JP4901029B2 - 交流プラズマディスプレーパネルの維持放電回路 - Google Patents
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Description
【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'８７Ｄｉｇｅｓｔ、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Ｓ１、Ｓ２とダイオードＤ１、Ｄ２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ＭＯＳＦＥＴスイッチＳ３、Ｓ４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Ｄ１、Ｄ２と維持放電部のＭＯＳＦＥＴスイッチＳ３、Ｓ４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Ｓ１〜Ｓ４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ＩＬ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Ｓ１が導通される直前にスイッチＳ４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<ｔ１)には電力回収用キャパシタＣｃ、スイッチＳ１、ダイオードＤ１、インダクタＬｃ及びパネルキャパシタＣｐの経路にＬＣ共振回路が形成されて、インダクタＬｃに電流ＩＬ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ＩＬ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“ｔ１”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Ｄ２、スイッチＳ２、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ＩＬ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Ｓ４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Ｓ１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ＭＯＳＦＥＴ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、出力端が前記ディスプレーパネルのＸ電極に接続された第１Ｘ電極維持放電ＭＯＳＦＥＴスイッチと、入力端が前記Ｘ電極に接続され、出力端に接地端子が接続された第２Ｘ電極維持放電ＭＯＳＦＥＴスイッチとを含み、前記プラズマディスプレーパネルのＸ電極の電圧を維持、又は、放電するＸ電極維持放電部と、出力端が前記ディスプレーパネルのＹ電極に接続された第１Ｙ電極維持放電ＭＯＳＦＥＴスイッチと、入力端が前記Ｙ電極に接続され、出力端が接地端子が接続された第２Ｙ電極維持放電ＭＯＳＦＥＴスイッチとを含み、前記プラズマディスプレーパネルのＹ電極の電圧を維持、又は、放電するＹ電極維持放電部と、入力端に電源が接続され、出力端に前記Ｘ電極維持放電部の前記第１Ｘ電極維持放電ＭＯＳＦＥＴスイッチの入力端及び前記Ｙ電極維持放電部の前記第１Ｙ電極維持放電ＭＯＳＦＥＴスイッチの入力端が接続された電力回収用ＭＯＳＦＥＴスイッチと、一端が前記電源に接続された第１ブロッキングキャパシタと、一端が前記第１ブロッキングキャパシタの他端に接続され、他端が前記接地端子に接続された第２ブロッキングキャパシタと、一端が前記Ｘ電極維持放電部の前記第１Ｘ電極維持放電ＭＯＳＦＥＴスイッチの入力端と、前記Ｙ電極維持放電部の前記第１Ｙ電極維持放電ＭＯＳＦＥＴスイッチの入力端と、前記電力回収用ＭＯＳＦＥＴスイッチの出力端との接続点に接続され、他端が前記第１ブロッキングキャパシタと前記第２ブロッキングキャパシタとの接続点に接続されたインダクタとを有する構成としてなる。
【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２２、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ＭＯＳＦＥＴ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、２３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Ｓ２、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Ｌｐに流れる電流ＩＬ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ＬＣ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ＩＬは、前記スイッチＳａのボディーダイオード(ｂｏｄｙ 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ＩＬ反対方向に印加されて、電流ＩＬは減少する。
【００４５】
“ｔ３”時点でインダクタＬｐに流れる電流ＩＬ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Ｓ２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ＩＬによりスイッチＳ４、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ＩＬはスイッチＳ２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ＩＬが流れる反対方向に印加されて電流ＩＬ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ＩＬ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Ｓ４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
【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'８７Ｄｉｇｅｓｔ、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Ｓ１、Ｓ２とダイオードＤ１、Ｄ２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ＭＯＳＦＥＴスイッチＳ３、Ｓ４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Ｄ１、Ｄ２と維持放電部のＭＯＳＦＥＴスイッチＳ３、Ｓ４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Ｓ１〜Ｓ４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ＩＬ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Ｓ１が導通される直前にスイッチＳ４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<ｔ１)には電力回収用キャパシタＣｃ、スイッチＳ１、ダイオードＤ１、インダクタＬｃ及びパネルキャパシタＣｐの経路にＬＣ共振回路が形成されて、インダクタＬｃに電流ＩＬ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ＩＬ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“ｔ１”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Ｄ２、スイッチＳ２、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ＩＬ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Ｓ４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Ｓ１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ＭＯＳＦＥＴ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、出力端が前記ディスプレーパネルのＸ電極に接続された第１Ｘ電極維持放電ＭＯＳＦＥＴスイッチと、入力端が前記Ｘ電極に接続され、出力端に接地端子が接続された第２Ｘ電極維持放電ＭＯＳＦＥＴスイッチとを含み、前記プラズマディスプレーパネルのＸ電極の電圧を維持、又は、放電するＸ電極維持放電部と、出力端が前記ディスプレーパネルのＹ電極に接続された第１Ｙ電極維持放電ＭＯＳＦＥＴスイッチと、入力端が前記Ｙ電極に接続され、出力端が接地端子が接続された第２Ｙ電極維持放電ＭＯＳＦＥＴスイッチとを含み、前記プラズマディスプレーパネルのＹ電極の電圧を維持、又は、放電するＹ電極維持放電部と、入力端に電源が接続され、出力端に前記Ｘ電極維持放電部の前記第１Ｘ電極維持放電ＭＯＳＦＥＴスイッチの入力端及び前記Ｙ電極維持放電部の前記第１Ｙ電極維持放電ＭＯＳＦＥＴスイッチの入力端が接続された電力回収用ＭＯＳＦＥＴスイッチと、一端が前記電源に接続された第１ブロッキングキャパシタと、一端が前記第１ブロッキングキャパシタの他端に接続され、他端が前記接地端子に接続された第２ブロッキングキャパシタと、一端が前記Ｘ電極維持放電部の前記第１Ｘ電極維持放電ＭＯＳＦＥＴスイッチの入力端と、前記Ｙ電極維持放電部の前記第１Ｙ電極維持放電ＭＯＳＦＥＴスイッチの入力端と、前記電力回収用ＭＯＳＦＥＴスイッチの出力端との接続点に接続され、他端が前記第１ブロッキングキャパシタと前記第２ブロッキングキャパシタとの接続点に接続されたインダクタとを有する構成としてなる。
【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２２、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ＭＯＳＦＥＴ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、２３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Ｓ２、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Ｌｐに流れる電流ＩＬ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ＬＣ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ＩＬは、前記スイッチＳａのボディーダイオード(ｂｏｄｙ 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ＩＬ反対方向に印加されて、電流ＩＬは減少する。
【００４５】
“ｔ３”時点でインダクタＬｐに流れる電流ＩＬ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Ｓ２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ＩＬによりスイッチＳ４、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ＩＬはスイッチＳ２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ＩＬが流れる反対方向に印加されて電流ＩＬ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ＩＬ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Ｓ４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
Claims (8)
- 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、
出力端が前記ディスプレーパネルのＸ電極に接続された第１Ｘ電極維持放電ＭＯＳＦＥＴスイッチと、入力端が前記Ｘ電極に接続され、出力端に接地端子が接続された第２Ｘ電極維持放電ＭＯＳＦＥＴスイッチとを含み、前記プラズマディスプレーパネルのＸ電極の電圧を維持、又は、放電するＸ電極維持放電部と、
出力端が前記ディスプレーパネルのＹ電極に接続された第１Ｙ電極維持放電ＭＯＳＦＥＴスイッチと、入力端が前記Ｙ電極に接続され、出力端が接地端子に接続された第２Ｙ電極維持放電ＭＯＳＦＥＴスイッチとを含み、前記プラズマディスプレーパネルのＹ電極の電圧を維持、又は、放電するＹ電極維持放電部と、
入力端に外部印加電圧が印加され、出力端に前記Ｘ電極維持放電部の前記第１Ｘ電極維持放電ＭＯＳＦＥＴスイッチの入力端及び前記Ｙ電極維持放電部の前記第１Ｙ電極維持放電ＭＯＳＦＥＴスイッチの入力端が接続された電力回収用ＭＯＳＦＥＴスイッチと、
一端に前記外部印加電圧が印加された第１ブロッキングキャパシタと、
一端が前記第１ブロッキングキャパシタの他端に接続され、他端が前記接地端子に接続された第２ブロッキングキャパシタと、
一端が前記Ｘ電極維持放電部の前記第１Ｘ電極維持放電ＭＯＳＦＥＴスイッチの入力端と、前記Ｙ電極維持放電部の前記第１Ｙ電極維持放電ＭＯＳＦＥＴスイッチの入力端と、前記電力回収用ＭＯＳＦＥＴスイッチの出力端との接続点に接続され、他端が前記第１ブロッキングキャパシタと前記第２ブロッキングキャパシタとの接続点に接続されたインダクタとを有する交流プラズマディスプレーパネルの維持放電回路。 - 前記ディスプレーパネルは、キャパシタを有する負荷を含む請求項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。
- 前記第１及び第２ブロッキングキャパシタは、初期起動時、各々前記外部印加電圧の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。
- 前記Ｘ電極及びＹ電極維持放電部は、前記第１Ｘ電極維持放電ＭＯＳＦＥＴスイッチ、又は、前記第２Ｘ電極維持放電ＭＯＳＦＥＴスイッチ、及び、前記第１Ｙ電極維持放電ＭＯＳＦＥＴスイッチ、又は、前記第２Ｙ電極維持放電ＭＯＳＦＥＴスイッチを遮断させて共振回路を形成し、前記ディスプレーパネルの前記Ｘ電極と前記Ｙ電極との間にかかる電圧を増加させ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。
- 前記電力回収用ＭＯＳＦＥＴスイッチは、前記ディスプレーパネルの前記Ｘ電極と前記Ｙ電極との間に前記外部印加電圧がかかれば前記インダクタを通して前記電力回収用ＭＯＳＦＥＴ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ディスプレーパネルの前記Ｘ電極と前記Ｙ電極との間にかかった前記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。
- 前記電力回収用ＭＯＳＦＥＴスイッチに前記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前記ディスプレーパネルの前記Ｘ電極と前記Ｙ電極との間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５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。
- 前記電力回収用ＭＯＳＦＥＴスイッチは、前記ディスプレーパネルの前記Ｘ電極と前記Ｙ電極との間にかかる電圧が“０”になれば前記インダクタを通して前記電力回収用ＭＯＳＦＥＴ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ディスプレーパネルの前記Ｘ電極と前記Ｙ電極との間にかかる電圧を“０”に維持させることを特徴とする請求項５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。
- 前記ディスプレーパネルの前記Ｘ電極と前記Ｙ電極との間にかかる電圧を“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、前記第２Ｘ電極維持放電ＭＯＳＦＥＴスイッチ、又は、前記第１Ｘ電極維持放電ＭＯＳＦＥＴスイッチ、及び、前記第２Ｙ電極維持放電ＭＯＳＦＥＴスイッチ、又は、前記第１Ｙ電極維持放電ＭＯＳＦＥＴスイッチを遮断させて共振回路を形成して前記ディスプレーパネルの前記Ｘ電極と前記Ｙ電極との間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７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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