschema sind Schaltungen
für Zeilenimpulsgeber nicht bekannt. Es kann aber
aus der Beschreibung und den Darstellungen des
symmetrischen Treiberschemas aus Druckschrift 2
geschlossen werden, daß der Zeilenimpulsgeber dort
unter Verwendung eines Schalters aufgebaut ist, mit
dem ein Reihenwiderstand verbunden ist zur
Begrenzung der Anstiegsrate der Spannung während der
Anstiegsphase des Zeilenauswahlimpulses. Die
Entladungsphase des Zeilenauswahlimpulses ist
offenbar verwirklicht mittels einer
Zeilentreiberschaltung.
Für das Refresh-Treiberschema sind Zeilenpulsgeber
im allgemeinen entweder mit Schaltern, in denen die
Spannungsanstiegsrate oder -abfallsrate begrenzt
wird durch einen Reihenwiderstand (Druckschrift 3)
oder mittels eines Konstantstromschalters
(Druckschrift 4) aufgebaut.
Wenn ein Impuls an eine kapazitive Last gelegt wird,
kann der Energieverbrauch reduziert werden durch
Anwendung einer Spule in dem Impulsgeberschaltkreis.
In Schaltkreisen gemäß dem Stand der Technik ist
eine Spule in dem Spaltenpulsgeber (Druckschrift 4)
und in dem Sustain-Impulsgeber eines Plasma-Displays
(Druckschrift 5) angegeben, jedoch nicht in
Zeilenpulsgebern.
In der Druckschrift 4 ist ein Spaltenimpulsgeber des
resonanten Typs beschrieben, bei dem die Spule in
Reihe mit der zu treibenden Last geschaltet ist,
ergänzt durch vier Schalter S1 bis S4 und vier
Klemmdioden. Der Schalter S1 ist für das Laden der
Leitungslast über die Spule vorgesehen, der Schalter
S2 dient zur Entladung der Energie der Leistungslast
und der Schalter S3 leitet die volle
Amplituden-Sustain-Spannung von der
Versorgungsspannung zu der Verbindung der Spule mit
der Last und hilft darüber hinaus, eine mögliche
rückwärts gerichtete Oszillation zu verhindern.
Schalter S4 ist von der Verbindung der Spule und der
Last zur Masse angeordnet, so daß er aktiviert
werden kann, um eine weitere Oszillation nach der
Entladungsphase zu verhindern und um alle Spalten
mit dem Massepotential für die Zeitdauer des
Refreshimpulses zu verbinden.
Beide Enden der Spule sind durch Dioden D1 bis D4
mit der Masse und der Versorgungsspannung verbunden,
um so die Schwingung zwischen der
Versorgungsspannung und dem Massepotential zu
begrenzen.
In der Druckschrift 5 sind Verfahren dargestellt,
mit denen ein optimiertes Timing der Schalter
verwandt werden kann, um den Wirkungsgrad des
Schaltungsaufbaus gemäß Druckschrift 4 zu verbessern
und gleichzeitig den Spitzenwert des Stromimpulses
zu senken. Um ein kompliziertes Treiberschema der
Schalter zu umgehen, wird in der Druckschrift 5 eine
alternative Schaltungskonfiguration angegeben, die
die allgemein bekannte Charakteristik eines
LC-Schaltkreises benutzt, nämlich daß die Spannung
an der Kapazität einer Reihenschaltung einer
Kapazität und einer Spule auf einen zweifachen Wert
der Amplitude der Eingangs-Schrittfunktion ansteigt.
Demnach werden die präzisen Anforderungen an das
Timing der Schaltersteuersignale entschärft durch
Ergänzung der Treiberschaltung durch eine zweite
Versorgungsspannung in Höhe der Hälfte der
geforderten Treiberimpulsamplitude und durch
Ersetzung der Schalter S1 und S2, wie sie in der
Schaltung nach Druckschrift 4 verwendet werden,
durch unidirektionale Schalter zwischen der Spule
und der zusätzlichen Spannungsversorgung.
Die Vorschläge gemäß dem Stand der Technik weisen
verschiedene Nachteile auf.
Zusätzlich zu der Wiederholungsrate der
Zeilenauswahlimpulse ist deren Dauer ein Faktor, der
die Helligkeit des ACTFEL-Displays bestimmt. Wenn
die Display Matrix groß ist, also 400 Pixel-Zeilen
oder mehr aufweist, würden die Zeilenauswahlimpulse
unnötigerweise kurz werden in dem Treiberkonzept
gemäß der Druckschrift 4, und zwar aufgrund des
Multiphasen-Ladeschemas.
Demnach wäre das oben dargestellte Treiberkonzept
gemäß Druckschrift 1 besser geeignet für die
praktischen Belange. Darin aber ist die Verwendung
eines Einzelzeilenimpulsgebers gemäß Druckschrift 2
nicht möglich, sondern separate
Zeilenimpulsgeberschaltungen müssen für den
positiven und den negativen Impulsgeber eingesetzt
werden.
Die Verwendung von Widerstandelementen zur
Begrenzung der Spannungsanstiegsphase der
Zeilenauswahlimpulse (Druckschrift 3) ist eine
unbefriedigende Lösung im Hinblick auf die
Display-Helligkeit, da die Impulsbreite hierdurch
verengt wird, insbesondere überhalb der
Luminanz-Schwellwertspannung des ausgewählten
Pixels. Hierin ist ebenso wie bei der
Konstantstromschaltung gemäß Druckschrift 4 der hohe
Energieverbrauch ein weiterer Nachteil. Der hohe
Energieverbrauch resultiert aus einer höheren
Zeilenkapazität des symmetrischen Treiberschemas in
Bezug auf jene des Refresh-Schaltkreises. Die
Gegentakt-Treiberschaltungen, die bei dem
symmetrischen Zeilentreiberschema benötigt werden,
tragen weiter zu der kapazitiven Last durch ihre
eigenen Ausgangskapazitäten bei.
Somit wird ein Zeilenimpulsgeber mit symmetrischem
Treiberschema geladen von der kombinierten Kapazität
einer einzelnen ausgewählten Zeile und der Kapazität
der Zeilentreiberschaltungen. Zum Beispiel beträgt
in einem 480-Zeilendisplay die Zeilenkapazität 3,5
nF, zu der die Zeilentreiberschaltungen 5,2 nF
Kapazität hinzuzufügen ist. Unter der Annahme einer
typischen 180-Volt Amplitude für den
Zeilenauswahlimpuls, würde sich ein Energiebedarf
des Impulsgebers ohne
Engergierückgewinnungsschaltungen ergeben zu,
480 (3,5 nF + 4,2 nF) × 1802V2 × 60 Hz = 7,2 W.
Die Verwendung von Konstantstromschaltern zum
Beispiel würde nur 1/4 dieser Energieverluste, d. h.
1,8 W, auf einen einzelnen Schalter bewirken, was in
der Praxis Schaltungsbauteile zur
Oberflächenbestückung ausschließen würde.
Realisierungen auf der Grundlage einer
Reiheninduktivität gemäß den Druckschriften 4 und 5
haben zwei schwerwiegende Nachteile.
Erstens ist ein funktioneller wesentlicher Nachteil
darin zu sehen, daß kein praktisch realisierbarer
Schaltkreis denkbar ist zur Entladung der
Zeilenleiterenergie.
Bei dem Positiv-Spannungs-Impulsgeber gilt die
Einschränkung, daß die Zeilenlinie nicht unterhalb
des Potentials von nicht ausgewählten, auf freiem
Potential liegenden Zeilenlinien entladen werden kann
unterhalb eines Massenpotentials, ohne daß enorme
Energieverluste auftreten würden. Der Grund hierfür
ist darin zu sehen, daß, abhängig von den
Pixeldaten, die Spannung der auf freiem Potential
liegenden Zeilenlinien im Bereich von 0 bis Vm
variiert, und daß diese Spannung über die obere
Klemmdiode der Gegentakt-Zeilentreiberschaltungen
abgesenkt würde, so daß die Energieverluste
ergeblich erhöht würden, da im schlechtesten Falle
die gesamte Schaltungskapazität als Last für den
Treiber wirken würde.
Bei dem Negativspannungs-Zeilenimpulsgeber ist
ebenfalls die Durchführung der Entladungsphase
problematisch. Die Anwendung handelsüblicher
Zeilentreiberschaltungen geht davon aus, daß die
nicht ausgewählten Zeilen in einen "LOW"-Zustand des
Treiberschalters während der Dauer der
Positivspannungs-Zeilenauswahlimpulse gezogen werden.
Entsprechend muß der
Negativspannungs-Zeilenauswahlimpulsausgang sich in
dem Spannungsbereich von 0 bis V m während der
Positivspannungs-Zeilenauswahlimpulse bewegen
können, um eine unerwünschte Erhöhung des
Energieverbrauchs zu vermeiden.
Ein weiterer wesentlicher Nachteil bei den
Schaltungen gemäß der Druckschriften 4 und 5 ist das
Fehlen von Schutzmaßnahmen für Start- und der
Fehlersituationen. Nur wenn ein optimiertes Design
für Kosten und Verpackung gewünscht ist, ist es in
erster Linie wichtig, daß keine überdimensionierten
Impulsgeber-Schaltelemente für die genannten
Situationen verwandt werden.
Weitere Schwierigkeiten auf dem Weg der Entwicklung
von dem Spaltentreiberkonzept gemäß Druckschrift 4
in einen Positivspannungs-Impulsgeberschaltkreis
sind der geringer Wirkungsgrad ebenso wie der hohe
Spitzenstrom am Ende der Lade- und Entladephase des
Zeilentreibers, was nachteilig im Hinblick auf die
Lebensdauer des Zeilenelektroden-Connectors und im
Hinblick auf eine Begrenzung von EMI-Emissionen ist.
Ein zusätzlicher Nachteil in der Anwendung des
Sustain-Impulsgebers gemäß Druckschrift 5 ist in der
Notwendigkeit von zusätzlichen Versorgungsspannungen
zu sehen. Die zusätzlichen Spannungsversorgungen
können ersetzt werden durch reine Kondensatoren.
Diese Alternative bedingt aber eine
Überdimensionierung der Schaltelemente für die
Startsituationen. Zusätzlich zu dem erhöhten
Raumbedarf und zu den Kosten der Kondensatoren
bringt diese Alternative aber einen abnorm steilen
Impuls hervor, der die Treiberschaltungen und die
Zeilenelektrodenkontakte in der Startsituation stark
belastet.
Vorausgesetzt, daß diese schwerwiegenden Nachteile
vermieden werden können, ist es möglich, eine
einfachere Integration von Schaltungen zu erreichen,
die in zukünftigen Anwendungen die Nachteile von
erhöhten Kosten für die zusätzlichen
Energieversorgungen auf ein tolerierbares Maß
herabsetzt.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die
Nachteile von Schaltungen gemäß dem Stand der
Technik zu überwinden und eine neuartige Schaltung
zur Erzeugung von Zeilenauswahlimpulsen sowie ein
Verfahren zur Erzeugung derartiger Impulse anzugeben.
Die vorliegende Erfindung basiert auf dem Konzept
der Aufteilung der Erzeugung von
Zeilenauswahlimpulsen in zwei Impulsgebern, von
denen einer Zeilenauswahlimpulse positiver Spannung
und der andere Zeilenauswahlimpulse negativer
Spannung erzeugt. Die Impulsgeberlast wird über eine
Reihenspule L1, L1N gespeist. Zur Ladung der
Lastkapazität über eine Spule ist ein Schaltelement
S1, S2N zwischen der Spule und der
Zeilenimpulsgeber-Spannungsversorgung Vwrp, Vwrn
vorgesehen. Die Amplitudenerhöhung auf den vollen
Wert und zum Halten derselben wird über ein
Schaltelement S3, S3N bewerkstelligt, der zwischen
der Versorgungsspannung und der Verbindungsstelle
der Spule und der Last geschaltet ist. Die in der
Lastkapazität gespeicherte Energie wird über die
Spule entladen mittels eines Schalters S2, S1N, der
zwischen der Spule und der Masse geschaltet ist. Um
die in der Spule L1 (L1N) während der Lade- und
Entladephasen zurückzugewinnen und um die
Übergangsvorgänge der Ausgangsspannung zu begrenzen,
sind zusätzlich Dioden D1 bis D4 (D1N bis D4N) von
beiden Seiten der Spule mit der Versorgungsspannung
Vwrp, Vwrn, unter der Masse verbunden.
Die Schalter sind vorzugsweise gesteuert durch
sowohl zwei externe Steuersignale PosWR1, PosWR2,
NegWR1, NegWR2, als auch durch zusätzliche
Rückkopplungskreise FB1 bis FB3, FB1N bis FB3N,
jedes Schalters, die mit der Versorgungsspannung
verbunden sind und die Einschaltphase zu dem
"ON"-Zustand die Abschaltphase vom "ON"-Zustand
beeinflussen.
Im einzelnen ist die erfindungsgemäße Schaltung
gekennzeichnet durch die Merkmale des
kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist gekennzeichnet
durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 4.
Die vorliegende Erfindung bringt erhebliche Vorteile
mit sich.
So wird mit ihr ein hoher Wirkungsgrad erzielt,
wodurch die Schaltungsintegration oder die
Verwendung kleiner und billiger,
oberflächenbestückbarer Bauteile möglich wird.
Aufgrund der erwähnten Rückkopplungsverbindungen zu
jedem Schalter wird die Zuverlässigkeit in Start
und Fehlsituationen gegenüber herkömmlicher
Schaltungen verbessert. Die Ausgangsstromkapazität
überhalb der Pixel-Helligkeitsschwellenspannungen
ist hoch, was entscheidend für das Halten einer
gleichmäßigen Helligkeit ist.
Die Anzahl der erforderten Schalter ist klein.
Tatsächlich sind in allen Aufbauten die
Entladungsphase der Zeilenauswahlimpulse und der
DC-level Sustain von auf freiem Potential liegenden
Zeilen gegen die Spaltenleitungen bei 0 Volt erzielt
worden, ohne auf einen vierten Schalter S4
zurückzugreifen.
Die Anzahl der externen Steuereingänge ist ebenfalls
klein gehalten, wodurch die Kosten für einen
Steuerschaltkreis niedrig gehalten wird und die
Steuerung vereinfacht wird. Die Verwendung eines
Inhibiteingangs PosWR2 (NegWR2), um die
Aktivierungszeit des Schalters S1 (S2N) zeitlich zu
begrenzen, stellt sicher, daß der Schalterstrom
nicht während Fehlsituationen übermäßig ansteigen
kann.
Die Steuerung der Schalter über den Quellenanschluß
des Schalterelementes mit Hilfe eines bipolaren
Transistors beschleunigt die Schaltzeit, was
wesentlich ist, um den Energieverbrauch und den
Energieverlust an den Schaltern zu begrenzen. Ein
weiterer Vorteil ist die einfachere Steuerung durch
die Verwendung von bipolaren Transistoren.
Der Einsatz von Bootstrap-Schaltern als
Schaltelemente S1 und S3 der Zeilenimpulsgeber
positiver Spannung erleichtert die Verwendung von
billigeren und einfacher erhältlichen N-FET
Schaltern.
Die Implementierung des Rückkopplungskreises über
die Spannungserfassung über den Schalter (S3, S3N)
stellt einen Schalterschutz dar, unabhängig von der
Höhe der Versorgungsspannung.
Die Erfindung wird anhand der Zeichnungen näher
erläutert. Hierbei zeigt:
Fig. 1 ein Blockschaltbild der Steuer
elektronik für eine herkömmliche ACTFEL
Matrixanzeige, wobei die vorliegende
Erfindung den Block "Zeilenimpulsgeber"
betrifft,
Fig. 2 schematisch eine Impulsgeberschaltung
nach der Erfindung zur Erzeugung von
Zeilenauswahlimpulsen positiver
Spannung,
Fig. 2B einen zeitlichen Ablaufplan zur
Erläuterung der Funktionsweise des
Zeilenimpulsgebers positiver Spannung,
Fig. 3 schematisch den Aufbau eines
Impulsgebers nach der Erfindung zur
Erzeugung von Zeilenauswahlimpulsen
negativer Spannung,
Fig. 4 eine Ausführungsform der Schaltung
eines reinen Impulsgebers positiver
Spannung gemäß der Erfindung,
Fig. 5 eine beispielhafte Schaltung eines
Zeilenimpulsgebers negativer Spannung
gemäß der Erfindung,
Fig. 6 eine alternative Ausführungsform für
einen Zeilenimpulsgeber positiver
Spannung und
Fig. 7 eine weitere alternative
Ausführungsform für den
Zeilenimpulsgeber positiver Spannung.
Nachfolgend werden die folgenden Symbole zur
Bezeichnung der einzelnen Schaltkreiskomponenten
verwandt:
D = Diode,
L = Spule,
T = Transistor,
ZD = Zener Diode,
ZR = Widerstand,
S = Schalter,
C = Kondensator.
D = Diode,
L = Spule,
T = Transistor,
ZD = Zener Diode,
ZR = Widerstand,
S = Schalter,
C = Kondensator.
Jedes dieser Symbole ist mit einer Ziffer versehen,
um die Bauteile in den Schaltplänen zu
identifizieren.
Die Erzeugung der Zeilenauswahlimpulse für ein
ACTFEL-Display wird erreicht durch Aufteilung der
Aufgabe auf zwei Impulsgeber, nämlich auf jenen für
die positive Spannung und auf jenen für die negative
Spannung. Dieses Schema erleichtert die Zuführung
der Helligkeitsmodulationsimpulse zu den Spalten
gleichzeitig mit dem Zeilenimpulstreiber und umgeht
die Notwendigkeit, die Hochfrequenzsteuersignale der
Spaltentreiberschaltungen von der Systemmasse zu
isolieren.
Um einen geringeren Energieverlust an den Schaltern
zu erreichen und um den gesamten Energieverbrauch zu
reduzieren, ist die Schaltung nach der Erfindung auf
der Grundlage eines LC-resonanten
Schaltkreiskonzeptes aufgebaut, der von einer Spule
in Reihe mit einer kapazitiven Last aufgebaut ist.
Wie sich aus Fig. 2 ergibt, umfaßt der
Impulsgeberschaltkreis Klemmdioden D1 bis D4, D1N
bis D4N, die auf beiden Seiten der Spule mit dem
Massepotential und den Versorgungsleitungen in beiden
Typen von Zeilenimpulsgebern verbunden sind. Jedes
Schalterelement S1 bis S3 (S1N bis S3N) ist mit je
einem Rückkopplungskreis von der Ausgangsspannung
des Impulsgebers verbunden, der sowohl die
Einschalt- als auch die Ausschaltphase von dem
"ON"-Zustand beeinflußt.
Um einen Entladungspfad für die Lastkapazität zu
bilden, weist die Schaltung in Fig. 2 einen
Schalter S1 auf, der zwischen der
Versorgungsspannung Vwrp und der Spule L1 geschaltet
ist. Der externe Steuereingang PosWR1 des Schalters
und der interne Rückkopplungsschaltkreis FB1 des
Impulsgebers werden benutzt, um den Schaltkreis SC1
des Schalters zu steuern. Der externe Inhibiteingang
PosWR2 wird über die Diode D5 zu dem
Rückkopplungseingang von SC1 aufsummiert. Die
Amplitudenerhöhung der Zeilenauswahlimpulsspannung
auf den vollen Wert und das Verhindern einer
rückwärtsgerichteten Schwingung im Schaltkreis gemäß
Fig. 2 wird erreicht durch einen Schalter 3, der
zwischen der Last und der Versorgungsspannung Vwrp
geschaltet ist. Der externe Steuereingang PosWR1 ist
ebenso wie der Rückkopplungsschaltkreis FB3 mit dem
Steuerschaltkreis SC3 des Schalters S3 verbunden.
Für die Entladungsphase weist die Schaltung gemäß
Fig. 2 einen Schalter S2 zusammen mit einem
Steuerschalter SCS2 dieses Schalters in Reihe mit
der Spule zu der Masse auf. Mit dem Steuerschalter
SCS2 ist auch ein Rückkopplungsschaltkreis FB2 sowie
ein externer Steuereingang PosWR1 verbunden. Um
sicherzustellen, daß die
Zeilenauswahlimpulsamplituden in allen Situationen
im Bereich zwischen dem Massepotential und der
Spannung Vwrp verbleibt, weist die Schaltung eine
Diode D3 auf, die von der Last zu der Spannung Vwrp
verbunden ist, sowie eine Diode D4, die von der Last
zur Masse verbunden ist.
Um die in der Spule L1 gespeicherte Energie zur Last
zu leiten, nachdem der Rückkopplungsschaltkreis FB1
den Schalter S1 auf "AUS" gesetzt hat, ist eine
Diode D2 von Masse zur Spule in dem Schaltkreis
vorgesehen. Um die Entladungsphase mit Hilfe der in
der Spule gespeicherten Energie auszudehen, nach dem
Moment, in dem der Rückkopplungsschaltkreis FB2 den
Schalter S2 auf "AUS" gesetzt hat, umfaßt die
Schaltung die Diode D1 von der Spule zu der Spannung
Vwrp. Die Spule L3 ist vorzugsweise so ausgelegt, um
mit der Lastkapazität bei der Betriebsfrequenz
resonant zu schwingen. Typischerweise liegt die
Betriebsfrequenz für ein 480-Zeilendisplay bei 30
kHz, was einer typischen Lastkapazität von etwa 7 nF
entspricht, so daß die Induktivität der Spule etwa
bei 2 mH liegt (vgl. Fig. 4). Allgemein gesagt, wird
die Induktivität der Spule L1 so ausgewählt, daß die
Zykluszeit Tres der Schwingung des resonanten
Schaltkreises aus der Spule und der Lastkapazität
vorteilhafterweise 100 bis 200% länger ist als die
addierte Zeitdauer der Zeitperioden, die für die
Zeilenauswahlimpulsanstiegs- und abfallsphasen
vorgesehen sind. Die Induktivität kann aus der
folgenden Beziehung errechnet werden:
L = Tres2/(4 × PI2 × C).
L ist die Induktivität der Spule und C die
Lastkapazität in dem Schaubild.
Die in Fig. 2 dargestellte Schaltung arbeitet wie
folgt: Wenn der Steuereingang PosWR1 auf "aktiv"
gesetzt wird (Fig. 2B), wird der Schalter S1 auf
"AN" geschaltet und Strom beginnt von der Spannung
Vwrp über die Spule zu der Lastkapazität zu fließen.
Gleichzeitig wird der Schalter S3 auf "AN" gestellt,
sobald der Rückkopplungsschaltkreis FB3 einen
ausreichenden Spannungsanstieg des
Zeilenauswahlimpulses bis zu wenigstens der Hälfte
der Amplitude des Zeilenauswahlimpulses detektiert
hat. Im normalen Betrieb wird der Schalter S1 unter
Steuerung vom Rückkopplungskreis FB1 auf "AUS"
gestellt, bevor der Schalter 3 auf "AN" geht, um die
Energie der Spule L1 zur Last zu speisen. In
Fehlersituationen steigt die Spannung über der Last
nicht in ausreichendem Maße an, um den
Rückkopplungskreis FB1 zu aktivieren, um den
Schalter S1 "AUS" zu setzen. Um einen übermäßigen
Stromanstieg in dieser Situation zu vermeiden, setzt
das Steuersignal PosWR2 den Schalter nach einer
vorbestimmten Zeit auf "AUS". Am Ende der Ladephase
zwingt der Schalter S3 die Zeilenauswahlamplitude
zum vollen Wert, so daß die Spannung bis zur
Einleitung der Entladephase gehalten wird. Wenn das
Steuersignal PosWR1 inaktiv wird, wird der Schalter
S3 auf "AUS" gesetzt und der Schalter S2 auf "AN".
Wenn die Spannung über der Last ausreichend
abgefallen ist, aber noch nicht unterhalb der
Maximalspannung Vm der auf freiem Potential
liegenden Zeilenleitungen liegt, schaltet der
Rückkopplungsschaltkreis FB2 den Schalter S2 auf
"AUS" und die in der Spule L1 gespeicherte Energie
verlängert die Entladungsphase hinab bis zur
Spannung der auf freiem Potential liegenden Zeilen.
Danach fällt die Spannung der Zeilenlinien zusammen
mit den Spannungen der anderen auf freiem Potential
liegenden Zeilenlinien auf null ab, wenn die
Modulationsspannung der Spaltentreiberseiten auf
null abfällt.
Der Schalter S1 (S2N) wird auf "AN" gesetzt mit
Beginn des Beschreibezyklus′ und auf "AUS" gesetzt,
spätestens dann, wenn die Lastspannung dieselbe ist
wie die Versorgungsspannung. Der Schalter S2 (S2N)
wird auf "AN" gesetzt unter Verwendung der
gemeinsamen Externen mit dem Schalter S3 und auf
"AUS" gesetzt, spätestens dann, wenn die
Ausgangsspannung des Zeilenimpulsgebers positiver
Spannung die Spannung der auf freiem Potential
liegenden, nicht ausgewählten Zeilenlinien erreicht
oder entsprechend wenn die Ausgangsspannung des
Impulsgebers negativer Spannung auf dem
Massepotential liegt. Der Schalter S3 (S3N) wird auf
"AN" gesetzt, nicht bevor die Lastspannung die
Hälfte der Versorgungsspannung erreicht hat. S3 wird
auf "AUS" gesetzt nach Ablauf der Auszeitperiode T.
Die Dauer von T beträgt etwa 60 bis 70% der
gesamten Zyklusdauer.
Steuereingänge der Schalter sind so konfiguriert,
daß nur 2 externe Kontrolleingänge PosWR1 und PosWR2
(NegWR1 und NegWR2) pro Impulsgeber erforderlich
sind. Von diesen setzen PosWR1 (NegWR1) - sofern
aktiv - die Schalter S1 und S3 (S2N und S3N) auf
"AN", vorausgesetzt, daß die Schalter nicht von den
Rückkopplungsschaltkreisen inhibiert sind. Wenn
PosWR1 (NegWR1) nicht aktiv ist, bleibt der Schalter
S2 (S1N) auf "AN", vorausgesetzt daß der Schalter
nicht von den Rückkopplungsschaltkreisen inhibiert
ist. Es ist die Aufgabe von PosWR2 (NegWR2), S1
(SN2) vom "AN"-Zustand auf "AUS" zu setzen nach
Ablauf einer vorgewählten Zeitdauer. Vorzugsweise
ist der Schalter S1 ein Schalter vom Bootstrap-Types.
Fig. 4 zeigt den Zeilenimpulsgeber positiver
Spannung im Detail. Die Schaltkreiskomponenten, die
den verschiedenen Elementen in Fig. 2 entsprechen
werden nachfolgend beschrieben. Der Schalter S1 vom
Bootstrap-Typ besteht aus T1, T2, D1, D3, D4, ZD1,
C1, R1, R2 und R3. Die Steuerschaltung SC1 besteht
aus den Komponenten T3, T4, R4, R5, R10, R11. Die
Diode D5 aus dem Schaltbild der Fig. 2 ist ersetzt
durch eine Diode D6 in Fig. 4.
Der Rückkopplungsschaltkreis FD1 besteht aus einer
Zenerdiode ZD4 und einem Widerstand R12. Der
Schalter S2 besteht aus den Komponenten T5 und R6.
Der Steuerschalter SCS 2 besteht aus den Komponenten
T6, T7, D5, R7, R8, R9. Der Rückkopplungsschaltkreis
FB2 besteht aus den Komponenten ZD3 und R13. Der
Schalter S3 ist ein Bootstrap-Schalter, bestehend
aus den Komponenten T8, T10, D7, D8, D9, ZD6, C2,
R14, R15 und R18. Der Steuerschaltkreis SC3 des
Schalters besteht aus den Komponenten T9 und R17.
Der Rückkopplungsschaltkreis FB3 weist eine
Zenerdiode ZD5 und einen Widerstand R16 auf. Die
Schaltung wird komplettiert durch einen Widerstand
R20, um sicherzustellen, daß die Quellenspannung von
T8 der Lastspannung folgt. Die Diode D1 in Fig. 2
ist ersetzt durch eine Diode D2 in Fig. 4.
Entsprechend ist die Diode D2 ersetzt durch eine
Zenerdiode ZD2, die zusammen mit der Basisdiode
(body diode) von D5 funktioniert. Die Diode D3 ist
ersetzt durch D10 und die Diode D4 durch die Diode
D11.
Der Rückkopplungsschaltkreis FB1 von S1 weist eine
Zenerdiode ZD4 und einen Widerstand R12 auf. Der
Quellenanschluß des Niveauverschiebungs-Transistors
T2 im Schalter S1 wird über Transistor T4 zur Masse
gezogen. Der Rückkopplungsschaltkreis FB1 ist von
der Last mit der Basis von T4 verbunden. Die Basis
von T4 wird auch von einem zweiten Steuereingang
über die Diode D6 angesteuert, wodurch der
Aktivzustand dieses Steuereingangs den Schalter S1
auf "AUS" setzt.
Die Rückkopplungsschaltung FB2 von S2 ist aufgebaut
als eine Reihenschaltung einer Zenerdiode ZD3 und
einem Widerstand R13. Die Steuerung, um S2 zu
schalten, wird von einem Darlington Transistor T6,
T7 bewerkstelligt, der zwischen dem Quellenanschluß
von T5 und der Masse geschaltet ist. Die
Rückkopplungsschaltung FB2 ist zu der Basis des
Treibertransistors T6 gezogen.
Der Schalter S3 ist als Schalter vom Bootstrap-Typ
ausgebildet. Dessen Rückkopplungsschaltung wird
erreicht durch Erfassung der drain-to-source vom
Schalttransistor T8 durch eine Serienschaltung der
Zenerdiode ZD5 und Widerstand R16, die von der
Versorgungsspannung Vwrp zur Basis von T9 geschaltet
ist, verbunden vom gate zur source des Transistors
T8.
Der Zeilenimpulsgeber negativer Spannung weist
vorzugsweise ein Betriebsprinzip und ein Aufbau auf,
der völlig analog zu dem Impulsgeber positiver
Spannung gemäß Fig. 2 ist. Lediglich die Steuerung
des Schalters S1N, der das Entladen der Energie von
der Last über die Spule bewerkstelligt, muß
modifiziert werden, damit der
Rückkopplungsschaltkreis FB1 den Schalter auf "AN"
setzt und nur für eine vorgewählte Zeit hält. Der
Schalter S1N wird wieder auf "AN" nach einer
vorgewählten Überwachungszeit gesetzt, wodurch
sichergestellt ist, daß der Impulsgeberausgang auf
ein negatives Potential in Stoppsituationen,
beispielsweise aufgrund interner Ströme des
Impulsgebers, abdriftet.
Wenn die Ausgangszustände der nicht ausgewählten
Treiberschaltungen hinuntergezogen werden während
des Zeilenauswahlimpulses positiver Spannung, liegen
die Dioden zwischen Vm und Vwrn in dem Impulsgeber
negativer Spannung. Um eine daraus folgende
Stomumkehr zu vermeiden, ist zusätzlich eine Diode
D6N in Reihe mit dem Schalter S1N vorgesehen. Der
Anstieg des DC-Spannungs-Levels an dem Ausgang des
Impulsgebers negativer Spannung wird verhindert durch
ein Kurzschluß der "AN"-Zustandsdauer am Schalter
S1N, der von dem Rückkopplungsschaltkreis gesteuert
wird.
Der Impulsgeber negativer Spannung gemäß Fig. 3
weist eine Basisschaltung mit den Dioden D5N, D6N
auf, während die Dioden D1N und D4N zu der
Versorgungsspannung Vm des Spaltenimpulsgebers
gezogen sind anstelle auf Masse. Die Gründe für
diese Anderungen ergeben sich aus dem folgenden.
Einige Typen von handelsüblichen
Zeilentreiberschaltungen funktionieren nur dann
richtig, wenn die Ausgänge von nicht selektierten
Zeilentreiberschaltungen auf "LOW" gehalten werden
für die Dauer des Zeilenauswahlimpulses positiver
Spannung. Hierbei sind die Zeilenleitungen, die auf
freiem Potential bei der durchschnittlichen
Modulationsspannung liegen, über das untere,
stromsenkende FET-Element der Treiberausgangsstufe
verbunden mit dem Ausgang des Zeilenimpulsgebers
negativer Spannung. Um einen
Energieverbrauchsanstieg zu vermeiden, muß der
Ausgang des Zeilenimpulsgebers negativer Spannung
auf freiem Potential im Bereich von 0 bis Vm liegen
können während der Zeilenauswahlimpulse positiver
Spannung. Daher muß die Diode D6N notwendigerweise
in Reihe mit dem Schalter S1N liegen, während die
Klemmdioden D1N und D4N mit der Versorgungsspannung
Vm verbunden sein müssen. Als weiteres Problem wird
die nach oben gerichtete DC-Spannungsdrifttendenz
der auf freiem Potential liegenden Zeilenleitungen
genannt, was verhindert werden muß, damit kein Bild
in die Anzeige eingebrandt wird. Die Drifttendenz
basiert auf dem Abfall des Zeilenauswahlimpulses
positiver Spannung. Auch fällt die Spannung am
Ausgang des Zeilenimpulsgebers negativer Spannung
aufgrund der Kapazität des
Zeilentreiberschaltkreises.
Wenn der Schalter S1N "AN" ist, so daß ein Ende der
Spule auf Massepotential gehalten wird, beginnt ein
Stromfluß durch die Spule und die Energie wird in
der Spule gespeichert. Diese Energie wird dann den
auf freiem Potential liegenden Zeilenleitungen
zugeführt, wodurch deren Spannung ansteigt. Solch
eine Situation kann vorzugsweise vermieden werden
durch Steuerung des "AN"-Zustandes der
Entladungsphase am Schalter S1N, und zwar kürzer als
üblich, so daß nur der nächstfolgende
Zeilenauswahlimpuls positiver Spannung den Ausgang
des Impulsgebers negativer Spannung bis auf
Massepotenial erhöhen kann. Eine andere Methode, die
zwar kostenintensiver, jedoch leichter auszulegen
ist, ist die Verbindung des Ausgangs des
Impulsgebers negativer Spannung über eine Diode D5N
an den Ausgang des Spaltenimpulsgebers.
Fig. 5 zeigt ein Ausführungsbeispiel des
Impulsgebers negativer Spannung. Die im Schaubild
gemäß Fig. 3 bezeichneten Komponenten bestehen aus
folgenden Bauteilen: Der Schalter S1N weist
Komponenten T12, ZD7, R23 und R24 auf.
Steuerschaltkreis SC1 des Schalters besteht aus
Komponenten T11, C3, C4, R20, R21, R22. Der
Rückkopplungsschaltkreis FB1N besteht aus C8, D14,
D15, R35, R36, C9. Die Diode D6N im oben erläuterten
Schaubild ist ersetzt durch die Diode D12 in Fig.
5. Der Schalter S2N besteht aus den Komponenten T13,
ZD8, C5, R26 und R27. Steuerschaltkreis SCS2N des
Schalters S2N besteht aus T14, C6, R28 bis R30.
Rückkopplungsschaltkreis FB2N ist durch die Diode
D18 gebildet. Der Schalter S3N besteht aus den
Komponenten T15, R34. Steuerschaltkreis SC3N des
Schalters besteht aus R33 und T16, während der
Rückkopplungsschaltkreis FB3N aus den Widerständen
R31 und R32 gebildet ist. Die Diode D1N in Fig. 3
ist ersetzt durch die Diode D13 in Fig. 5.
Entsprechend ist die Diode D4N ersetzt durch die
Diode D16. Die Diode D2N ist gebildet aus einer
Zenerdiode ZD9, die zusammen mit der Grunddiode von
T13 funktioniert. Die Diode D3N ist gebildet durch
die Basisdiode des Transistors T15. Die Diode D5N in
Fig. 3 ist ersetzt durch D17 in Fig. 5. Zusätzlich
ist die Schaltung ausgestattet mit R25, der zusammen
mit dem Kondensator C8, welcher zu dem
Rückkopplungsschaltkreis FB1N gehört, die
Anfahrschaltung (snubber circuit) der Spule L2
bildete.
Der Rückkopplungsschaltkreis von Schalter S2N wird
dargestellt durch die Diode D18, die zwischen dem
Impulsgeberausgang und dem Schalter vorgesehen ist,
so daß der Spannungsabfall an dem Impulsgeberausgang
unterhalb der Steuerspannung des Schalters S2N den
Schalter auf "AN" setzt. Ein Treibertransistor T14
ist an dem Quellenanschluß von Schalter S2N
angeschlossen.
Der Rückkopplungsschaltkreis von Schalter S1N ist
dargestellt durch eine Reihenverbindung einer Diode
D14 und Kondensatoren C8, die zwischen dem
Impulsgeberausgang und dem Steuereingang des
Schalters geschaltet ist, so daß der Schalter S1N
auf "AN" gesetzt wird, wenn die Spannungsdifferenz
zwischen der Masse und dem Impulsgeberausgang gleich
ist der Spannung, die am Kondensator C8 anliegt. Der
Kondensator, der in dem Anfahrschaltkreis (snubber
circuit) der Spule L2 vorgesehen ist, kann als
Kondensator C8 fungieren.
Der Rückkopplungsschaltkreis des Schalters S3N ist
dargestellt durch einen Widerstandsteiler R31, R32,
der von dem Impulsgeberausgang zu der
Versorgungsspannung Vwrn geschaltet ist.
Die Verbindungsstelle der in Reihe geschalteten
Widerstände ist mit der Basis eines
Treibertransistors T16 verbunden, der seinerseits
zwischen dem gate- und source-Anschluß des
Schalttransistors T15 geschaltet ist.
Die Funktion der Schaltung gemäß Fig. 5 wird
nachfolgend dargestellt. Wenn das Steuersignal
NegWR1 auf "high" geht, während der Steuereingang
NegWR2 "high" ist, wird der Transistor T13 auf "AN"
gesetzt, wodurch die Ladekapazität in Richtung auf
die negative Versorgungsspannung Vwrn geladen wird.
NegWR1 auf "high" ermöglicht es gleichzeitig dem
Transistor durchzuschalten, sobald die Spannung über
der Last soweit gefallen ist, daß sie den
Treibertransistor T16 auf "AUS" schaltet. Wenn die
Spannung über der Last unterhalb die Spannung Vwrn
gefallen ist, zieht die Diode D18 die
Basisansteuerung des Transistors T14 hinunter,
wodurch der Transistor T13 auf "AUS" geschaltet
wird. In dieser Phase beginnt die in der Spule L2
gespeicherte Energie über die Basisdiode des
Transistors T15 und die Diode D13 zurückzufließen zu
den Spannungsversorgungsleitungen Vm und Vwrm. Wenn
die Spannung über der Last in einer Fehlersituation
nicht genügend abfällt, wird der Transistor T15
nicht auf "AN" gesetzt, so daß der Transistor T13
auf "AN" bleibt, solange bis das Steuersignal NegWR2
nach unten geht. Wenn die
Impulsgeberausgangsspannung niedrig ist, wird der
Rückkopplungskondensator geladen bis zur Spannung
Vwrn/2. Wenn das Steuersignal NegWR1 auf "low" geht,
wird der Transistor T12 auf "AN" geschaltet, wodurch
die Spannung über der Last beginnt, über die Spule
L2 zum Massepotential zu entladen. Wenn die Spannung
über der Last bis auf Vwrn/2 angestiegen ist, wird
T11 auf "AN" geschaltet, der T12 auf "AUS" stellt.
Die Entladungsphase wird mit Hilfe der in der Spule
gespeicherten Energie, die über die Basisdiode des
Transistors T13 und die Zenerdiode ZD9 fließt,
verlängert. Wenn die Impulsgeberausgangsspannung
aufhört anzusteigen, wird der Transistor 12 wieder
auf "AN" gesetzt. Diese Anordnung stellt sicher, daß
der Impulsgeberausgang nicht in Anhaltesituationen
aufgrund des internen Strompfades des
Impulsgeberschaltekreises ins Negative abdriftet.
Fig. 6 zeigt eine weitere Ausführungsform für den
Zeilenimpulsgeber positiver Spannung. In dieser
Schaltung ist Schalter S1 in Fig. 2 ersetzt durch
eine neue Schaltung, die eine
Hilfsversorgungsspannung Vwrp/2 verwendet, deren
Spannung in etwa die Hälfte der Spannung ist, die
von der Hauptspannungsversorgung der momentanen
Betriebsspannung geliefert wird. Der Schalter S1 und
die Diode D5 sind in Reihe geschaltet von dieser
zusätzlichen Spannungsversorgung zu der Spule, um
die Ladungsphase zu unterstützen. Aufgrund der
niedrigeren Betriebsspannung wird keine Rückkopplung
für Schalter 1 benötigt. Schalter S2 und S3 mit
ihren Rückkopplungsschaltkreisen sowie die Dioden D1
bis D4 sind in derselben Weise geschaltet wie in der
Basis Konfiguration der Schaltung. Die Schalter S1,
S2 und S3 haben einen einzigen gemeinsamen externen
Steuereingang PosWR1, während S1 zusätzlich von
einem Inhibit-Eingang PosWR2 gesteuert wird.
Alternativ hierzu kann der Schalter S1 einen
besonderen externen Steuereingang aufweisen, während
die Schalter S2 und S3 von einem gemeinsamen
Steuereingang angesteuert werden. Die
Impulsgeberschaltung für negative Impulse kann in
analoger Weise aufgebaut werden.
Der Schaltkreis gemäß Fig. 6 funktioniert wie folgt:
Wenn der externe Steuereingang PosWR1 aktiviert ist,
beginnt Strom über die Serienschaltung aus Schalter
1, Diode 5 und der Spule von der Hilfsspannung
Vwrp/2 zu der Lastkapazität zu fließen. Der Schalter
S3 wird simultan freigegeben, um auf "AN" zu
schalten, sobald der Rückkopplungsschaltkreis einen
ausreichenden Spannungsanstieg über der Last,
wenigstens überhalb der Spannung Vwrp/2, detektiert
hat. Entsprechend den hinlänglich bekannten
Eigenschaften eines LC-Kreises, erhöht die in der
Spule gespeicherte Energie die Spannung über der
Lastkapazität, im Falle keines Verlustes bis zum
zweifachen Wert im Bezug auf die Schrittfunktion der
Eingangsspannung. In der Praxis wird die erhaltene
Spannung aufgrund von Verlusten etwas geringer
bleiben, so daß der Schalter S3 nötig ist, um die
Impulsgeberausgangsspannung bis auf die Spannung
Vwrp zu erhöhen. Wenn die in der Spule gespeicherte
Energie in einer Fehlersituation nicht ausreicht, um
die Spannung über der Last über Vwrp/2 zu erhöhen,
wird der Schalter S3 nicht freigegeben, um auf "AN"
zu schalten. Der Schalter S1 wird auf "AUS"
geschaltet, wenn der Inhibit-Eingang PosWR2
aktiviert wird. Während der Entladungsphase ist der
Betrieb identisch zu jenem, wie er anhand der
Basisschaltung gemäß Fig. 2 erläutert worden ist.
In der Schaltung gemäß Fig. 7 ist der Schalter S2
gemäß Fig. 6 zusammen mit den dazugehorigen
Bauteilen ersetzt durch eine Reihenschaltung von
Schalter S2 und Diode D6, geschaltet zwischen dem
Eingangsanschluß der Spule zu der
Modulationsspannung Vm. Diese Änderung bringt eine
leichte Vereinfachung in der Steuerung des Schalters
S2 mit sich, da kein Rückkopplungsschalterkreis
benötigt wird.
Ein Nachteil ist die Erhöhung des Energieverbrauchs
an der Versorgungsspannung Vwrp, da die gespeicherte
Energie während der Entladungsphase in der Spule zu
der Modulationsspannungsversorgung Vm geleitet wird,
anstelle zu der Hauptversorgungsspannung Vwrp.
Wenn die nicht-selektierten Zeilen für die Zeitdauer
des Zeilenauswahlimpulses positiver Spannung
heruntergezogen werden, kann die Tendenz des
DC-Spannungslevels, an den auf freiem Potential
liegenden Zeilenleitungen zu steigen, alternativ
vermieden werden durch die Verbindung des
Impulsgeberausgangs negativer Spannung über die
Diode D5N zu dem Spaltenimpulsgeberausgang.
Die Schalter vom Bootstrap-Typ können ersetzt werden
durch P-FET Schalterelemente und umgekehrt.
Die Steuerschaltungen der Schalter in jeder
Impulsgeberschaltung, d. h. SC1, SCS2, SC3 können
wenigstens teilweise ersetzt werden durch eine
gemeinsame Steuerschaltung, in die zwei externe
Kontrollsignale PosWR1, PosWR2 und schaltersteuernde
Rückkopplungssignale FB1, FB2, FB3 als Eingänge
eingespeist werden und von der wenigstens zwei
Steuersignale zu den Schaltern abgenommen werden.
Die Steuerschalter SCS2, SCS2N können ersetzt werden
durch eine Schaltung, die mit dem Steuereingang des
Hauptschalters S2, S2N verbunden ist.
Die zu den Schaltern gehörigen
Rückkopplungsschaltekreise gemäß Fig. 4 und 5
sind nur beispielhaft aufgeführt worden, um
beispielhafte Schaltungen zu erläutern, die in
Verbindung mit jedem anderen als beschriebenen
Schalter verwandt werden kann.
Claims (11)
1. Impulsgeneratorschaltung für
Zeilenauswahlimpulse in einem symmetrischen
Steuerschema von AC-angesteuerten
Dünnfilm-Elektrolumineszensanzeigen (ACTFEL), mit
- - einer Versorgungsspannungsquelle (Vwrp, Vwrn) zur Versorgung der Schaltung mit Versorgungsspannungen,
- - einer Schaltungsmasse zum Festlegen des Massepotentials,
- - zwei Steuereingängen (PosWR1, PosWR2) zur Steuerung der Schaltung,
- - einem Ausgang zum Leiten der Zeilenauswahlimpulse zu der als Last wirkenden Anzeige, und
- - einer im wesentlichen symmetrischen Schaltung in Bezug auf die Schaltungsmasse zur Erzeugung der Zeilenauswahlimpulse entgegengesetzter Polarität,
dadurch gekennzeichnet, daß
- - die Schaltung eine in Reihe mit der Last geschaltete Spule (L1, L1N) aufweist, die vorteilhaft resonant mit der Lastkapazität dimensioniert ist, so, daß die Periode der Resonanzschwingungen 100-200% länger ist als die aufaddierte Dauer der Perioden, die für die Zeilenauswahl-Impulsanstiegs- und -abfallsphasen vorgesehen ist,
- - ein Schalter (S1, S2N) zwischen der Spule (L1) und der Versorgungsspannung (Vwrp, Vwrn) oder deren Teilspannung (VWRp/2, Vwrn/2) zum Laden der Lastkapazität über die Spule (L1) vorgesehen ist,
- - ein zweiter Schalter (S3) zwischen der Versorgungsspannung (Vwrp, Vwrn) und der Last zur Erhöhung der Zeilenauswahlimpulseamplitude auf den vollen Wert vorgesehen ist,
- - ein dritter Schalter (S2, S1N) zwischen dem Eingangsanschluß der Spule (L1) und dem Massepotential oder einem nahe dem Massepotential (Vm) liegenden Potential vorgesehen ist, der zum Entladen der in der Lastkapazität geladenen Energie dient,
- - sogenannte Klemmdioden (D1 bis D4) von beiden Enden der Spule (L1) zu einem höheren oder niedrigerem Potential verbunden sind, um in der Spule geladene Energie während der Lade und Entladephasen der Last zurückzugewinnen und um die Ausgangsspannung zu begrenzen, und
- - ein Rückkopplungskreis (F3) von dem Ausgangsanschluß der Spule (L1) zu wenigstens einem Schalter (S3) vorgesehen ist, um den Schalter zu schließen oder zu öffnen.
2. Schaltung nach Anspruch 1, insbesondere angepaßt
an einen Impulsgeber von Zeilenauswahlimpulsen
negativer Spannung, dadurch gekennzeichnet, daß
die in Sperrichtung vorgespannten Dioden (D1N,
D4N) von beiden Enden der Spule (L1N) zu der
Modulationsspannungsversorgungsleitung (Vm)
geschaltet sind und daß eine Diode (D6N) in
Reihe mit dem dritten Schalter (S1N) liegt, die
die Lastentladung bis auf das Massepotential
ausführt, wodurch die Ausgangsspannung des
Zeilenauswahl-Impulsgebers auf freiem Potential
liegen kann während eines gültigen
Zeilenauswahlimpulses positiver Spannung in dem
Bereich zwischen der von der
Modulationsspannungsversorgung (Vm) gelieferten
Spannung und dem Massepotential.
3. Schaltung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß die Schalter (S1, S2, S3;
S1N, S2N, S3N) sogenannte Bootstrap-Schalter
sind.
4. Schaltung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß der Rückkopplungskreis (FB3,
FB3N), der mit dem zweiten Schalter (S3),
welcher die Erhöhung der
Zeilenauswahlimpulsspannung zum vollen Wert
ausführt, verbunden ist, so konfiguriert ist,
daß der Schalter (S3) nur dann geschlossen
werden kann, wenn die Lastspannung über die
Hälfte der Versorgungsspannung (Vwrp, Vwrn)
ansteigt.
5. Schaltung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß der erste Schalter (S1,
S2N), der das Aufladen der Lastkapazität
durchführt, mit seinem einen Anschluß über eine
Diode (D5) mit dem Eingangsanschluß der Spule
(L1) verbunden ist, während sein anderer
Anschluß zu einer Hilfsspannungsversorgung
(Vwrp/2, Vwrn/2) gezogen ist, deren
Ausgangsspannung vorzugsweise die Hälfte der
Ausgangsspannung der Hauptspannungsversorgung
(Vwrp, Vwrn) ist.
6. Schaltung nach Anspruch 1, 2 oder 5, dadurch
gekennzeichnet, daß der dritte Schalter (S2) des
Positivspannungszeilenimpulsgebers, der die
Entladung der Lastkapazität durchführt, mit
seinem einen Anschluß über eine Diode (D6) mit
dem Eingangsanschluß der Spule (L1) verbunden
ist, während sein anderer Anschluß zu der
Modulationsspannungsversorgung (Vm) gezogen ist.
7. Verfahren zur Erzeugung von
Zeilenauswahlimpulsen in einer Schaltung für ein
symmetrisches Steuerschema von AC-angeregten
Dünnfilm-Elektrolumineszenzanzeigen (ACTFEL),
dadurch gekennzeichnet, daß
- - die Zeilenauswahlimpulse (PosRowDrive) mittels dreier steuerbarer Schalter (S1, S2, S3; S1N, S2N, S3N) und einer Spule (L1, L1N) geformt werden, von denen die Spule (L1) in Reihe mit der Last liegt und so dimensioniert ist, um mit der Lastkapazität in Resonanz zu schwingen, so daß die Zykluszeit der resonanten Schwingungen 100 bis 200% länger ist als die aufaddierte Zeitdauer der Perioden, die für die Anstiegs- und Abfallsphasen der Zeilenauswahlimpulse vorgesehen ist, wobei die Impulse so generiert werden, daß
- - die Lastkapazität über einen ersten Schalter (S1, S1N), der zwischen dem Eingangsanschluß der Spule (L1, L1N) und der Versorgungsspannung (Vwrp, Vwrn) oder deren Teilspannung (Vwrp/2, Vwrn/2) liegt, aufgeladen wird,
- - der Zeilenauswahlimpuls zu seiner vollen Amplitude erhöht wird mittels eines zweiten Schalters (S3, S3N), der zwischen der Versorgungsspannung (Vwrp, Vwrn) und dem Ausgangsanschluß der Spule (L1) liegt,
- - die Lastkapazität mittels eines dritten Schalters (S2, S1N), der zwischen dem Eingangsanschluß der Spule (L1, L1N) und dem Massepotential oder einem Potential nahe dem Masseptential (Vm) angeordnet ist, entladen wird, wobei der Schalter für die Entladung der in der Lastkapazität gespeicherten Energie sorgt,
- - die in der Spule (L1) gespeicherte Energie während der Ladephase verwendet wird durch Ausdehnung der Lade- oder Entladephasen oder beider mit Hilfe dieser Energie oder durch Transferieren dieser Energie zu einer der Versorgungs-Spannungsleitungen (Vwrp, Vwrn, Vm) durch die Verwendung sogenannter Klemmdioden (D1 bis D4; D1N bis D4N), die von beiden Enden der Spule (L1, L1N) mit einem höheren und einem niedrigeren Potential verbunden sind, und
- - wenigstens einer der Schalter (S1, S2, S3; S1N, S2N, S3N) zusätzlich zu der externen Steuerung durch eine Rückkopplungsschaltung (FB3) gesteuert wird, die von dem Ausgangsanschluß der Spule (L1, L1N) abgeht.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch
gekennzeichnet, daß der Zeilenauswahlimpuls
durch sequentiell sich wiederholende Phasen
geformt wird, in denen
- - der erste Schalter (S1, S2N) geschaltet und solange geschlossen gehalten wird, bis die Lastspannung den Versorgungsspannungslevel (Vwrp, Vwrn) erreicht, oder in einer Fehlersituation ein externer Steuereingang den Schalter öffnet,
- - der zweite Schalter (S3, S3N) geschlossen wird, wenn die Lastspannung wenigstens den halben Versorgungsspannungspegel (Vwrp, Vwrn) erreicht hat, und
- - der dritte Schalter (S2, S1N) geschlossen wird, um die Entladungsphase der Lastkapazität einzuleiten, wobei der zweite Schalter (S3, S3N) gleichzeitig geöffnet wird.
9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch
gekennzeichnet, daß während der Entladungsphase
der Lastkapazität zum Massepotential hin der
dritte Schalter (S2, S3N) nicht länger
geschlossen bleibt, als bis die Lastspannung den
Spannungswert der auf freiem Potential
liegenden, nicht angesteuerten Zeilen erreicht
hat oder entsprechend die Ausgangsspannung des
Negativspannungsimpulsgebers auf Massepotential
liegt.
10. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch
gekennzeichnet, daß während der Zeit, während
der dritte Schalter (S2, S3N) zur
Modulationsspannung (Vm) entlädt, dieser
Schalter geschlossen bleibt bis zum Start des
nächstfolgenden Zeilenauswahlimpulses.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FI902755A FI87706C (fi) | 1990-06-04 | 1990-06-04 | Koppling foer alstring av radvalspulser och foerfarande foer att alstra dylika pulser |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4117563A1 true DE4117563A1 (de) | 1991-12-05 |
DE4117563C2 DE4117563C2 (de) | 2002-01-17 |
Family
ID=8530556
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE4117563A Expired - Fee Related DE4117563C2 (de) | 1990-06-04 | 1991-05-29 | Impulsgeneratorschaltung für Zeilenauswahlimpulse und Verfahren zur Erzeugung dieser Impulse |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5294919A (de) |
JP (1) | JP3042727B2 (de) |
DE (1) | DE4117563C2 (de) |
FI (1) | FI87706C (de) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0876658A1 (de) * | 1996-01-25 | 1998-11-11 | Add-Vision, Inc. | Nachträgliches beleuchtungssystem mit nichtinvasiver wechselwirkung mit einem hauptrechner |
WO2001061677A1 (en) * | 2000-02-16 | 2001-08-23 | Ifire Technology Inc. | Energy efficient resonant switching electroluminescent display driver |
Families Citing this family (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CA2151469A1 (en) * | 1992-12-10 | 1994-06-23 | Mohan L. Kapoor | Increased brightness drive system for an electroluminescent display panel |
JP3070553B2 (ja) * | 1997-11-26 | 2000-07-31 | 日本電気株式会社 | データライン駆動装置 |
US6040809A (en) * | 1998-01-30 | 2000-03-21 | Candescent Technologies Corporation | Fed display row driver with chip-to-chip settling time matching and phase detection circuits used to prevent uneven or nonuniform brightness in display |
GB9914808D0 (en) * | 1999-06-25 | 1999-08-25 | Koninkl Philips Electronics Nv | Active matrix electroluminscent device |
JPWO2008084792A1 (ja) * | 2007-01-12 | 2010-05-06 | パナソニック株式会社 | プラズマディスプレイ装置 |
US8624818B2 (en) * | 2011-03-03 | 2014-01-07 | Integrated Device Technology, Inc. | Apparatuses and methods for reducing power in driving display panels |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4594589A (en) * | 1981-08-31 | 1986-06-10 | Sharp Kabushiki Kaisha | Method and circuit for driving electroluminescent display panels with a stepwise driving voltage |
US4707692A (en) * | 1984-11-30 | 1987-11-17 | Hewlett-Packard Company | Electroluminescent display drive system |
US4733228A (en) * | 1985-07-31 | 1988-03-22 | Planar Systems, Inc. | Transformer-coupled drive network for a TFEL panel |
DE3724086A1 (de) * | 1986-07-22 | 1988-02-04 | Sharp Kk | Treiberschaltung fuer eine duennschichtige elektrolumineszenzanzeige |
US4866349A (en) * | 1986-09-25 | 1989-09-12 | The Board Of Trustees Of The University Of Illinois | Power efficient sustain drivers and address drivers for plasma panel |
-
1990
- 1990-06-04 FI FI902755A patent/FI87706C/fi active IP Right Grant
-
1991
- 1991-05-29 DE DE4117563A patent/DE4117563C2/de not_active Expired - Fee Related
- 1991-06-03 JP JP3131222A patent/JP3042727B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 1991-06-04 US US07/710,118 patent/US5294919A/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0876658A1 (de) * | 1996-01-25 | 1998-11-11 | Add-Vision, Inc. | Nachträgliches beleuchtungssystem mit nichtinvasiver wechselwirkung mit einem hauptrechner |
EP0876658A4 (de) * | 1996-01-25 | 2000-02-09 | Add Vision Inc | Nachträgliches beleuchtungssystem mit nichtinvasiver wechselwirkung mit einem hauptrechner |
WO2001061677A1 (en) * | 2000-02-16 | 2001-08-23 | Ifire Technology Inc. | Energy efficient resonant switching electroluminescent display driver |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
FI87706C (fi) | 1993-02-10 |
US5294919A (en) | 1994-03-15 |
FI902755A (fi) | 1991-12-05 |
JP3042727B2 (ja) | 2000-05-22 |
FI87706B (fi) | 1992-10-30 |
DE4117563C2 (de) | 2002-01-17 |
JPH0749665A (ja) | 1995-02-21 |
FI902755A0 (fi) | 1990-06-04 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE60019689T2 (de) | Steuerung mit niedrigem Strom einer licht-emittierenden Vorrichtung | |
DE3619366C2 (de) | ||
DE3823061C2 (de) | ||
DE3643149C2 (de) | ||
DE69434500T2 (de) | Treiber für flache Anzeigetafel mit zwei Stromversorgungsschaltungen | |
DE60121650T2 (de) | Verfahren und Einrichtung zur Graustufensteuerung von Anzeigetafeln | |
DE10257875B4 (de) | Schieberegister mit eingebautem Pegelschieber | |
DE60219247T2 (de) | Gerät und Verfahren zur Ansteuerung einer Gasentladungsanzeigetafel | |
DE19944724B4 (de) | Aktivmatrix-Flüssigkristallanzeigevorrichtung | |
DE19750168B4 (de) | Drei Spannungsversorgungen für Treiberschaltungen von Leistungs-Halbleiterschaltern | |
DE102005059542B4 (de) | Organisches Elektrolumineszenzdisplay und Ansteuerungsverfahren für dieses | |
DE102008054150B4 (de) | Treiber für eine organische Licht emittierende Diode | |
DE19935834A1 (de) | Vorrichtung und Verfahren zum Eliminieren von Nachleuchtbildern in einer Flüssigkristallanzeigevorrichtung | |
DE3724086A1 (de) | Treiberschaltung fuer eine duennschichtige elektrolumineszenzanzeige | |
DE4306988A1 (en) | LCD display with active matrix - has signal line control circuits and power supply control circuits to provide signals for high quality display | |
DE3511886A1 (de) | Treiberschaltung zum ansteuern eines duennfilm-el-displays | |
DE19801263A1 (de) | Niederleistung-Gate-Ansteuerschaltung für Dünnfilmtransistor-Flüssigkristallanzeige unter Verwendung einer elektrischen Ladungs-Recyclingtechnik | |
DE4119806C2 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Verminderung des Leistungsverbrauches in einem wechselspannungserregten Elektrolumineszenz-Display | |
DE4117563C2 (de) | Impulsgeneratorschaltung für Zeilenauswahlimpulse und Verfahren zur Erzeugung dieser Impulse | |
DE3629612A1 (de) | Treiberschaltung fuer mos-leistungstransistoren in gegentaktstufen | |
DE3439719C2 (de) | ||
DE2357322A1 (de) | Schaltungsanordnung zur steuerung einer anzeigevorrichtung mit fluessigen anzeigekristallen | |
DE2320073C2 (de) | Steueranordnung für wechselspannungsbetriebene Gasentladungs-Bildschirme | |
DE2304944C3 (de) | ||
DE2432931C3 (de) | Verfahren zum Steuern eines Gasentladungspaneels |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
D2 | Grant after examination | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |