PDP显示器电源管理架构分析
发布时间:2008/5/29 0:00:00 访问次数:344
| pdp的显示原理、pdp为何较耗电？ 在此以逐步的方式来说明pdp的显示原理，相信各位都看过打雷吧？雷电直接从云层落到地面，所经过的路径是空气，要让原本不适合导电的空气成为电流流经的导体路径，自然要有很高的电压作为引力，此即是所谓的电弧放电。 在日常生活中有许多应用即是电弧放电的应用，例如防身用的电击棒，以及照明用的日光灯管（也称萤光灯），灯管的左右端各是一个电极，管内注入水银蒸汽（或称汞蒸气、水银气体），并在灯管内壁涂佈萤光物质，之后将灯管密封（以防蒸汽外洩），一旦电极两端通上电压，就会迫使管内的水银蒸汽成为两端的导电体、导电路径（电浆状态），形成小型化的电弧放电，放电的结果会产生紫外光（uv），紫外光照射至管壁内的萤光物质，便会向管外呈现出可见的照明光。 事实上霓虹灯的作法也与此相同，只是向外发散的可见光不是白光，而是各种不同的颜色，每个光管发出一种颜色，不同颜色使用不同的萤光物质。 瞭解日光灯的道理后就能轻易地理解pdp的显示原理，pdp其实就是将日光灯管的尺寸缩小，从长条圆管缩成极微小的立方晶格（cell，或称放电室），但运作方式维持不变，然后在三个紧邻的晶格内涂佈不同的颜色的萤光质，分别可展现红绿蓝的三原色，如此就形成一个可全彩呈现的基本显示像素pixel），之后再将像素进行长宽排列的扩增，组构成1280×720、1920×1080等矩阵组态，如此就成为一套pdp的显示系统。 另外，在pdp中迫使放电的不一定非要用水银蒸汽，也可以使用由氖（ne）氙（xe）相混或氦（he）氙（xe）相混的惰性气体。 更简单说，pdp即是由成千上万的微小霓虹灯所组成，然其显示原理仍旧是倚赖电弧放电，放电必须要有较高的电极电压（如同打雷），这也是pdp较耗电的一大主因。 不过，上述仅是容易理解的譬喻，但更正确、具体的技术细节还包括dc（直流）型放电或ac（交流）型放电，不同的方式使用的电极配置方式也不同，然而由于dc型的电路系统设计过于复杂，今日的销售量产型pdp几乎都採行ac型，使用x、y、z三组电极来操控放电，x、y电极负责扫描驱动，y、z电极则负责定址驱动，其中y电极同时肩负两种工作。 pdp电源管理方案 关于pdp的电源管理，可自两层面来谈： (1)省电性：面对lcd的挑战，pdp必须让运作用电更精省； (2)低廉性：以每吋成本而言pdp仍属偏贵，如何让整体系统进一步降价也是现有pdp研发的一大课题，其中精省系统电路成本也相当令人重视。 先就省电性来说，pdp的耗电与放电电压息息相关，然而为了达到能放电的能态也必然要使用较高的电压，即约160v～180v以上的电位，而且必须週期性地让电位交替（ac型pdp），即此时x电极为160v，y电极为0v，彼时变成x电极为0v，y电极为160v。 为了降低pdp的用电，fujitsu-hitachi（富士通日立，富士通也是pdp的发创业者）提出了teres（technology of reciprocal sustainer）技术，将x、y电极的电位交替由「0v：160v、160v：0v」改成「+80v：-80v、-80v：+80v」的方式，同时为弥补驱动电压的改变而将交替频率提升一倍。 如此，将电压准位降至过往的一半可使耗电降至过往的1/4，但频率增加一倍则又使耗电增加一倍，如此仍可让整体用电降至过去的1/2。 其次是低廉性，pdp的电路系统成本高于lcd，如今lcd也开始往高吋数领域发展，迫使pdp须比过去更积极降低电路复杂度及成本。而为何pdp的电路系统较贵？原因有以下几点： (1)放电需要高位能，也因此须使用较能耐高压的功率型mosfet开关，导致开关元件较贵； (2)须准备较多种运作电压准位，使电路复杂度提升，进而增加成本； (3)mosfet开关在高压下的导通内阻也会增加，为了让驱动效率提升，以及让放电更加安定，因此一个效用开关多半用数个mosfet进行并联来实现，如此就增加mosfet的用量，使成本增加； (4)高压、高流所连带而来的就是高热，因此需要更讲究散热方面的设计，使成本增加； (5)高压一旦有闪失，其所造成的电路系统伤害也会较大，所以有时也使用光耦合器来作为隔离性开关，使伤害不至于有更大扩散，此安全设计也要增加成本。 关于上述种种，其实在teres技术中也多半获得解决，由于电压从160v降至80v，所以mosfet的耐压要求可以降低，如此可选用较低廉的mosfet，电压降低后开关的内阻减少，也就不再需要用并联开关的设计来提升驱动效率、增加放电安定性，减少功率型mosfet的数目也可降低成本，同时由于teres已使整体用电减半，使得散热设计的心力、成本也得以放宽。 至于第二项，电压准位类型过多、电路过于复杂，多是指pdp的y极电路，y极以分时多工方式饰演两角，此时y极要与x极一同执行放电驱动，彼时y极又要与z极一同执行扫描驱动（显示画面的资料刷新、更新），在放电时y极需要使用-
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