JP4797279B2 - プラズマディスプレイ装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、大画面で、薄型、軽量のディスプレイ装置として知られているプラズマディスプレイ装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
近年、プラズマディスプレイ装置は、視認性に優れた表示パネル(薄型表示デバイス)として注目されており、高精細化および大画面化が進められている。
【0003】
このプラズマディスプレイ装置には、大別して、駆動的にはAC型とDC型があり、放電形式では面放電型と対向放電型の2種類があるが、高精細化、大画面化、消費電力および製造の簡便性から、現状では、AC型で面放電型のプラズマディスプレイ装置が主流を占めるようになってきている。
【0004】
図11にプラズマディスプレイ装置におけるPDPパネルの構造を示している。図11に示すように、ガラス基板などの透明な前面側の基板1上には、スキャン電極とサステイン電極とで対をなすストライプ状の表示電極2が複数列形成され、そしてその電極群を覆うように誘電体層3が形成され、その誘電体層3上には保護膜4が形成されている。
【0005】
また、前記前面側の基板1に対向配置される背面側の基板5上には、スキャン電極及びサステイン電極の表示電極2と交差するように、オーバーコート層6で覆われた複数列のストライプ状のアドレス電極7が形成されている。このアドレス電極7間のオーバーコート層6上には、アドレス電極7と平行に複数の隔壁8が配置され、この隔壁8間の側面およびオーバーコート層6の表面に蛍光体層9が設けられている。
【0006】
これらの基板1と基板5とは、スキャン電極およびサステイン電極の表示電極2とアドレス電極7とがほぼ直交するように、微小な放電空間を挟んで対向配置されるとともに、周囲が封止され、そして前記放電空間には、ヘリウム、ネオン、アルゴン、キセノンのうちの一種または混合ガスが放電ガスとして封入されている。また、放電空間は、隔壁8によって複数の区画に仕切ることにより、表示電極2とアドレス電極7との交点が位置する複数の放電セルが設けられ、その各放電セルには、赤色、緑色及び青色となるように蛍光体層9が一色ずつ順次配置されている。
【0007】
図12にこのPDPパネルの電極配列を示している。図12に示すようにスキャン電極およびサステイン電極とアドレス電極とは、M行×N列のマトリックス構成であり、行方向にはM行のスキャン電極SCN1〜SCNMおよびサステイン電極SUS1〜SUSMが配列され、列方向にはN列のアドレス電極D1〜DNが配列されている。
【0008】
このような電極構成のPDPパネルにおいては、アドレス電極とスキャン電極の間に書き込みパルスを印加することにより、アドレス電極とスキャン電極の間でアドレス放電を行い、放電セルを選択した後、スキャン電極とサステイン電極との間に、交互に反転する周期的な維持パルスを印加することにより、スキャン電極とサステイン電極との間で維持放電を行い、所定の表示を行うものである。
【0009】
また、図13に、従来のプラズマディスプレイ装置の電気回路を示しており、プラズマディスプレイ装置A00は主として、PDPパネルA1、ノイズフィルタA21、AC−DC電源回路A22、ダウンコンバータ電源回路A3、スタンバイ電源回路A4、マイコンA5、PDP駆動回路A61、映像処理回路A62、映像音声入力回路A7で構成されていた。なお、音声処理回路A63、スピーカA8を設けて構成してもよい。
【0010】
このプラズマディスプレイ装置は、商用AC電源A9に接続され、ノイズフィルタA21、力率改善回路A221、整流回路A222により整流され、複数のAC−DCコンバータ回路、例えばAC−DCコンバータ回路A223、AC−DCコンバータ回路A224の2個のコンバータで電源を構成し、おのおのの巻線電源出力はドロッパ電源回路A31、チョッパ電源回路A32で必要な電源電圧を給電していた。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このようなプラズマディスプレイ装置においては、PDPパネルの電力負荷は全黒表示状態と全白表示状態とでは、大きく変動している。例えば42インチ表示画面のPDPパネルでは、10W程度から200W程度まで大きく変動する。加えて、PDPパネルを放電表示させるためには、放電維持電圧Vsusとして、例えば200V、所定の画素を放電させるために必要なデータ電圧Vdataとして、例えば65V等の高電圧を必要としている。
【0012】
したがって、放電維持電圧Vsus給電用にフォワ−ド方式あるいはフライバック方式のAC−DCコンバータ回路を専用に用いて、出力電圧のレギュレーションの安定化を図っている。また、多数の巻線出力のある場合は、フライバック方式のAC−DCコンバータ回路を用い、フィードバック巻線出力以外の出力電圧のレギュレーションが不充分になる点をドロッパ電源回路で電圧を平滑化していた。すなわち、図13において、例えばデータ電圧Vdataは、AC−DCコンバータ回路A224の巻線出力を、ドロッパ電源回路A31で平滑、安定化していた。
【0013】
42インチ表示画面のPDPパネルにおいて、例えば65V、全白表示時平均電流1Aの場合、ドロッパ電源回路では3〜5W程度の電力損失が発生し、また全黒表示時には平均電流が0.1A程度となり、入力電圧(巻線出力)も68V(全白時)〜100V(全黒)の大きな電圧変動があるという課題を有していた。50インチ表示画面のPDPパネルにおいてドロッパ電源回路を用いると、10W程度の電力損失となるため専用のAC−DCコンバータ回路を設け、電力損失を低減させることが必要になるという課題を有していた。
【0014】
また、放電維持電圧Vsusは前記のように電力が大きく且つ負荷変動が大きいため、専用のAC−DCコンバータ回路A223を設けなければならないというコスト面からの課題を有していた。
【0015】
本発明はこのような課題を解決し、電源電圧のレギュレーションを改善し、ドロッパ電源回路の無効電力を低減可能なプラズマディスプレイ装置を提供することを目的とするものである。
【0016】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明のプラズマディスプレイ装置は、少なくとも前面側が透明な一対の基板を基板間に放電空間が形成されるように対向配置するとともに基板に電極群を配置したPDPパネルと、このPDPパネルに信号を印加して表示を行う表示駆動回路部と、この表示駆動回路部に駆動電圧を供給する電源回路部とを有し、前記電源回路部に、2次側のエネルギーを1次側に回生させることで出力電源電圧を安定化させるフライバック方式の2次回生コンバータ回路を設けた構成とするものであり、さらに次の構成を有する。この構成において、前記電源回路部に複数のAC−DCコンバータ回路を用い、かつ複数のAC−DCコンバータ回路のうち少なくとも1つをフライバック方式の2次回生コンバータ回路を用いたものである。また、前記2次回生コンバータ回路の出力が、少なくともPDPパネル駆動用電源電圧、映像処理回路用電源電圧およびマイコン用電源電圧であり、前記PDPパネル駆動用電源電圧を回生させるように構成したものである。また、前記PDPパネルの放電維持電圧用出力を回生させるように構成したものである。
【0017】
本発明によれば、2次回生コンバータは最大エネルギーを2次側に伝達し、過剰エネルギーは1次側に回生しているので、出力負荷の変動が大きくても、各2次側巻線の出力電圧を安定化でき、後段の回路に具備されたドロッパ電源回路での消費電力を低減できるプラズマディスプレイ装置を提供することができる。
【0018】
【発明の実施の形態】
すなわち、本発明の請求項1ないし3記載の発明は、少なくとも前面側が透明な一対の基板を基板間に放電空間が形成されるように対向配置するとともに基板に電極群を配置したPDPパネルと、このPDPパネルに信号を印加して表示を行う表示駆動回路部と、この表示駆動回路部に駆動電圧を供給する電源回路部とを有し、前記電源回路部に、2次側のエネルギーを1次側に回生させることで出力電源電圧を安定化させるフライバック方式の2次回生コンバータを用いた構成としたものであり、2次回生コンバータは最大エネルギーを2次側に伝達し、過剰エネルギーは1次側に回生しているので、トランス各2次側巻線の出力電圧を安定化でき、後段の回路に具備されたドロッパ電源回路での消費電力を低減できるという作用を有する。
【0019】
本発明の請求項1記載の発明は、この構成において、電源回路部に複数のAC−DCコンバータ回路を用い、かつ複数のAC−DCコンバータ回路のうち少なくとも1つをフライバック方式の2次回生コンバータ回路を用いたものである。
【0020】
また、本発明の請求項2記載の発明は、2次回生コンバータ回路の出力が、少なくともPDPパネル駆動用電源電圧、映像処理回路用電源電圧およびマイコン用電源電圧であり、PDPパネル駆動用電源電圧を回生させるように構成したものであり、PDPパネル駆動用電源電圧の負荷変動は大きく且つ最大負荷時の電力は他の巻線電圧出力より大きいものであり、PDPパネル駆動用電源電圧の最大エネルギーを2次側に伝達し、過剰エネルギーは1次側に回生しているので、軽負荷から最大負荷までトランス自体はほぼ一定の出力をしていることとなり、各2次側巻線の出力電圧を安定化でき、後段の回路に具備されたドロッパ電源回路での消費電力を低減できるという作用を有する。
【0021】
本発明の請求項3記載の発明は、PDPパネルの放電維持電圧用出力を回生させるように構成したものであり、プラズマディスプレイの放電維持電圧はトランス巻線出力で最大の負荷を持つ電圧であるため、2次回生コンバータは最大エネルギーを2次側に伝達し、過剰エネルギーは1次側に回生しているので、トランス各2次側巻線の出力電圧を安定化でき、後段の回路に具備されたドロッパ電源回路での消費電力を低減でき、単一のフライバック方式の2次回生コンバータを実現し、部品点数を削減できるという作用を有する。
【0022】
さらに、本発明の請求項4ないし7記載の発明は、少なくとも前面側が透明な一対の基板を基板間に放電空間が形成されるように対向配置するとともに基板に電極群を配置したPDPパネルと、このPDPパネルに信号を印加して表示を行う表示駆動回路部と、この表示駆動回路部に駆動電圧を供給する電源回路部とを有し、前記電源回路部に、軽負荷時には2次側のエネルギーを1次側に回生させることで出力電源電圧を安定化させ、重負荷時には通常のフライバック方式にて2次側にエネルギーを伝達させるフライバック方式の部分2次回生コンバータ回路を設けたものであり、フライバック方式のAC−DCコンバータ回路は、中負荷〜重負荷での電圧レギュレーションは比較的安定しており、軽負荷時のみ2次回生動作をさせることにより、軽負荷〜重負荷までの充分な電圧レギュレーションが得られ、2次回生による中負荷〜重負荷時のトランスのヒステリシス損および巻線の銅損、2次回生スイッチング回路損失が低減でき、トランスの小型化及び部分2次回生スイッチング回路の電流容量の削減ができるという作用を有する。
【0023】
本発明の請求項4記載の発明は、この構成において、電源回路部に複数のAC−DCコンバータ回路を用い、かつ複数のAC−DCコンバータ回路のうち少なくとも1つをフライバック方式の部分2次回生コンバータ回路を用いたものである。
【0024】
本発明の請求項5記載の発明は、部分2次回生コンバータ回路の出力が、少なくともPDPパネル駆動用電源電圧、映像処理回路用電源電圧およびマイコン用電源電圧であり、PDPパネル駆動用電源電圧を安定化電圧とし回生させるように構成したものであり、PDPパネル駆動用電源電圧の負荷変動は大きく且つ最大負荷時の電力は他の巻線電圧出力より大きいものであり、PDPパネル駆動用電源電圧の軽負荷には電圧レギュレーション低下し電圧上昇が発生し、他の巻線電圧が低下するという現象を、他の巻線電圧の低下を抑制すべく2次側にエネルギーを伝達し、PDPパネル駆動用電源電圧の過剰エネルギーを1次側にエネルギーを回生することにより、各2次側巻線の出力電圧を安定化でき、後段の回路に具備されたドロッパ電源回路での消費電力を低減できるという作用を有する。
【0025】
本発明の請求項6記載の発明は、電源回路部が、部分2次回生コンバータ回路とフライバック方式からなるAC−DCコンバータ回路とを具備し、部分2次回生コンバータ回路のスイッチング周波数を前記AC−DCコンバータ回路のスイッチング周波数より低くしたものであり、AC−DCコンバータ回路のスイッチング周波数域を分離することにより、各AC−DCコンバータ回路のスイッチング周波数が近接した場合に発生するトランスの唸り音を防止できるという作用を有する。
【0026】
本発明の請求項7記載の発明は、PDPパネルの放電維持電圧用出力を回生させるように構成したものであり、プラズマディスプレイの放電維持電圧はトランス巻線出力で最大の負荷を持つ電圧であるため、トランス各2次側巻線の出力電圧を安定化でき、後段の回路に具備されたドロッパ電源回路での消費電力を低減でき、且つ軽負荷時のみ回生動作を行うので、2次回生による中負荷〜重負荷時のトランスのヒステリシス損および巻線の銅損、2次回生スイッチング回路損失が低減でき、トランスの小型化及び部分2次回生スイッチング回路の電流容量の削減できる単一のフライバック方式の部分2次回生コンバータを実現し、部品点数を削減できるという作用を有する。
【0027】
(実施の形態1)
以下、本発明の実施の形態1によるプラズマディスプレイ装置について、図1〜図3を用いて説明する。
【0028】
図1は本発明の実施の形態1によるプラズマディスプレイ装置における要部回路構成を示している。図に示すように、プラズマディスプレイ装置100は主として、図11、図12に示す構成のPDPパネル11とこのPDPパネル11に信号を印加して表示を行う表示駆動回路部とこの表示駆動回路部に駆動電圧を供給する電源回路部とを有している。
【0029】
具体的には電源回路部を構成するノイズフィルタ121、AC−DC電源回路122、ダウンコンバータ電源回路13、スタンバイ電源回路14、制御部であるマイコン15、および表示駆動回路部を構成するPDP駆動回路161、映像処理回路162、映像音声入力回路17で構成されている。なお、音声処理回路163、スピーカ18を設けて構成してもよい。
【0030】
このプラズマディスプレイ装置は、商用AC電源19に接続され、ノイズフィルタ121、AC−DC電源回路122を構成する力率改善回路1221、整流回路1222により整流し、その後複数のAC−DCコンバータ、例えばAC−DCコンバータ回路1223、2次回生コンバータ回路1224の2個のコンバータを通して電圧を変換するとともに、おのおのの巻線電源出力をドロッパ電源回路131、チョッパ電源回路132で電圧をダウンコンバ−トして必要な複数の電源電圧を給電する構成としている。
【0031】
2次回生コンバータ回路1224の構成を図2に示す。ブリッジダイオードD1222、平滑コンデンサC1222からなる整流回路1222で商用AC電源19は整流され、2次回生コンバータ回路1224に給電され、所定の画素を放電させるために必要なデータ電圧Vdataとして、例えば65V、ダウンコンバータ電源回路13を構成するドロッパ電源回路131に、例えば17Vを出力し、図示していないがチョッパ電源回路132に所定の電圧Vosig、例えば13Vを出力する。音声処理用電源V+s、V-s、たとえば12V、−12Vは巻線出力を直接出力している。ドロッパ電源回路131は、プラズマディスプレイ装置の駆動用電圧Vdrv、例えば15Vに変換し、プラズマディスプレイを駆動する。
【0032】
2次回生コンバータ回路1224の主な構成は、スイッチングトランス21、AC−DCコンバータ制御回路22、2次回生駆動回路23、スイッチングMOSFETQ21、回生MOSFETQ22からなる。
【0033】
スイッチングトランス21の1次巻線(1−2ピン間)は、スイッチングMOSFETQ21により電流がオン/オフされ、2次側および1次側電源巻線(3−4ピン間)にエネルギーを伝達する。1次側電源巻線(3−4ピン間)出力は、ダイオードD21、コンデンサC21により整流され、1次側電源としてAC−DCコンバータ制御回路22に給電する。2次側電源巻線出力は、それぞれ回生MOSFETQ22およびボディダイオード、ダイオードD23、D24、D25、D26、コンデンサC22、C23、C24、C25にて整流され、電源出力として後段の回路に給電する。スイッチング周波数は固定で、例えば80kHzで、スイッチング動作させている。
【0034】
出力負荷が大きく且つ負荷変動の大きいデータ電圧Vdataを安定化電圧として出力しているデータ電圧Vdata用巻線(5−6ピン間)の6ピンは、回生MOSFETQ22のドレインに接続され、回生MOSFETQ22のソースは接地されている。スイッチングのオン/オフタイミングはスイッチングトランス21の9ピン電圧から検出し、2次回生駆動回路23によりスイッチングオフ期間に、回生MOSFETQ22をオンし、2次側のエネルギーを1次側に回生させている。
【0035】
2次回生駆動回路23の回路構成を図3に示す。入出力は、入力として電圧検出用にデータ電圧Vdata、回生MOSFETQ22の駆動用に電圧Vosig、スイッチングオン/オフ判別用にスイッチングトランス21の9ピン電圧を用い、出力として回生MOSFETQ22のゲート電圧を用いる構成である。データ電圧Vdataの電圧の高低の判別は、シャントレギュレータIC31、データ電圧Vdataの分圧させる抵抗R321、R322、および抵抗R319、R320にて構成し、出力は抵抗R319を介して、回生動作をオン/オフさせるNPNトランジスタQ32のゲートに入力する。
【0036】
回生MOSFETQ22のオン/オフ駆動はスイッチングトランス21の7ピン電圧およびPNPトランジスタQ31で行い、ダイオードD31、D32、D33、D34、D35、D36、抵抗R311、R312、R313、R314、R315、R316、R317、R318、NPNトランジスタQ32の時定数用にコンデンサC31が接続されている。
【0037】
回生の動作を以下に説明する。データ電圧Vdataの分圧は、シャントレギュレータIC31のレファレンス端子に入力され、データ電圧Vdataが低下した場合、シャントレギュレータIC31はオフされるので、NPNトランジスタQ32のゲートには電圧Vosigが抵抗R319、R320を介して印加される。1次側スイッチングMOSFETQ21のオン期間には、トランス21の9番ピンの電位はマイナスであり、回生MOSFETQ22は閾値電圧以下で、オフされている。1次側スイッチングMOSFETQ21のオフ期間には、回生MOSFETQ22のボディダイオードを通じて2次側に電流が流れはじめると共に、トランス21の9番ピンの電位はプラス(閾値電圧以上)となり、回生MOSFETQ22がオンする。したがって、回生MOSFETQ22にも電流が流れ、2次側にエネルギーを供給する。
【0038】
一方、コンデンサC31が充電され、NPNトランジスタQ32のベース閾値電圧に達すると、NPNトランジスタQ32は導通となる。この結果、回生MOSFETQ22のゲート電圧は低下し、オフされるので、回生MOSFETQ22へ流れる電流の方向がドレインからソースに変わった時点で、電流は停止する。すなわち、回生動作が停止し、通常のフライバック方式と同一の動作となる。
【0039】
データ電圧Vdataが上昇した場合、シャントレギュレータIC31はオンされるので、NPNトランジスタQ32のゲート電圧は閾値以下となり、オフされる。1次側スイッチングMOSFETQ21のオン期間には、トランス21の9番ピンの電位はマイナスであり、回生MOSFETQ22は閾値電圧以下で、オフされている。1次側スイッチングMOSFETQ21のオフ期間には、回生MOSFETQ22のボディダイオードを通じて2次側に電流が流れはじめると共に、トランス21の9番ピンの電位はプラス(閾値電圧以上)となり、回生MOSFETQ22がオンする。トランス21の9番ピンの電位がマイナス(閾値電圧以下)になるまで、回生MOSFETQ22はオンしているので、回生MOSFETQ22の電流は流れ続け、ソース→ドレイン方向の電流が単調に減少し、ドレイン→ソースの逆方向電流が流れ、単調に増加していく。
【0040】
すなわち、この2次側の逆方向電流が流れることによりエネルギーがトランス21に蓄積される。この蓄積されたエネルギーは、1次側スイッチングMOSFETQ21のオン期間に1次側へ回生される。例えば、データ電圧Vdataの出力負荷がゼロの場合には、1次側スイッチングMOSFETQ21のオフ期間に2次側に伝達されたエネルギーは、一旦コンデンサC22に蓄積されるが、ただちにトランス21に戻され、次の1次側スイッチングMOSFETQ21のオン期間に1次側へ回生される動作をしている。したがって、1次側から2次側へのエネルギーの伝達量は常に一定になっているので、2次側巻線出力電圧のレギュレーションは安定したものとなる。
【0041】
(実施の形態2)
以下、本発明の実施の形態2によるプラズマディスプレイ装置について、図4、図5を用いて説明する。
【0042】
図4は本発明の実施の形態2によるプラズマディスプレイ装置400における要部回路構成を示している。なお、図4において、PDPパネル11、ノイズフィルタ121、スタンバイ電源回路14、マイコン15、PDP駆動回路161、映像処理回路162、映像音声入力回路17、音声処理回路163、スピーカ18は図1と同一である。
【0043】
このプラズマディスプレイ装置400は、商用AC電源19に接続され、ノイズフィルタ121、AC−DC電源回路41としての力率改善回路1221、整流回路1222により整流され、単一のAC−DCコンバータ回路である2次回生コンバータ回路411を通して変換し、おのおのの巻線電源出力はドロッパ電源回路421、チョッパ電源回路132で電圧をダウンコンバ−トし、必要な複数の電源電圧を給電する構成である。
【0044】
2次回生コンバータ回路411の構成を図5に示す。ブリッジダイオードD1222、平滑コンデンサC1222からなる整流回路1222で商用AC電源は整流され、2次回生コンバータ回路1224に給電される。プラズマ放電を維持させる放電維持電圧Vsusとして、例えば180V、ダウンコンバータ電源回路42を構成するドロッパ電源回路4211に、例えば142V、ドロッパ電源回路4212に、例えば67V、ドロッパ電源回路4213に、例えば17Vを出力し、図示していないがチョッパ電源回路1312に所定の電圧Vosig、例えば13Vを出力する。音声処理用電源V+s、V-s、例えば12V、−12Vは巻線出力を直接出力している。
【0045】
ドロッパ電源回路4211は、放電状態をリセットさせるのに必要なBK電圧Vbk、例えば140Vに変換し、ドロッパ電源回路4212はデータ電圧Vdata、例えば65Vに変換し、ドロッパ電源回路4213は、プラズマディスプレイの駆動用電圧Vdrv、例えば15Vに変換し、プラズマディスプレイを駆動する。
【0046】
2次回生コンバータ回路411の主な構成は、スイッチングトランス51、AC−DCコンバータ制御回路52、2次回生駆動回路53、スイッチングMOSFETQ51、回生MOSFETQ52からなる。
【0047】
スイッチングトランス51の1次巻線(1−2ピン間)は、スイッチングMOSFETQ51により電流がオン/オフされ、2次側および1次側電源巻線(3−4ピン間)にエネルギーを伝達する。1次側電源巻線(3−4ピン間)出力は、ダイオードD51、コンデンサC51により整流され、1次側電源としてAC−DCコンバータ制御回路52に給電する。2次側電源巻線出力は、それぞれ回生MOSFETQ52およびボディダイオードD54、D55、D56、コンデンサC52、C53、C54、C55にて整流され、電源出力として後段の回路に給電する。スイッチング周波数は固定で、例えば80kHzで、スイッチング動作させている。
【0048】
出力負荷が大きく且つ負荷変動の大きい放電維持電圧Vsusを安定化電圧として出力している放電維持電圧Vsus用巻線(5−6ピン間)の6ピンは、回生MOSFETQ52のドレインに接続され、回生MOSFETQ52のソースは接地されている。スイッチングのオン/オフタイミングは、スイッチングトランス51の9ピン電圧から検出し、2次回生駆動回路53によりスイッチングオフ期間に、回生MOSFETQ52をオンし、2次側のエネルギーを1次側に回生させている。
【0049】
なお、2次回生の動作は、実施の形態1とほぼ同一であり、本実施の形態2では、2次側最大負荷を有する放電維持電圧Vsus巻線電圧で2次回生を行っている点が異なる。また、放電維持電圧Vsus、データ電圧Vdataの出力負荷の増減は同一タイミングで発生するため、軽負荷時に回生をかけていない巻線出力であるデータ電圧Vdataの電圧レギュレーションも安定して得られ、単一の部分2次回生コンバータ回路でAC−DCコンバータ回路を構成することもできる。
【0050】
(実施の形態3)
以下、本発明の実施の形態3によるプラズマディスプレイ装置について、図6〜図8を用いて説明する。
【0051】
図6は本発明の実施の形態3によるプラズマディスプレイ装置600における要部回路構成を示している。なお、図6において、PDPパネル11、ノイズフィルタ121、ダウンコンバータ電源回路13、スタンバイ電源回路14、マイコン15、PDP駆動回路161、映像処理回路162、映像音声入力回路17、音声処理回路163、スピーカ18は図1と同一である。
【0052】
このプラズマディスプレイ装置600は、商用AC電源19に接続され、ノイズフィルタ121、AC−DC電源回路61としての力率改善回路1221、整流回路1222により整流され、複数のAC−DCコンバータ、例えばAC−DCコンバータ回路1223、部分2次回生コンバータ回路611の2個のコンバータを通して変換され、おのおのの巻線電源出力はドロッパ電源回路131、チョッパ電源回路132で電圧をダウンコンバ−トし、必要な複数の電源電圧を給電する構成である。
【0053】
部分2次回生コンバータ回路611の構成を図7に示す。同図において、整流回路1222、ブリッジダイオードD1222、平滑コンデンサC1222、スイッチングMOSFETQ21、回生MOSFETQ22、ダイオードD21、D23、D24、D25、D26、コンデンサC21、C22、C23、C24、C25、C26、ドロッパ電源回路131は図2と同一である。
【0054】
ブリッジダイオードD1222、平滑コンデンサC1222からなる整流回路1222で商用AC電源19は整流され、部分2次回生コンバータ回路611に給電され、データ電圧Vdata(例えば65V)として、ダウンコンバータ電源回路130を構成するドロッパ電源回路131に、例えば17Vを出力し、図示していないがチョッパ電源回路1312に所定の電圧Vosig、例えば13Vを出力する。音声処理用電源V+s、V-s、たとえば12V、−12Vは巻線出力を直接出力している。ドロッパ電源回路131は、プラズマディスプレイの駆動用電圧Vdrv、例えば15Vに変換し、プラズマディスプレイを駆動する。
【0055】
部分2次回生コンバータ回路611の主な構成は、スイッチングトランス71、AC−DCコンバータ制御回路72、部分2次回生駆動回路73、スイッチングMOSFETQ21、回生MOSFETQ22からなる。
【0056】
スイッチングトランス71の1次巻線(1−2ピン間)は、スイッチングMOSFETQ21により、電流がオン/オフされ、2次側および1次側電源巻線(3−4ピン間)にエネルギーを伝達する。1次側電源巻線(3−4ピン間)出力は、ダイオードD21、コンデンサC21により整流され、1次側電源としてAC−DCコンバータ制御回路72に給電する。2次側電源巻線出力は、それぞれ回生MOSFETQ22およびボディダイオード、ダイオードD23、D24、D25、D26、コンデンサC22、C23、C24、C25にて整流され、電源出力として後段の回路に給電する。スイッチング周波数は、例えば40kHz〜55kHzで、スイッチング動作させている。また、AC−DCコンバータ回路1223のスイッチング周波数は、例えば65kHz〜100kHzで動作させることにより、トランスの唸り音を防止することができる。
【0057】
また、出力負荷が大きく且つ負荷変動の大きいデータ電圧Vdataを安定化電圧として出力し、そしてこのデータ電圧VdataはダイオードD71、シャントレギュレータIC71、抵抗R71、R72、R73にて1次側に電圧フィードバックさせている。加えて、データ電圧Vdata用巻線(5−6ピン間)の6ピンは回生MOSFETQ22のドレインに接続され、回生MOSFETQ22のソースは接地されている。
【0058】
スイッチングのオン/オフタイミングはスイッチングトランス71の9ピン電圧から検出し、2次側負荷が軽負荷の場合、2次回生駆動回路73によりスイッチングオフ期間に、回生MOSFETQ22をオンし、2次側のエネルギーを1次側に回生させている。中〜重負荷の場合は、電圧フィードバックさせたフライバック方式の駆動をさせる。したがって、中〜重負荷では回生動作がないため、トランスの銅損およびヒステリシス損を低減できるので、通常のフライバックトランスのサイズでの使用が可能である。
【0059】
部分2次回生駆動回路73の回路構成を図8に示す。入出力は、入力として電圧検出用および回生MOSFETQ22の駆動用に電圧Vosigを用い、スイッチングオン/オフ判別用にスイッチングトランス71の9ピン電圧を用い、出力として回生MOSFETQ22のゲート電圧を用いる構成である。
【0060】
電圧Vosigの電圧の高低の判別は、シャントレギュレータIC81、電圧Vosgを分圧させる抵抗R820、R821、R822、および抵抗R819にて構成し、出力は抵抗R819を介して、回生動作をオン/オフさせるNPNトランジスタQ82のゲートに入力される。回生MOSFETQ22のオン/オフ駆動はスイッチングトランス71の9ピン電圧およびPNPトランジスタQ81で行い、ダイオードD81、D82、D83、D84、D85、D86、抵抗R811、R812、R813、R814、R815、R816、R817、R818、NPNトランジスタQ82の時定数用にコンデンサC81が接続されている。
【0061】
回生の動作を以下に説明する。電圧Vosigの電圧は、抵抗R820を通じてシャントレギュレータIC81のカソード端子と抵抗R819に接続される。シャントレギュレータIC81のアノード端子−カソード端子間には抵抗R819、R820が直列に接続され、抵抗R819とR820との接続点がシャントレギュレータIC81のレファレンス端子に入力されている。
【0062】
すなわち、電圧Vosigが低下した場合、シャントレギュレータIC81のカソード電位は固定されているため、NPNトランジスタQ82のベースへの注入電流は低下する。NPNトランジスタQ82のベース−エミッタ間には時定数用コンデンサC81が接続されているため、NPNトランジスタQ82の導通立ち上がり時間が遅くなる。
【0063】
一方、電圧Vosigが増加した場合、シャントレギュレータIC81のカソード電位は固定されているため、NPNトランジスタQ82のベースへの注入電流は増加する。NPNトランジスタQ82のベース−エミッタ間には時定数用コンデンサC81が接続されているため、NPNトランジスタQ82の導通立ち上がり時間が早くなる。
【0064】
データ電圧Vdata の出力負荷が軽負荷の場合には、データ電圧Vdata をフィードバック電圧としているため、スイッチング周波数は上昇し、1次側スイッチングMOSFETQ21のオン期間、オフ期間共に短くなる。この時電圧Vosigの出力負荷は大きく変化しないため、電圧Vosigは低下する。したがって、前記のように、NPNトランジスタQ82の導通立ち上がり時間が遅くなる。
【0065】
以下に、その動作を説明する。1次側スイッチングMOSFETQ21のオン期間には、トランス71の9番ピンの電位はマイナスであり、回生MOSFETQ22は閾値電圧以下で、オフされている。1次側スイッチングMOSFETQ21のオフ期間には、回生MOSFETQ22のボディダイオードを通じて2次側に電流が流れはじめると共に、トランス71の9番ピンの電位はプラス(閾値電圧以上)となり、回生MOSFETQ22がオンする。したがって、回生MOSFETQ22にも電流が流れ、2次側にエネルギーを供給する。
【0066】
一方、コンデンサC81が充電されていくが、NPNトランジスタQ82の導通立ち上がり時間が遅くなるので、ベース閾値電圧に達することができず、NPNトランジスタQ82は非導通状態が保持される。この結果、回生MOSFETQ22のゲート電圧は保持され、オン状態が持続するので、回生MOSFETQ22へ流れる電流の方向がソース→ドレインからドレイン→ソースに変わっても、電流は流れ続け、トランス71にエネルギーを蓄積する。次の1次側スイッチングMOSFETQ21のオン期間にこのエネルギーを回生させている。
【0067】
データ電圧Vdataの出力負荷が中〜重負荷の場合には、データ電圧Vdata をフィードバック電圧としているため、スイッチング周波数は低下し、1次側スイッチングMOSFETQ21のオン期間、オフ期間共に長くなる。この時電圧Vosigの出力負荷は大きく変化しないため、電圧Vosigは上昇する。したがって、前記のように、NPNトランジスタQ82の導通立ち上がり時間が早くなる。
【0068】
また、次の1次側スイッチングMOSFETQ21のオン期間には、トランス71の9番ピンの電位はマイナスであり、回生MOSFETQ22は閾値電圧以下で、オフされている。1次側スイッチングMOSFETQ21のオフ期間には、回生MOSFETQ22のボディダイオードを通じて2次側に電流が流れはじめると共に、トランス71の9番ピンの電位はプラス(閾値電圧以上)となり、回生MOSFETQ22がオンする。したがって、回生MOSFETQ22にも電流が流れ、2次側にエネルギーを供給する。
【0069】
そして、コンデンサC81が充電されていき、NPNトランジスタQ82の導通立ち上がり時間が早くなるため、ベース閾値電圧に達し、NPNトランジスタQ82は非導通→導通状態に変化する。この結果、PNPトランジスタQ81がオンし、導通状態となるため、回生MOSFETQ22のゲート電圧は閾値以下となり、オフされる。したがって、回生MOSFETQ22へ流れる電流の方向がソース→ドレインからドレイン→ソースに変わる時点で、電流は停止する。すなわち、回生動作が停止し、通常のフライバック方式と同一の動作となる。
【0070】
以上の説明から判るように、フライバック方式で電圧レギュレーションが問題となるデータ電圧Vdataの出力負荷が軽負荷の場合、2次側のエネルギーを回生させ、巻線出力の電圧レギュレーションの低下を防止し、データ電圧Vdataの出力負荷が中〜重負荷の場合、電圧レギュレーションは通常に流れ続けフライバック方式の電圧レギュレーションと同等になる。
【0071】
(実施の形態4)
以下、本発明の実施の形態4によるプラズマディスプレイ装置について、図9、図10を用いて説明する。
【0072】
図9は本発明の実施の形態4によるプラズマディスプレイ装置900における要部回路構成を示している。なお、図9において、PDPパネル11、ノイズフィルタ121、ダウンコンバータ電源回路42、スタンバイ電源回路14、マイコン15、PDP駆動回路161、映像処理回路162、映像音声入力回路17、音声処理回路163、スピーカ18は図1と同一であり、またダウンコンバータ電源回路42は図4と同一である。
【0073】
このプラズマディスプレイ装置900は、商用AC電源19に接続され、ノイズフィルタ121、AC−DC電源回路91として、力率改善回路1221、整流回路1222により整流され、単一のAC−DCコンバータ電源回路である部分2次回生コンバータ回路911を通して変換され、おのおのの巻線電源出力はドロッパ電源回路421、チョッパ電源回路132で電圧をダウンコンバ−トし、必要な複数の電源電圧を給電する。
【0074】
部分2次回生コンバータ回路911の構成を図10に示す。ブリッジダイオードD1222、平滑コンデンサC1222からなる整流回路1222で商用AC電源19は整流され、部分2次回生コンバータ回路911に給電される。プラズマ放電を維持させる放電維持電圧Vsusとして、例えば180V、ダウンコンバータ電源回路42を構成するドロッパ電源回路4211に、例えば142V、ドロッパ電源回路4212に、例えば67V、ドロッパ電源回路4213に、例えば17Vを出力し、図示していないがチョッパ電源回路1312に所定の電圧Vosig、例えば13Vを出力する。音声処理用電源V+s、V-s、例えば12V、−12Vは巻線出力を直接出力している。
【0075】
ドロッパ電源回路4211は、放電状態をリセットさせるのに必要なBK電圧Vbk、140Vに変換し、ドロッパ電源回路4212はデータ電圧Vdata、65Vに変換し、ドロッパ電源回路4213は、プラズマディスプレイの駆動用電圧Vdrv、例えば15Vに変換し、プラズマディスプレイを駆動する。
【0076】
部分2次回生コンバータ回路911の主な構成は、スイッチングトランス101、AC−DCコンバータ制御回路102、2次回生駆動回路103、スイッチングMOSFETQ101、回生MOSFETQ102からなる。
【0077】
スイッチングトランス101の1次巻線(1−2ピン間)は、スイッチングMOSFETQ101により電流がオン/オフされ、2次側および1次側電源巻線(3−4ピン間)にエネルギーを伝達する。1次側電源巻線(3−4ピン間)出力は、ダイオードD51、コンデンサC51により整流され、1次側電源としてAC−DCコンバータ制御回路102に給電する。2次側電源巻線出力は、それぞれ回生MOSFETQ102およびボディダイオードD54、D55、D56、コンデンサC52、C53、C54、C55にて整流され、電源出力として後段の回路に給電する。スイッチング周波数は、例えば65kHz〜100kHzで、スイッチング動作させている。
【0078】
また、出力負荷が大きく且つ負荷変動の大きい放電維持電圧Vsusを安定化電圧として出力し、そしてその放電維持電圧VsusはダイオードD101、シャントレギュレータIC101、抵抗R101、R102、R103にて1次側に電圧フィードバックさせている。加えて、放電維持電圧Vsus用巻線(5−6ピン間)の6ピンは回生MOSFETQ102のドレインに接続され、回生MOSFETQ102のソースは接地されている。
【0079】
スイッチングのオン/オフタイミングはスイッチングトランス101の9ピン電圧から検出し、2次側負荷が軽負荷の場合、2次回生駆動回路103によりスイッチングオフ期間に、回生MOSFETQ102をオンし、2次側のエネルギーを1次側に回生させている。中〜重負荷の場合は、電圧フィードバックさせたフライバック方式の駆動をさせる。したがって、中〜重負荷では回生動作がないため、トランスの銅損およびヒステリシス損を低減できるので、通常のフライバックトランスのサイズでの使用が可能である。
【0080】
2次回生の動作は、実施の形態3とほぼ同一であり、本実施の形態4では、2次側最大負荷を有する放電維持電圧Vsus巻線電圧で2次回生を行っている点が異なる。また、放電維持電圧Vsus、データ電圧Vdataの出力負荷の増減は同一タイミングで発生するため、軽負荷時に回生をかけていない巻線出力であるデータ電圧Vdataの電圧レギュレーションも安定して得られ、単一の部分2次回生コンバータ回路でAC−DCコンバータ回路で構成することができる。
【0081】
以上の説明から判るように、フライバック方式で電圧レギュレーションが問題となる放電維持電圧Vsusの出力負荷が軽負荷の場合、2次側のエネルギーを回生させ、巻線出力の電圧レギュレーションの低下を防止し、データ電圧Vsusの出力負荷が中〜重負荷の場合、電圧レギュレーションは通常に流れ続けフライバック方式の電圧レギュレーションと同等になる。
【0082】
なお、以上の説明では、トランスの2次側出力数を定めて説明したが、出力数は限定されるものではなく、回路構成上の増減があっても同様に実施可能である。
【0083】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明にかかるプラズマディスプレイ装置によれば、1次側から2次側に伝達されたエネルギーのうち過剰なエネルギーを1次側に回生させているので、出力負荷が大きく且つ負荷変動の大きい巻線出力を持つ多出力AC−DCコンバータ回路の電圧レギュレーションを安定化させることができ、しかもドロッパ−電源回路による電力損失を低減できるという効果が得られる。
【0084】
加えて、プラズマディスプレイ装置の消費電力が200W程度であれば、複数のAC−DCコンバータ回路でなく、単一のAC−DCコンバータ回路でAC−DC電源回路を構成でき、部品点数を削減でき安価なプラズマディスプレイ装置を提供できるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態1によるプラズマディスプレイ装置の回路ブロック図
【図2】図1の2次回生コンバータ回路の要部構成を示す回路図
【図3】図2の2次回生駆動回路の要部構成を示す回路図
【図4】本発明の実施の形態2によるプラズマディスプレイ装置の回路ブロック図
【図5】図4の2次回生コンバータ回路の要部構成を示す回路図
【図6】本発明の実施の形態3によるプラズマディスプレイ装置の回路ブロック図
【図7】図6の部分2次回生コンバータ回路の要部構成を示す回路図
【図8】図7の部分2次回生駆動回路の要部構成を示す回路図
【図9】本発明の実施の形態4によるプラズマディスプレイ装置の回路ブロック図
【図10】図9の部分2次回生コンバータ回路の要部構成を示す回路図
【図11】プラズマディスプレイのパネル構造を示す概略構成図
【図12】同パネルの電極配線の一例を示す構成図
【図13】従来のプラズマディスプレイ装置の回路ブロック図
【符号の説明】
11 PDPパネル
19 商用AC電源
100、400、600、900 プラズマディスプレイ装置
122 AC−DC電源回路
161 PDP駆動回路
162 映像処理回路
611、911 部分2次回生コンバータ回路
1223 AC−DCコンバータ回路
1224、411 2次回生コンバータ回路
Claims (7)
- 少なくとも前面側が透明な一対の基板を基板間に放電空間が形成されるように対向配置するとともに基板に電極群を配置したPDPパネルと、このPDPパネルに信号を印加して表示を行う表示駆動回路部と、この表示駆動回路部に駆動電圧を供給する電源回路部とを有し、前記電源回路部に、2次側のエネルギーを1次側に回生させることで出力電源電圧を安定化させるフライバック方式の2次回生コンバータ回路を設け、前記電源回路部に複数のAC−DCコンバータ回路を用い、かつ複数のAC−DCコンバータ回路のうち少なくとも1つをフライバック方式の2次回生コンバータ回路を用いたことを特徴とするプラズマディスプレイ装置。
- 少なくとも前面側が透明な一対の基板を基板間に放電空間が形成されるように対向配置するとともに基板に電極群を配置したPDPパネルと、このPDPパネルに信号を印加して表示を行う表示駆動回路部と、この表示駆動回路部に駆動電圧を供給する電源回路部とを有し、前記電源回路部に、2次側のエネルギーを1次側に回生させることで出力電源電圧を安定化させるフライバック方式の2次回生コンバータ回路を設け、前記2次回生コンバータ回路の出力が、少なくともPDPパネル駆動用電源電圧、映像処理回路用電源電圧およびマイコン用電源電圧であり、前記PDPパネル駆動用電源電圧を回生させるように構成したことを特徴とするプラズマディスプレイ装置。
- 少なくとも前面側が透明な一対の基板を基板間に放電空間が形成されるように対向配置するとともに基板に電極群を配置したPDPパネルと、このPDPパネルに信号を印加して表示を行う表示駆動回路部と、この表示駆動回路部に駆動電圧を供給する電源回路部とを有し、前記電源回路部に、2次側のエネルギーを1次側に回生させることで出力電源電圧を安定化させるフライバック方式の2次回生コンバータ回路を設け、前記PDPパネルの放電維持電圧用出力を回生させるように構成したことを特徴とするプラズマディスプレイ装置。
- 少なくとも前面側が透明な一対の基板を基板間に放電空間が形成されるように対向配置するとともに基板に電極群を配置したPDPパネルと、このPDPパネルに信号を印加して表示を行う表示駆動回路部と、この表示駆動回路部に駆動電圧を供給する電源回路部とを有し、前記電源回路部に、軽負荷時には2次側のエネルギーを1次側に回生させることで出力電源電圧を安定化させ、重負荷時には通常のフライバック方式にて2次側にエネルギーを伝達させるフライバック方式の部分2次回生コンバータ回路を設け、前記電源回路部に複数のAC−DCコンバータ回路を用い、かつ複数のAC−DCコンバータ回路のうち少なくとも1つをフライバック方式の部分2次回生コンバータ回路を用いたことを特徴とするプラズマディスプレイ装置。
- 少なくとも前面側が透明な一対の基板を基板間に放電空間が形成されるように対向配置するとともに基板に電極群を配置したPDPパネルと、このPDPパネルに信号を印加して表示を行う表示駆動回路部と、この表示駆動回路部に駆動電圧を供給する電源回路部とを有し、前記電源回路部に、軽負荷時には2次側のエネルギーを1次側に回生させることで出力電源電圧を安定化させ、重負荷時には通常のフライバック方式にて2次側にエネルギーを伝達させるフライバック方式の部分2次回生コンバータ回路を設け、前記部分2次回生コンバータ回路の出力が、少なくともPDPパネル駆動用電源電圧、映像処理回路用電源電圧およびマイコン用電源電圧であり、前記PDPパネル駆動用電源電圧を安定化電圧とし回生させるように構成したことを特徴とするプラズマディスプレイ装置。
- 少なくとも前面側が透明な一対の基板を基板間に放電空間が形成されるように対向配置するとともに基板に電極群を配置したPDPパネルと、このPDPパネルに信号を印加して表示を行う表示駆動回路部と、この表示駆動回路部に駆動電圧を供給する電源回路部とを有し、前記電源回路部に、軽負荷時には2次側のエネルギーを1次側に回生させることで出力電源電圧を安定化させ、重負荷時には通常のフライバック方式にて2次側にエネルギーを伝達させるフライバック方式の部分2次回生コンバータ回路を設け、前記電源回路部が、部分2次回生コンバータ回路とフライバック方式からなるAC−DCコンバータ回路とを具備し、前記部分2次回生コンバータ回路のスイッチング周波数を前記AC−DCコンバータ回路のスイッチング周波数より低くしたことを特徴とするプラズマディスプレイ装置。
- 少なくとも前面側が透明な一対の基板を基板間に放電空間が形成されるように対向配置するとともに基板に電極群を配置したPDPパネルと、このPDPパネルに信号を印加して表示を行う表示駆動回路部と、この表示駆動回路部に駆動電圧を供給する電源回路部とを有し、前記電源回路部に、軽負荷時には2次側のエネルギーを1次側に回生させることで出力電源電圧を安定化させ、重負荷時には通常のフライバック方式にて2次側にエネルギーを伝達させるフライバック方式の部分2次回生コンバータ回路を設け、前記PDPパネルの放電維持電圧用出力を回生させるように構成したことを特徴とするプラズマディスプレイ装置。
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