專利名稱：用于驅(qū)動電容性負載的能量恢復電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于電容性顯示板的持續(xù)信號驅(qū)動器電路，并特別涉及用于盡可能減少驅(qū)動電容性負載時功率損失的持續(xù)信號驅(qū)動器電路。
像素由前板上的電極對與后板上分別用于紅色、藍色、和藍色的三個列電極的交叉點定義。前板上的電極對之間有重疊區(qū)域。電極對的寬度與電極對上的電介質(zhì)玻璃的厚度決定了像素的放電電容，這又影響到放電功率并從而影響像素的亮度?？刂品烹姷臄?shù)目以便對板提供所需的亮度。
在授予Bitzer等人的美國專利No.3,559,190和授予Weber等人的美國專利No.4,772,884中對氣體放電板的結(jié)構(gòu)和操作進行了詳細的說明。
AC等離子體顯示器典型的操作涉及向前板電極對施加交變持續(xù)脈沖。每一持續(xù)脈沖由正向諧振躍遷、引起氣體放電電流的上拉驅(qū)動器的激勵、負向諧振躍遷以及下拉驅(qū)動器的激勵組成。持續(xù)脈沖施加到成對電極的一個第一電極上，并且然后將相同的順序施加到成對電極的第二個電極上。氣體放電發(fā)生在上升躍遷完成時。
諸如等離子體顯示器這樣的顯示裝置，要求像素的電容性負載在頻率例如為10KHz到500KHz寬范圍上以例如50到200伏特相對高的電壓高速地充電和放電。已經(jīng)研制了用于等離子體顯示器的能量恢復持續(xù)器，以使得用來對板電容充電和放電的能量可恢復。由于AC等離子體顯示器尺寸增大且工作電壓增加，需要對輸出驅(qū)動器接通增加切換效能和精確控制已經(jīng)變得極為重要。
授予Weber等人的美國專利No.5,081,400(以下稱為“Weber等人的專利‘400)及授予Marcotte的美國專利No.5,642,018(以下稱為“Marcotte的專利‘018)公開了使用來自能量恢復電感器的信號精確控制用于能量恢復電路的輸出驅(qū)動器的接通。
Kishi等人的美國專利No.5,828,353公開了用于產(chǎn)生具有非對稱上升和下降躍遷的脈沖的電路。該電路包括與恢復電感器平行的施加電感器。該施加電感器只影響上升躍遷，恢復電感器只影響下降躍遷。
關(guān)于如這里所述的開關(guān)或晶體管，術(shù)語“閉合”及“接通”對應于電流能夠通過開關(guān)或晶體管的狀態(tài)，而術(shù)語“打開”和“斷開”對應于電流不能通過開關(guān)或晶體管的狀態(tài)。


圖1示出包括現(xiàn)有技術(shù)的持續(xù)驅(qū)動器100的理想化的電路示意圖。持續(xù)驅(qū)動器100包括四個開關(guān)S1、S2、S3和S4，它們被這樣控制，使得持續(xù)驅(qū)動器100順次通過四個切換狀態(tài)，即狀態(tài)1、狀態(tài)2、狀態(tài)3和狀態(tài)4。持續(xù)驅(qū)動器100輸出表示為板電壓Vp的持續(xù)脈沖。
控制信號從一個源在輸入中提供到持續(xù)驅(qū)動器100以控制狀態(tài)1-4的步進?？刂菩盘柪缡?-5伏特的邏輯電平信號，具有前導的上升邊和滯后的下降邊。這里所描述的每一理想化的電路，例如圖1中的持續(xù)驅(qū)動器100，由這種控制信號驅(qū)動，但是源只在詳細電路圖中示出，例如圖3中的源12。
圖2示出對于圖1的電路的電壓Vp的波形以及通過電感器L的電流波形IL。圖2的波形預期為開關(guān)S1-S4通過狀態(tài)1-4順序打開和關(guān)閉時的波形。
持續(xù)驅(qū)動器100以供電電壓Vcc操作。假設在狀態(tài)1之前恢復電壓Vss處于Vcc/2，Vp處于零，S1和S3打開，S2和S4閉合。就持續(xù)驅(qū)動器100來看電容Cp是板電容。恢復電容Css必須比Cp大得多，以盡量減小在狀態(tài)1和3期間Vss的變化。以下在說明切換操作之后，將說明Vss處于Vcc/2的原因。
狀態(tài)1。S1閉合，S2打開，S3保持打開，如在狀態(tài)1之前那樣，且S4打開。在S1閉合時，二極管D1被正向偏置。電感器L和Cp形成串聯(lián)諧振電路，并“迫使”電壓Vss＝Vcc/2通過L和Cp被施加。在狀態(tài)1期間，電流IL使Cp充電，以至Vp上升到Vcc，能量從Css轉(zhuǎn)移到Cp。在狀態(tài)1結(jié)束時，IL下降到零，二極管D1變?yōu)楸环聪蚱?。在狀態(tài)1中，持續(xù)驅(qū)動器100提供了持續(xù)脈沖的前導上升邊。
狀態(tài)2。S3閉合。通過S3，Vp被箝位在Vcc，并且對板中任何“ON”像素提供了來自Vcc的電流通路。當像素處于ON狀態(tài)時，其周期性放電提供了穿過離子化氣體的一種實質(zhì)的短路。維持放電所需的電流從Vcc提供。像素的放電/導電狀態(tài)由圖標10表示。
狀態(tài)3。S1打開，S2閉合，且S3打開。由于S2閉合，D2不正向偏置，并且電感器L與電容Cp又形成串聯(lián)諧振短路，電感器L兩端的電壓等于Vss＝Vcc/2。然而L兩端電壓的極性與狀態(tài)1相比是相反的，這引起電流IL反向流動。在狀態(tài)3期間，Vp這時下降到接地電壓，而先前儲存在電感器L中的能量返回Css。在狀態(tài)3結(jié)束時，IL達到零，而D2變?yōu)榉聪蚱?。在狀態(tài)3，持續(xù)驅(qū)動器100提供了持續(xù)脈沖的下降、滯后邊。
狀態(tài)4。S4閉合。通過S4，Vp被箝位在接地電壓。在等離子體板的反面，與持續(xù)驅(qū)動器100相同的另一持續(xù)驅(qū)動器105驅(qū)動板的反面達到Vcc。如果像素為“ON”，則放電電流流過S4。
以上假設在Cp充電和放電期間Vss保持穩(wěn)定在Vcc/2。其原因如下。如果Vss小于Vcc/2，則在Vp的上升時，當S1關(guān)閉，強制的電壓將小于Vcc/2。然后，在Vp下降時，當S2關(guān)閉，則強制電壓將大于Vcc/2。因而，平均來說，電流將流向Css。反之，如果Vss大于Vcc/2，則平均來說電流將流出Css。這樣，使得進入Css的凈電流為零的的穩(wěn)定電壓是Vcc/2。實際上，在加電時，Vcc上升，如果如上所述持續(xù)驅(qū)動器100連續(xù)通過四個狀態(tài)被切換，則Vss將隨Vcc而上升到Vcc/2。
圖3是作為圖1理想化電路示例性實現(xiàn)的持續(xù)驅(qū)動器300的示意圖。圖4是持續(xù)驅(qū)動器300的幾個波形時序圖。
圖3中，四個晶體管T1、T2、T3和T4分別代替了圖1的開關(guān)S1，S2，S3和S4。齊納二極管Z1連接到在晶體管T1柵極的節(jié)點VG1上，以保護晶體管T1。類似地，齊納二極管Z2和Z3連接到節(jié)點VG2和VG3，以保護晶體管T2和T3。晶體管T1和T3具有P-溝道，這樣當在它們柵極提供下降邊信號時它們被接通。晶體管T2和T4有N-溝道，這樣當在它們柵極提供上升邊信號時，它們被導通。
第一驅(qū)動器，驅(qū)動器1，產(chǎn)生一信號通過電容器Cg1耦合到節(jié)點VG3以控制晶體管T1，并通過電容器Cg2控制晶體管T2。T1和T2以互補方式工作，使得當T1為導通時，T2為斷開，反之也然。第二驅(qū)動器，驅(qū)動器2或者使用電阻器R1和電容器C3的時間常數(shù)，或者使用在節(jié)點V1的電壓下降導通晶體管T4。類似地，第三驅(qū)動器，驅(qū)動器3或者使用電阻器R2和電容器C4的時間常數(shù)，或者使用在節(jié)點V2的電壓上升，并提供通過電容器Cg3耦合的信號導通晶體管T3。兩個二極管D3和D4用來快速斷開晶體管T3和T4。示出一般的驅(qū)動器305是表示驅(qū)動器1，驅(qū)動器2和驅(qū)動3典型的內(nèi)部配置。
狀態(tài)1。源12提供使得T1導通而T2斷開的控制信號。T3按R2-C4時間常數(shù)或通過節(jié)點V2處的電壓上升等待被導通。T4被斷開。
通過T1，Vss施加到節(jié)點V1和A。電感器L和板電容Cp形成有強制電壓Vss＝Vcc/2的串聯(lián)諧振電路。由于存儲在電感器L中的能量的結(jié)果，Vp上升經(jīng)過Vss而接近Vcc，在該點IL變?yōu)榱恪?br> 由于Vp一般上升到Vcc的80％，然后電感器L看到來自板側(cè)的強制電壓Vp減Vss?，F(xiàn)在反向電流IL流出板，通過電感器L返回，使D1反向偏置并對T2的電容充電。這一反向電流，也稱為回掃電流，在圖4中時間t1開始。第一回掃電流引起在節(jié)點A和V2處的電壓回掃而突然上升。當在節(jié)點V2處的電壓上升時，C4耦合這一上升而觸發(fā)驅(qū)動器3以導通T3。
在時間t1的t2之間，能量由回掃電流從板取出并返回到電感器L時，板電壓Vp下降。這一能量，也稱為回掃能量，散布在T3、L、D2和二極管DC2中。
狀態(tài)2。T3被導通而把Vp箝位在Vcc，并對于任何放電的“ON”像素提供電流通路。由于能量輸入到電感器L，負向電流IL連續(xù)從T3流出，并通過電感器L、二極管D2和二極管DC2，直到能量被散布。所有上述組件都是低損耗組件，因而電流衰減慢。
狀態(tài)3。源12提供控制信號使得T1斷開、T2導通、T3斷開，并且T4保持斷開。在板電容Cp完全充電時，Vp近似處于Vcc。由于T2導通，電感器L和板電容Cp再次形成串聯(lián)諧振電路，該電路有加在電感器L上的強制電壓Vss＝Vcc/2。由于儲存在電感器L中的能量的結(jié)果，Vp通過Vss下降接近接地，在該點IL為零。
由于Vp一般下降到Vcc的20％，電感器L此后看到Vss減Vd的強制電壓，趨向板側(cè)。現(xiàn)在正向電流IL向板流出，通過電感器L引出電流，反向偏置二極管D2并使T1的電容放電，急劇地拉動節(jié)點V1接地。通過電感器L的第二回掃電流發(fā)生在時間t3，并通過C3耦合到驅(qū)動器2，這使T4導通。
狀態(tài)4。T4把Vp箝位到接地。在等離子體板的背面，與持續(xù)驅(qū)動器300相同的另一持續(xù)驅(qū)動器(圖3中未示出)驅(qū)動板背面到Vcc。如果任何像素為“ON”，則放電電流流過T4。
圖5示出持續(xù)驅(qū)動器5，這是在Marcotte專利‘018中作為對圖1的持續(xù)驅(qū)動器100的改進而公開的。圖6是表示持續(xù)驅(qū)動器500的工作波形圖。
圖5中，增加了控制網(wǎng)絡20并通過次級繞組22耦合到電感器L。控制網(wǎng)絡20控制開關(guān)S3和S4的導電狀態(tài)。在輸出已上升通過中途點之后，控制網(wǎng)絡20使用電感器L上的電壓(以及次級繞組22)緩慢關(guān)閉輸出開關(guān)S3。在下降時，在輸出下降通過中途點之后，開關(guān)S4緩慢被關(guān)閉。二極管DC2和電阻器R2阻尼一個極性的回掃電流而二極管DC1和電阻器R2阻尼相反極性的回掃電流。S1和S2的導電狀態(tài)由響應邏輯控制信號輸入的上升和下降的電路(圖5中未示出)控制。
以下詳細說明圖6的持續(xù)驅(qū)動器500的四種切換狀態(tài)的操作和時序圖，其中假設在狀態(tài)1之前，恢復電壓Vss處于Vcc/2，其中Vcc是持續(xù)供電電壓，Vp是零，S1和S3打開，S2和S4閉合。
狀態(tài)1。開關(guān)S2和S4打開，開關(guān)S1閉合。Vss施加到節(jié)點A。在節(jié)點A的電壓表示為電壓VA。Vc是加在電感器L上的電壓，即Vc＝Vp-VA。由于通過電感器L的電流正比于加在電感器L兩端的電壓的時間積分，故電流IL對于狀態(tài)1的前半部分增加，并然后降低，這時在狀態(tài)1的后半部分期間板電壓Vp上升到高于恢復電壓Vss?？刂凭W(wǎng)絡20檢測加到次級繞組22上與Vc成正比的電壓Vc’，并允許開關(guān)S3只是在Vp穿過Vcc即中途點之后并然后只在Vp上升期間導通。在理想的情形下，S3在Vc的正峰值即時間t1和電感器L電流IL等于零(參見圖6)處閉合。簡而言之，當IL在狀態(tài)1結(jié)束處下降到零時，S3閉合并準備處于全導通。這一行為使隨后通過電感器L的回掃電流，通過S3從Vcc電源而不是從板抽取。
狀態(tài)2。S1和S3保持閉合，允許S3作為在板中持續(xù)放電的電流和流過電感器L的回掃電流這兩者的源?；貟唠娏靼压?jié)點A處的電壓VA提升到Vcc。由回掃電流感應到電感器L中的能量通過二極管D2、DC2及電阻器R2的導通而被消散。電阻器R2的值的選擇要使其在狀態(tài)3之前消散回掃能量。
狀態(tài)3。S1和S3打開，S4保持打開，S2閉合，使節(jié)點A處的電壓VA下降到Vss。Vp現(xiàn)在大于VA，這引起與加在電感器L的電壓Vc的時間積分成正比的負向電流IL流過。一旦下降的電壓Vp穿過中途點，Vc使極性反向，且控制網(wǎng)絡22使開關(guān)S4在Vc負峰值處時間t3導通，其方式類似于上述對于狀態(tài)1的說明。
狀態(tài)4。S4閉合，同時板反面上的第二持續(xù)驅(qū)動器505產(chǎn)生上升、放電、下降的持續(xù)脈沖，因為S4是第二持續(xù)驅(qū)動器的返回通路的一部分。當發(fā)生電壓回掃時，回掃電流從S4而不是從板引出，并使電壓Vc返回到零。
在Weber等人的專利‘400和Marcotte的專利‘018中公開的能量恢復電路采用了單諧電感，因而這些電路提供了具有對稱上升和下降時間的持續(xù)脈沖。由于在完成上升躍遷時發(fā)生氣體放電，因而上升躍遷必須快速且上拉驅(qū)動器的接通在放電發(fā)生之前必須完全ON。然而，下降躍遷不產(chǎn)生放電，并如果邊緣率降低，則板的能量恢復效率能夠增加。不過，下拉驅(qū)動器的導通定時影響板的效率及電噪聲的產(chǎn)生。
需要一種可提供上升時間不一定與其下降時間對稱的PDP持續(xù)脈沖的電路。
本發(fā)明的另一目的是要提供一種其脈沖上升時間與下降時間非對稱的電路。
本發(fā)明的又一目的是要提供一種電路，當采用該電路驅(qū)動等離子體顯示板時，該電路可以恢復能量。
本發(fā)明的這些和其它目的是通過一種用于提供驅(qū)動電容性負載的脈沖的電路而實現(xiàn)的。該電路包括(a)第一電感組件，該組件既影響脈沖的上升邊的躍遷時間也影響脈沖下降邊的躍遷時間，以及(b)第二電感組件，該組件影響上升邊的躍遷時間和下降邊的躍遷時間之一，使得上升邊和下降邊是非對稱的。
上升和下降躍遷時間由電感與負載電容的諧振控制。切換裝置啟動躍遷并向固定的電源軌道提供輸出驅(qū)動。
本發(fā)明通過增加第二電感器與原來的電感器串聯(lián)改進了Marcotte‘018專利中公開的設計，使得上升期間的電流流過原來的電感器，而下降電流流過原來的電感器和第二電感器。對于下降，兩個電感器的電感和提供了較長的下降躍遷時間。由Marcotte ‘018專利描述的次級繞組可放置在原來的電感器上，分別用于精確控制上拉和下拉驅(qū)動器?？蛇x地，用于下拉驅(qū)動器的次級繞組可被放置在第二電感器上。
本發(fā)明的另一實施例提供了帶有較長的下降時間的較慢的上升時間。
圖2是表示圖1電路操作的波形圖。
圖3是圖1的理想化的現(xiàn)有技術(shù)持續(xù)驅(qū)動器的詳細電路圖。
圖4是表示圖3電路操作的波形圖。
圖5是用于AC等離子體板的另一現(xiàn)有技術(shù)持續(xù)驅(qū)動器的理想化電路圖。
圖6是表示圖5電路操作的波形圖。
圖7是根據(jù)本發(fā)明的持續(xù)驅(qū)動器的理想化示意圖。
圖8是表示圖7電路操作的波形圖。
圖9是改進了圖7所示持續(xù)驅(qū)動器設計的持續(xù)驅(qū)動器的理想化示意圖。
圖10是表示圖9的持續(xù)驅(qū)動器操作的波形圖。
圖11是圖9中所示電路一種變形的示意圖。
圖12是圖11所示的電路的時序圖。
圖13是圖9中所示電路另一種變形的示意圖。
圖14是根據(jù)本發(fā)明用于提供非對稱上升和下降時間的電路另一變形的示意圖。
L1既影響持續(xù)脈沖上升邊的躍遷時間又影響持續(xù)脈沖下降邊的躍遷時間。L1和L2影響下降邊的躍遷時間，使得上升邊和下降邊不對稱。第一電流流過L1產(chǎn)生上升邊，第二電流流過L1和L2兩者產(chǎn)生下降邊。S1啟用和禁用第一電流的通路，而S2啟用和禁用第二電流的通路。
通過持續(xù)驅(qū)動器700來看，電容Cp是板電容?；謴碗娙軨ss必須遠大于Cp以盡可能降低在狀態(tài)1和3期間Vss的變化。持續(xù)驅(qū)動器700以供電電壓Vcc操作。
圖8示出對于圖7電路的電壓Vp的波形，通過電感器L1的電流IL的波形。圖8的波形是在開關(guān)S1-S4依次通過狀態(tài)1-4被打開和閉合時預期的波形。
注意電流IL有兩個分量。在狀態(tài)1中表示的第一個分量是電流IR，該電流在持續(xù)脈沖上升邊期間流過電感器L1。在狀態(tài)3中表示的第二個分量是電流IF，該電流在持續(xù)脈沖下降邊期間流過電感器L1和L2。
假設在狀態(tài)1之前恢復電壓Vss為Vcc/2，Vp處于零，S1和S3打開，且S2和S4閉合。
狀態(tài)1。如同在狀態(tài)1之前，S1閉合，S2打開，S3保持打開，且S4打開。由于S1閉合，二極管D1被正向偏置，且電流IR流過電感器L1到板。電感器L1和Cp形成串聯(lián)諧振電路，并被施加“強制”電壓Vss＝Vcc/2。在狀態(tài)1期間，電流IR對CP充電，使VP上升到Vcc。在狀態(tài)1結(jié)束時，IL下降到零，且二極管D1變?yōu)榉聪蚱?。在狀態(tài)1中，持續(xù)驅(qū)動器700提供了持續(xù)脈沖的前導上升邊。
狀態(tài)2。S1保持閉合，S2保持打開，S3閉合，且S4保持打開。通過S3，Vp被箝位在Vcc，并對于板中的任何“ON”像素提供了自從Vcc的電流通路。保持ON像素的放電所需的電流是由Vcc供給的。像素的放電/導電狀態(tài)由圖標10表示。
狀態(tài)3。S1打開，S2閉合，S3打開，且S4保持打開。由于S2閉合，D2被正向偏置且電感器L2置于與電感器L1和電容器Cp串聯(lián)。L2、L1和Cp形成串聯(lián)諧振電路。加在L上的電壓的極性與狀態(tài)1相比被反向，這樣電流IF在與狀態(tài)1的IR相反的方向流動。在狀態(tài)3期間Vp然后下降接近接地，這時儲存在電感器L1和L2中的能量在Css中恢復。在狀態(tài)3結(jié)束時，IF達到零，且D2變?yōu)榉聪蚱谩Ｔ跔顟B(tài)3，持續(xù)驅(qū)動器700提供持續(xù)脈沖的下降、滯后邊。
狀態(tài)4。S4被閉合。通過S4，Vp被箝位在接地。在等離子體板反面，與持續(xù)驅(qū)動器700相同的另一持續(xù)驅(qū)動器705驅(qū)動板反面到Vcc。如果任何像素為“ON”，則放電電流流過S4。
注意，S2閉合，且只是在狀態(tài)3期間，就是說在持續(xù)脈沖下降邊期間，電流流過D2和L2。這樣，L2對持續(xù)脈沖上升邊沒有影響。
圖8示出在狀態(tài)3中下降躍遷期間，增加的電感即L1和L2組合電感的效果。由于板電容Cp沒有變化，增加的電感結(jié)果造成電流IF振幅降低及比IR長的持續(xù)時間。
圖9是持續(xù)驅(qū)動器900理想化的示意圖，這是對圖7所示持續(xù)驅(qū)動器700的設計的改進。圖10是表示持續(xù)驅(qū)動器900的工作的波形圖。
在圖9中，已經(jīng)增加了控制網(wǎng)絡920并與電感器L1通過次級繞組922電感耦合?？刂凭W(wǎng)絡920控制了開關(guān)S3和S4的導電狀態(tài)。加在次級繞組922的電壓Vc`與電感器L1上的電壓Vc成正比?？刂凭W(wǎng)絡920檢測電壓Vc`并在板電壓Vp已上升通過其中途點后緩慢關(guān)閉輸出開關(guān)S3?；谄潆妷篶`的檢測，控制網(wǎng)絡920檢驗IL的IF分量的拖尾邊，并控制開關(guān)S4使得其在板電壓Vp下降通過中途點后緩慢被關(guān)閉。二極管DC2和電阻器R2阻尼一個極性的回掃電流，而二極管DC1和電阻器R1阻尼相反極性的回掃電流。S1和S2的導電狀態(tài)由響應邏輯控制信號的輸入上升和下降的電路(圖9中未示出)控制。在以下將詳細說明持續(xù)驅(qū)動器900的四個開關(guān)狀態(tài)的操作與圖10的時序圖。
假設在狀態(tài)1之前，恢復電壓Vss處于Vcc/2。其中Vcc是持續(xù)供電電壓，Vp是零，S1打開，S2閉合，S3打開，且S4閉合。
狀態(tài)1。 S1閉合，S2打開，S3保持打開，且S4打開。Vss施加到節(jié)點A。在節(jié)點A的電壓表示為電壓VA。Vc是電感器L1上的電壓，即Vc＝Vp-VA。由于通過電感器L1的電流與電感器L1上的電壓的時間積分成正比，對于狀態(tài)1的前半部分電流LL增加，并然后在狀態(tài)1的后半部分期間下降，這時板電壓Vp上升到恢復電壓Vss以上?？刂凭W(wǎng)絡920檢測加在次級繞組922上與Vc成正比的電壓Vc`，并控制開關(guān)S3只在Vp已過Vss即中途點之后，并然后只在Vp上升期間被導通，即閉合。在理想情形下，S3在Vc的正向峰值處即時間t1閉合，且瞬時電流IL等于零(參見圖10)。簡而言之，S3在狀態(tài)1結(jié)束IL下降到零時被閉合并準備全導通。
在實際的情形，檢測中途點允許電路在電感器電流IL達到零之前開始閉合開關(guān)S3，這允許開關(guān)S3在通過電感器L1的電流接近零時開始提供電流。這允許在任何放電或回掃電流被拉出之前板電壓達到Vcc。這樣，防止了板電壓Vp，由于氣體放電電流及所述第一回掃電流的結(jié)果，降落到低于Vcc。這改進了板工作電壓的邊緣并降低了電磁干擾(EMI)。
狀態(tài)2。S1保持閉合，S2保持打開，S3保持閉合，并且S4保持打開。在電感器電流L1電流接近零，電感器從板側(cè)看到Vp減Vss的強制電壓，其中由于S3閉合Vp等于Vcc。第一回掃電流現(xiàn)在從板側(cè)通過S3通過L1流過，使D1反向偏置，使節(jié)點A的電容充電，并通過L2和D2使S2的電容充電。在狀態(tài)2期間，開關(guān)S3允許Vcc提供在板中持續(xù)放電的電流及流過電感器L1和L2的回掃電流。由回掃電流感應到電感器L1和L2的能量通過二極管D2、DC2及電阻器R2的導通被消散。電阻器R2值的選擇使之可在狀態(tài)3之前消散回掃能量。
狀態(tài)3。S1打開，S2閉合，S3打開，S4保持打開。節(jié)點A處的電壓VA下降到Vss。Vp現(xiàn)在大于VA，引起與電感器L1和L2兩端的電壓Vc時間積分成正比的負向電流IL流動。一旦下降電壓Vp穿過中途點，Vc反向極性且控制網(wǎng)絡922使開關(guān)S4在Vc的負峰值時間t3處導通。由于實際電路的滯后和S4的緩慢接通躍遷，在通過電感器L1和L2的電流達到零之前，Vp平滑地返回到返回電位，零伏特。
狀態(tài)4。S1保持打開，S2保持閉合，S3包括打開，S4閉合。由于S4閉合且流過電感器L1和L2的電流接近零，電感器L1和L2看到Vss減Vp的強制電壓，強制Vp由于S4而等于零伏特。第二回掃電流流過L1和L2，使D2反向偏置，并急劇下拉節(jié)點A，使二極管DC1正向偏置并在電阻器R1中消散回掃能量。
在板背面的第二持續(xù)驅(qū)動器905提供了上升、放電和下降的持續(xù)脈沖。S4是第二持續(xù)驅(qū)動器905的返回通路的一部分。
在圖10的波形與圖6的現(xiàn)有技術(shù)表示的比較中，注意，在圖10中電壓Vp下降躍遷期間，由于L1和L2之間的電壓分壓，電壓VA與圖6所示的不同。次級電壓Vc`在躍遷期間與L1兩端降低的電壓對應。
圖11是圖9所示電路一種變形的示意圖。持續(xù)驅(qū)動器1100包含繞組922，它作為與圖9中持續(xù)驅(qū)動器900繞組類似的對L1的次級繞組。持續(xù)驅(qū)動器1100還包括繞組1132，及兩個控制網(wǎng)絡1120和1130。繞組1132用作為對電感器L2的次級繞組?？刂凭W(wǎng)絡1120檢測繞組922兩端的電壓并控制S3的狀態(tài)?？刂凭W(wǎng)絡1130檢測次級繞組1132兩端電壓并控制S4。由于將用于上升躍遷和下降躍遷的繞組和控制網(wǎng)絡分開，則能夠更精確地控制每一躍遷。
圖12是圖11所示電路的時序圖。上升躍遷按圖9所述電路以圖10所述波形那樣操作。圖9的電路在下降躍遷期間有被限制在Vc`的信號電壓。通過在電感器L2繞組1132設置適當數(shù)目的圈數(shù)，能夠以等于由繞組Vc`在上升躍遷期間所產(chǎn)生的電壓的振幅產(chǎn)生電壓VC2。
圖13是圖9中所示電路另一變形的示意圖。持續(xù)驅(qū)動器1300包括兩個電感器L1和L1302。繞組922作為電感器L1的次級繞組，且繞組1332作為電感器L1302的次級繞組。
與圖9的電路比較，持續(xù)驅(qū)動器1300不包含圖9中所示的電感器L2。而且，在持續(xù)驅(qū)動器1300中，L1302位于由二極管D1和DC1的連接定義的節(jié)點與由L1和D2連接定義的節(jié)點之間。
在本發(fā)明的這一實施例中，電路將產(chǎn)生更長的上升躍遷和更慢的下降躍遷。這一實施例有助于PDP顯示波形，這種波形產(chǎn)生持續(xù)脈沖的下降躍遷的持續(xù)放電電流。在這種PDP中，反向的持續(xù)驅(qū)動器形成其下降躍遷，并在基準持續(xù)器的最高時間期間啟動氣體放電。然后反向持續(xù)器升高且基準持續(xù)器下降，觸發(fā)下一個氣體放電。
假設在狀態(tài)1之前恢復電壓Vss處于Vcc/2，Vp處于零，S1與S3打開，而S2和S4閉合。
狀態(tài)1。S1閉合，S2打開，S3保持打開，S4也打開。由于S1閉合，電感器L1302和L1與Cp形成串聯(lián)諧振電路，“強制”電壓Vss施加在其上。在板電壓Vp上升到Vss以上時，繞組1332產(chǎn)生電壓Vc2控制網(wǎng)絡1330，在流過電感器L1302和L1的電流返回零之前閉合開關(guān)S3。
狀態(tài)2。S1保持閉合，S2包括打開，S3保持閉合，且S4保持打開。在等離子體板反面，與持續(xù)驅(qū)動器1300相同的另一持續(xù)驅(qū)動器1305驅(qū)動板的反面到零。如果任何像素處于“ON”，則放電電流流過開關(guān)S3。然后反向持續(xù)驅(qū)動器躍遷返回到其高電平。
狀態(tài)3。S1打開，S2閉合，S3打開，S4保持打開。由于S2閉合，電感器L1和板電容Cp形成串聯(lián)諧振電路，有來自板的強制電壓Vcc減Vss。在板電壓Vp下降到低于Vss時，繞組922產(chǎn)生電壓Vc`以控制網(wǎng)絡1320，這使開關(guān)S4在流過電感器L1的電流返回零之前閉合。
狀態(tài)4。S1保持打開，S2保持閉合，S3保持打開，且S4保持閉合。由于反向持續(xù)驅(qū)動器1300處于高電平，氣體放電將發(fā)生，S4泄漏氣體放電電流。
圖14是根據(jù)本發(fā)明用于提供非對稱上升和下降時間的電路另一變形的示意圖。持續(xù)驅(qū)動器1400包含電感器L1和L1402。開關(guān)S5與電感器L1402串聯(lián)啟用或禁止電流通過L1402。當S5閉合即導通時，L1402被置于與L1平行。繞組1422作為電感器L1的次級繞組。
本發(fā)明的這一實施例中，每當S5閉合時電路將產(chǎn)生更短的上升躍遷及更短的下降躍遷。本實施例有助于PDP顯示波形，這種波形在不同的波形時間周期內(nèi)持續(xù)脈沖的不同躍遷處產(chǎn)生持續(xù)放電電流。在這種顯示系統(tǒng)中，能量恢復效率能夠被最大化，只要不預期發(fā)生氣體放電，就有較長的躍遷時間。
假設在狀態(tài)1之前，恢復電壓Vss處于Vcc/2，Vp處于零，S1和S3打開，而S2和S4閉合。以下所述的各狀態(tài)將產(chǎn)生較快的上升躍遷和較慢的下降躍遷。
狀態(tài)1。S1閉合，S2打開，S3保持打開，S4打開，且S5閉合。用于S5閉合，電感器L1和L1402平行配置，因而降低了有效電感，該電感與板電容Cp形成串聯(lián)諧振電路。其上施加有Vss的“強制”電壓。在板電壓Vp上升到Vss以上時，繞組1422產(chǎn)生電壓Vc`。電壓Vc`由控制網(wǎng)絡1420檢測到，控制網(wǎng)絡在流過電感器L1和L1402的電流返回零之前閉合開關(guān)S3。
狀態(tài)2。S1保持閉合，S2保持打開，S3保持閉合，S4保持打開，S5保持閉合。由于S3閉合，任何“ON”的像素將放電電流通過S3。在通過電感器L1和L1402D電流達到零時，“強制”電壓反向且第一回掃躍遷發(fā)生，強制節(jié)點A處的電壓急劇上升。然后回掃能量主要消散在電阻器R2中。
狀態(tài)3。S1打開，S2閉合，S3打開，S4保持打開，S5打開。由于S5打開，電感器L1與板電容Cp形成串聯(lián)諧振電路，且來自板的強制電壓Vcc減Vss施加到其上。在板電壓Vp下降到低于Vss時，繞組1422產(chǎn)生電壓Vc`以控制網(wǎng)絡1420，這使開關(guān)S4在流過電感器L1的電流返回零時之前閉合。
狀態(tài)4。S1保持打開，S2保持閉合，S3保持打開，S4保持閉合，S5保持打開。在通過電感器L1的電流達到零時，“強制”電壓反向且第二回掃躍遷發(fā)生，強制節(jié)點A處的電壓急劇下降。然后回掃能量主要消散在電阻器R1。由于開關(guān)S4閉合，Vp被箝位到零，且相同的反向持續(xù)驅(qū)動器1405能夠上升到高電平并觸發(fā)氣體放電，S4泄漏氣體放電電流。
為了清楚起見，圖7，9，11，13和14每一表示本發(fā)明一理想化的實施例，其中開關(guān)S1、S2、S3、S4和S5表示為機械裝置。在實際的實施例中，每一開關(guān)可以是任何適當?shù)拈_關(guān)裝置諸如晶體管(參見圖3)或其它用于控制電流導通或不導通的半導體器件。類似地，圖132的L1302的實施例可施加到圖7，9，11的電路，以在這些實施例中提供較長的躍遷時間和較短的下降躍遷時間。
應當理解到，以上所述只是本發(fā)明的示例。在不背離本發(fā)明之下由業(yè)內(nèi)專業(yè)人員可組成各種替代方式和改型。例如，本發(fā)明適用于DC等離子體板，電致發(fā)光顯示器，LCD顯示器，或任何驅(qū)動電容負載的應用。本發(fā)明旨在函蓋所有這些屬于所附權(quán)利要求范圍的替代型、改型和變形。
權(quán)利要求
1.一種用于提供驅(qū)動電容性負載的脈沖的電路，所述電路包括第一電感組件，該組件既影響所述脈沖上升邊的躍遷時間，又影響所述脈沖下降邊的躍遷時間；以及第二電感組件，該組件影響所述上升邊的所述躍遷時間與所述下降邊的所述躍遷時間之一，使得所述上升邊和所述下降邊非對稱。
2.權(quán)利要求1的電路，其中所述電路的特征在于(a)流過所述第一電感組件以產(chǎn)生所述上升邊和所述下降邊之一的第一電流，及(b)流過串聯(lián)的所述第一電感組件和所述第二電感組件，以產(chǎn)生所述上升邊和所述下降邊的另一個的第二電流，以及其中所述電路還包括第一開關(guān)裝置，用于啟用和禁用用于所述第一電流的通路；以及第二開關(guān)裝置，用于啟用和禁用用于所述第二電流的通路。
3.權(quán)利要求1的電路，其中所述電路的特征在于(a)流過所述第一電感組件以產(chǎn)生所述上升邊和所述下降邊之一的第一電流，及(b)流過并行的所述第一電感組件和所述第二電感組件，以產(chǎn)生所述上升邊和所述下降邊的另一個的第二電流，以及其中所述電路還包括第一開關(guān)裝置，用于啟用和禁用用于所述第一電流的通路；以及第二開關(guān)裝置，用于啟用和禁用用于所述第二電流的通路。
4.權(quán)利要求1的電路，其中所述電容性負載是等離子體顯示板的板電容。
5.權(quán)利要求1的電路，還包括可連接到所述電容性負載的開關(guān)裝置，用于啟用和禁用從電壓源到所述電容性負載的通路；以及控制器，響應從所述第一電感組件得出的信號，用于控制所述開關(guān)裝置，其中所述控制器控制所述開關(guān)裝置，以便當通過所述第一電感組件的電流接近零時，啟用所述通路。
6.權(quán)利要求1的電路，還包括可連接到所述電容性負載的開關(guān)裝置，用于啟用和禁用從共用電位節(jié)點到所述電容性負載的通路；以及控制器，響應從所述第一電感組件得出的信號，用于控制所述開關(guān)裝置，其中所述控制器控制所述開關(guān)裝置，以便當通過所述第一電感組件的電流接近零時，啟用所述通路。
7.權(quán)利要求1的電路，還包括可連接到所述電容性負載的開關(guān)裝置，用于啟用和禁用從電壓源到所述電容性負載的通路；以及控制器，響應從所述第二電感組件得出的信號，用于控制所述開關(guān)裝置，其中所述控制器控制所述開關(guān)裝置，以便當通過所述第二電感組件的電流接近零時，啟用所述通路。
8.權(quán)利要求1的電路，還包括可連接到所述電容性負載的開關(guān)裝置，用于啟用和禁用從共用電位節(jié)點到所述電容性負載的導電通路；以及控制器，響應從所述第二電感組件得出的信號，用于控制所述開關(guān)裝置，其中所述控制器控制所述開關(guān)裝置，以便當通過所述第二電感組件的電流接近零時，啟用所述導電通路。
9.一種用于提供持續(xù)脈沖以驅(qū)動等離子體顯示板的電容性負載的電路，所述電路包括第一電感器；第二電感器；第一晶體管，用于啟用和禁用通過所述第一電感器的第一電流的通路，以產(chǎn)生所述脈沖的上升邊；第二晶體管，用于啟用和禁用通過所述串聯(lián)的第一電感器與第二電感器的第二電流的通路，以產(chǎn)生所述脈沖的下降邊；其中所述上升邊和所述下降邊是非對稱的。
10.權(quán)利要求9的電路，還包括可連接到所述電容性負載的第三晶體管，用于啟用和禁用從電壓源到所述電容性負載的通路。
11.權(quán)利要求10的電路，還包括一控制器，響應從所述第一電感器得出的信號，用于控制所述第三晶體管，其中所述控制器控制所述第三晶體管，以便當通過所述第一電感器的電流接近零時啟用所述通路。
12.權(quán)利要求10的電路，還包括一控制器，響應從所述第二電感器得出的信號，用于控制所述第三晶體管，其中所述控制器控制所述第三晶體管，以便當通過所述第二電感器的電流接近零時啟用所述通路。
13.權(quán)利要求9的電路，還包括可連接到所述電容性負載的第三晶體管，用于啟用和禁用從共用電位節(jié)點到所述電容性負載的通路。
14.權(quán)利要求13的電路，還包括一控制器，響應從所述第一電感器得出的信號，用于控制所述第三晶體管，其中所述控制器控制所述第三晶體管，以便當通過所述第一電感器的電流接近零時啟用所述通路。
15.權(quán)利要求13的電路，還包括一控制器，響應從所述第二電感器得出的信號，用于控制所述第三晶體管，其中所述控制器控制所述第三晶體管，以便當通過所述第二電感器的電流接近零時啟用所述通路。
16.一種用于向具有板電極和板電容的顯示板提供驅(qū)動脈沖的電路，所述電路包括第一電感器，該電感器既影響所述脈沖上升邊的躍遷時間又影響所述脈沖下降邊的躍遷時間，所述第一電感器具有第一端和第二端，所述第二端可連接到所述板電極；驅(qū)動電壓源，用于提供對共用電位的驅(qū)動電壓；電壓源，用于提供對所述共用電位的源電壓，其中所述源電壓量值大于所述驅(qū)動電壓；第一開關(guān)裝置，用于響應輸入信號躍遷啟用和禁用從所述驅(qū)動電壓源到所述第一端的導電通路，所述輸入信號躍遷開始第一狀態(tài)，其中在啟用所述導電通路期間電流流過所述第一電感器使所述板電容充電，所述第一電感器引起所述板電極在所述電流達到零之前達到超過所述驅(qū)動電壓的一電壓值；第二開關(guān)裝置，可連接到所述板電極，用于啟用和禁用從所述電壓源到所述第二端和所述板電極的導電通路；開關(guān)控制，與所述第一電感器耦合并響應其中流過的所述電流，所述開關(guān)控制在所述第一狀態(tài)至少一部分期間可操作以控制所述第二開關(guān)裝置以禁用通過它的導通，并然后響應從所述第一電感器得出的信號，控制所述第二開關(guān)裝置以便在所述電流達到零之前啟用通它過的導通，從而所述電壓源裝置在后繼的第二狀態(tài)期間既向所述板電極提供電流又向所述第一電感器提供回掃電流；以及第二電感器，該電感器影響所述上升邊所述躍遷時間和所述下降邊所述躍遷時間之一，使得所述上升邊和所述下降邊非對稱。
全文摘要
一種用于提供驅(qū)動電容性負載的脈沖的電路，包括(a)第一電感組件，該組件既影響脈沖的上升邊的躍遷時間也影響脈沖下降邊的躍遷時間，以及(b)第二電感組件，該組件影響上升邊的躍遷時間和下降邊的躍遷時間之一，使得上升邊和下降邊是非對稱的。
文檔編號G09G3/20GK1417763SQ021464
公開日2003年5月14日 申請日期2002年11月7日 優(yōu)先權(quán)日2001年11月9日
發(fā)明者R·G·馬科特 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社