CN105741794A - 电源供应模块及相关的驱动模块与电子装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电源供应模块及相关的驱动模块及电子装置,所述电源供应模块用于一具有显示功能的电子装置,所述电子装置具有一驱动模块,所述电源供应模块包括一第一电源供应单元,用来根据一第一时钟信号,对一输出端进行充电,其中所述输出端耦接于所述驱动模块;以及一时钟产生单元,用来在判断一事件发生时,调整所述第一时钟信号,以使所述第一电源供应单元在所述事件发生时对所述输出端进行充电。
Description
技术领域
本发明涉及一种电源供应模块及相关的驱动模块与电子装置,尤其涉及一种能够在事件发生时提供充足驱动能力的电源供应模块及相关的驱动模块与电子装置。
背景技术
液晶显示器(LiquidCrystalDisplay,LCD)具有外型轻薄、低辐射、体积小及低耗能等优点,广泛地应用在笔记本计算机与移动装置等资讯产品上。简单来说,液晶显示器的驱动系统是由一时序控制器(TimingController)、源极驱动器(SourceDriver)以及栅极驱动器(GateDriver)与电源模块所构成。电源模块分别提供源极驱动器及栅极驱动器所需的不同准位,源极驱动器及栅极驱动器则分别控制数据线(DataLine)及扫描线(ScanLine),其在面板上相互交叉形成电路单元矩阵,而每个电路单元(Cell)包含液晶分子及电晶体。液晶显示器的显示原理是栅极驱动器先将扫描信号送至电晶体的栅极,使电晶体导通,同时源极驱动器将时序控制器送来的数据转换成输出电压后,将输出电压送至电晶体的源极,此时液晶一端的电压会等于电晶体漏极的电压,并根据漏极电压改变透光率达到显示不同颜色的目的。
随着技术的演进,液晶显示器的分辨率逐渐上升(如从全高清(FullHD)分辨率上升至4K分辨率),且液晶显示器的画面显示品质也随之提高。当液晶显示器的分辨率增加时,液晶显示器中用于驱动显示面板的驱动装置(如驱动芯片)对于显示面板中显示元件的充放电时间规格会被缩短。另一方面,显示面板中的负载也随着尺寸变大而大幅增加。
请参考图1,图1为现有液晶显示器运作时相关信号的示意图,其中控制信号G1~Gn为现有液晶显示器中扫描线上的信号,电流IVGH为用于产生控制信号G1~Gn的驱动模块自电压源VDD所抽取的电流,时钟信号CLK用于控制产生电压源VDD的电源供应模块。举例来说,电源供应模块在时钟信号CLK为高逻辑准位时,对电压源VDD充电,以维持电压源VDD的电压值为电压VGH。由于扫描线为电容性负载,因此当控制信号G1~Gn到达电压VGH后驱动模块便不再从电压源VDD抽取电流。也就是说,驱动模块仅需在抬升或降低控制信号G1~Gn的时间点T1~Tn,自电压源VDD抽取电流。而在时间点T1~Tn以外的时间,驱动模块不消耗电流。然而,在图1中时钟信号CLK是以连续且固定时间间隔的脉冲控制电源供应模块对电压源VDD进行充电。在此状况下,即使驱动模块在时间点T1~Tn以外的时间不需耗费电流,电源供应模块仍会持续地对电压源VDD充电,从而造成多余的功率消耗。因此,如何让电源供应模块能够提供驱动模块所需电流的同时避免耗费额外的电流便成为业界亟欲探讨的议题。
发明内容
为了解决上述的问题,本发明提供一种能够在事件发生时提供充足驱动能力的电源供应模块及相关的驱动模块与电子装置。
本发明公开一种电源供应模块,用于一具有显示功能的电子装置,该电子装置具有一驱动模块。该电源供应模块包括一第一电源供应单元,用来根据一第一时钟信号,对一输出端进行充电,其中该输出端耦接于该驱动模块;以及一时钟产生单元,用来在判断一事件发生时,调整该第一时钟信号,以使该第一电源供应单元在该事件发生时对该输出端进行充电。
本发明还公开一种驱动模块,用于一具有显示功能的电子装置,所述电子装置具有一显示模块,。该驱动模块包括一第一电源供应单元,用来根据一第一时钟信号,对一输出端进行充电,其中该输出端耦接于该驱动模块;一时钟产生单元,用来在判断一事件发生时,调整该第一时钟信号,以使该第一电源供应单元在该事件发生时对该输出端进行充电;以及一驱动单元,耦接于该第一电源供应单元的该输出端,用来驱动该显示模块。
本发明还公开一种具有显示功能的电子装置,包括一电源供应模块,包括一第一电源供应单元,用来根据一第一时钟信号,对一输出端进行充电;以及一时钟产生单元,用来在一事件发生时,调整该第一时钟信号,以使该第一电源供应单元在该事件发生时对该输出端进行充电;以及一驱动模块,耦接于该第一电源供应单元的该输出端。
附图说明
图1为现有液晶显示器运作时相关信号的示意图。
图2为本发明实施例一显示装置的示意图。
图3为本发明实施例一电源供应模块的示意图。
图4为图3所示电源供应模块运作时相关信号的示意图。
图5为图3所示电源供应模块运作时相关信号的示意图。
图6为图3所示电源供应模块运作时相关信号的示意图。
图7为图3所示电源供应单元一实现方式的示意图。
图8为本发明实施例中一电源供应模块的示意图。
图9为图8所示电源供应装置运作时相关信号的示意图。
图10为本发明实施例一电源供应模块的示意图。
图11为本发明实施例一电源供应模块的示意图。
其中,附图标记说明如下:
20显示装置
200显示模块
202驱动模块
204时序控制模块
208栅极驱动单元
210源极驱动单元
206、30、80、1000、1100电源供应模块
300、800、1002、1008、1102、1108电源供应单元
302、802、1004、1104时钟产生单元
804、1006、1106比较单元
1110回授控制单元
AVDD系统电源
CLK时钟信号
202驱动模块
ET_CLK时钟信号
IVGH电流
OUT输出端
GAT、G1~Gn控制信号
DG1~DGm、DS1~DSn驱动信号
T1~T4时间点
VDD电压源
VGH、VGL额定电压
VOUT输出电压
VTH阈值电压
具体实施方式
请参考图2,图2为本发明实施例一显示装置20的示意图。显示装置20可为智能移动电话、平板计算机等具有显示面板的移动电子装置,且不限于此。在图2中,显示装置20包括显示模块200、驱动模块202、时序控制模块204及电源供应模块206。显示模块200可为一显示面板,且包括像素PIX11~PIXmn。驱动模块202包括栅极驱动单元208及源极驱动单元210,用来根据控制信号GAT及SOU产生用于驱动显示模块200的驱动信号DG1~DGm、DS1~DSn。时序控制模块204用来产生控制信号GAT及SOU。电源供应模块206用来提供电压VOUT作为驱动模块202的电压源。
请参考图3,图3为本发明实施例一电源供应模块30的示意图。电源供应模块30为图2所示电源供应模块206一实现方式的示意图。如图3所示,电源供应模块30包括一电源供应单元300及一时钟产生单元302。电源供应单元300用来根据一时钟信号ET_CLK,利用一系统电源AVDD来对一输出端OUT进行充放电,以将输出端OUT的输出电压VOUT维持为一额定电压VGH以驱动驱动模块202。在此实施例中,驱动模块202根据控制信号GAT,产生驱动信号DG1~DGm。时钟产生单元302用来在一事件发生时,调整时钟信号ET_CLK,以使电源供应单元300在事件发生时对输出端OUT进行充电。据此,电源供应模块30可提供充足的驱动能力给驱动模块202,且电源供应模块30的功率消耗可被有效降低。
详细来说,当控制信号GAT指示驱动模块202调整驱动信号DG1~DGm时,驱动模块202需由输出端OUT抽取大量电流。在此状况下,若电源供应单元300无法提供充足电流,驱动模块202将无法将驱动信号DG1~DGm快速地调整至目标电压。因此,当时钟产生单元302判断驱动模块202需由输出端OUT抽取大量电流时,时钟产生单元302判断事件发生,进而调整时钟信号ET_CLK来使电源供应单元300利用系统电源AVDD来对输出端OUT进行充电,以提供驱动模块202调整驱动信号DG1~DGm的电流。换言之,在此实施例中,时钟产生单元302在控制信号GAT指示驱动模块202调整驱动信号DG1~DGm时(即事件发生时),调整时钟信号ET_CLK来使电源供应单元300对输出端OUT进行充电。据此,电源供应模块30可提供充足的驱动能力来驱动驱动模块202。此外,由于电源供应单元300仅在事件发生时对输出端OUT进行充电,电源供应模块30的功率消耗可被有效降低。
在此实施例中,控制信号GAT是由时序控制模块204产生。在另一实施例中,时序控制模块204可与时钟产生单元302合并。也就是说,时钟产生单元302可被省略,而时序控制模块204则可在调整控制信号GAT时,同时产生时钟信号ET_CLK。
请参考图4,图4为图3所示电源供应模块30运作时相关信号的示意图。在一时间点T1,控制信号GAT指示驱动模块202将驱动信号DG1由低逻辑准位(如一额定电压VGL)调整至高逻辑准位(如额定电压VGH)。在此状况下,时钟产生单元302在时钟信号ET_CLK上产生一脉冲,以使电源供应单元300对输出端OUT进行充电。相似地,控制信号GAT在一时间点T2指示驱动模块202将驱动信号DG1由高逻辑准位调整至低逻辑准位,及将驱动信号DG2由低逻辑准位调整至高逻辑准位。此时,时钟产生单元302会在时钟信号ET_CLK上产生一脉冲,以使电源供应单元300对输出端OUT进行充电,以此类推。据此,电源供应模块30可提供充足的驱动能力来驱动驱动模块202。
请参考图5,图5为图3所示电源供应模块30运作时相关信号的示意图。类似于图4,控制信号GAT在时间点T1~Tm指示驱动模块202调整驱动信号DG1~DGm。时钟产生单元302分别在时间点T1~Tm,在时钟信号ET_CLK上产生一脉冲,以使电源供应单元300在时间点T1~Tm对输出端OUT进行充电。不同于图4,在图5中时钟产生单元302加大时钟信号ET_CLK脉冲的脉冲宽度,以延长电源供应单元300对输出端OUT进行充电的时间。也就是说,时钟产生单元302可根据不同运作状况,调整时钟信号ET_CLK上脉冲的脉冲宽度。
请参考图6,图6为图3所示电源供应模块30运作时相关信号的示意图。类似于图4,控制信号GAT在时间点T1~Tm指示驱动模块202调整驱动信号DG1~DGm。时钟产生单元302分别在时间点T1~Tm,在时钟信号ET_CLK上产生一脉冲,以使电源供应单元300在时间点T1~Tm对输出端OUT进行充电。不同于图4,在图6中时钟产生单元302在时间点T1~Tm中每一时间点产生连续两个脉冲,以增加电源供应单元300对输出端OUT进行充电的次数。换言之,时钟产生单元302可根据不同运作状况,调整每次事件发生时,在时钟信号ET_CLK上产生的脉冲数目。
需注意的是,时钟产生单元302也可改为根据控制信号SOU来产生时钟信号ET_CLK。在此状况下,当驱动模块202调整驱动信号DS1~DSn时,时钟产生单元302可在时钟信号ET_CLK产生脉冲,以使电源供应单元300在驱动模块202调整驱动信号DS1~DSn时对输出端OUT进行充电。在另一实施例中,时钟产生单元302同时根据控制信号GAT、SOU来产生时钟信号ET_CLK。
根据不同应用及设计理念,电源供应单元300可以各式各样的方式实现。请参考图7,图7为图3所示电源供应单元300一实现方式的示意图。在图7中,电源供应单元300是以电流泵(ChargePump)方式所实现,且包括电容C1、C2及开关S1~S8,其中开关S1~S8分别由控制信号P1、P2所控制。当电源供应单元300接收到时钟信号ET_CLK上的一脉冲时,控制信号P1会被切换以导通开关S1、S4、S6、S7,且控制信号P2会被切换以断开开关S2、S3、S5、S8。在此状况下,系统电源AVDD对电容C1进行充电,且电容C2放电至输出端OUT。接下来,当电源供应单元300接收到时钟信号ET_CLK上的下一脉冲时,控制信号P1会被切换以断开开关S1、S4、S6、S7,且控制信号P2会被切换以导通开关S2、S3、S5、S8。在此状况下,系统电源AVDD对电容C2进行充电,且电容C1放电至输出端OUT。
请参考图8,图8为本发明实施例中一电源供应模块80的示意图。电源供应模块80为图2所示电源供应模块206一实现方式的示意图。电源供应模块80包括一电源供应单元800、一时钟产生单元802以及一比较单元804。图8所示电源供应模块80类似于图3所示的电源供应模块30,因此功能相似的元件及信号沿用相同的符号。相较于图3所示的电源供应模块30,电源供应模块80新增比较单元804。比较单元804用来比较输出端OUT的输出电压VOUT与一阈值电压VTH,以产生一比较信号COM至时钟产生单元802来指示输出电压VOUT是否大于阈值电压VTH。当比较信号COM指示输出电压VOUT小于阈值电压VTH时,时钟产生单元802判断事件发生,并调整时钟信号ET_CLK以使电源供应单元800对输出端OUT进行充电。据此,电源供应模块80可提供充足的驱动能力来驱动驱动模块202。
请参考图9,图9为图8所示电源供应模块80运作时相关信号的示意图。在时间点T1,控制信号GAT指示驱动模块202将驱动信号DG1由低逻辑准位调整至高逻辑准位,导致输出电压VOUT由额定电压VGH开始下降。在时间点T2,输出电压VOUT下降至小于阈值电压VTH,时钟产生单元802在时钟信号ET_CLK上产生一脉冲,以使电源供应单元800对输出端OUT进行充电。相似地,控制信号GAT在时间点T3指示驱动模块202将驱动信号DG1由高逻辑准位调整至低逻辑准位,并将驱动信号DG2由低逻辑准位调整至高逻辑准位,导致输出电压VOUT开始下降。在时间点T4,输出电压VOUT下降至小于阈值电压VTH,时钟产生单元802会在时钟信号ET_CLK上产生一脉冲,以使电源供应单元800对输出端OUT进行充电。据此,电源供应模块80可提供充足的驱动能力给驱动模块202。
在上述实施例中,电源供应模块仅在判断事件发生时(如驱动模块202抽取大量电流时或输出电压VOUT小于阈值电压时),对输出端进行充电。在此状况下,电源供应模块不仅可提供充足的驱动能力来驱动驱动模块202,也可有效降低功率消耗。根据不同应用及设计理念,本领域技术人员应可实施合适的更动及修改。举例来说,若在一特定时间内时钟产生单元302都未判断事件发生(如特定时间内驱动模块202未调整驱动信号DG1~DGm且输出电压VOUT未小于阈值电压VTH)时,时钟产生单元302判断事件发生,并调整时钟信号ET_CLK以使电源供应单元300对输出端OUT进行充电。
此外,根据不同应用及设计理念,上述实施例的电源供应模块可改被设置在显示装置其余电路中。举例来说,图2所示的电源供应模块206可设置在驱动模块202中。在一实施例中,当以图3所示电源供应模块30来实现图2的电源供应模块206时,图2所示的驱动模块202便包括栅极驱动单元208、源极驱动单元210、电源供应单元300及时钟产生单元302。
请参考图10,图10为本发明实施例一电源供应模块1000的示意图。电源供应模块1000为图2所示电源供应模块206一实现方式的示意图。相似于图8所示的电源供应模块80,电源供应模块10000包括一电源供应单元1002、一时钟产生单元1004以及一比较单元1006。在此实施例中,时钟产生单元1004可在控制信号GAT指示驱动模块202调整驱动信号DG1~DGm中至少一者时,调整时钟信号ET_CLK,以使电源供应单元1002在驱动模块202调整驱动信号DG1~DGm中至少一者时对输出端OUT进行充电。此外,时钟产生单元1004也会在比较信号COM指示输出电压VOUT小于阈值电压VTH时,调整时钟信号ET_CLK以使电源供应单元1002对输出端OUT进行充电。换言之,在此实施例中的事件包括驱动模块202抽取大量电流及输出电压VOUT小于阈值电压VTH。
进一步地,电源供应模块1000新增一电源供应单元1008,用来根据一时钟信号CLK对输出端OUT进行充电。时钟信号CLK上具有周期性的脉冲,以控制电源供应单元1008周期性地对输出端OUT进行充电。在此状况下,电源供应模块1000可通过电源供应单元1008来补偿输出端OUT的输出电压VOUT因漏电流等非理想因素所造成的小压降。
请参考图11,图11为本发明实施例一电源供应模块1100的示意图。电源供应模块1100为图2所示电源供应模块206一实现方式的示意图。此外,电源供应模块1100相似于图10所示电源供应模块1000,因此功能类似的元件及信号沿用相同的符号。不同于电源供应模块1000,电源供应模块1100新增一回授控制单元1110。回授控制单元1110耦接于输出端OUT,用来根据输出电压VOUT与一参考电压VREF间的关系,调整电压源AVDD。通过新增回授控制单元1110,电压源AVDD可根据输出电压VOUT而被合适地调整。
综上所述,上述实施例中的电源供应模块可仅在判断事件发生时(如判断耦接于电源供应模块输出端的驱动模块抽取大量电流时或电源供应模块的输出电压小于阈值电压时),控制电源供应单元对输出端进行充电。据此,电源供应模块不仅可提供充足的驱动能力给驱动模块,还可以有效降低功率消耗。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种电源供应模块,用于一具有显示功能的电子装置,所述电子装置具有一驱动模块,所述电源供应模块包括:
一第一电源供应单元,用来根据一第一时钟信号,对一输出端进行充电,其中所述输出端耦接于所述驱动模块;以及
一时钟产生单元,用来在判断一事件发生时,调整所述第一时钟信号,以使所述第一电源供应单元在所述事件发生时对所述输出端进行充电。
2.如权利要求1所述的电源供应模块,其特征在于:所述事件为所述驱动模块抽取电流。
3.如权利要求1所述的电源供应模块,其特征在于:所述事件为所述输出端的输出电压小于一阈值电压。
4.如权利要求1所述的电源供应模块,其特征在于:所述事件为在一特定区间内所述第一电源供应单元未对所述输出端进行充电。
5.如权利要求1所述的电源供应模块,其特征在于:还包括:
一第二电源供应单元,用来根据一第二时钟信号,周期性地对所述输出端进行充电。
6.一种驱动模块,用于一具有一显示功能的电子装置,所述电子装置具有一显示模块,所述驱动模块包括:
一第一电源供应单元,用来根据一第一时钟信号,对一输出端进行充电,其中所述输出端耦接于所述驱动模块;
一时钟产生单元,用来在判断一事件发生时,调整所述第一时钟信号,以使所述第一电源供应单元在所述事件发生时对所述输出端进行充电;以及
一驱动单元,耦接于所述第一电源供应单元的所述输出端,用来驱动所述显示模块。
7.一种电子装置,包括:
一显示模块;
一电源供应模块,包括:
一第一电源供应单元,用来根据一第一时钟信号,对一输出端进行充电;
以及
一时钟产生单元,用来在一事件发生时,调整所述第一时钟信号,以使所述第一电源供应单元在所述事件发生时对所述输出端进行充电;
以及
一驱动模块,耦接于所述第一电源供应单元的所述输出端,用来驱动所述显示模块。
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