CN108198531B - 公共电压生成电路及生成方法、显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种公共电压生成电路及生成方法、显示装置，属于显示技术领域，其可解决现有的公共电压生成电路在电源上电后，所生成的公共电压存在尖峰跳动的问题。本发明的公共电压生成电路，包括：初始公共电压生成模块，用于根据所接收的外部脉冲调制信号，生成以接地电源电压和正向电源电压为基准的初始公共电压；公共电压调节模块，用于根据所述初始公共电压，生成以接地电源电压和负向电源电压为基准的公共电压。

Description

公共电压生成电路及生成方法、显示装置
技术领域
本发明属于显示技术领域，具体涉及一种公共电压生成电路及生成方法、显示装置。
背景技术
目前显示屏的公共电压(VCOM)通常通过电源管理芯片(PMIC)产生，上电后PMIC首先产生正压电源VSP和负压电源VSN，之后，运算放大器在正压电源VSP和负压电源VSN稳定后产生稳定VCOM，并进行输出。在VCOM输出之后，通过I2C对VCOM进行幅值调节，该种调节方式简单，其调节精度为0.01V。
但是，由于运算放大器本身特性，在正压电源VSP和负压电源VSN未完全稳定时，其输出会跟随先达到稳定状态的电源，这就导致了在开机阶段VCOM会产生跟随VSP或跟随VSN的尖峰跳动pulse，而让VSP和VSN完全一致到达，以消除尖峰跳动影响，实际很难做到。这样以来，现有的电源管理芯片所产生公共电压将会对显示屏的显示造成显示不良。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种消除公共电压尖峰跳动的公共电压生成电路及生成方法、显示装置。
解决本发明技术问题所采用的技术方案是一种公共电压生成电路，包括：
初始公共电压生成模块，用于根据所接收的外部脉冲调制信号，生成以接地电源电压和正向电源电压为基准的初始公共电压；
公共电压调节模块，用于根据所述初始公共电压，生成以接地电源电压和负向电源电压为基准的公共电压。
优选的是，所述公共电压调节模块包括：第二运算放大器；其中，
所述第二运算放大器的正相输入端连接地电源电压，反相输入端连接所述初始公共电压生成模块，用于根据初始公共电压，生成接以接地电源电压和负向电源电压为基准的公共电压，并通过所述第二运算放大器的输出端输出。
进一步优选的是，所述公共电压调节模块包括还包括：第一电阻、第二电阻；其中，
所述第一电阻连接在所述初始公共电压生成模块和所述第二运算放大器的正相输入端之间；所述第二电阻连接在所述第二运算放大器的正相输入端和输出端之间。
进一步优选的是，所述第二电阻的阻值大于所述第一电阻的阻值。
优选的是，所述初始公共电压生成模块，包括：主处理器、数模转换器、第一运算放大器；其中，
所述主处理器用于接收外部的脉冲宽度调制信号，并控制所述数模转换器根据所述脉冲宽度调制信号，输出第一公共电压给所述第一运算放大器的正相输入端；所述第一运算放大器的反相输入端和输出端连接，并以接地电源电压和正向电源电压为基准对所述第一公共电压进行放大，生成所述初始公共电压。
进一步优选的是，所述主处理器和所述数模转换器通过I2C总线连接。
解决本发明技术问题所采用的技术方案是一种公共电压生成电路，包括：初始公共电压生成模块和公共电压调节模块；其中，所述初始公共电压生成模块，包括：主处理器、数模转换器、第一运算放大器；所述公共电压调节模块包括：第二运算放大器、第一电阻、第二电阻；
所述主处理器用于接收外部的脉冲宽度调制信号，并控制所述数模转换器根据所述脉冲宽度调制信号，输出第一公共电压给所述第一运算放大器的正相输入端；所述第一运算放大器的反相输入端和输出端连接，并以接地电源电压和正向电源电压为基准对所述第一公共电压进行放大，生成初始公共电压；
所述第二运算放大器的正相输入端连接地电源电压，反相输入端连接所述第一运算放大器的输出端，用于根据初始公共电压，生成接以接地电源电压和负向电源电压为基准的公共电压，并通过所述第二运算放大器的输出端输出；
所述第一电阻连接在所述第一运算放大器的输出端和所述第二运算放大器的正相输入端之间；所述第二电阻连接在所述第二运算放大器的正相输入端和输出端之间。
解决本发明技术问题所采用的技术方案是一种公共电压的生成方法，包括：
根据所接收的外部脉冲调制信号，生成接以接地电源电压和正向电源电压为基准的初始公共电压；
根据初始公共电压，生成接以接地电源电压和负向电源电压为基准的公共电压。
优选的是，所述根据初始公共电压，生成接以接地电源电压和负向电源电压为基准的公共电压，具体包括：
通过第二运算放大器根据初始公共电压，生成接以接地电源电压和负向电源电压为基准的公共电压，并通过所述第二运算放大器的输出端输出。
进一步优选的是，所述根据所接收的外部脉冲调制信号，生成接以接地电源电压和正向电源电压为基准的初始公共电压的步骤，具体包括：
通过主处理器接收外部的脉冲宽度调制信号，并控制数模转换器根据所述脉冲宽度调制信号，输出第一公共电压；
通过第一运算放大器以接地电源电压和正向电源电压为基准对所述第一公共电压进行放大，生成所述初始公共电压。
进一步优选的是，所述方法还包括：
通过调整连接在所述第一运算放大器和所述第二运算放大器的正相输入端之间的第一电阻的阻值，以及连接在所述第二运算放大器的正相输入端和输出端之间的第二电阻的阻值，调整所述公共电压的输出精度。
解决本发明技术问题所采用的技术方案是一种显示装置，其包括上述的公共电压生成电路。
本发明具有如下有益效果：
由于本发明的公共电压生成电路中的初始公共电压生成模块所生成的初始公共电压是以接地电源电压和正向电源电压为基准的，而接地电源电压一定是先于正向电源电压到达初始公共电压生成模块的，因此，所生成的初始公共电压也就会跟随接地电源电压的到来达到稳定状态，且由于接地电源电压是稳定的0V电压，此时，所生成的初始公共电压不会发生尖峰跳动。同理，公共电压调节模块根据所述初始公共电压，生成以接地电源电压和负向电源电压为基准的公共电压，该公共电压是以接地电源电压和负向电源电压为基准的，而接地电源电压一定是先于负向电源电压到达公共电压调节模块，因此，所生成的公共电压也就会跟随接地电源电压的到来达到稳定状态，且由于接地电源电压是稳定的0V电压，此时所生成的公共电压不会发生尖峰跳动。
附图说明
图1为本发明的实施例1的公共电压生成电路的结构示意图；
图2为本发明的实施例1的公共电压生成电路的示意图；
图3为本发明的实施例1的公共电压生成电路的第一运算放大器输出的初始公共电压的波形图；
图4为本发明的实施例1的公共电压生成电路的第二运算放大器输出的公共电压的波形图；
图5为本发明的实施例2的公共电压的生成方法的流程图。
具体实施方式
为使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细描述。
实施例1：
如图1所示，本实施例提供一种公共电压生成电路，包括：初始公共电压生成模块和公共电压调节模块；其中，初始公共电压生成模块用于根据所接收的外部脉冲调制信号，生成接以接地电源电压GND和正向电源电压VSP为基准的初始公共电压；公共电压调节模块用于根据初始公共电压，生成接以接地电源电压GND和负向电源电压VSN为基准的公共电压VCOM。
在此需要说明的是，接地电源电压GND、正向电源电压VSP、负向电源电压VSN为电源管理芯片(PMIC)上电后所产生的电压。
由于本实施例的公共电压生成电路中的初始公共电压生成模块所生成的初始公共电压是以接地电源电压GND和正向电源电压VSP为基准的，而接地电源电压GND一定是先于正向电源电压VSP到达初始公共电压生成模块的，因此，所生成的初始公共电压也就会跟随接地电源电压GND的到来达到稳定状态，且由于接地电源电压GND是稳定的0V电压，此时，所生成的初始公共电压不会发生尖峰跳动。同时，初始公共电压是以接地电源电压GND和正向电源电压VSP为基准的，故初始公共电压为正电压。同理，公共电压调节模块根据所述初始公共电压，生成以接地电源电压GND和负向电源电压VSN为基准的公共电压VCOM，该公共电压VCOM是以接地电源电压GND和负向电源电压VSN为基准的，而接地电源电压GND一定是先于负向电源电压VSN到达公共电压调节模块，因此，所生成的公共电压VCOM也就会跟随接地电源电压GND的到来达到稳定状态，且由于接地电源电压GND是稳定的0V电压，此时所生成的公共电压VCOM不会发生尖峰跳动。同时，公共电压VCOM是以接地电源电压GND和负向电源电压VSN为基准的，故公共电压VCOM为负电压。
其中，如图2所示，初始公共电压生成模块，包括：主处理器MCU、数模转换器D/C、第一运算放大器OP1。
具体的，主处理器MCU用于接收外部的脉冲宽度调制信号，并控制数模转换器D/C根据所述脉冲宽度调制信号，输出第一公共电压给第一运算放大器OP1的正相输入端；第一运算放大器OP1的反相输入端和输出端连接，并以接地电源电压GND和正向电源电压VSP为基准对所述第一公共电压进行放大，生成初始公共电压。由于初始公共电压是以电源电压和正向电源电压VSP为基准，所以该初始公共电压是正值电压。
上述的主控制器可以为微处理单元(Microcontroller Unit，MCU)，包括时钟端SCL和数据端SDA。其中，时钟端SCL用于发送同步信号；数据端SDA用于发送串行数字数据信号。主控制器与数模转化器之间通过I2C总线连接；而I2C总线为两线式串行总线，包括时钟端SCL和数据端SDA，从而实现同步数据通信。主控制器接收主机提供的脉冲宽度调制信号，响应用于调整初始公共电压的上升/下降信号来输出时同步信号和串行数字数据信号，并将这两个信号分别通过I2C总线的时钟端SCL和数据端SDA输出给数模转换器D/C，以使数模转换器D/C输出模拟量的第一公共电压，并通过第一运算放大器OP1放大之后，输出以电源电压和正向电源电压VSP为基准的初始公共电压。
其中，公共电压调节模块包括：第二运算放大器OP2。
具体的，第二运算放大器OP2的正相输入端连接地电源电压GND，反相输入端连接初始公共电压生成模块，用于根据初始公共电压，生成接以接地电源电压GND和负向电源电压VSN为基准的公共电压VCOM，并通过所述第二运算放大器OP2的输出端输出。
上述的第二运算放大器OP2的反向输入端所输入的信号为初始公共电压生成模块输出的初始公共电压，该初始公共电压经过第二运算放大器OP2反向并放大，输出以接地电源电压GND和负向电源电压VSN为基准的公共电压VCOM，该公共电压VCOM为一负值的公共电压，且该公共电压稳定。
进一步的，公共电压调节模块包括还包括：第一电阻R1、第二电阻R2；其中，第一电阻R1连接在初始公共电压生成模块和第二运算放大器OP2的正相输入端之间；第二电阻R2连接在第二运算放大器OP2的正相输入端和输出端之间。通过调节第一电阻R1和第二电阻R2的阻值比例，则可对所生成公共电压VCOM的精度进行调节。
具体的，设第一电阻R1的阻值是第二电阻R2的阻值的N倍，公共电压(第二运算放大器OP2所产生的公共电压)的可调节精度与公共电压最小值(该电压为电源管理芯片所产生的公共电压)的可调节精度的关系为：△VCOM/R2＝-△VCOMIN/R1；
即：△VCOM＝-(R2/R1)*△VCOMIN＝-1/N*△VCOMIN。
由上述关系可知，只要第二电阻R2的阻值选定比第一电阻R1的阻值要大，即N＞1，△VCOM的值就比△VCOMIN要小，即提高了第二运算放大器OP2输出的公共电压的调节精度。
因此，优选的本实施例中的第二电阻R2的阻值大于所述第一电阻R1的阻值。
以下，提供一种优选的公共电压生成电路，如图2所示，该公共电压生成电路包括：初始公共电压生成模块和所述公共电压调节模块；其中，初始公共电压生成模块，包括：主处理器MCU、数模转换器D/C、第一运算放大器OP1；公共电压调节模块包括：第二运算放大器OP2、第一电阻R1、第二电阻R2。
具体的，主处理器MCU用于接收外部的脉冲宽度调制信号，并控制数模转换器根据所述脉冲宽度调制信号，输出第一公共电压给第一运算放大器OP1的正相输入端；所述第一运算放大器OP1的反相输入端和输出端连接，并以接地电源电压GND和正向电源电压VSP为基准对所述第一公共电压进行放大，生成初始公共电压；第二运算放大器OP2的正相输入端连接地电源电压GND，反相输入端连接所述第一运算放大器OP1的输出端，用于根据初始公共电压，生成接以接地电源电压GND和负向电源电压VSN为基准的公共电压VCOM，并通过第二运算放大器OP2的输出端输出；第一电阻R1连接在所述第一运算放大器OP1的输出端和所述第二运算放大器OP2的正相输入端之间；所述第二电阻R2连接在所述第二运算放大器OP2的正相输入端和输出端之间。
其中，主控制器可以为微处理单元，包括时钟端SCL和数据端SDA。其中，时钟端SCL用于发送同步信号；数据端SDA用于发送串行数字数据信号。主控制器与数模转化器之间通过I2C总线连接；而I2C总线为两线式串行总线，包括时钟端SCL和数据端SDA，从而实现同步数据通信。主控制器接收主机提供的脉冲宽度调制信号，响应用于调整初始公共电压的上升/下降信号来输出时同步信号和串行数字数据信号，并将这两个信号分别通过I2C总线的时钟端SCL和数据端SDA输出给数模转换器D/C，以使数模转换器D/C输出模拟量的第一公共电压，并通过第一运算放大器OP1放大之后，输出以电源电压和正向电源电压VSP为基准的初始公共电压，波形图如图3所示，该初始公共电压为正值电压。之后，初始公共电压经过第二运算放大器OP2反向，并放大之后输出以接地电源电压GND和负向电源电压VSN为基准的公共电压VCOM，波形图如图4所示，该公共电压VCOM为一负值的公共电压VCOM，且该公共电压稳定。通过调整第一电阻R1和第二电阻R2的阻值比例，提高第二运算放大器OP2输出的公共电压的调节精度。
综上，本实施例中的公共电压生成电路，有效的消除了上电阶段，电源电压给公共电压带来的尖峰跳动的问题，而且可以输出负值的公共电压VCOM，有利于氧化物显示屏的显示，且公共电压VCOM的精度有了明显提高。
实施例2：
如图5所示，本实施例提供一种公共电压的生成方法，该公共电压可采用实施例1中的公共电压生成电路生成。该方法包括：根据所接收的外部脉冲调制信号，生成接以接地电源电压GND和正向电源电压VSP为基准的初始公共电压，该初始公共电压为正值电压；根据初始公共电压，生成接以接地电源电压GND和负向电源电压VSN为基准的公共电压VCOM，该公共电压VCOM为负值电压。
由于所生成的初始公共电压是以接地电源电压GND和正向电源电压VSP为基准的，而接地电源电压GND一定是先于正向电源电压VSP到达初始公共电压生成模块的，因此，所生成的初始公共电压也就会跟随接地电源电压GND的到来达到稳定状态，且由于接地电源电压GND是稳定的0V电压，此时所生成的初始公共电压不会发生尖峰跳动。而公共电压VCOM则是根据初始公共电压，并以接地电源电压GND和负向电源电压VSN为基准而生成的，故该公共电压VCOM是以接地电源电压GND和负向电源电压VSN为基准的，而接地电源电压GND一定是先于负向电源电压VSN到达公共电压调节模块，因此，所生成的公共电压VCOM也就会跟随接地电源电压GND的到来达到稳定状态，且由于接地电源电压GND是稳定的0V电压，此时，所生成的公共电压VCOM不会发生尖峰跳动。
以下结合实施例1中优选的公共电压生成电路，提供一种公共电压的生成方法。该方法具体包括如下步骤：
第一步，通过主处理器MCU接收外部的脉冲宽度调制信号，并控制数模转换器根据所述脉冲宽度调制信号，输出第一公共电压；之后，通过第一运算放大器OP1以接地电源电压GND和正向电源电压VSP为基准对所述第一公共电压进行放大，生成所述初始公共电压。
具体的，主控制器可以为微处理单元(Microcontroller Unit，MCU)，包括时钟端SCL和数据端SDA。其中，时钟端SCL用于发送同步信号；数据端SDA用于发送串行数字数据信号。主控制器与数模转化器之间通过I2C总线连接；而I2C总线为两线式串行总线，包括时钟端SCL和数据端SDA，从而实现同步数据通信。主控制器接收主机提供的脉冲宽度调制信号，响应用于调整初始公共电压的上升/下降信号来输出时同步信号和串行数字数据信号，并将这两个信号分别通过I2C总线的时钟端SCL和数据端SDA输出给数模转换器D/C，以使数模转换器D/C输出模拟量的第一公共电压，并通过第一运算放大器OP1放大之后，输出以电源电压和正向电源电压VSP为基准的初始公共电压。
第二步，将初始公共电压输入第二运算放大器OP2的反向输入端，该初始公共电压经过第二运算放大器OP2反向并放大，输出以接地电源电压GND和负向电源电压VSN为基准的公共电压VCOM，该公共电压VCOM为一负值的公共电压，且该公共电压VCOM稳定。
第三步，通过调整连接在第一运算放大器OP1的输出端和第二运算放大器OP2的反向输入端的第一电阻R1，和连接在第二运算放大器OP2的反向输入端和输出端之间的第二电阻R2的阻值比例，调节第二运算放大器OP2输出的公共电压VCOM的输出精度。
其中，具体的，设第一电阻R1的阻值是第二电阻R2的阻值的N倍，公共电压(第二运算放大器OP2所产生的公共电压)VCOM的可调节精度与公共电压最小值(该电压为电源管理芯片所产生的公共电压)的可调节精度的关系为：△VCOM/R2＝-△VCOMIN/R1；
即：△VCOM＝-(R2/R1)*△VCOMIN＝-1/N*△VCOMIN。
由上述关系可知，只要第二电阻R2的阻值选定比第一电阻R1的阻值要大，即N＞1，△VCOM的值就比△VCOMIN要小，即提高了第二运算放大器OP2输出的公共电压的调节精度。
综上，本实施例中的公共电压的生成方法，有效的消除了上电阶段，电源电压给公共电压VCOM带来的尖峰跳动的问题，而且可以输出负值的公共电压，有利于氧化物显示屏的显示，且公共电压VCOM的精度有了明显提高。
实施例3：
本实施例提供了一种显示装置，其包括实施例1中的公共电压生成电路。因此，本实施例的显示装置的显示效果更好。
其中，显示装置可以为液晶显示装置或者电致发光显示装置，例如液晶面板、电子纸、OLED面板、手机、平板电脑、电视机、显示器、笔记本电脑、数码相框、导航仪等任何具有显示功能的产品或部件。
可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种公共电压生成电路，其特征在于，包括：
初始公共电压生成模块和公共电压调节模块；其中，所述初始公共电压生成模块，包括：主处理器、数模转换器、第一运算放大器；所述公共电压调节模块包括：第二运算放大器；
所述主处理器用于接收外部的脉冲宽度调制信号，并控制所述数模转换器根据所述脉冲宽度调制信号，输出第一公共电压给所述第一运算放大器的正相输入端；所述第一运算放大器的反相输入端和输出端连接，并以接地电源电压和正向电源电压为基准对所述第一公共电压进行放大，生成初始公共电压；
所述第二运算放大器的正相输入端连接地电源电压，反相输入端连接所述第一运算放大器的输出端，用于根据初始公共电压，生成接以接地电源电压和负向电源电压为基准的公共电压，并通过所述第二运算放大器的输出端输出。
2.根据权利要求1所述的公共电压生成电路，其特征在于，所述公共电压调节模块包括还包括：第一电阻、第二电阻；其中，
所述第一电阻连接在所述第一运算放大器的输出端和所述第二运算放大器的反相输入端之间；所述第二电阻连接在所述第二运算放大器的反相输入端和输出端之间。
3.根据权利要求2所述的公共电压生成电路，其特征在于，所述第二电阻的阻值大于所述第一电阻的阻值。
4.根据权利要求1所述的公共电压生成电路，其特征在于，所述主处理器和所述数模转换器通过I2C总线连接。
5.一种显示装置，其特征在于，包括权利要求1-4中任一项所述的公共电压生成电路。
6.一种公共电压的生成方法，其特征在于，包括：
通过主处理器接收外部的脉冲宽度调制信号，并控制数模转换器根据所述脉冲宽度调制信号，输出第一公共电压；
通过第一运算放大器以接地电源电压和正向电源电压为基准对所述第一公共电压进行放大，生成初始公共电压；
通过第二运算放大器根据初始公共电压，生成接以接地电源电压和负向电源电压为基准的公共电压，并通过所述第二运算放大器的输出端输出。
7.根据权利要求6所述的公共电压的生成方法，其特征在于，所述方法还包括：
通过调整连接在所述第一运算放大器和所述第二运算放大器的反相输入端之间的第一电阻的阻值，以及连接在所述第二运算放大器的反相输入端和输出端之间的第二电阻的阻值，调整所述公共电压的输出精度。
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