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文档简介
1、 uPD16305在等离子体显示器中的应用 uPD16305在等离子体显示器中的应用 类别:显示与光电 作者:西安电子科技大学微电子所(710071)张 鹏 吴玉广 来源:电子技术应用
2、60; PD16305在等离子体显示器中的应用 摘要:介绍了NEC公司生产的专用于等离子体显示器的
3、行驱动芯片PD16305的性能特点及其它PDP显示系统中的应用。它为PDP扫描电极的驱动电路提供了高达180V的驱动信号,显示效果令人满意。 关键词:等离子体显示器 高压驱动 PD16305 等离子体显示器(Plasma Display Panel,简称PDP)是近几
4、年发展起来的新型板显示器件,它利用气体放电产生的紫外线激发荧光粉发光显示图像。它具有超薄的外形、平面显示、高亮度、宽视解、不受磁场影响等优点,是大屏幕壁挂电视的主流发展方向。但是,它的驱动电压高达180V,因而一些常用的显示驱动器无法满足PDP对高驱动电压的要求。例如,Supertex公司生产的用于场发射显示器(FED)的HV53/5408,只能提供90V的驱动电压。 &
5、#160; 为了降低驱动电路的成本、缩小驱动电路的体积,我们使用了NEC公司的PD16305为核心设计的驱动电路,简单易调、点用体积小、显示效果好。下面对此芯片的性能特点测验它在PDP驱动电路的具体应用进行简要的介绍。 1 性能特点 PD16305j NEC公司推出的专用于AC-PDP的行驱动器,它在工艺上使用高压CMOS结构。它由40位的双向移位寄存器、锁存器和高压CMOS驱动块组成。其逻辑块的供电电压为5V(CMOS电平输入),驱动块可实现200V、400mA的高电压、大电流输出。它还具有如下特点:
6、片上集成了40位双向移位寄存器;低功耗(1mW);工作温度范围宽(-40+85)。 为了使芯片的封装形式与标准封装一致,PD16305采用了80管脚的标准QFP塑料封装。但对芯片有用的64个管脚分别由芯片的三个方向引出,并且引脚在芯片上呈逆时针排列。其中有40个高压输出管脚、10个电源管脚、1个逻辑输入管脚和1个逻辑输出管脚、6个控制管脚以及6个空管脚。各管
7、脚功能说明如下: Q1Q40(管脚120,4564):高压输出端 VSS1(管脚24、41):逻辑块地 VDD1(管脚26、39):逻辑块电源 VSS2(管脚22、23、42、43):驱动块地 VDD2(管脚21、44):驱动块电源 A(管脚30):右移数据输入端/输出端 B(
8、管脚35):左移数据输入端/输出端 R/L(管脚25):移位方向控制端, 当R/L=1时,A脚为输入端,B脚为输出端,移位寄存器执行右移功能; 当R/L=0时,B脚为输入端,A脚为输出端,移位;寄存器执行左移功能 PC(管脚27):极性反转控制端 CLK(管脚31):时钟输入端 CLR(管脚32):数据清除端(低有效)
9、160; STB(管脚36):锁存使能控制端, 当STB=1时,执行锁存功能; 当STB=0时,数据通过 BLK(管脚37):输出置位控制端, 当BLK=1时,输出与PC同相; 当BLK=0时,输出与PC相异或后输出 NC(管脚28、29、33、34、38、40):空管脚
10、60; 为了解决高压芯片的散热问题,PD16305将高压输出对称地放置到芯片的两端;为便于电路的安装、调试,将控制管脚放置到芯片的同一侧。 PD16305的功能结构可分为三部分:40位双向移位寄存器、40位锁存器和高压输出功能块。它除了有40路的高压输出以外,还有一个低压的输入和一个低压的输出。并且这两个输入输出端口都是双向的,当一个为输入时,另一个为输出,其输出是移位寄存器输入相连,可以级联驱动40路以上的显示器。对于分辨率为852×480的PDP来说,只需12片PD16305的主要功能块。
11、 移位寄存器、锁存器和高压输出块的真值表分别如表1、2、3所示。 表1 移位寄存器真值表 R/L CLK A B 移位寄存器 高
12、60; 高 低 低 上升沿 高或低 上升沿 高或低 输入 输出 输出 输入
13、右移 维持 左翼 维持 表2 锁存器真值表 STB 操 作 高 低 数据维持
14、 移位寄存器中的数据被输出 表3 高压输出块真值表 DATA BLK PC On Remark 高
15、低 高 低 x x 低 低 低 低 高 高 低
16、低 高 高 低 高 高 低 低 高 高 低 &
17、#160; 所有的输出均为高 所有的输出均为低 在这三部分电路中,高压输出驱动电路部分是PD16305芯片的核心部分,它为负载提供了高电压、大电流的输出,高压输出直接驱动PDP屏的显示单元,点亮被选中的象素。图2为PD16305高压输出驱动电路图。 图2中,A、B、C三路信号是由同一信号(锁存器输出的信号)经过分离得到的。它们分别输入到高压输出驱动块的三个输入端,其中A和B信号反相,A和C信号同相。
18、; 当A=1、B=0、C=1时,N1、P1、N3导通,N2、P2、P3截止,输出OUT=0; 当A=0、B=1、C=0时,N2、P2、P3导通,N1、P1、N3截止,输出OUT=VDD2。 由图可,这种输出结构不同于普通的互补输出结构。这种电路结构的优点在于:它可以用前级的数字电平,驱动后面的功率级电路,这对于普通的推挽输出结构来说,是根本达不到的。 &
19、#160; 对于如图3所示的普通的CMOS互补输出结构,假设VDD2=200V、GND=0V、Vthn=15V、Vthp=-15V。若要使Vout=GND,即要使N管导通、P管截止,就需要满足Vgs>Vthn;VDD2-Vgs<-Vthp。这样,栅极电压Vgs至少应该等于VDD2+Vdtp,即Vgs至少应为200-15=185V,这就需要在芯片中加入电平转换电路,将CMOS数字电平提升到可以驱动功率管的高电平。对于40路输出的PD16305来说,可以想象它所点的体积将是巨大的,因而不利于芯
20、片的集成。 2 PD16305来说,PDP驱动电路中的应用 PD16305是一种CMOS结构的高压驱动电路,使用非常灵活。其输入可以是TTL电平,也可以是CMOS电平,高压输出调节范围可从0V200V。其内部有一内置二极管,此二极管的阳极接在PD16305的Vss2端,阴极接在PD16305的VDD2端。由于PDP驱动电极(Y)波形出现有多种电压,所以驱动芯片PD16305提供稳定、恒定的电源电压是不可能完成该波形的。解决多电源电压的方法是将PD16305的高压电源和高压地“浮”起来运用,使驱动芯片的电源脚和地脚在不同时刻与同电压相接,从而使芯片输出符合相应的要求。 在维持期里,所有Y电极的波形完全一致。但在寻址期中扫描寻址时,各行的Y电极有效时间不同,出现有多种电压。所以在维持期和寻址期,可以通过MOS开关管的不同状态,使驱动芯片的电源脚和地脚在不同时刻与不同电压相接,以得到所需要的波形。这种连接方式降低了输出级MOS管上的电压,应用起来有很大余地。
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