专利名称：完全谐振式pdp能量恢复电路的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种等离子体显示板PDP驱动的能量恢复电路，尤其是一种完全谐振式PDP能量恢复电路。
(二)技术背景因为PDP是一个电容性很大的器件，在屏的每次充电和放电过程中，会有CpVs/2的能量消耗在PCB板的寄生电阻和驱动器件上，这样系统的功耗会大幅增加，并且会带来系统的EMI问题和稳定性减低。正因为如此，在PDP驱动电路系统设计中提出了能量复得(ERC)的概念，即利用LC谐振回路回收部分能量，以减少能量损耗和EMI。美国专利US4.866.349和US5.081.400公开了一种PDP能量恢复电路，其问题在于能量补充开关管导通瞬态相当于将负载电容与供电电源直接短路，仍将产生一定的瞬时冲击电流和冲击功率，也是电磁辐射的根源。这种情况对于一般的电子电路是要尽力避免的。对于PDP，由于负载电容不是非常大，Q值也不是很高，驱动电路的内阻不是很低，因而工程上可接受，或者说比全幅值的硬充放电好了很多。但显然是不优化的，可进一步的改善。也就是要进一步消除能量补充过程的硬充放。
发明内容
本发明的目的在于提供一种工作于完全的谐振状态，不仅实现能量恢复，而且能量的补充在整个谐振跳变的过程中完成，没有对开关器件的冲击，明显的降低能量损耗和EMI问题，同时还能分别降低开关器件的工作电流或工作电压的一种PDP能量恢复电路。本发明的实现方式为1用可调低压补偿电源取代驱动电源；2设置由小电流开关控制的补充屏维持电流的储能电容；3由双向开关控制串联谐振回路的跳变。即由低压补偿电源、第一能量补充开关管和第二能量补充开关管、能量回收串联谐振电感、双向开关、屏维持电流补充储能电容、屏维持电流补充控制开关管组合而成。低压补偿电源V0的正极与第一能量补充开关管T1的漏极相连，负极与第二能量补充开关管T2的源极相连，第一能量补充开关管T1的源极与第二能量补充开关管T2的漏极相连后与D1，D2，D3，D4和T3组合成的双向开关相连，双向开关的另一端与隔直匹配电容C1相连，隔直匹配电容C1的另一端与能量回收谐振电感L1相连，能量回收谐振电感L1的另一端与屏电容C2相连，屏维持电流补充储能电容C3，通过屏维持电流补充控制开关管与屏电容C2相连。在这低压补偿电源V0的电压远低于屏的工作电压并且是可以调节的，以适应不同串联回路Q值，工作电压要求以及它们的变化；隔直匹配电容C1是由可切换的电容组组成，以产生不同的脉冲上升和下降特性，尤其是适应于PDP屏的老化需求；双向开关可由D1，D2，D3，D4和T3组合成而的，也可由两个MOS开关管背靠背组合而成；屏维持电流补充储能电容C3的容量大于屏电容C2，以5-10倍为最好。
所有的PDP能量恢复电路都是利用配接的谐振电感与屏电容构成LC谐振回路，回收能量。每次电压跳变电压衰减与回路的Q值的关系可由以下的推导得出。
Uc=U0ω0ωeδtsin(ωt+β)]]>δ=R2L,]]>ω0=1LC,]]>ω=ω02-δ2]]>UL=U0ω0ωeδ-tsin(ωt-β)]]>
i=U0ω0ωLe-δtsin(ωt)]]>当ωt＝π时i＝0，UC最低Uc=-U0ω0ωe-δπωsin(β),]]>由于sinβ=ωω0,]]>Uc=-U0e-δπω,]]>δπω=πtanβ=πR2L12L-(R2L)2=π14LR2C-1,]]>因为Q=1RLC,]]>δπω=π14Q2-1,]]>若Q＞＞1，则δπω=π2Q]]>Uc=--U0e-π2Q]]>设Q＝20，Uc＝-0.925U0也就是说Q值为20时，一个跳变过程的电压衰减仅为7.5％。
其中C2为屏电容，L1为能量回收谐振电感，D1，D2，D3，D4和T3组合成双向开关为串联谐振开关，C1为隔直匹配电容，在老练系统的设计中可仅用一只谐振电感，通过改换匹配电容来调节升降速度，T1和T2为能量补充开关管，C3为屏维持电流补充储能电容，T4为屏维持电流补充控制开关管。
电源的电压仅需补充跳变过程的电压衰减，例如回路的Q值为20，跳变幅值200V，则电源的电压仅为15V，T1和T2的工作电压也仅为15V。其工作过程为上跳时先导通T1，然后导通D1，D2，D3，D4和T3组成的双向开关，C1、L1和C2组成的谐振回路使电压V3跳升；当V3升至比VS高一个节电压时，电流已接近为0，这时导通T4，电流的一部分提供屏发光的维持电流，一部分通过T4向C3充电。到电流为零时关断T3，屏发光的维持电流由C3通过T4提供。然后关断T4。下跳变时先导通的是T2，其余的过程相同。全部功率器件均为软开关。本发明的优点在于使电路工作于完全的谐振状态，不仅实现能量恢复，而且能量的补充在整个谐振跳变的过程中完成，没有对开关器件的冲击，明显的降低能量损耗和EMI问题，同时还能分别降低它们的工作电流或工作电压，是一种完全谐振式PDP能量恢复电路。
图1为现有的PDP能量恢复电路；图2为图1电路的电压电流波形；图3为本发明的完全谐振式PDP能量恢复电路；图4为本发明的完全谐振式PDP能量恢复电路的电压电流波形；图5为本发明的完全谐振式PDP能量恢复电路的局部电流波形。
(五)具体实施方法下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细的说明本发明采用的技术方案是1用可调低压补偿电源取代驱动电源；2设置补充由小电流开关控制的屏维持电流的储能电容；3由双向开关控制串联谐振回路的跳变。
如图3所示，本发明中的C2为屏电容，L1为能量回收谐振电感，D1，D2，D3，D4和T3组合成双向开关，C1为隔直匹配电容，在老练系统的设计中可仅用一只谐振电感，通过改换匹配电容来调节升降速度，V0为可调低压补偿电源，T1和T2为能量补充开关管，C3为屏维持电流补充储能电容，T4为屏维持电流补充控制开关管。可调低压补偿电源V0的正极与能量补充开关管T1的漏极相连，负极与能量补充开关管T2的源极相连，能量补充开关管T1源极与能量补充开关管T2的漏极相连后与D1，D2，D3，D4和T3组合成双向开关相连，双向开关的另一端与隔直匹配电容C1相连，隔直匹配电容C1的另一端与能量回收谐振电感L1相连，能量回收谐振电感L1的另一端与屏电容C2相连。屏发光的过程中会有很小的维持电流，为此本发明设置了屏维持电流补充储能电容C3，通过MOS开关管与屏电容相连。
电源的电压仅需补充跳变过程的电压衰减，例如回路的Q值为20，跳变幅值200V，则电源的电压仅为15V，T1和T2的工作电压也仅为15V。其工作过程为上跳时先导通T1，然后导通D1，D2，D3，D4和T3组成的双向开关，C1、L1和C2组成的谐振回路使电压V3跳升；当V3升至比VS高一个节电压时，电流已接近为0，这时导通T4，电流的一部分提供屏发光的维持电流，一部分通过T4向C3充电。到电感电流为零时关断T3，屏发光的维持电流由C3通过T4提供。然后关断T4。下跳变时先导通的是T2，然后导通D1，D2，D3，D4和T3组成的双向开关，C1、L1和C2组成的谐振回路使电压V3跳降，到电感电流为零时关断T3。全部功率器件均为软开关。
权利要求
1.一种谐振式PDP能量恢复电路，其特征在于由低压补偿电源、第一能量补充开关管和第二能量补充开关管、能量回收串联谐振电感、双向开关、屏维持电流补充储能电容、屏维持电流补充控制开关管组合而成；所述的低压补偿电源V0的正极与所述的第一能量补充开关管T1的漏极相连，负极与所述的第二能量补充开关管T2的源极相连，所述的第一能量补充开关管T1源极与所述的第二能量补充开关管T2的漏极相连后与D1，D2，D3，D4和T3组合成的所述双向开关相连，双向开关的另一端与所述的隔直匹配电容C1相连，所述的隔直匹配电容C1的另一端与所述的能量回收谐振电感L1相连，所述的能量回收谐振电感L1的另一端与屏电容C2相连，所述的屏维持电流补充储能电容C3，通过所述的屏维持电流补充控制开关管与屏电容C2相连，电路工作于完全谐振状态；
2.根据权利要求1所述的完全谐振式PDP能量恢复电路，其特征在于所述的低压补偿电源V0的电压远低于屏的工作电压并且是可以调节的，以适应不同串联回路Q值，工作电压要求以及它们的变化；
3.根据权利要求1所述的完全谐振式PDP能量恢复电路，其特征在于所述的隔直匹配电容C1是由可切换的电容组组成，以产生不同的脉冲上升和下降特性要求，尤其是适应于PDP屏的老化需求；
4.根据权利要求1所述的完全谐振式PDP能量恢复电路，其特征在于所述的双向开关可由D1，D2，D3，D4和T3组合成而的，也可由两个MOS开关管背靠背组合而成；
5.根据权利要求1所述的完全谐振式PDP能量恢复电路，其特征在于；所述的屏维持电流补充储能电容C3的容量大于屏电容C2，以5-10倍为最好。
全文摘要
本发明涉及一种完全谐振式PDP能量恢复电路。它是将低压补偿电源V
文档编号G09G3/28GK101030350SQ200710017618
公开日2007年9月5日 申请日期2007年4月4日 优先权日2007年4月4日
发明者王玉富, 章宏, 王平立, 王凡 申请人:咸阳华清设备科技有限公司