JP2976923B2

JP2976923B2 - 容量性負荷の駆動装置

Info

Publication number: JP2976923B2
Application number: JP9122986A
Authority: JP
Inventors: 與志雄佐野; 雅高大場
Original assignee: Nippon Electric Co Ltd
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1997-04-25
Filing date: 1997-04-25
Publication date: 1999-11-10
Anticipated expiration: 2017-04-25
Also published as: FR2762705B1; FR2762705A1; KR100354286B1; KR19980081751A; US5994929A; JPH10301530A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、プラズマディスプ
レイパネルあるいはエレクトロルミネセントパネルなど
の表示パネルの駆動装置に関し、特に、表示パネルの静
電容量の充放電電力の回収が可能で、省電力化に貢献す
る、容量性負荷の駆動装置に関する。より詳細には、本
発明は、従来方式よりも高速に動作すると共に、無効電
力が少なく高効率の、容量性負荷にパルスを印加する電
力回収型の駆動装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】パルスを必要とする容量性負荷としては
情報端末機器やパーソナルコンピュータ、あるいはテレ
ビジョン等の画像表示装置として用いられる、プラズマ
ディスプレイパネルやエレクトロルミネセントパネル、
液晶パネルなどの表示パネルなどがある。以下では、特
に、プラズマディスプレイパネルの駆動回路の無効電力
を削減する駆動装置を例にとり説明する。

【０００３】プラズマディスプレイパネルは、構造が簡
単で大画面化が容易であり、またパネルを作成する基板
として窓ガラスなどに広範に用いられている安価なソー
ダガラスを用いることができるなどの利点を有してい
る。

【０００４】プラズマディスプレイパネルは、このソー
ダガラスよりなる２枚の透明絶縁基板を用い、それぞれ
の透明絶縁基板上に、電極や表示の単位となる画素を区
切るための隔壁などを形成し、これら構造物を形成した
２枚の透明絶縁基板を張り合わせ、放電用のガスを封入
して完成する。

【０００５】隔壁の高さは一般に０．２ｍｍ程度であ
り、透明絶縁基板の厚さは３ｍｍ程度であるから、非常
に薄型で軽量のディスプレイを作ることができる。

【０００６】したがって、このような特長を生かして、
プラズマディスプレイパネルは特に近年進展が著しいパ
ーソナルコンピュータやオフィスワークステーション、
ないしは発展が期待されている大画面の壁掛けテレビ等
に用いられようとしている。

【０００７】プラズマディスプレイは、パネル構造の違
いにより、大別して、ＤＣ型とＡＣ型に分類される。こ
のうち、ＤＣ型は、電極が直接放電ガスに接しており、
一度放電が起こるとＤＣ電流が流れ続けるため「ＤＣ
型」と呼ばれる。一方、ＡＣ型は、電極と放電ガスの間
に絶縁層が介在するので、電流は電圧印加後、１マイク
ロ秒程度の短時間のパルス状に流れて収束する。電流
は、絶縁層の静電容量に制限されて流れる。絶縁層は、
コンデンサとして働くので、ＡＣパルスを印加すること
により、パルス状の発光が繰り返され、表示がなされ
る。このため「ＡＣ型」と呼ばれる。

【０００８】ＤＣ型は、構造が簡単であるが、電極が直
接放電にさらされるため、電極の消耗が激しく、長寿命
を得ることが難しい。一方、ＡＣ型は、絶縁層を形成す
る手間と費用がかかるが、電極が絶縁層で覆われている
ため寿命が長い。また、高輝度発光を可能にするメモリ
ーと呼ばれる機能を容易に実現できるため、近年開発が
進んでいる。

【０００９】このＡＣメモリー型プラズマディスプレイ
パネルを対象としたもので説明する。以下では、まず、
ＡＣメモリー型プラズマディスプレイパネルの構造を説
明し、さらにその駆動方法と従来の駆動回路について説
明する。

【００１０】以下では、ＡＣメモリー型プラズマディス
プレイパネルの構造について、図７に、特開平７−２９
５５０６号公報に示されている構成を参照して説明す
る。図７に示す構成は、一般に、面放電型と呼ばれてい
る電極構成を有するＡＣメモリー型プラズマディスプレ
イパネルの構造を示したものであり、後に詳細に説明す
るように、本願発明の容量性負荷の駆動装置が適用され
る表示パネルの例である。図７（ａ）は平面図、図７
（ｂ）は図７（ａ）のｘ−ｘ′線の断面図である。

【００１１】図７を参照すると、このプラズマディスプ
レイパネルは、３ｍｍ厚程度のソーダガラスよりなる第
１絶縁基板１１と、同じく３ｍｍ厚程度のソーダガラス
よりなる第２絶縁基板１２と、第１絶縁基板１１上の透
明なネサ膜よりなる維持電極１３ａと、同じく透明なネ
サ膜よりなる走査電極１３ｂと、透明な維持電極１３ａ
や透明な走査電極１３ｂに十分な電流を供給するため
の、透明な維持電極１３ａや透明な走査電極１３ｂの上
の一部に設けられる銀の厚膜などよりなる金属電極１３
ｃと、第２絶縁基板１２上に設けられる銀の厚膜などよ
りなる列電極１４と、全圧で５００Ｔｏｒｒで３％のＸ
ｅを混合した、７対３のＨｅとＮｅよりなる放電ガスが
充填される放電ガス空間１５と、絶縁層１８ｂの上に設
けられ放電ガス空間を確保するとともに画素を区切るガ
ラスよりなる厚膜の隔壁１６と、絶縁層１８ｂの上に積
層され放電ガスの放電により発生する紫外光を可視光に
変換するＺｎ₂ＳｉＯ₄：Ｍｎなどよりなる蛍光体１７
と、維持電極１３ａ、走査電極１３ｂ、及び金属電極１
３ｃを覆う厚膜の透明グレーズよりなる絶縁層１８ａ
と、列電極１４を覆う厚膜の絶縁層１８ｂ、および絶縁
層１８ａを放電より保護する厚さ２μｍ程度のＭｇＯよ
りなる保護層１９と、を備えて構成される。

【００１２】なお、図７（ａ）において、縦・横の隔壁
１６で囲まれた区画が、画素２０となる。

【００１３】図８で説明する走査電極ＳＳ_i（ｉ＝１、
２、…、ｍ）と列電極ＤＤ_j（ｊ＝１、２、…、ｎ）の
交点の画素をａ_ijで示す。図７（ｂ）の蛍光体１７を画
素毎に赤、緑、青の３色に塗り分ければ、フルカラー表
示可能なプラズマディスプレイパネルが得られる。この
プラズマディスプレイパネルの表示方法は、図７（ｂ）
の上面あるいは下面のどちらでも可能であるが、この例
の場合は下面の方が開口率が高く、蛍光体の発光部分を
直接目視するスタイルとなり、より高い輝度を得られる
ので好ましい。

【００１４】次に、図７に示したプラズマディスプレイ
パネルの電極のみに着目した平面図を図８に示す。図８
において、１０はプラズマディスプレイパネル、２１は
第１絶縁基板１１と第２絶縁基板１２を張り合わせ、内
部に放電ガスを封入し気密にシールするシール部、ＣＣ
₁、ＣＣ₂、…、ＣＣ_mは維持電極１３ａ、ＳＳ₁、Ｓ
Ｓ₂、…、ＳＳ_mは走査電極１３ｂ、ＤＤ₁、ＤＤ₂、…、
ＤＤ_n-1、ＤＤ_nは列電極１４である。

【００１５】実際のプラズマディスプレイパネルとして
は、例えば走査電極ＳＳ₁、ＳＳ₂、…、ＳＳ_mは４８０
本、維持電極ＣＣ₁、ＣＣ₂、…、ＣＣ_mは４８０本、列
電極ＤＤ₁、ＤＤ₂、…、ＤＤ_n-1、ＤＤ_nは１９２０本で
ある。各画素のピッチは、列電極間は０．３５ｍｍ、走
査電極間は１．０５ｍｍである。走査電極と列電極の距
離は０．２ｍｍである。

【００１６】つぎに、このようなプラズマディスプレイ
パネルを用いて階調表示を行う方法について説明する。

【００１７】プラズマディスプレイパネルでは、他のデ
バイスと異なり印加電圧の変更により高輝度の階調表示
を行うことは、印加電圧と輝度の関係が直線的でないた
め、困難であり、一般的には、発光回数を制御すること
により、階調表示を行う。特に、高輝度の階調表示を行
うには、以下で説明されるサブフィールド法が用いられ
る。

【００１８】図９は、サブフィールド法による駆動シー
ケンスを説明するための図であり、横軸は時間であり、
縦軸は、走査電極を表している。１フィールドの間に１
枚の画像が送られる。１フィールドの時間は個々のコン
ピュータや放送システムによって異なるが、おおむね１
／５０秒から１／７５秒の範囲内に設定されていること
が多い。

【００１９】プラズマディスプレイパネルによる階調画
像表示では、図９に示すように、１フィールドをｋ個の
サブフィールド（図９の場合は、ＳＦ１〜ＳＦ６のｋ＝
６個のサブフィールド）に分割している。各サブフィー
ルドは、図１０で説明する予備放電パルス、予備放電消
去パルス、および走査パルスとデータパルスなどにより
表示データを書き込むための書き込み期間、表示発光の
ための維持放電期間、より構成されている。

【００２０】各画素の発光輝度は、それぞれのサブフィ
ールドにおける、各画素の維持放電の発光回数を２ⁿで
重みづけて次のように制御する。

【００２１】

【数１】

【００２２】ここで、ｎはサブフィールドの番号であ
り、最も輝度が低いサブフィールドを「１」、最も輝度
が高いサブフィールドを「ｋ」とする。Ｌ₁は最も輝度
が低いサブフィールドの輝度であり、ａ_nは「１」また
は「０」の値をとる変数で、ｎ番目のサブフィールドに
おいて当該画素を発光させる場合には「１」、発光させ
ない場合は「０」である。各サブフィールドの発光輝度
が異なることから、各サブフィールドの点灯・非点灯を
選択することで、輝度を制御できる。

【００２３】図９は、ｋ＝６の場合を示しているので、
赤、緑、青のカラー画素を一組としてカラー表示を行う
場合は、各色で、２^k＝２⁶＝６４段階の階調表現ができ
る。色数としては、６４³＝２６２１４４色（黒を含
む）の表示ができる。

【００２４】ｋ＝１であれば、１フィールド＝１サブフ
ィールドであり、各色で２階調（オンかオフ）の表示が
できる。色数としては２³＝８色（黒を含む）の表示が
できる。

【００２５】つぎに、駆動波形について説明する。図１
０は、図７、及び図８に示した、従来のプラズマディス
プレイパネルの、１つのサブフィールドにおける駆動電
圧波形、及び発光波形の一例を示す図である。

【００２６】図１０を参照して、波形（Ａ）は、維持電
極ＣＣ₁、ＣＣ₂、…、ＣＣ_mに印加する電圧波形、波形
（Ｂ）は、走査電極ＳＳ₁に印加する電圧波形、波形
（Ｃ）は、走査電極ＳＳ₂に印加する電圧波形、波形
（Ｄ）は、走査電極ＳＳ_mに印加する電圧波形、波形
（Ｅ）は、列電極ＤＤ₁に印加する電圧波形、波形
（Ｆ）は、列電極ＤＤ₂に印加する電圧波形、波形
（Ｇ）は、画素ａ₁₁の発光波形、をそれぞれ示してい
る。

【００２７】波形（Ｅ）や波形（Ｆ）の斜線を有するパ
ルスは、書き込みすべきデータの有無に従ってパルスの
有無が決定されていることを示す。

【００２８】データ電圧波形として、図１１では、画素
ａ₁₁、ａ₂₂にデータを書き込む場合を示している。３行
目以降の画素については、データの有無により表示が行
われることを示している。

【００２９】維持電極ＣＣ₁、ＣＣ₂、…、ＣＣ_mには、
維持パルス３１と予備放電パルス３６を印加する。

【００３０】また、走査電極ＳＳ₁、ＳＳ₂、…、ＳＳ_m
には、これらの電極に共通した維持パルス３２、消去パ
ルス３５、および予備放電消去パルス３７のほかに、各
走査電極に独立したタイミングで走査パルス３３を線順
次に印加する。各列電極ＤＤ _j（ｊ＝１、２、…、ｎ）
には、発光データがある場合は、データパルス３４を走
査パルス３３に同期して印加する。

【００３１】次に、動作について説明する。図７、及び
図８に示した構成の従来のプラズマディスプレイパネル
においては、まず、消去パルス３５によって、直前のサ
ブフィールドで発光していた画素の放電を消去する。つ
ぎに、予備放電パルス３６により、全ての画素を１度強
制的に放電させ、さらに、予備放電消去パルス３７で予
備放電を消す。これにより、次に印加する走査パルスで
の書き込み放電を起こり易くしている。

【００３２】予備放電を消去後、走査電極と列電極の間
に同じタイミングで走査パルス３３とデータパルス３４
を印加して、書き込み放電を行わせると、その後は、隣
り合う維持電極と走査電極の間で、維持パルス３１と維
持パルス３２により維持放電が持続される。

【００３３】また、走査パルス３３のみ、またはデータ
パルス３４のみが印加された場合は書き込み放電は発生
せず、その後の維持放電も発生しない。このような機能
はメモリー機能と呼ばれる。維持放電の回数により、各
サブフィールドの発光輝度が制御される。

【００３４】つぎに、従来のプラズマディスプレイパネ
ルの駆動装置の回路ブロックの構成を示した図１１を参
照すると、４１はプラズマディスプレイパネルの画素
群、４２は予備放電パルス３６の発生回路、４３は電力
回収回路を有する維持側の維持パルス３１の発生回路、
４４は走査側の消去パルス３５や予備放電消去パルス３
７を発生する回路、４５は走査パルス３３を発生する回
路、４６は複数の走査電極に混合回路４７を介して接続
される、電力回収回路を有する維持パルス３２の発生回
路、４７は走査側の維持パルスと走査パルスを混合する
回路、ＴＰ₁は維持側維持パルス発生回路４３、または
走査側維持パルス発生回路４６の出力端子、である。

【００３５】プラズマディスプレイパネルは、静電容量
が大きいため、静電容量の充放電電力を回収するいわゆ
る電力回収回路を用いて維持パルスの充放電電力を回収
し、電力消費が少なくなる回路が維持側維持パルス発生
回路４３や走査側維持パルス発生回路４６に用いられる
（例えば特開昭６１−１３２９９７号公報の記載参
照）。

【００３６】この第１の従来技術の基本回路と動作につ
いて以下に説明する。図１２は、維持パルスを発生する
ための従来の電力回収回路付きの維持パルス発生回路の
基本構成を示す図である。

【００３７】図１２を参照すると、Ｃ₁₀₀は直流電源出
力のコンデンサ、Ｃ₁₀₁は回路内の漂遊容量などを含む
外部容量、Ｃ₁₀₂はプラズマディスプレイパネルの走査
電極と維持電極間の等価静電容量、Ｓ₁₀₀、Ｓ₁₀₁、Ｓ
₁₀₂、Ｓ₁₀₃は高電圧のスイッチ、Ｄ₁₀₀、Ｄ₁₀₁、
Ｄ₁₀₂、Ｄ₁₀₃はダイオード、Ｌ₁₀₀は電力回収用のコイ
ル、ＴＰ₁は図１１に示した維持側維持パルス発生回路
４３、または走査側維持パルス発生回路４６の出力端
子、ＴＰ₂は維持パルス電圧（ＶＳ）を与える直流電源
を接続する端子、である。

【００３８】図１２に示した回路の動作について図１３
のタイミングチャートを参照して簡単に説明すると、ま
ず時刻Ｔ₁₀₀において維持パルス電圧を与えるためにス
イッチＳ₁₀₃を開きスイッチＳ₁₀₀を閉じてコイルＬ₁₀₀
を通して外部容量Ｃ₁₀₁、パネル容量Ｃ₁₀₂を充電する。

【００３９】端子ＴＰ₁の電圧が直流電源の接続端子Ｔ
Ｐ₂の電圧（ＶＳ）より高くなる時刻Ｔ₁₀₁においてダイ
オードＤ₁₀₂が導通し、端子ＴＰ₁の電圧は端子ＴＰ₂の
電圧（ＶＳ）にクランプされる。

【００４０】このとき、スイッチＳ₁₀₀を閉じたままに
しておくと、コイルＬ₁₀₀、ダイオードＤ₁₀₂、スイッチ
Ｓ₁₀₀の閉回路をコイルＬ₁₀₀の起電力による電流が流れ
る。この電力はこの閉回路内で無駄に消費されてしまう
ので、端子ＴＰ₁の電圧が端子ＴＰ₂の電圧より高くなっ
た時刻Ｔ₁₀₁に精確に同期して、スイッチＳ₁₀₀を開く。
このようにすれば、コイルＬ₁₀₀に蓄えられたエネルギ
ーはコイルＬ₁₀₀、ダイオードＤ₁₀₂、コンデンサ
Ｃ₁₀₀、ダイオードＤ₁₀₁を通して端子ＴＰ₂につながっ
ているコンデンサＣ₁₀₀に回収される。

【００４１】つぎに、端子ＴＰ₁の電圧がＴＰ₂の電圧よ
り高くなった時刻Ｔ₁₀₁で、スイッチＳ₁₀₂を閉じ、端子
ＴＰ₂を通して直流電源に接続し、端子ＴＰ₁の電圧を維
持パルス電圧（ＶＳ）に固定する。

【００４２】つぎに、維持パルス電圧を取り去るには、
時刻Ｔ₁₀₂においてスイッチＳ₁₀₂を開き、同時にスイッ
チＳ₁₀₁を閉じる。すると、コイルＬ₁₀₀を通して、端子
ＴＰ₁はゼロ電圧に落ちてゆく。端子ＴＰ₁の電圧がゼロ
電圧より低くなる時刻Ｔ₁₀₃においてダイオードＤ₁₀₃が
導通し、端子ＴＰ₁はゼロ電圧にクランプされる。

【００４３】このとき、スイッチＳ₁₀₁を閉じたままに
しておくと、コイルＬ₁₀₀、スイッチＳ₁₀₁、ダイオード
Ｄ₁₀₃の閉回路をコイルＬ₁₀₀の起電力による電流が流れ
る。この電力は、この閉回路内で無駄に消費されてしま
うので、端子ＴＰ₁の電圧が零電圧より低くなった時刻
Ｔ₁₀₃に精確に同期してスイッチＳ₁₀₁を開く。このよう
にすれば、コイルＬ₁₀₀に蓄えられたエネルギーはコイ
ルＬ₁₀₀、ダイオードＤ₁₀₀、コンデンサＣ₁₀₀、ダイオ
ードＤ₁₀₃を通して端子ＴＰ₂につながっているコンデン
サＣ₁₀₀に回収される。

【００４４】この従来技術では、正極性のパルス電圧を
発生しているが、従来の駆動波形を示す図１０では、負
極性のパルス用いている。この場合は、電源端子ＴＰ₂
を接地し、接地側の回路部分を直流電源の負極側に接続
すればよい。そして、この場合、外部容量Ｃ₁₀₁、パネ
ル静電容量Ｃ₁₀₂の一端は、従来通り、図１２に示すよ
うに、等価的に接地してあればよい。

【００４５】以上説明したように、効率よく電力回収を
行うにはスイッチＳ₁₀₀、Ｓ₁₀₁のオフするタイミングを
精確に調整することが要求される。調整が不正確である
と、電力回収回路内部での電力損失が増大し電力回収効
率が著しく悪化するとともに、最悪の場合はダイオード
Ｄ₁₀₂、Ｄ₁₀₃やスイッチＳ₁₀₀、Ｓ₁₀₁の焼損を招く。

【００４６】上記の調整は、上記特開昭６１−１３２９
９７号公報においてその実施例として記載されている、
比較的動作が遅くともよいエレクトロルミネセントパネ
ル（列電極に印加されるデータパルスの立ち上がりまた
は立ち下がり時間は数マイクロ秒以上である）には対応
することはできる。なぜならば、スイッチＳ₁₀₀やＳ₁₀₁
として動作遅れが０．１マイクロ秒程度のパワーＭＯＳ
ＦＥＴ素子を用いて、この立ち上がり、または立ち下が
り時間に対応した数マイクロ秒の時間幅だけオンするス
イッチＳ₁₀₀やＳ₁₀₁を実現することは可能だからであ
る。

【００４７】しかし、エレクトロルミネセントパネルに
比較して、非常な高速動作が要求されるプラズマディス
プレイパネル（維持パネルの立ち上がりまたは立ち下が
り時間は０．２〜０．５マイクロ秒程度である）等に
は、この立ち上がり、または立ち下がり時間の間だけ精
確にオン動作できる十分早い動作速度（好ましくは動作
遅れ時間が０．１マイクロ秒以下）を持つ高電力・高耐
圧のスイッチがない。または有っても高価である。

【００４８】したがって、上記特開昭６１−１３２９９
７号公報に記載の回路構成を以てしては十分に対応でき
ない。

【００４９】つぎに、例えば特開昭６３−１０１８９７
号公報や、特開平８−１６０９０１号公報に記載のプラ
ズマディスプレイパネルにパルスを供給する電力回収型
の駆動装置について第２の従来技術として以下に説明す
る。

【００５０】図１４は、この第２の従来技術の基本回路
図を示す図である。図１４を参照すると、Ｓ₁₁〜Ｓ₁₄は
スイッチ、Ｄ₁₁〜Ｄ₁₄はダイオード、Ｌ₁は電力回収用
のコイル、Ｃ₂は負荷となるプラズマディスプレイパネ
ルの静電容量、Ｃ₁₀は静電容量Ｃ₂の１００倍以上の容
量値を持つ電力回収用のコンデンサ、ＴＰ₁は、図１１
に示したように維持側、または走査側の維持パルス発生
器の出力端子、ＴＰ₂は維持パルス電圧を与える電源に
接続する端子、である。

【００５１】なお、この従来技術も、図１２に示した上
記第１の従来技術と同じく、正極性パルスを発生する回
路として説明する。

【００５２】この回路の各スイッチの動作と出力電圧波
形を示す図１５を参照すると、定常的にプラズマディス
プレイパネルにパルスを供給している状態においては、
コンデンサＣ₁₀の端子電圧は、端子ＴＰ₂の電圧（Ｖ
Ｓ）の略１／２となっている。

【００５３】パルスを発生するには、端子ＴＰ₁を接地
電圧にクランプしているスイッチＳ₁₄をオフとし、スイ
ッチＳ₁₁をオンとしてコンデンサＣ₁₀からスイッチ
Ｓ₁₁、ダイオードＤ₁₁、コイルＬ₁を通して直列共振状
態で電流を供給する。コイルＬ₁と静電容量Ｃ₂の共振に
よって端子ＴＰ₁の電圧が最大となったところで、スイ
ッチＳ₁₃を閉じて端子ＴＰ₁の電圧を維持パルス電圧源
の電圧を与える端子ＴＰ₂の値（ＶＳ）にクランプす
る。

【００５４】パルスを立ち下げるには、スイッチＳ₁₁、
Ｓ₁₃をオフとしてスイッチＳ₁₂をオンすると端子ＴＰ₁
の電圧が下がる。パルスの立ち上がりと同様、コイルＬ
₁と静電容量Ｃ₂の共振により、端子ＴＰ₁の電圧が下が
りきったところで、スイッチＳ₁₄を閉じて端子ＴＰ₁の
電圧を接地電圧にクランプする。

【００５５】なお、コンデンサＣ₁₀の値は、パネル静電
容量Ｃ₂の１００倍以上と記したが、必ずしもこれに限
る必要はなく、コンデンサＣ₁₀の値はパネル静電容量Ｃ
₂と同程度の値でも十分である（例えば特開平８−１３
７４３２号公報の記載参照）。

【００５６】この第２の従来技術においては、スイッチ
Ｓ₁₁やＳ₁₂は、図１５に示したように、オン期間は必ず
しも出力パルスの立ち上がり、または立ち下がり時間に
限定する必要はなく、その後のクランプ時間（時刻Ｔ₁₂
から時刻Ｔ₁₃までの期間で、１から５マイクロ秒以上の
時間幅を持つ）まで延長されていても動作上は問題な
い。

【００５７】したがって、立ち上がり、または立ち下が
り時間が０．２〜０．５マイクロ秒と短くとも、従来の
パワーＭＯＳＦＥＴなどを用いて容易に実現可能である
利点がある。

【００５８】しかしながら、この第２の従来技術におい
ては、有限のオン抵抗を持つパワーＭＯＳＦＥＴなどに
よる電力回収回路の電力ロスのために、図１５に、端子
ＴＰ₁の電圧波形として示したように、パルスの立ち上
がりまたは立ち下がり部分においてクランプ回路がオン
するタイミング（時刻Ｔ₁₂やＴ₁₄）で、電圧ΔＶのジャ
ンプが必ず発生する。

【００５９】このため、この時刻Ｔ₁₂やＴ₁₄のタイミン
グにおいてクランプ回路にラッシュ電流が流れ、スイッ
チＳ₁₃やＳ₁₄で電力ロスが発生するとともに、このラッ
シュ電流がノイズ源となる問題点があった。

【００６０】つぎに、特開平８−１５２８６５号公報に
記載の、プラズマディスプレイパネルにパルスを供給す
る電力回収型の駆動装置を第３の従来技術として説明す
る。図１６は、この第３の従来技術の基本ブロック構成
を示す図である。

【００６１】図１６を参照すると、図１１に示した従来
技術において使用していた維持側維持パルス発生回路４
３、走査側維持パルス発生回路４６の代わりに維持パル
ス発生回路４８が設置されており、その出力端子がＴＰ
₂₁、ＴＰ₂₂である。

【００６２】図１７は、この維持パルス発生回路４８の
基本回路図を示す図である。図１７を参照すると、ＴＰ
₃は維持パルスの電圧を供給するための電源に接続する
端子、ＴＰ₂₁、ＴＰ₂₂は図１６に示す維持パルスの出力
端子、Ｓ₂₁〜Ｓ₂₄は出力端子ＴＰ₂₁、ＴＰ₂₂を接地電
圧、または維持パルス電圧にクランプするためのスイッ
チ、Ｓ₂₅、Ｓ₂₆は電力回収用のスイッチ、Ｌ₂₁は電力回
収用のコイル、Ｄ₂₅、Ｄ₂₆は電力回収用のダイオード、
である。

【００６３】この第３の従来技術では、上記第１の従来
技術や上記第２の従来技術と異なり、負極性の維持パル
スを発生する回路として説明する。

【００６４】この回路の各スイッチの動作と出力電圧波
形を示すタイミング波形図である図１８を参照すると、
まず時刻Ｔ₂₀において、スイッチＳ₂₁とスイッチＳ₂₄は
閉じており、スイッチＳ₂₅はオンまたはオフの状態にあ
る。端子ＴＰ₂₂には負極性の維持パルス電圧（−ＶＳ）
が印加されている。

【００６５】つぎに時刻Ｔ₂₁において、スイッチＳ₂₁、
Ｓ₂₄、Ｓ₂₅を開き、スイッチＳ₂₆を閉じるとパネルの静
電容量Ｃ₂に充電されていた電荷がスイッチＳ₂₆、ダイ
オードＤ₂₆、コイルＬ₂₁を通して放電を開始し、共振電
流がこの閉回路を流れる。

【００６６】共振電流が流れ終わると、図１８に端子Ｔ
Ｐ₂₂の電圧波形として示すように、時刻Ｔ₂₂において、
端子ＴＰ₂₂の電圧が立ち上がる。この時刻において、ス
イッチＳ₂₂、Ｓ₂₃を閉じると、端子ＴＰ₂₁は維持パルス
電圧（−ＶＳ）にクランプされ、端子ＴＰ₂₂は零電圧に
クランプされる。

【００６７】つぎに、時刻Ｔ₂₃において、スイッチ
Ｓ₂₂、Ｓ₂₃、Ｓ₂₆を開き、スイッチＳ₂₅を閉じるとパネ
ルの静電容量Ｃ₂に充電されていた電荷がスイッチ
Ｓ₂₅、ダイオードＤ₂₅、コイルＬ₂₁を通して放電し、共
振電流がこの閉回路を流れる。

【００６８】共振電流が流れ終わると、図１８に端子Ｔ
Ｐ₂₁の電圧波形として示すように、時刻Ｔ₂₄において、
端子ＴＰ₂₁の電圧が立ち上がる。この時刻においてスイ
ッチＳ₂₁、Ｓ₂₄を閉じると、端子ＴＰ₂₁は零電圧にクラ
ンプされ、端子ＴＰ₂₂は維持パルス電圧（−ＶＳ）にク
ランプされる。

【００６９】この第３の従来技術においては、ステップ
Ｓ₂₅、Ｓ₂₆は、図１８に示したように、オン期間は、必
ずしも出力パルスの立ち上がり、または立ち下がり時間
に限定する必要はなく、その後のクランプ時間（１から
５マイクロ秒以上の時間幅を持つ）まで延長されていて
も動作上は問題ない。

【００７０】したがって、立ち上がり、または立ち下が
り時間が０．２〜０．５マイクロ秒と短くとも、従来の
パワーＭＯＳＦＥＴなどを用いて容易に実現可能である
利点がある。

【００７１】しかしながら、この第３の従来技術におい
ては、有限のオン抵抗を持つパワーＭＯＳＦＥＴなどに
よる電力回収回路の電力ロスのために、図１８に、端子
ＴＰ₂₁、ＴＰ₂₂の電圧波形として示したように、パルス
の立ち上がりまたは立ち下がり部分においてクランプ回
路がオンするタイミング（時刻Ｔ₂₂やＴ₂₄）で電圧ΔＶ
のジャンプが必ず発生する。

【００７２】このため、この時刻Ｔ₂₂やＴ₂₄のタイミン
グにおいてクランプ回路にラッシュ電流が流れ、スイッ
チＳ₂₁〜Ｓ₂₄で電力ロスが発生するとともに、ノイズ源
となる問題点があった。

【００７３】

【発明が解決しようとする課題】以上詳細に説明したよ
うに、上記従来技術は以下に記載するような問題点を有
している。

【００７４】上記第１の従来技術では、高速パルス発生
時に高効率な電力回収動作が難しい。

【００７５】また上記第２の従来技術や、上記第３の従
来技術においては、電圧をクランプするスイッチが動作
した時点において、ラッシュ電流が流れ、ノイズと電力
ロスが発生する。

【００７６】したがって、本発明は、上記従来技術の問
題点に鑑みてなされたものであって、その目的は、ま
ず、上記第１の従来技術において問題点とされた高速パ
ルス発生時に高効率な電力回収動作が難しいという問題
を解消し、高速で高効率な動作を可能にする電力回収型
の容量性負荷の駆動装置を提供することにある。また、
本発明の目的は、上記第２の従来技術や、上記第３の従
来技術で問題点とされた、電圧をクランプするスイッチ
が動作した時点においてラッシュ電流が流れノイズと電
力ロスが発生する点を改良し、電圧をクランプするスイ
ッチが動作した時点において、ラッシュ電流が流れず、
このためこのラッシュ電流に起因するノイズや電力ロス
のない、表示パネルなどの容量性負荷にパルスを印加す
る、電力回収型の容量性負荷の駆動装置を提供すること
にある。

【００７７】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明は、容量性負荷にパルスを供給する駆動装置
において、前記容量性負荷の第１の電極には、直列接続
したコイルとコンデンサの一端と、直流電源の高電圧側
端子に接続する第１のクランプ用スイッチと、前記直流
電源の低電圧側端子に接続する第２のクランプ用スイッ
チと、を接続し、直列接続した前記コイルと前記コンデ
ンサの他端には、前記直流電源の高電圧側端子に接続す
る第１の回収用スイッチと、前記直流電源の低電圧側端
子に接続する第２の回収用スイッチと、を接続し、前記
各スイッチにはそれぞれダイオードを並列接続し、前記
各ダイオードは、前記直流電源の高電圧側に近い端子側
をカソードとする、ことを特徴とする。

【００７８】また本発明においては、前記コイル（Ｌ
１）と直列接続された前記コンデンサ（Ｃ３）と並列
に、直列に逆接続されたツェナ電圧の等しい２個のツェ
ナダイオードを接続したことを特徴とする。

【００７９】また本発明においては、前記第１、第２の
回収用スイッチに並列接続されるダイオードは、直列抵
抗が挿入されることを特徴とする。

【００８０】さらに、本発明の容量性負荷にパルスを供
給する駆動装置において、前記容量性負荷の第１の電極
には、直列接続した第１のコイル（Ｌ２）とコンデンサ
（Ｃ３）の一端と、直流電源の高電圧側端子に接続する
第１のクランプ用スイッチ（Ｓ３）と、直流電源の低電
圧側端子に接続する第２のクランプ用スイッチ（Ｓ４）
と、を接続し、前記各クランプ用スイッチにはダイオー
ドを並列接続し、直列接続した前記第１のコイル（Ｌ
２）と前記コンデンサ（Ｃ３）の他端には前記直流電源
の高電圧側端子に接続するダイオードと、前記直流電源
の低電圧側端子に接続するダイオードと、第２のコイル
（Ｌ３）の一端を接続し、前記第２のコイル（Ｌ３）の
他端には、前記直流電源の高電圧側端子に接続する第１
の回収用スイッチ（Ｓ１）と、前記直流電源の低電圧側
端子に接続する第２の回収用スイッチ（Ｓ２）と、を接
続し、前記各ダイオードは、前記直流電源の高電圧側に
近い端子側をカソードとすることを特徴とする。

【００８１】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態について以下
に説明する。本発明の容量性負荷の駆動装置は、その好
ましい実施の形態において、例えば、後述する実施例の
説明で参照する図１を参照して、容量性負荷（Ｃ２）の
第１の電極には、直列接続したコイル（Ｌ１）とコンデ
ンサ（Ｃ３）の一端と、直流電源の高電圧側端子に接続
するクランプ用スイッチ（Ｓ３）と、直流電源の低電圧
側端子に接続するクランプ用スイッチ（Ｓ４）とを接続
し、直列接続したコイルＬ１とコンデンサＣ３の他端に
は直流電源の高電圧側端子に接続する回収用スイッチ
（Ｓ１）と、直流電源の低電圧側端子に接続する回収用
スイッチ（Ｓ２）とを接続し、それぞれのスイッチには
ダイオードを並列接続し、それぞれのダイオードは直流
電源の高電圧側に近い端子側をカソードとする。

【００８２】また本発明の容量性負荷の駆動装置は、そ
の好ましい実施の形態において、（ａ）容量性負荷（Ｃ
２）の第１の電極の電圧を直流電源の高電圧端子側の電
圧に固定するために直流電源の高電圧側端子に接続する
クランプ用スイッチ（Ｓ１）のみを閉じる第１のステッ
プ、（ｂ）容量性負荷（Ｃ２）の第１の電極の電圧を直
流電源の高電圧端子側の電圧から、直流電源の低電圧端
子側の電圧に立ち下げるために、クランプ用スイッチ
（Ｓ１、Ｓ２）を開き、直流電源の低電圧側に接続した
回収用スイッチ（Ｓ２）を閉じ、第１の共振電流を流す
第２のステップ、（ｃ）容量性負荷の第１の電極の電圧
を直流電源の低電圧端子側の電圧に固定するために直流
電源の低電圧側端子に接続するクランプ用スイッチ（Ｓ
４）を閉じる第３のステップ、（ｄ）コイル（Ｌ１）を
流れる第１の共振電流の電流方向が反転し第２の共振電
流がこの反転した方向に流れている期間に直流電源の低
電圧側に接続した回収用スイッチ（Ｓ２）を開く第４の
ステップ、（ｅ）容量性負荷の第１の電極の電圧を直流
電源の低電圧端子側の電圧に固定するために直流電源の
低電圧側端子に接続するクランプ用スイッチ（Ｓ４）の
みを閉じる第５のステップ、（ｆ）容量性負荷の第１の
電極の電圧を直流電源の低電圧端子側の電圧から、直流
電源の高電圧端子側の電圧に立ち上げるために、クラン
プ用スイッチを全て開き、直流電源の高電圧側に接続し
た回収用スイッ（チＳ１）を閉じ第３の共振電流を流す
第６のステップ、（ｇ）容量性負荷の第１の電極の電圧
を直流電源の高電圧端子側の電圧に固定するために直流
電源の高電圧側端子に接続するクランプ用スイッチ（Ｓ
３）を閉じる第７のステップ、及び、（ｈ）コイル（Ｌ
１）を流れる第３の共振電流の電流方向が反転し第４の
共振電流がこの反転した方向に流れている期間に直流電
源の高電圧側に接続した回収用スイッチ（Ｓ１）を開く
第８のステップ、の８段階のステップを繰り返すことに
より、容量性負荷の無効電力を回収しながら容量性負荷
にパルスを供給することを特徴とする。

【００８３】また本発明の実施の形態においては、コイ
ル（Ｌ１）と直列接続されたコンデンサ（Ｃ３）と並列
に、直列に逆接続されたツェナ電圧の等しい２個のツェ
ナダイオード（ＺＤ１、ＺＤ２）を接続したことを特徴
とする（図４参照）。

【００８４】また本発明の実施の形態においては、回収
用スイッチに並列接続されるダイオードには直列抵抗が
挿入されることを特徴とする（図６参照）。

【００８５】また本発明の実施の形態においては、容量
性負荷にパルスを供給する駆動装置において、容量性負
荷の第１の電極には、直列接続した第１のコイル（Ｌ
２）とコンデンサ（Ｃ３）の一端と、直流電源の高電圧
側端子に接続するクランプ用スイッチと、直流電源の低
電圧側端子に接続するクランプ用スイッチとを接続し、
それぞれのクランプ用スイッチにはダイオードを並列接
続し、直列接続した第１のコイル（Ｌ２）とコンデンサ
（Ｃ３）の他端には直流電源の高電圧側端子に接続する
ダイオードと、直流電源の低電圧側端子に接続するダイ
オードと、第２のコイル（Ｌ３）の一端を接続し、第２
のコイル（Ｌ３）の他端には直流電源の高電圧側端子に
接続する回収用スイッチと、直流電源の低電圧側端子に
接続する回収用スイッチとを接続し、それぞれのダイオ
ードは直流電源の高電圧側に近い端子側をカソードとす
ることを特徴とする。

【００８６】また本発明の実施の形態においては、上記
回路を動作させるにあたって、（ａ）容量性負荷の第１
の電極の電圧を直流電源の高電圧端子側の電圧に固定す
るために直流電源の高電圧側端子に接続するクランプ用
スイッチＳ３のみを閉じる第１のステップ、（ｂ）容量
性負荷の第１の電極の電圧を直流電源の高電圧端子側の
電圧から、直流電源の低電圧端子側の電圧に立ち下げる
ために、クランプ用スイッチを全て開き、直流電源の低
電圧側に接続した回収用スイッチＳ２を閉じ第１の共振
電流を流す第２のステップ、（ｃ）容量性負荷の第１の
電極の電圧を直流電源の低電圧端子側の電圧に固定する
ために直流電源の低電圧側端子に接続するクランプ用ス
イッチＳ４を閉じる第３のステップ、（ｄ）第１のコイ
ルＬ２を流れる第１の共振電流の電流方向が反転し第２
の共振電流がこの反転した方向に流れている期間に直流
電源の低電圧側に接続した回収用スイッチＳ２を開く第
４のステップ、（ｅ）容量性負荷の第１の電極の電圧を
直流電源の低電圧端子側の電圧に固定するために直流電
源の低電圧側端子に接続するクランプ用スイッチＳ４の
みを閉じる第５のステップ、（ｆ）容量性負荷の第１の
電極の電圧を直流電源の低電圧端子側の電圧から、直流
電源の高電圧端子側の電圧に立ち上げるために、クラン
プ用スイッチを全て開き、直流電源の高電圧側に接続し
た回収用スイッチＳ１を閉じ第３の共振電流を流す第６
のステップ、（ｇ）容量性負荷の第１の電極の電圧を直
流電源の高電圧端子側の電圧に固定するために直流電源
の高電圧側端子に接続するクランプ用スイッチＳ３を閉
じる第７のステップ、及び、（ｈ）第１のコイルＬ２を
流れる第３の共振電流の電流方向が反転し第４の共振電
流がこの反転した方向に流れている期間に直流電源の高
電圧側に接続した回収用スイッチＳ１を開く第８のステ
ップ、の８段階のステップを繰り返すことにより、容量
性負荷の無効電力を回収しながら容量性負荷にパルスを
供給することを特徴とする。

【００８７】また本発明の実施の形態においては、上述
のクランプ用スイッチと回収用スイッチが電界効果トラ
ンジスタ（ＦＥＴ）、またはバイポーラトランジスタで
あることを特徴とする。

【００８８】また本発明の実施の形態においては、容量
性負荷がプラズマディスプレイパネル、あるいはエレク
トロルミネセントパネルであることを特徴とする。

【００８９】また本発明の実施の形態においては、好ま
しくは、コンデンサＣ３の静電容量の値が容量性負荷の
静電容量の値の２倍以上、３０倍以下であることを特徴
とする。

【００９０】上記のように構成されてなる本発明によれ
ば、上記従来技術の問題点を全て解消した。すなわち、
上記のように回路を構成することにより、従来技術で
は、高速動作では電力回収効率が低かった電力回収を行
う容量性負荷の駆動装置をプラズマディスプレイパネル
の駆動にも用いることができるように高速化できた。

【００９１】またさらに、クランプ時のラッシュ電流が
なく、ラッシュ電流に起因したノイズと電力ロスのない
電力回収可能な容量性負荷の駆動装置を実現できる。以
下実施例により、詳しく説明する。

【００９２】

【実施例】上記した本発明の実施の形態について更に詳
細に説明すべく、本発明の実施例について図面を参照し
て以下に説明する。容量性負荷として従来技術の説明で
参照した図７、及び図８に示したプラズマディスプレイ
パネルを構成を例として本発明の一実施例を説明する。
走査電極ＳＳ₁、ＳＳ₂、…、ＳＳ_mは４８０本、維持電
極ＣＣ₁、ＣＣ₂、…、ＣＣ_mは４８０本、列電極ＤＤ₁、
ＤＤ₂、…、ＤＤ_n-1、ＤＤ_nは１９２０本である。各画
素のピッチは、列電極間は０．３５ｍｍ、走査電極間は
１．０５ｍｍである。走査電極と列電極の距離は０．２
ｍｍである。

【００９３】また、回路ブロックは、図１１と同様であ
り、走査側維持パルス発生回路４６、維持側維持パルス
発生回路４３に本発明の容量性負荷の駆動装置を適用す
る。

【００９４】［実施例１］図１は、本発明の容量性負荷
の駆動装置の第１の実施例の回路構成を示す図である。
図１を参照すると、Ｃ₁は直流電源出力のコンデンサ、
Ｃ₂は回路内の漂遊容量などを含む外部容量とプラズマ
ディスプレイパネルの走査電極と、維持電極および列電
極間の等価静電容量の合成容量、Ｓ₁、Ｓ₂、Ｓ₃、Ｓ₄は
高電圧のスイッチ、Ｄ₁、Ｄ₂、Ｄ₃、Ｄ₄はダイオード、
Ｌ₁は電力回収用のコイル、ＴＰ₁は図１１に示した維持
側維持パルス発生回路４３、または走査側維持パルス発
生回路４６の出力端子、ＴＰ₃は維持パルス電圧（−Ｖ
Ｓ）を与える直流電源を接続する端子、ＴＰ₄はコイル
Ｌ１とコンデンサＣ３に接続される端子、である。

【００９５】図１を参照して、本実施例が、図１２に示
した上記従来技術の構成と相違する点は、本実施例にお
いては、電力回収のためのコンデンサＣ₃が追加されて
いることであり、それ以外の構成は、図１２に示した上
記従来技術と同じ構成となっている。

【００９６】本実施例において、回路構成としては、図
１２に示した従来技術に対して、電力回収コンデンサＣ
₃が追加されただけの相違しかないが、本実施例におい
ては、回路の動作は、上記従来技術と全く相違してい
る。以下に、本実施例の容量性負荷の駆動装置の回路の
基本動作を詳しく述べる。発生する維持パルスは負極性
とする。

【００９７】図２は、図１に示した本実施例の回路の回
収用スイッチＳ₁、Ｓ₂、クランプ用スイッチＳ₃、Ｓ₄の
動作と、端子ＴＰ₁の電圧波形、電流波形Ｉ₁〜Ｉ₃（電
流の極性は図１に示す矢印の方向を正とする）、及びコ
ンデンサＣ₃の両端の電圧波形（端子ＴＰ₄を基準とす
る）を示している。Ｔ₀〜Ｔ₈はそれぞれの時刻を示す。

【００９８】まず時刻Ｔ₀においては、維持パルスは出
ておらず、端子ＴＰ₁の電圧は零である。クランプ用ス
イッチＳ₃のみオンとなっている。また静電容量Ｃ₃の電
圧（−ＶＲ、ただしＶＲ＞０とする）は、定常的にパル
スを発生している状態では維持パルス電圧（−ＶＳ、た
だしＶＳ＞０とする）の約半分の値に近く、かつ維持パ
ルス電圧より小さな値となっている。

【００９９】すなわち、 ΔＶＲ＝｜ＶＳ｜／２−｜ＶＲ｜とするとき、ΔＶＲ＞０である。

【０１００】時刻Ｔ₁にて、クランプ用スイッチＳ₃を開
き、回収用スイッチＳ₂を閉じると、図２の電流Ｉ₁の波
形に示すように、コイルＬ₁、コンデンサＣ₃、回収用ス
イッチＳ₂を通って、第１の共振電流がパネル静電容量
Ｃ₂を充電する。コンデンサの電圧が｜ＶＳ｜／２より
小さいため、コイルＬ₁の両端の電圧は時刻Ｔ₁において
は、｜ＶＳ｜／２よりも大きい。このため、第１の共振
電流がほぼ収束する時刻Ｔ₂において、端子ＴＰ₁の電圧
は、−ＶＳよりも低くなる。

【０１０１】時刻Ｔ₂において、端子ＴＰ₁の電圧が電源
電圧を与える端子ＴＰ₃の電圧（−ＶＳ）よりも低くな
ると、ダイオードＤ₄が導通する。

【０１０２】これにより、端子ＴＰ₁の電圧が維持パル
スの電圧（−ＶＳ）にクランプされる。これと同時に、
クランプ用スイッチＳ₄を閉じる。この状態で、コイル
Ｌ₁、コンデンサＣ₃、回収用スイッチＳ₂、ダイオード
Ｄ₄またはクランプ用スイッチＳ₄の閉回路を第２の共振
電流が流れ始める。

【０１０３】共振の周期をＴ、コイルのインダクタンス
値をＬ、コンデンサの静電容量値をＣとすると、Ｔ＝２π（ＬＣ）^1/2 である。

【０１０４】（Ｃ₃の容量値）＞＞（Ｃ₂の容量値）であ
るため、第２の共振電流はパネルの充電電流と比較して
ゆっくりと流れる。

【０１０５】この第２の共振電流は時刻Ｔ₃で反転す
る。回収用スイッチＳ₂は時刻Ｔ₃までは必ずオンとして
おき、時刻Ｔ₃から時刻Ｔ₄までの間にオフすればよい。
このようにすると、第２の共振電流は時刻Ｔ₄まで流れ
続けて収束する。

【０１０６】時刻Ｔ₃からＴ₄までの間、電流Ｉ₂はダイ
オードＤ₂を流れていればよいので、回収用スイッチＳ₂
は、その両端の電圧がダイオードの電圧降下分だけの電
圧で電流を零とできる。したがって、非常に損失の少な
い状態でオフすることができる。

【０１０７】つぎに、端子ＴＰ₁の電圧を零に戻す。時
刻Ｔ₅にてクランプ用スイッチＳ₄を開き、回収用スイッ
チＳ₁を閉じると、コイルＬ₁、コンデンサＣ₃、回収用
スイッチＳ₁を通って第３の共振電流がパネル静電容量
Ｃ₂を放電する。コンデンサの電圧が｜ＶＳ｜／２より
小さいため、コイルＬ₁の両端の電圧は時刻Ｔ₅において
は、｜ＶＳ｜／２よりも大きい。このため、第３の共振
電流がほぼ収束する時刻Ｔ₆において端子ＴＰ₁の電圧は
零電圧よりも高くなる。

【０１０８】時刻Ｔ₆において、端子ＴＰ₁の電圧が零電
圧より高くなると、ダイオードＤ₃が導通する。これに
より、端子ＴＰ₁の電圧が零電圧にクランプされる。こ
れと同時にクランプ用のスイッチＳ₃を閉じる。この状
態で、コイルＬ₁、コンデンサＣ₃、回収用スイッチ
Ｓ₁、ダイオードＤ₃またはクランプ用スイッチＳ₃の閉
回路を第４の共振電流が流れ始める。

【０１０９】この第４の共振電流は時刻Ｔ₇で反転す
る。、回収用スイッチＳ₁は、時刻Ｔ₇までは必ずオンと
しておき、時刻Ｔ₇から時刻Ｔ₈までの間にオフする。こ
れにより、第４の共振電流は時刻Ｔ₆まで流れ続けて収
束する。時刻Ｔ₇からＴ₈までの間、電流Ｉ₃はダイオー
ドＤ₁を流れていればよいので、回収用スイッチＳ₁はそ
の両端の電圧がダイオードの電圧降下分だけの電圧で電
流を零とできる。したがって、非常に損失の少ない状態
でオフすることができる。

【０１１０】電力回収用のコンデンサＣ₃の静電容量値
は、パネル静電容量Ｃ₂の値より２倍以上、望ましくは
３倍以上とする。コンデンサＣ₃の静電容量値がパネル
静電容量Ｃ₂の値より小さいと、共振時にパネル側に十
分電圧がかからず、たとえば時刻Ｔ₂において端子ＴＰ₁
の電圧が、−ＶＳまで下がりきらなくなる。

【０１１１】また、電力回収用のコンデンサＣ₃の静電
容量値は、パネル静電容量Ｃ₂の値より３０倍以下、望
ましくは１５倍以下とする。コンデンサＣ₃の静電容量
値がパネル静電容量Ｃ₂の値より極端に大きいと、第２
または第４の共振電流のピーク値が大きくなり、電力ロ
スが増大する。このピーク電流の値のいくつかの比較を
表１に示す。

【０１１２】

【表１】

【０１１３】電力を回収しているパルスの立ち下がりま
たは立ち上がり期間において毎回コンデンサＣ₃に蓄え
られる電力エネルギーは、（コンデンサＣ₃の静電容量値とパネル静電容量Ｃ₂の静
電容量値の直列合成容量に蓄えられるパルスのエネルギ
ー）×（パネル静電容量Ｃ₂の静電容量値）／（コンデ
ンサＣ₃の静電容量値）に比例する。

【０１１４】したがって、コンデンサＣ₃の値を大きく
すると、パルスの立ち下がりまたは立ち上がり期間にお
いて、毎回コンデンサＣ₃に蓄えられる電力エネルギー
は小さくなる。

【０１１５】パルスを発生していない状態におけるコン
デンサＣ₃の端子間電圧値ＶＲは、電力を回収している
パルスの立ち下がりまたは立ち上がり期間において、毎
回コンデンサＣ₃に蓄えられる電力エネルギーと、本実
施例の電力回収回路内での抵抗分による電力損失が平衡
する状態で決定される。

【０１１６】このコンデンサＣ₃の電圧値ＶＲがＶＳ／
２以下となるように調整しないと、パルスの立ち下がり
終了時点において、端子ＴＰ₁の電圧が維持パルス電圧
（−ＶＳ）まで下がらず、クランプ用のスイッチＳ₄を
通してラッシュ電流が流れてしまう。

【０１１７】また、この電圧値ＶＲがＶＳ／２以下とな
るように調整しないと、パルスの立ち上がり終了時点に
おいて端子ＴＰ₁の電圧が接地電圧まで上がらず、クラ
ンプ用のスイッチＳ₃を通してラッシュ電流が流れてし
まう。

【０１１８】具体的な値を用いて動作時間などを求めて
みる。例えばパネルの静電容量Ｃ₂の値は１０ｎＦ、コ
ンデンサＣ₃の静電容量値は１００ｎＦ、コイルＬ₁のイ
ンダクタンス値は１マイクロヘンリーとする。従って、
静電容量Ｃ₂とコンデンサＣ₃の直列合成容量は９．０９
ｎＦである。

【０１１９】このとき、パルスの立ち下がり時間（時刻
Ｔ₁からＴ₂までの時間）をＴＲ₁とすると、時間ＴＲ₁は
第１の共振周期の１／２であるから、ＴＲ₁＝π（Ｌ₁×（Ｃ₂とＣ₃の直列合成容量））^1/2 ＝０．３０マイクロ秒である。

【０１２０】時刻Ｔ₂からＴ₃までの時間は、この時間Ｔ
Ｒ₁より一桁小さい値なので、ほとんど無視できる。

【０１２１】一方、時刻Ｔ₃からＴ₄までの時間をＴＲ₂
とする。時間ＴＲ₂は、第２の共振周期の１／２である
ことから、ＴＲ₂＝π（Ｌ₁×Ｃ₃）^1/2 ＝１．００マイクロ秒である。パルスの立ち上がりでの時間も同様である。

【０１２２】また、このときのピーク電流をみてみる。
第１の共振のピーク電流は、パネル静電容量Ｃ₂に充電
する電気量をＱ₁とし、維持パルス電圧ＶＳ＝２００Ｖ
とすると、Ｑ₁＝Ｃ₂×ＶＳ＝２マイクロクーロンであ
る。これが０．３マイクロ秒の間にほぼ正弦波状に流れ
るので、ピーク電流は９．４アンペアとなる。

【０１２３】一方、第２の共振のピーク電流は、コンデ
ンサＣ₃に充電する電気量をＱ₂とし、維持パルス電圧Ｖ
Ｓ＝２００Ｖとすると、Ｑ₂≒Ｃ₃×（ＶＳ／２）＝１０
マイクロクーロンである。これが１マイクロ秒の間にほ
ぼ正弦波状に流れるので、ピーク電流は１４．１アンペ
アとなる。

【０１２４】以上の説明から明らかなとおり、本実施例
によれば、上記第１の従来技術に比べて高速のパルス発
生動作に対応できる。しかも、電力回収用のスイッチＳ
₁やＳ₂のオフを、ほとんど零電圧の状態で行え、さら
に、この状態においては電流はスイッチに並列のダイオ
ードＤ₁やＤ₂に側流されるので、電力回収用のスイッチ
Ｓ₁やＳ₂のオフ時の電力ロスがほどんどない特徴があ
る。

【０１２５】また、定常的にパルスを発生している状態
では、パルスの立ち下がり終了時点において、電力回収
回路によって端子ＴＰ₁の電圧は維持パルス電圧（−Ｖ
Ｓ）まで完全に立ち下がるので、クランプ用のスイッチ
Ｓ₄にラッシュ電流が流れることがない。

【０１２６】また、定常的にパルスを発生している状態
では、パルスの立ち上がり終了時点においては、電力回
収回路によって端子ＴＰ₁の電圧は零電圧まで、完全に
立ち上がるので、クランプ用のスイッチＳ₃にラッシュ
電流が流れることがない。したがってラッシュ電流によ
るクランプ用のスイッチＳ₃やＳ₄の電力ロスを非常に小
さくできるとともにノイズの発生を完全に防止できる。

【０１２７】図３は、第１の実施例のより具体的な回路
構成の一例を示した図である。図３と、図１に示した基
本回路図と比較するとわかるように、スイッチＳ₁、Ｓ₃
がＰチャンネルＦＥＴであるＱ₁、Ｑ₃により実現され、
スイッチＳ₂、Ｓ₄がＮチャンネルＦＥＴであるＱ₂、Ｑ₄
で実現される。

【０１２８】Ｑ₁、Ｑ₃をＰチャンネルＦＥＴとしている
のは、電圧変動のない接地電圧をＦＥＴ、Ｑ₁、Ｑ₃のゲ
ート駆動の基準電圧とできるからであり、Ｑ₂、Ｑ₄をＮ
チャンネルＦＥＴとしているのは、電圧変動のない端子
ＴＰ₃の電圧である維持パルス電源の電圧をＦＥＴ、
Ｑ₂、Ｑ₄のゲート駆動の基準電圧とできるからである。

【０１２９】ＦＥＴのゲートの駆動を絶縁型のパルスト
ランスなどにより行う場合は、スイッチＳ₁〜Ｓ₄の全て
をＮチャンネルＦＥＴで構成しても良い。また、ＦＥＴ
に限らずＦＥＴのかわりにバイポーラトランジスタを用
いたりしても良いことはいうまでもない。

【０１３０】［実施例２］図４は、本発明の第２の実施
例の基本回路構成を示す図である。この実施例は、第１
の実施例に対して、ツェナダイオードＺＤ₁、ＺＤ₂が追
加されている。

【０１３１】これは、コンデンサＣ₃の両端の電圧が、
ＶＳ／２以上に上昇して、パルスの立ち下がりにおいて
パネル静電容量Ｃ₂の電圧が維持パルス電圧（−ＶＳ）
まで十分立ち下がりきらなくなることを防止する。

【０１３２】または、パルスの立ち上がりにおいてパネ
ル静電容量Ｃ₂の電圧が接地電圧まで十分に立ち上がり
きらなくなることを防止することに有効である。

【０１３３】したがって、ツェナダイオードＺＤ₁、Ｚ
Ｄ₂のツェナ動作電圧値は、ＶＳ／２以下に設定する。
望ましくは、（ＶＳ／２）の７／１０から９／１０の範
囲に設定する。

【０１３４】［実施例３］図５は、本発明の第３の実施
例の基本回路構成を示す図である。この実施例では、第
１の実施例のコイルＬ₁を分割し、コイルＬ₂とコイルＬ
₃に降り分けている。このような構成とすることによ
り、図２の第２の共振電流や第４の共振電流の流れる期
間を短くすることができる。

【０１３５】［実施例４］図６は、本発明の第４の実施
例の基本回路構成を示す図である。この実施例では、ダ
イオードＤ₁、Ｄ₂にそれぞれ直列に抵抗Ｒ₁、Ｒ₂を挿入
している。このようにすることで、第２の共振電流や、
第４の共振電流が流れる期間における回路損失をより一
定化し、安定した回路損を発生させることで、パルス電
圧を発生していない期間（図２の時刻Ｔ₀からＴ₁、およ
びＴ₈以降）におけるコンデンサＣ₃の両端の電圧ＶＲを
特に安定化できる利点がある。

【０１３６】

【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明の
電力回収型の駆動回路を用いることにより、高速で高効
率な動作が可能であり、しかも電圧をクランプするスイ
ッチが動作した時点において、ラッシュ電流が流れず、
このためこのラッシュ電流に起因するノイズや電力ロス
のない、表示パネルなどの容量性負荷にパルスを印加す
る電力回収型の駆動装置を実現することができる。

【０１３７】従って、本発明の電力回収型の駆動回路を
用いることにより、電力の使用効率を向上し、回路で発
生するノイズを抑え、また回路の信頼性を向上できるの
で工業上非常に有用である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の容量性負荷の駆動装置の第１の実施例
の基本回路構成を示す図である。

【図２】図１に示した容量性負荷の駆動装置の動作と波
形を示す図である。

【図３】図１に示した容量性負荷の駆動装置の具体的な
回路図である。

【図４】本発明の容量性負荷の駆動装置の第２の実施例
の基本回路構成を示す図である。

【図５】本発明の容量性負荷の駆動装置の第３の実施例
の基本回路構成を示す図である。

【図６】本発明の容量性負荷の駆動装置の第４の実施例
の基本回路構成を示す図である。

【図７】本発明の適用対象である公知のＡＣメモリー・
面放電型プラズマディスプレイパネルの構造を示す図で
（ａ）は平面図、（ｂ）はｘ−ｘ′断面図である。

【図８】図７に示したＡＣメモリー・面放電型プラズマ
ディスプレイパネルの電極配置図である。

【図９】サブフィールド法による駆動シーケンスの説明
図である。

【図１０】ＡＣメモリー・面放電型プラズマディスプレ
イパネルの駆動波形の一例を示す図である。

【図１１】ＡＣメモリー・面放電型プラズマディスプレ
イパネルの駆動回路のブロック図である。

【図１２】維持パルスを発生するための従来の電力回収
回路付きの維持パルス発生回路の基本構成図である。

【図１３】図１２の動作説明のためのタイミングを示し
た図である。

【図１４】ＡＣメモリー・面放電型プラズマディスプレ
イパネルの駆動回路の第２の従来技術を示す図である。

【図１５】図１４の動作説明のためのタイミングを示し
た図である。

【図１６】ＡＣメモリー・面放電型プラズマディスプレ
イパネルの駆動回路の第３の従来技術のブロック図であ
る。

【図１７】維持パルスを発生するための従来の電力回収
回路付きの維持パルス発生回路の第３の従来技術の基本
構成図である。

【図１８】図１７の動作説明のためのタイミングを示し
た図である。

【符号の説明】

１０プラズマディスプレイパネル１１第１絶縁基板１２第２絶縁基板１３ａ、ＣＣ₁、ＣＣ₂、…、ＣＣ_m 維持電極１３ｂ、ＳＳ₁、ＳＳ₂、…、ＳＳ_m 走査電極１３ｃ金属電極１４、ＤＤ₁、ＤＤ₂、…、ＤＤ_n-1、ＤＤ_n 列電極１５放電ガス空間１６隔壁１７蛍光体１８ａ、１８ｂ絶縁層１９保護層２０画素２１シール部３１、３２維持パルス３３走査パルス３４データパルス３５消去パルス３６予備放電パルス３７予備放電消去パルス４１画素群４２予備放電パルス発生回路４３維持側維持パルス発生回路４４消去パルスなどの発生回路４５走査パルス発生回路４６走査側維持パルス発生回路４７混合回路４８維持パルス発生回路Ｃ₁、Ｃ₃、Ｃ₁₀、Ｃ₁₀₀ コンデンサＣ₁₀₁ 外部静電容量Ｃ₂、Ｃ₁₀₂ プラズマディスプレイパネルの静電容量Ｄ₁〜Ｄ₄、Ｄ₁₁〜Ｄ₁₄、Ｄ₁₀₀〜Ｄ₁₀₃、Ｄ₂₅、Ｄ₂₆ ダ
イオードＬ₁、Ｌ₂、Ｌ₃、Ｌ₂₁、Ｌ₁₀₀ コイルＱ₁、Ｑ₃ ＰチャンネルＦＥＴＱ₂、Ｑ₄ ＮチャンネルＦＥＴＲ₁、Ｒ₂ 抵抗Ｓ₁〜Ｓ₄、Ｓ₁₀₀〜Ｓ₁₀₃、Ｓ₁₁〜Ｓ₁₄、Ｓ₂₁〜Ｓ₂₄ ス
イッチＳＦ１〜ＳＦ６サブフィールドＴＰ₁、ＴＰ₂、ＴＰ₃、ＴＰ₄、ＴＰ₂₁、ＴＰ₂₂ 端子ＺＤ₁、ＺＤ₂ ツェナダイオード

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】容量性負荷にパルスを供給する駆動装置に
おいて、前記容量性負荷の第１の電極には、直列接続したコイル
とコンデンサの一端と、直流電源の高電圧側端子に接続
する第１のクランプ用スイッチと、前記直流電源の低電
圧側端子に接続する第２のクランプ用スイッチと、を接
続し、直列接続した前記コイルと前記コンデンサの他端には、
前記直流電源の高電圧側端子に接続する第１の回収用ス
イッチと、前記直流電源の低電圧側端子に接続する第２
の回収用スイッチと、を接続し、前記各スイッチにはそれぞれダイオードを並列接続し、
前記各ダイオードは、前記直流電源の高電圧側に近い端
子側をカソードとする、ことを特徴とする容量性負荷の
駆動装置。
【請求項２】請求項１に記載の容量性負荷の駆動装置に
おいて、（ａ）前記容量性負荷の第１の電極の電圧を前
記直流電源の高電圧端子側の電圧に固定するために、前
記直流電源の高電圧側端子に接続する前記第１のクラン
プ用スイッチ（Ｓ３）のみを閉じる第１のステップ、
（ｂ）前記容量性負荷の第１の電極の電圧を、前記直流
電源の高電圧端子側の電圧から、前記直流電源の低電圧
端子側の電圧にたち下げるために、前記第１、第２のク
ランプ用スイッチ（Ｓ３、Ｓ４）を開き、前記直流電源
の低電圧側に接続した前記第２の回収用スイッチ（Ｓ
２）を閉じ、第１の共振電流を流す第２のステップ、
（ｃ）前記容量性負荷の第１の電極の電圧を前記直流電
源の低電圧端子側の電圧に固定するために、前記直流電
源の低電圧側端子に接続する前記第２のクランプ用スイ
ッチ（Ｓ４）を閉じる第３のステップ、（ｄ）前記コイ
ル（Ｌ１）を流れる第１の共振電流の電流方向が反転
し、第２の共振電流がこの反転した方向に流れている期
間に、前記直流電源の低電圧側に接続した前記第２の回
収用スイッチ（Ｓ２）を開く第４のステップ、（ｅ）前
記容量性負荷の第１の電極の電圧を前記直流電源の低電
圧端子側の電圧に固定するために、前記直流電源の低電
圧側端子に接続する前記第２のクランプ用スイッチ（Ｓ
４）のみを閉じる第５のステップ、（ｆ）前記容量性負
荷の第１の電極の電圧を前記直流電源の低電圧端子側の
電圧から、前記直流電源の高電圧端子側の電圧にたち上
げるために、前記第１、第２のクランプ用スイッチ（Ｓ
３、Ｓ４）を全て開き、前記直流電源の高電圧側に接続
した前記第１の回収用スイッチ（Ｓ１）を閉じ第３の共
振電流を流す第６のステップ、（ｇ）前記容量性負荷の
第１の電極の電圧を前記直流電源の高電圧端子側の電圧
に固定するために、前記直流電源の高電圧側端子に接続
する前記第１のクランプ用スイッチ（Ｓ３）を閉じる第
７のステップ、及び、（ｈ）前記コイル（Ｌ１）を流れ
る第３の共振電流の電流方向が反転し第４の共振電流
が、この反転した方向に流れている期間に、前記直流電
源の高電圧側に接続した前記第１の回収用スイッチ（Ｓ
１）を開く第８のステップ、の８段階の上記ステップを繰り返すことにより、容量性
負荷の無効電力を回収しながら容量性負荷にパルスを供
給することを特徴とする容量性負荷の駆動装置。
【請求項３】前記コイル（Ｌ１）と直列接続された前記
コンデンサ（Ｃ３）と並列に、直列に逆接続されたツェ
ナ電圧の等しい２個のツェナダイオードを接続したこと
を特徴とする請求項１または２に記載の容量性負荷の駆
動装置。
【請求項４】前記第１、第２の回収用スイッチに並列接
続されるダイオードは、直列抵抗が挿入されることを特
徴とする請求項１から３のいずれか一に記載の容量性負
荷の駆動装置。
【請求項５】容量性負荷にパルスを供給する駆動装置に
おいて、前記容量性負荷の第１の電極には、直列接続した第１の
コイル（Ｌ２）とコンデンサ（Ｃ３）の一端と、直流電
源の高電圧側端子に接続する第１のクランプ用スイッチ
（Ｓ３）と、直流電源の低電圧側端子に接続する第２の
クランプ用スイッチ（Ｓ４）と、を接続し、前記各クラ
ンプ用スイッチにはダイオードを並列接続し、直列接続した前記第１のコイル（Ｌ２）と前記コンデン
サ（Ｃ３）の他端には前記直流電源の高電圧側端子に接
続するダイオードと、前記直流電源の低電圧側端子に接
続するダイオードと、第２のコイル（Ｌ３）の一端を接
続し、前記第２のコイル（Ｌ３）の他端には、前記直流電源の
高電圧側端子に接続する第１の回収用スイッチ（Ｓ１）
と、前記直流電源の低電圧側端子に接続する第２の回収
用スイッチ（Ｓ２）と、を接続し、前記各ダイオードは、前記直流電源の高電圧側に近い端
子側をカソードとすることを特徴とする容量性負荷の駆
動装置。
【請求項６】請求項５に記載の容量性負荷の駆動装置に
おいて、（ａ）前記容量性負荷の第１の電極の電圧を前
記直流電源の高電圧端子側の電圧に固定するために、前
記直流電源の高電圧側端子に接続する前記第１のクラン
プ用スイッチ（Ｓ３）のみを閉じる第１のステップ、
（ｂ）前記容量性負荷の第１の電極の電圧を前記直流電
源の高電圧端子側の電圧から、前記直流電源の低電圧端
子側の電圧に立ち下げるために、クランプ用スイッチを
全て開き、直流電源の低電圧側に接続した前記第２の回
収用スイッチ（Ｓ２）を閉じ第１の共振電流を流す第２
のステップ、（ｃ）前記容量性負荷の第１の電極の電圧
を前記直流電源の低電圧端子側の電圧に固定するために
前記直流電源の低電圧側端子に接続する前記第２のクラ
ンプ用スイッチ（Ｓ４）を閉じる第３のステップ、
（ｄ）前記第１のコイル（Ｌ２）を流れる第１の共振電
流の電流方向が反転し第２の共振電流がこの反転した方
向に流れている期間に前記直流電源の低電圧側に接続し
た前記第２の回収用スイッチ（Ｓ２）を開く第４のステ
ップ、（ｅ）前記容量性負荷の第１の電極の電圧を前記
直流電源の低電圧端子側の電圧に固定するために前記直
流電源の低電圧側端子に接続する前記第２のクランプ用
スイッチ（Ｓ４）のみを閉じる第５のステップ、（ｆ）
前記容量性負荷の第１の電極の電圧を前記直流電源の低
電圧端子側の電圧から、前記直流電源の高電圧端子側の
電圧に立ち上げるために、クランプ用スイッチを全て開
き、直流電源の高電圧側に接続した前記第１の回収用ス
イッチ（Ｓ１）を閉じ第３の共振電流を流す第６のステ
ップ、（ｇ）前記容量性負荷の第１の電極の電圧を前記
直流電源の高電圧端子側の電圧に固定するために前記直
流電源の高電圧側端子に接続する前記第１のクランプ用
スイッチ（Ｓ３）を閉じる第７のステップ、及び、
（ｈ）前記第１のコイル（Ｌ２）を流れる第３の共振電
流の電流方向が反転し第４の共振電流がこの反転した方
向に流れている期間に前記直流電源の高電圧側に接続し
た前記第１の回収用スイッチ（Ｓ１）を開く第８のステ
ップ、の８段階のステップを繰り返すことにより、容量性負荷
の無効電力を回収しながら容量性負荷にパルスを供給す
ることを特徴とする容量性負荷の駆動装置。
【請求項７】請求項１から６のいずれか一に記載の駆動
装置に於いて、前記クランプ用スイッチと前記回収用スイッチが電界効
果トランジスタ（ＦＥＴ）、またはバイポーラトランジ
スタである、ことを特徴とする容量性負荷の駆動装置。
【請求項８】前記容量性負荷がプラズマディスプレイパ
ネルあるいはエレクトロルミネセントパネルである、こ
とを特徴とする請求項１から７のいずれか一に記載の容
量性負荷の駆動装置。
【請求項９】前記コンデンサ（Ｃ３）の静電容量の値
が、前記容量性負荷の静電容量の値の略２倍以上、３０
倍以下であることを特徴とする請求項１から８のいずれ
か一に記載の容量性負荷の駆動装置。