近年来,五颜六色PDP技能不断获得前进,选用五颜六色PDP的大型壁挂式电视、HDTV和适用于多媒体显现的大型显现设备都已挨近完结。1995年以来,国际各大厂商相继建线投产各种类型的五颜六色PDP。这些成果的获得,不只仅归功于五颜六色PDP显现屏自身的开发成功及生产技能的树立,更重要的应当归功于驱动集成电路技能的开展。关于一个功用杰出的PDP五颜六色电视来说,其驱动集成电路体系占总成本的70~80%。
五颜六色PDP显现屏按其结构的不同可分为两种类型,即交流型五颜六色PDP和直流型五颜六色PDP(AC型和DC型)。按驱动方法又可分为行次序制驱动方法和存储驱动方法两种。
五颜六色PDP是自动发光器材,其亮度与各个像素的发光时间成正比。一般情况下,在进行矩阵平面的行次序驱动时,跟着扫描线数据的添加,其亮度会下降。因而,不管是AC或DC五颜六色PDP,都选用存储式驱动来添加实践的发光时间,然后完结高亮度。
存储式驱动方法根本上由写入、发光保持和擦除三个周期组成,驱动集成电路的效果是给五颜六色PDP施加守时的、周期性的脉冲电压和电流。
为此,五颜六色PDP的驱动集成电路有两组:第一组是处理显现数据的寻址驱动器,也叫列驱动器;第二组是担任写入时扫描和保持放电的扫描驱动器,也叫行驱动器。
本文侧重介绍SN、μPD系列五颜六色等离子体显现板的几种驱动集成电路,一起,也将介绍三电及结构的驱动电路。
1 五颜六色PDP驱动集成电路结构及功用
1.1 结构特性
图1为五颜六色PDP驱动集成电路的根本结构。
通常将驱动器内部结构分为两部分:一是逻辑电路,用于操控显现屏信号和处理显现数据;二是驱动电路,用于将信号电平移位和对显现屏施加发光所需的脉冲。尤其是驱动部分,要使五颜六色PDP进行气体放电,有必要供给高电压,所以这种结构需求特别的集成电路工艺技能,这一点和一般的逻辑集成电路不同,详细的特别功用如下:
●高耐压输出
五颜六色PDP驱动器的耐高压输出才能是其最重要并且是最根本的功用,这彻底是由五颜六色PDP自身的结构特性所决议的。因而,要求五颜六色PDP的制造者和半导体集成电路的制造者有必要树立严密协作的联系,以便共同开发五颜六色PDP的驱动集成电路。
现在的驱动器已能保证五颜六色PDP的需求。跟着五颜六色PDP自身结构的改进,所需的驱动电压会下降,一起,驱动器的开发也在向着最优化的方向开展。
以AC-PDP为例,寻址驱动的输出耐压为60~100V,输出电路同步源和漏电流都在10~30mA之间,扫描驱动器的输出耐压为150~200V,输出源、漏电流均为200~400mA,其输出电流大都取决于所选用的显现屏的尺度以及所驱动的显现屏电极上所施加的切换脉冲。
●逻辑部分
驱动器的逻辑部分的功用通常用移位寄存器(将串行信号变换为并行信号的电路)的最大时钟作业频率fmax来表明。在CMOS逻辑电路中,栅极长度(L)越小,fmax越大,因而,集成电路芯片的面积和电路的功耗越小越有利。
现在,有用的驱动器逻辑部分的栅极长度L为1.0~2.5μm,fmax为20~36MHz。这样的速度,关于HDTV和高精度的数据显现所必要的寻址驱动器而言,彻底能够满意其数据移位的要求。
●五颜六色PDP驱动集成电路的功耗
为了有效地发挥平面显现五颜六色PDP的特性,规划时应将与显现无关的其它电子元器材的功耗规划得尽或许小。因为驱动器自身的功耗会给整个五颜六色PDP的显现功用带来影响。
五颜六色PDP的电流部分的功耗大致分为三部分:(1)逻辑部分;(2)电平移位寄存器;(3)高压驱动部分。这三部分都应下降功耗。正常情况下,逻辑部分功耗在20mW以下(高耐压64路输出发动显现板),电平移位寄存器部分应在200mW以下。至于因显现屏电容部分的充放电而发生的高压驱动电路的无效功耗,现在使用功率涣散驱动方法(选用电流开关电路等)现已能够在100脚塑料封装的天然散热条件下满意五颜六色PDP的显现需求。
●串扰现象
高耐压CMOS驱动集成电路在体系中常常会呈现彼此串扰的现象。如图2所示,五颜六色PDP屏包含高压在内一共有四组以上的电源体系。只需驱动电路使它们作业,就会发生很大的串扰噪声,在体系间形成彼此影响。此外,作为驱动区负载的五颜六色PDP显现屏,在放电时和非放电时的状况也天壤之别,这也助长了串扰现象的发生。
为了战胜串扰现象,五颜六色PDP的驱动集成电路在规划和工艺上比一般的集成电路采取了更为严厉的操控措施。例如,在开发集成驱动电路的一起开发特别的耐高压工艺,关于集成电路上的元器材结构规划和电路布局等,也都给予了特别地留意。别的,还要尽或许地按捺集成电路内的电容,堵截或许发生半导体开关元件效果的总线等。
●功率收回
在五颜六色PDP的驱动过程中,需求尽或许地削减对发光无用的功耗。除了放电能量向发光能量转化发生的损耗外,无效功率首要来自电极的电阻部分和电容的充放电。上述两种寄生负载——电阻重量和电容重量的值是显现器自身固有结构所决议的。从驱动器方面来改进电阻重量是不或许的。可是,关于%&&&&&%充放电的电能,驱动器能够设法收回一部分,这样,能够在驱动器内部规划功率收回电路,但要求在进行收回时,驱动集成电路自身不能发生寄生负载。
●电源次序
在五颜六色PDP体系中,一共有四组以上的电源(其间包含高压电源)共处在一个体系之中,电源按照规守时间同步作业。在体系规划时,关于电源接通的次序以及发生过错作业时的维护等问题都要予以细心地考虑。尤其是直接与五颜六色PDP显现屏相连接的驱动器,假如发生过错动作,则不只会损坏集成电路自身,甚至会破坏显现屏致使整个体系。因而,驱动器应当具有毛病维护功用以及次序断开电源的功用。
1.2 PDP驱动集成电路
a.寻址驱动集成电路SN755831
图3给出寻址驱动集成电路SN755831的内部功用方框图,表1为其技能参数。
该驱动器具有64个端口,三态,最大耐压160V输出,其逻辑电路悉数由5V CMOS器材构成,能够直接输入来自五颜六色PDP信号处理体系的数据。
别的,使用集成电路的内部操控可消除高压开关时的穿透电流;SN755831使用TSC端子能够完结输出的高阻抗形式。因为选用了介质别离工艺,然后使SN755831内部的输出嵌位二极管可防止串扰现象。
b.扫描驱动器SN755834
图4是最大耐压为210V的64端口扫描驱动器SN755834的内部方块图,表2为其首要参数。作为扫描驱动器,其输出耐压足以驱动100cm级的显现屏。别的,SN75834具有200mA漏线电流才能以及400mA的输出电流二极管。
表1 SN755831的技能参数
表2 扫描驱动器SN755834的要参数
SN755834的自身功耗十分低,在100脚塑料封装的条件下,彻底能够驱动处于天然冷却状况下的五颜六色PDP显现屏。
2 SN系列PDP驱动集成电路
驱动器SN75551/75552和SN75553/75554的逻辑框图别离如图5和图6所示,SN75551和SN75552是扫描方向的驱动器,两者的功用彻底相同,仅仅输出引脚摆放次序相反;SN75553/75554是送数据方向的驱动器,它们之间也仅仅引脚摆放次序不同。
复合脉冲的效果一是供给整屏的改写脉冲电压,二是供给扫描行的半选电压。它是影响显现功用的首要因素之一。复合脉冲波形的电压较高、瞬间电流大,且不能有太大的过冲电压,不然会超越显现屏的饱满区和驱动器的安全作业范围。选用高压场效应管组成复合推挽电路发生的高压脉冲可满意显现驱动负载的要求。
使用TI公司的专用集成电路SN75500和SN75501能够完结“一次一行”的选址方法。
2.1 Y方向(扫描方向)驱动
扫描方向驱动是选用SN75500来扫描要书写信息的电极。特别组的挑选S0、S1一旦确认,该组的8位输出就决议于8位存贮器的数据。别的,电路规划时一般将SN75500悬浮在约120V的高压方波上。当选中其行时,首要使用SN75500上约80V的高压脉冲来擦除该行信息,然后输出写信息的半选脉冲,此刻一旦送数方向上的SN75501输出写脉冲,所对应的点即被写上,不然该点仅加上一半的写脉冲而不被写上。
2.2 X方向(送数)驱动
X方向驱动是选用SN75501集成电路来驱动送数方向的电极,使用%&&&&&%自身所具有的保持功用能够使X电极上在没有数据时只发生保持脉冲。在有数据到来时,依据数值为0或1来确认不发生或发生书写脉冲。数据以串行方法输入可极大地削减数据线。
2.3 操控电路及计算机接口
操控电路臂膀于和谐扫描及送数的同步,并发生各种扫描及送数脉冲,一起发生次序地址,依次地取出改写存贮器中的信息并通过并/串转化电路送至SN75501驱动器;别的还可用于和谐CPU与次序地址一起拜访双口存储器的操作,以使二者能以必定的协议正常作业而不发生抵触。
计算机接口电路的首要部分是双口存储器,该存储器的数据、地址及操控总线应别离连到Intel8031单片机的总线上。计算机接口电路中有一个端口能够切换显现器的作业状况以使显现器能够处在动态扫描方法或静态保持方法。显现器的原理框图如图7所示。