AC-PDP新型驱动电路的设计与实现
发布时间:2008/6/3 0:00:00 访问次数:409
芦毅,梁志虎,刘纯亮
摘 要:本文针对现有ac-pdp驱动电路产生波形不够灵活的缺点,基于隔离变压器耦合的思想,采用模块化、层次式的设计方法,设计并实现了一种新型的驱动电路。经理论分析、计算机模拟和实际测试,此电路能够实现控制信号的传递,产生正确的输出,并能够产生宽脉冲、窄脉冲、斜波、负压等信号。
关键词:交流等离子体显示器; 驱动波形发生电路; 隔离变压器耦合
1 引 言
交流等离子体显示器 (以下简称ac pdp)由于尺寸大、重量轻、厚度薄、视角宽等优点,在大屏幕壁挂电视和多媒体显示方面具有广阔的应用前景,近年来发展十分迅速。ac-pdp是利用气体放电产生紫外线激发荧光粉发光。为了实现图像的正常显示,需要各种高压脉冲序列波形。现有的驱动电路根据特定的驱动波形来设计的,不能随意改变驱动波形。本文针对现有ac-pdp驱动电路产生波形不够灵活的缺点,基于隔离变压器耦合的思想,采用模块化,层次式的设计方法,提出并实现了一种新型的ac-pdp驱动电路。经理论分析、计算机模拟和实测,此电路能够实现控制信号的传递,产生正确的输出。并且,据其设计原理,此电路能够产生宽脉冲、窄脉冲、斜波、负压等多种驱动波形。利用其,可对ac-pdp的驱动波形进行实验和优化。
2 新型驱动电路的设计思想及其计算机仿真
该驱动电路主要利用隔离变压器耦合的思想,将控制信号通过电感线圈从原边耦合到副边,控制高压mos开关的导通与否,从而控制高压波形的产生。
隔离变压器的耦合原理如图1所示。图2示出图1的仿真波形。
图1 隔离变压器耦合原理图
在图1中,v为高压,vc是0v和15v的控制信号,tx是变比为1:1的线圈,它将控制信号从原边耦合到副边,mos管m1控制电压传递,mos管m2控制高压通断。图2中波形从上至下分别为tx原边信号,tx副边信号,输出信号(对应于图1中的out),vc控制信号。
可见,通过图1的电路能够实现vc对输出out的控制。
图2 隔离变压器耦合电路的仿真波形图
3 新型驱动电路的具体实现
新型驱动电路采用模块化、层次式的设计方法,其顶层框图如图3所示。
图3 驱动电路顶层框图
图3中,sig[0..7]为外部送入的8路控制信号。在控制信号的作用下,此驱动电路能够产生5种电平的高压信号,5个模块的高压输出共同连接到out端,该端与pdp显示屏的电极相连。对控制信号进行合理的控制,能够保证同一时刻out端只能有一路电压输出。
设定此5个电压中的最高电压为vmax,最低电压为vmin,介于此二者之间的电压为vmid1、vmid2、vmid3。对于此三种电压,由于不知在此电压输出之前out端的电压与要输出的电压之间的大小关系,故采用上拉下顶的箝位技术,将out端电位箝位到要输出的电压,故vmid1、vmid2、vmid3模块需要两个控制信号。而vmax是最高电压,vmin是最低电压,它们与out端电压的关系分别已确定,故无需采用箝位技术,只需一个控制信号。
图4示出vmid1电压产生模块的内部电路原理图。
图4 vmid1电压产生模块内部电路原理图
该驱动电路采用电压转换芯片ir2110s,将5v的逻辑电压转换为15v的高压开关管控制电压。mh1和ml1采用高速nmos开关管irfz44n实现传输控制,mh2和ml2采用高耐压noms开关管irf840实现高压输出控制。
输入信号sig1控制ir2110s的上通道输出hout。在rh1、ch1和txh的共同作用下,hout信号传输到txh的原边,进一步耦合到txh的副边,并利用nmos管mh1和二极管dh1进行传输控制。当控制信号为高,mh2导通,高压v1由其漏极传输到其源极并输出。下通道工作原理基本相同,高压v1由其源极传输到其漏极并输出。上下通道配合将out端输出电压箝位到vmid1。
4 新型驱动电路的实测波形
图5示出实测的控制信号波形。对照图1,通道
芦毅,梁志虎,刘纯亮
摘 要:本文针对现有ac-pdp驱动电路产生波形不够灵活的缺点,基于隔离变压器耦合的思想,采用模块化、层次式的设计方法,设计并实现了一种新型的驱动电路。经理论分析、计算机模拟和实际测试,此电路能够实现控制信号的传递,产生正确的输出,并能够产生宽脉冲、窄脉冲、斜波、负压等信号。
关键词:交流等离子体显示器; 驱动波形发生电路; 隔离变压器耦合
1 引 言
交流等离子体显示器 (以下简称ac pdp)由于尺寸大、重量轻、厚度薄、视角宽等优点,在大屏幕壁挂电视和多媒体显示方面具有广阔的应用前景,近年来发展十分迅速。ac-pdp是利用气体放电产生紫外线激发荧光粉发光。为了实现图像的正常显示,需要各种高压脉冲序列波形。现有的驱动电路根据特定的驱动波形来设计的,不能随意改变驱动波形。本文针对现有ac-pdp驱动电路产生波形不够灵活的缺点,基于隔离变压器耦合的思想,采用模块化,层次式的设计方法,提出并实现了一种新型的ac-pdp驱动电路。经理论分析、计算机模拟和实测,此电路能够实现控制信号的传递,产生正确的输出。并且,据其设计原理,此电路能够产生宽脉冲、窄脉冲、斜波、负压等多种驱动波形。利用其,可对ac-pdp的驱动波形进行实验和优化。
2 新型驱动电路的设计思想及其计算机仿真
该驱动电路主要利用隔离变压器耦合的思想,将控制信号通过电感线圈从原边耦合到副边,控制高压mos开关的导通与否,从而控制高压波形的产生。
隔离变压器的耦合原理如图1所示。图2示出图1的仿真波形。
图1 隔离变压器耦合原理图
在图1中,v为高压,vc是0v和15v的控制信号,tx是变比为1:1的线圈,它将控制信号从原边耦合到副边,mos管m1控制电压传递,mos管m2控制高压通断。图2中波形从上至下分别为tx原边信号,tx副边信号,输出信号(对应于图1中的out),vc控制信号。
可见,通过图1的电路能够实现vc对输出out的控制。
图2 隔离变压器耦合电路的仿真波形图
3 新型驱动电路的具体实现
新型驱动电路采用模块化、层次式的设计方法,其顶层框图如图3所示。
图3 驱动电路顶层框图
图3中,sig[0..7]为外部送入的8路控制信号。在控制信号的作用下,此驱动电路能够产生5种电平的高压信号,5个模块的高压输出共同连接到out端,该端与pdp显示屏的电极相连。对控制信号进行合理的控制,能够保证同一时刻out端只能有一路电压输出。
设定此5个电压中的最高电压为vmax,最低电压为vmin,介于此二者之间的电压为vmid1、vmid2、vmid3。对于此三种电压,由于不知在此电压输出之前out端的电压与要输出的电压之间的大小关系,故采用上拉下顶的箝位技术,将out端电位箝位到要输出的电压,故vmid1、vmid2、vmid3模块需要两个控制信号。而vmax是最高电压,vmin是最低电压,它们与out端电压的关系分别已确定,故无需采用箝位技术,只需一个控制信号。
图4示出vmid1电压产生模块的内部电路原理图。
图4 vmid1电压产生模块内部电路原理图
该驱动电路采用电压转换芯片ir2110s,将5v的逻辑电压转换为15v的高压开关管控制电压。mh1和ml1采用高速nmos开关管irfz44n实现传输控制,mh2和ml2采用高耐压noms开关管irf840实现高压输出控制。
输入信号sig1控制ir2110s的上通道输出hout。在rh1、ch1和txh的共同作用下,hout信号传输到txh的原边,进一步耦合到txh的副边,并利用nmos管mh1和二极管dh1进行传输控制。当控制信号为高,mh2导通,高压v1由其漏极传输到其源极并输出。下通道工作原理基本相同,高压v1由其源极传输到其漏极并输出。上下通道配合将out端输出电压箝位到vmid1。
4 新型驱动电路的实测波形
图5示出实测的控制信号波形。对照图1,通道
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