JP3036296B2 - プラズマディスプレイ装置の電源装置 - Google Patents
プラズマディスプレイ装置の電源装置Info
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Description
スプレイ装置,特に,そのディスプレイパネルに電源を
供給する電源装置に関する。
中におけるガス放電による発光を表示セルとして利用す
るもので,平面型ディスプレイの中では大画面や大容量
の表示が可能なため,案内板,公告用に,また,可搬型
コンピュータなどの表示部として広範に使用されてい
る。近来,プラズマディスプレイ装置のカラー化,軽量
・薄型化,低価格化が要求され,カラー化のためには通
常,面放電式パネルが使用される。本面放電式パネルを
駆動するには数種類の電源回路が必要となるため,電源
装置は構成が大きくなり,また,高価格となる。このこ
とはプラズマディスプレイ装置の大型化,高価格化につ
ながっている。従って,カラー型プラズマディスプレイ
パネル(以下,単にディスプレイパネルという)に電源
を供給する電源装置の高効率にして,かつ,軽量・薄型
化,低価格化が望まれている。
8はディスプレイパネルの電極の構成図である。
構成要素を示す。面放電式ディスプレイパネルは,図7
に示すように2枚のガラス基板(表面ガラス基板及び背
面ガラス基板)の間に各種の電極,紫外線によって励起
されて発光する蛍光体,隔壁,誘電体層,保護層などを
挟んだ構成を有する。表面ガラス基板には表示電極が,
また,背面ガラス基板にはデータ電極が備えられてい
る。表示電極は放電維持電極(以下,サスティン電極と
いう,図8におけるX1,X2・・・,X7)及び放電選択電極
(以下,スキャン電極という,図8におけるY1,Y2・・
・,Y7)から構成される。サスティン電極に電圧を与えた
状態でスキャン電極に順次,電圧を与えることによっ
て,表示画面上のラインを走査・選択する。3本1組の
データ電極(例えば,図8におけるA1,A2,A3)が光の
3原色の赤,緑,青(R,G,B)に対応する。従っ
て,サスティン電極及びスキャン電極によって選択され
たラインと3本1組のデータ電極とが交叉する,各3点
が表示画面上の1画素を構成する。
を開始するのに必要な電圧(Va =約50ボルト)が供
給され,サスティン電極とスキャン電極には放電を維持
するための電圧(Vs =約180ボルト)が供給され
る。また,サスティン電極にはディスプレイパネルの全
面放電を開始するために高電圧(約330ボルト)が印
加される。このため,ディスプレイパネルは放電維持電
圧Vs (約180ボルト)に加えて,データ選択電圧V
a (約50ボルト)及び放電開始電圧Vd (約330ボ
ルト)の電源電圧を必要とする。
あって,図(a) は電圧Vd (約330ボルト)を,ま
た,図(b) は電圧Va (約50ボルト)を発生する公知
の電源回路を示す。
幅変調(pulse-width modulation:PWM)制御用集積
回路(IC)によってスイッチングトランジスタをオン
/オフ制御し,そのパルス出力をチョークコイル,コン
デンサを介して,整流・平滑して電圧Va を得る公知の
スイッチングレギュレータ電源を示す。図(a) は,PW
M制御用ICによってスイッチングトランジスタがオン
となった際にチョークコイルに蓄えられたエネルギー
を,スイッチングトランジスタがオンにした際に電源電
圧Vs に重畳させて高電圧Vd を発生する回路を示す。
Vs を2つの同様な個別の回路に入力して電圧Vd 及び
Va を発生している。
によると,ディスプレイパネルを制御するに必要な電圧
Vd 及びVa を,例えば,スイッチングレギュレータで
構成される,2つの個別の電源回路によって発生してい
る。従って,PWM制御用ICやチョークコイルなど高
価で,大型の回路部品を多く使用するため,電源装置,
即ち,プラズマディスプレイ装置が大型化し,高価にな
ると共に,その電力消費が大きくなるという問題点があ
った。
装置のディスプレイパネル用の小型・軽量で,かつ,経
済的な電源装置を提供することを目的とする。
ズマディスプレイ装置のディスプレイパネルへ電圧を供
給する電源装置において、放電維持電圧に対応する直流
電源を入力して安定化された所定の電圧を出力すると共
に、ディスプレイパネルに電源として供給する定電圧回
路と、該所定の電圧を昇圧する昇圧回路と、前記直流電
源の出力電圧に前記昇圧回路の出力電圧を重畳し、放電
開始電圧を出力する電圧重畳回路とを有し、前記昇圧回
路は、直列に接続された複数のコンデンサと、前記直流
電圧から前記複数のコンデンサの各々を個別に経由して
接地電源に至る複数の経路をオン/オフする複数のスイ
ッチング素子と、前記複数のスイッチング素子を所定の
時間間隔で順次動作させる制御回路を備え、前記所定の
時間間隔で前記スイッチング素子を動作させることによ
り順次前記コンデンサに電圧を蓄積し、蓄積された電圧
を出力させるようにすることによって達成される。或い
は、ディスプレイパネルへ放電開始電圧を供給するプラ
ズマディスプレイ装置の電源装置において、該ディスプ
レイパネルにおいて放電を維持するための第1の電圧
と、該第1の電圧に基づいて生成された、該第1の電圧
とは異なる第2の電圧とを重畳し、前記放電開始電圧を
出力する重畳回路を備えるようにすることも有用であ
る。
必要な高圧電源を昇圧回路によって発生させており、こ
の昇圧回路は、直列に接続された複数のコンデンサに所
定の時間間隔で順次電圧を蓄積し、この蓄積された電圧
を出力するようにしているので、PWM制御用集積回路
やチョークコイル等の高価な部品を使用する必要がなく
安価な電源装置を実現することができる。図1は上記昇
圧回路を用いた本発明の原理構成図を示している。定電
圧回路3は直流電源1を入力して安定化された所定の電
圧を出力するとともにディスプレイパネル9に電源とし
て供給し、昇圧回路2は定電圧回路3の出力電圧を入力
して昇圧し、電圧重畳回路4は直流電源1の出力電圧に
昇圧回路2の出力電圧を重畳した電圧をディスプレイパ
ネル9に電源として供給することによってディスプレイ
パネル9の表示を行う。また、上記の全面放電に必要な
高圧電源は、供給された維持放電のための電圧から生成
するわけであるが、その際に供給された電圧を一度に必
要とする電圧まで引き上げるのは効率が悪い。このた
め、必要とする電圧よりも低い中間電圧を一旦生成し、
供給電圧と重畳することで必要とする電圧を生成するこ
とが有用である。
ク図である。全図を通して,同一符号は同一又は同様な
構成要素を示す。
(約330ボルト)をスイッチングレギュレータによっ
て発生する代わりに,昇圧回路によって電圧Vw を発生
し,それを電圧Vs (約180ボルト)に加えることに
よって,放電開始電圧Vd を発生することを特徴とす
る。
すように構成され,例えば,640(横)画素×480
(縦)画素を有し,各画素は光の3原色(R,G,B)
に対応する3つの表示セルから構成される。
示省略)からの制御信号に基づいてディスプレイパネル
の表示を制御する。即ち,外部装置から,階調表示を行
うため,各々,複数ビットのR,G,B信号から成る表
示データを入力して後述するフレームメモリへ,順次格
納する。また,クロック信号(CLOCK),ブランキ
ング信号(BLANK),水平同期信号(HSYNC)
及び垂直同期信号(VSYNC)を入力し,プラズマデ
ィスプレイ装置の表示を制御するタイミング信号を発生
して(一部信号はレベルシフタを経由して)各部へ出力
する。
って,外部装置から電源電圧Vs を入力し,ディスプレ
イパネルを表示するのに必要な電圧Vw 及びVa を発生
してドライブ回路の各部へ供給する。
(DRAM)で構成され,外部装置からディスプレイコ
ントローラを経由して入力される表示データを格納する
ビットマップメモリであって,ディスプレイパネル上の
各画素に対応して,また,各画素ごとに階調表現のため
の複数のビットから成るR,G及びBデータを記憶す
る。
ームメモリから表示データを順次,転送して格納し,そ
れぞれ,対応する2組のアドレスドライバへ出力して表
示データをディスプレイパネルに表示する。
w 及びVs を入力し,図3の「サスティン電極への印加
電圧波形」に示すようなパルスを発生してサスティン電
極へ供給する。特に,全面放電時には電圧Vw を電圧V
s に重畳して加え(図6及びその説明参照),約330
ボルトをサスティン電極へ供給する。
を入力し,図3の「スキャン電極への印加電圧波形」に
示すような振幅Vs のスキャンパルスを発生して,スキ
ャンドライバへ出力する。
回路からスキャンパルス及び電源装置から電源電圧Va
を入力して,図3の「スキャン電極への印加電圧波形」
に示すような振幅Va のパルスを発生して,スキャン電
極へ供給する。
組の入出力(I/O)バッファからの表示データに基づ
いて,図3の「データ電極への印加電圧波形」に示すよ
うな振幅Vs のパルスを発生して,データ電極へ供給す
る。
タイミング図である。ディスプレイパネルの表示は,1
フレームごとに全面放電,消去放電及びデータ表示のサ
イクルによって実行される。
先立って,サスティン電極に高電圧を印加する。即ち,
全ラインに共通に配置されたサスティン電極に対して,
放電維持電圧Vs に電圧Vw を加えた電圧(Vs +Vw
=約180+150=330ボルト)を印加してディス
プレイパネルの全面にわたって放電させ,サスティン電
極側に壁電荷を形成する。
ータ表示サイクルにおいて低い印加電圧で放電が可能と
なるように,サスティン電極側に壁電荷を残す。即ち,
全面放電サイクルにおけるサスティン電極への高電圧の
印加に続いて,サスティン電極に短時間の接地電圧(G
ND)を与え,スキャン電極に電圧Vs を与える。こう
してサスティン電極とスキャン電極間に逆電界を与える
ことによって放電を停止させると共に,サスティン電極
側に壁電荷を残す。
NDを順次,印加することによってラインを走査・選択
し,当該ライン上に表示すべき表示データに基づいてデ
ータ電極を駆動して,表示セルを放電させることにより
表示データを表示する。即ち,当該ラインの各表示セル
に表示する表示データを2組のI/Oバッファから読み
出し,そのビットの論理1又は0に従って,各表示セル
に対応するデータ電極に電圧Va 又はGNDを与えるこ
とにより,表示セルを放電させる,又は放電させないよ
うに制御する。
回路図である。定電圧回路3aは,電源電圧Vs を入力し
て電圧Va を出力する電源回路であって,パルス幅変調
(pulse-width modulation:PWM)制御用集積回路
(IC)30によってスイッチングトランジスタT0をオン
/オフ制御し,そのパルス出力を安定化回路32によって
整流・平滑して電圧Va を得る。PWM制御用IC30は
公知の回路(例えば,富士通製MB3775)であっ
て,電源の出力電圧と基準電圧とを比較し,その誤差に
基いてトランジスタT0をオンにする期間を制御する。即
ち,出力電圧が基準電圧より大きいときはその期間を短
くして出力電圧を低下させる。出力電圧が基準電圧より
小さいときはその期間を長くして出力電圧を上昇させる
ように制御する。従って,電源負荷の変動に対しても安
定した電源電圧Va を出力する。なお,電圧変換回路31
は,PWM制御用IC30の出力電圧をトランジスタT0の
ゲート(G)を駆動できる電圧に変換する。
オンになったとき,電流はトランジスタT0,コイルL及
び負荷(図示省略)を通って流れ,コイルにエネルギー
を蓄積する。コイルLに蓄積されたエネルギーは,トラ
ンジスタT0がオフになったとき電流を,負荷及びダイオ
ードD3を通って流す。この動作をトランジスタT0のオン
/オフ周期内で繰り返し,コンデンサC4によって平滑・
安定化された直流電圧Va (約50ボルト)を出力す
る。
ンサC1及びC2,Vw 電圧チャージ用コンデンサC3,電界
効果トランジスタ(Field Effect Transistor:FET)
で構成されるトランジスタT1,T2(pチャネル型)及び
T3,T4(nチャネル型),逆電流防止用ダイオードD1及
びD2,並びにゲート制御回路21から構成され,定電圧回
路3aから電圧Va を入力し,電圧Va を順次,昇圧して
3倍圧の電圧Vw (約150ボルト)を発生する。
を,そのゲート(G)を制御することによって,図5に
示すようにオン/オフさせ,下記のように昇圧回路2aを
制御する。 (1) 最初に,トランジスタT1〜T4がオフの状態からトラ
ンジスタT4のみをオンにする。電流がVa 電源からコン
デンサC1及びトランジスタT4を経てGNDへ流れ,コン
デンサC1及びC3は充電されて,その正極性側の電圧はV
a となる。 (2) 次に,トランジスタT2はオフ状態に保ったまま,ト
ランジスタT4をオフにし,トランジスタT1及びT3をオン
にする。電流がVa 電源からトランジスタT1,コンデン
サC2及びトランジスタT3を経てGNDへ流れ,コンデン
サC2は充電されて,その正極性側はVa となる。従っ
て,コンデンサC1及びC3の電位はさらに電圧Va 分だけ
昇圧されて,その正極性側の電圧は2Va となる。 (3) 最後に,トランジスタT3をオフにし,トランジスタ
T2をオンにする。トランジスタT1及びトランジスタT2が
オンとなって,コンデンサC2の負極性側の電位はVa と
なり,コンデンサC1及びC2の電位は,それぞれ,さらに
Va だけ昇圧される。従って,コンデンサC1及びC3の正
極性側の電位Vw は3Va (50ボルト×3=150ボ
ルト)となる。
圧重畳回路4aはサスティンパルス発生回路(図2参照)
に存在し,図示するようにトランジスタT5(pチャネル
型FET)及びT6(nチャネル型FET),コンデンサ
C5,逆電流防止用ダイオードD4,並びにゲート制御回路
22から構成される。電圧重畳回路4aは,定電圧回路3a及
び昇圧回路2a(図4参照)から,それぞれ,電圧Va
(約180ボルト)及び電圧Vw (約150ボルト)を
入力し,全面放電時に電圧Vw を電圧Vs に重畳して,
約330ボルトの高圧をサスティン電極へ供給する。
T6を,そのゲート(G)を制御してオン/オフさせ,全
面放電時に電圧Vw を電圧Vs に重畳する。即ち,デー
タを表示する通常時にはトランジスタT5及びT6を,その
双方のゲート(G)に正電位を与えて,それぞれ,オフ
及びオンにしてコンデンサC5の負極性側に接地電位(G
ND)を与える。従って,コンデンサC5は電圧Vs に充
電され,電圧Vs が端子Vo から出力される。
T6を,その双方のゲートに負電位を与えて,それぞれ,
オン及びオフにしてコンデンサC5の負極性側に電圧Vw
を与える。従って,コンデンサC5の正極性側は電圧Vw
だけ上昇し,電圧Vs +Vwが端子Vo から出力され
る。
開始に先立って,昇圧回路2aによって電圧Vw を発生
し,電圧重畳回路4aによって電圧Vw を電圧Vs に加え
て放電開始電圧を発生して,サスティン電極に供給して
全面放電を行う。従って,1秒間に,例えば,60フレ
ームを表示するものと仮定すれば,16.7ミリ秒に1
回,10〜20マイクロ秒の期間だけ,電圧Vw を供給
すればよい。故に,昇圧回路2aは少量の電子部品,しか
も,電流容量,静電容量,定格などの点で,小型で,安
価な電子部品によって構成することが可能である。
カラー型ディスプレイパネルの全面放電に必要な高圧電
源を,従来例で使用したPWM制御用集積回路ICやチ
ョークコイルなどから成る回路の代わりに,昇圧回路を
使用して所要の電圧を発生し,この電圧をサスティン電
圧Vs に加えることによって全面放電開始電圧(約33
0ボルト)を発生する。従って,電源回路を少量の小型
で,安価な電子部品によって構成することが可能とな
り,小型で,安価な電源回路,即ち,カラー型プラズマ
ディスプレイ装置を実現することができるという効果が
ある。
図
Claims (3)
- 【請求項1】 プラズマディスプレイ装置のディスプレ
イパネルへ電圧を供給する電源装置において、放電維持電圧に対応する直流電源を入力して安定化され
た所定の電圧を出力すると共に、ディスプレイパネルに
電源として供給する定電圧回路と、 該所定の電圧を昇圧する昇圧回路と、 前記直流電源の出力電圧に前記昇圧回路の出力電圧を重
畳し、放電開始電圧を出力する電圧重畳回路とを有し、 前記昇圧回路は、直列に接続された複数のコンデンサ
と、前記直流電圧から前記複数のコンデンサの各々を個
別に経由して接地電源に至る複数の経路をオン/オフす
る複数のスイッチング素子と、前記複数のスイッチング
素子を所定の時間間隔で順次動作させる制御回路を備
え、前記所定の時間間隔で前記スイッチング素子を動作
させることにより順次前記コンデンサに電圧を蓄積し、
蓄積された電圧を出力させるようにしたことを特徴とす
るプラズマディスプレイ装置の電源装置。 - 【請求項2】 ディスプレイパネルへ放電開始電圧を供
給するプラズマディスプレイ装置の電源装置であって、 該ディスプレイパネルにおいて放電を維持するための第
1の電圧と、該第1の電圧に基づいて生成された、該第
1の電圧とは異なる第2の電圧とを重畳し、前記放電開
始電圧を出力する重畳回路を備えてなることを特徴とす
るプラズマディスプレイ装置の電源装置。 - 【請求項3】 前記重畳回路は、出力電圧を蓄積するコ
ンデンサと、前記第1の電圧を該コンデンサの一端に供
給するダイオードと、前記第2の電圧を該コンデンサの
他端に供給する第1のスイッチング素子と、該コンデン
サの他端を低電位電源に接続する第2のスイッチング素
子とを有することを特徴とする請求項2記載のプラズマ
ディスプレイ装置の電源装置。
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