JP4299539B2

JP4299539B2 - 昇圧機能を持つエネルギー回収回路とこれを利用したエネルギー效率化方法

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Publication number: JP4299539B2
Application number: JP2002541660A
Authority: JP
Inventors: チョ，ジャン−ファン; イ，ナム−キュ; キム，チェウル−ユ; カン，ヒー・スーン; イ，ウン−クァン; リュ，ジェ−ファ; カン，スン−ホ
Original assignee: エルジーエレクトロニクスインコーポレーテッド
Priority date: 2000-11-09
Filing date: 2001-11-09
Publication date: 2009-07-22
Anticipated expiration: 2021-11-09
Also published as: KR20020089425A; AU2002218537A1; CN1272758C; US7138994B2; EP1342227A1; US20070052680A1; CN1475005A; WO2002039419A1; TWI274320B; US20040036686A1; KR100515745B1; EP1342227A4; JP2004513398A

Description

【０００１】
発明の属する技術分野
本発明はプラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）のエネルギー回収装置に関するものであり、特に、パネルから回収されたエネルギーの電圧成分を昇圧させてパネルに速かに再供給することによりパネルキャパシタの充電時間を減らすと同時にエネルギー回収效率を高めるようにした昇圧機能を持つエネルギー回収回路とこれを利用したエネルギー效率化方法に関する。
また、本発明は必要な素子の数を減らすようにしたエネルギー回収回路とこれを利用したエネルギー效率化方法に関するものである。
【０００２】
従来の技術
ＰＤＰは消費電力が大きいことが短所として指摘されている。このような消費電力を減らすためには発光效率を高めると同時に放電に直接関与しない駆動過程で発生される不必要なエネルギー消耗を最小にしなければならない。
【０００３】
交流型ＰＤＰは電極を誘電体内に設けて誘電体表面で起きる表面放電を利用している。この交流型ＰＤＰにおいて、数万から数百万個のセルを維持放電させるために、駆動パルスは数十から数百［Ｖ］程度の高い電圧を持ち、その周波数は数百［ＫＨｚ］以上である。このような駆動パルスがセル内に印加されると高い静電容量の充／放電が起きる。
【０００４】
このようにＰＤＰで充／放電が起きる場合に、パネルの容量性負荷自体はエネルギー消耗がないが、駆動パルスを直流電源を利用して発生しているのでＰＤＰで多くのエネルギー損失が発生する。特に、放電の時セル内で過度な電流が流れるとエネルギー損失がさらに大きくなる。このエネルギー損失はスイッチング素子の温度上昇をもたらし、この温度上昇により最悪の場合にはスイッチング素子が破壊されることもある。このようにパネル内で不必要に発生するエネルギーを回収するために、ＰＤＰの駆動回路にはエネルギー回収回路が含まれている。
【０００５】
図１を参照すると、Ｗｅｂｅｒ（ＵＳＰ−５０８１４００）により提案されたエネルギー回収回路はインダクタ（Ｌ）とキャパシタ（Ｃｓｓ）の間に並列接続された第１及び第２スイッチ（Ｓｗ１、Ｓｗ２）と、パネルキャパシタ（Ｃｐ）にサステイン電圧（Ｖｓ）を供給するための第３スイッチ（Ｓｗ３）と、パネルキャパシタ（Ｃｐ）に基底電圧（ＧＮＤ）を供給するための第４スイッチ（Ｓｗ４）を具備している。
【０００６】
第１及び第２スイッチ（Ｓｗ１、Ｓｗ２）の間には逆電流を制限するための第１及び第２ダイオード（Ｄ１、Ｄ２）が接続される。
【０００７】
パネルキャパシタ（Ｃｐ）はパネルの静電容量値を等価的に示したもので、図の符号Ｒｅ及びＲ＿Ｃｐはパネルに形成された電極とセルの寄生抵抗を等価的に示したものである。スイッチ（Ｓｗ１、Ｓｗ２、Ｓｗ３、Ｓｗ４）は半導体スイッチ素子、例えば、ＭＯＳＦＥＴ素子を使用することができる。
【０００８】
キャパシタ（Ｃｓｓ）にＶｓ／２だけの電圧が充電されたことに仮定して図１に図示されたエネルギー回収回路の動作を図２を結付して説明すると次のようである。図２でＶｃｐとＩｃｐはそれぞれパネルキャパシタ（Ｃｐ）の充／放電電圧と電流を示す。
【０００９】
ｔ１時点で、第１スイッチ（Ｓｗ１）がターンオンする。そしてキャパシタ（Ｃｓｓ）に充電された電圧は第１スイッチ（Ｓｗ１）と第１ダイオード（Ｄ１）を経由してインダクタ（Ｌ）に供給される。インダクタ（Ｌ）はパネルキャパシタ（Ｃｐ）とともに直列ＬＣ共振回路を構成してるのでパネルキャパシタ（Ｃｐ）は共振波形で充電され始める。
【００１０】
ｔ２時点で、第１スイッチ（Ｓｗ１）はターンオフして第３スイッチ（Ｓｗ３）がターンオンする。そして、サステイン電圧（Ｖｓ）が第３スイッチ（Ｓｗ３）を経由してパネルキャパシタ（Ｃｐ）に供給される。このｔ２時点からｔ３時点までパネルキャパシタ（Ｃｐ）の電圧はサステイン電位を維持する。
【００１１】
ｔ３時点で、第３スイッチ（Ｓｗ３）はターンオフして第２スイッチ（Ｓｗ２）がターンオンする。そして、パネルキャパシタ（Ｃｐ）の電圧がインダクタ（Ｌ）、第２ダイオード及び第２スイッチ（Ｓｗ２）を経由してキャパシタ（Ｃｓｓ）に回収される。
【００１２】
ｔ４時点で、第２スイッチ（Ｓｗ２）はターンオフして、第４スイッチ（Ｓｗ４）はターンオンする。そして、パネルキャパシタ（Ｃｐ）の電圧は基底電圧（ＧＮＤ）まで低下する。
【００１３】
エネルギー回収回路はパネルの放電特性を改善し、安定なサステイン時間を確保すると同時にパネルから回収できるエネルギーを高くするための条件が要求されている。これのために、図１のような従来のエネルギー回収回路はインダクタ（Ｌ）のインダクタンスを小さくしてパネルに供給されるパルスの立ち上がり時間を早くすることで放電特性を高くすることができ、一方、インダクタ（Ｌ）のインダクタンスを大きくしてエネルギー回収效率を高めることができる。
【００１４】
しかし、図１のような従来のエネルギー回収回路は充放電パス上に同一のインダクタ（Ｌ）を使用しているので、インダクタ（Ｌ）のインダクタンスを小さく設定して立ち上がり時間を早くすればピーク電流が大きくなり、エネルギー回収效率が落ちる。これと反対に、インダクタ（Ｌ）のインダクタンスを大きく設定してエネルギー回収效率を改善するとパネルに供給される電圧の立ち上がり時間が長くなるので放電特性が低下してサステイン時間の確保が困難になる。
【００１５】
また、従来のエネルギー回収回路は回収、充電及び維持段階で動作するために、多くの半導体スイッチ素子（Ｓｗ１〜Ｓｗ４）とインダクタ（Ｌ）、そして回収用キャパシタ（Ｃｓｓ）が必要なのでコストが高いという短所がある。
【００１６】
発明の要約
従って、本発明の目的はパネルの充電時間を減らすと同時にエネルギー回収效率を高くすることができるエネルギー回収回路とこれを利用したエネルギー效率化方法を提供することである。
【００１７】
本発明の他の目的は、必要なスイッチ素子の数を減らすようにしたエネルギー回収回路とこれを利用したエネルギー效率化方法を提供することにある。
【００１８】
前記目的を達成するために、本発明の実施態様に係る昇圧機能を持つエネルギー回収回路は、パネルから回収されたエネルギーの電圧成分を昇圧して電圧成分が昇圧されたエネルギーをパネルに供給する昇圧回路を具備する。
【００１９】
エネルギー回収回路は昇圧回路とパネル間の信号パスを切り換えるスイッチ素子をさらに具備する。
【００２０】
昇圧回路はパネルから回収されたエネルギーを蓄積するキャパシタと、キャパシタからのエネルギーの電流成分を蓄積するインダクタと、キャパシタとインダクタ間の信号パスを切り換えるスイッチ素子を具備する。
【００２１】
キャパシタ、インダクタ及びスイッチ素子は閉ループを形成するように接続される。
【００２２】
閉ループはパネルとは分離するように形成される。
【００２３】
パネルから回収されたエネルギーの電圧成分はスイッチ素子の切り換えを通してインダクタに誘起される逆電圧により昇圧される。
【００２４】
インダクタに電流を蓄積するために閉ループが形成される。
【００２５】
エネルギーの電圧成分を昇圧するために閉ループが開放される。
【００２６】
キャパシタに蓄積されたエネルギーが昇圧された電圧成分を持った状態でパネルに供給されるように閉ループが開放される。
【００２７】
スイッチ素子は昇圧回路が昇圧された電圧成分を含むエネルギーをパネルに供給するようにして、パネルからエネルギーを回収する。
【００２８】
エネルギー回収回路はサステイン電圧を発生するサステイン電圧源と、サステイン電圧源からサステイン電圧をパネルに供給する第２スイッチ素子をさらに具備する。
【００２９】
信号パスは昇圧された電圧成分を含むエネルギーがパネルの方へ供給される間及びパネルからエネルギーが昇圧回路の方へ回収される間に信号の進行方向を一方向に維持する。
【００３０】
信号パスは昇圧された電圧成分を含むエネルギーがパネルの方へ供給されるのか、あるいはパネルからのエネルギーが昇圧回路の方へ回収されるのかにより信号の進行方向を変更させる。
【００３１】
信号パスはブリッジダイオードを含む。
【００３２】
エネルギー回収回路はインダクタとスイッチ素子の間に設置されてパネルの電圧が基底電位に維持されている間オフ状態を維持して、それ以外の期間にはターンオンとターンオフとを交互に繰り返す第２スイッチ素子をさらに具備する。
【００３３】
スイッチ素子はボディーダイオードが内蔵したトランジスタである。
【００３４】
エネルギー回収回路はパネルに基底電圧を供給するための基底電圧源と、基底電圧源からの基底電圧をパネルに供給する第２イッチ素子をさらに具備する。
【００３５】
昇圧回路はインダクタと異なるインダクタンスを持つことと同時にインダクタに並列接続された少なくとも１以上の他のインダクタをさらに具備する。
【００３６】
エネルギー回収回路は、インダクタの中でインダクタンス値が小さいインダクタに接続されたカソードとキャパシタに接続されたアノードを持つ第１ダイオードと、インダクタの中でインダクタンス値が大きいインダクタに接続されたカソードとスイッチ素子に接続されたアノードを持つ第２ダイオードをさらに具備する。
【００３７】
エネルギー回収回路は昇圧回路に接続されたアノードとパネルに接続されたカソードを持つダイオードをさらに具備する．
【００３８】
エネルギー回収回路は昇圧回路と第１スイッチ素子との接続点に接続されたアノードとサステイン電圧源に接続されたカソードを持つダイオードをさらに具備する。
【００３９】
エネルギー回収回路は基底電圧源に接続されたアノードと、昇圧回路及び第１スイッチ素子と接続されたカソードを持つダイオードをさらに具備する。
【００４０】
エネルギー回収回路はあらかじめ設定された時定数でサステイン電圧を要求された傾斜のランプ電圧形態でパネルに供給する第３スイッチ素子をさらに具備する。
【００４１】
エネルギー回収回路はパネルから第１エネルギー信号を入力されて、第１エネルギー信号より大きい第２エネルギー信号をパネルに供給する。
【００４２】
本発明の実施態様に係るエネルギー效率化方法はパネルからエネルギーを閉ループで回収する段階と、電圧成分が昇圧された形態でエネルギーをパネルに供給されるように閉ループを制御する段階を含む。
【００４３】
エネルギー效率化方法はエネルギーがパネルから閉ループの方に回収された後、閉ループがパネルと電気的に絶縁されるようにする段階をさらに含む。
【００４４】
閉ループ制御段階は逆電圧が誘起されるようにする段階を含む。
【００４５】
逆電圧誘起段階は電流が蓄積されるようにする段階を含む。
【００４６】
エネルギー效率化方法はサステイン電圧をパネルに供給する段階をさらに含む。
【００４７】
エネルギー效率化方法は基底電圧をパネルに供給する段階をさらに含む。
【００４８】
エネルギー效率化方法はサステイン電圧を要求された傾斜のランプ電圧形態でパネルに供給する段階をさらに含む。
【００４９】
本発明の他の実施態様に係るエネルギー效率化方法はパネルからエネルギーを回収する段階と、回収されたエネルギーの電圧成分を昇圧する段階と、電圧成分が昇圧されたエネルギーをパネルに供給する段階を含む。
【００５０】
エネルギー效率化方法において、電圧成分昇圧段階は閉ループを利用することを特徴とする。
【００５１】
エネルギー效率化方法は、エネルギーがパネルから閉ループの方に回収された後、閉ループがパネルと電気的に絶縁されるようにする段階をさらに含む。
【００５２】
電圧昇圧段階は回収されたエネルギーに含まれた電流成分が蓄積されるように循環させる段階と、回収されたエネルギーとともに蓄積された電流成分を電圧成分の形態でパネルに供給する段階を含む。
【００５３】
発明を実施するための最良の形態
以下、本発明の実施形態を添付した図３〜図３０を参照して詳しく説明する。
図３を参照すると、本発明の第１実施形態に係るエネルギー回収回路は、キャパシタ（Ｃｓｓ）、インダクタ（Ｌ）及び第１スイッチ（Ｓ１）を備える閉ループと、第２ノード（ｎ２）を経由してパネルキャパシタ（Ｃｐ）に接続された第２スイッチ（Ｓ２）と、第２ノード（ｎ２）とサステイン電圧源（Ｖｓ）の間に接続される第３スイッチ（Ｓ３）を具備する。
【００５４】
パネルキャパシタ（Ｃｐ）はパネルの静電容量を示し、図の符号Ｒｅ及びＲ＿Ｃｐはパネルに形成された電極とセルの寄生抵抗を示している。
【００５５】
スイッチ（Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３）は半導体スイッチ素子、例えば、ＭＯＳＦＥＴ、ＩＧＢＴ、ＳＣＲ、ＢＪＴなどの半導体スイッチ素子を使用することができる。
【００５６】
第１スイッチ（Ｓ１）はオン状態でキャパシタ（Ｃｓｓ）の一側端子からインダクタ（Ｌ）及び第１スイッチ（Ｓ１）を経由してキャパシタ（Ｃｓｓ）の他側端子につながる電流閉ループを形成させる。この閉ループでキャパシタ（Ｃｓｓ）から放電する電荷によりインダクタ（Ｌ）に電流が流れ込み、エネルギーの電流成分が蓄積される。この第１スイッチ（Ｓ１）がターンオフした後インダクタ（Ｌ）の電流が最大になり、インダクタ（Ｌ）の両端には逆電圧が誘起される。したがって、第１ノード（ｎ１）にはキャパシタ（Ｃｓｓ）の電圧とインダクタ（Ｌ）に誘起された逆電圧が加わった昇圧電圧が現れる。
【００５７】
第２スイッチ（Ｓ２）は第１ノード（ｎ１）からの昇圧電圧をパネルキャパシタ（Ｃｐ）に供給すると同時に、パネルキャパシタ（Ｃｐ）から回収されるエネルギーの電圧成分をインダクタ（Ｌ）を経由してキャパシタ（Ｃｓｓ）に供給する。
【００５８】
第３スイッチ（Ｓ３）はパネルキャパシタ（Ｃｐ）の電圧をサステイン電圧レベルに維持するためにパネルキャパシタ（Ｃｐ）にサステイン電圧（Ｖｓ）を供給する役を果たしている。
【００５９】
図３に図示されたエネルギー回収回路の動作を図４を参照して説明する。
【００６０】
サステイン電位（Ｖｓ）に充電されたパネルキャパシタ（Ｃｐ）の放電によりそのエネルギー、すなわち、無效電力の電圧成分は第２スイッチ（Ｓ２）とインダクタ（Ｌ）を通してキャパシタ（Ｃｓｓ）に回収される。
【００６１】
ｔ０からｔ１までの期間第２スイッチ（Ｓ２）はターンオフで第１スイッチ（Ｓ１）がターンオンする。図６に示すようにキャパシタ（Ｃｓｓ）、インダクタ（Ｌ）及び第１スイッチ（Ｓ１）を含む閉ループを形成する。この期間に、キャパシタ（Ｃｓｓ）から放電する電荷によりインダクタ（Ｌ）に電流を流す。したがって、この期間に、インダクタ（Ｌ）の電流（ＩＬ）は増加し、図５から分かるようにインダクタ（Ｌ）の両端間電圧はキャパシタ（Ｃｓｓ）の電圧（Ｖｓｓ）と同一となる。
【００６２】
第１スイッチ（Ｓ１）がターンオフして第２スイッチ（Ｓ２）のボディーダイオードがターンオンするｔ１時点にインダクタ（Ｌ）に蓄積された電流がパネルに供給され始める。このようにインダクタ（Ｌ）に蓄積された電流（ＩＬ）がパネルキャパシタ（Ｃｐ）に供給されてパネルキャパシタ（Ｃｐ）の電圧（Ｖｃｐ）が上昇する。パネルキャパシタ（Ｃｐ）の電圧（Ｖｃｐ）がＶｓｓ電位より高くなるｔ１’時点でインダクタ（Ｌ）の電流は最大になると同時にインダクタ（Ｌ）の両端には図６のように逆電圧が誘起される。したがって、インダクタ（Ｌ）に逆電圧が誘起されるｔ１’時点からキャパシタ（Ｃｓｓ）の電圧（Ｖｓｓ）とインダクタ（Ｌ）に誘起された逆電圧が加わった昇圧電圧がパネルキャパシタ（Ｃｐ）に供給されてパネルキャパシタ（Ｃｐ）を充電する。結局、キャパシタ（Ｃｓｓ）に充電された電圧とインダクタ（Ｌ）に誘起された逆電圧が加わった昇圧電圧でパネルキャパシタ（Ｃｐ）を充電する。このようにパネルから回収された電圧より高い昇圧電圧がパネルに供給されるのでパネルキャパシタ（Ｃｐ）に充電される電圧の立ち上がり時間が早くなる。
【００６３】
パネル充電の時には、充電電流パス上には第２スイッチ（Ｓ２）のボディーダイオードとインダクタ（Ｌ）だけが存在する。これと対比する時、図１に図示された従来のエネルギー回収回路はパネル放電の時に充電電流パス上には第１スイッチ（Ｓ１）、第１ダイオード（Ｄ１）及びインダクタ（Ｌ）が存在する。
【００６４】
ｔ２時点で、第３スイッチ（Ｓ３）がターンオンして第２スイッチ（Ｓ２）のボディーダイオードはターンオフする。そして、第３スイッチ（Ｓ３）を経由してサステイン電圧（Ｖｓ）がパネルキャパシタ（Ｃｐ）に供給されてパネルキャパシタ（Ｃｐ）の電圧レベルはサステイン電圧レベルで維持される。このサステイン電圧レベルでパネルのセル内に形成された電極に放電が起きる。
【００６５】
ｔ３時点で、第３スイッチ（Ｓ３）はターンオフして第２スイッチ（Ｓ２）がターンオンする。この時、図３に図示されたエネルギー回収回路を図７のように示すことができる。図示のように、パネルキャパシタ（Ｃｐ）から放電に寄与しないエネルギー、すなわち、無效電力の電圧成分が第２スイッチ（Ｓ２）とインダクタ（Ｌ）を経由してキャパシタ（Ｃｓｓ）に回収される。エネルギー回収の時に電流パス上には第２スイッチ（Ｓ２）とインダクタ（Ｌ）だけが存在する。これと対比する時、図１に図示されたエネルギー回収回路はエネルギー回収の時に電流パス上にインダクタ（Ｌ）、第２ダイオード（Ｄ２）及び第２スイッチ（Ｓ２）が存在する。
【００６６】
キャパシタ（Ｃｓｓ）に充電するのはｔ３時点からｔ４時点までであるが、この時間は、第２スイッチ（Ｓ２）のオン時間を調整することで変化させることができる。
【００６７】
図３に示されたエネルギー回収回路は充電パスと放電パス上に一つの半導体スイッチ素子だけが存在するので図１に示された従来のエネルギー回収回路に比べてそれだけスイッチ素子の導通損失を減らすことができる。
【００６８】
図３に図示されたエネルギー回収回路において、第１〜第３スイッチ（Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３）はボディーダイオードがターンオンした状態でターンオンするので０電圧スイッチングする。
そして図３に示されたエネルギー回収回路はインダクタ（Ｌ）により電流の位相が遅延するので、電圧と電流の重畳幅が減少し、第１及び第２スイッチ（Ｓ１、Ｓ２）の両端電圧と第１及び第２スイッチ（Ｓ１、Ｓ２）に流れる電流の位相重畳（オーバーラップ）により発生するスイッチング損失を最小化することができる。
【００６９】
図３に示されたエネルギー回収回路はエネルギー回収效率を高めるためにインダクタ（Ｌ）のインダクタンスを大きく設定しても第１スイッチ（Ｓ１）のオン時間を調節することでパネルに供給される昇圧電圧の立ち上がり時間を早くすることができる。すなわち、本実施形態に係るエネルギー回収回路はインダクタ（Ｌ）のインダクタンスにかかわらず第１スイッチ（Ｓ１）のスイッチング時間の調節だけでも昇圧電圧の立ち上がり時間を早くできるので、インダクタ（Ｌ）のインダクタンスを大きくしてエネルギー回収效率を高めることと同時に、昇圧電圧の立ち上がり時間を早くすることができる。
【００７０】
図８は本発明の第２実施形態に係るエネルギー回収回路を示す。
図８を参照すると、本発明の第２実施形態に係るエネルギー回収回路は閉ループを形成するように接続されたキャパシタ（Ｃｓｓ）、インダクタ（Ｌ）、第１スイッチ（Ｓ１）及び第４スイッチ（Ｓ４）と、第１ノード（ｎ１）を経由して第１及び第４スイッチ（Ｓ１、Ｓ４）に共通に接続されるとともに第２ノード（ｎ２）を経由してパネルキャパシタ（Ｃｐ）に接続された第２スイッチ（Ｓ２）と、第２ノード（ｎ２）とサステイン電圧源（Ｖｓ）の間に接続される第３スイッチ（Ｓ３）を具備する。
【００７１】
スイッチ（Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４）は半導体スイッチ素子、例えば、ＭＯＳＦＥＴ、ＩＧＢＴ、ＳＣＲ、ＢＪＴなどの半導体スイッチ素子を使用することができる。
【００７２】
第１及び第４スイッチ（Ｓ１、Ｓ４）がターンオンすると、キャパシタ（Ｃｓｓ）の一側端子からインダクタ（Ｌ）、第４スイッチ（Ｓ４）及び第１スイッチ（Ｓ１）を経由してキャパシタ（Ｃｓｓ）の他側端子につながる電流閉ループを形成する。この閉ループでキャパシタ（Ｃｓｓ）から放電する電荷によりインダクタ（Ｌ）に電流が蓄積される。この第１スイッチ（Ｓ１）がターンオフした後、インダクタ（Ｌ）の電流は最大になると同時に、インダクタ（Ｌ）の両端には逆電圧が誘起される。したがって、第１ノード（ｎ１）にはキャパシタ（Ｃｓｓ）の電圧とインダクタ（Ｌ）に誘起された逆電圧が加わった昇圧電圧が現れるようになる。
【００７３】
第２及び第４スイッチ（Ｓ２、Ｓ４）は第１ノード（ｎ１）からの昇圧電圧をパネルキャパシタ（Ｃｐ）に供給してパネルキャパシタ（Ｃｐ）から回収されるエネルギーの電圧成分をインダクタ（Ｌ）を通してキャパシタ（Ｃｐ）に充電させることができる。
【００７４】
第３スイッチ（Ｓ３）はパネルキャパシタ（Ｃｐ）の電圧をサステイン電圧レベルに維持するためにサステイン電圧（Ｖｓ）を供給する。
【００７５】
第４スイッチ（Ｓ４）はパネルキャパシタ（Ｃｐ）の電圧（Ｖｃｐ）が基底電位（ＧＮＤ）を維持しなければならない、例えば図１０Ａでサステイン期間Ａ、Ｂの間のセットアップ期間、リセット期間または消去期間などの休止期間にオフして、それ以外の期間にはオン／オフを繰り返す。すなわち、この第４スイッチ（Ｓ４）は図１０Ｂのようにパネルキャパシタ（Ｃｐ）の電圧（Ｖｃｐ）が基底電位（ＧＮＤ）に落ち始める時点から基底電位（ＧＮＤ）を維持する初期期間にオフして、それ以外の期間にはオン状態を維持する。
【００７６】
図８に示されたエネルギー回収回路の動作を図９に関連させて説明する。
【００７７】
サステイン電位（Ｖｓ）に充電されたパネルキャパシタ（Ｃｐ）の放電によりそのエネルギーの電圧成分は第２スイッチ（Ｓ２）とインダクタ（Ｌ）を通してキャパシタ（Ｃｓｓ）に回収される。
【００７８】
ｔ０からｔ１までの期間に第２スイッチ（Ｓ２）はターンオフして第１及び第４スイッチ（Ｓ１、Ｓ４）はターンオンしてキャパシタ（Ｃｓｓ）、インダクタ（Ｌ）、第１及び第４スイッチ（Ｓ１、Ｓ４）を含んだ閉ループを形成する。この期間に、キャパシタ（Ｃｓｓ）から放電する電荷によりインダクタ（Ｌ）は電流を充電する。したがって、この期間ににインダクタ（Ｌ）の電流（ＩＬ）は増加する。
【００７９】
第１スイッチ（Ｓ１）がターンオフして第２スイッチ（Ｓ２）のボディーダイオードがターンオンするｔ１時点に、インダクタ（Ｌ）に蓄積された電流がパネルに供給され始める。このようにインダクタ（Ｌ）に蓄積された電流（ＩＬ）がパネルキャパシタ（Ｃｐ）に供給されてパネルキャパシタ（Ｃｐ）の電圧（Ｖｃｐ）が上昇する。パネルキャパシタ（Ｃｐ）の電圧（Ｖｃｐ）がＶｓｓ電位より高くなるｔ１’時点でインダクタ（Ｌ）の電流は最大になると同時にインダクタ（Ｌ）の両端には逆電圧が誘起される。したがって、インダクタ（Ｌ）に逆電圧が誘起されるｔ１’時点からキャパシタ（Ｃｓｓ）の電圧（Ｖｓｓ）とインダクタ（Ｌ）に誘起された逆電圧が加わった昇圧電圧がパネルキャパシタ（Ｃｐ）に供給されてパネルキャパシタ（Ｃｐ）を充電する。
【００８０】
ｔ２時点で、第３スイッチ（Ｓ３）がターンオンして第２スイッチ（Ｓ２）のボディーダイオードはターンオフする。そして、第３スイッチ（Ｓ３）を経由してサステイン電圧（Ｖｓ）がパネルキャパシタ（Ｃｐ）に供給されてパネルキャパシタ（Ｃｐ）の電圧レベルはサステイン電圧レベルに維持される。
【００８１】
ｔ３時点で、第３スイッチ（Ｓ３）はターンオフして第２スイッチ（Ｓ２）がターンオンする。そして、パネルキャパシタ（Ｃｐ）から回収されるエネルギーの電圧成分は第２スイッチ（Ｓ２）、第４スイッチ（Ｓ４）及びインダクタ（Ｌ）を経由してキャパシタ（Ｃｐ）に充電される。エネルギー回収の時に電流パス上には第２スイッチ（Ｓ２）、第４スイッチ（Ｓ４）及びインダクタ（Ｌ）が存在する。このようにパネルキャパシタ（Ｃｐ）の電圧が回収された後、パネルキャパシタ（Ｃｐ）が基底電位（ＧＮＤ）を維持する時、第４スイッチ（Ｓ４）はターンオフする。
【００８２】
図１１は本発明の第３実施形態に係るエネルギー回収回路を示す。
図１１を参照すると、本発明の第３実施形態に係るエネルギー回収回路は閉ループを形成するように接続されたキャパシタ（Ｃｓｓ）、インダクタ（Ｌ）及び第１スイッチ（Ｓ１）と、第１ノード（ｎ１）を経由してインダクタ（Ｌ）と第１スイッチ（Ｓ１）に共通に接続されるとともに第２ノード（ｎ２）を経由してパネルキャパシタ（Ｃｐ）に接続されたブリッジ回路（１０）と、第２ノード（ｎ２）とサステイン電圧源（Ｖｓ）の間に接続される第３スイッチ（Ｓ３）と、第２ノード（ｎ２）と基底電圧源（ＧＮＤ）の間に接続された第４スイッチ（Ｓ４）を具備する。
【００８３】
ブリッジ回路（１０）は第１ノード（ｎ１）と第２ノード（ｎ２）の間にブリッジ形態に接続されたダイオード（Ｄｃ１、Ｄｃ２、Ｄｒ１、Ｄｒ２）と、このダイオード（Ｄｃ１、Ｄｃ２、Ｄｒ１、Ｄｒ２）に接続された第２スイッチ（Ｓ２）で構成される。このブリッジ回路（１０）はパネルの充／放電の時に電流パスを制御する役を果たす。
【００８４】
スイッチ（Ｓ１〜Ｓ４）は半導体スイッチ素子、例えば、ＭＯＳＦＥＴ、ＩＧＢＴ、ＳＣＲ、ＢＪＴなどの半導体スイッチ素子を使用することができる。
【００８５】
第１スイッチ（Ｓ１）はオン（Ｏｎ）状態でキャパシタ（Ｃｓｓ）の一側端子からインダクタ（Ｌ）及び第１スイッチ（Ｓ１）を経由してキャパシタ（Ｃｓｓ）の他側端子につながる電流閉ループを形成する。この閉ループでキャパシタ（Ｃｓｓ）から放電する電荷によりインダクタ（Ｌ）に電流が蓄積される。この第１スイッチ（Ｓ１）がターンオフした後、インダクタ（Ｌ）の電流は最大になると同時に、インダクタ（Ｌ）の両端には逆電圧が誘起される。したがって、第１ノード（ｎ１）にはキャパシタ（Ｃｓｓ）の電圧とインダクタ（Ｌ）に誘起された逆電圧が加わった昇圧電圧が現れる。
【００８６】
第２スイッチ（Ｓ２）はパネル充電の時にターンオンしてダイオード（Ｄｃ１）、第２スイッチ（Ｓ２）及びダイオード（Ｄｃ２）を経由するパネル充電電流パスを形成することで第１ノード（ｎ１）からの昇圧電圧をパネルキャパシタ（Ｃｐ）に供給する。また第２スイッチ（Ｓ２）はエネルギー回収の時にターンオンしてダイオード（Ｄｒ１）、第２スイッチ（Ｓ２）及びダイオード（Ｄｒ２）を経由するエネルギー回収電流パスを形成することでパネルキャパシタ（Ｃｐ）から回収されるエネルギーの電圧成分をインダクタ（Ｌ）を通してキャパシタ（Ｃｓｓ）に供給する。
【００８７】
第３スイッチ（Ｓ３）はパネルキャパシタ（Ｃｐ）の電圧をサステイン電圧レベルに維持するためにサステイン電圧（Ｖｓ）を供給する役を果たす。
【００８８】
第４スイッチ（Ｓ４）は図１２のようにパネルキャパシタ（Ｃｐ）の電圧レベルが基底電位（ＧＮＤ）を維持する時だけターンオンして第２ノード（ｎ２）上の電圧を基底電位に維持させる。
【００８９】
図１１に示されたエネルギー回収回路の動作を図１３を参照して説明する。
サステイン電位（Ｖｓ）に充電されたパネルキャパシタ（Ｃｐ）の放電によりそのエネルギーの電圧成分は第２スイッチ（Ｓ２）とインダクタ（Ｌ）を通してキャパシタ（Ｃｓｓ）に回収されている。
【００９０】
ｔ０からｔ１までの期間に第２スイッチ（Ｓ２）はターンオフで第１スイッチ（Ｓ１）がターンオンしてキャパシタ（Ｃｓｓ）、インダクタ（Ｌ）及び第１スイッチ（Ｓ１）を含んだ閉ループを形成する。この期間に、キャパシタ（Ｃｓｓ）から放電する電荷によりインダクタ（Ｌ）は電流を充電してインダクタ（Ｌ）の電流（ＩＬ）は増加する。この時、インダクタ（Ｌ）の両端間電圧はキャパシタ（Ｃｓｓ）の電圧（Ｖｓｓ）と同一である。
【００９１】
第１スイッチ（Ｓ１）がターンオフして第２スイッチ（Ｓ２）がターンオンするｔ１時点にインダクタ（Ｌ）に蓄積された電流がダイオード（Ｄｃ１）、第２スイッチ（Ｓ２）及びダイオード（Ｄｃ２）を通してパネルに供給され始める。このようにインダクタ（Ｌ）に蓄積された電流（ＩＬ）がパネルキャパシタ（Ｃｐ）に供給されてパネルキャパシタ（Ｃｐ）の電圧（Ｖｃｐ）は上昇する。パネルキャパシタ（Ｃｐ）の電圧（Ｖｃｐ）がＶｓｓ電位より高くなるｔ１’時点でインダクタ（Ｌ）の電流は最大になると同時にインダクタ（Ｌ）の両端には逆電圧が誘起される。したがって、インダクタ（Ｌ）に逆電圧が誘起されるｔ１’時点からキャパシタ（Ｃｓｓ）の電圧（Ｖｓｓ）とインダクタ（Ｌ）に誘起された逆電圧が加わった昇圧電圧がパネルキャパシタ（Ｃｐ）に供給されてパネルキャパシタ（Ｃｐ）を充電する。
【００９２】
ｔ２時点で、第２スイッチ（Ｓ２）はターンオフで第３スイッチ（Ｓ３）がターンオンする。そして、第３スイッチ（Ｓ３）を経由してサステイン電圧（Ｖｓ）がパネルキャパシタ（Ｃｐ）に供給されてパネルキャパシタ（Ｃｐ）の電圧レベルはサステイン電圧レベルに維持される。
【００９３】
ｔ３時点で、第３スイッチ（Ｓ３）がターンオフして第２スイッチ（Ｓ２）がターンオンする。そして、パネルキャパシタ（Ｃｐ）から回収されたエネルギーの電圧成分はダイオード（Ｄｒ１）、第２スイッチ（Ｓ２）、ダイオード（Ｄｒ２）及びインダクタ（Ｌ）を経由してキャパシタ（Ｃｐ）に充電される。このようにパネルキャパシタ（Ｃｐ）の電圧が回収された後にパネルキャパシタ（Ｃｐ）が基底電位（ＧＮＤ）を維持しなければならない期間、例えば、図１２でリセット（セットアップ期間）やサステインパルスの間の基底電圧維持期間に第４スイッチ（Ｓ４）はターンオンするので第２ノード（ｎ２）上の電圧は基底電位（ＧＮＤ）に維持される。
【００９４】
リセット（セットアップ期間）やサステインパルスの間の基底電圧維持期間にパネルキャパシタ（Ｃｐ）を基底電圧で維持させるための第４スイッチ（Ｓ４）は図１４〜図１６のように本発明の第１〜第３実施形態にも同一に適用することができる。
【００９５】
図１４に示された第４スイッチ（Ｓ４）、図１５に示された第５スイッチ（Ｓ５）、図１６に示された第４スイッチ（Ｓ４）がそれぞれ図１１に示された第４スイッチ（Ｓ４）と同一である。
【００９６】
図１５において、第４スイッチ（Ｓ４）はインダクタ（Ｌ）と第２スイッチ（Ｓ２）の間に接続されてセットアップ期間またはリセット期間などの休止期間にオフして、それ以外の期間にはオン／オフを繰り返す。また、第４スイッチ（Ｓ４）はパネルキャパシタ（Ｃｐ）の電圧（Ｖｃｐ）が基底電位（ＧＮＤ）に落ち始める時点から基底電位（ＧＮＤ）を維持する初期期間にオフして、それ以外の期間にはオン状態を維持する。
【００９７】
図１７を参照すると、本発明の第７実施形態に係るエネルギー回収回路は、閉ループを形成するように接続されたキャパシタ（Ｃｓｓ）、インダクタ（Ｌ）及び第１スイッチ（Ｓ１）と、第２ノード（ｎ２）を経由してパネルキャパシタ（Ｃｐ）に接続された第２スイッチ（Ｓ２）と、第２ノード（ｎ２）とサステイン電圧源（Ｖｓ）の間に接続される第３スイッチ（Ｓ３）と、第１ノード（ｎ１）と第２ノード（ｎ２）の間に接続された補助ダイオード（Ｄａ）を具備する。
【００９８】
第１スイッチ（Ｓ１）はオン状態でキャパシタ（Ｃｓｓ）の一側端子からインダクタ（Ｌ）及び第１スイッチ（Ｓ１）を経由してキャパシタ（Ｃｓｓ）の他側端子につながる電流閉ループを形成する。この閉ループでキャパシタ（Ｃｓｓ）から放電する電荷によりインダクタ（Ｌ）に電流が蓄積される。この第１スイッチ（Ｓ１）がターンオフした後にインダクタ（Ｌ）の電流は最大になると同時に、インダクタ（Ｌ）の両端には逆電圧が誘起される。したがって、第１ノード（ｎ１）にはキャパシタ（Ｃｓｓ）の電圧とインダクタ（Ｌ）に誘起された逆電圧が加わった昇圧電圧が現れる。
【００９９】
第２スイッチ（Ｓ２）は第１ノード（ｎ１）からの昇圧電圧をパネルキャパシタ（Ｃｐ）に供給すると同時に、パネルキャパシタ（Ｃｐ）から回収されるエネルギーの電圧成分をインダクタ（Ｌ）を通してキャパシタ（Ｃｐ）に供給するためのものである。
【０１００】
第３スイッチ（Ｓ３）はパネルキャパシタ（Ｃｐ）の電圧をサステイン電圧レベルに維持するためにパネルキャパシタ（Ｃｐ）にサステイン電圧（Ｖｓ）を供給する役を果たす。
【０１０１】
補助ダイオード（Ｄａ）は第２スイッチ（Ｓ２）のボディーダイオードの電流負担率を減らして第２スイッチ（Ｓ２）の抵抗値を減らすことで第２スイッチ（Ｓ２）の発熱を減らしている。すなわち、補助ダイオード（Ｄａ）は第１ノード（ｎ１）から第２ノード（ｎ２）の方に流れる電流パスを分散させて過電流、過電圧から第２スイッチ（Ｓ２）を保護する。この補助ダイオード（Ｄａ）は図１８〜２０のようにそれぞれ図８、図１４及び図１５に示されたエネルギー回収回路にも適用できる。
【０１０２】
この補助ダイオード（Ｄａ）が設置されたエネルギー回収回路の動作手順は図５の波形図と実質的に同一である。
【０１０３】
図２１を参照すると、本発明の第１１実施形態に係るエネルギー回収回路は、閉ループを形成するように接続されたキャパシタ（Ｃｓｓ）、第１及び第２インダクタ（Ｌ２０１、Ｌ２０２）、第１スイッチ（Ｓ１）と、第２ノード（ｎ２）を経由してパネルキャパシタ（Ｃｐ）に接続された第２スイッチ（Ｓ２）と、第２ノード（ｎ２）とサステイン電圧源（Ｖｓ）の間に接続される第３スイッチ（Ｓ３）を具備する。
【０１０４】
第１インダクタ（Ｌ２０１）とキャパシタ（Ｃｓｓ）の間には第１ダイオード（Ｄ２０１）が接続されて、第２インダクタ（Ｌ２）と第１ノード（ｎ１）の間には第２ダイオード（Ｄ２０２）が接続される。第１ダイオード（Ｄ２０１）と第２ダイオード（Ｄ２０２）それぞれは第２インダクタ（Ｌ２０２）を経由する回収パスと第１インダクタ（Ｌ２０１）を経由する充電パスを分離させる。
【０１０５】
第１スイッチ（Ｓ１）はオン状態でキャパシタ（Ｃｓｓ）の一側端子から第１インダクタ（Ｌ２０１）と第１スイッチ（Ｓ１）を経由してキャパシタ（Ｃｓｓ）の他側端子につながる電流閉ループを形成する。この閉ループでキャパシタ（Ｃｓｓ）から放電する電荷により第１インダクタ（Ｌ２０１）に電流が蓄積される。この第１スイッチ（Ｓ１）がターンオフした後、第１インダクタ（Ｌ２０１）の電流は最大になると同時に、第１インダクタ（Ｌ２０１）の両端には逆電圧が誘起される。したがって、第１ノード（ｎ１）にはキャパシタ（Ｃｓｓ）の電圧と第１インダクタ（Ｌ２０１）に誘起された逆電圧が加わった昇圧電圧が現れる。
【０１０６】
第２スイッチ（Ｓ２）は第１ノード（ｎ１）からの昇圧電圧をパネルキャパシタ（Ｃｐ）に供給すると同時に、パネルキャパシタ（Ｃｓｓ）から回収されるエネルギーの電圧成分を第２ダイオード（Ｄ２０２）と第２インダクタ（Ｌ２０２）を通してキャパシタ（Ｃｓｓ）に供給する。
【０１０７】
第３スイッチ（Ｓ３）はパネルキャパシタ（Ｃｐ）の電圧をサステイン電圧レベルに維持するためにパネルキャパシタ（Ｃｐ）にサステイン電圧（Ｖｓ）を供給する役を果たす。
【０１０８】
図２１に示されたエネルギー回収回路の動作を図４及び図２２を参照して説明する。
【０１０９】
ｔ０からｔ１までの期間に第２スイッチ（Ｓ２）はオフで第１スイッチ（Ｓ１）がターンオンする。この期間に、キャパシタ（Ｃｓｓ）から放電する電荷により第１インダクタ（Ｌ２０１）は電流を充電する。
【０１１０】
第１スイッチ（Ｓ１）がターンオフするｔ１時点に第１インダクタ（Ｌ２０１）に蓄積された電流が第２スイッチ（Ｓ２）のボディーダイオードを通してパネルに供給され始める。このように第１インダクタ（Ｌ２０１）に蓄積された電流がパネルキャパシタ（Ｃｐ）に供給されてパネルキャパシタ（Ｃｐ）の電圧（Ｖｃｐ）は上昇する。パネルキャパシタ（Ｃｐ）の電圧（Ｖｃｐ）がＶｓｓ電位より高くなるｔ１’時点でインダクタ（Ｌ）の電流は最大になると同時にインダクタ（Ｌ）の両端には逆電圧が誘起される。したがって、インダクタ（Ｌ）に逆電圧が誘起されるｔ１’時点からキャパシタ（Ｃｓｓ）の電圧（Ｖｓｓ）とインダクタ（Ｌ）に誘起された逆電圧が加わった昇圧電圧がパネルキャパシタ（Ｃｐ）に供給されてパネルキャパシタ（Ｃｐ）を充電する。
【０１１１】
結局、キャパシタ（Ｃｓｓ）に充電された電圧と第１インダクタ（Ｌ２０１）に誘起された逆電圧が加わった昇圧電圧でパネルキャパシタ（Ｃｐ）を充電する。このようにパネルキャパシタ（Ｃｐ）に供給される電圧が昇圧されるのでパネルキャパシタ（Ｃｐ）に充電される電圧の立ち上がり時間が早くなる。
【０１１２】
ｔ２時点で、第３スイッチ（Ｓ３）がターンオンして第２スイッチ（Ｓ２）のボディーダイオードはターンオフする。そして、第３スイッチ（Ｓ３）を経由してサステイン電圧（Ｖｓ）がパネルキャパシタ（Ｃｐ）に供給されてパネルキャパシタ（Ｃｐ）の電圧レベルはサステイン電圧レベルで維持される。このサステイン電圧レベルでパネルのセル内に形成された電極には放電が起きる。
【０１１３】
ｔ３時点で、第３スイッチ（Ｓ３）はターンオフして第２スイッチ（Ｓ２）がターンオンする。そして、パネルキャパシタ（Ｃｐ）から放電に寄与しないエネルギー、すなわち、無效電力の電圧成分は第２スイッチ（Ｓ２）と第２インダクタ（Ｌ２０２）を通してキャパシタ（Ｃｓｓ）に充電される。
【０１１４】
パネルキャパシタ（Ｃｐ）が充電される立ち上がり時間（ＴＲ）が短いほど放電が安定に起きる。また、パネルキャパシタ（Ｃｐ）が放電する回収期間の低下時間（ＴＦ）が長いほど第２インダクタ（Ｌ２０２）とキャパシタ（Ｃｓｓ）に回収されるエネルギーの回収效率が高くなり消費電力が低くなる。このために、第２インダクタ（Ｌ２０２）のインダクタンスは第１インダクタンス（Ｌ２０１）のそれに比べて大きく設定される。このような並列組合せインダクタは図２３及び図２４のよう前述した図８及び図１１に示されたエネルギー回収回路にも適用されることができる。
【０１１５】
図２５を参照すると、本発明の第１４実施形態に係るエネルギー回収回路は、閉ループを形成するように接続されたキャパシタ（Ｃｓｓ）、インダクタ（Ｌ）、第１及び第２スイッチ（Ｓ２４１、Ｓ２４２）と、第２ノード（ｎ２）とサステイン電圧源（Ｖｓ）の間に接続される第３スイッチ（Ｓ３）を具備する。
【０１１６】
第１スイッチ（Ｓ１）はオン状態でキャパシタ（Ｃｓｓ）の一側端子からインダクタ（Ｌ）、第１及び第２スイッチ（Ｓ２４１、Ｓ２４２）を経由してキャパシタ（Ｃｓｓ）の他側端子につながる電流閉ループを形成する。この閉ループでキャパシタ（Ｃｓｓ）から放電する電荷によりインダクタ（Ｌ）に電流が蓄積される。この第１スイッチ（Ｓ２４１）がターンオフした後、インダクタ（Ｌ）の電流は最大になると同時に、インダクタ（Ｌ）の両端には逆電圧が誘起される。したがって、第１ノード（ｎ１）にはキャパシタ（Ｃｓｓ）の電圧とインダクタ（Ｌ）に誘起された逆電圧が加わった昇圧電圧が現れる。
【０１１７】
第２スイッチ（Ｓ２４２）はパネルが充電される時ターンオフして、回収されるエネルギーがキャパシタ（Ｃｓｓ）に回収される時キャパシタ（Ｃｓｓ）とインダクタ（Ｌ）が充電されるパネル放電の時ターンオンする。
【０１１８】
第３スイッチ（Ｓ３）はパネルキャパシタ（Ｃｐ）の電圧をサステイン電圧レベルに維持するためにパネルキャパシタ（Ｃｐ）にサステイン電圧（Ｖｓ）を供給する。
【０１１９】
一方、パネルキャパシタ（Ｃｐ）の電圧（Ｖｃｐ）が基底電位（ＧＮＤ）を維持する期間に第１スイッチ（２４１）はターンオンする一方、第２スイッチ（Ｓ２４２）はターンオフして第２ノード（ｎ２）の電圧を基底電位（ＧＮＤ）へバイパスさせる。
【０１２０】
図２５に示されたエネルギー回収回路の動作を図２６を参照して説明する。
ｔ０時点に第１と第２スイッチ（Ｓ２４１、Ｓ２４２）が同時にターンオンする。そして、インダクタ（Ｌ）にはｔ０からｔ１までキャパシタ（Ｃｓｓ）から放電する電荷により電流が蓄積される。
【０１２１】
第１及び第２スイッチ（Ｓ２４１、Ｓ２４２）がターンオフするｔ１時点にインダクタ（Ｌ）に蓄積された電流がパネルに供給され始める。このようにインダクタ（Ｌ）に蓄積された電流（ＩＬ）がパネルキャパシタ（Ｃｐ）に供給されてパネルキャパシタ（Ｃｐ）の電圧（Ｖｃｐ）が上昇する。パネルキャパシタ（Ｃｐ）の電圧（Ｖｃｐ）がＶｓｓ電位より高くなるｔ１’時点でインダクタ（Ｌ）の電流は最大になると同時にインダクタ（Ｌ）の両端には逆電圧が誘起される。したがって、インダクタ（Ｌ）に逆電圧が誘起されるｔ１’時点からキャパシタ（Ｃｓｓ）の電圧（Ｖｓｓ）とインダクタ（Ｌ）に誘起された逆電圧が加わった昇圧電圧がパネルキャパシタ（Ｃｐ）に供給されてパネルキャパシタ（Ｃｐ）を充電する。
【０１２２】
結局、キャパシタ（Ｃｓｓ）に充電された電圧とインダクタ（Ｌ）に誘起された逆電圧が加わった昇圧電圧がパネルキャパシタ（Ｃｐ）に供給される。このようにパネルに供給される電圧が昇圧されてパネルに供給されるのでパネルキャパシタ（Ｃｐ）に充電される電圧の立ち上がり時間が早くなる。
【０１２３】
ｔ２時点で、第３スイッチ（Ｓ３）はターンオンする。そして、第３スイッチ（Ｓ３）を経由してサステイン電圧（Ｖｓ）がパネルキャパシタ（Ｃｐ）に供給されてパネルキャパシタ（Ｃｐ）の電圧レベルはサステイン電圧レベルに維持される。このサステイン電圧レベルでパネルのセル内に形成された電極には放電が起きる。
【０１２４】
ｔ３時点で、第３スイッチ（Ｓ３）がターンオフし、第２スイッチ（Ｓ２４２）はターンオンする。そして、パネルキャパシタ（Ｃｐ）から回収されるエネルギーの電圧成分はｔ３からｔ４まで第２スイッチ（Ｓ２４２）とインダクタ（Ｌ）を経由してキャパシタ（Ｃｓｓ）に充電される。
【０１２５】
このエネルギー回収回路に設置されたインダクタ（Ｌ）は互いに異なるインダクタンス値を持つ並列組合せインダクタに代えることができる。また、このエネルギー回収回路には図１７〜図２０のように第１ノード（ｎ１）と第２ノード（ｎ２）の間に補助ダイオードを設置することもできる。
【０１２６】
図２７を参照すると、本発明の第１４実施形態に係るエネルギー回収回路は、閉ループを形成するように接続されたキャパシタ（Ｃｓｓ）、インダクタ（Ｌ）及び第１スイッチ（Ｓ１）と、第２ノード（ｎ２）を経由してパネルキャパシタ（Ｃｐ）に接続された第２スイッチ（Ｓ２）と、第２ノード（ｎ２）とサステイン電圧源（Ｖｓ）の間に接続される第３スイッチ（Ｓ３）と、第１ノード（ｎ１）に接続されるとともにサステイン電圧源（Ｖｓ）と第３スイッチ（Ｓ３）の間の第３ノード（ｎ３）に接続される第１ダイオード（Ｄ２６１）と、基底電圧源（ＧＮＤ）と第１ノード（ｎ１）の間で第１スイッチ（Ｓ１）に並列接続された第２ダイオード（Ｄ２６２）を具備する。
【０１２７】
第１スイッチ（Ｓ１）はオン状態でキャパシタ（Ｃｓｓ）の一側端子からインダクタ（Ｌ）、第１スイッチ（Ｓ１）を経由してキャパシタ（Ｃｓｓ）の他側端子につながる電流閉ループを形成する。この閉ループでキャパシタ（Ｃｓｓ）から放電する電荷によりインダクタ（Ｌ）に電流が蓄積される。この第１スイッチ（Ｓ１）がターンオフした後、インダクタ（Ｌ）の電流は最大になると同時に、インダクタ（Ｌ）の両端には逆電圧が誘起される。したがって、第１ノード（ｎ１）にはキャパシタ（Ｃｓｓ）の電圧とインダクタ（Ｌ）に誘起された逆電圧が加わった昇圧電圧が現れる。
【０１２８】
第２スイッチ（Ｓ２）は第１ノード（ｎ１）からの昇圧電圧をパネルキャパシタ（Ｃｐ）に供給すると同時に、パネルキャパシタ（Ｃｐ）から回収されるエネルギーの電圧成分をインダクタ（Ｌ）を通してキャパシタ（Ｃｓｓ）に供給する。
【０１２９】
第３スイッチ（Ｓ３）はパネルキャパシタ（Ｃｐ）の電圧をサステイン電圧レベルに維持するためにパネルキャパシタ（Ｃｐ）にサステイン電圧（Ｖｓ）を供給する役を果たす。
【０１３０】
第１ダイオード（Ｄ２６１）は第１ノード（ｎ１）の電圧が自分のしきい電圧とサステイン電圧（Ｖｓ）の合計以上に上昇する時ターンオンして、第１スイッチ（Ｓ１）に印加される過電圧と過電流を制限する。すなわち、第１ダイオード（Ｄ２６１）は過電圧と過電流から第１スイッチ（Ｓ１）を保護する。
【０１３１】
第２ダイオード（Ｄ２６２）は第１スイッチ（Ｓ１）のボディーダイオードの電流負担率を減らして第１スイッチ（Ｓ１）の抵抗値を減らすことで第１スイッチ（Ｓ１）の発熱を減らす。
【０１３２】
第１及び第２ダイオード（Ｄ２６１、Ｄ２６２）は前述の実施形態にも適用されて各スイッチ素子に印加される電流負担率を減らして、過電圧と過電流から各スイッチ素子を保護することができる。
【０１３３】
図２８を参照すると、本発明の第１５実施形態に係るエネルギー回収回路は、閉ループを形成するように接続されたキャパシタ（Ｃｓｓ）、第１インダクタ（Ｌ２７１）、第２インダクタ（Ｌ２７２）、第１スイッチ（Ｓ２７１）及び第５スイッチ（Ｓ２７５）と、キャパシタ（Ｃｓｓ）と第１インダクタ（Ｌ２７１）の間に接続された第１ダイオード（Ｄ２７１）と、第２インダクタ（Ｌ２７２）と第４ノード（ｎ４）の間に接続された第２ダイオード（Ｄ２７２）と、第２ノード（ｎ２）を経由してパネルキャパシタ（Ｃｐ）に接続された第２〜第４スイッチ（Ｓ２７２〜Ｓ２７４）及び第６スイッチ（Ｓ２７６）と、第６スイッチ（Ｓ２７６）とサステイン電圧源（Ｖｓ）の間に接続された抵抗（Ｒ２７１）と、第４ノード（ｎ４）とサステイン電圧源（Ｖｓ）の間に接続された第３ダイオード（Ｄ２７３）と、第１ノード（ｎ１）に接続されるとともにサステイン電圧源（Ｖｓ）と第３スイッチ（Ｓ２７３）の間の第３ノード（ｎ３）に接続される第４ダイオード（Ｄ２７４）と、基底電圧源（ＧＮＤ）と第１ノード（ｎ１）の間で第１スイッチ（Ｓ２７１）に並列接続された第５ダイオード（Ｄ２７５）と、第１ノード（ｎ１）と第２ノード（ｎ２）の間に接続された第６ダイオード（Ｄ２７６）を具備する。
【０１３４】
第２インダクタ（Ｌ２７２）のインダクタンスは第１インダクタ（Ｌ２７１）のそれに比べて大きく設定される。
【０１３５】
第１ダイオード（Ｄ２７１）と第２ダイオード（Ｄ２７２）のそれぞれは第２インダクタ（Ｌ２７２）を経由する回収パスと第１インダクタ（Ｌ２７１）を経由する充電パスを分離させる。
【０１３６】
第１スイッチ（Ｓ１）はオン状態でキャパシタ（Ｃｓｓ）の一側端子から第１ダイオード（Ｄ２７１）、第１インダクタ（Ｌ２７１）、第５及び第１スイッチ（Ｓ２７５、Ｓ２７１）を経由してキャパシタ（Ｃｓｓ）の他側端子につながる電流閉ループを形成する。この閉ループでキャパシタ（Ｃｓｓ）から放電する電荷により第１インダクタ（Ｌ２７１）に電流が蓄積される。この第１スイッチ（Ｓ２７１）がターンオフした後、第１インダクタ（Ｌ２７１）の電流は最大になると同時に、第１インダクタ（Ｌ２７１）の両端には逆電圧が誘起される。したがって、第１ノード（ｎ１）にはキャパシタ（Ｃｓｓ）の電圧と第１インダクタ（Ｌ２７１）に誘起された逆電圧が加わった昇圧電圧が現れる。
【０１３７】
第２スイッチ（Ｓ２７２）は第１ノード（ｎ１）からの昇圧電圧をパネルキャパシタ（Ｃｐ）に供給すると同時に、パネルキャパシタ（Ｃｐ）から回収されるエネルギーの電圧成分を第５スイッチ（Ｓ２７５）のボディーダイオード、第２ダイオード（Ｄ２７２）及び第２インダクタ（Ｌ２０２）を通してキャパシタ（Ｃｓｓ）に供給する。
【０１３８】
第３スイッチ（Ｓ２７３）はパネルキャパシタ（Ｃｐ）の電圧をサステイン電圧レベルに維持するためにパネルキャパシタ（Ｃｐ）にサステイン電圧（Ｖｓ）を供給する役を果たす。
【０１３９】
第４スイッチ（Ｓ２７４）はパネルキャパシタ（Ｃｐ）の電圧が基底電圧（ＧＮＤ）を維持するように基底電圧（ＧＮＤ）をパネルキャパシタ（Ｃｐ）に供給する。
【０１４０】
第５スイッチ（Ｓ２７５）はパネルキャパシタ（Ｃｐ）の電圧（Ｖｃｐ）が基底電位（ＧＮＤ）を維持しなければならない、例えばセットアップ期間またはリセット期間などの休止期間にオフして、それ以外の期間にはオン／オフを繰り返すことでエネルギー回収と充電の時に電流パスを提供する。
【０１４１】
第６スイッチ（Ｓ２７６）はリセットまたはセットアップ期間にターンオンしてランプ電圧をパネルキャパシタ（Ｃｐ）に供給する。第１抵抗（Ｒ２７１）はランプ電圧のＲＣ時定数の抵抗値を決める。
【０１４２】
第３ダイオード（Ｄ２７３）は第４ノード（ｎ４）の電圧が自分のしきい電圧とサステイン電圧（Ｖｓ）の合計以上に上昇する時ターンオンして第５スイッチ（Ｓ２７５）に印加される過電圧と過電流を制限する。
【０１４３】
第４ダイオード（Ｄ２７４）は第１ノード（ｎ１）の電圧が自分のしきい電圧とサステイン電圧（Ｖｓ）の合計以上に上昇する時ターンオンすることで第１、第２及び第５スイッチ（Ｓ２７１、Ｓ２７２、Ｓ２７５）に印加される過電圧と過電流を制限する。
【０１４４】
第５ダイオード（Ｄ２７５）は第１スイッチ（Ｓ２７１）のボディーダイオードの電流負担率を減らして第１スイッチ（Ｓ２７１）の抵抗値を減らすことで第１スイッチ（Ｓ２７１）の発熱を減らす。
【０１４５】
図２８に示されたエネルギー回収回路の動作を図２９を参照して説明する。図２９において、第６スイッチ（Ｓ２７６）はリセットまたはセットアップ期間にだけオン状態を維持するので第６スイッチ（Ｓ２７６）に対する動作波形は省略されている。
【０１４６】
ｔ０時点に、第１、第４及び第５スイッチ（Ｓ７１、Ｓ２７４、Ｓ２７５）がターンオンする。引き継いて、ｔ１時点とｔ２時点で第４スイッチ（Ｓ２７４）と第１スイッチ（Ｓ２７１）は順次ターンオフする。ｔ２とｔ３間のｔ２’時点で、第１インダクタ（Ｌ２７１）は最大電流まで充電されるとともに第１インダクタ（Ｌ２７１）に逆電圧が誘起される。このように誘起された第１インダクタ（Ｌ２７１）の逆電圧とキャパシタ（Ｃｓｓ）の電圧が加わった昇圧電圧が第５スイッチ（Ｓ２７５）と第２スイッチ（Ｓ２７２）のボディーダイオードを経由してパネルキャパシタ（Ｃｐ）に供給され始める。
【０１４７】
ｔ３時点で、第３スイッチ（Ｓ２７３）がターンオンする。そして、第３スイッチ（Ｓ２７３）を経由してサステイン電圧（Ｖｓ）がパネルキャパシタ（Ｃｐ）に供給されてパネルキャパシタ（Ｃｐ）の電圧レベルはサステイン電圧レベルに維持される。このサステイン電圧レベルでパネルのセル内に形成された電極には放電が起きる。
【０１４８】
ｔ４時点で、第３スイッチ（Ｓ２７３）がターンオフした後に、ｔ５時点で、第２スイッチ（Ｓ２７２）がターンオンして第５スイッチ（Ｓ２７５）はターンオフする。そして、パネルキャパシタ（Ｃｐ）から放電する放電に寄与しないエネルギー、すなわち、無效電力の電圧成分は第２スイッチ（Ｓ２７２）、第５スイッチ（Ｓ２７５）のボディーダイオード、第２ダイオード（Ｄ２７２）及び第２インダクタ（Ｌ２７２）を経由してキャパシタ（Ｃｓｓ）に回収される。
【０１４９】
ｔ６時点で、第４スイッチ（Ｓ２７４）はターンオンする。そして、パネルキャパシタ（Ｃｐ）は基底電圧（ＧＮＤ）を維持する。
【０１５０】
本発明の実施形態に係る昇圧機能を持つエネルギー回収回路を利用した表示パネルのエネルギー効率化方法の動作過程を段階的に整理すると図３０に示す通りである。
【０１５１】
表示パネルから放電に寄与しないエネルギー、すなわち、無效電力が回収されると、回収された無效電力を利用してキャパシタ（Ｃｓｓ）が充電される（Ｓ３０１段階）。キャパシタ（Ｃｓｓ）から放電する電荷が閉ループを循環することでインダクタ（Ｌ）に電流が蓄積される（Ｓ３０２段階）。引き継いて、電流パスの切り換えによりインダクタ（Ｌ）の電流が最大値になる時、インダクタ（Ｌ）に逆電圧が誘起されてこの逆電圧とキャパシタ（Ｃｐ）の電圧が加わることでパネルから回収されたエネルギーの電圧成分が昇圧する（Ｓ３０３段階）。このように昇圧された電圧でパネルキャパシタ（Ｃｐ）を充電する（Ｓ３０４段階）。パネルキャパシタ（Ｃｐ）の電圧がサステイン電位近に上昇した後、外部サステイン電圧源から供給されるサステイン電圧（Ｖｓ）によりパネルキャパシタ（Ｃｐ）はサステイン電位を維持する（Ｓ３０５段階）。
【０１５２】
上述したところのように、本発明による昇圧機能を持つエネルギー回収回路とこれを利用したエネルギー效率化方法はエネルギー回収效率を高めることができるのは勿論、回収された電圧以上に昇圧された電圧を利用してパネルキャパシタを充電することで従来のエネルギー回収回路に比べてパネルキャパシタの充電時間をさらに短くして放電特性を向上させることができる。本発明による昇圧機能を持つエネルギー回収回路とこれを利用したエネルギー效率化方法はパネルのエネルギー回収パスと充電パス上に最小の素子のみを設置して必要なスイッチ素子の数を減らすことができ、また、従来のエネルギー回収回路に比べてスイッチ素子が減るだけスイチング損失エネルギーを減らすことができる。
【０１５３】
以上説明した内容を通して当業者であれば本発明の技術思想を一脱しない範囲で多様な変更及び修正が可能であることが分かる。したがって、本発明の技術的範囲は明細書の詳細な説明に記載した内容に限定されるのではなく特許請求の範囲によって決められなければならない。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来のエネルギー回収回路を示す回路図である。
【図２】図１に示されたエネルギー回収回路の駆動波形図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係るエネルギー回収回路を示す回路図である。
【図４】図３に示されたエネルギー回収回路の駆動波形図である。
【図５】昇圧準備期間で図３に示されたエネルギー回収回路の等価回路図である。
【図６】パネル昇圧及び充電期間で図３に示されたエネルギー回収回路の等価回路図である。
【図７】パネルの放電エネルギーを回収する期間で図３に示されたエネルギー回収回路の等価回路図である。
【図８】本発明の第２実施形態に係るエネルギー回収回路を示す回路図である。
【図９】図８に示されたエネルギー回収回路の駆動波形図である。
【図１０】図８に示された第４スイッチの動作を示す波形図である。
【図１１】本発明の第３実施形態に係るエネルギー回収回路を示す回路図である。
【図１２】図１１に示された第４スイッチの動作を示す波形図である。
【図１３】図１１に示されたエネルギー回収回路の駆動波形図である。
【図１４】本発明の第４実施形態に係るエネルギー回収回路を示す回路図である。
【図１５】本発明の第５実施形態に係るエネルギー回収回路を示す回路図である。
【図１６】本発明の第６実施形態に係るエネルギー回収回路を示す回路図である。
【図１７】本発明の第７実施形態に係るエネルギー回収回路を示す回路図である。
【図１８】本発明の第８実施形態に係るエネルギー回収回路を示す回路図である。
【図１９】本発明の第９実施形態に係るエネルギー回収回路を示す回路図である。
【図２０】本発明の第１０実施形態に係るエネルギー回収回路を示す回路図である。
【図２１】本発明の第１１実施形態に係るエネルギー回収回路を示す回路図である。
【図２２】図２１に示された第１及び第２インダクタのインダクタンス値により調整されるパネルキャパシタの立ち上がり時間と低下時間を示す波形図である。
【図２３】本発明の第１２実施形態に係るエネルギー回収回路を示す回路図である。
【図２４】本発明の第１３実施形態に係るエネルギー回収回路を示す回路図である。
【図２５】本発明の第１４実施形態に係るエネルギー回収回路を示す回路図である。
【図２６】図２５に示されたエネルギー回収回路の駆動波形図である。
【図２７】本発明の第１５実施形態に係るエネルギー回収回路を示す回路図である。
【図２８】本発明の第１６実施形態に係るエネルギー回収回路を示す回路図である。
【図２９】図２８に示されたエネルギー回収回路の駆動波形図である。
【図３０】本発明の実施形態に係る昇圧機能を持つエネルギー回収回路を利用したエネルギー效率化方法の動作過程を段階的に示すフローチャートである。

Claims

プラズマディスプレイパネルにサステイン信号を供給するためのエネルギー回収回路であって、
前記パネルにサステイン電圧を供給するための電圧源と、
前記パネルから回収されるエネルギーを保存するキャパシタ及び前記キャパシタと共振回路とを構成する第１インダクタを含む昇圧回路と、を含み、
前記第１インダクタに流れる電流が増加して、前記第１インダクタに流れる電流の最高値より小さい第１電流となるまで、前記キャパシタから前記第１インダクタを通り前記キャパシタに戻る閉ループによって前記キャパシタから放電する電荷により前記第１インダクタに電流を充電させ、前記第１インダクタに流れる電流が、前記第１電流から増加して、前記第１インダクタに流れる電流の最高値を経て減少し０より大きな第２電流まで変化する区間に、前記第１インダクタに充電された電流を用いて、前記パネルに供給されるサステイン信号の電圧を前記サステイン電圧より低い第１電圧まで単調に増加させ、前記第１インダクタに流れる電流が前記第２電流となった時点で前記電圧源を用いて前記パネルに供給されるサステイン信号の電圧を前記第１電圧から前記サステイン電圧まで急激に上昇させることを特徴とするエネルギー回収回路。
前記昇圧回路内の前記第１インダクタと前記パネルとの間に接続した第１スイッチ素子をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載のエネルギー回収回路。
前記昇圧回路は、前記キャパシタと前記インダクタとの間に接続され、ターンオンして前記キャパシタ及び前記第１インダクタと共に閉ループを形成する第２スイッチ素子をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載のエネルギー回収回路。
前記第２スイッチ素子は、前記第１インダクタに流れる電流が前記第１電流となった時点でターンオフされることを特徴とする請求項３に記載のエネルギー回収回路。
前記第１スイッチ素子は、前記パネルから前記キャパシタにエネルギーを回収するためにターンオンされることを特徴とする請求項２に記載のエネルギー回収回路。
前記サステイン電圧源に接続されて、前記サステイン電圧を前記パネルに供給するためにターンオンされる第３スイッチをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載のエネルギー回収回路。
前記昇圧回路から前記パネルにエネルギーが供給される区間及び前記パネルから前記昇圧回路にエネルギーが回収される区間のうち、いずれか一つの区間に、前記第１インダクタに流れる電流の方向は変化しないことを特徴とする請求項１に記載のエネルギー回収回路。
前記昇圧回路から前記パネルにエネルギーが供給される区間に前記第１インダクタに流れる電流の方向は、前記パネルから前記昇圧回路にエネルギーが回収される区間に前記第１インダクタに流れる電流の方向と互いに異なることを特徴とする請求項１に記載のエネルギー回収回路。
前記昇圧回路内の前記第１インダクタと前記パネルとの間で前記第１スイッチ素子と共にブリッジ形態に接続される複数のダイオードをさらに含むことを特徴とする請求項２に記載のエネルギー回収回路。
前記第１インダクタと前記第２スイッチ素子との間に接続され、前記第１インダクタに流れる電流が変化する間にターンオンされる第４スイッチ素子をさらに含むことを特徴とする請求項３に記載のエネルギー回収回路。
前記第１スイッチ素子と並列接続され、カソード端子が前記第１インダクタに接続され、アノード端子が前記パネルに接続されダイオードをさらに含むことを特徴とする請求項２に記載のエネルギー回収回路。
基底電圧源とパネル間に接続されて、前記パネルに基底電圧を印加するためにターンオンされる第５スイッチをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載のエネルギー回収回路。
前記第１インダクタと並列接続され、前記第１インダクタと互いに異なるインダクタンスを有する第２インダクタをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載のエネルギー回収回路。
前記第１インダクタと前記キャパシタとの間にそのキャパシタから順方向となるように接続される第１ダイオードと、前記第１及び第２インダクタが並列接続されるノードと前記第２インダクタとの間に前記キャパシタへ逆方向となるように接続される第２ダイオードとをさらに含むことを特徴とする請求項１３に記載のエネルギー回収回路。
前記昇圧回路にアノードが接続され、前記パネルにカソードが接続される第３ダイオードをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載のエネルギー回収回路。
前記第５スイッチと並列接続され、アノードが前記基底電圧源に接続された第４ダイオードをさらに含むことを特徴とする請求項１２に記載のエネルギー回収回路。
プラズマディスプレイパネルにサステイン信号を供給するための方法であって、
キャパシタと共振回路を形成する第１インダクタに流れる電流が増加して、前記第１インダクタに流れる電流の最高値より小さい第１電流になるまで、前記キャパシタから前記第１インダクタを通り前記キャパシタに戻る閉ループによって前記キャパシタから放電する電荷により前記第１インダクタに電流を充電させるステップと、
前記第１インダクタに流れる電流が前記第１電流から増加して、前記第１インダクタに流れる電流の最高値を経て減少し０より大きな第２電流まで変化する区間に、前記第１インダクタに充電された電流を前記パネルに供給して、前記サステイン信号の電圧を第１電圧まで単調増加させるステップと、
前記第１インダクタに流れる電流が前記第２電流となった時点で電圧源を用いて前記パネルに供給されるサステイン信号の電圧を前記第１電圧から前記サステイン電圧まで急激に上昇させるステップと、を含み、
前記第１電圧は、前記サステイン電圧より低いことを特徴とするエネルギー回収回路。
前記パネルから前記キャパシタにエネルギーを回収した後、前記キャパシタ及び前記インダクタを前記パネルと電気的に絶縁させるステップをさらに含むことを特徴とする請求項１７に記載のエネルギー回収回路。