JP2002116731A - 交流プラズマディスプレーパネルの維持放電回路 - Google Patents

交流プラズマディスプレーパネルの維持放電回路

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JP2002116731A JP2001252567A JP2001252567A JP2002116731A JP 2002116731 A JP2002116731 A JP 2002116731A JP 2001252567 A JP2001252567 A JP 2001252567A JP 2001252567 A JP2001252567 A JP 2001252567A JP 2002116731 A JP2002116731 A JP 2002116731A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 交流形プラズマディスプレーパターンのX及
びY電極を駆動する各々維持放電回路を一つの回路で構
成して、最小の部品構成による駆動で信頼性の向上並び
に、回路の寄生抵抗の影響とパネルキャパシタンスの変
化にもあらゆるスイッチの零電圧スイッチング動作を保
障することによって電力回収率を向上して、維持放電開
始時突入電流発生を防止してスイッチング損失の低減に
よる高効率化を提供する。 【解決手段】 本発明は交流プラズマディスプレーパネ
ルのX電極とY電極との維持放電回路を一つの電力回収
回路で駆動できるようにした交流プラズマディスプレー
パネルの維持放電回路において、前記プラズマディスプ
レーパネルのX電極及びY電極に電力を回収する電力回
収部と、前記電力回収部から印加される電圧によってパ
ルス電圧源を生じるインダクタと、前記インダクタのパ
ルス電圧源でX、Y電極を維持放電するX、Y電極維持
放電部と、前記X、Y電極維持放電部に制御パルス電圧
源で印加するスイッチで構成してなる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は交流プラズマディス
プレーパネル(PDP)の維持放電回路に関するもので
あり、より詳細には交流プラズマディスプレーパネルの
X電極とY電極とを一つの維持放電部で駆動できるよう
にした交流プラズマディスプレーパネルの維持放電回路
に関するものである。
【0002】
【従来の技術】一般に、プラズマディスプレーパネル
は、気体放電により生成したプラズマを利用して文字ま
たは映像を表示する次世代平板ディスプレー装置とし
て、前記プラズマディスプレーパネルは大きさによって
数十から数百萬個以上のピクセルがマトリックス形態で
配列されている。
【0003】そして前記プラズマディスプレーパネル
は、印加される駆動電圧波形の形態と放電セルの構造に
よって直流DC形と交流AC形に区分される。
【0004】前記直流形と交流形の構造的に最も大きな
差は、直流形の場合電極が放電空間にそのまま露出され
ていて電圧が印加される間放電空間にそのまま流れる。
【0005】それゆえ電流制限のための抵抗を外部的に
作るべき短所がある。反面交流形の場合電極を誘電体層
が覆って自然な容量性形成で電流が制限され、放電時イ
オンの衝撃から電極が保護されるので直流形に比べて寿
命が永い。
【0006】前記交流プラズマディスプレーパネルの重
要な特性中の一つであるメモリ特性も電極を覆っている
誘電体層による容量性から起因する。
【0007】前記交流プラズマディスプレーパネルの発
光原理を見れば、X電極とY電極とにパルス形態の電位
差が形成されて放電がおきて、この時放電過程で生成し
た真空紫外線が赤R、緑G、青Bの蛍光体に各々励起さ
れながら前記各々の蛍光体は光の組合せによる発光をす
る。
【0008】前記放電は多様なパラメータに影響を受け
るが、前記プラズマディスプレーパネル内部の放電気体
の種と圧力そして酸化マグネシウム(MgO)保護膜の二
次電子放出特性に大きく関係し、電極の構造と駆動条件
によって多く変わる。
【0009】ここで前記交流プラズマディスプレーパネ
ルの駆動のための従来技術を見るに、図1に示したよう
にL.F.Webberにより発表されたSID'87
Digest、pp.92−95に叙述された交流形プ
ラズマディスプレーパネルの維持放電回路図として、前
記交流形プラズマディスプレーパネルの駆動回路はX電
極の維持放電回路とY電極の維持放電回路(図示せず)と
が各々同一に構成される。
【0010】しかし便宜上一つの電極に対する維持放電
回路を説明すると、二つのMOSFETスイッチS
とダイオードD、D及びキャパシタCcで構成
される電力回収部と、直列連結された二つのMOSFE
TスイッチS、Sで構成される維持放電部と、前記
電力回収部のダイオードD、Dと維持放電部のMO
SFETスイッチS、S間にはインダクタLcで連
結されて、前記維持放電部にはパネルであるキャパシタ
Cpを有する負荷が連結される。この時、寄生抵抗は無
視する。
【0011】前記のように構成される従来の維持放電回
路は、図2に示したようにMOSFETスイッチS
のスイッチングシーケンス動作によって4種モード
で動作するようになって、前記スイッチングシーケンス
動作によって出力電圧VpとインダクタLcに流れる電
流Iの波形が各々示される。
【0012】したがって初期状態ではスイッチSが導
通される直前にスイッチSが導通されていてパネルの
両端電圧Vpは“0”に維持される。この時電力回収用
キャパシタCcは外部印加電圧+Vsの1/2ほどの電
圧+Vs/2が予め充電されて維持放電開始時突入電流
が生じないようにする。
【0013】前記のようにパネルの両端電圧Vpを
“0”に維持した状態で“t0”時点になると、まずス
イッチS1オン(ON)、スイッチS2、S3、S4オフ
(OFF)されるモード1の動作が始まる。
【0014】したがってモード1動作区間(t0<t<t
1)には電力回収用キャパシタCc、スイッチS1、ダ
イオードD、インダクタLc及びパネルキャパシタC
pの経路にLC共振回路が形成されて、インダクタLc
に電流Iが流れてパネル出力電圧Vpは増加する。
【0015】この時図2に示したようにインダクタLc
に流れる電流Iは、寄生抵抗等によって徐々に減少し
て“t1”時点で“0”になって、出力電圧Vpは外部
印加電圧+Vsになる。
【0016】前記モード2動作区間t1が始まれば前記
スイッチS1、S2、S4オフ、維持放電部のスイッチ
S3オンされながらモード2の動作が始まるようになる
が、この時、スイッチS3の両端にかかる電圧は“t
1”時点で“0”であるので零電圧スイッチングし、理
想的にスイッチング損失は“零”になる。
【0017】それで、モード2区間中(t1<t<t2)で
は図2に示したように、外部印加電圧+Vsがスイッチ
S3を通してそのままパネルキャパシタCpに流れ、パ
ネルの出力電圧Vpは放電を維持する。
【0018】前記出力電圧Vpの放電を維持した状態で
モード2区間(t1)が完了されてモード3区間(t3)
が始まるとスイッチS1、S3、S4はオフされスイッ
チS2がオンされながらモード3の動作が始まる。
【0019】したがってモード3区間(t2<t<t3)動
作は、モード1の反対経路すなわち、パネルキャパシタ
Cp、インダクタLc、ダイオードD、スイッチS
2、電力回収用キャパシタCc経路にLC共振回路が形
成されて、図2に示したようにインダクタLcに共振電
流Iが流れて出力電圧Vpは減少して“t3”時点で
インダクタLcの電流及び出力電圧Vpは“0”にな
る。
【0020】続いて前記スイッチS1、S2、S3が遮
断されて維持放電部のスイッチSが導通されるとモー
ド4の動作が始まってスイッチS4の両端にかかる電圧
はモード3“t3”時点で“0”であるので零電圧スイ
ッチングし、理想的にスイッチング損失は零になる。
【0021】それで、モード4区間中(t3<t<t4)
は、図2に示したように、出力電圧Vpは“0”をその
まま維持する。この状態で、スイッチSが再び導通さ
れるとモード1の動作でサイクルが繰り返される。
【0022】
【発明が解決しようとする課題】前記のように構成され
た従来交流プラズマディスプレーパネルの維持放電回路
はX及びY電極すべて考慮する場合電力回収部のスイッ
チ数が多くて駆動回路が複雑になって、高価のMOSF
ETスイッチ素子構成による低価の維持放電駆動回路の
具現がむずかしい。
【0023】また、電力回収部の効率を向上させようと
するには電圧上昇及び下降時間が長くなる短所があっ
て、短い電圧上昇及び下降時間と優秀な電力回収部の効
率すべてを満足させるのに難しい問題点がある。
【0024】のみならず前記維持放電部の寄生抵抗成分
及び画像によるパネルキャパシタンスの変化を考慮すれ
ば回路を構成するあらゆるスイッチが理想的な零電圧ス
イッチング動作が不可能であってスイッチのターン-オ
ン時スイッチング損失が非常に大きくなる。
【0025】そして、発光開始直後電力回収キャパシタ
に電圧がVs/2ほど予め充電されていない状態では放
電維持開始時非常に大きい突入電流が生じてこれを制限
する別途の保護回路を必要とするようになる問題点があ
る。
【0026】もちろん前記ウェーバ方式の維持放電回路
以外にSAKAI方式による電力回収駆動回路がある
が、前記SAKAI方式の場合印加電圧の上昇及び下降
時間が短い時電力回収率が低くなる欠点があって、印加
電圧上昇及び下降時間は同じ条件下で従来のウェーバ方
式による電力回収回路とほとんど同じであり、電力回収
率が回路特性によって少し変わる程度に過ぎないだけで
ある。
【0027】したがって本発明の目的は、交流形プラズ
マディスプレーパターンのX及びY電極を駆動する各々
維持放電回路を一つの回路に構成して、最小の部品構成
による駆動で信頼性を向上しようとすることにある。
【0028】本発明の他の目的は、回路の寄生抵抗の影
響とパネルキャパシタンスの変化にもあらゆるスイッチ
の零電圧スイッチング動作を保障することによって電力
回収率を向上して、維持放電開始時突入電流発生を防止
してスイッチング損失の低減による高効率化させようと
することにある。
【0029】
【課題を解決するための手段】前記の目的を実現するた
めの本発明は、交流プラズマディスプレーパネルの維持
放電回路において、前記プラズマディスプレーパネルの
X電極及びY電極に電力を回収する電力回収部と、前記
電力回収部から印加される電圧によって三角波電流源を
生じるインダクタと、前記インダクタの三角波電流源に
よって電圧上昇及び下降時間が制御された制御パルス電
圧源を印加するスイッチと、前記スイッチから制御パル
ス電圧源でX、Y電極を維持放電するX、Y電極維持放
電部で構成してなることを特徴とする。
【0030】
【発明の実施の形態】以下、添付した図面を参照して本
発明の望ましい実施例を詳細に記述する。
【0031】図3は、本発明交流プラズマディスプレー
パネルの制御パルス電圧源維持放電回路図で、図4は図
3の動作を説明するための波形図であり、前記プラズマ
ディスプレーパネル24のX電極及びY電極に電力を回
収する電力回収部21と、電力回収部21から印加され
る電圧によって三角波電流源を生じるインダクタLp
と、前記インダクタLpの三角波電流源によって電圧上
昇及び下降時間が制御された制御パルス電圧源を印加す
るスイッチSaと、前記スイッチSaの制御パルス電圧
源でX、Y電極を維持放電するX、Y電極維持放電部2
2、23で構成される。
【0032】電力回収部21は、外部印加電圧Vsが充
放電されるように直列接続されるブロッキングキャパシ
タC1、C2で構成される。
【0033】前記インダクタLpは、外部印加電圧でパ
ルス電圧源発生及び零電圧スイッチング動作を維持する
コイルで構成されて前記ブロッキングキャパシタC1、
C2間に接続される。
【0034】X電極維持放電部22は、前記インダクタ
Lpと接続されてパネルのX電極に印加された電圧を放
電維持し、二つのMOSFETスイッチS1、S2が直
列で構成される。
【0035】Y電極維持放電部23は、X電極維持放電
部22と並列に接続されてパネルのY電極に印加された
電圧を放電維持し、二つのMOSFETスイッチS3、
S4が直列で構成される。
【0036】前記スイッチSaは、前記ブロッキングキ
ャパシタC1、インダクタLpとX、Y電極維持放電部
22、23と接続されて前記X、Y電極電圧及び外部印
加電圧Vsをパルス電圧源形態で導通/遮断する単一M
OSFETスイッチで構成される。
【0037】前記X電極及びY電極維持放電部22、2
3間にはキャパシタCpを有する負荷に定義されたパネ
ル24が連結される。
【0038】前記のように構成される本発明は、図4に
示したように、スイッチSa、スイッチS1、S4とS
2、S3がスイッチングシーケンスによって5種モード
で動作する。
【0039】初期状態では、スイッチSa“オフ”状態
で、残りスイッチS1〜S4“オン”状態になっていて
パネル24の両端電圧Vpは“0”でありインダクタL
pに流れる電流Iは正(positive)の方向に
流れる。
【0040】この時、相互直列連結されている電力回収
部21のブロッキングキャパシタC1、C2は各々外部
印加電圧+Vsの1/2ほどの電圧+Vs/2がかかっ
ていて、最初起動時に突入電流発生を防止する。
【0041】この状態で“t0”時点になれば、スイッ
チSa“オフ”、X電極維持放電部22のスイッチS1
とY電極維持放電部23のスイッチS4“オン”、反面
維持放電部22のスイッチS2とY電極維持放電部23
のスイッチS3“オフ”状態で遮断されてモード1の動
作が始まる。
【0042】この時モード1区間(t0<t<t1)ではブ
ロッキングキャパシタC2、インダクタLp、スイッチ
S1、パネルキャパシタCp、スイッチS4の経路にL
C共振回路が形成されて、出力電圧Vpは増加する。す
なわち、図4に示されたように、パネル24の両端電圧
Vpは“t1”時点で外部印加電圧+Vsになる。
【0043】この状態でインダクタLpに流れる電流I
は、前記スイッチSaのボディーダイオード(bod
y diode)を通して流れてスイッチSa両端電圧
が“0”になってスイッチング損失“零”に図4のよう
に“ターン−オン”状態になってモード2の動作が始ま
る。
【0044】この時モード2区間(t1<t<t3)では図
4に示されたように、スイッチSaオン、X電極維持放
電部22のスイッチS1とY電極維持放電部23のスイ
ッチS4“オン”、反面維持放電部22のスイッチS2
とY電極維持放電部23のスイッチS3“オフ”状態に
遮断されて前記インダクタLpの両端電圧はブロッキン
グキャパシタC1の両端電圧+VC1がインダクタLp
に流れる電流I反対方向に印加されて、電流Iは減
少する。
【0045】“t3”時点でインダクタLpに流れる電
流Iの極性は反転されて逆方向に流れるようになって
モード2区間でパネル24の両端電圧Vpは外部印加電
圧+Vsそのまま維持してパネル24は放電を維持す
る。
【0046】続いて前記“t3”時点を過ぎると前記ス
イッチSaが再び“ターン−オフ”されX電極維持放電
部22のスイッチS1とY電極維持放電部23のスイッ
チS4とは“オン”、反面維持放電部22のスイッチS
2とY電極維持放電部23のスイッチS3とは“オフ”
状態に遮断されてモード3の動作が始まる。
【0047】前記モード3区間(t3<t<t4)は、前
記モード1の反対経路すなわち、負(negative)
方向に流れるインダクタLp電流IによりスイッチS
4、パネルキャパシタCp、スイッチS1、インダクタ
Lp、ブロッキングキャパシタC2経路でLC共振回路
が形成されて、パネル両端電圧Vpは維持していた外部
印加電圧+Vsを減少させる。
【0048】すなわち、図4に示されたように“t4”
である時点でパネル両端電圧Vpは“0”になる。この
状態で、インダクタLpに流れる電流IはスイッチS
2及びスイッチS3のボディーダイオードを通して流れ
てスイッチ両端にかかる電圧は“0”になって零のスイ
ッチング損失で導通しモード4の動作になる。
【0049】すなわち、モード4では前記スイッチSa
が“オフ”であって、X電極維持放電部22のスイッチ
S1とY電極維持放電部23のスイッチS4“オン”、
維持放電部22のスイッチS2とY電極維持放電部23
のスイッチS3“オン”状態になってモード4の動作が
始まる。
【0050】前記モード4区間(t4<t<t6)では図4
に示されたように“t4”でパネル両端電圧Vpが
“0”になれば、インダクタLp両端電圧はブロッキン
グキャパシタC2の両端電圧+VC2が電流Iが流れ
る反対方向に印加されて電流Iを増加する。
【0051】図4に示されたように、“t5”である時
点で電流Iの極性は陽に反転されて指定した方向に流
れる。この時パネル両端電圧Vpは“0”に維持され
る。
【0052】続いてモード5区間(t6<t<t7)では
“t6”でスイッチSaとスイッチS1及びスイッチS
4が“オフ”状態で、スイッチS2及びスイッチS3が
“オン”されて、前記モード5区間中ブロッキングキャ
パシタC2、インダクタLp、スイッチS2、パネルキ
ャパシタCp及びスイッチS3の経路にLC共振回路が
形成されてパネル24両端電圧は“0”である状態で反
対極性の電圧に減少する。
【0053】それゆえ図4に示されたように、“t7”
である時点でパネル24の両端電圧Vpは外部印加電圧
+Vsの反対極性の電圧−Vsになる。この状態でスイ
ッチSaが再び“ターン−オン”され、異なる半周期が
繰り返される。
【0054】
【発明の効果】以上で説明したように本発明は交流形プ
ラズマディスプレーパネルのX及びY電極の交流形プラ
ズマディスプレーパターンのX及びY電極を駆動する各
々維持放電回路を一つの回路に構成することによって、
最小の部品構成による駆動で信頼性の向上はもちろん、
回路のスイッチ素子に寄生抵抗の影響とパネルキャパシ
タンスの変化にもあらゆるスイッチの零電圧スイッチン
グ動作を保障することによって電力回収率を向上して、
維持放電開始時突入電流発生を防止し、スイッチング損
失の低減による高効率化及び品質向上を期待することが
できる効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来の交流プラズマディスプレーパネルの維持
放電回路図である。
【図2】図1の動作を説明するための波形図である。
【図3】本発明の交流プラズマディスプレーパネルの維
持放電回路図である。
【図4】図3の動作を説明するための波形図である。
【符号の説明】
21 電力回収部 22 X電極維持放電部 23 Y電極維持放電部 24 パネル(負荷) Sa、S1〜S4 MOSFETスイッチ Lp インダクタ Cp キャパシタ C1、C2 ブロッキングキャパシタ Vs 外部印加電圧
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 林 栽 赫 大韓民国忠清南道天安市新芳洞 郷村現代 アパート303−1402(番地なし) (72)発明者 朴 正 泌 大韓民国忠清南道天安市雙龍洞379−33 梨花アパート8−101 Fターム(参考) 5C080 AA05 BB05 DD03 DD22 DD26 HH02 HH04 HH05 JJ03 JJ04

Claims (13)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 交流プラズマディスプレーパネルの維持
    放電回路において、前記プラズマディスプレーパネルの
    X、Y電極に維持放電する各々維持放電回路を一つの維
    持放電回路で構成してなることを特徴とする交流プラズ
    マディスプレーパネルの維持放電回路。
  2. 【請求項2】 前記維持放電回路は、パネルのX電極及
    びY電極に電力を回収する電力回収部と、前記電力回収
    部から印加される電圧によってパルス電圧源を生じるイ
    ンダクタと、前記インダクタの三角波電流源によって電
    圧上昇及び下降時間が制御された制御パルス電圧源を印
    加するスイッチと、前記スイッチから制御パルス電圧源
    でX、Y電極を維持放電するX、Y電極維持放電部で構
    成してなることを特徴とする請求項1に記載の交流プラ
    ズマディスプレーパネルの維持放電回路。
  3. 【請求項3】 前記X電極及びY電極は、X、Y電極維
    持放電部間にキャパシタである負荷で構成してなること
    を特徴とする請求項2に記載の交流プラズマディスプレ
    ーパネルの維持放電回路。
  4. 【請求項4】 前記電力回収部は、起動時突入電流発生
    を防止して、外部印加電圧が各々かかっている複数個の
    ブロッキングキャパシタで構成してなることを特徴とす
    る請求項2に記載の交流プラズマディスプレーパネルの
    維持放電回路。
  5. 【請求項5】 前記複数個のブロッキングキャパシタ
    は、初期起動時各々外部印加電圧の1/2電圧が維持さ
    れているように構成してなることを特徴とする請求項4
    に記載の交流プラズマディスプレーパネルの維持放電回
    路。
  6. 【請求項6】 前記スイッチは、M0SFETで構成し
    てなることを特徴とする請求項2に記載の交流プラズマ
    ディスプレーパネルの維持放電回路。
  7. 【請求項7】 前記X電極維持放電部は、前記インダク
    タに二つのMOSFETスイッチを直列で構成してなる
    ことを特徴とする請求項2に記載の交流プラズマディス
    プレーパネルの維持放電回路。
  8. 【請求項8】 前記Y電極維持放電部は、直列で構成さ
    れた二つのMOSFETスイッチを前記X電極維持放電
    部と並列で構成してなることを特徴とする請求項2に記
    載の交流プラズマディスプレーパネルの維持放電回路。
  9. 【請求項9】 前記X電極及びY電極維持放電部は、各
    々複数個スイッチ中一つのスイッチを遮断させて共振回
    路を形成させて前記パネル両端にかかる電圧を増加させ
    て外部印加電圧になることを特徴とする請求項2に記載
    の交流プラズマディスプレーパネルの維持放電回路。
  10. 【請求項10】 前記スイッチは、パネル両端に外部印
    加電圧がかかれば前記インダクタを通して前記スイッチ
    両端電圧を“0”に維持して“零”のスイッチング損失
    で導通されながら前記パネル両端にかかった外部印加電
    圧を維持放電させることを特徴とする請求項2に記載の
    交流プラズマディスプレーパネルの維持放電回路。
  11. 【請求項11】 前記スイッチに外部印加電圧を維持放
    電後には遮断されながら前記維持放電時間中形成された
    共振回路を反対経路の共振回路に形成してパネル両端に
    かかる電圧を減少させて“0”になるようにすることを
    特徴とする請求項10に記載の交流プラズマディスプレ
    ーパネルの維持放電回路。
  12. 【請求項12】 前記スイッチは、パネル両端にかかる
    電圧が“0”になれば前記インダクタを通して前記X電
    極及びY電極維持放電部の遮断状態であるスイッチ両端
    にかかる電圧が“0”になるようにして“零”のスイッ
    チング損失でスイッチを導通させて、スイッチの導通で
    前記パネル両端電圧を“0”に維持させることを特徴と
    する請求項10に記載の交流プラズマディスプレーパネ
    ルの維持放電回路。
  13. 【請求項13】 前記パネル両端電圧を“0”電圧維持
    後には設定された時間区間中前記X電極及びY電極維持
    放電部は各々複数個スイッチ中他のスイッチを遮断させ
    て共振回路を形成して前記パネル両端にかかる電圧を反
    対極性の外部印加電圧になるようにすることを特徴とす
    る請求項12に記載の交流プラズマディスプレーパネル
    の維持放電回路。
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