JP2008134372A - プラズマディスプレイパネルの駆動回路及びｐｄｐモジュール - Google Patents

Abstract

【課題】回収コイルの残留エネルギーをリセットするダイオーオドは自立タイプの大型のダイオードが必要であり、必要に応じて、放熱板取り付けも考慮しなければならず、信頼性、原価の面で問題であった。
【解決手段】回収コイルの残留エネルギーをリセットするリセットダイオードに抵抗を接続し、この抵抗で残留エネルギーを消費させて、リセットダイオードを小容量にして、信頼性向上、原価低減、周辺半導体とのハイブリッドＩＣ化に適したものとする。
【選択図】図１

Description

本発明は、交流放電を利用して表示を行うプラズマディスプレイパネル（以下、「ＰＤＰ」と省略する）の駆動回路及びＰＤＰモジュールに係わり、特に電力回収回路に用いられている回収コイルの残留エネルギーのリセット技術に関する。

近年、ＰＤＰは、自己発光型であるため、視認性がよく、薄型で大画面表示及び、高速表示が可能であるからＣＲＴにかわる表示パネルとして実用化されている。

このＰＤＰにおける主な消費電力は、表示に寄与する放電電力と、走査電極（Ｙ電極）と維持電極（Ｘ電極）間で形成される静電容量（以下、「パネル容量」と称する）を駆動する無効電力である。

無効電力は表示には寄与しない。そこで、ＰＤＰの駆動回路には、無効電力を低減するために、パネル容量と外部に設けたインダクタンスで共振回路を構成し、パネル容量に蓄えられた電力を回収して再供給する電力回収回路が備えられている。電力回収回路については、例えば、特許文献１，２に記載されている。
特開２００２−２７８５１２号公報 特開平１１−３５２９２７号公報

上記した一般的な電力回収回路は、例えば特許文献１の図１で示される。以下、特許文献１の図１を参照して、従来のＰＤＰの電力回収回路が有する課題について説明する。

ＰＤＰに駆動電圧を印加してサスティン放電（維持放電ともいう）を起させる動作順序は、まず電力回収回路側からＰＤＰのパネル容量に電力を供給する電力供給動作から始まる。ここでは、Ｘ電極側からＰＤＰをサスティン駆動するものとする。すなわち、パネル容量Ｃｐから回収した電力が蓄えられている回収コンデンサＣ３からスイッチＳＷ２，ダイオードＤ０３２，コイル６５，ダイオードＤ０３４を通じて、パネル容量Ｃｐを充電し始める。ＰＤＰへの充電電圧が放電開始電圧を超えたら放電が始まるので、パネル容量Ｃｐの充電途中でもスイッチＳＷ４を閉じてサスティン電圧（放電維持電圧ともいう）ＶｓをＰＤＰに印加して放電を一気に増大させる。

次に、放電が終わった一定期間（約数μｓ）後今度は、パネル容量Ｃｐに蓄積された電力を回収する動作（電力回収動作）に移る。すなわち、パネル容量Ｃｐに充電された電力がダイオードＤ０３３，コイル６４，ダイオードＤ０３１，ＳＷ１を通じて回収コンデンサＣ３に回収される。その後、スイッチＳＷ３が閉じて、ＰＤＰ（パネル容量Ｃｐ）の残留電圧を基準電位まで低下させて駆動が終わる。

次に、反対側電極（ここではＹ電極）側から同様な動作でサスティン駆動を行う。以下、パネル容量Ｃｐの両側から出ているＸ電極１４，Ｙ電極１５を交互に駆動して、サスティン放電を継続（維持）させる。

ところで、上記した電力供給動作の過程において、コイル６５からＰＤＰ（パネル容量Ｃｐ）を充電している電力供給途中にスイッチＳＷ４を閉じると、オン（導通）しているダイオードＤ０３２，コイル６５に充電阻止方向にサスティン電圧Ｖｓが印加されたことになる。従って、急速にコイル６５の電流がゼロになり、ダイオードＤ０３２の逆方向回復時間（ｔｒｒ：reverse recovery time）だけ、さらに負方向（回収コンデンサＣ３側方向）に電流が流れる。ダイオードＤ０３２は、数十アンペア程度の回収電流を流すことができる大型ダイオードであり、ｔｒｒ時間も小型品よりかなり大きい。スイッチＳＷ４オン時、実測すると負方向に６．５Ａ程度の電流が流れている（４２インチのＰＤＰでｔｒｒ＝０．１μｓの場合）。すなわち、電力供給動作が終わった後に、コイル６５には負方向に充電された残留エネルギーが残り、このエネルギーが放電されないかぎり、周辺の浮遊容量を充電して高調波リンギングが生じ、ＥＭＩ（Electromagnetic Interference）妨害になる。このため、ダイオードＤ０３７を追加し、コイル６５とダイオードＤ０３７とスイッチＳＷ４とで形成される閉回路によりコイル６５の残留エネルギーを放電している。なお、コイル６５の残留エネルギーを放電して初期状態とすることを、サスティン放電との混用を避けるために、便宜上、「リセット」と称するものとする。また、残留エネルギーを放電するためのダイオード（ここではＤ０３７）を特に「リセットダイオード」と称する。

コイル６５に蓄積された残留エネルギー（電力）は、１／２Ｌｉ^２×（１秒間のパルス数）で求められる。現在の製品（例えば４２インチのＰＤＰを搭載したプラズマディスプレイ表示装置）で白ピーク画像を受信して、放電パルス数が最大（例えば７００発／１６．７ｍｓ）の場合を考え、Ｌ＝０．３μＨ，１秒間のパルス数＝４２０００発として、実測電流波形に基づいて電力を算出すると、約０．３Ｗ（ワット）の電力を消費させてリセットする必要がある。この消費は、ほとんどリセットダイオードＤ０３７で行われ、順方向電圧（Ｖｆ）と流れる電流の積で求められる熱損失となる。

このため、従来では、リセットダイオードＤ０３７には面実装タイプのダイオード（例えばＳＭＡ型のダイオード）が使用できず、一般に、自立タイプの大型のダイオード（例えばＴＯ−２２０型半導体パッケージに封入されたダイオード）が使用されている。また、必要に応じて、放熱板取り付けも考慮しなければならない。これらの事情は、原価（部品価格や基板取り付けコストなど）を押し上げる要因となる。

また、このリセットダイオードは、他の周辺半導体部品とのＩＣ化を進めるうえにおいても、なるべく小型、低損失部品にしておくことが要請されているという事情もある。

一方、ＰＤＰ（パネル容量Ｃｐ）からの電力回収動作では、電力供給時における供給途中で中断するような必然性の問題はない。しかし、なるべく電力回収時間を短くして、その分サスティンパルス数を増やし、輝度アップを行うのが実情であり、やはり電力回収途中で中断が行われている。

前述したように、電力回収動作時には、パネル容量ＣｐからダイオードＤ０３３，コイル６４，ダイオードＤ０３１，スイッチＳＷ１を通じて回収コンデンサＣ３に電力を回収している。この時、電力回収終了間近かであっても、電極抵抗等の損失があって、ＰＤＰのパネル容量Ｃｐに蓄積された電力を全部回収できず、パネル容量Ｃｐに電圧分が残っている。このため、前述したように、スイッチＳＷ３を閉じて、時間短縮で電力回収の途中で電力回収を中断した場合にも、前述と同様な理由でコイル６に残留エネルギーが発生する。

すなわち、今度は、回収コンデンサＣ３からダイオードＤ０３１のｔｒｒを通じてコイル６４に逆方向（ＰＤＰ側の方向）に電流が流れ、コイル６に残留エネルギーが発生する。

そこで、リセットダイオードＤ０３６を追加し、リセットダイオードＤ０３６とコイル６４とスイッチＳＷ３とで形成される閉回路によりコイル６４の残留エネルギーをリセットするようにしている。従って、リセットダイオードＤ０３６にも、前述とほぼ同様な約０．３Ｗ（ワット）程度の電力損失が発生するので、大型部品が使用されており、小型化が困難である。

一方、特許文献２の図４には、回収コイルの残留エネルギーをリセットするためのリセットダイオードに抵抗を接続し、該抵抗で電流ダンピング（制動）を行うことが示されている。この図４に示されたものは、電力回収回路のコイルエネルギーを増大させてサスティンパルス波形の前縁にオーバーシュート波形を発生させ、発光効率を上げる技術として記載されている。

しかし、詳細は後述するが、前記抵抗は電流ダンピング（制動）が目的であり、抵抗値が１Ω前後と小さく、電流波形に重畳するリンギング成分の低減等を行うためのものであって、リセットダイオードの消費電力軽減を図ることができるものではない。

本発明は、上記した実情に鑑みてなされたもので、その目的は、リセットダイオードの電力損失を軽減し、リセットダイオードの面実装を可能とするプラズマディスプレイパネルの駆動回路を提供することにある。

プラズマディスプレイパネルの放電維持電圧のほぼ半分の電圧源から半導体スイッチと高速型ダイオード（ｔｒｒ＝０．１μｓ以下）で構成された双方向スイッチ回路と回収コイルを通じてパネル電極に接続し、このパネル電極と放電維持電源間、及び基準電位間には半導体スイッチが接続されて、上記双方向スイッチ回路とコイルとの接続点から放電維持電源間に放電維持電圧側をカソードとしたダイオードと抵抗（３〜５０Ω）の直列回路が接続され、上記接続点と基準電位間には基準電位をアノード側としたダイオードと抵抗（３〜５０Ω）の直列回路を接続して、回収コイルの残留エネルギーをほぼこの抵抗で損失させて、前記した放電維持電圧側をカソードとしたダイオードと基準電位側をアノードとしたダイオードの省電力を図ることを特徴とする。

本発明によれば、リセットダイオードに直列に３〜５０Ωの抵抗を接続することにより、該抵抗で電力損失を分担し、その分リセットダイオードにおける電力損失を低減することができる。その結果、面実装が可能な低消費電力のリセットダイオードを用いることができ、コストダウンを図ることが可能となる。

以下、本発明の最良の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、各図において、共通な機能を有する要素には同一な符号を付して示し、一度述べたものについては、その重複する説明を省略する。

本発明は、回収コイルの残留エネルギーをリセットするリセットダイオードに抵抗を接続することを特徴とする。回収コイルの残留エネルギーをリセットする際、抵抗がなければ、残留エネルギーが主にリセットダイオードで熱損失に変わる。このため、現在、リセットダイオードには、放熱を考慮して例えばＴＯ−２２０型半導体パッケージに封入されたものが用いられている。そこで、リセットダイオードに抵抗を接続し、熱損失を抵抗で分担させて、リセットダイオードで負う熱損失を低減する。これにより、面実装型のリセットダイオードを使用することができ、コストダウンを図ることができる。また、周辺半導体とのハイブリッドＩＣ化が可能となる。

なお、抵抗値が小さ過ぎると抵抗による熱分担が小さくなり、抵抗が大き過ぎるとリンギングが生じ易くなるので、抵抗の抵抗値は、３Ω〜５０Ωとする。

図１は、本発明の実施例１によるプラズマディスプレイパネルのサスティン放電駆動回路の模式図である。また、図２は、図１の駆動回路における各部の電圧波形および電流波形を模式的に示した図である。

なお、本発明は、ＰＤＰ（プラズマディスプレイパネル）をＹ電極（走査電極）側およびＸ電極（維持電極）側から交互に放電維持駆動するサスティン期間（放電維持期間）におけるＹ電極駆動回路およびＸ電極駆動回路の電力回収回路に関するものである。そのため、以下では、主に、サスティン期間における本発明による電力回収回路の電力供給および電力回収動作について説明し、リセット期間やアドレス期間におけるＰＤＰの駆動については、説明を省略する。

図１において、ＰＤＰ１４は、周知の３電極方式面放電構造のＰＤＰである。３電極方式面放電構造のＰＤＰでは、一般に、画面行方向に延伸した対をなすＹ電極とＸ電極が画面縦方向に複数配置されている。また、図示しないが、画面縦方向に延伸したアドレス電極が画面行方向に複数配置されている。そして、対を成すＹ電極とＸ電極で形成される各表示ラインと各アドレス電極との交点部分にそれぞれ表示セル（図示せず）が形成されている。

ＰＤＰ１４の駆動は、周知のように、まず、リセット期間に全表示セルの初期化（リセット）を行う。次に、アドレス期間に点灯させるべき表示セルの選択を行う。具体的には、スキャン回路１３から各Ｙ電極にスキャンパルス（走査パルス）を印加しながら、これに同期した表示パルスをアドレス駆動回路（図示せず）からアドレス電極に印加する過程を行い、点灯させるべき表示セルに対して壁電荷を形成させる。その後、ＰＤＰ１４に対してＹ電極駆動回路１００ＹとＸ電極駆動回路から交互にサスティンパルス（放電維持パルス）を印加して、壁電荷が形成された表示セルの点灯を行わせる。

ＰＤＰ１４をＹ電極側から駆動するＹ電極駆動回路１００Ｙは、Ｙ電極をサスティン駆動するサスティン回路１１０Ｙと、ＰＤＰ１４のパネル容量Ｃｐ（図示せず）から電力を回収し、またパネル容量Ｃｐに電力を供給する電力回収回路１２０Ｙとを含んでなる。また、ＰＤＰ１４をＸ電極側から駆動するＸ電極駆動回路１００Ｘも、Ｙ電極駆動回路１００Ｙと同様に構成されており、Ｘ電極をサスティン駆動するサスティン回路１１０Ｘと電力回収回路１２０Ｘとを含んでなる。以下、Ｙ電極駆動回路１００Ｙ，Ｘ電極駆動回路１００Ｘの詳細構成について説明するが、Ｙ電極駆動回路１００ＹとＸ電極駆動回路１００Ｘは同一構成であり、ここでは代表して、Ｙ電極駆動回路１００Ｙでその詳細構成を説明する。なお、Ｙ電極駆動回路１００ＹとＸ電極駆動回路１００Ｘにおいて、同一な機能を有する対応した要素には同一な符号を付して示し、区別する必要がある場合には、符号の後に添え字ｙ，ｘを付すものとする。

サスティン回路１１０Ｙは、半導体スイッチ（例えばＭＯＳＦＥＴ）で構成されたスイッチ１と２を含む。スイッチ１と２は直列接続され、その一方は、ＰＤＰにサスティン電圧（放電維持電圧）Ｖｓを供給する電源（以下、「サスティン電源」と称する）に接続され、その他方は、基準電位（ここでは接地電位で、以降「ＧＮＤ」と記す）に接続されている。また、スイッチ１とスイッチ２との接続点である中点（図１で符号ａ）はスキャン回路１３を介してＹ電極に接続されている。なお、Ｘ電極側のサスティン回路１１０Ｘの中点は符号ｂで示す。

電力回収回路１２０Ｙは、ＰＤＰのパネル容量Ｃｐから電力を回収するとともに回収した電力を供給する回収コンデンサ３と、半導体スイッチおよび高速型ダイオードで構成され、流れる電流の極性を双方向に切り替える双方向スイッチ回路１３０Ｙと、ＰＤＰのパネル容量Ｃｐと直列共振を起すための回収コイル６と、回収コイル６に蓄積された残留エネルギーをリセットするダイオード９，１１およびリセットダイオード９，１１にそれぞれ直列接続された抵抗１０，１２とからなる。

回収コンデンサ３は、一方はＧＮＤに接続され、他方は双方向スイッチ１３０Ｙに接続されている。双方向スイッチ１３０Ｙは、一方は回収コンデンサ３に接続され、他方は回収コイル６に接続されている。そして、回収コイル６の他方はサスティン回路１１０Ｙの中点ａに接続されている。双方向スイッチ１３０Ｙと回収コイル６との接続点では、サスティン電源との間に、直列接続されたダイオード９と抵抗１０が接続され、ＧＮＤとの間に、直列接続されたダイオード１１と抵抗１２が接続されている。

双方向スイッチ回路１３０Ｙは、ここでは、半導体スイッチで構成されたスイッチ４とこれに直列接続されたダイオード５と、同様に直列接続されたスイッチ７とダイオード８とが並列接続されて構成されている。しかし、本発明は、これに限定されるものではなく、例えば、図３や図４に示す構成の双方向スイッチ回路を用いてもよい。

次に、Ｙ電極駆動回路１００Ｙによるサスティン駆動動作について、図２の電圧および電流波形を参照しながら説明する。なお、スキャン回路１３は、サスティン期間ではスルーで動作するので、以下では無視して説明する。

サスティン期間の基本周期（例えば、Ｙ電極側からＰＤＰを駆動する期間あるいはＸ電極側からＰＤＰを駆動する期間）は、図２に示すように、パネル容量Ｃｐを充電する電力供給期間Ｔ１（Ｔ５）と、ＰＤＰに所定の間サスティン電圧Ｖｓを印加する単位サスティン期間Ｔ２（Ｔ６）と、パネル容量Ｃｐから蓄積されたエネルギー（電力）を回収する電力回収期間Ｔ３（Ｔ７）とからなる。なお、前の基本周期の終わりと次の基本周期の始まりとの間には、駆動回路切替期間Ｔ４がある。

サスティン放電のための駆動動作については、基本的には特許文献１に同じであり、その概要を述べるに留め、本発明に関係する回収コイルの残留エネルギーリセット時の動作について詳述する。

電力供給期間Ｔ１の動作から説明する。電力供給期間Ｔ１に入ると、まず、Ｘ電極駆動回路１００Ｘのスイッチ２ｘを閉じてＸ電極（Ｘ１〜Ｘｎ）を基準電位（ＧＮＤ）レベルにする。

その後、Ｙ電極駆動回路１００Ｙの回収コンデンサ３からスイッチ４、ダイオード５、回収コイル６を通じてＰＤＰ１４のＹ電極側（つまりパネル容量Ｃｐ）を充電し始める。電圧が上昇してＰＤＰの電極構造等で決まっている放電開始電圧を超えたら放電が始まる。この時点で次の単位サスティン期間Ｔ２に入り、スイッチ１を閉じてＶｓ電圧まで電圧を上昇させ、放電を一気に増大させる。

単位サスティン期間Ｔ２に入ると所定時間Ｙ電極には一定電圧Ｖｓが印加される。そして、単位サスティン期間Ｔ２に続く次の電力回収期間Ｔ３では、スイッチ１が開き、その後Ｙ電極（Ｙ１〜Ｙｎ）からコイル６、ダイオード８、スイッチ７を通じて回収コンデンサ３に電力を回収する。回収終了間近かでスイッチ２が閉じて終了する。次に、駆動回路切替期間Ｔ４では、Ｘ電極駆動回路１００ＸからＰＤＰを駆動するために、駆動回路をＹ電極駆動回路からＸ電極駆動回路に切り替える。次に、Ｘ電極駆動回路で上記と同様な動作が繰り返され、サスティン放電が維持される。

ところで、単位サスティン期間Ｔ２の初めにスイッチ１を閉じてサスティン電圧Ｖｓを印加すると、回収コイル６に流れているＰＤＰ側に向かう電流を阻止するようにサスティン電源（＋Ｖｓ）から回収コイル６への逆方向の電流流入も始まる。この電流は、ダイオード５、スイッチ４、回収コンデンサ３を充電するように流れる。そして、ダイオード５の逆方向回復時間（ｔｒｒ）で決定されるまで流れ続ける。

従来の電力回収回路の場合、図２の（５）のｔｒｒ電流波形で示すように、４２インチのＰＤＰにおいて、市販の高速型ダイオード（ｔｒｒ＝０．１μｓ）を使用した場合でも、約６．５Ａ程度流れていることが観測された。

この逆方向電流により、回収コイル６には１／２Ｌｉ^２のエネルギーが蓄えられる。回収コイル６に蓄積された残留エネルギーは、その後、回収コイル６、リセットダイオード９、サスティン電源（＋Ｖｓ）、スイッチ１で形成される閉回路でリセットさせる。なお、リセット開始電流値はダイオード５のｔｒｒ（逆方向回復時間）によって決定される値である。

課題の項で述べたように、４２インチのＰＤＰで、ダイオード５にｔｒｒ＝０．１μｓの高速型ダイオード、回収コイル６にＬ＝０．３μＨのコイルを用いた場合、逆方向電流はピーク電流が６．５Ａ程度となり、回収コイル６の残留エネルギーは約０．３Ｗ程度となる。そのため、従来、この電力をリセットするダイオード９には、放熱のため、ＴＯ−２２０型の半導体パッケージのものが用いられている。

そこで、上記したリセットダイオード９で負う電力を分担させるために、本実施例では、回収コイル６の残留エネルギーをリセットする上記した閉回路内に抵抗１０を挿入するようにしている。具体的には、リセットダイオード９とサスティン電源（＋Ｖｓ）との間に抵抗１０を追加する。抵抗１０を追加すれば、抵抗１０で電力を消費することができ、リセットダイオード９で負う電力を軽減することができる。

本実施例では、コストダウンを図るために、リセットダイオード９に面実装型ダイオード（例えばＳＭＡ型）を用いる。ＳＭＡ型は定格消費電力が約０．２Ｗ程度であり、温度上昇による負荷軽減を考慮し、リセットダイオード９に０．１Ｗを負わせるようにする。このため、抵抗１０に０．２Ｗを分担させるようにした。この条件で抵抗１０を実験で求めたところ約３Ωとなった。

抵抗１０の抵抗値として、３Ωより少し大きくした４．７Ωを用いた場合の実測波形を図２の（３）に示す。

図２の（３），（５）で、本実施例の場合と抵抗のない場合における残留エネルギーの消費期間の比較を示しているが、本実施例の場合は、抵抗での単位時間当たりの電力消費が大きいため、消費期間が短くなる。これにより、リセットダイオード９の消費電力が低減されるとともに、リセット電流が短時間で収束するため、信頼性も向上する。

なお、抵抗１０の抵抗値を可変して実験した結果、５０Ω程度までは、電力消費する期間が短くなって有効に抵抗で電力損失しているが、これ以上大きすると電力消費する期間が変わらず周辺の浮遊容量を充電する分が増えてリンギングが増大してくることが観測され上限抵抗値に限界がある。

回収コイル６の残留エネルギーのリセットは、電力供給期間Ｔ１から単位サスティン期間Ｔ２に移行する場合みならず、電力回収期間Ｔ３から駆動回路切替期間Ｔ４に移行する際にも生じる。

具体的に述べる。電力回収期間Ｔ３は、電力回収終了間近かでスイッチ２を閉じて終了する。しかし、この時、ＰＤＰの電極抵抗等でロス分があり１００％回収が出来ず、ＰＤＰ（パネル容量Ｃｐ）に電圧が残っている。また、回収時間を短くして、その分サスティンパルスの数の増加が一般的に行われている状態では、さらにＰＤＰに電圧が残っている状態でスイッチ２のオンが行われる。

この時は、ダイオード８の逆方向回復特性により、コイル６の回収電流を阻止するように、回収コンデンサ３からスイッチ７、ダイオード８、回収コイル６、スイッチ２の経路で電流が今までとは逆方向に流れる（図２の（５）参照）。これにより、コイル６に残留エネルギーが生じるが、前述と同様に回収コイル６、スイッチ２、ＧＮＤ、抵抗１２、リセットダイオード１１の閉回路でエネルギーリセットが行われる。

ここでも、リセットダイオード１１の損失を０．１Ｗ程度以下とするために、抵抗１０と同様に、抵抗１２に０．２Ｗ程度の損失分担をさせる。抵抗１０と抵抗１２の抵抗値を４．７Ωとした場合における実測電流波形が図２の（３）である。

以上述べたように、本実施例によれば、回収コイルに蓄積された残留エネルギーをリセットするリセットダイオードを面実装できる０．１Ｗ程度以下とすることにより、面実装を可能とすることができ、部品単価および基板への部品搭載の工数（つまりコスト）を低減することができる。また、リセット電流が流れる時間も短くでき、信頼性も向上する。また、消費電力が小さくなるので、周辺半導体とのハイブリッドＩＣ化が可能となる。

また、損失分担用の抵抗１０と１２をサスティン電源（＋Ｖｓ）側とＧＮＤ側に配置すれば、図１の点線枠２５で囲んだように、リセット用のダイオード９と１１をＩＣ化したダイオードチップを用いれば、部品取り付け工数（つまりコスト）低減につなげることも可能となる。

なお、回収コイルに蓄積された残留エネルギーをリセットするためのリセットダイオードに抵抗を直列接続することが、特許文献２の図４に開示されている。

この開示は、電力回収回路のコイルエネルギーを増大させて、サスティン（放電維持）パルス波形の前縁にサスティン電圧Ｖｓを越えるオーバーシュート波形を発生させ、発光効率を上げる発明の中で記載されている。

以下、この公知例と、本願発明による実施例との違いを説明するために、公知例の図４を参照しながら、動作概要について述べる。

公知例の動作は、ＰＤＰ（ＣＰ１）へ回収コンデンサＣＰ３１から電力を供給する前に、事前にＳＷ３４を閉じて、ＣＰ３１の回収コンデンサからＳＷ３１、ダイオードＤＤ３１を通じて、回収コイルＬ３１にＰＤＰ（ＣＰ１）への供給電圧がＴＰ２（サスティン電源の供給端子）のサスティン電圧Ｖｓ以上となるようなエネルギーを蓄える。その後、ＳＷ３４をオフして、このエネルギーをＰＤＰ（ＣＰ１）に与えて、ＴＰ２電圧Ｖｓ以上に増大させる。

ＳＷ３１、ダイオードＤＤ３１、回収コイルＬ３１からＰＤＰへの印加電流がゼロになった時が、ＰＤＰ（ＣＰ１）の電圧が最大ピークになり、この後、オフしているダイオードＤＤ３１を逆方向に放電を始める。

ここで、ダイオードＤＤ３１が高速型で逆方向回復時間（ｔｒｒ）が短ければ（例えばｔｒｒ＝０．１μｓ前後であれば）、ＰＤＰ（ＣＰ１）からはほとんどディスチャージが出来ず、ＰＤＰ（ＣＰ１）は最大電圧を保ったままになる。しかし、公知例の発明の意図から低下させる必要があるため、ダイオードＤＤ３１には、特許文献２の図５に示される特性を有するソフトリカバリタイプのダイオード（ｔｒｒ＝０．３μｓ）が使用され、逆方向へも電流が流せるものと記載されている。つまり、ソフトリカバリタイプの逆方向回復時間（ｔｒｒ）で規定される時間（通常のものより長い時間）、ＰＤＰ（ＣＰ１）から回収コンデンサＣＰ３１側に電流を流し、公知例の図４の端子ＴＰ１の電圧波形に示されるように、ＰＤＰ（ＣＰ１）の電圧を低下させる。

逆方向回復時間（ｔｒｒ）で規定されている電流が流れ終わったらダイオードＤＤ３１はオフするが、この時回収コイルＬ３１には、ソフトリカバリ時間で流れたピーク電流（ｉ）によって１／２Ｌｉ^２のエネルギー（残留エネルギー）が貯まる。この残留エネルギーは、ソフトリカバリ時間が長いので、逆回復時間の短い高速型ダイオードを用いた場合より大きい。

そこで、この大きなコイルエネルギーをリセットするために、回収コイルＬ３１、ダイオードＤＤ３５、抵抗Ｒ３１、ＳＷ３３、ダイオードＤＤ３３の閉回路が構成されている。そして、コイルエネルギーをリセットするための該閉回路内には、本発明と同様に、抵抗Ｒ３１が挿入されている。

しかし、この抵抗Ｒ３１は、本発明とは異なり、特許文献２においては電流ダンピング用の抵抗と記載されている。そして、３．３Ω／３Ｗを３本並列（合計値１．１Ω／９ワット）で使用されている。

この抵抗値を採用した理由について、特許文献２には明確には記載されてないが、次の理由によると推察される。すなわち、抵抗Ｒ３１の抵抗値が大きいと、電流ダンピングの効果は高まるが、残留エネルギーが大きいので、その分発生電圧が大きくなり、例えばＥＭＩを増大させ、抵抗値を大きくすることができないと考えられる。

上記特許文献２の公知例に記載の方式では、コイルエネルギーを決定するダイオードＤＤ３１にはソフトリカバリ型が必須であり、残留コイルエネルギーを増大させてしまう。そのため、抵抗挿入による電流ダンピング（制動）を行いながら、リンギングをおこさせることなく、大きな蓄積されたエネルギーを放出（リセット）させる必要がある。そこで、抵抗Ｒ３１の抵抗値を１Ω程度としている。つまり、特許文献２における抵抗Ｒ３１の役割は、電流ダンピング（インダク成分によって発生したリンギング防止）であり、ダイオードＤＤ３５の消費電力軽減が目的ではない。ここに、本発明と特許文献２とに大きな違いがある。

また、特許文献２では、ＰＤＰからの電力回収時発生する回収コイルの残留エネルギーのリセットについて、特に考慮されてない。これは、ダイオードＤＤ３２には通常の逆回復時間の小さい高速型ダイオードが用いられているので、ソフトリカバリダイオードの場合と比べ、相対的に残留エネルギーが小さいので、考慮されてないと考えられる。この点からも、本発明のリセットダイオードの消費電力軽減が目的ではないことが読み取れる。

以上述べたように、本発明によれば、リセットダイオードと直列に３〜５０Ωの抵抗（電力分担のため大きな抵抗値ほど効果がある）を接続することにより、該抵抗で回収コイルに蓄積された残留エネルギーによる電力損失を分担し、その分リセットダイオードにおける電力損失を低減することができる。その結果、面実装が可能なリセットダイオードを用いることができ、コストダウンを図ることが可能となる。

なお、上記した本実施例では、双方向スイッチ回路１３０Ｙを、スイッチ４とダイオード５とを直列接続したものと、スイッチ７とダイオード８とを直列接続したものとを並列接続して構成したが、これに限定されるものではない。図３と図４は、その変形例である。この変形例の構成は公知であり、図３，４において、その対応する要素には同一な符号を付して示し、その詳細な説明を省略する。

上記した実施例１の電力回収回路１２０では、一つの回収コイル６で、電力供給期間Ｔ１における回収コンデンサ３からＰＤＰ１４（パネル容量Ｃｐ）への電力供給と、電力回収期間Ｔ３におけるＰＤＰ１４（パネル容量Ｃｐ）から回収コンデンサ３への電力回収を行っている。そして、該電力回収回路１２０に本発明を適用している。しかし、本発明は、この場合に限定されるものではない。例えば、電力供給期間Ｔ１における電力供給用の直列共振コイルと電力回収期間Ｔ３における電力回収用の直列共振コイルとの二つのコイルを用いた場合にも、本発明を適用できる。

以下、図５を用いて、本発明による実施例２について説明する。図５は、本発明の実施例２によるプラズマディスプレイパネルのサスティン駆動回路の模式図である。なお、ＰＤＰ１４を駆動するＹ電極駆動回路とＸ電極駆動回路とは同一構成なので、図５では添え字ｘ，ｙを省略して示している。また、図１と同一な機能を有する要素には同一な符号を付して示し、その重複する説明を省略する。

図５から明らかなように、本実施例に係わる電極駆動回路１００Ａの電力回収回路１２０Ａは、実施例１とは異なり、回収コンデンサ３からＰＤＰ１４への電力供給経路と、ＰＤＰ１４から回収コンデンサ３への電力回収経路が異なる。

そのため、双方向スイッチ回路１３０Ａは、コイル側で分離されている。具体的には、半導体スイッチで構成されたスイッチ４とこれに直列接続されたダイオード５と、同様に直列接続されたスイッチ７とダイオード８とがコイル側で分離されて構成されている。そして、双方向スイッチ回路１３０Ａの直列接続されたスイッチ４とダイオード５とに電力供給用の直列共振コイル（以下、単に「コイル」という）６１が接続され、双方向スイッチ回路１３０Ａの直列接続されたスイッチ７とダイオード８とに電力回収用の直列共振コイル（以下、単に「コイル」という）６２が接続されている。

つまり、電力供給期間Ｔ１における電力供給経路は、回収コンデンサ３→スイッチ４→ダイオード５→コイル６１→ＰＤＰ１４であり、電力回収期間Ｔ３における電力回収経路は、ＰＤＰ１４→コイル６２→ダイオード８→スイッチ７→回収コンデンサ３となる。

上記した電力回収回路１２０Ａにおいて、電力供給期間Ｔ１から単位サスティン期間Ｔ２に移行すると、コイル６１に今までとは逆方向に電流が流れ、エネルギーが蓄積される。この蓄積された残留エネルギーはリセット（放出）されなければならない。そこで、双方向スイッチ１３０Ａ（直列接続したスイッチ４とダイオード５）とコイル６１との接続点と、サスティン電源（＋Ｖｓ）との間にリセットダイオード９を挿入する。これにより、残留エネルギーは、コイル６１、リセットダイオード９、サスティン電源（＋Ｖｓ）、スイッチ１で形成される閉回路でリセットされる。この際、リセットダイオード９で負う電力を分担させるために、本実施例でも、実施例１と同様に、コイル６１の残留エネルギーをリセットする上記した閉回路内に抵抗１０を挿入するようにしている。具体的には、リセットダイオード９とサスティン電源（＋Ｖｓ）との間に抵抗１０を追加する。抵抗１０を追加すれば、抵抗１０で電力を消費することができ、リセットダイオード９で負う電力を軽減することができる。

本実施例でも、コストダウンを図るために、リセットダイオード９に面実装型ダイオード（例えばＳＭＡ型）を用いる。ＳＭＡ型は定格消費電力が約０．２Ｗ程度であり、温度上昇による負荷軽減を考慮し、リセットダイオード９に０．１Ｗを負わせるようにする。このため、抵抗１０に０．２Ｗを分担させるようにした。

なお、双方向スイッチ１３０Ａとコイル６１との接続点と、ＧＮＤとの間にはダイオード３１が挿入されている。このダイオード３１は、負極性ノイズの影響を軽減するためのものであり、大きな電流は流れず、リセットダイオード９と同様に、面実装型ダイオード（例えばＳＭＡ型）を用いる。勿論、抵抗を挿入してもよい。

また、電力供給期間Ｔ１から単位サスティン期間Ｔ２に移行する場合のみならず、電力回収期間Ｔ３から駆動回路切替期間Ｔ４に移行する際にもコイルに残留エネルギーが蓄積される。すなわち、コイル６２に今までとは逆方向に電流が流れ、エネルギーが蓄積される。

例えば、電力回収期間Ｔ３から駆動回路切替期間Ｔ４に移行する際、回収時間を短くして、ＰＤＰに電圧が残っている状態でスイッチ２のオンが行われると、コイル６２に今までとは逆方向に電流が流れ、エネルギーが蓄積される。この蓄積された残留エネルギーはリセット（放出）されなければならない。そこで、双方向スイッチ１３０Ａ（直列接続したスイッチ７とダイオード８）とコイル６２との接続点と、ＧＮＤとの間にリセットダイオード１１を挿入する。これにより、残留エネルギーは、コイル６２、スイッチ２、ＧＮＤ、リセットダイオード１１で形成される閉回路でリセットされる。この際、リセットダイオード１１で負う電力を分担させるために、本実施例でも、実施例１と同様に、コイル６２の残留エネルギーをリセットする上記した閉回路内に抵抗１１を挿入するようにしている。

具体的には、リセットダイオード１１とＧＮＤとの間に抵抗１２を追加する。抵抗１２を追加すれば、抵抗１２で電力を消費することができ、リセットダイオード１１で負う電力を軽減することができる。ここでも、リセットダイオード１１の損失を０．１Ｗ程度以下とするために、抵抗１０と同様に、抵抗１２に０．２Ｗ程度の損失分担をさせる。

なお、双方向スイッチ１３０Ａとコイル６２との接続点と、サスティン電源（＋Ｖｓ）との間にはダイオード３９が挿入されている。このダイオード３９は、正極性ノイズの影響を軽減するためのものであり、大きな電流は流れず、リセットダイオード１１と同様に、面実装型ダイオード（例えばＳＭＡ型）を用いる。勿論、抵抗を挿入してもよい。

以上述べたように、本実施例によっても、コイル（６１および６２）に蓄積された残留エネルギーをリセットするリセットダイオードを面実装できる０．１Ｗ程度以下とすることにより、面実装を可能とすることができ、部品単価および基板への部品搭載の工数（つまりコスト）を低減することができる。また、リセット電流が流れる時間も短くでき、信頼性も向上する。また、消費電力が小さくなるので、周辺半導体とのハイブリッドＩＣ化が可能となる。

また、損失分担用の抵抗１０と１２をサスティン電源（＋Ｖｓ）側とＧＮＤ側に配置すれば、図５の点線枠２５Ａ１，２５Ａ２で囲んだように、リセットダイオード９とダイオード３１およびダイオード３９とリセットダイオード１１をＩＣ化したダイオードチップを用いれば、部品取り付け工数（つまりコスト）低減につなげることも可能となる。

本発明の実施例１によるプラズマディスプレイパネルのサスティン駆動回路の模式図である。 図１の駆動回路における各部の電圧波形および電流波形を模式的に示した図である。 図１中で示した双方向スイッチ回路の別形態。 図３で示した双方向スイッチ回路のダイオード極性を逆にしたもの。 本発明の実施例２によるプラズマディスプレイパネルのサスティン駆動回路の模式図である。

符号の説明

１ スイッチ
２ スイッチ
３ 回収コンデンサ
４ スイッチ
５ ダイオード
６ 回収コイル
８ ダイオード
９ リセットダイオード
１０ 抵抗
１１ リセットダイオード
１２ 抵抗
１３ スキャン回路
１４ ＰＤＰ
２５ 点線枠
２５Ａ１ 点線枠
２５Ａ２ 点線枠
３１ ダイオード
３９ ダイオード
１００ 電極駆動回路
１００Ａ 電極駆動回路
１１０ サスティン回路
１２０ 電力回収回路
１２０Ａ 電力回収回路
１３０ 双方向スイッチ回路
１３０Ａ 双方向スイッチ回路

Claims (6)

1. プラズマディスプレイパネルの放電維持電圧のほぼ半分の電圧源から半導体スイッチと高速型ダイオードの構成で成る双方向スイッチ回路とコイルを通じてパネル電極に接続し、このパネル電極と放電維持電源間、及び基準電位間には半導体スイッチが接続されて、前記双方向スイッチ回路と前記コイルとの接続点から前記放電維持電源間に放電維持電圧側をカソードとしたダイオードと抵抗の直列回路が接続され、前記接続点と前記基準電位間には基準電位をアノード側としたダイオードと抵抗の直列回路が接続されたことを特徴とするプラズマディスプレイパネルの駆動回路。
2. 請求項１に記載のプラズマディスプレイパネルの駆動回路において、
   上記抵抗の値を３〜５０Ωとしたことを特徴とするプラズマディスプレイパネルの駆動回路。
3. 請求項１に記載のプラズマディスプレイパネルの駆動回路において、
   前記双方向性スイッチ回路とコイルとの接続点と放電維持電源間及び基準電位間に接続する前記ダイオードをＩＣ構成にして、このＩＣから放電維持電源間と基準電位間に抵抗を接続したことを特徴とするプラズマディスプレイパネルの駆動回路。
4. プラズマディスプレイパネルとスキャン回路とＸ電極駆動回路とＹ電極駆動回路とを備えたプラズマディスプレイパネルモジュールにおいて、
   前記Ｘ電極駆動回路と前記Ｙ電極駆動回路は、それぞれ、サステイン回路と電力回収回路とを備えており、
   前記電力回収回路は、プラズマディスプレイパネルの放電維持電圧のほぼ半分の電圧源から半導体スイッチと高速型ダイオードの構成で成る双方向スイッチ回路とコイルを通じてパネル電極に接続し、このパネル電極と放電維持電源間、及び基準電位間には半導体スイッチが接続されて、上記双方向スイッチ回路とコイルとの接続点から放電維持電源間に放電維持電圧側をカソードとしたダイオードと抵抗の直列回路が接続され、上記接続点と基準電位間には基準電位をアノード側としたダイオードと抵抗の直列回路が接続された構成を備えていることを特徴とするプラズマディスプレイパネルモジュール。
5. 請求項４に記載のプラズマディスプレイパネルモジュールにおいて、
   前記電力回収回路の前記抵抗の値を３〜５０Ωとしたことを特徴とするプラズマディスプレイパネルモジュール。
6. 請求項４に記載のプラズマディスプレイパネルモジュールにおいて、
   前記電力回収回路の前記双方向性スイッチ回路とコイルとの接続点と放電維持電源間及び基準電位間に接続する前記ダイオードをＩＣ構成にして、このＩＣから放電維持電源間と基準電位間に抵抗を接続したことを特徴とするプラズマディスプレイパネルモジュール。

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