CN111341237B - 源极驱动装置 - Google Patents

Abstract

一种源极驱动装置包含多工器电路、启动电路及负载感知电路。多工器电路用以将源极驱动装置切换为加重模式。启动电路用以比较输入电压及输出电压，并根据输入电压及输出电压的比较结果控制多工器电路以切换为加重模式。负载感知电路包含可变电容电路，负载感知电路用以根据输入电压及该输出电压的差异值，控制可变电容电路的电容值，当多工器电路切换为加重模式时，负载感知电路根据差异值调整可变电容电路的电容值。

Description

源极驱动装置

技术领域

本发明关于一种源极驱动装置，特别是一种能够控制负载大小的源极驱动装置。

背景技术

随着显示面板的技术进步，高解析度的显示面板已经越来越普及。在电路设计上，面板解析度越高会造成充电时间减少，因此必须提高信号的回转率(slew rate)以对应充电时间的减少。

然而，提高信号的回转率容易造成显示面板的近端输出波形震荡，使得显示面板的亮度不均匀。因此，需要设计能够因应高回转率的源极驱动装置，以改善输出波形震荡的问题。

发明内容

本发明的一实施例中，一种源极驱动装置包含多工器电路、启动电路及负载感知电路。多工器电路用以将源极驱动装置切换为加重模式。启动电路用以比较输入电压及输出电压，并根据输入电压及输出电压的比较结果控制多工器电路以切换为加重模式。负载感知电路包含可变电容电路，负载感知电路用以根据输入电压及该输出电压的差异值，控制可变电容电路的电容值，当多工器电路切换为加重模式时，负载感知电路根据差异值调整可变电容电路的电容值。

综上所述，源极驱动装置根据输入电压及输出电压的比较结果切换为加重模式，并控制可变电容电路的电容值以达到加重负载的效果，改善因为高回转率而造成输出波形震荡的问题。

以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。

附图说明

图1示出根据本发明一实施例的显示器示意图。

图2示出根据本发明一实施例的源极驱动器功能方块图。

图3示出根据本发明一实施例的源极驱动装置功能方块图。

图4示出根据本发明一实施例的源极驱动装置图。

图5示出根据本发明一实施例的输入电压及输出电压波形示意图。

其中，附图标记：

100：显示面板

110：时序控制电路

120：栅极驱动器

130：源极驱动器

132-1、132-2、132-K：源极驱动装置

140：显示面板

142：像素电路

210-1：缓冲器电路

220-1：多工器电路

230-1：启动电路

231-1、233-1：比较器

232-1：多工器

234-1：逻辑电路

240-1：负载感知电路

241-1：运算放大器电路

242-1：可变电容电路

V：电压

Vin：输入电压

Vout：输出电压

Vcom1：第一比较电压

Vcom2：第二比较电压

Vref：参考电压

Ven：启动电压

R1、R2、R3、R4：电阻

T：时间

TP1：第一上升时间

TP2：第二上升时间

TP3：第一下降时间

TP4：第二下降时间

TC1、TC2：信号线

GL1、GL2、GL3、GLN、GLM：扫描线

SL1、SL2、SL3、SLK：数据线

具体实施方式

下面结合附图对本发明的结构原理和工作原理作具体的描述：

在本文中所使用的用词「包含」、「具有」等等，均为开放性的用语，即意指「包含但不限于」。此外，本文中所使用的「和/或」，包含相关列举项目中一或多个项目的任意一个以及其所有组合。

于本文中，当一元件被称为「连结」或「耦接」时，可指「电性连接」或「电性耦接」。「连结」或「耦接」亦可用以表示二或多个元件间相互搭配操作或互动。此外，虽然本文中使用「第一」、「第二」、...等用语描述不同元件，该用语仅是用以区别以相同技术用语描述的元件或操作。除非上下文清楚指明，否则该用语并非特别指称或暗示次序或顺位，亦非用以限定本发明。

请参考图1，图1示出根据本发明一实施例的显示器示意图。如图1所示，显示器100包含时序控制电路110、栅极驱动器120、源极驱动器130及显示面板140。显示面板140由多个扫描线GL1～GLM及多个数据线SL1～SLK交错配置而成，包含多个像素电路142，在此以数量M及K作为举例说明，M及K的数量可以根据实际应用的面板尺寸而有所调整。时序控制电路110耦接于栅极驱动器120及源极驱动器130，藉由信号线TC1及信号线TC2发送时序控制信号控制栅极驱动器120及源极驱动器130电路操作的时序。栅极驱动器120藉由M个扫描线GL1～GLM输出栅极驱动信号到显示面板140给对应的像素电路142。源极驱动器130藉由K个数据线SL1～SLK输出源极驱动信号到显示面板140给对应的像素电路142。于一实施例中，显示器100为解析度1920x1080的萤幕，M为1080，K为1920。

请参考图2，图2示出根据本发明一实施例的源极驱动器的功能方块图。源极驱动器130包含K个源极驱动装置132-1、源极驱动装置132-2、…、源极驱动装置132-K，源极驱动装置132-1经由数据线SL1耦接于显示面板140，以此类推。源极驱动装置132-1～源极驱动装置132-K的操作方式相同，以下以源极驱动装置132-1为例子说明。

请参考图3，图3示出根据本发明一实施例的源极驱动装置功能方块图。源极驱动装置132-1包含缓冲器电路210-1、多工器电路220-1、启动电路230-1及负载感知电路240-1。以下介绍各个电路的详细操作方式。

请参考图4，图4示出根据本发明一实施例的源极驱动装置图。缓冲器电路210-1用以接收输入电压Vin，并输出缓冲电压到启动电路230-1。启动电路230-1用以比较输入电压Vin及输出电压Vout，并根据输入电压Vin及输出电压Vout的比较结果控制多工器电路220-1以切换为加重模式。负载感知电路240-1包含可变电容电路242-1，负载感知电路240-1用以根据输入电压Vin及输出电压Vout的差异值，控制可变电容电路242-1的电容值，当多工器电路220-1切换加重模式时，负载感知电路240-1根据输入电压Vin及输出电压Vout差异值调整可变电容电路242-1的电容值。

启动电路230-1包含比较器231-1、多工器232-1、比较器233-1、逻辑电路234-1及电流镜电路235-1。缓冲器电路210-1输出缓冲电压到启动电路230-1时，启动电路230-1藉由电流镜电路235-1输出一输出电压Vout到比较器231-1及比较器233-1。比较器231-1比较输入电压Vin及输出电压Vout并输出第一比较电压Vcoml，多工器232-1根据第一比较电压Vcom1输出90％的输入电压Vin或10％的输入电压Vin做为参考电压Vref，比较器233-1比较输出电压Vout及参考电压Vref并输出第二比较电压Vcom2，逻辑电路234-1根据第一比较电压Vcom1及第二比较电压Vcom2输出启动电压Ven到多工器电路220-1及负载感知电路240-1。

多工器电路220-1根据启动电压Ven切换，负载感知电路240-1根据启动电压Ven开启加重模式。负载感知电路240-1包含运算放大器电路241-1、可变电容电路242-1、电阻R1、电阻R2、电阻R3及电阻R4。当不开启加重模式时，多工器电路220-1切换为不经过负载感知电路240-1的路径，此时负载感知电路240-1不启动。当开启加重模式时，多工器电路220-1切换为经过负载感知电路240-1的路径，负载感知电路240-1启动，运算放大器电路241-1根据输入电压Vin及输出电压Vout的差异值输出一感知电压Vlac，可变电容电路根据感知电压Vlac改变电容值大小，以下介绍详细的源极驱动装置132-1操作方式。

请参考图5，图5示出根据本发明一实施例的输入电压及输出电压波形示意图，为使图5所示的波形示意图易于理解，请同时参考图1及图4。图5包含输入电压Vin、输出电压Vout、第一上升时间TP1、第二上升时间TP2、第一下降时间TP3及第二下降时间TP4。于第一上升时间TP1时，输入电压Vin爬升的比输出电压Vout快，输入电压Vin大于输出电压Vout，比较器231-1输出的第一比较电压Vcom1为高电位，多工器232-1输出的参考电压Vref为90％输入电压Vin，负载感知电路240-1的输入切换为输出电压Vout由电阻R1路径输入，输入电压Vin由电阻R3路径输入，比较器233-1比较输出电压Vout及90％输入电压Vin，由于90％输入电压Vin大于输出电压Vout，因此比较器233-1输出的第二比较电压Vcom2为低电位，逻辑电路234-1为异或非门(XNOR)，输出启动电压Ven为低电位，不开启加重模式。

于第二上升时间TP2时，输出电压Vout爬升到90％输入电压Vin以上，输入电压Vin同样大于输出电压Vout，比较器231-1输出的第一比较电压Vcom1为高电位，多工器232-1输出的参考电压Vref为90％输入电压Vin，比较器233-1比较输出电压Vout及90％输入电压Vin，由于此时输出电压Vout大于90％输入电压Vin，因此比较器233-1输出的第二比较电压Vcom2为高电位，输出启动电压Ven为高电位，切换多工器电路220-1并启动负载感知电路240-1中的运算放大器电路241-1以开启加重模式。

当开启加重模式时，运算放大器电路241-1输出的感知电压Vlac为输入电压Vin与输出电压Vout的差异值再乘上一比率，比率为电阻R1及电阻R2之间的比率。于一实施例中，可设计电阻R4为电阻R3的C倍，电阻R2为电阻R1的C倍，C大于或于1的常数，则感知电压Vlac等于C(输入电压Vin-输出电压Vout)，可变电容电路242-1的电容值与感知电压Vlac成正比，感知电压Vlac越大，表示输入电压Vin与输出电压Vout差异越大，可变电容电路242-1的电容值就越高，由于显示面板140中的负载是以电阻及电容组成，因此可变电容电路242-1的电容值越高，显示面板140中的负载则越重，达到了加重负载的功效。

于第二上升时间TP2之后，输出电压Vout爬升到与输入电压Vin一样，即输出电压Vout等于输入电压Vin，如图5所示。于此阶段，电路中各元件的逻辑状态不变，感知电压Vlac因为输出电压Vout等于输入电压Vin而变为0，因此可变电容电路242-1的电容值也为0。

于第一下降时间TP3时，输入电压Vin下降的比输出电压Vout快，输出电压Vout大于输入电压Vin，比较器231-1输出的第一比较电压Vcom1为低电位，多工器232-1输出的参考电压Vref为10％输入电压Vin，负载感知电路240-1的输入切换为输出电压Vout由电阻R3路径输入，输入电压Vin由电阻R1路径输入，比较器233-1比较输出电压Vout及10％输入电压Vin，由于10％输入电压Vin小于输出电压Vout，因此比较器233-1输出的第二比较电压Vcom2为高电位，逻辑电路234-1为异或非门(XNOR)，输出启动电压Ven为低电位，不开启加重模式。

于第二下降时间TP4时，输出电压Vout下降到10％输入电压Vin以下，输入电压Vin同样小于输出电压Vout，比较器231-1输出的第一比较电压Vcom1为低电位，多工器232-1输出的参考电压Vref为10％输入电压Vin，比较器233-1比较输出电压Vout及10％输入电压Vin，由于此时输出电压Vout小于10％输入电压Vin，因此比较器233-1输出的第二比较电压Vcom2为低电位，输出启动电压Ven为高电位，切换多工器电路220-1并启动负载感知电路240-1中的运算放大器电路241-1以开启加重模式。

与第二上升时间TP2不同的是，于第二下降时间TP4时运算放大器电路241-1输出的感知电压Vlac为C(输出电压Vout-输入电压Vin)。同样的，感知电压Vlac越大，表示输出电压Vout与输入电压Vin差异越大，可变电容电路242-1的电容值就越高，可变电容电路242-1的电容值越高，显示面板140中的负载则越重，达到了加重负载的功效。

于第二下降时间TP4之后，输出电压Vout下降到与输入电压Vin一样时，即输出电压Vout等于输入电压Vin。于此阶段，电路中各元件的逻辑状态不变，感知电压Vlac因为输出电压Vout等于输入电压Vin而变为0，因此可变电容电路242-1的电容值也为0。

于一实施例中，源极驱动装置132-1包含计数器(未示出)，用以计算源极驱动装置132-1的动作时间，启动电路230-1根据动作时间控制加重模式的开启时间。藉由动作时间将显示面板140中分成复数个区域，例如将显示面板140的近端到远端分成3区，输出信号在近端时，控制将加重模式的开启时间较长，第2区则减少开启时间，第3区则不开启加重模式。以此分区递减开启加重模式的时间达到平均亮度的功效。

于一实施例中，源极驱动装置132-1结合控制加重模式的启动时间及可变电容电路242-1的电容值的双重控制机制。加重模式的启动时间为藉由计数器计算源极驱动装置132-1的动作时间以达到近端开启时间较长，远端不开启加重模式。可变电容电路242-1根据输出电压Vout波形爬升及下降速度控制电容值，例如当输出电压Vout等于91％输入电压Vin时电容值最大，依序递减，当输出电压Vout等于100％输入电压Vin时(输出电压Vout等于输入电压Vin)，电容值最小(电容值等于0)。

综上所述，当显示器的解析度越高时，电路的充电时间越短，因此需要提高回转率以加快充电时间，回转率为每单位时间中电压的变化率，但是提高回转率的同时，容易造成波形震荡的问题，由于显示器中的近端及远端负载不同，近端负载较轻时，波形震荡较严重使得显示面板近端到远端的亮度不平均，因此在近端时开启加重模式提高负载，远端时则减少或关闭，使输出波形更接近理想波形，改善波形震荡的问题，达到亮度更平均的功效。

当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种源极驱动装置，其特征在于，包含：

一输入端，用以提供一输入电压；

一缓冲器电路，用以接收该输入电压并输出一缓冲电压；

一多工器电路，用以将该源极驱动装置切换为一加重模式；

一启动电路，用以接收该缓冲电压，并产生一输出电压，且该启动电路用以比较该输入电压及该输出电压，并根据该输入电压及该输出电压的比较结果控制该多工器电路以切换为该加重模式；以及

一负载感知电路，包含一可变电容电路，其中该负载感知电路用以根据该输入电压及该输出电压的一差异值，控制该可变电容电路的电容值，其中当该多工器电路切换为该加重模式时，该负载感知电路根据该差异值调整该可变电容电路的电容值。

2.如权利要求1所述的源极驱动装置，其特征在于，更包含：

一计数器，用以计算一动作时间，其中该启动电路根据该动作时间控制该加重模式的开启时间。

3.如权利要求2所述的源极驱动装置，其特征在于，其中该启动电路包含：

一第一比较器，用以比较该输入电压及该输出电压并输出一第一比较电压；

一多工器，用以根据该第一比较电压输出一参考电压；

一第二比较器，用以比较该输出电压及该参考电压，并输出一第二比较电压；以及

一逻辑电路，用以根据该第一比较电压及该第二比较电压，输出一切换电压，其中该多工器电路根据该切换电压将该源极驱动装置切换为一加重模式。

4.如权利要求3所述的源极驱动装置，其特征在于，其中该源极驱动装置操作于一第一上升时间，于该第一上升时间时该第一比较电压为高电位，该第二比较电压为低电位，该切换电压为一低电位。

5.如权利要求4所述的源极驱动装置，其特征在于，其中该源极驱动装置操作于一第二上升时间，于该第二上升时间时该第一比较电压为高电位，该第二比较电压为高电位，该切换电压为高电位，该多工器电路将该源极驱动装置切换为该加重模式。

6.如权利要求5所述的源极驱动装置，其特征在于，其中该源极驱动装置操作于一第一下降时间，于该第一下降时间时该第一比较电压为低电位，该第二比较电压为高电位，该切换电压为低电位。

7.如权利要求6所述的源极驱动装置，其特征在于，其中该源极驱动装置操作于一第二下降时间，于该第二下降时间时该第一比较电压为低电位，该第二比较电压为低电位，该切换电压为高电位，该多工器电路将该源极驱动装置切换为该加重模式。

8.如权利要求7所述的源极驱动装置，其特征在于，其中该负载感知电路包含：

一第一电阻；

一第二电阻；以及

一运算放大器电路，用以根据该第一电阻及该第二电阻的一比率放大该输入电压及该输出电压的该差异值以输出一差值电压，其中该负载感知电路根据该差值电压控制该可变电容电路的电容值。

9.如权利要求8所述的源极驱动装置，其特征在于，其中该比率大于或等于1。

10.如权利要求1所述的源极驱动装置，其特征在于，其中该启动电路更包含：

一电流镜电路，用以接收该缓冲电压，并产生该输出电压。

Images