JP2004287466A - プラズマディスプレイ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 回収回路での損失を大幅に低減できるプラズマディスプレイ装置を提供する。
【解決手段】 Ｘ電極群とＹ電極群にそれぞれ、リアクトル９と、一対のダイオード１０と、一対の第６のスイッチ１１と、コンデンサ１２とからなる電力回収回路は２４を設け、維持駆動回路の正・負の電圧の立ち上がる以前に、上記一対の第６のスイッチ１０の一方を導通してリアクトル９にコンデンサ１２から電流エネルギーを蓄え、電圧の立ち上がり時にリアクトル９に蓄えられた電流エネルギーを加算してコンデンサ１２から充電を行うようにする。
【選択図】 図１

Description

この発明は交流型プラズマディスプレイ装置に関するものである。

図２２、図２３、および図２４は従来の交流駆動型プラズマディスプレ装置の構成を簡略化して示した図であり、図において、１４は２枚のガラス板等にて放電空間を形成した放電パネル、１は放電パネル１４内に設けられたＸ電極群、２は放電パネル１４内に設けられたＹ電極群、３は放電パネル内に設けられた書き込み用電極群、４はＸ電極群１に接続された選択用ドライバ、１３は書き込み電極群３に接続された書き込み用ドライバ、６は書き込み用ドライバに接続された書き込み用電源、１５はＸ電極群１に接続された選択用ドライバである。上記のＸ電極群１とＹ電極群２およびＷ電極群３によってマトリックス的に放電セル２１がそれぞれ独立に形成されている。８ａ〜８ｄは、選択用ドライバ１５を通して放電パネル１４に矩形交流を発生させるためのフルブリッジインバータスイッチであり、一方の端子は維持用電源７の高圧側に、もう一方の端子は維持用電源７の低圧側に接続されている。９、１０、１１、１２は上記インバータスイッチ８によって発生される矩形交流に対して発生する無効電力を回収するための、電力回収回路を構成しており、９は回収用のリアクトル、１０ａ〜１０ｄは回収用ダイオード、１１ａ〜１１ｄは回収用スイッチ、１２ａ〜１２ｂは回収用コンデンサである。図２４において、２３は蛍光体、２２は誘電体であり、Ｘ電極群１（Ｘn およびＸn+1 ）とＹ電極群２（Ｙn およびＹn+1 ）と誘電体を通した空隙によって放電セル２１が形成されている（例えば、特許文献１参照。）。

次に動作について説明する。書き込み用ドライバ１３内のスイッチと選択用ドライバ４内のスイッチとの組み合わせにより、Ｘ電極群１とＹ電極群２およびＷ電極群３によってマトリックス的に形成された放電セル２１内の誘電体表面に壁電荷を形成できる。このいわゆる書き込み動作によって、壁電荷を形成した後、維持用電源７とインバータスイッチ８によって、矩形交流を放電パネル１４のＸ電極群１とＹ電極群２の間に印加すると、書き込み用ドライバ１３と選択用ドライバ４とによって選択的に壁電荷が形成された放電セル２１のみにいわゆる維持放電が形成され、放電光によって蛍光体２３が発光し、外部に可視光を取り出すことができる。選択的に放電セル２１の発光をコントロールすることができるため、２次元の表示を行う媒体として利用することができる。放電セル２１内の放電は面放電型の場合、一般に誘電体２２を通して行われるため、Ｘ電極群１とＹ電極群２とは誘電体２２内に埋め込まれている。従って、Ｘ電極群１とＹ電極群２との間には大きな静電容量Ｃｘｙ１８が形成されることになる。上記矩形波交流電圧をＸ電極群１とＹ電極群２とに印加する場合、上記静電容量Ｃxy１８を充電するための、無効電流が流れる。この無効電流は、インバータスイッチ８やＸ電極群１およびＹ電極群２の抵抗成分１９に多大な損失を発生させ、装置自体の効率を低下させてしまうという問題がある。

図２２に示されている従来のプラズマディスプレイ装置においては、この無効電流を回収する動作がなされるように構成されている。この様子が図２６の動作チャートに示されている。例えば、インバータスイッチ８ａと８ｂとが導通している状態では、静電容量Ｃxy１８は維持用電源７の高圧電圧が充電されている。回収用スイッチ１１ｂとインバータスイッチ８ｂとを導通すると、静電容量Ｃxy１８の電圧は、回収用のリアクトル９と回収用ダイオード１０ｂとを通して、回収用コンデンサ１２ａに回収される。同様の動作により、インバータスイッチ８ｃ，ｄが導通しているときに蓄えられた静電容量Ｃxy１８の電圧は、回収用コンデンサ１２ｂに回収されている。次に、インバータスイッチ８ｃと回収用スイッチ１１ａとを導通させると回収用コンデンサ１２ｂから回収用ダイオード１０ｄ、回収用のリアクトル９を通して再び静電容量Ｃxy１８を充電し、ある一定の電圧まで充電する。この一連の動作によって、静電容量Ｃxy１８に蓄えられた電圧は一旦、回収用コンデンサ１２ａ，ｂに回収され、再び回収用コンデンサ１２ａ，ｂから静電容量Ｃxy１８に戻されるため、結果的に静電容量Ｃxy１８のエネルギーの一部を再利用でき、次にインバータスイッチ８ｃ，ｄが導通するときに維持用電源７から供給する電流を抑えることができる。その結果、プラズマディスプレイ装置全体の効率を向上できる。

特開平５ー２６５３９７号公報

図２６のチャート図に示されているような、Ｘ電極群１とＹ電極群２との間に印加される矩形交流電圧によって、放電セル２１内に一旦放電が生じると数百ｎｓオーダの急峻な高電流が放電セル２１群を流れる。例えば、電源の出力インピーダンスが高かったりした場合、この高電流によってＸ電極群１とＹ電極群２にかかる電圧が低下すると、放電が消滅したり、また弱い放電が形成されたりする。その結果、蛍光体２３に十分な光が照射されず、セルから外部に取り出される可視光が弱くなる。このような問題を避けるためには、放電セル２１の放電が生じる時間には既に、出力インピーダンスの高い回収回路２４からの充電を終了し、出力インピーダンスの小さいインバータスイッチ８によって維持用電源７が直結されていることが必要となる。放電セル２１の放電は、ある一定の電圧が印加されてから一定の遅れ時間が経過した後に形成されるから、回収用コンデンサ１２から静電容量Ｃｘｙ１８を充電する充電期間は、上記放電遅れ時間より短いことが必要である。通常、上記遅れ時間は１μｓ以下であるため、上記充電期間も数百ｎｓが必要となる。静電容量Ｃｘｙ１８をある電圧まで充電するための電荷量は一定であるから、上記充電期間が短いほど、回収回路２４に流れる電流のピーク値は高くなり、すなわち電流実効値が高くなる。

電流実効値が高くなると、回収用スイッチ１１や回収用ダイオード１０での損失が増加し、静電容量Ｃｘｙ１８の電圧を回収用コンデンサ１２に回収する場合に、十分な電圧が回収用コンデンサ１２に蓄積されなかったり、また、静電容量Ｃｘｙ１８を充電する上記充電期間の最終の電圧が十分に高くならなかったりする。その結果、インバータスイッチ８が導通した場合に静電容量Ｃｘｙ１８を充電するための電流が高くなり、結果的にプラズマディスプレイ装置の効率を低下させてしまう。このような問題に対する対策が特開平５ー２６５３９７号公報に示されている。静電容量Ｃｘｙ１８を充電する上記充電期間は、上記に示したように放電遅れ時間より短く設定する必要があるが、一方静電容量Ｃｘｙ１８の電圧を回収用コンデンサ１２に回収する回収期間は、別に放電を形成する必要はないから、長時間かけて回収しても問題はない。特開平５ー２６５３９７号公報では、静電容量Ｃｘｙ１８を回収するためのリアクトルを、静電容量Ｃｘｙ１８を充電するためのリアクトルより大きく設定することにより、上記回収期間の電流実効値を低下させ、上記回収期間での回収用スイッチ１１や回収用ダイオード１０の損失を低減し、結果的にプラズマディスプレイ装置の効率を向上させる構成が記載されている。しかし、この構成では、リアクトルが２つ必要となるため、コスト高となるという第１の問題点がある。
という問題点があった。

維持放電期間中には、書き込み用ドライバ１３は、特定の電圧を備えた電源にプルアップ接続された構成が用いられる場合が多い。その場合の、維持放電期間中の回路構成全体を詳細に示したものが図２５である。ここでは、電源として書き込み用電源６を代表して説明する。図において、１６、１７は図２４中のＷ電極とＸ電極およびＹ電極間に形成されるそれぞれ静電容量である。２０は書き込み用ドライバ１３が持つ寄生ダイオード群、１９は書き込み用ドライバ１３の内部抵抗である。図２４に示されたように、Ｘ電極群１とＹ電極群２に矩形波交流を印加すると、書き込み用ドライバ１３の出力端Ｗout の電位は書き込み用電源６にて固定されているため、Ｘ電極群１およびＹ電極群２の電位が０から維持用電源７の電圧まで変化すると、書き込み用電源６からＷ−Ｘ間静電容量１６およびＷ−Ｙ間静電容量１７を通して変位電流が供給されることになる。すなわち、この変位電流によって、内部抵抗２１が損失を発生し、書き込み用ドライバ１３の損失を増加させてしまう。これは、結果的にプラズマディスプレイ装置の効率を低下させる第２の問題となる。

この発明は上述のような課題を解決するためになされたもので、第１の目的は、低コストにおいて回収回路での損失を大幅に低減できるプラズマディスプレイ装置を提供することにある。

この発明に係るプラズマディスプレイ装置は、誘電体で覆われたＸ電極群およびＹ電極群と、上記Ｘ電極群およびＹ電極群の電極と直交する方向に電極が設けられた書き込み用電極群と、維持用直流電源と、上記Ｘ電極群およびＹ電極群の電極を上記直流電源の高圧側端子と低圧側端子とに交互に接続するための維持駆動回路と、上記書き込み用電極群の電極に所定の電圧を供給する書き込みドライバＩＣおよび書き込み用電源と、上記維持駆動回路の正・負の電圧の立ち上がり時および立ち下がり時に動作し、電圧の立ち上がりおよび立ち下がりを緩やかにする電力回収回路とを備え、上記電力回収回路は、上記Ｘ電極群に一端が接続されたリアクトルと、上記Ｙ電極群に一端が接続されたリアクトルと、各リアクトルの他端に接続され、逆並列配置された２つのダイオードと、上記逆並列配置された２つのダイオードのそれぞれに接続された第６のスイッチと、上記逆並列配置された２つのダイオードのそれぞれに接続された２つの上記第６のスイッチの他端に一端が接続され、他端が直流電源の低圧側端子に接続されたコンデンサとからなり、上記電圧の立ち上がる以前に上記２つの第６のスイッチの一方を導通して上記リアクトルに上記コンデンサから電流エネルギーを蓄え、電圧の立ち上がり時に上記リアクトルに蓄えられた電流エネルギーを加算して上記コンデンサから充電を行うようにしたものである。

また、この発明に係るプラズマディスプレイ装置は、誘電体で覆われたＸ電極群およびＹ電極群と、上記Ｘ電極群およびＹ電極群の電極と直交する方向に電極が設けられた書き込み用電極群と、維持用直流電源と、上記Ｘ電極群およびＹ電極群の電極を上記直流電源の高圧側端子と低圧側端子とに交互に接続するための維持駆動回路と、上記書き込み用電極群の電極に所定の電圧を供給する書き込みドライバＩＣおよび書き込み用電源と、上記維持駆動回路の正・負の電圧の立ち上がり時および立ち下がり時に動作し、Ｘ電極群とＹ電極群との間に形成される静電容量の電圧を回収するとともに、回収された電圧を上記静電容量に戻し、上記静電容量を充電する電力回収回路とを備えるものにおいて、上記充電時に、充電電流を少なくとも２段階で流すようにしたものである。

また、この発明に係るプラズマディスプレイ装置は、誘電体で覆われたＸ電極群およびＹ電極群と、上記Ｘ電極群およびＹ電極群の電極と直交する方向に電極が設けられた書き込み用電極群と、維持用直流電源と、上記Ｘ電極群およびＹ電極群の電極を上記直流電源の高圧側端子と低圧側端子とに交互に接続するための維持駆動回路と、上記書き込み用電極群の電極に所定の電圧を供給する書き込みドライバＩＣおよび書き込み用電源と、上記維持駆動回路の正・負の電圧の立ち上がり時および立ち下がり時に動作し、Ｘ電極群とＹ電極群との間に形成される静電容量の電圧を回収するとともに、回収された電圧を上記静電容量に戻し、上記静電容量を充電する電力回収回路とを備えるものにおいて、上記電力回収回路は各電極群に並列に接続される少なくとも２個以上のリアクトルを有し、上記充電時にインダクタンス値が２段階に切換えられるようにしたものである。

本発明のプラズマディスプレイ装置においては、電圧の立ち下がりは遅く、立ち上がりは速くすることができ、立ち下がり時に流れる電流実効値が低下し、より高い電圧まで反転しやすくなる。その結果、維持用電源から供給すべき、電流が低下し、プラズマディスプレイ装置の効率が増加する。

また、同じインダクタンス値の回収用のリアクトルを有しながら、回収時より充電時の電圧変化速度を上げることができる。その結果、回収用のリアクトルを大きく設定することができ、回収時の電流実効値が低減し損失が低下する。その結果、プラズマディスプレイ装置の効率が向上する。

また、回収回路の充電時の電流実効値を下げることができるため、回路損失が低下し、効率の高い回収回路を構成できる。

本発明に係るプラズマディスプレイ装置においては、書き込み用ドライバの電源端子と書き込み用電源との間に設けられた書き込み電源スイッチを維持放電期間中にはオフ状態としているため、維持期間中にＷｘｙ静電容量１７の充放電のための変位電流が書き込み用ドライバに流れなくなり、書き込み用ドライバの損失が低減される。

また、Ｘ電極群およびＹ電極群にそれぞれリアクトルと回収用スイッチとを直列に接続し、上記回収用スイッチの他端は、維持用電源のいずれか一方の端子に接続されるように構成されており、静電容量ＣxyおよびＷ−Ｙ間静電容量、Ｗ−Ｘ間静電容量に蓄えられた電圧を上記の回収用スイッチとによって、直接反転するため、回収回路の構成が簡単になりプラズマディスプレイ装置が低コストとなる。

また、書き込みドライバＩＣのコモン側端子に設けられた書き込みコモンスイッチを維持期間中にオフ状態にすることによって、Ｗ−Ｘ間静電容量、Ｗ−Ｙ間静電容量が寄生ダイオード群２０を導通しないようになり、反転ループが必ず回収用のリアクトルを通して形成されるように作用する。

また、リアクトルの一端がそれぞれ充電用スイッチに接続され、静電容量ＣxyおよびＷxy静電容量の電圧の回収時には、Ｘ電極群およびＹ電極群に接続された回収用のリアクトルが直列に接続されるため、回収期間が長くなり、逆に充電時には充電用のスイッチによって、回収用のリアクトルが並列となるように接続されるため、短時間にて充電が完了するように動作する。

また、静電容量ＣxyおよびＷ−Ｙ間静電容量、Ｗ−Ｘ間静電容量に蓄えられた電圧を上記の回収用スイッチと上記インバータスイッチの一つとによって上記回収用のリアクトルの電流エネルギーとして回収し、Ｘ電極群およびＹ電極群との間の電圧が略ゼロとなった時刻で、充電用スイッチによって反対の極性に再充電されるので、寄生ダイオード群を導通しないようになる。

また、上記リアクトルが互いに磁束結合を有するよう構成されており、静電容量ＣxyおよびＷ−Ｘ間静電容量、Ｗ−Ｙ間静電容量の電圧の回収によって回収用のリアクトルの電流が最大値に達した以降は、磁束結合によって反対側の電極から直接充電を行うように動作する。

また、Ｘ電極群およびＹ電極群の電圧が立ち上がる以前に、インバータスイッチによって回収回路の電源が回収用のリアクトルを通して維持用電源の低圧側に短絡されるから、回収用のリアクトルに一定の電流を蓄え、この電流を初期値として充電を行うため、短時間にて充電を完了する。

また、インバータスイッチのアーム内に可飽和のリアクトルを備えており、充電期間中は高インダクタンス、放電セルの放電中は低インダクタンスとなるように動作する。

また、維持電圧の立ち上がる際に第６のスイッチが少なくともオンとオフを２回以上行うよう構成されている。

また、維持電圧の立ち上がる途中で、インダクタンス値が２段階に切換えられるよう制御される。

以下、この発明をその実施の形態を示す図面に基づいて具体的に説明する。
実施の形態１．
図１は本発明の実施の形態１におけるプラズマディスプレイ装置の回路構成図である。図において、パネル部は維持期間中を等価的に表現しており、選択用ドライバ１５（図２３）内の論理状態はすべて同一、および書き込み用ドライバ１３（図２３）内の論理状態はすべて同一であり、共通な点として現した。また、放電パネル１４（図２３）は、特に無効電力に注目するため、静電容量Ｃxy１８、Ｗ−Ｘ間静電容量１６、Ｗ−Ｙ間静電容量１７とにより表現した。２５は書き込み用ドライバ１３と書き込み用電源６との間に設けられた書き込み電源スイッチである。書き込み電源スイッチ２５は、インバータスイッチ８および回収回路２４により、Ｘ電極群１とＹ電極群２に矩形交流を印加する期間中には、オフ状態とされている。それにより、書き込み用ドライバ１３の出力Ｗout はフローチング状態となるため、電位はＷ−Ｘ間静電容量１６とＷ−Ｙ間静電容量１７との大きさとの分圧によって、決定されることになる。図２４のような構成の場合には、Ｗ−Ｘ間静電容量１６とＷ−Ｙ間静電容量１７とは、同じ容量値を有するから、Ｗout の電位は、０〜Ｖｏ／２まで変化する。このときＷ−Ｘ間静電容量１６およびＷ−Ｙ間静電容量１７に流れる変位電流は、書き込み電源スイッチ２５が非導通状態であるため、書き込み用ドライバの抵抗群１９を通過しない。そのため、書き込み用ドライバ１３の損失が維持放電期間中に発生せず、プラズマディスプレイ装置全体としての効率が向上できる。なお、回収回路２４の構成は図１に示した構成に限定されることなく、静電容量Ｃxy１８、Ｗ−Ｘ間静電容量１６、Ｗ−Ｙ間静電容量１７の電力を回収再利用する装置に対して広く適用できる。

実施の形態２．
図２は本発明の実施の形態２であるプラズマディスプレイ装置の回路構成を示す図である。図において、２６は電圧反転用のスイッチである。図３は本発明の実施の形態２であるプラズマディスプレイ装置の動作チャ−ト図である。図において、時刻ｔo にてインバータスイッチ８を全て非導通とし、電圧反転用のスイッチ２６ａ，２６ｂ共に同時に導通すると、静電容量Ｃxy１８およびＷ−Ｘ間静電容量１６、Ｗ−Ｙ間静電容量１７の電圧は、Ｘ電極群１およびＹ電極群２側の２つの回収用のリアクトル９を通って、共振電流を流す。回収用のリアクトル９のインダクタンス値の２倍の値と各静電容量値から求められる共振周期が経過すると、電圧は反転し、そのとき電流は略ゼロとなる。このとき、電圧反転用のスイッチ２６を非導通とし、逆にインバータスイッチ８ｃ，ｄを導通することにより、一連の動作が完了する。すなわち、単純に回収用のリアクトル９を用いて静電容量Ｃxy１８、Ｗ−Ｙ間静電容量１７、Ｗ−Ｘ間静電容量１６の電圧を反転することにより、維持放電期間中の無効電力が再利用できる。従来の構成と比べて回収用コンデンサ１２ａ，ｂが不要であり、低コスト化が可能となる。

図４は電圧反転用のスイッチ２６を維持用電源７の高圧側に設けたものであり、前述と全く同じ効果を奏する。また、本発明の実施の形態１と組み合わせ、書き込み電源スイッチ２５を設け、同様に維持期間中には非導通とすることにより、より効率よく電圧を反転することができる。

実施の形態３．
図５は本発明の実施の形態３におけるプラズマディスプレイ装置の回路構成を示す図である。図において、２７は反転用ダイオードである。次に動作について説明する。時刻ｔo において、インバータスイッチ８ａ，ｂを全て非導通とし、次にインバータスイッチ８ｃを導通すると、静電容量Ｃxy１８、Ｗ−Ｘ間静電容量１６、Ｗ−Ｙ間静電容量１７の電圧は、回収用のリアクトル９、反転用ダイオード２７ａ、インバータスイッチ８ｃを通って、先の説明のように反転する。回収用のリアクトル９のインダクタンス値と各静電容量値から求められる共振周期が経過すると、電圧は反転し、そのとき電流は略ゼロとなる。このとき、インバータスイッチ８ｄをさらに導通することにより、一連の動作が完了する。すなわち、単純に回収用のリアクトル９を用いて静電容量Ｃxy１８、Ｗ−Ｙ間静電容量１７、Ｗ−Ｘ間静電容量１６の電圧を反転することにより、維持放電期間中の無効電力が再利用できる。従来の構成と比べて回収用コンデンサ１２ａ，ｂが不要であり、また、単にダイオード２７を追加するだけでよいから低コスト化が可能となる。

図６は本発明の実施の形態３であるプラズマディスプレイ装置の他の回路構成を示す図である。反転用ダイオード２７は維持用電源７の低圧端子側に接続されている。２８は書き込み用ドライバ１３のコモン端子と維持用電源７の低圧側端子間に挿入されたコモンスイッチである。例えば、コモンスイッチ２８が従来のようにない場合、反転用ダイオード２７が維持用電源７の低圧側端子に接続された本構成の場合、静電容量Ｃxy１８、Ｗ−Ｘ間静電容量１６、Ｗ−Ｙ間静電容量１７の電圧を、例えばインバータスイッチ８ｂと回収用のリアクトル９、反転用ダイオード２７ａとのループで反転しようとすると、Ｗ−Ｙ間静電容量１７の電圧が、インバータスイッチ８ｂ、寄生ダイオード群２０とのループで瞬時に消滅してしまうため、結果的にＷ−Ｙ間静電容量１７の電力は再利用できなくなる。従って、本発明のようにコモンスイッチ２８を設け、維持放電期間中に、コモンスイッチ２８を非導通状態にしておくことにより、インバータスイッチ８ｂ、寄生ダイオード群２０とのループがなくなり、効率良く電力を反転することができる。なお、コモンスイッチ２８はダイオードで構成してもよい。その場合、ダイオードはインバータスイッチ８ｂ、寄生ダイオード群２０とのループの電流を阻止する方向に挿入する。また、本発明の実施の形態１と組み合わせ、書き込み電源スイッチ２５を設け、同様に維持期間中には非導通とすることにより、より効率よく電圧を反転することができる。

実施の形態４．
図７、図８は、本発明の実施の形態４であるプラズマディスプレイ装置の回路構成を示す図である。図において、２９は充電切り替え用スイッチである。次に第１の動作について説明する。図９に動作チャートを示した。時刻ｔo にて電圧反転用のスイッチ２６ａ，ｂを同時に導通すると、回収用のリアクトル９ａの２倍のインダクタンス値と各静電容量値にて決まる周期で、電流が流れる。時刻ｔ1 にてＸ電極群１とＹ電極群２間電圧ｖｐが略ゼロとなると、電圧反転用のスイッチ２６ａを非導通とし、同時に充電切り替え用スイッチ２９ａを導通すると、回収用のリアクトル９ａの電流は、充電切り替え用スイッチ２９ａを通り、静電容量Ｃxy１８、Ｗ−Ｘ間静電容量１６、Ｗ−Ｙ間静電容量１７を直接充電し始める。このとき、静電容量Ｃxy１８、Ｗ−Ｘ間静電容量１６、Ｗ−Ｙ間静電容量１７からみると、回収用のリアクトル９ａと９ｂとが並列に接続されているように見えるから、回収用のリアクトル９の１／２のインダクタンス値と各静電容量値から決まる速度で充電が行われる。すなわち、ｔo からｔ1 までの期間はｔ1 〜ｔ2 までの期間に対し、インダクタンス値が４倍、従って周期として約２倍大きくなる。この結果、Ｘ電極群１およびＹ電極群２の電圧が立ち下がりは遅く、立ち上がりは速くすることでき、立ち下がり時に流れる電流実効値が低下し、より高い電圧まで反転しやすくなる。その結果、維持用電源７から供給すべき、電流が低下し、プラズマディスプレイ装置の効率が増加する。図９のチャートでは、回収用のリアクトル９の電流が略ゼロとなる点において、充電切り替え用スイッチ２９に切り替えたが、図１０のチャートにあるように、放電セル２１が決して放電しない電圧Ｖｄまでならゆっくり充電しても、特に放電遅れ時間には影響を与えないため、電圧がある一定の値まで立ち上がってから充電切り替え用スイッチ２９を切り替えてもよい。そうすれば、より電流実効値が低下し、より高い電圧まで反転しやすくなる。その結果、維持用電源７から供給すべき、電流がより低下し、プラズマディスプレイ装置の効率がより増加する。

次に、第２の動作について説明する。図１１は本発明の実施の形態４であるプラズマディスプレイ装置の動作チャート図である。時刻ｔo に電圧反転用のスイッチ２６ａとインバータスイッチ８ｂが導通すると、静電容量Ｃxy１８、Ｗ−Ｘ間静電容量１６、Ｗ−Ｙ間静電容量１７の電圧エネルギーは、回収用のリアクトル９ａを通り電流が増加し、やがて時刻ｔ1 に、Ｖｐが略ゼロとなる。時刻ｔ1 に、充電切り替え用スイッチ２９ａおよび８ｄを導通すると、回収用のリアクトル９ａに蓄えられた電流エネルギーは、静電容量Ｃxy１８、Ｗ−Ｘ間静電容量１６、Ｗ−Ｙ間静電容量１７を充電するように、Ｖｐが逆極性に充電される。インバータスイッチ８ｄが導通しているため、ポイントＰｘの電位がゼロとなり、寄生ダイオード群２０が導通することはない。時刻ｔ2 にてインバータスイッチ８ｃ，ｄが導通し、時刻ｔ3 以降は同様の動作を繰り返す。このように、充電経路を切換えることによって、寄生ダイオード群２０の導通がなくなり、効率のよい回収回路が構成できる。

図１２は本発明の実施の形態４であるプラズマディスプレイ装置の他の動作チャート図であり、例えば時刻ｔo 以前の時刻ｔx に充電切り替え用スイッチ２９ａを導通しておくと、維持用電源７、回収用のリアクトル９ａ、充電切り替え用スイッチ２９ａ、インバータスイッチ８ｂを通り、電流が流れ、回収用のリアクトル９ａに電流エネルギーが蓄えられる。その結果、そのエネルギーが静電容量Ｃxy１８、Ｗ−Ｘ間静電容量１６、Ｗ−Ｙ間静電容量１７のエネルギーに加算されて、反転されるから、最終的に反転する電圧がより高くなる。その結果、維持用電源７から時刻ｔ2 に流れ込む電流が低下し、時刻ｔx 〜ｔ1 からの電流とトータルの実効値が低下するため、トータル的に維持用電源７から供給する電流が低下する。その結果、プラズマディスプレイ装置の効率がより向上する。また、本発明の実施の形態１と組み合わせ、書き込み電源スイッチ２５を設け、同様に維持期間中には非導通とすることにより、より効率よく電圧を反転することができる。

実施の形態５．
図１３は本発明の実施の形態５であるプラズマディスプレイ装置の回路構成を示す図、図１４は本発明の実施の形態５であるプラズマディスプレイ装置の動作チャート図である。図において、３０ａ，ｂは互いに磁束結合を有するリアクトルである。時刻ｔｏにて、電圧反転用のスイッチ２６ａとインバータスイッチ８ｂとを導通すると静電容量Ｃxy１８、Ｗ−Ｘ間静電容量１６、Ｗ−Ｙ間静電容量１７の電圧は、磁束結合を有するリアクトル３０ａを通して、共振電流を流し始める。時刻、ｔ１にて電圧反転用のスイッチ２６ａとインバータスイッチ８ｂとを非導通とし、逆に電圧反転用のスイッチ２６ｂとインバータスイッチ８ｄとを導通すると、磁束結合を有するリアクトル３０ａに蓄えられた電流エネルギーは、磁束結合を介して、磁束結合を有するリアクトル３０ｂに移行し、静電容量Ｃxy１８、Ｗ−Ｘ間静電容量１６、Ｗ−Ｙ間静電容量１７を充電する。このような構成によって、Ｘ電極群１の取り出し点ｘおよびＹ電極群２の取り出し点ｙの電位を、負にすることなく電圧を効率よく反転することができる。その結果、寄生ダイオード群２０が導通せず効率よい回収回路が構成できる。また、本発明の実施の形態１と組み合わせ、書き込み電源スイッチ２５を設け、同様に維持期間中には非導通とすることにより、より効率よく電圧を反転することができる。

実施の形態６．
図１５は本発明の実施の形態６であるプラズマディスプレイ装置の動作チャートを示す図である。構成は図１の構成と同様である。時刻ｔy にて、回収用スイッチ１１ｄおよびインバータスイッチ８ｂを導通すると回収用コンデンサ１２ｂから、回収用ダイオード１０ｄ、回収用のリアクトル９ｂ、インバータスイッチ８ｂを通して電流が流れ、回収用のリアクトル９ｂに電流エネルギーが蓄えられる。時刻ｔｚにて、インバータスイッチ８ｂを非導通とし、インバータスイッチ８ｄを導通すると、回収用のリアクトル９ｂに蓄えられた電流エネルギーが加算されて、回収用コンデンサ１２ｂから電圧が充電されるため、急速に充電が行われる。その結果、同じインダクタンス値の回収用のリアクトル９ａと９ｂとを有しながら、回収時より充電時の電圧変化速度を上げることができる。その結果、回収用のリアクトル９ａ，ｂを大きく設定することができ、回収時の電流実効値が低減し損失が低下する。その結果、プラズマディスプレイ装置の効率が向上する。本構成では、先の問題点１に示したような部品点数の増加はない。また、本発明の実施の形態１と組み合わせ、書き込み電源スイッチ２５を設け、同様に維持期間中には非導通とすることにより、より効率よく電圧を反転することができる。

本発明の実施の形態６において、時刻ｔy は、時刻ｔ1 の後に設定されているが、ｔ1 以前に設定すれば、回収と充電との間の休止期間をなくすことができ、時間の利用効率を上げることができる。

実施の形態７．
図１６は本発明の実施の形態７であるプラズマディスプレイ装置の回路構成を示す図、図１７は本発明の実施の形態７であるプラズマディスプレイ装置の動作チャート図である。図において、３１はインバータアーム内に設けられた可飽和リアクトル３１である。時刻ｔo にて、インバータスイッチ８ｂ，ｄが導通すると非飽和領域にある可飽和リアクトル３１ａ，ｂを通って、静電容量Ｃxy１８、Ｗ−Ｘ間静電容量１６、Ｗ−Ｙ間静電容量１７が反転する。そのとき、可飽和リアクトル３１は非飽和状態であるから、インダクタンス値の大きい値を有する。次に、時刻ｔαにて可飽和リアクトル３１が飽和し、インバータスイッチ８ｃ，ｄが導通する。このとき、可飽和リアクトル３１は飽和状態にあるため、インバータスイッチ８の出力インピーダンスは極めて低くなり、先に示したような、放電セル２１が放電した場合の電圧低下の問題も生じない。電圧が反転する時間は決まっており、反転時間内に可飽和リアクトル３１に印加される電圧時間積によって、磁束が飽和するように、可飽和リアクトル３１に用いる磁性寸法、巻き数を決定する。本発明の実施の形態により、回収回路２４を特別に設置することなく、静電容量Ｃxy１８、Ｗ−Ｘ間静電容量１６、Ｗ−Ｙ間静電容量１７の電圧エネルギーを再び利用できるため、部品点数の大幅削減が可能であり、プラズマディスプレイ装置の低コスト化ができる。また、本発明の実施の形態１と組み合わせ、書き込み電源スイッチ２５を設け、同様に維持期間中には非導通とすることにより、より効率よく電圧を反転することができる。

実施の形態８．
図１８は本発明の実施の形態１０であるプラズマディスプレイ装置の回路構成を示す図である。図において、９０ａ、９０ｂは還流ダイオードである。図１９は本発明の実施の形態８であるプラズマディスプレイ装置の動作チャート図である。時刻ｔ1 に回収用スイッチ１１ａとインバータスイッチ８ｂとが導通し、静電容量Ｃxy１８、Ｗ−Ｘ間静電容量１６、Ｗ−Ｙ間静電容量１７に電圧を充電し始め、電流が増加する。時刻ｔ２に、回収用スイッチ１１ａをオフとしインバータスイッチ８ｂのオンを継続すると、還流ダイオード９０ａが導通し、電流が還流しやがてゼロとなる。再び、ｔ３に回収用スイッチ１１ａとインバータスイッチ８ｂとが導通すると、再び、電流が増加し、静電容量Ｃxy１８、Ｗ−Ｘ間静電容量１６、Ｗ−Ｙ間静電容量１７をｔ４にて最大値まで充電する。時刻ｔ４にて、インバータスイッチ８ａと８ｂとを導通すると、所定の電圧が得られる。時刻ｔ７〜ｔ１０についても同様の動作をする。このような動作により、ｔ1 〜ｔ4 までの電流が２段階となり、電流の最大値が下がり、結果的に電流の実効値が低下する。それにより、回路の損失が低下し、効率のより回収回路を実現できる。もちろん、ｔ1 〜ｔ4 までのスイッチのオンオフの回数はそれぞれ２回に限定する必要はなく、それ以上であればより効率が上がる。

実施の形態９．
図２０は本発明の実施の形態９であるプラズマディスプレイ装置の回路構成を示す図である。図において、９１は２段階充電スイッチ、９２は２段階リアクトル、９３は２段階充電ダイオードである。図２１は本発明の実施の形態９であるプラズマディスプレイ装置の動作チャート図である。時刻ｔ1 に、回収用スイッチ１１ａとインバータスイッチ８ｂとが導通し、緩やかに静電容量Ｃxy１８、Ｗ−Ｘ間静電容量１６、Ｗ−Ｙ間静電容量１７を充電し始める。Ｖｐの電圧が電圧Ｖｄに達すると２段階充電スイッチ９１ａを導通すると、充電が２段階リアクトル９２ａと回収用のリアクトル９ａとの並列にて行われるようになるため、充電速度が速くなる。すなわち、Ｖｐの電圧は、Ｖｄまではゆっくり立ち上がり、それ以降は速く立ち上がり、さらにｔ3 以降は瞬時に立ち上がる。このように、セル内で確実に放電が生じないような低い電圧Ｖｄ以下では、ゆっくり電圧を立ち上げることにより、その領域の電流実効値が低下し、回路の損失が少なくなり、効率のよい回収回路を形成することができる。時刻ｔ6 〜ｔ8 についても同様の動作をする。

本発明によれば、従来の実施の形態において維持放電期間中に書き込み用ドライバ１３によって、書き込み用電源６に書き込み用電極群３がプルアップされているが、書き込み用電源６は他の電圧値を有する電源でも構わない。

本発明によれば、インバータスイッチ８はフルブリッジ型の構成となっているが、他のハーフブリッジなど、矩形交流を発生するものであれば、どのようなものであってもよい。

本発明の実施の形態１であるプラズマディスプレイ装置の回路構成を示す図である。 本発明の実施の形態２であるプラズマディスプレイ装置の回路構成を示す図である。 本発明の実施の形態２であるプラズマディスプレイ装置の動作チャート図である。 本発明の実施の形態２であるプラズマディスプレイ装置の他の回路構成を示す図である。 本発明の実施の形態３であるプラズマディスプレイ装置の回路構成を示す図である。 本発明の実施の形態３であるプラズマディスプレイ装置の他の回路構成を示す図である。 本発明の実施の形態４であるプラズマディスプレイ装置の回路構成を示す図である。 本発明の実施の形態４であるプラズマディスプレイ装置の回路構成を示す図である。 本発明の実施の形態４であるプラズマディスプレイ装置の動作チャート図である。 本発明の実施の形態４であるプラズマディスプレイ装置の動作チャート図である。 本発明の実施の形態４であるプラズマディスプレイ装置の動作チャート図である。 本発明の実施の形態４であるプラズマディスプレイ装置の他の動作チャート図である。 本発明の実施の形態５であるプラズマディスプレイ装置の回路構成を示す図である。 本発明の実施の形態５であるプラズマディスプレイ装置の動作チャート図である。 本発明の実施の形態６であるプラズマディスプレイ装置の動作チャート図である。 本発明の実施の形態７であるプラズマディスプレイ装置の回路構成を示す図である。 本発明の実施の形態７であるプラズマディスプレイ装置の動作チャート図である。 本発明の実施の形態８であるプラズマディスプレイ装置の回路構成を示す図である。 本発明の実施の形態８であるプラズマディスプレイ装置の動作チャート図である。 本発明の実施の形態９であるプラズマディスプレイ装置の回路構成を示す図である。 本発明の実施の形態９であるプラズマディスプレイ装置の動作チャート図である。 従来の交流駆動型プラズマディスプレイ装置の構成を簡略化して示した図である。 従来の交流駆動型プラズマディスプレイ装置の構成を簡略化して示した図である。 従来の交流駆動型プラズマディスプレイ装置の構成を簡略化して示した図である。 従来の交流駆動型プラズマディスプレイ装置の維持放電期間中の回路構成図である。 従来の交流駆動型プラズマディスプレイ装置の動作チャート図である。

符号の説明

１ Ｘ電極群、２ Ｙ電極群、３ 書き込み用電極群、４ 選択用ドライバ、６ 書き込み用電源、７ 維持用電源、８ インバータスイッチ、９ 回収用のリアクトル、１０ 回収用ダイオード、１１ 回収用スイッチ、１２ 回収用コンデンサ、１３ 書き込み用ドライバ、１４ 放電パネル、１５ 選択用ドライバ、１６ Ｗ−Ｘ間静電容量、１７ Ｗ−Ｙ間静電容量、１８ 静電容量Ｃxy、１９ Ｘ電極群１およびＹ電極群２の抵抗成
分、２０ 寄生ダイオード群、２１ 放電セル、２２ 誘電体、２３ 蛍光体、２４ 回収回路、２５ 書き込み電源スイッチ、２６ 電圧反転用のスイッチ、２７ 反転用ダイオード、２８ コモンスイッチ、２９ 充電切り替え用スイッチ、３０ 磁束結合を有するリアクトル、３１ 可飽和リアクトル、９０ 還流ダイオード、９１ ２段階充電スイッチ、９２ ２段階リアクトル、９３ ２段階充電ダイオード。

Claims (5)

1. 誘電体で覆われたＸ電極群およびＹ電極群と、上記Ｘ電極群およびＹ電極群の電極と直交する方向に電極が設けられた書き込み用電極群と、維持用直流電源と、上記Ｘ電極群およびＹ電極群の電極を上記直流電源の高圧側端子と低圧側端子とに交互に接続するための維持駆動回路と、上記書き込み用電極群の電極に所定の電圧を供給する書き込みドライバＩＣおよび書き込み用電源と、上記維持駆動回路の正・負の電圧の立ち上がり時および立ち下がり時に動作し、電圧の立ち上がりおよび立ち下がりを緩やかにする電力回収回路とを備え、上記電力回収回路は、上記Ｘ電極群に一端が接続されたリアクトルと、上記Ｙ電極群に一端が接続されたリアクトルと、各リアクトルの他端に接続され、逆並列配置された２つのダイオードと、上記逆並列配置された２つのダイオードのそれぞれに接続された第６のスイッチと、上記逆並列配置された２つのダイオードのそれぞれに接続された２つの上記第６のスイッチの他端に一端が接続され、他端が直流電源の低圧側端子に接続されたコンデンサとからなり、上記電圧の立ち上がる以前に上記２つの第６のスイッチの一方を導通して上記リアクトルに上記コンデンサから電流エネルギーを蓄え、電圧の立ち上がり時に上記リアクトルに蓄えられた電流エネルギーを加算して上記コンデンサから充電を行うようにしたことを特徴とするプラズマディスプレイ装置。
2. 誘電体で覆われたＸ電極群およびＹ電極群と、上記Ｘ電極群およびＹ電極群の電極と直交する方向に電極が設けられた書き込み用電極群と、維持用直流電源と、上記Ｘ電極群およびＹ電極群の電極を上記直流電源の高圧側端子と低圧側端子とに交互に接続するための維持駆動回路と、上記書き込み用電極群の電極に所定の電圧を供給する書き込みドライバＩＣおよび書き込み用電源と、上記維持駆動回路の正・負の電圧の立ち上がり時および立ち下がり時に動作し、Ｘ電極群とＹ電極群との間に形成される静電容量の電圧を回収するとともに、回収された電圧を上記静電容量に戻し、上記静電容量を充電する電力回収回路とを備えるものにおいて、上記充電時に、充電電流を少なくとも２段階で流すようにしたことを特徴とするプラズマディスプレイ装置。
3. 電力回収回路は、Ｘ電極群に一端が接続されたリアクトルと、Ｙ電極群に一端が接続されたリアクトルと、各リアクトルの他端に接続され、逆並列配置された２つのダイオードと、上記逆並列配置された２つのダイオードのそれぞれに接続された第６のスイッチと、上記逆並列配置された２つのダイオードのそれぞれに接続された２つの上記第６のスイッチの他端に一端が接続され、他端が直流電源の低圧側端子に接続されたコンデンサと、一端が上記各リアクトルに接続され、他端が上記直流電源の低圧側端子に接続された還流ダイオードとからなり、充電時に上記第６のスイッチが少なくともオンとオフを２回以上行うことを特徴とする請求項２記載のプラズマディスプレイ装置。
4. 誘電体で覆われたＸ電極群およびＹ電極群と、上記Ｘ電極群およびＹ電極群の電極と直交する方向に電極が設けられた書き込み用電極群と、維持用直流電源と、上記Ｘ電極群およびＹ電極群の電極を上記直流電源の高圧側端子と低圧側端子とに交互に接続するための維持駆動回路と、上記書き込み用電極群の電極に所定の電圧を供給する書き込みドライバＩＣおよび書き込み用電源と、上記維持駆動回路の正・負の電圧の立ち上がり時および立ち下がり時に動作し、Ｘ電極群とＹ電極群との間に形成される静電容量の電圧を回収するとともに、回収された電圧を上記静電容量に戻し、上記静電容量を充電する電力回収回路とを備えるものにおいて、上記電力回収回路は各電極群に並列に接続される少なくとも２個以上のリアクトルを有し、上記充電時にインダクタンス値が２段階に切換えられるようにしたことを特徴とするプラズマディスプレイ装置。
5. 電力回収回路は、Ｘ電極群に一端が接続されたリアクトルと、Ｙ電極群に一端が接続されたリアクトルと、各リアクトルの他端に接続され、逆並列配置された２つのダイオードと、上記逆並列配置された２つのダイオードのそれぞれに接続された第６のスイッチと、上記逆並列配置された２つのダイオードのそれぞれに接続された２つの上記第６のスイッチの他端に一端が接続され、他端が直流電源の低圧側端子に接続されたコンデンサと、上記各リアクトルと並列に一端が上記Ｘ電極群または上記Ｙ電極群に接続された２段階リアクトルと、上記２段階リアクトルの他端に接続された２段階充電ダイオードと、上記２段階充電ダイオードに一端が接続され、他端が上記コンデンサに接続された２段階充電スイッチとからなり、充電の途中で、上記２段階スイッチがオンし、充電が並列接続した２つのリアクトルを介して行われるようにしたことを特徴とする請求項４記載のプラズマディスプレイ装置。

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