(57)【要約】【課題】   発熱による素子の破損を防止すると共に、製造費用を節減できるようにしたプラズマディスプレイパネルの駆動装置に用いられるエネルギー回収装置および方法を提供する。【解決手段】   本発明のエネルギー回収装置は、放電セルに等価的に形成されるパネルキャパシタと、前記パネルキャパシタに充電された電圧を用いて充電されると共に自分に充電された電圧を前記パネルキャパシタに再供給するためのソースキャパシタと、前記ソースキャパシタの電圧によって前記パネルキャパシタが充電されたとき、前記パネルキャパシタに充電された電圧を維持するために供給される維持電圧源と、前記ソースキャパシタの一側と前記パネルキャパシタとの間に設けられるインダクタと、前記ソースキャパシタに初期充電電圧を供給するための初期充電電圧源とを備える。【選択図】   図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
放電セルに等価的に形成されるパネルキャパシタと、
前記パネルキャパシタに充電された電圧を用いて充電されると共に、充電された電圧を前記パネルキャパシタに再供給するためのソースキャパシタと、
前記ソースキャパシタの電圧によって前記パネルキャパシタが充電されたとき、前記パネルキャパシタに充電された電圧を維持するための維持電圧源と、
前記ソースキャパシタの一側と前記パネルキャパシタとの間に設けられるインダクタと、
前記ソースキャパシタに初期充電電圧を供給するための初期充電電圧源とを備えることを特徴とするエネルギー回収装置。
【請求項２】
前記初期充電電圧源の電圧値は、前記維持電圧源の電圧値と異なるように設定されることを特徴とする請求項１記載のエネルギー回収装置。
【請求項３】
前記初期充電電圧源の電圧値は、前記維持電圧源の電圧値より低い電圧値であることを特徴とする請求項２記載のエネルギー回収装置。
【請求項４】
前記初期充電電圧源の電圧値は、前記維持電圧源の半分以下の電圧値であることを特徴とする請求項３に記載のエネルギー回収装置。
【請求項５】
前記ソースキャパシタと前記初期充電電圧源との間に設けられて、前記初期充電電圧源から供給される電圧値を前記ソースキャパシタに供給するためのダイオードを備えることを特徴とする請求項１記載のエネルギー回収装置。
【請求項６】
前記ソースキャパシタと前記初期充電電圧源との間に設けられて、前記ソースキャパシタの初期充電時にのみターン・オンされるスイッチング素子を備えることを特徴とする請求項１に記載のエネルギー回収装置。
【請求項７】
前記ソースキャパシタと前記スイッチング素子との間に設けられて、前記初期充電電圧源から供給される電圧値を前記ソースキャパシタに供給するためのダイオードを備えることを特徴とする請求項６記載のエネルギー回収装置。
【請求項８】
初期充電電圧源から電圧がソースキャパシタに供給され、前記ソースキャパシタに第１電圧値が充電される段階と、
前記ソースキャパシタに充電された電圧がパネルに等価的に形成される容量性負荷に供給される段階と、
前記容量性負荷に維持電圧が供給される段階と、
前記容量性負荷に充電された電圧が、前記ソースキャパシタに回収されて前記ソースキャパシタに第２電圧値が充電される段階とを含むことを特徴とするエネルギー回収方法。
【請求項９】
前記第１電圧値は前記第２電圧値と異なっていることを特徴とする請求項８記載のエネルギー回収方法。
【請求項１０】
前記第１電圧値は前記第２電圧値より低い電圧値であることを特徴とする請求項９記載のエネルギー回収方法。
【請求項１１】
前記初期充電電圧源から電圧は前記ソースキャパシタに、電圧が充電される期間を除いた初期期間にのみ供給されることを特徴とする請求項８記載のエネルギー回収方法。
【請求項１２】
放電セルに等価的に形成されるパネルキャパシタと、
前記パネルキャパシタに充電された電圧を用いて充電されると共に、充電された電圧を前記パネルキャパシタに再供給するためのソースキャパシタと、
前記ソースキャパシタの電圧によって前記パネルキャパシタが充電されたとき、前記パネルキャパシタに充電された電圧を維持するために供給される維持電圧源と、
前記ソースキャパシタの一側と前記パネルキャパシタとの間に設けられるインダクタと、
前記ソースキャパシタの他側に接続される電圧供給部とを備えることを特徴とするエネルギー回収装置。
【請求項１３】
前記電圧供給部は、
前記ソースキャパシタの他側と基準電圧源との間に接続される第１スイッチと、
前記ソースキャパシタの他側と基底電圧源との間に接続される第２スイッチとを備えることを特徴とする請求項１２記載のエネルギー回収装置。
【請求項１４】
前記基準電圧源の電圧値は、前記ソースキャパシタに充電された電圧値と合わせられて前記前記維持電圧源の半分にあたる電圧が現われるように設定されることを特徴とする請求項１３記載のエネルギー回収装置。
【請求項１５】
前記基準電圧源の電圧値は、前記ソースキャパシタに充電された電圧値と合わせられて前記維持電圧源の半分より高い電圧が電圧が現われるように設定されることを特徴とする請求項１３記載のエネルギー回収装置。
【請求項１６】
前記第１および第２スイッチは、交互に動作することを特徴とする請求項１３記載のエネルギー回収装置。
【請求項１７】
前記第１スイッチは、前記基準電圧源の電圧が前記ソースキャパシタに供給されるときにのみターン・オンされ、それ以外の場合は前記第２スイッチがターン・オンされることを特徴とする請求項１６記載のエネルギー回収装置。
【請求項１８】
ソースキャパシタに充電された電圧を用いてパネルキャパシタを充電させる段階と、
前記パネルキャパシタに維持電圧を供給する段階と、
前記パネルキャパシタに充電された電圧を用いて前記ソースキャパシタを充電させる段階と、
前記ソースキャパシタに基準電圧を供給する段階とを含むことを特徴とするエネルギー回収方法。
【請求項１９】
前記基準電圧の電圧値は、前記ソースキャパシタに充電された電圧値と合わせられて前記維持電圧の略１／２となり得るように設定されることを特徴とする請求項１８記載のエネルギー回収方法。
【請求項２０】
前記基準電圧の電圧値は、前記ソースキャパシタに充電された電圧値と合わせられて前記維持電圧の１／２より高い電圧値が現われるように設定されることを特徴とする請求項１８記載のエネルギー回収方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラズマディスプレイパネルに係り、より詳細には、プラズマディスプレイパネルの駆動装置に用いられるエネルギー回収装置および方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、陰極線管（Cathode Ray Tube）の短所である重さと嵩を減らすことのできる各種の平板表示装置が開発されつつある。かかる平板表示装置は、液晶表示装置（Liquid Crystal Display：ＬＣＤ）、電界放出表示装置（Field Emission Display：ＦＥＤ）、プラズマディスプレイパネル（Plasma Display Panel：ＰＤＰ）およびエレクトロ・ルミネセンス（Electro Luminescence：ＥＬ）表示装置などがある。
【０００３】
このうち、ＰＤＰは気体放電を利用した表示素子であって大型パネルの製作が容易であるという長所がある。ＰＤＰとしては、図１に示すように、３電極を備えた交流電圧によって駆動される３電極面放電型ＡＣ−ＰＤＰが代表的なものである。
【０００４】
図１を参照すれば、３電極面放電型ＡＣ−ＰＤＰの放電セルは、上部基板１０上に形成された走査電極Ｙおよび維持電極Ｚと、下部基板１８上に形成されたアドレス電極Ｘとを備える。
【０００５】
走査電極Ｙおよび維持電極Ｚそれぞれは、透明電極１２Ｙ、１２Ｚと、透明電極１２Ｙ、１２Ｚの線幅より小さな線幅を有し、透明電極の一側端の領域に形成される金属バス電極１３Ｙ、１３Ｚとを含む。透明電極１２Ｙ、１２Ｚは、通常インジウム−スズ−オキサイド（Indium-Tin-Oxide：以下、「ＩＴＯ」という。）によって上部基板１０上に形成される。金属バス電極１３Ｙ、１３Ｚは、通常クロム（Cr）などの金属によって透明電極１２Ｙ、１２Ｚ上に形成され、高抵抗の透明電極１２Ｙ、１２Ｚによる電圧降下を減らす役目をする。
【０００６】
走査電極Ｙと維持電極Ｚとが並んで形成された上部基板１０には、上部誘電体層１４と保護膜１６が積層される。上部誘電体層１４にはプラズマ放電時に発生した壁電荷が蓄積される。保護膜１６は、プラズマ放電時に発生したスパッタリングによる上部誘電体層１４の損傷を防止すると共に２次電子の放出效率を高める。保護膜１６としては、通常、酸化マグネシウム（MgO）が用いられる。アドレス電極Ｘの形成された下部基板１８上には、下部誘電体層２２と隔壁２４とが形成され、該下部誘電体層２２および隔壁２４の表面には、蛍光体層２６が塗布される。
【０００７】
アドレス電極Ｘは、走査電極Ｙおよび維持電極Ｚと交差する方向に形成される。隔壁２４はアドレス電極Ｘに並んで形成され、放電によって生成された紫外線および可視光が隣接した放電セルに漏洩することを防止する。蛍光体層２６はプラズマ放電時に発生した紫外線によって励起され、赤色、緑色または青色の中のいずれか一つの可視光線を発生するようになる。上／下部基板１０、１８と隔壁２４との間に設けられた放電セルの放電空間には、放電のためのＨｅ＋Ｘｅ、Ｎｅ＋ＸｅおよびＨｅ＋Ｎｅ＋Ｘｅなどの不活性混合ガスが注入される。
【０００８】
かかる３電極面放電型ＡＣ−ＰＤＰは、多数個のサブフィールドに分離されて駆動され、各サブフィールド期間ではビデオデータの加重値に比例した回数の発光が進行されることにより、階調表示が行われる。サブフィールドＳＦ１〜ＳＦ１２は再び、リセット期間、アドレス期間、維持期間および消去期間に分割されて駆動される。
【０００９】
ここで、リセット期間は放電セルに均一な壁電荷を形成する期間であり、アドレス期間はビデオデータの論理値によって選択的なアドレス放電が起こるようにする期間であり、維持期間は前記アドレス放電が起こった放電セルにおいて放電が維持されるようにする期間である。消去期間は維持期間に発生された維持放電を消去する期間である。
【００１０】
このように駆動される交流面放電ＰＤＰのアドレス放電および維持放電には、数百ボルト以上の高圧が必要となる。したがって、アドレス放電および維持放電に必要な駆動電力を最小化するためにエネルギー回収装置が用いられる。エネルギー回収装置は走査電極Ｙおよび維持電極Ｚとの間の電圧を回収し、該回収された電圧を次回の放電時の駆動電圧として用いる。
【００１１】
図２は、維持放電電圧を回収するために設けられる従来のエネルギー回収装置を示す図である。
【００１２】
図２に示すように、従来のエネルギー回収装置３０、３２はパネルキャパシタＣｐを挟んで相互対称的に設けられる。ここで、パネルキャパシタＣｐは走査電極Ｙと維持電極Ｚとの間に形成される静電容量を等価的に示したものである。第１エネルギー回収装置３０は走査電極Ｙに維持パルスを供給する。第２エネルギー回収装置３２は第１エネルギー回収装置３０と交互に動作しながら維持電極Ｚに維持パルスを供給する。
【００１３】
従来のエネルギー回収装置３０、３２の構成を第１エネルギー回収装置３０を参照して説明する。第１エネルギー回収装置３０は、パネルキャパシタＣｐとソースキャパシタＣｓとの間に接続されたインダクタＬと、ソースキャパシタＣｓとインダクタＬとの間に並列に接続された第１および第３スイッチＳ１、Ｓ３と、パネルキャパシタＣｐとインダクタＬとの間に並列に接続された第２および第４スイッチＳ２、Ｓ４とを備える。
【００１４】
第２スイッチＳ２は維持電圧源Ｖｓに接続され、第４スイッチＳ４は基底電圧源ＧＮＤに接続される。ソースキャパシタＣｓは維持放電時にパネルキャパシタＣｐに充電される電圧を回収して充電すると共に、充電された電圧をパネルキャパシタＣｐに再供給する。ソースキャパシタＣｓには維持電圧源Ｖｓの半分値にあたるＶｓ／２の電圧が充電される。インダクタＬはパネルキャパシタＣｐと共に共振回路を形成する。第１ないし第４スイッチ（Ｓ１ないしＳ４）は電流の流れを制御する。
【００１５】
一方、第１および第２スイッチＳ１、Ｓ３とインダクタＬとの間にそれぞれ設けられた第５および第６ダイオードＤ５、Ｄ６は、電流が逆方向に流れることを防止する。また、第１ないし第４スイッチＳ１〜Ｓ４の内部ダイオードである第１ないし第４ダイオードＤ１〜Ｄ４は、電流が逆方向に流れることを防止する。
【００１６】
図３は、第１エネルギー回収装置の各スイッチのオン／オフタイミングとパネルキャパシタとの出力波形を表すタイミング図および波形図である。
【００１７】
Ｔ１期間以前にパネルキャパシタＣｐには０Ｖの電圧が充電されると共に、ソースキャパシタＣｓにはＶｓ／２の電圧が充電されていると仮定して動作過程を詳しく説明する。
【００１８】
Ｔ１期間では、第１スイッチＳ１がターン・オンされてソースキャパシタＣｓから第１スイッチＳ１、インダクタＬおよびパネルキャパシタＣｐに繋がる電流パスが形成される。電流パスが形成されれば、ソースキャパシタＣｓに充電されたＶｓ／２の電圧はパネルキャパシタＣｐに供給される。このとき、インダクタＬとパネルキャパシタＣｐとが直列共振回路を形成するので、パネルキャパシタＣｐにはソースキャパシタＣｓの２倍であるＶｓ電圧が充電される。
【００１９】
Ｔ２期間では、第２スイッチＳ２がターン・オンされる。第２スイッチＳ２がターン・オンされれば維持電圧源Ｖｓの電圧が走査電極Ｙに供給される。走査電極Ｙに供給される維持電圧源Ｖｓの電圧はパネルキャパシタＣｐの電圧が維持電圧源Ｖｓ以下に落ちることを防止し、維持放電が正常に起こるようにする。一方、パネルキャパシタＣｐの電圧はＴ１期間中にＶｓまで上昇したので、維持放電を引き起こすために外部から供給する駆動電力は最小化される。
【００２０】
Ｔ３期間では、第１スイッチＳ１がターン・オフされる。このとき、走査電極ＹはＴ３期間中に維持電圧源Ｖｓの電圧を維持する。Ｔ４期間では、第２スイッチＳ２がターン・オフされると共に第３スイッチＳ３がターン・オンされる。第３スイッチＳ３がターン・オンされれば、パネルキャパシタＣｐからインダクタＬおよび第３スイッチＳ３を介してソースキャパシタＣｓに繋がる電流パスが形成され、パネルキャパシタＣｐに充電された電圧がソースキャパシタＣｓに回収される。このとき、ソースキャパシタＣｓにはＶｓ／２の電圧が充電される。
【００２１】
Ｔ５期間では、第３スイッチＳ３がターン・オフされると共に第４スイッチＳ４がターン・オンされる。第４スイッチＳ４がターン・オンされれば、パネルキャパシタＣｐと基底電圧源ＧＮＤとの間に電流パスが形成され、パネルキャパシタＣｐの電圧が０Ｖに降下する。Ｔ６期間では、所定の時間Ｔ５状態を維持する。実際に、走査電極Ｙおよび維持電極Ｚに供給される交流駆動パルスは、Ｔ１ないしＴ６期間が周期的に繰り返されながら得られる。
【００２２】
一方、第２エネルギー回収装置３２は、図４に示すように、第１エネルギー回収装置３０と交互に動作しながらパネルキャパシタＣｐに駆動電圧を供給するようになる。したがって、パネルキャパシタＣｐには、図４に示すように、互いに反対の極性を有する維持パルス電圧Ｖｓが供給されるようになる。このように、パネルキャパシタＣｐに、互いに反対の極性を有する維持パルス電圧Ｖｓが供給されることにより、各放電セルにおいて維持放電が起こるようになる。
【００２３】
かかるエネルギー回収装置３０、３２において、エネルギー貯蔵用キャパシタであるソースキャパシタＣｓには維持電圧Ｖｓの１／２にあたる電圧が充電されている。例えば、維持電圧Ｖｓを１８０Ｖとして使用する場合、ソースキャパシタＣｓには９０Ｖの電圧が充電されていることになる。このとき、９０Ｖが充電されていることは、エネルギー回収動作をある程度行った後に均衡のとれた状態でソースキャパシタＣｓに充電されるようになる。すなわち、エネルギー回収装置３０、３２を最初に動作させるとき、数回のエネルギー回収動作を行い、均衡状態になるまでソースキャパシタＣｓには０Ｖから徐々に充電電圧が増加するようになる。
【００２４】
しかし、最初に動作を開始するとき、ソースキャパシタＣｓは０Ｖの電圧であるので、第３スイッチＳ３の耐圧は維持電圧Ｖｓである略１８０Ｖになる。したがって、第３スイッチＱ３は、電圧マージンを考慮して定格電圧が維持電圧Ｖｓより高い略２５０Ｖ級のスイッチを使用しなければならないので、エネルギー回収回路を構成するときにコストが上昇する短所がある。
【００２５】
また、このような従来のエネルギー回収装置３０、３２においては、電流パスに存在するラインインピーダンス（または抵抗）などによってソースキャパシタＣｓにＶｓ／２より低い電圧が回収されるようになる。このように、ソースキャパシタＣｓにＶｓ／２より低い電圧が回収されるようになれば、第２スイッチＳ２を介して高い電流が流されなければならない問題点が生じる。
【００２６】
これを詳しく説明すれば、Ｔ４期間中にソースキャパシタＣｓに回収される電圧ＶＣｐは、ラインインピーダンスなどの影響により、図５に示すように、Ｖｓ／２より低い電圧値に設定される。そして、Ｔ１期間中にソースキャパシタＣｓに充電された電圧ＶｃｐはインダクタＬを経てパネルキャパシタＣｐに供給される。ここで、インダクタＬとパネルキャパシタＣｐとの共振により、ソースキャパシタＣｓに充電された２倍の電圧２ＶｃｐがパネルキャパシタＣｐに充電される。このとき、パネルキャパシタＣｐに充電された電圧ＶｃｐはＶｓ／２より低い電圧を有するため、Ｔ１期間中にパネルキャパシタＣｐに充電される電圧もＶｓより低い電圧に設定される。
【００２７】
このように、Ｔ１期間中にパネルキャパシタＣｐにＶｓより低い電圧が充電されれば、Ｔ２期間中に第２スイッチＳ２を経て、放電電流分だけではなく、パネルキャパシタＣｐをＶｓの電圧まで充電させる電流が追加的に供給されなければならない。すなわち、Ｔ２期間中に第２スイッチＳ２を経て多くの電流が流れるようになり、これによって第２スイッチＳ２に高熱が発生して第２スイッチＳ２が破壊される恐れがある。同時に、第２スイッチＳ２から発生する高熱を充分に放熱させるために放熱板のサイズが拡大されなければならない問題も生じる。 一方、従来には高い耐圧を有する第２スイッチＳ２を用いることにより、第２スイッチＳ２の破損を防止しているが、第２スイッチＳ２の破損を完全に防止することは困難であり、しかも高い耐圧のスイッチを用いることで追加的な製造費用が要求される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２８】
本発明の目的は、発熱による素子の破損を防止すると共に、製造費用を節減できるようにしたプラズマディスプレイパネルの駆動装置に用いられるエネルギー回収装置および方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２９】
前記目的を達成するために、本発明の実施例に係るエネルギー回収装置は、放電セルに等価的に形成されるパネルキャパシタと、前記パネルキャパシタに充電された電圧を用いて充電されると共に自分に充電された電圧を前記パネルキャパシタに再供給するためのソースキャパシタと、前記ソースキャパシタの電圧によって前記パネルキャパシタが充電されたとき、前記パネルキャパシタに充電された電圧を維持するための維持電圧源と、前記ソースキャパシタの一側と前記パネルキャパシタとの間に設けられるインダクタと、前記ソースキャパシタに初期充電電圧を供給するための初期充電電圧源とを備える。
【００３０】
前記エネルギー回収装置において、前記初期充電電圧源の電圧値は前記維持電圧源の電圧値と異なるように設定されることを特徴とする。
【００３１】
前記エネルギー回収装置において、前記初期充電電圧源の電圧値は前記維持電圧源の電圧値より低い電圧値であることを特徴とする。
前記エネルギー回収装置において、前記初期充電電圧源の電圧値は前記維持電圧源の半分以下の電圧値であることを特徴とする。
前記エネルギー回収装置は、更に、前記ソースキャパシタと前記初期充電電圧源との間に設けられて、前記初期充電電圧源から供給される電圧値を前記ソースキャパシタに供給するためのダイオードを備えることを特徴とする。
【００３２】
前記エネルギー回収装置は、更に、前記ソースキャパシタと前記初期充電電圧源との間に設けられて、前記ソースキャパシタの初期充電時にのみターン・オンされるスイッチング素子を備えることを特徴とする。
前記エネルギー回収装置は、前記ソースキャパシタと前記スイッチング素子との間に設けられ、前記初期充電電圧源から供給される電圧値を前記ソースキャパシタに供給するためのダイオードを更に備えることを特徴とする。
【００３３】
本発明の実施例に係るエネルギー回収方法は、初期充電電圧源からソースキャパシタに電圧が供給されて前記ソースキャパシタに第１電圧値が充電される段階と、ソースキャパシタに充電された電圧がパネルに等価的に形成される容量性負荷に供給される段階と、容量性負荷に維持電圧が供給される段階と、容量性負荷に充電された電圧が前記ソースキャパシタに回収されて前記ソースキャパシタに第２電圧値が充電される段階とを含む。
【００３４】
前記エネルギー回収方法において、前記第１電圧値は前記第２電圧値と異なっていることを特徴とする。
【００３５】
前記エネルギー回収方法において、前記第１電圧値は前記第２電圧値より低い電圧値を有することを特徴とする。
前記エネルギー回収方法において、電圧は前記初期充電電圧源から前記ソースキャパシタに、電圧が充電される期間を除いた初期期間にのみ供給されることを特徴とする。
【００３６】
本発明の他の実施例に係るエネルギー回収装置は、放電セルに等価的に形成されるパネルキャパシタと、パネルキャパシタに充電された電圧を用いて充電されると共に自分に充電された電圧を前記パネルキャパシタに再供給するためのソースキャパシタと、ソースキャパシタの電圧によってパネルキャパシタが充電されたとき、パネルキャパシタに充電された電圧を維持するために供給される維持電圧源と、ソースキャパシタの一側とパネルキャパシタとの間に設けられるインダクタと、ソースキャパシタの他側に接続される電圧供給部とを備える。
【００３７】
前記電圧供給部は、ソースキャパシタの他側と基準電圧源との間に接続される第１スイッチと、ソースキャパシタの他側と基底電圧源との間に接続される第２スイッチとを備える。
【００３８】
前記基準電圧源の電圧値は、ソースキャパシタに充電された電圧値と合わせられて維持電圧源の半分にあたる電圧が現われるように設定される。
前記基準電圧源の電圧値は、ソースキャパシタに充電された電圧値と合わせられて維持電圧源の半分より高い電圧が電圧が現われるように設定される。
前記第１および第２スイッチは交互に動作する。
【００３９】
前記第１スイッチは、基準電圧源の電圧がソースキャパシタに供給されるときにのみターン・オンされ、それ以外の場合は第２スイッチがターン・オンされる。
【００４０】
本発明の他の実施例に係るエネルギー回収方法は、ソースキャパシタに充電された電圧を用いてパネルキャパシタを充電させる段階と、パネルキャパシタに維持電圧を供給する段階と、パネルキャパシタに充電された電圧を用いてソースキャパシタを充電させる段階と、ソースキャパシタに基準電圧を供給する段階とを含む。
【００４１】
前記基準電圧の電圧値は、ソースキャパシタに充電された電圧値と合わせられて維持電圧の略１／２になれるように設定される。
【００４２】
前記基準電圧の電圧値は、ソースキャパシタに充電された電圧値と合わせられて維持電圧の１／２より高い電圧値が現われるように設定される。
前記ソースキャパシタの低電位側は、第１スイッチを介して前記基準電圧を供給する基準電圧源に接続されるとともに、第２スイッチを介して基底電位に接続されており、前記第１及び第２スイッチを交互に動作させる。
【００４３】
前記ソースキャパシタに基準電圧を供給する段階においてのみ、前記第１スイッチをターンオンし、それ以外の場合には、前記第２スイッチをターンオンさせる。
【発明の効果】
【００４４】
本発明の実施例に係るエネルギー回収装置および方法は、初期充電電圧源をソースキャパシタに接続させてエネルギー回収装置が最初に動作するときに初期充電電圧値をソースキャパシタに充電させてスイッチング素子の定格電圧を低めることにより、エネルギー回収回路を構成するときにコストを節減することができる。
【００４５】
また、本発明の他の実施例に係るエネルギー回収装置および方法によれば、ソースキャパシタに基準電圧源の電圧を供給することにより、ソースキャパシタに充電された電圧を略Ｖｓ／２に維持することができる。したがって、ソースキャパシタの電圧によってパネルキャパシタが充電されるとき、略維持電圧Ｖｓが充電されるようになる。このように、パネルキャパシタに維持電圧Ｖｓが充電されれば、外部の維持電圧源Ｖｓに接続されたスイッチに放電電流のみが流れるので、スイッチの破損を防止できるようになる。そして、スイッチには放電電流のみが流れるので高熱が発生せず、これにより、放熱板のサイズが追加的に拡大されなくても良い。同時に、スイッチに放電電流のみが流れるのでスイッチの耐圧を低めることができ、これによって製造費用を節減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４６】
前記目的の他、本発明の他の目的および特徴のそれぞれは、添付した図面を参照した実施例に係る説明を通じて明らかになるであろう。以下、図６〜図１３を参照して本発明の好ましい各実施例について説明する。
【００４７】
図６は、本発明の実施例に係るエネルギー回収装置を示す回路図である。
【００４８】
図６に示すように、本発明の実施例に係るエネルギー回収装置６０、６２は、パネルキャパシタＣｐを挟んで互いに対称的に設けられる。ここで、パネルキャパシタＣｐは、走査電極Ｙと維持電極Ｚとの間に形成される静電容量を等価的に表したものである。第１エネルギー回収装置６０は走査電極Ｙに維持パルスを供給する。第２エネルギー回収装置６２は、第１エネルギー回収装置６０と交互に動作しながら維持電極Ｚに維持パルスを供給する。
【００４９】
本発明の実施例に係るエネルギー回収装置６０、６２の構成を、第１エネルギー回収装置６０を参照して説明する。第１エネルギー回収装置６０は、初期充電電圧源Ｖａと基底電圧源ＧＮＤとの間に設けられたソースキャパシタＣｓと、ソースキャパシタＣｓとパネルキャパシタＣｐとの間に接続されたインダクタＬと、ソースキャパシタＣｓとインダクタＬとの間に並列に接続された第１および第３スイッチＳ１１、Ｓ１３と、パネルキャパシタＣｐとインダクタＬとの間に並列に接続された第２および第４スイッチＳ１２、Ｓ１４とを備える。
【００５０】
このような本発明の実施例に係るエネルギー回収装置は、従来のエネルギー回収装置に比べ、更に、ソースキャパシタＣｓに初期電圧を充電させるための初期充電電圧源Ｖａと、初期充電電圧源ＶａとソースキャパシタＣｓとの間に設けられて、初期充電電圧源Ｖａから供給される電圧値をソースキャパシタＣｓに供給するための第７ダイオードＤ１７とを備える。
【００５１】
パネルキャパシタＣｐは、走査電極Ｙと維持電極Ｚとの間に形成される静電容量を等価的に表したものである。第２スイッチＳ１２は維持電圧源Ｖｓに接続され、第４スイッチＳ１４は基底電圧源ＧＮＤに接続される。
【００５２】
このようなエネルギー回収装置が最初に動作し始めるとき、ソースキャパシタＣｓには初期充電電圧源Ｖａの電圧値が充電される。したがって、ソースキャパシタＣｓと第３スイッチＳ１３との間の第１ノードｎ１には初期充電電圧値Ｖａが供給される。そして、維持電圧源Ｖｓに接続された第２スイッチＳ１２と第３スイッチＳ１３との間の第２ノードｎ２には維持電圧値Ｖｓが供給される。したがって、第３スイッチＳ１３は維持電圧値Ｖｓから初期充電電圧値Ｖａを引いた電圧のみに対して耐えられれば良い。すなわち、図２に示されたような従来のエネルギー回収装置において、第３スイッチＳ３が耐えなければならない電圧、すなわち、耐圧は駆動マージンを考慮して維持電圧Ｖｓより高くなければならないので、エネルギー回収回路を構成するときにコストが上昇するようになる。これに比べ、本発明の実施例に係るエネルギー回収装置においては、第３スイッチＳ１３が耐えなければならない電圧、すなわち、耐圧が駆動マージンを考慮して維持電圧Ｖｓより低い電圧になるので、エネルギー回収回路を構成するときにコストを節減できるようになる。このとき、初期充電電圧値Ｖａは維持電圧値Ｖｓの半分より低い電圧値に設定される。
【００５３】
例えば、維持電圧値Ｖｓが略１８０Ｖ、初期充電電圧値Ｖａが略６５Ｖに設定されたすれば、エネルギー回収装置が最初に動作し始めるとき、ソースキャパシタＣｓには初期充電電圧源Ｖａの電圧値である６５Ｖが第７ダイオードＤ１７を介して充電される。これにより、第１ノードｎ１には６５Ｖの電圧が印可されるようになる。そして、第２ノードｎ２には維持電圧値Ｖｓである１８０Ｖの電圧が印可されるようになる。したがって、第３スイッチＳ１３は、１８０Ｖから６５Ｖを引いた略１１５Ｖの電圧に対して耐えられるようにする。これにより、第３スイッチＳ１３の耐圧は、駆動マージンを考慮して略１５０Ｖ程度になる。これを従来の第３スイッチＳ３の耐圧である２５０Ｖに比べると、著しく低くなっていることが分かる。したがって、第３スイッチＳ１３は低い耐圧のスイッチが用いられるので、エネルギー回収回路を構成するときにコストを節減することができるようになる。
【００５４】
一方、最初の動作以来、ソースキャパシタＣｓは維持放電のときにパネルキャパシタＣｐに充電される電圧を回収して充電すると共に、充電された電圧をパネルキャパシタＣｐに再供給する。このとき、ソースキャパシタＣｓには維持電圧源Ｖｓの半分値にあたるＶｓ／２の電圧が充電される。
【００５５】
インダクタＬはパネルキャパシタＣｐと共に共振回路を形成する。第１ないし第４スイッチＳ１１〜Ｓ１４は電流の流れを制御する。
【００５６】
一方、第１および第３スイッチＳ１１、Ｓ１３とインダクタＬとの間にそれぞれ設けられた第５および第６ダイオードＤ１５、Ｄ１６と、初期充電電圧源ＶａとソースキャパシタＣｓとの間に設置された第７ダイオードＤ１７とは、電流が逆方向に流れることを防止する。また、第１ないし第４スイッチＳ１１〜Ｓ１４の内部ダイオードである第１ないし第４ダイオードＤ１１〜Ｄ１４は、電流が逆方向に流れることを防止する。
【００５７】
図７は、図６に示された各スイッチのオン／オフタイミングとパネルキャパシタとの出力波形を示すタイミング図および波形図である。
【００５８】
まず、第１エネルギー回収装置６０の初期動作において、初期充電電圧源Ｖａ、第７ダイオードＤ１７およびソースキャパシタＣｓにつながる電流パスが形成される。電流パスが形成されれば、初期充電電圧源Ｖａの電圧値が第７ダイオードＤ１７を介してソースキャパシタＣｓに充電される。このとき、初期充電電圧値Ｖａは維持電圧値Ｖｓの半分より低い電圧値に設定される。
【００５９】
Ｔ１期間では、第１スイッチＳ１１がターン・オンされてソースキャパシタＣｓから第１スイッチＳ１１、インダクタＬおよびパネルキャパシタＣｐにつながる電流パスが形成される。電流パスが形成されれば、ソースキャパシタＣｓに充電されていた初期充電電圧値ＶａがパネルキャパシタＣｐに供給される。その以降、ソースキャパシタＣｓには維持放電時にパネルキャパシタＣｐに充電される電圧を回収してＶｓ／２電圧が充電される。ソースキャパシタＣｓはこのようにして充電されたＶｓ／２電圧をパネルキャパシタＣｐに再供給する。このとき、インダクタＬとパネルキャパシタＣｐとが直列共振回路を形成するので、パネルキャパシタＣｐにはソースキャパシタＣｓ電圧の２倍であるＶｓ電圧が充電される。
【００６０】
Ｔ２期間では、第２スイッチＳ１２がターン・オンされる。第２スイッチＳ１２がターン・オンされれば維持電圧源Ｖｓの電圧が走査電極Ｙに供給される。走査電極Ｙに供給される維持電圧源Ｖｓの電圧は、パネルキャパシタＣｐの電圧が維持電圧源Ｖｓ以下に落ちることを防止して維持放電が正常に起こるようにする。一方、パネルキャパシタＣｐの電圧は、Ｔ１期間においてＶｓまで上昇したので維持放電を引き起こすために外部から供給する駆動電力は最小化される。
【００６１】
Ｔ３期間では、第１スイッチＳ１１がターン・オフされる。このとき、走査電極ＹはＴ３期間中に維持電圧源Ｖｓの電圧を維持する。Ｔ４期間では、第２スイッチＳ１２がターン・オフされると共に第３スイッチＳ１３がターン・オンされる。第３スイッチＳ１３がターン・オンされれば、パネルキャパシタＣｐからインダクタＬおよび第３スイッチＳ１３を介してソースキャパシタＣｓにつながる電流パスが形成され、パネルキャパシタＣｐに充電された電圧がソースキャパシタＣｓに回収される。このとき、ソースキャパシタＣｓにはＶｓ／２の電圧が充電される。
【００６２】
Ｔ５期間では、第３スイッチＳ１３がターン・オフされると共に第４スイッチＳ１４がターン・オンされる。第４スイッチＳ１４がターン・オンされれば、パネルキャパシタＣｐと基底電圧源ＧＮＤとの間に電流パスが形成され、パネルキャパシタＣｐの電圧が０Ｖに降下する。Ｔ６期間では、所定期間Ｔ５状態を維持する。実際に、走査電極Ｙおよび維持電極Ｚに供給される交流の駆動パルスはＴ１ないしＴ６期間が周期的に繰り返されながら得られる。
【００６３】
一方、第２エネルギー回収装置６２は、図８に示すように、第１エネルギー回収装置６０と交互に動作しながらパネルキャパシタＣｐに駆動電圧を供給するようになる。したがって、パネルキャパシタＣｐには、図８に示すように、互いに反対の極性を有する維持パルス電圧Ｖｓが供給されるようになる。このように、パネルキャパシタＣｐに互いに反対の極性を有する維持パルス電圧Ｖｓが供給されることにより、各放電セルから維持放電が起こるようになる。
【００６４】
図９は、本発明の実施例の変形例によるエネルギー回収装置を示す回路図である。
【００６５】
図９において、図６の基板と同じ構成要素に対しては同じ図面符号を付し、それに対する詳細な説明を省略することにする。
【００６６】
本発明の実施例の変形例によるエネルギー回収装置は、初期充電電圧源Ｖａと基底電圧源ＧＮＤとの間に設けられたソースキャパシタＣｓと、初期充電電圧源ＶａとソースキャパシタＣｓとの間に設けられた第５スイッチＳ１５と、ソースキャパシタＣｓとパネルキャパシタＣｐとの間に接続されたインダクタＬと、ソースキャパシタＣｓとインダクタＬとの間に並列に接続された第１および第３スイッチＳ１１、Ｓ１３と、パネルキャパシタＣｐとインダクタＬとの間に並列に接続された第２および第４スイッチＳ１２、Ｓ１４とを備える。
【００６７】
このような本発明の実施例の変形例によるエネルギー回収装置は、従来のエネルギー回収装置に比べ、更に、ソースキャパシタＣｓに初期電圧を充電させるための初期充電電圧源Ｖａと、ソースキャパシタＣｓと初期充電電圧源Ｖａとの間に設けられてソースキャパシタＣｓの初期充電時にのみターン・オンされる第５スイッチＳ１５とを備える。
【００６８】
一方、本発明の実施例の変形例によるエネルギー回収装置は、エネルギー回収装置が最初に動作し始めるとき、第５スイッチＳ１５をターン・オンさせて初期充電電圧値ＶａをソースキャパシタＣｓに充電させる。このように充電された初期充電電圧値Ｖａは、上述した本発明の実施例のように、第３スイッチＳ３の耐圧を低減してエネルギー回収回路を構成するときにコストを節減できるようにする。その以降、第５スイッチＳ１５をターン・オフさせて初期充電電圧値Ｖａによる影響を取り除いた。また、第５スイッチＳ１５は、本発明の実施例での構成要素である第７ダイオードＤ１７の役目である、電流が逆方向に流れることを防止する役目もする。したがって、本発明の実施例の変形例によるエネルギー回収装置においては、第７ダイオードＤ１７が要らなくなる。
【００６９】
一方、最初動作の後、ソースキャパシタＣｓは維持放電時にパネルキャパシタＣｐに充電される電圧を回収して充電すると共に、充電された電圧をパネルキャパシタＣｐに再供給する。ソースキャパシタＣｓには、維持電圧源Ｖｓの半分値にあたるＶｓ／２の電圧が充電される。
【００７０】
一方、本発明の実施例の変形例によるエネルギー回収装置では、図１０に示すように、第５スイッチＳ１５とソースキャパシタＣｓとの間に第７ダイオードＤ１７を設け、初期充電電圧源Ｖａから供給される電圧値をソースキャパシタＣｓに供給するだけでなく、電流が逆方向に流れることを防止することも可能である。
【００７１】
図１１は、本発明の他の実施例に係るエネルギー回収装置を示す回路図である。図１１では、パネルキャパシタＣｐの走査電極Ｙの側に設けられるエネルギー回収装置のみを示したが、実際には、パネルキャパシタＣｐの維持電極Ｚの側にもエネルギー回収装置が設けられる。パネルキャパシタＣｐは、走査電極Ｙと維持電極Ｚとの間に形成される静電容量を等価的に表したものである。
【００７２】
図１１に示すように、本発明の他の実施例に係るエネルギー回収装置は、パネルキャパシタＣｐとソースキャパシタＣｓとの間に接続されるインダクタＬと、ソースキャパシタＣｓとインダクタＬとの間に並列に接続された第１および第３スイッチＳ１、Ｓ３と、パネルキャパシタＣｐとインダクタＬとの間に並列に接続された第２および第４スイッチＳ２、Ｓ４と、ソースキャパシタＣｓに接続される電圧供給部４０とを備える。
【００７３】
第２スイッチＳ２は維持電圧源Ｖｓに接続され、第４スイッチＳ４は基底電圧源ＧＮＤに接続される。ソースキャパシタＣｓは、維持放電時にパネルキャパシタＣｐに充電される電圧を回収して充電すると共に、充電された電圧をパネルキャパシタＣｐに再供給する。インダクタＬはパネルキャパシタＣｐと共に共振回路を形成する。第１ないし第４スイッチＳ１〜Ｓ４は電流の流れを制御する。第７および第８ダイオードＤ７、Ｄ８は、電流が逆方向に流れることを防止する。
【００７４】
電圧供給部４０は、ソースキャパシタＣｓと基底電圧源ＧＮＤとの間に接続される第６スイッチＳ６と、ソースキャパシタＣｓと基準電圧源Ｖａとの間に接続される第５スイッチＳ５とを備える。
【００７５】
第５スイッチＳ５がターン・オンされれば、ソースキャパシタＣｓに基準電圧源Ｖａが供給される。すなわち、第５スイッチＳ５がターン・オンされれば、ソースキャパシタＣｓに充電された電圧に基準電圧源Ｖａの電圧値が加算される。これを詳しく説明すれば、第５スイッチＳ５がターン・オンされれば、ソースキャパシタＣｓの一側、例えば、負極性側に基準電圧源Ｖａが供給される。ここで、ソースキャパシタＣｓの負極性側が基準電圧源Ｖａの電圧値に設定されれば、ソースキャパシタＣｓの他側（例えば、正極性側）には、自分が充電している電圧と基準電圧源Ｖａの電圧とが加算された電圧値が現われるようになる。一方、基準電圧源Ｖａの電圧値は、ソースキャパシタＣｓに充電された電圧値と合わせられて略Ｖｓ／２が現われるように設定される。実際に、ソースキャパシタＣｓに充電された電圧値が放電するときに作用するラインインピーダンス値を考慮し、基準電圧源Ｖａの電圧値は、ソースキャパシタＣｓに充電された電圧値と合わせられてＶｓ／２よりはやや高い電圧値が現われるように設定され得る。
【００７６】
第６スイッチＳ６がターン・オンされれば、ソースキャパシタＣｓに基底電圧源ＧＮＤが供給される。このような第５および第６スイッチＳ５、Ｓ６は互いに交互にターン・オンされる。
【００７７】
図１２は、図１１に示された各スイッチのオン／オフタイミングとパネルキャパシタの出力波形とを示すタイミング図および波形図である。
【００７８】
Ｔ１期間の以前にパネルキャパシタＣｐには０Ｖの電圧が充電されると共に、ソースキャパシタＣｓはパネルキャパシタＣｐに充電された電圧を回収して充電されていると仮定し、動作過程を詳しく説明する。
【００７９】
Ｔ１期間では、第１および第５スイッチＳ１、Ｓ５がターン・オンされる。第５スイッチＳ１、Ｓ５がターン・オンされれば、ソースキャパシタＣｓの一側に基準電圧Ｖａが供給される。このとき、ソースキャパシタＣｓの他側にはＴ１期間の以前に充電された電圧と基準電圧Ｖａとが加算されて略Ｖｓ／２（またはＶｓ／２よりやや高い値）の電圧が現われる。第１スイッチＳ１がターン・オンされれば、ソースキャパシタＣｓの他側から第１スイッチＳ１、インダクタＬおよびパネルキャパシタＣｐにつながる電流パスが形成される。電流パスが形成されれば、ソースキャパシタＣｓの他側の電圧、すなわち、略Ｖｓ／２の電圧がパネルキャパシタＣｐに供給される。このとき、インダクタＬとパネルキャパシタＣｐとが直列共振回路を形成するので、パネルキャパシタＣｐにはＶｓの電圧が充電される。
【００８０】
Ｔ２期間では、第２スイッチＳ２がターン・オンされる。第２スイッチＳ２がターン・オンされれば、維持電圧源Ｖｓの電圧が走査電極Ｙに供給される。走査電極Ｙに供給される維持電圧源Ｖｓの電圧は、パネルキャパシタＣｐの電圧が維持電圧源Ｖｓ以下に落ちることを防止し、維持放電が正常に起こるようにする。一方、パネルキャパシタＣｐの電圧はＴ１期間でＶｓまで上昇したので、維持放電を引き起こすために外部から供給する駆動電力は最小化される。
【００８１】
Ｔ３期間では、第１スイッチＳ１および第５スイッチＳ５がターン・オフされると共に第６スイッチＳ６がターン・オンされる。第６スイッチＳ６がターン・オンされれば、ソースキャパシタＣｓの一側に基底電圧ＧＮＤが供給される。一方、Ｔ３期間中に走査電極Ｙは維持電圧源Ｖｓの電圧を維持する。
【００８２】
Ｔ４期間では、第２スイッチＳ２がターン・オフされると共に、第３スイッチＳ３がターン・オンされる。第３スイッチＳ３がターン・オンされれば、パネルキャパシタＣｐからインダクタＬ、第３スイッチＳ３およびソースキャパシタＣｓを介して基底電圧源ＧＮＤにつながる電流パスが形成され、パネルキャパシタＣｐに充電された電圧がソースキャパシタＣｓに回収される。このとき、ソースキャパシタＣｓにはラインインピーダンスなどの影響によってＶｓ／２より低い電圧が充電される。
【００８３】
Ｔ５期間では、第３スイッチＳ３がターン・オフされると共に第４スイッチＳ４がターン・オンされる。第４スイッチＳ４がターン・オンされれば、パネルキャパシタＣｐと基底電圧源ＧＮＤとの間に電流パスが形成され、パネルキャパシタＣｐの電圧が０Ｖに降下する。実際に、本発明のエネルギー回収装置はＴ１ないしＴ５の期間を繰り返しながらパネルキャパシタＣｐに駆動電圧を供給するようになる。
【００８４】
このように、本発明の他の実施例に係るエネルギー回収装置は、ラインインピーダンス（または抵抗）によってソースキャパシタＣｓにＶｓ／２より低く充電された電圧を基準電圧源Ｖａの電圧値を用いて償うことにより（すなわち、Ｖａの電圧を供給することによってソースキャパシタＣｓに略Ｖｓ／２の電圧が現われるようにする。）第２スイッチＳ２を介して流れる電流を最小化することができる。
【００８５】
これを詳しく説明すれば、第５スイッチＳ５がターン・オンされれば、ソースキャパシタＣｓに、図１３に示すように、略Ｖｓ／２の電圧が現われる。したがって、パネルキャパシタＣｐには、ソースキャパシタＣｓに充電された略Ｖｓ／２の電圧によってＴ１期間中に略Ｖｓの電圧まで充電することができる。このように、Ｔ１期間中にパネルキャパシタＣｐに略Ｖｓの電圧が充電されれば、Ｔ２期間中に第２スイッチＳ２を経て放電電流分のみが供給されるようになる（すなわち、パネルキャパシタＣｐをＶｓの電圧まで充電させる電流が追加的に供給されない。）。したがって、本発明のエネルギー回収装置では、第２スイッチＳ２から高熱が発生することを防止でき、第２スイッチＳ２の破損を防止することができる。そして、第２スイッチＳ２から高熱が発生しなくなるので放熱板のサイズが追加的に拡大されなくても良い。同時に、第２スイッチＳ２の耐圧も従来より低くすることで製造費用を節減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００８６】
【図１】従来の３電極面放電型ＡＣ−ＰＤＰを示す斜視図である。
【図２】従来のエネルギー回収装置を示す回路図である。
【図３】図２に示された各スイッチのオン／オフタイミングとパネルキャパシタとの出力波形を示すタイミング図および波形図である。
【図４】図２に示されたエネルギー回収装置によってパネルキャパシタに印可される電圧を示す波形図である。
【図５】図２に示されたパネルキャパシタに充電される電圧値を示す図である。
【図６】本発明の実施例に係るエネルギー回収装置を示す回路図である。
【図７】図６に示された各スイッチのオン／オフタイミングとパネルキャパシタとの出力波形を示すタイミング図および波形図である。
【図８】図６に示されたエネルギー回収装置によってパネルキャパシタに印可される電圧を示す波形図である。
【図９】本発明の実施例の変形例によるエネルギー回収装置を示す回路図である。
【図１０】本発明の実施例の変形例によるエネルギー回収装置を示す回路図である。
【図１１】本発明の他の実施例に係るエネルギー回収装置を示す回路図である。
【図１２】図１１に示された各スイッチのオン／オフタイミングとパネルキャパシタとの出力波形を示すタイミング図および波形図である。
【図１３】図１１に示されたパネルキャパシタに充電される電圧値を示す図である。
【符号の説明】
【００８７】
１０  上部基板
１２Ｙ、１２Ｚ  透明電極
１３Ｙ、１３Ｚ  金属バス電極
１４  上部誘電体層
１６  保護膜
１８  下部基板
２２  下部誘電体層
２４  隔壁
２６  蛍光体層
Ｘ  アドレス電極
Ｙ  走査電極
Ｚ  維持電極
【図１】
2004361959.tif 000003
【図２】
2004361959.tif 000004
【図３】
2004361959.tif 000005
【図４】
2004361959.tif 000006
【図５】
2004361959.tif 000007
【図６】
2004361959.tif 000008
【図７】
2004361959.tif 000009
【図８】
2004361959.tif 000010
【図９】
2004361959.tif 000011
【図１０】
2004361959.tif 000012
【図１１】
2004361959.tif 000013
【図１２】
2004361959.tif 000014
【図１３】
2004361959.tif 000015