CN102024434B - 一种tft-lcd驱动电源及偏压电路 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种TFT-LCD驱动电源及偏压电路。所述TFT-LCD驱动电源及偏压电路，包括开关稳压电源电路和电荷泵电路，所述开关稳压电源电路包括开关稳压电源，所述开关稳压电源具有第一脉宽调制电压输出端，所述电荷泵电路具有第一偏压输入端，其中，所述第一脉宽调制电压输出端与所述第一偏压输入端之间连接有第一噪音抑制元件。本发明提供的技术方案可以有效地阻止脉宽调制电压信号上的尖峰电压噪声通过电容提供的途径耦合到驱动电源和偏置电压，从而提高整个TFT-LCD的驱动系统电压及偏压电路稳定性和电磁兼容特性。

Description

一种TFT-LCD驱动电源及偏压电路

技术领域

本发明涉及电子技术领域，特别涉及一种薄膜晶体管液晶显示器(Thinfilm transistor liquid crystal display，TFT-LCD)驱动电源及偏压电路。

背景技术

TFT-LCD驱动电源及偏压电路产生驱动电源例如数字电源电压(VCC)、模拟电源电压(AVDD)，以及偏压例如栅极开启电压(VGH，TFT Gate ON Power)，栅极关断电压(VGL，TFT Gate OFF Power)等电压并提供给液晶显示器或液晶模组。因此，TFT-LCD驱动电源及偏压电路是液晶显示器或液晶模组驱动电路中不可或缺的部分，其产生电源及偏压的品质对TFT-LCD的显示品质及电磁兼容(EMC)特性有直接的影响。

TFT-LCD驱动电源及偏压电路主要由降压式或升压式开关稳压电源电路(Buck或Boost Switcher Regulator)和电荷泵(Charge Bump)电路组成。其中，降压式或升压式开关稳压电源电路部分产生驱动电源电压例如数字电源电压VCC或模拟电源电压AVDD，电荷泵电路产生TFT-LCD的栅极开启电压VGH和栅极关断电压VGL。

请参看图1，为一种现有技术采用的TFT-LCD驱动电源及偏压电路的原理图。如图1所示，现有的TFT-LCD驱动电源及偏压电路由降压式开关稳压电源电路12和电荷泵电路11组成。所述降压式开关稳压电源电路12包括降压式开关稳压电源U4以及其外部连接电路，所述降压式开关稳压电源U4为半导体领域常用的芯片(降压式开关稳压电源U4型号为BAT54S，其性能是肖特基二极管组，其制造商为仙童半导体)，其上的引脚的标注是行业内或厂家通用的标注；所述降压式开关稳压电源U4的外部连接电路由本领域内技术人员根据需要连接，以下对常用标示作说明：AGND为模拟地、PGND为电源地、PH为降压式开关稳压电源U4的脉宽调制电压输出端、ENA为使能端、VIN为电平输入端、NC为无信号端、C为电容、R为电阻、ZD为稳压二极管、D1为主肖特基二级管、L为电感、U由两个二极管反向连接而成的肖特基二极管组。

主肖特基二极管D1作为降压式开关稳压电源U4的开关元件并提供续流作用，但因主肖特基二极管D1的固有特性，在高频条件下其内部的分布电容与分布电感会产生自激振荡，在降压式开关稳压电源U4的脉宽调制电压输出端上输出的开关电压波形产生很高的尖峰电压。图3为图1所示的降压式开关稳压电源U4的脉宽调制电压输出端PH上输出的开关电压波形。如图3所示，所述脉宽调制电压输出端PH上输出的开关电压波形产生有很高的尖峰，其中，正极性尖峰电压约16.5V，负极性尖峰电压约3.0V，这些尖峰电压含有极高的、复杂的频率成分，是TFT-LCD驱动电源及偏压电路电磁干扰(EMI)噪声的主要来源。而这些尖峰电压噪声可以通过电容C1、C4、C8提供的途径藕合到模拟电源电压AVDD输出端或数字电源电压VCC输出端、栅极开启电压VGH输出端、栅极关断电压VGL输出端。

请参考图2，为另一种现有技术采用的TFT-LCD驱动电源及偏压电路的原理图。如图2所示，现有的TFT-LCD驱动电源及偏压电路由升压式开关稳压电源电路21和电荷泵电路(包括第一电荷泵部分22a和第二电荷泵部分22b)组成。如图2所示，电荷泵电路由两部分组成，其中第一电荷泵部分22a产生栅极开启电压VGH，第二电荷泵部分22b产生栅极关断电压VGL。其中，升压式开关稳压电源U2为本领域内常用芯片(升压式开关稳压电源U2的型号为TPS5430，其性能为降压式开关稳压电源芯片，其制造商为德州仪器)，其上的引脚的标注为本领域内或厂家通用标注，所述升压式开关稳压电源U2的外部连接电路由本领域内技术人员根据需要连接，以下对常用标示作说明：SW为升压式开关稳压电源U2的可调脉宽调制电压输出端、VIND为电输入端、C为电容、R为电阻、ZD为稳压二极管、D1为肖特基二级管、L为电感、U由两个二极管反向连接而成的肖特基二极管组、PGND为电源地。

和图1所示的现有技术一样，在升压式开关稳压电源U2的可调脉宽调制电压输出端SW上输出的开关电压波形(未图示)也产生有很高的尖峰电压，可调脉宽调制电压输出端SW上输出的开关电压的波形与图3所示的脉宽调制电压输出端PH上输出的开关电压的波形相同或相似。

如图3所示，降压式开关稳压电源U4的开关电压的波形随时间周期性变化，在开关电压波形的上升沿产生正极性尖峰电压约16.5V，在开关电压的波形的下降沿产生负极性尖峰电压约3.0V，开关电压的波形的中间值Vmiddle＝5.72V，由噪声引起的最大、最小尖峰值之差为Vp-p＝20.55V，开关电压的波形的周期为2μs。

请参看图4，为图1所示的现有技术TFT-LCD驱动电源及偏压电路所产生的模拟电源电压AVDD输出端或数字电源电压VCC输出端的电压波形图。即，图4所示反映了基于图3所示脉宽调制电压输出端的开关电压波形的模拟电源电压AVDD输出端或数字电源电压VCC输出端的电压波形随时间变化的趋势，波形的中间值Vmiddle＝5220mV，由噪声引起的最大、最小尖峰值之差为Vp-p＝807mV，其周期也为2μs。

请参看图5，为图1所示的现有技术TFT-LCD驱动电源及偏压电路所产生的栅极开启电压VGH输出端电压波形图。其中，图5所示反映了基于图3所示脉宽调制电压输出端的开关电压波形的栅极开启电压VGH输出端随时间变化的趋势，波形的中间值Vmiddle＝15.685V，由噪声引起的最大、最小尖峰值之差为Vp-p＝1.495V，其周期也为2μs。

请参看图6，为图1所示的现有技术TFT-LCD驱动电源及偏压电路所产生的栅极关断电压VGL输出端电压波形图。其中，图6所示反映了基于图3所示脉宽调制电压输出端的开关电压波形的栅极关断电压VGL输出端随时间变化的波形，波形的中间值Vmiddle＝-9.568V，由噪声引起的最大、最小尖峰值之差为Vp-p＝1.480V，其周期也为2μs。如上所述，这些尖峰电压导致整个TFT-LCD的驱动系统电压及偏压电路稳定性和品质降低，影响整个产品的显示品质和电磁兼容(EMC)特性。

因此，现有技术中至少存在如下问题：现有TFT-LCD驱动电源及偏压电路会产生尖峰电压，从而导致电磁干扰噪声增加，影响整个TFT-LCD的驱动系统电压及偏压电路稳定性和电磁兼容特性。

发明内容

有鉴于此，本发明提出了一种TFT-LCD驱动电源及偏压电路，能够有效地减少尖峰电压带来的噪音。

为解决上述技术问题，本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种TFT-LCD驱动电源及偏压电路，包括开关稳压电源电路和电荷泵电路，所述开关稳压电源电路包括开关稳压电源，所述开关稳压电源具有第一脉宽调制电压输出端，所述电荷泵电路具有第一偏压输入端，其中，所述第一脉宽调制电压输出端与所述第一偏压输入端之间连接有第一噪音抑制元件。

可选的，所述开关稳压电源为降压式开关稳压电源。

进一步的，所述第一偏压输入端为栅极开启电压输入端。

进一步的，所述电荷泵电路还包括第二偏压输入端，所述第二偏压输入端为栅极关断电压输入端，在所述第一脉宽调制电压输出端与所述第二偏压输入端之间连接有第二噪音抑制元件。

进一步的，所述第二噪音抑制元件为第二电感。

可选的，所述第一偏压输入端为栅极关断电压输入端。

可选的，所述第一偏压输入端既是栅极开启电压输入端又是栅极关断电压输入端。

可选的，所述第一噪音抑制元件为第一电感。

进一步的，所述开关稳压电源的频率为1MHZ，所述第一电感的取值范围为0.5μH-3.0μH。

可选的，所述第一噪音抑制元件为磁珠。

可选的，所述第一噪音抑制元件为电阻或适当长度的导线。

可选的，所述开关稳压电源为升压式开关稳压电源。

可选的，所述第一脉宽调制电压输出端为可调脉宽调制电压输出端，所述可调脉宽调制电压输出端既可以输出正脉宽调制电压又可以输出负脉宽调制电压。

可选的，所述第一偏压输入端为栅极开启电压输入端。

可选的，所述升压式开关稳压电源还包括第二脉宽调制电压输出端，所述第二脉宽调制电压输出端为负脉宽调制电压输出端。

可选的，所述电荷泵电路还包括第二偏压输入端，所述第二偏压输入端为栅极关断电压输入端，所述负脉宽调制电压输出端和所述栅极关断电压输入端之间连接有第二噪音抑制元件。

可选的，所述第一偏压输入端为栅极关断电压输入端。

可选的，所述升压式开关稳压电源还包括第二脉宽调制电压输出端，所述第二脉宽调制电压输出端为正脉宽调制电压输出端。

可选的，所述电荷泵电路还包括第二偏压输入端，所述第二偏压输入端为栅极开启电压输入端，所述负脉宽调制电压输出端和所述栅极开启电压输入端之间连接有第二噪音抑制元件。

可选的，所述第一脉宽调制电压输出端为正脉宽调制电压输出端，所述第一偏压输入端为栅极开启电压输入端。

可选的，所述升压式开关稳压电源还包括第二脉宽调制电压输出端，所述第二脉宽调制电压输出端为负脉宽调制电压输出端，所述电荷泵电路还包括第二偏压输入端，所述第二偏压输入端为栅极关断电压输入端，所述负脉宽调制电压输出端和所述栅极关断电压输入端之间连接有第二噪音抑制元件。

可选的，所述第一脉宽调制电压输出端为负脉宽调制电压输出端，所述第一偏压输入端为栅极关断电压输入端。

可选的，所述第一噪音抑制元件为第一电感。

可选的，所述开关稳压电源的频率为1MHZ，所述第一电感的取值范围为0.5μH-3.0μH。

可选的，所述第一噪音抑制元件为磁珠。

可选的，所述第一噪音抑制元件为电阻或适当长度的导线。

可选的，所述第二噪音抑制元件为第二电感。

通过本发明提供的TFT-LCD驱动电源及偏压电路，由于所述第一脉宽调制电压输出端与所述第一偏压输入端之间连接有第一噪音抑制元件，所述第一噪音抑制元件可以减少第一脉宽调制电压输出端上输出的电压波形的噪声，从而提高提供给TFT-LCD驱动电源和偏压的稳定性、可靠性及电磁兼容性。进一步地，所述第一噪音抑制元件为电感、磁珠、电阻或一定长度的导线等高频时高阻抗元件，所述第一噪音元件可以有效地阻止尖峰电压噪声通过电容提供的途径藕合到驱动电源和偏置电压，因此可以提高整个TFT-LCD的驱动系统电压及偏压电路稳定性和电磁兼容特性。

附图说明

图1为一种现有技术TFT-LCD驱动电源及偏压电路的原理图；

图2为另一种现有技术TFT-LCD驱动电源及偏压电路的原理图；

图3为图1所示的降压式开关稳压电源U4的脉宽调制电压输出端PH上输出的开关电压波形；

图4，为图1所示的现有技术TFT-LCD驱动电源及偏压电路所产生的模拟电源电压AVDD输出端或数字电源电压VCC输出端的电压波形图；

图5，为图1所示的现有技术TFT-LCD驱动电源及偏压电路所产生的栅极开启电压VGH输出端电压波形图；

图6，为图1所示的现有技术TFT-LCD驱动电源及偏压电路所产生的栅极关断电压VGL输出端电压波形图；

图7为本发明第一实施例TFT-LCD驱动电源及偏压电路的原理图；

图8为本发明第一实施例TFT-LCD驱动电源及偏压电路中脉宽调制电压输出端PH连接第一电感L2后输出的开关电压波形图；

图9为本发明第一实施例TFT-LCD驱动电源及偏压电路所产生的模拟电源电压AVDD或数字电源电压VCC的电压波形图；

图10为本发明第一实施例TFT-LCD驱动电源及偏压电路所产生的栅极开启电压VGH输出端电压波形图；

图11为本发明第一实施例TFT-LCD驱动电源及偏压电路所产生的栅极关断电压VGL输出端电压波形图；

图12为本发明第二实施例TFT-LCD驱动电源及偏压电路的一个原理图。

图13为本发明第三实施例TFT-LCD驱动电源及偏压电路的又一原理图。

具体实施方式

本发明实施例提供一种TFT-LCD驱动电源及偏压电路，包括：开关稳压电源电路和电荷泵电路，所述开关稳压电源电路包括开关稳压电源，所述开关稳压电源具有第一脉宽调制电压输出端，所述电荷泵电路具有第一偏压输入端，其特征在于，所述第一脉宽调制电压输出端与所述第一偏压输入端之间连接有第一噪音抑制元件。所述第一噪音抑制元件可以减少第一脉宽调制电压输出端上输出的电压波形的噪声，从而提高提供给TFT-LCD驱动电源和偏压的稳定性、可靠性及电磁兼容性。

为使本发明的技术方案更加清楚明白，以下参照附图并列举实施例，对本发明进一步详细说明。

实施例1

请参看图7，图7为本发明第一实施例TFT-LCD驱动电源及偏压电路的原理图。本实施例中，所述开关稳压电源电路为降压式开关稳压电源电路71，所述开关稳压电源为降压式开关稳压电源U4，所述第一脉宽调制电压输出端为降压式开关稳压电源U4的脉宽调制电压输出端PH，所述第一噪音抑制元件可以为第一电感L2、磁珠、电阻或一定长度的导线等高频时高阻抗元件。

优选的，当所述第一噪音抑制元件为第一电感L2，所述降压开关稳压电源U4的频率为1MHZ时，所述第一电感L2的取值范围为0.5μH-3.0μH。如图7所示，所述TFT-LCD驱动电源及偏压电路主要由三部分组成，分别是降压式开关稳压电源电路71、电荷泵电路72以及第一电感L2。

由图7可知，其为对图1所示现有的降压式开关稳压电源电路组成的TFT-LCD驱动电源及偏压电路进行的改进，本实施中，所述降压式开关稳压电源电路71的降压式开关稳压电源与背景技术中的降压式开关稳压电源U4相同，但是，并不局限于背景技术中的降压式开关稳压电源U4，可以是具有相同或类似功能的其它降压式开关稳压电源，只要其具有与背景技术中的脉宽调制电压输出端PH类似功能的脉冲调制电压输出端即可。

所述降压式开关稳压电源电路71包括一个降压式开关稳压电源U4，所述降压式开关稳压电源U4具有8个引脚，分别是1个BOOT引脚、2个NC引脚、1个VSBNSE引脚、1个ENA引脚、1个GND(接地)引脚、1个VIN引脚以及脉宽调制电压输出端PH引脚。

BOOT引脚连接有电容，以及主电感L和主肖特基二极管D1，所述降压式开关稳压电源U4的脉宽调制电压输出端PH引脚和BOOT引脚通过电容连接在一起；所述降压式开关稳压电源电路71具有输入端VIN、数字电源电压输出端VCC和模拟电源电压输出端AVDD，脉宽调制电压输出端PH与主肖特基二极管D1和主电感L分别连接。

所述电荷泵电路72具有栅极开启电压VGH输入端Igh和栅极关断电压VGL输入端Ig1，本实施例中所述栅极开启电压VGH输入端Igh和栅极关断电压VGL输入端Ig1连接到同一端作为第一偏压输入端。

在所述降压式开关稳压电源电路71中的所述脉宽调制电压输出端PH(即主肖特基二极管D1和主电感L的连接点)、以及第一偏压输入端之间连接有第一电感L2，由于本实施例的所述栅极开启电压VGH输入端Igh和栅极关断电压VGL输入端Ig1连接同一端，所以所述栅极开启电压VGH输入端Igh和栅极关断电压VGL输入端Ig1均连接第一电感L2。

可选的，所述栅极开启电压VGH输入端Igh和栅极关断电压VGL输入端Ig1可以是分别串联不同的电感(如第一电感L2和第二电感)再连接到脉宽调制电压输出端PH；或者只有所述栅极开启电压VGH输入端Igh和栅极关断电压VGL输入端Ig1中之一串联第一电感L2再连接到脉宽调制电压输出端PH，另一个不连接电感直接连接到脉宽调制电压输出端PH。当然对于不同的电荷泵电路72，包含的栅极开启电压VGH输入端和栅极关断电压VGL输入端的数量也可以不同，则根据实际需要，对于不同的栅极开启电压VGH输入端和栅极关断电压VGL输入端可以有选择的连接电感。

本领域的技术人员可以理解，只要栅极关断电压VGL输入端Ig1连接有第一电感L2，则栅极关断电压VGL的波形就不会受到尖峰电压噪声的干扰；同理，栅极开启电压VGH输入端Igh连接有第一电感L2，则栅极开启电压VGH的波形也不会受到尖峰电压噪声的干扰；同时，由于第一电感L2的存在，模拟电源电压AVDD或数字电源电压VCC的波形也不会受到尖峰电压噪声的影响。

所述ENA引脚连接至电源输入端VIN，且电源输入端VIN还通过一个电容连接至接地端(AGND)。所述脉宽调制电压输出端PH引脚与一个肖特基二极管D1串联后接地，且肖特基二极管D1的负极与BOOST引脚连接的电容和L之间的结点相连。肖特基二极管D1为降压式开关稳压电源U4的开关元件，并提供续流作用，所述脉宽调制电压输出端PH引脚输出开关电压。

其他引脚的连接关系请参看图7，本领域的技术人员可以根据不同的需要进行连接，如，本发明中，根据TFT-LCD的栅极驱动的需要连接，这里不作进一步描述。

参照图7所示，所述电荷泵电路72包括三个肖特基二极管组U1、U2、U3，每个所述肖特基二极管组由两个二极管反向连接而成，作为电荷泵电路72的开关及整流元件。与所述栅极开启电压VGH输入端Igh、栅极关断电压VGL输入端Ig1和第一电感L2分别连接的电容C1、C4、C8作为泵电容分别连接在肖特基二极管组U1、U2、U3各自的引脚3上。

对于电容C1连接的支路(具体指栅极关断电压VGL输入端Ig1与栅极关断电压VGL输出端之间的电路连接)：肖特基二极管组U1的引脚1上串联一个电阻R1，然后连接至栅极关断电压VGL输出端，一个电容C2的一端连接在肖特基二极管组U1的引脚1和电阻R1之间的结点上，电容C2的另一端连接在肖特基二极管组U1的引脚2上并接地，且一个稳压二极管ZD1的正极连接在电阻R1和栅极关断电压VGL输出端之间的结点，稳压二极管ZD1的负极接地，一个电容C3与稳压二极管ZD1并联。

对于电容C4连接的支路(具体指栅极开启电压VGH输入端Igh与栅极开启电压输出端VGH之间的电路连接)：肖特基二极管组U2的引脚2上串联一个电阻R2，然后连接至栅极开启电压VGH输出端，肖特基二极管组U2的引脚1上串联一个电容C5后接地。其他元件如电容C6、C7以及稳压二极管ZD2之间的连接关系请参看图7，同电容C2、C3基本相同，这里不作进一步描述。

对于电容C8连接的支路(具体指肖特基二极管U3的引脚3与模拟电源电压AVDD输出端或数字电源电压VCC输出端之间的电路连接)：肖特基二极管组U3的引脚2和肖特基二极管组U2的引脚1相连，肖特基二极管组U3的引脚1连接至降压式开关稳压电源电路71中的模拟电源电压AVDD输出端或数字电源电压VCC输出端。

第一电感L2连接在所述电荷泵电路72和降压式开关稳压电源电路71之间，请参看图7，第一电感L2一端连接在降压式开关稳压电源U4的脉宽调制电压输出端PH，另一端连接在第一偏压输入端(即电容C1、C4、C8相连的结点)。利用第一电感L2高频时高阻抗的固有特性，可以有效地阻止尖峰电压噪声通过电容C1、C4、C8提供的途径藕合到模拟电源电压AVDD输出端或数字电源电压VCC输出端、栅极开启电压VGH输出端、栅极关断电压VGL输出端和GND。

请对照参看图3和图8，图3为图1所示的降压式开关稳压电源U4的脉宽调制电压输出端PH上输出的开关电压波形图，图8为本实施例图7的脉宽调制电压输出端PH连接第一电感L2后输出的开关电压波形，即所述栅极开启电压VGH输入端Igh和栅极关断电压VGL输入端Ig1处的电压波形。从图3和图8中可以对照得出，尖峰电压噪声得到了非常好地抑制。请继续参看图9、图10和图11，分别为模拟电源电压AVDD输出端或数字电源电压VCC输出端的电压波形图、栅极开启电压VGH输出端的电压波形图和栅极关断电压VGL输出端的电压波形图，各个电压输出端的尖峰电压噪声均得到了很好的抑制。

具体的，如图8所示，降压式开关稳压电源U4的脉宽调制电压输出端PH连接第一电感L2后输出的开关电压波形随时间周期性变化，开关电压波形的中间值Vmiddle＝4.954V，由噪声引起的最大、最小尖峰值之差为Vp-p＝7.512V，开关电压波形的周期为2μs。

请参看图9，为本实施例中TFT-LCD驱动电源及偏压电路所产生的模拟电源电压AVDD输出端或数字电源电压VCC输出端的电压波形图。其中，图9所示为基于图8所示开关电压波形的模拟电源电压AVDD输出端或数字电源电压VCC输出端的电压波形随时间变化的情况，图9所示波形的中间值Vmiddle＝4.9878V，由噪声引起的最大、最小尖峰值之差为Vp-p＝95.5mV，其周期也为2μs。

请参看图10，为本实施例TFT-LCD驱动电源及偏压电路所产生的栅极开启电压VGH输出端的电压波形图。其中，图10所示为基于图8所示开关电压波形的栅极开启电压VGH输出端的电压波形随时间变化的情况，图10所示波形的中间值Vmiddle＝14.8324V，由噪声引起的最大、最小尖峰值之差为Vp-p＝122.7mV，其周期也为2μs。

请参看图11，为本实施例TFT-LCD驱动电源及偏压电路所产生的栅极关断电压VGL输出端的电压波形图。其中，图11所示为基于图8所示开关电压波形的栅极关断电压VGL输出端的电压波形随时间变化的情况，图11所示波形的中间值Vmiddle＝-10.3797V，由噪声引起的最大、最小尖峰值之差为Vp-p＝127.2mV，其周期也为2μs。

采用本实施例技术方案后，模拟电源电压AVDD输出端、栅极开启电压VGH输出端、栅极关断电压VGL输出端各自的输出电压与现有技术的对照表如下所示：

模拟电源电压AVDD输出端输出电压	本发明实施例	现有技术
			中间值Vmiddle	4.9878V	5.220V
最大、最小尖峰值之差Vp-p(噪音)	94.5mV(11.7％)	807mV(100％)
			栅极开启电压VGH输出端输出电压	本发明实施例	现有技术
中间值Vmiddle	14.8324V	15.685V
			最大、最小尖峰值之差Vp-p(噪音)	122.7mV(8.2％)	1495mV(100％)
栅极关断电压VGL输出端输出电压	本发明实施例	现有技术
			中间值Vmiddle	-10.3797V	-9.568V
最大、最小尖峰值之差Vp-p(噪音)	127.2mV(8.59％)	1480mV(100％)

从上表可以看出，采用本发明实施例的技术方案，在降压式开关稳压电源电路与电荷泵电路之间增加了第一电感L2，从而有效地阻止了尖峰电压噪声通过电容C1、C4、C8提供的途径藕合到模拟电源电压AVDD输出端或数字电源电压VCC输出端、栅极开启电压VGH输出端、栅极关断电压VGL输出端。

具体的，本实施例的降压式开关稳压电源电路中，对于模拟电源电压AVDD或数字电源电压VCC，由噪声引起的最大、最小尖峰值之差Vp-p降低为原来的11.7％；对于栅极开启电压VGH输出端，由噪声引起的最大、最小尖峰值之差Vp-p降低为原来的8.2％；对于栅极关断电压VGL输出端，由噪声引起的最大、最小尖峰值之差Vp-p降低为原来的8.59％。

实施例2

请继续参阅图12，为本发明第二实施例TFT-LCD驱动电源及偏压电路的一个原理图。

本实施例中，所述开关稳压电源电路为升压式开关稳压电源电路110，所述开关稳压电源为升压式开关稳压电源U2，所述第一脉宽调制电压输出端可以为升压式开关稳压电源U2的可调脉宽调制电压输出端SW、负脉宽调制电压输出端DRVN或正脉宽调制电压输出端DRVP，所述第二脉宽调制电压为负脉宽调制电压输出端DRVN或正脉宽调制电压输出端DRVP，所述第一噪音抑制元件可以为第一电感L2、磁珠、电阻或一定长度的导线，所述第一偏压输入端可以为栅极开启电压输入端Igh或栅极关断电压输入端Ig1。所述可调脉宽调制电压输出端SW既可以输出正脉宽调制电压又可以输出负脉宽调制电压。

优选的，当所述第一噪音抑制元件为第一电感L2，所述降压开关稳压电源U4的频率为1MHZ时，所述第一电感L2的取值范围为0.5μH-3.0μH。

本实施例中，所述TFT-LCD驱动电源及偏压电路主要由升压式开关稳压电源电路110，电荷泵电路，以及第一电感L2组成。由图12可知，其为对图2所示的升压式稳压电源电路组成的TFT-LCD驱动电源及偏压电路进行的改进，本实施中，所述升压式开关稳压电源电路110的升压式开关稳压电源U2与背景技术中的升压式开关稳压电源U2相同，但是，并不局限于背景技术中的升压式开关稳压电源U2，可以是具有相同或类似功能的其它升压式开关稳压电源，只要其具有与背景技术中的可调脉宽调制电压输出端SW类似功能的脉冲调制电压输出端即可。

参照图12，所述升压式开关稳压电源电路110包括一个升压开关稳压电源U2，输入端VIND、数字电源电压VCC输出端、模拟电源电压AVDD输出端、升压式开关稳压电源U2具有可调脉宽调制电压输出端SW，所述可调脉宽调制电压输出端SW与主电感L和主肖特基二极管D1分别连接。

继续参照图12，所述电荷泵电路由第一电荷泵部分112a和第二电荷泵部分112b组成，具有栅极开启电压VGH输入端Igh和栅极关断电压VGL输入端Ig1。本实施例中所述栅极开启电压VGH输入端Igh和栅极关断电压VGL输入端Ig1为不同输入端。

可选的，在所述升压式开关稳压电源电路110中的主肖特基二极管D1和主电感L的连接点(即可调脉宽调制电压输出端SW)、以及栅极开启电压VGH输入端Igh之间连接有第一电感L2，栅极关断电压VGH输入端Igh通过一个电容C14连接在作为开关及整流元件的肖特基二极管组U14的引脚3上。

其中，电容C18相当于实施例1中图7的电容C8，肖特基二极管组U18相当于实施例1中图7的肖特基二极管组U3，电容C18通过肖特基二极管组U8连接到模拟电源电压AVDD输出端；电容C11相当于实施例1中图7的电容C1，肖特基二极管组U11相当于是实施例1中图7的肖特基二极管组U1。

可选的，对于图12所示的TFT-LCD驱动电源及偏压电路，在所述可调脉宽调制电压输出端SW与所述栅极关断电压VGL输入端Ig1之间连接一个第一电感L2；或者，在所述可调脉宽调制电压输出端SW与所述栅极开启电压VGH输入端Igh之间连接一个第一电感L2，且在所述负脉宽调制电压输出端DRVN和所述栅极关断电压VGL输入端Ig1之间连接第二电感；或者，在所述可调脉宽调制电压输出端SW与所述栅极关断电压VGL输入端Ig1之间连接一个第一电感L2，且在所述正脉宽调制电压输出端DRVP和所述栅极开启电压VGH输入端Igh之间连接第二电感；或者，在所述正脉宽调制电压输出端DRVP和所述栅极开启电压VGH输入端Igh之间连接第一电感L2，且在所述负脉宽调制电压输出端DRVN和所述栅极关断电压VGL输入端Ig1之间连接第二电感。

图13为本发明第二实施例TFT-LCD驱动电源及偏压电路的又一原理图。如图13所示，在正脉宽调制电压输出端DRVP和栅极开启电压VGH之间连接第一电感L2，可以有效减少栅极开启电压VGH输出端的尖峰电压噪声。可选的，也可以将第一电感L2连接在负脉宽调制电压输出端DRVN和栅极关断电压VGL之间。

当然对于不同的电荷泵电路，包含的栅极开启电压VGH输入端和栅极关断电压VGL输入端的数量也可以不同，则根据实际需要，对于不同的栅极开启电压VGH输入端和栅极关断电压VGL输入端可以有选择的连接电感。和本发明第一实施例一样，通过选择性的增加升压式开关稳压电源电路110和电荷泵电路之间的电感的数量，从而可以有效地阻止了尖峰电压噪声通过电容提供的途径藕合到模拟电源电压AVDD或数字电源电压VCC输出端、栅极开启电压VGH输出端、栅极关断电压VGL输出端。

另外，除了在降压开关稳压电源或升压开关稳压电源与电荷泵电路之间增加电感以外，还可以选择其他抑制尖峰电压噪音的元件，例如合适的磁珠、电阻或适当长度的导线来阻止尖峰电压所带来的噪声。本发明中，高频为大于电源电路开关(即升压开关稳压电源或降压开关稳压电源的开关)频率3倍的频率，电感值与开关频率有关，当开关频率为1MHz时，增加的电感约为0.5uH-3.0uH，增加的电感的取值范围随频率变化。增加的电感的抑制尖峰电压噪音的效果比磁珠、电阻、导线等要显著。

本发明中，只要保证升压开关稳压电源或降压开关电源的各个引脚的工作范围，即可得到各个实施例中的附图的实验测量图。

综上所述，采用本发明提供的TFT-LCD驱动电源及偏压电路，利用抑制尖峰电压噪音元件的高频时高阻抗元件的固有特性，有效地阻止尖峰电压噪声通过电容提供的途径藕合到驱动电源和偏置电压，因此可以提高整个TFT-LCD的驱动系统电压及偏压电路稳定性和电磁兼容特性。

本领域的技术人员可以得到本发明的启示，在具有脉宽调制电压输出端的芯片的脉宽调制输出端上增加高频时高阻抗的元件，以防止输出的脉宽调制波形具有尖峰电压噪声。

以上对本发明所提供的一种TFT-LCD驱动电源及偏压电路进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (27)

1.一种TFT-LCD驱动电源及偏压电路，包括开关稳压电源电路和电荷泵电路，所述开关稳压电源电路包括开关稳压电源，所述开关稳压电源具有第一脉宽调制电压输出端，所述电荷泵电路具有第一偏压输入端，其特征在于，所述第一脉宽调制电压输出端与所述第一偏压输入端之间连接有第一噪音抑制元件。

2.根据权利要求1所述的TFT-LCD驱动电源及偏压电路，其特征在于，所述开关稳压电源为降压式开关稳压电源。

3.根据权利要求2所述的TFT-LCD驱动电源及偏压电路，其特征在于，所述第一偏压输入端为栅极开启电压输入端。

4.根据权利要求3所述的TFT-LCD驱动电源及偏压电路，其特征在于，所述电荷泵电路还包括第二偏压输入端，所述第二偏压输入端为栅极关断电压输入端，在所述第一脉宽调制电压输出端与所述第二偏压输入端之间连接有第二噪音抑制元件。

5.根据权利要求4中任一项所述的TFT-LCD驱动电源及偏压电路，其特征在于，所述第二噪音抑制元件为第二电感。

6.根据权利要求2所述的TFT-LCD驱动电源及偏压电路，其特征在于，所述第一偏压输入端为栅极关断电压输入端。

7.根据权利要求2所述的TFT-LCD驱动电源及偏压电路，其特征在于，所述第一偏压输入端既是栅极开启电压输入端又是栅极关断电压输入端。

8.根据权利要求1-7中任一项所述的TFT-LCD驱动电源及偏压电路，其特征在于，所述第一噪音抑制元件为第一电感。

9.根据权利要求8所述的TFT-LCD驱动电源及偏压电路，其特征在于，所述开关稳压电源的频率为1MHZ，所述第一电感的取值范围为0.5μH-3.0μH。

10.根据权利要求1-7中任一项所述的TFT-LCD驱动电源及偏压电路，其特征在于，所述第一噪音抑制元件为磁珠。

11.根据权利要求1-7中任一项所述的TFT-LCD驱动电源及偏压电路，其特征在于，所述第一噪音抑制元件为电阻。

12.根据权利要求1所述的TFT-LCD驱动电源及偏压电路，其特征在于，所述开关稳压电源为升压式开关稳压电源。

13.根据权利要求12所述的TFT-LCD驱动电源及偏压电路，其特征在于，所述第一脉宽调制电压输出端为可调脉宽调制电压输出端，所述可调脉宽调制电压输出端既可以输出正脉宽调制电压又可以输出负脉宽调制电压。

14.根据权利要求13所述的TFT-LCD驱动电源及偏压电路，其特征在于，所述第一偏压输入端为栅极开启电压输入端。

15.根据权利要求14所述的TFT-LCD驱动电源及偏压电路，其特征在于，所述升压式开关稳压电源还包括第二脉宽调制电压输出端，所述第二脉宽调制电压输出端为负脉宽调制电压输出端。

16.根据权利要求15所述的TFT-LCD驱动电源及偏压电路，其特征在于，所述电荷泵电路还包括第二偏压输入端，所述第二偏压输入端为栅极关断电压输入端，所述负脉宽调制电压输出端和所述栅极关断电压输入端之间连接有第二噪音抑制元件。

17.根据权利要求13所述的TFT-LCD驱动电源及偏压电路，其特征在于，所述第一偏压输入端为栅极关断电压输入端。

18.根据权利要求17所述的TFT-LCD驱动电源及偏压电路，其特征在于，所述升压式开关稳压电源还包括第二脉宽调制电压输出端，所述第二脉宽调制电压输出端为正脉宽调制电压输出端。

19.根据权利要求18所述的TFT-LCD驱动电源及偏压电路，其特征在于，所述电荷泵电路还包括第二偏压输入端，所述第二偏压输入端为栅极开启电压输入端，所述负脉宽调制电压输出端和所述栅极开启电压输入端之间连接有第二噪音抑制元件。

20.根据权利要求12所述的TFT-LCD驱动电源及偏压电路，其特征在于，所述第一脉宽调制电压输出端为正脉宽调制电压输出端，所述第一偏压输入端为栅极开启电压输入端。

21.根据权利要求20所述的TFT-LCD驱动电源及偏压电路，其特征在于，所述升压式开关稳压电源还包括第二脉宽调制电压输出端，所述第二脉宽调制电压输出端为负脉宽调制电压输出端，所述电荷泵电路还包括第二偏压输入端，所述第二偏压输入端为栅极关断电压输入端，所述负脉宽调制电压输出端和所述栅极关断电压输入端之间连接有第二噪音抑制元件。

22.根据权利要求12所述的TFT-LCD驱动电源及偏压电路，其特征在于，所述第一脉宽调制电压输出端为负脉宽调制电压输出端，所述第一偏压输入端为栅极关断电压输入端。

23.根据权利要求12-22中任一项所述的TFT-LCD驱动电源及偏压电路，其特征在于，所述第一噪音抑制元件为第一电感。

24.根据权利要求23所述的TFT-LCD驱动电源及偏压电路，其特征在于，所述开关稳压电源的频率为1MHZ，所述第一电感的取值范围为0.5μH-3.0μH。

25.根据权利要求12-22中任一项所述的TFT-LCD驱动电源及偏压电路，其特征在于，所述第一噪音抑制元件为磁珠。

26.根据权利要求12-22中任一项所述的TFT-LCD驱动电源及偏压电路，其特征在于，所述第一噪音抑制元件为电阻。

27.根据权利要求16或19或21所述的TFT-LCD驱动电源及偏压电路，其特征在于，所述第二噪音抑制元件为第二电感。

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