DE102007035418A1 - Direct current converter for electronic device, has circuit with current source, and producing compensation voltage, which is superimposed to regulate voltage level of output direct current voltage - Google Patents

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Abstract

The converter has a circuit (3) with a current source, and comprising a side that is connected with an input connection (26a) of a back coupling differential gain circuit (26) and another side that is connected with a measurement circuit (25) for determining output voltage. The circuit (3) produces electrical current (I) and compensation voltage based on a temperature signal of another circuit (4) for determining ambient temperature for measuring the temperature of the circuit (4). The compensation voltage is superimposed to regulate the voltage level of output direct current (DC) voltage.

Description

Gebiet der ErfindungField of the invention

Die vorliegende Erfindung betrifft ganz allgemein einen Gleichspannungswandler und insbesondere einen Gleichspannungswandler mit einem Temperatur-Kompensations-Schaltkreis, der sich vor allem als Schaltkreis für die Energieversorgung von Flüssigkristallbildschirmen eignet.The The present invention relates generally to a DC-DC converter and in particular a DC-DC converter with a temperature compensation circuit, mainly as a circuit for the power supply of liquid crystal displays.

Hintergrund der ErfindungBackground of the invention

Für eine Vielzahl von elektronischen Geräten ist ein Schaltkreis für die Gleichspannungswandlung erforderlich um eine stabile Nennspannung zur Verfügung zu stellen. Der Schaltkreis für die Gleichspannungswandlung weist im Allgemeinen einen Aufbau auf, bei dem eine transistorbasierte Schalteinheit vorgesehen ist, die mit einem Metalloxyd-Halbleiter(MOS)-Feldeffekt-Transistor (FET) versehen ist, einem Vergleicher, einem Schaltkreis zur Erzeugung einer sägezahnförmigen Spannung, einem Schaltkreis für die Messung einer Ausgangsspannung, einem Rückkopplungsschaltkreis mit Differenzverstärkung und einem Schaltkreis für die Erzeugung eines Referenzspannungssignals. Der Gleichspannungswandler sorgt dafür, dass der Schaltkreis für die Messung der Ausgangsspannung den Spannungspegel einer Ausgangsgleichspannung misst und als Funktion dieser ein Rückkopplungssignal erzeugt, das dem Rückkopplungsschaltkreis mit Differenzverstärkung und dem Vergleicher zugeführt wird um ein Torsteuersignal zu erzeugen, das den EIN/AUS-Zustand einer auf Transistoren basierenden Schalteinheit steuert um dadurch eine stabile Ausgangsgleichspannung am Anschluss der Ausgangsspannung bereit zu stellen. Ein derartiger Gleichspannungswandler wird üblicherweise in den Schaltkreisen zur Energieversorgung von Flüssigkristallbildschirmen eingesetzt.For A variety of electronic devices is a circuit required for the DC-DC conversion to a stable Rated voltage to provide. The circuit for the DC voltage conversion generally has a Structure on which a transistor-based switching unit provided That is, with a metal oxide semiconductor (MOS) field effect transistor (FET), a comparator, a circuit for generating a sawtooth voltage, a circuit for the measurement of an output voltage, a feedback circuit with differential amplification and a circuit for the generation of a reference voltage signal. The DC-DC converter ensures that the circuit for the measurement the output voltage, the voltage level of a DC output voltage measures and as a function of this generates a feedback signal, the feedback circuit with differential amplification and the comparator is supplied to a gate control signal generate the ON / OFF state of a transistor based Switching unit controls by a stable DC output voltage to provide at the connection of the output voltage. Such a DC-DC converter is usually in the circuits used for the power supply of liquid crystal displays.

In 1 der beigefügten Zeichnung ist ein Blockdiagramm eines herkömmlichen Schaltkreises zur Energieversorgung für einen Flüssigkristallbildschirm dargestellt. Der Flüssigkristallbildschirm, der mit 100 bezeichnet ist, enthält das Flüssigkristallpanel 1, einen Tortreiber 11, einen Datentreiber 12 und ein logische Steuereinheit 13. Diese Komponenten/Bauteile werden mit unterschiedlichen Arbeitsspannungen betrieben. Für einen herkömmlichen Flüssigkristallbildschirm 100 werden demzufolge mehrere Arbeitsspannungen unterschiedlicher Pegel benötigt, darunter wenigstens vier verschiedene Spannungspegel wie zum Beispiel eine Spannung VGH für das Einschalten einer Torschaltung, eine Spannung VGL für das Ausschalten der Torschaltung, eine Datentreiber-Spannung VDD und eine Spannung Vlogic für den logischen Steuerschaltkreis. Alle diese Arbeitsspannungen werden vom Schaltkreis 200 für die Versorgung mit Gleichspannungen zur Verfügung gestellt, wobei die Spannungen unterschiedliche Nennwerte aufweisen. So ist zum Beispiel die Spannung VDD für den Datentreiber eine Arbeitsspannung auf Hochspannungsniveau und wird von einem Gleichspannungswandler vom Boost-Typ bereitgestellt.In 1 In the accompanying drawings, there is shown a block diagram of a conventional liquid crystal display power supply circuit. The liquid crystal screen, which with 100 is designated, contains the liquid crystal panel 1 , a gate driver 11 , a data driver 12 and a logical control unit 13 , These components / components are operated with different working voltages. For a conventional liquid crystal screen 100 Accordingly, several operating voltages of different levels are required, including at least four different voltage levels such as a voltage VGH for turning on a gate, a voltage VGL for turning off the gate, a data driver voltage VDD and a voltage Vlogic for the logic control circuit. All these working voltages are from the circuit 200 provided for the supply of DC voltages, wherein the voltages have different nominal values. For example, the voltage VDD for the data driver is a high voltage working voltage and is provided by a boost type DC-DC converter.

In 2 ist als Beispiel der Gleichspannungswandler dargestellt, der die Datentreiber-Spannung VDD zur Verfügung stellt, wobei der Gleichspannungswandler, der mit dem Bezugszeichen 2 versehen ist, mit einer Eingangsgleichspannung Vin beaufschlagt wird, die von einer Spannungsversorgungsschaltung 201 abgegeben wird, welche eine Induktion L und eine in Durchlassrichtung geschaltete Diode D aufweist, sodass am Anschluss N2 für die Ausgangsgleichspannung eine Ausgangsgleichspannung Vout erzeugt wird. Üblicherweise ist der Anschluss N2 für die Ausgangsgleichspannung mit einem als Filter dienenden Kondensator C verbunden.In 2 is shown as an example of the DC-DC converter, which provides the data driver voltage VDD, wherein the DC-DC converter, denoted by the reference numeral 2 is provided with a DC input voltage Vin is applied from a power supply circuit 201 is output, which has an induction L and a forward-biased diode D, so that at the terminal N2 for the DC output voltage, a DC output voltage Vout is generated. Usually, the terminal N2 for the DC output voltage is connected to a capacitor C serving as a filter.

Der Gleichspannungswandler 2 weist eine transistorbasierte Schalteinheit 21 auf und enthält zum Beispiel einen MOS FET oder andere Leistungstransistoren. Die transistorbasierte Schalteinheit 21 besitzt einen Drain, der mit einem Knoten N1 zwischen der Induktion L und der Diode D verbunden ist, sowie eine Source, die elektrisch geerdet ist. Die transistorbasierte Schalteinheit 21 weist außerdem ein Gate auf, das elektrisch mit einer Tortreiberschaltung 22 verbunden ist.The DC-DC converter 2 has a transistor-based switching unit 21 and includes, for example, a MOS FET or other power transistors. The transistor-based switching unit 21 has a drain connected to a node N1 between the inductor L and the diode D, and a source which is electrically grounded. The transistor-based switching unit 21 also has a gate electrically connected to a gate drive circuit 22 connected is.

Ein Vergleicher 23 weist einen Eingangsanschluss 23a für ein sägezahnförmiges Signal auf, sowie einen Eingangsanschluss 23b für ein Differenzsignal und einen Ausgangsanschluss 23c. Dem Eingangsanschluss für das sägezahnförmige Signal wird dieses sägezahnförmige Signal Vs von einem Schaltkreis 24 zugeführt, der dieses sägezahnförmige Signal erzeugt. Der Ausgangsanschluss 23c des Vergleichers 23 ist elektrisch mit der Tortreiberschaltung 22 verbunden um ein Torsteuersignal Vp für die Tortreiberschaltung 22 zu erzeugen.A comparator 23 has an input port 23a for a sawtooth signal, and an input terminal 23b for a difference signal and an output terminal 23c , The input terminal for the sawtooth signal is this sawtooth-shaped signal Vs from a circuit 24 supplied, which generates this sawtooth-shaped signal. The output terminal 23c of the comparator 23 is electrically connected to the gate driver circuit 22 connected to a gate control signal Vp for the gate driver circuit 22 to create.

Ein Schaltkreis 25 für die Messung der Ausgangsspannung ist elektrisch mit dem Anschluss für die Ausgangsspannung N2 verbunden zur Feststellung des Spannungspegels der Ausgangsgleichspannung Vout am Anschluss für die Ausgangsspannung N2 und erzeugt als Funktion dessen ein Rückkopplungssignal Vfeb. Der Messschaltkreis 25 für die Ausgangsspannung besteht aus einem ersten Widerstand R1 und einem zweiten Widerstand R2, die in Serie geschaltet sind um dergestalt einen Spannungsteilerschaltkreis zu bilden. Ein Rückkopplungs-Knoten N3 zwischen dem ersten Widerstand R1 und dem zweiten Widerstand R2 liefert ein geteiltes Spannungssignal, das das Rückkopplungssignal Vfeb bildet.A circuit 25 for the measurement of the output voltage is electrically connected to the terminal for the output voltage N2 for detecting the voltage level of the DC output voltage Vout at the terminal for the output voltage N2 and generates as a function of a feedback signal Vfeb. The measuring circuit 25 for the output voltage consists of a first resistor R1 and a second resistor R2, which are connected in series so as to form a voltage divider circuit. A feedback node N3 between the first resistor R1 and the second resistor R2 provides a divided voltage signal representing the feedback signal Vfeb forms.

Ein Rückkopplungs-Differenzverstärker-Schaltkreis 26 weist einen Eingangsanschluss 26a für das Rückkopplungssignal auf sowie einen Eingangsanschluss 26b für eine Referenzspannung und einen Ausgangsanschluss 26c für ein Differenzsignal. Dem Eingangsanschluss 26a für das Rückkopplungssignal wird das Rückkopplungssignal Vfeb vom Messschaltkreis 25 für die Ausgangsspannung zugeführt. Dem Eingangsanschluss 26b für die Referenzspannung wird eine Referenzspannung Vref zugeführt, die von einem Erzeugerschaltkreis 27 für die Referenzspannung stammt. Der Ausgangsanschluss 26c für das Differenzsignal ist elektrisch mit dem Eingangsanschluss 23b für das Differenzsignal des Vergleichers 23 verbunden. Basierend auf dem empfangenen Rückkopplungssignal Vfeb und der empfangenen Referenzspannung Vref erzeugt der Rückkopplungs-Differenz-Verstärker-Schaltkreis 26 ein Fehlersignal Verr, das vom Ausgangsanschluss 26c für das Differenzsignal dem Eingangsanschluss 23b für das Differenzsignal des Vergleichers 23 zugeführt wird. Mit diesem durch den obigen Aufbau der Komponenten/Schaltkreise/Bauteile gebildeten Gleichspannungswandler kann eine stabile Ausgangsspannung Vout am Spannungsausgangsanschluss N2 erhalten werden, wobei die Ausgangsspannung Vout durch die folgende Gleichung berechnet wird: Vout = (1 + R1/R2)Vref.A feedback differential amplifier circuit 26 has an input port 26a for the feedback signal on and an input terminal 26b for a reference voltage and an output terminal 26c for a difference signal. The input connection 26a for the feedback signal, the feedback signal Vfeb from the measuring circuit 25 supplied for the output voltage. The input connection 26b for the reference voltage, a reference voltage Vref supplied by a generator circuit 27 comes for the reference voltage. The output terminal 26c for the difference signal is electrically connected to the input terminal 23b for the difference signal of the comparator 23 connected. Based on the received feedback signal Vfeb and the received reference voltage Vref, the feedback differential amplifier circuit generates 26 an error signal Verr coming from the output terminal 26c for the difference signal to the input terminal 23b for the difference signal of the comparator 23 is supplied. With this DC-DC converter formed by the above construction of the components / circuits / components, a stable output voltage Vout can be obtained at the voltage output terminal N2, and the output voltage Vout is calculated by the following equation: Vout = (1 + R1 / R2) Vref.

Für bestimmte Anwendungen ist dieser herkömmliche Aufbau eines Gleichspannungswandlers bestens geeignet um eine erforderliche Ausgangsnennspannung für gewöhnliche elektronische Geräte bereitzustellen. Hingegen ist dieser bekannte Aufbau des konventionellen Gleichspannungswandlers nicht zufriedenstellend im Hinblick auf die Anforderungen bezüglich hoher Präzision, hoher Beständigkeit bei wechselnden Umweltbedingungen, hoher Stabilität und niedriger Temperatureinflüsse.For certain applications is this conventional design of a DC converter ideal for a required nominal output voltage to provide for ordinary electronic devices. By contrast, this known construction of the conventional DC-DC converter unsatisfactory in terms of requirements regarding high precision, high resistance with changing Environmental conditions, high stability and low temperature influences.

Dies trifft insbesondere auf Flüssigkristallbildschirme zu. Dies beruht einfach darauf, dass die Eigenschaften eines Flüssigkristallbildschirms oftmals durch einen Temperaturwechsel am Bildschirmpanel sowie auch durch eine wechselnde Umgebungstemperatur beeinträchtigt werden. Steigt zum Beispiel die Temperatur der Umgebung wird die Phasendifferenz des Flüssigkristallpanels verringert, wobei zugleich die elektrischen Ladungen am Panel des Flüssigkristallbildschirms zunehmen, wodurch Überlastungen auftreten können. Dieses Phänomen beeinträchtigt die optischen Eigenschaften des Panels des Flüssigkristallbildschirms, einschließlich der Helligkeit, der Transmission und der Gammakurve.This especially applies to liquid crystal displays. This is simply because the properties of a liquid crystal screen often by a temperature change on the screen panel as well affected by a changing ambient temperature become. For example, the temperature of the environment increases Reduced phase difference of the liquid crystal panel, wherein at the same time the electrical charges on the panel of the liquid crystal screen increase, which can cause overloads. This phenomenon affects the optical properties of the panel of the liquid crystal panel, including the brightness, the transmission and the gamma curve.

Es wurde bereits vorgeschlagen, zur Überwindung dieser Nachteile die Datentreiberspannung VDD zu erhöhen oder die Toreinschaltspannung VGH zu reduzieren oder abzusenken. Dieser Vorschlag kann jedoch nicht in wirksamer Weise den durch die Temperaturänderungen hervorgerufenen Beeinträchtigungen des Flüssigkristallbildschirmpanels entgegen wirken. Des weiteren können mit dieser herkömmlichen Technik nicht die Schritte einer Temperaturkompensation mit einem positiven oder negativen Temperaturkoeffizienten je nach dem Temperaturwechsel mittels Signalumschaltung durchgeführt werden.It has already been proposed to overcome these disadvantages to increase the data drive voltage VDD or the gate turn-on voltage VGH to reduce or lower. However, this proposal can not Effectively caused by the temperature changes impairments counteract the liquid crystal panel. Of others can with this conventional technique not the steps of a temperature compensation with a positive one or negative temperature coefficients depending on the temperature change be carried out by means of signal switching.

Es sind zahlreiche Verfahren zur Temperaturkompensation aus der Patentliteratur bekannt geworden. So beschreibt zum Beispiel die US Patentveröffentlichung Nr. 2007/0085803A1 einen Schaltkreis für die Temperaturkompensation eines Flüssigkristallbildschirms, der dadurch gekennzeichnet ist, dass der Schaltkreis für die Temperaturkompensation aus einem Operationsverstärker zusammen mit Widerständen und Kondensatoren besteht, wobei dieser Schaltkreis in Serie mit einer Eingangsstufe eines gemeinsamen Schaltkreises für sowohl eine Toreinschaltspannung (VGH) als auch eine Datentreiberspannung (VDD) des Flüssigkristallbildschirms geschaltet ist. Dieser Aufbau erlaubt den Effekt einer Temperaturkompensation bis zu einem gewissen Grad, verwendet jedoch einen Vergleicher, der nur einen einfachen Vergleich zwischen den Signalen durchführt; der Aufbau ist dadurch gekennzeichnet, dass der Vergleicher den Spannungspegel für eine gemessene Umgebungstemperatur mit dem einer Datentreiberspannung (VDD) vergleicht um eine Kompensationsspannung zu erzeugen, die dem Versorgungsschaltkreis für eine Toreinschaltspannung zugeführt wird sowie dem Versorgungsschaltkreis für die Datentreiberspannung. Die Regelung der Ausgangsspannung auf diese Art und Weise ist jedoch nicht präzise. Außerdem wird der Schritt der Spannungsregulierung zugleich sowohl für die Toreinschaltspannung (VGH) als auch für die Datentreiberspannung (VDD) des Flüssigkristallbildschirms ausgeführt ohne Berücksichtigung der unterschiedlichen Anforderungen, die für die Toreinschaltspannung und die Datentreiberspannung bestehen. Daraus ergibt sich, dass diese Lösung für die aktuellen Bedürfnisse nicht praktikabel ist.Numerous methods for temperature compensation have become known from the patent literature. For example, this describes the US Patent Publication No. 2007 / 0085803A1 a circuit for temperature compensation of a liquid crystal panel, characterized in that the temperature compensation circuit consists of an operational amplifier together with resistors and capacitors, said circuit being connected in series with an input stage of a common gate voltage (VGH) circuit Data drive voltage (VDD) of the liquid crystal screen is switched. This construction allows the effect of temperature compensation to some extent, but uses a comparator that performs only a simple comparison between the signals; the structure is characterized in that the comparator compares the voltage level for a measured ambient temperature with that of a data drive voltage (VDD) to generate a compensation voltage supplied to the gate-on voltage supply circuit and the data drive voltage supply circuit. However, the regulation of the output voltage in this way is not precise. In addition, the voltage regulation step is carried out at the same time for both the gate turn-on voltage (VGH) and the data drive voltage (VDD) of the liquid crystal panel without considering the different requirements for the gate turn-on voltage and the data drive voltage. As a result, this solution is not practical for current needs.

Ein weiteres Beispiel ist im US Patent Nr. 7 038 654 beschrieben, das sich ebenfalls auf eine Temperaturkompensationsschaltung für einen Flüssigkristallbildschirm bezieht, wobei ein Temperatursignal, das mittels eines Temperaturfühlers erhalten wird, einer Treibersteuerschaltung zugeführt wird. Die Treibersteuerschaltung wiederum stellt ein Steuersignal zur Verfügung, das eine Referenzspannung eines Verstärkers steuert, das zusammen mit einem Schrittschaltkreis die Regulierung der Ausgangsspannung durchführt. Diese Technik ist zwar grundsätzlich für die Temperaturkompensation geeignet, erfordert jedoch einen Wechsel oder eine Anpassung der Referenzspannung sowie den Einsatz einer digitalen Technik zur Verwirklichung der Temperaturkompensation. Dies ist nur schwierig in die Praxis umzusetzen.Another example is in U.S. Patent No. 7,038,654 which also relates to a temperature compensation circuit for a liquid crystal panel, wherein a temperature signal obtained by means of a temperature sensor is supplied to a drive control circuit. The driver control circuit in turn provides a control signal which controls a reference voltage of an amplifier which, together with a stepping circuit, performs the regulation of the output voltage. Although this technique is basically suitable for temperature compensation, it requires a change or adjustment the reference voltage and the use of a digital technology to achieve the temperature compensation. This is difficult to put into practice.

Ein weiteres Beispiel ist im US Patent Nr. 6 803 899 beschrieben, wobei es sich hier ebenfalls um eine Temperaturkompensation für Flüssigkristallbildschirme handelt, die dadurch gekennzeichnet ist, dass ein Temperatursignal, das mittels eines Temperaturfühlers ermittelt worden ist, zur Regulierung der Ausgangsspannung mit Hilfe einer digitalen Steuertechnik und einer Pulsbreiten-Steuertechnik verwendet wird. Auch diese Lösung benötigt eine digitale Steuertechnik zur Verwirklichung der Temperaturkompensation und ist deshalb nur mit Schwierigkeiten in die Praxis umzusetzen.Another example is in U.S. Patent No. 6,803,899 which is also a temperature compensation for liquid crystal displays, characterized in that a temperature signal detected by means of a temperature sensor is used to regulate the output voltage by means of a digital control technique and a pulse width control technique. This solution also requires a digital control technology for the realization of the temperature compensation and is therefore difficult to put into practice.

Zusammenfassung der ErfindungSummary of the invention

Unter Berücksichtigung der oben diskutierten Probleme im Zusammenhang mit den herkömmlichen Techniken zur Temperaturkompensation für Gleichspannungswandler besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, einen Gleichspannungswandler zu schaffen, der die Schritte der Stromversorgung einsetzt zur Schaffung einer Temperaturkompensationsschaltung und der den Spannungspegel einer Ausgangsspannung als Funktion eines Wechsels der Umgebungstemperatur mittels der Temperaturkompensationsschaltung regelt.Under Considering the problems discussed above in context with the conventional techniques for temperature compensation for DC-DC converter, an object of the present invention Invention to provide a DC-DC converter, the Steps of the power supply used to create a temperature compensation circuit and the voltage level of an output voltage as a function of a Change the ambient temperature by means of the temperature compensation circuit regulates.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, einen Gleichspannungswandler zu schaffen, der besonders geeignet ist für die Zufuhr von Arbeitsspannungen zu einem Flüssigkristallbildschirm und der sich dadurch auszeichnet dass der Gleichspannungswandler einen Schaltkreis für die Temperaturkompensation aufweist, der in den Spannungsversorgungsschaltkreis für einen Flüssigkristallbildschirm eingesetzt ist und der die benötigten Arbeitsspannungen für den Flüssigkristallbildschirm zur Verfügung stellt.A Another object of the invention is a DC-DC converter to create, which is particularly suitable for the supply from working voltages to a liquid crystal panel and which is characterized in that the DC-DC converter has a circuit for the temperature compensation, into the power supply circuit for a liquid crystal panel is used and the required working voltages available for the liquid crystal screen provides.

Zur Lösung dieser genannten Aufgaben schlägt die vorliegende Erfindung einen Gleichspannungswandler vor, der einen Schaltkreis zur Temperaturkompensation aufweist, welcher zwischen einem Schaltkreis für eine Rückkopplungsdifferenzverstärkung und einem Schaltkreis zur Feststellung einer Ausgangsspannung angeordnet ist um die Variation des Spannungspegels der Ausgangsgleichspannung des Gleichspannungswandlers zu kompensieren, die durch Schwankungen der Umgebungstemperatur bedingt wird. Der Schaltkreis für die Temperaturkompensation weist einen Schaltkreis für die Messung der Temperatur auf, der die Umgebungstemperatur misst und der ein Temperatursignal erzeugt, sowie einen Schaltkreis mit einer Stromquelle, die zwischen einem Eingangsanschluss für ein Rückkopplungssignal des Schaltkreises für die Rückkopplungsdifferenzverstärkung und dem Schaltkreis für die Feststellung der Ausgangsspannung eingesetzt ist. Der Schaltkreis mit der Stromquelle erzeugt, ausgehend vom Temperatursignal, einen elektrischen Strom und eine zum elektrischen Strom proportionale Kompensationsspannung. Diese Kompensationsspannung wird der Ausgangsgleichspannung überlagert wodurch der Spannungspegel der Ausgangsgleichspannung geregelt wird. Das Temperatursignal ist dabei ein Temperatursignal mit positiven Temperatureigenschaften und/oder ein Temperatursignal zu negativen Temperatureigenschaften.to Solving these mentioned tasks proposes the present Invention, a DC-DC converter, the a circuit for temperature compensation, which is between a circuit for a feedback difference gain and a circuit for detecting an output voltage is the variation of the voltage level of the DC output voltage to compensate for the DC-DC converter caused by fluctuations the ambient temperature is conditional. The circuit for the temperature compensation has a circuit for the measurement of the temperature, which measures the ambient temperature and generates a temperature signal, and a circuit with a power source connected between an input terminal for a feedback signal of the circuit for the feedback difference gain and the Circuit used for determining the output voltage. The circuit with the power source generates, starting from the temperature signal, an electric current and a compensation voltage proportional to the electric current. This compensation voltage is superimposed on the DC output voltage whereby the voltage level of the DC output voltage is controlled. The temperature signal is a positive temperature signal Temperature characteristics and / or a temperature signal to negative Temperature properties.

Im Vergleich mit den bekannten Techniken wird durch die vorliegende Erfindung ein Gleichspannungswandler geschaffen, der Bauteile und Komponenten für die Stromversorgung mit einbezieht zur Verwirklichung der Temperaturkompensation, sodass der Gleichspannungswandler zuverlässig die benötigten stabile Arbeitsspannungen trotz Schwankungen der Umgebungstemperatur zur Verfügung stellen kann. Der Gleichspannungswandler gemäß der vorliegenden Erfindung eignet sich für den Einsatz im Zusammenhang mit einem Flüssigkristallbildschirm, bei dem der Schaltkreis für die Temperaturkompensation in einen Schaltkreis für die Spannungsversorgung des Flüssigkristallbildschirms integriert ist, sodass die Flüssigkristalle des Flüssigkristallbildschirms mit den richtigen Arbeitsspannungen bei unterschiedlichen Temperaturen versorgt werden, wodurch die Stabilität wesentlich erhöht wird.in the Comparison with the known techniques is by the present Invention a DC-DC converter created, the components and Components for the power supply involves implementation the temperature compensation, so the DC-DC converter reliable the required stable working voltages despite fluctuations the ambient temperature can provide. Of the DC-DC converter according to the present Invention is suitable for use in conjunction with a liquid crystal screen in which the circuit for the temperature compensation in a circuit for the power supply of the liquid crystal screen integrated so that the liquid crystals of the liquid crystal screen with the right working voltages at different temperatures be supplied, which significantly increases the stability becomes.

Kurze Beschreibung der ZeichnungShort description of the drawing

Im Folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert, in der vorteilhafte Ausführungsformen dargestellt sind, es zeigen:in the Below, the invention with reference to the drawing explained, in the advantageous embodiments are shown, show:

1 ein Blockdiagramm, dass die Funktionsweise eines herkömmlichen Schaltkreises für die Energieversorgung eines Flüssigkristallbildschirms darstellt; 1 a block diagram illustrating the operation of a conventional circuit for the power supply of a liquid crystal display;

2 ein Schaltkreisdiagramm eines herkömmlichen Gleichspannungswandlers; 2 a circuit diagram of a conventional DC-DC converter;

3 ein Schaltkreisdiagramm eines Gleichspannungswandlers, der gemäß der Erfindung aufgebaut ist; 3 a circuit diagram of a DC-DC converter, which is constructed according to the invention;

4 ein Schaltkreisdiagramm eines Schaltkreises mit einer Stromquelle für den Gleichspannungswandler gemäß 3; 4 a circuit diagram of a circuit with a current source for the DC-DC converter according to 3 ;

5 ein Schaltkreisdiagramm einer Temperaturmessschaltung mit positivem Temperaturkoeffizienten, die drei Dioden und einen Widerstand aufweist, welche in Serie geschaltet sind; 5 a circuit diagram of a temperature measuring circuit having a positive temperature coefficient, the three diodes and a resistor, which are connected in series;

6 ein Schaltkreisdiagramm einer Temperaturmessschaltung mit positivem Temperaturkoeffizienten, die eine Zener-Diode und einen Widerstand aufweist, welche in Serie geschaltet sind; 6 a circuit diagram of a temperature-measuring circuit with a positive temperature coefficient, which has a Zener diode and a resistor, which are connected in series;

7 ein Schaltkreisdiagramm einer Temperaturmessschaltung mit negativem Temperaturkoeffizienten, die einen Widerstand und drei Dioden aufweist, welche in Serie geschaltet sind; 7 a circuit diagram of a negative temperature coefficient temperature measuring circuit having a resistor and three diodes connected in series;

8 ein Schaltkreisdiagramm einer Temperaturmessschaltung mit negativem Temperaturkoeffizienten, die einen Widerstand und eine Zener-Diode aufweist, welche in Serie geschaltet sind; 8th a circuit diagram of a negative temperature coefficient temperature measuring circuit having a resistor and a Zener diode which are connected in series;

9 ein Schaltkreisdiagramm einer Temperaturmessschaltung mit sowohl positivem Temperaturkoeffizienten als auch negativem Temperaturkoeffizienten und 9 a circuit diagram of a temperature measuring circuit with both positive temperature coefficient and negative temperature coefficient and

10 ein Blockdiagramm eines Schaltkreises für die Energieversorgung eines Flüssigkristallbildschirms gemäß der vorliegenden Erfindung. 10 a block diagram of a circuit for the power supply of a liquid crystal screen according to the present invention.

Genaue Beschreibung der bevorzugten AusführungsbeispieleDetailed description of the preferred embodiments

Wie aus der Zeichnung und insbesondere aus 3 hervorgeht sind zur Vereinfachung der Beschreibung und zum besseren Verständnis und Vergleich zwischen dem Gleichspannungswandler gemäß der Erfindung und dem bekannten Gleichspannungswandler Bauteile, die identisch sind mit den Bauteilen des in der Einleitung beschriebenen bekannten Gleichspannungswandlers, mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Es sei ferner angemerkt, dass in der nachfolgenden Beschreibung die Erfindung anhand eines Gleichspannungswandlers als Beispiel beschrieben wird, der die Datentreiberspannungen für einen Flüssigkristallbildschirm zur Verfügung stellt.As is clear from the drawing and in particular 3 For simplification of the description and for better understanding and comparison between the DC-DC converter according to the invention and the known DC-DC converter, components which are identical to the components of the known DC-DC converter described in the introduction are given the same reference numbers. It should be further noted that in the following description, the invention will be described by way of example of a DC-DC converter which provides the data drive voltages for a liquid crystal panel.

Der mit 2a bezeichnete Gleichspannungswandler gemäß der Erfindung weist einen transistorbasierten Umschaltkreis 21 auf mit einem Drainanschluss, der mit einem Knoten N1 verbunden ist zwischen einer Induktion L und einer Diode D einer Spannungsversorgungsschaltung 201 und einem elektrisch geerdeten Sourceanschluss. Der transistorbasierte Umschaltkreis 21 weist ferner einen Gateanschluss auf, der elektrisch mit einem Tortreiberschaltkreis 22 verbunden ist.The one with 2a designated DC-DC converter according to the invention comprises a transistor-based switching circuit 21 with a drain connected to a node N1 between an inductor L and a diode D of a power supply circuit 201 and an electrically grounded source. The transistor-based switching circuit 21 further includes a gate terminal electrically connected to a gate driver circuit 22 connected is.

Ein Vergleicher 23 ist mit einem Eingangsanschluss 23a für ein sägezahnförmiges Signal versehen, mit einem Eingangsanschluss 23b für ein Differenzsignal, sowie mit einem Ausgangsanschluss 23c. Dem Eingangsanschluss 23a für das sägezahnförmige Signal wird ein sägezahnförmiges Signal Vs zugeführt, das von einem Schaltkreis 24 für die Erzeugung sägezahnförmiger Signale stammt. Der Ausgangsanschluss 23c des Vergleichers 23 ist elektrisch mit dem Gatetreiberschaltkreis 22 verbunden.A comparator 23 is with an input connection 23a for a sawtooth signal, with an input terminal 23b for a differential signal, and with an output terminal 23c , The input connection 23a for the sawtooth-shaped signal, a sawtooth-shaped signal Vs is supplied by a circuit 24 for generating sawtooth signals. The output terminal 23c of the comparator 23 is electrically connected to the gate driver circuit 22 connected.

Eine Messschaltung 25 für die Ermittlung einer Ausgangsspannung ist elektrisch mit einem Anschluss N2 für eine Ausgangsspannung verbunden zur Ermittlung des Spannungspegels der Ausgangsgleichspannung Vout, die am Ausgangsspannungsanschluss N2 anliegt und erzeugt als deren Funktion ein Rückkopplungssignal Vfeb. Die Messschaltung 25 für die Ermittlung der Ausgangsspannung weist einen ersten Widerstand R1 und einen zweiten Widerstand R2 auf, die in Serie geschaltet sind und damit eine Spannungsteilerschaltung bilden. Ein Rückkopplungsknoten N3, der zwischen dem ersten Widerstand R1 und dem zweiten Widerstand R2 eingesetzt ist liefert ein geteiltes Spannungssignal, das als Rückkopplungssignal Veb verwendet wird.A measuring circuit 25 for detecting an output voltage is electrically connected to a terminal N2 for an output voltage for detecting the voltage level of the DC output voltage Vout, which is applied to the output voltage terminal N2 and generates as its function a feedback signal Vfeb. The measuring circuit 25 for the determination of the output voltage has a first resistor R1 and a second resistor R2, which are connected in series and thus form a voltage divider circuit. A feedback node N3 inserted between the first resistor R1 and the second resistor R2 provides a divided voltage signal which is used as the feedback signal Veb.

Ein Schaltkreis 26 für die Rückkopplungsdifferenzverstärkung ist mit einem Eingangsanschluss 26a für das Rückkopplungssignal, mit einem Eingangsanschluss 26b für eine Referenzspannung und einem Ausgangsanschluss 26c für ein Differenzsignal versehen. Dem Eingangsanschluss 26a für das Rückkopplungssignal wird das Rückkopplungssignal Vfeb von der Messschaltung 25 für die Ermittlung der Ausgangsspannung zugeführt. Dem Eingangsanschluss 26b für die Referenzspannung wird eine Referenzspannung Vref zugeführt, die von einem Schaltkreis 27 für die Erzeugung eines Referenzspannungssignals stammt. Der Ausgangsanschluss 26c für das Differenzsignal ist elektrisch mit dem Eingangsanschluss 23b für das Differenzsignal des Vergleichers 23 verbunden. Ausgehend von dem zugeführten Rückkopplungssignal Vfeb und der zugeführten Referenzspannung Vref erzeugt der Schaltkreis 26 für die Rückkopplungsverstärkung ein Fehlersignal Verr, das vom Ausgangsanschluss 26c für das Differenzsignal dem Eingangsanschluss 23b für das Differenzsignal des Vergleichers 23 zugeführt wird.A circuit 26 for the feedback differential gain is connected to an input terminal 26a for the feedback signal, with an input terminal 26b for a reference voltage and an output terminal 26c provided for a difference signal. The input connection 26a for the feedback signal, the feedback signal Vfeb from the measuring circuit 25 supplied for the determination of the output voltage. The input connection 26b for the reference voltage, a reference voltage Vref supplied by a circuit 27 for the generation of a reference voltage signal. The output terminal 26c for the difference signal is electrically connected to the input terminal 23b for the difference signal of the comparator 23 connected. Based on the supplied feedback signal Vfeb and the supplied reference voltage Vref, the circuit generates 26 for the feedback gain, an error signal Verr from the output terminal 26c for the difference signal to the input terminal 23b for the difference signal of the comparator 23 is supplied.

Gemäß der vorliegenden Erfindung weist der Gleichspannungswandler zusätzlich einen Schaltkreis 300 für die Temperaturkompensation auf, der in elektrischer Verbindung mit dem Eingangsanschluss 26a für das Rückkopplungssignal des Schaltkreises 26 für die Rückkopplungsdifferenzverstärkung 26a und mit dem Messschaltkreis 25 für die Ermittlung der Ausgangsspannung steht.In addition, according to the present invention, the DC-DC converter has a circuit 300 for the temperature compensation, which is in electrical connection with the input terminal 26a for the feedback signal of the circuit 26 for the feedback difference gain 26a and with the measuring circuit 25 stands for the determination of the output voltage.

Der Schaltkreis 300 für die Temperaturkompensation weist einen Schaltkreis 3 mit einer Stromquelle auf und einen Schaltkreis 4 für die Ermittlung der Temperatur. Dieser Schaltkreis 4 für die Ermittlung der Temperatur erzeugt als Funktion eines gemessenen Signals für die Temperatur der Umgebung ein spannungsförmiges Temperatursignal Vt, das dem Schaltkreis 3 mit der Stromquelle zugeführt wird. Dieser Schaltkreis 3 mit der Stromquelle erzeugt ausgehend von dem Temperatursignal Vt des Schaltkreises 4 für die Ermittlung der Temperatur einen zugehörigen elektrischen Strom I sowie eine Kompensationsspannung IR1, die proportional zum Strom I ist und mit der die Ausgangsgleichspannung Vout beaufschlagt wird ( wobei sie entweder addiert oder subtrahiert wird). Das heißt mit anderen Worten, dass die Ausgangsgleichspannung Vout durch die folgende Gleichung bestimmt ist: Vout = (1 + R1/R2)Vref ± IR1. Auf diese Art und Weise kann der Spannungspegel oder der Spannungswert der Ausgangsgleichspannung Vout geregelt oder eingestellt werden.The circuit 300 for the temperature compensation has a circuit 3 with a power source on and a circuit 4 for the determination of the temperature. This circuit 4 For the determination of the temperature, as a function of a measured signal for the temperature of the environment, a voltage-shaped temperature signal Vt generated by the circuit 3 is supplied with the power source. This circuit 3 with the current source generated from the temperature signal Vt of the circuit 4 for determining the temperature of a corresponding electric current I and a compensation voltage IR1, which is proportional to the current I and with which the DC output voltage Vout is applied (where it is either added or subtracted). In other words, the DC output voltage Vout is determined by the following equation: Vout = (1 + R1 / R2) Vref ± IR1. In this way, the voltage level or the voltage value of the DC output voltage Vout can be regulated or adjusted.

Bei dem in 3 dargestellten Schaltkreis 3 mit der Stromquelle weist dieser eine erste Stromquelle I1, einen ersten Schalter T1, eine zweite Stromquelle I2 und einen zweiten Schalter T2 auf. Die erste Stromquelle I1 und der erste Schalter T1 sind in Serie geschaltet zwischen einer Energieversorgung Vcc und dem Rückkopplungsknoten N3, der sich zwischen dem ersten Widerstand R1 und dem zweiten Widerstand R2 des Schaltkreises 25 für die Ermittlung der Ausgangsspannung befindet. Der EIN/AUS Zustand des ersten Schalters T1 wird durch ein erstes Schaltsignal sw2 gesteuert.At the in 3 illustrated circuit 3 with the current source has a first current source I1, a first switch T1, a second current source I2 and a second switch T2. The first current source I1 and the first switch T1 are connected in series between a power supply Vcc and the feedback node N3 located between the first resistor R1 and the second resistor R2 of the circuit 25 for determining the output voltage is located. The ON / OFF state of the first switch T1 is controlled by a first switching signal sw2.

Die zweite Stromquelle I2 und der zweite Schalter T2 sind in Serie geschaltet zwischen dem Rückkopplungsknoten N3, der sich zwischen dem ersten Widerstand R1 und dem zweiten Widerstand R2 des Schaltkreises 25 für die Ermittlung der Ausgangsspannung befindet und dem Erdanschluss. Der EIN/AUS Zustand des zweiten Schalters T2 wird durch ein zweites Schaltsignal sw2 gesteuert.The second current source I2 and the second switch T2 are connected in series between the feedback node N3 located between the first resistor R1 and the second resistor R2 of the circuit 25 located for the determination of the output voltage and the ground connection. The ON / OFF state of the second switch T2 is controlled by a second switching signal sw2.

Der Schaltkreis 3 mit der Stromquelle erzeugt einen elektrischen Strom I. Die folgenden Möglichkeiten stehen dabei zur Verfügung:

  • (1) Weist das erste Schaltsignal sw1 einen niedrigen Wert auf (wodurch der erste Schalter T1 in den Zustand EIN übergeht) und weist das zweite Schaltsignal sw2 ebenfalls einen niedrigen Wert auf (wodurch der zweite Schalter in den Zustand AUS übergeht), so wird die Ausgangsgleichspannung Vout am Anschluss N2 für die Ausgangsspannung gemäß der folgenden Gleichung bestimmt: Vout = (1 + R1/R2)Vref – IR1. Damit wird eine Kompensation mit positivem Temperaturkoeffizienten erzielt.
  • (2) Weist das erste Schaltsignal sw1 einen hohen Wert auf (wodurch der erste Schalter T1 in den Zustand AUS übergeht) und weist das zweite Schaltsignal sw2 ebenfalls einen hohen Wert auf (wodurch der zweite Schalter T2 in den Zustand EIN übergeht), so wird die Ausgangsgleichspannung Vout am Anschluss N2 für die Ausgangsspannung gemäß der folgenden Gleichung bestimmt: Vout = (1 + R1/R2)Vref + IR1. Damit wird eine Kompensation mit negativem Temperaturkoeffizienten erzielt.
  • (3) Weist das erste Schaltsignal sw1 einen hohen Wert auf (wodurch der erste Schalter T1 in den Zustand AUS übergeht) und weist das zweite Schaltsignal sw2 einen niedrigen Wert auf (wodurch der zweite Schalter T2 in den Zustand AUS übergeht) kann keine Kompensation mit einem Temperaturkoeffizienten durchgeführt werden.
The circuit 3 with the power source generates an electric current I. The following options are available:
  • (1) If the first switching signal sw1 has a low value (whereby the first switch T1 changes to the ON state) and the second switching signal sw2 also has a low value (whereby the second switch goes to the OFF state), then DC output voltage Vout at terminal N2 for the output voltage determined according to the following equation: Vout = (1 + R1 / R2) Vref-IR1. This achieves compensation with a positive temperature coefficient.
  • (2) If the first switching signal sw1 has a high value (thereby turning the first switch T1 to the OFF state) and the second switching signal sw2 is also high (causing the second switch T2 to go ON), then the output DC voltage Vout at the output voltage terminal N2 is determined according to the following equation: Vout = (1 + R1 / R2) Vref + IR1. This achieves compensation with a negative temperature coefficient.
  • (3) If the first switching signal sw1 has a high value (whereby the first switch T1 changes to the OFF state) and the second switching signal sw2 has a low value (whereby the second switch T2 changes to the OFF state), compensation can not be made a temperature coefficient can be performed.

Ausgehend von diesen geschilderten Möglichkeiten kann ein Benutzer das erste Schaltsignal sw1 und das zweite Schaltsignal sw2 derart wählen, dass entweder eine Kompensation mit positivem Temperaturkoeffizienten oder eine Kompensation mit negativem Temperaturkoeffizienten oder gar keine Kompensation durchgeführt wird.outgoing Of these options, a user may the first switching signal sw1 and the second switching signal sw2 such choose either compensating with a positive temperature coefficient or a compensation with a negative temperature coefficient or no compensation is carried out at all.

4 zeigt ein Beispiel eines Schaltkreises 3 mit einer Stromquelle für den in 3 dargestellten Gleichspannungswandler, wobei dieser einen Verstärker 31, einen Widerstand R3 und einen Stromschaltkreis aufweist, der aus einer Vielzahl von Transistoren besteht. Der vom Schaltkreis 3 mit der Stromquelle abgegebene Strom I wird durch die folgende Gleichung bestimmt: I = Vt/R3. 4 shows an example of a circuit 3 with a power source for the in 3 shown DC-DC converter, this one an amplifier 31 , a resistor R3 and a power circuit consisting of a plurality of transistors. The from the circuit 3 Current I delivered with the current source is determined by the following equation: I = Vt / R3.

Der Schaltkreis 4 für die Messung der Temperatur kann mit einem Temperaturfühler einstückig hergestellt werden, der zum Beispiel ein Gerät enthält für den positiven Temperaturkoeffizienten oder den negativen Temperaturkoeffizienten oder aber eine Schaltung mit Dioden (wie Zener Dioden) und Widerständen, sodass Messungen mit positiven oder negativen Temperaturkoeffizienten durchgeführt werden können im Hinblick auf eine Temperaturkompensation mit positivem Temperaturkoeffizienten oder mit negativem Temperaturkoeffizienten.The circuit 4 for the measurement of the temperature can be made in one piece with a temperature sensor containing, for example, a device for the positive temperature coefficient or the negative temperature coefficient or a circuit with diodes (such as Zener diodes) and resistors, so that measurements with positive or negative temperature coefficients are performed can with regard to a temperature compensation with a positive temperature coefficient or with a negative temperature coefficient.

In 5 ist ein Beispiel dargestellt, bei dem drei Dioden D11, D12, D13 mit einem Widerstand Rr in Serie geschaltet sind, wobei diese Reihe aus Dioden D11, D12, D13 und dem Widerstand Rr einerseits mit der Energieversorgung Vcc und andererseits mit einem Erdanschluss verbunden ist. Ein Temperatursignal Vt, das an einem Knoten zwischen den Dioden D11, D12, D13 und dem Widerstand Rr abgegeben wird besitzt einen positiven Temperaturkoeffizienten. Dadurch wird ein Schaltkreis 4a für die Bestimmung der Temperatur mit positivem Temperaturkoeffizienten geschaffen. Die Dioden D11, D12, D13 können auch durch eine einzige Zener Diode D14 ersetzt werden, wie es in 6 dargestellt ist, wodurch ebenfalls ein Schaltkreis 4b für die Bestimmung der Temperatur mit positivem Temperaturkoeffizienten geschaffen wird.In 5 For example, an example is shown in which three diodes D11, D12, D13 are connected in series with a resistor Rr, this series of diodes D11, D12, D13 and the resistor Rr being connected on the one hand to the power supply Vcc and on the other hand to a ground terminal. A temperature signal Vt output at a node between the diodes D11, D12, D13 and the resistor Rr has a positive temperature coefficient. This will create a circuit 4a created for the determination of the temperature with a positive temperature coefficient. The diodes D11, D12, D13 can also be replaced by a single zener diode D14, as shown in 6 is shown, which also has a circuit 4b is created for the determination of the temperature with a positive temperature coefficient.

Für den Erhalt eines Temperatursignals Vt mit negativem Temperaturkoeffizienten wird, wie es in 7 dargestellt ist, ein Widerstand Rr in Serie mit Dioden D11, D12, D13 geschaltet, die ebenfalls in Serie geschaltet sind. Diese Serienschaltung des Widerstandes Rr und der drei Dioden D11, D12, D13 wird einerseits mit der Energieversorgung Vcc und andererseits mit dem Erdanschluss verbunden. Ein von einem Knoten zwischen dem Widerstand Rr und den Dioden D11, D12, D13 abgegebenes Temperatursignal Vt weist einen negativen Temperaturkoeffizienten auf. Dadurch wird also ein Schaltkreis 4c für die Messung der Temperatur mit negativem Temperaturkoeffizienten geschaffen. Die Dioden D11, D12, D13 können durch eine einzige Zener Diode D14 ersetzt werden, wie es in 8 dargestellt und mit 4d bezeichnet ist, womit ebenfalls eine Messung der Temperatur mit negativem Temperaturkoeffizienten möglich ist.For obtaining a temperature signal Vt with negative temperature coefficient, as in 7 is shown, a resistor Rr in series with Diodes D11, D12, D13 connected, which are also connected in series. This series connection of the resistor Rr and the three diodes D11, D12, D13 is connected on the one hand to the power supply Vcc and on the other hand to the ground terminal. A temperature signal Vt output from a node between the resistor Rr and the diodes D11, D12, D13 has a negative temperature coefficient. This will be a circuit 4c created for the measurement of temperature with negative temperature coefficient. Diodes D11, D12, D13 can be replaced by a single zener diode D14, as shown in 8th shown and with 4d is designated, whereby also a measurement of the temperature with a negative temperature coefficient is possible.

Es liegt auch im Rahmen der Erfindung, einen Schaltkreis zu schaffen, der gleichzeitig ein Temperatursignal mit positivem Temperaturkoeffizienten und ein Temperatursignal mit negativem Temperaturkoeffizienten erzeugt. In 9 ist ein derartiger Schaltkreis dargestellt, der sowohl ein Temperatursignal mit positivem Temperaturkoeffizienten als auch ein Temperatursignal mit negativem Temperaturkoeffizienten erzeugt, wobei dieser Schaltkreis drei Operationsverstärker 51, 52, 53 und Widerstände R51, R52, R53, R54 aufweist.It is also within the scope of the invention to provide a circuit which simultaneously generates a temperature signal having a positive temperature coefficient and a temperature signal having a negative temperature coefficient. In 9 Such a circuit is shown which generates both a temperature signal with a positive temperature coefficient and a temperature signal with a negative temperature coefficient, this circuit being three operational amplifiers 51 . 52 . 53 and resistors R51, R52, R53, R54.

Wie bereits erläutert kann ein negativer Temperaturkoeffizient erhalten werden durch die Schaltung in Serie eines Widerstandes mit den Dioden D11, D12, D13, die ebenfalls in Serie geschaltet sind. Wird diese Serienanordnung zwischen einer Eingangsspannung Vin und den Erdanschluss gelegt, so besitzt ein Temperatursignal Vt, das an einem Knoten zwischen dem Widerstand Rr und den in Serie angeordneten Dioden D11, D12, D13, D14 abgenommen wird einen negativen Temperaturkoeffizienten. Es sei noch einmal darauf hingewiesen, dass die Dioden D11, D12, D13 durch eine Zener Diode ersetzt werden können.As already explained may be a negative temperature coefficient be obtained by the circuit in series of a resistor with the diodes D11, D12, D13, which are also connected in series are. Will this series arrangement between an input voltage Vin and the ground connection, so has a temperature signal Vt, that at a node between the resistor Rr and the series arranged diodes D11, D12, D13, D14 removed is a negative Temperature coefficient. It should be noted once again that the diodes D11, D12, D13 are replaced by a Zener diode can.

Das dergestalt erhaltene Temperatursignal Vt wird sequentiell durch die Operationsverstärker 51, 52, 53 geleitet, sodass ein erstes Temperatursignal Vt1 mit negativem Temperaturkoeffizienten und ein zweites Temperatursignal Vt2 mit positivem Temperaturkoeffizienten an den entsprechenden Ausgangsanschlüssen der Operationsverstärker 52, 53 abgegeben werden. Die Spannungspegel oder Spannungswerte des ersten und des zweiten Signals Vt1 und Vt2 werden durch die folgenden Gleichungen erhalten: Vt1 = (1 + R52/R51)Vt Vt2 = (1 + R54/R53)Vx – (1 + R52/R51)(R54/R53)Vt The thus obtained temperature signal Vt is sequentially through the operational amplifiers 51 . 52 . 53 such that a first temperature signal Vt1 having a negative temperature coefficient and a second temperature signal Vt2 having a positive temperature coefficient are applied to the corresponding output terminals of the operational amplifiers 52 . 53 be delivered. The voltage levels or voltage values of the first and second signals Vt1 and Vt2 are obtained by the following equations: Vt1 = (1 + R52 / R51) Vt Vt2 = (1 + R54 / R53) Vx - (1 + R52 / R51) (R54 / R53) Vt

Praktische Anwendungen des Gleichspannungswandlers mit Temperaturkompensation gemäß der vorliegenden Erfindung umfassen alle möglichen elektronische Schaltkreise, die eine Temperaturkompensation benötigen. Wie bereits erwähnt eignet sich der Gleichspannungswandler gemäß der Erfindung vor allem für einen Flüssigkristallbildschirm. Die Ausgangsgleichspannung, die vom Gleichspannungswandler gemäß der Erfindung erzeugt wird, wird sowohl dem Datentreiberschaltkreis als auch einer Tortreiberschaltung für den Flüssigkristallbildschirm zugeführt und dient als Datentreiberspannung VDD bzw. als Toreinschaltspannung VGH.practical Applications of the DC-DC converter with temperature compensation according to the present invention, all possible electronic circuits that provide temperature compensation need. As already mentioned, the DC-DC converter according to the invention before all for a liquid crystal screen. The DC output voltage from the DC-DC converter according to the Invention is generated both the data driver circuit as well as a gate driver circuit for the liquid crystal screen supplied and serves as a data drive voltage VDD or as Toreinschaltspannung VGH.

10 zeigt einen Schaltkreis in Form eines Blockdiagramms für die Energieversorgung eines Flüssigkristallbildschirms. Für eine Energieversorgung, die eine Datentreiberspannung VDD einem Datentreiberschaltkreis 12 des Flüssigkristallbildschirms zuführt ist ein Schaltkreis 300 für die Temperaturkompensation zwischen dem Rückkopplungsknoten N3, der sich zwischen den Widerständen R1, R2 einer Spannungsversorgungsschaltung 201 befindet, die die Datentreiberspannung VDD liefert und einem Rückkopplungsschaltkreis mit Differenzverstärkung des Gleichspannungswandlers 2 angeordnet um ein stabile Datentreiberspannung VGH zur Verfügung zu stellen. Für eine Energieversorgungsschaltung, die eine Tortreiberspannung VGH einem Tortreiberschaltkreis 11 des Flüssigkristallbildschirms 100 zuführt ist ein Schaltkreis 300a in ähnlicher Weise angeordnet zwischen einem Rückkopplungsknoten des Schaltkreises für die Spannungsversorgung, der die Tortreiberspannung VGH liefert und einem Rückkopplungsschaltkreis mit Differenzverstärkung des Gleichspannungswandlers um dergestalt eine stabile Tortreiberspannung VGH zu gewährleisten. 10 shows a circuit in the form of a block diagram for the power supply of a liquid crystal screen. For a power supply, a data driver voltage VDD is a data driver circuit 12 of the liquid crystal panel is a circuit 300 for the temperature compensation between the feedback node N3 located between the resistors R1, R2 of a power supply circuit 201 which supplies the data drive voltage VDD and a differential-gain feedback circuit of the DC-DC converter 2 arranged to provide a stable data drive voltage VGH. For a power supply circuit having a gate drive voltage VGH to a gate drive circuit 11 of the liquid crystal panel 100 feeds a circuit 300a similarly arranged between a feedback node of the power supply circuit which supplies the gate drive voltage VGH and a differential gain feedback circuit of the DC-DC converter so as to ensure a stable gate drive voltage VGH.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • - US 2007/0085803 A1 [0012] US 2007/0085803 A1 [0012]
  • - US 7038654 [0013] US 7038654 [0013]
  • - US 6803899 [0014] - US 6803899 [0014]

Claims (11)

Gleichspannungswandler (2, 2a) zur Umwandlung einer Eingangsgleichspannung (Vin) und zur Bereitstellung einer Ausgangsgleichspannung (Vout) an einem Ausgangsspannungsanschluss (N2) mittels eines Spannungsversorgungsschaltkreises (201), wobei der Gleichspannungswandler (2a) aufweist: einen transistorbasierten Umschaltkreis (21), der eine Source, einen Drain und ein Gate aufweist, wobei der Drain mit dem Spannungsversorgungsschaltkreis (201) verbunden ist und die Source mit dem Erdpotential verbunden ist; einen Vergleicher (23), der einen Eingangsanschluss (23a) für ein sägezahnförmiges Signal, einen Eingangsanschluss (23b) für ein Differenzsignal und einen Ausgangsanschluss (23c) aufweist, wobei dem Eingangsanschluss (23a) für das sägezahnförmige Signal ein sägezahnförmiges Signal zugeführt wird und wobei der Ausgangsanschluss (23c) mittels eines Tortreiberschaltkreises (22) mit dem Gate des transistorbasierten Umschaltkreises (21) verbunden ist; eine Messschaltung (25) für die Ermittlung einer Ausgangsspannung, die elektrisch mit dem Spannungsversorgungsschaltkreis (201) verbunden ist um den Spannungspegel der Ausgangsgleichspannung (Vout) zu messen und ein Rückkopplungssignal (Vfeb) am Rückkopplungsknoten (N3) zu erzeugen; einen Schaltkreis (26) für eine Rückkopplung mit Differenzverstärkung, der einen Eingangsanschluss (26b) für eine Referenzspannung, einen Eingangsanschluss (26a) für das Rückkopplungssignal und einen Ausgangsanschluss (26c) für das Differenzsignal aufweist, wobei dem Eingangsanschluss (26b) für die Referenzspannung eine Referenzspannung (Vref) zugeführt wird, dem Eingangsanschluss (26a) für das Rückkopplungssignal das von der Messschaltung (25) für die Ermittlung der Ausgangsspannung stammende Rückkopplungssignal ((Vfeb) zugeführt wird und wobei der Ausgangsanschluss (26c) mit dem Eingangsanschluss (23b) für das Differenzsignal des Vergleichers (23) verbunden ist und einen Temperatur-Kompensations-Schaltkreis (300), der einerseits mit dem Schaltkreis (26) für die Rückkopplungsdifferenzverstärkung und andererseits mit der Messschaltung (25) für die Ermittlung der Ausgangsspannung verbunden ist und der einen Schaltkreis (4) für die Messung der Temperatur aufweist zur Ermittlung der Umgebungstemperatur, wobei er als deren Funktion ein Temperatursignal (Vt) erzeugt, dadurch gekennzeichnet, dass ein Schaltkreis (3) mit einer Stromquelle einerseits mit dem Eingangsanschluss (26a) des Schaltkreises (26) für die Rückkopplungsdifferenzverstärkung verbunden und andererseits mit der Messschaltung (25) für die Ermittlung der Ausgangsspannung verbunden ist, sodass der Schaltkreis (3) mit der Stromquelle ausgehend vom Temperatursignal des Schaltkreises (4) für die Messung der Temperatur einen elektrischen Strom (I) erzeugt und eine Kompensationsspannung (IR1) erzeugt, die proportional zum elektrischen Strom (I) ist, wobei die Kompensationsspannung (IR1) der Ausgangsgleichspannung (Vout) überlagert wird um dadurch den Spannungspegel der Ausgangsgleichspannung (Vout) zu regeln.DC-DC converter ( 2 . 2a ) for converting a DC input voltage (Vin) and for providing a DC output voltage (Vout) at an output voltage terminal (N2) by means of a voltage supply circuit ( 201 ), wherein the DC-DC converter ( 2a ) comprises: a transistor-based switching circuit ( 21 ) having a source, a drain and a gate, wherein the drain with the power supply circuit ( 201 ) and the source is connected to ground potential; a comparator ( 23 ), which has an input terminal ( 23a ) for a sawtooth signal, an input terminal ( 23b ) for a difference signal and an output terminal ( 23c ), wherein the input terminal ( 23a ) for the sawtooth signal, a sawtooth-shaped signal is fed and wherein the output terminal ( 23c ) by means of a gate driver circuit ( 22 ) with the gate of the transistor-based switching circuit ( 21 ) connected is; a measuring circuit ( 25 ) for detecting an output voltage that is electrically connected to the power supply circuit ( 201 ) is connected to measure the voltage level of the DC output voltage (Vout) and to generate a feedback signal (Vfeb) at the feedback node (N3); a circuit ( 26 ) for a differential-gain feedback having an input terminal ( 26b ) for a reference voltage, an input terminal ( 26a ) for the feedback signal and an output terminal ( 26c ) for the difference signal, wherein the input terminal ( 26b ) for the reference voltage, a reference voltage (Vref) is supplied to the input terminal ( 26a ) for the feedback signal from the measuring circuit ( 25 ) is supplied for the determination of the output voltage originating feedback signal (Vfeb) and wherein the output terminal ( 26c ) with the input terminal ( 23b ) for the difference signal of the comparator ( 23 ) and a temperature compensation circuit ( 300 ), on the one hand with the circuit ( 26 ) for the feedback difference amplification and on the other hand with the measuring circuit ( 25 ) is connected for the determination of the output voltage and the one circuit ( 4 ) for the measurement of the temperature for the determination of the ambient temperature, whereby it generates as its function a temperature signal (Vt), characterized in that a circuit ( 3 ) with a power source on the one hand with the input terminal ( 26a ) of the circuit ( 26 ) for the feedback differential gain and, on the other hand, with the measurement circuit ( 25 ) is connected for the determination of the output voltage, so that the circuit ( 3 ) with the current source starting from the temperature signal of the circuit ( 4 ) generates an electric current (I) for measuring the temperature and generates a compensation voltage (IR1) which is proportional to the electric current (I), the compensation voltage (IR1) being superimposed on the DC output voltage (Vout) to thereby determine the voltage level of the DC output voltage To regulate (Vout). Gleichspannungswandler (2, 2a) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaltkreis (3) mit der Stromquelle des Temperatur-Kompensations-Schaltkreises (300) einerseits mit einer Energieversorgung (Vcc) und andererseits mit dem Rückkopplungsknoten (N3) der Messschaltung (25) für die Ermittlung der Ausgangsspannung verbunden ist.DC-DC converter ( 2 . 2a ) according to claim 1, characterized in that the circuit ( 3 ) with the current source of the temperature compensation circuit ( 300 ) on the one hand with a power supply (Vcc) and on the other hand with the feedback node (N3) of the measuring circuit ( 25 ) is connected for the determination of the output voltage. Gleichspannungswandler (2, 2a) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaltkreis (3) mit der Stromquelle des Temperatur-Kompensations-Schaltkreises (300) einerseits mit dem Rückkopplungsknoten (N3) der Messschaltung (25) für die Ermittlung der Ausgangsspannung und andererseits mit einem Erdanschluss verbunden ist.DC-DC converter ( 2 . 2a ) according to claim 1, characterized in that the circuit ( 3 ) with the current source of the temperature compensation circuit ( 300 ) on the one hand with the feedback node (N3) of the measuring circuit ( 25 ) for detecting the output voltage and on the other hand connected to a ground terminal. Gleichspannungswandler (2, 2a) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaltkreis (3) mit der Stromquelle des Temperatur-Kompensations-Schaltkreises (300) aufweist: eine erste Stromquelle (I1); einen ersten Schalter (T1), der in Serie mit der ersten Stromquelle (I1) geschaltet ist, wobei diese Serienanordnung aus dem ersten Schalter (T1) und der ersten Stromquelle (I1) einerseits mit einer Energieversorgung (Vcc) und andererseits mit dem Rückkopplungsknoten (N3) der Messschaltung (25) für die Ermittlung der Ausgangsspannung verbunden ist wobei der EIN/AUS Zustand des ersten Schalters (T1) durch ein erstes Schaltsignal (sw1) gesteuert wird. eine zweite Stromquelle (I2) und einen zweiten Schalter (T2), der in Serie mit der zweiten Stromquelle (I2) geschaltet ist, wobei diese Serienanordnung aus zweitem Schalter (T2) und zweiter Stromquelle (I2) einerseits mit dem Rückkopplungsknoten (N3) der Messschaltung (25) für die Ermittlung der Ausgangsspannung verbunden ist und andererseits mit einem Erdanschluss verbunden ist und dass der EIN/AUS Zustand des zweiten Schalters (T2) durch ein zweites Schaltsignal (sw2) gesteuert wird.DC-DC converter ( 2 . 2a ) according to claim 1, characterized in that the circuit ( 3 ) with the current source of the temperature compensation circuit ( 300 ) comprises: a first current source (I1); a first switch (T1) connected in series with the first current source (I1), this series arrangement consisting of the first switch (T1) and the first current source (I1) on the one hand with a power supply (Vcc) and on the other hand with the feedback node ( N3) of the measuring circuit ( 25 ) for detecting the output voltage, wherein the ON / OFF state of the first switch (T1) is controlled by a first switching signal (sw1). a second current source (I2) and a second switch (T2), which is connected in series with the second current source (I2), said series arrangement of the second switch (T2) and second current source (I2) on the one hand with the feedback node (N3) of Measuring circuit ( 25 ) for detecting the output voltage and on the other hand connected to a ground terminal and that the ON / OFF state of the second switch (T2) by a second switching signal (SW2) is controlled. Gleichspannungswandler (2, 2a) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Temperatursignal (Vt), das von dem Schaltkreis (4a, 4b) zur Messung der Temperatur erzeugt wird, ein Temperatursignal mit positiven Temperatureigenschaften ist.DC-DC converter ( 2 . 2a ) according to claim 1, characterized in that the temperature signal (Vt) generated by the circuit ( 4a . 4b ) for measuring the temperature is a temperature signal with positive temperature characteristics. Gleichspannungswandler (2, 2a) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Temperatursignal (Vt), das von dem Schaltkreis (4c, 4d) zur Messung der Temperatur erzeugt wird, ein Temperatursignal (Vt) mit negativen Temperatureigenschaften ist.DC-DC converter ( 2 . 2a ) according to claim 1, characterized in that the temperature signal (Vt) generated by the circuit ( 4c . 4d ) is generated for measuring the temperature, a tempera ture signal (Vt) with negative temperature characteristics. Gleichspannungswandler (2, 2a) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Temperatursignal (Vt), das von dem Schaltkreis (4) zur Messung der Temperatur erzeugt wird, ein erstes Temperatursignal (Vt1) mit positiven Temperatureigenschaften aufweist und zweites Temperatursignal (Vt2) mit negativen Temperatureigenschaften aufweist.DC-DC converter ( 2 . 2a ) according to claim 1, characterized in that the temperature signal (Vt) generated by the circuit ( 4 ) for measuring the temperature, having a first temperature signal (Vt1) having positive temperature characteristics and having second temperature signal (Vt2) having negative temperature characteristics. Gleichspannungswandler (2) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichet, dass die Ausgangsgleichspannung (Vout), die vom Gleichspannungswandler (2) erzeugt wird, einem Flüssigkristallbildschirm (100) als Arbeitsspannung für den Flüssigkristallbildschirm (100) zugeführt wird.DC-DC converter ( 2 ) according to claim 1, characterized in that the DC output voltage (Vout) supplied by the DC-DC converter ( 2 ), a liquid crystal screen ( 100 ) as working voltage for the liquid crystal screen ( 100 ) is supplied. Gleichspannungswandler (2) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgangsgleichspannung (Vout), die vom Gleichspannungswandler (2) erzeugt wird und die dem Flüssigkristallbildschirm zugeführt wird, die Datentreiberspannung (VDD) eines Datentreiberschaltkreises (12) für den Flüssigkristallbildschirm ist.DC-DC converter ( 2 ) according to claim 8, characterized in that the DC output voltage (Vout) supplied by the DC-DC converter ( 2 ), which is supplied to the liquid crystal panel, the data drive voltage (VDD) of a data driver circuit (FIG. 12 ) for the liquid crystal panel. Gleichspannungswandler (2) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgangsgleichspannung (Vout), die vom Gleichspannungswandler (2) erzeugt wird und die dem Flüssigkristallbildschirm zugeführt wird, die Tor- Einschaltspannung (VGH) einer Tortreiberschaltung (11) für den Flüssigkristallbildschirm (100) ist.DC-DC converter ( 2 ) according to claim 8, characterized in that the DC output voltage (Vout) supplied by the DC-DC converter ( 2 ) which is supplied to the liquid crystal panel, the gate turn-on voltage (VGH) of a gate driver circuit (FIG. 11 ) for the liquid crystal screen ( 100 ). Gleichspannungswandler (2) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Spannungsversorgungsschaltkreis (201) eine Induktion (L) und eine in Vorwärtsrichtung geschaltete Diode (D) aufweist, wobei die Eingangsgleichspannung (Vin) zur Erzeugung der Ausgangsgleichspannung (Vout) durch die Diode (D) der Induktion (L) und der Diode (D) zugeführt wird und wobei der Drain des transistorbasierten Umschaltkreises (21) mit einem Knoten (N1) verbunden ist, der zwischen der Induktion (L) und der Diode (D) angeordnet ist.DC-DC converter ( 2 ) according to claim 1, characterized in that the power supply circuit ( 201 ) has an induction (L) and a diode connected in the forward direction (D), wherein the input DC voltage (Vin) for generating the DC output voltage (Vout) through the diode (D) of the induction (L) and the diode (D) is supplied and wherein the drain of the transistor-based switching circuit ( 21 ) is connected to a node (N1) disposed between the induction (L) and the diode (D).
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