专利名称：用于等离子体显示面板的能量恢复设备和方法
技术领域：
本发明涉及一种用于驱动等离子体显示面板(PDP)的设备和方法，更特别地，本发明涉及一种用于在等离子体显示面板(PDP)中以改善的效率通过使用单一能量存储装置和小数目的、与在屏幕状态下变得导通的像素的数目无关的装置来恢复能量的能量恢复设备和方法。本申请要求以下优先权2002年6月4日在韩国知识产权局申请的韩国专利申请号2002-31293，在此引用其公开内容作为参考。
背景技术：
PDP是下一代显示设备，其使用由于气体放电而产生的等离子体来显示字符和图像。PDP根据其尺寸在一个矩阵中包括几十到数百万的像素。
驱动PDP的顺序被划分成重置周期、寻址周期、和维持周期。在重置周期期间，所有的单元被放电了并且同时消除了墙电荷(wall charge)，使得消除了关于显示的滞后作用。在寻址周期期间，在根据通过组合PDP的行和列电极而构造的矩阵选择的单元中进行寻址放电。在维持周期期间显示图象，而在扫描周期期间对每个单元确定的放电随着能量恢复而变化。
在寻址周期和维持周期期间，为了减少功率消耗而使用了能量恢复设备。
图1显示了在寻址周期期间用于PDP的传统能量恢复设备。换句话说，图1显示了应用到PDP的地址驱动电路100的传统能量恢复设备，在PDP中，每列电极能被假设携带Ca电容的负载。在寻址周期期间，用从0到nCa的变量负载来表示负载(这里“n”是在每个电极行上接通的像素的数目，即，地址电极)。由能量存储装置，即，电容器C1，和电感器L1执行的地址能量恢复操作能被划分成如下的四种模式。将参照在图2A到2H中显示的开关定时表和波型图描述四种模式。
1)模式1(M1)在接通金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)开关以前，接通开关S4并且把每个地址电极的两端的电压维持在Vp＝Vo(1)＝Vo(2)＝...＝Vo(n)＝0。当在时间周期t0的开始接通开关S1时，模式1(M1)开始了。在模式1期间，在路径C1-S1-D1-L1-Su(待导通的像素)-Ca(待导通的像素)上形成了LC谐振电路。相应地，谐振电流流进电感器L1，并且因此地址电极电压Vp增加。在时间周期t1的开始，电感器L1的电流是0A，和Vp＝+Va。
2)模式2(M2)在时间周期t1的开始，接通开关S3。在模式2(M2)期间，Vp＝+Va，并且根据图象的条件在每个地址电极中积累了墙电荷。
3)模式3(M3)在时间周期t2的开始，接通开关S2，并且关断开关S1和S3。相应地，在模式3(M3)期间，在路径Ca(待导通的像素)-Su(待导通的像素)-L1-D2-S2-C1上形成了LC谐振电路，谐振电流流进电感器L1，并且电压Vp减少。在时间周期t3的开始，电感器L1的电流是0A，和Vp＝0。
4)模式4(M4)在时间周期t3的开始，接通开关S4。在模式4(M4)期间，Vp＝0。当在时间周期t4的开始关断开关S2和S4并且接通开关S1时，另一个循环开始。
这里，根据下列公式来确定用于能量恢复的电感L1的值。L1=(t2+t4)24π2nCa]]>例如，当t2+t4＝200ns，Ca＝66.5pF，n＝1248(高分辨率(HD)PDP的地址电极的数目)时，根据上述公式用于满意的电压恢复的电感器L1的值是12.2nH。但是，因为，例如，印刷电路板(PCB)的电感泄露，实现低于100nH的电感值是困难的。当电感器L1的值被设置到大约100nH，并且“n”大是，如在图2H中所示，电压快速地按Vst变化。结果是，不能恢复地址能量。为了解决这个问题，必须使用多个地址能量恢复设备，其中每个都与在图1中所示的地址能量恢复设备相似。但是，多个地址能量恢复设备的使用增加了在PDP驱动系统中的元件的数目，由此增加了制造成本。此外，信号行的数目增加了，导致了PCB设计变得非常复杂。
发明内容
本发明提供了一种用于等离子体显示面板(PDP)的能量恢复设备和方法，通过等离子体显示面板能使用作为能量恢复电路的能量存储装置的电感器和小数目的电路装置来改善能量恢复速率。
根据本发明的一个方面，提供了一种在等离子体显示面板驱动系统中的能量恢复设备。能量恢复设备包括第一闭合电路，其根据预定的开关顺序向用于导通的像素供给预定的源电压；第二闭合电路，其使用单一能量存储装置来恢复从由第一闭合电路已经充电的像素放电的能量；和第三闭合电路，其根据预定的开关顺序向用于导通的像素转移存储在能量存储装置中的能量。
根据本发明的另一个方面，提供了一种在等离子体显示面板驱动系统中的能量恢复设备，其包括在寻址周期期间接通像素的充电和放电顺序的地址驱动电路。能量恢复设备包括第一开关、第二开关、能量存储装置、第三开关、第一二极管、和第二二极管。第一开关包括连接到预定电源的输入端子和连接到地址驱动电路的输出端子，第二开关包括连接到第一开关的输出端子的第一端子和连接到能量存储装置的第二端子，并且根据预定的顺序来接通或关断从像素放电的电流或通过第一开关传输的能量。能量存储装置被连接在第二开关的第二端子和第三开关的第一端子之间。第三开关包括连接到能量存储装置的第一端子和连接到地线的第二端子。第一二极管被连接在第二开关的第二端子和地线之间。第二二极管被连接到第一开关的输出端子和第三开关的第一端子。
仍然根据本发明的另一个方面，提供了一种用于等离子体显示面板驱动系统的能量恢复方法。该能量恢复方法包括根据在第一模式中的预定开关顺序向用于导通的像素供给预定的源电压；根据在第二模式中的预定开关顺序，当向像素供给预定源电压时，增加在能量存储装置中的电流；根据在第三模式中的预定开关顺序，使用能量存储装置来恢复从像素放电的能量；根据在第四模式中的预定开关顺序，终止像素的充电和放电过程并且维持通过使用能量存储装置恢复的能量；根据在第五模式中的预定开关顺序，向用于导通的像素转移存储在能量存储装置中的能量。
通过参照附图来详细地描述优选实施例，本发明的上述和其它的特征和优点将变得非常明显，其中
图1是显示用于等离子体显示面板(PDP)的地址电极的传统能量恢复设备的结构图；图2A到2H是显示在图1中示出的传统能量恢复设备中使用的主信号的波形图；图3是显示根据本发明的一个实施例用于PDP的能量恢复设备的结构图；图4A到4F是显示根据本发明按施加到能量恢复设备的PDP驱动和开关顺序产生的主信号的波形图；图5A到5E是显示根据本发明的一个实施例当使用用于PDP的能量恢复方法时的每个模式中的电流流的图；图6是显示从模拟中推导出的主电压和电流波形的曲线图，其中短的时间周期内把本发明施加到按模式2操作的PDP驱动系统上；图7是显示从模拟中推导出的主电压和电流波形的曲线图，其中中等时间周期内把本发明施加到按模式2操作的PDP驱动系统上；和图8是显示从模拟中推导出的主电压和电流波形的曲线图，其中长的时间周期内把本发明施加到具有模式2的PDP驱动系统上。
具体实施例方式
为了描述清楚的缘故，假设把根据本发明的能量恢复设备应用于等离子体显示面板(PDP)的地址驱动电路上。在维持周期期间能够把本发明应用到PDP的X-电极驱动电路和Y-电极驱动电路，以及PDP的地址驱动电路。
图3是根据本发明的实施例把能量恢复设备应用到PDP的地址驱动电路100的结构图。在图3中示出的本发明的能量恢复设备使用了单一电感器L2来作为能量存储装置，不象使用了两种能量存储装置，即如在图1中所示的电容器C1和电感器L1的传统能量恢复设备。此外，当和传统能量恢复设备相比时将开关装置的数目减少1。
本发明的能量恢复设备的操作原理将使用模式描述来被细化，参照图4A到4F，其中显示了开关信号、主电压、和主电流的波形图，参照图5A到5E，其中显示了在不同模式中的电流流。
1)模式1如在图5A的模式1中所示，开关S5和Su被接通，并且施加到已选择地址电极的电压Vp被维持在+Va，使得在已选择的地址电极中感应墙电荷(这里负载是nCa)。这里，在电感器L2中的电流是0。根据PDP的地址放电特性决定了模式1的持续时间并且通常超过1.6μs.
2)模式2当t＝t1时，接通开关S6和S7。Vp＝+Va，并且在电感器L2中的电流iL以+Va/L2的坡度线性地增长。根据屏幕的条件改变模式2的持续时间D*Ts。这里，D是模式2的权(duty)，而且Ts是从模式1到模式5的单一循环的时间周期。当t＝t2时，由公式(1)来表示在电感器L2中的电流iL(t2)。iL(t2)=Va*D*TsL2---(1)]]>在模式2中，初始瞬时电流被按与能量恢复模式，即，模式3期间的电流方向相同的方向施加到电感器L2，使得由于在电感器L2中的初始瞬时电流来顺利地完成能量恢复。
3)模式3当t＝t2时，关断开关S5。然后，如在图5C中所示，与已选择的地址电极相对应的已充电像素能量沿谐振路径nCa-Su-S6-L2-S7被转移到电感器L2上，由此开始能量恢复。由公式(2)和(3)分别来表示在模式3期间的电感器L2中的电流iL和电压Vp。iL(t)=VaDTsL2cosωn(t-t2)+VaZnsinωn(t-t2)---(2)]]>Vp(t)=Vacosωn(t-ta)-VaDTsL2Znsinωn(t-t2)---(3)]]>这里，ωn=1nL2Ca,]]>和Zn=L2nCP]]>不象传统的能量恢复设备，即使由于iL(t2)的存在，n是大的和电感器L2的值超过100nH，本发明通过调整模式2的持续时间来完成能量恢复，其能够在能量恢复电路中发生。
4)模式4当t＝t3时，接通开关Sd，关断开关Su，把电压Vp维持在0，并且电流iL沿路径Sd-Su(体二极管)-S6-L2-S7流动。在模式4期间，电感器L2中的电流iL(t3)保持不变。通常，设置小的在模式4期间的开关定时来完成高速寻址。
5)模式5
当t＝t4时，关断开关S6和S7。相应地，如在图5E中所示，存储在电感器L2中的能量被沿着谐振路径D3-L2-D4-Su-nCa转移到已选择地址电极。在模式5期间，由公式(4)和(5)分别来表示电感器L2中的电流iL和电压Vp。
iL(t)＝iL(t3)cosωn(t-t4) ...(4)Vp(t)＝-iL(t3)Znsinωn(t-t4) ...(5)能够设计能量恢复设备使得通过适当地增加电流iL(t3)，即，通过扩展模式2的持续时间，把电极电压Vp精确地增长到Va。其后，当接通开关S5时，另一个循环从模式1再次开始。
根据如此的操作，仅使用单一能量存储装置，即，一个电感器，和小数目的电路装置，无关于屏幕条件(即，接通的像素的数目“n”)，能够精确地进行用于PDP的能量恢复。
图6到图8显示了当t2+t4＝200ns，Ca＝66.5pF，n(在高分辨率PDP中的地址电极中接通的像素的数目)＝1248，和用于能量恢复的电感器L2的值被设置到100nH时Pspice模拟的结果。从图6到图8中导出了一个推论，此推论是甚至当“n”是大的时，通过适当地扩展模式2的持续时间能够满意地恢复地址能量。
如上所述，本发明允许使用仅仅一个具有可行容量的电感器作为能量存储装置来设计能量恢复设备，使得简化了能量恢复设备的结构。此外，甚至当导通的电极的数目增加时也能满意地恢复能量。再者，由于用于多个地址驱动电路的能量恢复能仅仅用单个能量恢复设备来进行，简化了能量恢复设备的结构，并且能够容易地设计印刷电路板(PCB)。
本发明能被实现为方法、设备、系统等。当本发明作为软件实现时，本发明的元件是执行必要操作的代码段。程序或代码段可以被存储在处理器可读介质中，或可以通过传输介质或通过与载波组合的计算机数据信号在通信网络中传输。处理器可读介质可以是能存储或传输信息的任何介质，例如电子电路、半导体存储器装置、ROM、闪存、E2PROM、软盘、光盘、硬盘、光纤介质、或射频(RF)网络。计算机数据信号可以是任何能通过传输介质例如电子网络信道、光纤、空气、电磁场、或RF网络传输的信号。
本发明不局限于上述的实施例，并且在没有偏离发明的精神下，由本领域的技术人员作出的各种变化将是明显地。因此，本发明的范围不局限于上述的特定结构和设备。
权利要求
1.一种在等离子体显示面板驱动系统中的能量恢复设备，所述能量恢复设备包括第一闭合电路，其根据预定的开关顺序向用于导通的像素供给预定的源电压；第二闭合电路，其使用单一能量存储装置来恢复从由第一闭合电路已经充电的像素放电的能量；和第三闭合电路，其根据预定的开关顺序向用于导通的像素转移存储在能量存储装置中的能量。
2.根据权利要求1的能量恢复设备，其中能量存储装置包括电感器。
3.根据权利要求1的能量恢复设备，还包括第四闭合电路，其在与能量恢复模式期间的电流的相同方向上，在能量恢复模式之前的预定时间周期向能量存储装置供给电流。
4.根据权利要求3的能量恢复设备，其中第四闭合电路包括按顺序连接的电源、第一开关、电感器、第三开关、和地线。
5.根据权利要求1的能量恢复设备，还包括第五闭合电路，其在能量被供给到用于导通的像素之前的预定时间周期保持在能量存储装置中恢复的能量。
6.根据权利要求5的能量恢复设备，其中第五闭合电路包括按顺序连接的地线、连接到像素的第五开关、连接到像素的第四开关、第二开关、电感器、第三开关、和地线。
7.根据权利要求1的能量恢复设备，其中第一闭合电路包括第一开关，其包括连接到预定源电压的输入端子，并且根据预定的开关顺序决定是否通过输出端子输出预定源电压；和多个第四开关，其中每个都包括连接到第一开关的输出端子的第一端子和连接到以矩阵构造的每个像素上的第二端子，多个第四开关根据预定的开关顺序切换来向选择的像素供给预定的源电压或从选择的像素释放能量。
8.根据权利要求7的能量恢复设备，其中每个第一和第四开关是金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)开关。
9.根据权利要求8的能量恢复设备，其中MOSFET开关包括在漏极和源极之间的体二极管。
10.根据权利要求1的能量恢复设备，其中第二闭合电路包括第四开关，其允许从以矩阵构造的像素放电的电流通过那里；第二开关，其被连接到第四开关，并且在能量恢复模式期间允许从以矩阵构造的像素放电的电流通过那里；能量存储装置，其被连接到第二开关并且存储从像素放电的能量；和第三开关，其被连接到能量存储装置和地线并且在能量恢复模式中把能量存储装置接地。
11.根据权利要求10的能量恢复设备，其中每个第二、第三、和第四开关是MOSFET开关。
12.根据权利要求11的能量恢复设备，其中MOSFET开关包括在漏极和源极之间的体二极管。
13.根据权利要求10的能量恢复设备，其中能量存储装置包括电感器。
14.根据权利要求1的能量恢复设备，其中第三闭合电路包括按顺序连接的地线、第一二极管、能量存储装置、第二二极管、第四开关、以矩阵构造的像素、和地线，并且向以矩阵构造、并由第四开关导通的像素中的像素转移存储在能量存储装置中的能量。
15.根据权利要求14的能量恢复设备，其中能量存储装置包括电感器。
16.一种在等离子体显示面板驱动系统中的能量恢复设备，包括在寻址周期期间接通像素的充、放电顺序的寻址驱动电路，该能量恢复设备包括第一开关、第二开关、能量存储设备、第三开关、第一二极管、和第二二极管，第一开关包括连接到预定电源的输入端子和连接到地址驱动电路的输出端子，第二开关包括连接到第一开关的输出端子的第一端子和连接到能量存储装置的第二端子，并且根据预定的顺序来接通或关断从像素放电的电流或通过第一开关传输的能量，能量存储装置被连接在第二开关的第二端子和第三开关的第一端子之间，第三开关包括连接到能量存储装置的第一端子和连接到地线的第二端子，第一二极管被连接在第二开关的第二端子和地线之间；和第二二极管被连接到第一开关的输出端子和第三开关的第一端子。
17.根据权利要求16的能量恢复设备，其中能量存储装置包括电感器。
18.根据权利要求16的能量恢复设备，其中每个第一、第二、和第三开关是MOSFET开关。
19.根据权利要求16的能量恢复设备，其中预定的顺序包括第一模式，其中第二和第三开关被关断和第一开关被接通，使得对由地址驱动电路接通的像素进行充电；第二模式，其中第一、第二、和第三开关被接通，使得增加流向能量存储装置的电流；第三模式，其中第一开关被关断和第二与第三开关被接通，使得充进由地址驱动电路接通的像素中的能量被恢复到能量存储装置；第四模式，其中第一开关被关断和第二与第三开关被接通，从而形成包括该地址驱动电路被接到的地线的闭合电路，使得保持已恢复的能量；和第五模式，其中第一、第二、和第三开关被关断，使得存储在能量存储装置中的能量被通过一个路径转移到像素中，所述路径依次包括第一二极管、能量存储装置、第二二极管、地址驱动电路、和由地址驱动电路导通的像素。
20.一种用于等离子体显示面板驱动系统的能量恢复方法，包括根据在第一模式中的预定开关顺序向用于导通的像素供给预定的源电压；根据在第二模式中的预定开关顺序，当向像素供给预定源电压时，增加在能量存储装置中的电流；根据在第三模式中的预定开关顺序，使用能量存储装置来恢复从像素放电的能量；根据在第四模式中的预定开关顺序，终止像素的充电和放电过程并且维持通过使用能量存储装置恢复的能量；和根据在第五模式中的预定开关顺序，向用于导通的像素转移存储在能量存储装置中的能量。
21.根据权利要求20的能量恢复方法，其中能量存储装置包括电感器。
22.一种设计等离子体显示面板驱动系统中的能量恢复设备的方法，其中设计能量恢复设备，使得形成根据预定开关顺序向用于导通的像素供给预定源电压的第一闭合电路；形成通过使用单一能量存储装置来恢复从由第一闭合电路已经充电的像素中释放的能量的第二闭合电路；和形成根据预定开关顺序向用于导通的像素转移存储在单一能量存储装置中的能量的第三闭合电路。
23.根据权利要求22的方法，其中设计能量恢复设备，使得进一步形成在与能量恢复模式期间的电流的相同方向上、在能量恢复模式之前的预定时间周期向能量存储装置供给电流的第四闭合电路。
24.根据权利要求22的方法，其中设计能量恢复设备，使得进一步形成在能量被供给到用于导通的像素之前的预定时间周期保持在能量存储装置中恢复的能量的第五闭合电路。
25.根据权利要求22的方法，其中设计能量恢复设备，使得进一步形成在与能量恢复模式期间的电流的相同方向上、在能量恢复模式之前的预定时间周期向能量存储装置供给电流的第四闭合电路；和进一步形成在能量被供给到用于导通的像素之前的预定时间周期保持在能量存储装置中恢复的能量的第五闭合电路。
全文摘要
本发明提供的是一种用于在等离子体显示面板(PDP)中通过使用单一能量存储装置和小数目的与在屏幕状态下变得导通的像素的数目无关的装置来以改善的效率恢复能量的能量恢复设备和方法。能量恢复设备包括第一闭合电路，其根据预定的开关顺序向用于导通的像素供给预定的源电压；第二闭合电路，其使用单一能量存储装置来恢复从已经由第一闭合电路充电的像素放电的能量；和第三闭合电路，其根据预定的开关顺序向用于导通的像素转移存储在能量存储装置中的能量。
文档编号G09G3/296GK1469334SQ031382
公开日2004年1月21日 申请日期2003年5月30日 优先权日2002年6月4日
发明者卢政煜, 李尚勋, 金惠廷 申请人:三星电子株式会社