CN202364122U

CN202364122U - 电源装置、液晶驱动装置、液晶显示装置

Info

Publication number: CN202364122U
Application number: CN2011204480781U
Authority: CN
Inventors: 村上和宏
Original assignee: Rohm Co Ltd
Current assignee: Rohm Co Ltd
Priority date: 2010-11-19
Filing date: 2011-11-11
Publication date: 2012-08-01
Anticipated expiration: 2021-11-11
Also published as: JP2012114977A; US20120127151A1

Abstract

本实用新型提供一种电源装置、液晶驱动装置及液晶显示装置。本实用新型涉及的电源装置具有：根据输入电压而生成第一输出电压的第一电源电路；以及根据所述输入电压而生成比所述第一输出电压低的第二输出电压的第二电源电路，所述第一电源电路按照使与所述第一输出电压对应的第一反馈电压和规定的基准电压一致的方式进行所述第一输出电压的反馈控制，所述第二电源电路按照使与所述第二输出电压对应的第二反馈电压和所述第一反馈电压一致的方式进行所述第二输出电压的反馈控制。

Description

电源装置、液晶驱动装置、液晶显示装置

技术领域

本实用新型涉及生成电压值不同的两个系统的输出电压的电源装置以及利用该电源装置的液晶驱动装置及液晶显示装置。

背景技术

图3是表示液晶显示装置的一个现有例的框图。近年来，如本现有例的液晶显示装置所示，以向LCD(Liquid Crystal Display)面板400提供源电压的源极驱动器(source driver)IC300的节能化或低发热化为主要目的，正在开始普及利用电压值不同的两个系统的电源电压(升压电源IC100的输出电压VO1(例如15V)以及降压电源IC200的输出电压VO2(例如7.5V))来驱动源极驱动器IC300的方式。

例如，在输出电压VO1与输出电压VO2之间驱动源极驱动器IC300所包含的驱动级(amp)中的一半，在输出电压VO2与接地电压GND之间驱动剩下的一半。

另外，作为与上述内容相关联的现有技术的一例，可以举出日本特开2006-171367号公报。

然而，若在被输入到源极驱动器IC300的输出电压VO1与输出电压VO2之间，各自的启动定时/停止定时不一致(仅输出电压VO1及输出电压VO2的其中一方被输出的状态等)或者电压值的逆转状态发生一瞬间，则驱动级的耐压不足可能会导致源极驱动器IC300被破坏。

对于上述课题，参照图4具体进行说明。图4是用于说明现有课题的时间图，是将输出电压VO1及VO2的时间变化曲线化的图。其中，对于输出电压VO2而言，作为不同的三种举动，描绘了：实线(与输出电压VO1完全同步的理想举动)、单点划线(与输出电压VO1相比上升较缓慢时的举动)以及双点划线(比输出电压VO1先启动时的举动)。

在升压电源IC100中，在时刻t21以前，按照不将输入电压VI(例如12V)作为输出电压VO1输出的方式断开负载开关P1。在时刻t21接通负载开关P1之时，按照负载开关P1的导通度逐渐增大的方式对该负载开关P1进行软接通控制。然后，若开始输入电压VI的升压动作，则输出电压VO1变得比输入电压VI高，在时刻t22，输出电压VO1达到其目标值(例如15V)。

另一方面，在降压电源IC200中，在输出电压VO2示出实线的举动情况下，在时刻t21，开始输出电压VO2的输出动作，在时刻t22，输出电压VO2达到其目标值(例如7.5V)。因此，只要输出电压VO2示出实线的举动，在输出电压VO1与输出电压VO2之间就不会产生各自的启动定时/停止定时的不一致或者电压值的逆转状态，甚至于也不会产生源极驱动器IC300的耐压不足。

然而，在输出电压VO2示出单点划线的举动的情况下，即输出电压VO2的上升比较缓慢，在输出电压VO2还未达到目标值(7.5V)的状态下而输出电压VO1已经先达到目标值(15V)时，源极驱动器IC300上被施加了预想外的高电压(例如7.5V以上)，驱动级的耐压会不足，甚至可能会导致破坏。再有，在输出电压VO2示出双点划线的举动的情况下，即输出电压VO2比输出电压VO1先启动的情况下，在源极驱动器IC300中流过预想外的逆电流，可能会产生过电流导致的破坏。

作为用于避免上述破坏的最简单的对策，考虑使源极驱动器IC300的驱动级高耐压的方法。但是，这种避免对策会导致源极驱动器IC300的成本上升或者芯片尺寸的大型化，因此难说是最佳的避免对策。另一方面，若在升压电源IC100与降压电源IC200之间使两者的软启动举动完全同步，则无需使源极驱动器IC300的驱动级高耐压，能够避免上述破坏。但是，在上述现有例的液晶显示装置中，输出电压VO1及VO2分别由不同的IC生成，为了使两电压的启动时序或停止时序高精度地匹配，需要对各电源IC外装的软启动控制用的电容器Css1及Css2进行高精度化，或者使对这些电容器充电用的充电电流高精度，因此必须在各电源IC追加多余的管脚或者外设电阻等部件。

实用新型内容

本实用新型鉴于由本申请的发明人发现的上述问题点，其主要目的在于提供一种电源装置以及采用该电源装置的液晶驱动装置及液晶显示装置，在生成电压值不同的两个系统的输出电压之际不会导致管脚或外设部件的增大，且能避免各输出电压的启动定时/停止定时的不一致或电压值的逆转。

为了达到上述目的，本实施新型涉及的电源装置采取以下构成，即具有：根据输入电压而生成第一输出电压的第一电源电路；以及根据所述输入电压而生成比所述第一输出电压低的第二输出电压的第二电源电路，所述第一电源电路按照使与所述第一输出电压相对应的第一反馈电压和规定的基准电压一致的方式进行所述第一输出电压的反馈控制，所述第二电源电路按照使与所述第二输出电压相对应的第二反馈电压和所述第一反馈电压一致的方式进行所述第二输出电压的反馈控制。

另外，通过下面所述的具体实施方式的详细说明或与该内容关联的附图，可以更加清楚本实用新型的其他特征、要素、步骤、优点以及特性等。

附图说明

图1是表示本实用新型涉及的液晶显示装置的一构成例的框图。

图2是表示输出电压VO1及VO2的启动时序的时间图。

图3是表示液晶显示装置的一现有例的框图。

图4是用于说明现有课题的时间图。

图中：1-电源IC，2-源极驱动器IC，3-LCD面板，10-升压电路，11-N沟道型MOS场效应晶体管，12-控制部，13-误差放大器，14-恒流源，15-直流电压源，20-降压电路，21、22-N沟道型MOS场效应晶体管，23-控制部，24-误差放大器，30-增益放大器，T1～T7-管脚，L1、L2-电感器，C1、C2-电容器，D1-二极管，R1～R4-电阻，P1-P沟道型MOS场效应晶体管(负载开关)，Css-电容器(软启动调整用)。

具体实施方式

图1是表示本实用新型涉及的液晶显示装置的一构成例的框图。在本构成例的液晶显示装置除了具有电源IC1、源极驱动器IC2和LCD面板3以外，作为外装于电源IC1的分立(discrete)部件，还具有：电感器L1及L2；二极管D1；电容器C1、C2及Css；电阻R1及R2；和P沟道型MOS(Metal Oxide Semiconductor)场效应晶体管P1。

电源IC1是生成电压值不同的两个系统的输出电压VO1及VO2的半导体集成电路装置，具有升压电路10、降压电路20和增益放大器30。再有，电源IC1为了确立与外部的电连接而至少具有管脚T1-T7.

升压电路10是对输入电压VI(例如12V)进行升压来生成输出电压VO1(例如15V)的电源电路，具有N沟道型MOS场效应晶体管11、控制部12、误差放大器13、恒流源14和直流电压源15。

晶体管11是由控制部12进行导通/截止控制的输出晶体管。晶体管11的漏极与管脚T1连接。晶体管11的源极及背栅均接地。晶体管11的栅极与控制部12连接。

控制部12是按照从误差放大器13输出的误差电压变小的方式进行晶体管11的导通/截止控制的逻辑电路。其中，关于控制部12的内部构成，只要采用一般的构成即可，例如通过将误差电压和三角波形状的斜坡电压进行比较，从而生成PWM(Pulse Width Modulation)信号，利用该PWM信号来生成晶体管11的栅极信号。

误差放大器13通过对基准电压Vref及软启动电压Vss中低的一方和反馈电压Vfb1之间的差分进行放大而生成误差电压。误差放大器13的第一正向输入端(+)与管脚T7连接。误差放大器13的第二正向输入端(+)与直流电压源15的正极端(基准电压Vref的施加端)连接。直流电压源15的负极端与接地端相连接。误差放大器13的反向输入端(-)与管脚T3相连接。

恒流源14连接在输入电压VI的施加端和管脚T7之间，生成外设于管脚T7的电容器Css的充电电流。因此，在管脚T7出现电源IC1的启动后缓慢上升的软启动电压Vss。即，恒流源14与电容器Css作为软启动电压生成部发挥作用。

电感器L1、二极管D1及电容器C1作为升压电路10的输出级起作用。电感器L1的第一端和输入电压VI的施加端相连接。电感器L1的第二端与管脚T1相连接。二极管D1的阳极与管脚T1相连接。二极管D1的阴极与电容器C1的第一端相连接。电容器C1的第二端与接地端相连接。

晶体管P1作为负载开关发挥作用，其用于导通/切断向源极驱动器IC2的电力供给路径，使得在升压电路10的非驱动时不将输入电压VI作为输出电压VO1来输出。晶体管P1的源极及背栅和电容器C1的第一端连接。晶体管P1的漏极与源极驱动器IC2的第一电源输入端相连接。晶体管P1的栅极经由管脚T2而与控制部12相连接。

电阻R1及R2作为反馈电压生成部来发挥作用，其通过以规定的分压比(＝R2/(R1+R2))对输出电压VO1进行分压而生成与输出电压VO1相应的反馈电压Vfb1。电阻R1的第一端和电容器C1的第一端相连接。电阻R1的第二端和管脚T3相连接。电阻R2的第一端和管脚T3相连接。电阻R2的第二端和接地端相连接。

在由上述结构构成的升压电路10中，按照使输出电压VO1所对应的反馈电压Vfb1和规定的基准电压Vref一致的方式进行输出电压VO1的反馈控制。

降压电路20是对输入电压VI进行降压而生成比输出电压VO1低的输出电压VO2(例如7.5V)的电源电路，具有N沟道型MOS场效应晶体管21及22、控制部23和误差放大器24。

晶体管21是由控制部23进行导通/截止控制的输出晶体管。晶体管21的漏极与管脚T4相连接。晶体管21的源极及背栅均与管脚T5相连接。晶体管21的栅极与控制部23相连接。

晶体管22是与晶体管21互补地(排他地)通过控制部23进行导通/截止控制的同步整流晶体管。晶体管22的漏极与管脚T5相连接。晶体管22的源极及背栅均和接地端连接。晶体管22的栅极和控制部23相连接。其中，在采用非同步整流方式的情况下只要取代晶体管22而采用二极管即可。

控制部23是按照从误差放大器24输出的误差电压变小的方式进行晶体管21及22的导通/截止控制的逻辑电路。另外，关于控制部23的内部构成，与控制部12同样，只要采用一般的构成即可，例如通过将误差电压和三角波形状的斜坡电压进行比较，从而生成PWM信号，利用该PWM信号来生成晶体管21及22的栅极信号。

误差放大器24通过对经由增益放大器30输入的升压电路10的反馈电压Vfb1和输出电压VO2所对应的反馈电压Vfb2之间的差分进行放大，从而生成误差电压。误差放大器24的正向输入端(+)和增益放大器30的输出端相连接。误差放大器24的反向输入端(-)与管脚T6相连接。

电感器L2及电容器C2作为降压电路20的输出级起作用。管脚T4和输入电压VI的施加端相连接。电感L2的第一端和管脚T5相连接。电感器L2的第二端和电容器C2的第一端相连接，并且和源极驱动器IC2的第二电源输入端相连接。电容器C2的第二端和接地端相连接。

电阻R3及R4作为反馈电压生成部起作用，其通过以规定的分压比(＝R4/(R3+R4))对输出电压VO2进行分压而生成与输出电压VO2相对应的反馈电压Vfb2。电阻R3的第一端和电容器C2的第一端相连接。电阻R3的第二端和管脚T6相连接。电阻R4的第一端和管脚T6相连接。电阻R4的第二端和接地端相连接。

在由上述结构构成的降压电路20中，按照使输出电压VO2所对应的反馈电压Vfb2和经由增益放大器30而输入的升压电路10的反馈电压Vfb1一致的方式，进行输出电压VO2的反馈控制。

增益放大器30对升压电路10的反馈电压Vfb1进行增大后输出到降压电路20的误差放大器24。另外，作为增益放大器30，优选采用能任意地对其增益N进行可变控制的可变增益放大器。其中，增益放大器30并不是实现本实用新型所必需的构成要素，即使将升压电路10的反馈电压Vfb1直接输入到降压电路20的误差放大器24也可以。

源极驱动器IC2是半导体集成电路装置，其接受电压值不同的两个系统的输出电压VO1及VO2的供给，生成与图像数据相应的电压值的源极信号(影像信号)，并将这些信号提供给LCD面板2的各像素(更正确地说，是和LCD面板3的各像素相连接的有源元件的源极端子)。例如在输出电压VO1与输出电压VO2之间驱动源极驱动器IC2所包含的驱动级(放大器)中的一半，而在输出电压VO2与接地电压GND之间驱动剩下的一半。通过采用这种驱动方式，从而与在输出电压VO1与接地电压GND之间对驱动级进行驱动的情况相比，能够实现源极驱动器IC2的节能化和低发热化。

LCD面板3是将光透过率根据从源极驱动器IC2供给的源极信号的电压值而变化的液晶元件用作像素的TFT(Thin Film Transistor)方式的影像输出单元。

图2是表示输出电压VO1及VO2的启动时序的时间图。如之前所描述的，在本构成例的电源IC1中采取以下构成：将生成具有不同电压值的两个系统的输出电压VO1及VO2中、电压值较高的输出电压VO1的升压电路10的反馈电压Vfb1，输入到生成电压值较低的输出电压VO2的降压电路20的误差放大器的正向输入端(+)，并将该电压视作和降压电路20的反馈电压Vfb2进行比较参照的基准电压，进行输出电压VO2的反馈控制。

通过采取这种构成，若升压电路10启动，输出电压VO1(甚至于反馈电压Vfb1)开始缓慢上升，将该电压作为基准电压的降压电路20在同一定时也启动，以与升压电路10完全同步的形态进行软启动动作，因此不会导致管脚和外设部件的增加，能够避免与输出电压VO1及VO2相关的启动定时/停止定时的不一致或电压值的逆转。因此，可以降低源极驱动器IC2的耐压，能够实现源极驱动器IC2的低成本化和小型化。

再有，若采取经由增益放大器30将升压电路10的反馈电压Vfb1输出到降压电路20的构成，则通过对增益放大器30的增益N进行可变控制，从而相对于输出电压VO1的启动波形的倾斜度而言，能够任意地调整输出电压VO2的启动波形的倾斜度。例如，若不依赖于源极驱动器IC2的规格或负载开关P1的定时控制，而是按照始终使输出电压VO2比输出电压VO1先达到目标值的方式调整增益放大器30的增益N，则可以将在源极驱动器IC2上施加预想外的高电压(例如7.5V以上)的状况防患于未然，因此能够降低源极驱动器IC2的耐压。

若言及工业上的可利用性，则可以说本实用新型例如在提高装载于TFT型液晶显示装置上的源极驱动器用电源装置的可靠性方面是有用的技术。

另外，在上述实施方式中，虽然举例说明了将本实用新型应用在用于生成在TFT型液晶显示装置中装载的源极驱动器IC2用的输出电压VO1及VO2的电源IC1的结构，但本实用新型的应用对象并未限于此，能广泛地应用于所有在生成两个系统的输出电压之际必须避免各自的启动定时/停止定时的不一致或电压值的逆转的电源装置中。

再有，本实用新型的构成除了上述实施方式以外，能够在不脱离实用新型目的的范围内添加各种变更。即，上述实施方式在所有方面都只是例示，不应该认为是限定，本实用新型的技术范围并不是上述实施方式的说明，而是由权利要求书来表示，应该理解为包含和权利要求书均等的含义以及范围内所属的全部变更。

Claims

1.一种电源装置，其包括：

根据输入电压而生成第一输出电压的第一电源电路；以及

根据所述输入电压而生成比所述第一输出电压低的第二输出电压的第二电源电路，

所述第一电源电路按照使与所述第一输出电压对应的第一反馈电压和规定的基准电压一致的方式进行所述第一输出电压的反馈控制，

所述第二电源电路按照使与所述第二输出电压对应的第二反馈电压和所述第一反馈电压一致的方式进行所述第二输出电压的反馈控制。

2.根据权利要求1所述的电源装置，其中，

该电源装置还包括增益放大器，该增益放大器将所述第一反馈电压放大并输出到所述第二电源电路。

3.根据权利要求2所述的电源装置，其中，

所述增益放大器是可变增益放大器。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的电源装置，其中，

所述第一电源电路包括：

第一输出晶体管；

生成启动后缓慢上升的软启动电压的软启动电压生成部；

根据所述基准电压及所述软启动电压中较低的一个电压和所述第一反馈电压来生成第一误差电压的第一误差放大器；以及

按照所述第一误差电压变小的方式进行所述第一输出晶体管的导通/截止控制的第一控制部。

5.根据权利要求4所述的电源装置，其中，

所述第二电源电路包括：

第二输出晶体管；

根据所述第一反馈电压和所述第二反馈电压来生成第二误差电压的误差放大器；以及

按照所述第二误差电压变小的方式进行所述第二输出晶体管的导通/截止控制的第二控制部。

6.根据权利要求1-3中任一项所述的电源装置，其中，

所述第一电源电路是升压电源电路，

所述第二电源电路是降压电源电路。

7.根据权利要求4所述的电源装置，其中，

所述第一电源电路是升压电源电路，

所述第二电源电路是降压电源电路。

8.根据权利要求5所述的电源装置，其中，

所述第一电源电路是升压电源电路，

所述第二电源电路是降压电源电路。

9.一种液晶驱动装置，其具有：

权利要求1-8中任一项所述的电源装置；以及

源极驱动器装置，其从所述电源装置接受第一输出电压与第二输出电压的供给，生成液晶显示面板的源极信号。

10.一种液晶显示装置，其具有：

权利要求9所述的液晶驱动装置；以及

由液晶驱动装置驱动的液晶显示面板。