CN108122530A - 电源芯片及其pwm、pfm的调用方法及显示屏 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种电源芯片，包括：基板，设置在所述基板的调制控制器，调制控制器设有脉宽调制和脉冲频率调制；设置在所述基板的感测模块，感测模块用于监测所述电源芯片的输出功率，当输出功率大于功率阈值，则调用所述脉宽调制；否则，则调用所述脉冲频率调制。输出功率的大小一般与负载的功率大小呈线性关系。这样，不需经过复杂的运算，使得选择脉宽调制和脉冲频率调制时，省事省力。本申请还公开一种电源芯片的PWM、PFM的调用方法及显示屏。

Description

电源芯片及其PWM、PFM的调用方法及显示屏

技术领域

本申请涉及芯片技术领域，尤其涉及一种电源芯片，还涉及一种电源芯片的PWM、PFM的调用方法及显示屏。

背景技术

随着科技的不断发展，显示屏的种类也越来越多，例如出现液晶显示屏、OLED(有机发光二极管)显示屏等。不同显示屏的发光原理可能会有所不同，以OLED为例，其通过电源芯片(Power IC)为OLED提供电能来使得OLED发光，从而使得显示屏发光。

电源芯片输出功率的方式有两种，分别是脉宽调制(Pulse Width Modulation，以下简称PWM)和脉冲频率调制(Pulse Frequency Modulation，以下简称PFM)。一般PWM通过调节脉冲宽度控制输出，其静态电流高，在低负载下工作效率低。PFW通过脉冲的有无控制输出，其静态电流小，且响应速度快，在低负载情况下效率高。因此，通常在电源芯片中均设置PWM和PFM两种方式。

目前，通常采用监测驱动芯片(Driver IC)的输出数据的大小来判断是调用PWM，还是调用PFM。但是，通过监测输出数据时，需要对输出数据进行一系列的复杂运算后，才能确定是调用PWM，还是调用PFM。因此，通过监测驱动芯片的输出数据的大小来选择PWM和PFM时，费事费力。

发明内容

本申请实施例提供一种电源芯片，用于解决现有技术中，通过监测驱动芯片的输出数据的大小来选择PWM和PFM时，费事费力的问题。

本申请实施例还提供一种电源芯片的PWM、PFM的调用方法及显示屏，用于解决现有技术中，通过监测驱动芯片的输出数据的大小来选择PWM和PFM时，费事费力的问题。

本申请实施例采用下述技术方案：

本申请电源芯片，包括：基板，设置在所述基板的调制控制器，所述调制控制器设有脉宽调制和脉冲频率调制；设置在所述基板的感测模块，所述感测模块用于监测所述电源芯片的输出功率，当输出功率大于功率阈值，则调用所述脉宽调制；否则，则调用所述脉冲频率调制。

可选的，所述感测模块包括用于监测所述电源芯片的升压电路模块的输出功率和/或升降压电路模块的输出功率的感测单元。

可选的，所述感测单元包括用于监测所述升压电路模块的输出电流和/或升降压电路模块的输出电流的电流感测单元，其中，若监测的输出电流超过电流阈值，则判定所述电源芯片的输出功率大于功率阈值。

可选的，连接所述电流感测单元和升压电路模块的导线设置在所述升压电路模块的输出端；

连接所述电流感测单元和升降压电路模块的导线设置在所述升降压电路模块的输出端。

可选的，所述感测单元包括用于监测所述升压电路模块的电感和/或升降压电路模块的电感的电感感测单元，其中，若监测的电感超过电感阈值，则判定所述电源芯片的输出功率大于功率阈值。

可选的，连接所述电感感测单元和升压电路模块的导线设置在与所述电源芯片的升压斩波开关连接的导线上；

连接所述电感感测单元和升降压电路模块的导线设置在与所述电源芯片的升降压展波开关连接的导线上。

本申请的显示屏，包括上述中任一项所述的电源芯片。

本申请的电源芯片的脉宽调制和脉冲频率调制的调用方法，包括：

监测所述电源芯片的输出功率是否大于功率阈值；

若是，则调用所述脉宽调制，否则，则调用所述脉冲频率调制。

可选的，监测所述电源芯片的输出功率是否大于功率阈值，包括：

监测所述电源芯片的升压电路模块的输出电流是否大于电流阈值，和/或所述升降压电路模块的输出电流是否大于电流阈值；

若监测的输出电流大于电流阈值，则判定所述电源芯片的输出功率大于功率阈值。

可选的，监测所述电源芯片的输出功率是否大于功率阈值，包括：

监测所述电源芯片的升压电路模块的电感是否大于电感阈值，和/或所述升降压电路模块的电感是否大于电感阈值；

若监测的电感超过电感阈值，则判定所述电源芯片的输出功率大于功率阈值。

本申请实施例采用的上述至少一个技术方案能够达到以下有益效果：

本申请实施例采用的方案中，通过感测模块监测电源芯片的输出功率，确定是调用脉宽调制，还是调用脉冲频率调制。负载的功率较大时，则电源芯片的输出功率也较大；负载的功率较小时，则电源芯片的输出功率也较小。因此，可以根据使用需求，设定输出功率的阈值。当输出功率大于功率阈值，则调用脉宽调制，否则，则调用脉冲频率调制。而且输出功率的大小一般与负载的功率大小呈线性关系。这样，不需经过复杂的运算，使得选择脉宽调制和脉冲频率调制时，省事省力。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1为本申请实施例提供的显示屏的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的电源芯片的第一种结构示意图；

图3为本申请实施例提供的电源芯片的第二种结构示意图；

图4为本申请实施例提供的电感的波形示意图。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请具体实施例及相应的附图对本申请技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

该电源芯片可以用于显示屏，也可以应用于其它的设备。以下以应用于显示屏的电源芯片为例，详细介绍本申请的电源芯片。

通常，如图1所示，负载1(显示屏的有机发光二极管(OLED))点亮需外供3个电压，系统平台2提供给显示屏的驱动芯片3(Driver IC)的VCI电压(使用V₁表示)和VDDIO电压(使用V₂表示)，系统平台2提供给电源芯片4(Power IC)的Vin电压(使用V₃表示)。

负载1的功耗W计算公式如下：

W＝V₁*I₁+V₂*I₂+V₃*I₃ ①

其中，I₁、I₂、I₃代表对应于VCI电压、VDDIO电压、Vin电压的电流。

Vin是电源芯片4的输入电压值，则电源芯片4的效率η为：

η＝W_out/W_in

＝(V_ELVDD-V_ELVSS)*I_ELVSS/(V₃*I₃) ②

其中，W_out是电源芯片4的输出功率，

W_in是电源芯片4的输入功率，

V_ELVDD是显示屏的OLED点亮的正电压，

V_ELVSS是显示屏的OLED点亮的负电压，

I_ELVSS是通过(点亮)OLED的电流。

由②式得

I₃＝(V_ELVDD-V_ELVSS)*I_ELVSS/(V₃*η) ③

将③带入①得负载1的功耗为：

W＝V₁*I₁+V₂*I₂+(V_ELVDD-V_ELVSS)*I_ELVSS/η ④

由④式可得，如果电源芯片4的效率η的值变大，则负载1的功耗减小。因此，可以在负载1的功率较大时选择脉宽调制(PWM)，在负载1的功率较小时选择脉冲频率调制(PFM)，提高了电源芯片在负载1功率较小的条件下的工作效率，减小了负载1在功率较小的条件下的功耗，从而达到省电目的。

如图2所示，本申请的电源芯片4包括基板41，以及分别设置在基板41上的调制控制器42和感测模块43。其中，设置调制控制器42的基板和设置感测模块43的基板可以为一体结构，也可以为分体结构。当设置调制控制器42的基板和设置感测模块43的基板为分体结构时，则可以将两者一起封装，从而构成电源芯片4。

调制控制器42设有脉宽调制和脉冲频率调制。在负载1(OLED)的功率较大时选择脉宽调制(PWM)，在负载1的功率较小时选择脉冲频率调制(PFM)。

感测模块43用于监测电源芯片4的输出功率，当输出功率大于功率阈值，则调用脉宽调制，当输出功率小于功率阈值，则调用脉冲频率调制。当负载1的功率较小时，所需的电源芯片4的输出功率也会较小；当负载1的功率较大时，所需的电源芯片4的输出功率也会较大。因此，通过监测电源芯片4的输出功率大小可以有效地判断负载1的功率情况，从而调用相应的调制方式。

监测电源芯片4的输出功率时，可以监测例如升压电路模块44的输出功率，和/或者升降压电路模块45的输出功率等，以能够准确地测量。换句话说，感测模块43可以包括用于监测电源芯片4的升压电路模块44的输出功率和/或升降压电路模块45的输出功率的感测单元。

升压电路模块44和升降压电路模块45可以与通常的升压电路模块44和升降压电路模块45相同。例如，升压电路模块44可以包括软启动生成单元、门驱动单元、电容、三极管等部件。升降压电路模块45可以包括门驱动单元、电容、三极管等部件。

另外，由于电源芯片4的输出功率不容易直接测量，因此可以直接测量与电源芯片4的输出功率成正比或反比的参数，例如电源芯片4的电流或电压等。而由于电源芯片4的内部电压不容易测量，因此可以直接测量与电压成正比的电感。

以下分别以监测电源芯片4的电流和电感为例，详细介绍本申请的实施方式。

在第一个实施例中，该电源芯片可以应用于OLED显示屏，如图2所示，感测单元用于监测电源芯片4的电流，此时感测单元包括用于监测升压电路模块44的输出电流的电流感测单元431和/或升降压电路模块45的输出电流的电流感测单元432。若感测单元包括用于监测升压电路模块44的输出电流的电流感测单元431，则在该电流感测单元431监测到升压电路模块44的输出电流大于电流阈值时，则判定电源芯片4的输出功率大于功率阈值。此时，电源芯片4调用脉宽调制，反之，则电源芯片4调用脉冲频率调制。

若感测单元包括用于监测升降压电路模块45的输出电流的电流感测单元432，则在该电路感测单元43监测到升降压电路模块45的输出电流大于电流阈值时，则判定电源芯片4的输出功率大于功率阈值。此时，电源芯片4调用脉宽调制，反之，则电源芯片4调用脉冲频率调制。

若感测单元包括用于监测升压电路模块44的输出电流的电流感测单元431和用于监测升降压电路模块45的输出电流的电流感测单元432，则在该电流感测单元431监测到升压电路模块44的输出电流大于电流阈值，并在电流感测单元432监测到升降压电路模块45的输出电流大于电流阈值时，则判定电源芯片4的输出功率大于功率阈值。此时，电源芯片4调用脉宽调制，反之，则电源芯片4调用脉冲频率调制。

需要说明的是，升压电路模块44的电流阈值和升降压电路模块45的电流阈值不同，需要根据具体的情况具体设定。在不同的设备中，升压电路模块44的电流阈值不同，升降压电路模块45的电流阈值也不同，需要根据具体的情况具体设定。

此处优先选用，感测单元包括用于监测升压电路模块44的电流感测单元431和升降压电路模块45的输出电流的电流感测单元432，以减少误判断的可能性，提高监测准确性。在具体使用过程中，用于监测升压电路模块44的电流感测单元431和用于监测升降压电路模块45的电流感测单元432分开设置。

当分开设有两个电流感测单元431、432时，则设有两个调制控制器421、422，调制控制器421与电流感测单元431和升压电路模块44连接，调制控制器422与电流感测单元432和升降压电路模块45连接。

此外，与电流感测单元431和升压电路模块44连接的导线设置在升压电路模块44的输出端，例如可以设置在与升压电路模块44的输出引脚连接的导线441上，以能够较为准确地监测电源芯片4的输出功率。与电流感测单元432和升降压电路模块45连接的导线设置在升降压电路模块45的输出端，例如可以设置在与升降压电路模块45的输出引脚连接的导线451上，以能够有效地监测电源芯片4的输出功率。

在第二个实施例中，该电源芯片可以应用于液晶显示屏，如图3所示，感测单元用于监测电源芯片4的电感，此时感测单元包括用于监测升压电路模块44的电感的电感感测单元431’和/或用于监测升降压电路模块45的电感的电感感测单元432’。若感测单元包括用于监测升压电路模块44的电感的电感感测单元431’，则在该电感感测单元431’监测到升压电路模块44的电感超过电感阈值(如图4所示)时，则判定电源芯片4的输出功率大于功率阈值。此时，电源芯片4调用脉宽调制。

若感测单元包括用于监测升降压电路模块45的电感的电感感测单元432’，则在该电感感测单元432’监测到升降压电路模块45的电感超过电感阈值时，则判定电源芯片4的输出功率大于功率阈值。此时，电源芯片4调用脉宽调制。

若感测单元包括用于监测升压电路模块44的电感和用于监测升降压电路模块45的电感的电感感测单元431’、432’，则在该电感感测单元431’监测到升压电路模块44的电感超过电感阈值，并在电感感测单元432’监测到升降压电路模块45的电感超过电感阈值时，则判定电源芯片4的输出功率大于功率阈值。此时，电源芯片4调用脉宽调制。

其中，电感超过电感阈值，可以为电感大于电感阈值，也可以为电感小于电感阈值，可以根据具体的使用场景具体设定。当电感大于电感阈值时，电源芯片4调用脉宽调制；当电感小于电感阈值时，电源芯片4调用脉冲频率调制。

需要说明的是，升压电路模块44的电感阈值和升降压电路模块45的电感阈值不同，需要根据具体的情况具体设定。在不同的设备中，升压电路模块44的电感阈值不同，升降压电路模块45的电感阈值也不同，需要根据具体的情况具体设定。

此处优先选用，感测单元包括用于监测升压电路模块44的电感和升降压电路模块45的电感的电感感测单元431’、432’，以减少误判断的可能性，提高监测准确性。在具体使用过程中，用于监测升压电路模块44的电感的电感感测单元431’和用于监测升降压电路模块45的电感的电感感测单元432’分开设置。

当设有电感感测单元431’和电感感测单元432’分开设置时，则设有两个调制控制器421、422，调制控制器421与电感感测单元431’连接，调制控制器422与电感感测单元432’连接。

此外，与电感感测单元431’和升压电路模块44连接的导线可以设置在与升压斩波开关441’连接的导线442’上，以能够有效地监测电源芯片4的输出功率。与电感感测单元432’和升降压电路模块45连接的导线设置在与升降压展波开关451’连接的导线452’上，以能够有效地监测电源芯片4的输出功率。

当然，上述只是示例性说明，电源芯片中还可以同时设有电感感测单元和电流感测单元等。

本申请的显示屏包括上述的电源芯片。该显示屏中，通过感测模块监测电源芯片的输出功率，确定是调用脉宽调制，还是调用脉冲频率调制。负载的功率较大时，则电源芯片的输出功率也较大；负载的功率较小时，则电源芯片的输出功率也较小。因此，可以根据使用需求，设定输出功率的阈值。当输出功率大于功率阈值，则调用脉宽调制，否则，则调用脉冲频率调制。而且输出功率的大小一般与负载的功率大小呈线性关系。这样，不需经过复杂的运算，使得选择脉宽调制和脉冲频率调制时，省事省力。

本申请的电源芯片的脉宽调制和脉冲频率调制的调用方法中，监测电源芯片的输出功率是否大于功率阈值；若是，则调用脉宽调制，否则，则调用脉冲频率调制。通过感测模块监测电源芯片的输出功率，确定是调用脉宽调制，还是调用脉冲频率调制。负载的功率较大时，则电源芯片的输出功率也较大；负载的功率较小时，则电源芯片的输出功率也较小。因此，可以根据使用需求，设定输出功率的阈值。当输出功率大于功率阈值，则调用脉宽调制，否则，则调用脉冲频率调制。而且输出功率的大小一般与负载的功率大小呈线性关系。这样，不需经过复杂的运算，使得选择脉宽调制和脉冲频率调制时，省事省力。

在一个例子中，监测电源芯片的输出功率是否大于功率阈值，包括：监测电源芯片的升压电路模块的输出电流是否大于电流阈值，和/或升降压电路模块的输出电流是否大于电流阈值；若监测的输出电流大于电流阈值，则判定电源芯片的输出功率大于功率阈值。

其中，若监测电源芯片的升压电路模块的输出电流是否大于电流阈值，则监测到升压电路模块的输出电流大于电流阈值，则判定电源芯片的输出功率大于功率阈值。若监测电源芯片的升降压电路模块的输出电流是否大于电流阈值，则监测到升降压电路模块的输出电流大于电流阈值，则判定电源芯片的输出功率大于功率阈值。若监测电源芯片的升压电路模块的输出电流和升降压电路模块的输出电流是否大于电流阈值，则监测到升压电路模块的输出电流大于电流阈值，并且监测到升降压电路模块的输出电流大于电流阈值，则判定电源芯片的输出功率大于功率阈值。

在另一个例子中，监测电源芯片的输出功率是否大于功率阈值，包括监测电源芯片的升压电路模块的电感是否大于电感阈值，和/或升降压电路模块的电感是否大于电感阈值；若监测的电感超过电感阈值，则判定电源芯片的输出功率大于功率阈值。

其中，若监测电源芯片的升压电路模块的电感是否大于电感阈值，则监测到升压电路模块的电感超过电感阈值，则判定电源芯片的输出功率大于功率阈值。若监测电源芯片的升降压电路模块的电感是否大于电感阈值，则监测到升降压电路模块的电感超过电感阈值，则判定电源芯片的输出功率大于功率阈值。若监测电源芯片的升压电路模块的电感和升降压电路模块的电感是否大于电感阈值，则监测到升压电路模块的电感超过电感阈值，并且监测到升降压电路模块的电感超过电感阈值，则判定电源芯片的输出功率大于功率阈值。

以上仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。

Claims (10)

1.一种电源芯片，其特征在于，包括：

基板，

设置在所述基板的调制控制器，所述调制控制器设有脉宽调制和脉冲频率调制；

设置在所述基板的感测模块，所述感测模块用于监测所述电源芯片的输出功率，当输出功率大于功率阈值，则调用所述脉宽调制；否则，则调用所述脉冲频率调制。

2.根据权利要求1所述的电源芯片，其特征在于，所述感测模块包括用于监测所述电源芯片的升压电路模块的输出功率和/或升降压电路模块的输出功率的感测单元。

3.根据权利要求2所述的电源芯片，其特征在于，所述感测单元包括用于监测所述升压电路模块的输出电流和/或升降压电路模块的输出电流的电流感测单元，其中，若监测的输出电流超过电流阈值，则判定所述电源芯片的输出功率大于功率阈值。

4.根据权利要求3所述的电源芯片，其特征在于，连接所述电流感测单元和升压电路模块的导线设置在所述升压电路模块的输出端；

连接所述电流感测单元和升降压电路模块的导线设置在所述升降压电路模块的输出端。

5.根据权利要求2所述的电源芯片，其特征在于，所述感测单元包括用于监测所述升压电路模块的电感和/或升降压电路模块的电感的电感感测单元，其中，若监测的电感超过电感阈值，则判定所述电源芯片的输出功率大于功率阈值。

6.根据权利要求5所述的电源芯片，其特征在于，连接所述电感感测单元和升压电路模块的导线设置在与所述电源芯片的升压斩波开关连接的导线上；

连接所述电感感测单元和升降压电路模块的导线设置在与所述电源芯片的升降压展波开关连接的导线上。

7.一种显示屏，其特征在于，包括权利要求1-6中任一项所述的电源芯片。

8.一种电源芯片的脉宽调制和脉冲频率调制的调用方法，其特征在于，包括：

监测所述电源芯片的输出功率是否大于功率阈值；

若是，则调用所述脉宽调制，否则，则调用所述脉冲频率调制。

9.根据权利要求8所述的调用方法，其特征在于，监测所述电源芯片的输出功率是否大于功率阈值，包括：

监测所述电源芯片的升压电路模块的输出电流是否大于电流阈值，和/或所述升降压电路模块的输出电流是否大于电流阈值；

若监测的输出电流大于电流阈值，则判定所述电源芯片的输出功率大于功率阈值。

10.根据权利要求8所述的调用方法，其特征在于，监测所述电源芯片的输出功率是否大于功率阈值，包括：

监测所述电源芯片的升压电路模块的电感是否大于电感阈值，和/或所述升降压电路模块的电感是否大于电感阈值；

若监测的电感超过电感阈值，则判定所述电源芯片的输出功率大于功率阈值。