专利名称：驱动等离子显示屏的设备及其方法
技术领域：
本发明涉及一种用于驱动等离子显示屏(PDP)的设备及其方法，更具体地讲涉及一种用于驱动PDP的设备及其方法，在驱动PDP时其开关装置可执行零电压切换。
背景技术：
通常，PDP是平面显示屏，用于使用由气体放电产生的等离子体显示字符或图像。以矩阵形式分布的像素，其数量依据PDP的尺寸可从数十万到超过数百万个。根据所施加的驱动电压的波形和放电单元的结构，PDP分为直流(DC)PDP和交流(AC)PAP。
DC PDP和AC PDP之间最显著的不同在于在DC PDP中，因为电极暴露于放电空间，当在DC PDP中施加电压时电流直接流入放电空间。因此，在DC PDP外部必须使用限制电流的电阻器。另一方面，在AC PDP的情况下，由于电极被电介质层覆盖而自然形成的电容起到限制电流作用。因为AC PDP因电极得到保护免于受到在放电时由离子造成的冲击，与DC PDP比较具有较长的寿命。由于覆盖电极的电介质层的电容带来的记忆特性是一个AC PDP的重要特征。
根据AC PDP的光发射原理，由于在公共电极(X电极)和扫描电极(Y电极)之间形成脉冲形式的电位差而发生放电。由此，放电过程产生的真空紫外线(UV)被激发为红R、绿G和蓝B荧光体。由于光的组合，荧光体分别发出不同的光。
因为保持放电的X电极和Y电极起电容负载作用，在AC PDP中存在相应于X和Y电极的电容CP。为了给持续放电施加波形，需要放电功率之外的无功功率。用于恢复和再使用无功功率的电路称为持续放电电路或功率恢复电路。
根据通过X和Y电极驱动电路驱动显示屏的方法，一帧由n个子字段组成。子字段包括复位期间、扫描期间、保持期间和擦除期间。
在复位期间，其前半个期间地址电极A1到Am和X电极保持在0V电压。相对于保持电极(sustain electrode)，电压从高于起始放电电压到不高于起始放电电压，该电压被加到Y电极上。在后半个复位期间，相对于保持电极，不高于起始放电电压的电压被加到扫描电极上。在扫描期间，扫描电极电压保持在扫描电压。同时向与寻址电极中在第一行显示的放电单元对应的地址电极和在第一行的扫描电极施加正的扫描脉冲电压及扫描脉冲电压(0V)，以便累积壁电荷(wall charge)。在保持期间，预定的保持脉冲施加在扫描电极和保持电极，以便要在放电单元中显示的灰度等级中发生持续放电。在擦除期间，预定的擦除脉冲施加到保持电极以使持续放电终止。
现在将参照图1A和1B对常规AC PDP的持续放电电路的驱动进行描述，图1A表示常规持续放电电路，图1B表示常规持续放电电路的工作波形。
如图1A所示的持续放电电路是在编号4,866,349和5,081,400的美国专利中披露由L.F.Weber提出的，是AC PDP的持续放电电路或功率恢复电路。在AC PDP的驱动电路中，X电极的持续放电电路10与Y电极的持续放电电路11(未具体示出)具有相同的结构。为了方便，仅对X电极的持续放电电路进行描述。
常规持续放电电路10包括由两个开关S1和S2、两个二极管D1和D2、功率恢复电容器CC所构成的功率恢复单元，和由两个相互串联的开关S3和S4所组成的持续放电单元。电感器LC的一端连接在功率恢复单元的二极管D1和D2之间，另一端连接在持续放电单元的开关S3和S4之间。具有PDP的电容器CP的负载连接到持续放电单元。在此情况中，未表示出寄生元件。
具有上述结构的常规持续放电电路根据开关S1到S4的如图1B所示的打开与关闭的状态顺序在四个模式下工作。根据开关的状态顺序分别表示出流过输出电压Vp和电感器LC的电流IL的波形。
在初始阶段，因为开关S4恰好在开关S1之前打开，显示屏两端电压保持在0V。由此，功率恢复电容器CC的电压是以前充入的外加电压VS的一半电压VS/2，以使得在持续放电开始时不产生冲击电流。
在显示屏两端电压VP保持在0V的状态，在时刻t0，开关S1打开，开关S2、S3和S4关闭的模式1的开始工作。
在模式1的t0到t1间的工作期间，形成了通过功率恢复电容器CC-开关S1-二极管D1-电感器LC-等离子平板电容器CP回路所构成的LC谐振电路。从而，电流IL流过电感器LC，显示屏的输出电压VP增加。
如图1B所示，流过电感器LC的电流IL由于寄生电阻(未示出)作用而缓慢下降，并在时间t1变为0。显示屏的输出电压VP变为外加电压VS。
当模式1结束时，开关S1和S3打开、开关S2和S4关闭的模式2的工作开始。在模式2的t1到t2间的工作期间，外加电压VS通过开关S3直接流经平板电容器CP，而保持显示屏的输出电压VP。
当模式2在保持显示屏的输出电压VP的放电状态下结束时，开关S2打开，开关S1、S3和S4关闭的模式3开始。
在模式3的t2到t3间的工作期间，形成与模式1相反的LC谐振电路，这就是通过等离子平板电容器CP、电感器LC、二极管D1、开关S2和功率恢复电容器CC构成的回路。于是，如图1B所示，电流IL流过电感器LC，显示屏的输出电压VP减小。因此，显示屏的输出电压VP和电感器LC的电流IL在时刻t3变为0。
在模式4的t3到t4间的工作期间，开关S2和S4打开，开关S1和S3关闭。于是，显示屏输出电压VP保持在0V。当在此状态下开关S1再次打开，过程返回到工作模式1。于是，此后重复循环工作过程。
在常规持续放电电路10中，因为整个持续放电电路(包括X和Y电极驱动电路)的功率恢复电路的开关数量是四个，工作驱动器的结构复杂。由于使用昂贵的开关装置，很难实现低成本的持续放电驱动电路。
另外，由于驱动电路的寄生元件如电感器的寄生电阻、电容器和显示屏的寄生电阻以及开关的传导电阻，构成电路的关开无法实现零电压开关操作。于是，当打开开关时开关损失显著增加。
还有，当保持脉冲在光发射刚开始后而功率恢复电容器CC没有充到电压VS的一半的情况下开始时，会产生巨大的冲击电流。
发明内容
本发明的目的是提供一种PDP的持续放电电路，其中的持续放电电路可以通过开关操作，构成持续放电电路的操作开关可做到零电压开关，无需附加的外部保护电路就可防止在当光发射刚开始后产生冲击电流。
为了达到以上目的，在本发明的实施例中，提供的用于驱动PDP的设备和方法包括数个地址电极；为了相互配对以Z字形图案分布的数个扫描电极和保持电极；和由扫描电极和保持电极形成的平板电容器。
在本发明实施例的一个方面，提供用于驱动PDP的设备，包括持续放电单元、第一和第二充电和放电单元。持续放电单元包括相互串联在施加持续放电电压的电源和地之间的第一和第二开关，两开关的连接点与平板电容器的一端相连接；和相互串联在电源和地之间的第三和第四开关，两开关的连接点与平板电容器的另一端相连接。第一充电和放电单元包括第一电感器，其一端与平板电容器一端相连接，第一充电和放电单元用于通过第一电感器和平板电容器的谐振使平板电容器的电压升至第一持续放电电压。第二充电和放电单元包括第二电感器，其一端与平板电容器另一端相连接，第二充电和放电单元用于通过第二电感器和平板电容器的谐振使平板电容器的电压降至第二持续放电电压。
在此时，在第一电感器的谐振时，持续放电单元驱动第一开关以保持第一放电电压，在第二电感器的谐振时，持续放电单元驱动第三开关以保持第二放电电压。
在本发明实施例的第二个方面，所提供的用于驱动PDP的设备包括第一到第六开关、第一和第二电感器、第一和第二二极管。第一和第二开关相互串联在施加持续放电电压的电源和地之间，两开关的连接点与平板电容器的一端相连接。第三和第四开关相互串联在电源和地之间，两开关的连接点与平板电容器的另一端相连接。第一电感器的一端与平板电容器一端相连接，第二电感器的一端与平板电容器另一端相连接。第五和第六开关分别连接在电源和第一电感器的另一端之间及电源和第二电感器的另一端之间。第一和第二二极管分别连接在第一电感器的另一端和地之间及第二电感器的另一端和地之间。
在本发明实施例的第三个方面，所提供的用于驱动PDP的设备包括第一到第八开关、第一和第二电感器、第一到第四二极管。第一和第二开关相互串联在施加持续放电电压的电源和地之间，两开关的连接点与平板电容器的一端相连接。第三和第四开关相互串联在电源和地之间，两开关的连接点与平板电容器的另一端相连接。第一电感器一端与平板电容器一端相连接，第二电感器一端与平板电容器另一端相连接。第五和第六开关相互串联在电源和地之间，两开关的连接点与第一电感器的另一端相连接。第七和第八开关相互串联在电源和地之间，两开关的连接点与第二电感器的另一端相连接。第一和第二二极管以向后方向串联在电源和地之间，其连接点与第一电感器的另一端相连接。第三和第四二极管以向后方向串联在电源和地之间，其连接点与第二电感器的另一端相连接。
在本发明实施例的第四到第七个方面，所提供的用于驱动PDP的方法包括数个地址电极；为了相互配对以Z字形图案分布的数个扫描电极和保持电极，由扫描电极和保持电极形成的平板电容器，相互串联在施加持续放电电压的电源和地之间且其连接点与平板电容器的一端相连接的第一和第二开关，相互串联在电源和地之间且其连接点与平板电容器的另一端相连接的第三和第四开关，第一电感器与平板电容器一端相连和第二电感器与平板电容器的另一端相连。
在本发明实施例的第四个方面，根据驱动PDP的方法，使用由于驱动连接在电源和第一电感器之间的第四和第五开关而通过平板电容器和第一电感器产生的谐振，使平板电容器的电压升至第一持续放电电压。在谐振期间驱动第一和第四开关而使平板电容器的电压保持在第一持续放电电压。使用由于驱动连接在电源和第二电感器之间的第二和第六开关而通过平板电容器和第二电感器产生的谐振，使平板电容器的电压降至第二持续放电电压。在谐振期间驱动第二和第三开关而使平板电容器的电压保持在第二持续放电电压。
在本发明实施例的第五个方面，根据驱动PDP的方法，使用由于驱动连接在电源和第一电感器之间的第五开关及连接在第二电感器和地之间的第六开关而通过平板电容器、第一电感器和第二电感器产生的谐振，使平板电容器的电压升至第一持续放电电压。在谐振期间关闭第五和第六开关，驱动第一和第四开关而使平板电容器的电压保持在第一持续放电电压。使用由于驱动连接在电源和第二电感器之间的第七开关及连接在第一电感器和地之间的第八开关而通过平板电容器、第一电感器和第二电感器产生的谐振，使平板电容器的电压降至第二持续放电电压。在谐振期间关闭第七和第八开关，驱动第二和第三开关而使平板电容器的电压保持在第二持续放电电压。
在本发明实施例的第六个方面，根据驱动PDP的方法，驱动第一和第四开关而使平板电容器的电压保持在第一持续放电电压。在平板电容器保持在第一持续放电电压的状态时，另外驱动分别连接在地和第一电感器之间及第二电感器和电源之间的第五和第六开关，而向第一和第二电感器注入电流。关闭第一、第四、第五和第六开关，使用通过第一和第二电感器、平板电容器所产生的谐振，使平板电容器的电压降至第二持续放电电压。驱动第二和第三开关而使平板电容器的电压保持在第二持续放电电压。在平板电容器保持在第二持续放电电压的状态时，另外驱动分别连接在电源和第一电感器之间及第二电感器和地之间的第七和第八开关，而向第一和第二电感器注入电流。关闭第二、第三、第七和第八开关，使用通过第一和第二电感器、平板电容器所产生的谐振，使平板电容器的电压升至第一持续放电电压。
在本发明实施例的第七个方面，根据驱动PDP的方法，在通过驱动第二和第三开关而使平板电容器保持在第一持续放电电压的状态时，驱动分别连接在电源和第一电感器之间及第二电感器和地之间的第五和第六开关，而向第一和第二电感器注入电流。关闭第二和第三开关，使用通过第一和第二电感器、平板电容器所产生的谐振，使平板电容器的电压升至第二持续放电电压。关闭第五和第六开关，驱动第一和第四开关而使平板电容器的电压保持在第二持续放电电压。在平板电容器保持在第二持续放电电压的状态时，另外驱动分别连接在第一电感器和地之间及电源和第二电感器之间的第七和第八开关，而向第一和第二电感器注入电流。关闭第一和第四开关，使用通过第一和第二电感器、平板电容器所产生的谐振，使平板电容器的电压降至第一持续放电电压。关闭第七和第八开关，驱动第二和第三开关而使平板电容器的电压保持在第一持续放电电压。
所带的附图作为说明书的一部分与描述共同用来描述本发明的实施例和解释发明的原理，其中图1A和1B表示常规持续放电电路和常规持续放电电路的工作波形；图2的电路图表示根据本发明第一实施例的持续放电电路；图3表示根据本发明第一实施例的持续放电电路的工作波形；图4的电路图表示根据本发明第二实施例的持续放电电路；图5表示根据本发明第二实施例的持续放电电路的工作波形；图6表示根据本发明第三实施例的持续放电电路的工作波形；和图7表示根据本发明第四实施例的持续放电电路的工作波形。
具体实施例方式
在以下详细描述中，简单地通过对实现本发明的发明者仔细思考的最佳方式进行说明，仅对发明的实施例进行表示和描述。应认识到，在发明的各种明显方面所作的可能的修改，都没有脱离本发明。因此，附图和说明书只是对发明的描述，而不是对发明的限制。
现将参照图2和图3对根据本发明第一实施例的持续放电电路进行描述。
图2是表示根据本发明第一实施例的持续放电电路的电路图。图3表示根据本发明第一实施例的持续放电电路的工作波形。
如图2所示，根据本发明第一实施例的持续放电电路包括Y电极驱动单元100，用于通过开关Sa的控制脉冲操作在Y电极持续放电；X电极驱动单元200，用于通过开关Sb的控制脉冲操作在X电极持续放电；和显示屏300，用于通过根据X和Y电极驱动单元200和100各自的驱动信号分别在X和Y电极持续放电累积壁电荷而显示所期望的灰度等级。
Y电极驱动单元100包括三个开关Sa、S1和S3，三个二极管Da、D1和D3，和电感器L1。每个开关是MOSFET(金属氧化物半导体场效应晶体管)，每个开关根据MOSFET的特性还包括体二极管(body diode)和内部电容器。
X电极驱动单元200在显示屏300的基础上与Y电极驱动单元100相对称，包括三个开关Sb、S2和S4，三个二极管Db、D2和D4，和电感器L2。
如图3所示，根据本发明第一实施例的持续放电电路的工作分为t0到t1期间的模式1，用于显示屏300的电容器CP充电；t1到t2期间的模式2，用于为持续放电而使电容器CP保持在高电平电压+VS；t2到t3期间的模式3，用于平板电容器CP放电；和t3到t4期间的模式4，用于为持续放电而使电容器CP保持在低电平电压-VS。为了描述初始状态，假设在初始模式1(t0到t1阶段)电感器的电流IL等于0，显示屏两端电压是电压-VS。
当模式1期间开关Sa和S1打开时，通过开关Sa-电感L1-二极管Da-平板电容器CP-二极管D4-开关S2所构成的回路形成谐振电路。从外加电压VS处流过电感器L1的电流IL1是由电感器L1和平板电容器CP产生的谐振电流。通过谐振电流，显示屏两端电压VP升至电压+VS。显示屏两端电压VP变为电压+VS，在时间t1电感器电流IL1增加到电流IPK。
在t1到t2期间的模式2中，当在时间t1开关S1打开时，显示屏两端电压VP保持在外部施加的电压+VS，开关S1的体二极管和二极管D1导通。在模式1期间增加到电流IPK的电感器电流IL1通过二极管D1-电感器L1-二极管Da-开关S1的体二极管(由于开关Sa关闭)构成的通路流向电源VS。于是，将能量恢复给电源VS。
因此，电感器电流IL1线性地减少到0。当在时间t2开关S1和S2关闭时，模式2期间结束。在开关S1打开的时刻，因为是在开关S1的漏-源两端电压Vds是零电压时打开开关S1，所以不产生打开切换损失。
在t2到t3期间的模式3中，当在时间t2开关Sb和S3打开时，通过开关Sb-电感L2-二极管Db-平板电容器CP-二极管D3-开关S3所构成的回路形成谐振电路。由电感器L2和平板电容器CP产生的谐振电流IL2流过电感器L2。由于谐振电流，显示屏两端电压减少到-VS。显示屏两端电压VP变为电压-VS，在时间t3电感器电流IL2减少到电流-IPK。当在时间t3开关Sb关闭时，模式3期间结束。
在t3到t4期间的模式4中，当在时间t3开关S4打开时，电压VP保持在电压-VS，开关S4的体二极管和二极管D2导通。在模式3期间减少到电流-IPK的电感器电流IL2通过二极管D2-电感器L2-二极管Db-开关S4的体二极管(由于开关Sb关闭)构成的通路流向电源VS。将能量恢复给电源VS。
电感器电流IL2减少到电流-IPK，当假定电流从左侧流向右侧时电感器电流IL2线性地增加到0。当在时间t4开关S3和S4关闭时，模式4期间结束，过程返回到模式1期间。于是，此后重复工作循环。在开关S4打开的时刻，因为在开关S4两端的电位差变为0，所以可做到零电压开关。
根据本发明第一实施例的持续放电电路，由于开关S1和S4执行零电压切换，所以打开操作没有切换损失。然而，当能量恢复时，X和Y电极驱动单元的工作电位减少到不高于地电平电位(GND)。
例如，在显示屏两端电压VP保持在电压+VS(如在模式2中)的状态下，开关S3的漏极电平为电压+VS，开关S2的漏极电平为地电平。当在时间t2为了反转显示屏两端电压极性到电压-VS而打开开关Sb和S3时，在开关S3被打开那一刻，开关S3的漏极电平从电压+VS降至地电平。然而，显示屏两端电压VP保持在电压+VS。因此，开关S2的漏极电平降至电压-VS。
为了对本发明第一实施例中的X和Y电极驱动单元100和200的工作电位分别降至不高于地电位这一问题作出补偿，提供根据本发明第二实施例的持续放电电路。
图4是表示根据本发明第二实施例的持续放电电路的电路图。图5表示根据本发明第二实施例的持续放电电路的工作波形。
根据本发明第二实施例的持续放电电路具有与根据本发明第一实施例的持续放电电路相同的结构。因此与本发明第一实施例相同部分将不再赘述。
如图4所示，根据本发明第二实施例的持续放电电路包括Y电极驱动单元110，用于通过根据本发明第一实施例的持续放电电路中的开关Sa和Sb的控制脉冲操作，在Y电极持续放电；X电极驱动单元210，用于通过开关Sa1和Sb1的控制脉冲操作在X电极持续放电；和显示屏300，用于通过根据X和Y电极驱动单元210和110的驱动信号分别在X和Y电极进行累积壁电荷的持续放电而显示所期望的灰度等级。
Y电极驱动单元110包括四个开关Sa、Sb、S1和S3，四个二极管Da、Db、D1和D3，和电感器L1。X电极驱动单元210包括四个开关Sa1、Sb1、S2和S4，四个二极管Da1、Db1、D2和D4，和电感器L2。
现将参照图5对根据本发明第二实施例的持续放电电路的工作进行详细描述。
当假设电感器电流IL1和IL2等于0，和显示屏两端电压VP为电压-VS，当在模式1期间打开开关Sa和Sa1时，形成由开关Sa-二极管Da-电感器L1-平板电容器Cp-电感器L2-二极管Da1-开关Sa1所构成的谐振回路。
通过电感器L1和电感器L2的串联使得电感器电流IL1和IL2成为谐振电流。根据谐振电流，显示屏两端电压升至电压+VS。在时间t1，显示屏两端电压VP变到电压+VS，电感器电流IL1和IL2增加到电流IPK。
在模式2(t1到t2期间)，当在时间t1打开开关S1和S2时，显示屏两端电压VP保持在电压+VS，开关S1和S2的体二极管、二极管D3和D4导通。在模式1期间增加到电流IPK的电感器电流IL1通过开关S1的体二极管和二极管D3流向电源，并线性地减少到0。在开关S1打开的时刻，因为是在开关S1的漏-源两端电压Vds为零电压时打开开关S1，所以不产生打开切换损失。
流过电感器L2的电感器电流IL2通过开关S2的体二极管和二极管D4流向电源，并线性地减少到0。在打开开关S2的时刻，像打开开关S1时一样，是在开关S2的漏-源两端电压Vds为零电压时打开开关S2。当在时间t2关闭开关S1和S2时，模式2期间就结束了。
在t2到t3期间的模式3中，当在时间t2开关Sb和Sb1打开时，通过开关Sb1-二极管Db1-电感器L2-平板电容器CP-电感器L1-二极管Db-开关Sb所构成的回路形成谐振电路。电感器电流IL1和IL2通过电感器L1和L2、平板电容器CP成为谐振电流。显示屏两端电压减少到-VS。在时间t3，显示屏两端电压VP改变到-VS，电感器电流IL1和IL2减少到电流-IPK。当开关Sb和Sb1关闭时，模式3期间结束。
在t3到t4期间的模式4中，当在时间t3开关S3和S4打开时，显示屏两端电压VP保持在电压-VS，开关S3和S4的体二极管、二极管D1和D2导通。在模式3期间减少到电流-IPK的电感器L1的电感器电流IL1通过开关S3的体二极管和二极管D1流向电源，并线性地增加到0。在开关S3打开的时刻，因为是在开关S3的漏-源两端电压Vds为零电压时打开开关S3，所以不产生打开切换损失。
还有，流过电感器L2的电感器电流IL2通过开关S4的体二极管和二极管D2流向电源，并线性地增加到0。在开关S4打开的时刻，像打开开关S3时一样，是在开关S4的漏-源两端电压Vds为零电压时打开开关S4。
当在时间t4，开关S3和S4被关闭，模式4期间结束，模式1期间开始。
如上所述，根据本发明第二实施例，使用谐振来改变显示屏两端电压VP。然而，在根据本发明第二实施例的持续放电电路中，在来改变显示屏两端电压前可以预先向电感器注入电流。这就是，当显示屏两端电压保持在电压+VS和-VS时，可使用电流和谐振向电感器注入电流及改变显示屏两端电压。此实施例将参照图6和图7进行描述。
图6和图7分别表示根据本发明的第三和第四实施例的持续放电电路的工作波形。
第三和第四实施例与第二实施例仅在持续放电电路的工作波形上有所不同。
现将参照图6对第三实施例的驱动方法进行描述。在t0到t1的模式1期间，开关S1和S2被打开。于是，显示屏两端电压VP保持在电压+VS。
在t1到t2的模式2期间，在时间t1开关Sb和Sb1被打开。通过被打开的开关S2和Sb1，形成开关Sb1-二极管Db1-电感器L2-开关S2所构成的回路。于是，流过电感器L2的电流IL2线性地减少到-Ipk。通过被打开的开关S1和Sb，形成开关S1-电感器L1-二极管Db-开关Sb所构成的回路。于是，流过电感器L1的电流IL1线性地减少到-IPK。
在t2到t3的模式3期间，由于开关S1、S2、Sb和Sb1被关闭，形成二极管D2-电感器L2-平板电容器CP-电感器L1-二极管D1所构成的谐振回路。于是，通过电感器L1+L2和平板电容器CP产生流动的谐振电流。由于电流作用显示屏两端电压VP降至电压-VS。电感器电流IL1和IL2增加到0。
在t3到t4的模式4期间，在时间t3开关S3和S4被打开。于是，显示屏两端电压VP保持在电压-VS。
在t4到t5的模式5期间，在时间t4开关Sa和Sa1被打开。通过被打开的开关S3和Sa，形成开关Sa-二极管Da-电感器L1-开关S3所构成的回路。于是，流过电感器L1的电流IL1线性地增加到+IPK。还有，通过被打开的开关S4和Sa1，形成开关S4-电感器L2-二极管Da1-开关Sa1所构成的回路。于是，流过电感器L2的电流IL2线性地增加到+IPK。
在t5到t6的模式6期间，由于开关S3、S4、Sa和Sa1被关闭，形成二极管D3-电感器L1-平板电容器CP-电感器L2-二极管D4所构成的谐振回路。于是，通过电感器L1+L2和平板电容器CP产生流动的谐振电流。由于电流作用显示屏两端电压VP升至电压+VS，电感器电流IL1和IL2减少到0。当打开开关S1和S2时，过程返回到模式1期间，重复循环过程。
现将对具有不同驱动波形的根据本发明第四实施例的驱动方法参照图7进行描述。
如图7所示，假设开关S3和S4在前一模式中被打开，显示屏两端电压VP为电压-VS。在t0到t1的模式1期间，当开关Sa和Sa1被打开时，分别形成由开关Sa-二极管Da-电感器L1-开关S3和由开关S4-电感器L2-二极管Da1-开关Sa1所构成的回路。于是，电感器电流IL1和IL2线性地增加到+I0。
在t1到t2的模式2期间，当电感器电流IL1和IL2增加时，开关S3和S4被关闭。形成开关Sa-二极管Da-电感器L1-显示屏电容器CP-电感器L2-二极管Da1-开关Sa1所构成的谐振回路。于是，显示屏两端电压VP从电压-VS升至电压+VS。由于谐振引起的电流使电感器电流IL1和IL2从模式1的I0增加到+IPK。
在t2到t3的模式3期间，当显示屏两端电压VP升至+VS时，开关S1和S2被打开。于是，显示屏两端电压VP保持在电压+VS。电感器电流IL1和IL2通过由二极管D3-电感器L1-开关S1的体二极管和由开关S2的体二极管-电感器L2-二极管D4所构成的通路恢复给电源，并线性地减少到0。当开关S1和S2打开时，由于在每个开关的漏-源两端电压Vds为零电压时打开开关S1和S2，所以可减少打开切换损失。
在t3到t4的模式4期间，开关Sb和Sb1被打开。于是，电感器电流IL1和IL2通过由开关S1-电感器L1-二极管Db-开关Sb和由开关Sb1-二极管Db1-电感器L2-开关S2所构成的通路线性地减少到-I0。
在t4到t5的模式5期间，当电感器电流IL1和IL2减少时，开关S1和S2被关闭。通过开关Sb1-二极管Db1-电感器L2-平板电容器CP-电感器L1-二极管Db-开关Sb构成谐振回路。于是，电感器电流IL1和IL2从电流-I0减少到电流-IPK。由于电流作用，显示屏两端电压VP从电压+VP降至电压-VP。
在t5到t6的模式6期间，当显示屏两端电压VP降至电压-VS时，开关S3和S4被打开。于是，显示屏两端电压VP保持在电压-VS。电感器电流IL1和IL2通过由开关S3的体二极管-电感器L1-二极管D1和由二极管D2-电感器L2-开关S4的体二极管所构成的通路恢复给电源，并线性地增加到0。由于在每个开关的漏-源两端电压Vds为零电压时打开开关S3和S4，所以可减少打开切换损失。当开关Sa和S1打开时，过程返回模式1，重复循环过程。
如在本发明第三和第四实施例所描述的，可通过预先增强电感器的电流而无需改变附加开关的电流强度，就可增加持续放电电压波形的斜率。于是，可以在持续放电电压上升和下降时，防止显示屏的没有特殊原因的放电。
在参照优选实施例对本发明进行具体的表示和描述的同时，熟知本技术领域的人员应理解对本发明所作的各种修改和变化均没有脱离发明的精神和范围，本发明的范围是由所附权利要求书定义的。
如上所述，在根据本发明实施例的用于驱动PDP的设备和方法中，由于持续放电电路可以通过开关操作，可简化驱动电路的结构。此外，由于通过施加1/4谐振电流波形来代替1/2谐振电流使构成持续放电电路的开关可做到零电压切换，可减少切换损失。
根据用于驱动PDP的设备和方法，无需附加的外部保护电路就可防止在光发射刚开始后产生冲击电流。
另外，通过减少了常规持续放电中循环电流造成的开关导通损失而改进电源效率。
而且，可通过预先增强电感器的电流而无需改变附加开关的电流强度，就可增加持续放电电压波形的斜率。于是，可以在持续放电电压上升和下降时，防止显示屏的没有特殊原因的放电。当持续放电开始时，还可防止因向能量恢复电容器充电产生的冲击电流。因此可以改进产品的可靠性和品质。
权利要求
1.一种用于驱动等离子显示屏的设备，包括数个地址电极，为了相互配对以Z字形图案分布的数个扫描电极和保持电极，和由扫描电极和保持电极形成的平板电容器，该设备包括持续放电单元，包括相互串联在施加持续放电电压的电源和地之间的第一和第二开关，这两个开关的连接点与平板电容器的第一端相连接，和相互串联在电源和地之间的第三和第四开关，这两个开关的连接点与平板电容器的第二端相连接；第一充电和放电单元，包括第一电感器，其第一端与平板电容器第一端相连接，第一充电和放电单元用于利用第一电感器和平板电容器的谐振使平板电容器的电压升至第一持续放电电压；和第二充电和放电单元，包括第二电感器，其第一端与平板电容器第二端相连接，第二充电和放电单元用于利用第二电感器和平板电容器的谐振使平板电容器的电压降至第二持续放电电压，其中在第一电感器谐振时，持续放电单元驱动第一开关以保持第一放电电压，在第二电感器谐振时，持续放电单元驱动第二开关以保持第二放电电压。
2.如权利要求1所述的设备，其中第一充电和放电单元还包括连接在电源和第一电感器的第二端之间的第五开关，其作用是使平板电容器的电压升至第一持续放电电压；和连接在第一电感器的第二端和地之间的第一二极管，用于当平板电容器的电压保持在第一持续放电电压时，为流经第一开关体二极管的第一电感器的电流提供电流通路，将能量恢复给电源。
3.如权利要求2所述的设备，其中第一充电和放电单元还包括连接在第一电感器的第一端和平板电容器第一端之间的第二二极管，用于阻止来自平板电容器的电流；和连接在第二二极管和第二开关之间的第三二极管，用于形成由第二电感器引起的谐振路径。
4.如权利要求1所述的设备，其中第二充电和放电单元还包括连接在电源和第二电感器的第二端之间的第五开关，其作用是使平板电容器的电压降至第二持续放电电压；和连接在第二电感器的第二端和地之间的第一二极管，用于当平板电容器的电压保持在第二持续放电电压时，为流经第三开关体二极管的第二电感器的电流提供电流通路，将能量恢复给电源。
5.如权利要求4所述的设备，还包括连接在第二电感器的第一端和平板电容器第二端之间的第二二极管，用于阻止来自平板电容器的电流；和连接在第二二极管和第四开关之间的第三二极管，用于形成由第一电感器引起的谐振路径。
6.如权利要求1所述的设备，其中第一充电和放电单元还包括第五和第六开关，相互串联在电源和地之间，两开关的连接点与第一电感器的第二端相连接，其作用是使平板电容器的电压升至第一持续放电电压和降至第二持续放电电压；连接在地和第一电感器的第二端之间的第一二极管，用于当平板电容器的电压保持在第一持续放电电压时，为流经第一开关体二极管的第一电感器的电流提供电流通路，将能量恢复给电源；和连接在第一电感器的第二端和电源之间的第二二极管，用于当平板电容器的电压保持在第二持续放电电压时，为流经第二开关体二极管的第一电感器的电流提供电流通路，将能量恢复给电源。
7.如权利要求6所述的设备，其中第一充电和放电单元还包括连接在第五开关和第一电感器的第二端之间的第三二极管，用于为电源到平板电容器提供电流通路；和连接在第一电感器的第二端和第六开关之间的第四二极管，用于为平板电容器到地提供电流通路。
8.如权利要求1所述的设备，其中第二充电和放电单元还包括第五和第六开关，相互串联在电源和地之间，两开关的连接点与第二电感器的第二端相连接，其作用是使平板电容器的电压降至第二持续放电电压和升至第一持续放电电压；连接在地和第二电感器的第二端之间的第一二极管，用于当平板电容器的电压保持在第二持续放电电压时，为流经第三开关体二极管的第二电感器的电流提供电流通路，将能量恢复给电源；和连接在第二电感器的第二端和电源之间的第二二极管，用于当平板电容器的电压保持在第一持续放电电压时，为流经第四开关体二极管的第二电感器的电流提供电流通路，将能量恢复给电源。
9.如权利要求8所述的设备，其中第二充电和放电单元还包括连接在第五开关和第二电感器的第二端之间的第三二极管，用于为电源到平板电容器提供电流通路；和连接在第二电感器的第二端和第六开关之间的第四二极管，用于为平板电容器到地提供电流通路。
10.一种用于驱动等离子显示屏的设备，包括数个地址电极，为了相互配对以Z字形图案分布的数个扫描电极和保持电极，和由扫描电极和保持电极形成的平板电容器，该设备包括相互串联在施加持续放电电压的电源和地之间的第一和第二开关，两开关的连接点与平板电容器的第一端相连接；相互串联在电源和地之间的第三和第四开关，两开关的连接点与平板电容器的第二端相连接；第一电感器，其第一端与平板电容器第一端相连接，和第二电感器，其第一端与平板电容器第二端相连接；第五和第六开关，分别连接在电源和第一电感器的第二端之间及电源和第二电感器的第二端之间；和第一和第二二极管分别连接在第一电感器的第二端和地之间及第二电感器的第二端和地之间。
11.如权利要求10所述的设备，还包括第三和第四二极管，分别以向前方向连接在第一电感器的第一端和平板电容器的第一端之间及第二电感器的第一端和平板电容器的第二端之间；和第五和第六二极管，分别以向前方向连接在第三二极管和第二开关之间及第四二极管和第四开关之间。
12.一种用于驱动等离子显示屏的设备，包括数个地址电极，为了相互配对以Z字形图案分布的数个扫描电极和保持电极，和由扫描电极和保持电极形成的平板电容器，该设备包括相互串联在施加持续放电电压的电源和地之间的第一和第二开关，两开关的连接点与平板电容器的第一端相连接；相互串联在电源和地之间的第三和第四开关，两开关的连接点与平板电容器的第二端相连接；第一电感器，其一端与平板电容器一端相连接，和第二电感器，其一端与平板电容器另一端相连接；相互串联在电源和地之间的第五和第六开关，两开关的连接点与第一电感器的第二端相连接；相互串联在电源和地之间的第七和第八开关，两开关的连接点与第二电感器的第二端相连接；相互串联以向后方向连接在电源和地之间的第一和第二二极管，两二极管的连接点与第一电感器的第二端相连接；和相互串联以向后方向连接在电源和地之间的第三和第四二极管，两二极管的连接点与第二电感器的第二端相连接。
13.如权利要求12所述的设备，还包括第五和第六二极管，以向前方向分别连接在第五开关和第一电感器的第二端之间及第一电感器的第二端和第六开关之间；和第七和第八二极管，以向前方向分别连接在第七开关和第二电感器的第二端之间及第二电感器的第二端和第八开关之间。
14.一种用于驱动等离子显示屏的方法，包括数个地址电极，为了相互配对以Z字形图案分布的数个扫描电极和保持电极，由扫描电极和保持电极形成的平板电容器，相互串联在施加持续放电电压的电源和地之间的第一和第二开关，其连接点与平板电容器的第一端相连接，相互串联在电源和地之间的第三和第四开关，其连接点与平板电容器的第二端相连接，和与平板电容器第一端及第二端连接的第一和第二电感器，该方法包括下列步骤(a)利用由于驱动连接在电源与第一电感器之间的第四开关和第五开关而通过平板电容器和第一电感器产生的谐振，使平板电容器的电压升至第一持续放电电压；(b)在谐振期间，驱动第一和第四开关而使平板电容器的电压保持在第一持续放电电压；(c)利用由于驱动连接在电源和第二电感器之间的第二开关和第六开关而通过平板电容器和第二电感器产生的谐振，使平板电容器的电压降至第二持续放电电压；和(d)在谐振期间，驱动第二开关和第三开关而使平板电容器的电压保持在第二持续放电电压。
15.如权利要求14所述的方法，其中步骤(b)还包括以下步骤，关闭第五开关从而使第一电感器的电流经过连接在第一电感器和地之间的二极管、第一电感器和第一开关的体二极管将能量恢复给电源。
16.如权利要求14所述的方法，其中步骤(d)还包括以下步骤，关闭第六开关从而使第二电感器的电流经过连接在第二电感器和地之间的二极管、第二电感器和第三开关的体二极管将能量恢复给电源。
17.一种用于驱动等离子显示屏的方法，包括数个地址电极，为了相互配对以Z字形图案分布的数个扫描电极和保持电极，由扫描电极和保持电极形成的平板电容器，相互串联在施加持续放电电压的电源和地之间的第一和第二开关，其连接点与平板电容器的第一端相连接，相互串联在电源和地之间的第三和第四开关，其连接点与平板电容器的第二端相连接；和与平板电容器第一端及第二端分别连接的第一和第二电感器，该方法包括下列步骤(a)利用由于驱动连接在电源和第一电感器之间的第五开关及连接在第二电感器和地之间的第六开关而通过平板电容器、第一和第二电感器产生的谐振，使平板电容器的电压升至第一持续放电电压；(b)在谐振期间关闭第五和第六开关，驱动第一和第四开关而使平板电容器的电压保持在第一持续放电电压；(c)利用由于驱动连接在电源和第二电感器之间的第七开关及连接在第一电感器和地之间的第八开关而通过平板电容器、第一和第二电感器产生的谐振，使平板电容器的电压降至第二持续放电电压；和(d)在谐振期间关闭第七和第八开关，驱动第二和第三开关而使平板电容器的电压保持在第二持续放电电压。
18.如权利要求17所述的方法，其中步骤(b)还包括以下步骤，使第一电感器的电流经过连接在地和第一电感器之间的第一二极管、第一电感器和第一开关的体二极管将能量恢复给电源，和使第二电感器的电流经过第四开关的体二极管、第二电感器和连接在第二电感器和电源之间的第二二极管将能量恢复给电源。
19.如权利要求17所述的方法，其中步骤(d)还包括以下步骤，使第一电感器的电流经过第二开关的体二极管、第一电感器、连接在第一电感器和电源之间的第一二极管将能量恢复给电源，和使第二电感器的电流经过连接在地和第二电感器之间的第二二极管、第二电感器和第三开关的体二极管将能量恢复给电源。
20.一种用于驱动等离子显示屏的方法，包括数个地址电极，为了相互配对以Z字形图案分布的数个扫描电极和保持电极，由扫描电极和保持电极形成的平板电容器，相互串联在施加持续放电电压的电源和地之间的第一和第二开关，其连接点与平板电容器的第一端相连接，相互串联在电源和地之间的第三和第四开关，其连接点与平板电容器的第二端相连接，和与平板电容器第一端及第二端分别连接的第一和第二电感器，该方法包括下列步骤(a)驱动第一和第四开关而使平板电容器的电压保持在第一持续放电电压；(b)另外驱动分别连接在地和第一电感器之间及第二电感器和电源之间的第五和第六开关，从而在平板电容器电压保持在第一持续放电电压状态下，向第一和第二电感器注入电流；(c)关闭第一、第四、第五和第六开关，从而使用由第一和第二电感器、平板电容器产生的谐振，使平板电容器的电压降至第二持续放电电压；(d)驱动第二和第三开关而使平板电容器的电压保持在第二持续放电电压；(e)另外驱动分别连接在电源和第一电感器之间及第二电感器和地之间的第七和第八开关，从而在平板电容器电压保持在第二持续放电电压状态下，向第一和第二电感器注入电流；(f)关闭第二、第三、第七和第八开关，从而使用由第一和第二电感器、平板电容器产生的谐振，使平板电容器的电压升至第一持续放电电压。
21.一种用于驱动等离子显示屏的方法，包括数个地址电极，为了相互配对以Z字形图案分布的数个扫描电极和保持电极，由扫描电极和保持电极形成的平板电容器，相互串联在施加持续放电电压的电源和地之间的第一和第二开关，其连接点与平板电容器的第一端相连接，相互串联在电源和地之间的第三和第四开关，其连接点与平板电容器的第二端相连接，和与平板电容器第一端及第二端分别连接的第一和第二电感器，该方法包括下列步骤(a)驱动分别连接在电源和第一电感器之间及第二电感器和地之间的第五和第六开关，从而在通过驱动第二和第三开关使平板电容器电压保持在第一持续放电电压状态下，向第一和第二电感器注入电流；(b)关闭第二和第三开关，从而使用由第一和第二电感器、平板电容器产生的谐振，使平板电容器的电压升至第二持续放电电压；(c)关闭第五和第六开关，驱动第一和第四开关而使平板电容器的电压保持在第二持续放电电压；(d)另外驱动分别连接在第一电感器和地之间及电源和第二电感器之间的第七和第八开关，从而在平板电容器电压保持在第二持续放电电压状态下，向第一和第二电感器注入电流；(e)关闭第一和第四开关，从而使用由第一和第二电感器、平板电容器产生的谐振，使平板电容器的电压降至第一持续放电电压；和(f)关闭第七和第八开关，驱动第二和第三开关而使平板电容器的电压保持在第一持续放电电压。
22.如权利要求21所述的方法，其中步骤(c)还包括以下步骤，使第一电感器的电流经过连接在地和第一电感器之间的第一二极管、第一电感器和第一开关的体二极管将能量恢复给电源，和使第二电感器的电流经过第四开关的体二极管、第二电感器、连接在第二电感器和电源之间的第二二极管将能量恢复给电源。
23.如权利要求21所述的方法，其中步骤(f)还包括以下步骤，使第一电感器的电流经过第二开关的体二极管、第一电感器、连接在电源和第一电感器之间的第一二极管将能量恢复给电源，和使第二电感器的电流经过连接在地和第二电感器之间的第二二极管、第二电感器和第三开关的体二极管将能量恢复给电源。
全文摘要
一种用于驱动等离子显示屏(PDP)的设备及方法，在驱动PDP时其开关装置可执行零电压切换。驱动PDP的设备包括用于使平板电容器的端电压保持在第一或第二持续放电电压的持续放电单元，该单元包括分别与电源和地之间的平板电容器两端相连接的第一到第四开关；包含第一电感器的第一充电和放电单元，该单元用于使平板电容器的电压升至第一持续放电电压，和通过由第一电感器产生的谐振电流的一半电流实现零电压状态下切换第一开关；和包含第二电感器的第二充电和放电单元，该单元用于使平板电容器的电压降至第二持续放电电压，和通过由第二电感器产生的谐振电流的一半电流实现零电压状态下切换第三开关。
文档编号G09G3/28GK1430196SQ0215420
公开日2003年7月16日 申请日期2002年10月16日 优先权日2001年10月16日
发明者李埈荣, 朴正泌, 安炳南 申请人:三星Sdi株式会社