CN100471018C - 直流-直流转换器和利用其的有机发光显示器 - Google Patents

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Abstract

公开了一种具有改进的信号响应特性和减少的功率损耗的DC-DC转换器和利用这种DC-DC转换器的有机发光显示器。公开了一种用于接收输入电压和参考电压并确定相应于该输入电压和该参考电压之间的差值的输出的比较器。该比较器在不增加功率损耗的情况下利用一反馈机构提高速度。

Description

直流-直流转换器和利用其的有机发光显示器
技术领域
本发明涉及一种DC-DC转换器和利用其的有机发光显示器，尤其涉及一种被配置以根据通过比较输入电压与参考电压得到的比较结果而输出电压的DC-DC转换器；和利用其的有机发光显示器。
背景技术
图1是表示根据现有技术的比较器的电路图。参考图1，该比较器包括输入单元以及第一、第二和第三反相器(inverter)。
输入单元具有用于转换(switch)输入电压(Vin)的第一开关(SW1)；和用于转换参考电压(Vref)的第二开关(SW2)。
第一反相器具有作为P MOS晶体管的第一晶体管(M1)和作为N MOS晶体管的第二晶体管(M2)。且第一电源(Vdd)连接到第一晶体管(M1)的源极以输出高电平电压，且第二晶体管(M2)具有连接到接地端(GND)的源极以输出低电平电压。而且，第一电容器(C1)和第三开关(SW3)连接到第一反相器的输入端。
第二反相器具有作为P MOS晶体管的第三晶体管(M3)和作为N MOS晶体管的第四晶体管(M4)。且第一电源(Vdd)连接到第三晶体管(M3)的源极以输出高电平电压，且接地端连接到第四晶体管(M4)的源极以输出低电平电压。同样，第二反相器经第二电容器(C2)与第一反相器连接，且在第二反相器的输出端，第二电容(C2)、第四开关(SW4)、以及第三和第四晶体管(M3、M4)的终端被连接。
第三反相器具有作为P MOS晶体管的第五晶体管(M5)和作为N MOS晶体管的第六晶体管(M6)。并且第一电源(Vdd)连接到第五晶体管(M5)的源极以输出高电平电压，且接地端(GND)连接到第六晶体管(M6)的源极以输出低电平电压。
图2是表示图1所示电路的输入/输出波形的波形图。参考图2，将输入到比较器单元的输入端的输入电压(Vin)与参考电压(Vref)比较。第一到第五开关(SW1到SW5)根据第一控制信号(P1)和第二控制信号(P2)执行转换操作，其中第一、第三和第四开关(SW1、SW3、SW4)由第一控制信号(P1)操作，以及第二和第五开关(SW2、SW5)由第二控制信号(P2)操作。
首先，如果第一、第三和第四开关(SW1、SW3、SW4)由第一控制信号(P1)接通，且第二和第五开关(SW2、SW5)由第二控制信号(P2)断开，则将输入电压(Vin)传输到第一电容器(C1)，以及将与第一反相器和第二反相器之间的阈值电压差相对应的电压存储在第二电容器(C2)中。
当第一、第三和第四开关(SW1、SW3、SW4)由第一控制信号(P1)断开，并且第二和第五开关(SW2、SW5)由第二控制信号(P2)接通时，将参考电压(Vref)传输到第一电容器(C1)以比较输入电压(Vin)和参考电压(Vref)。
此时，如果输入电压(Vin)高于参考电压(Vref)，则第三反相器的输出端输出低电平电压，以及如果输入电压(Vin)低于参考电压(Vref)，则第三反相器的输出端输出高电平电压。
在以上所述的比较器中，根据参考电压(Vref)和在第一电容器(C1)中的输入电压(Vin)之间的差值确定输出电压，因此这种比较器存在的问题是：与如果参考电压(Vref)和输入电压(Vin)之间存在大的差异相比，如果参考电压(Vref)和输入电压(Vin)之间不存在大的差异则需要花更多的时间将输出电压改变为高电平或者低电平。
为了解决所述问题，如上所述的比较器应当具有大容量，可是，随之而来的问题是由于大容量增加了功率损耗。
发明内容
因此，设计本发明以解决现有技术中的这种缺陷，因此本发明的一个方面是提供一种具有高响应速度的低功率的比较器、以及利用其的有机发光显示器。
一个实施例是一种比较器，其被配置以接收输入电压和参考电压并确定与该输入电压和该参考电压之间的差值相对应的输出。该比较器包括：输入单元，其被配置以向第一级传输该输入电压并向第二级传输该参考电压和反馈电压；放大单元，其包括至少一个反相器，该反相器被配置以根据传输到该第一级的该输入电压、传输到该第二级的该反馈电压和该参考电压而操作；反馈单元，其被配置以接收在该放大单元中输出的电压以便生成反馈电压，并向该输入单元传输所生成的反馈电压以控制传输给该放大单元的电压；以及输出单元，其被配置以接收并输出该放大单元的输出电压。
另一实施例是一种DC-DC转换器，其包括：充电泵(charge pump)；以及比较器，其被配置以接收输入电压和参考电压并确定与该输入电压和该参考电压之间的差值相对应的输出电压，其中，该比较器包括：输入单元，被配置以向第一级传输该输入电压并向第二级传输该参考电压和反馈电压；放大单元，其包括至少一个反相器，该反相器被配置以根据传输到该第一级的该输入电压、传输到该第二级的该反馈电压和该参考电压而操作；反馈单元，其被配置以接收在该放大单元中输出的电压以便生成反馈电压并向该输入单元传输所生成的反馈电压以控制传输给该放大单元的电压；以及输出单元，其被配置以接收并输出该放大单元的输出电压。
再一实施例是一种有机发光显示器，包括：被配置以显示对应于数据信号和扫描信号的图像的像素单元；被配置以向该像素单元传输该数据信号的数据驱动单元；被配置以向该像素单元传输该扫描信号的扫描驱动单元；以及被配置以向该像素单元、该数据驱动单元和该扫描驱动单元传输电源的DC-DC转换器。该DC-DC转换器包括：充电泵；以及比较器，其被配置以接收输入电压和参考电压并确定与该输入电压和该参考电压之间的差相对应的输出电压，其中，该比较器包括：输入单元，其被配置以向第一级传输该输入电压并向第二级传输该参考电压和反馈电压；放大单元，其包括至少一个反相器，该反相器被配置以根据传输到该第一级的该输入电压、传输到该第二级的该反馈电压和该参考电压而操作；反馈单元，其被配置以接收在该放大单元中输出的电压以便生成反馈电压，并向该输入单元传输所生成的反馈电压以控制传输给该放大单元的电压；以及输出单元，其被配置以接收并输出该放大单元的输出电压。
附图说明
从下面结合附图的优选实施例的说明中，本发明的这些和/或其它方面以及优点将变得更加明白和容易理解，其中：
图1是表示根据现有技术的比较器的电路图；
图2是表示图1所示电路的输入/输出波形的波形图；
图3是表示根据一个实施例的有机发光显示器的结构的示意图；
图4是表示应用在图3所示的有机发光显示器中的DC-DC转换器的示意图；
图5是表示应用在图4所示的DC-DC转换器中的比较器的一个实施例的电路图；
图6是表示应用在图4所示的DC-DC转换器中的比较器的一个实施例的电路图；
图7是表示应用在图4所示的DC-DC转换器中的比较器的一个实施例的电路图。
具体实施方式
下文中，将结合附图描述实施例。
图3是表示根据本发明的有机发光显示器的结构的示意图。参考图3，有机发光显示器具有像素单元100、数据驱动单元200、扫描驱动单元300和DC-DC转换器400。
在像素单元100中，多条数据线(Dl到Dm)和多条扫描线(Sl到Sn)相互交叉，并且在数据线(Dl到Dm)和扫描线(Sl到Sn)交叉区域附近形成像素110。像素110通过显示与经数据线(Dl到Dm)传输的数据信号和经扫描线(Sl到Sn)传输的扫描信号相对应的灰度级来呈现图像。
数据驱动单元200与多条数据线(Dl到Dm)连接以向多条并联的数据线传输数据信号，同时向像素单元100中以横向排列的像素行传输数据信号。
扫描驱动单元与多条扫描线(Sl到Sn)连接以通过向与扫描信号连接的像素110传输数据信号来向特定像素110传输数据信号。
DC-DC转换器400将从外部输入的D.C.电源电压转换为适宜于电力负载的D.C.电源电压，并将D.C.电源电压传输给每个电力负载。将DC-DC转换器400中生成的D.C.电源电压传输到像素单元100、数据驱动单元200和扫描驱动单元300等等。
图4是表示应用在图3所示的有机发光显示器中的DC-DC转换器的示意图。参考图4，DC-DC转换器包括时钟开关430、充电泵410、时钟分配器440和比较器420。
时钟开关430从时钟生成单元(CLK)接收时钟，并利用第一时钟(CLK1)和通过反相器450传输的第二时钟(CLK2)控制在时钟生成单元(CLK)中生成的时钟。
充电泵410与第一时钟(CLK1)和第二时钟(CLK2)同步，并给电容器充电以便产生比输入电压更高或更低的电压，并输出通过充电泵410产生的电压，随后将该电压传输给每个驱动单元。下文中，由于充电泵410的电路和工作过程已在本领域中广泛知晓，在此就不再描述其电路和工作过程了。
时钟分配器440将来自时钟生成单元(CLK)的时钟(CLK、CLKB)传输给比较器420以操作比较器单元420。
比较器420与时钟(CLK、CLKB)同步，并通过从充电泵410的输出端接收输入电压(Vin)以及经由参考电压源接收参考电压(ref)，将参考电压(ref)与输入电压(Vin)进行比较，并通过经反相器450将已比较的信号传输给时钟开关430，而允许由第一时钟(CLK1)和第二时钟(CLK2)控制时钟开关430操作，从而允许充电泵控制相应于第一时钟(CLK1)和第二时钟(CLK2)的输出电压。
图5是表示应用在图4所示的DC-DC转换器中的比较器的一个实施例的电路图。参考图5，比较器具有输入单元和第一到第三反相器。由于第一到第三反相器具有与图1中所示的比较器本质上相同的功能，所以在此就不再描述了。
参考图5，输入单元具有经第一开关(SW11)与第一电容器(C11)连接的输入电压(Vin)以及经第二和第六开关(SW12、SW16)与第一电容器(C11)连接的参考电压(Vref)。同样，通过第二开关(SW12)和第六开关(SW16)的转换操作将参考电压(Vref)充入到第三电容器(C13)。并且，第三电容器(C13)具有连接到第二开关(SW12)的第一电极和连接到第二反相器的输出端的第二电极，并接收经第二反相器的输出端传输的电压以控制输入到第一反相器的电压。
当输入图2中所示的信号时，第一开关(SW11)、第二开关(SW12)、第三开关(SW13)和第四开关(SW14)根据第一控制信号(P1)执行转换操作，并且第五和第六开关(SW15、SW16)根据第二控制信号(P2)执行转换操作。
当输入图2中所示的信号时，如果第一开关(SW11)、第二开关(SW12)、第三开关(SW13)和第四开关(SW14)首先被第一控制信号(P1)接通并且第五和第六开关(SW15、SW16)被第二控制信号(P2)断开时，则输入电压(Vin)被输入到第一电容器(C11)，以及参考电压(Vref)被传输到第三电容器(C13)。随后，当第一开关(SW11)、第二开关(SW12)、第三开关(SW13)和第四开关(SW14)被第一控制信号(P1)断开，且第五和第六开关(SW15、SW16)被第二控制信号(P2)接通时，则第一电容器(C11)传输在第三电容器(C13)中存储的电压。此时，因为第三电容器(C13)与第二反相器的输出端相连，因此存储在第三电容器(C13)中的电压对应于参考电压和第二反相器输出端输出的电压。也就是说，第二反相器输出端的电压通过第三电容器(C13)被反馈回去以控制输入到第一反相器的电压。
因此，通过第一电容器(C11)将输入电压(Vin)和参考电压(Vref)之间放大的差值反馈到输入端，从而由于进一步提高了第三反相器的输出电压的范围而提高了信号的响应特性。
图6是表示应用在图4所示的DC-DC转换器中的比较器的另一实施例的电路图；且图7是表示应用在图4所示的DC-DC转换器中的比较器的电路图。参考图6，图6所示的比较器与图5所示的比较器相比，其不同之处在于：它在第一开关SW21和第一电容器(C21)之间有一第四电容器(C24)。第四电容器(C24)被配置以稳定较早的负反馈工作。
参考图7，第四电容器(C34)连接到第一晶体管(M31)的栅极和第二晶体管(M32)的栅极，如图7所示的第四电容器(C34)可达到与图6所示的第四电容器(C24)稳定负反馈工作相同的功能。
根据本发明，通过改变输入到反相器的电压以提高输出电压的变换电平，DC-DC转换器和利用其的有机发光显示器对提高响应速率是有益的。同样，如果输入/输出单元没有工作，则本发明的DC-DC转换器通过关断反相器电路以防止电流的流动而减少功率损耗。
虽然已经示出和详细描述了特定实施例，在这里提到的实施例仅仅是为了举例说明，并不意图限制本发明的范围。同样，在不脱离本发的精神和原理的情况下，本领域的技术人员可以修改这些实施例。

Claims (20)

1.一种比较器，其被配置以接收输入电压和参考电压并确定与该输入电压和该参考电压之间的差值相对应的输出，该比较器包括：
输入单元，其被配置以向第一级传输该输入电压并向第二级传输该参考电压和反馈电压；
放大单元，其包括至少一个反相器，该反相器被配置以根据传输到该第一级的该输入电压、传输到该第二级的该反馈电压和该参考电压而操作；
反馈单元，其被配置以接收在该放大单元中输出的电压以便生成反馈电压，并向该输入单元传输所生成的反馈电压以控制传输给所述放大单元的电压；以及
输出单元，其被配置以接收并输出所述放大单元的输出电压。
2.根据权利要求1所述的比较器，其中，所述第一级包括与被配置以接收输入电压的输入端口连接的输入开关，该输入开关被配置以转换该输入电压并向所述放大单元传输该输入电压；其中该第二级包括：
与被配置以接收参考电压的参考端口连接的参考开关，该参考开关被配置以转换该参考电压并向所述反馈单元传输该参考电压；以及
反馈开关，其被配置以转换反馈电压并向所述放大单元传输该反馈电压。
3.根据权利要求2所述的比较器，其中，所述放大单元被配置以经所述输入开关接收所述输入电压以及经所述反馈开关接收所述参考电压。
4.根据权利要求3所述的比较器，其中，所述输入单元包括被配置以存储所述输入电压的第一电容器，并且其中所述反馈单元包括与该第一电容器连接的第二电容器并被配置以改变在该第一电容器中存储的电压，其中所述反馈单元被配置以接收所述放大单元的输出信号并将反馈电压存储在该第二电容器中。
5.根据权利要求1所述的比较器，其中，所述放大单元包括至少两个反相器和连接在该至少两个反相器之间的第三电容器，其中该第三电容器被配置以存储该至少两个反相器之间的阈值电压差。
6.根据权利要求2所述的比较器，其中，所述输入单元包括被配置以存储该输入电压的第一电容器，以及所述比较器还包括第四电容器，其一端连接在该反馈开关和该第一电容器之间，另一端接地。
7.根据权利要求2所述的比较器，其中，所述输入单元包括被配置以存储该输入电压的第一电容器，以及所述比较器还包括第四电容器，其一端连接在该第一电容器和所述放大单元之间，另一端接地。
8.根据权利要求1所述的比较器，其中，当所述参考电压低于所述输入电压时，所述输入单元被配置以输出高电平信号，以及当所述参考电压高于所述输入电压时，所述输入单元被配置以输出低电平电压。
9.根据权利要求2所述的比较器，其中，该输入开关和参考开关根据第一控制信号执行转换动作，以及该反馈开关根据第二控制信号执行转换动作。
10.一种DC-DC转换器，其包括：
充电泵；以及
比较器，其被配置以接收输入电压和参考电压并确定与该输入电压和该参考电压之间的差值相对应的输出电压，
其中，该比较器包括：
输入单元，其被配置以向第一级传输该输入电压并向第二级传输该参考电压和反馈电压；
放大单元，其包括至少一个反相器，该反相器被配置以根据传输到该第一级的所述输入电压、传输到该第二级的该反馈电压和所述参考电压而操作；
反馈单元，其被配置以接收在该放大单元中输出的电压以便生成反馈电压，并向该输入单元传输所生成的反馈电压以控制传输给所述放大单元的电压；以及
输出单元，其被配置以接收并输出所述放大单元的输出电压。
11.根据权利要求10所述的DC-DC转换器，其中，该第一级包括与被配置以接收输入电压的输入端口连接的输入开关，该输入开关被配置以转换所述输入电压并向所述放大单元传输所述输入电压；并且其中该第二级包括：
与被配置以接收参考电压的参考端口连接的参考开关，该参考开关被配置以转换所述参考电压并向该反馈单元传输所述参考电压；以及
反馈开关，其被配置以转换所述反馈电压并向所述放大单元传输所述反馈电压。
12.根据权利要求11所述的DC-DC转换器，其中，所述放大单元被配置以经所述输入开关接收所述输入电压以及经所述反馈开关接收所述参考电压。
13.根据权利要求12所述的DC-DC转换器，其中，所述反馈单元接收反相器的输出信号以存储预定电压，并包括连接在第一电容器和放大单元的输出端之间的第二电容器以改变在第一电容器中存储的电压。
14.根据权利要求10所述的DC-DC转换器，其中，所述放大单元包括至少两个反相器和连接在该至少两个反相器之间的第三电容器，其中该第三电容器被配置以存储该至少两个反相器之间的阈值电压差。
15.根据权利要求11所述的DC-DC转换器，其中，所述输入单元包括被配置以存储所述输入电压的第一电容器，以及比较器还包括第四电容器，其一端连接在该反馈开关和该第一电容器之间，另一端接地。
16.根据权利要求11所述的DC-DC转换器，其中，所述输入单元包括被配置以存储所述输入电压的第一电容器，以及所述比较器还包括第四电容器，其一端连接在该第一电容器和所述放大单元之间，另一端接地。
17.根据权利要求10所述的DC-DC转换器，其中，当所述参考电压低于所述输入电压时，所述输出单元被配置以输出高电平信号，以及当所述参考电压高于所述输入电压时，所述输出单元被配置以输出低电平电压。
18.根据权利要求11所述的DC-DC转换器，其中，该输入开关和参考开关根据第一控制信号执行转换动作，以及该反馈开关根据第二控制信号执行转换动作。
19.一种有机发光显示器，包括：
像素单元，其被配置以显示相应于数据信号和扫描信号的图像；
数据驱动单元，其被配置以向该像素单元传输该数据信号；
扫描驱动单元，其被配置以向该像素单元传输该扫描信号；以及
DC-DC转换器，其被配置以向该像素单元、该数据驱动单元和该扫描驱动单元传输电源，
其中该DC-DC转换器包括：
充电泵；以及
比较器，其被配置以接收输入电压和参考电压，并确定与该输入电压和该参考电压之间的差值相对应的输出电压，
其中，该比较器包括：
输入单元，其被配置以向第一级传输所述输入电压并向第二级传输所述参考电压和反馈电压；
放大单元，其包括至少一个反相器，该反相器被配置以根据传输到该第一级的所述输入电压、传输到该第二级的该反馈电压和所述参考电压而操作；
反馈单元，其被配置以接收在该放大单元中输出的电压以便生成反馈电压，并向该输入单元传输所生成的反馈电压以控制传输给所述放大单元的电压；以及
输出单元，其被配置以接收并输出所述放大单元的输出电压。
20.根据权利要求19所述的有机发光显示器，其中，该第一级包括与被配置以接收输入电压的输入端口连接的输入开关，该输入开关被配置以转换所述输入电压并向所述放大单元传输所述输入电压；并且其中该第二级包括：
与被配置以接收参考电压的参考端口连接的参考开关，该参考开关被配置以转换所述参考电压并向所述反馈单元传输所述参考电压；以及
反馈开关，其被配置以转换所述反馈电压并向所述放大单元传输该反馈电压。
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