CN101256745A - 公共电压产生电路及其液晶显示器 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种公共电压产生电路，其包括一固定脉冲发生电路、一可变脉冲发生电路及一电荷帮浦，该电荷帮浦接收该固定脉冲发生电路发出的固定脉冲信号及该可变脉冲发生电路发出的可变脉冲信号，并对该固定脉冲信号及该可变脉冲信号进行积分、滤波处理，进而形成一公共电压，该公共电压的幅值随该可变脉冲信号占空比的改变而改变。本发明还提供采用该公共电压产生电路的液晶显示器。

Description

公共电压产生电路及其液晶显示器
技术领域
本发明涉及一种公共电压产生电路及采用该公共电压产生电路的液晶显示器。
背景技术
通常，由于液晶面板等效电容的差异性较大，会导致每一液晶面板的最佳公共电压Vcom不同，因此，在设计液晶面板驱动电路时要求公共电压范围可调，以便每一液晶面板均能达到最佳公共电压。
请参阅图1，是一种现有技术公共电压产生电路的示意图。该公共电压产生电路10包括一电压输入端110、一电压输出端120、两个电阻101、102、两个电容103、104及一可调电阻105。该电压输入端110接收自供电电路(图未示)输出的直流电压，该直流电压具有三输出支路：其第一输出支路依次经由该第一电阻101及该第一电容103构成的滤波电路接地；其第二输出支路依次经由该第一电阻101、该第二电阻102及该可调电阻105接地；其第三输出支路依次经由该第一电阻101及第二电容104接地。该电压输出端120设置在该第一电阻101及该第二电容104间的一节点处，其输出的公共电压即为该第二电阻102与该可调电阻105两端的电压。
当对公共电压Vcom进行调节时，仅需调节该可调电阻105的电阻值，即可改变该可调电阻105与该第二电阻102两端的电压，实现对公共电压Vcom的调节。
然而，该公共电压产生电路10需手动调节该可调电阻105的电阻值，由于手动调节的调节精度不高，且可调电阻105在机械力作用下易损坏，故该公共电压产生电路10的可调精度较低且可靠性不高。
为解决前述问题，业界采用数字式可调电阻来实现对公共电压Vcom的调节。请参阅图2，是另一种现有技术的公共电压产生电路的电路示意图。该公共电压产生电路20为一数字式可调电阻集成电路，其包括一译码器210、多个等值电阻220及多个开关组件230。其中，该译码器210包括多个数据输入端211及多个数据输出端212。
该多个等值电阻220构成一串联支路，该串联支路的一端连接一外加电压Vdd，另一端接地，且相邻两个等值电阻220间具有一电压输出端223，每一电压输出端223连接在每一开关组件230的一端，该多个开关组件230的另一端并接在一节点231。该数据输入端211接收自外部控制电路(图未示)输出的数据信号，该数据信号经由该译码器210译码后自该数据输出端212输出高低电平信号，该高低电平信号控制每一开关组件230的导通与关断。当某一开关组件230导通时，串联连接的等值电阻220与该导通的开关组件230构成一分压电路，并自该节点231输出公共电压Vcom，其值为该导通的开关组件230连接的电压输出端223与地之间所串联等值电阻220两端的电压。
当调节该公共电压Vcom时，可通过软件调节该控制电路，即可调节传送至该译码器210的数据信号，从而改变该译码器210输出，使该开关组件230转换导通通路，进而改变电压输出端223与地之间所串联的等值电阻220的个数，即分压阻值，达到调节公共电压Vcom的作用。然而，由于该公共电压产生电路20需经由一系列的组件切换环节，故其调节方法较复杂；且由于该公共电压产生电路20的可调精度取决于串联电阻个数，而对于一集成电路而言，其串联电阻个数有限，故其可调精度也较低，进而导致使用该公共电压产生电路20的液晶显示器的公共电压Vcom的调节方法较复杂且可调精度不高。
发明内容
为了解决现有技术中公共电压产生电路的公共电压Vcom的调节方法较复杂且可调精度不高的问题，有必要提供一种输出电压调节简单且可调精度较高的公共电压产生电路。
同时，有必要提供一种采用该公共电压产生电路的液晶显示器。
一种公共电压产生电路，其包括一固定脉冲发生电路、一可变脉冲发生电路及一电荷帮浦，该电荷帮浦接收该固定脉冲发生电路发出的固定脉冲信号及该可变脉冲发生电路发出的可变脉冲信号，并对该固定脉冲信号及该可变脉冲信号进行积分、滤波处理，进而叠加形成一公共电压，该公共电压的幅值随该可变脉冲信号占空比的改变而改变。
一种液晶显示器，其包括一数据驱动电路、多个像素电极、多条数据线、一固定脉冲发生电路、一可变脉冲发生电路、一公共电极及一电荷帮浦，该数据驱动电路通过该多条数据线为该多个像素电极提供数据电压，该电荷帮浦接收该固定脉冲发生电路发出的固定脉冲信号及该可变脉冲发生电路发出的可变脉冲信号，并对该固定脉冲信号及该可变脉冲信号进行积分、滤波处理，进而叠加形成一公共电压，该公共电压的幅值随该可变脉冲信号占空比的改变而改变。
相较于现有技术，本发明的公共电压产生电路及使用该公共电压产生电路的液晶显示器，均是通过该电荷帮浦对该固定脉冲发生电路产生的固定脉冲信号及该可变脉冲发生电路产生的可变脉冲信号进行积分、滤波处理，并形成一公共电压，而该公共电压幅值的改变仅需通过软件调节该可变脉冲发生电路即可实现，即该公共电压产生电路的公共电压的调节不需要经由一系列组件的切换环节即可实现，故其调节方法较简单。且，该公共电压的最小可调精度等于该可变脉冲信号的可调范围与其分辨率的比值，由于该可变脉冲信号的分辨率较高，故该公共电压的最小可调精度较小。
附图说明
图1是一种现有技术公共电压产生电路的示意图。
图2是另一种现有技术的公共电压产生电路的电路示意图。
图3是本发明液晶显示器的电路结构示意图。
图4是图3所示公共电压产生电路的一种具体电路结构示意图。
图5是图4所示公共电压产生电路的工作原理波形图。
具体实施方式
请参阅图3，是本发明液晶显示器的电路结构示意图。该液晶显示器30包括一控制电路31、一扫描驱动电路32、一数据驱动电路33、一公共电压产生电路34、多行相互平行的扫描线35、多列相互平行并分别与该扫描线35绝缘相交的数据线36、多个邻近该扫描线35与该数据线36交叉处的薄膜晶体管37、多个像素电极38、一与该多个像素电极38相对设置的公共电极39及夹在该两电极38、39之间的液晶分子(图未示)。
该控制电路31驱动该扫描驱动电路32、该数据驱动电路33及该公共电压产生电路34工作。该扫描驱动电路32用于驱动该多行扫描线35，该数据驱动电路33用于驱动该多列数据线36，该公共电压产生电路34用于驱动该公共电极39。每一薄膜晶体管37的栅极连接至一扫描线35，每一薄膜晶体管37的源极连接至一数据线36，每一薄膜晶体管37的漏极连接至一像素电极38。
当该液晶显示器30正常工作时，该控制电路31接收外界的信号，并发出控制信号控制该扫描驱动电路32、该数据驱动电路33及该公共电压产生电路34。在该控制信号控制下，该扫描驱动电路32输出扫描电压并通过该多行扫描线35加载在相应的薄膜晶体管37的栅极上，将相应的薄膜晶体管37打开，该数据驱动电路33输出数据电压并通过该多列数据线36加载在相应的薄膜晶体管37的源极上，如果此时该薄膜晶体管37处于打开状态，则该数据电压传送至该薄膜晶体管37的漏极并加载在该像素电极38上。该公共电压产生电路34同时产生一公共电压并加载在该公共电极39上，由此在该像素电极38与该公共电极39间会产生一电场以控制液晶分子的转动，从而实现图像显示。
请参阅图4，是图3所示公共电压产生电路的一种具体电路结构示意图。该公共电压产生电路34包括一固定脉冲发生电路341、一可变脉冲发生电路342及一电荷帮浦343，该固定脉冲发生电路341为该电荷帮浦343提供固定脉冲信号，即占空比固定的脉冲信号，该可变脉冲发生电路342为该电荷帮浦343提供可变脉冲信号，即占空比可变的脉冲信号。
该电荷帮浦343包括第一电压输入端344，第二电压输入端345，一电压输出端346，三电容C1、C2、C3，两个二极管D1、D2及两个电阻R1、R2。该第一电压输入端344接收该固定脉冲发生电路341提供的固定脉冲信号，并依次经由该第一电容C1，该第二二极管D2的正极、负极，该第二电阻R2连接至该电源输出端346。该第二电压输入端345接收该可变脉冲发生电路342提供的可变脉冲信号，其包括两个输出通路：第一输出通路依次经由该第一电阻R1及该第二电容C2接地；该第二输出通路依次经由该第一电阻R1，该第一二极管D1的正极、负极，该第二二极管D2的正极、负极，该第二电阻R2及该第三电容C3接地。该电压输出端346为该液晶显示器30的公共电极39提供公共电压Vcom。
请参阅图5，是图4所示公共电压产生电路的工作原理波形图。预设该固定脉冲信号的最小周期为T1，幅值为Vm，该可变脉冲信号的最小周期也为T1，幅值为Vn，该第一二极管D1及第二二极管D2的导通压降为Vd，该公共电压产生电路34的工作原理具体如下：
在第一周期T1时段内，当该第一电压输入端344的电压值由0伏跳变为Vm伏，该第二电压输入端345的电压值由0伏跳变为Vn伏时，由于此时该第一电容C1与该第一二极管D1负极间的节点不存在电势，故该Vm伏电压不对该第一电容C1进行充电。该Vn伏电压经由该第一电阻R1及该第二电容C2构成的电路积分并对该第二电容C2充电，其充电电压上升至V1伏，V1为该可变脉冲信号经该第一电阻R1及该第二电容C2构成的电路积分作用后得到的电压平均值。
当该第二电压输入端345的电压值由Vn伏跳变为0伏时，该第二电容C2放电使该第一二极管D1导通，此时该第二电容C2释放电能的一部分经由该第一二极管D1对该第一电容C1充电，其另一部分电能经由该第一二极管D1、第二二极管D2及该第二电阻R2对该第三电容C3充电。
当该第一电压输入端344的电压值也为0伏时，该第二二极管D2的正极电压逐渐上升至(V1-Vd)伏，该第三电容C3的充电电压也逐渐上升至(V1-Vd)伏，并向该电压输出端346释放能量，输出电压值为(V1-Vd)伏的公共电压Vcom，并进入升压阶段。
在第二周期T2时段内，当该第一电压输入端344的电压值由0伏跳变为Vm伏，该第二电压输入端345的电压值由0伏跳变为Vn伏时，该第二二极管D2的正极电势为(V1-Vd)伏与该第一电压输入端344的电压值Vm伏相叠加，该第二二极管D2的正极电压上升至(Vm+V1-Vd)伏，使得该第一二极管D1反向截止，该(Vm+V1-Vd)伏电压经由该第二二极管D2以及该第二电阻R2与该第三电容C3构成的积分电路平滑滤波后，自该电压输出端346处输出电压值为(V1+Vm-2Vd)伏的公共电压Vcom，实现升压过程。此时段，该第一电容C1与该第一、第二二极管D1、D2构成一升压电路。同时，由于随着该第二二极管D2的负极电势逐渐升高，使该第一电容C1与该第一、第二二极管D1、D2构成一钳位电路。
当该第一、第二电压输入端344、345的电压值均为0伏时，该第二电容C2经由该第一、第二二极管D1、D2及该第二电阻R2释放电能至该电压输出端346，进而输出维持在(V1+Vm-2Vd)伏的公共电压Vcom。
第三周期及其以后时段，重复第二周期T2的运作过程，进而输出维持在(V1+Vm-2Vd)伏的公共电压Vcom。
由以上工作原理可知，该公共电压Vcom是一固定脉冲信号及一可变脉冲信号经由该电荷帮浦343调整并叠加的结果，其幅值为该可变脉冲信号经由该第一电阻R1及该第二电容C2构成的积分电路积分后所得电压的幅值与该固定脉冲信号的幅值的和，即Vcom＝V1+Vm(不考虑该第一、第二二极管D1、D2的压降)。当该可变脉冲信号的占空比改变时，经由该第一电阻R1及该第二电容C2积分的电压V1会随之改变，则该公共电压Vcom的幅值也会随之改变。当该可变脉冲信号的占空比越大时，V1越大，所得的公共电压Vcom的幅值将越大；当该可变脉冲信号的占空比越小时，V1越小，所得的公共电压Vcom的幅值也越小；当该可变脉冲信号的占空比为零时，V1为零，所得的公共电压Vcom的幅值为Vm。
上述可变脉冲信号占空比的改变，即公共电压Vcom的幅值的调节仅需通过软件调节该可变脉冲发生电路342即可实现。
根据该可变脉冲信号的最小可调精度等于其可调范围与其分辨率(Resolution)的比值可知，该可变脉冲信号的最小可调精度由其分辨率确定，其中，该可变脉冲信号的最小可调精度与该公共电压的最小可调精度一致。一般地，该可变脉冲信号的可调范围为1伏，分辨率为100，即7位(Bit)，可得出，该可变脉冲信号的可调精度为10毫伏，即该公共电压的最小可调精度为10毫伏。当该公共电压需要更小的可调精度时，可通过增加该可变脉冲信号的分辨率实现。
相较于现有技术，本发明的公共电压产生电路34通过该电荷帮浦343对该固定脉冲发生电路341产生的固定脉冲信号及该可变脉冲发生电路342产生的可变脉冲信号进行积分、滤波处理，并形成一公共电压，而该公共电压幅值的改变仅需通过软件调节该可变脉冲发生电路342即可实现，即该公共电压产生电路34的公共电压的调节不需要经由一系列组件的切换环节即可实现，故其调节方法较简单。
且，该公共电压的最小可调精度等于该可变脉冲信号的可调范围与其分辨率的比值，由于该可变脉冲信号的分辨率较高，故该公共电压的最小可调精度较高。
上述公共电压产生电路34中，该固定脉冲发生电路341及该可变脉冲发生电路342还可设置在该控制电路31上，并且由该控制电路31为该电荷帮浦343提供所需的信号。

Claims (8)

1. 一种公共电压产生电路，其特征在于：该公共电压产生电路包括一固定脉冲发生电路、一可变脉冲发生电路及一电荷帮浦，该电荷帮浦接收该固定脉冲发生电路发出的固定脉冲信号及该可变脉冲发生电路发出的可变脉冲信号，并对该固定脉冲信号及该可变脉冲信号进行积分、滤波处理，进而叠加形成一公共电压，且该公共电压的幅值随该可变脉冲信号占空比的改变而改变。
2. 如权利要求1所述的公共电压产生电路，其特征在于：该电荷帮浦包括一第一电压输入端、一第二电压输入端、一电压输出端、一第一电容、一第二电容、一第三电容、一第一二极管、一第二二极管、一第一电阻及一第二电阻，该第一电压输入端接收该固定脉冲发生电路提供的固定脉冲信号，并依次经由该第一电容，该第二二极管的正极、负极，该第二电阻连接至该电源输出端；该第二电压输入端接收该可变脉冲发生电路提供的可变脉冲信号，并依次经由该第一电阻及该第二电容接地，该第二电压输入端也依次经由该第一电阻，该第一二极管的正极、负极，该第二二极管的正极、负极，该第二电阻及该第三电容接地。
3. 如权利要求2所述的公共电压产生电路，其特征在于：该公共电压的幅值为该可变脉冲信号经由该第一电阻及该第二电容构成的积分电路积分后所得电压的幅值与该固定脉冲信号的幅值的和。
4. 如权利要求1所述的公共电压产生电路，其特征在于：该公共电压的最小可调精度随该可变脉冲信号的分辨率的改变而改变。
5. 如权利要求4所述的公共电压产生电路，其特征在于：当该可变脉冲信号的分辨率越大时，该公共电压的最小可调精度越高。
6. 如权利要求1所述的公共电压产生电路，其特征在于：该可变脉冲信号占空比的改变通过软件调节该可变脉冲发生电路实现。
7. 如权利要求1所述的公共电压产生电路，其特征在于：该固定脉冲发生电路及该可变脉冲发生电路设置在一控制电路上。
8. 一种液晶显示器，其包括一数据驱动电路、多个像素电极、多列数据线、一公共电极及一公共电压产生电路，该数据驱动电路通过该多列数据线施加数据电压在该多个像素电极上，该公共电压产生电路施加公共电压在该公共电极上，其特征在于：该公共电压产生电路为权利要求1至7中任意一项所述的公共电压产生电路。
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