CN103475222A - 自动调变工作周期的升压电路 - Google Patents

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CN103475222A CN2013104186109A CN201310418610A CN103475222A CN 103475222 A CN103475222 A CN 103475222A CN 2013104186109 A CN2013104186109 A CN 2013104186109A CN 201310418610 A CN201310418610 A CN 201310418610A CN 103475222 A CN103475222 A CN 103475222A
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Abstract

本发明是关于一种自动调变工作周期的升压电路，其包含：一电感器，其第一端耦接一输入端，以接收一输入电源；一切换模块，耦接电感器的第二端、一接地端与一输出端之间，用以切换使输入电源对电感器充电产生一充电能量，或切换使电感器的充电能量对输出端放电而产生一输出电压；以及一控制电路，依据充电能量与输出电压输出至少一控制讯号，以控制切换模块切换电感器提供输入电源至输出端、切换模块切换电感器的充电能量对输出端放电，或切换模块切换使输入电源对电感器充电。

Description

自动调变工作周期的升压电路
技术领域
本发明是有关于一种升压电路，其尤指一种自动调变工作周期的升压电路。
背景技术
现今科技蓬勃发展，信息商品种类推陈出新，满足了众多民众不同的需求。早期显示器多半为阴极射线管（Cathode Ray Tube，CRT）显示器，由于其体积庞大与耗电量大，而且所产生的辐射线，对于长时间使用显示器的使用者而言有危害身体的疑虑，因此，现今市面上的显示器渐渐将由液晶显示器（Liquid Crystal Display，LCD）取代旧有的CRT显示器。液晶显示器具有轻薄短小、低辐射与耗电量低等优点，也因此成为目前市场主流。
承上所述，液晶显示器依照数据讯号控制液晶单元的透光率，以显示影像。由于主动矩阵型液晶显示器采用主动控制开关装置，因此该类液晶显示器于显示动画方面具有优势，而薄膜晶体管(thin film transistor，TFT)则为主要用于主动矩阵型液晶显示器的相关装置。
请参阅图1，其为习知的显示设备的示意图。如图所示，显示设备包含一显示面板10、一数据驱动电路14与一电荷帮浦16。如图所示，数据驱动电路14包含复数数字模拟转换电路141与复数运算放大器143，该些数字模拟转换电路141分别产生并输出一选择电压Vsel至该些运算放大器143，该些运算放大器143则依据选择电压Vsel产生复数驱动讯号SL至显示面板10的复数等效电容C，并使该些驱动讯号SL对该些等效电容C充电，以驱动显示面板10显示影像。其中，电荷帮浦16同时连接该些运算放大器143的差动电路1431与驱动电路1433，并依据一参考电压VDD而供应一固定的供应电压VP至差动电路1431与驱动电路1433使其运作。
由上述可知，习知显示设备是以电荷帮浦16提供固定值的供应电压VP至差动电路1431与驱动电路1433，使运算放大器143依据供应电压VP与选择电压Vsel产生复数驱动讯号SL，然而，此种方式的缺点在于，无论显示面板的该些等效电容C所需要的电压是大于或小于参考电压VDD，电荷帮浦16都是提供供应电压VP至该些运算放大器143，如此，当不需过高的供应电压VP时，过高的供应电压VP会造成过多的功率消耗，而浪费过多的电力。
因此，本发明针对上述问题提供了一种藉由一电感器的充放电并依据负载所需要的电源而自动调变工作周期，以提供负载所需要的电源，进而达到减少过多功率消耗及省电目的的自动调变工作周期的升压电路。
 
发明内容
本发明的一目的，在于提供一种自动调变工作周期的升压电路，其藉由一电感器的充放电而依据负载所需要的电源而自动调变工作周期，以提供负载所需要的电源，而达到省电的目的。
本发明的一目的，在于提供一种自动调变工作周期的升压电路，藉由侦测升压电路中的电感器放电时的输出电流或输出电压，而判断电感器是否放电完成，并依据负载所需要的电源而自动调整电感器的放电时间，以减少升压电路的功率消耗，进而达到省电的目的。
本发明的一目的，在于提供一种自动调变工作周期的升压电路，藉由侦测升压电路中的电感器充电时的充电电流，而判断电感器是否充电完成，并依据负载所需要的电源而自动调整电感器的充电时间，以减少升压电路的功率消耗，进而达到省电的目的。
本发明的一目的，在于提供一种自动调变工作周期的升压电路，藉由侦测升压电路中的电感器放电时的输出电流，而得知电感器所储存的充电能量，并依据负载所需要的电源而自动调整电感器的充电时间，以减少升压电路的功率消耗，进而达到省电的目的。
为了达到上述所指称的各目的与功效，本发明揭示了一种自动调变工作周期的升压电路，其包含：一电感器，具有一第一端与一第二端，电感器的第一端耦接一输入端，以接收一输入电源；一切换模块，耦接电感器的第二端、一接地端与升压电路的一输出端之间，用以切换导通电感器的第二端与接地端，使输入电源对电感器充电产生一充电能量，或切换导通电感器的第二端与输出端，使电感器的充电能量对输出端放电而产生一输出电压；以及一控制电路，依据充电能量的大小与输出电压，而输出至少一控制讯号，以控制切换模块切换电感器提供输入电源至输出端、切换模块切换电感器的充电能量对输出端放电，或切换模块切换使输入电源对电感器充电。
本发明更揭示了一种自动调变工作周期的升压电路，其包含：一电感器，具有一第一端与一第二端，电感器的第一端耦接一接地端；一切换模块，耦接电感器的第二端、一输入端与升压电路的一输出端之间，用以切换导通电感器的第二端与输入端，使电感器接收一输入电源以进行充电产生一充电能量，或切换导通电感器的第二端与输出端，使电感器的充电能量对接地端放电，而于输出端产生一输出电压；以及一控制电路，依据充电能量的大小与输出电压，而输出至少一控制讯号，以控制切换模块切换输出端对接地端放电、切换模块切换电感器的充电能量对接地端放电，或切换模块切换使输入电源对电感器充电。
实施本发明产生的有益效果是：发明的自动调变工作周期的升压电路，藉由控制电路侦测电感器的充电能量大小与输出电压，以得知电感器是否充电完成、是否放电完成或输出电压是否到达默认电压，并依据侦测结果控制切换模块进行切换，以自动切换电感器进行充电、放电或停止充电及放电，进而自动调变升压电路的工作周期。如此，可达到减少功率消耗及省电的目的。 
 
附图说明
图1为习知的显示设备的示意图；
图2为本发明的一较佳实施例的显示设备的示意图；
图3为本发明的一较佳实施例的运算放大器的电路图；
图4为本发明的第一实施例的自动调变工作周期的升压电路的电路图；
图5为本发明的电感器的充电电流的波形图；
图6为本发明的第一实施例的自动调变工作周期的升压电路的波形图；
图7为本发明的第二实施例的自动调变工作周期的升压电路的电路图；
图8为本发明的第三实施例的自动调变工作周期的升压电路的波形图；
图9为本发明的第四实施例的自动调变工作周期的升压电路的电路图；
图10为本发明的第四实施例的自动调变工作周期的升压电路的波形图；
图11为本发明的第五实施例的自动调变工作周期的升压电路的电路图；
图12为本发明的第五实施例的自动调变工作周期的升压电路的波形图；
图13为本发明的第六实施例的自动调变工作周期的升压电路的电路图；
图14为本发明的第七实施例的自动调变工作周期的升压电路的波形图；
图15为本发明的第八实施例的自动调变工作周期的升压电路的电路图；以及
图16为本发明的第八实施例的自动调变工作周期的升压电路的波形图。
【图号对照说明】
10、20 显示面板
14、24 数据驱动电路
141、241 数字模拟转换电路
143、243 运算放大器
1431、2431 差动电路
1433、2433 驱动电路
16 电荷帮浦
26 升压电路
261 电流侦测单元
262 电压侦测单元
263 输出电压侦测单元
265 控制单元
28 升压单元
C 等效电容
CS1、CS2 电流源
GND 接地端
I、IL 电流
IC 充电电流
IO 输出电流
IS 电流侦测讯号
L 电感器
M1、M2、M3、M4、M5 晶体管
P 节点
SL 驱动讯号
S1、S2 切换讯号
SW1、SW2 开关
T1 时间
T2 停止时间
TC1、TC2、TC3 充电时间
TDC1、TDC2、TDC3 放电时间
Vd 差动电压
VDD 输入电源
VOS 输出电压侦测讯号
VOUT 输出电压
VP、VP1、VP2 供应电压
Vsel 选择电压
具体实施方式
在说明书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组件。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组件。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组件的方式，而是以组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”为一开放式的用语，故应解释成“包含但不限定于”。以外，“耦接”一词在此包含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。
为了使本发明的结构特征及所达成的功效有更进一步的了解与认识，特用较佳的实施例及配合详细的说明，说明如下：
请参阅图2，其为本发明的一较佳实施例的显示设备的示意图。如图所示，显示设备包含一显示面板20、一数据驱动电路24与一升压电路26。如图所示，数据驱动电路24包含复数数字模拟转换电路241与复数运算放大器243，该些数字模拟转换电路241分别产生并输出一选择电压Vsel至该些运算放大器243，该些运算放大器243则依据选择电压Vsel产生复数驱动讯号SL至显示面板20的复数等效电容C，并使该些驱动讯号SL对该些等效电容C充电，以驱动显示面板20显示影像。其中，升压电路26只连接该些运算放大器243的驱动电路2433，并供应一供应电压VP1至驱动电路2433使其运作，而并未连接差动电路2431。此外，运算放大器243的差动电路2431与数字模拟转换电路241是依据其他供应电源运作。
请参阅图3，其为本发明的一较佳实施例的运算放大器的电路图。如图所示，运算放大器243的差动电路2431包含复数晶体管M1-M4，其耦接一升压单元28与一电流源CS1，并依据升压单元28输出的一供应电压VP2与选择电压Vsel产生一差动电压Vd。运算放大器243的驱动电路2433包含一晶体管M5，其耦接升压电路26与一电流源CS2，并依据升压单元26输出的供应电压VP1与差动电压Vd产生驱动讯号SL，以驱动显示面板20显示影像。由此可知，本发明的升压电路26只耦接运算放大器243的驱动电路2433，而不耦接差动电路2431。
此外，当运算放大器243产生驱动讯号SL时，差动电路2431输出差动讯号Vd至晶体管M5，而使晶体管M5导通，并供应电压VP1直接提供至驱动讯号SL，使运算放大器243输出驱动讯号SL的准位到达负载(例如显示面板20的该些等效电容C)所需要的准位。
请参阅图4，其为本发明的第一实施例的自动调变工作周期的升压电路的电路图。如图所示，升压电路26包含一电感器L、一切换模块以及一控制电路。电感器L的一第一端耦接升压电路26的一输入端，以接收一输入电源VDD。切换模块用以切换导通电感器L的第二端与接地端GND，使输入电源VDD对电感器L充电产生一充电能量，或切换导通电感器L的第二端与升压电路26的输出端，使电感器L的充电能量对输出端放电而产生一输出电压VOUT。控制电路依据充电能量的大小与输出电压VOUT，而输出至少一控制讯号，以控制切换模块切换电感器L提供输入电源VDD至输出端、切换模块切换电感器L的充电能量对输出端放电，或切换模块切换使输入电源VDD对电感器L充电。其中，输出电压VOUT可作为图3中的供应电压VP1，但不以此为限。
于此实施例中，切换模块包含复数开关SW1与SW2，开关SW1耦接电感器L的第二端与接地端GND之间，并依据控制讯号的一切换讯号S1使电感器L的第二端电性连接接地端GND，开关SW2耦接电感器L的第二端与升压电路26的输出端，并依据控制讯号的一切换讯号S2使电感器L的第二端电性连接升压电路26的输出端。控制电路包含一电流侦测单元261、一输出电压侦测单元263以及一控制单元265。电流侦测单元261用于侦测电感器L的第二端与升压电路26的输出端间的一输出电流IO，以得知电感器L的充电能量的大小，并依据输出电流IO产生一电流侦测讯号IS，即电流侦测单元261侦测输出电流IO而产生电流侦测讯号IS。输出电压侦测单元263用于侦测输出电压VOUT，并依据输出电压VOUT产生一输出电压侦测讯号VOS。控制单元265接收电流侦测讯号IS与输出电压侦测讯号VOS，并依据电流侦测讯号IS与输出电压侦测讯号VOS输出控制讯号，控制讯号包含切换讯号S1与S2，换言之，控制单元265依据电流侦测讯号IS与输出电压侦测讯号VOS控制切换讯号S1、S2的切换。
请一并参阅图5，其为本发明的电感器的充电电流的波形图。如图所示，由于电感器的特性是当电感器L被充电时，电感器L会开始储存充电能量，也就是流经电感器L的一电流IL(如图4所示)会开始逐渐上升直到电感器L所能储存充电能量的额定值。当电感器L放电时，电感器L在放电的瞬间，会产生很高的电压，若有放电路径出现时，电感器L所储存的充电能量会开始经由放电路径进行释放，也就是说电感器L所储存的电流会开始逐渐下降，直到电感器L所储存的电流完全释放，因此本实施例中藉由此电感器L的特性，侦测此电流IL(图4中放电时转为输出电流IO)，以判断电感器L是否放电完成，而依据负载所需要的电源自动调整电感器的放电时间，以减少升压电路的功率消耗，进而达到省电的目的。以下就针对如何藉由电感器L的特性而自动调变工作周期，以提供负载所需要的电源进行详细的说明。
请一并参阅图6，其为本发明的第一实施例的自动调变工作周期的升压电路的波形图。如图所示，于起始时，由于输出电压VOUT低于输入电源VDD，因此控制单元265输出低准位的切换讯号S1与高准位的切换讯号S2，以截止开关SW1并导通开关SW2，因此在时间T1时，输入电源VDD经由电感器L直接输出至输出端而产生输出电压VOUT，若以第2、3图的实施例来看，输出电压VOUT作为供应电压VP1，并经由驱动电路2433转换为驱动讯号SL对显示面板20的等效电容C充电，因此输出电压VOUT会被充电至输入电源VDD的准位。
接着，当输出电压VOUT被充电至输入电源VDD的准位时，由于输入端与输出端的电压准位相同，因此两端点间不会有电流流过，所以电流侦测单元261侦测到输出电流IO为0A，而输出高准位的电流侦测讯号IS，使控制单元265输出高准位的切换讯号S1与低准位的切换讯号S2，以导通开关SW1并截止开关SW2，使输入电源VDD对电感器L充电一充电时间TC1，使电感器L产生并储存充电能量。当充电结束后，切换讯号S1即转为低准位，而切换讯号S2转为高准位，以截止开关SW1并导通开关SW2，并进入放电时间TDC1，此时电感器L上的充电能量开始对输出端放电，且在开关SW1截止的瞬间，节点P的电压准位会迅速上升，当开关SW2导通时，电感器L上的充电能量开始对输出端放电，并随着对输出端的放电而逐渐下降，而随着电感器L的放电，输出端的输出电压VOUT则逐渐被充电而上升，且依据电感器L的冷次定律，当电感器L放电完毕，也就是输出电流IO为零时，节点P的电压准位会与输出电压VOUT的准位相同，此实施例中为1.5倍的输入电源VDD，实际上则依充电时间，电感器L的电感值和输出负载量而定。
当节点P的电压准位与输出电压VOUT的准位相同时，电流侦测单元261侦测到输出电流IO为0A，而使控制单元265再藉由切换讯号S1、S2以导通开关SW1并截止开关SW2，输入电源VDD再对电感器L充电一段充电时间TC2。当充电结束后，切换讯号S1再转为低准位，而切换讯号S2转为高准位，以截止开关SW1并导通开关SW2，并进入一放电时间TDC2，电感器L再对输出端放电，而由于本实施例中设定一默认电压为1.8倍的输入电源VDD，因此当输出电压VOUT上升至高于1.8倍的输入电源VDD时，输出电压侦测单元263输出高准位的输出电压侦测讯号VOS，使控制单元265同时输出低准位的切换讯号S1、S2，以同时截止开关SW1与SW2，而停止升压电路26的充电及放电，进入一停止时间T2。
且由于在停止时间T2时，升压电路26并无充电或放电，若输出端有电力消耗时，输出电压VOUT会逐渐下降，当输出电压VOUT低于默认电压时，输出电压侦测单元263依据输出电压VOUT使输出电压侦测讯号VOS转为低准位，所以切换讯号S1即转为高准位，而切换讯号S2维持低准位，以导通开关SW1并截止开关SW2，输入电源VDD重新开始对电感器L充电一充电时间TC3后，切换讯号S1即转为低准位，而切换讯号S2维持高准位，并进入一放电时间TDC3，使电感器L对输出端放电，直到输出电压VOUT再高于默认电压时，输出电压侦测讯号VOS转为高准位，以再截止开关SW1与SW2。
由上述可知，本实施例的升压电路26是以固定默认的充电时间TC1、TC2、TC3，使电感器L被充电相同的充电能量，并在每一段放电时间TDC1、TDC2、TDC3时将充电能量完全放电至输出端，而随着输出电压VOUT逐渐上升，每一段放电时间TDC1、TDC2、TDC3则越短，且可得出以下公式：
                                                  
Figure 2013104186109100002DEST_PATH_IMAGE001
＝
Figure 527844DEST_PATH_IMAGE002
＝
Figure 2013104186109100002DEST_PATH_IMAGE003
………………(1)
其中，TS为每一个充放电的周期，例如为TC1+ TDC1或TC2+ TDC2，TS1off为相对应充放电周期TS的放电时间，例如为TDC1或TDC2，而D则为每一个充放电的周期中，充电时间所占的百分比，例如在TC1+ TDC1中TC1所占的百分比。
请参阅图7，其为本发明的第二实施例的自动调变工作周期的升压电路的电路图。本实施例与第一实施例的差异仅在于，本实施例中，控制电路的电流侦测单元261是耦接于电感器L的第二端与节点P之间，其余则相同于第一实施例，所以不再赘述。
由于电感器L上所流经的电流会随着其所储存的充电能量而上升(如图5所示)，因此，本实施例利用在充电时间TC1、TC2或TC3时侦测流经电感器L的一充电电流IC，以判断电感器L是否充电完成，不同于第一实施例中的充电时间TC1、TC2、TC3为预设相同时间的。本实施例的波形图相同于图6，当在时间T1或放电时间TDC1、TDC2、TDC3时，相同于第一实施例，开关SW1为截止而开关SW2为导通，因此电流侦测单元261即侦测输出电流IO，以判断电感器L的放电是否完成。而当在充电时间TC1、TC2或TC3时，由于开关SW1转为导通而开关SW2转为截止，因此电流侦测单元261转为侦测充电电流IC，当充电电流IC高于一默认值时，电流侦测单元261即输出低准位的电流侦测讯号IS，以使控制单元265截止开关SW1而导通开关SW2，以结束充电时间TC1、TC2或TC3。
请参阅图8，其为本发明的第三实施例的自动调变工作周期的升压电路的波形图。本实施例的电路图相同于第二实施例的图6，差异在于本实施例的放电时间TDC1、TDC2、TDC3为预设且固定的，并藉由电流侦测单元261在放电时间TDC1、TDC2或TDC3结束时侦测输出电流IO的电流量，以得知前次在充电时间TC1、TC2或TC3时，电感器L所储存的充电能量是否过多或过少，若充电能量过多或过少时调整电流侦测单元261的默认值，进而调整充电时间。
如图所示，当经过时间T1使输出电压VOUT被充电至输入电源VDD的准位时，电流侦测单元261侦测到输出电流IO为0A，而输出高准位的电流侦测讯号IS，使控制单元265输出高准位的切换讯号S1与低准位的切换讯号S2，以导通开关SW1并截止开关SW2，而进入充电时间TC1使输入电源VDD对电感器L充电。当充电电流IC高于默认值时，即表示充电完成，电流侦测单元261输出低准位的电流侦测讯号IS至控制单元265，使控制单元265输出低准位的切换讯号S1与高准位的切换讯号S2，而截止开关SW1并导通开关SW2，并进入放电时间TDC1。经过一个固定且预设的放电时间TDC1后，电流侦测单元261依据此时的输出电流IO调整电流侦测单元261的默认值，此实施例为放电时间TDC1后输出电流IO低于电流侦测单元261的一门坎值，即代表电感器L于充电时间TC1时所储存的充电能量过少，因此调高电流侦测单元261的默认值，也就是增加下一个充电时间TC2。
由于电流侦测单元261的默认值被调高，因此充电时间TC2相较于充电时间TC1的时间为较长，电感器L所储存的充电能量相对的较多，而在充电时间TC2结束后进入放电时间TDC2，当输出电压VOUT高于默认电压(1.8倍的输入电源VDD)时，输出电压侦测单元263亦输出高准位的输出电压侦测讯号VOS，以同时截止开关SW1与SW2，而进入停止时间T2。当输出电压VOUT降至低于默认电压时，输出电压侦测讯号VOS转为低准位，以使开关SW1导通、开关SW2截止，进入充电时间TC3，输入电源VDD再对电感器L充电。
由上述可知，本实施例的升压电路26是以固定默认的放电时间TDC1、TDC2、TDC3使电感器L对输出端放电，当放电时间TDC1、TDC2或TDC3结束时藉由电流侦测单元261侦测输出电流IO，若输出电流IO大于门坎值即表示充电时间过长充电能量过多，而调低电流侦测单元261的默认值，若输出电流IO小于等于门坎值即表示充电时间过短充电能量过少，而调高电流侦测单元261的默认值，以调整电感器L的充电时间。
其中，若电流侦测单元261的门坎值可设定为0A时，当放电时间TDC1、TDC2或TDC3结束时，还有输出电流IO即表示充电时间过长充电能量过多，无输出电流IO即表示充电时间过短充电能量过少。
请一并参阅图9与图10，图9为本发明的第四实施例的自动调变工作周期的升压电路的电路图，图10为本发明的第四实施例的自动调变工作周期的升压电路的波形图。本实施例与第一实施例的差异在于，本实施例以一电压侦测单元262取代第一实施例的电流侦测单元261，其余电路及原理则相同于第一实施例，所以不再赘述。
如图所示，电压侦测单元262耦接于节点P与输出端，且在时间T1后，当输出电压VOUT被充电至输入电源VDD的准位时，由于升压电路26的输入端与输出端的电压准位相同，因此两端点间不会有电流流过，所以电压侦测单元262侦测到节点P与输出端之间无电位差，而输出高准位的电压侦测讯号VS，使控制单元265输出高准位的切换讯号S1与低准位的切换讯号S2，以导通开关SW1并截止开关SW2，而进入充电时间TC1。且如第一实施例所述，在放电时间TDC1后，当电感器L上的充电能量对输出端放电完毕时，节点P的电压准位亦与输出电压VOUT相同，因此，电压侦测单元262亦侦测到节点P与输出端之间无电位差，而输出高准位的电压侦测讯号VS，其余则以此类推。由上述可知，第一实施例是利用侦测电流的方式，而本实施例则是利用侦测电压的方式以判断电感器L是否放电完毕。
请一并参阅图11与图12，图11为本发明的第五实施例的自动调变工作周期的升压电路的电路图，图12为本发明的第五实施例的自动调变工作周期的升压电路的波形图。如图11所示，本实施例与第一实施例的差异在于电感器L与切换模块的连接关系，电感器L的第一端耦接于接地端GND，而切换模块的开关SW1则耦接于输入电源VDD与电感器L的第二端之间，其余则相同于第一实施例。
如图12所示，由于在起始时输出电压VOUT的准位未知，可能为输入电源VDD到接地端GND之间的准位，假设位于输入电源VDD，而高于接地端GND的准位(0V)，因此控制单元265输出低准位的切换讯号S1与高准位的切换讯号S2，以截止开关SW1并导通开关SW2，因此在时间T1时，输出端经由电感器L对接地端GND放电，使输出电压VOUT降至接地端GND的0V，此时由于输出端与接地端GND的电压准位相同，因此两端点间不会有电流流过，所以电流侦测单元261侦测到输出电流IO为0A，而输出高准位的电流侦测讯号IS，使控制单元265输出高准位的切换讯号S1与低准位的切换讯号S2，以导通开关SW1并截止开关SW2，使输入电源VDD对电感器L充电一充电时间TC1，以产生充电能量。
当充电结束后，切换讯号S1即转为低准位，而切换讯号S2转为高准位，以截止开关SW1并导通开关SW2，并进入放电时间TDC1，此时电感器L的第一端耦接接地端GND、第二端转而产生负电压，其中当开关SW2导通的瞬间，输出端会经由开关SW2与电感器L对接地端GND 放电，电感器L上的电压会迅速上升，并随着对接地端GND的放电而逐渐下降，而输出端的输出电压VOUT亦逐渐下降，且相同于第一实施例，当电感器L放电完毕，也就是输出电流IO为零时，节点P的电压准位会与输出电压VOUT的准位相同，此实施例为负0.5倍的输入电源VDD。
当节点P的电压准位与输出电压VOUT的准位相同时，电流侦测单元261侦测到输出电流IO为0A，而使控制单元265再藉由切换讯号S1、S2导通开关SW1并截止开关SW2，输入电源VDD再对电感器L充电一段充电时间TC2。当充电结束后，切换讯号S1再转为低准位，而切换讯号S2转为高准位，以截止开关SW1并导通开关SW2，并进入放电时间TDC2，电感器L再对接地端GND放电，而由于本实施例中设定默认电压为负0.8倍的输入电源VDD，因此当输出电压VOUT下降至低于负0.8倍的输入电源VDD时，输出电压侦测单元263输出高准位的输出电压侦测讯号VOS，使控制单元265同时输出低准位的切换讯号S1、S2，以同时截止开关SW1与SW2，而停止升压电路26的充电及放电，进入停止时间T2。
且由于在停止时间T2时，升压电路26并无充电或放电，若输出端有电力消耗时，输出电压VOUT会逐渐上升，当输出电压VOUT高于默认电压时，输出电压侦测单元263依据输出电压VOUT使输出电压侦测讯号VOS转为低准位，所以切换讯号S1即转为高准位，而切换讯号S2维持低准位，以导通开关SW1并截止开关SW2，输入电源VDD重新开始对电感器L充电一段充电时间TC3后，切换讯号S1即转为低准位，而切换讯号S2转为高准位，并进入一段放电时间TDC3，使电感器L对接地端GND放电，直到输出电压VOUT再低于默认电压时，输出电压侦测讯号VOS转为高准位，以再截止开关SW1与SW2。
由上述可知，本实施例的升压电路26原理相同于第一实施例，是以固定预设的充电时间TC1、TC2、TC3，使电感器L被充电相同的充电能量，并在每一段放电时间TDC1、TDC2、TDC3时将充电能量完全放电至接地端GND，使输出电压VOUT逐渐下降，且随着输出电压VOUT的下降，每一段放电时间TDC1、TDC2、TDC3则越短，但本实施例藉由电感器L与开关SW1的此种连接方式，使输出端的输出电压VOUT可为负值。
请参阅图13，其为本发明的第六实施例的自动调变工作周期的升压电路的电路图。本实施例为结合第二实施例与第五实施例，本实施例中，控制电路的电流侦测单元261是耦接于电感器L的第二端与节点P之间。
相同于第二实施例，本实施例利用在充电时间TC1、TC2或TC3时侦测流经电感器L的充电电流IC，以判断电感器L是否充电完成，不同于第五实施例中的充电时间TC1、TC2、TC3为预设的。本实施例的波形图相同于图12，当在时间T1或放电时间TDC1、TDC2、TDC3时，相同于第五实施例，开关SW1为截止而开关SW2为导通，因此电流侦测单元261即侦测输出电流IO，以判断电感器L的放电是否完成。而当在充电时间TC1、TC2或TC3时，由于开关SW1转为导通而开关SW2转为截止，因此电流侦测单元261转为侦测充电电流IC，当充电电流IC高于默认值时，电流侦测单元261即输出低准位的电流侦测讯号IS，以使控制单元265截止开关SW1而导通开关SW2，以结束充电时间TC1、TC2或TC3。
请参阅图14，其为本发明的第七实施例的自动调变工作周期的升压电路的波形图。本实施例的电路图相同于第六实施例的图13，差异在于本实施例的放电时间TDC1、TDC2、TDC3为预设且固定的，并藉由电流侦测单元261在放电时间TDC1、TDC2或TDC3结束时侦测输出电流IO的电流量，以得知前次在充电时间TC1、TC2或TC3时，电感器L所储存的充电能量是否过多或过少，若充电能量过多或过少时，则调整电流侦测单元261的默认值，进而调整充电时间。此部分原理如第三实施例所述，本实施例的升压电路26是以固定默认的放电时间TDC1、TDC2、TDC3使电感器L对输出端放电，当放电时间TDC1、TDC2或TDC3结束时，藉由电流侦测单元261侦测输出电流IO，若输出电流IO大于门坎值即表示充电时间过长充电能量过多，而小于等于门坎值即表示充电时间过短充电能量过少，而调低电流侦测单元261的默认值，若无输出电流IO即表示充电时间过短充电能量过少，而调高电流侦测单元261的默认值，以调整电感器L的充电时间。
请一并参阅图15与图16，图15为本发明的第八实施例的自动调变工作周期的升压电路的电路图，图16为本发明的第八实施例的自动调变工作周期的升压电路的波形图。本实施例与第五实施例的差异在于，本实施例以电压侦测单元262取代第五实施例的电流侦测单元261，其余电路及原理则相同于第五实施例，所以不再赘述。
如图16所示，在时间T1后，当输出电压VOUT被放电至接地端GND的准位时，由于输出端与接地端GND的电压准位相同，因此两端点间不会有电流流过，所以电压侦测单元262侦测到节点P与输出端之间无电位差，而输出高准位的电压侦测讯号VS，使控制单元265输出高准位的切换讯号S1与低准位的切换讯号S2，以导通开关SW1并截止开关SW2，而进入充电时间TC1。且如第五实施例所述，在放电时间TDC1后，当电感器L上的充电能量对输出端放电完毕时，节点P的电压准位亦与输出电压VOUT相同，因此，电压侦测单元262亦侦测到节点P与输出端之间无电位差，而输出高准位的电压侦测讯号VS，其余则以此类推。
综上所述，本发明的自动调变工作周期的升压电路，藉由控制电路侦测电感器的充电能量大小与输出电压，以得知电感器是否充电完成、是否放电完成或输出电压是否到达默认电压，并依据侦测结果控制切换模块进行切换，以自动切换电感器进行充电、放电或停止充电及放电，进而自动调变升压电路的工作周期。如此，可达到减少功率消耗及省电的目的。
上文仅为本发明的较佳实施例而已，并非用来限定本发明实施的范围，凡依本发明权利要求范围所述的形状、构造、特征及精神所为的均等变化与修饰，均应包括于本发明的权利要求范围内。

Claims (19)

1.一种自动调变工作周期的升压电路，其特征在于，其包含：
一电感器，具有一第一端与一第二端，该电感器的该第一端耦接一输入端，以接收一输入电源；
一切换模块，耦接该电感器的该第二端、一接地端与该升压电路的一输出端之间，用以切换导通该电感器的该第二端与该接地端，使该输入电源对该电感器充电产生一充电能量，或切换导通该电感器的该第二端与该输出端，使该电感器的该充电能量对该输出端放电而产生一输出电压；以及
一控制电路，依据该充电能量的大小与该输出电压，而输出至少一控制讯号，以控制该切换模块切换该电感器提供该输入电源至该输出端、该切换模块切换该电感器的该充电能量对该输出端放电，或该切换模块切换使该输入电源对该电感器充电。
2.如权利要求1所述的升压电路，其特征在于，其中当该输出电压低于该输入电源时，该控制电路控制该切换模块切换该电感器提供该输入电源至该输出端。
3.如权利要求1所述的升压电路，其特征在于，其中该输出电压高于一默认电压时，该切换模块依据该控制讯号截止该电感器的该第二端与该接地端之间的路径以及该电感器的该第二端与该升压电路的该输出端之间的路径。
4.如权利要求1所述的升压电路，其特征在于，其中该切换模块包含：
一第一开关，耦接该电感器的该第二端与该接地端之间，并依据该控制讯号的一第一切换讯号而导通，使该电感器的该第二端电性连接该接地端；以及
一第二开关，耦接该电感器的该第二端与该升压电路的该输出端之间，并依据该控制讯号的一第二切换讯号而导通，使该电感器的该第二端电性连接该升压电路的该输出端。
5.如权利要求1所述的升压电路，其特征在于，其中该控制电路包含：
一电流侦测单元，侦测该电感器的该第二端与该升压电路的该输出端间的一输出电流，以得知该充电能量的大小，并依据该输出电流产生一电流侦测讯号；
一输出电压侦测单元，侦测该输出电压，并依据该输出电压产生一输出电压侦测讯号；以及
一控制单元，依据该电流侦测讯号与该输出电压侦测讯号输出该控制讯号。
6.如权利要求1所述的升压电路，其特征在于，其中该控制电路包含：
一电流侦测单元，侦测该电感器的该第二端与该接地端间的一充电电流，当该充电电流高于一默认值时，该电流侦测单元产生一电流侦测讯号；
一输出电压侦测单元，侦测该输出电压，并依据该输出电压产生一输出电压侦测讯号；以及
一控制单元，依据该电流侦测讯号与该输出电压侦测讯号输出该控制讯号。
7.如权利要求6所述的升压电路，其特征在于，其中当该充电电流高于该默认值时，该电流侦测单元输出该电流侦测讯号，使该控制单元导通该电感器的该第二端与该升压电路的该输出端之间的路径，以结束一充电时间。
8.如权利要求6所述的升压电路，其特征在于，其中当该电感器的该充电能量对该输出端放电一放电时间时，该电流侦测单元侦测该电感器的该第二端与该升压电路的该输出端间的一输出电流，若该输出电流大于一门坎值，则该电流侦测单元调低该默认值，若该输出电流小于或等于该门坎值，则该电流侦测单元调高该默认值。
9.如权利要求1所述的升压电路，其特征在于，其中该控制电路包含：
一电压侦测单元，侦测该充电能量的电压准位是否等于该输出电压，并依据该充电能量的电压准位输出一电压侦测讯号；
一输出电压侦测单元，侦测该输出电压，并依据该输出电压输出一输出电压侦测讯号；以及
一控制单元，依据该电压侦测讯号与该输出电压侦测讯号输出该控制讯号。
10.如权利要求1所述的升压电路，其特征在于，其中该输出电压输出至一显示面板的一画素电容，以驱动该显示面板。
11.一种自动调变工作周期的升压电路，其特征在于，其包含：
一电感器，具有一第一端与一第二端，该电感器的该第一端耦接一接地端；
一切换模块，耦接该电感器的该第二端、一输入端与该升压电路的一输出端之间，用以切换导通该电感器的该第二端与该输入端，使该电感器接收一输入电源以进行充电产生一充电能量，或切换导通该电感器的该第二端与该输出端，使该电感器的该充电能量对该接地端放电，而于该输出端产生一输出电压；以及
一控制电路，依据该充电能量的大小与该输出电压，而输出至少一控制讯号，以控制该切换模块切换该输出端对该接地端放电、该切换模块切换该电感器的该充电能量对该接地端放电，或该切换模块切换使该输入电源对该电感器充电。
12.如权利要求11所述的升压电路，其特征在于，其中当该输出电压高于该接地端的电压准位时，该控制电路控制该切换模块切换该输出端对该接地端放电。
13.如权利要求11所述的升压电路，其特征在于，其中该输出电压低于一默认电压时，该切换模块依据该控制讯号截止该电感器的该第二端与该输入端之间的路径以及该电感器的该第二端与该升压电路的该输出端之间的路径。
14.如权利要求11所述的升压电路，其特征在于，其中该切换模块包含：
一第一开关，耦接该电感器的该第二端与该输入端之间，并依据该控制讯号的一第一切换讯号而导通，使该电感器的该第二端电性连接该输入端；以及
一第二开关，耦接该电感器的该第二端与该升压电路的该输出端之间，并依据该控制讯号的一第二切换讯号而导通，使该电感器的该第二端电性连接该升压电路的该输出端。
15.如权利要求11所述的升压电路，其特征在于，其中该控制电路包含：
一电流侦测单元，侦测该电感器的该第二端与该升压电路的该输出端间的一输出电流，以得知该充电能量的大小，并依据该输出电流产生一电流侦测讯号；
一输出电压侦测单元，侦测该输出电压，并依据该输出电压产生一输出电压侦测讯号；以及
一控制单元，依据该电流侦测讯号与该输出电压侦测讯号输出该控制讯号。
16.如权利要求11所述的升压电路，其特征在于，其中该控制电路包含：
一电流侦测单元，侦测该输入端与该电感器的该第二端间的一充电电流，当该充电电流高于一默认值时，该电流侦测单元产生一电流侦测讯号；
一输出电压侦测单元，侦测该输出电压，并依据该输出电压产生一输出电压侦测讯号；以及
一控制单元，依据该电流侦测讯号与该输出电压侦测讯号输出该控制讯号。
17.如权利要求16所述的升压电路，其特征在于，其中当该充电电流高于该默认值时，该电流侦测单元输出该电流侦测讯号，使该控制单元导通该电感器的该第二端与该升压电路的该输出端之间的路径，以结束一充电时间。
18.如权利要求16所述的升压电路，其特征在于，其中当该电感器的该充电能量对该接地端放电一放电时间后，该电流侦测单元侦测该电感器的该第二端与该升压电路的该输出端间的一输出电流，若该输出电流大于一门坎值，则该电流侦测单元调低该默认值，若该输出电流小于或等于该门坎值，则该电流侦测单元调高该默认值。
19.如权利要求11所述的升压电路，其特征在于，其中该控制电路包含：
一电压侦测单元，侦测该充电能量的电压准位是否等于该输出电压，并依据该充电能量的电压准位输出一电压侦测讯号；
一输出电压侦测单元，侦测该输出电压，并依据该输出电压输出一输出电压侦测讯号；以及
一控制单元，依据该电压侦测讯号与该输出电压侦测讯号输出该控制讯号。
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