等离子显示屏及其驱动装置和方法

专利名称：等离子显示屏及其驱动装置和方法
技术领域：
本发明涉及等离子显示屏(plasma display panel，PDP)和用于驱动等离子显示屏的装置和方法。本发明尤其涉及直接作用于等离子显示放电的能量恢复电路及其驱动方法。
背景技术：
近几年，已经积极地发展了如液晶显示器(LED)、场致发射显示器(FED)、PDP、以及相似的平面显示器。PDP由于其高亮度、高发光效率以及宽视角而优于其它的平面显示器。因此，PDP是一种优选的大于40英寸的大屏幕，可以替代传统的显示器。
PDP是一种使用由气体放电所产生的等离子来显示字符或图像的平面面板显示器。根据其大小，PDP包括以矩阵模式排列的数个二十(several scores)到数百万个像素。这样的PDP依据它的放电单元的结构和提供给它的驱动电压的波形，可分为直流(DC)类型或交流(AC)类型。
DC类型的PDP具有置于放电空间的电极，用以当提供电压时允许DC流经放电空间，并因此需要用于限流的阻抗。相反，AC类型的PDP所具有的电子覆盖有介质层，从而形成一个电容器，以在放电过程中限流并保护该电极免受离子的碰撞。因此，AC类型的PDP比DC类型的PDP具有更长的寿命。
图1是AC类型PDP的局部透视图。
参考图1，在第一玻璃底层1上，以并行方式排列着覆盖有介质层2和保护层3的扫描电极4和维持电极5。在第二玻璃底层6上排列着多个覆盖有绝缘层7的地址电极。阻挡肋条9在插入地址电极之间的绝缘层7上以与地址电极8并行的方式形成。在绝缘层7的表面上和阻挡肋条9的两边形成荧光材料10。第一和第二玻璃底层1和6与在它们之间形成的放电空间11面对面排列，以及扫描电极4和维持电极5与地址电极8正交排列。位于地址电极6和扫描电极4、维持电极5对之间中间部分的放电空间形成放电单元12。
图2示出了PDP中电极的排列。
参考图2，PDP具有由m×n个放电单元组成的像素矩阵。在PDP中，地址电极A1至Am以列排列，扫描电极Y1至Yn以及维持电极X1至Xn交替地以行排列。图2中所示的放电单元12相应于图1中的放电单元12。
通常，AC类型的PDP的驱动方法包括复位(初始化)步骤、写(寻址)步骤、维持步骤以及擦除步骤。
在复位步骤中，每个单元的状态被初始化为准备寻址该单元。在写步骤中，壁电荷被应用在显示屏上被选择的单元(即被寻址的单元)中。在维持步骤中，发生放电以在寻址的单元上实际显示图像。在擦除步骤中，单元上的壁电荷被擦除以完成维持的放电。
在AC类型的PDP中，用于保持放电的扫描电极(下文中，被称作“Y”电极)和维持电极(下文中被称作“X”电极)作为电容性负载，于是有该电极的电容以及需要一个无功功率和用于放电的功率。一种用于恢复无功功率并重新使用它的电路被称作“能量恢复电路(或维持放电电路)”。
现在描述传统的用于AC类型PDP的能量恢复电路及其驱动方法。
图3和图4分别示出了传统的能量恢复电路和它的波形图。
图3示出了授予L.F.Weber的美国专利第4866349号和5081400号所公布的能量恢复电路。用于AC类型的PDP的驱动电路包括与Y电极的能量恢复电路11(没示出)具有相同配置的X电极的能量恢复电路10。下文将方便地描述用于一个电极的能量恢复电路。
传统的能量恢复电路10包括一个能量恢复单元，该单元包括两个开关Sa和Sb、二极管D1和D2、一个电感Lc以及一个能量恢复电容Cc以及一个由两个串联连接的开关Sc和Sd所组成的维持放电单元。
维持放电单元的两个开关Sc和Sd之间的连接点被连接至在等效电路中被电容Cp所表示的PDP。
如图4所示，如上构建的传统的能量恢复电路依据开关Sa和Sd的状态以四种模式操作，并示出了输出电压Vp和流向电感Lc的电流IL的波形。
在开关Sa被接通之前，开关Sd最初是接通的，于是显示屏的端电压Vp是处于0。同时，能量恢复电容Cc已被用维持放电电压Vs一半的电压(Vs/2)充电，以免在维持放电开始时产生瞬间起峰电流。
在t0点，当显示屏的端电压Vp保持为0时，模式1开始将开关Sa接通，将开关Sb、Sc和Sd断开。
在模式1的操作间隔(t0至t1)中，以能量恢复电容Cc、开关Sa、二极管D1、电感Lc、以及等离子显示屏电容Cp的顺序形成LC谐振通路。因此，流向电感Lc的电流IL由于LC谐振而形成半波形，以及显示屏的输出电压Vp最终增加为维持放电电压Vs。当显示屏的输出电压Vp达到维持放电电压Vs时，几乎没有电流流向电感Lc。
模式1结束时开始模式2，将开关Sa和Sc接通，以及将开关Sb和Sd断开。在模式2的操作间隔(t1至t2)中，维持放电电压Vs通过开关Sc应用于显示屏电容Cp，以保持显示屏的输出电压Vp。在t1点，由于开关Sc的端电压理想地是0而发生零电压转换。
一旦模式2结束，模式3开始，将开关Sb接通以及将开关Sa、Sc和Sd断开。
在模式3的操作间隔(t2至t3)中，以模式1的LC谐振通路的反向通路形成LC谐振通路，即，电流通路顺序包括等离子显示屏电容Cp、电感Lc、二极管D2、开关Sb、以及能量恢复电容Cc。因此，如图4所示，电流IL流向电感Lc以及显示屏的输出电压Vp下降，于是在t3点，电感Lc的电流IL和显示屏的输出电压Vp达到0。
在模式4的操作间隔中，开关Sb和Sd被接通以及开关Sa和Sc被断开，以将显示屏的输出电压Vp保持为0。一旦开关Sa在这种状态中被接通，循环返回至模式1。
然而这样的传统能量恢复电路，因为由于实际电路的寄生成分(即电感的寄生阻抗、电容和显示屏的寄生阻抗、或开关的阻抗)而不可能执行组成电路的开关的零电压转换，而带来了问题，当开关被接通时导致很大的转换损耗。换句话说，在传统的能量恢复电路中，当显示屏电容的一个端子处的电压被维持放电电压Vs增加时，存储在电感Lc中的磁能量理想地是0。因此，如果显示屏电容的端子处的电压由于实际电路的寄生成分而没有达到Vs，没有源将显示屏电容的端子处的电压增加为Vs。因此，实际开关Sc不能进行零电压转换而当它被接通时将增加转换损耗。
同样，传统能量恢复电路的能量恢复电容Cc在开始放电之后，必须被用Vs/2充电。否则，将在保持放电脉冲的开始处产生很大的瞬时起峰电流，而需要一个保护电路以减小该瞬时起峰电流。
另外，传统能量恢复电路中的显示屏电压的长期的增加/下降时间可能引起在能量恢复间隔期间(即显示屏电压的增加/下降间隔)显示屏的放电。这可能下降显示屏电压而引起保持开关Sc的硬转换，并因此当开关被接通时引起很大的转换损耗。

发明内容
本发明的目的是，提供一种用于驱动等离子显示屏(PDP)的装置和方法，尽管在实际电路存在寄生成分，仍允许零电压转换。
本发明的另一个目的是，提供一种用于驱动等离子显示屏(PDP)的装置和方法，能够减小维持放电的开始处的瞬间起峰电流。
本发明的另一个目的是，提供一种用于驱动等离子显示屏(PDP)的装置和方法，能够减小显示屏电压的增加/下降时间以允许维持间隔中的放电。
根据本发明的一个方面，一种用于驱动等离子显示屏的装置，其中扫描电极对和维持电极对被交替安置，并在扫描电极和维持电极之间形成显示屏电容，该装置包括维持放电单元，该单元包括在第一和第二电压之间串联连接的第一和第二开关，该第一和第二开关具有连接至显示屏电容的一个端子的连接点，该单元还包括在第一和第二电压之间串联连接的第三和第四开关，该第三和第四开关具有连接至显示屏电容的另一个端子的连接点，该维持放电单元保持显示屏电容每一端的电压在第一或第二电压；第一充电/放电单元，包括在第一和第二电压之间串联连接的第一和第二电容，每个以并联方式连接至第一和第二电容之间的连接点的第五和第六开关，以及连接至第五和第六开关之间的连接点和显示屏电容的一个端子的第一电感，该第一充电/放电单元将显示屏电容的一个端子充电为第一电压，或将其放电为第二电压；以及第二充电/放电单元，包括在第一和第二电压之间串联连接的第三和第四电容，每个以并联方式连接至第三和第四电容之间的连接点的第七和第八开关，以及连接至第七和第八开关之间的连接点和显示屏电容的另一个端子的第二电感，该第二充电/放电单元将显示屏电容的另一个端子充电为第一电压，或将其放电为第二电压。
根据本发明的另一方面，一种用于驱动等离子显示屏的装置，其中扫描电极对和维持电极对被交替安置，并在扫描电极和维持电极之间形成显示屏电容，该装置包括维持放电单元，该单元包括在第一和第二电压之间串联连接的第一和第二开关，该第一和第二开关具有连接至显示屏电容的一个端子的连接点，该单元还包括在第一和第二电压之间串联连接的第三和第四开关，该第三和第四开关具有连接至显示屏电容的另一个端子的连接点，该维持放电单元保持显示屏电容每一端的电压在第一或第二电压；第一充电/放电单元，包括在第一和第二电压之间串联连接的第一电容和第一可变电压，每个以并联方式连接至第一电容和第一可变电压之间的连接点的第五和第六开关，以及连接至第五和第六开关之间的连接点和显示屏电容的一个端子的第一电感，该第一充电/放电单元将显示屏电容的一个端子充电为第一电压，或将其放电为第二电压；以及第二充电/放电单元，包括在第一和第二电压之间串联连接的第二电容和第二可变电压，每个以并联方式连接至第二电容和第二可变电压之间的连接点的第七和第八开关，以及连接至第七和第八开关之间的连接点和显示屏电容的另一个端子的第二电感，该第二充电/放电单元将显示屏电容的另一个端子充电为第一电压，或将其放电为第二电压。
根据本发明的另一方面，一种用于驱动等离子显示屏的装置，其中扫描电极对和维持电极对被交替安置，并在扫描电极和维持电极之间形成显示屏电容，该装置包括维持放电单元，该单元包括在第一和第二电压之间串联连接的第一和第二开关，该第一和第二开关具有连接至显示屏电容的一个端子的连接点，该单元还包括在第一和第二电压之间串联连接的第三和第四开关，该第三和第四开关具有连接至显示屏电容的另一个端子的连接点，该维持放电单元保持显示屏电容每一端的电压在第一或第二电压；以及充电/放电单元，该单元包括分别电连接至显示屏电容的一个端子和另一个端子的第一和第二电感，该充电/放电单元放大电流以在第一和第二电感中存储能量，同时显示屏电容每一端的电压被保持在维持放电电压，该充电/放电单元使用存储在第一和第二电感中的能量，将显示屏每一端电压的极性反向。
根据本发明的另一方面，一种等离子显示屏包括包括多个交替安置的地址电极对、扫描电极对和维持电极对的显示屏，并在扫描电极和维持电极之间形成显示屏电容；控制器，用于接收外部图像信号，并产生地址驱动控制信号和维持放电信号；地址驱动器，用于接收来自控制器的地址驱动控制信号，并对地址电极应用显示数据信号，用于选择要被显示的放电单元；扫描/维持驱动器，用于接收来自控制器的维持放电信号，并交替地对扫描电极和维持电极应用维持放电电压，以对所选择的放电单元执行维持放电，其中该扫描/维持驱动器包括维持放电单元，该单元包括在第一和第二电压之间串联连接的第一和第二开关，该第一和第二开关具有连接至显示屏电容的一个端子的连接点，该单元还包括在第一和第二电压之间串联连接的第三和第四开关，该第三和第四开关具有连接至显示屏电容的另一个端子的连接点，该维持放电单元保持显示屏电容每一端的电压在第一或第二电压；以及充电/放电单元，该单元包括分别电连接至显示屏电容的一个端子和另一个端子的第一和第二电感，该充电/放电单元放大电流为预定的用于以后的维持放电的水平，以在第一和第二电感中存储能量，同时显示屏电容每一端的电压被保持在维持放电电压，该充电/放电单元使用存储在第一和第二电感中的能量，将显示屏两端电压的极性反向。
根据本发明的另一个方面，一种用于驱动等离子显示屏的方法，其中扫描电极对和维持电极对被交替安置，并在扫描电极和维持电极之间形成显示屏电容，该方法包括(a)分别放大流向电连接至显示屏电容的一个端子和另一个端子的第一和第二电感的电流，以在第一和第二电感中存储能量，同时显示屏每一端的电压被保持在具有第一极性的维持放电电压；(b)使用存储在第一和第二电感中的能量，将显示屏每一端电压的极性反向；(c)恢复存储在第一和第二电感中的能量，同时显示屏每一端的电压被改变为具有与第一极性相反的第二极性的维持放电电压；以及(d)保持显示屏每一端的电压为具有第二极性的维持放电电压。


并入其中并组成说明书的一部分的附图，与说明一起例举了本发明的实施例，用于解释本发明的原理。
图1是AC类型的PDP的部分透视图。
图2说明了PDP中电极的设置。
图3和图4分别说明了传统的能量恢复电路和它的驱动波形。
图5说明了依照本发明的实施例的一种PDP。
图6说明了依照本发明的实施例的一种能量恢复电路。
图7A、7B、7C、7D、7E、7F、7G和7H说明了图6所示的能量恢复电路的各个操作模式。
图8说明了依照本发明的第一实施例的时序图。
图9说明了依照本发明的第一实施例的电感的充电/放电电流。
图10说明了依照本发明的第二实施例的时序图。
图11说明了依照本发明的第二实施例的电感的充电/放电电流。
图12说明了依照本发明的第三实施例的操作时序。
图13说明了依照本发明的第三实施例的电感的充电/放电电流。
图14说明了依照本发明的第四实施例的一种能量恢复电路。
图15说明了依照本发明的第五实施例的一种能量恢复电路。
图16A、16B、16C、16D、16E、16F、16G和16H说明了图15所示的能量恢复电路的各个操作模式。
图17说明了依照本发明的实施例的模式2的等效电路。
具体实施例方式
在以下的详细描述中，简单地通过本发明人所考虑的实现本发明的最优方式，示出并描述了本发明的优选实施例。如将被认识到的，本发明能够在不脱离本发明的情况下，在各个明显的方面进行修改。因此，附图和描述仅被认为是示例性的说明，并不用于限定。
图5说明了依照本发明的实施例的一种等离子显示屏(PDP)。
参考图5，依据本发明的实施例的PDP包括等离子显示屏100、地址驱动器200、扫描/维持驱动器300以及控制器400。
等离子显示屏100包括多个纵向排列的地址电极A1至Am，以及多个横向排列的扫描电极Y1至Yn和维持电极X1至Xn。
地址驱动器200接收来自控制器400的地址驱动控制信号，并对各个地址电极应用显示数据信号以选择放电单元用于显示。
扫描/维持驱动器300接收来自控制器400的维持放电信号并交替对扫描电极和维持电极应用维持脉冲电压，用于对选择的放电单元维持放电。
控制器400接收外部的图像信号，产生地址驱动控制信号和维持放电信号，并分别将它们应用于地址驱动器200和扫描/维持驱动器300。
依据本发明的实施例的扫描/维持驱动器300包括用于恢复无功功率并重新使用它的能量恢复电路。图6说明了依照本发明的第一实施例的能量恢复电路320。
如图6所示，依据本发明的实施例的该能量恢复电路320包括维持放电单元322、Y电极充电/放电单元324、以及X电极充电/放电单元326。
维持放电单元322包括四个维持开关Ys、Yg、Xs和Xg，每个由一个具有连接至维持放电电压Vs或地电压的主体二极管的MOSFET组成，这四个开关的转换操作允许显示屏电容Cp的端电压Vy和Vx维持在维持放电电压Vs或地电压。
Y电极充电/放电单元324包括串联连接在维持放电电压Vs和地电压之间的能量恢复电容Cyer1和Cyer2；为了增加或降低显示屏电容Cp的端电压Vp，以并联方式连接至电容Cyer1和Cyer2之间的连接点的能量恢复开关Yr和Yf；以及能量恢复开关Yr和Yf之间的连接点和显示屏电容Cp之间所形成的电感L1。该Y电极充电/放电单元324可还包括分别连接至开关Yr和Yf的二极管Dy1和Dy2，用于确定提供给显示屏电容Cp的电流的通路和用于从该显示屏电容Cp恢复电流的通路。该Y电极充电/放电单元324将显示屏电容的Y电极充电为维持放电电压Vs或将这样的电压放电为地电压。
X电极充电/放电单元326包括串联连接在维持放电电压Vs和地电压之间的能量恢复电容Cxer1和Cxer2；为了增加或降低显示屏电容Cp的端电压Vp，以并联方式连接至电容Cxer1和Cxer2之间的连接点的能量恢复开关Xr和Xf；以及能量恢复开关Xr和Xf之间的连接点和显示屏电容Cp之间所形成的电感L2。该X电极充电/放电单元326可还包括分别连接至开关Xr和Xf的二极管Dx1和Dx2，用于确定提供给显示屏电容Cp的电流的通路和用于从该显示屏电容Cp恢复电流的通路。该X电极充电/放电单元326将显示屏电容的X电极充电为维持放电电压Vs或将这样的电压放电为地电压。
现在依照本发明的实施例，参考图7A、7B、7C、7D、7E、7F、7G、7H和8，将给出一种用于驱动PDP的方法。
图7A至7H说明了依据本发明的第一实施例的各个操作模式中所形成的电流通路，以及图8是依照本发明的第一实施例的时序图。
在本发明的第一实施例中，假定在模式1开始之前，开关Yg和Xs是接通的；Cyer1＝V1、Cyer2＝V2、Cxer1＝V3和Cxer2＝V4；以及L1＝L2＝L。
(1)模式1(t0至t1)参考图7A，在模式1的间隔中，开关Yr和Xf被接通，同时开关Yg和Xs被接通。一旦Y电极充电/放电单元324的开关Yr被接通，随开关Yg和Xs被接通，则如图7A所示，形成顺序包括电容Cyer2、开关Yr、电感L1和开关Yg的电流通路。另一方面，当X电极充电/放电单元326的开关Xf被接通时，则形成顺序包括开关Xs、电感L2、开关Xf、电容Cxer2的电流通路。因此，如图8所示，在模式1中流向电感L1和L2的电流IL1和IL2分别用V2/L和V3/L的坡度线性增加，以在电感L1和L2中存储磁能量。
(2)模式2(t1至t2)参考图7B，在模式2的间隔中，开关Xs和Yg被断开，同时开关Yr和Xf被接通。作为结果，形成如图7B所示的电流通路，该通路顺序包括电容Cyer2、开关Yr、电感L1、显示屏电容Cp、电感L2、开关Xf和电容Cxer2。因此，如图8所示，显示屏电容所引起的谐振电流流向电感L1和L2，以及显示屏电容的端电压Vp的极性被从-Vs反向为Vs。即，在模式2的间隔中，显示屏电容Cp的Y电极的电压Vy从地电压增加至维持放电电压Vs，以及显示屏电容Cp的X电极的电压Vx从维持放电电压Vs下降至地电压，于是显示屏电容的端电压Vp的极性被从-Vs反向为Vs。
(3)模式3(t2至t3)参考图7C，在模式3的间隔中，开关Ys和Xg被接通，同时开关Yf和Xf被接通。
在t＝t2点，一旦电压Vy达到维持放电电压Vs以及电压Vx达到地电压，开关Ys和Xg的主体二极管被接通。如图8所示，当开关Ys和Xg被接通时，它们的漏极和源极之间的电压为0。换句话说，当它们执行零电压转换时，没有接通转换损耗。依据本发明的实施例，即使当显示屏电容的Y电极的电压达到维持放电电压Vs时，足够的能量被理想地存储在电感L1中，于是电感L1的能量允许显示屏电容的Y电极的电压增加至维持放电电压Vs。因此，开关Ys能够在存在电路的寄生成分的情况下，进行零电压转换。
在模式3中，如图8所示，显示屏的端电压Vp被保持在+Vs。流向Y电极充电/放电单元324的电感L1的电流IL1，通过顺序包括电容Cyer1、开关Yr、开关Ys的主体二极管和功率源Vs的电流通路，用-V1/L的坡度被线性减小为0。即，存储在电感L1中的能量通过开关Ys的主体二极管被恢复在电容Cyer1中。流向X电极充电/放电单元326的电感L2的电流IL2，通过顺序包括开关Xg的主体二极管、电感L2、开关Xf、和电容Cxer2的电流通路，用-V4/L的坡度被线性减小为0。即，存储在电感L2中的能量通过开关Xf被恢复在电容Cxer2中。
这里，流向电感L1和L2的电流IL1和IL2的负号表示电流以与参考方向相反的方向流动。
(4)模式4(t3至t4)参考图7D，在模式4的间隔中，开关Yr和Xf被断开，同时开关Ys和Xg被接通，显示屏的端电压Vp被保持为维持放电电压+Vs。
在模式4中，显示屏的Y电极的电压Vy被保持为Vs，而显示屏的X电极的电压Vx被保持为地电压。因此，显示屏电容的端电压Vp被保持为+Vs以放电显示屏。
(5)模式5(t4至t5)参考图7E，在模式5的间隔中，开关Yf和Xr被接通，同时开关Ys和Xg被接通。一旦Y电极充电/放电单元324的开关Yf被接通，则形成顺序包括开关Ys、电感L1、开关Yf和电容Cyer2的电流通路。另一方面，当X电极充电/放电单元326的开关Xr被接通时，如图7E所示，形成顺序包括电容Cxer2、开关Xr、电感L2、开关Xg的电流通路。因此，如图8所示，在模式5中流向电感L1和L2的电流IL1和IL2分别用-V1/L和-V4/L的坡度线性减小，以在电感L1和L2中存储磁能量。
(6)模式6(t5至t6)参考图7F，在模式5的间隔中，开关Ys和Xg被断开，同时开关Xr和Yf被接通。作为结果，形成如图7F所示的电流通路，该通路顺序包括电容Cxer2、开关Xr、电感L2、显示屏电容Cp、电感L1、开关Yf和电容Cyer2。因此，如图8所示，显示屏电容所引起的谐振电流流向电感L1和L2，以及显示屏电容的端电压Vp的极性被从Vs反向为-Vs。即，在模式6的间隔中，显示屏电容Cp的X电极的电压Vx从地电压增加至维持放电电压Vs，以及显示屏电容Cp的Y电极的电压Vy从维持放电电压Vs下降至地电压，于是显示屏电容的端电压Vp的极性被从Vs反向为-Vs。
(7)模式7(t6至t7)参考图7G，在模式7的间隔中，开关Xs和Yg被接通，同时开关Xr和Yf被接通。
在t＝t6点，一旦电压Vx达到维持放电电压Vs以及电压Vy达到地电压，开关Xs和Yg的主体二极管被接通。如图8所示，当开关Xs和Yg被接通时，它们的漏极和源极之间的电压为0，即，当它们执行零电压转换时，不随它们而发生接通损耗。
在模式7中，如图8所示，显示屏的端电压Vp被保持在-Vs。流向Y电极充电/放电单元324的电感L1的电流IL1，通过顺序包括开关Yg的主体二极管、电感L1、开关Yf、电容Cyer2的电流通路，用V2/L的坡度被线性增加为0。即，存储在电感L1中的能量通过开关Yf的主体二极管被恢复在电容Cyer2中。流向X电极充电/放电单元326的电感L2的电流IL2，通过顺序包括电容Cxer1、开关Xr、电感L2、开关Xs的主体二极管、和功率源Vs的电流通路，用V3/L的坡度被线性增加为0。即，存储在电感L2中的能量通过开关Xs被恢复在电容Cxer1中。
(8)模式8(t7至t8)参考图7H，在模式8的间隔中，开关Xr和Yf被断开，同时开关Xs和Yg被接通，显示屏的端电压Vp被保持为维持放电电压-Vs。
在模式8中，显示屏的X电极的电压Vx被保持为Vs，而显示屏的Y电极的电压Vy被保持为地电压。因此，显示屏电容的端电压Vp被保持为-Vs以照亮显示屏。
依据如上所述本发明的第一实施例，用于能量恢复的电感的电流在模式1和5中即，在显示屏电容Cp的极性被反向之前，被放大。该放大的电流(能量)被用于将模式2和6中的显示屏电容的极性反向。以这样的方法，显示屏电容的端电压被增加为维持放电电压Vs，或被减小为地电压，与能量恢复率无关。因此，在本发明的第一实施例中，通过使用电感的放大电流，可以执行零电压转换。
图6所示的依据本发明的实施例的能量恢复电路控制所述间隔，其中能量恢复开关Yr、Yf、Xr和Xf的栅极信号与开关Ys、Yg、Xs和Xg的栅极信号相同，以调节能量恢复电容Cyer1、Cyer2、Cxer1和Cxer2的电压电平。
即，如图8所示，依据本发明的第一实施例，当其中维持开关Ys和Xg的栅极信号与能量恢复开关Yr、Yf、Xr和Xf的栅极信号相同的间隔，等于其中维持开关Xs和Yg的栅极信号与能量恢复开关Yr、Yf、Xr和Xf的栅极信号相同的间隔时，如图9所示，电容Cyer2的充电/放电电流等于电容Cxer2的充电/放电电流。因此，各个电容Cyer2和Cxer2的端电压V2和V4被保持在Vs/2。因此，在本发明的第一实施例中，满足V1＝V2＝V3＝V4＝Vs/2。
如图10所示，依据本发明的第二实施例，当其中能量恢复开关Yr和Xr的栅极信号与维持开关Ys、Yg、Xs和Xg的栅极信号相同的间隔，大于其中能量恢复开关Yf和Xf的栅极信号与维持开关Ys、Yg、Xs和Xg的栅极信号相同的间隔时，如图11所示，电容Cyer2和Cxer2的放电电流大于它们的充电电流。因此，各个电容Cyer2和Cxer2的端电压V2和V4低于Vs/2。
相反，如图12所示，依据本发明的第三实施例，当其中能量恢复开关Yr和Xr的栅极信号与维持开关Ys、Yg、Xs和Xg的栅极信号相同的间隔，小于其中能量恢复开关Yf和Xf的栅极信号与维持开关Ys、Yg、Xs和Xg的栅极信号相同的间隔时，如图13所示，电容Cyer2和Cxer2的放电电流小于它们的充电电流。因此，各个电容Cyer2和Cxer2的端电压V2和V4大于Vs/2。
依据本发明的第二实施例和第三实施例，分别示于图10和图12的驱动时序图，使用与图6所示的能量恢复电路相同的电路。然而，开关的驱动定时是不同的。本领域的技术人员可以参考图6和图8，理解依据本发明的第二实施例和第三实施例的能量恢复电路的操作。因此，省略进一步的描述。
与图3所示的传统的能量恢复电路不同，图6所示的能量恢复电路将能量恢复电容的电压仅用作放大电流的功率源，而不保持电压的值为Vs/2。
尽管图6所示的能量恢复电路通过控制其中能量恢复开关Yr、Yf、Xr和Xf的栅极信号与维持开关Ys、Yg、Xs和Xg的栅极信号相同的间隔，调节能量恢复电容Cyer1、Cyer2、Cxer1和Cxer2的电压电平，该电压电平也可以以下述方法调节。
图14说明了依据本发明的第四实施例的能量恢复电路340。参考图14，能量恢复电路340包括维持放电单元342、Y电极充电/放电单元344和X电极充电/放电单元346。
图14所示的维持放电单元342、Y电极充电/放电单元344和X电极充电/放电单元346与图6所示的维持放电单元322、Y电极充电/放电单元324和X电极充电/放电单元326，在组成成分上非常相似。差别在于使用了可变电压Vyer2和Vxer2而不是电容Cyer2和Cxer2。
图14所示的依据本发明的第四实施例的能量恢复电路，通过控制可变电压Vyer2和Vxer2的值，同时固定其中能量恢复开关Yr、Yf、Xr和Xf的栅极信号与维持开关Ys、Yg、Xs和Xg的栅极信号相同的间隔，而调节电容的充电/放电电流，如使得其中维持开关Ys和Xg的栅极信号与能量恢复开关Yr、Yf、Xr和Xf的栅极信号相同的间隔，等于其中维持开关Xs和Yg的栅极信号与能量恢复开关Yr、Yf、Xr和Xf的栅极信号相同的间隔。图15说明了依据本发明的第五实施例的能量恢复电路360。参考图15，该能量恢复电路360包括维持放电单元362、Y电极充电/放电单元364和X电极充电/放电单元366。
图15所示的维持放电单元362、Y电极充电/放电单元364和X电极充电/放电单元366与图6所示的维持放电单元322、Y电极充电/放电单元324和X电极充电/放电单元326，在组成成分上非常相似。差别在于Y电极充电/放电单元364使用了两个电感L3和L4，以及X电极充电/放电单元366使用了两个电感L5和L6。
图6所示的Y电极充电/放电单元324和X电极充电/放电单元326分别使用存储在单个电感L1和L2中的能量进行充电/放电操作。图15所示的Y电极充电/放电单元364和X电极充电/放电单元366分别使用存储在电感L3和L5中的能量进行充电操作，并分别使用存储在电感L4和L6中的能量进行放电操作。
图16A至16H说明了依据图15所示的本发明的第五实施例的各个操作模式中所形成的电流通路。因为它的操作与前面解释过的相似，本发明相关的本领域的技术人员容易理解，所以省略图16A至16H的详细解释。
图15所示的Y电极充电/放电单元364和X电极充电/放电单元366中，用于充电操作的电感L3、L5的电感可与用于放电操作的电感L4和L6的电感不同，这样显示屏电容Cp的充电时间与显示屏电容的放电时间可以不同。
依据本发明，用于模式2和6中的极性转换所需的时间(ΔT＝t2-t1)可以如下计算。
首先，为了确定极性转换所需的时间ΔT，模式2中的电路状态如图17所示模拟。假定L1＝L2＝L，以及V2＝V4＝V。在t＝t1点，电感电流IL和显示屏电容的端电压Vp分别为Ipk和Vs。
电感电流Ipk被公式1给定〔公式1〕Ipk=VLΔT]]>基于这个等效电路，极性转换所需的时间ΔT可以如公式2计算〔公式2〕ΔT=LC[cos-1{-VsVS2+(ZIpk)2}-tan-1ZIpkVS]]]>其中Z=LCP]]>从公式2可看出，电感和能量恢复电容的值被设置以确定本发明实施例中的极性转换所需的时间。因此，电感和能量恢复电容的适当选择可以缩短显示屏电压的增加/下降时间，于是显示屏在除显示屏电压增加/下降间隔以外的维持放电间隔中执行放电。
尽管本发明结合目前被认为是实际和优选实施例而描述，但应理解本发明并不限于公布的实施例，而试图覆盖所附权利要求的精神和范围内包括的各种修改和等效排列。
例如，尽管依据本发明的实施例的能量恢复电路是一个PDP的驱动电路，它也可以是具有电容性负载的设备的能量恢复电路。
本发明不限于扫描电极驱动器或维持电极驱动器。它也可被用于地址驱动器。同样，可以使用多个电感。例如，一个电感被用于放电而另一个电感被用于充电。
如上所述，本发明允许零电压转换而不管电路的寄生成分，并防止在维持放电开始处产生瞬间起峰电流。同样，本发明缩短了显示屏电压的增加/下降时间，而不增加流向驱动设备的电流，于是显示屏在除显示屏电压增加/下降间隔以外的维持放电间隔中执行放电。另外，当电路开始操作时，输入电压被分开并充电进能量恢复电容中，以在最初的操作过程中应用能量恢复开关的分开的内部电压，并使用低的内部电压的开关，从而减小了成本而增加了效率。
权利要求
1.一种用于驱动等离子显示屏的装置，该等离子显示屏包括交替安置的扫描电极和维持电极对，并在扫描电极和维持电极之间形成显示屏电容，所述用于驱动等离子显示屏的装置包括维持放电单元，包括在第一电压和第二电压之间串联连接的第一开关和第二开关，该第一开关和第二开关具有连接至显示屏电容的一个端子的第一连接点，以及在第一电压和第二电压之间串联连接的第三开关和第四开关，该第三开关和第四开关具有连接至显示屏电容的另一个端子的第二连接点，所述维持放电单元保持显示屏电容每一端的电压为第一电压或第二电压；第一充电/放电单元，包括在第一电压和第二电压之间串联连接的第一电容器和第二电容器，以并联方式分别连接至第一电容器和第二电容器之间的连接点的第五开关和第六开关，以及连接至第五开关和第六开关之间的连接点和显示屏电容的一个端子的第一电感，所述第一充电/放电单元将显示屏电容的一个端子充电为第一电压，或将其放电为第二电压；以及第二充电/放电单元，包括在第一电压和第二电压之间串联连接的第三电容器和第四电容器，以并联方式分别连接至第三电容器和第四电容器之间的连接点的第七开关和第八开关，以及连接至第七开关和第八开关之间的连接点和显示屏电容的另一个端子的第二电感，所述第二充电/放电单元将显示屏电容的另一个端子充电为第一电压，或将其放电为第二电压。
2.如权利要求1所述的装置，其中，所述第一充电/放电单元还包括分别连接至第五开关和第六开关的第一二极管和第二二极管，用于确定提供给显示屏电容的电流通路和从显示屏电容恢复的电流通路，其中，所述第二充电/放电单元还包括分别连接至第七开关和第八开关的第三二极管和第四二极管，用于确定提供给显示屏电容的电流通路和从显示屏电容恢复的电流通路。
3.如权利要求1所述的装置，其中，所述第一开关至第四开关中的每一个包括具有主体二极管的三极管。
4.如权利要求1所述的装置，其中，所述第一电压是维持放电电压以及第二电压是地电压。
5.一种用于驱动等离子显示屏的装置，该等离子显示屏包括交替安置的扫描电极和维持电极对，并在扫描电极和维持电极之间形成显示屏电容，所述用于驱动等离子显示屏的装置包括维持放电单元，包括在第一电压和第二电压之间串联连接的第一开关和第二开关，该第一开关和第二开关具有连接至显示屏电容的一个端子的第一连接点，以及在第一电压和第二电压之间串联连接的第三开关和第四开关，该第三开关和第四开关具有连接至显示屏电容的另一个端子的第二连接点，该维持放电单元保持显示屏电容每一端的电压为第一电压或第二电压；第一充电/放电单元，包括在第一电压和第二电压之间串联连接的第一电容器和第一可变电压，以并联方式分别连接至第一电容器和第一可变电压之间的连接点的第五开关和第六开关，以及连接至第五开关和第六开关之间的连接点和显示屏电容的一个端子的第一电感，所述第一充电/放电单元将显示屏电容的一个端子充电为第一电压，或将其放电为第二电压；以及第二充电/放电单元，包括在第一电压和第二电压之间串联连接的第二电容和第二可变电压，以并联方式分别连接至第二电容和第二可变电压之间的连接点的第七开关和第八开关，以及连接至第七开关和第八开关之间的连接点和显示屏电容的另一个端子的第二电感，所述第二充电/放电单元将显示屏电容的另一个端子充电为第一电压，或将其放电为第二电压。
6.如权利要求5所述的装置，其中，所述第一充电/放电单元还包括分别连接至第五开关和第六开关的第一二极管和第二二极管，用于确定提供给显示屏电容的电流通路和从显示屏电容恢复的电流通路，其中，所述第二充电/放电单元还包括分别连接至第七开关和第八开关的第三二极管和第四二极管，用于确定提供给显示屏电容的电流通路和从显示屏电容恢复的电流通路。
7.如权利要求5所述的装置，其中，所述第一开关至第四开关中的每一个包括具有主体二极管的三极管。
8.如权利要求5所述的装置，其中，所述第一电压是维持放电电压以及第二电压是地电压。
9.一种用于驱动等离子显示屏的装置，该等离子显示屏包括交替安置的扫描电极和维持电极对，并在扫描电极和维持电极之间形成显示屏电容，所述用于驱动等离子显示屏的装置包括维持放电单元，包括在第一电压和第二电压之间串联连接的第一开关和第二开关，该第一开关和第二开关具有连接至显示屏电容的一个端子的第一连接点，以及在第一电压和第二电压之间串联连接的第三开关和第四开关，该第三开关和第四开关具有连接至显示屏电容的另一个端子的第二连接点，所述维持放电单元保持显示屏电容每一端的电压为第一电压或第二电压；以及充电/放电单元，包括分别电连接至显示屏电容的一个端子和另一个端子的第一电感和第二电感，其中，所述充电/放电单元放大电流以在第一电感和第二电感中存储能量，同时显示屏电容每一端的电压被保持在维持放电电压，该充电/放电单元使用存储在第一电感和第二电感中的能量，将显示屏电容每一端电压的极性反向。
10.如权利要求9所述的装置，其中，所述第一开关至第四开关中的每一个包括具有主体二极管的三极管。
11.如权利要求10所述的装置，其中，所述充电/放电单元在将显示屏电容每一端的极性反向之后，使用存储在第一电感和第二电感中的能量执行第一开关至第四开关的零电压转换。
12.如权利要求10所述的装置，其中，所述充电/放电单元包括第一充电/放电单元，包括在第一电压和第二电压之间串联连接的第一能量恢复电容和第二能量恢复电容，用于提供给显示屏电容能量或从显示屏电容恢复能量，以及以并联方式分别连接在第一电感和第一能量恢复电容和第二能量恢复电容之间的连接点之间的第五开关和第六开关，用于执行转换操作以增加显示屏电容的一个端子的电压为第一电压，或将其下降为第二电压；以及第二充电/放电单元，包括在第一电压和第二电压之间串联连接的第三能量恢复电容和第四能量恢复电容，用于提供给显示屏电容能量或从显示屏电容恢复能量，以及以并联方式分别连接在第二电感和第三能量恢复电容和第四能量恢复电容之间的连接点之间的第七开关和第八开关，用于执行转换操作以增加显示屏电容的另一个端子的电压为第一电压，或将其下降为第二电压。
13.如权利要求9所述的装置，其中，所述第一电压是维持放电电压以及第二电压是地电压。
14.如权利要求10所述的装置，其中，所述充电/放电单元包括第一充电/放电单元，包括在第一电压和第二电压之间串联连接的第一电容和第一可变电压，以并联方式分别连接在第一电感和第一电容和第一可变电压之间的连接点之间的第五开关和第六开关，所述第一充电/放电单元将显示屏电容的一个端子充电为第一电压，或将其放电为第二电压；以及第二充电/放电单元，包括在第一电压和第二电压之间串联连接的第二电容和第二可变电压，以并联方式分别连接在第二电感和第二电容和第二可变电压之间的连接点之间的第七开关和第八开关，所述第二充电/放电单元将显示屏电容的另一个端子充电为第一电压，或将其放电为第二电压。
15.一种等离子显示屏，包括显示屏，该显示屏包括多个地址电极、交替安置的多个扫描电极和维持电极对，并在扫描电极和维持电极之间形成显示屏电容；控制器，用于接收外部图像信号，并产生地址驱动控制信号和维持放电信号；地址驱动器，用于接收来自控制器的地址驱动控制信号，并对地址电极应用显示数据信号；扫描/维持驱动器，接收来自控制器的维持放电信号，并交替地对扫描电极和维持电极应用维持放电电压，其中该扫描/维持驱动器包括维持放电单元，包括在第一电压和第二电压之间串联连接的第一开关和第二开关，该第一开关和第二开关具有连接至显示屏电容的一个端子的第一连接点，以及在第一电压和第二电压之间串联连接的第三开关和第四开关，该第三和第四开关具有连接至显示屏电容的另一个端子的第二连接点，所述维持放电单元保持显示屏电容每一端的电压为第一电压或第二电压；以及充电/放电单元，该单元包括分别电连接至显示屏电容的一个端子和另一个端子的第一电感和第二电感，所述充电/放电单元放大电流为预定的维持放电的水平，用于其后在第一电感和第二电感中存储能量，同时显示屏电容每一端的电压被保持在维持放电电压，所述充电/放电单元使用存储在第一电感和第二电感中的能量，将显示屏每一端的电压的极性反向。
16.如权利要求15所述的等离子显示屏，其中，所述第一开关至第四开关中的每一个包括具有主体二极管的三极管。
17.如权利要求16所述的等离子显示屏，其中，所述充电/放电单元在将显示屏电容每一端的极性反向之后，使用存储在第一电感和第二电感中的能量，执行第一开关至第四开关的零电压转换。
18.一种用于驱动等离子显示屏的方法，该等离子显示屏包括交替安置的扫描电极和维持电极对，并在扫描电极和维持电极之间形成显示屏电容，所述方法包括以下步骤分别放大流向电连接至显示屏电容的一个端子和另一个端子的第一电感和第二电感的电流，以在第一电感和第二电感中存储能量，同时显示屏电容两端的电压被保持在具有第一极性的维持放电电压；使用存储在第一电感和第二电感中的能量，将显示屏两端电压的极性反向；以及保持显示屏电容两端的电压为具有第二极性的维持放电电压。
19.如权利要求18的方法，其中，所述第一电感和第二电感即使在显示屏电容被完全充电之后，仍含有能量。
20.如权利要求19的方法，还包括步骤恢复存储在第一电感和第二电感中的能量，同时显示屏两端的电压被改变为具有与第一极性相反的第二极性的维持放电电压。
21.如权利要求18的方法，其中，所述等离子显示屏包括维持放电单元，包括在第一电压和第二电压之间串联连接的第一开关和第二开关，该第一开关和第二开关具有连接至显示屏电容的一个端子的连接点，以及在第一电压和第二电压之间串联连接的第三开关和第四开关，该第三开关和第四开关具有连接至显示屏电容的另一个端子的连接点，所述维持放电单元保持显示屏电容的一端电压在第一电压或第二电压；其中所述恢复能量的步骤包括在显示屏电容两端电压被改变为具有第二极性的维持放电电压之后，使用存储在第一电感和第二电感中的能量，执行第一开关至第四开关的零电压转换。
22.一种用于驱动等离子显示屏的方法，该等离子显示屏具有用于驱动等离子显示屏的一种装置，该显示屏包括交替安置的扫描电极和维持电极对，并在扫描电极和维持电极之间形成显示屏电容，所述用于驱动等离子显示屏的装置包括维持放电单元，包括在第一电压和第二电压之间串联连接的第一开关和第二开关，该第一开关和第二开关具有连接至显示屏电容的一个端子的第一连接点，以及在第一电压和第二电压之间串联连接的第三开关和第四开关，该第三开关和第四开关具有连接至显示屏电容的另一个端子的第二连接点，所述维持放电单元保持显示屏电容每一端的电压为第一电压或第二电压；第一充电/放电单元，包括在第一电压和第二电压之间串联连接的第一电容器和第二电容器，以并联方式分别连接至第一电容器和第二电容器之间的连接点的第五开关和第六开关，以及连接至第五和第六开关之间的连接点和显示屏电容的一个端子的第一电感，所述第一充电/放电单元将显示屏电容的一个端子充电为第一电压，或将其放电为第二电压；以及第二充电/放电单元，包括在第一电压和第二电压之间串联连接的第三电容器和第四电容器，以并联方式分别连接至第三电容器和第四电容器之间的连接点的第七开关和第八开关，以及连接至第七开关和第八开关之间的连接点和显示屏电容的另一个端子的第二电感，所述第二充电/放电单元将显示屏电容的另一个端子充电为第一电压，或将其放电为第二电压，所述用于驱动等离子显示屏的方法包括以下步骤将第二和第三开关接通，并保持显示屏电容的一个端电压为第二电压，以及保持显示屏电容的另一端电压为第一电压；将第五和第八开关接通，同时接通第二和第三开关，并在第一电感和第二电感中存储能量；断开第二和第三开关，同时接通第五和第八开关，并将显示屏电容两端的电压的极性反向；接通第一和第四开关，同时接通第五和第八开关，并恢复存储在第一电感和第二电感中的能量；断开第五和第八开关，同时接通第一和第四开关，并保持显示屏电容的一个端电压为第一电压，以及保持显示屏电容的另一端电压为第二电压。
23.如权利要求22所述的方法，其中，第二开关和第三开关与第五开关同时接通的间隔等于其中第二开关和第三开关与第八开关同时接通的间隔。
24.如权利要求22所述的方法，其中，第二开关和第三开关与第五开关同时接通的间隔大于其中第二开关和第三开关与第八开关同时接通的间隔。
25.如权利要求22所述的方法，其中，第二开关和第三开关与第五开关同时接通的间隔小于其中第二开关和第三开关与第八开关同时接通的间隔。
26.一种用于驱动等离子显示屏的方法，该等离子显示屏具有包括一个端子的显示屏电容，以及至少一个连接至该端子的电感，该方法包括以下步骤为了将第一能量存储在电感中，对电感施加第一极性的电流，同时保持该端子为第一电压电平；使用存储在电感中的第一能量，将端子电压电平放大为第二电压电平；为了将第二能量存储在电感中，对电感施加与第一极性相反的第二极性的电流，同时保持该端子为第二电压电平；使用存储在电感中的第二能量，将电容器端电压从第二电压电平放电为第一电压电平。
27.如权利要求26的方法，其中，在端子电压电平被放大为第二电压电平之后，所述电感仍含有能量。
28.如权利要求27的方法，还包括步骤当端子电压电平被放大为第二电压电平时，从电感中恢复剩余的能量。
29.如权利要求28的方法，还包括步骤在端子电压电平被放大为第二电压电平之后，从外部源连续地向电容器提供第二电压电平。
30.如权利要求26的方法，其中，所述第一能量和第二能量被存储在同一电感中。
31.如权利要求27的方法，其中，所述第一能量和第二能量被存储在不同的电感中。
全文摘要
一种PDP驱动装置，包括维持放电单元，该维持放电单元包括在第一电压和第二电压之间串联连接的第一开关和第二开关，该第一开关和第二开关具有连接至显示屏电容的一个端子的连接点，以及在所述电压之间串联连接的第三开关和第四开关，该第三开关和第四开关具有连接至显示屏电容的另一个端子的连接点，用于保持每一端的电压为第一电压或第二电压；以及充电/放电单元，包括连接至显示屏电容的端子的第一电感和第二电感，用于放大电流为一定的水平，以在第一电感和第二电感中存储能量，同时显示屏电容每一端的电压被保持在维持放电电压，并使用存储的能量反向每一端的电压的极性。
文档编号G09G3/296GK1417762SQ0213059
公开日2003年5月14日 申请日期2002年8月19日 优先权日2001年10月29日
发明者李埈荣 申请人:三星Sdi株式会社