專利名稱：完全諧振式pdp能量恢復(fù)電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種等離子體顯示板PDP驅(qū)動(dòng)的能量恢復(fù)電路，尤其是一種完全諧振式PDP能量恢復(fù)電路。
(二)技術(shù)背景因?yàn)镻DP是一個(gè)電容性很大的器件，在屏的每次充電和放電過程中，會(huì)有CpVs/2的能量消耗在PCB板的寄生電阻和驅(qū)動(dòng)器件上，這樣系統(tǒng)的功耗會(huì)大幅增加，并且會(huì)帶來系統(tǒng)的EMI問題和穩(wěn)定性減低。正因?yàn)槿绱?，在PDP驅(qū)動(dòng)電路系統(tǒng)設(shè)計(jì)中提出了能量復(fù)得(ERC)的概念，即利用LC諧振回路回收部分能量，以減少能量損耗和EMI。美國專利US4.866.349和US5.081.400公開了一種PDP能量恢復(fù)電路，其問題在于能量補(bǔ)充開關(guān)管導(dǎo)通瞬態(tài)相當(dāng)于將負(fù)載電容與供電電源直接短路，仍將產(chǎn)生一定的瞬時(shí)沖擊電流和沖擊功率，也是電磁輻射的根源。這種情況對(duì)于一般的電子電路是要盡力避免的。對(duì)于PDP，由于負(fù)載電容不是非常大，Q值也不是很高，驅(qū)動(dòng)電路的內(nèi)阻不是很低，因而工程上可接受，或者說比全幅值的硬充放電好了很多。但顯然是不優(yōu)化的，可進(jìn)一步的改善。也就是要進(jìn)一步消除能量補(bǔ)充過程的硬充放。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種工作于完全的諧振狀態(tài)，不僅實(shí)現(xiàn)能量恢復(fù)，而且能量的補(bǔ)充在整個(gè)諧振跳變的過程中完成，沒有對(duì)開關(guān)器件的沖擊，明顯的降低能量損耗和EMI問題，同時(shí)還能分別降低開關(guān)器件的工作電流或工作電壓的一種PDP能量恢復(fù)電路。本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)方式為1用可調(diào)低壓補(bǔ)償電源取代驅(qū)動(dòng)電源；2設(shè)置由小電流開關(guān)控制的補(bǔ)充屏維持電流的儲(chǔ)能電容；3由雙向開關(guān)控制串聯(lián)諧振回路的跳變。即由低壓補(bǔ)償電源、第一能量補(bǔ)充開關(guān)管和第二能量補(bǔ)充開關(guān)管、能量回收串聯(lián)諧振電感、雙向開關(guān)、屏維持電流補(bǔ)充儲(chǔ)能電容、屏維持電流補(bǔ)充控制開關(guān)管組合而成。低壓補(bǔ)償電源V0的正極與第一能量補(bǔ)充開關(guān)管T1的漏極相連，負(fù)極與第二能量補(bǔ)充開關(guān)管T2的源極相連，第一能量補(bǔ)充開關(guān)管T1的源極與第二能量補(bǔ)充開關(guān)管T2的漏極相連后與D1，D2，D3，D4和T3組合成的雙向開關(guān)相連，雙向開關(guān)的另一端與隔直匹配電容C1相連，隔直匹配電容C1的另一端與能量回收諧振電感L1相連，能量回收諧振電感L1的另一端與屏電容C2相連，屏維持電流補(bǔ)充儲(chǔ)能電容C3，通過屏維持電流補(bǔ)充控制開關(guān)管與屏電容C2相連。在這低壓補(bǔ)償電源V0的電壓遠(yuǎn)低于屏的工作電壓并且是可以調(diào)節(jié)的，以適應(yīng)不同串聯(lián)回路Q值，工作電壓要求以及它們的變化；隔直匹配電容C1是由可切換的電容組組成，以產(chǎn)生不同的脈沖上升和下降特性，尤其是適應(yīng)于PDP屏的老化需求；雙向開關(guān)可由D1，D2，D3，D4和T3組合成而的，也可由兩個(gè)MOS開關(guān)管背靠背組合而成；屏維持電流補(bǔ)充儲(chǔ)能電容C3的容量大于屏電容C2，以5-10倍為最好。
所有的PDP能量恢復(fù)電路都是利用配接的諧振電感與屏電容構(gòu)成LC諧振回路，回收能量。每次電壓跳變電壓衰減與回路的Q值的關(guān)系可由以下的推導(dǎo)得出。
Uc=U0ω0ωeδtsin(ωt+β)]]>δ=R2L,]]>ω0=1LC,]]>ω=ω02-δ2]]>UL=U0ω0ωeδ-tsin(ωt-β)]]>
i=U0ω0ωLe-δtsin(ωt)]]>當(dāng)ωt＝π時(shí)i＝0，UC最低Uc=-U0ω0ωe-δπωsin(β),]]>由于sinβ=ωω0,]]>Uc=-U0e-δπω,]]>δπω=πtanβ=πR2L12L-(R2L)2=π14LR2C-1,]]>因?yàn)镼=1RLC,]]>δπω=π14Q2-1,]]>若Q＞＞1，則δπω=π2Q]]>Uc=--U0e-π2Q]]>設(shè)Q＝20，Uc＝-0.925U0也就是說Q值為20時(shí)，一個(gè)跳變過程的電壓衰減僅為7.5％。
其中C2為屏電容，L1為能量回收諧振電感，D1，D2，D3，D4和T3組合成雙向開關(guān)為串聯(lián)諧振開關(guān)，C1為隔直匹配電容，在老練系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中可僅用一只諧振電感，通過改換匹配電容來調(diào)節(jié)升降速度，T1和T2為能量補(bǔ)充開關(guān)管，C3為屏維持電流補(bǔ)充儲(chǔ)能電容，T4為屏維持電流補(bǔ)充控制開關(guān)管。
電源的電壓僅需補(bǔ)充跳變過程的電壓衰減，例如回路的Q值為20，跳變幅值200V，則電源的電壓僅為15V，T1和T2的工作電壓也僅為15V。其工作過程為上跳時(shí)先導(dǎo)通T1，然后導(dǎo)通D1，D2，D3，D4和T3組成的雙向開關(guān)，C1、L1和C2組成的諧振回路使電壓V3跳升；當(dāng)V3升至比VS高一個(gè)節(jié)電壓時(shí)，電流已接近為0，這時(shí)導(dǎo)通T4，電流的一部分提供屏發(fā)光的維持電流，一部分通過T4向C3充電。到電流為零時(shí)關(guān)斷T3，屏發(fā)光的維持電流由C3通過T4提供。然后關(guān)斷T4。下跳變時(shí)先導(dǎo)通的是T2，其余的過程相同。全部功率器件均為軟開關(guān)。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于使電路工作于完全的諧振狀態(tài)，不僅實(shí)現(xiàn)能量恢復(fù)，而且能量的補(bǔ)充在整個(gè)諧振跳變的過程中完成，沒有對(duì)開關(guān)器件的沖擊，明顯的降低能量損耗和EMI問題，同時(shí)還能分別降低它們的工作電流或工作電壓，是一種完全諧振式PDP能量恢復(fù)電路。


圖1為現(xiàn)有的PDP能量恢復(fù)電路；圖2為圖1電路的電壓電流波形；圖3為本發(fā)明的完全諧振式PDP能量恢復(fù)電路；圖4為本發(fā)明的完全諧振式PDP能量恢復(fù)電路的電壓電流波形；圖5為本發(fā)明的完全諧振式PDP能量恢復(fù)電路的局部電流波形。
(五)具體實(shí)施方法下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明本發(fā)明采用的技術(shù)方案是1用可調(diào)低壓補(bǔ)償電源取代驅(qū)動(dòng)電源；2設(shè)置補(bǔ)充由小電流開關(guān)控制的屏維持電流的儲(chǔ)能電容；3由雙向開關(guān)控制串聯(lián)諧振回路的跳變。
如圖3所示，本發(fā)明中的C2為屏電容，L1為能量回收諧振電感，D1，D2，D3，D4和T3組合成雙向開關(guān)，C1為隔直匹配電容，在老練系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中可僅用一只諧振電感，通過改換匹配電容來調(diào)節(jié)升降速度，V0為可調(diào)低壓補(bǔ)償電源，T1和T2為能量補(bǔ)充開關(guān)管，C3為屏維持電流補(bǔ)充儲(chǔ)能電容，T4為屏維持電流補(bǔ)充控制開關(guān)管?？烧{(diào)低壓補(bǔ)償電源V0的正極與能量補(bǔ)充開關(guān)管T1的漏極相連，負(fù)極與能量補(bǔ)充開關(guān)管T2的源極相連，能量補(bǔ)充開關(guān)管T1源極與能量補(bǔ)充開關(guān)管T2的漏極相連后與D1，D2，D3，D4和T3組合成雙向開關(guān)相連，雙向開關(guān)的另一端與隔直匹配電容C1相連，隔直匹配電容C1的另一端與能量回收諧振電感L1相連，能量回收諧振電感L1的另一端與屏電容C2相連。屏發(fā)光的過程中會(huì)有很小的維持電流，為此本發(fā)明設(shè)置了屏維持電流補(bǔ)充儲(chǔ)能電容C3，通過MOS開關(guān)管與屏電容相連。
電源的電壓僅需補(bǔ)充跳變過程的電壓衰減，例如回路的Q值為20，跳變幅值200V，則電源的電壓僅為15V，T1和T2的工作電壓也僅為15V。其工作過程為上跳時(shí)先導(dǎo)通T1，然后導(dǎo)通D1，D2，D3，D4和T3組成的雙向開關(guān)，C1、L1和C2組成的諧振回路使電壓V3跳升；當(dāng)V3升至比VS高一個(gè)節(jié)電壓時(shí)，電流已接近為0，這時(shí)導(dǎo)通T4，電流的一部分提供屏發(fā)光的維持電流，一部分通過T4向C3充電。到電感電流為零時(shí)關(guān)斷T3，屏發(fā)光的維持電流由C3通過T4提供。然后關(guān)斷T4。下跳變時(shí)先導(dǎo)通的是T2，然后導(dǎo)通D1，D2，D3，D4和T3組成的雙向開關(guān)，C1、L1和C2組成的諧振回路使電壓V3跳降，到電感電流為零時(shí)關(guān)斷T3。全部功率器件均為軟開關(guān)。
權(quán)利要求
1.一種諧振式PDP能量恢復(fù)電路，其特征在于由低壓補(bǔ)償電源、第一能量補(bǔ)充開關(guān)管和第二能量補(bǔ)充開關(guān)管、能量回收串聯(lián)諧振電感、雙向開關(guān)、屏維持電流補(bǔ)充儲(chǔ)能電容、屏維持電流補(bǔ)充控制開關(guān)管組合而成；所述的低壓補(bǔ)償電源V0的正極與所述的第一能量補(bǔ)充開關(guān)管T1的漏極相連，負(fù)極與所述的第二能量補(bǔ)充開關(guān)管T2的源極相連，所述的第一能量補(bǔ)充開關(guān)管T1源極與所述的第二能量補(bǔ)充開關(guān)管T2的漏極相連后與D1，D2，D3，D4和T3組合成的所述雙向開關(guān)相連，雙向開關(guān)的另一端與所述的隔直匹配電容C1相連，所述的隔直匹配電容C1的另一端與所述的能量回收諧振電感L1相連，所述的能量回收諧振電感L1的另一端與屏電容C2相連，所述的屏維持電流補(bǔ)充儲(chǔ)能電容C3，通過所述的屏維持電流補(bǔ)充控制開關(guān)管與屏電容C2相連，電路工作于完全諧振狀態(tài)；
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的完全諧振式PDP能量恢復(fù)電路，其特征在于所述的低壓補(bǔ)償電源V0的電壓遠(yuǎn)低于屏的工作電壓并且是可以調(diào)節(jié)的，以適應(yīng)不同串聯(lián)回路Q值，工作電壓要求以及它們的變化；
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的完全諧振式PDP能量恢復(fù)電路，其特征在于所述的隔直匹配電容C1是由可切換的電容組組成，以產(chǎn)生不同的脈沖上升和下降特性要求，尤其是適應(yīng)于PDP屏的老化需求；
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的完全諧振式PDP能量恢復(fù)電路，其特征在于所述的雙向開關(guān)可由D1，D2，D3，D4和T3組合成而的，也可由兩個(gè)MOS開關(guān)管背靠背組合而成；
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的完全諧振式PDP能量恢復(fù)電路，其特征在于；所述的屏維持電流補(bǔ)充儲(chǔ)能電容C3的容量大于屏電容C2，以5-10倍為最好。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種完全諧振式PDP能量恢復(fù)電路。它是將低壓補(bǔ)償電源V
文檔編號(hào)G09G3/28GK101030350SQ200710017618
公開日2007年9月5日 申請(qǐng)日期2007年4月4日 優(yōu)先權(quán)日2007年4月4日
發(fā)明者王玉富, 章宏, 王平立, 王凡 申請(qǐng)人:咸陽華清設(shè)備科技有限公司