PDP數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)模塊STV7610A及其應(yīng)用

   摘要：介紹了專(zhuān)用于平板顯示的數(shù)據(jù)電極驅(qū)動(dòng)芯片STV7610A的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、引腳功能和工作原理，給出了STV7610A在PDP顯示系統(tǒng)中的應(yīng)用方法。由于STV7610A能為PDP數(shù)據(jù)電極提供高壓，因而具有較好的圖像顯示效果。

    關(guān)鍵詞：等離子顯示器 高壓驅(qū)動(dòng)器 數(shù)據(jù)電極驅(qū)動(dòng)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(shí)際上，PDP顯示屏的成本有一半是在驅(qū)動(dòng)電路上，而整個(gè)驅(qū)動(dòng)電路則有超過(guò)一半的成本耗費(fèi)在數(shù)據(jù)及掃描驅(qū)動(dòng)線(xiàn)路上，因此，降低這些驅(qū)動(dòng)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(dòng)電路設(shè)計(jì)，其中高壓驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì)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(kāi)發(fā)的一款低成本、高耐壓數(shù)據(jù)電極驅(qū)動(dòng)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(jí)線(xiàn)路等優(yōu)點(diǎn)。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(dòng)電路能更好地降低存儲(chǔ)控制電路和驅(qū)動(dòng)電路成本，縮減驅(qū)動(dòng)電路體積。

2 STV7610A內(nèi)部結(jié)構(gòu)及性能特點(diǎn)

STV7610A主要功能模塊可以分為四個(gè)部分，即邏輯部分和高壓驅(qū)動(dòng)部分（內(nèi)部結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖1）。邏輯電路部分主要由一個(gè)96位的移位寄存器（16位×6）、一個(gè)96個(gè)鎖存器和基本的邏輯門(mén)構(gòu)成，其主要功能是完成對(duì)信號(hào)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(lái)實(shí)實(shí)現(xiàn)整個(gè)PDP驅(qū)動(dòng)芯片的雙向移位功能，鎖存器主要通過(guò)鎖存控制信號(hào)完成對(duì)前級(jí)信號(hào)的鎖存，以便需要時(shí)送給后級(jí)高壓驅(qū)動(dòng)部分。STV7610A邏輯塊的電源電壓為5V，高壓驅(qū)動(dòng)模塊的輸出電壓可達(dá)100V、電流為90mA；同時(shí)它還具有以下特點(diǎn)：

（1） 芯片內(nèi)部功耗低；

（2） 高壓驅(qū)動(dòng)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(shí)針順序排列在四周。其中包括96個(gè)高壓輸出管腳、13個(gè)電源管腳、6個(gè)邏輯輸入管腳、6個(gè)邏輯輸出管腳、5個(gè)控制管腳和18個(gè)空管腳。各管腳功能說(shuō)明如下：

OUT1~OUT96（管腳4~36，73~105，112~141）；高壓輸出端；

VSSSUB（管腳55）：整個(gè)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(dòng)塊地；

    VPP（管腳1、2、66、107、108）：驅(qū)動(dòng)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(shí)鐘輸入端；

F/R（管腳52）：移位方向控制端。當(dāng)F/R=1時(shí)，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(shí)，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(shí)數(shù)據(jù)鎖存，當(dāng)STB=0時(shí)允許數(shù)據(jù)通過(guò)；

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(shí)，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(wèn)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(lái)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(hào)放置在芯片的同一側(cè)。

各控制管腳所加信號(hào)與移位寄存器狀態(tài)和高壓驅(qū)動(dòng)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(dòng)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(shuō)明TV7610A的工作原理。當(dāng)F/R=1時(shí)，在CLK時(shí)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(shí)，鎖存器對(duì)前級(jí)數(shù)據(jù)進(jìn)行鎖存，而當(dāng)STB=0時(shí)，數(shù)據(jù)則由鎖存器輸出；只有BLK、POL全為高時(shí)，數(shù)據(jù)才能由鎖存器輸出至高壓輸出端。因此，當(dāng)對(duì)高壓輸出端進(jìn)行全高或全低控制時(shí)，只需滿(mǎn)足BLK=1、POL=0或BLK=0即可。

4 基于TV7610A的PDP驅(qū)動(dòng)電路

在采用ADS（尋址顯示分離）技術(shù)的PDP中，為了實(shí)現(xiàn)不同的灰度等級(jí)，將一幀圖像分8 個(gè)子場(chǎng)顯示，每幀圖像的開(kāi)始是場(chǎng)準(zhǔn)備期，每一個(gè)子場(chǎng)又由初始期、尋址期和維持期構(gòu)成，其具體波形可參見(jiàn)圖2。在驅(qū)動(dòng)PDP時(shí)，場(chǎng)準(zhǔn)備期和子場(chǎng)初始期主要通過(guò)TV7610A的全低工作狀態(tài)實(shí)現(xiàn)（見(jiàn)表2）；維持期通過(guò)相應(yīng)驅(qū)動(dòng)波形的工作狀態(tài)來(lái)實(shí)現(xiàn)；而在尋址期掃描階段，則TV7610A的移位工作狀態(tài)來(lái)實(shí)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(dòng)芯片的電源引腳VPP和地引腳VSSP在不同的時(shí)刻具有不同的電壓。

    對(duì)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(xiàn)，共需27片TV7610A，每個(gè)芯片有6根數(shù)據(jù)線(xiàn)，這樣，共有162根數(shù)據(jù)線(xiàn)；為降低前級(jí)數(shù)據(jù)處理的難度，設(shè)計(jì)時(shí)可將兩個(gè)相鄰芯片定為一組，共有一組數(shù)據(jù)線(xiàn)。奇數(shù)片和偶數(shù)片分別使用頻反向的不同時(shí)鐘，即在一個(gè)時(shí)鐘的上升沿，奇數(shù)片TV7610A進(jìn)行數(shù)據(jù)移位，而在另一時(shí)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(shí)鐘頻率就能將數(shù)據(jù)輸入線(xiàn)減少一半；但使用這種方式時(shí)，數(shù)據(jù)的輸入格式也應(yīng)做相應(yīng)的處理。芯片的級(jí)聯(lián)關(guān)系如圖3所示。

在實(shí)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(shí)要按照先加邏輯塊電源VCC，后加邏輯信號(hào)，再加驅(qū)動(dòng)塊電源VPP的順序進(jìn)行，關(guān)斷電源時(shí)則應(yīng)以相應(yīng)的順序進(jìn)行操作。

5 結(jié)語(yǔ)

本文介紹了TV7610A的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和工作原理，說(shuō)明了在PDP中的具體應(yīng)用。實(shí)踐證明，以TV7610A為核心設(shè)計(jì)的PDP驅(qū)動(dòng)電路能很好地滿(mǎn)足PDP屏的顯示要求。