CN1591100A - 电源装置 - Google Patents

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Abstract

提供一种电源装置。LCD板模块(130)包括：共用升压变换器(100)；LCD用升压电路(110)；LDO控制电路(120)；以及用于并联LED元件(112)和串联LED元件(122)的恒流电路(114)、(124)，通过类型切换部(108)构成可切换连接并联LED元件(112)的类型1和连接串联LED元件(122)的类型2。共用升压变换器(100)将锂离子电池11的电池电压Vbat预备性升压至低电压V1/高电位V2，并提供给并联LED元件(112)/串联LED元件(122)。LCD用升压电路(110)将低电位V1升压并提供给LCD板(140)，LDO控制电路(120)将高电位V2降压并提供给LCD板(140)。

Description

电源装置
技术领域
本发明涉及将电源电压升压并提供器件驱动电压的电源装置。
背景技术
为了驱动携带电话机、PDA(Personal Data Assistant)等的电池驱动型的携带装置的LCD(Liquid Crystal Display)板，需要将锂离子电池等的3.6V左右的电池电压升压到15V左右的高电压，并作为驱动电压提供。另外，在携带装置中，或将LED(Light-Emitting Diode)元件作为LCD的背光和附属的CCD(Charge-Coupled Device)相机的闪光灯使用，或使发光颜色不同的LED元件闪烁而作为照明使用等，以各种目的利用LED元件。为了驱动LED元件，需要20～100mA左右的大电流，但驱动电压为4.5V左右的低电压就可以。这样，LCD板和LED元件中驱动电压有差值。
由于LCD板的驱动电压比电池电压大很多，所以需要通过电荷泵电路等多级升压。例如，专利文献1中公开了如下的液晶显示装置用电源电路：将LCD板驱动用驱动器IC的逻辑部的电源电压作为输入电压使用，通过采用了多个电容的电荷泵电路进行多级升压并生成LCD板驱动用的高电压。
[专利文献1](日本)特开2001-125062号公报
通过电荷泵电路将电池电压升压的情况下，根据升压级数而需要多个电容，在携带装置的小型化、薄型化的需求中，成为部件安装上的大课题。另外，为了用于驱动电压不同的LCD板和LED元件，如果设置将电池电压升压至各自的驱动电压的升压电路，则电源IC的安装面积变大，成为推进携带装置的小型化、轻量化的障碍。
发明内容
本发明是鉴于上述状况的发明，其目的在于提供一种电源装置，可将电源电压升压并提供多个器件的每一个的驱动电压。
本发明的一种方式涉及电源装置。该电源装置，装载在电子装置上，该电子装置装有液晶板、至少与用于所述液晶板的发光部件不同的发光元件，该电源装置具有升压电路，将电源电压升压，用于驱动所述液晶板，该升压电路构成为还可共用作为用于所述发光元件的升压电路。依据该电源装置，由于共有升压电路，可驱动液晶板，同时也可驱动发光元件。
本发明的其他方式也涉及电源装置，该电源装置包括：共用升压电路，将电源电压升压并将共用于驱动发光元件和液晶板的预备升压电压输出；发光元件驱动电路，基于所述预备升压电压提供发光元件驱动电压；以及液晶驱动电路，基于所述预备升压电压提供液晶驱动电压。所述发光元件驱动电路还可以包括以恒流驱动所述发光元件的恒流电路。
所述共用升压电路将所述电源电压升压至并联连接的发光元件的驱动电压并生成所述预备升压电压；所述液晶驱动电路还可以包括液晶驱动用升压电路，将所述预备升压电压进一步升压并变换成要求的所述液晶驱动电压。这里，并联连接的发光元件的数量任意，也包括发光元件为一个的情况。液晶驱动用升压电路例如是开关方式的升压斩波器，但由于临时将预备性升压了的电压升压，所以与从电源电压升压的情况相比，升压级数少。
所述共用升压电路将所述电源电压升压至串联连接的发光元件的驱动电压并生成所述预备升压电压；所述液晶驱动电路还可以包括低压降控制电路，通过低压降控制将所述预备升压电压变换成要求的所述液晶驱动电压。这里，串联连接的发光元件的数量任意，也包括驱动电压比较高的发光元件为一个的情况。低压降控制电路是线性稳压器的一种，可用简单的结构将预备升压电位降压。
本发明的另外方式也涉及电源装置，该电源装置包括：共用升压电路，将电源电压升压并将共用于驱动发光元件和液晶板的预备升压电压输出；发光元件驱动电路，基于所述预备升压电压提供发光元件驱动电压；以及液晶驱动电路，基于所述预备升压电压提供液晶驱动电压，可对并联连接所述发光元件的类型和串联连接所述发光元件的类型进行切换；在并联连接类型的情况下，所述共用升压电路生成用于并联连接的所述发光元件驱动的预备升压了的低电压，所述液晶驱动电路将所述低电压升压并变换成所述液晶驱动电压；在串联连接类型的情况下，所述共用升压电路生成用于串联连接的所述发光元件驱动的预备升压了的高电压，所述液晶驱动电路将所述高电压降压并变换成所述液晶驱动电压。
本发明的再另外的方式也涉及电源装置。该电源装置包括：共用升压电路，将电源电压升压并输出共用于驱动多个器件的预备升压电压；以及多个器件驱动电路，设置在每个器件中，用于将所述预备升压电压变换成多个器件的各个驱动电压。依据该电源装置，可通过共有升压电路的形式将LCD驱动器和LED驱动器等的多个器件驱动器一体化，减小安装面积，抑制制造成本。
再有，以上构成部件的任意组合，在方法、装置、系统等之间变换本发明的表现的装置，作为本发明的方式依然有效。
附图说明
图1是说明实施方式的共用升压变换器的结构例的图。
图2是说明实施方式的共用升压变换器的其他结构例的图。
图3是说明采用图1或图2的共用升压变换器的LCD板模块的结构例的图。
具体实施方式
下面说明作为本发明的实施方式的电源装置的图1、图2中的共用升压变换器100的结构例，并说明图3中包含共用升压变换器100的LCD板模块130的结构例。
图1是说明共用升压变换器100的结构例的图。共用升压变换器100将锂离子电池11的电池电压Vbat作为输入电压，通过开关方式将输入电压升压，并输出预备升压电压Vf。在共用升压变换器100上连接LED驱动器200、LCD驱动器300等各种器件驱动器，将从共用升压变换器100输出的预备升压电压Vf提供给这些器件驱动器。各器件驱动器或将预备升压电压VF原样作为驱动电压使用，或将预备升压电压Vf升压或降压而变换成驱动电压。
例如，预备升压电压Vf以低电压提供用于LED元件驱动的情况下，LED驱动器200将预备升压电压Vf作为LED元件的驱动电压使用，LCD驱动器300将预备升压电压Vf进一步升压并变换成LCD板的驱动电压。与将电池电压Vbat直接升压的情况相比，LCD驱动器300可用较少的升压级数生成LCD板的驱动电压。
升压斩波电路18通过晶体管Tr的导通/截止动作，进行向线圈L蓄积能量、从线圈L中释放能量，将电池电压Vbat升压并变换成预备升压电压Vf。在升压斩波电路18中，在晶体管Tr导通期间，漏极电流经由线圈L流过电阻R3，通过电池电压Vbat在线圈L中蓄积磁场能。接着，晶体管Tr截止时，在晶体管Tr导通期间蓄积在线圈L中的磁场能作为电场能释放，成为流过肖特基势垒二极管SBD的电流。线圈L中产生的电压与电池电压Vbat串联相加，通过平滑用电容C被稳压，作为预备升压电压Vf输出。
升压斩波电路18输出的预备升压电压Vf的升压率由作为开关进行动作的晶体管Tr的导通/截止的时间比决定。PWM(Pulse Wide Modulation)电路10是产生该开关的导通/截止的时间比的电路，如果设开关的导通/截止的切换周期为T、开关的导通时间为Ton，则产生占空比Ton/T的脉冲信号。驱动器12根据PWM电路10产生的脉冲信号，使晶体管Tr导通/截止。即，如果脉冲信号为高电平，则晶体管Tr导通，如果脉冲信号为低电平，则晶体管Tr截止。
PWM电路10产生的脉冲信号的脉冲宽度根据误差放大器14的输出而变化。误差放大器14将来自基准电压源的基准电压Vref和通过两个分压电阻R1、R2将预备升压电压Vf分压而获得的检测电压Vs进行比较，将基准电压Vref和检测电压Vs的误差放大并反馈到PWM电路10。PWM电路10通过对应于误差放大器14的输出来控制开关的导通时间宽度Ton，调制脉冲信号的脉冲宽度，通过反馈控制使检测电压Vs和基准电压Vref一致。
图2是说明共用升压变换器100的其他结构例的图。在该例中，用采用了两个电容C1、C2的电荷泵电路16将锂离子电池11的电池电压Vbat升压，输出预备升压电压Vf。省略对与图1相同标号的共通结构的说明，说明电荷泵电路16的结构和动作。
电荷泵电路16，通过内部设置的作为开关进行动作的晶体管的导通/截止动作，将两个电容C1、C2选择性地充放电，将电池电压Vbat变换成预备升压电压Vf。误差放大器14的误差输出被输入电荷泵电路16，通过反馈控制来控制向电荷泵电路16的输入电压，以使检测电压Vs和基准电压Vref一致。电荷泵电路16以规定的振荡频率使电荷泵电路16内部的晶体管导通/截止，控制两个电容C1、C2的充放电的切换定时。
例如，在2倍升压的情况下，电荷泵电路16在进行开关的第一定时中，将两个电容C1、C2并联连接并通过电池电压Vbat进行充电，在第二定时中，通过将电池电压Vbat加到两个电容C1、C2的其中之一上并放电，生成升压至2倍的预备升压电压Vf。另外，在1.5倍升压的情况下，电荷泵电路16在第一定时中，将两个电容C1、C2串联连接并通过电池电压Vbat进行充电，在第二定时中，通过将电池电压Vbat加到两个电容C1、C2的其中之一上并放电，生成升压至1.5倍的预备升压电压Vf。
一般地，电荷泵电路16输出的预备升压电压Vf的升压率由升压用电容的个数和其切换连接方式、升压级数等、升压用电容的开关结构决定。这里，作为一例，电荷泵电路16的升压用电容的个数为2个，但也可以根据要求的预备升压电压Vf的升压率增加或减少升压用电容。
由于在图1或图2的任何一个的共用升压变换器100中也连接多个器件驱动器，各器件驱动器可基于共通的预备升压电压Vf而将其变换成规定的驱动电压，所以不需要在每个器件中构成作为外部安装部件的其他升压电路。
图3是说明采用图1或图2的共用升压变换器100的LCD板模块130的结构例的图。LCD板模块130是在图1或图2的共用升压变换器100中附加LED驱动器200和LCD驱动器300的电压生成电路的结构，并作为电源IC一体化，向LCD板140提供驱动电压，同时向并联连接的LED元件(以下简称为并联LED元件)112或串联连接的LED元件(以下简称为串联LED元件)122提供驱动电压。
LCD板模块130包括共用升压变换器100、LCD用升压电路110、LDO(Low Drop Out)控制电路120、并联LED元件112用的恒流电路114、串联LED元件122用的恒流电路124、以及类型切换部108。LCD板模块130通过类型切换部108，构成为可切换外部连接并联LED元件112的类型1和外部连接串联LED元件122的类型2。
例如，并联LED元件112被用于LCD的背光或不同发光颜色的LED元件的闪烁的照明，串联LED元件122被用于CCD相机的闪光灯或LCD的背光。在将LCD板模块130安装到携带电话机等的携带设备的阶段，根据目的在LCD板模块130上外部连接并联LED元件112或串联LED元件122，与此相配合，选用类型1或类型2的其中之一。
锂离子电池11的电池电压Vbat大约为3.6V，通常取3.0V～4.2V的范围的值。在外部连接并联LED元件112的类型1的情况下，共用升压变换器100将锂离子电池11的电池电压Vbat升压至4.5V～5V的预备低电压V1，作为并联LED元件112的驱动电压提供。流过每个并联LED元件112的电流由恒流电路114调整为20mA的恒流。
在类型1的情况下，LCD用升压电路110将共用升压变换器100输出的预备低电压V1进一步升压4倍，输出18V的高电位Vhigh，另外，将预备低电压V1进一步升压-2倍并输出-7V的低电位Vlow。在类型切换部108中，经由类型1用连接部116a、116b，将LCD用升压电路110的高电位Vhigh、低电位Vlow的输出端子分别连接到LCD板140的驱动高电位VH、驱动低电位VL的输入端子，将所要求的驱动电压提供给LCD板140。
在驱动串联LED元件122的类型2的情况下，共用升压变换器100将锂离子电池11的电池电压Vbat升压至20V的预备高电压V2，作为串联LED元件122的驱动电压提供。流过每个串联LED元件122的电流由恒流电路124调整为20mA的恒流。
在类型2的情况下，LDO控制电路120通过低压降控制和反转变换器将共用升压变换器100输出的预备高电压V2降压至18V的高电位Vhigh和-7V的低电位Vlow并输出。在类型切换部108中，经由类型2用连接部126a、126b，将LDO控制电路120的高电位Vhigh、低电位Vlow的输出端子分别连接到LCD板140的驱动高电位VH、驱动低电位VL的输入端子，将所要求的驱动电压提供给LCD板140。
依据本实施方式，在LCD板模块130内LCD驱动器和LED驱动器以共有来自共用升压变换器100的预备升压电压的形式被一体化，不需要在LCD驱动器和LED驱动器中分别设置各自的电源装置，可减小安装面积，同时可抑制消耗电力。
另外，本实施方式的LCD板模块130，根据目的，可通过类型切换来对应可用低电压驱动的并联LED元件112、和需要高电压的串联LED元件122的任何一种方式，不管选择哪种类型时，通过将用于驱动LED元件的预备升压电压适当地升压或降压，可驱动LCD板，可柔性配合携带装置的安装方式。
以上，基于实施方式说明了本发明。实施方式仅是例示，其各构成部件和各处理过程的组合可有各种各样的变形例，而且本领域技术人员知道这些变形例也属于本发明的范围。
在上述实施方式中，LCD板模块130是可通过类型切换来对应连接并联LED元件112的类型1和连接串联LED元件122的类型2的双方的结构，但LCD板模块130也可以是仅包括仅涉及类型1的并联LED元件112用的恒流电路114和LCD用升压电路110的结构，或仅包括涉及类型2的串联LED元件122的恒流电路124和LDO控制电路120的结构。另外，不需要将上述实施方式中说明的LCD板模块130所包含的所有结构都作为电源装置一体化的IC，例如，也可以形成以不包含LCD用升压电路110和LDO控制电路120的结构、或不包含并联LED元件112用的恒流电路114和串联LED元件122用的恒流电路124的结构一体化的IC。
另外，在实施方式中，作为电池驱动的器件例举了LCD板和LED元件，并说明了在这些驱动器之间共用共用升压变换器100的结构，但电池驱动的器件的例子不限于此。例如，也可以基于共用升压变换器100的预备升压电压提供CCD相机的驱动电压。这样，通过在LCD板模块130中组装LED元件和CCD相机等的各种器件的驱动器，可在LCD板模块130中将器件驱动器功能集约，可进一步推进携带装置的小型化、低成本化。
另外，在上述的说明中，在控制开关方式的升压变换器的开关的定时的振荡电路中，采用了使开关频率一定、使开关导通时间宽度变化的脉冲调制方式，但也可以采用使开关导通时间宽度一定而使重复频率变化的频率调制方式。

Claims (20)

1.一种电源装置，装载在电子装置上，该电子装置装有液晶板、至少与用于所述液晶板的发光部件不同的发光元件，其特征在于，该电源装置具有升压电路，将电源电压升压，用于驱动所述液晶板，该升压电路构成为还可共用作为用于所述发光元件的升压电路。
2.一种电源装置，其特征在于，包括：
共用升压电路，将电源电压升压并输出共用于驱动发光元件和液晶板的预备升压电压输出；
发光元件驱动电路，基于所述预备升压电压来提供发光元件驱动电压；以及
液晶驱动电路，基于所述预备升压电压来提供液晶驱动电压。
3.如权利要求2所述的电源装置，其特征在于，所述发光元件驱动电路包括以恒流驱动所述发光元件的恒流电路。
4.如权利要求2所述的电源装置，其特征在于，
所述共用升压电路将所述电源电压升压至并联连接的发光元件的驱动电压并生成所述预备升压电压；
所述液晶驱动电路包括液晶驱动用升压电路，该液晶驱动用升压电路将所述预备升压电压进一步升压并变换成要求的所述液晶驱动电压。
5.如权利要求2所述的电源装置，其特征在于，
所述共用升压电路将所述电源电压升压至串联连接的发光元件的驱动电压并生成所述预备升压电压；
所述液晶驱动电路包括低压降控制电路，该低压降控制电路通过低压降控制将所述预备升压电压变换成要求的所述液晶驱动电压。
6.如权利要求2所述的电源装置，其特征在于，所述共用升压电路包括升压斩波电路，该升压斩波电路将所述电源电压升压并变换成所述预备升压电压。
7.如权利要求2所述的电源装置，其特征在于，所述共用升压电路包括电荷泵电路，该电荷泵电路将所述电源电压升压并变换成所述预备升压电压。
8.如权利要求2所述的电源装置，其特征在于，将所述共用升压电路和所述发光元件驱动电路一体化集成。
9.如权利要求2所述的电源装置，其特征在于，将所述共用升压电路和所述液晶驱动电路一体化集成。
10.如权利要求2所述的电源装置，其特征在于，将所述共用升压电路、所述发光元件驱动电路、以及所述液晶驱动电路一体化集成。
11.一种电源装置，其特征在于包括：
共用升压电路，将电源电压升压并输出共用于驱动发光元件和液晶板的预备升压电压；
发光元件驱动电路，基于所述预备升压电压来提供发光元件驱动电压；以及
液晶驱动电路，基于所述预备升压电压来提供液晶驱动电压，
可对并联连接所述发光元件的类型和串联连接所述发光元件的类型进行切换，
在并联连接类型的情况下，所述共用升压电路生成用于驱动并联连接的所述发光元件的预备升压了的低电压，所述液晶驱动电路将所述低电压升压并变换成所述液晶驱动电压；
在串联连接类型的情况下，所述共用升压电路生成用于驱动串联连接的所述发光元件的预备升压了的高电压，所述液晶驱动电路将所述高电压降压并变换成所述液晶驱动电压。
12.如权利要求11所述的电源装置，其特征在于，所述共用升压电路包括升压斩波电路，该升压斩波电路将所述电源电压升压并变换成所述预备升压电压。
13.如权利要求11所述的电源装置，其特征在于，所述共用升压电路包括电荷泵电路，该电荷泵电路将所述电源电压升压并变换成所述预备升压电压。
14.如权利要求11所述的电源装置，其特征在于，将所述共用升压电路和所述发光元件驱动电路一体化集成。
15.如权利要求11所述的电源装置，其特征在于，将所述共用升压电路和所述液晶驱动电路一体化集成。
16.如权利要求11所述的电源装置，其特征在于，将所述共用升压电路、所述发光元件驱动电路、以及所述液晶驱动电路一体化集成。
17.一种电源装置，其特征在于，包括：
共用升压电路，将电源电压升压并输出共用于驱动多个器件的预备升压电压；以及
设置在每个器件中的多个器件驱动电路，将所述预备升压电压变换成多个器件的各个驱动电压。
18.如权利要求17所述的电源装置，其特征在于，所述共用升压电路包括升压斩波电路，该升压斩波电路将所述电源电压升压并变换成所述预备升压电压。
19.如权利要求17所述的电源装置，其特征在于，所述共用升压电路包括电荷泵电路，该电荷泵电路将所述电源电压升压并变换成所述预备升压电压。
20.如权利要求17所述的电源装置，其特征在于，将所述共用升压电路和所述多个器件驱动电路一体化集成。
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