等離子體顯示面板功率回收方法及裝置的製作方法
2023-07-31 04:50:51
專利名稱：等離子體顯示面板功率回收方法及裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及等離子體顯示裝置及其驅動方法。具體而言，本發明涉及等離子體顯示裝置的功率回收電路。
背景技術：
等離子體顯示裝置是一種使用氣體放電產生的等離子體來顯示字符或圖像的平板顯示器。等離子體顯示裝置包括等離子體顯示面板(PDP)，PDP根據其尺寸，以矩陣形式設有數十乃至數百萬個像素。
當一個PDP電極被施加維持放電脈衝，而另一電極用作電容性負載時，需要附加的無功功率以及用於維持放電的功率，以便將維持脈衝施加給這兩個電極。從而，維持放電電路通常包括用於回收和重新使用無功功率的功率回收電路。
不過，對於傳統的功率回收電路而言，極難回收100％的能量，這是由於在回收功率時，開關和電路會引起損耗，因而在功率回收操作期間，維持放電電壓不能增加到維持放電脈衝的高電平電壓，也不能減小到維持放電脈衝的低電平電壓。在此狀況下，當提供維持放電脈衝的高電平電壓或低電平電壓的開關被閉合時，該開關被硬切換，因而造成開關損壞，並引起電磁幹擾(EMI)。因此，需要減小功率回收電路中的開關損耗。
發明內容
根據本發明，可提高與等離子體顯示面板的維持放電電極相連的功率回收電路的功率回收效率。當功率回收電路施加給維持放電電極的電壓增大時，將功率回收電路中第一功率回收電容器的電壓設定為高於維持放電電壓的一半，並且當功率回收電路施加給維持放電電極的電壓減小時，將功率回收電路中第二功率回收電容器的電壓設定為低於維持放電電壓的一半，第一功率回收電容器和第二功率回收電容器均與維持放電電極相連。
根據本發明一個實施例的一種示例性等離子體顯示裝置，包括複數個第一電極、一個第一電晶體、一個第二電晶體、至少一個電感器、一個第四電源、一個第三電晶體、一個第五電源和一個第四電晶體。第一電晶體連接在第一電源與複數個第一電極之間，第一電源提供高於基準電壓的第一電壓。第二電晶體連接在第二電源與複數個第一電極之間，並且第二電源提供基準電壓。所述的至少一個電感器具有與複數個第一電極相連的第一端。第四電源連接在第三電源的正極與負極之間，並且提供比第二電壓高的第三電壓，其中第二電壓與第一電壓與基準電壓之間的電壓差的一半相當。第三電晶體連接在所述至少一個電感器中的一個電感器的第二端與第四電源之間。第五電源連接在第三電源的正極與負極之間，並且提供比第二電壓低的第四電壓。第四電晶體連接在所述至少一個電感器中所述電感器的第二端與第五電源之間。
根據本發明另一實施例的示例性驅動方法，驅動具有複數個第一電極的等離子體顯示裝置。在該驅動方法中，由第一電源提供第一電壓，所述第一電壓大於基準電壓。提供第二電源，該第二電源用於供給大於第一電壓的一半的第二電壓。提供第三電源，該第三電源用於供給小於第一電壓的一半的第三電壓。通過從第二電源經由與第二電源相連的電感器向第一電極提供第二電壓，來增大提供給複數個第一電極的電壓。接著，第一電壓被施加給複數個第一電極。通過從第三電源經由與第二電源相連的電感器向第一電極提供第三電壓，來減小提供給複數個第一電極的電壓。然後，基準電壓被提供給複數個第一電極。
圖1表示根據本發明一個示例性實施例的等離子體顯示裝置。
圖2A為根據本發明第一示例性實施例的掃描電極驅動器的電路圖。
圖2B表示根據本發明第一示例性實施例的掃描電極驅動器的各個模式的電流路徑。
圖3為根據本發明第二示例性實施例的掃描電極驅動器的電路圖。
圖4為根據本發明第三示例性實施例的掃描電極驅動器的電路圖。
具體實施例方式
參照圖1，等離子體顯示裝置包括PDP 100、尋址電極驅動器200、掃描電極驅動器320、維持電極驅動器340和控制器400。
PDP 100包括複數個沿列向延伸的尋址電極A1到Am，和複數個成對的沿行向延伸的維持電極X1到Xn和掃描電極Y1到Yn。下面，將尋址電極稱作A電極，將維持電極稱作X電極，將掃描電極稱作Y電極。
尋址電極驅動器200從控制器200接收尋址驅動控制信號SA，並將顯示數據信號施加給相應A電極，以選擇要顯示的放電單元。
掃描電極驅動器320和維持電極驅動器340分別從控制器200接收掃描電極驅動信號SY和維持電極驅動信號SX，並將驅動電壓分別施加給Y電極和X電極。
控制器400從外部接收視頻信號，產生尋址驅動控制信號SA，掃描電極驅動信號SY和維持電極驅動信號SX，並將信號SA，SY，SX分別傳送給尋址電極驅動器200、掃描電極驅動器320和維持電極驅動器340。
現在將參照附圖描述根據本發明示例性實施例的掃描電極驅動器電路的結構和操作。
圖2A為根據本發明第一示例性實施例的掃描電極驅動器320的電路圖。掃描電極驅動器320可同時與複數個Y電極Y1到Yn相連，或者與Y電極部分地相連。
如圖2A中所示，掃描電極驅動器320包括電晶體Ys，Yg和二極體Ds，Dg。電晶體Ys具有與Vs電壓相連的漏極，和與平板電容器Cp的Y電極相連的源極。電晶體Yg具有與該Y電極相連的漏極，和與接地端相連的源極。二極體Ds連接在電感器L與Vs電壓之間，並且將電感器L的第一端處的電壓箝位在Vs電壓。二極體Dg連接在電感器L與接地端之間，並且將電感器L的第一端處的電壓箝位在接地電壓(在圖2A中為0V)。此外，用於回收和重新使用功率的功率回收電路包括電感器L、電晶體Yr，Yf、二極體Dr，Df、電容器Cer，Cr，Cf以及電阻器Rr1，Rr2，Rf1，Rf2。
平板電容器Cp等效地表示位於X電極與Y電極之間的電容元件，為了便於描述，將平板電容器Cp的X電極描述為與接地端相連。
電容器Cer的負極與接地端相連，電阻器Rr1，Rr2與電阻器Rf1，Rf2並聯連接在電容器Cer的正極與負極之間。電阻器Rr1，Rr2串聯連接，電阻器Rf1，Rf2串聯連接。此外，電阻器Rr2與電容器Cr並聯連接，電阻器Rf2與電容器Cf並聯連接。用Vs電壓對電容器Cer進行充電，並且在被電阻器Rr1，Rr2分壓的電壓中，電阻器Rr2處的電壓為電容器Cr充電，在被電阻器Rf1，Rf2分壓的電壓中，電阻器Rf2處的電壓為電容器Cf充電。此外，電容器Cer的正極可以與電源Vs相連，使充入電容器Cer的電壓保持為Vs電壓的水平。
電晶體Yr的漏極與電阻器Rr1，Rr2之間的節點相連，電晶體Yf的源極與電阻器Rf1，Rf2之間的節點相連。此外，在電晶體Yr，Yf中可分別形成體二極體(body diode)，從而各體二極體的正極與電晶體Yr，Yf的相應源極相連，各體二極體的負極與電晶體Yr，Yf的相應漏極相連。將二極體Dr，Df以阻擋電流流過體二極體的方向連接。
各個電晶體可由複數個並聯連接的電晶體構成。
將參照圖2A和圖2B描述根據本發明第一示例性實施例，在維持周期內驅動電路的時間變化操作。此處，從模式1(M1)到模式4(M4)順序執行時間變化操作，並且可通過電晶體的操作從一種模式改變為另一種。在下面的描述中，使用術語電感-電容(LC)諧振。應當理解的是，該術語並非必然表明振蕩的無限性。在下面的描述中，使用術語LC諧振表示在電壓增大或減小過程中，電壓的性質所遵循的曲線或圖形。半導體元件(電晶體或二極體)的閾值電壓與放電電壓相比相當低，因此，在下面的描述中，該閾值電壓近似為0V。
圖2B表示根據本發明第一示例性實施例，在各個模式下Y電極驅動器所形成的電流路徑。
在第一示例性實施例中，假設在開始M1之前用Vs電壓給電容器Cer充電。從而，在由電阻器Rr1，Rr2分壓的電壓中，電阻器Rr2處的電壓對電容器Cr進行充電。即，電容器Cr處的電壓Vcr為VsRr2/(Rr1+Rr2)。
在M1期間，電晶體Yr導通。從而，如圖2B中所示，形成通過電容器Cr、電晶體Yr、二極體Dr、電感器L和平板電容器Cp的電流路徑①，因而，在電感器L與平板電容器Cp之間產生LC諧振。由於LC諧振而充入電容器Cr中的電荷移動到平板電容器Cp，從而將平板電容器Cp充電，使得Y電極的電壓從0V逐漸增大。
不過，由於在各個元件中形成的寄生成分，Y電極的電壓不能達到Vs電壓。從而，將充到電容器Cr上的電壓設定為高於Vs電壓的一半，從而將Y電極的電壓增大到幾乎為Vs電壓。即，電容器Cr被充電為具有電壓Vcr(Vcr＝VsRr2/(Rr1+Rr2))，因此應當滿足VsRr2/(Rr1+Rr2)＞Vs/2。因此，將電阻器Rr2的阻值設定為大於電阻器Rr1的阻值。
在M2期間，電晶體Yr截止，電晶體Ys導通。從而，如圖2B中所示，形成通過電源Vs、電晶體Ys和平板電容器Cp的電流路徑②，由電源Vs提供的Vs電壓通過電晶體Ys施加給平板電容器Cp的Y電極。
不過，在M1期間Y電極的電壓已經增大到Vs電壓，當M2期間電晶體Ys導通時，不會發生硬切換。
在M3期間，電晶體Ys截止，電晶體Yf導通，形成通過平板電容器Cp、電感器L、二極體Df、電晶體Yf和電容器Cf的電流路徑③，如圖2B中所示。因而，在電感器L與平板電容器Cp之間產生LC諧振。充入平板電容器Cp的電荷在LC諧振作用下移動到電容器Cf，從而對電容器Cf進行充電，而平板電容器Cp的Y電極的電壓從Vs電壓逐漸減小。
不過，如上所述，由於各個元件中形成的寄生成分，Y電極的電壓不會減小到0V。從而，將充入電容器Cf的電壓設定為低於Vs電壓的一半，因此Y電極的電壓幾乎減小到0V。即，電容器Cf被充電成具有Vcf電壓(Vcf＝VsRf2/(Rf1+Rf2))，因而應當滿足VsRf2/(Rf1+Rf2)＜Vs/2。從而，將電阻器Rf2的阻值設定為小於電阻器Rf1的阻值。
在M4期間，電晶體Yf截止，電晶體Yg導通。從而，如圖2B所示，形成通過電容器Cp、電晶體Yg和接地端的電流路徑④，因而，平板電容器Cp的Y電極被施加接地電壓。
不過，Y電極的電壓在M3期間已經減小到0V，從而當電晶體Yg在M4期間導通時，不會發生硬切換。
如上所述，根據本發明該示例性實施例的功率回收電路執行高於電壓Vs/2的電勢的上升操作，並執行低於電壓Vs/2的電勢的下降操作，從而藉助功率回收操作可使Y電極的電壓增大到Vs電壓或減小到0V。
從M1到M4，Y電極的電壓可在0V與Vs電壓之間擺動。此外，在完成M4之後重複M1到M4中的操作。
另外，根據本發明第一示例性實施例，串聯連接的電阻器與電容器Cer並聯連接，並且電容器與串聯電阻器中的一個電阻器相連。不過，串聯連接的各個電阻器可以與各自電容器相連。
圖3為根據本發明第二示例性實施例的Y電極驅動器320的電路圖。
如圖3中所示，Y電極驅動器320與本發明第一示例性實施例的Y電極驅動器相同，不過Y電極驅動器320還包括電容器Cr1，Cf1。
更詳細而言，彼此串聯連接並且與電容器Cer並聯連接的電阻器Rr1，Rr2，分別與電容器Cr1和電容器Cr2並聯連接。與電阻器Rr1，Rr2類似，彼此串聯連接並且與電容器Cer並聯連接的電阻器Rf1，Rf2，分別與電容器Cf1，Cf2並聯連接。
在此情形中，與本發明第一示例性實施例類似，根據本發明第二示例性實施例，在功率回收操作的電壓上升周期期間通過使用電容器Cr2提供的電荷來增大Y電極的電壓，並通過使用電容器Cf2提供的電荷來減小Y電極的電壓。
在第二示例性實施例中，通過將電阻器Rr2的阻值設定為大於電阻器Rr2的阻值，為電容器Cr2充電的電壓Vcr2變得大於電壓Vs的一半；通過將電阻器Rf2的阻值設定為小於電阻器Rf1的阻值，為電容器Cf2充電的電壓Vcf2變得小於電壓Vs的一半。
這樣，通過功率回收操作，能夠將Y電極的電壓增大到Vs電壓，並且能夠將其減小到0V。從而，當電晶體Ys和電晶體Yg導通時，不會發生硬切換。此外，充入電容器Cer的電荷被同時充電到兩對電容器Cr1，Cr2和Cf1，Cf2中，因此，與本發明的第一示例性實施例相比，可減小將電容器Cr2，Cf2充電的時間。
另外，通過將齊納二極體和電容器與電容器Cer相連，可將電壓上升期間功率的大小與電壓下降期間功率的大小設定成彼此不同。
圖4為根據本發明第三示例性實施例的Y電極驅動器320的電路圖。
如圖4中所示，電阻器Rr、齊納二極體Dzr和電容器Cr串聯連接，電阻器Rf、齊納二極體Dzf和電容器Cf串聯連接。此外，每組串聯連接的電阻器、齊納二極體和電容器都與電容器Cer並聯連接。在功率回收操作期間，電容器Cr用作使Y電極的電壓增大的電源，電容器Cf用作使Y電極的電壓減小的電源。
更詳細而言，電容器Cer被充電為具有Vs電壓，從而電容器Cr被充電為具有(Vs-Vdzr)電壓(即，從Vs電壓減小齊納二極體Dzr的擊穿電壓Vdzr的電壓)，並且電容器Cf被充電為具有(Vs-Vdzf)電壓(即，從Vs電壓減小齊納二極體Dzf的擊穿電壓Vdzf的電壓)。
此時，將(Vs-Vdzr)電壓設定為大於Vs電壓的一半，將(Vs-Vdzf)電壓設定為小於Vs電壓的一半。即，將齊納二極體Dzr，Dzf的擊穿電壓設定為滿足Vdzr＜Vs/2和Vdzf＞Vs/2。
因而，通過功率回收操作，可將Y電極的電壓增大到Vs電壓和減小到0V，從而防止當電晶體Ys，Yg導通時發生硬切換。
根據本發明該示例性實施例，設定電晶體Yr，Yf，Ys，Yg為NMOS電晶體，從而可形成體二極體，不過它們也可由其他電晶體來取代。
此外，根據本發明該示例性實施例，二極體Dr連接在電晶體Yr與電感器L之間，二極體Df連接在電晶體Yf與電感器L之間，不過，二極體Dr的正極可以與電晶體Yr的漏極相連，二極體Df的正極可以與電晶體Yf的源極相連。
此外，根據本發明該示例性實施例，一個電感器與Y電極相連，從而交替地形成通過該電感器的充電路徑和放電路徑，不過也可使用兩個電感器將充電路徑與放電路徑分開。另外，當使用兩個電感器時，一個電感器連接在電容器Cr與電晶體Yr之間，另一電感器連接在電容器Cf與電晶體Yf之間。
此外，本發明該示例性實施例描述了掃描電極驅動器的功率回收電路，不過，上述示例性實施例可應用於維持電極驅動器和尋址電極驅動器的功率回收電路。
如上所述，在功率回收電路中，在電壓上升周期期間將功率回收電容器的電壓設定為大於維持放電電壓的一半，並且在電壓下降周期期間將功率回收電容器的電壓設定為小於維持放電電壓的一半。即，在平板電容器的電壓增大到Vs電壓或減小到0V之後，使用於提供維持放電電壓的開關閉合，從而防止開關硬切換時產生的浪湧電流(inrush current)，並且減小開關上的應力。
儘管結合目前認為實際的實施例描述了本發明，不過應當理解的是，本發明不限於所披露的實施例，相反，認為其涵蓋包含在所附權利要求的精神和範圍之內的多種變型和等效結構。
權利要求
1.一種等離子體顯示裝置，包括複數個第一電極；連接在第一電源與所述複數個第一電極之間的第一電晶體，其中所述第一電源提供高於基準電壓的第一電壓；連接在第二電源與所述複數個第一電極之間的第二電晶體，其中所述第二電源提供該基準電壓；至少一個電感器，具有與所述複數個第一電極相連的第一端；連接在第三電源的正極與負極之間的第四電源，其提供高於第二電壓的第三電壓，所述第二電壓與第一電壓和基準電壓之間的電壓差的一半相當；連接在所述至少一個電感器中的一個電感器的第二端和所述第四電源之間的第三電晶體；連接在第三電源的正極與負極之間的第五電源，其提供低於第二電壓的第四電壓；以及連接在所述至少一個電感器中一個電感器的第二端與所述第五電源之間的第四電晶體。
2.如權利要求1所述的等離子體顯示裝置，其中所述第四電源包括在第三電源的正極與負極之間串聯連接的第一電阻器和第二電阻器，和與第二電阻器並聯連接的第一電容器，其經由第一電阻器與第二電阻器之間的節點提供第三電壓，其中所述第五電源包括在第三電源的正極與負極之間串聯連接的第三電阻器和第四電阻器，和與第四電阻器並聯連接的第二電容器，其經由第三電阻器與第四電阻器之間的節點提供第四電壓。
3.如權利要求2所述的等離子體顯示裝置，其中第二電阻器的阻值大於第一電阻器的阻值，第四電阻器的阻值小於第三電阻器的阻值。
4.如權利要求2所述的等離子體顯示裝置，其中所述第四電源還包括與第一電阻器並聯連接的第三電容器，所述第五電源還包括與第三電阻器並聯連接的第四電容器。
5.如權利要求1所述的等離子體顯示裝置，其中所述第四電源包括在第三電源的正極與負極之間串聯連接的第一齊納二極體和第一電容器，並且該第四電源經由第一電容器與第一齊納二極體之間的節點提供第三電壓，並且所述第五電源包括在第三電源的正極與負極之間串聯連接的第二齊納二極體和第二電容器，並且該第五電源經由第二電容器與第二齊納二極體之間的節點提供第四電壓。
6.如權利要求5所述的等離子體顯示裝置，其中第一齊納二極體的擊穿電壓小於第二電壓，而第二齊納二極體的擊穿電壓大於第二電壓。
7.如權利要求1所述的等離子體顯示裝置，其中所述第三電源包括第五電容器，用於充入與第一電壓和基準電壓之間的電壓差相當的電壓，並且該第五電容器具有與第二電源相連的負極。
8.如權利要求1所述的等離子體顯示裝置，還包括第一二極體，其電連接在所述至少一個電感器與第三電晶體之間，並且確定一個為第一電極充電的電流方向，和第二二極體，其電連接在所述至少一個電感器與第四電晶體之間，並且確定一個使第一電極放電的電流方向。
9.如權利要求1所述的等離子體顯示裝置，其中所述第一電極的電壓通過使第三電晶體導通來增大，並通過使第四電晶體導通來減小到第二電壓。
10.一種具有複數個第一電極的等離子體顯示裝置的驅動方法，該驅動方法包括由第一電源提供第一電壓，所述第一電壓大於基準電壓；提供第二電源，該第二電源用於供給大於第一電壓的一半的第二電壓；提供第三電源，該第三電源用於供給小於第一電壓的一半的第三電壓；通過從第二電源經由與第二電源相連的電感器向第一電極供給第二電壓，來增大施加給所述複數個第一電極的電壓；將第一電壓施加給所述複數個第一電極；通過從第三電源經由與第二電源相連的電感器向第一電極供給第三電壓，來減小施加給所述複數個第一電極的電壓；以及將基準電壓施加給所述複數個第一電極。
11.如權利要求10所述的驅動方法，其中所述第二電源包括第一電容器，該第一電容器具有與第一電源的一端相連的負極，所述第三電源包括第二電容器，該第二電容器具有與第一電源的一端相連的負極；所述提供第二電源的步驟包括，用由第一電源供給的電荷將第一電容器充電，並且所述提供第三電源的步驟包括，用由第一電源供給的電荷將第二電容器充電。
12.一種用於提高與等離子體顯示面板的維持放電電極相連的功率回收電路的功率回收效率的方法，包括當該功率回收電路施加給維持放電電極的電壓增大時，將功率回收電路中第一功率回收電容器的電壓設定為大於維持放電電壓的一半，其中所述第一功率回收電容器與維持放電電極相連；和當該功率回收電路施加給維持放電電極的電壓減小時，將功率回收電路中第二功率回收電容器的電壓設定為小於維持放電電壓的一半，其中所述第二功率回收電容器與維持放電電極相連。
全文摘要
在等離子體顯示裝置中，當功率回收電路的電壓增大時，將功率回收電容器的電壓設定為大於維持放電電壓的一半，並且當功率回收電路的電壓減小時，將功率回收電容器的電壓設定為小於維持放電電壓的一半。因而，可提高功率回收效率。
文檔編號H03K17/16GK1917007SQ20061011219
公開日2007年2月21日 申請日期2006年8月17日 優先權日2005年8月17日
發明者李東明 申請人:三星Sdi株式會社