CN105448257B - 一种与液晶显示面板连接的dc/dc电源转换器 - Google Patents

一种与液晶显示面板连接的dc/dc电源转换器 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种与液晶显示面板连接的DC/DC电源转换器，所述DC/DC电源转换器内设有电压调节器、电荷泵、以及压力控制器，所述DC/DC电源转换器内还设有一开关电路模块，当液晶显示面板关机时，所述压力控制器输出VDDA电压经所述开关电路模块输出VGH’电压至所述栅极驱动器。本发明通过在DC/DC电源转换器内部增加一开关电路模块来达到VGH电压切换到AVDD准位，通过XAO信号来调控各电压的输出状况，根据I‑rush＝U/R，发明无需调整现有电路板电路和WOA走线，通过降低关机时候薄膜晶体管开启电压至AVDD准位，通过减小关机残像带来的I‑rush电路，改善此关机残像使用解潮汐对策所产生的大电流缺点。

Description

一种与液晶显示面板连接的DC/DC电源转换器
技术领域
本发明属于电源管理芯片技术领域，尤其涉及一种与液晶显示面板连接的DC/DC电源转换器。
技术背景
图1为现有技术液晶显示面板的等效电路，液晶显示面板为矩阵式(m*n)的薄膜晶体管的液晶显示面板，本液晶显示面板包括纵横交叉的多个源极线(S1-Sm)100和多个栅极线(G1-Gn)101、设置在源极线100和栅极线101交叉处的薄膜晶体管102、以及液晶像素单元103。其中，源极线100提供薄膜晶体管102的源极信号，栅极线101提供薄膜晶体管102的栅极的开启电压与关闭电压，薄膜晶体管102的漏极连接到液晶像素单元103。
当液晶显示面板显示白画面时，液晶像素单元103电荷充到最大，此时，栅极线101输入栅极关闭电压(VGL)，使得薄膜晶体管呈现关闭状态，液晶像素单元103内部电荷几乎没有漏电电流Ioff，使液晶显示面板可以显示白画面；若此时输入电源关闭，VGL电压会慢慢放电回到0伏特，由于VGL电压不高而无法使得薄膜晶体管102有较大Ioff电流，所以液晶像素单元103电荷无法得到释放，从而产生关机残影。
现有液晶显示面板采用传统的解潮汐技术方案，即当侦测到输入电压过低时，启动全栅极开启信号XAO去控制所有的栅极线都接到栅极开启电压VGH，此VGH电压去打开液晶显示面板内部所有薄膜晶体管，让薄膜晶体管的电流变大来泄漏残存于液晶中的电荷。但是在液晶显示面板越大尺寸且越高分辨率条件下，通常会在关机时解潮汐电路做动下使VGH电压引起IGH大电流(Surge current)，此IGH大电流需流经接触端子与玻璃走线，IGH大电流可能造成路径上所有的接触端子信赖性问题。
图2所示为现有液晶显示面板与DC/DC电源转换器106连接的电路示意图，DC/DC电源转换器106产生液晶显示面板关机时的涌浪电流。
液晶显示面板的源极侧连接源极驱动器104，液晶显示面板的栅极侧连接栅极驱动器105，DC/DC电源转换器(DC/DC)106内设有电压调节器(Regulator reference)107、电荷泵(Charge pump)108、以及压力控制器(boost controller)109。本电路图为：Vin为电源输入端，此处举例为12V直流输入；R1和R2为串联分压电阻，此例为R1＝56K,R2＝10K,输出电压端VDET＝1.8V；由VDET端侦测串联分压电阻处得到的电压，以此来判断电源电压状态，正常工作状态还是关机掉电状态；同时提供经电荷泵(Charge pump)108处理的VGH电压和经电压调节器(Regulator reference)107处理的XAO信号给液晶显示面板侧的栅极驱动器105，提供经压力控制器(boost controller)109处理的VDDA电压给液晶显示面板侧的源极驱动器104，其中，电压调节器107和栅极驱动器105之间设有电阻R3，R3为电路板走线和WOA阻抗之和。
正常工作时候VDET侦测到电压大于等于1.8V，XAO输出为High准位，栅极驱动器105正常扫描驱动。当执行关机动作时候，输入Vin-12V开始掉电，当VEDT侦测到电压小于1.8V时候，DC/DC电源转换器106开始执行掉电程序，XAO由High准位转换至Low准位并作用在栅极驱动器105上。栅极驱动器105接收到Low准位XAO信号后会将所有通道接至VGH电压准位，此时液晶显示面板内所有薄膜晶体管的栅极电压接至VGH准位，会产生一个瞬时的大电流I-rush，I-rush＝U/R3，U为光机时候用来打开所有薄膜晶体管102的导通电压，即VGH电压。
之后DC/DC电源转换器106工作停止，各路输出电压自动放电至输出电压为0。此大电流(I-rush)会流经玻璃走线与接触端子，长此往复就会对接触端子造成一定的信赖性问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种通过减小关机残像带来的I-rush电路、改善此关机残像使用解潮汐对策所产生的大电流缺点的DC/DC电源转换器。
本发明提供一种与液晶显示面板连接的DC/DC电源转换器，液晶显示面板包括液晶面板组件，液晶面板组件内设有纵横交叉的源极线和栅极线、设置在源极线和栅极线交叉处的薄膜晶体管、连接在源极侧的源极驱动器和连接在栅极侧的栅极驱动器、以及负责液晶显示器所需的工作电压的DC/DC电源转换器，所述DC/DC电源转换器内设有电压调节器、电荷泵、以及压力控制器，所述DC/DC电源转换器内还设有一开关电路模块，其中，当液晶显示面板正常工作时，所述电荷泵输出VGH电压经所述开关电路模块输出VGH’电压至所述栅极驱动器，所述压力控制器输出VDDA电压经所述开关电路模块输出VDDA电压至所述源极驱动器；当液晶显示面板关机时，所述压力控制器输出VDDA电压经所述开关电路模块输出VGH’电压至所述栅极驱动器。
其中，所述开关电路模块包括第一和第二N-MOS管、一P-MOS管、和一二极管，当液晶显示面板正常工作时，所述第一N-MOS管和所述第二N-MOS管切换为导通状态，所述P-MOS管为关断状态；当液晶显示面板关机时，所述第一N-MOS管和所述第二N-MOS管为关断状态，所述P-MOS管为导通状态。
其中，所述第一N-MOS管的栅极、所述第二N-MOS管的栅极、以及P-MOS管的栅极均与所述电压调节器连接。
其中，所述压力控制器输出XAO信号经所述开关电路模块的栅极输出XAO信号至栅极驱动器。
其中，所述第一N-MOS管的源极连接电荷泵，所述第一N-MOS管的漏极连接VGH’电压输入端；所述第二N-MOS管的源极连接压力控制器，所述第二N-MOS管的漏极连接VDDA’电压输入端；所述P-MOS管的源极连接压力控制器，所述P-MOS管的漏极所述二极管的输入端；所述二极管的输出端连接所述N-MOS管的源极。
其中，所述P-MOS管的源极也与所述第二N-MOS管的漏极连接。
其中，二极管的输出端也与VGH’电压输入端连接。
其中，当液晶显示面板正常工作时，所述电荷泵输出VGH电压经所述开关电路模块的第一N-MOS管输出VGH’电压至所述栅极驱动器，所述压力控制器输出VDDA电压经所述开关电路模块的第二N-MOS管输出VDDA’电压至所述源极驱动器。
其中，当液晶显示面板关机时，所述源极驱动器接收的ADDA’电压为0，所述压力控制器输出VDDA电压经所述开关电路模块的所述P-MOS管和所述二极管输出VGH’电压至所述栅极驱动器。
本发明通过在DC/DC电源转换器内部增加一开关电路模块来达到VGH电压切换到AVDD准位，通过XAO信号来调控各电压的输出状况，根据I-rush＝U/R，发明无需调整现有电路板电路和WOA走线，通过降低关机时候薄膜晶体管开启电压至AVDD准位，通过减小关机残像带来的I-rush电路，改善此关机残像使用解潮汐对策所产生的大电流缺点。
附图说明
图1所示现有技术液晶显示面板的等效电路；
图2所示为现有液晶显示面板连接的电路示意图；
图3所示为本发明液晶显示器的电路驱动示意图；
图4所述为本发明DC/DC电源转换器的结构示意图；
图5所示为图4所示DC/DC电源转换器的详细结构示意图；
图6所示为图4所示DC/DC电源转换器的时序图；
图7所示为图4所示DC/DC电源转换器的VGH走线电流实际测量图。
具体实施方式
图3所示为本发明液晶显示器的电路驱动示意图，液晶显示器200包括：液晶面板组件201，液晶面板组件201内设有纵横交叉的源极线202和栅极线203、设置在源极线202和栅极线203交叉处的薄膜晶体管(图未示)、液晶像素单元、连接在液晶面板组件201的源极侧的源极驱动器204和连接在液晶面板组件201的栅极侧的栅极驱动器205，连接到源极驱动器204上的灰度电压生成器206、用于控制源极驱动器204和栅极驱动器205的时序控制器207、以及负责液晶显示器所需的工作电压的DC/DC电源转换器208，该DC/DC电源转换器208使液晶显示器得以正常工作。
如图4和图5所示，所述DC/DC电源转换器208内设有电压调节器(Regulatorreference)209、电荷泵(Charge pump)210、以及压力控制器(boost controller)211，其中，电压调节器(Regulator reference)209输出XAO信号经所述开关电路模块212输出XAO信号至栅极驱动器105。
液晶显示器的应用中一直存在着关机潮汐的问题，目前大家在解决此问题多应用关机XON function，即在关机时候打开所有TFT，以加速电荷释放，目前多会因I-rush太大而发生烧毁VGH端子的问题。
为避免发生VGH端子烧毁并且达到消除关机残影，业界多从以下两个方面考虑：第一，增加VGH线路上阻抗(R3)以减小I-rush，例如放置限流电阻，或增加WOA阻抗；第二，增加I-rush放电路径，通过修改PWB电路用多个放电路径来分担较大的I-rush。
本发明通过修改DC/DC电源转换器208内部结构，并使其应用在I＝U/R，通过降低关机时候薄膜晶体管开启电压至AVDD准位，来降低关机I-rush。
本发明通过在DC/DC电源转换器208内部增加一个电路切换开关来达到VGH电压切换到AVDD准位，以上电压全部由DC/DC电源转换器208内部产生。但如果此切换电压的方式有外部电路来搭建完成，会增加电路修改部分。
所述DC/DC电源转换器208内还设有一个开关电路模块212，电荷泵210输出VGH电压经所述开关电路模块212输出VGH’电压至栅极驱动器105，压力控制器211输出VDDA电压经所述开关电路模块212输出VDDA’电压至源极驱动器104。
其中，所述VGH电压是DC/DC电源转换器208的电荷泵210产生的，VGH’电压是输入至栅极驱动器205的电压；所述VDDA电压是DC/DC电源转换器208的压力控制器211产生的，VDDA’电压是输入至源极驱动器204的电压；XAO信号经所述开关电路模块212没有产生改变，XAO输入至栅极驱动器205。
通过所述开关电路模块212达到VGH电压切换到AVDD准位，如图5所示，所述开关电路模块212包括第一和第二N-MOS管2121、2122、一个P-MOS管2123、和一个二极管2124。
其中，所述第一N-MOS管2121的栅极连接电压调节器209，通过电压调节器209提供处理的XAO信号给栅极驱动器105；所述第一N-MOS管2121的源极连接DC/DC电源转换器208内部产生的VGH电压端输出端，即，所述第一N-MOS管2121的源极连接电荷泵210；所述第一N-MOS管2121的漏极连接VGH’电压输入端。
其中，所述第二N-MOS管2122的栅极也连接电压调节器209，通过电压调节器209提供处理的XAO信号给栅极驱动器105；所述第二N-MOS管2122的源极连接DC/DC电源转换器208内部产生的VDDA电压端输出端，即，所述第二N-MOS管2122的源极连接压力控制器211；所述第二N-MOS管2122的漏极连接VDDA’电压输入端。
其中，所述P-MOS管2123的栅极也连接电压调节器209，通过电压调节器209提供处理的XAO信号给栅极驱动器105；所述P-MOS管2123的源极连接DC/DC电源转换器208内部产生的VDDA电压端输出端即，所述第二N-MOS管2122的源极连接压力控制器211，且所述P-MOS管2123的源极也与所述第二N-MOS管2122的漏极连接；所述P-MOS管2123的漏极所述二极管2124的输入端。
其中，所述二极管2124的输入端连接所述P-MOS管2123的漏极；所述二极管2124的输出端连接第一N-MOS管2121的源极，且二极管2124的输出端也与VGH’电压输入端连接。
由于经过所述二极管2124，VGH电压与VGH’电压大不同，VDDA电压与VDDA’电压大小相同。通过二极管2124防止DC/DC电源转换器208正常工作时候VGH电压干扰到VDDA电压。
其中，XAO信号来调控各电压的输出状况，保证正常工作时候各电压不会发生异常状况。
如图6所示，当输入电压稳定，液晶显示面板正常工作时候，DC/DC电源转换器208输出的XAO信号为High，由于XAO信号均由所述P-MOS管2123的栅极、所述第一N-MOS管2121的栅极、和所述第二N-MOS管2121的栅极输出，此时第一N-MOS管2121和所述第二N-MOS管2121为导通状态，所述P-MOS管2123为关断状态，DC/DC电源转换器208输出VGH电压为VGH’电压准位，在本实施例中，VGH’电压为35V；DC/DC电源转换器208输出VDDA电压为VDDA’电压准位，在本实施例中，VDDA’电压为15.4V。
当液晶显示面板关机时，输入电压下降至UVLO(under voltage lockout，低电压)电压准位，DC/DC电源转换器208启动XAO功能，将XAO信号由High切换至Low。此时由于所述P-MOS管2123的栅极信号、所述第一N-MOS管2121的栅极信号、和所述第二N-MOS管2121的栅极信号均为Low，导致第一N-MOS管和所述第二N-MOS管2121切换为关断状态，所述P-MOS管2123切换为导通状态，导致DC/DC电源转换器208输出VDDA电压作为VGH’电压准位至栅极驱动器，源极驱动器接收的VDDA’电压为0V。同时XAO信号作用在液晶显示面板内部栅极驱动器205上，使其所有通道接至VGH’准位即VDDA电压准位，此时的瞬时电流I＝VDDA/R3，相对于之前的关机瞬时电流I＝VGH/R3会小很多，就避免了VGH走线上大电流的问题。之后电压降低至Power off准位，进入自动放电程序，电压准位一致降低至0V。
如图7所示，当关机时候，VGH电压准位为VGH＝34.46V时候，实际测量关机瞬时电流大小为804mA，当关机时候VGH’电压切换为VDDA电压准位时候(VDDA＝15.68V)，实际测量关机瞬时电流大小为428mA。可以保证VGH走线不会发生烧毁问题。
本发明通过在DC/DC电源转换器内部增加一开关电路模块来达到VGH电压切换到AVDD准位，通过XAO信号来调控各电压的输出状况，根据I-rush＝U/R，发明无需调整现有电路板电路和WOA走线，通过降低关机时候薄膜晶体管开启电压至AVDD准位，通过减小关机残像带来的I-rush电路，改善此关机残像使用解潮汐对策所产生的大电流缺点。

Claims (7)

1.一种与液晶显示面板连接的DC/DC电源转换器，液晶显示面板包括液晶面板组件，液晶面板组件内设有纵横交叉的源极线和栅极线、设置在源极线和栅极线交叉处的薄膜晶体管、连接在源极侧的源极驱动器和连接在栅极侧的栅极驱动器、以及负责液晶显示器所需的工作电压的DC/DC电源转换器，所述DC/DC电源转换器内设有电压调节器、电荷泵、以及压力控制器，其特征在于：所述DC/DC电源转换器内还设有一开关电路模块，其中，当液晶显示面板正常工作时，所述电荷泵输出VGH电压经所述开关电路模块输出VGH’电压至所述栅极驱动器，所述压力控制器输出VDDA电压经所述开关电路模块输出VDDA电压至所述源极驱动器；当液晶显示面板关机时，所述压力控制器输出VDDA电压经所述开关电路模块输出VGH’电压至所述栅极驱动器；
所述开关电路模块包括第一和第二N-MOS管、一P-MOS管、和一二极管，当液晶显示面板正常工作时，所述第一N-MOS管和所述第二N-MOS管切换为导通状态，所述P-MOS管为关断状态；当液晶显示面板关机时，所述第一N-MOS管和所述第二N-MOS管为关断状态，所述P-MOS管为导通状态；
所述第一N-MOS管的源极连接电荷泵，所述第一N-MOS管的漏极连接VGH’电压输入端；所述第二N-MOS管的源极连接压力控制器，所述第二N-MOS管的漏极连接VDDA’电压输入端；所述P-MOS管的源极连接压力控制器，所述P-MOS管的漏极所述二极管的输入端；所述二极管的输出端连接所述N-MOS管的源极。
2.根据权利要求1所述的DC/DC电源转换器，其特征在于：所述第一N-MOS管的栅极、所述第二N-MOS管的栅极、以及P-MOS管的栅极均与所述电压调节器连接。
3.根据权利要求2所述的DC/DC电源转换器，其特征在于：所述压力控制器输出XAO信号经所述开关电路模块的栅极输出XAO信号至栅极驱动器。
4.根据权利要求2所述的DC/DC电源转换器，其特征在于：所述P-MOS管的源极也与所述第二N-MOS管的漏极连接。
5.根据权利要求2所述的DC/DC电源转换器，其特征在于：二极管的输出端也与VGH’电压输入端连接。
6.根据权利要求5所述的DC/DC电源转换器，其特征在于：当液晶显示面板正常工作时，所述电荷泵输出VGH电压经所述开关电路模块的第一N-MOS管输出VGH’电压至所述栅极驱动器，所述压力控制器输出VDDA电压经所述开关电路模块的第二N-MOS管输出VDDA’电压至所述源极驱动器。
7.根据权利要求5所述的DC/DC电源转换器，其特征在于：当液晶显示面板关机时，所述源极驱动器接收的ADDA’电压为0，所述压力控制器输出VDDA电压经所述开关电路模块的所述P-MOS管和所述二极管输出VGH’电压至所述栅极驱动器。
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