PDP數(shù)據(jù)驅(qū)動模塊STV7610A及其應(yīng)用
關(guān)鍵詞：等離子顯示器 高壓驅(qū)動器 數(shù)據(jù)電極驅(qū)動芯片 STV7610A
1 概述
等離子顯示器（Plasma Display Panel）是目前大尺寸電視中最看好的新技術(shù)，但因其成本居高不下，因而普及比較緩慢。實際上，PDP顯示屏的成本有一半是在驅(qū)動電路上，而整個驅(qū)動電路則有超過一半的成本耗費(fèi)在數(shù)據(jù)及掃描驅(qū)動線路上，因此，降低這些驅(qū)動模塊的成本就顯得至關(guān)重要。
等離子電視的核心技術(shù)是等離子面板的制造工藝和高壓驅(qū)動電路設(shè)計，其中高壓驅(qū)動電路的設(shè)計技術(shù)目前只有NEC、日本富士電子、德州儀器公司、意法半導(dǎo)體，松下半導(dǎo)體公司擁有。STV7610A是由意法半導(dǎo)體公司（STMicroelectronics）最新開發(fā)的一款低成本、高耐壓數(shù)據(jù)電極驅(qū)動電路。它采用BCD（Bipolar-CMOS-DMOS）工藝，并集中Bipolar結(jié)構(gòu)提供的最好模擬功能效能表示、CMOS的高集成度、功率器件的高耐壓、高效率及可降低芯片功率損耗功率級線路等優(yōu)點。該器件將高低壓模塊集成在同一芯片上。因此，用STV7610A作為PDP屏的數(shù)據(jù)電極驅(qū)動電路能更好地降低存儲控制電路和驅(qū)動電路成本，縮減驅(qū)動電路體積。
2 STV7610A內(nèi)部結(jié)構(gòu)及性能特點
STV7610A主要功能模塊可以分為四個部分，即邏輯部分和高壓驅(qū)動部分（內(nèi)部結(jié)構(gòu)見圖1）。邏輯電路部分主要由一個96位的移位寄存器（16位×6）、一個96個鎖存器和基本的邏輯門構(gòu)成，其主要功能是完成對信號的移位和寄存。邏輯部分中的移位寄存器主要采用雙向移位寄存器來實實現(xiàn)整個PDP驅(qū)動芯片的雙向移位功能，鎖存器主要通過鎖存控制信號完成對前級信號的鎖存，以便需要時送給后級高壓驅(qū)動部分。STV7610A邏輯塊的電源電壓為5V，高壓驅(qū)動模塊的輸出電壓可達(dá)100V、電流為90mA；同時它還具有以下特點：
（1） 芯片內(nèi)部功耗低；
（2） 高壓驅(qū)動模塊有效高的耐壓能力；
（3） 高速數(shù)據(jù)傳輸能力，fmax=20MHz;
（4） 工作溫度范圍寬，TA=-20~85℃。
3 STV7610A管腳定義和工作原理
STV7610A采用144管腳的TQFP封裝形式，各管腳分別按逆時針順序排列在四周。其中包括96個高壓輸出管腳、13個電源管腳、6個邏輯輸入管腳、6個邏輯輸出管腳、5個控制管腳和18個空管腳。各管腳功能說明如下：
OUT1~OUT96（管腳4~36，73~105，112~141）；高壓輸出端；
VSSSUB（管腳55）：整個芯片襯底接地；
VSSSLOG（管腳54）：邏輯塊地；
VCC（管腳53）：邏輯塊電源；
VSSP（管腳40、68、109、144）：驅(qū)動塊地；
VPP（管腳1、2、66、107、108）：驅(qū)動塊電源；
A1~A6（管腳59~64）：正向數(shù)據(jù)輸入/輸出端；
B1~B6（管腳49~44）：反向數(shù)據(jù)輸入/輸出端；
CCK（管腳56）：時鐘輸入端；
F/R（管腳52）：移位方向控制端。當(dāng)F/R=1時，A為輸入端，B為輸出端，移位寄存器執(zhí)行正向移位功能；當(dāng)F/R=0時，B為輸入端，A為輸出端，移位寄存器執(zhí)行反向移位功能；
STB（管腳57）：鎖存使能控制端。當(dāng)STB=1時數(shù)據(jù)鎖存，當(dāng)STB=0時允許數(shù)據(jù)通過；
POL（管腳50）：極性反轉(zhuǎn)控制端；
BLK（管腳51）：輸出置位控制端。當(dāng)BLK=0時，所有輸出端均為低；
其余管腳均為空腳。
為解決芯片高壓部分的散熱問題。TV7610A將高壓輸出端放置在一起，并采用了多重金屬層技術(shù)，其中內(nèi)層用來連接CMOS，而在頂端采用較厚金屬層連接高壓部分功率器件。為便地安裝調(diào)試，將所有控制信號放置在芯片的同一側(cè)。
各控制管腳所加信號與移位寄存器狀態(tài)和高壓驅(qū)動塊輸出狀態(tài)的關(guān)系如表1、表2所列。
表1 移位寄存器真值表
| 輸 入 | 輸入/輸出 | 移位寄存器 | ||
| F/R | CLK | A | B | 輸出端Q |
| 高 | 上升沿 | 輸入 | 輸出 | 正向移位 |
| 高 | × | 輸入 | 輸出 | 維持 |
| 低 | 上升沿 | 輸出 | 輸入 | 反向移位 |
| 低 | × | 輸出 | 輸入 | 維持 |
表2 高壓輸出驅(qū)動塊真值表
| Qn | STB | BLK | POL | 輸出端 | 輸出狀態(tài) |
| × | × | 低 | × | 低 | 輸出全低 |
| × | × | 高 | 低 | 高 | 輸出全高 |
| × | 高 | 高 | 高 | Qn | 數(shù)據(jù)鎖存 |
| 低 | 低 | 高 | 高 | 低 | 數(shù)據(jù)輸出 |
| 高 | 低 | 高 | 高 | 高 | 數(shù)據(jù)輸出 |
現(xiàn)以正向移位為說明TV7610A的工作原理。當(dāng)F/R=1時，在CLK時鐘的上升沿，數(shù)據(jù)從Ai(i=1~6)輸入移位至寄存器內(nèi)，當(dāng)STB=1時，鎖存器對前級數(shù)據(jù)進(jìn)行鎖存，而當(dāng)STB=0時，數(shù)據(jù)則由鎖存器輸出；只有BLK、POL全為高時，數(shù)據(jù)才能由鎖存器輸出至高壓輸出端。因此，當(dāng)對高壓輸出端進(jìn)行全高或全低控制時，只需滿足BLK=1、POL=0或BLK=0即可。
4 基于TV7610A的PDP驅(qū)動電路
在采用ADS（尋址顯示分離）技術(shù)的PDP中，為了實現(xiàn)不同的灰度等級，將一幀圖像分8 個子場顯示，每幀圖像的開始是場準(zhǔn)備期，每一個子場又由初始期、尋址期和維持期構(gòu)成，其具體波形可參見圖2。在驅(qū)動PDP時，場準(zhǔn)備期和子場初始期主要通過TV7610A的全低工作狀態(tài)實現(xiàn)（見表2）；維持期通過相應(yīng)驅(qū)動波形的工作狀態(tài)來實現(xiàn)；而在尋址期掃描階段，則TV7610A的移位工作狀態(tài)來實現(xiàn)；為得到A電極（數(shù)據(jù)電極）在初始期、維持其與尋址期所需的電壓波形，應(yīng)使驅(qū)動芯片的電源引腳VPP和地引腳VSSP在不同的時刻具有不同的電壓。
對于分辨率為852×480的42英寸等離子顯示屏而言，A電極需852×3=2556根輸出線，共需27片TV7610A，每個芯片有6根數(shù)據(jù)線，這樣，共有162根數(shù)據(jù)線；為降低前級數(shù)據(jù)處理的難度，設(shè)計時可將兩個相鄰芯片定為一組，共有一組數(shù)據(jù)線。奇數(shù)片和偶數(shù)片分別使用頻反向的不同時鐘，即在一個時鐘的上升沿，奇數(shù)片TV7610A進(jìn)行數(shù)據(jù)移位，而在另一時鐘的上升沿，偶數(shù)片TV7610A進(jìn)行數(shù)據(jù)移位。這樣，不提高時鐘頻率就能將數(shù)據(jù)輸入線減少一半；但使用這種方式時，數(shù)據(jù)的輸入格式也應(yīng)做相應(yīng)的處理。芯片的級聯(lián)關(guān)系如圖3所示。
在實際應(yīng)用中，要確保利用TV7610A的所有電源引腳和地引腳。并且VSSSUB VSSSLOG必須接到同一電位；另外，為防止器件的閂鎖效應(yīng)，加電源時要按照先加邏輯塊電源VCC，后加邏輯信號，再加驅(qū)動塊電源VPP的順序進(jìn)行，關(guān)斷電源時則應(yīng)以相應(yīng)的順序進(jìn)行操作。
5 結(jié)語
本文介紹了TV7610A的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和工作原理，說明了在PDP中的具體應(yīng)用。實踐證明，以TV7610A為核心設(shè)計的PDP驅(qū)動電路能很好地滿足PDP屏的顯示要求。
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