經(jīng)理論分析、計算機模擬和實際測試，此電路能夠?qū)崿F(xiàn)控制信號的傳遞，產(chǎn)生正確的輸出，并能夠產(chǎn)生寬脈沖、窄脈沖、斜波、負壓等信號。
1 引 言
交流等離子體顯示器 (以下簡稱AC PDP)由于尺寸大、重量輕、厚度薄、視角寬等優(yōu)點，在大屏幕壁掛電視和多媒體顯示方面具有廣闊的應用前景，近年來發(fā)展十分迅速。AC-PDP是利用氣體放電產(chǎn)生紫外線激發(fā)熒光粉發(fā)光。為了實現(xiàn)圖像的正常顯示，需要各種高壓脈沖序列波形。現(xiàn)有的驅(qū)動電路根據(jù)特定的驅(qū)動波形來設(shè)計的，不能隨意改變驅(qū)動波形。
本文針對現(xiàn)有AC-PDP驅(qū)動電路產(chǎn)生波形不夠靈活的缺點，基于隔離變壓器耦合的思想，采用模塊化，層次式的設(shè)計方法，提出并實現(xiàn)了一種新型的AC-PDP驅(qū)動電路。經(jīng)理論分析、計算機模擬和實測，此電路能夠?qū)崿F(xiàn)控制信號的傳遞，產(chǎn)生正確的輸出。并且，據(jù)其設(shè)計原理，此電路能夠產(chǎn)生寬脈沖、窄脈沖、斜波、負壓等多種驅(qū)動波形。利用其，可對AC-PDP的驅(qū)動波形進行實驗和優(yōu)化。
2 新型驅(qū)動電路的設(shè)計思想及其計算機仿真
該驅(qū)動電路主要利用隔離變壓器耦合的思想，將控制信號通過電感線圈從原邊耦合到副邊，控制高壓MOS開關(guān)的導通與否，從而控制高壓波形的產(chǎn)生。
隔離變壓器的耦合原理如圖1所示。圖2示出圖1的仿真波形。
圖1 隔離變壓器耦合原理圖
在圖1中，V為高壓，Vc是0V和15V的控制信號，TX是變比為1：1的線圈，它將控制信號從原邊耦合到副邊，MOS管M1控制電壓傳遞，MOS管M2控制高壓通斷。圖2中波形從上至下分別為TX原邊信號，TX副邊信號，輸出信號（對應于圖1中的OUT），Vc控制信號。
可見，通過圖1的電路能夠?qū)崿F(xiàn)Vc對輸出OUT的控制。
圖2 隔離變壓器耦合電路的仿真波形圖
3 新型驅(qū)動電路的具體實現(xiàn)
新型驅(qū)動電路采用模塊化、層次式的設(shè)計方法，其頂層框圖如圖3所示。
圖3 驅(qū)動電路頂層框圖
圖3中，sig[0..7]為外部送入的8路控制信號。在控制信號的作用下，此驅(qū)動電路能夠產(chǎn)生5種電平的高壓信號，5個模塊的高壓輸出共同連接到out端，該端與PDP顯示屏的電極相連。對控制信號進行合理的控制，能夠保證同一時刻out端只能有一路電壓輸出。
設(shè)定此5個電壓中的電壓為Vmax，電壓為Vmin，介于此二者之間的電壓為Vmid1、Vmid2、Vmid3。對于此三種電壓，由于不知在此電壓輸出之前out端的電壓與要輸出的電壓之間的大小關(guān)系，故采用上拉下頂?shù)捏槲患夹g(shù)，將out端電位箝位到要輸出的電壓，故Vmid1、Vmid2、Vmid3模塊需要兩個控制信號。而Vmax是電壓，Vmin是電壓，它們與out端電壓的關(guān)系分別已確定，故無需采用箝位技術(shù)，只需一個控制信號。
圖4示出Vmid1電壓產(chǎn)生模塊的內(nèi)部電路原理圖。
圖4 Vmid1電壓產(chǎn)生模塊內(nèi)部電路原理圖
該驅(qū)動電路采用電壓轉(zhuǎn)換芯片IR2110s，將5V的邏輯電壓轉(zhuǎn)換為15V的高壓開關(guān)管控制電壓。MH1和ML1采用高速NMOS開關(guān)管IRFZ44N實現(xiàn)傳輸控制，MH2和ML2采用高耐壓NOMS開關(guān)管IRF840實現(xiàn)高壓輸出控制。
輸入信號sig1控制IR2110s的上通道輸出Hout。在RH1、CH1和TXH的共同作用下，Hout信號傳輸?shù)絋XH的原邊，進一步耦合到TXH的副邊，并利用NMOS管MH1和二極管DH1進行傳輸控制。當控制信號為高，MH2導通，高壓V1由其漏極傳輸?shù)狡湓礃O并輸出。下通道工作原理基本相同，高壓V1由其源極傳輸?shù)狡渎O并輸出。上下通道配合將out端輸出電壓箝位到Vmid1。
4 新型驅(qū)動電路的實測波形
圖5示出實測的控制信號波形。對照圖1，通道1為外部輸入的控制信號Vc；通道2為隔離變壓TX耦合的控制信號；波形3為輸出信號out，此時的外加電壓V等于50V。
圖5 實測的控制信號波形
在AC-PDP的各種驅(qū)動波形中，需要不同脈寬、不同形狀的信號【3 】。如對于寫尋址方法，在準備期時，Y電極上要加上斜波信號以控制完全消除壁電荷，尋址期時，X電極需要加一個固定電平，此為寬脈沖；對于擦除尋址方法，在尋址期時，則需要1～2μS的擦除信號，此為窄脈沖。圖6、圖7、圖8分別示出實測的寬脈沖信號、窄脈沖信號和斜波信號。
圖6 實測的寬脈沖信號
圖6中，通道1為高電平控制信號，通道2為零電平控制信號，通道3為輸出信號，外加電壓為50V。可見，在外加控制信號作用下，電路能夠?qū)崿F(xiàn)寬脈沖信號。
圖7中，通道1為高電平控制信號，通道2為零電平控制信號，通道3為輸出窄脈沖信號。為了使高壓開關(guān)能夠能夠?qū)崿F(xiàn)可靠轉(zhuǎn)換，設(shè)計中，使高電平和零電平控制信號在其變化處，有一段時間共同為低，因此輸出信號與窄脈沖信號并非完全對應。在這段控制信號共同為低的時間內(nèi)，輸出電壓保持以前的狀態(tài)。
圖7 實測的窄脈沖信號
在圖7中，輸出信號3的上升沿與控信號1的上升沿不是完全對應的，這是由MOS管開啟延時以及電路中傳輸延時引起的。
在模塊out端與電路總體out端之間串聯(lián)電阻，將屏等效為電容，利用RC充放電電路可產(chǎn)生斜波。屏電容固定，時間常數(shù)等于RC，故斜波的斜率和上升時間可由電阻進行調(diào)節(jié)。參照圖8，從參考波形1到參考波形4，電阻的阻值減小，斜波的斜率增大，上升時間減小。可見，調(diào)節(jié)電阻的阻值，就能夠?qū)崿F(xiàn)不同的斜波信號。
圖8 實測的斜波波形
該驅(qū)動電路利用隔離變壓器耦合的思想，能夠產(chǎn)生正壓和負壓。圖9示出實測的正負高壓波形。通道1為正壓控制信號，通道2為負壓控制信號，通道3為零電平控制信號，通道4為在這些控制信號作用下的輸出信號，外加電壓為±150V。可見，輸出信號的電壓變化情況與這幾個控制信號完全對應。
圖9 實測的正負電壓信號
5 結(jié) 論
本文針對現(xiàn)有AC-PDP驅(qū)動電路產(chǎn)生波形不夠靈活的缺點，基于隔離變壓器耦合的思想，采用模塊化，層次式的設(shè)計方法，提出并實現(xiàn)了一種新型AC-PDP驅(qū)動電路。
經(jīng)理論分析、計算機仿真和實測，該驅(qū)動電路能夠?qū)崿F(xiàn)控制信號的傳遞，能夠產(chǎn)生AC-PDP顯示器驅(qū)動電路所需要的寬脈沖、窄脈沖、斜波、負壓等信號。利用該電路，可對AC-PDP的驅(qū)動波形進行優(yōu)化研究。