专利名称：等离子体显示设备及其驱动方法
技术领域：
本发明涉及一种等离子体显示设备及其驱动方法，尤其，涉及一种等离子体显示设备的功率恢复电路。
背景技术：
等离子体显示设备是利用由气体放电产生的等离子体来显示字符或图像的平板显示器。根据等离子体显示设备的大小，它们包括以矩阵形式排列的多于几十到几百万的像素。根据施加到它的驱动电压的波形模式及其放电单元的结构，将这些等离子体显示设备分为直流(DC)型和交流型(AC)。
AC等离子体显示平板(PDP)在其一侧上具有并行的扫描电极和维持电极，并且在其另一侧上具有与扫描电极和维持电极交叉的寻址电极。相应于各扫描电极形成维持电极，每个的一个端子被共同耦合。通常，一种用于驱动AC等离子体显示平板的方法能够根据时间操作周期，即，复位周期、寻址周期、以及维持周期来表达。
复位周期是复位每个单元的状态的周期，从而平滑地执行每个单元的寻址操作，而寻址周期是为了累积所寻址的单元的壁电荷而将寻址电压施加到所寻址的单元的周期，以便选择等离子体显示平板(PDP)中导通的单元和未导通的单元。维持周期是将维持放电电压脉冲施加到所寻址的单元的周期，从而根据实际显示的图像来产生放电。
由于在扫描电极和维持电极之间存在放电空间，并且由于在形成寻址电极的表面和形成扫描和维持电极的表面间存在放电空间，所以这些空间作为电容性负载(其后称作平板电容器)而工作，并且电容存在于平板上。因此，除了用于施加维持放电波形的维持放电功率之外，还需要用于电容的、产生预定电压的电荷注入无功功率(reactive power)。所以，维持放电电路包括功率恢复电路，用于恢复无功功率和重新使用它，这样的功率恢复电路由L.F.Weber在美国专利号为No.4,866,349和5,081,400中公开。Weber的功率恢复电路不能100％的恢复无功功率，原因在于功率恢复电路的切换引起损失，因此，将维持放电电压提高到电压Vs或降低到0V是困难的。当接通提供电压Vs或0V的开关时，开关执行硬切换，从而产生切换损失和EMI。此外，由于用于从0V到Vs增加维持放电脉冲的时间和用于从Vs到0V减少维持放电脉冲的时间长，所以在复位周期或寻址周期期间施加维持放电脉冲的时间短。
以上所公开的信息仅仅是为了增进对于本发明背景的理解，所以，除非与此相反地明确说明，对于该信息形成了本领域的技术人员公知的现有技术，不应认为是一种确认或任何建议的形式。
发明内容
通过努力开发了本发明，以便提供一种具有减少电压变化时间的优点的等离子体显示设备及其驱动方法。
通过努力也开发了本发明，以便提供一种具有减少功率恢复电路中切换损失的优点的等离子体显示设备驱动方法。
在本发明的一个方面，等离子体显示设备包括平板和驱动电路。该平板包括多个第一电极和第二电极，并且驱动电路输出驱动第一电极的信号。所述驱动电路包括第一开关、第二开关、至少一个电感器、第三电源、第三开关、第四电源、和第四开关。第一开关耦合在第一电源和第一电极之间，用于在维持周期期间向第一电极提供第一电压。第二开关耦合在第二电源和第一电极之间，用于在维持周期期间向第一电极提供低于第一电压的第二电压。(多个)电感器具有耦合到第一电极的第一端子。第三电源提供第三电压，该第三电压高于第一电压和第二电压差的一半。第三开关具有耦合到所述第三电源的第一端子和耦合到所述(多个)电感器的第二端子的第二端子。第四电源提供第四电压，该第四电压低于第一电压和第二电压差的一半。第四开关具有耦合到第四电源的第一端子和耦合到所述(多个)电感器的第二端子的第二端子。驱动电路包括串联耦合在提供第五电压的第五电源和提供第六电压的第六电源之间的第一电容器、浮动电源、和第二电容器。所述第三电源包括浮动电源和第二电容器，而所述第四电源包括第二电容器。所述驱动电路使用当第三开关在维持周期期间接通时产生的、所述(多个)电感器和第一电极的谐振以增加第一电极的电压，以及所述驱动电路使用当第四开关在维持周期期间接通时产生的、所述(多个)电感器和第一电极的谐振以将第一电极的电压减少到第二电压。
在本发明的另一方面，等离子体显示设备包括平板和驱动电路。该平板包括多个第一电极和第二电极，并且所述驱动电路输出用于驱动第一电极的信号。所述驱动电路包括至少一个电感器、第一电容器、浮动电源、和第二电容器。(多个)电感器具有耦合到第一电极的第一端子。第一电容器、浮动电源、和第二电容器串联耦合在提供第一电压的第一电源和提供第二电压的第二电源之间。
从第一电容器和浮动电源之间的节点到所述(多个)电感器形成第一通路，并且提高了第一电极的电压。形成第二通路以向第一电极施加由第三电源提供的第三电压。第三通路从所述(多个)电感器到浮动电源和第二电容器之间的节点形成，并且降低了第一电极的电压。形成第四通路以向第一电极施加由第四电源提供的第四电压。当耦合在所述(多个)电感器以及第一电容器和浮动电源的节点之间的第一开关接通时，形成所述第一通路。当耦合在所述(多个)电感器以及第二电容器和浮动电源的节点之间的第二开关接通时，形成所述第三通路。当耦合在所述第三电源和第一电极之间的第三开关接通时，形成所述第二通路。当耦合在第四电源和第一电极之间的第四开关接通时，形成所述第四通路。
在本发明的另一方面，提供一种等离子体显示设备驱动方法，其使用耦合到第一电极的电感器，并且交替地将第一电压和第二电压施加到第一电极，该平板电容器由第一电极和第二电极形成。在该方法中，使用第三电压以在平板电容器和电感器之间产生谐振，并且提高第一电极的电压，该第三电压高于第一电压和第二电压的平均值；将第一电压施加到第一电极；使用第四电压在平板电容器和电感器之间产生谐振，并且降低第一电极的电压，该第四电压低于第一电压和第二电压的平均值；以及将第二电压施加到第一电极。由第四电压充电的第一电容器提供第四电压，并且由第一电容器和耦合到第一电容器的浮动电源提供第三电压。在提供第一电压的第一电源和提供第二电压的第二电源之间串联耦合第一电容器、浮动电源、和第二电容器。由浮动电源提供第三电压，由第二电容器提供第四电压。
在结合附图考虑时，由于通过参考下列详细的说明而使本发明将更为容易理解，所以本发明的更综合的理解以及许多相随的优点将是显而易见的，其中相同的附图标记表示相同或类似的部件。
图1示出了根据本发明实施例的等离子体显示设备；图2示出了根据本发明实施例的Y电极驱动器的电路图；图3示出了根据本发明实施例的Y电极驱动器的操作时序图；图4A至4F示出了根据本发明实施例的相应模式中的Y电极驱动器的电流通路；和图5示出了根据本发明实施例的功率恢复电路中的使用浮动电源的回扫电源配置。
具体实施例方式
在以下详细说明中，通过图解说明的方式示出了和描述了本发明的示例性实施例。本领域的技术人员将承认，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，以各种形式可以修改所描述的示例性实施例。所以，附图和说明本质上被认为是说明性的而不是限制性的。在附图中，将忽略与本发明不相关的元件说明，以便更清楚地显示本发明的主题。在说明书中，用相同的附图标记表示相同的或类似的元件，尽管它们在不同的附图中被描述。
现将参考图1来说明根据本发明实施例的等离子体设备的配置，图1示出了根据本发明实施例的等离子体显示设备。如图1所示，等离子体显示设备包括等离子体显示平板100、寻址驱动器200、Y电极驱动器320、X电极驱动器340、和控制器400。
等离子体显示平板100包括列方向上的多个寻址电极A1至Am，以及行方向上交替排列的第一维持电极Y1至Yn和第二维持电极X1至Xn。寻址驱动器200从控制器200接收寻址驱动控制信号(SA)，并且将用于选择要显示的放电单元的显示数据信号施加到寻址电极A1至Am。Y电极驱动器320和X电极驱动器340从控制器200分别接收Y电极驱动信号(SY)和X电极驱动信号(SX)，并且将它们分别施加于第一维持电极Y1至Ym和第二维持电极X1至Xm。控制器400接收外部图像信号，产生寻址驱动控制信号(SA)、Y电极驱动信号(SY)以及X电极驱动信号(SX)，并分别向寻址驱动器200、Y电极驱动器320和X电极驱动器340发送这些信号。
现将说明根据本发明实施例的Y电极驱动器320的配置和操作。
图2示出根据本发明实施例的Y电极驱动器的电路图。
如图2所示，Y电极驱动器320包括电感器L、在电压Vs和地之间串联耦合的开关Ys和Yg、在电压Vs和地之间串联耦合的二极管Ds和Dg、开关Yr和Yf、二极管Dr和Df、电容器Cr和Cf、以及用于形成电源恢复电路的电源Ver。电源Ver具有耦合到开关Yr的漏极的正端子和耦合到开关Yf的源极的负端子，电容器Cr耦合在电源Vs和电源Ver之间，并且电容器Cf耦合在电源Ver和地之间。二极管Dr和二极管Df串联耦合在开关Yr的源极和开关Yf的漏极之间。形成体二极管的NMOS晶体管被用作开关Yr、Yf、Ys和Yg，并且其他晶体管也是使用的。
下面将参考图3和图4A至4F来说明维持周期中的驱动电路的时间变化操作。该操作具有M1至M6六个模式，通过开关的操作改变这六个模式。被称作谐振的现象不表示连续的振荡，而表示当接通开关Yr和Yf时通过电感器L和平板电容器Cp的组合引起的电压和电流的变化。由于半导体(开关和二极管)的阈值电压比放电电压低的很多，所以阈值电压将近似于0V。
图3示出了根据本发明实施例的Y电极驱动器的操作时序图，以及图4A至4F示出了根据本发明实施例的相应模式中的Y电极驱动器的电流通路。
在模式1M1开始之前，假设接通开关Yg，用电压V1向电容器Cf充电，用电压V2向电容器Cr充电，并且V1＝V2。
①模式1(M1)-参考图4A。
如图3的M1所示，在开关Yg接通的同时，开关Yr接通，从而以电容器Cr、开关Yr、二极管Dr、电感器L、和开关Yg的顺序形成电流通路，并且以电容器Cf、电源Ver、开关Yr、二极管Dr、电感器L、和开关Yg的顺序形成另一电流通路。所以，如图3所示，流向电感器L的电流IL以(Vs+Ver)/2L的斜率线性地增加，并且电感器L存储磁能。
②模式2(M2)-参考图4B。
如图3的M2所示，在开关Yr接通的同时，开关Yg关断，从而以电容器Cr、开关Yr、二极管Dr、电感器L、和平板电容器Cp的顺序产生电流通路，并且以电容器Cf、电源Ver、开关Yr、二极管Dr、电感器L、和平板电容器Cp的顺序形成另一电流通路，因此而产生电感器L和平板电容器Cp之间的谐振，如图4B所示。通过以上指出的谐振，平板电容器Cp被充电，并且平板电容器Cp的Y电极电压Vy从0V上升到电压Vs。在这个实例中，电容器Cf中的电荷移向平板电容器Cp，以便减小电容器Cr和电源Ver之间的节点电压，并且通过电容器Cr提供电荷，以便维持在电容器Cr和电源Ver之间的节点电压。由于Vs＝V1+Ver+V2和V1＝V2、V1＝V2＝(Vs-Ver)/2以及在电容器Cr和电源Ver之间的节点电压被给定为(Vs+Ver)/2，其大于Vs/2。因此，由于由电感器的初始电流引起的谐振，所以可以增加Y电极电压Vy，以便使其高于电压Vs，并且通过二极管Ds将电压Vy钳位到电压Vs。并且，由于在Y电极电压Vy达到电压Vs后开关Ys接通，所以阻止通过硬切换的损失。
此外，如图3所示，由于在实现1/2谐振之前开关Ys接通，所以减少了功率恢复时间。根据本发明实施例的功率恢复电路具有大的上升坡度，原因在于该功率恢复电路在高于电压Vs/2的电势执行上升操作，并且因此，电感器L存储大量的能量。
③模式3(M3)-参考图4C。
如图3的M3所示，在开关Yr接通的同时，开关Ys接通，从而以开关Yr和平板电容器Cp的顺序形成电流通路，以及平板电容器Cp的Y电极电压Vy维持在电压Vs，并且平板发光。
并且，以电容器Cr、开关Yr、二极管Dr、电感器L、和开关Ys的顺序形成体二极管的电流通路，以及以电容器Cf、电源Ver、开关Yr、电感器L、和开关Ys的顺序形成体二极管的另一电流通路，并且流向电感器L的电流IL以-(Vs-Ver)/2L的斜率线性地减小，其进一步容许放电的稳定，因为它提供大的恢复电流并且由于大的恢复电流而消除了放电电流。并且，当减少流向电感器L的电流IL而达到0A时，开关Yr关断。
④模式4(M4)-参考图4D。
在开关Ys接通的同时，开关Yf接通，从而以开关Ys、电感器L、二极管Df、开关Yf、和电容器Cf的顺序形成电流通路，并且以开关Ys、电感器L、二极管Df、开关Yf、电源Ver、和电容器Cr的顺序形成另一电流通路。所以，流向电感器L的电流IL以-(Vs+Ver)/2L的斜率线性地减小。
⑤模式5(M5)-参考图4E。
在开关Yf接通的同时，开关Ys关断，从而以平板电容器Cp、电感器L、二极管Df、开关Yf、和电容器Cf的顺序产生电流通路，以平板电容器Cp、电感器L、二极管Df、开关Yf、电源Ver、和电容器Cr的顺序形成另一电流通路，并且在电感器L和平板电容器Cp之间产生谐振。通过以上表明的谐振，平板电容器Cp放电并且平板电容器Cp的Y电极电压Vy逐渐从电压Vs减少到0V。在这种情况下，平板电容器Cp中的电荷被移向电容器Cf，并且增加了电容器Cf和电源Ver之间的节点电压，从而电荷被移向电容器Cr，并且稳定地维持电容器Cf和电源Ver之间的节点电压。然而，电容器Cf和电源Ver之间的节点电压被给定为小于Vs/2的(Vs-Ver)/2，因此，由于电感器的初始电流，可以将在谐振操作处的Y电极电压Vy减少到0V以下，以及通过二极管Dg将其钳位到0V。并且，由于在Y电极电压Vy达到0V后开关Yg接通，所以阻止了通过硬切换的损失。
此外，如图3所示，由于在完成1/2谐振之前开关Yg接通，所以减少了功率恢复时间。因此，由于根据本发明实施例的功率恢复电路在低于电压Vs/2的电势中执行电压下降操作，所以该功率恢复电路将Y电极电压Vy减少到0V。
⑥模式6(M6)-参考图4F。
在开关Yf接通的同时，开关Yg接通，从而以平板电容器Cp和开关Yg的顺序产生电流通路，并且平板电容器Cp的Y电极电压Vy被维持在0V。
并且，以开关Yg的体二极管、电感器L、二极管Df、开关Yf、和电容器Cf的顺序产生电流通路，以开关Yg的体二极管、电感器L、二极管Df、开关Yf、电源Ver、和电容器CF的顺序产生另一电流通路，并且流向电感器L的电流IL以(Vs-Ver)/2L的斜率线性地增加。当流向电感器L的电流IL增加到0A时，关断开关Yf。Y电极电压Vy通过模式1至6(M1至M6)在0V和Vs之间摆动。在模式6(M6)之后，重复模式1的操作。
此外，功率恢复电路通过电感器L和平板电容器Cp的谐振而没有模式1和4的处理是可操作的。在这种情况下，即使当在电感器L没有初始电流时发生谐振时，由于当电压增加时由电源Ver和电容器Cf提供的电压大于Vs/2，并且当电压降低时由电容器Cf提供的电压小于Vs/2，所以当开关Ys和Yg接通时，不发生硬切换。
此外，在本发明的实施例中描述了如被耦合在电源Vs和地之间的电容器Cr、电源Ver、和电容器Cf，但并不限于此，有可能将在电容器Cf和电源Ver之间的节点电压设立小于电压Vs/2，并且通过使用其他电源，在电容器Cr和电源Ver之间的节点电压将大于电压Vs/2。通过使用电源Vs和地电压能够减少电源的数量，以便降低生产成本。
图5示出了根据本发明实施例的功率恢复电路中的使用浮动电源的回扫电源(Ver)配置。如图5所示，电源Ver通过PWM控制器控制开关Yer的接通/关断操作，从而向变压器TX次级线圈的电容器Cer发送变压器TX的初级线圈的功率。单个电感器L被耦合到Y电极，从而通过电感器交替地形成充电通路和放电通路，此外，有可能使用两个电感器来划分充电通路和放电通路。
如上所述，通过在电压上升时建立功率恢复电容器的电压以使其高于维持放电电压的中间电压，以及通过在电压下降时建立功率恢复电容器的电压以使其低于功率恢复电路中的维持放电电压的中间电压，能够减少电压上升时间和电压下降时间。并且，由于在通过功率恢复操作将平板电容器的电压增加到电压Vs或降低到0V后接通用于提供维持放电电压的开关，所以解决了硬切换开关时发生的浪涌电流和开关压力的问题。
虽然已结合目前认为是实际可行的实施例说明了本发明，但是本领域的技术人员应该理解本发明不限于所公开的实施例，而且，正相反，意味着在附加的权利要求的精神和范围内覆盖各种修改和等同的配置。
权利要求
1.一种等离子体显示设备，包括平板，其包括多个第一电极和第二电极；以及驱动电路，其用于输出驱动第一电极的信号；其中所述驱动电路包括第一开关，其耦合在第一电源和第一电极之间，以便在维持周期期间向第一电极提供第一电压；第二开关，其耦合在第二电源和第一电极之间，以便在维持周期期间向第一电极提供低于第一电压的第二电压；至少一个电感器，其具有耦合到第一电极的第一端子；第三电源，其用于提供第三电压，该第三电压高于第一电压和第二电压之差的一半；第三开关，其具有耦合到所述第三电源的第一端子和耦合到所述至少一个电感器的第二端子的第二端子；第四电源，其用于提供第四电压，该第四电压低于第一电压和第二电压之差的一半；以及第四开关，其具有耦合到第四电源的第一端子和耦合到所述至少一个电感器的第二端子的第二端子。
2.根据权利要求1所述的等离子体显示设备，其中所述驱动电路还包括串联耦合在提供第五电压的第五电源和提供第六电压的第六电源之间的第一电容器、浮动电源、和第二电容器，其中所述第三电源包括浮动电源和第二电容器，而所述第四电源包括第二电容器。
3.根据权利要求2所述的等离子体显示设备，其中所述第五电压对应于所述第一电压，而所述第六电压对应于所述第二电压。
4.根据权利要求1所述的等离子体显示设备，其中所述驱动电路还包括第一二极管，其耦合在所述至少一个电感器和所述第三开关之间，用于判断电流的方向，以便充电所述第一电极；和第二二极管，其耦合在所述至少一个电感器和所述第四开关之间，用于判断电流的方向，以便放电所述第一电极。
5.根据权利要求1所述的等离子体显示设备，其中所述驱动电路使用所述至少一个电感器和第一电极的谐振来增加第一电极的电压，当第三开关在维持周期期间接通时产生该谐振；以及其中所述驱动电路使用所述至少一个电感器和第一电极的谐振以将第一电极的电压减少到第二电压，当第四开关在维持周期期间接通时产生该谐振。
6.根据权利要求5所述的等离子体显示设备，其中在形成所述谐振之前，所述驱动电路至少执行下列操作之一，即，当第三开关接通时在预定的时间接通第二开关的操作，以及当第四开关接通时在预定的时间接通第一开关的操作。
7.一种等离子体显示设备，包括平板，其包括多个第一电极和第二电极；以及驱动电路，其用于输出驱动第一电极的信号；其中所述驱动电路包括至少一个电感器，其具有耦合到第一电极的第一端子；以及串联耦合在提供第一电压的第一电源和提供第二电压的第二电源之间的第一电容器、浮动电源、和第二电容器；其中，从第一电容器和浮动电源之间的节点到所述至少一个电感器形成第一通路，并且所述第一通路提高了第一电极的电压；其中，形成第二通路以向第一电极施加由第三电源提供的第三电压；从所述至少一个电感器到浮动电源和第二电容器之间的节点形成第三通路，并且所述第三通路降低了第一电极的电压；以及形成第四通路以向第一电极施加由第四电源提供的第四电压。
8.根据权利要求7所述的等离子体显示设备，其中当耦合在所述至少一个电感器以及第一电容器和浮动电源的节点之间的第一开关接通时，形成所述第一通路，而当耦合在所述至少一个电感器以及第二电容器和浮动电源的节点之间的第二开关接通时形成所述第三通路。
9.根据权利要求8所述的等离子体显示设备，其中当耦合在所述第三电源和第一电极之间的第三开关接通时，形成所述第二通路，而当耦合在第四电源和第一电极之间的第四开关接通时，形成所述第四通路。
10.根据权利要求7所述的等离子体显示设备，其中所述第三电源包括所述第一电源，而所述第四电源包括所述第二电源。
11.根据权利要求7所述的等离子体显示设备，其中，形成第五通路和第六通路中的至少一个，在提高第一电极的电压之前，第五通路向所述至少一个电感器提供预定的电流，从第一电容器和浮动电源之间的节点到所述至少一个电感器形成第五通路，在降低第一电极的电压之前，所述第六通路向至少一个电感器提供预定的电流，从所述至少一个电感器到浮动电源和第二电容器之间的节点形成所述第六通路。
12.一种等离子体显示设备驱动方法，其使用耦合到第一电极的电感器并交替地将第一电压和第二电压施加到第一电极，以及其中由第一电极和第二电极形成平板电容器，该方法包括以下步骤使用第三电压以在平板电容器和电感器之间产生谐振，并且提高第一电极的电压，该第三电压高于第一电压和第二电压的平均值；将第一电压施加到第一电极；使用第四电压以在平板电容器和电感器之间产生谐振，并且降低第一电极的电压，该第四电压低于第一电压和第二电压的平均值；以及将第二电压施加到第一电极。
13.根据权利要求12所述的等离子体显示设备驱动方法，其中由用第四电压充电的第一电容器提供第四电压，并且由第一电容器和耦合到第一电容器的浮动电源提供第三电压。
14.根据权利要求12所述的等离子体显示设备驱动方法，其中在提供第一电压的第一电源和提供第二电压的第二电源之间串联耦合第一电容器、浮动电源、和第二电容器，由浮动电源的阳极提供第三电压，由第二电容器的阳极提供第四电压。
15.根据权利要求12所述的等离子体显示设备驱动方法，还包括以下步骤在提高第一电极的电压之前，以与当提高第一电极的电压时流向电感器的电流方向相对应的方向将电流施加到所述至少一个电感器。
16.根据权利要求12所述的等离子体显示设备驱动方法，还包括步骤在降低第一电极的电压之前，以与当降低第一电极的电压时流向电感器的电流方向相对应的方向将电流施加到所述至少一个电感器。
全文摘要
一种等离子体显示设备及其驱动方法，在功率恢复电路中，将电压上升时的功率恢复电容器的电压设定为高于维持放电电压的中间电压，而将电压下降时的电容器的电压设定为低于维持放电电压的中间电压。因此，减少了功率恢复操作中用于电压上升和电压下降的时间。
文档编号G09G3/296GK1737889SQ2005100819
公开日2006年2月22日 申请日期2005年7月8日 优先权日2004年8月18日
发明者李埈荣, 李在运 申请人:三星Sdi株式会社