发明内容
因此本发明的主要目的是在提供一种等离子体显示单元新的驱动方法及其驱动电路,其能简单而有效地以补偿电流的方式来驱动一等离子体显示单元,以使提供予等离子体显示器的电流足以供给放电所需,因此能减小甚至消除电压突降现象的产生,以解决上述问题。
为实现上述目的,本发明提供一种等离子体显示单元的驱动方法,该方法为:该等离子体显示单元包含有二电极,其间存有一电离气体,该驱动电路用来往复驱动该电离气体于该二电极之间以使该等离子体显示单元得以持续发出光线,该驱动电路包含一定额电源接收端与一储能式电流源,该定额电源接收端可接收并供应一定额电流,该驱动方法包括:利用该定额电源接收端对该储能式电流源进行充电,使其产生一补偿电流,且该补偿电流大于该定额电流;利用该储能式电源对该等离子体显示单元的二电极产生一第一电位差,使该等离子体显示单元的电离气体得以开始于该二电极之间放电;以及于该等离子体显示单元的电离气体放电时,利用该储能式电流源,对该等离子体显示单元供给该补偿电流,以使该二电极之间的电位差不会因为该定额电流不足以供给该电离气体放电所需而低落。
本发明还提供另一种驱动方法,其步骤为:利用该定额电源接收端对该第一电流源产生电路进行充电,使其产生一补偿电流;利用该定额电源接收端对该等离子体显示单元的二电极产生一第一电位差,使该等离子体显示单元的电离气体得以开始于该二电极之间放电;以及于该等离子体显示单元的电离气体放电时,并联该定额电源接收端与该第一电流源产生电路,对该等离子体显示单元同时供给该定额电流与该补偿电流,以使该二电极之间的电位差不会因为该定额电流不足以供给该电离气体放电所需而低落。
本发明提供的又一种驱动方法,该方法所采用的驱动电路还包含:一定额电源接收端与一独立电流接收端,该定额电源接收端可接收并供应一定额电流,该独立电流源接收端可接收并供应一补偿电流,该驱动方法包括:利用该定额电源接收端对该等离子体显示单元的二电极产生一第一电位差,使该等离子体显示单元的电离气体得以开始于该二电极之间放电;以及于该等离子体显示单元的电离气体放电时,并联该定额电源接收端与该独立电流源接收端,对该等离子体显示单元同时供给该定额电流与该补偿电流,以使该二电极之间的电位差不会因为该定额电流不足以供给该电离气体放电所需而低落。
同时,本发明还提供一种等离子体显示单元的驱动电路,该电路为:该等离子体显示单元包含有二电极,其间存有一电离气体,该驱动电路用来往复驱动该电离气体于该二电极之间以使该等离子体显示单元得以持续发出光线,该驱动电路包括:一定额电源接收端,该定额电源接收端可接收并供应一定额电流;一第一驱动单元,分别电连接于该定额电源接收端与该等离子体显示单元的该二电极中的一第一电极,该第一驱动单元可使该等离子体显示单元的二电极间产生一第一电位差,使该等离子体显示单元的电离气体得以于该二电极间放电;一第一电流源产生电路,电连接于该等离子体显示单元的该第一电极,可供给一第一补偿电流;以及一控制器,分别电连接于该第一驱动单元以及该第一电流源产生电路,可选择性并联该第一驱动单元以及该第一电流源产生电路,以选择性对该等离子体显示单元同时供给该定额电流与该第一补偿电流,以使该二电极间的电位差不会因为该定额电流不足以供给该电离气体放电所需而低落。
本发明还提供另一种驱动电路,该电路包括:一定额电源接收端,该定额电源接收端可接收并供应一定额电流;一第一驱动单元,分别电连接于该定额电源接收端与该等离子体显示单元的该二电极中的一第一电极,该第一驱动单元包含有一储能式电流源,该储能式电流源可供给一补偿电流,该储能式电流源可使该等离子体显示单元的二电极间产生一第一电位差,使该等离子体显示单元的电离气体得以于该二电极间放电;以及一控制器,分别电连接于该第一驱动单元以及该定额电源接收端,可选择性使该定额电源接收端对该储能式电流源进行充电以产生该补偿电流;其中,于该等离子体显示单元的电离气体放电时,利用该补偿电流维持该二电极间的电位差稳定。
本发明提供的又一种驱动电路,该电路包括:该等离子体显示单元包含有二电极,其间存有一电离气体,该驱动电路用来往复驱动该电离气体于该二电极之间以使该等离子体显示单元得以持续发出光线,该驱动电路包括:二驱动单元,分别电连接于该等离子体显示单元的二电极,用来往复驱动该电离气体于该二电极之间以使该等离子体显示单元得以持续发出光线;一第一电流源产生电路,电连接于该等离子体显示单元的一第一电极;以及一控制器,分别电连接于该二驱动单元以及该第一电流源产生电路,用来控制该二驱动单元以及该第一电流源产生电路的操作;其中于该等离子体显示单元每次放电前,该控制器会利用该二驱动单元对该等离子体显示单元的二电极产生一第一电位差,使该等离子体显示单元的电离气体得以开始于该二电极之间放电,而在该等离子体显示单元的电离气体放电时,该控制器会利用该第一电流源产生电路经由该等离子体显示单元的第一电极对该等离子体显示单元补偿一电流以使该二电极之间的电位差不会因为该电离气体放电而产生大幅低落。
本发明提供的再一种驱动电路,该电路包括:二驱动单元,分别电连接于该等离子体显示单元的二电极,用来往复驱动该电离气体于该二电极之间以使该等离子体显示单元得以持续发出光线,其中该二驱动单元各包含有一电流源分别电连接于该等离子体显示单元的一电极;以及一控制器,分别电连接于该二驱动单元以及该二电流源,用来控制该二驱动单元以及该第一电流源产生电路的操作;其中于该等离子体显示单元每次放电前,该控制器会利用该二驱动单元对该等离子体显示单元的二电极产生一第一电位差,使该等离子体显示单元的电离气体得以开始于该二电极之间放电,而在该等离子体显示单元的电离气体放电时,该控制器会利用该二驱动单元的一驱动单元的电流源对该等离子体显示单元补偿一电流以使该二电极之间的电位差不会因为该电离气体放电而产生大幅低落。
具体实施方式
图3为本发明等离子体显示器***10的结构示意图。本发明等离子体显示器***10包含有一等离子体显示面板12用来显示图像,以及一驱动电路20,用来驱动并控制等离子体显示面板12上图像的显示状态。等离子体显示面板12包含有多个等离子体显示单元14,每一个等离子体显示单元14中存放有电离气体,此外,还有一组定址电极15与两组维持电极16、18。驱动电路20包含有一X维持电极驱动单元22、Y维持电极驱动单元24、定址电极驱动单元26以及一控制器28。X、Y维持电极驱动单元22、24分别用来驱动X、Y维持电极16、18,使等离子体显示单元14中的电离气体可于X、Y维持电极16、18之间往复被驱动,而使等离子体显示单元14得以持续发出光线。
亦即,本实施例一驱动电路20包含有:(a)定额电源接收端,该定额电源接收端可接收定额电源32(Vdc)的电能并供给一定额电流,如图4所示;(b)第一驱动单元22,分别电连接于该定额电源32与该等离子体显示单元14的X电极,该第一驱动单元22包含有储能式电流源L1,该储能式电流源L1可供给一补偿电流IL1,该储能式电流源L1可使该等离子体显示单元14的X-Y电极间产生电位差,使该等离子体显示单元的电离气体得以于该X-Y电极间放电;以及(c)图3控制器28,分别电连接于该第一驱动单元22以及该定额电源32的接收端60,可选择性使该定额电源32对该储能式电流源L1进行充电以产生该补偿电流IL1。如此一来,于该等离子体显示单元14的电离气体放电时,可利用该补偿电流IL1维持该X-Y电极间的电位差稳定。
本实施例一驱动方法则包含有下列步骤:(a)利用该定额电源32接收端60对该储能式电流源L1进行充电,使其产生补偿电流IL1,且该补偿电流IL1大于该定额电流;(b)利用该储能式电源L1对该等离子体显示单元的X-Y电极间产生电位差,使该等离子体显示单元的电离气体得以开始于该X-Y电极间放电;以及(c)于该等离子体显示单元的电离气体放电时,利用该储能式电流源L1,对该等离子体显示单元供给该补偿电流IL1,因为该补偿电流IL1大于定额电源32(Vdc)所能提供的定额电流,以使X-Y电极之间的电位差不会因为原来定额电源所能供给的定额电流不足,导致电离气体放电时电位低落。
请参阅图4,图4为本发明等离子体显示面板12的双边驱动单元第一种实施例的电路图。由于等离子体显示面板12的电路特性约略可等效视为一个电容性的负载(以PDP表示),而X、Y维持电极驱动单元22、24则分别连接于此一电容性负载的两端,用来经由持续来回充电来维持一图像信号的显示,因此X、Y维持电极驱动单元22、24具有对称性,其单独的一个单元可称为一单边驱动单元,两个合起来可称为一双边驱动单元30。此外,双边驱动单元30还包含一定额电压源32以提供工作电压Vdc以供给定额电流予单边驱动单元22、24,以及一控制电路(未显示)用来控制单边驱动单元22及24中各开关M1~M6,以使电压源32得以经由单边驱动单元22及24来对等离子体显示面板12来回充电。
单边驱动单元22包含有一具有A、X二端的电感L1,一开关M1电连接于电压源32与电感L1的A端之间,一开关M2电连接于电感L1的A端与接地点G之间,一开关M3电连接于电感L1的X端与接地点G之间,以及一二极管Dx电连接于电压源32与电感L1的X端之间,该二极管Dx的负端电连接于电压源32;其中电感L1的A、X二端的电压分别以Va、Vx表示的,且X端还与等离子体显示面板12的第一端相接。单边驱动单元24包含有一具有B、Y二端的电感L2,一开关M5电连接于电压源32与电感L2的B端之间,一开关M6电连接于电感L2的B端与接地点G之间,一开关M4电连接于电感L2的Y端与接地点G之间,以及一二极管Dy电连接于电压源32与电感L1的Y端之间,该二极管Dy的负端电连接于电压源32;其中电感L2的B、Y二端的电压分别以Vb、Vy表示之,且Y端还与等离子体显示面板12的第二端相接。在图4中,M1~M6这六个开关都是由功率金属氧化物半导体场效应晶体管Power MOSFET所组成,且各晶体管的漏极与源极间均存有一寄生二极管与一寄生电容,这六个晶体管的寄生二极管在图4中分别以D1、D2、D3、D4、D5与D6来表示,这六个晶体管的寄生电容则是以C1、C2、C3、C4、C5与C6来表示。
请参阅图5,图5为图4双边驱动单元30中开关M1至M6的开关时刻图。开关M1至M6的导通或断路是由双边驱动单元30的控制器28来控制,ON代表开关导通,OFF代表开关截止。
请参阅图6。图6为图4双边驱动单元30的时序图。其中G1、G2、G3、G4、G5、G6表示晶体管M1、M2、M3、M4、M5、M6的栅极的输入信号,输入信号G1、G2、G3、G4、G5、G6均由双边驱动单元30的控制电路28输出。IL1为电感L1上的电流,IL2为电感L2上的电流,Va、Vx为电感L1两端的电位,Vb、Vy为电感L2两端的电位,Vx、Vy并且为等离子体显示面板12第一端与第二端的电位。
如图6所示,在t3~t9之间,于该等离子显示单元的第一端与第二端间产生第一电位差,使该等离子体显示单元的电离气体得以开始产生电离气体放电,接着于该等离子显示单元的电离气体放电后,利用该驱动电路对该等离子体显示单元的第一端与第二端间产生一与该第一电位差反向的第二电位差,使该等离子体显示单元的电离气体得以开始与该二电极之间反向的电离气体放电,如此持续提供此第一电位差与第二电位差于第一端与第二端间,便可使该等离子体显示单元持续产生电离气体放电。
请参阅图7至图17。图7至图17为图4双边驱动单元30于不同时段电路动作的示意图。双边驱动单元30的控制电路的详细控制程序如下:
(1)第一阶段电路动作如图7所示,在t0之前,开关M1、M3、M4及M5处于截止状态,开关M2及M6处于导通状态,Va、Vb、Vx、Vy电压皆为0V。在这个阶段,电感L1的A端与X端的电压差为0,因此电流IL1会流经开关M2及开关M3的寄生二极管D3形成一大小固定的循环电流;电感L2的B端与Y端的电压为0,因此电流IL2会流经开关M6及开关M4的寄生二极管D4形成另一大小固定的循环电流。
(2)第二阶段电路动作如图8所示,在t0时,开关M2被关闭。由于电感电流具有连续性,因此电感L1的电流IL1开始同时对开关M1的寄生电容C1放电与对开关M2的寄生电容C2充电,因此A端电压Va开始上升。在Y维持电极驱动单元24部分,电感L2的电流IL2状况与第一个阶段相同。
(3)第三阶段电路动作如图9所示,在t1时,A端电压Va上升至Vdc,开关M1的寄生二极管D1开始导通,电感L1的电流IL1开始流经开关M3的寄生二极管D3与开关M1的寄生二极管D1回到电压源32,此时储存在电感L1的能量被送回电源端32,达到等离子体显示器维持阶段驱动电路所要求的能量反馈的功能。在Y维持电极驱动单元24部分,电感L2的电流IL2状况与第一个阶段相同。
(4)第四阶段电路动作如图10所示,在t2时,电感L1的电流IL1降低至0,开关M1、M3与M4开始导通(因电流方向相反,故电流透过M4寄生二极管D4导通)。由于在t2时,A端电压Va为Vdc,X端电压Vx与Y端电压Vy皆为0V,因此M1、M3与M4皆为零电压切换。在这个阶段,电压源32经过开关M1与M3对电感L1进行充电。此时电感L1的A,X两端电压差为电压源32电压大小Vdc,因此电感L1的电流IL1大小将以Vdc/L1的斜率增加,此电流IL1就是稍后用来进行等离子体显示器放电电流补偿功用的电流源,电流大小决定于需补偿的等离子体显示面板12放电电流的大小,可以利用改变电感L1的大小或这个阶段的充电时间t2~t3长短来改变电流IL1的大小。在等离子体显示器产品上,由于电感L1大小已经固定,因此可以在控制程序上根据画面平均亮度来决定充电时间长短以获得最有效率的电流大小。电感L2的电流IL2状况与第一个阶段相同。在Y维持电极驱动单元24部分,电感L2的电流IL2状况与第一个阶段相同,开关M4的导通是为了将接下来两个阶段的等离子体显示面板12充放电电流直接导回接地点G,对现阶段电路动作并无影响。
(5)第五阶段电路动作如图11所示,在t3时,开关M3被关闭,电感L1的电流IL1开始对等离子体显示面板12以及开关M3的寄生电容C3充电,X端电压Vx开始上升;由于等离子体显示面板的充电电流会比此时电感L2的电流IL2大,且电感L2的B端与Y端的电压差为0使得电感L2的电流IL2大小保持不变,因此等离子体显示面板的充电电流部分会流经电感L2与开关M6回到接地点G,另一部分则会流经开关M4回到接地点G。
(6)第六阶段电路动作如图12所示,在t4时,X端电压Vx上升至Vdc,二极管Dx开始导通,电感L1的电流IL1部分提供等离子体显示面板气体放电所需的气体放电电流,其余部分则流经二极管Dx,在电感L1的电流IL1能充分提供等离子体显示面板气体放电电流下,Vx电压将会被箝制在电压源32的电压Vdc,如此一来,等离子体显示面板因气体放电电流产生的电压突降现象就可完全被消除。在Y维持电极驱动单元24部分,当流经等离子体显示面板的气体放电电流大于电感L2的电流IL2时,由于IL2的大小仍维持固定,多余的电流就会流经开关M4回到接地点G;若当流经等离子体显示面板的气体放电电流小于电感L2的电流IL2时,不足的电流就会经由开关M4的寄生二极管D4形成一循环电流。
(7)第七阶段电路动作如图13所示,在确定等离子体显示面板气体放电现象完全结束时(图6上的t5),开关M4就可以被关闭。电感L1的电流IL1流经开关M1及二极管Dx形成一大小固定的循环电流,电感L2的电流IL2流经开关M6及开关M6的寄生二极管D6形成另一大小固定的循环电流。
(8)第八阶段电路动作如图14所示,在t6时,开关M1被关闭,电感L1的电流IL1开始同时对开关M1的寄生电容C1充电并对开关M2的寄生电容C2放电,因此A端电压Va开始下降。在Y维持电极驱动单元24部分,电感L2的电流IL2状况与第一个阶段相同。
(9)第九阶段电路动作如图15所示,在t7时,A端电压Va下降至0,开关M2的寄生二极管D2开始导通,电感L1的电流IL1开始流经开关M2的寄生二极管D2与二极管Dx回到电压源32,此时储存在电感L1的能量被送回电源端32,达到等离子体显示器维持阶段驱动电路所要求的能量反馈的功能。在Y维持电极驱动单元24部分,电感L2的电流IL2状况与第一个阶段相同。
(10)第十阶段电路动作如图16所示,在t8时,电感L1的电流IL1降低至0,开关M2开始导通。此时等离子体显示面板12与开关M3的寄生电容C3开始跟电感L1产生谐振,将原本储存在等离子体显示面板12与开关M3的寄生电容C3的能量传给电感L1,因此X端电压Vx开始下降,电感L1的电流IL1开始上升(方向为从电感L1的X端流至电感L1的A端)。在Y维持电极驱动单元24部分,电感L2的电流IL2状况与第一个阶段相同。
(11)第十一阶段电路动作如图17所示,在t9时,X端电压Vx下降至0,开关M3的寄生二极管D3开始导通,电感L1的电流IL1流经开关M2及开关M3的寄生二极管D3形成一大小固定的循环电流;在Y维持电极驱动单元24部分,电感L2的电流IL2状况与第一个阶段相同。
由上述说明可以看出,由于单边驱动单元22及24的对称性,第一阶段与第十一阶段在电路动作上是相同的,因此接下来的电路动作就是将单边驱动单元22及24两者的动作互相对调,重复上述的第二阶段至第十阶段,以控制开关M4与M5同时导通一段适当时间使电感L2事先储存一补偿电流,如此一来,当Y端电压Vy上升至Vdc使等离子体显示面板12产生放电电流时,由于电感电流IL2足以提供放电所需的电流,因此,等离子体显示面板12也就不会因为其中电离气体放电而产生大幅度的电压突降情况,等离子体显示面板12并得以经由持续的来回充电来维持其图像信号的正常显示。关于此部分的详细电路控制程序因与上述的第二阶段至第十阶段相似,在此则不再行赘述。
假设控制等离子体显示面板所有像素的点亮与否所需的最低电压为125V,若以已知驱动电路来驱动该等离子体显示面板,则因为存在16V的电压突降,所以输入电压工作范围必须大于141V。请参考图18,图18为利用本发明方法驱动等离子体显示面板的电压电流波形图,开关M3的导通时间120为700ns,从实验波形图上可以看到,在等离子体显示面板的气体放电电流130产生时,等离子体显示面板电压VPDP并没有出现前述电压突降的现象,代表本发明所提出的电流补偿方法可以确实有效地将因气体放电产生的电压突降现象消除,因此对同一片等离子体显示面板于相同操作环境下,若改以本发明的放电电流补偿电路来驱动等离子体显示面板,则电压工作范围变成只要大于125V即可,如此所需的电压源电压大小仅需125V。因此工作电压范围大小较已知驱动电路增大了16V,故利用放电电流补偿电路来补偿等离子体显示器的电压突降现象,确实可以增大等离子体显示器的工作电压范围。
请参阅图19,图19为本发明等离子体显示面板34的双边驱动单元第二实施例的电路图。由于等离子体显示面板34的电路特性约略可等效视为一个电容性的负载(以PDP表示),而X′、Y′维持电极驱动单元42、44则分别连接于此一电容性负载的两端,用来经由持续的来回充电来维持一图像信号的显示,因此X′、Y′维持电极驱动单元42、44具有对称性,其单个单元可称为一单边驱动单元,两个合起来可称为一双边驱动单元50。此外,双边驱动单元50还包含一电压源62、52以提供工作电压Vs予单边驱动单元42、44,以及一控制器48用来控制单边驱动单元42及44,以使电压源62、52得以经由单边驱动单元42及44来对等离子体显示面板34来回充电。
亦即,本实施例二的驱动电路包含有:(a)定额电源52、62(Vs)接收端,该定额电源接收端可接收并供应定额电流;(b)第一驱动单元42,分别电连接于该定额电源接收端与该等离子体显示单元的X′电极,该第一驱动单元42可使该等离子体显示单元的X′-Y′电极间产生电位差,使该等离子体显示单元的电离气体得以于该X′-Y′电极间放电;(3)第一电流源产生电路54,电连接于该等离子体显示单元的该X′电极,可供给第一补偿电流IL1″;以及(4)控制器48,分别电连接于该第一驱动单元42以及该第一电流源产生电路54,可选择性并联该第一驱动单元42以及该第一电流源产生电路54,以选择性对该等离子体显示单元同时供给该定额电流与该第一补偿电流IL1″,以使该X′-Y′电极间的电位差不会因为该定额电流不足以供给该电离气体放电所需而低落。
本实施例二的驱动电路另包含有第二驱动单元44,第二电流源产生电路56。由于第二驱动单元44,第二电流源产生电路56的结构与受控制器48驱动而产生第二补偿电流IL2″的方法和第一驱动单元42,第一电流源产生电路54相似,在此不再重复赘述。
本实施例二驱动方法则包含有步骤:(a)利用该定额电源Vs接收端62对该第一电流源产生电路54进行充电,使其产生一补偿电流IL1″;(b)利用该定额电源接收端62对该等离子体显示单元的X′-Y′电极间产生电位差,使该等离子体显示单元的电离气体得以开始于该X′-Y′电极间放电;以及(c)于该等离子体显示单元的电离气体放电时,并联该定额电源接收端62与该第一电流源产生电路54,对该等离子体显示单元同时供给该定额电流与该补偿电流IL1″,以使该X′-Y′电极间的电位差不会因为该定额电流不足以供给该电离气体放电所需而低落。
单边驱动单元42、44的基本结构为已知所使用的等离子体显示器驱动电路的结构,在这个基本结构下,在单边驱动单元42、44中各自加入了一第一电流源产生电路54与一第二电流源产生电路56,以补偿等离子体显示面板34放电瞬间所需的较大电流;有关于已知所使用的等离子体显示器驱动电路电路动作,在此不加以叙述。第一电流源产生电路54中包含有一电感L1″,而第二电流源产生电路56中包含有一电感L2″。当第一电流源产生电路54中的两个开关皆处于导通状态时,电压源Vs就会对电感L1″充电,产生所需要的放电电流补偿电流;将第一电流源产生电路54中连接到接地点的开关予以开路,电感L1″的电流就会流至等离子体显示面板34来补偿等离子体显示面板34的气体放电电流;当第一电流源产生电路54中的两个开关皆处于开路状态时,电感L1″的电流就会流回电源端Vs将多余的能量送回电源端,等候下一个维持周期再重新动作。当第二电流源产生电路56中的两个开关皆处于导通状态时,电压源Vs就会对电感L2″充电,产生所需要的放电电流补偿电流;将第二电流源产生电路56中连接到接地点的开关予以开路,电感L2″的电流就会流至等离子体显示面板34来补偿等离子体显示面板34的气体放电电流;当第二电流源产生电路56中的两个开关皆处于开路状态时,电感L2″的电流就会流回电源端Vs将多余的能量送回电源端,等候下一个维持周期再重新动作。
与现有技术相比较,本发明第一实施例的双边驱动单元30利用在等离子体显示面板12放电前,先导通开关M3与M4的作法,使得电感L1与L2内先行储存一补偿电流,当等离子体显示面板12放电时,因电感电流IL1、IL2经过补偿,因此足以提供放电所需的电流,从而可以减小或甚至完全消除电压突降的情况。如此一来,本发明可以使等离子体显示器10的工作电压范围增大,进一步可确保于长时间使用后还维持固定的显示品质。
本发明第二实施例的双边驱动单元50则是在原有的电路结构下,外加了一第一电流源产生电路54与一第二电流源产生电路56,并在控制器48的控制下,对等离子体显示面板34提供电流补偿,同样可以达到减小或甚至消除电压突降情况的目的,以确保于长时间使用后还维持等离子体显示器固定的显示品质。
以上所述仅为本发明的较佳实施例,凡依本发明权利要求所做的均等变化与修饰,皆应属要发明专利的涵盖范围。