CN1767125A - 能量回收装置及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明是关于一种能量回收装置及其方法，本发明的能量回收装置包含：设置于扫描电极与维持电极之间的面板电容；将从面板电容中回收的电压进行充放电的源电容；在面板电容与源电容之间形成充放电路径的充放电装置；用于向面板电容提供维持电压和基础电压的供电装置；设置于充放电装置中，与面板电容连接，用于形成上述面板电容和共振回路的感应器。本发明的能量回收装置由于集中于一个板上，因此减少了构成部件，降低了制造费用；另外，由于设置了辅助源电容，能降低源电容充放电的电压，并将其维持在1/2维持电压的状态，所以能得到稳定的驱动和效率。

Description

能量回收装置及其方法

(1)技术领域

本发明是关于等离子显示器的技术，尤其是关于一种可以将能量回收装置集中在一个板上，从而使零部件得以减少的等离子显示器能量回收装置及其方法。

(2)背景技术

最近正在开发各种阴极射线管(Cathode Ray Tube)的重量和体积更小的平板显示器。这种平板显示器主要有液晶显示器(Liquid CrystalDisplay：LCD)、场发射显示器(Field Emission Display：FED)、等离子显示器(Plasma Display Panel：PDP)、电子发光显示器(Electro-Luminescence：EL)这几种。

其中，PDP是一种利用机体放电的显示元件。它具有可以制作成大型面板的优点。如图1所示，具有3个电极并利用交流电压进行驱动的3电极交流方式表面放电型PDP是最具代表性的PDP。

参照图1，3电极交流方式表面放电型PDP的放电细胞包含以下部件：设置在上玻板10上的扫描电极Y和维持电极Z、设置在下玻板18上的寻址电极X。

扫描电极Y和维持电极Z包含以下部件：

透明电极12Y、12Z；带有比透明电极12Y、12Z线幅更小的线幅，设置在透明电极一侧加长位置区域的金属总线(BUS)电极13Y、13Z。

透明电极12Y、12Z通常设置在上玻板10上，由铟锡氧化物(Indium-Tin-Oxide：以下简称“ITO”)制成。金属总线(BUS)电极13Y、13Z通常设置在透明电极12Y、12Z上，由铬(Cr)等金属制成。扫描电极Y和维持电极X并排设置在上玻板10上，上玻板10上附着有电介质层14和保护膜16。保护膜16用于防止由等离子放电时由于产生的溅射而造成电介质层14的损伤，进而提高2次电极的放电效率。保护膜16由氧化镁(MgO)制成。寻址电极X设置在下玻板18上。下玻板还设置了下部电介质层22和间隔壁24，下部电介质层22和间隔壁24表面还涂有荧光体层26。

寻址电极X设置在与扫描电极Y和维持电极Z交叉的方向上。间隔壁24与寻址电极X并排设置，间隔壁24用来防止由于放电，在放电细胞中产生紫外线和可视光的泄漏。荧光体层26利用放电时产生的紫外线，产生红色、绿色、青色中的任何一种可视光。在位于上/下玻板18、19和间隔壁24之间的放电细胞放电空间中，注入了用于放电的He+Xe、Ne+Xe以及He+Xe+Ne等惰性混合气体。

这种3电极交流方式表面放电型PDP被分离成多个子场进行驱动，在各个子场区间中，发光的次数与视频数据的加重值是成比例的，以此进行灰度显示。子场(SF1至SF12)被分割成重新初始化期、寻址期、维持期以及擦除期，进行驱动。

初始化期就是在放电细胞中形成均匀壁电荷的时间段；寻址期就是根据视频数据的逻辑值，进行有选择地寻址放电的时间段；维持期就是在产生上述寻址放电的放电细胞中，维持放电的时间段；擦除期就是将发生在维持时间段中的维持放电进行擦除的时间段。

在交流方式表面放电型PDP的寻址放电和维持放电中，需要几百伏特以上的高压。因此，使用能量回收装置，可以减少寻址放电和维持放电中所需的驱动电力。能量回收装置回收了扫描电极Y和维持电极Z之间的电压，将回收的电压用作下次放电时的驱动电压。

图2是显示用于回收维持放电电压的现有能量回收装置的附图。

从图2中可以看出，在第1和第2能量回收装置30、32之间设置了面板电容Cp，第1和第2能量回收装置30、32对称地分布在面板电容Cp的两侧。面板电容Cp显示出形成于扫描电极Y和维持电极Z之间的正电容量。

第1能量回收装置30向扫描电极Y提供维持脉冲。第2能量回收装置32与第1能量回收装置30交替运作，把提供给扫描电极Y的维持脉冲和其他位置上的维持脉冲提供给维持电极Z。

第1和第2能量回收装置30、32包含以下部件：设置在面板电容Cp和源电容Cs之间的感应器L；并列设置在源电容Cs和感应器2L之间的第21和第23开关2S1、2S3；并列设置在面板电容Cp和感应器2L之间的第22和第24开关2S2、2S4。

第22开关2S2连接在维持电压源Vs上，第24开关2S4连接在基础电压源GND上。在这里，第22和第24开关2S2、2S4的内压即使再低，也应在2个Vs以上。

源电容Cs在进行维持放电时，将向面板电容Cp充电的电压进行回收，并进行充电，然后将充电后的电压再提供给面板电容Cp。向源电容Cs充电的电压相当于维持电压源Vs一半的电压，即Vs/2的电压。感应器L和面板电容Cp形成共振回路。第21至第24开关(2S1至2S4)用于控制电流的流动。

另外，第25和第26二极管分别设置在第21、第22开关2S1、2S2与感应器之间，用于防止电流的反向流动。

参照图3，对第1第2能量回收回路30、32中的第1能量回收回路30的驱动波形进行说明。

图3是第1能量回收回路30的驱动波形图。

在这里，假设在T1时间段向面板电容Cp充0伏特的电压，进而向源电容Cs充Vs/2的电压。

在T1时间段，将第21开关2S1打开(Turn-on)，这样就形成了电流从源电容Cs，依次向第21开关2S1、感应器2L以及面板电容Cp流动的电流通路。电流通路形成之后，将提供给源电容Cs的Vs/2电压输送给面板电容Cp。这时，因为感应器2L和面板电容Cp形成串联共振回路，所以向面板电容Cp进行充电的电压是源电容Cs电压的两倍，即Vs电压。

在T2时间段，继续打开(Turn-on)第21开关2S1，并打开(Turn-on)第22开关2S2。第22开关2S2打开后，维持电压源Vs的电压就提供给了扫描电极Y。向扫描电极Y提供的维持电压源Vs可以防止面板电容Cp的电压降至维持电压源Vs以下，使维持放电得以正常进行。这时，由于面板电容Cp的电压在T1时间段已经达到Vs，因此使得用于产生维持放电由外部提供的驱动电力降至最低。

在T3时间段，维持打开(Turn-on)第22开关2S2，关闭(Tum-off)第21开关2S1。这时，扫描电极Y保持了维持电压源Vs的电压。在T4时间段，关闭(Turn-off)第22开关S2，打开(Turn-on)第23开关2S3。这样就形成了电流从面板电容Cp，依次向第21开关2S1、感应器2L以及源电容Cs流动的电流通路，并将向面板电容Cp充电的电压回收给了源电容Cs。这时向源电容Cs充电的电压为Vs/2。

在T5时间段，继续打开(Turn-on)第23开关2S3，并打开(Turn-on)第24开关2S4。第24开关2S4打开后，在面板电容Cp和基础电压GND之间就形成了电流通路，面板电容Cp的电压就降至了0伏特。在T6时间段中，将T5时间段的状态继续保持一定时间。实际上，向扫描电极Y和维持电极Z提供的交流驱动脉冲，以T1至T6期为周期反复进行。

另一方面，如图4所示，第2能量回收装置32与第1能量回收装置30是交替进行的，并且向面板电容Cp提供了驱动电压。因此如图4所示，面板电容Cp就得到了具有相反极性的维持脉冲电压Vs的供给，所以在放电细胞中产生了维持放电。

但是，由于现有的第1第2能量回收装置30、32分别设置在不同的印刷电路板中，因此需要很多回路附件(如开关等)。这就造成了制造费用昂贵的问题。

(3)发明内容

本发明的目的是要解决上述问题，提供一种可以将能量回收装置集中在一个板上，从而使零部件得以减少的等离子显示器能量回收装置。

为了实现上述目的，本发明的能量回收装置包含以下部件：

设置于扫描电极与维持电极之间的面板电容(panel capacitor)；

将从面板电容中回收的电压进行充放电的源电容(source capacitor)；

在面板电容与源电容之间形成充放电路径的充放电装置；

用于向面板电容提供维持电压和基础电压的供电装置；

设置于充放电装置中，与面板电容连接，用于与所述的面板电容形成共振回路的感应器。

另外还包含了辅助源电容。辅助源电容设置在向上述源电容提供维持电压的路径上，使提供给源电容的电压维持在1/2维持电压的状态。

上述源电容和辅助源电容的电容值是相同的。

上述电源供给装置包含以下部件：设置在向扫描电极提供维持电压路径上的第1开关；设置在向维持电极提供维持电压路径上的第2开关；设置在向扫描电极提供基础电压路径上的第3开关；设置在向维持电极提供基础电压路径上的第4开关。

上述充放电装置包含第5、第6、第7、第8开关。第5开关和第6开关使上述向源电容充电的电压经过感应器，提供给面板电容的扫描电极，使上述向面板电容充电的电压经过扫描电极，回收至源电容；第7开关和第8开关使上述向源电容充电的电压经过感应器，提供给面板电容的维持电极，使上述向面板电容充电的电压经过维持电极，回收至源电容。

上述第5和第6开关内部分别设置二极管，并这两个的二极管的设置方向是相反的。

上述第7和第8开关内部分别设置二极管，并这两个的二极管的设置方向也是相反的。

作为本发明实施例的能量回收方法包含以下步骤：

提供给源电容的电压经过感应器和第1路径，向面板电容的扫描电极进行充电步骤；

将由外部输入的维持电压提供给扫描电极步骤；

从面板电容中通过上述扫描电极释放出来的电压经过第1路径和感应器，回收至上述源电容步骤；

回收至上述源电容的电压经过感应器和第2路径，向上述面板电容的维持电极进行充电步骤；

将由外部输入的维持电压提供给维持电极的步骤；

从面板电容中通过上述维持电极释放出来的电压经过第2路径和感应器，回收至上述源电容步骤。

另外，还包含了将通过辅助源电容回收至源电容的电压维持在1/2维持电压状态的步骤。

本发明的效果：

如上所述，本发明的能量回收装置及其方法中的能量回收装置由于集中于一个板上，同时能够利用一个源电容和感应器产生Y、Z维持脉冲，因此减少了构成部件，从而降低了制造费用。另外，由于在向源电容提供电压的路径上设置了辅助源电容，能够降低源电容充放电的电压，并将其维持在1/2维持电压的状态，所以能得到稳定的驱动和效率。

为进一步说明本发明的上述目的、结构特点和效果，以下将结合附图对本发明进行详细的描述。

(4)附图说明

图1是现有的3电极交流方式表面放电型等离子显示器的斜视图。

图2是显示用于回收维持放电电压的现有的能量回收装置的附图。

图3是图2中显示的能量回收装置的驱动波形图。

图4是根据图2中显示的能量回收装置在面板电容中被认可的电压波形图。

图5是作为本发明第1实施例的能量回收装置电路图。

图6是图5中显示的能量回收装置的驱动波形图。

图7是在图6中显示的T1期内电流通路的回路图。

图8是在图6中显示的T2期内电流通路的回路图。

图9是在图6中显示的T3期内电流通路的回路图。

图10是在图6中显示的T4期内电流通路的回路图。

图11是在图6中显示的T5期内电流通路的回路图。

图12是在图6中显示的T6期内电流通路的回路图。

图13是作为本发明第2实施例的能量回收装置波形图。

附图中主要部分的符号说明：

Y：扫描电极                      Z：维持电极

X：寻址电极                      12Y、12Z：透明电极

13Y、13Z：金属总线(bus)电极      10：上玻板

14、22：电介质层                 16：保护膜

18：下玻板                       24：间隔壁

26：荧光体层               30、32：能量回收装置

60：供电装置               62：充放电装置

(5)具体实施方式

以下参照图5至图13，对本发明的能量回收装置及其方法的实施例进行详细说明。

图5是作为本发明第1实施例的能量回收装置电路图。

从图5可以看出，作为本发明第1实施例的能量回收装置包含以下部件：

将形成于扫描电极Y和维持电极Z之间的正电容量显示出来的面板电容Cp；

与面板电容Cp相连的供电装置60；

设置在面板电容Cp与源电容Cs之间的充放电装置62。

充放电装置62包含以下部件：设置在源电容Cs与面板电容Cp的扫描电极Y之间的感应器L、第5开关S5和第6开关S6；设置在源电容Cs与面板电容Cp的维持电极Z之间的第7开关S7和第8开关S8。这时，第5第6开关S5、S6与第7第8开关S7、S8并联在源电容Cs与面板电容Cp之间。当将向扫描电极Y提供电压(或电流)时，感应器L、第5开关S5和第6开关S6就提供了充电路径，当面板电容Cp将向源电容Cs提供电压(或电流)时，感应器L、第5开关S5和第6开关S6就提供了放电路径。在将向面板电容Cp的维持电极Z提供电压(或电流)时，感应器L、第7开关S7和第8开关S8就提供了充电路径，在面板电容Cp将向源电容Cs提供电压(或电流)时，感应器L、第7开关S7和第8开关S8就提供了放电路径。这时，在从感应器L、第5开关S5和第6开关S6向面板电容Cp的扫描电极Y方向上形成电流通路时，为了防止通过第7开关S7和第8开关S8的内部二极管D7、D8，在从感应器L、第7开关S7和第8开关S8向面板电容Cp的维持电极z方向上也形成电流通路，因此第7开关S7和第8开关S8内部二极管，即第7和第8二极管D7、D8的设置方向是相反的。与此相同，第5开关S5和第6开关S6内部二极管，即第5和第6二极管D5、D6的设置方向也是相反的。在本发明中，利用一个放电时与面板电容Cp形成共振回路的感应器L就能产生Y、Z维持脉冲，因此就减少了附件的数量，降低了制造费用。

供电装置60用于向面板电容Cp提供维持电压Vs和基础电压GND。为此，供电装置有以下几种：设置在向扫描电极Y提供维持电压路径上的第1开关S1；设置在向维持电极Z提供维持电压路径上的第2开关S2；设置在向扫描电极Y提供基础电压路径上的第3开关S3；设置在向维持电极Z提供基础电压路径上的第4开关S4。利用第1开关S1能使维持电压Vs提供给扫描电极Y，利用第2开关S2能使维持电压Vs提供给维持电极Z。利用第3开关S2能使基础电压GND提供给扫描电极Y，利用第4开关S4能使基础电压GND提供给维持电极Z。这时在第1至第4开关(S1至S4)中分别设置了内部二极管(D1至D4)，以便控制电流的流动。

图6是图5中显示的能量回收装置的驱动波形图。

在这里，假设T1时间段之前面板电容Cs的扫描电极Y和维持电极Z保持相同的电压(例如指定电压)。另外，还假设向源电容Cs充电的电压为1/2维持电压Vs/2。将面板电容Cp的扫描电极Y设定为正极，将面板电容Cp的维持电极Z设定为负极。

在T1时间段中，将第4开关S4、第5开关S5、第6开关S6都打开。这样就形成了依次从源电容Cs、感应器L、第5开关S5、第6开关S6、面板电容Cp的扫描电极Y和维持电极Z、第4开关S4，一直到基础电压源的电流通路。如图7所示，通过这样的电流通路，使充电给源电容Cs的1/2维持电压Vs/2进行放电，并向面板电容Cp进行充电。这时，由于面板电容Cp和感应器L形成共振回路，因此就向面板电容Cp的扫描电极Y提供了Vs的电压。所以面板电容Cp的扫描电极Y电压就上升到了维持电压Vs。在这种情况下，由于第7和第8开关S7、S8的内部二极管——第7和第8二极管的设置方向是相反的，因此就能防止通过第7和第8开关S7、S8的内部二极管——第7和第8二极管，使感应器L至面板电容Cp之间也形成电流通路。

在T2时间段中，继续打开第4开关S4，并打开第1开关S1，关闭第5开关S5和第6开关S6。这样就形成了依次从维持电压源、第1开关S1、面板电容Cp的扫描电极Y和维持电极Z、第4开关S4，一直到基础电压源的电流通路。如图8所示，通过这样的电流通路，使维持电压Vs提供给了面板电容Cp的扫描电极Y。在T2时间段中，将提供给面板电容Cp的扫描电极Y的电压保持在维持电压Vs状态，并使其进行稳定维持放电。

在T3时间段中，继续打开第4开关S4，并打开第5开关S5和第6开关S6。这样就形成了依次从第4开关S4、面板电容Cp的维持电极Z和扫描电极Y、第5开关S5、第6开关S6、感应器L、源电容Cs，一直到基础电压源的电流通路。如图9所示，通过这样的电流通路，就将向面板电容Cp充电的电压回收给了源电容Cs。这时向源电容Cs充电的电压为1/2维持电压Vs/2。

在T4时间段中，将第3开关S3、第7和第8开关S7、S8打开。这时关闭第4开关S4。这样就形成了如图10所示的依次从源电容Cs、感应器L、第7开关S7、第8开关S8、面板电容Cp的维持电极Z和扫描电极Y、第3开关S3，一直到基础电压源的电流通路。通过这样的电流通过，就使向源电容Cs充电的1/2维持电压Vs/2进行放电，并向面板电容Cp进行充电。这时，由于面板电容Cp和感应器L形成了共振回路，因此就向面板电容Cp的维持电极Z提供了Vs的电压。在这里，向面板电容Cp的维持电极Z充电Vs的电压与扫描电极Y的电压是相对的。(实际上，就使Vs的电压对维持电极Z进行充电)因此面板电容Cp的维持电极Z的电压就达到了维持电压Vs。在这种情况下，由于第5和第6开关S5、S6的内部二极管——第5和第6二极管的设置方向是相反的，因此就能防止通过第5和第6开关S5、S6的内部二极管——第7和第8二极管，使感应器L至面板电容Cp的扫描电极Y之间形成电流通路。

在T5时间段中，继续打开第3开关S3，并打开第2开关S2，关闭第7开关S7和第8开关S8。这样就形成了如图11所示的依次从维持电压源、第2开关S2、面板电容Cp的维持电极Z和扫描电极Y、第3开关S3，一直到基础电压源的电流通路。通过这样的电流通路，使Vs电压(以扫描电极Y为基准的Vs电压)提供给了面板电容Cp的维持电极Z。在T5时间段中，将提供给面板电容Cp的维持电极Z的电压维持在维持电压Vs状态，并使其进行稳定维持放电。

在T6时间段中，继续打开第3开关S3，并打开第7开关S7和第8开关S8。这样就形成了如图12所示的依次从第3开关S3、面板电容Cp的扫描电极Y和维持电极Z、第8开关S8、第7开关S7、感应器L、源电容Cs，一直到基础电压源的电流通路。通过这样的电流通路，使充电给面板电容Cp的电压回收至源电容Cs中。这时，对源电容Cs进行了1/2维持电压Vs/2的充电。如图6所示，实际上，能量回收装置以T1至T6为周期，反复对面板电容Cp进行充放电。

图13是作为本发明第2实施例的能量回收装置波形图。

从图13可以看出，与作为本发明第1实施例的能量回收装置相比，作为本发明第2实施例的能量回收装增加设置了辅助源电容Cs1。辅助源电容Cs1设置在向源电容Cs进行充电的路径上。除辅助源电容Cs1之外，这两种能量回收装置的组成部件是一样的。

由于设定的源电容Cs和辅助源电容Cs1的电容值是相同的，所以维持电压被分成了2等份，这就使得源电容Cs的电压稳定在1/2维持电压Vs/2的状态。据此，因为感应器L和源电容Cs是直接连接的，所以就能防止由于感应器L与面板电容Cp形成共振而使充电给源电容Cs的电压变得不稳定。

由于除辅助源电容Cs1之外，作为本发明第2实施例的能量回收装的构成要素和驱动方法与本发明第1实施例的能量回收装置相同，因此不再对其进行重复说明。

本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本发明权利要求书的范围内。

Claims (9)

1、一种能量回收装置，其特征在于包括：

设置于扫描电极与维持电极之间的面板电容；

将从所述的面板电容中回收的电压进行充放电的源电容；

在所述的面板电容与源电容之间形成充放电路径的充放电装置；

用于向所述的面板电容提供维持电压和基础电压的供电装置；

设置于所述的充放电装置中，与所述的面板电容连接，用于与所述的面板电容形成共振回路的感应器。

2、如权利要求1所述的能量回收装置，其特征在于还包含：

设置在向所述的源电容提供维持电压的路径上，使向所述的源电容提供的电压维持在1/2维持电压状态的辅助源电容。

3、如权利要求2所述的能量回收装置，其特征在于：

所述的源电容和辅助源电容设定的电容值是相同的。

4、如权利要求1所述的能量回收装置，其特征在于所述的供电装置包括：

设置在向扫描电极提供维持电压路径上的第1开关；

设置在向维持电极提供维持电压路径上的第2开关；

设置在向扫描电极提供基础电压路径上的第3开关；

设置在向维持电极提供基础电压路径上的第4开关。

5、如权利要求4所述的能量回收装置，其特征在于所述的供电装置包括：

使所述的向源电容充电的电压经过感应器，提供给面板电容的扫描电极，使所述的向面板电容充电的电压经过扫描电极，回收至源电容的第5开关和第6开关；

使所述的向源电容充电的电压经过感应器，提供给所述的面板电容的维持电极，使所述的向面板电容充电的电压经过维持电极，回收至源电容的第7开关和第8开关。

6、如权利要求5所述的能量回收装置，其特征在于：

所述的第5和第6开关内部分别设置二极管，并这两个二极管的设置方向是相反的。

7、如权利要求5所述的能量回收装置，其特征在于：

所述的第7和第8开关内部分别设置二极管，并这两个二极管的设置方向是相反的。

8、利用如权利要求1所述的能量回收装置进行能量回收方法，其特征在于包含以下步骤：

提供给源电容的电压经过感应器和第1路径，向面板电容的扫描电极进行充电的步骤；

将由外部输入的维持电压提供给扫描电极的步骤；

从面板电容中通过所述的扫描电极释放出来的电压经过第1路径和感应器，回收至上述源电容的步骤；

回收至上述源电容的电压经过感应器和第2路径，向所述的面板电容的维持电极进行充电步骤；

将由外部输入的维持电压提供给维持电极的步骤；

从所述的面板电容中通过所述的维持电极释放出来的电压经过第2路径和感应器，回收至所述的源电容的步骤。

9、如权利要求8所述的能量回收方法，其特征在于还包含以下步骤：

使通过辅助源电容回收至源电容的电压维持在1/2维持电压状态的步骤。

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