CN1744418A

CN1744418A - 可调整电压的电压转换电路

Info

Publication number: CN1744418A
Application number: CN 200510107036
Authority: CN
Inventors: 贾玄策; 黄教忠; 杨欣陆
Original assignee: AU Optronics Corp
Current assignee: AU Optronics Corp
Priority date: 2005-09-27
Filing date: 2005-09-27
Publication date: 2006-03-08
Anticipated expiration: 2025-09-27
Also published as: CN100463341C

Abstract

一种可调整电压的电压转换电路藉由改变可变电压源的值来调整输出电压，包含一脉冲宽度调节电路和一回授电路。脉冲宽度调节电路以脉冲方式供给输出电压，并通过改变脉冲的宽度、频率或者分布规则来改变输出电压的数值或频率。回授电路包含由多个串联电阻所组成的电阻串，电阻串的一端耦合于一可变电压源，且脉冲宽度调节电路的一输入端耦合于电阻串的两相邻串联电阻之间。

Description

可调整电压的电压转换电路

技术领域

本发明涉及一种可调整电压的电压转换电路，特别是涉及一种藉由改变可变电压源的值来调整输出电压的电压转换电路。

背景技术

为了满足人类视觉享受，显示器已是现代社会非常普及的装置。随着科技进步，显示器的品质逐渐提升，市面上显示器的种类也越来越多。由于液晶显示器(Liquid Crystal Display；LCD)具有重量轻、低功率消耗，以及低辐射等优点，因此液晶显示器已广泛地应用于市面上多种便携式信息产品，例如笔记型计算机(notebook)以及个人数字助理(Personal DigitalAssistant；PDA)等商品。此外，液晶屏幕以及液晶电视亦已逐渐普及，渐渐取代传统的阴极射线管(cathode ray tube；CRT)显示器和电视。

薄膜液晶显示器(Thin Film Transistor Liquid Crystal Display；TFT-LCD)为光电产品中平面显示器的一种，在其内每个像素上都有一由多晶硅(polysilicon)工艺所制作出来的薄膜晶体管(TFT)。由于薄膜液晶显示器具有体积小、质量轻、高反应速度、低耗电、高对比率、宽视角、低辐射、以及内建驱动回路等许多优点，也渐渐由消费性电子产品转为信息产品，而且有越来越大型化的趋势。

薄膜液晶显示器的运作需要各项驱动电压，例如模拟源电压(AVDD)、栅极开启电压(VGH)、栅极关闭电压(VGL)等驱动电压。请参考图1，图1为已知技术中一薄膜液晶显示器的驱动电路10的示意图。驱动电路10包含一脉冲宽度调节(Pulse Width Modulation；PWM)电路12以及一回授电路14，可将输入电压Vi转换为薄膜液晶显示器10运作时所需的输出电压Vo。脉冲宽度调节电路12可以藉由脉冲方式供给输出电压Vo以作为薄膜液晶显示器10的驱动电压，并通过改变脉冲的宽度、频率或者分布规则来改变输出电压Vo的数值和频率。回授电路14通过电阻R1和电阻R2将输出电压Vo分压后产生一参考电压Vref，再将参考电压Vref反馈至脉冲宽度调节电路12，使得输出电压Vo能有平稳的输出。在已知技术的驱动电路10中，输出电压Vo的值是固定不变的，输出电压Vo的值可由下列公式表示：

V0＝(R1+R2)*Vref/R2

请参考图2，图2为已知技术中一电压转换模块20的功能示意图。电压转换模块20采用驱动电路10的结构，可将Vi1、Vi2、Vi3，...，Vim等输入电压转换为薄膜液晶显示器在运作时所需的驱动电压Vo1、Vo2、Vo3，...，Von等。输入电压和驱动电压的数目m和n可依据不同需求来设计。当电压转换模块20针对一薄膜液晶显示器设计完成后，无论输入电压和驱动电压的数目为何，输入电压的值皆为固定，而其相对应所产生驱动电压的值也无法改变。

但由于各晶片厂的工艺状况不同，同样种类的薄膜液晶显示器产品特性曲线也会有差异，采用同样的驱动电压设计并不能达到最佳的显示效果。另外，当产品有特殊缺陷需要进行分析，例如与TFT特性相关的画质不均(center mura)等进行检测或分析时，也需要灵活的对驱动电压进行调节。由于已知技术所产生的驱动电压为固定值，并无法针对不同产品特性曲线作改变，或是在进行检测或分析作灵活的调整。

发明内容

因此本发明的主要目的在于提供一种可调整电压的电压转换电路，以解决已知技术的问题。

本发明披露了一种可调整电压的电压转换电路，其包含一脉冲宽度调节电路，用来以脉冲方式供给输出电压，并通过改变脉冲的宽度、频率或者分布规则来改变输出电压的数值或频率；以及一回授电路，其包含由多个串联电阻所组成的电阻串，该电阻串的第一端耦合于一第一可变电压源，且该电阻串的两相邻串联电阻之间耦合于该脉冲宽度调节电路的一输入端。

本发明还披露了一种可调整电压的集成电路，其包含一电压转换电路、一回授电路、一输入电压源，以及一负载。该电压转换电路包含一脉冲宽度调节电路，用来以脉冲方式供给输出电压，并通过改变脉冲的宽度、频率或者分布规则来改变输出电压的数值或频率，以及一回授电路，其包含由多个串联电阻所组成的电阻串。该电阻串的第一端耦合于一第一可变电压源，且该电阻串的两相邻串联电阻之间耦合于该脉冲宽度调节电路的一输入端。该输入电压源耦合于该电压转换电路的输入端。该负载耦合于该电压转换电路的输出端。

附图说明

图1为已知技术中一薄膜液晶显示器的驱动电路的示意图。

图2为已知技术中一电压转换模块的功能示意图。

图3为本发明第一实施例中一薄膜液晶显示器的驱动电路的示意图。

图4为本发明应用于图3的驱动电路中一升压开关式电压转换电路的示意图。

图5为本发明应用于图3的驱动电路中一反向开关式电压转换电路的示意图。

图6为本发明第二实施例中一薄膜液晶显示器的驱动电路的示意图。

图7为本发明第三实施例中一薄膜液晶显示器的驱动电路的示意图。

图8为本发明中一电压转换模块的功能示意图。

附图符号说明

12 脉冲宽度调节电路

10、30、60、70 驱动电路

20、32、80 电压转换模块

14、34、64、74 回授电路

35、65、75 电阻串

A、B 节点

R1、R2 电阻

Xin 讯号

Cin、Cout 电容

L 电感

SW 开关组件

CT 控制电路

42 升压开关式电压转换电路

52 反向开关式电压转换电路

Vi、Vi1-Vim 输入电压

Vref、Vref1-Vrefn 参考电压

Vx1-VX3 可变电压源

Vo、Vo1-Von 输出电压

具体实施方式

请参考图3，图3为本发明第一实施例中一薄膜液晶显示器的驱动电路30的示意图。驱动电路30包含一电压转换模块32及一回授电路34，可将输入电压Vi转换为薄膜液晶显示器在运作时所需的输出电压Vo。在本发明第一实施例中，回授电路34的电阻串35包含两串联电阻R1和R2，电阻串35的一端耦合于驱动电路30的输出端，而另一端耦合于一可变电压源Vx1。回授电路34藉由电阻R1和R2将输出电压Vo分压，于节点A产生一参考电压Vref，再将参考电压Vref反馈回电压转换模块32，电压转换模块32再依据参考电压Vref来修正输出电压Vo，以使输出电压Vo能平稳地输出。在本发明的驱动电路30中，输出电压Vo的值可由下列公式表示：

V_{O} = \frac{(R 1 + R 2)}{R 2} \times (Vref - Vx 1) + Vx 1

电压转换模块32可为一升压开关式电压转换电路(boost converter)42或一反向开关式电压转换电路(buck converter)52，分别示于图4和图5。在图4和图5中，Cin和Cout为缓冲电容，分别用来稳定输入电压Vi和输出电压Vo。开关组件SW可为一金属氧化物半导体场效晶体管(Metal OxideSemiconductor Field Effect Transistor；MOSFET)、双极结型晶体管(bipolar junction transistor；BJT)或其它具类似开关功能的组件，二极管D可为一肖特基二极管(Schottky Diode)或其它具有类似开关功能的组件，开关组件SW和二极管D可用来控制电压转换模块32内的电流路径。电感L耦合于升压开关式电压转换电路42及反向开关式电压转换电路52的输入端与输出端之间，用来提供一输入电流。控制电路CT可为一脉冲宽度调节(Pulse Width Modulation；PWM)电路，藉由脉冲方式供给输出电压Vo以作为薄膜液晶显示器的驱动电压，并通过改变脉冲的宽度、频率或者分布规则来改变输出电压Vo的数值和频率。电压转换电路42及反向开关式电压转换电路52仅为本发明电压转换模块32的实施例，本发明亦可采用其它种类的电压变换电路。

由于在本发明的回授电路34中，电阻串35耦合于驱动电路30的输出端和可变电压源Vx之间，因此采用本发明驱动电路30的薄膜液晶显示器可藉由改变可变电压源Vx的值来调整输出电压Vo，依据工艺状况和产品特性曲线修正驱动电压的值，以达到最佳的显示效果。此外，当产品有一些特殊缺陷，需对薄膜液晶显示器特性相关的中心画质不均(center mura)等进行检测或进行分析时，本发明也可灵活的对驱动电压进行调节。

请参考图6，图6为本发明第二实施例中一薄膜液晶显示器的驱动电路60的示意图。驱动电路60和驱动电路30不同之处在于驱动电路60包含一回授电路64。在本发明第二实施例的回授电路64中，电阻串65包含三个电阻R1、R2和R3。电阻R1、R2和R3的一端分别耦合于驱动电路60的输出端、一可变电压源Vx2和一可变电压源Vx1，而电阻R1、R2和R3的另一端耦合于节点A。回授电路64藉由电阻R1、R2和R3将输出电压Vo分压，于节点A产生一参考电压Vref，再将参考电压Vref反馈回电压转换模块32，电压转换模块32再依据参考电压Vref来修正输出电压Vo，使得输出电压Vo能有平稳的输出。本发明第二实施例的驱动电路60可藉由改变可变电压源Vx1和Vx2的值来调整输出电压Vo，此时输出电压Vo的值可由下列公式表示：

V_{O} = \frac{(R 1 R 2 + R 2 R 3 + R 1 R 3) Vref - R 1 R 2 Vx 1 - R 1 R 3 Vx 2}{R 2 R 3}

在驱动电路60中，可变电压源Vx2亦可为固定电压。若可变电压源Vx2为接地电位，本发明第二实施例的驱动电路60可藉由改变可变电压源Vx1的值来调整输出电压Vo，此时输出电压Vo的值可由下列公式表示：

V_{O} = \frac{(R 1 R 2 + R 2 R 3 + R 1 R 3) Vref - R 1 R 2 Vx 1}{R 2 R 3}

请参考图7，图7为本发明第三实施例中一薄膜液晶显示器的驱动电路70的示意图。驱动电路70和驱动电路30不同之处在于驱动电路70包含一回授电路74。在本发明第三实施例的回授电路74中，电阻串75包含三个串联电阻R1、R2和R3。电阻串75耦合于驱动电路70的输出端和一可变电压源Vx3之间，而一可变电压源Vx1耦合于电阻R2和R3之间的节点B。回授电路74藉由电阻R1、R2和R3将输出电压Vo分压，于节点A产生一参考电压Vref，再将参考电压Vref反馈回电压转换模块32，电压转换模块32再依据参考电压Vref来修正输出电压Vo，以使输出电压Vo能平稳地输出。本发明第三实施例的驱动电路70可藉由改变可变电压源Vx1和Vx3的值来调整输出电压Vo，此时输出电压Vo的值可由下列公式表示：

V_{O} = \frac{(R 1 + R 2 R + R 3) \times (Vref - Vx 1)}{R 2} + Vx 3

在驱动电路70中，可变电压源Vx1亦可为固定电压。若可变电压源Vx1为接地电位，本发明第三实施例的驱动电路70可藉由改变可变电压源Vx3的值来调整输出电压Vo，输出电压Vo的值可由下列公式表示：

V_{O} = \frac{(R 1 + R 2 + R 3) Vref}{R 2} + Vx 3

在本发明第一至第三实施例中，调整可变电压源Vx1-Vx3的方式可通过外部输入或内部产生。若通过外部输入，可在薄膜液晶显示器的电路板上新增一输入端子，由测试机或外部系统供给讯号。此外，亦可通过现有接口的某一端子，例如一空闲差分信号端子，或与自动运行模式(aging mode)端子共享。若通过内部产生，可在薄膜液晶显示器的非易失性存储器(Non-Volatile Random Access Memory)内储存调整可变电压源Vx1-Vx3的数据，再通过数模转换集成电路来输出前述可调电压。薄膜液晶显示器的非易失性存储器可通过外接电路来编辑，并可与数模转换积体电整合成为一个整合集成电路，非易失性存储器和整合集成电路亦可与薄膜液晶显示器的专用集成电路(ASIC)或其它集成电路结合。

请参考图8，图8为本发明电压转换模块80的功能示意图。电压转换模块80可采用驱动电路30、60或70的结构，可将Vi1、Vi2、Vi3，...，Vim等输入电压转换为薄膜液晶显示器的运作所需的驱动电压Vo1、Vo2、Vo3，...，Von等，并通过一控制讯号Xin将反馈讯号Vref1、Vref2、Vref3，...，Vrefn等传回电压转换模块80以稳定输出电压。输入电压和驱动电压的数目m和n可依据不同需求来设计。

已知技术所产生的驱动电压为固定值，无法针对不同产品特性曲线作改变，或是在进行检测或分析作灵活的调整。相较于已知技术，本发明可藉由改变可变电压源Vx1-Vx3的值来调整输出电压Vo，依据工艺状况和产品特性曲线修正驱动电压的值，以达到最佳的显示效果。此外，当产品有一些特殊缺陷，需对薄膜液晶显示器特性相关的中心画质不均等进行检测或进行分析时，本发明也可灵活的对驱动电压进行调节。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明的权利要求所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims

1.一种可调整电压的电压转换电路，其包含：

一脉冲宽度调节电路，用来以脉冲方式供给输出电压，并通过改变脉冲的宽度、频率或者分布规则来改变输出电压的数值或频率；以及

一回授电路，其包含由多个串联电阻所组成的电阻串，该电阻串的第一端耦合于一第一可变电压源，且该电阻串的两相邻串联电阻之间耦合于该脉冲宽度调节电路的一输入端。

2.如权利要求1所述的电路，其中回授电路还包含一电阻，该电阻的第一端耦合于该电阻串的两相邻串联电阻之间，而该电阻的第二端耦合于一电压源。

3.如权利要求2所述的电路，其中该电阻的第二端耦合于一第二可变电压源。

4.如权利要求2所述的电路，其中该电阻的第二端耦合于接地电位。

5.如权利要求1所述的电路，其中回授电路还包含一电阻，该电阻的第一端耦合于该电阻串的第一端与该第一可变电压源之间，而该电阻的第二端耦合于一第二可变电压源。

6.一种可调整电压的集成电路，其包含：

一电压转换电路，其包含：

一回授电路，其包含由多个串联电阻所组成的电阻串，该电阻串的第一端耦合于一第一可变电压源，且该电阻串的两相邻串联电阻之间耦合于该脉冲宽度调节电路的一输入端；

一输入电压源，耦合于该电压转换电路的输入端；以及

一负载，耦合于该电压转换电路的输出端。

7.如权利要求6所述的集成电路，其中该电压转换电路还包含一电阻，该电阻的第一端耦合于该电阻串的两相邻串联电阻之间，而该电阻的第二端耦合于一电压源。

8.如权利要求7所述的集成电路，其中该电阻的第二端系耦合于一第二可变电压源。

9.如权利要求7所述的集成电路，其中该电阻的第二端耦合于接地电位。

10.如权利要求6所述的集成电路，其中该电压转换电路还包含一电阻，该电阻的第一端耦合于该电阻串的第一端与该第一可变电压源之间，而该电阻的第二端耦合于一第二可变电压源。

11.如权利要求6所述的集成电路，其还包含一电感，耦合于该电压转换电路的输入端与输出端之间，用来提供一输入电流。

12.如权利要求6所述的集成电路，其还包含一开关组件，耦合于该电压转换电路的输入端与输出端之间，该开关组件于开启时提供电流由该电压转换电路的输入端流向该电压转换电路的输出端的路径。

13.如权利要求12所述的集成电路，其中该开关组件为一肖特基二极管。

14.如权利要求6所述的集成电路，其还包含一缓冲电路，耦合于该电压转换电路的输出端，用来稳定该电压转换电路的输出电压。

15.如权利要求10所述的集成电路，其中该缓冲电路包含一电容。