CN114120926B - 电压调节电路、电压调节方法及显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电压调节电路、电压调节方法及显示装置，电压调节电路包含阻抗电路、控制单元及供电电路。阻抗电路具有第一节点及第二节点。第二节点电性连接于负载。控制单元电性连接于第一节点，用以根据控制信号控制第一节点的第一电压值。供电电路的输入端电性连接于第二节点，供电电路的输出端则电性连接于负载。供电电路用以根据第二节点的第二电压值输出控制电压至负载。据此，电压调节电路即可根据负载的需求，提供不同的电压值。

Description

电压调节电路、电压调节方法及显示装置

技术领域

本发明内容关于一种电压调节电路，特别是能改变输出的控制电压的大小的电路。

背景技术

电子装置在不同的运作状态时，其内部的供电电路常需要产生不同的电压。传统的作法，会使用多组的DC-DC模块(直流转直流模块)，来达到产生多组不同电压的目的，但这样的方法会耗费过多的元件，且亦会增加固定元件的面积，进而影响到电子装置的成本与运作稳定性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电压调节电路，其可根据负载的需求，提供不同的电压值。

本发明内容是关于一种电压调节电路，包含阻抗电路、控制单元及供电电路。阻抗电路具有第一节点及第二节点。第二节点通过阻抗元件电性连接于负载。控制单元电性连接于第一节点，且用以根据控制信号控制第一节点的第一电压值。供电电路的输入端电性连接于第二节点。供电电路的输出端则电性连接于负载。供电电路用以根据第二节点的第二电压值输出控制电压至负载。

在一实施例中，控制单元包含控制器及转换电路。控制器用以输出控制信号。转换电路电性连接于控制器及第一节点，且用以根据控制信号输出调整信号至第一节点，使第一节点被控制于第一电压值。

在一实施例中，控制信号为数字信号，且转换电路用以将控制信号转换为类比的调整信号。

在一实施例中，控制信号还包含通讯介面信号，控制器用以设定输出至转换电路的通讯介面信号。

在一实施例中，阻抗电路包含第一电阻、第二电阻及第三电阻。第一电阻电性连接于第一节点及参考电位之间。第二电阻电性连接于第一节点及第二节点之间。第三电阻电性连接于第二节点及负载之间以作为阻抗元件。

本发明内容还关于一种显示装置，包含显示电路及电压调节电路。显示电路包含驱动器及至少一个像素单元。电压调节电路包含阻抗电路、控制单元及供电电路。阻抗电路具有第一节点及第二节点。第二节点通过阻抗元件电性连接于显示电路。控制单元电性连接于第一节点，且用以根据控制信号控制第一节点的第一电压值。供电电路的输入端电性连接于第二节点。供电电路的输出端则电性连接于显示电路。供电电路用以根据第二节点的第二电压值输出控制电压至显示电路。

在一实施例中，像素单元包含多个电泳粒子，且驱动器用以根据控制电压产生电场，以调整这些电泳粒子的位置。

在一实施例中，控制信号还包含通讯介面信号，且由控制单元的控制器来设定不同的通讯介面信号输出给控制单元的转换电路。

在一实施例中，控制单元包含控制器及转换电路。控制器用以输出控制信号。转换电路电性连接于控制器及第一节点，且用以根据控制信号输出调整信号至第一节点，使第一节点被控制于第一电压值。

在一实施例中，控制信号为数字信号，且转换电路用以将控制信号转换为类比的调整信号。

在一实施例中，阻抗电路包含第一电阻、第二电阻及第三电阻。第一电阻电性连接于该第一节点及一参考电位之间。第二电阻电性连接于第一节点及第二节点之间。第三电阻电性连接于第二节点及显示电路之间，以作为阻抗元件。

本发明内容还关于一种电压调节方法，包含下列步骤：根据控制信号，调整阻抗电路中的第一节点的第一电压值，其中阻抗电路包含多个电阻、第一节点及第二节点，且第二节点电性连接至供电电路及显示电路；通过供电电路，根据阻抗电路中的第二节点的第二电压值，输出控制电压至该显示电路；以及通过显示电路，根据控制电压驱动至少一个像素单元，以调整至少一个像素单元呈现的灰阶值。

在一实施例中，电压调节方法还包含：接收灰阶信号，其中灰阶信号对应于显示电路中的至少一个像素单元；根据灰阶信号，取得控制信号。

本发明内容是通过控制第一节点上的第一电压值，改变输入至供电电路的第二电压值，使得供电电路提供的供电电压将响应于第一电压值或第二电压值。据此，即可动态地调整电压调节电路输出至负载的电压的大小，并根据负载的需求，分别提供不同的电压值。

附图说明

图1A为根据本发明内容的部分实施例的电压调节电路的示意图。

图1B为根据本发明内容的部分实施例的转换电路的示意图。

图2为根据本发明内容的部分实施例的控制信号及调整信号的示意图。

图3为根据本发明内容的部分实施例的电压调节方法的步骤流程图。

图4为根据本发明内容的部分实施例的显示装置的示意图。

图5为根据本发明内容的部分实施例的像素单元的示意图。

图6为根据本发明内容的部分实施例的像素单元的示意图。

主要附图标记说明：

100-电压调节电路，110-阻抗电路，120-控制单元，121-控制器，122-转换电路，130-供电电路，200-显示电路，210-驱动器，220-像素单元，220A-基板，220B-基板，300-显示装置，Ia-输出电流，Ib-输出电流，Va-输入电压，Vb-输入电压，R1-第一电阻，R2-第二电阻，R3-第三电阻，N1-第一节点，N2-第二节点，Pb-第一电泳粒子，Pw-第二电泳粒子，Pa-Pc-电泳粒子，Sc-控制信号，Sv-调整信号，L-负载，S301-S304-步骤。

具体实施方式

以下将以附图公开本发明的多个实施方式，为明确说明起见，许多实务上的细节将在以下叙述中一并说明。然而，应了解到，这些实务上的细节不应用以限制本发明。也就是说，在本发明部分实施方式中，这些实务上的细节是非必要的。此外，为简化附图起见，一些公知惯用的结构与元件在附图中将以简单示意的方式绘示的。

在本文中，当一元件被称为“连接”或“耦接”时，可指“电性连接”或“电性耦接”。“连接”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。

本发明内容关于一种电压调节电路。图1A为根据本发明内容的部分实施例的电压调节电路100的示意图。电压调节电路100用以输出控制电压至负载L，且能根据控制信号动态地调整控制电压的大小。在一实施例中，负载L为一种显示装置，用以根据控制电压驱动多个像素单元(例如：调整每个像素单元呈现的灰阶值或色彩)，但本发明内容并不以此为限。

在一实施例中，电压调节电路100包含阻抗电路110、控制单元120及供电电路130。阻抗电路110具有第一节点N1及第二节点N2，其中第一节点N1用以接收控制电压，第二节点N2则电性连接至负载L。如图1A所示，在部分实施例中，阻抗电路110包含第一电阻R1、第二电阻R2及第三电阻R3。第一电阻R1电性连接于第一节点N1及参考电位(如：接地)之间。第二电阻R2电性连接于第一节点N1及第二节点N2之间。第三电阻R3则电性连接于第二节点N2及负载L之间。

具体而言，第二电阻R2的等效阻抗与第三电阻R3及负载L形成的等效阻抗不同。因此，当第一节点N1上的电压值发生变化时，根据分压定理，第二节点N2上的电压值将会随之变化。在一实施例中，这些电阻R1～R3包含电阻元件。在其他实施例中，这些电阻R1～R3亦可由其他具有不同阻抗的电子元件或电路组成。

此外，在部分实施例中，第二节点N2与电压调节电路100的输出端之间具有阻抗元件(如：第三电阻R3)，而不会形成短路。换言之，第二节点N2通过阻抗元件电性连接至负载L。

控制单元120的输出端电性连接于第一节点N1用以根据控制信号控制第一节点N1上的第一电压值。在一实施例中，控制单元120包含控制器121及转换电路122。控制器121(如：微控制器)用以产生控制信号，并输出至转换电路122。转换电路122电性连接于控制器121及第一节点N1之间，用以根据接收到的控制信号Sc输出调整信号Sv至第一节点N1，使该第一节点N1被控制于第一电压值。在部分实施例中，转换电路122用以控制调整信号Sv中的电压大小，以直接维持第一节点N1上的第一电压值。在其他部分实施例中，转换电路122用以控制调整信号Sv中的电流大小，使得电流流经第一电阻R1后，能在第一节点N1上形成稳定的第一电压值。

请参阅第1A、1B及2图所示，其中图1B为根据本发明内容的部分实施例的转换电路的示意图、图2为根据本发明内容的部分实施例的控制信号Sc及调整信号Sv的波形图。在一实施例中，转换电路122为一种数字转类比电路(Digital to Analog Converter)。换言之，控制信号Sc为数字信号，调整信号Sv则为类比信号。转换电路122用以将数字的控制信号Sc转换为类比的调整信号Sv。如图1A所示，在部分实施例中，转换电路122包含放大电路122a、偏压电路122b及电流切换电路122c。放大电路122a用以将根据两个输入电压Va、Vb的电压差进行放大(输入电压Va、Vb可分别为控制信号Sc及参考电压)。接着，电流切换电路122c根据放大后的输入号及偏压电路122b提供的电压，产生对应的输出电流Ia、Ib。输出电流Ia、Ib将在负载(图中未示)上形成类比的输出信号(即，调整信号Sv)。由于本领域的技术人员能理解转换电路122的电路结构及运作原理，故在此即不赘述。

此外，在部分实施例中，控制信号Sc还包括通讯介面信号。上述通讯介面信号经由控制单元120的控制器121设定后输出给转换电路122。通讯介面信号(Communicationinterface)例如是:SPI、I2C、RS485，使用者可经由控制器121来设定不同的通讯介面信号输出给转换电路122。

如图1A所示，供电电路130(如：直流转换器DC to DC Converter)的输入端电性连接于第二节点N2，供电电路130的输出端则电性连接至电压调节电路100的输出端，以提供控制电压至负载L。供电电路130根据第二节点N2的第二电压值产生控制电压。换言之，当第二节点N2的第二电压值产生变化时，供电电路130所输出的控制电压的大小也将随之改变。由于本领域的技术人员能理解供电电路130的电路结构及运作原理，故在此即不赘述。

在部分实施例中，控制单元120的控制器121电性连接于供电电路130，用以调整供电电路130输出不同的电压值。

电压调节电路100是通过改变第一节点N1的第一电压值，调整控制电压的大小。因此，供电电路130无须通过切换开关连接至多组不同的分压电路，方能分别产生不同的控制电压。

图3为根据本发明内容的部分实施例的电压调节方法的示意图，对应于图1A所示的电压调节电路100。电压调节方法包含步骤S301～S304，且应用于显示装置。显示装置包含显示电路及多个像素单元，其结构将于后续段落中说明。

在步骤S301中，电压调节电路100的控制器121接收外界(如：显示电路，显示面板的处理器)传来的灰阶信号。在一实施例中，灰阶信号是对应于显示电路中的一个或多个像素单元。控制器121根据灰阶信号取得或计算出对应的控制信号。举例而言，灰阶信号为“灰阶值150”，则控制器121能根据内部储存的一个对照表或换算公式，找到对应于“灰阶值150”的电压值，例如：30伏特。换言之，当第一节点N1的电压被控制于30伏特时，供电电路130所输出的控制电压将能使像素单元呈现出“灰阶值150”。

在步骤S302中，控制单元120的控制器121输出控制信号至转换电路122，使转换电路122将数字的控制信号转换为类比的调整信号。在步骤S303中，转换电路122根据调整信号，调整阻抗电路110中第一节点N1的第一电压值。由于第二电阻R2的等效阻抗与第三电阻R3及负载L形成的等效阻抗不同。因此，根据分压定理，当第一节点N1上的电压值发生变化时，第二节点N2上的第二电压值将会随之变化。第二节点N2上的第二电压值将作为输入信号，输入至供电电路130的输入端。

在步骤S304中，供电电路130根据第二电压值，输出控制电压至负载L(即，显示电路)。负载L(即，显示电路)将根据控制电压驱动像素单元，以调整像素单元所呈现出的灰阶值。据此，通过调整第一节点N1的第一电压值，即可准确地调整供电电路130输出给负载L的控制电压。

图4为根据本发明内容的部分实施例的显示装置300的示意图。图5为根据本发明内容的部分实施例的像素单元220的示意图。显示装置300包含电压调节电路100及显示电路200。电压调节电路100的结构及运作方式如前述实施例所述，故在此不另复述。显示电路200作为电压调节电路100的负载，用以接收电压调节电路100输出的控制电压。

具体而言，显示电路200至少包含驱动器210及多个像素单元220(如图5所示)。在一实施例中，显示装置300可为电子纸或电泳显示器。驱动器210可以是一个驱动芯片，在接收到控制电压后，驱动器210能通过驱动电极(图中未示)，根据控制电压输出电场。

为清楚说明像素单元220，图5中是将单一个像素单元220放大显示。像素单元220至少包含二基板220A、220B及多个电泳粒子Pb、Pw。在驱动器210接收到控制电压后，驱动器210根据控制电压，通过驱动电极产生电场，以调整电泳粒子Pb、Pw位于二基板220A、220B间的位置。举例而言，第一电泳粒子Pb为带正电荷的黑色粒子，第二电泳粒子Pw则为带负电荷的白色粒子。换言之，第一电泳粒子Pb及第二电泳粒子Pw具有不同的颜色。当驱动器210通过驱动电极产生电场时，第一电泳粒子Pb及第二电泳粒子Pw将依据电荷“正负相吸”的引力作用，被控制在二基板220A间的预期位置，进而呈现出对应的灰阶亮度。

在部分实施例中，电泳粒子Pb、Pw可由电泳式电子墨水(Electrophoretic Ink)技术制成，且被分别封装于多个微胶囊(Microcapsules)中。

图6为根据本发明内容的部分实施例的像素单元的示意图。在一实施例中，显示电路可包含多种不同颜色的电泳粒子Pa、Pb、Pc，电泳粒子Pa、Pb、Pc是根据微杯技术(Microcup)被控制于二基板220A、220B之间。由于本领域的技术人员能理解微杯技术的控制原理，故在此不另赘述。

前述各实施例中的各项元件、方法步骤或技术特征，是可相互结合，而不以本发明内容中的文字描述顺序或附图呈现顺序为限。

虽然本发明内容已以实施方式公开如上，然其并非用以限定本发明内容，任何本领域的技术人员，在不脱离本发明内容的精神和范围内，当可作各种更动与润饰，因此本发明内容的保护范围当视权利要求所界定的为准。

Claims (13)

1.一种电压调节电路，其特征在于，包含：

阻抗电路，具有第一节点及第二节点，其中所述第二节点通过阻抗元件电性连接于负载；

控制单元，电性连接于所述第一节点，且用以根据控制信号控制所述第一节点的第一电压值；以及

直流转换器，所述直流转换器的输入端电性连接于所述第二节点，以将所述第二节点的第二电压值作为输入信号，所述直流转换器的输出端则电性连接于所述负载，其中所述直流转换器用以根据所述第二节点的第二电压值输出控制电压至所述负载，当所述第二节点的所述第二电压值产生变化时，所述直流转换器所输出的所述控制电压的大小也将随之改变。

2.如权利要求1所述的电压调节电路，其特征在于，所述控制单元包含：

控制器，用以输出所述控制信号；以及

转换电路，电性连接于所述控制器及所述第一节点，且用以根据所述控制信号输出调整信号至所述第一节点，使所述第一节点被控制于所述第一电压值。

3.如权利要求2所述的电压调节电路，其特征在于，所述控制信号为数字信号，且所述转换电路用以将所述控制信号转换为类比的所述调整信号。

4.如权利要求2所述的电压调节电路，其特征在于，所述控制信号还包含通讯介面信号，所述控制器用以设定输出至所述转换电路的所述通讯介面信号。

5.如权利要求1所述的电压调节电路，其特征在于，所述阻抗电路包含：

第一电阻，电性连接于所述第一节点及参考电位之间；

第二电阻，电性连接于所述第一节点及所述第二节点之间；以及

第三电阻，电性连接于所述第二节点及所述负载之间以作为所述阻抗元件。

6.一种显示装置，其特征在于，包含：

显示电路，包含驱动器及至少一个像素单元；以及

电压调节电路，包含：

阻抗电路，具有第一节点及第二节点，其中所述第二节点通过阻抗元件电性连接于所述显示电路；

控制单元，电性连接于所述第一节点，且用以根据控制信号控制所述第一节点的第一电压值；以及

直流转换器，所述直流转换器的输入端电性连接于所述第二节点，以将所述第二节点的第二电压值作为输入信号，所述直流转换器的输出端则电性连接于所述显示电路，其中所述直流转换器用以根据所述第二节点的所述第二电压值输出一控制电压至所述显示电路，当所述第二节点的所述第二电压值产生变化时，所述直流转换器所输出的所述控制电压的大小也将随之改变。

7.如权利要求6所述的显示装置，其特征在于，所述至少一个像素单元包含多个电泳粒子，且所述驱动器用以根据所述控制电压产生电场，以调整所述多个电泳粒子的位置。

8.如权利要求7所述的显示装置，其特征在于，所述控制信号还包含通讯介面信号，且由所述控制单元的控制器来设定不同的所述通讯介面信号输出给所述控制单元的转换电路。

9.如权利要求6所述的显示装置，其特征在于，所述控制单元包含：

控制器，用以输出所述控制信号；以及

转换电路，电性连接于所述控制器及所述第一节点，且用以根据所述控制信号输出调整信号至所述第一节点，使所述第一节点被控制于所述第一电压值。

10.如权利要求9所述的显示装置，其特征在于，所述控制信号为数字信号，且所述转换电路用以将所述控制信号转换为类比的所述调整信号。

11.如权利要求6所述的显示装置，其特征在于，所述阻抗电路包含：

第一电阻，电性连接于所述第一节点及参考电位之间；

第二电阻，电性连接于所述第一节点及所述第二节点之间；以及

第三电阻，电性连接于所述第二节点及所述显示电路之间，以作为所述阻抗元件。

12.一种电压调节方法，其特征在于，包含：

根据控制信号，调整阻抗电路中的第一节点的第一电压值，其中所述阻抗电路包含多个电阻、所述第一节点及第二节点，且所述第二节点电性连接至直流转换器及显示电路；

通过所述直流转换器，将所述第二节点的第二电压值作为输入信号，以根据所述阻抗电路中的所述第二节点的所述第二电压值，输出控制电压至所述显示电路；以及

通过所述显示电路，根据所述控制电压驱动至少一个像素单元，以调整所述至少一个像素单元呈现的灰阶值。

13.如权利要求12所述的电压调节方法，其特征在于，还包含：

接收灰阶信号，其中所述灰阶信号对应于所述显示电路中的至少一个像素单元；以及

根据所述灰阶信号，取得所述控制信号。

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