JP2002116731A - 交流プラズマディスプレーパネルの維持放電回路 - Google Patents
交流プラズマディスプレーパネルの維持放電回路Info
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Abstract
びY電極を駆動する各々維持放電回路を一つの回路で構
成して、最小の部品構成による駆動で信頼性の向上並び
に、回路の寄生抵抗の影響とパネルキャパシタンスの変
化にもあらゆるスイッチの零電圧スイッチング動作を保
障することによって電力回収率を向上して、維持放電開
始時突入電流発生を防止してスイッチング損失の低減に
よる高効率化を提供する。 【解決手段】 本発明は交流プラズマディスプレーパネ
ルのX電極とY電極との維持放電回路を一つの電力回収
回路で駆動できるようにした交流プラズマディスプレー
パネルの維持放電回路において、前記プラズマディスプ
レーパネルのX電極及びY電極に電力を回収する電力回
収部と、前記電力回収部から印加される電圧によってパ
ルス電圧源を生じるインダクタと、前記インダクタのパ
ルス電圧源でX、Y電極を維持放電するX、Y電極維持
放電部と、前記X、Y電極維持放電部に制御パルス電圧
源で印加するスイッチで構成してなる。
Description
プレーパネル(PDP)の維持放電回路に関するもので
あり、より詳細には交流プラズマディスプレーパネルの
X電極とY電極とを一つの維持放電部で駆動できるよう
にした交流プラズマディスプレーパネルの維持放電回路
に関するものである。
は、気体放電により生成したプラズマを利用して文字ま
たは映像を表示する次世代平板ディスプレー装置とし
て、前記プラズマディスプレーパネルは大きさによって
数十から数百萬個以上のピクセルがマトリックス形態で
配列されている。
は、印加される駆動電圧波形の形態と放電セルの構造に
よって直流DC形と交流AC形に区分される。
差は、直流形の場合電極が放電空間にそのまま露出され
ていて電圧が印加される間放電空間にそのまま流れる。
作るべき短所がある。反面交流形の場合電極を誘電体層
が覆って自然な容量性形成で電流が制限され、放電時イ
オンの衝撃から電極が保護されるので直流形に比べて寿
命が永い。
要な特性中の一つであるメモリ特性も電極を覆っている
誘電体層による容量性から起因する。
光原理を見れば、X電極とY電極とにパルス形態の電位
差が形成されて放電がおきて、この時放電過程で生成し
た真空紫外線が赤R、緑G、青Bの蛍光体に各々励起さ
れながら前記各々の蛍光体は光の組合せによる発光をす
る。
るが、前記プラズマディスプレーパネル内部の放電気体
の種と圧力そして酸化マグネシウム(MgO)保護膜の二
次電子放出特性に大きく関係し、電極の構造と駆動条件
によって多く変わる。
ルの駆動のための従来技術を見るに、図1に示したよう
にL.F.Webberにより発表されたSID'87
Digest、pp.92−95に叙述された交流形プ
ラズマディスプレーパネルの維持放電回路図として、前
記交流形プラズマディスプレーパネルの駆動回路はX電
極の維持放電回路とY電極の維持放電回路(図示せず)と
が各々同一に構成される。
回路を説明すると、二つのMOSFETスイッチS1、
S2とダイオードD1、D2及びキャパシタCcで構成
される電力回収部と、直列連結された二つのMOSFE
TスイッチS3、S4で構成される維持放電部と、前記
電力回収部のダイオードD1、D2と維持放電部のMO
SFETスイッチS3、S4間にはインダクタLcで連
結されて、前記維持放電部にはパネルであるキャパシタ
Cpを有する負荷が連結される。この時、寄生抵抗は無
視する。
路は、図2に示したようにMOSFETスイッチS1〜
S4のスイッチングシーケンス動作によって4種モード
で動作するようになって、前記スイッチングシーケンス
動作によって出力電圧VpとインダクタLcに流れる電
流ILの波形が各々示される。
通される直前にスイッチS4が導通されていてパネルの
両端電圧Vpは“0”に維持される。この時電力回収用
キャパシタCcは外部印加電圧+Vsの1/2ほどの電
圧+Vs/2が予め充電されて維持放電開始時突入電流
が生じないようにする。
“0”に維持した状態で“t0”時点になると、まずス
イッチS1オン(ON)、スイッチS2、S3、S4オフ
(OFF)されるモード1の動作が始まる。
1)には電力回収用キャパシタCc、スイッチS1、ダ
イオードD1、インダクタLc及びパネルキャパシタC
pの経路にLC共振回路が形成されて、インダクタLc
に電流ILが流れてパネル出力電圧Vpは増加する。
に流れる電流ILは、寄生抵抗等によって徐々に減少し
て“t1”時点で“0”になって、出力電圧Vpは外部
印加電圧+Vsになる。
スイッチS1、S2、S4オフ、維持放電部のスイッチ
S3オンされながらモード2の動作が始まるようになる
が、この時、スイッチS3の両端にかかる電圧は“t
1”時点で“0”であるので零電圧スイッチングし、理
想的にスイッチング損失は“零”になる。
は図2に示したように、外部印加電圧+Vsがスイッチ
S3を通してそのままパネルキャパシタCpに流れ、パ
ネルの出力電圧Vpは放電を維持する。
モード2区間(t1)が完了されてモード3区間(t3)
が始まるとスイッチS1、S3、S4はオフされスイッ
チS2がオンされながらモード3の動作が始まる。
作は、モード1の反対経路すなわち、パネルキャパシタ
Cp、インダクタLc、ダイオードD2、スイッチS
2、電力回収用キャパシタCc経路にLC共振回路が形
成されて、図2に示したようにインダクタLcに共振電
流ILが流れて出力電圧Vpは減少して“t3”時点で
インダクタLcの電流及び出力電圧Vpは“0”にな
る。
断されて維持放電部のスイッチS4が導通されるとモー
ド4の動作が始まってスイッチS4の両端にかかる電圧
はモード3“t3”時点で“0”であるので零電圧スイ
ッチングし、理想的にスイッチング損失は零になる。
は、図2に示したように、出力電圧Vpは“0”をその
まま維持する。この状態で、スイッチS1が再び導通さ
れるとモード1の動作でサイクルが繰り返される。
た従来交流プラズマディスプレーパネルの維持放電回路
はX及びY電極すべて考慮する場合電力回収部のスイッ
チ数が多くて駆動回路が複雑になって、高価のMOSF
ETスイッチ素子構成による低価の維持放電駆動回路の
具現がむずかしい。
するには電圧上昇及び下降時間が長くなる短所があっ
て、短い電圧上昇及び下降時間と優秀な電力回収部の効
率すべてを満足させるのに難しい問題点がある。
及び画像によるパネルキャパシタンスの変化を考慮すれ
ば回路を構成するあらゆるスイッチが理想的な零電圧ス
イッチング動作が不可能であってスイッチのターン-オ
ン時スイッチング損失が非常に大きくなる。
に電圧がVs/2ほど予め充電されていない状態では放
電維持開始時非常に大きい突入電流が生じてこれを制限
する別途の保護回路を必要とするようになる問題点があ
る。
以外にSAKAI方式による電力回収駆動回路がある
が、前記SAKAI方式の場合印加電圧の上昇及び下降
時間が短い時電力回収率が低くなる欠点があって、印加
電圧上昇及び下降時間は同じ条件下で従来のウェーバ方
式による電力回収回路とほとんど同じであり、電力回収
率が回路特性によって少し変わる程度に過ぎないだけで
ある。
マディスプレーパターンのX及びY電極を駆動する各々
維持放電回路を一つの回路に構成して、最小の部品構成
による駆動で信頼性を向上しようとすることにある。
響とパネルキャパシタンスの変化にもあらゆるスイッチ
の零電圧スイッチング動作を保障することによって電力
回収率を向上して、維持放電開始時突入電流発生を防止
してスイッチング損失の低減による高効率化させようと
することにある。
めの本発明は、交流プラズマディスプレーパネルの維持
放電回路において、前記プラズマディスプレーパネルの
X電極及びY電極に電力を回収する電力回収部と、前記
電力回収部から印加される電圧によって三角波電流源を
生じるインダクタと、前記インダクタの三角波電流源に
よって電圧上昇及び下降時間が制御された制御パルス電
圧源を印加するスイッチと、前記スイッチから制御パル
ス電圧源でX、Y電極を維持放電するX、Y電極維持放
電部で構成してなることを特徴とする。
発明の望ましい実施例を詳細に記述する。
パネルの制御パルス電圧源維持放電回路図で、図4は図
3の動作を説明するための波形図であり、前記プラズマ
ディスプレーパネル24のX電極及びY電極に電力を回
収する電力回収部21と、電力回収部21から印加され
る電圧によって三角波電流源を生じるインダクタLp
と、前記インダクタLpの三角波電流源によって電圧上
昇及び下降時間が制御された制御パルス電圧源を印加す
るスイッチSaと、前記スイッチSaの制御パルス電圧
源でX、Y電極を維持放電するX、Y電極維持放電部2
2、23で構成される。
放電されるように直列接続されるブロッキングキャパシ
タC1、C2で構成される。
ルス電圧源発生及び零電圧スイッチング動作を維持する
コイルで構成されて前記ブロッキングキャパシタC1、
C2間に接続される。
Lpと接続されてパネルのX電極に印加された電圧を放
電維持し、二つのMOSFETスイッチS1、S2が直
列で構成される。
部22と並列に接続されてパネルのY電極に印加された
電圧を放電維持し、二つのMOSFETスイッチS3、
S4が直列で構成される。
ャパシタC1、インダクタLpとX、Y電極維持放電部
22、23と接続されて前記X、Y電極電圧及び外部印
加電圧Vsをパルス電圧源形態で導通/遮断する単一M
OSFETスイッチで構成される。
3間にはキャパシタCpを有する負荷に定義されたパネ
ル24が連結される。
示したように、スイッチSa、スイッチS1、S4とS
2、S3がスイッチングシーケンスによって5種モード
で動作する。
で、残りスイッチS1〜S4“オン”状態になっていて
パネル24の両端電圧Vpは“0”でありインダクタL
pに流れる電流ILは正(positive)の方向に
流れる。
部21のブロッキングキャパシタC1、C2は各々外部
印加電圧+Vsの1/2ほどの電圧+Vs/2がかかっ
ていて、最初起動時に突入電流発生を防止する。
チSa“オフ”、X電極維持放電部22のスイッチS1
とY電極維持放電部23のスイッチS4“オン”、反面
維持放電部22のスイッチS2とY電極維持放電部23
のスイッチS3“オフ”状態で遮断されてモード1の動
作が始まる。
ロッキングキャパシタC2、インダクタLp、スイッチ
S1、パネルキャパシタCp、スイッチS4の経路にL
C共振回路が形成されて、出力電圧Vpは増加する。す
なわち、図4に示されたように、パネル24の両端電圧
Vpは“t1”時点で外部印加電圧+Vsになる。
Lは、前記スイッチSaのボディーダイオード(bod
y diode)を通して流れてスイッチSa両端電圧
が“0”になってスイッチング損失“零”に図4のよう
に“ターン−オン”状態になってモード2の動作が始ま
る。
4に示されたように、スイッチSaオン、X電極維持放
電部22のスイッチS1とY電極維持放電部23のスイ
ッチS4“オン”、反面維持放電部22のスイッチS2
とY電極維持放電部23のスイッチS3“オフ”状態に
遮断されて前記インダクタLpの両端電圧はブロッキン
グキャパシタC1の両端電圧+VC1がインダクタLp
に流れる電流IL反対方向に印加されて、電流ILは減
少する。
流ILの極性は反転されて逆方向に流れるようになって
モード2区間でパネル24の両端電圧Vpは外部印加電
圧+Vsそのまま維持してパネル24は放電を維持す
る。
イッチSaが再び“ターン−オフ”されX電極維持放電
部22のスイッチS1とY電極維持放電部23のスイッ
チS4とは“オン”、反面維持放電部22のスイッチS
2とY電極維持放電部23のスイッチS3とは“オフ”
状態に遮断されてモード3の動作が始まる。
記モード1の反対経路すなわち、負(negative)
方向に流れるインダクタLp電流ILによりスイッチS
4、パネルキャパシタCp、スイッチS1、インダクタ
Lp、ブロッキングキャパシタC2経路でLC共振回路
が形成されて、パネル両端電圧Vpは維持していた外部
印加電圧+Vsを減少させる。
である時点でパネル両端電圧Vpは“0”になる。この
状態で、インダクタLpに流れる電流ILはスイッチS
2及びスイッチS3のボディーダイオードを通して流れ
てスイッチ両端にかかる電圧は“0”になって零のスイ
ッチング損失で導通しモード4の動作になる。
が“オフ”であって、X電極維持放電部22のスイッチ
S1とY電極維持放電部23のスイッチS4“オン”、
維持放電部22のスイッチS2とY電極維持放電部23
のスイッチS3“オン”状態になってモード4の動作が
始まる。
に示されたように“t4”でパネル両端電圧Vpが
“0”になれば、インダクタLp両端電圧はブロッキン
グキャパシタC2の両端電圧+VC2が電流ILが流れ
る反対方向に印加されて電流ILを増加する。
点で電流ILの極性は陽に反転されて指定した方向に流
れる。この時パネル両端電圧Vpは“0”に維持され
る。
“t6”でスイッチSaとスイッチS1及びスイッチS
4が“オフ”状態で、スイッチS2及びスイッチS3が
“オン”されて、前記モード5区間中ブロッキングキャ
パシタC2、インダクタLp、スイッチS2、パネルキ
ャパシタCp及びスイッチS3の経路にLC共振回路が
形成されてパネル24両端電圧は“0”である状態で反
対極性の電圧に減少する。
である時点でパネル24の両端電圧Vpは外部印加電圧
+Vsの反対極性の電圧−Vsになる。この状態でスイ
ッチSaが再び“ターン−オン”され、異なる半周期が
繰り返される。
ラズマディスプレーパネルのX及びY電極の交流形プラ
ズマディスプレーパターンのX及びY電極を駆動する各
々維持放電回路を一つの回路に構成することによって、
最小の部品構成による駆動で信頼性の向上はもちろん、
回路のスイッチ素子に寄生抵抗の影響とパネルキャパシ
タンスの変化にもあらゆるスイッチの零電圧スイッチン
グ動作を保障することによって電力回収率を向上して、
維持放電開始時突入電流発生を防止し、スイッチング損
失の低減による高効率化及び品質向上を期待することが
できる効果を奏する。
放電回路図である。
持放電回路図である。
Claims (13)
- 【請求項1】 交流プラズマディスプレーパネルの維持
放電回路において、前記プラズマディスプレーパネルの
X、Y電極に維持放電する各々維持放電回路を一つの維
持放電回路で構成してなることを特徴とする交流プラズ
マディスプレーパネルの維持放電回路。 - 【請求項2】 前記維持放電回路は、パネルのX電極及
びY電極に電力を回収する電力回収部と、前記電力回収
部から印加される電圧によってパルス電圧源を生じるイ
ンダクタと、前記インダクタの三角波電流源によって電
圧上昇及び下降時間が制御された制御パルス電圧源を印
加するスイッチと、前記スイッチから制御パルス電圧源
でX、Y電極を維持放電するX、Y電極維持放電部で構
成してなることを特徴とする請求項1に記載の交流プラ
ズマディスプレーパネルの維持放電回路。 - 【請求項3】 前記X電極及びY電極は、X、Y電極維
持放電部間にキャパシタである負荷で構成してなること
を特徴とする請求項2に記載の交流プラズマディスプレ
ーパネルの維持放電回路。 - 【請求項4】 前記電力回収部は、起動時突入電流発生
を防止して、外部印加電圧が各々かかっている複数個の
ブロッキングキャパシタで構成してなることを特徴とす
る請求項2に記載の交流プラズマディスプレーパネルの
維持放電回路。 - 【請求項5】 前記複数個のブロッキングキャパシタ
は、初期起動時各々外部印加電圧の1/2電圧が維持さ
れているように構成してなることを特徴とする請求項4
に記載の交流プラズマディスプレーパネルの維持放電回
路。 - 【請求項6】 前記スイッチは、M0SFETで構成し
てなることを特徴とする請求項2に記載の交流プラズマ
ディスプレーパネルの維持放電回路。 - 【請求項7】 前記X電極維持放電部は、前記インダク
タに二つのMOSFETスイッチを直列で構成してなる
ことを特徴とする請求項2に記載の交流プラズマディス
プレーパネルの維持放電回路。 - 【請求項8】 前記Y電極維持放電部は、直列で構成さ
れた二つのMOSFETスイッチを前記X電極維持放電
部と並列で構成してなることを特徴とする請求項2に記
載の交流プラズマディスプレーパネルの維持放電回路。 - 【請求項9】 前記X電極及びY電極維持放電部は、各
々複数個スイッチ中一つのスイッチを遮断させて共振回
路を形成させて前記パネル両端にかかる電圧を増加させ
て外部印加電圧になることを特徴とする請求項2に記載
の交流プラズマディスプレーパネルの維持放電回路。 - 【請求項10】 前記スイッチは、パネル両端に外部印
加電圧がかかれば前記インダクタを通して前記スイッチ
両端電圧を“0”に維持して“零”のスイッチング損失
で導通されながら前記パネル両端にかかった外部印加電
圧を維持放電させることを特徴とする請求項2に記載の
交流プラズマディスプレーパネルの維持放電回路。 - 【請求項11】 前記スイッチに外部印加電圧を維持放
電後には遮断されながら前記維持放電時間中形成された
共振回路を反対経路の共振回路に形成してパネル両端に
かかる電圧を減少させて“0”になるようにすることを
特徴とする請求項10に記載の交流プラズマディスプレ
ーパネルの維持放電回路。 - 【請求項12】 前記スイッチは、パネル両端にかかる
電圧が“0”になれば前記インダクタを通して前記X電
極及びY電極維持放電部の遮断状態であるスイッチ両端
にかかる電圧が“0”になるようにして“零”のスイッ
チング損失でスイッチを導通させて、スイッチの導通で
前記パネル両端電圧を“0”に維持させることを特徴と
する請求項10に記載の交流プラズマディスプレーパネ
ルの維持放電回路。 - 【請求項13】 前記パネル両端電圧を“0”電圧維持
後には設定された時間区間中前記X電極及びY電極維持
放電部は各々複数個スイッチ中他のスイッチを遮断させ
て共振回路を形成して前記パネル両端にかかる電圧を反
対極性の外部印加電圧になるようにすることを特徴とす
る請求項12に記載の交流プラズマディスプレーパネル
の維持放電回路。
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