CN113724660A - 用于电压产生器的控制电路 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种控制电路,用于至少一电压产生器,该控制电路包含一第一晶体管、一第一控制器、一第二晶体管、一第二控制器及一通信单元。该第一晶体管耦接于该至少一电压产生器的一第一输出端。该第一控制器耦接于该第一晶体管的一控制端。该第二晶体管耦接于该至少一电压产生器的一第二输出端。该第二控制器耦接于该第二晶体管的一控制端。该通信单元耦接于该第一控制器及该第二控制器之间,用来根据该至少一电压产生器,选择性地控制该第一控制器及该第二控制器是否互相通信。
Description
技术领域
本发明涉及一种可用于至少一电压产生器的控制电路,尤其涉及一种控制电路,可用来供应电压给显示屏的至少一电压产生器。
背景技术
液晶显示器(Liquid Crystal Display,LCD)的面板通常需要稳定的正电压和负电压来进行运作。正电压一般是由降压转换器(buck converter)、升压转换器(boostconverter)或正电荷泵(Positive Charge Pump,PCP)提供;负电压一般是由反相降压-升压转换器(inverting buck-boost converter)或负电荷泵(Negative Charge pump,NCP)提供。根据面板的大小及/或解析度,可采用不同类型的电压产生器。举例来说,具有较大尺寸及/或较高解析度的面板通常具有较大的负载,因此,可采用升压转换器及反相降压-升压转换器来应付面板的庞大负载。
一般来说,不同类型的电压产生器具有不同的控制电路,因而需要针对每一种电压产生器设置专属的控制电路。然而,目前没有任何控制电路可同时应用于各类型的电压产生器,以应用于不同的显示屏。
发明内容
因此,本发明的主要目的即在于提供一种新式的控制电路,可应用于显示屏所使用的各种电压产生器,控制电路可操作在不同模式以应用于不同类型的电压产生器。
本发明的一实施例公开了一种控制电路,用于至少一电压产生器。该控制电路包含一第一晶体管、一第一控制器、一第二晶体管、一第二控制器及一通信单元。该第一晶体管耦接于该至少一电压产生器的一第一输出端。该第一控制器耦接于该第一晶体管的一控制端。该第二晶体管耦接于该至少一电压产生器的一第二输出端。该第二控制器耦接于该第二晶体管的一控制端。该通信单元耦接于该第一控制器及该第二控制器之间,用来根据该至少一电压产生器,选择性地控制该第一控制器及该第二控制器是否互相通信。
附图说明
图1A及1B分别为一负电荷泵及一正电荷泵的示意图。
图2A及2B分别为一反相降压-升压转换器及一升压转换器的示意图。
图3为一单电感多输出稳压器的示意图。
图4示出了本发明实施例一单电感多输出稳压器及其控制电路。
图5A~5D示出了位于不同操作状态的单电感多输出稳压器。
图6A及6B为单电感多输出稳压器的操作波形图。
图7为本发明实施例一反相降压-升压转换器及一升压转换器及其控制电路的示意图。
图8A~8B示出了位于不同操作状态的反相降压-升压转换器。
图9为反相降压-升压转换器的操作波形图。
图10A~10B示出了不同操作状态的升压转换器。
图11为升压转换器的操作波形图。
图12为本发明实施例另一单电感多输出稳压器及其控制电路的示意图。
图13示出了用于一反相降压-升压转换器及一升压转换器且还包含一侦测单元的控制电路。
图14为本发明实施例控制电路用于另一电压产生器的示意图。
图15为本发明实施例控制电路用于又一电压产生器的示意图。
其中,附图标记说明如下:
10、151 负电荷泵
11、150 正电荷泵
M1、M4、MN N型金氧半场效晶体管
M2、M3、MP P型金氧半场效晶体管
LX 振荡信号
VCTRL、VCTRL1、VCTRL2、 控制信号
VCTRL3、VCTRL4
VIN 输入电压
VNEG 负输出电压
VPOS 正输出电压
20、70、130 反相降压-升压转换器
21、71、131、141 升压转换器
L1、L2、L3 电感
D1、D2、D3、D4 二极管
C1、C2、C3、C4 电容
30、40、120 单电感多输出稳压器
V1、V2 输出电压
CV1、CV2 控制器
P1、P2 输入/输出垫片
COMM 通信单元
EN 通信使能信号
IL、IL1、IL2 电感电流
1200、1300 侦测单元
140 降压转换器
具体实施方式
请参考图1A及1B,图1A及1B分别为一负电荷泵(Negative Charge pump,NCP)10及一正电荷泵(Positive Charge Pump,PCP)11的示意图。如图1A所示,负电荷泵10可接收一振荡信号LX及一控制信号VCTRL,以产生一负输出电压VNEG,负电荷泵10可由一N型金氧半场效晶体管(N-type Metal Oxide Semiconductor Transistor,NMOS Transistor)M1以及数个电容和二极管所组成。输出电压VNEG可根据振荡信号LX的摆荡而产生。控制信号VCTRL可控制N型金氧半场效晶体管M1的导通电阻,以对输出电压VNEG进行调整。
如图1B所示,正电荷泵11可接收一输入电压VIN、一振荡信号LX及一控制信号VCTRL,以产生一正输出电压VPOS,正电荷泵11可由一P型金氧半场效晶体管(P-type MetalOxide Semiconductor Transistor,PMOS Transistor)M2以及数个电容和二极管所组成。输出电压VPOS可根据输入电压VIN的电平和振荡信号LX的摆荡而产生。控制信号VCTRL可控制P型金氧半场效晶体管M2的导通电阻,以对输出电压VPOS进行调整。
请参考图2A及2B,图2A及2B分别为一反相降压-升压转换器(inverting buck-boost converter)20及一升压转换器(boost converter)21的示意图。如图2A所示,反相降压-升压转换器20可接收一输入电压VIN及一控制信号VCTRL1,以产生一负输出电压VNEG,反相降压-升压转换器20可由一P型金氧半场效晶体管M3、一电感L1、一二极管D1及一电容C1所组成。控制信号VCTRL1可控制P型金氧半场效晶体管M3开启或关闭,其切换为开启状态时可对电感L1进行充电,以在关闭状态下将能量传送至输出端,从而产生并调节负输出电压VNEG。
如图2B所示,升压转换器21可接收一输入电压VIN及一控制信号VCTRL2,以产生一正输出电压VPOS,升压转换器21可由一N型金氧半场效晶体管M4、一电感L2、一二极管D2及一电容C2所组成。控制信号VCTRL2可控制N型金氧半场效晶体管M4开启或关闭,其切换为开启状态时可对电感L2进行充电,以在关闭状态下将能量传送至输出端,从而产生并调节正输出电压VPOS。
一般来说,当输出负载较重时,通常采用反相降压-升压转换器20及升压转换器21来分别输出负输出电压VNEG及正输出电压VPOS;当输出负载较轻时,通常采用负电荷泵10及正电荷泵11来分别输出负输出电压VNEG及正输出电压VPOS。另外,也可使用一单电感多输出稳压器(Single Inductor Multiple Output Regulator,SIMO Regulator)来同时提供正电压输出及负电压输出。单电感多输出稳压器只需要使用单一电感即可供应多个输出电压,可降低系统的材料成本(BOM cost)。
请参考图3,图3为一单电感多输出稳压器30的示意图。如图3所示,单电感多输出稳压器30包含一N型金氧半场效晶体管MN、一P型金氧半场效晶体管MP、一电感L3、二极管D3及D4、以及电容C3及C4。单电感多输出稳压器30具有两个输出端,其可根据输入电压VIN的接收以及控制信号VCTRL3及VCTRL4的控制,分别用来输出一负输出电压VNEG及一正输出电压VPOS。类似于反相降压-升压转换器20和升压转换器21,单电感多输出稳压器30也是通过控制P型金氧半场效晶体管MP及N型金氧半场效晶体管MN开启或关闭来进行操作。
值得注意的是,单电感多输出稳压器30通常为轻负载的应用,这是因为单电感多输出稳压器30的电感L3须传送输出电流至正输出端及负输出端,而双倍的电流容易造成过热。再者,单电感多输出稳压器30的控制机制较为复杂,因此,较重的负载应用对单电感多输出稳压器30的稳定性问题而言是一大挑战。
在轻载的应用之下,单电感多输出稳压器30相较于负电荷泵10及正电荷泵11而言是较佳的选择,其原因在于,电荷泵的输出电压受限于输入信号VIN的电平和振荡信号LX的摆荡,且振荡信号LX容易通过寄生电容的耦合而影响到电路板上其它导线或功能模组。此外,由于负电荷泵10及正电荷泵11须使用较多的二极管,因而产生较高材料成本。
在重载的应用之下,由于反相降压-升压转换器20及升压转换器21的效率较高且温度较低,其相较于单电感多输出稳压器30而言是较佳的选择。此外,反相降压-升压转换器20及升压转换器21可彼此独立控制且不互相干涉。然而,反相降压-升压转换器20及升压转换器21的组合需要多一个电感,从而导致更高的材料成本。
为了满足显示屏的轻载和重载应用并取得各种电压产生器及稳压器的好处,本发明提供了一种可用于各种电压产生器的控制电路。图4示出了本发明实施例一单电感多输出稳压器40及其控制电路。如图4所示,单电感多输出稳压器40类似于单电感多输出稳压器30,故功能相似的信号或组件都以相同符号表示,其差异在于,单电感多输出稳压器40还包含两个控制器CV1及CV2。单电感多输出稳压器40可根据控制器CV1及CV2的控制而产生输出电压V1及V2。更明确来说,控制器CV1耦接于P型金氧半场效晶体管MP的一控制端(如栅极端),可用来输出控制信号VCTRL3至P型金氧半场效晶体管MP;控制器CV2耦接于N型金氧半场效晶体管MN的一控制端(如栅极端),可用来输出控制信号VCTRL4至N型金氧半场效晶体管MN。一通信单元COMM耦接于控制器CV1及控制器CV2之间,其可包含在单电感多输出稳压器40中,或者设置为独立于单电感多输出稳压器40的电路块。通信单元COMM可选择性地控制控制器CV1及CV2是否互相通信。在此例中,由于控制器CV1及CV2共同用来控制单电感多输出稳压器40,因此控制器CV1及CV2被允许互相通信。
在一实施例中,用来控制单电感多输出稳压器40的控制电路可包含控制器CV1及CV2、晶体管MP及MN、以及通信单元COMM,其可实现于晶片中的集成电路(IntegratedCircuit,IC)。至于其它电路组件,例如电感L3、二极管D3及D4、以及电容C3及C4等可以是设置于电路板上的晶片外组件,电路板可以是例如印刷电路板(Printed Circuit Board,PCB)或软性印刷电路板(Flexible Printed Circuit Board,FPC)等。晶片可包含输入/输出垫片(I/O Pad)P1及P2作为耦接这些电路组件的节点。需注意的是,晶体管MP及MN也可视为包含在单电感多输出稳压器40中的电路组件,如图3所示的电路结构。
更明确来说,P型金氧半场效晶体管MP可通过输入/输出垫片P1耦接至电感L3,并通过输入/输出垫片P1及二极管D3耦接至用来输出输出电压V1的负输出端;N型金氧半场效晶体管MN可通过输入/输出垫片P2耦接至电感L3,并通过输入/输出垫片P2及二极管D4耦接至用来输出输出电压V2的正输出端。在此例中,输出电压V1可以是一负输出电压,而输出电压V2可以是一正输出电压。
如上所述,通信单元COMM可选择性地控制控制器CV1及CV2是否互相通信,其可通过接收一通信使能信号EN来实现。换句话说,通信使能信号EN可指示通信单元COMM控制控制器CV1及CV2是否互相通信。在图4所示的实施例中,由于控制器CV1及CV2用于单电感多输出稳压器40,因此控制器CV1及CV2需互相通信,使得单电感多输出稳压器40能够正常运作。
请参考图5A~5D,图5A~5D示出了位于不同操作状态的单电感多输出稳压器40。如上所述,P型金氧半场效晶体管MP及N型金氧半场效晶体管MN可在开启和关闭之间切换以实现单电感多输出稳压器40的操作,图5A~5D示出了数种可行的操作状态(为求简化,其省略了控制器CV1和CV2以及通信单元COMM)。如图5A所示,当P型金氧半场效晶体管MP和N型金氧半场效晶体管MN都开启时,电流可通过P型金氧半场效晶体管MP和N型金氧半场效晶体管MN以对电感L3进行充电。如图5B所示,当P型金氧半场效晶体管关闭而N型金氧半场效晶体管MN开启时,电流可从负输出端通过二极管D3、电感L3和N型金氧半场效晶体管MN流至接地端,使得电感L3携带的能量可传送至负输出端。如图5C所示,当P型金氧半场效晶体管MP开启而N型金氧半场效晶体管MN关闭时,电流可从输入端(其接收输入电压VIN)通过P型金氧半场效晶体管MP、电感L3和二极管D4流至正输出端,使得电感L3携带的能量可传送至正输出端。如图5D所示,当P型金氧半场效晶体管MP和N型金氧半场效晶体管MN都关闭时,电流可从负输出端通过二极管D3、电感L3及二极管D4流至正输出端,使得电感L3携带的能量可传送至负输出端和正输出端。
单电感多输出稳压器40可根据上述各种操作状态的组合来供应负输出电压V1和正输出电压V2。图5A示出了电感L3由一输入电流进行充电的一种操作状态,可视为“充电阶段”。图5B示出了电感L3的能量被传送至负输出端以输出负输出电压V1的一种操作状态,可视为“负输出阶段”。图5C示出了电感L3的能量被传送至正输出端以输出正输出电压V2的一种操作状态,可视为“正输出阶段”。图5D示出了电感L3的能量被传送至负输出端和正输出端的一种操作状态,可视为“双边输出阶段”。
因此,控制器CV1及CV2可输出控制信号VCTRL3及VCTRL4以控制P型金氧半场效晶体管MP和N型金氧半场效晶体管MN,从而根据单电感多输出稳压器40的正负输出端的负载来控制单电感多输出稳压器40的操作状态/阶段。在一实施例中,若负输出端的负载大于正输出端的负载时,单电感多输出稳压器40的操作状态/阶段可设定为充电阶段、负输出阶段、双边输出阶段的顺序,或充电阶段、双边输出阶段、负输出阶段的顺序。请参考图6A及6B,图6A及6B为单电感多输出稳压器40的操作波形图。图6A示出了充电阶段、双边输出阶段及负输出阶段依序进行。如图6A所示,在充电阶段中电感L3进行充电时,电感电流IL增加;而在能量供应至正负输出端时,电感电流IL减少。由于负输出端具有较大的负载,因此可执行双边输出阶段加上负输出阶段,从而使较多电能被供应至负输出端(即双边输出阶段和负输出阶段都供应电能),而较少电能被供应至正输出端(即仅双边输出阶段供应电能)。
图6B示出了充电阶段、负输出阶段、双边输出阶段依序进行,此实施方式也可用来实现较多电能供应至负输出端而较少电能供应至正输出端,以因应负输出端的负载大于正输出端的负载的情况。
另一方面,若正输出端的负载大于负输出端的负载时,单电感多输出稳压器40的操作状态/阶段可设定为充电阶段、正输出阶段、双边输出阶段的顺序,或充电阶段、双边输出阶段、正输出阶段的顺序。这两种实施方式可用来实现较多电能供应至正输出端而较少电能供应至负输出端的情况,其详细操作方式可根据前述段落的说明而得,在此不赘述。
在一实施例中,若正输出端的负载与负输出端的负载相同时,单电感多输出稳压器40的操作状态/阶段可设定为充电阶段、负输出阶段、充电阶段、正输出阶段的顺序,并以此类推。由于负输出阶段出现的频率相等于正输出阶段出现的频率,代表供应至负输出端的电能大致等于供应至正输出端的电能,以满足负载相同的状况。
值得注意的是,根据本发明,各种操作状态的安排和组合不应受限于前述实施例的内容。举例来说,每一阶段的长度或比例可依据系统需求进行调整,其中,负载较大的输出端可在操作状态的安排之下接收到更多能量,只要操作状态包含充电阶段,可使用操作状态的任意组合或实施方式以应用于各种负载状况。
在此情况下,在通信单元COMM的控制之下,控制器CV1及CV2可根据其间的互相通信,分别输出控制信号VCTRL3及VCTRL4至P型金氧半场效晶体管MP和N型金氧半场效晶体管MN。详细来说,为了实现图5A~5D所示的任一种操作状态,控制器CV1应根据与通信单元COMM及/或控制器CV2之间的协调,输出控制信号VCTRL3至P型金氧半场效晶体管MP;而控制器CV2应根据与通信单元COMM及/或控制器CV1之间的协调,输出控制信号VCTRL4至N型金氧半场效晶体管MN。根据通信及/或协调,控制器CV1可决定控制P型金氧半场效晶体管MP开启或关闭的占空比和频率,且控制器CV2可决定控制N型金氧半场效晶体管MN开启或关闭的占空比和频率。
在上述实施例中,所采用的电压产生器为一单电感多输出稳压器。但在另一实施例中,电压产生器可包含一反相降压-升压转换器及一升压转换器。请参考图7,图7为本发明实施例一反相降压-升压转换器70及一升压转换器71及其控制电路的示意图。如图7所示,反相降压-升压转换器70类似于图2A所示的反相降压-升压转换器20,升压转换器71类似于图2B所示的升压转换器21,故功能相似的信号或组件都以相同符号表示。在此例中,反相降压-升压转换器70可用来产生负输出电压V1,而升压转换器71可用来产生正输出电压V2,本领域技术人员应了解,针对重载应用,反相降压-升压转换器70和升压转换器71是较佳的实施方式。
如上所述,控制器CV1及CV2、晶体管MP及MN、以及通信单元COMM可实现为一控制电路,例如包含在晶片中的集成电路,而其它电路组件为实现于电路板上的晶片外组件。因此,在电路板上的组件对应布置的情形下,用于单电感多输出稳压器40的控制电路也可应用于其它类型的电压产生器,如反相降压-升压转换器70及/或升压转换器71,只要取代或调整晶片外组件而无须更换集成电路即可轻易实现。在此例中,通信单元COMM可控制控制器CV1及CV2不互相通信,例如可隔离控制器CV1及CV2,及/或切断控制器CV1及CV2之间的连结。
除此之外,根据本发明的实施例,通信单元COMM可根据通信使能信号EN的接收,选择性地控制控制器CV1及CV2是否互相通信。在此例中,由于控制器CV1及CV2分别用于反相降压-升压转换器70及升压转换器71,通信使能信号EN可指示通信单元COMM控制控制器CV1及CV2不互相通信。举例来说,请参考图4及图7,当控制电路用于单电感多输出稳压器40时,通信使能信号EN等于“1”,以控制控制器CV1及CV2在操作期间互相通信。当控制电路用于两个独立的电压产生器(如反相降压-升压转换器70及升压转换器71)时,通信使能信号EN等于“0”,以控制控制器CV1及CV2在操作期间不互相通信。在此情况下,控制器CV1可在不考虑控制器CV2的操作的情况下,输出控制信号VCTRL1至P型金氧半场效晶体管MP;控制器CV2可在不考虑控制器CV1的操作的情况下,输出控制信号VCTRL2至N型金氧半场效晶体管MN。举例来说,P型金氧半场效晶体管MP可能以特定延迟开启或关闭,而无须考虑N型金氧半场效晶体管MN的状态。
如图7所示,在反相降压-升压转换器70中,P型金氧半场效晶体管MP通过输入/输出垫片P1耦接至电感L1,并通过输入/输出垫片P1及二极管D1耦接至用来输出负输出电压V1的输出端。控制器CV1可用来输出控制信号VCTRL1至P型金氧半场效晶体管MP,以控制反相降压-升压转换器70的运作。需注意的是,P型金氧半场效晶体管MP可视为控制电路中的组件,用来控制反相降压-升压转换器70,或可视为包含在反相降压-升压转换器70中的电路组件。
反相降压-升压转换器70的详细操作方式可参照图8A~8B,其示出了反相降压-升压转换器70的不同操作状态。同样地,对于反相降压-升压转换器70而言,P型金氧半场效晶体管MP也可在开启和关闭之间切换以进行操作,图8A~8B示出了数种可行的操作状态(为求简化,其省略了控制器CV1和CV2以及通信单元COMM)。如图8A所示,当P型金氧半场效晶体管MP开启时,电流可通过P型金氧半场效晶体管MP以对电感L1进行充电,此为电感L1由输入电流充电的一种操作状态,可视为“充电阶段”。如图8B所示,当P型金氧半场效晶体管MP关闭时,电流可从输出端通过二极管D1和电感L1流至接地端,使得电感L1携带的能量可传送至输出端,此为电感L1的能量被传送至输出端以输出负输出电压V1的一种操作状态,可视为“输出阶段”。
因此,反相降压-升压转换器70的操作方式为,通过开启和关闭P型金氧半场效晶体管MP,以在充电阶段和输出阶段之间持续切换。请参考图9,图9为反相降压-升压转换器70的操作波形图,图9示出了充电阶段和输出阶段交替进行。如图9所示,在充电阶段中电感L1进行充电时,电感电流IL1增加;而在能量供应至输出端时,电感电流IL1减少。
请继续参考图7,在升压转换器71中,N型金氧半场效晶体管MN通过输入/输出垫片P2耦接至电感L2,并通过输入/输出垫片P2及二极管D2耦接至用来输出正输出电压V2的输出端。控制器CV2可用来输出控制信号VCTRL2至N型金氧半场效晶体管MN,以控制升压转换器71的运作。需注意的是,N型金氧半场效晶体管MN可视为控制电路中的组件,用来控制升压转换器71,或可视为包含在升压转换器71中的电路组件。
升压转换器71的详细操作方式可参照图10A~10B,其示出了升压转换器71的不同操作状态。同样地,对于升压转换器71而言,N型金氧半场效晶体管MN也可在开启和关闭之间切换以进行操作,图10A~10B示出了数种可行的操作状态(为求简化,其省略了控制器CV1和CV2以及通信单元COMM)。如图10A所示,当N型金氧半场效晶体管MN开启时,电流可通过N型金氧半场效晶体管MN以对电感L2进行充电,此为电感L2由输入电流充电的一种操作状态,可视为“充电阶段”。如图10B所示,当N型金氧半场效晶体管MN关闭时,电流可从输入端(其接收输入电压VIN)通过电感L2和二极管D2流至输出端,使得电感L2携带的能量可传送至输出端,此为电感L2的能量被传送至输出端以输出正输出电压V2的一种操作状态,可视为“输出阶段”。
因此,升压转换器71的操作方式为,通过开启和关闭N型金氧半场效晶体管MN,以在充电阶段和输出阶段之间持续切换。请参考图11,图11为升压转换器71的操作波形图,图11示出了充电阶段和输出阶段交替进行。如图11所示,在充电阶段中电感L2进行充电时,电感电流IL2增加;而在能量供应至输出端时,电感电流IL2减少。
在此情况下,在图7所示的实施例中,通信单元COMM可控制控制器CV1及CV2不互相通信。如此一来,反相降压-升压转换器70和升压转换器71可彼此独立进行控制。换句话说,控制器CV1可控制反相降压-升压转换器70而不受到控制器CV2的干涉,控制器CV2可控制升压转换器71而不受到控制器CV1的干涉。
请参考图12,图12为本发明实施例另一单电感多输出稳压器120及其控制电路的示意图。单电感多输出稳压器120及其控制电路的结构类似于单电感多输出稳压器40及其控制电路的结构,故功能相似的信号或组件都以相同符号表示,其主要差异在于,用于单电感多输出稳压器120的控制电路还包含一侦测单元1200,其耦接于单电感多输出稳压器120。同样地,图13示出了用于一反相降压-升压转换器130和一升压转换器131的控制电路,其还包含一侦测单元1300,耦接于反相降压-升压转换器130和升压转换器131。
侦测单元1200及1300可用来侦测电压产生器,以判断电压产生器仅包含单一稳压器(如单电感多输出稳压器120)或包含两个各自独立的稳压器(如反相降压-升压转换器130及升压转换器131)。侦测单元1200及1300可根据侦测结果,对通信单元COMM进行控制,从而选择性地控制控制器CV1及CV2是否互相通信。更明确来说,若侦测单元侦测到一单电感多输出稳压器耦接至输入/输出垫片P1和P2时,控制器CV1及CV2被允许互相通信;若侦测单元侦测到两个不同的稳压器分别耦接至输入/输出垫片P1和P2时,控制器CV1及CV2可被控制为不互相通信。在一实施例中,侦测单元1200或1300可输出通信使能信号EN至通信单元COMM,使得通信单元COMM可选择性地控制控制器CV1及CV2是否互相通信。
侦测单元1200或1300可通过任意方式来实现。在一实施例中,侦测单元1200或1300可耦接至输入/输出垫片P1及P2,用来侦测输入/输出垫片P1及P2上的电压或电流。可替换地或额外地,侦测单元1200或1300可耦接至电压产生器的负输出端及正输出端,以侦测输出端上的电压或电流。在一示例性实施例中,侦测单元1200或1300可以是耦接于输入/输出垫片P1及P2的一电流侦测单元,用来侦测电感电流。输入/输出垫片P1及P2上可施加以相同且适当的电压信号,若电压产生器是例如图12所示的单电感多输出稳压器结构时,由于电感L3两端具有相同电压电平,因此侦测单元1200可侦测到输入/输出垫片P1及P2之间无任何电流通过(即,无任何电流通过电感L3)。在此情形下,侦测单元1200可判断设置于电路板上的电压产生器是一单电感多输出稳压器。另一方面,若电压产生器包含两个各自独立的稳压器结构时(例如图13所示的一反相降压-升压转换器加上一升压转换器的结构),在输入/输出垫片P1及P2施加以相同电压信号的情况下,侦测单元1300可侦测到电流通过输入/输出垫片P1及/或P2(如通过电感L1及/或L2)。在此情形下,侦测单元1300可判断设置于电路板上的电压产生器包含两个各自独立的稳压器。侦测单元1200或1300可从而根据侦测结果,输出通信使能信号EN至通信单元COMM。
如此一来,本发明的控制电路可应用于各类型的电压产生器,因此可取得各种电压产生器的优点。若输出负载较小,可设置一单电感多输出稳压器,以实现低材料成本的好处,在此情况下,控制电路可被设定为两个控制器被允许互相通信的操作模式;若输出负载较大,可设置一反相降压-升压转换器加上一升压转换器,以支援较重的负载,在此情况下,控制电路可被设定为两个控制器独立运作的操作模式。控制器的操作受控于一通信单元,其可根据一通信使能信号,决定控制器是否互相通信。通信使能信号可通过一外部控制端口从一设计者或操作者接收,或者从一侦测单元接收,此侦测单元可用来侦测电路板上的电路组件和结构。因此,本发明的控制电路可支援各种负载状况之下的不同类型的电压产生器,以因应例如大尺寸面板或小尺寸面板等各种应用。
值得注意的是,本发明实施例的目的在于提供一种适用于控制各种电压产生器的控制电路。本领域技术人员当可据此进行修饰或变化,而不限于此。举例来说,在上述实施例中,控制器可用来控制金氧半场效晶体管以实现单电感多输出稳压器、反相降压-升压转换器、及升压转换器的运作。但在另一实施例中,金氧半场效晶体管也可替换为双极结型晶体管(Bipolar Junction Transistor,BJT)或任何可作为开关器的组件。除此之外,在上述实施例中,电压产生器可实施为单电感多输出稳压器、反相降压-升压转换器、及升压转换器,但本领域技术人员应了解,所采用的电压产生器不应以此为限。
请参考图14,图14为本发明实施例控制电路用于另一电压产生器的示意图。如图14所示,电压产生器及其控制电路类似于图7所示的电压产生器及其控制电路,故功能相似的信号或组件都以相同符号表示。图14示出了电压产生器包含一降压转换器140及一升压转换器141。通过通信单元COMM的控制,相同的控制电路也可用于降压转换器140和升压转换器141的组合,其中,P型金氧半场效晶体管MP可视为降压转换器140中的组件,而N型金氧半场效晶体管MN可视为升压转换器141中的组件。通信使能信号EN可指示控制电路用于两个各自独立的电压产生器,从而控制通信单元COMM断开控制器CV1及CV2之间的连结和通信,如此一来,降压转换器140的控制以及升压转换器141的控制可彼此独立进行。
请参考图15,图15为本发明实施例控制电路用于又一电压产生器的示意图。如图15所示,电压产生器包含一正电荷泵150及一负电荷泵151,其分别类似于图1B及1A所示的正电荷泵及负电荷泵。控制器CV1及CV2可分别用来控制正电荷泵150及负电荷泵151。因此,通过通信单元COMM的控制,相同的控制电路也可用于正电荷泵150和负电荷泵151的组合,其中,P型金氧半场效晶体管MP可视为正电荷泵中的组件,而N型金氧半场效晶体管MN可视为负电荷泵中的组件。通信使能信号EN可指示控制电路用于两个各自独立的电压产生器,从而控制通信单元COMM断开控制器CV1及CV2之间的连结和通信,如此一来,正电荷泵150的控制以及负电荷泵151的控制可彼此独立进行。
值得注意的是,上述用来侦测电压产生器的侦测单元也可应用于图14及15中的实施例。根据侦测结果,侦测单元可发送通信使能信号EN至通信单元COMM,关于侦测单元的详细操作方式可参考前述段落的说明,在此不赘述。
综上所述,本发明提供了一种控制电路,可用于显示屏的各种电压产生器和稳压器。控制电路可操作在不同模式之下,以用于不同类型的电压产生器。控制电路可包含两个控制器,其分别耦接于两输出端,同时还包含一通信单元。通信单元用来根据电压产生器的设置方式,选择性地控制两个控制器是否互相通信。在一实施例中,控制电路可包含一侦测单元,用来侦测电压产生器的设置方式,并据此发送一通信使能信号至通信单元。可替换地或额外地,通信使能信号也可来自于一外部控制端口。若控制电路用于一单电感多输出稳压器时,通信单元可控制两控制器基于控制器之间的通信来进行操作,从而对单电感多输出稳压器进行适当的控制。若控制电路用于两个独立的电压产生器时,通信单元可控制两控制器在不互相通信和干涉的情况下进行操作,例如断开控制器之间的连结。这两个独立的电压产生器可以是任何类型的稳压器的组合,例如一反相降压-升压转换器搭配一升压转换器、一降压转换器搭配一升压转换器、或一正电荷泵搭配一负电荷泵等。如此一来,控制电路可在各种负载情况之下支援不同类型的电压产生器,以因应例如大尺寸面板或小尺寸面板等各种不同应用。
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 (14)
1.一种控制电路,用于至少一电压产生器,该控制电路包含:
一第一晶体管,耦接于该至少一电压产生器的一第一输出端;
一第一控制器,耦接于该第一晶体管的一控制端;
一第二晶体管,耦接于该至少一电压产生器的一第二输出端;
一第二控制器,耦接于该第二晶体管的一控制端;以及
一通信单元,耦接于该第一控制器及该第二控制器之间,用来根据该至少一电压产生器,选择性地控制该第一控制器及该第二控制器是否互相通信。
2.如权利要求1所述的控制电路,其特征在于,该至少一电压产生器包含一单电感多输出稳压器,且该第一晶体管及该第二晶体管包含在该单电感多输出稳压器中。
3.如权利要求2所述的控制电路,其特征在于,该单电感多输出稳压器包含该第一输出端及该第二输出端,且该第一控制器及该第二控制器用来根据该第一输出端的负载及该第二输出端的负载,分别控制该第一晶体管及该第二晶体管。
4.如权利要求1所述的控制电路,其特征在于,该至少一电压产生器包含一反相降压-升压转换器及一升压转换器,且该第一晶体管包含在该反相降压-升压转换器中,该第二晶体管包含在该升压转换器中。
5.如权利要求4所述的控制电路,其特征在于,该第一控制器用来控制该反相降压-升压转换器,该第二控制器用来控制该升压转换器,且该反相降压-升压转换器及该升压转换器彼此独立控制。
6.如权利要求1所述的控制电路,其特征在于,该至少一电压产生器包含一降压转换器及一升压转换器,且该第一晶体管包含在该降压转换器中,该第二晶体管包含在该升压转换器中。
7.如权利要求6所述的控制电路,其特征在于,该第一控制器用来控制该降压转换器,该第二控制器用来控制该升压转换器,且该降压转换器及该升压转换器彼此独立控制。
8.如权利要求1所述的控制电路,其特征在于,该至少一电压产生器包含一正电荷泵及一负电荷泵,该第一晶体管包含在该正电荷泵中,且该第二晶体管包含在该负电荷泵中。
9.如权利要求8所述的控制电路,其特征在于,该第一控制器用来控制该正电荷泵,该第二控制器用来控制该负电荷泵,且该正电荷泵及该负电荷泵彼此独立控制。
10.如权利要求1所述的控制电路,其特征在于,该通信单元接收一通信使能信号,该通信使能信号指示该通信单元控制该第一控制器及该第二控制器是否互相通信。
11.如权利要求10所述的控制电路,其特征在于,还包含:
一侦测单元,耦接于该至少一电压产生器,用来侦测该至少一电压产生器,并对应控制该通信单元选择性地控制该第一控制器及该第二控制器是否互相通信。
12.如权利要求11所述的控制电路,其特征在于,该侦测单元用来输出该通信使能信号至该通信单元以对该通信单元进行控制。
13.如权利要求1所述的控制电路,其特征在于,当该第一控制器及该第二控制器彼此互相通信时,该第一控制器根据与该通信单元或该第二控制器之间的协调,输出一控制信号至该第一晶体管。
14.如权利要求1所述的控制电路,其特征在于,当该第一控制器及该第二控制器彼此不互相通信时,该第一控制器不考虑该第二控制器的操作而输出一控制信号至该第一晶体管。
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