專利名稱：把放電能量諧振注入到平面等離子顯示板中的方法和裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明通常涉及平面等離子顯示板，尤其涉及把放電能量諧振注入到平面等離子顯示板中的方法和裝置。
利用交變電壓操作這樣的顯示板，尤其是在如由選定的列和行電極確定的給定放電點處提供超過開始放電電壓的寫入電壓，以在選定的單元處產(chǎn)生放電也是已知的。通過施加交變電壓可連續(xù)地“保持”在選定單元處的放電。然而，單獨的交變電壓是不足以啟動放電的。該技術依賴于在基板的介電層上產(chǎn)生的壁電荷，這些壁電荷與保持電壓一道來維持放電。
平面等離子顯示板的結構和操作的詳情在1971年1月26日頒布的美國專利3,559,190中有闡述。
現(xiàn)在參見

圖1，在10處簡要地表示向一個平面等離子顯示板(PDP)14提供保持電壓的已知驅(qū)動電路12的示意圖。PDP 14在圖1中用在虛線框內(nèi)的的電容器15和平板電感器16來表示。TS PDF的保持驅(qū)動器12要求在200納秒的上升時間內(nèi)完成600V的躍遷。這通常是使用分成兩個串聯(lián)諧振部分的串聯(lián)諧振網(wǎng)絡來完成的，如圖3所示，每個串聯(lián)諧振部分驅(qū)動PDP 14保持電容的一端。如圖1所示，每個串聯(lián)諧振部分由驅(qū)動電感器17加上MOSFET(IRF740)18和pn二極管(MUR1540)20的串聯(lián)組合來構成。驅(qū)動器部分12的左側部分通過驅(qū)動電容器22接地，而驅(qū)動器部分12的右側部分連接在電源24和地之間。第一驅(qū)動二極管26連接在PDP 14的輸入端和電源24之間，而第二驅(qū)動二極管28連接在PDP 14的輸入端和地之間。
驅(qū)動電路10的操作示于圖2和2A。MOSFET被邏輯電路(沒有顯示)順序地在導通和非導通狀態(tài)之間切換。隨著驅(qū)動部分12的操作，電荷流過驅(qū)動電感17并且在PDP 14和驅(qū)動電容22之間往返。驅(qū)動部分12和PDF 14中的組合的電感器和電容器形成了諧振電路。如圖2所示，諧振躍遷被期望為電流的半波脈沖，驅(qū)動PDF顯示板14的保持電容通過它的大部分電壓躍遷，該電壓躍遷然后通過也被期望攜帶保持放電電流的箝位MOSFET(IRFP360)的自由接通完成。在任何給定諧振躍遷上的諧振回路因此包含串聯(lián)的兩個IRF740，18、兩個MUR1540，20、兩個諧振電感器16和17、和保持電容13。在圖2和2A中的底部曲線圖表示施加給PDF 14的保持電壓，而中間的曲線圖表示流過驅(qū)動電感器17的電流，上面的曲線圖表示在驅(qū)動電路中由箝位提供的電流。如圖2所示，箝位在上升之后出現(xiàn)。這需要一個快速的電壓上升時間以便在分配的時間內(nèi)完成該序列。因為快速的電壓上升，能夠出現(xiàn)阻尼振蕩，如在圖2中明顯看到的那樣。在時間treturn處，驅(qū)動器以相同的方式操作以把保持電壓回復到原有的電壓電平。
可以發(fā)現(xiàn)，如圖1所示的驅(qū)動部分12利用大約90％通常在驅(qū)動該平板電容15中損失的能量。因此，使用如圖1所示電路的PDP能夠利用大約為較早的現(xiàn)有技術的PDP所需要的電能10％的電能進行操作。該保持驅(qū)動電路的更多細節(jié)被包含在1992年1月14日頒布的美國專利5,081,400中。在圖3中顯示了一個完整的保持驅(qū)動電路，其中示出了驅(qū)動部分12和26。在圖3中顯示的、類似于如圖1所示的元件的元件具有相同的數(shù)字標號。在圖2左邊的驅(qū)動部分12可操作來提高保持電壓而在圖3右邊的驅(qū)動部分26可操作來把該保持電壓回復到原有的電平。
在1989年9月12日頒布的美國專利4,866,349中闡述了上述保持電壓供應的結構和操作的更多細節(jié)。
現(xiàn)有技術的保持電壓驅(qū)動電路是復雜的并且需要多個開關FET。因此提供一個包含價格比較低廉元件的較簡單驅(qū)動電路是所希望的。
本發(fā)明涉及平面等離子顯示板的保持電壓驅(qū)動電路，它包含至少具有第一端和第二端的驅(qū)動電感器，該電感器的第二端被連接到平面等離子顯示板的輸入端口。驅(qū)動電路還包含連接到驅(qū)動電感器第一端的第一電子開關以及也連接到驅(qū)動電感器第一端的第二電子開關。該電路進一步包含至少一個跨接第一和第二電子開關的可變電壓電源。第一驅(qū)動電容器連接在第二電子開關和地之間，第二驅(qū)動電容器連接在第二電子開關和電壓反饋點之間。第一驅(qū)動二極管連接在驅(qū)動電感器的第二端和電壓反饋點之間，第二驅(qū)動二極管連接在驅(qū)動電感器的第二端和地之間。該驅(qū)動電路還包含連接到第一和第二電子開關和可變電壓電源并且可操作來對它們進行控制的邏輯電路。
該邏輯電路也連接到所述反饋點，并響應對在所述電壓反饋點的電壓電平以調(diào)節(jié)所述電壓電源的輸出電壓電平。此外，該邏輯電路可操作來把該可變電壓電源設定為適當?shù)碾娖?，以在保持電壓躍遷期間注入足夠的能量到諧振狀態(tài)來在該平面等離子顯示板內(nèi)建立等離子放電。
在優(yōu)選實施例中，第一和第二電子開關包含一個IGBT和一個二極管的串聯(lián)連接。另外，當連接到等離子顯示板時，該驅(qū)動電路與該顯示板一起諧振，以便減小操作該顯示板所需要的電能總量。
本發(fā)明還涉及驅(qū)動平面等離子顯示板的方法，該方法包含提供包含至少一個可調(diào)電壓電源的驅(qū)動電路的步驟。然后確定用于該顯示板的功率需求并且把該電壓電源電平設定為對應于期望的功率需求。實現(xiàn)至該保持電壓的諧振狀態(tài)的躍遷，并且，如果需要的話，在該躍遷期間把足夠的能量提供給該顯示板以在該平面等離子顯示板內(nèi)建立等離子放電。
本發(fā)明還涉及平面等離子顯示板的驅(qū)動電路的一個替換實施例，該實施例包含具有第一端和第二端的第一開關設備，該第一端適合于連接到一個保持電壓電源。該驅(qū)動電路進一步包含一個具有一個初級繞組和次級繞組的變壓器。該變壓器初級繞組具有第一和第二端，其中的第一端連接到第一開關設備的第二端，所述初級繞組的所述第二端連接到平面等離子顯示板的保持電壓輸入端口。另外，該驅(qū)動電路包含一個跨接在該變壓器次級繞組兩端的第二開關設備。該第一和第二開關設備被有選擇地在導通和非導通狀態(tài)之間切換，使得能量被保存在變壓器繞組產(chǎn)生的電場中，以便注入到等離子顯示板。
發(fā)明進一步考慮注入的能量足夠把平面等離子顯示板兩端的電壓躍遷到所需的保持電壓電平以及足夠提供電流來在該平面等離子顯示板內(nèi)啟動所需的氣體放電。
本發(fā)明還考慮一種操作剛才所述的驅(qū)動電路替換實施例的方法。操作的方法包含步驟使第一開關設備處于導通狀態(tài)，而第二開關設備處于非導通狀態(tài)，使得電壓在顯示板上以基本上為增加的速率開始增加。然后使第一開關設備處于非導通狀態(tài)，而第二開關設備也處于非導通狀態(tài)，使得顯示板上的電壓繼續(xù)以基本上為恒定的速率增加。接下來，第一開關設備返回到導通狀態(tài)，而第二開關設備也處于導通狀態(tài)，使得顯示板上的電壓繼續(xù)以一個較低速率增加，將在預定電壓電平處被箝位，而能量存儲在通過在該變壓器次級繞組內(nèi)的電流流動在該變壓器繞組中建立的B場內(nèi)。然后使第一開關設備處于非導通狀態(tài)，而第二開關設備處于導通狀態(tài)，以繼續(xù)在通過在變壓器次級繞組內(nèi)的電流流動而變壓器繞組中建立的B場內(nèi)儲存能量。最后，使第二開關設備返回到非導通狀態(tài)以把存儲的能量注入到該顯示板中，同時把施加給平面等離子顯示板的電壓基本上保持在箝位電壓電平處。
對那些本領域技術人員來說，通過讀取優(yōu)選實施例，并同時結合附圖，本發(fā)明的各個目的和優(yōu)點將會變得明顯。
圖10表示被圖8所示電路圖中的開關用來產(chǎn)生如圖9所示的電壓波形的開關順序；圖11是圖8所示電路的一個替換實施例。
優(yōu)選實施例說明再次參見附圖，在圖4中說明了一個用于PDP保持電壓驅(qū)動器部分的改進電路30。圖4所示類似于如圖1所示元件的元件具有相同的數(shù)字標號。如圖4所示，現(xiàn)有技術驅(qū)動電路12中的四個MOSFET 18已經(jīng)被由邏輯控制電路39在導通和非導通狀態(tài)之間順序切換的第一和第二注入柵極雙極晶體管(IGBT)32和34所代替。在該優(yōu)選實施例中，使用了IRG4BC40W IGBT。在該諧振驅(qū)動電路中使用時，該IGBT 32和34被確定為比MOSFET 18更有前途，因為他們的通電狀態(tài)電壓降不和傳導電流成比例增加。因為該諧振電路，所以IGBT 32和34的斷開時間不是一個問題。雖然本發(fā)明的優(yōu)選實施例被說明為使用IGBT，但是將要理解發(fā)明還能夠用其它的傳統(tǒng)電子開關，諸如FET、雙極晶體管等來實施。
第一IGBT 32具有連接到第一MUR二極管36陽極的陰極。在該優(yōu)選實施例中，使用了MUR 1540二極管。第一二極管36的陰極連接到該驅(qū)動器電感器17的第一端。第二IGBT 34的陽極連接到第二MUR二極管38的陰極。第二二極管38的陽極還連接到驅(qū)動器電感器17的第一端。
第二IGBT 34的陰極連接到兩個可變電壓電源40和42串聯(lián)組合的負極，同時第一IGBT 32的陽極連接到該組合的電壓電源40和42的正極?？勺冸妷弘娫?0和42是傳統(tǒng)的可編程電壓電源，如反饋變壓器、緊螺紋扣電源、逆程電壓源等等。電壓電源40和42連接邏輯控制39并且由該邏輯控制39來控制。如在下面描述的那樣，由電源40和42提供的電壓從當沒有等離子放電存在時的大約四分之一保持電壓變化到是啟動等離子放電所要求的能量數(shù)量的函數(shù)的提高的電平。
串聯(lián)連接的二極管36和38為IGBT 32和34提供了斷開功能。如上所述，第一二極管36的陰極和第二二極管38的陽極連接到該驅(qū)動電感器17的第一端。該驅(qū)動電感器17的第二端連接到PDP 14的輸入端A。雖然驅(qū)動電感器17被說明為具有雙端連接，但應當理解本發(fā)明還可以用在其第一和第二端之間具有一個或多個抽頭(沒有顯示)的驅(qū)動電感器來實施。在這樣一個電感器上的中間抽頭將允許傳統(tǒng)電路的連接以提高施加給PDP輸入端A的電壓。
在兩個可變電壓電源40和42之間的連接被連接到在第一和第二驅(qū)動器電容器22和44之間的公共節(jié)點。第一驅(qū)動器電容器22還接地，同時第二驅(qū)動器電容器連接到電壓反饋點24。類似于如上所述的現(xiàn)有技術驅(qū)動電路12，驅(qū)動電路30還包含連接在PDP 14的輸入端口A和電壓反饋點24之間的第一驅(qū)動二極管26，而第二驅(qū)動器二極管28連接在輸入端口A和地之間。
下面將描述改進的驅(qū)動電路30的操作。在圖5中顯示了由電路30的操作產(chǎn)生的典型波形。該操作也由在圖5A中的流程圖進行了說明。本發(fā)明考慮PDP 14的兩個操作模式。在由圖5中的虛線說明的第一模式中，沒有等離子體放電。在由圖5.中的實線說明的第二模式中，存在等離子體放電。
在圖5A的判定框50中，它確定哪個操作模式是所期望的。假定為第一模式，則該方法繼續(xù)到功能框52，在那兒用于可變電壓電源40和42的電壓電平被設置為該保持電壓電平的大約四分之一。理論上，電壓將是該保持電壓電平的四分之一；然而，由于需要對元件損耗進行補償，該電壓電平實際上被設置為稍微高于電壓電平的四分之一。此時，在PDP輸入端口A處的電壓是在地或者零電位處。在tstart處，如功能框54所示，第一電子開關32從非導通狀態(tài)變化到導通狀態(tài)。驅(qū)動電感器17和PDP14的并聯(lián)電容器15的串聯(lián)諧振在輸入端口A處建立了在電壓方面的諧振上升。電壓升高的時間常數(shù)由驅(qū)動電感器17和平板電感器15的電感總數(shù)以及平板電容器15的電容所確定。流過該驅(qū)動電感17的電流在tpeak current處達到一個峰值，在此之后該電流開始隨著電壓的繼續(xù)上升而降低。電壓在tresonance處達到峰值。如圖5A所示，因為第一模式在起作用，所以操作繼續(xù)通過判定框56到功能框58，其中第一電子開關32在toff處返回到它的非導通狀態(tài)，讓電壓處于保持電壓電平。一旦達到了想要的保持電壓，該保持電壓就由驅(qū)動二極管26和PDP電容器15的操作來保持。
在預定時間過去之后，第二電子開關34變?yōu)閷顟B(tài)(沒有顯示)。第二電子開關以一種類似于如上所述的方式與驅(qū)動電感器17和PDP平板電容一起操作，把該保持電壓驅(qū)動回到它的原始值(沒有顯示)。
第二操作模式包括等離子體放電的建立。因此，操作從判定框55傳送到60，其中邏輯控制39確定建立所需的等離子體放電的功率需求。然后在功能框52中把電壓電平設置為更高的電平，以便把在該躍遷期間額外的能量注入到該PDF 17的諧振中。如圖5中的較低實線曲線所示，因為電壓電源40和42被設置為更高的輸出，所以電壓以一個更快的速率增加。因為增加的能量，如在圖5中說明的那樣，在tdischarge處建立等離子體放電。在建立了放電之后，如上所述來保持該保持電壓。然而，如果電壓電源電壓被設置為過高，則驅(qū)動電感器將輕微導通并充電驅(qū)動電容器44。電容器44兩端的電壓從點24反饋到邏輯控制39，邏輯控制39然后為下一個周期在一個下降的方向調(diào)節(jié)該電壓電平。因此，電壓電源40和42的電壓輸出設置是動態(tài)的。此外，本發(fā)明在躍遷期間注入能量到PDP保持電壓的諧振中。因為能量注入出現(xiàn)在躍遷期間，該躍遷能夠持久更長，由此減小了操作PDP17所需要的總能量數(shù)量。此外，如上所述，單個驅(qū)動電路30能夠用兩個保持電壓電平驅(qū)動PDP。
在模擬期間，發(fā)明人已經(jīng)確定改進的電路把利用現(xiàn)有技術驅(qū)動電路12驅(qū)動同樣的PDP所需要的峰值振鈴電流從27安培增加到32安培，同時把能量消耗從42瓦減小到27瓦。另外，開關設備的工作溫度從大約120℃減小到大約90℃。同樣重要的是施加給PDF14的電壓的平穩(wěn)性，如在該底部圖形中說明的那樣。已經(jīng)消除了與、如圖2所示的現(xiàn)有技術驅(qū)動電路的鉗位作用相關的電壓中的阻尼振蕩。
前面的結果由橋路計時獲得，計時的設定使得諧振躍遷剛好在激活箝位之前完成。把箝位時間設定為接近于該諧振躍遷的完成能夠增加保持損失大約35％。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)MUR1540二極管結在反向恢復期間的溫度能夠?qū)λ鼈兊臄嚅_時間造成不利影響，由此降低效率。
在進行這些測量之后，發(fā)明人同樣調(diào)查對諧振開關32和34的柵極驅(qū)動電壓的改進。測量值最初在12和9V之間，發(fā)明人相信值的提高將給出電路效率的次要改進。
在圖6的70處說明了改進的驅(qū)動電路的一個替換實施例。在圖6中顯示的、類似于如圖4所示元件的元件具有相同的數(shù)字標號。在該替換實施例中，兩個可變電壓電源40和42已經(jīng)用單個可變電壓電源72所替換。電源72的正極連接到第一IGBT 32的陽極，而電源52的負極連接到第二IGBT 34的陰極。因此，與在圖4中說明的實施例相比，電路70中的替換使用了較少的元件。替換實施例70的操作與如上所述相同；然而電路70等于在圖3中顯示的現(xiàn)有技術電路的一部分。因此該驅(qū)動電路70僅僅能增加保持電壓。需要在圖7中顯示的第二驅(qū)動電路80來把保持電壓回復到原有電平。
本發(fā)明進一步考慮用更快的二極管替換MUR1540串聯(lián)的二極管36和38。可以相信更快的二極管改進該諧振躍遷，同時減少在箝位橋路中的損耗以及在電路中的切換損耗。
本發(fā)明還考慮該驅(qū)動部分電路的另一個替換實施例82，如在圖8所示簡要電路圖說明的那樣。如前一樣，圖8所示類似于在前面圖中所示元件的元件具有相同的數(shù)字標號。如圖8所示，該替換實施例82包含第一對電子開關SW1和SW2，它們在電壓電源VS1和VS2之間串聯(lián)連接。雖然圖中示出電子開關SW1和SW2使用FET，但應當懂得FET的使用是示例性的，本發(fā)明還能夠用其它的開關設備來實施。虛線表示的二極管D1和D2表示FET的內(nèi)部特性。FET柵極連接到可操作來在FET導通和非導通狀態(tài)之間切換該FET的邏輯控制84。電壓供給Vs+和Vs具有被設定在由電路82驅(qū)動的PDP 14的±保持電壓值的固定輸出電壓。雖然該保持電壓被顯示為是正/負的，但應當懂得電壓是從能夠被選為非零的基準電壓值處開始測量。
在電子開關SW1和SW2之間的公共接點86通過變壓器88連接到PDP14的第一輸入端口90。在該優(yōu)選實施例中，變壓器88是具有初級繞組L1和次級繞組L2的空氣心變壓器。變壓器繞組被纏繞為匹配PDP14的等效電容和期望的PDF響應時間。通常，變壓器88的電感是低的，以便滿足這些標準。本發(fā)明能夠用變壓器匝比1∶1來實施；然而，降低在次級電路中的電壓的選定匝比允許在變壓器次級電路中使用更低的額定電壓設備。因此，在優(yōu)選實施例中，使用了一個4∶1或者5∶1的降壓匝比。
變壓器88的次級電路連接到第二對電子開關SW3和SW4，它們彼此串聯(lián)連接。雖然再次示出電子開關SW3和SW4使用FET，但應當懂得FET的使用是示例性的，本發(fā)明還能夠用其它的開關設備來實施。虛線表示的二極管D3和D4表示FET的內(nèi)部特性。FET柵極連接到可操作來使FET在導通和非導通狀態(tài)之間切換的邏輯控制84。雖然顯示有兩條線連接該FET柵極到邏輯控制88，但是FET，SW3和SW4一起進行操作，而且能夠使用單條線(沒有顯示)來連接該邏輯控制84到FET柵極。當變壓器88的匝比被選定來從主電源降低次級電壓時，第二對電子開關SW3和SW4可使用比第一對電子開關SW1和SW2低的額定電壓設備，以降低成本。
下面將參考圖9和10說明驅(qū)動電路82的操作。圖9說明了由電路82生成、并且施加于PDP 14的第一輸入端口90的保持電壓波形。切換在驅(qū)動電路82中的電子開關SW1、SW2、SW3和SW4的時序如圖10所示，圖中標號為10a的部分對應于電子開關SW1在其導通和非導通狀態(tài)之間的操作，該操作分別用符號“on”和“off”表示。
最初，所有四個開關SW1 SW2、SW3和SW4都處于它們的非導通狀態(tài)。在時間tstart處，可對邏輯控制84進行操作，使以導致第一對電子開關的上部開關SW1改變到它的導通狀態(tài)，由此施加電壓Vs+到PDP 14的第一輸入端口90。因為PDP 14的固有電容的緣故，隨著變壓器初級繞組L1和PDP 14的并聯(lián)電容器的串聯(lián)諧振在PDP 14的輸入端口處建立了電壓的諧振上升，如在圖9中標記為92的曲線部分所示，正在施加給PDP的輸入端口90的電壓開始增加。注入到該諧振電路的能量總數(shù)足夠把對驅(qū)動電路82來說表現(xiàn)為電容的PDP 14兩端的電壓躍遷到所需的保持電壓電平和提供足夠的電流以便在該PDP 14內(nèi)建立所需的氣體放電。當時間達到t2時，可進一步對邏輯控制84進行操作，以使得第一對電子開關的上部開關SW1改變到它的非導通狀態(tài)。然而，如在圖9中標記為94的曲線部分所示，在PDP輸入端口52處的電壓繼續(xù)升高，如果沒有事情進一步發(fā)生，則電壓將遵循標記為96的虛線達到大約2Vs+的值。
為了控制施加給PDP 14的電壓，邏輯控制84在t3處再次使第一對電子開關的上部開關SW1改變到它的導通狀態(tài)，同時還使在該變壓器次級電路中的第二對電子開關SW3和SW4改變到它們的導通狀態(tài)。對于圖8的次級電路所示的那些FET，僅僅一個FET實際上導通，而另一個FET的內(nèi)部二極管允許次級繞組電流流動。然而，第二對FET的配置允許次級繞組電流依據(jù)施加給PDP 14的電壓所要求的那樣，允許次級繞組電流在任何一個方向流動。隨著次級繞組電流的流動，能量被保存在由變壓器88生成的B場中。因此，如在圖9中標記為98的曲線部分所示那樣，施加給PDP輸入端口90的增加電壓被箝位到大約Vs+的穩(wěn)定值。
在t4處，如圖10a所示，邏輯控制84使第一對電子開關的上部開關SW1改變回到它的非導通狀態(tài)，同時如圖10c和10d所示，在變壓器次級電路中的第二對電子開關SW3和SW4保持它們的導通狀態(tài)直到時間t5為止。由于次級繞組電流而有足夠的能量保存在B場中，使得在時間t4和t5之間在PDP14內(nèi)的能量不被放電。在時間t4和t5之間的時間間隔被標記為ΔT，被選擇來為PDP 4提供用適當?shù)臈l件和電壓相位關系。
施加給PDP輸入端口90的電壓能夠進一步通過在變壓器次級電路中跨接第二對電子開關SW3和SW4而添加一個可選電容器94來進行進一步的控制，如在圖5中的虛線說明的那樣?？蛇x電容器94和變壓器次級繞組電感L2一起形成了諧振電路。在t5和t6之間，所有電子開關SW1、SW2、SW3 and SW4再次處于它們的非導通狀態(tài)，而且在PDP輸入端口90處的電壓保持在大約Vs+處，如在圖9中標記為100的曲線部分所示。
從t6開始，在PDP輸入端口90的電壓通過電子開關的進一步操作被返回到初始電壓電平。在t6處，可對邏輯控制84進行操作，使第一對電子開關的下部開關SW2改變到它的導通狀態(tài)，由此施加電壓Vs-到PDP14的第一輸入端口90。如在圖9中標記為102的曲線部分所示，因為PDP 14的固有電容，施加給PDP輸入端口90的電壓開始降低。當時間達到t7時，可進一步對邏輯控制84進行操作，使第一對電子開關的底部開關SW1改變到它的非導通狀態(tài)。然而，如在圖9中標記為104的曲線部分所示那樣，在PDP輸入端口92處的電壓繼續(xù)降低并且，如果沒有事情進一步發(fā)生，則電壓將繼續(xù)減少到大約2Vs-的值。
為了繼續(xù)控制施加給PDP 14的電壓，邏輯控制84在t8處，再次使第一對電子開關的底部開關SW2改變到它的導通狀態(tài)，同時還使在該變壓器次級電路中的第二對電子開關SW3和SW4改變到它們的導通狀態(tài)。隨著電壓的降低，現(xiàn)在流動次級繞組電流以和在如上所述的、該PDP驅(qū)動電路操作中的增加電壓部分期間的流動相反的方向流動。然而如上所述，第二對FET的配置允許次級繞組電流依據(jù)施加給PDP 14的電壓的要求，允許次級繞組電流在任何一個方向流動。隨著次級繞組電流的流動，能量被再次保存在由變壓器88生成的B場中。因此，如在圖9中標記為108的曲線部分所示那樣，施加給PDP輸入端口90的降低電壓被箝位到大約初始電壓的穩(wěn)定值。
在t9處，如圖10a所示，邏輯控制84使第一對電子開關的底部開關SW2改變回到它的非導通狀態(tài)，同時如圖10c和10d所示，在變壓器次級電路中的第二對電子開關SW3和SW4保持它們的導通狀態(tài)直到時間t10為止。由于次級繞組電流而有足夠的能量保存在B場中，使得在時間t9和t10之間在PDP 14內(nèi)的能量不被放電。在時間t9和t10之間的時間間隔被標記為ΔT’，被選擇來為PDP 4提供適當?shù)臈l件和電壓相位關系。本發(fā)明認為間隔ΔT’可以等于或者不等于ΔT。
本發(fā)明進一步考慮在如上所述的驅(qū)動電路周期期間監(jiān)視保持在PDP14中的能量。一個反饋電路(沒有顯示)將在輸入端口電壓返回到它的初始值時確定保持在PDP 14中的任何剩余能量的量值，并且在下一個周期期間調(diào)節(jié)該保持電壓以通過供應較少的能量到PDP 14來補償剩余的能量。補償能夠采取幾種形式。例如，可減小保持電壓施加給PDP14的時間間隔?；蛘甙裀WM電壓用作保持電壓，在這樣情況下PWM波形的作業(yè)周期能夠被修改以減少或者增加提供給PDP14的能量。另外，能夠使用改變時間間隔和PWM調(diào)制的組合。
另外，如上所述，注入到該諧振電路中的能量總數(shù)足夠把對驅(qū)動電路82來說表現(xiàn)為電容的PDP 14兩端的電壓躍遷到所需的保持電壓電平和提供足夠的電流以在該PDP 14內(nèi)建立所需的氣體放電。因此，邏輯控制84還連接到PDP控制電路(沒有顯示)。邏輯控制84從PDP控制電路中接收有關要由氣體放電照射的PDP 14百分比的信息。因為建立氣體放電所需要的電流與要被照射的PDP數(shù)量成比例，可對邏輯控制84進行操作以把該百分比轉(zhuǎn)換成為一個電流需要，然后調(diào)節(jié)波形PWM及/或通電時間以確保有足夠的能量被注入到PDP 14中，以提供期望的保持電壓電平以及建立期望的氣體放電所需要的電流。
類似于上面顯示驅(qū)動電路，在圖8中的PDP 14具有第二輸入端口110連接到第二驅(qū)動電路(沒有顯示)，該第二驅(qū)動電路是上面描述的驅(qū)動電路82的鏡象。可對第二驅(qū)動電路進行操作以提供一個保持電壓到該PDP 14，該電壓和圖9中顯示的電壓波形反相。
一般地，在圖11中的120處顯示了該驅(qū)動電路的另一個替換實施例。如前一樣，圖11中類似于在前面圖中所示元件的元件具有相同的數(shù)字標號。驅(qū)動電路120包含具有連接在PDP輸入端口90和第一驅(qū)動電路82之間的初級繞組的第二空氣心變壓器122。驅(qū)動電路120還具有第三空氣心變壓器124，該第三空氣心變壓器124具有連接在PDP輸出端口110和第二驅(qū)動電路(沒有顯示)之間的初級繞組。第二和第三變壓器122和124的每一個次級繞組的一端被連接在一起，同時該次級繞組的另一端接地。該附加的變壓器通過借助于在變壓器次級繞組之間流動的電流跨越PDP 14傳送能量，平衡施加給PDP端口90和110的電壓。
以上利用優(yōu)選實施例解釋和說明了本發(fā)明的原理和操作模式。然而，必須理解，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，本發(fā)明可以實施為不同于以上的特別解釋和說明。
權利要求
1.一種平面等離子顯示板的保持電壓驅(qū)動電路，包含至少具有第一端和第二端的驅(qū)動電感器，所述電感器的所述第二端連接到平面等離子顯示板的輸入端口；連接到所述驅(qū)動電感器第一端的第一電子開關；也連接到所述驅(qū)動電感器第一端的第二電子開關；跨接在所述第一和第二電子開關兩端的至少一個可變電壓電源；連接在所述第二電子開關和地之間的第一驅(qū)動電容器；連接在所述第二電子開關和電壓反饋點之間的第二驅(qū)動電容器；連接在所述驅(qū)動電感器的所述第二端和所述電壓反饋點之間的第一驅(qū)動二極管；連接在所述驅(qū)動電感器的所述第二端和地之間的第二驅(qū)動二極管；以及連接到所述第一和第二電子開關和所述可變電壓電源并且對其進行控制的邏輯電路。
2.如權利要求1所述的驅(qū)動電路，其特征在于當該驅(qū)動電路連接到等離子顯示板時，該電路和顯示板一起諧振，從而減小操作顯示板所需的總功率。
3.如權利要求1所述的驅(qū)動電路，其特征在于所述第一和第二電子開關包含串聯(lián)的IGBT和二極管。
4.如權利要求1所述的驅(qū)動電路，其特征在于所述邏輯電路還連接到所述反饋點，并且響應于所述電壓反饋點處的電壓電平而調(diào)節(jié)所述電壓電源的輸出電壓電平。
5.如權利要求4所述的驅(qū)動電路，其特征在于所述邏輯電路把所述可變電壓電源設定為適當?shù)碾娖?，以便在保持電壓躍遷期間注入足夠的能量到諧振狀態(tài)中，由此在平面等離子顯示板內(nèi)建立等離子體放電。
6.一種平面等離子顯示板的保持電壓驅(qū)動電路，包含具有第一端和第二端的驅(qū)動電感器，所述電感器的所述第二端連接到平面等離子顯示板的輸入端口；連接在所述驅(qū)動電感器的所述第一端和第一可變電壓電源的第一端之間的第一電子開關，所述第一可變電壓電源還具有第二端；連接在所述驅(qū)動電感器的所述第一端和第二可變電壓電源的第二端之間的第二電子開關，所述第二可變電壓電源還具有連接到所述第一可變電壓電源的所述第二端的第一端；連接在所述第二可變電壓電源的第一端和地之間的第一驅(qū)動電容器；連接在所述第二可變電壓電源的第一端和電壓反饋點之間的第二驅(qū)動電容器；連接在所述驅(qū)動電感器的所述第二端和電壓反饋點之間的第一驅(qū)動二極管；連接在所述驅(qū)動電感器的所述第二端和地之間的第二驅(qū)動二極管；以及連接到所述第一和第二電子開關和所述可變電壓電源并且對其進行控制的邏輯電路。
7.如權利要求6所述的驅(qū)動電路，其特征在于當該驅(qū)動電路連接到等離子顯示板時，該電路和顯示板一起諧振，以便減小操作該顯示板所需的總功率。
8.如權利要求6所述的驅(qū)動電路，其特征在于所述第一和第二電子開關包含串聯(lián)的IGBT和二極管。
9.如權利要求6所述的驅(qū)動電路，其特征在于所述邏輯電路還連接到所述反饋點，并且響應于所述電壓反饋點處的電壓電平而調(diào)節(jié)所述電壓電源的輸出電壓電平。
10.如權利要求9所述的驅(qū)動電路，其特征在于所述邏輯電路把所述可變電壓電源設定為適當?shù)碾娖?，以在保持電壓躍遷期間注入足夠的能量到諧振狀態(tài)中，由此在該平面等離子顯示板內(nèi)建立等離子體放電。
11.一種操作平面等離子顯示板驅(qū)動電路的方法，包含以下步驟(a)提供包含至少一個可調(diào)電壓電源的驅(qū)動電路；(b)確定該顯示板的功率需求；(c)把電壓電源的電平設定為對應于所需的功率需求；(d)躍遷到該保持電壓的諧振狀態(tài)；以及(e)如果需要的話，在該躍遷階段供應足夠的能量以在該平面等離子顯示板內(nèi)建立等離子體放電。
12.如權利要求11所述的方法，其特征在于在步驟(c)期間，該電壓驅(qū)動器電源被設定為適當?shù)碾娖?，以便在躍遷期間注入足夠的能量到諧振狀態(tài)中，以建立等離子體放電。
13.如權利要求12所述的方法，進一步包含在步驟(e)之后，反饋該保持電壓，并且如果必要的話，調(diào)節(jié)該電源電壓。
14.一種平面等離子顯示板的保持電壓驅(qū)動電路，包含具有第一端和第二端的第一電子開關，所述第一電子開關可以在導通和非導通狀態(tài)之間進行切換；連接到所述第一電子開關的所述第一端的第一固定保持電壓電源；具有第一端和第二端的第二電子開關，所述第二電子開關可以在導通和非導通狀態(tài)之間進行切換，所述第二電子開關的所述第一端連接到所述第一電子開關的所述第二端；連接到所述第二電子開關的所述第二端的、具有與所述第一保持電壓電源相反極性的第二固定保持電壓電源；具有初級繞組和次級繞組的變壓器，所述變壓器初級繞組的一端連接到所述第一電子開關的第二端，所述變壓器初級繞組的另一端連接到該平面等離子顯示板；串聯(lián)連接的一對電子開關，所述電子開關對可以在導通和非導通狀態(tài)之間進行切換，所述電子開關對的所述串聯(lián)連接跨接在所述變壓器次級繞組兩端；以及連接到所述電子開關的邏輯控制，所述邏輯控制可以使所述電子開關在它們的導通和非導通狀態(tài)之間進行切換，以施加所述保持電壓到平面等離子顯示板，以及在諧振狀態(tài)期間注入足夠的能量到該顯示板中，以在該顯示板內(nèi)建立等離子體放電。
15.如權利要求14所述的驅(qū)動電路，其特征在于注入的能量足夠把整個平面等離子顯示板的電壓躍遷到期望的保持電壓電平，并提供電流以在該平面等離子顯示板內(nèi)啟動期望的氣體放電。
16.如權利要求15所述的驅(qū)動電路，其特征在于所述邏輯控制連接到該平面等離子顯示板的控制電路，并且從所述顯示板控制電路接收有關顯示板期望照明范圍的信息，該控制電路響應于所述顯示板信息而調(diào)節(jié)注入到該顯示板中的能量，以確保整個顯示板的電壓躍遷到所述期望的電壓電平，并且確保有足夠的電流來在該平面等離子顯示板內(nèi)啟動期望的氣體放電。
17.如權利要求15所述的驅(qū)動電路，其特征在于所述邏輯控制切換連接到變壓器次級繞組的所述電子開關對，同時施加電壓到該平面等離子顯示板以在由所述變壓器繞組產(chǎn)生的場內(nèi)儲存能量，所述儲存的能量在適當?shù)臅r間被注入到該平面等離子顯示板中。
18.如權利要求17所述的驅(qū)動電路，其特征在于驅(qū)動電路是第一驅(qū)動電路，并且進一步包含一個是該第一驅(qū)動電路鏡象的第二驅(qū)動電路，所述第二驅(qū)動電路也連接到該平面等離子顯示板，用于用相反的保持電壓驅(qū)動平面等離子顯示板。
19.如權利要求18所述的驅(qū)動電路，進一步包含一對次級變壓器，所述次級變壓器中的每一個都具有連接在一個驅(qū)動電路和平面等離子顯示板之間的初級繞組，所述次級變壓器的次級繞組一端連接在一起，而另一端接地，借此平衡由第一和第二驅(qū)動電路施加給平面等離子顯示板的電壓。
20.如權利要求17所述的驅(qū)動電路，其特征在于所述電子開關是場效應晶體管。
21.如權利要求17所述的驅(qū)動電路，其特征在于所述變壓器是空氣心變壓器。
22.如權利要求17所述的驅(qū)動電路，進一步包含用于監(jiān)視施加給該平面等離子顯示板的能量的反饋電路，所述反饋電路調(diào)節(jié)所述邏輯控制的操作，以便在該驅(qū)動電路操作期間改變施加該平面顯示板顯示的能量。
23.如權利要求17所述的驅(qū)動電路，其特征在于施加給該平面等離子顯示板的電壓是具有可調(diào)作業(yè)周期的脈寬調(diào)制電壓；該驅(qū)動電路包含用于監(jiān)視施加給該平板等離子體顯示器的能量的反饋電路，所述反饋電路調(diào)節(jié)供應給平面顯示板的脈寬調(diào)制電壓的作業(yè)周期，以便在驅(qū)動電路操作期間改變施加給該平板顯示的能量。
24.如權利要求17所述的驅(qū)動電路，進一步包含跨接在所述變壓器次級繞組兩端的電容器，所述電容器和所述變壓器次級繞組一起形成諧振電路。
25.一種操作平面等離子顯示板的方法，包含步驟(a)提供具有第一開關設備的驅(qū)動電路，所述第一開關設備和連接在該驅(qū)動電路和顯示板之間的變壓器初級繞組一起把保持電壓電源連接到平面等離子顯示板，變壓器次級繞組連接在第二開關設備的兩端；(b)使第一開關設備處于導通狀態(tài)中，同時使第二開關設備處于非導通狀態(tài)中，使得電壓在該顯示板上以總體上升的速率開始增加；(c)使第一開關設備處于非導通狀態(tài)，同時使第二開關設備處于非導通狀態(tài)中，使得在該顯示板上的電壓繼續(xù)以大致恒定的速率增加；(d)使第一開關設備返回到導通狀態(tài)，同時也使第二開關設備處于導通狀態(tài)中，使得在該顯示板上的電壓繼續(xù)以較低的速率增加，在預定電壓電平處箝位，同時利用在該變壓器次級繞組內(nèi)的電流流動，把能量存儲在該變壓器繞組中建立的B場內(nèi)；(e)使第一開關設備處于非導通狀態(tài)，同時使第二開關設備處于導通狀態(tài)，繼續(xù)利用在變壓器次級繞組內(nèi)的電流流動，在該變壓器繞組中建立的B場內(nèi)儲存能量；以及(f)使第二開關設備返回到非導通狀態(tài)以注入存儲的能量到該顯示板中，同時把施加給該平面等離子顯示板的電壓大致保持在箝位電壓電平處。
26.如權利要求25所述的方法，其特征在于注入的能量足夠把整個平面等離子顯示板的電壓躍遷到期望的保持電壓電平，并提供電流來在該平面等離子顯示板內(nèi)啟動期望的氣體放電。
27.如權利要求26所述的方法，其特征在于該開關設備包含場效應晶體管以及連接到該場效應晶體管的邏輯控制，該邏輯控制可進行操作以有選擇地使場效應晶體管在導通和非導通狀態(tài)之間切換。
28.如權利要求26所述的方法，其特征在于該變壓器是一個空氣心變壓器。
29.一種平面等離子顯示板的保持電壓驅(qū)動電路，包含具有第一端和第二端的第一開關設備，該第一端連接到保持電壓電源；具有初級繞組和次級繞組的變壓器，所述初級繞組具有第一端和第二端，所述初級繞組的第一端連接到所述第一開關設備的所述第二端，所述初級繞組的所述第二端連接到該平面等離子顯示板的保持電壓輸入端口；以及跨接在所述變壓器的所述次級繞組兩端的第二開關設備，所述第一和第二開關設備被有選擇地在導通和非導通狀態(tài)之間切換，以便在由所述變壓器繞組產(chǎn)生的場中保存能量，以注入到該等離子顯示板中。
30.如權利要求29所述的驅(qū)動電路，其特征在于注入的能量足夠把整個平面等離子顯示板的電壓躍遷到期望的保持電壓電平，并提供電流來在該平面等離子顯示板內(nèi)啟動期望的氣體放電。
31.如權利要求30所述的驅(qū)動電路，其特征在于所述第一和第二開關設備有選擇地在導通和非導通狀態(tài)之間切換，以提高施加給該平面等離子顯示板的電壓，并且箝位在一個對應于第一保持電壓電源的輸出的電壓電平處。
32.如權利要求30所述的驅(qū)動電路，其特征在于所述第一和第二開關設備各包含至少一個電子開關。
33.如權利要求32所述的驅(qū)動電路，其特征在于所述變壓器是空氣心變壓器。
34.如權利要求30所述的驅(qū)動電路，其特征在于所述保持電壓電源是第一保持電壓電源，該驅(qū)動電路包含具有第一和第二端的第三開關設備，所述第三開關設備的所述第一端連接到所述第一開關設備的第二端，而所述第三開關設備的所述第二端連接到第二保持電壓電源，所述第二保持電壓電源具有一個與所述第一保持電壓電源的極性相反的極性，所述第三和第二開關設備被有選擇地在導通和非導通狀態(tài)之間切換，在由所述變壓器繞組產(chǎn)生的場中保存能量，以便注入到等離子顯示板中，并且降低施加給該平面等離子顯示板的電壓，并箝位于對應于該顯示板的初始電壓電平的電壓電平處。
全文摘要
一種改進的平面等離子顯示板的保持電壓波形驅(qū)動電路，其包含經(jīng)由電感器與等離子顯示板相連的串聯(lián)連接的一對電子開關。該驅(qū)動器注入向PDP供應等離子體放電電流以及以諧振方式實現(xiàn)電壓躍遷所需的能量。
文檔編號G09G3/28GK1474373SQ0216080
公開日2004年2月11日 申請日期2002年12月30日 優(yōu)先權日2001年12月28日
發(fā)明者杰里D·舍默霍恩, 杰里D 舍默霍恩 申請人:Lg電子株式會社