CN1071513C - 电源电路 - Google Patents

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Abstract

一种用于向液晶显示器提供电源的电源电路，其中在液晶显示器的公共端的驱动电压VH、VL和V1以高精度满足丨VH-V1丨＝丨V1-VL丨。电源电路包括产生第一极性输出电压的开关整流器、连接到开关整流器输出上以对输出电压分压的电阻元件以及包括误差放大器的从属恒压电源电路，它输入由电阻元件分压作为基准电压的电压，并产生其极性与第一极性相反的第二输出电压。

Description

电源电路
本发明涉及用于驱动液晶显示器的电源电路，具体讲，涉及用于在公共端提供电压的电源电路。
与本发明相关的现有技术文件包括美国专利US Patent No.4,626，766、US Patent No.5,412,308和CN1101150A。
在传统的用于驱动液晶显示器的电源电路中，已采用了其电路如图4所示的开关整流器。也就是说，用开关整流器和变压器在公共端上得到驱动电压的正和负电源。
在采用多线寻址(MLA)的驱动方法的液晶显示器中，在公共端上的驱动电压VH、VL和V1的电压关系如图3所示满足VH-V1=V1-VL的关系。当此等式不满足时，则在显示屏上会有残余图象，从而使显示质量变坏。但在传统的电源电路中，由于难于获得精确的变压器绕组比；就会产生难于满足上述质量要求的问题。
本发明的目的在于一种用于驱动液晶显示器的电源电路，其中可以高精度地实现公共端上的驱动电压的电压关系，即满足上述的VH-V1=V1-VL的关系，从而保证显示图象的质量良好。
根据本发明，为了解决上述问题，提供了一个电源电路，它采用了两个产生极性彼此不同的输出电压的恒压电源电路，恒压电源电路的输出电压Va被电阻分压，且如此分压后的电压Vb或通过对分压后的电压Vb缓存而得的电压被设定为产生输出电压Vc的其它恒压电源的基准电压，从而实现一个电源电路，它将以高精度满足Va-Vb=Vb-Vc的关系。
根据本发明的电源电路可由产生第一极性输出电压的恒压电源电路，连接到恒压电源电路的输出上以将输出电压分压的电阻元件，以及从属恒压电源的电路构成，该从属恒压电源电路包括一个误差放大器，它输入作为基准电压的由电阻元件分压的电压，并产生其极性与第一极性相反的第二输出电压。在此结构中，从属恒压电源电路可由开关整流器构成。
另外，本发明的电源电路可由产生第一极性的输出电压的恒压电源电路、连接到恒压电源电路的输出端以对输出电压分压的电阻元件、以及从属恒压电源电路构成，从属恒压电源电路输入作为其电源电压的由电阻元件分压的电压并产生其极性与第一极性相反的第二输出电压，它是一种电荷泵型的开关整流器。
在上述结构的电源电路中，产生第一极性输出电压的恒压电源电路可由开关整流器构成。
图1为方框图，示出根据本发明第一实施例的电源电路；
图2为方框图，示出根据本发明第二实施例的电源电路；
图3为示意图，示出液晶显示器的公共端的驱动电压；以及
图4为方框图，示出传统的电源电路。
本发明由两个开关整流器构成，其中一个开关整流器的输出电压被电阻分压，分压后的电压或对分压电压缓存而得的电压被设定为其它开关整流器的基准电压。
图1示出本发明的第一实施例的电源电路图。升压型(step-up)开关整流器101和反相型开关整流器102分别产生如图3所示的电压VH、V1和VL。升压型开关整流器101由电感103、二极管104、场效应晶体管105、误差放大器106、控制电路107，基准电压和反馈电阻109、110构成。该电路就是已知的升压斩波型开关整流器。另外，反相型开关整流器102由场效应晶体管111、二极管112、电感113、误差放大器114、控制电路115和反馈电阻116、117构成。这个电路就是已知的反相斩波型开关整流器。另外，电压VH被分压电阻118和119分压，而图3所示的电压V1是从其连接点上产生的。电压V1经缓冲电路120输入到误差放大器114的正端。
下面描述其工作。由升压型开关整流器101产生的电压VH根据参考电压108的电压值Vref、反馈电阻109的电阻值R1、和反馈电阻110的电阻值R2由方程(1)表达如下：
VH=Vref·(R1+R2)/R2                               …(1)
另外，电压V1根据分压电阻的阻值R5和分压电阻119的电阻R6由方程(2)表示：
  V1=VH·R6/(R5+R6)                                …(2)
由于电压V1的阻抗被缓冲器120转换而来的，并且相同的电压V1输入到误差放大器114的正端，而由反相型开关整流器102产生的电压VL由方程(3)表示，因为反馈电阻116的一端接电压VH。
  VL=-(VH-V1)·R4/R3+V1                            …(3)
此处，R3为反馈电阻116的阻值、R4为反馈电阻117的阻值，而当R3=R4时，电压VL=-VH+2V1。也就是说VH-V1=V1-VL。另外，在升压型开关整流器101和反相型开关整流器102中，如果R3和R4为整数，则可以高精度地满足R3=R4。因此，可以以约为0.1％的误差来满足VH-V1=V1-VL的关系。这个值是不能通过使用图4所示的变压器的电源电路来获得的。
另外，还有一种情况，即使得VH的电压值设为可变的，以调节液晶显示器的对比度。在此情况下，在图1所示的电路中，此目标是通过改变R1和R2的阻值来达到的。在此情况下，电压VL必须也相应地改变。图1的电路结构由于电压VL是从电压VH中产生的，因此可以实现此种改变。另外，虽然图1中用了缓冲电路120，如果分压器118和119的阻值低于误差放大器114的输入阻抗，则缓冲电路120可以省略。再者，虽然电压V1是由图1的分压电阻从电压VH中产生的，甚至当不限于此结构电压V1由另一电源提供时，可以高精度满足VH-V1=V1-VL，这是本发明的目的之一。
图1的电路设置成由升压型开关整流器101产生电压VH，而由反相型开关整流器102产生电压VL。反过来说，为了达到本发明的目的，电路也可以设成由反相型开关整流器102产生电压VL而由升压型开关整流器产生电压VH。在此情况下，参考电压108被加到反相型开关整流器102的误差放大器114上，而由另一电源之类的电源提供的电压V1被用作升压型开关整流器101的参考电压。
在本发明中，由于用作升压或反相电压的装置并非必须。甚至在二者由电荷泵型开关整流器构成时仍可获同样效果。
图2为根据本发明第二实施例的电源电路图。图3所示的电压VH、V1和VL分别由升压开关整流器101和电荷泵型开关整流器121构成。升压型整流器101由电感103、二极管104、场效应管105、误差放大器106、控制电路107、参考电压108和反馈电阻109、110。电荷泵型开关整流器121是由振荡器电路122、反相器123、124、125，场效应管126、127以及电容128、129构成。另外，电压VH被分压电阻118和119分压，且图3所示电压V1是在其连接点处产生的。电压V1经缓冲电路120用作电荷泵型开关整流器的输入电源电压，并且还用作反相器125的电源电压。其它反相器的电源电压是由VH和VL提供的。
下面将描述其操作。升压型开关整流器101产生的电压VH是根据参考电压108的电压值Vref、反馈电阻109的阻值R1和反馈电阻110的阻值R2由方程(4)确定的。
  VH=Vref·(R1+R2)/R2                                …(4)
电压V1是根据分压电阻118的阻值R5和分压电阻119的阻值R6由方程(5)确定的。
  V1=VH·R6/(R5+R6)                                  …(5)
电压V1的阻抗是由缓冲器120转换而来的，该电压V1还用作电荷泵型开关整流器的输入电源电压。振荡电路122输出方波，这样，幅度为VH和VL的方波输出到反相器123的输出上。如果反相器123的输出端输出电压VL，则反相器124的输出则变为VH，以使场效应管126导通。根据这一情况，电压V1对电容128的一端充电。同时，反相器125的输出端输出电压VH，结果，电压VH-V1被充到电容128上。此时，场效应管127截止。接着，当反相器123的输出端输出电压VH时，反相器124的输出变为VL，从而使场效应管(FET)126截止。而FET127则导通。结果，电容128上的电荷则转移到电容129上。此时，由于反相器125的原因使电容128的正端电压变为V1，则电荷泵型开关整流器121产生的电压VL由方程(6)表示如下：
  VL=-(VH-V1)+V1                                     …(6)
换言之，电压VL为电压差(VH-V1)与参考电压V1的靠近程度。因此可以有VH-V1=V1-VL。在此实施例中，为了产生电压VL，电压VL为电荷泵型开关整流器在负端上导通的电压，这样就可以约0.5％的精度来获得VH-V1=V1-VL。这个值是不能用采用了图4所示的变压器的电源电路来获得的。
虽然图1中用了缓冲电路120，如果分压电阻118和119的阻值低于误差放大器114的输入阻抗，则缓冲电路120就可以省略掉。当电荷泵型开关整流器121不能启动时，由于在开始启动时不产生电压VL，在缓冲电路120的输出与电压VL端130之间以其负极130接有一个二极管，以此来启动电荷泵型开关整流器121。本实施例是以其电路结构如标号121所示的电荷泵型开关整流器来描述的。但电路的结构并不局限于此。虽然电压V1是由图2的分压器从电压VH中产生的，甚至当从另一电源提供电压V1时，仍可以高精度来实现VH-V1=V1-VL的关系，而它正是本发明的目的之一。
图2的电路设计成由升压型开关整流器101产生电压VH，由电荷泵型开关整流器121产生电压VL。本发明的目的是通过由第一实施例中所描述的反相型开关整流器102产生电压VL而由电荷泵型开关整流器产生电压VH而将正端的电压升高为负端的两倍大而实现的。此时，从另一电源等所加的电压V1可被用作电荷泵型开关整流器的输入电源电压。
另外，在本发明中，由于用作升压或反相电压的装置并非必须，甚至当反相型开关整流器和升压型开关整流器都是由电荷泵型开关整流器制成时都可获得同样的效果。
如上所描述的，根据本发明，可以用两个恒压电源电路实现电源电路，它产生彼此极性不同的电压，恒压电流电路的输出电压Va被电阻分压，而分压后的电压Vb或从对分压后的电压Vb缓存而产生的电压成为产生输出电压Vc的其它恒定电源电路的基准电压。因此，优点在于可以兼价地实现电源电路，它可以高精度满足Va-Vb=Vb-Vc的关系。

Claims (6)

1．一种电源电路，包括：
一个恒压电源电路，用于产生一个具有一个第一极性的第一输出电压；
一个电阻，它连接至所述恒压电源电路的一个输出端，用于对所述第一输出电压进行分压并且产生一个分压的输出电压；和
一个从属恒压电源电路，它包括一个电荷泵型开关整流器，用于接收所述分压的输出电压作为一个电源电压并且产生与所述第一极性相反的一个第二输出电压。
2．如权利要求1所述的电源电路，其特征在于，由所述恒压电源电路输出的所述第一输出电压Va、所述分压的输出电压Vb和由所述从属恒压电源输出的第二输出电压Vc的关系基本满足Va-Vb=Vb-Vc的关系。
3．如权利要求1所述的电源电路，其特征在于，来自电源的施加给所述电荷泵型开关整流器的电源电压也作为电源电压施加给所述恒压电源电路。
4．如权利要求1所述的电源电路，其特征在于，所述恒压电源电路是一个升压型开关整流器，并且所述电荷泵型开关整流器是一个反相型开关整流器。
5．如权利要求1所述的电源电路，其特征在于，它还包括一个电阻分压器电路，用于对所述恒压电源电路的输出电压进行分压并产生一个分压的输出电压；并且，其中所述分压的输出电压施加给所述电荷泵型开关整流器。
6．如权利要求5所述的电源电路，其特征在于，由所述恒压电源电路输出的所述第一输出电压Va、所述分压的输出电压Vb和由所述电荷泵型开关整流器输出的第二输出电压Vc的关系基本满足Va-Vb=Vb-Vc的关系。
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