CN101447784A - 电压电平产生装置 - Google Patents

Abstract

本发明揭露一种电压电平产生装置，该电压电平产生装置包含有：一参考电压产生模块、一第一电路模块、一第二电路模块、以及一开关模块。其中，本发明所揭露的电压电平产生装置只需要使用一缓冲器、一电压调节器与一运算逻辑单元就可以达到与传统的公共电压电平产生装置相同的功能，因此可以降低电路布局面积，以减少集成电路的成本。此外，本发明所揭露的电压电平产生装置还可以选择不同电压电平的输出，以降低显示器功率的消耗。

Description

电压电平产生装置

技术领域

本发明涉及一种电压电平产生装置，特别涉及一种可以降低在一显示器驱动集成电路中的电路布局面积以及可以选择不同电压电平的输出来降低显示器的功率消耗的公共电压电平产生装置。

背景技术

请参考图1，图1示出了依据现有技术的一种用在一显示器驱动集成电路中的公共电压电平(common voltage level)产生装置100的电路结构示意图。如图1所示，当传统的公共电压电平产生装置100欲输出一公共电压电平VCOM时，传统的公共电压电平产生装置100是用一数字/模拟转换器(digital-to-analog converter，DAC)110依据一第一数字信号VCM[M]来产生一第一参考电压电平VREFH，然后再经由一第一缓冲器120来产生一第一电压电平VCOMH，且第一电压电平VCOMH会介于一第一特定电压电平DDVDH与一接地电压电平AGND之间。另外，传统的公共电压电平产生装置100利用数字/模拟转换器110依据一第二数字信号VDV[N]来产生一第二参考电压电平VREFL，然后再经由第一参考电压电平VREFH、电阻单元R1、R2、R3与R4、一运算放大器130、以及一第二缓冲器140来产生一第二电压电平VCOML，且第二电压电平VCOML会介于一第二特定电压电平VCI与一第三特定电压电平VCL之间。

在上述的传统的公共电压电平产生装置100中，为了降低静态耗电流，必须使用具有高电阻值的电阻单元R1、R2、R3与R4，此外，传统的公共电压电平产生装置100最少必须使用两个缓冲器以及一个运算放大器，因此会有电路布局面积过大的缺点。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的之一在于提供一种可以降低在一显示器驱动集成电路中的电路布局面积以及可以选择不同电压电平的输出来降低显示器的功率消耗的公共电压电平产生装置。

依据本发明，其提供一种电压电平产生装置，该电压电平产生装置包含有：一参考电压产生模块、一第一电路模块、一第二电路模块、以及一开关模块，其中，该参考电压产生模块用于提供一第一参考电压电平与一第二参考电压电平；该第一电路模块具有一第一输入端点耦接于该参考电压产生模块并用于接收该第一参考电压电平、一第二输入端点以及一输出端点耦接于该第二输入端点，并且该第一电路模块用于依据该第一参考电压电平来在该输出端点产生一第一电压电平；该第二电路模块具有一第一输入端点耦接于该参考电压产生模块并用于接收该第二参考电压电平、一第二输入端点耦接于该第一电路模块的该第二输入端点以及一输出端点耦接于该第二电路模块的该第二输入端点，并且该第二电路模块用于依据该第二参考电压电平来在该第二电路模块的该输出端点产生一第二电压电平；以及该开关模块包含有一第一开关元件耦接于该第一电路模块的该输出端点以及一第二开关元件耦接于该第二电路模块的该输出端点，并且该开关模块用于选择性地输出该第一电压电平或该第二电压电平。

附图说明

图1示出了依据现有技术的一种用在一显示器驱动集成电路中的公共电压电平产生装置的电路结构示意图。

图2示出了依据本发明的一第一实施例的公共电压电平产生装置的简化方块示意图。

图3示出了依据图2中的公共电压电平产生装置的电路结构示意图。

图4示出了依据本发明的一第二实施例的公共电压电平产生装置的简化方块示意图。

图5示出了依据本发明的一第三实施例的公共电压电平产生装置的简化方块示意图。

图6示出了依据本发明的一第四实施例的公共电压电平产生装置的简化方块示意图。

图7示出了依据本发明的一第五实施例的公共电压电平产生装置的简化方块示意图。

附图符号说明

100：公共电压电平产生装置

110：数字/模拟转换器

120：第一缓冲器

130：运算放大器

140：第二缓冲器

200、400、500、600、700：公共电压电平产生装置

210：参考电压产生模块

212：逻辑运算单元

214：数字/模拟转换器

220：第一电路模块

230：第二电路模块

240：开关模块

750：控制单元

R1、R2、R3、R4：电阻单元

C1：第一电容单元

C2：第二电容单元

I1、I3：第一输入端点

I2、I4：第二输入端点

01、02：输出端点

R1：第一电阻单元

R2：第二电阻单元

S1：第一开关元件

S2：第二开关元件

S3：第三开关元件

S4：第四开关元件

S5：第五开关元件

OP1、OP2：运算放大器。

具体实施方式

在本说明书以及后续的申请专利范围当中使用了某些词汇来指称特定的元件，而所属领域中具有通常知识者应可理解，硬件制造商可能会用不同的名词来称呼同一个元件，本说明书及后续的申请专利范围并不以名称的差异来作为区分元件的方式，而是以元件在功能上的差异来作为区分的准则，在通篇说明书及后续的请求项当中所提及的「包含有」是一开放式的用语，故应解释成「包含有但不限定于」，此外，「耦接」一词在此包含有任何直接及间接的电气连接手段，因此，若文中描述一第一装置耦接于一第二装置，则代表该第一装置可以直接电气连接于该第二装置，或透过其它装置或连接手段间接地电气连接至该第二装置。

本发明涉及可以设置在一集成电路内部的一种电压电平产生装置，并且本说明书将会举例说明一些关于应用本发明的电压电平产生装置的实施例，但是在相关技术领域中具有通常知识者应该能了解到本发明的电压电平产生装置也可以应用于其它各种相似类型的集成电路中，而并不局限于以下的说明中所提供的特定实施例或是实现这些特定实施例的技术特征的特定电路结构。

一般而言，本发明的电压电平产生装置可以应用于任何种类的集成电路中，在本说明书中揭露一种应用于显示器的驱动集成电路(driver IC)中的公共电压电平(common voltage level)产生装置，但这只是用于举例说明，而不是本发明的限制条件，此外，在不影响本发明技术揭露的状况下，本说明书中将利用显示器的驱动集成电路作为一个例子来说明本发明的公共电压电平产生装置的详细结构与操作原理。

请参考图2，图2示出了依据本发明的一第一实施例的公共电压电平产生装置200的简化方块示意图。如图2所示，公共电压电平产生装置200包含有：一参考电压产生模块210、一第一电路模块220、一第二电路模块230、一开关模块240、一第一电容单元C1、以及一第二电容单元C2。其中，参考电压产生模块210用于提供一第一参考电压电平VREFH与一第二参考电压电平VREFL，而第一电路模块220具有一第一输入端点I1，耦接于参考电压产生模块210并用于接收第一参考电压电平VREFH、一第二输入端点I2以及一输出端点01耦接于第二输入端点I2，并且第一电路模块220用于依据第一参考电压电平VREFH来在输出端点01产生一第一电压电平VCOMH，而第二电路模块230具有一第一输入端点I3耦接于参考电压产生模块210并用于接收第二参考电压电平VREFL、一第二输入端点I4耦接于第一电路模块220的第二输入端点I2以及一输出端点02耦接于第二电路模块230的第二输入端点I4，并且第二电路模块230用于依据第二参考电压电平VREFL来在第二电路模块230的输出端点02产生一第二电压电平VCOML；以及开关模块240包含有一第一开关元件S1耦接于第一电路模块220的输出端点01以及一第二开关元件S2耦接于第二电路模块230的输出端点02，并且开关模块240用于选择性地输出第一电压电平VCOMH或第二电压电平VCOML以作为一公共电压电平VCOM的输出。另外，第一电容单元C1耦接于第一电压电平VCOMH与一接地电压电平AGND之间，并且用于稳定第一电路模块220的输出端点01的一电压电平；以及第二电容单元C2耦接于第二电压电平VCOML与接地电压电平AGND之间，并且用于稳定第二电路模块230的输出端点02的一电压电平。此外，在此请注意，上述的实施例仅作为本发明的举例说明，而不是本发明的限制条件，举例来说，第一电容单元C1以及第二电容单元C2并非本发明的公共电压电平产生装置200的必要元件，因此在特定情况下可以选择性地省略第一电容单元C1以及第二电容单元C2。接着，本说明书将在以下段落中举例说明关于本发明的公共电压电平产生装置200的详细的电路结构与操作方式。

请参考图3，图3示出了依据图2中的公共电压电平产生装置200的电路结构示意图。如图3所示，参考电压产生模块210包含有一逻辑运算单元(arithmetic logic unit，ALU)212以及一数字/模拟转换器(digital-to-analog converter，DAC)214，其中，逻辑运算单元212用于接收第一数字信号VCM[M]与一第二数字信号VDV[N]，并对第一数字信号VCM[M]与第二数字信号VDV[N]进行运算以产生一第一数字输出信号(未显示)与一第二数字输出信号(未显示)；以及数字/模拟转换器214耦接于逻辑运算单元，并且用于依据逻辑运算单元212所产生的该第一数字输出信号与该第二数字输出信号分别产生第一参考电压电平VREFH与第二参考电压电平VREFL。另外，第一电路模块220可以为一缓冲模块，并且第一电路模块220包含有一运算放大器OP1，而第二电路模块230是一电压调节模块，并且第二电路模块230包含有一运算放大器OP2、一第一电阻单元R1耦接于运算放大器OP2与第二电路模块230的第二输入端点I4之间以及一第二电阻单元R2耦接于第一电阻单元R1与输出端点02之间。此外，开关模块240包含有一第一开关元件S1耦接于第一电路模块220的输出端点01以及一第二开关元件S2耦接于第二电路模块230的输出端点02，并且开关模块240可以经由切换第一开关元件S1以及第二开关元件S2的导通状态(turn-onstate)以及截止状态(turn-off state)来选择性地输出第一电压电平VCOMH或第二电压电平VCOML以作为一公共电压电平VCOM的输出。另外，第一电容单元C1耦接于第一电压电平VCOMH与一接地电压电平AGND之间，并且用于稳定第一电路模块220的输出端点01的一电压电平；以及第二电容单元C2耦接于第二电压电平VCOML与接地电压电平AGND之间，并且用于稳定第二电路模块230的输出端点02的一电压电平。

请参考图4，图4示出了依据本发明的一第二实施例的公共电压电平产生装置400的简化方块示意图，其中，如同本发明的第一实施例中的公共电压电平产生装置200，本发明的第二实施例中的公共电压电平产生装置400也包含有：一参考电压产生模块210、一第一电路模块220、一第二电路模块230、一开关模块240、一第一电容单元C1、以及一第二电容单元C2。并且，本发明的第二实施例中的公共电压电平产生装置400与本发明的第一实施例中的公共电压电平产生装置200具有类似的电路结构，因此在图4中的公共电压电平产生装置400的元件符号使用与图2中的公共电压电平产生装置200一样的元件符号，并且为了简洁起见，在此不多加赘述公共电压电平产生装置400的详细的电路结构。而图4中的公共电压电平产生装置400以及图2中的公共电压电平产生装置200之间的差别在于如图4所示：开关模块240另包含有一第三开关元件S3，第三开关元件S3耦接于接地电压电平AGND，并且开关模块240可以经由切换第三开关元件S3的导通状态以及截止状态以选择性地输出接地电压电平AGND来取代第二电压电平VCOML以作为一公共电压电平VCOM的输出。此外，在此请注意，上述的实施例仅作为本发明的举例说明，而不是本发明的限制条件，举例来说，接地电压电平AGND也可以依据不同电路设计的需求而被置换为介于第一电压电平VCOMH与第二电压电平VCOML之间的一固定电压电平。

请参考图5，图5示出了依据本发明的一第三实施例的公共电压电平产生装置500的简化方块示意图，其中，如同本发明的第一实施例中的公共电压电平产生装置200，本发明的第三实施例中的公共电压电平产生装置500也包含有：一参考电压产生模块210、一第一电路模块220、一第二电路模块230、一开关模块240、一第一电容单元C1、以及一第二电容单元C2。并且本发明的第三实施例中的公共电压电平产生装置500与本发明的第一实施例中的公共电压电平产生装置200具有类似的电路结构，因此，在图5中的公共电压电平产生装置500的元件符号使用与图2中的公共电压电平产生装置200一样的元件符号，并且为了简洁起见，在此不多加赘述公共电压电平产生装置500的详细的电路结构。而图5中的公共电压电平产生装置500以及图2中的公共电压电平产生装置200之间的差别在于如图5所示：公共电压电平产生装置500另包含有：一第三开关元件S3、一第四开关元件S4以及一第五开关元件S5，其中，第三开关元件S3耦接于一接地电压电平AGND与第二电路模块230的第一输入端点I3，并且第四开关元件S4耦接于参考电压产生模块210与第二电路模块230的第一输入端点I3之间；以及第五开关元件S5耦接于第二电路模块230的第二输入端点I4与第一电路模块220的第二输入端点I2之间；其中，当公共电压电平产生装置500欲输出接地电压电平AGND来取代第二电压电平VCOML以作为一公共电压电平VCOM的输出时，第三开关元件S3与第二开关元件S2处于一导通状态(turn-on state)，而第四开关元件S4、第五开关元件S5与第一开关元件S1处于一截止状态(turn-off state)。另外，第一电容单元C1耦接于该第一电压电平与接地电压电平AGND之间，并且用于稳定第一电路模块220的输出端点01的一电压VCOMH电平；以及第二电容单元C2耦接于第二电压电平VCOML与一第三电压电平VCI之间，并且用于稳定第二电路模块230的输出端点02的一电压电平，其中，第三电压电平VCI高于接地电压电平AGND。同样地，在此请注意，上述的实施例仅作为本发明的举例说明，而不是本发明的限制条件，举例来说，接地电压电平AGND也可以依据不同电路设计的需求而被置换为介于第一电压电平VCOMH与第二电压电平VCOML之间的一固定电压电平。

请参考图6，图6示出了依据本发明的一第四实施例的公共电压电平产生装置600的简化方块示意图，其中，如同本发明的第一实施例中的公共电压电平产生装置200，本发明的第三实施例中的公共电压电平产生装置600也包含有：一参考电压产生模块210、一第一电路模块220、一第二电路模块230、一开关模块240、一第一电容单元C1、以及一第二电容单元C2。并且本发明的第四实施例中的公共电压电平产生装置600与本发明的第一实施例中的公共电压电平产生装置200具有类似的电路结构，因此在图6中的公共电压电平产生装置600的元件符号使用与图2中的公共电压电平产生装置200一样的元件符号，并且为了简洁起见，在此不多加赘述公共电压电平产生装置600的详细的电路结构。而图6中的公共电压电平产生装置600以及图2中的公共电压电平产生装置200之间的差别在于如图6所示：公共电压电平产生装置600另包含有一第三开关元件S3以及一第四开关元件S4，其中，第三开关元件S3耦接于第二电路模块230的第一输入端点I3以及第二输入端点I4之间；以及第四开关元件S4耦接于参考电压产生模块与第二电路模块的第一输入端点之间；其中，当公共电压电平产生装置600欲输出一接地电压电平AGND来取代第二电压电平VCOML以作为一公共电压电平VCOM的输出时，第三开关元件S3与第二开关元件S2处于一导通状态，而第四开关元件S4与第一开关元件S1处于一截止状态。同样地，在此请注意，上述的实施例仅作为本发明的举例说明，而不是本发明的限制条件。

请参考图7，图7示出了依据本发明的一第五实施例的公共电压电平产生装置700的简化方块示意图，其中，如同本发明的第一实施例中的公共电压电平产生装置200，本发明的第五实施例中的公共电压电平产生装置700也包含有：一参考电压产生模块210、一第一电路模块220、一第二电路模块230、一开关模块240、一第一电容单元C1、以及一第二电容单元C2。并且本发明的第四实施例中的公共电压电平产生装置700与本发明的第一实施例中的公共电压电平产生装置200具有类似的电路结构，因此在图7中的公共电压电平产生装置700的元件符号使用与图2中的公共电压电平产生装置200一样的元件符号，并且为了简洁起见，在此不多加赘述公共电压电平产生装置700的详细的电路结构。而图7中的公共电压电平产生装置700以及图2中的公共电压电平产生装置200之间的差别在于如图7所示：公共电压电平产生装置700另包含有一控制单元750，控制单元750耦接于逻辑运算单元212，并且用于控制逻辑运算单元212以选择性地依据第一数字信号VCM[M]与第二数字信号VDV[N]进行运算以产生一第三数字输出信号(未显示)，来使得数字/模拟转换器214依据第三数字输出信号产生第二参考电压电平VREFL，以使第二电路模块依据第二参考电压电平VREFL在第二电路模块230的输出端点02产生一接地电压电平AGND来取代第二电压电平VCOML以作为一公共电压电平VCOM的输出。同样地，在此请注意，上述的实施例仅作为本发明的举例说明，而不是本发明的限制条件。

综上所述，本发明所揭露的公共电压电平产生装置只需要使用一缓冲器、一电压调节器与一运算逻辑单元就可以达到与传统的公共电压电平产生装置相同的功能，因此可以降低电路布局面积，以减少集成电路的成本。此外，本发明所揭露的公共电压电平产生装置还可以选择不同电压电平的输出，以降低显示器功率的消耗。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (17)

1.一种电压电平产生装置，包含有：

一参考电压产生模块，用于提供一第一参考电压电平与一第二参考电压电平；

一第一电路模块，具有一第一输入端点耦接于该参考电压产生模块并用于接收该第一参考电压电平、一第二输入端点以及一输出端点耦接于该第二输入端点，该第一电路模块用于依据该第一参考电压电平来在该输出端点产生一第一电压电平；

一第二电路模块，具有一第一输入端点耦接于该参考电压产生模块并用于接收该第二参考电压电平、一第二输入端点耦接于该第一电路模块的该第二输入端点以及一输出端点耦接于该第二电路模块的该第二输入端点，该第二电路模块用于依据该第二参考电压电平来在该第二电路模块的该输出端点产生一第二电压电平；以及

一开关模块，包含有一第一开关元件耦接于该第一电路模块的该输出端点以及一第二开关元件耦接于该第二电路模块的该输出端点，用于选择性地输出该第一电压电平或该第二电压电平。

2.如权利要求1所述的电压电平产生装置，其中，该第一电路模块是一缓冲模块。

3.如权利要求2所述的电压电平产生装置，其中，该第一电路模块包含有一运算放大器。

4.如权利要求1所述的电压电平产生装置，其中，该第二电路模块是一电压调节模块。

5.如权利要求4所述的电压电平产生装置，其中，该第二电路模块包含有一运算放大器、一第一电阻单元耦接于该运算放大器与该第二电路模块的该第二输入端点之间以及一第二电阻单元耦接于该第一电阻单元与该输出端点之间。

6.如权利要求1所述的电压电平产生装置，其中，该开关模块另包含有：

一第三开关元件，耦接于一固定电压电平，用于选择性地输出该固定电压电平来取代该第二电压电平，其中，该固定电压电平介于该第一电压电平与该第二电压电平之间。

7.如权利要求6所述的电压电平产生装置，其中，该固定电压电平是一接地电压电平。

8.如权利要求7所述的电压电平产生装置，另包含有：

一第一电容单元，耦接于该第一电压电平与该接地电压电平之间，用于稳定该第一电路模块的该输出端点的一电压电平；以及

一第二电容单元，耦接于该第二电压电平与该接地电压电平之间，用于稳定该第二电路模块的该输出端点的一电压电平。

9.如权利要求1所述的电压电平产生装置，另包含有：

一第三开关元件，耦接于一固定电压电平与该第二电路模块的该第一输入端点，其中，该固定电压电平介于该第一电压电平与该第二电压电平之间；

一第四开关元件，耦接于该参考电压产生模块与该第二电路模块的该第一输入端点之间；以及

一第五开关元件，耦接于该第二电路模块的该第二输入端点与该第一电路模块的该第二输入端点之间；

其中，当该电压电平产生装置欲输出该固定电压电平来取代该第二电压电平时，该第三开关元件与该第二开关元件处于一导通状态，而该第四开关元件、该第五开关元件与该第一开关元件处于一截止状态。

10.如权利要求9所述的电压电平产生装置，其中，该固定电压电平是一接地电压电平或介于该第一电压电平与该第二电压电平之间的一任意电压电平。

11.如权利要求10所述的电压电平产生装置，另包含有：

一第一电容单元，耦接于该第一电压电平与该接地电压电平之间，用于稳定该第一电路模块的该输出端点的一电压电平；以及

一第二电容单元，耦接于该第二电压电平与一第三电压电平之间，用于稳定该第二电路模块的该输出端点的一电压电平，其中，该第三电压电平高于该接地电压电平。

12.如权利要求1所述的电压电平产生装置，另包含有：

一第三开关元件，耦接于该第二电路模块的该第一、第二输入端点之间；以及

一第四开关元件，耦接于该参考电压产生模块与该第二电路模块的该第一输入端点之间；

其中，当该电压电平产生装置欲输出一接地电压电平来取代该第二电压电平时，该第三开关元件与该第二开关元件处于一导通状态，而该第四开关元件与该第一开关元件处于一截止状态。

13.如权利要求12所述的电压电平产生装置，另包含有：

一第一电容单元，耦接于该第一电压电平与该接地电压电平之间，用于稳定该第一电路模块的该输出端点的一电压电平；以及

一第二电容单元，耦接于该第二电压电平与一第三电压电平之间，用于稳定该第二电路模块的该输出端点的一电压电平，其中，该第三电压电平高于该接地电压电平。

14.如权利要求1所述的电压电平产生装置，其中，该参考电压产生模块包含有：

一逻辑运算单元，用于接收至少一第一数字信号与至少一第二数字信号，并对该第一数字信号与该第二数字信号进行运算以产生一第一数字输出信号与一第二数字输出信号；以及

一数字/模拟转换器，耦接于该逻辑运算单元，用于依据该第一数字输出信号与该第二数字输出信号分别产生该第一参考电压电平与该第二参考电压电平。

15.如权利要求14所述的电压电平产生装置，另包含有：

一控制单元，耦接于该逻辑运算单元，用于控制该逻辑运算单元以选择性地依据该第二数字信号进行运算以产生一第三数字输出信号，来使得该数字/模拟转换器依据该第三数字输出信号产生该第二参考电压电平，以使该第二电路模块依据该第二参考电压电平在该第二电路模块的该输出端点产生一接地电压电平。

16.如权利要求15所述的电压电平产生装置，另包含有：

一第一电容单元，耦接于该第一电压电平与该接地电压电平之间，用于稳定该第一电路模块的该输出端点的一电压电平；以及

一第二电容单元，耦接于该第二电压电平与一第三电压电平之间，用于稳定该第二电路模块的该输出端点的一电压电平，其中，该第三电压电平高于该接地电压电平。

17.如权利要求1所述的电压电平产生装置，其是使用在一显示器驱动集成电路中的一公共电压电平产生装置。

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