容量負荷駆動回路及びその駆動方法
【目的】電源回路の小型化及び安価化を可能にする。
【構成】トランスＴ１の１次巻線Ｌ１１の一端と２次巻線Ｌ１２の一端とが共に容量性負荷Ｃｐの一端に接続され、１次巻線Ｌ１１の他端が、一方ではダイオードＤ１及びスイッチ素子ＳＷ１を介して直流電源配線Ｖｓに接続され、他方ではダイオードＤ２及びスイッチ素子ＳＷ２を介してグランド線Ｖｓに接続され、２次巻線Ｌ１２の他端が、一方ではダイオードＤ３を介して直流電源配線Ｖｓに接続され、他方ではダイオードＤ４を介してグランド線ＧＮＤに接続されているので、電源電圧Ｖｓのみでよい。
【構成】トランスＴ１の１次巻線Ｌ１１の一端と２次巻線Ｌ１２の一端とが共に容量性負荷Ｃｐの一端に接続され、１次巻線Ｌ１１の他端が、一方ではダイオードＤ１及びスイッチ素子ＳＷ１を介して直流電源配線Ｖｓに接続され、他方ではダイオードＤ２及びスイッチ素子ＳＷ２を介してグランド線Ｖｓに接続され、２次巻線Ｌ１２の他端が、一方ではダイオードＤ３を介して直流電源配線Ｖｓに接続され、他方ではダイオードＤ４を介してグランド線ＧＮＤに接続されているので、電源電圧Ｖｓのみでよい。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、プラズマディスプレイパネルやエレクトロルミネッセンスディスプレイパネル等のフラットディスプレイパネルの画素等の容量負荷を充放電させる容量負荷駆動回路及びその駆動方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】図５は、従来の容量負荷駆動回路を示す。例えば、容量性負荷Ｃｐは、交流駆動型プラズマディスプレイパネルの１画素であり、容量負荷駆動回路は、維持放電用駆動回路である。以下、この例の場合について説明する。基本的には、容量性負荷Ｃｐの一端をスイッチ素子ＳＷ３及びＳＷ４を介してそれぞれ直流電源配線Ｖｓ及びグランド線ＧＮＤに接続し、容量性負荷Ｃｐの他端をスイッチ素子ＳＷ７及びＳＷ８を介してそれぞれ直流電源配線Ｖｓ及びグランド線ＧＮＤに接続した構成で、容量性負荷Ｃｐに維持パルスを供給することが可能である。
【０００３】各フィールドの維持放電期間では、次のようなスイッチ制御動作（１）〜（４）が繰り返し行われる。
（１）スイッチ素子ＳＷ４及びＳＷ８が共にオンにされて容量性負荷Ｃｐの蓄積電荷が放電された状態で、スイッチ素子ＳＷ４がオフにされ、スイッチ素子ＳＷ３がオンにされて、容量性負荷Ｃｐに電圧Ｖｓが印加される。
【０００４】（２）スイッチ素子ＳＷ３がオフにされ、スイッチ素子ＳＷ４がオンにされて、容量性負荷Ｃｐの蓄積電荷が放電される。
（３）ＳＷ８がオフにされ、スイッチ素子ＳＷ７がオンにされて、容量性負荷Ｃｐに電圧−Ｖｓが印加される。
（４）スイッチ素子ＳＷ７がオフにされ、ＳＷ８がオンにされて、容量性負荷Ｃｐの蓄積電荷が放電される。
【０００５】しかし、この基本充放電回路のみでは、容量性負荷Ｃｐの充放電のためのみの無効電力が回路の抵抗成分等で無駄に消費される。そこで、この無効電力を回収し再利用するため、電源電圧Ｖｅで動作するコイルＬ１、Ｌ２、ダイオードＤ１、Ｄ２、Ｄ５、Ｄ６、スイッチ素子ＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ５及びＳＷ６からなる充放電回路が付加されている。スイッチ素子ＳＷ１〜ＳＷ８のオン・オフ制御は、後述する本発明の実施例のそれと同一であり、図３に示すように行われる。直流電源配線Ｖｅの電圧は、直流電源配線Ｖｓの約半分であり、不図示の直流電源回路のコンデンサに接続されている。このコンデンサの容量は、容量性負荷Ｃｐよりも充分大きいので、コイルＬ１を介して、このコンデンサに電力を回収し、回収した電力を再利用しても、その電圧の変化は無視できる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかし、直流電源電圧Ｖｓの他に直流電源電圧Ｖｅを必要とするので、電源回路の大型化及び高価化の原因となる。この問題は、表示装置の大型化及び高精細化により著しくなる。本発明の目的は、このような問題点に鑑み、電源回路の小型化及び安価化を可能にする容量負荷駆動回路及びその駆動方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段及びその作用】本発明に係る容量負荷駆動回路を、図１中の対応する構成要素の符号を引用して説明する。第１発明では、容量性負荷Ｃｐを充放電させる容量負荷駆動回路において、第１スイッチ素子ＳＷ１と第１ダイオードＤ１との第１直列結合回路１１と、第２スイッチ素子ＳＷ２と第２ダイオードＤ２との第２直列結合回路１２とを有し、第１直列結合回路１１の電流出力端と第２直列結合回路１２の電流入力端とが共通点に結合され、第１直列結合回路１１の電流入力端及び第２直列結合回路１２の電流出力端がそれぞれ第１直流電源配線Ｖｓ１及び第１直流電源配線Ｖｓ１より電位が低い第２直流電源配線Ｖｇ１に結合された第１充放電回路１と、容量性負荷Ｃｐの一端と該共通点との間に１次巻線Ｌ１１が結合された第１トランスＴ１と、を備え、第１トランスＴ１の２次巻線Ｌ１２に誘起される電流により１次巻線Ｌ１１に流れる電流を制限するように構成している。
【０００８】第１発明では、第１トランスＴ１の２次巻線Ｌ１２に誘起される電流により１次巻線Ｌ１１に流れる電流を制限することで、容量性負荷Ｃｐに蓄えられた無効電力回収のため及び回収した電力を容量性負荷に対し充電することによる再利用のための特別な電圧の直流電源電圧を用いずに他の直流電源電圧を兼用することが可能となるので、電源回路の小型化及び安価化が可能となる。
【０００９】第１発明の第１態様では、第１トランスＴ１は、２次巻線Ｌ１２の一端が１次巻線Ｌ１１に結合されている。結合点は、１次巻線Ｌ１１の一端、他端又は両端の中間点のいずれであってもよい。この第１態様によれば、例えば次の第２態様との組み合わせのように、第１トランスＴ１の２次巻線Ｌ１２に誘起される電流による１次巻線Ｌ１１に流れる電流の制限を簡単な構成で行うことが可能となる。
【００１０】第１発明の第２態様では、第１スイッチ素子ＳＷ１がオンのとき第２直流電源配線Ｖｇ１から２次巻線Ｌ１２の他端へのみ電流が流れるのを許容し第２スイッチ素子ＳＷ２がオンのとき第１直流電源配線Ｖｓ１から２次巻線Ｌ１２の他端へのみ電流が流れるのを許容する第２充放電回路２を備えている。この第２態様によれば、第１トランスＴ１の２次巻線Ｌ１２に誘起される電流による１次巻線Ｌ１１に流れる電流の制限を簡単な構成で行うことができる。
【００１１】第１発明の第３態様では、第２充放電回路２は、アノード及びカソードがそれぞれ２次巻線Ｌ１２の上記他端及び第１直流電源配線Ｖｓ１に結合された第３ダイオードＤ３と、アノード及びカソードがそれぞれ第２直流電源配線Ｖｇ１及び２次巻線Ｌ１２の該他端に結合された第４ダイオードＤ４と、を有する。この第３態様によれば、第２充放電回路２にスイッチ素子を用いずにダイオードＤ３及びＤ４を用いているので、その制御が不要であり、スイッチ制御回路の構成を簡単化することができ、また、スイッチ制御回路を従来と同一構成にすることもでき、これにより、少ない設計変更で第１発明の効果が得られる。
【００１２】第１発明の第４態様では、第１直流電源配線Ｖｓ１と容量性負荷Ｃｐの上記一端との間に結合された第３スイッチ素子ＳＷ３と、第２直流電源配線Ｖｇ１と容量性負荷Ｃｐの該一端との間に結合された第４スイッチ素子ＳＷ４とを有する第３充放電回路３を備えている。この第４態様によれば、第１充放電回路による容量性負荷Ｃｐに対する充電完了後に、回収した電力が不充分で容量性負荷Ｃｐの該一端の電位が第１直流電源配線Ｖｓ１の電位からずれていても、第３スイッチ素子ＳＷ３をオンにすることにより、第１直流電源配線Ｖｓ１の電位に一致させることができ且つその後の容量性負荷Ｃｐの電極間放電等による消費電力を補うことができ、また、電力回収が不充分で容量性負荷Ｃｐの該一端の電位が第２直流電源配線Ｖｇ１の電位からずれていても、第４スイッチ素子ＳＷ３をオンにすることにより、第２直流電源配線Ｖｇ１の電位に一致させることができる。
【００１３】第１発明の第５態様では、第５スイッチ素子ＳＷ５と第５ダイオードＤ５との第３直列結合回路４１と、第６スイッチ素子ＳＷ６と第６ダイオードＤ６との第４直列結合回路４２とを有し、第３直列結合回路４１の電流出力端と第４直列結合回路４２の電流入力端とが共通点に結合され、第３直列結合回路４１の電流入力端及び第４直列結合回路４２の電流出力端がそれぞれ第３直流電源配線Ｖｓ２及び第３直流電源配線Ｖｓ２より電位が低い第４直流電源配線Ｖｇ２に結合された第４充放電回路４と、容量性負荷Ｃｐの他端と該共通点との間に１次巻線Ｌ２１が結合され、２次巻線Ｌ２２の一端が１次巻線Ｌ２１に結合された第２トランスＴ２と、第５スイッチ素子ＳＷ５がオンのとき第４直流電源配線Ｖｇ２から第２トランスＴ２の２次巻線Ｌ２２の他端へのみ電流が流れるのを許容し第６スイッチ素子ＳＷ６がオンのとき第３直流電源配線Ｖｓ２から第２トランスＴ２の２次巻線Ｌ２２の該他端へのみ電流が流れるのを許容する第５充放電回路５と、第３直流電源配線Ｖｓ２と容量性負荷Ｃｐの該他端との間に結合された第７スイッチ素子ＳＷ７と、第４直流電源配線Ｖｇ２と容量性負荷Ｃｐの該他端との間に結合された第８スイッチ素子ＳＷ８とを有する第６充放電回路６と、を備えている。
【００１４】この第５態様によれば、容量性負荷Ｃｐの他端側についても、無効電力回収のため及び回収した電力を容量性負荷に対し充電することによる再利用のための特別な電圧の直流電源電圧を用いずに他の直流電源電圧を兼用することが可能となるので、電源回路の小型化及び安価化が可能となる。第１発明の第６態様では、第５充放電回路５は、アノード及びカソードがそれぞれ第２トランスＴ２の２次巻線Ｌ２２の上記他端及び第３直流電源配線Ｖｓ２に結合された第７ダイオードＤ７と、アノード及びカソードがそれぞれ第４直流電源配線Ｖｇ２及び第２トランスＴ２の２次巻線Ｌ２２の該他端に結合された第８ダイオードＤ８と、を有する。
【００１５】この第６態様では、第５充放電回路５にスイッチ素子を用いずにダイオードＤ７及びＤ８を用いているので、その制御が不要であり、スイッチ制御回路の構成を簡単化することができ、また、スイッチ制御回路を従来と同一構成にすることもでき、これにより、少ない設計変更で第１発明の効果が得られる。第１発明の第７態様では、第３直流電源配線Ｖｓ２が第１直流電源配線Ｖｓ１に等しく、第４直流電源配線Ｖｇ２が第２直流電源配線Ｖｇ１に等しい。
【００１６】この第７態様によれば、構成が簡単になり、電源回路のより小型化及びより安価化が可能となる。第２発明のフラットディスプレイ装置では、フラットディスプレイパネル、例えばプラズマディスプレイパネル又はエレクトロルミネッセンスディスプレイパネルと、該フラットディスプレイパネルの画素を前記容量性負荷Ｃｐとして駆動する上記いずれかの容量負荷駆動回路と、を有する。
【００１７】このフラットディスプレイ装置によれば、上記容量負荷駆動回路の効果がフラットディスプレイ装置の効果として得られる。第３発明のフラットディスプレイパネル駆動方法では、上記フラットディスプレイ装置の容量負荷駆動回路に対し、第１、第３、第５及び第７スイッチ素子ＳＷ１、ＳＷ３、ＳＷ５、ＳＷ７がオフ且つ第２、第４、第６及び第８スイッチ素子ＳＷ２、ＳＷ４、ＳＷ６、ＳＷ８がオンの状態で、第２及び第４スイッチ素子ＳＷ２、ＳＷ４をオフにし、第１スイッチ素子ＳＷ１をオンにし、次に、第３スイッチ素子ＳＷ３をオンにし、次に、第１及び第３スイッチ素子ＳＷ１、ＳＷ３をオフにし、第２スイッチ素子ＳＷ２をオンにし、次に、第４スイッチ素子ＳＷ４をオンにし、次に、第６及び第８スイッチ素子ＳＷ６、ＳＷ８をオフにし、第５スイッチ素子ＳＷ５をオンにし、次に、第７スイッチ素子ＳＷ７をオンにし、次に、第５及び第７スイッチ素子ＳＷ５、ＳＷ７をオフにし、第６スイッチ素子ＳＷ６をオンにし、次に、第８スイッチ素子ＳＷ８をオンにし、以上のオン／オフ制御を繰り返し実行する。
【００１８】このフラットディスプレイパネル駆動方法によれば、従来よりも電源回路の小型化及び安価化が可能となった第２発明のフラットディスプレイ装置についても、従来と同様に、フラットディスプレイパネルの画素に対する無効電力の回収及びその再利用を行うことができる。
【００１９】
【実施例】以下、図面に基づいて本発明の一実施例を説明する。図２は、本発明の一実施例の容量負荷駆動回路を示す。図１と同一又は上位概念に含まれる構成要素には、同一符号を付している。例えば、容量性負荷Ｃｐは、交流駆動型プラズマディスプレイパネルの１画素であり、容量負荷駆動回路は、維持放電用駆動回路である。以下、この例の場合について説明する。
【００２０】この駆動回路は、図１のスイッチ素子ＳＷ１〜ＳＷ８をＭＯＳトランジスタで構成している。スイッチ素子ＳＷ１及びＳＷ５はｐＭＯＳトランジスタであり、他のスイッチ素子ＳＷ２〜ＳＷ４及びＳＷ６〜ＳＷ８はｎＭＯＳトランジスタである。スイッチ素子ＳＷ１〜ＳＷ８は、スイッチ制御回路７により、クロックφに同期して図３に示す如くオン・オフ制御される。また、図２は、図１の直流電源電圧Ｖｓ１とＶｓ２とを互いに維持電圧Ｖｓに等しくし、直流電源電圧Ｖｇ１とＶｇ２とを共に０Ｖにした場合を示す。
【００２１】他の構成は、図１と同一であり、その説明を省略する。なお、直流電源配線Ｖｓは、不図示の直流電源回路のコンデンサに接続されている。このコンデンサの容量は、容量性負荷Ｃｐよりも充分大きいので、トランスＴ１及びＴ２を介して、このコンデンサに電力を回収し、回収した電力を容量性負荷Ｃｐの充電に再利用しても、その電圧の変化は無視できる。
【００２２】次に、スイッチ制御回路７による制御を説明する。この制御の１サイクルは、図３（Ｃ）に示す如く行われ、容量性負荷Ｃｐの一端及び他端のグランド線ＧＮＤに対する電圧Ｖ１及びＶ２の波形はそれぞれ、図３R>３（Ａ）及び（Ｂ）に示す如くなる。すなわち、各フィールドの維持放電期間では、図３（Ｃ）に示すスイッチ制御動作が繰り返し行われる。時間ｔ１〜ｔ４においては、容量性負荷Ｃｐの図１左側の回路により充放電動作が行われる。
【００２３】時点ｔ０では、スイッチ素子ＳＷ１、ＳＷ３、ＳＷ５及びＳＷ７がオフにされ、スイッチ素子ＳＷ２、ＳＷ４、ＳＷ６及びＳＷ８がオンにされている。
（ｔ１）この状態で、スイッチ素子ＳＷ２及びＳＷ４がオフにされ、スイッチ素子ＳＷ１がオンにされる。これにより、直流電源配線Ｖｓからスイッチ素子ＳＷ１、ダイオードＤ１及びトランスＴ１の１次巻線Ｌ１１を通って、電流Ｉ１が流れる。
【００２４】１次巻線Ｌ１１に電流Ｉ１が流れると、１次巻線Ｌ１１と２次巻線Ｌ１２との間の相互インタクタンスＭ１により、グランド線ＧＮＤからダイオードＤ４を通って２次巻線Ｌ１２に電流Ｉ２が流れる。この電流Ｉ２は電流Ｉ１の流れを妨げるように１次巻線Ｌ１１に磁界を与える。同様に、電流Ｉ１は電流Ｉ２の流れを妨げるように２次巻線Ｌ１２に磁界を与える。この性質が利用されて、電圧Ｖ１が上昇し過ぎるのが防止される。すなわち、１次巻線Ｌ１１の自己インダクタンスＬ１１と相互インタクタンスＭ１とがＬ１２＝Ｍ１＝０であると仮定すると、図３の時点ｔ２で電圧Ｖ１が約２Ｖｓ（理想的な場合には２Ｖｓ）となるが、実際には自己インダクタンスＬ１２及び相互インダクタンスＭ１が０でないので、前記性質により時点ｔ２で電圧Ｖ１を約Ｖｓにすることが可能となる。
【００２５】自己インダクタンスＬ１１、Ｌ１２及び相互インダクタンスＭ１の値は、時間ｔ１〜ｔ２においてトランスＴ２に関し成立する次の連立微分方程式に基づいて、定めることができる。
Ｌ１１（ｄＩ１／ｄｔ）−Ｍ１（ｄＩ６／ｄｔ）＝Ｖｓ−Ｖ１・・・（１）
Ｌ１２（ｄＩ６／ｄｔ）−Ｍ１（ｄＩ１／ｄｔ）＝Ｖｓ−Ｖ１・・・（２）
Ｖ１＝ （Ｉ１＋Ｉ２）ｄｔ／Ｃｐ ・・・（３）
Ｌ１１＝Ｌ１２、Ｍ１＝Ｌ１１／（ ２）なる条件の下で上記連立微分方程式を解くと、自己インダクタンスＬ１１を図５のインダクタンスＬ１の２（２＋√２）倍にすることにより、トランスＴ１と容量性負荷Ｃｐとからなる共振回路の共振周波数ｆが、図５のインダクタンスＬ１と容量性負荷Ｃｐとからなる共振回路の共振周波数に等しくなり、かつ、時点ｔ１から時間ｔ２−ｔ１＝１／（２ｆ）後の電圧Ｖ１が電源電圧Ｖｓに等しくなる。
【００２６】時点ｔ１から時点ｔ２までの電圧Ｖ１及び電流Ｉ１の変化はそれぞれ、図４（Ａ）及び（Ｂ）に示す如くなる。１次巻線Ｌ１１とスイッチ素子ＳＷ１との間にダイオードＤ１を接続し、２次巻線Ｌ１２とグランド線ＧＮＤとの間にダイオードＤ４を接続しているので、理想的な場合、電圧Ｖ１が電源電圧Ｖｓに達した時点ｔ２後は、電圧Ｖ１が電源電圧Ｖｓに維持される。
【００２７】（ｔ２）時点ｔ１からｔ２までの回路内の抵抗成分等による電力消費を補うため及び時点ｔ２からｔ３までの間に生ずる容量性負荷Ｃｐの電極間放電による電力消費を補うため、スイッチ素子ＳＷ３がオンにされる。これにより、時点ｔ２で電圧Ｖ１が電源電圧Ｖｓからずれていても、また、容量性負荷Ｃｐの電極間で放電が生じても、電圧Ｖ１が電源電圧Ｖｓに維持される。
【００２８】前記抵抗成分等を考慮して、実際の回路ではトランスＴ１の定数を、理論式に基づいて得られた値からずらしてもよい。
（ｔ３）電圧Ｖ１が、画素の放電発光に必要な時間よりも長く電源電圧Ｖｓに維持されたのち、次の発光に備えて無効電力を回収するため、時点ｔ３で、スイッチ素子ＳＷ１及びＳＷ３がオフにされ、スイッチ素子ＳＷ２がオンにされる。
【００２９】この状態では、トランスＴ１と容量性負荷Ｃｐとからなる共振回路に直列に導通されるダイオードがＤ２とＤ３とになり、ダイオードＤ１及びＤ４と方向が反対になるため、時点ｔ３から時間１／（２ｆ）後には、電圧Ｖ１が０Ｖになる。時点ｔ３から時点ｔ４までの電圧Ｖ１及び電流Ｉ１の変化はそれぞれ、図４（Ｃ）及び（Ｄ）に示す如くなる。
【００３０】（ｔ４）時点ｔ３からｔ４までの回路内の抵抗成分により無効電力回収は完全ではない。そこで、スイッチ素子ＳＷ４がオンにされて、電圧Ｖ１が０Ｖにされる。以下の時間ｔ５〜ｔ８においては、容量性負荷Ｃｐの図１右側の回路により、時間ｔ１〜ｔ４での上記動作と同様の動作が行われる。この動作は、上記説明と図３とから明かであるので、その説明を省略する。
【００３１】本実施例によれば、１つの電源電圧Ｖｓのみを用いればよいので、電源回路を、小型にし且つ安価に構成することが可能となる。また、制御不要のダイオードＤ３、Ｄ４、Ｄ７及びＤ８を用いているので、スイッチ制御回路７を従来と同一構成にすることができ、これにより、少ない設計変更で本発明の効果が得られる。
【００３２】なお、本発明には他にも種々の変形例が含まれる。例えば、スイッチ素子ＳＷ１とダイオードＤ１との直列接続回路は、図２のそれと逆であってもよい。この点は、スイッチ素子ＳＷ２とダイオードＤ２との直列接続回路、スイッチ素子ＳＷ５とダイオードＤ５との直列接続回路及びスイッチ素子ＳＷ６とダイオードＤ６との直列接続回路についても同様である。
【００３３】また、ダイオードＤ３、Ｄ４、Ｄ７及びＤ８の代わりにスイッチ素子を用い、本実施例と同一動作になるようにこのスイッチ素子を制御する構成であってもよい。また、トランスＴ１の２次コイルＬ１２の一端は、１次コイルＬ１１の、図２と反対側の端点又は中間点に接続してもよい。
【００３４】図２では、容量性負荷Ｃｐの一端側及び他端側の電源電圧がいずれも同じ電源電圧Ｖｓとなっているが、容量性負荷Ｃｐの一端側と他端側とで異なる電源電圧を使用してもよい。この場合、電源電圧が２種類となるが、従来構成で同一機能の回路を構成すれば必要な電源電圧が４種類となるので、本発明の効果が得られる。また、容量性負荷Ｃｐの一端側のみ本発明を適用し、容量性負荷Ｃｐの他端側を従来構成にしてもよい。
【００３５】また、容量性負荷Ｃｐの両端又は一端に、本発明を適用した、書き込み電圧や消去電圧を加えるための駆動回路を接続してもよい。さらに、本発明は、プラズマディスプレイパネルの画素以外の容量負荷に対する駆動回路にも適用することができる。
【００３６】
【発明の効果】以上説明した如く、第１発明に係る容量負荷駆動回路によれば、第１トランスの２次巻線に誘起される電流により１次巻線に流れる電流を制限することで、容量性負荷に蓄えられた無効電力回収のため及び回収した電力を容量性負荷に対し充電することによる再利用のための特別な電圧の直流電源電圧を用いずに他の直流電源電圧を兼用することが可能となるので、電源回路の小型化及び安価化が可能となるという効果を奏する。第１発明を表示装置に適用した場合、この効果は、表示装置の大型化及び高精細化により著しくなる。
【００３７】第１発明の第１態様によれば、例えば第２態様との組み合わせのように、第１トランスの２次巻線に誘起される電流による１次巻線に流れる電流の制限を簡単な構成で行うことが可能となるという効果を奏する。第１発明の第２態様によれば、第１トランスの２次巻線に誘起される電流による１次巻線に流れる電流の制限を簡単な構成で行うことができるという効果を奏する。
【００３８】第１発明の第３態様及び第６態様のいずれによっても、充放電回路にスイッチ素子を用いずにダイオードを用いているので、その制御が不要であり、スイッチ制御回路の構成を簡単化することができるという効果を奏し、また、スイッチ制御回路を従来と同一構成にすることもでき、これにより、少ない設計変更で第１発明の効果が得られるという効果も奏する。
【００３９】第１発明の第４態様によれば、第１充放電回路による容量性負荷に対する充電完了後に、回収した電力が不充分で容量性負荷の一端の電位が第１直流電源配線の電位からずれていても、第３スイッチ素子をオンにすることにより、第１直流電源配線の電位に一致させることができ且つその後の容量性負荷の電極間放電等による消費電力を補うことができ、また、電力回収が不充分で容量性負荷の一端の電位が第２直流電源配線の電位からずれていても、第４スイッチ素子をオンにすることにより、第２直流電源配線の電位に一致させることができるという効果を奏する。
【００４０】第１発明の第５態様によれば、容量性負荷の他端側についても、無効電力回収のため及び回収した電力の容量性負荷充電への再利用のための特別な直流電源電圧を用いる必要がないので、電源回路の小型化及び安価化が可能となるという効果を奏する。第１発明の第８態様によれば、構成が簡単になり、電源回路のより小型化及びより安価化が可能となるという効果を奏する。
【００４１】第２発明のフラットディスプレイ装置によれば、上記容量負荷駆動回路の効果がフラットディスプレイ装置の効果として得られる。第３発明のフラットディスプレイパネル駆動方法によれば、従来よりも電源回路の小型化及び安価化が可能となった第２発明のフラットディスプレイ装置についても、従来と同様に、フラットディスプレイパネルの画素に対する無効電力の回収及びその再利用を行うことができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の原理構成を示す容量負荷駆動回路図である。
【図２】本発明の１実施例の容量負荷駆動回路図である。
【図３】図２の回路の動作説明図である。
【図４】図２の回路の動作を説明するための波形図である。
【図５】従来の容量負荷駆動回路図である。
【符号の説明】
１ 第１充放電回路
２ 第２充放電回路
３ 第３充放電回路
４ 第４充放電回路
５ 第５充放電回路
６ 第６充放電回路
７ スイッチ制御回路
Ｃｐ 容量性負荷
Ｔ１、Ｔ２ トランス
Ｌ１１、Ｌ２１ １次巻線
Ｌ１２、Ｌ２２ ２次巻線
ＳＷ１〜ＳＷ７ スイッチ素子
Ｄ１〜Ｄ７ ダイオード
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、プラズマディスプレイパネルやエレクトロルミネッセンスディスプレイパネル等のフラットディスプレイパネルの画素等の容量負荷を充放電させる容量負荷駆動回路及びその駆動方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】図５は、従来の容量負荷駆動回路を示す。例えば、容量性負荷Ｃｐは、交流駆動型プラズマディスプレイパネルの１画素であり、容量負荷駆動回路は、維持放電用駆動回路である。以下、この例の場合について説明する。基本的には、容量性負荷Ｃｐの一端をスイッチ素子ＳＷ３及びＳＷ４を介してそれぞれ直流電源配線Ｖｓ及びグランド線ＧＮＤに接続し、容量性負荷Ｃｐの他端をスイッチ素子ＳＷ７及びＳＷ８を介してそれぞれ直流電源配線Ｖｓ及びグランド線ＧＮＤに接続した構成で、容量性負荷Ｃｐに維持パルスを供給することが可能である。
【０００３】各フィールドの維持放電期間では、次のようなスイッチ制御動作（１）〜（４）が繰り返し行われる。
（１）スイッチ素子ＳＷ４及びＳＷ８が共にオンにされて容量性負荷Ｃｐの蓄積電荷が放電された状態で、スイッチ素子ＳＷ４がオフにされ、スイッチ素子ＳＷ３がオンにされて、容量性負荷Ｃｐに電圧Ｖｓが印加される。
【０００４】（２）スイッチ素子ＳＷ３がオフにされ、スイッチ素子ＳＷ４がオンにされて、容量性負荷Ｃｐの蓄積電荷が放電される。
（３）ＳＷ８がオフにされ、スイッチ素子ＳＷ７がオンにされて、容量性負荷Ｃｐに電圧−Ｖｓが印加される。
（４）スイッチ素子ＳＷ７がオフにされ、ＳＷ８がオンにされて、容量性負荷Ｃｐの蓄積電荷が放電される。
【０００５】しかし、この基本充放電回路のみでは、容量性負荷Ｃｐの充放電のためのみの無効電力が回路の抵抗成分等で無駄に消費される。そこで、この無効電力を回収し再利用するため、電源電圧Ｖｅで動作するコイルＬ１、Ｌ２、ダイオードＤ１、Ｄ２、Ｄ５、Ｄ６、スイッチ素子ＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ５及びＳＷ６からなる充放電回路が付加されている。スイッチ素子ＳＷ１〜ＳＷ８のオン・オフ制御は、後述する本発明の実施例のそれと同一であり、図３に示すように行われる。直流電源配線Ｖｅの電圧は、直流電源配線Ｖｓの約半分であり、不図示の直流電源回路のコンデンサに接続されている。このコンデンサの容量は、容量性負荷Ｃｐよりも充分大きいので、コイルＬ１を介して、このコンデンサに電力を回収し、回収した電力を再利用しても、その電圧の変化は無視できる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかし、直流電源電圧Ｖｓの他に直流電源電圧Ｖｅを必要とするので、電源回路の大型化及び高価化の原因となる。この問題は、表示装置の大型化及び高精細化により著しくなる。本発明の目的は、このような問題点に鑑み、電源回路の小型化及び安価化を可能にする容量負荷駆動回路及びその駆動方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段及びその作用】本発明に係る容量負荷駆動回路を、図１中の対応する構成要素の符号を引用して説明する。第１発明では、容量性負荷Ｃｐを充放電させる容量負荷駆動回路において、第１スイッチ素子ＳＷ１と第１ダイオードＤ１との第１直列結合回路１１と、第２スイッチ素子ＳＷ２と第２ダイオードＤ２との第２直列結合回路１２とを有し、第１直列結合回路１１の電流出力端と第２直列結合回路１２の電流入力端とが共通点に結合され、第１直列結合回路１１の電流入力端及び第２直列結合回路１２の電流出力端がそれぞれ第１直流電源配線Ｖｓ１及び第１直流電源配線Ｖｓ１より電位が低い第２直流電源配線Ｖｇ１に結合された第１充放電回路１と、容量性負荷Ｃｐの一端と該共通点との間に１次巻線Ｌ１１が結合された第１トランスＴ１と、を備え、第１トランスＴ１の２次巻線Ｌ１２に誘起される電流により１次巻線Ｌ１１に流れる電流を制限するように構成している。
【０００８】第１発明では、第１トランスＴ１の２次巻線Ｌ１２に誘起される電流により１次巻線Ｌ１１に流れる電流を制限することで、容量性負荷Ｃｐに蓄えられた無効電力回収のため及び回収した電力を容量性負荷に対し充電することによる再利用のための特別な電圧の直流電源電圧を用いずに他の直流電源電圧を兼用することが可能となるので、電源回路の小型化及び安価化が可能となる。
【０００９】第１発明の第１態様では、第１トランスＴ１は、２次巻線Ｌ１２の一端が１次巻線Ｌ１１に結合されている。結合点は、１次巻線Ｌ１１の一端、他端又は両端の中間点のいずれであってもよい。この第１態様によれば、例えば次の第２態様との組み合わせのように、第１トランスＴ１の２次巻線Ｌ１２に誘起される電流による１次巻線Ｌ１１に流れる電流の制限を簡単な構成で行うことが可能となる。
【００１０】第１発明の第２態様では、第１スイッチ素子ＳＷ１がオンのとき第２直流電源配線Ｖｇ１から２次巻線Ｌ１２の他端へのみ電流が流れるのを許容し第２スイッチ素子ＳＷ２がオンのとき第１直流電源配線Ｖｓ１から２次巻線Ｌ１２の他端へのみ電流が流れるのを許容する第２充放電回路２を備えている。この第２態様によれば、第１トランスＴ１の２次巻線Ｌ１２に誘起される電流による１次巻線Ｌ１１に流れる電流の制限を簡単な構成で行うことができる。
【００１１】第１発明の第３態様では、第２充放電回路２は、アノード及びカソードがそれぞれ２次巻線Ｌ１２の上記他端及び第１直流電源配線Ｖｓ１に結合された第３ダイオードＤ３と、アノード及びカソードがそれぞれ第２直流電源配線Ｖｇ１及び２次巻線Ｌ１２の該他端に結合された第４ダイオードＤ４と、を有する。この第３態様によれば、第２充放電回路２にスイッチ素子を用いずにダイオードＤ３及びＤ４を用いているので、その制御が不要であり、スイッチ制御回路の構成を簡単化することができ、また、スイッチ制御回路を従来と同一構成にすることもでき、これにより、少ない設計変更で第１発明の効果が得られる。
【００１２】第１発明の第４態様では、第１直流電源配線Ｖｓ１と容量性負荷Ｃｐの上記一端との間に結合された第３スイッチ素子ＳＷ３と、第２直流電源配線Ｖｇ１と容量性負荷Ｃｐの該一端との間に結合された第４スイッチ素子ＳＷ４とを有する第３充放電回路３を備えている。この第４態様によれば、第１充放電回路による容量性負荷Ｃｐに対する充電完了後に、回収した電力が不充分で容量性負荷Ｃｐの該一端の電位が第１直流電源配線Ｖｓ１の電位からずれていても、第３スイッチ素子ＳＷ３をオンにすることにより、第１直流電源配線Ｖｓ１の電位に一致させることができ且つその後の容量性負荷Ｃｐの電極間放電等による消費電力を補うことができ、また、電力回収が不充分で容量性負荷Ｃｐの該一端の電位が第２直流電源配線Ｖｇ１の電位からずれていても、第４スイッチ素子ＳＷ３をオンにすることにより、第２直流電源配線Ｖｇ１の電位に一致させることができる。
【００１３】第１発明の第５態様では、第５スイッチ素子ＳＷ５と第５ダイオードＤ５との第３直列結合回路４１と、第６スイッチ素子ＳＷ６と第６ダイオードＤ６との第４直列結合回路４２とを有し、第３直列結合回路４１の電流出力端と第４直列結合回路４２の電流入力端とが共通点に結合され、第３直列結合回路４１の電流入力端及び第４直列結合回路４２の電流出力端がそれぞれ第３直流電源配線Ｖｓ２及び第３直流電源配線Ｖｓ２より電位が低い第４直流電源配線Ｖｇ２に結合された第４充放電回路４と、容量性負荷Ｃｐの他端と該共通点との間に１次巻線Ｌ２１が結合され、２次巻線Ｌ２２の一端が１次巻線Ｌ２１に結合された第２トランスＴ２と、第５スイッチ素子ＳＷ５がオンのとき第４直流電源配線Ｖｇ２から第２トランスＴ２の２次巻線Ｌ２２の他端へのみ電流が流れるのを許容し第６スイッチ素子ＳＷ６がオンのとき第３直流電源配線Ｖｓ２から第２トランスＴ２の２次巻線Ｌ２２の該他端へのみ電流が流れるのを許容する第５充放電回路５と、第３直流電源配線Ｖｓ２と容量性負荷Ｃｐの該他端との間に結合された第７スイッチ素子ＳＷ７と、第４直流電源配線Ｖｇ２と容量性負荷Ｃｐの該他端との間に結合された第８スイッチ素子ＳＷ８とを有する第６充放電回路６と、を備えている。
【００１４】この第５態様によれば、容量性負荷Ｃｐの他端側についても、無効電力回収のため及び回収した電力を容量性負荷に対し充電することによる再利用のための特別な電圧の直流電源電圧を用いずに他の直流電源電圧を兼用することが可能となるので、電源回路の小型化及び安価化が可能となる。第１発明の第６態様では、第５充放電回路５は、アノード及びカソードがそれぞれ第２トランスＴ２の２次巻線Ｌ２２の上記他端及び第３直流電源配線Ｖｓ２に結合された第７ダイオードＤ７と、アノード及びカソードがそれぞれ第４直流電源配線Ｖｇ２及び第２トランスＴ２の２次巻線Ｌ２２の該他端に結合された第８ダイオードＤ８と、を有する。
【００１５】この第６態様では、第５充放電回路５にスイッチ素子を用いずにダイオードＤ７及びＤ８を用いているので、その制御が不要であり、スイッチ制御回路の構成を簡単化することができ、また、スイッチ制御回路を従来と同一構成にすることもでき、これにより、少ない設計変更で第１発明の効果が得られる。第１発明の第７態様では、第３直流電源配線Ｖｓ２が第１直流電源配線Ｖｓ１に等しく、第４直流電源配線Ｖｇ２が第２直流電源配線Ｖｇ１に等しい。
【００１６】この第７態様によれば、構成が簡単になり、電源回路のより小型化及びより安価化が可能となる。第２発明のフラットディスプレイ装置では、フラットディスプレイパネル、例えばプラズマディスプレイパネル又はエレクトロルミネッセンスディスプレイパネルと、該フラットディスプレイパネルの画素を前記容量性負荷Ｃｐとして駆動する上記いずれかの容量負荷駆動回路と、を有する。
【００１７】このフラットディスプレイ装置によれば、上記容量負荷駆動回路の効果がフラットディスプレイ装置の効果として得られる。第３発明のフラットディスプレイパネル駆動方法では、上記フラットディスプレイ装置の容量負荷駆動回路に対し、第１、第３、第５及び第７スイッチ素子ＳＷ１、ＳＷ３、ＳＷ５、ＳＷ７がオフ且つ第２、第４、第６及び第８スイッチ素子ＳＷ２、ＳＷ４、ＳＷ６、ＳＷ８がオンの状態で、第２及び第４スイッチ素子ＳＷ２、ＳＷ４をオフにし、第１スイッチ素子ＳＷ１をオンにし、次に、第３スイッチ素子ＳＷ３をオンにし、次に、第１及び第３スイッチ素子ＳＷ１、ＳＷ３をオフにし、第２スイッチ素子ＳＷ２をオンにし、次に、第４スイッチ素子ＳＷ４をオンにし、次に、第６及び第８スイッチ素子ＳＷ６、ＳＷ８をオフにし、第５スイッチ素子ＳＷ５をオンにし、次に、第７スイッチ素子ＳＷ７をオンにし、次に、第５及び第７スイッチ素子ＳＷ５、ＳＷ７をオフにし、第６スイッチ素子ＳＷ６をオンにし、次に、第８スイッチ素子ＳＷ８をオンにし、以上のオン／オフ制御を繰り返し実行する。
【００１８】このフラットディスプレイパネル駆動方法によれば、従来よりも電源回路の小型化及び安価化が可能となった第２発明のフラットディスプレイ装置についても、従来と同様に、フラットディスプレイパネルの画素に対する無効電力の回収及びその再利用を行うことができる。
【００１９】
【実施例】以下、図面に基づいて本発明の一実施例を説明する。図２は、本発明の一実施例の容量負荷駆動回路を示す。図１と同一又は上位概念に含まれる構成要素には、同一符号を付している。例えば、容量性負荷Ｃｐは、交流駆動型プラズマディスプレイパネルの１画素であり、容量負荷駆動回路は、維持放電用駆動回路である。以下、この例の場合について説明する。
【００２０】この駆動回路は、図１のスイッチ素子ＳＷ１〜ＳＷ８をＭＯＳトランジスタで構成している。スイッチ素子ＳＷ１及びＳＷ５はｐＭＯＳトランジスタであり、他のスイッチ素子ＳＷ２〜ＳＷ４及びＳＷ６〜ＳＷ８はｎＭＯＳトランジスタである。スイッチ素子ＳＷ１〜ＳＷ８は、スイッチ制御回路７により、クロックφに同期して図３に示す如くオン・オフ制御される。また、図２は、図１の直流電源電圧Ｖｓ１とＶｓ２とを互いに維持電圧Ｖｓに等しくし、直流電源電圧Ｖｇ１とＶｇ２とを共に０Ｖにした場合を示す。
【００２１】他の構成は、図１と同一であり、その説明を省略する。なお、直流電源配線Ｖｓは、不図示の直流電源回路のコンデンサに接続されている。このコンデンサの容量は、容量性負荷Ｃｐよりも充分大きいので、トランスＴ１及びＴ２を介して、このコンデンサに電力を回収し、回収した電力を容量性負荷Ｃｐの充電に再利用しても、その電圧の変化は無視できる。
【００２２】次に、スイッチ制御回路７による制御を説明する。この制御の１サイクルは、図３（Ｃ）に示す如く行われ、容量性負荷Ｃｐの一端及び他端のグランド線ＧＮＤに対する電圧Ｖ１及びＶ２の波形はそれぞれ、図３R>３（Ａ）及び（Ｂ）に示す如くなる。すなわち、各フィールドの維持放電期間では、図３（Ｃ）に示すスイッチ制御動作が繰り返し行われる。時間ｔ１〜ｔ４においては、容量性負荷Ｃｐの図１左側の回路により充放電動作が行われる。
【００２３】時点ｔ０では、スイッチ素子ＳＷ１、ＳＷ３、ＳＷ５及びＳＷ７がオフにされ、スイッチ素子ＳＷ２、ＳＷ４、ＳＷ６及びＳＷ８がオンにされている。
（ｔ１）この状態で、スイッチ素子ＳＷ２及びＳＷ４がオフにされ、スイッチ素子ＳＷ１がオンにされる。これにより、直流電源配線Ｖｓからスイッチ素子ＳＷ１、ダイオードＤ１及びトランスＴ１の１次巻線Ｌ１１を通って、電流Ｉ１が流れる。
【００２４】１次巻線Ｌ１１に電流Ｉ１が流れると、１次巻線Ｌ１１と２次巻線Ｌ１２との間の相互インタクタンスＭ１により、グランド線ＧＮＤからダイオードＤ４を通って２次巻線Ｌ１２に電流Ｉ２が流れる。この電流Ｉ２は電流Ｉ１の流れを妨げるように１次巻線Ｌ１１に磁界を与える。同様に、電流Ｉ１は電流Ｉ２の流れを妨げるように２次巻線Ｌ１２に磁界を与える。この性質が利用されて、電圧Ｖ１が上昇し過ぎるのが防止される。すなわち、１次巻線Ｌ１１の自己インダクタンスＬ１１と相互インタクタンスＭ１とがＬ１２＝Ｍ１＝０であると仮定すると、図３の時点ｔ２で電圧Ｖ１が約２Ｖｓ（理想的な場合には２Ｖｓ）となるが、実際には自己インダクタンスＬ１２及び相互インダクタンスＭ１が０でないので、前記性質により時点ｔ２で電圧Ｖ１を約Ｖｓにすることが可能となる。
【００２５】自己インダクタンスＬ１１、Ｌ１２及び相互インダクタンスＭ１の値は、時間ｔ１〜ｔ２においてトランスＴ２に関し成立する次の連立微分方程式に基づいて、定めることができる。
Ｌ１１（ｄＩ１／ｄｔ）−Ｍ１（ｄＩ６／ｄｔ）＝Ｖｓ−Ｖ１・・・（１）
Ｌ１２（ｄＩ６／ｄｔ）−Ｍ１（ｄＩ１／ｄｔ）＝Ｖｓ−Ｖ１・・・（２）
Ｖ１＝ （Ｉ１＋Ｉ２）ｄｔ／Ｃｐ ・・・（３）
Ｌ１１＝Ｌ１２、Ｍ１＝Ｌ１１／（ ２）なる条件の下で上記連立微分方程式を解くと、自己インダクタンスＬ１１を図５のインダクタンスＬ１の２（２＋√２）倍にすることにより、トランスＴ１と容量性負荷Ｃｐとからなる共振回路の共振周波数ｆが、図５のインダクタンスＬ１と容量性負荷Ｃｐとからなる共振回路の共振周波数に等しくなり、かつ、時点ｔ１から時間ｔ２−ｔ１＝１／（２ｆ）後の電圧Ｖ１が電源電圧Ｖｓに等しくなる。
【００２６】時点ｔ１から時点ｔ２までの電圧Ｖ１及び電流Ｉ１の変化はそれぞれ、図４（Ａ）及び（Ｂ）に示す如くなる。１次巻線Ｌ１１とスイッチ素子ＳＷ１との間にダイオードＤ１を接続し、２次巻線Ｌ１２とグランド線ＧＮＤとの間にダイオードＤ４を接続しているので、理想的な場合、電圧Ｖ１が電源電圧Ｖｓに達した時点ｔ２後は、電圧Ｖ１が電源電圧Ｖｓに維持される。
【００２７】（ｔ２）時点ｔ１からｔ２までの回路内の抵抗成分等による電力消費を補うため及び時点ｔ２からｔ３までの間に生ずる容量性負荷Ｃｐの電極間放電による電力消費を補うため、スイッチ素子ＳＷ３がオンにされる。これにより、時点ｔ２で電圧Ｖ１が電源電圧Ｖｓからずれていても、また、容量性負荷Ｃｐの電極間で放電が生じても、電圧Ｖ１が電源電圧Ｖｓに維持される。
【００２８】前記抵抗成分等を考慮して、実際の回路ではトランスＴ１の定数を、理論式に基づいて得られた値からずらしてもよい。
（ｔ３）電圧Ｖ１が、画素の放電発光に必要な時間よりも長く電源電圧Ｖｓに維持されたのち、次の発光に備えて無効電力を回収するため、時点ｔ３で、スイッチ素子ＳＷ１及びＳＷ３がオフにされ、スイッチ素子ＳＷ２がオンにされる。
【００２９】この状態では、トランスＴ１と容量性負荷Ｃｐとからなる共振回路に直列に導通されるダイオードがＤ２とＤ３とになり、ダイオードＤ１及びＤ４と方向が反対になるため、時点ｔ３から時間１／（２ｆ）後には、電圧Ｖ１が０Ｖになる。時点ｔ３から時点ｔ４までの電圧Ｖ１及び電流Ｉ１の変化はそれぞれ、図４（Ｃ）及び（Ｄ）に示す如くなる。
【００３０】（ｔ４）時点ｔ３からｔ４までの回路内の抵抗成分により無効電力回収は完全ではない。そこで、スイッチ素子ＳＷ４がオンにされて、電圧Ｖ１が０Ｖにされる。以下の時間ｔ５〜ｔ８においては、容量性負荷Ｃｐの図１右側の回路により、時間ｔ１〜ｔ４での上記動作と同様の動作が行われる。この動作は、上記説明と図３とから明かであるので、その説明を省略する。
【００３１】本実施例によれば、１つの電源電圧Ｖｓのみを用いればよいので、電源回路を、小型にし且つ安価に構成することが可能となる。また、制御不要のダイオードＤ３、Ｄ４、Ｄ７及びＤ８を用いているので、スイッチ制御回路７を従来と同一構成にすることができ、これにより、少ない設計変更で本発明の効果が得られる。
【００３２】なお、本発明には他にも種々の変形例が含まれる。例えば、スイッチ素子ＳＷ１とダイオードＤ１との直列接続回路は、図２のそれと逆であってもよい。この点は、スイッチ素子ＳＷ２とダイオードＤ２との直列接続回路、スイッチ素子ＳＷ５とダイオードＤ５との直列接続回路及びスイッチ素子ＳＷ６とダイオードＤ６との直列接続回路についても同様である。
【００３３】また、ダイオードＤ３、Ｄ４、Ｄ７及びＤ８の代わりにスイッチ素子を用い、本実施例と同一動作になるようにこのスイッチ素子を制御する構成であってもよい。また、トランスＴ１の２次コイルＬ１２の一端は、１次コイルＬ１１の、図２と反対側の端点又は中間点に接続してもよい。
【００３４】図２では、容量性負荷Ｃｐの一端側及び他端側の電源電圧がいずれも同じ電源電圧Ｖｓとなっているが、容量性負荷Ｃｐの一端側と他端側とで異なる電源電圧を使用してもよい。この場合、電源電圧が２種類となるが、従来構成で同一機能の回路を構成すれば必要な電源電圧が４種類となるので、本発明の効果が得られる。また、容量性負荷Ｃｐの一端側のみ本発明を適用し、容量性負荷Ｃｐの他端側を従来構成にしてもよい。
【００３５】また、容量性負荷Ｃｐの両端又は一端に、本発明を適用した、書き込み電圧や消去電圧を加えるための駆動回路を接続してもよい。さらに、本発明は、プラズマディスプレイパネルの画素以外の容量負荷に対する駆動回路にも適用することができる。
【００３６】
【発明の効果】以上説明した如く、第１発明に係る容量負荷駆動回路によれば、第１トランスの２次巻線に誘起される電流により１次巻線に流れる電流を制限することで、容量性負荷に蓄えられた無効電力回収のため及び回収した電力を容量性負荷に対し充電することによる再利用のための特別な電圧の直流電源電圧を用いずに他の直流電源電圧を兼用することが可能となるので、電源回路の小型化及び安価化が可能となるという効果を奏する。第１発明を表示装置に適用した場合、この効果は、表示装置の大型化及び高精細化により著しくなる。
【００３７】第１発明の第１態様によれば、例えば第２態様との組み合わせのように、第１トランスの２次巻線に誘起される電流による１次巻線に流れる電流の制限を簡単な構成で行うことが可能となるという効果を奏する。第１発明の第２態様によれば、第１トランスの２次巻線に誘起される電流による１次巻線に流れる電流の制限を簡単な構成で行うことができるという効果を奏する。
【００３８】第１発明の第３態様及び第６態様のいずれによっても、充放電回路にスイッチ素子を用いずにダイオードを用いているので、その制御が不要であり、スイッチ制御回路の構成を簡単化することができるという効果を奏し、また、スイッチ制御回路を従来と同一構成にすることもでき、これにより、少ない設計変更で第１発明の効果が得られるという効果も奏する。
【００３９】第１発明の第４態様によれば、第１充放電回路による容量性負荷に対する充電完了後に、回収した電力が不充分で容量性負荷の一端の電位が第１直流電源配線の電位からずれていても、第３スイッチ素子をオンにすることにより、第１直流電源配線の電位に一致させることができ且つその後の容量性負荷の電極間放電等による消費電力を補うことができ、また、電力回収が不充分で容量性負荷の一端の電位が第２直流電源配線の電位からずれていても、第４スイッチ素子をオンにすることにより、第２直流電源配線の電位に一致させることができるという効果を奏する。
【００４０】第１発明の第５態様によれば、容量性負荷の他端側についても、無効電力回収のため及び回収した電力の容量性負荷充電への再利用のための特別な直流電源電圧を用いる必要がないので、電源回路の小型化及び安価化が可能となるという効果を奏する。第１発明の第８態様によれば、構成が簡単になり、電源回路のより小型化及びより安価化が可能となるという効果を奏する。
【００４１】第２発明のフラットディスプレイ装置によれば、上記容量負荷駆動回路の効果がフラットディスプレイ装置の効果として得られる。第３発明のフラットディスプレイパネル駆動方法によれば、従来よりも電源回路の小型化及び安価化が可能となった第２発明のフラットディスプレイ装置についても、従来と同様に、フラットディスプレイパネルの画素に対する無効電力の回収及びその再利用を行うことができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の原理構成を示す容量負荷駆動回路図である。
【図２】本発明の１実施例の容量負荷駆動回路図である。
【図３】図２の回路の動作説明図である。
【図４】図２の回路の動作を説明するための波形図である。
【図５】従来の容量負荷駆動回路図である。
【符号の説明】
１ 第１充放電回路
２ 第２充放電回路
３ 第３充放電回路
４ 第４充放電回路
５ 第５充放電回路
６ 第６充放電回路
７ スイッチ制御回路
Ｃｐ 容量性負荷
Ｔ１、Ｔ２ トランス
Ｌ１１、Ｌ２１ １次巻線
Ｌ１２、Ｌ２２ ２次巻線
ＳＷ１〜ＳＷ７ スイッチ素子
Ｄ１〜Ｄ７ ダイオード
【特許請求の範囲】
【請求項１】 容量性負荷（Ｃｐ）を充放電させる容量負荷駆動回路において、第１スイッチ素子（ＳＷ１）と第１ダイオード（Ｄ１）との第１直列結合回路（１１）と、第２スイッチ素子（ＳＷ２）と第２ダイオード（Ｄ２）との第２直列結合回路（１２）とを有し、該第１直列結合回路の電流出力端と該第２直列結合回路の電流入力端とが共通点に結合され、該第１直列結合回路の電流入力端及び該第２直列結合回路の電流出力端がそれぞれ第１直流電源配線（Ｖｓ１）及び該第１直流電源配線より電位が低い第２直流電源配線（Ｖｇ１）に結合された第１充放電回路（１）と、該容量性負荷の一端と該共通点との間に１次巻線（Ｌ１１）が結合された第１トランス（Ｔ１）と、を備え、該第１トランスの２次巻線に誘起される電流により該１次巻線に流れる電流を制限するようにしたことを特徴とする容量負荷駆動回路。
【請求項２】 前記第１トランス（Ｔ１）は、前記２次巻線（Ｌ１２）の一端が前記１次巻線（Ｌ１１）に結合されていることを特徴とする請求項１記載の容量負荷駆動回路。
【請求項３】 前記第１スイッチ素子（ＳＷ１）がオンのとき前記第２直流電源配線（Ｖｇ１）から前記２次巻線（Ｌ１２）の他端へのみ電流が流れるのを許容し前記第２スイッチ素子（ＳＷ２）がオンのとき前記第１直流電源配線（Ｖｓ１）から該２次巻線の他端へのみ電流が流れるのを許容する第２充放電回路（２）を備えたことを特徴とする請求項２記載の容量負荷駆動回路。
【請求項４】 前記第２充放電回路（２）は、アノード及びカソードがそれぞれ前記２次巻線（Ｌ１２）の前記他端及び前記第１直流電源配線（Ｖｓ１）に結合された第３ダイオード（Ｄ３）と、アノード及びカソードがそれぞれ前記第２直流電源配線（Ｖｇ１）及び該２次巻線の該他端に結合された第４ダイオード（Ｄ４）と、を有することを特徴とする請求項３記載の容量負荷駆動回路。
【請求項５】 前記第１直流電源配線（Ｖｓ１）と前記容量性負荷（Ｃｐ）の前記一端との間に結合された第３スイッチ素子（ＳＷ３）と、前記第２直流電源配線（Ｖｇ１）と該容量性負荷の該一端との間に結合された第４スイッチ素子（ＳＷ４）とを有する第３充放電回路（３）を備えたことを特徴とする請求項３記載の容量負荷駆動回路。
【請求項６】 第５スイッチ素子（ＳＷ５）と第５ダイオード（Ｄ５）との第３直列結合回路（４１）と、第６スイッチ素子（ＳＷ６）と第６ダイオード（Ｄ６）との第４直列結合回路（４２）とを有し、該第３直列結合回路の電流出力端と該第４直列結合回路の電流入力端とが共通点に結合され、該第３直列結合回路の電流入力端及び該第４直列結合回路の電流出力端がそれぞれ第３直流電源配線（Ｖｓ２）及び該第３直流電源配線より電位が低い第４直流電源配線（Ｖｇ２）に結合された第４充放電回路（４）と、前記容量性負荷（Ｃｐ）の他端と該共通点との間に１次巻線（Ｌ２１）が結合され、２次巻線（Ｌ２２）の一端が該１次巻線に結合された第２トランス（Ｔ２）と、該第５スイッチ素子がオンのとき該第４直流電源配線から該第２トランスの該２次巻線の他端へのみ電流が流れるのを許容し該第６スイッチ素子がオンのとき該第３直流電源配線から該第２トランスの該２次巻線の該他端へのみ電流が流れるのを許容する第５充放電回路（５）と、該第３直流電源配線と該容量性負荷の該他端との間に結合された第７スイッチ素子（ＳＷ７）と、該第４直流電源配線と該容量性負荷の該他端との間に結合された第８スイッチ素子（ＳＷ８）とを有する第６充放電回路（６）と、を備えたことを特徴とする請求項５記載の容量負荷駆動回路。
【請求項７】 前記第５充放電回路（５）は、アノード及びカソードがそれぞれ前記第２トランス（Ｔ２）の前記２次巻線（Ｌ２２）の前記他端及び前記第３直流電源配線（Ｖｓ２）に結合された第７ダイオード（Ｄ７）と、アノード及びカソードがそれぞれ前記第４直流電源配線（Ｖｇ２）及び該第２トランスの該２次巻線の該他端に結合された第８ダイオード（Ｄ８）と、を有することを特徴とする請求項６記載の容量負荷駆動回路。
【請求項８】 前記第３直流電源配線（Ｖｓ２）が前記第１直流電源配線（Ｖｓ１）に等しく、前記第４直流電源配線（Ｖｇ２）が前記第２直流電源配線（Ｖｇ１）に等しいことを特徴とする請求項７記載の容量負荷駆動回路
【請求項９】 フラットディスプレイパネルと、該フラットディスプレイパネルの画素を前記容量性負荷（Ｃｐ）として駆動する請求項１乃至８のいずれか１つに記載の容量負荷駆動回路と、を有することを特徴とするフラットディスプレイ装置。
【請求項１０】 請求項９記載の容量負荷駆動回路に対し、前記第１、第３、第５及び第７スイッチ素子がオフ且つ前記第２、第４、第６及び第８スイッチ素子がオンの状態で、該第２及び第４スイッチ素子をオフにし、該第１スイッチ素子をオンにし、次に、該第３スイッチ素子をオンにし、次に、該第１及び第３スイッチ素子をオフにし、該第２スイッチ素子をオンにし、次に、該第４スイッチ素子をオンにし、次に、該第６及び第８スイッチ素子をオフにし、該第５スイッチ素子をオンにし、次に、該第７スイッチ素子をオンにし、次に、該第５及び第７スイッチ素子をオフにし、該第６スイッチ素子をオンにし、次に、該第８スイッチ素子をオンにし、以上のオン／オフ制御を繰り返し実行することを特徴とするフラットディスプレイパネル駆動方法。
【請求項１】 容量性負荷（Ｃｐ）を充放電させる容量負荷駆動回路において、第１スイッチ素子（ＳＷ１）と第１ダイオード（Ｄ１）との第１直列結合回路（１１）と、第２スイッチ素子（ＳＷ２）と第２ダイオード（Ｄ２）との第２直列結合回路（１２）とを有し、該第１直列結合回路の電流出力端と該第２直列結合回路の電流入力端とが共通点に結合され、該第１直列結合回路の電流入力端及び該第２直列結合回路の電流出力端がそれぞれ第１直流電源配線（Ｖｓ１）及び該第１直流電源配線より電位が低い第２直流電源配線（Ｖｇ１）に結合された第１充放電回路（１）と、該容量性負荷の一端と該共通点との間に１次巻線（Ｌ１１）が結合された第１トランス（Ｔ１）と、を備え、該第１トランスの２次巻線に誘起される電流により該１次巻線に流れる電流を制限するようにしたことを特徴とする容量負荷駆動回路。
【請求項２】 前記第１トランス（Ｔ１）は、前記２次巻線（Ｌ１２）の一端が前記１次巻線（Ｌ１１）に結合されていることを特徴とする請求項１記載の容量負荷駆動回路。
【請求項３】 前記第１スイッチ素子（ＳＷ１）がオンのとき前記第２直流電源配線（Ｖｇ１）から前記２次巻線（Ｌ１２）の他端へのみ電流が流れるのを許容し前記第２スイッチ素子（ＳＷ２）がオンのとき前記第１直流電源配線（Ｖｓ１）から該２次巻線の他端へのみ電流が流れるのを許容する第２充放電回路（２）を備えたことを特徴とする請求項２記載の容量負荷駆動回路。
【請求項４】 前記第２充放電回路（２）は、アノード及びカソードがそれぞれ前記２次巻線（Ｌ１２）の前記他端及び前記第１直流電源配線（Ｖｓ１）に結合された第３ダイオード（Ｄ３）と、アノード及びカソードがそれぞれ前記第２直流電源配線（Ｖｇ１）及び該２次巻線の該他端に結合された第４ダイオード（Ｄ４）と、を有することを特徴とする請求項３記載の容量負荷駆動回路。
【請求項５】 前記第１直流電源配線（Ｖｓ１）と前記容量性負荷（Ｃｐ）の前記一端との間に結合された第３スイッチ素子（ＳＷ３）と、前記第２直流電源配線（Ｖｇ１）と該容量性負荷の該一端との間に結合された第４スイッチ素子（ＳＷ４）とを有する第３充放電回路（３）を備えたことを特徴とする請求項３記載の容量負荷駆動回路。
【請求項６】 第５スイッチ素子（ＳＷ５）と第５ダイオード（Ｄ５）との第３直列結合回路（４１）と、第６スイッチ素子（ＳＷ６）と第６ダイオード（Ｄ６）との第４直列結合回路（４２）とを有し、該第３直列結合回路の電流出力端と該第４直列結合回路の電流入力端とが共通点に結合され、該第３直列結合回路の電流入力端及び該第４直列結合回路の電流出力端がそれぞれ第３直流電源配線（Ｖｓ２）及び該第３直流電源配線より電位が低い第４直流電源配線（Ｖｇ２）に結合された第４充放電回路（４）と、前記容量性負荷（Ｃｐ）の他端と該共通点との間に１次巻線（Ｌ２１）が結合され、２次巻線（Ｌ２２）の一端が該１次巻線に結合された第２トランス（Ｔ２）と、該第５スイッチ素子がオンのとき該第４直流電源配線から該第２トランスの該２次巻線の他端へのみ電流が流れるのを許容し該第６スイッチ素子がオンのとき該第３直流電源配線から該第２トランスの該２次巻線の該他端へのみ電流が流れるのを許容する第５充放電回路（５）と、該第３直流電源配線と該容量性負荷の該他端との間に結合された第７スイッチ素子（ＳＷ７）と、該第４直流電源配線と該容量性負荷の該他端との間に結合された第８スイッチ素子（ＳＷ８）とを有する第６充放電回路（６）と、を備えたことを特徴とする請求項５記載の容量負荷駆動回路。
【請求項７】 前記第５充放電回路（５）は、アノード及びカソードがそれぞれ前記第２トランス（Ｔ２）の前記２次巻線（Ｌ２２）の前記他端及び前記第３直流電源配線（Ｖｓ２）に結合された第７ダイオード（Ｄ７）と、アノード及びカソードがそれぞれ前記第４直流電源配線（Ｖｇ２）及び該第２トランスの該２次巻線の該他端に結合された第８ダイオード（Ｄ８）と、を有することを特徴とする請求項６記載の容量負荷駆動回路。
【請求項８】 前記第３直流電源配線（Ｖｓ２）が前記第１直流電源配線（Ｖｓ１）に等しく、前記第４直流電源配線（Ｖｇ２）が前記第２直流電源配線（Ｖｇ１）に等しいことを特徴とする請求項７記載の容量負荷駆動回路
【請求項９】 フラットディスプレイパネルと、該フラットディスプレイパネルの画素を前記容量性負荷（Ｃｐ）として駆動する請求項１乃至８のいずれか１つに記載の容量負荷駆動回路と、を有することを特徴とするフラットディスプレイ装置。
【請求項１０】 請求項９記載の容量負荷駆動回路に対し、前記第１、第３、第５及び第７スイッチ素子がオフ且つ前記第２、第４、第６及び第８スイッチ素子がオンの状態で、該第２及び第４スイッチ素子をオフにし、該第１スイッチ素子をオンにし、次に、該第３スイッチ素子をオンにし、次に、該第１及び第３スイッチ素子をオフにし、該第２スイッチ素子をオンにし、次に、該第４スイッチ素子をオンにし、次に、該第６及び第８スイッチ素子をオフにし、該第５スイッチ素子をオンにし、次に、該第７スイッチ素子をオンにし、次に、該第５及び第７スイッチ素子をオフにし、該第６スイッチ素子をオンにし、次に、該第８スイッチ素子をオンにし、以上のオン／オフ制御を繰り返し実行することを特徴とするフラットディスプレイパネル駆動方法。
【図１】
【図２】
【図５】
【図３】
【図４】
【図２】
【図５】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開平７−２６１７０１
【公開日】平成７年（１９９５）１０月１３日
【国際特許分類】
【出願番号】特願平６−７４１１８
【出願日】平成６年（１９９４）３月２０日
【出願人】（０００００５２２３）富士通株式会社 (25,993)
【公開日】平成７年（１９９５）１０月１３日
【国際特許分類】
【出願日】平成６年（１９９４）３月２０日
【出願人】（０００００５２２３）富士通株式会社 (25,993)
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