CN101727823B - 用于等离子显示器的维持电极驱动电路和驱动方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于等离子显示器的维持电极驱动电路，维持电极驱动电路用于产生维持电极的驱动波形，其每个周期包括：准备期，包括：阶段①②，参考期；阶段③，方波Vs；阶段④，参考期；阶段⑤，方波Vb；寻址期，包括：阶段⑥⑦，方波Vb；维持期，包括：阶段⑧，参考期；阶段⑨，脉冲；阶段⑩，参考期；Vs模块：用于提供阶段③⑨的电压Vs；接地模块：用于提供①②④⑧⑩的GND；以及Vb模块：用于利用维持电极驱动电路的输出电压提供阶段⑤⑥⑦的电压Vb。本发明还提供了一种用于等离子显示器的维持电极驱动方法。本发明能够达到降低整机功耗的效果。

Description

用于等离子显示器的维持电极驱动电路和驱动方法

技术领域

本发明涉及等离子显示器领域，具体而言，涉及一种用于等离子显示器的维持电极驱动电路和驱动方法。

背景技术

彩色交流等离子体显示器(AC-PDP)是根据气体放电的基本原理研制的，通过气体放电发出的紫外光激发荧光粉发光来实现显示。目前，三电极表面放电型AC-PDP是最具竞争力的一种PDP类型，这种AC-PDP大多采用寻址与显示分离(ADS)技术来实现灰度显示的，即将一个电视场分为先后发光的8个或10个或12个子场，每个子场均由准备期、寻址期和维持期组成，通过适当的子场组合就可以实现256级的灰度显示。

图1示出了等离子显示器的基本结构示意图。如图1所示，等离子显示器包括显示屏110、控制电路120、扫描电极(Y电极)驱动电路130、维持电极(X电极)驱动电路140、以及寻址驱动电路150。寻址驱动电路150在控制电路120的控制下，向寻址电极A₁，A₂，A₃…提供预定电压。扫描电极(Y电极)驱动电路130在控制电路120的控制下，向扫描电极Y₁，Y₂，Y₃…提供预定电压。维持电极(X电极)驱动电路140分别向维持电极X₁，X₂，X₃…供给电压。

三电极表面放电型AC-PDP的三个电极分布于前后基板上，放电则在两个基板之间进行。前基板水平分布着维持电极(X电极)和扫描电极(Y电极)，在后基板上竖直分布着寻址电极(A电极)。X电极和Y电极相互平行，并与A电极正交。

图2示出了现有的ADS驱动技术中一个子场的驱动波形。如图2所示，分为准备期、寻址期和维持期。标号①②③④⑤⑥⑦⑧⑨⑩为一个子场内驱动波形的每个阶段。其中第①②③④⑤为准备期，⑥⑦阶段为寻址期，后面的几个阶段为维持期。在准备期，三电极相互配合，擦除上一子场遗留的壁电荷，使全屏所有显示单元达到一致的初始状态；在寻址期，驱动电路对各行按照先奇后偶、自上而下的顺序进行寻址，而在A电极写入图像编码数据，使所有在该子场要显示的单元积累起合适的壁电荷；在维持期，X电极和Y电极交替加上高压，使在寻址期积累了壁电荷的单元产生放电，从而实现图像的显示。

准备期开始时，三个电极上所加电压都是0V，但是由于上一场或上一子场维持期结束时的最后一个维持脉冲加在X电极上，维持放电后在X电极上积累负的壁电荷，在Y电极上积累了正的壁电荷，因此，在Y电极上先加远大于着火电压的宽正斜波电压(Vsetup≈320V)，使X和Y电极间发生放电，放电后两个电极上分别积累了正的壁电荷和负的壁电荷，随后在Y电极上加一个宽的负斜波电压(Vy≈190V)，在X电极上加一正的台阶电压(Vs≈190V)，使X和Y电极之间缓慢达到着火电压，进行放电，中和掉X和Y电极上正的壁电荷和负的壁电荷，最后使全屏所有单元的状态达到一致的熄灭状态，随后加入的上升斜波电压(Vsetup≈190V)与下降斜波电压(Vy≈190V)是为了使全屏所有放电单元的状态一致性更好，此时X电极上加一正的台阶电压(Vbias≈100V)，在接下来的寻址期就可以准确地寻址到各个单元。

现有的维持电极驱动电路如图3所示，Vs通过功率开关管Qbias之后给电容Cbias充电，使电容Cbias的电压达到Vbias≈100V，此时Qbias的漏极与源极将会有90V左右的压差，在实现本发明过程中，发明人发现在等离子显示器正常显示的情况下，Qbias的漏极与源极的压差一直存在，这样将会给整机带来不必要的能量损失。

发明内容

本发明旨在提供一种用于等离子显示器的维持电极驱动电路和驱动方法，能够解决现有的电路中由于功率开关管Qbias的漏极与源极的压差一直存在，从而导致给整机带来不必要的能量损失的问题。

在本发明的实施例中，提供了一种用于等离子显示器的维持电极驱动电路，维持电极驱动电路用于产生维持电极的驱动波形，其每个周期包括：

准备期，包括：阶段①②，参考期；阶段③，方波Vs；阶段④，参考期；阶段⑤，方波Vb；

寻址期，包括：阶段⑥⑦，方波Vb；

维持期，包括：阶段⑧，参考期；阶段⑨，脉冲；阶段⑩，参考期；

Vs模块：用于提供阶段③⑨的电压Vs；

接地模块：用于提供①②④⑧⑩的GND；以及

Vb模块：用于利用维持电极驱动电路的输出电压提供阶段⑤⑥⑦的电压Vb。

优选的，Vb模块包括：反馈单元，用于将维持电极驱动电路的输出电压反馈给储能单元；储能单元，用于利用反馈的电压储存电能；开关控制单元，用于控制储能单元的电能的输出。

优选的，反馈单元包括：二极管D1，其阳极连接维持电极驱动电路的输出端，阴极连接储能单元。

优选的，储能单元包括：并联的第一支路和第二支路、以及电容Cbias；并联的第一端点连接反馈单元，并联的第二端点连接电容Cbias的第一端；电容Cbias的第二端连接到GND；第一支路包括功率开关管Qbias，第二支路包括电位器，功率开关管Qbias的栅极连接电位器的中间抽头。

优选的，储能单元还包括二极管D2，其阳极连接并联的第二端点，阴极连接电容Cbias的第一端。

优选的，开关控制单元包括：串联的功率开关管Q1和Q2。

优选的，在上述的维持电极驱动电路中，还包括：能量恢复模块，用于在阶段⑩存储维持电极驱动电路的输出电压由Vs拉到GND时释放的电荷。

优选的，在阶段⑨中，先由能量恢复模块利用存储的电荷提供一部分Vs，再由Vs模块提供剩余的Vs。

优选的，Vs模块包括：功率开关管QsusH、以及电源Vs；电源Vs通过功率开关管QsusH连接维持电极驱动电路的输出端。

在本发明的实施例中，还提供了一种用于等离子显示器的维持电极驱动方法，包括：

通过维持电极驱动电路产生维持电极的驱动波形，其每个周期包括：

准备期，包括：阶段①②，参考期；阶段③，方波Vs；阶段④，参考期；阶段⑤，方波Vb；

寻址期，包括：阶段⑥⑦，方波Vb；

维持期，包括：阶段⑧，参考期；阶段⑨，脉冲；阶段⑩，参考期；

其中，通过维持电极驱动电路的Vs模块提供阶段③⑨的电压Vs；

通过维持电极驱动电路的接地模块提供①②④⑧⑩的GND；以及

通过维持电极驱动电路的Vb模块利用维持电极驱动电路的输出电压提供阶段⑤⑥⑦的电压Vb。

因为由于利用输出电压提供电压Vb，解决了现有的电路中由于功率开关管Qbias的漏极与源极的压差一直存在，从而导致给整机带来不必要的能量损失的问题，进而能够达到降低整机功耗的效果。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示出了等离子显示器的基本结构示意图；

图2示出了ADS驱动技术中一个子场的驱动波形；

图3示出了现有的维持电极驱动电路的电路示意图；

图4示出了根据本发明实施例的用于等离子显示器的维持电极驱动电路的示意图；

图5示出了根据本发明优选实施例的用于等离子显示器的维持电极驱动电路的电路示意图。

具体实施方式

下面将参考附图并结合实施例，来详细说明本发明。

图4示出了根据本发明实施例的用于等离子显示器的维持电极驱动电路的示意图。维持电极驱动电路用于产生维持电极的驱动波形，其每个周期包括：准备期，包括：阶段①②，参考期；阶段③，方波Vs；阶段④，参考期；阶段⑤，方波Vb；寻址期，包括：阶段⑥⑦，方波Vb；维持期，包括：阶段⑧，参考期；阶段⑨，脉冲；阶段⑩，参考期。

如图4所示，维持电极驱动电路包括：

Vs模块10：用于提供阶段③⑨的电压Vs；

接地模块20：用于提供①②④⑧⑩的GND；以及

Vb模块30：用于利用维持电极驱动电路的输出电压提供阶段⑤⑥⑦的电压Vb。

本发明中的用于等离子显示器的维持电极驱动电路由于利用输出电压提供电压Vb，解决了现有的电路中由于功率开关管Qbias的漏极与源极的压差一直存在，从而导致给整机带来不必要的能量损失的问题。使用本发明中的电路能够达到降低整机功耗的效果。

优选的，如图5所示，在上述的维持电极驱动电路中，Vb模块30包括：反馈单元，用于将维持电极驱动电路的输出电压反馈给储能单元；储能单元，用于利用反馈的电压储存电能；开关控制单元，用于控制储能单元的电能的输出。利用反馈单元将输出电压反馈给储能单元，进行储能。

其中，反馈单元包括：二极管D1，其阳极连接维持电极驱动电路的输出端，阴极连接储能单元。这样，可以利用二极管的单向导电性，防止输出电压受到Vb模块的电压变化的影响，起到保护的作用。

其中，储能单元包括：并联的第一支路和第二支路、以及电容Cbias；并联的第一端点连接反馈单元，并联的第二端点连接电容Cbias的第一端；电容Cbias的第二端连接到GND；第一支路包括功率开关管Qbias，第二支路包括电位器，功率开关管Qbias的栅极连接电位器的中间抽头。这样，可以利用电位器对反馈单元反馈的电压进行分压，以得到合适的Vb电压。

可选的，储能单元还包括二极管D2，其阳极连接并联的第二端点，阴极连接电容Cbias的第一端。这样，可以利用二极管的单向导电性，防止电容Cbias的电压受到与其连接的并联电路的电压变化的影响，起到保护的作用。

其中，开关控制单元包括：串联的功率开关管Q1和Q2。这样，可以利用功率开关管的导通或关闭来控制电容Cbias上的电压Vbias(即Vb)是否输出。

优选的，在上述的维持电极驱动电路中，还包括：能量恢复模块40，用于在阶段⑩存储维持电极驱动电路的输出电压由Vs拉到GND时释放的电荷。可选的，在阶段⑨中，先由能量恢复模块利用存储的电荷提供一部分Vs，再由Vs模块提供剩余的Vs。这可以节省电能。

优选的，如图5所示，在上述的维持电极驱动电路中，Vs模块10包括：功率开关管QsusH、以及电源Vs；电源Vs通过功率开关管QsusH连接维持电极驱动电路的输出端。

上述优选实施例通过利用电容的储能特性来为X电极提供寻址期间的电能，可以在不影响等离子显示器性能的前提下，降低电路的电能损耗。该电路结构中将X的输出经过一个快恢复二极管与提供Vb电压的电路部分的输入相连，代替传统电路中直接使用电源Vs来为该电路提供电能。该电路结构中，通过利用X输出电平的变化以及电容的储能特性，使Vb模块间歇式工作，减少该电路的能量损耗，以此来降低电路的整体功耗。

本发明的一个实施例提供了一种用于等离子显示器的维持电极驱动方法，包括：通过维持电极驱动电路产生维持电极的驱动波形，其每个周期包括：

准备期，包括：阶段①②，参考期；阶段③，方波Vs；阶段④，参考期；阶段⑤，方波Vb；

寻址期，包括：阶段⑥⑦，方波Vb；

维持期，包括：阶段⑧，参考期；阶段⑨，脉冲；阶段⑩，参考期；

其中，通过维持电极驱动电路的Vs模块提供阶段③⑨的电压Vs；

通过维持电极驱动电路的接地模块提供①②④⑧⑩的GND；以及

通过维持电极驱动电路的Vb模块利用维持电极驱动电路的输出电压提供阶段⑤⑥⑦的电压Vb。

该优选实施例通过利用X的输出在正常显示情况下的电压变化和电容Cbias的储存电能的特性，减少Qbias漏极与源极压差存在的时间，从而达到降低整机功耗的目的。

图5示出了根据本发明优选实施例的用于等离子显示器的维持电极驱动电路的电路示意图。在图5所示的优选实施例的电路中，通过利用电容的储能特性来供给X电极提供寻址期间的电能，Xout经过一个二极管D1接到功率开关管Qbias的漏极上，在Xout等于维持电压Vs时，通过Qbias给电容Cbias充电，使电容Cbias的电压达到Vbias≈100V，在Xout等于0时，Qbias关闭，由于电容具有储能特性，在寻址期间由电容Cbias提供电能。该优选实施例通过利用Xout在正常显示情况下的电压变化和电容Cbias的储存电能的特性，减少Qbias漏极与源极压差存在的时间，从而达到降低整机功耗的目的。

一场开始的时候，即其第一个子场准备期开始时，三个电极上所加电压都是0V，即图2中的阶段①，功率开关管QsusL打开，Xout输出电压为0V，此时功率开关管Q1、Q2关闭；阶段②中，维持电极驱动电路保持阶段①中的状态；在阶段③中，功率开关管QsusL关闭，功率开关管QsusH打开，Xout输出电压为Vs，此时功率开关管Qbias导通，电容Cbias充电，电压达到Vbias≈100V，此时Q1、Q2关闭。在阶段④中，维持电极驱动电路保持和阶段①中相同的状态，但此时电容Cbias的电压为Vbias。在阶段⑤中，QsusL关闭，QsusH关闭，Q1、Q2导通，Xout输出电压为Vbias，由于在阶段⑤中，X电极与Y电极缓慢达到着火电压，进行放电，目的只是为了中和掉X和Y电极上正的壁电荷和负的壁电荷，最后使全屏所有单元的状态达到一致的熄灭状态，此过程没有大的电能消耗，电容Cbias能够维持；阶段⑥⑦是寻址期，维持电极驱动电路保持和阶段⑤中相同的状态，在寻址过程中，放电主要集中在Y、A电极之间，X电极只是积累壁电荷，为维持放电做准备，基本上不消耗电能，电容Cbias能够维持Vbias≈100V；在第⑧阶段，功率开关管QsusL导通，其他开关关闭，Xout被连接到GND，使输出电压为0V；第⑨阶段为维持脉冲上升沿，维持脉冲幅度为Vs，此时，能量恢复电路(即能量恢复模块)工作，首先功率开关管QerH导通，将电容Cer上存储的电荷经电感Ler传输到X电极上，这部分电荷使X电极上的电压为Vs的50％左右，接下来功率开关管QsusH导通，其他开关管关闭，将维持脉冲上升沿的幅度拉到Vs；接下来的第⑩阶段是维持脉冲的下降沿，维持电压需要拉到0电位，为了使能量不浪费，将电荷通过开关管QerL储存到储能电容Cer中，随后再通过开关管QsusL将输出电压幅度拉到0电位。此外，在⑧⑨⑩阶段中，Q1、Q2关闭，当Xout等于Vs时，Qbias导通，给电容Cbias充电，Xout等于0时，Qbias关断，这种状况一直到维持期结束，接下来的各子场依此重复上述操作，同时配合Y驱动和A驱动，完成一场图像的显示。

该优选实施例在整个显示过程中，通过利用Xout在正常显示情况下的电压变化和电容Cbias的储存电能的特性，减少Qbias漏极与源极压差存在的时间，从而达到降低整机功耗的目的。

从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：因为由于利用输出电压提供电压Vb，解决了现有的电路中由于功率开关管Qbias的漏极与源极的压差一直存在，从而导致给整机带来不必要的能量损失的问题，进而能够达到降低整机功耗的效果。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种用于等离子显示器的维持电极驱动电路，其特征在于，所述维持电极驱动电路用于产生维持电极的驱动波形，其每个周期包括：

准备期，包括：阶段①②，参考期；阶段③，方波Vs；阶段④，参考期；阶段⑤，方波Vb；

寻址期，包括：阶段⑥⑦，方波Vb；

维持期，包括：阶段⑧，参考期；阶段⑨，脉冲；阶段⑩，参考期；

Vs模块：用于提供阶段③⑨的电压Vs；

接地模块：用于提供①②④⑧⑩的GND；以及

Vb模块：用于利用所述维持电极驱动电路的输出电压提供阶段⑤⑥⑦的电压Vb；所述Vb模块包括：

反馈单元，用于将所述维持电极驱动电路的所述输出电压反馈给储能单元；

储能单元，用于利用所述反馈的电压储存电能；

开关控制单元，用于控制所述储能单元的所述电能的输出。

2.根据权利要求1所述的维持电极驱动电路，其特征在于，所述反馈单元包括：

二极管D1，其阳极连接所述维持电极驱动电路的输出端，阴极连接所述储能单元。

3.根据权利要求1所述的维持电极驱动电路，其特征在于，所述储能单元包括：

并联的第一支路和第二支路、以及电容Cbias；

并联的第一端点连接所述反馈单元，并联的第二端点连接所述电容Cbias的第一端；

所述电容Cbias的第二端连接到GND；

所述第一支路包括功率开关管Qbias，所述第二支路包括电位器，所述功率开关管Qbias的栅极连接所述电位器的中间抽头。

4.根据权利要求3所述的维持电极驱动电路，其特征在于，所述储能单元还包括二极管D2，其阳极连接所述并联的第二端点，阴极连接所述电容Cbias的第一端。

5.根据权利要求1所述的维持电极驱动电路，其特征在于，所述开关控制单元包括：串联的功率开关管Q1和Q2。

6.根据权利要求1所述的维持电极驱动电路，其特征在于，还包括：

能量恢复模块，用于在阶段⑩存储所述维持电极驱动电路的输出电压由Vs拉到GND时释放的电荷。

7.根据权利要求6所述的维持电极驱动电路，其特征在于，在阶段⑨中，先由所述能量恢复模块利用存储的电荷提供一部分Vs，再由所述Vs模块提供剩余的Vs。

8.根据权利要求6所述的维持电极驱动电路，其特征在于，所述Vs模块包括：

功率开关管QsusH、以及电源Vs；

所述电源Vs通过所述功率开关管QsusH连接所述维持电极驱动电路的输出端。

9.一种用于等离子显示器的维持电极驱动方法，其特征在于，包括：

通过维持电极驱动电路产生维持电极的驱动波形，其每个周期包括：

准备期，包括：阶段①②，参考期；阶段③，方波Vs；阶段④，参考期；阶段⑤，方波Vb；

寻址期，包括：阶段⑥⑦，方波Vb；

维持期，包括：阶段⑧，参考期；阶段⑨，脉冲；阶段⑩，参考期；

其中，通过所述维持电极驱动电路的Vs模块提供阶段③⑨的电压Vs；

通过所述维持电极驱动电路的接地模块提供①②④⑧⑩的GND；以及

通过所述维持电极驱动电路的Vb模块利用所述维持电极驱动电路的输出电压提供阶段⑤⑥⑦的电压Vb；所述Vb模块包括：

反馈单元，用于将所述维持电极驱动电路的所述输出电压反馈给储能单元；

储能单元，用于利用所述反馈的电压储存电能；

开关控制单元，用于控制所述储能单元的所述电能的输出。

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