JP2009038927A - Dc-dc converter having temperature compensation circuit - Google Patents
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Abstract
Description
本発明はＤＣ−ＤＣコンバータに係り、特に液晶ディスプレイ装置の電源供給回路に適合できる温度補償回路を有するＤＣ−ＤＣコンバータに関する。 The present invention relates to a DC-DC converter, and more particularly to a DC-DC converter having a temperature compensation circuit that can be adapted to a power supply circuit of a liquid crystal display device.
多くの電子装置において、電子装置が必要とする安定した定格の作業電圧を供給するためには、必ずＤＣ−ＤＣコンバータ回路を配置していなければならない。ＤＣ−ＤＣコンバータ回路の主要なフレームワークには、主にトランジスタ・スイッチ・ユニット（例えば金属酸化物半導体電界効果トランジスタを採用したもの）、コンパレータ、のこぎり波信号発生回路、出力電圧測定回路、フィードバック差動増幅回路、基準電圧信号発生回路等の回路モジュールを含み、その仕事原理は主に、出力電圧測定回路によって直流出力電圧の電圧レベル状態を測定し、フィードバック信号を発生させ、フィードバック差動増幅回路及びコンパレータを経由してゲート・コントロール信号を発生させ、該トランジスタ・スイッチ・ユニットのスイッチ状態をコントロールすることにより、電圧出力端子で安定した直流出力電圧を得るというものである。このＤＣ−ＤＣコンバータ回路は現在の液晶ディスプレイ中で電源供給回路として広く応用されている。 In many electronic devices, a DC-DC converter circuit must be arranged in order to supply a stable rated working voltage required by the electronic device. The main framework of a DC-DC converter circuit mainly includes a transistor switch unit (for example, a metal oxide semiconductor field effect transistor), a comparator, a sawtooth signal generation circuit, an output voltage measurement circuit, and a feedback difference. It includes circuit modules such as a dynamic amplifier circuit and a reference voltage signal generation circuit, and its work principle is mainly to measure a voltage level state of a DC output voltage by an output voltage measurement circuit, to generate a feedback signal, and to provide a feedback differential amplifier circuit In addition, a gate control signal is generated via a comparator to control the switch state of the transistor switch unit, thereby obtaining a stable DC output voltage at the voltage output terminal. This DC-DC converter circuit is widely applied as a power supply circuit in current liquid crystal displays.
図１を参照されたい。これは公知の液晶ディスプレイ電源供給回路の回路機能ブロック・ダイアグラムを示している。公知の液晶ディスプレイ装置100は主に液晶ディスプレイ・パネル1（Display
Panel）、ゲート・ドライバ11（Gate Driver）、データ・ドライバ12（Data Driver）、ロジック・コントロール・ユニット13(Logic Control Unit)を含む。これらの回路モジュールが必要とする作業電圧はまったく異なる。典型的な液晶ディスプレイ装置100が必要とする作業電圧は、ゲート開放電圧VGH、ゲート閉鎖電圧VGL、データ・ドライバ電圧VDD、コントロール・ロジック回路電圧Vlogicの4組の作業電圧を含み、これらの作業電圧は一般的に直流電源供給回路200から供給される。これらの作業電圧中の、定格の電圧レベルはそれぞれ異なる。例えば、データ・ドライバ電圧VDDはより高い電圧レベルの作業電圧を必要とするので、昇圧機能を有するＤＣ−ＤＣコンバータ回路(Boost DC to DC Converter)が必要であり、それによって必要なデータ・ドライバ電圧VDDを供給する。
Please refer to FIG. This shows a circuit functional block diagram of a known liquid crystal display power supply circuit. The known liquid crystal display device 100 mainly includes a liquid crystal display panel 1 (Display
Panel), gate driver 11 (Gate Driver), data driver 12 (Data Driver), and logic control unit 13 (Logic Control Unit). The working voltages required by these circuit modules are quite different. The working voltage required by the typical liquid crystal display device 100 includes four working voltages of the gate opening voltage VGH, the gate closing voltage VGL, the data driver voltage VDD, and the control logic circuit voltage Vlogic, and these working voltages. Is generally supplied from a DC power supply circuit 200. The rated voltage levels in these working voltages are different. For example, since the data driver voltage VDD requires a higher voltage level working voltage, a DC-DC converter circuit (Boost DC to DC Converter) having a boosting function is required, and thereby the required data driver voltage. Supply VDD.
ここでデータ・ドライバ電圧VDDを提供するＤＣ−ＤＣコンバータを例として取り上げる。図２を参照いただきたい。ＤＣ−ＤＣコンバータ2のコントロール下で、直流入力電圧Vinがインダクタンス・コンポーネントLと順方向連結されたダイオードDからなる電圧供給回路201を経由し、電圧出力端子N2から直流出力電圧Voutを送り出す。電圧出力端子N2は一般的にフィルタリング機能を果たすコンデンサCを連結している。 Here, a DC-DC converter that provides the data driver voltage VDD is taken as an example. Please refer to FIG. Under the control of the DC-DC converter 2, the DC input voltage Vin is sent out from the voltage output terminal N2 via the voltage supply circuit 201 including a diode D forward-connected to the inductance component L. The voltage output terminal N2 is connected to a capacitor C that generally performs a filtering function.
ＤＣ−ＤＣコンバータ2中にはトランジスタ・スイッチ・ユニット21が含まれており、これは金属酸化物半導体電界効果トランジスタ(MOS FET)またはその他のパワー・トランジスタからなるスイッチ回路である。トランジスタ・スイッチ・ユニット21のドレーン電極はインダクタンス・コンポーネントLとダイオードDの連結ノードN1に連結され、ソース電極はアース電位に連結されている。トランジスタ・スイッチ・ユニット21のゲート電極はゲート・ドライバ22に連結されている。 The DC-DC converter 2 includes a transistor switch unit 21, which is a switch circuit composed of a metal oxide semiconductor field effect transistor (MOS FET) or other power transistor. The drain electrode of the transistor switch unit 21 is connected to the connection node N1 of the inductance component L and the diode D, and the source electrode is connected to the ground potential. The gate electrode of the transistor switch unit 21 is connected to the gate driver 22.
コンパレータ23はのこぎり波信号入力端子23a、差動信号入力端子23b及び出力端子23cを有し、そのうち該のこぎり波信号入力端子23aは、のこぎり波信号発生回路24が発生させる、のこぎり波信号Vsを受け取ることができる。コンパレータ23の出力端子23cはゲート・ドライバ22に連結され、ゲート・コントロール信号Vpをゲート・ドライバ22へ送り出すことができる。 The comparator 23 has a sawtooth signal input terminal 23a, a differential signal input terminal 23b, and an output terminal 23c, and the sawtooth signal input terminal 23a receives the sawtooth signal Vs generated by the sawtooth signal generation circuit 24. be able to. The output terminal 23c of the comparator 23 is connected to the gate driver 22 and can send the gate control signal Vp to the gate driver 22.
出力電圧測定回路25は電圧出力端子N2に連結され、該電圧出力端子N2の直流出力電圧Voutの電圧レベルの大きさを測定し、フィードバック信号Vfebを発生させることができる。該出力電圧測定回路25は第一抵抗R1と第二抵抗R2の直列連結からなる分圧回路であり、かつ第一抵抗R1と第二抵抗R2のフィードバック・ノードN3から分圧信号をフィードバック信号Vfebとして引き出す。 The output voltage measuring circuit 25 is connected to the voltage output terminal N2, and can measure the magnitude of the voltage level of the DC output voltage Vout of the voltage output terminal N2 to generate the feedback signal Vfeb. The output voltage measuring circuit 25 is a voltage dividing circuit composed of a first resistor R1 and a second resistor R2 connected in series, and a divided signal is fed back from the feedback node N3 of the first resistor R1 and the second resistor R2 to the feedback signal Vfeb. Pull out as.
フィードバック差動増幅回路26はフィードバック信号入力端子26a、基準電圧入力端子26b、差動信号出力端子26cを有し、そのうち該フィードバック信号入力端子26aは該出力電圧測定回路25が発生させるフィードバック信号Vfebを受け取り、基準電圧入力端子26bは基準電圧信号発生回路27が発生させる基準電圧Vrefを受け取り、差動信号出力端子26cは該コンパレータ23の差動信号入力端子23bに連結されている。フィードバック差動増幅回路26は受け取ったフィードバック信号Vfebと基準電圧Vrefに基づいて、差動信号出力端子26cで誤差信号Verrをコンパレータ23の差動信号入力端子23bに送り出す。前記各モジュールからなるDC-DCコンバータ・フレームワークのもと、該電圧出力端子N2で安定した直流出力電圧Vout=(1+R1/R2)Vrefを得ることができる。 The feedback differential amplifier circuit 26 has a feedback signal input terminal 26a, a reference voltage input terminal 26b, and a differential signal output terminal 26c, of which the feedback signal input terminal 26a receives the feedback signal Vfeb generated by the output voltage measurement circuit 25. The reference voltage input terminal 26b receives the reference voltage Vref generated by the reference voltage signal generation circuit 27, and the differential signal output terminal 26c is connected to the differential signal input terminal 23b of the comparator 23. The feedback differential amplifier circuit 26 sends the error signal Verr to the differential signal input terminal 23b of the comparator 23 at the differential signal output terminal 26c based on the received feedback signal Vfeb and the reference voltage Vref. A stable DC output voltage Vout = (1 + R1 / R2) Vref can be obtained at the voltage output terminal N2 under the DC-DC converter framework comprising the modules.
ある応用の場合において、前記公知のDC-DCコンバータ回路の大部分は一般の電子装置が必要とする定格の直流出力電圧に適合することができる。しかし、高精密度、高環境耐性、高安定性及び低温度ドリフトの要求を考慮する場合、該公知の回路フレームワークは産業的需要を満たすことができない。 In some applications, most of the known DC-DC converter circuits can be adapted to the rated DC output voltage required by common electronic devices. However, when considering the requirements of high precision, high environmental resistance, high stability and low temperature drift, the known circuit framework cannot meet industrial demand.
特に、例えば液晶ディスプレイについては、液晶パネルの特徴、環境温度及び液晶ディスプレイ・パネル自身の温度変化が、しばしば液晶ディスプレイの特性に影響を与える。例えば環境温度が上昇した場合、液晶ディスプレイ・パネルの位相差分(Phase Difference)が小さくなり、かつ液晶ディスプレイ・パネルの充電電荷が高くなり過充電（Overcharging）現象を起こす可能性がある。この現象によって液晶ディスプレイ・パネルの明度(Brightness)、伝送（Transmission）、ガンマ曲線（Gamma Curve）等の光学特性が影響を受ける可能性がある。 In particular, for a liquid crystal display, for example, the characteristics of the liquid crystal panel, the environmental temperature, and the temperature change of the liquid crystal display panel itself often affect the characteristics of the liquid crystal display. For example, when the environmental temperature rises, the phase difference of the liquid crystal display panel is decreased, and the charge of the liquid crystal display panel is increased, which may cause an overcharging phenomenon. This phenomenon may affect the optical characteristics such as brightness, transmission, and gamma curve of the liquid crystal display panel.
この問題を克服するために、公知の技術においては、データ・ドライバ電圧VDDを向上させる、またはゲート開放電圧VGHを低下させる方法を採用している。しかし、この方法が事実上精確かつ効果的に温度変化を改善することができない場合、液晶パネルの特性に対して影響を及ぼす。また、該習知の技術には、信号を切り替える方式により達成しようとする正温度係数または負温度係数をコントロールする温度補償効果もない。 In order to overcome this problem, a known technique employs a method of increasing the data driver voltage VDD or lowering the gate open voltage VGH. However, if this method cannot effectively and effectively improve the temperature change, it affects the characteristics of the liquid crystal panel. Further, the known technique does not have a temperature compensation effect for controlling a positive temperature coefficient or a negative temperature coefficient to be achieved by a signal switching method.
先行特許技術においても、異なる温度補償技術を採用している。例えば米国公開特許2007/0085803A1号において、液晶ディスプレイの温度補償回路が公開された。これは演算増幅器及び関連抵抗、コンデンサからなる温度補償回路を、液晶ディスプレイのゲート開放電圧(VGH)及びデータ・ドライバ電圧(VDD)共同の回路の前レベルに直列連結している。この方法は相当程度の温度補償効果を達成できるが、実際はコンパレータが作る単純な信号で比較するのみであり、該コンパレータが感知した環境温度とデータ・ドライバ電圧(VDD)の電圧レベルの大きさを比較し、それに基づいて補償電圧を発生させゲート開放電圧供給回路及びデータ・ドライバ電圧供給回路に供給するもので、出力電圧に対する調節は実際上あまり精確ではなく、かつその方法は液晶ディスプレイのゲート開放電圧(VGH)及びデータ・ドライバ電圧(VDD)に対して同時に調節を行い、ゲート開放電圧及びデータ・ドライバ電圧の両者の異なる条件が全く考慮されていないので、産業に応用する場合、全く実情にそぐわない。 In the prior art, different temperature compensation techniques are employed. For example, in US Published Patent No. 2007 / 0085803A1, a temperature compensation circuit for a liquid crystal display was disclosed. This serially couples a temperature compensation circuit consisting of an operational amplifier and associated resistors and capacitors to the previous level of the liquid crystal display gate open circuit voltage (VGH) and data driver voltage (VDD) circuit. Although this method can achieve a considerable temperature compensation effect, it is actually only compared with a simple signal generated by the comparator, and the magnitude of the environmental temperature sensed by the comparator and the voltage level of the data driver voltage (VDD) are compared. Comparing and generating a compensation voltage based on this and supplying it to the gate open voltage supply circuit and the data driver voltage supply circuit, the adjustment to the output voltage is not very accurate in practice, and the method is the gate open of the liquid crystal display The voltage (VGH) and data driver voltage (VDD) are adjusted simultaneously, and different conditions of both the gate open voltage and data driver voltage are not considered at all. Not right.
また米国特許第7038654号特許案件中においても、液晶ディスプレイの温度補償回路が公開された。これは温度センサーが感知した温度信号をドライバ・コントローラ(Driver Controller)中に送り、該ドライバ・コントローラからコントロール信号を送り出して増幅器の基準電圧をコントロールし、セットアップ回路（Set-up Circuit）を組み合わせて出力電圧を調節することができるものである。この方法でも温度補償の目的を達することができるが、基準電圧を変えなければならず、さらにデジタル処理技術を採用して初めて温度補償の目的を達成することができ、実現時の技術的難度はより高い。 In addition, a temperature compensation circuit for a liquid crystal display was disclosed in the US Pat. No. 7036654. This is because the temperature signal sensed by the temperature sensor is sent into the driver controller, the control signal is sent from the driver controller to control the reference voltage of the amplifier, and the set-up circuit is combined. The output voltage can be adjusted. This method can also achieve the purpose of temperature compensation, but the reference voltage must be changed, and furthermore, the purpose of temperature compensation can be achieved only by adopting digital processing technology, the technical difficulty at the time of realization is taller than.
また米国特許番号第6803899号特許案件中においても、液晶ディスプレイの温度補償回路が公開された。これは温度センサーが感知した温度信号をデジタル・コントロールの方式により、パルス波幅コントロール技術を組み合わせて出力電圧調節の目的を達するものである。この方法もデジタル処理技術を採用して初めて温度補償の目的を達成することができ、実現時の技術的難度はより高くかつ複雑である。
このため、公知のＤＣ−ＤＣコンバータが温度補償技術に対して抱えている問題にかんがみ、本発明は電流源技術を温度補償回路として組み合わせたＤＣ−ＤＣコンバータを提供することを課題とする。該温度補償回路によって環境温度の変化状況に応じて出力電圧の電圧レベルを調節することができる。 For this reason, in view of the problem that the known DC-DC converter has with respect to the temperature compensation technique, an object of the present invention is to provide a DC-DC converter in which the current source technique is combined as a temperature compensation circuit. The temperature compensation circuit can adjust the voltage level of the output voltage in accordance with the change of the environmental temperature.
本発明は、特に液晶ディスプレイに用いる作業電圧に適合するＤＣ−ＤＣコンバータを提供し、そのＤＣ−ＤＣコンバータ中の温度補償回路を液晶ディスプレイの電圧供給回路中で結びつけ、それによって液晶ディスプレイが必要とする作業電圧を供給することをもうひとつの課題とする。 The present invention provides a DC-DC converter that is particularly adapted to the working voltage used in a liquid crystal display, connecting the temperature compensation circuit in the DC-DC converter in the voltage supply circuit of the liquid crystal display, thereby requiring a liquid crystal display. Another task is to supply the working voltage.
上記目的を達成するためになされた請求項１の発明は、直流入力電圧が電圧供給回路を経由したのち、電圧出力端子から直流出力電圧を送り出す温度補償回路を有するＤＣ−ＤＣコンバータであって、トランジスタ・スイッチ・ユニットと、コンパレータと、出力電圧測定回路と、フィードバック差動増幅回路と、温度補償回路とを含み；前記トランジスタ・スイッチ・ユニットは、ソース電極、ドレーン電極及びゲート電極を有し、前記ドレーン電極が前記電圧供給回路に連結され、前記ソース電極がアース電位と連結され；前記コンパレータは、のこぎり波信号入力端子、差動信号入力端子及び出力端子を有し、前記のこぎり波信号入力端子がのこぎり波信号を受け取り、前記出力端子がゲート・ドライバを経由して前記トランジスタ・スイッチ・ユニットのゲート電極に連結され；前記出力電圧測定回路は、前記電圧供給回路に連結され、前記直流出力電圧の大きさを測定し、フィードバック・ノードからフィードバック信号を発生し；前記フィードバック差動増幅回路は、基準電圧入力端子、フィードバック信号入力端子、差動信号出力端子を有し、前記基準電圧入力端子が基準電圧を受け取り、前記フィードバック信号入力端子が前記出力電圧測定回路により発生されたフィードバック信号を受け取り、前記差動信号出力端子が前記コンパレータの差動信号入力端子に連結され；前記温度補償回路は、温度測定回路と電流源回路とを有し、前記フィードバック差動増幅回路と前記出力電圧測定回路の間に連結され；前記温度測定回路は、環境温度を測定し、それに基づいて温度信号を発生させ；前記電流源回路は、前記フィードバック差動増幅回路のフィードバック信号入力端子と前記出力電圧測定回路の間に連結され、前記温度測定回路により発生された温度信号の大きさに応じて電流値を発生させ、前記電流値に比例する補償電圧を前記直流出力電圧に加え、さらに前記直流出力電圧の電圧値を調節することを特徴とする温度補償回路を有するＤＣ−ＤＣコンバータである。 The invention of claim 1 made to achieve the above object is a DC-DC converter having a temperature compensation circuit for sending a DC output voltage from a voltage output terminal after a DC input voltage passes through a voltage supply circuit, A transistor switch unit, a comparator, an output voltage measurement circuit, a feedback differential amplifier circuit, and a temperature compensation circuit; the transistor switch unit has a source electrode, a drain electrode, and a gate electrode; The drain electrode is connected to the voltage supply circuit, and the source electrode is connected to a ground potential; the comparator has a sawtooth signal input terminal, a differential signal input terminal, and an output terminal, and the sawtooth signal input terminal Receives the sawtooth signal, and the output terminal is connected to the transistor via a gate driver. Connected to the gate electrode of the switch unit; the output voltage measurement circuit is connected to the voltage supply circuit, measures the magnitude of the DC output voltage, and generates a feedback signal from a feedback node; The amplifier circuit includes a reference voltage input terminal, a feedback signal input terminal, and a differential signal output terminal, the reference voltage input terminal receives a reference voltage, and the feedback signal input terminal is a feedback generated by the output voltage measurement circuit. Receiving a signal, and the differential signal output terminal is coupled to the differential signal input terminal of the comparator; the temperature compensation circuit includes a temperature measurement circuit and a current source circuit, the feedback differential amplifier circuit and the output Connected between the voltage measuring circuits; said temperature measuring circuit measures the environmental temperature and based on it A temperature signal is generated; and the current source circuit is connected between a feedback signal input terminal of the feedback differential amplifier circuit and the output voltage measurement circuit, and depends on a magnitude of the temperature signal generated by the temperature measurement circuit. A DC-DC converter having a temperature compensation circuit that generates a current value, adds a compensation voltage proportional to the current value to the DC output voltage, and further adjusts the voltage value of the DC output voltage. .
請求項２の発明は、前記温度補償回路中の電流源回路が、電源端子と前記出力電圧測定回路のフィードバック・ノードの間に連結されることを特徴とする請求項１に記載の温度補償回路を有するＤＣ−ＤＣコンバータである。 The invention according to claim 2 is characterized in that the current source circuit in the temperature compensation circuit is connected between a power supply terminal and a feedback node of the output voltage measurement circuit. It is a DC-DC converter having
請求項３の発明は、前記温度補償回路中の電流源回路が、前記出力電圧測定回路のフィードバック・ノードとアース・ポイントの間に連結されることを特徴とする請求項１に記載の温度補償回路を有するＤＣ−ＤＣコンバータである。 The invention of claim 3 is characterized in that the current source circuit in the temperature compensation circuit is connected between a feedback node of the output voltage measurement circuit and a ground point. A DC-DC converter having a circuit.
請求項４の発明は、前記温度補償回路中の電流源回路が、第一電流源、第一切替スイッチ、第二電流源及び第二切替スイッチを備え；前記第一切替スイッチが前記第一電流源と直列連結後、さらに電源端子と前記出力電圧測定回路のフィードバック・ノードの間に連結され、前記第一切替スイッチのスイッチ状態が第一切替信号によってコントロールされ；前記第二切替スイッチが前記第二電流源と直列連結後、さらに前記出力電圧測定回路のフィードバック・ノードとアース・ポイントの間に連結され、前記第二切替スイッチのスイッチ状態が第二切替信号によってコントロールされることを特徴とする請求項１に記載の温度補償回路を有するＤＣ−ＤＣコンバータである。 The current source circuit in the temperature compensation circuit includes a first current source, a first changeover switch, a second current source, and a second changeover switch; and the first changeover switch includes the first current switch. After being connected in series with the source, it is further connected between a power supply terminal and a feedback node of the output voltage measuring circuit, and a switch state of the first changeover switch is controlled by a first changeover signal; After the serial connection with the two current sources, it is further connected between the feedback node of the output voltage measuring circuit and the ground point, and the switch state of the second changeover switch is controlled by the second changeover signal. A DC-DC converter having the temperature compensation circuit according to claim 1.
請求項５の発明は、前記温度測定回路が発生させる温度信号が、正温度特性を有する温度信号であることを特徴とする請求項１に記載の温度補償回路を有するＤＣ−ＤＣコンバータである。 The invention according to claim 5 is the DC-DC converter having the temperature compensation circuit according to claim 1, wherein the temperature signal generated by the temperature measurement circuit is a temperature signal having a positive temperature characteristic.
請求項６の発明は、前記温度測定回路が発生させる温度信号が、負温度特性を有する温度信号であることを特徴とする請求項１に記載の温度補償回路を有するＤＣ−ＤＣコンバータである。 The invention according to claim 6 is the DC-DC converter having the temperature compensation circuit according to claim 1, wherein the temperature signal generated by the temperature measurement circuit is a temperature signal having a negative temperature characteristic.
請求項７の発明は、前記温度測定回路が発生させる温度信号が、正温度特性を有する第一温度信号及び負温度特性を有する第二温度信号を含むことを特徴とする請求項１に記載の温度補償回路を有するＤＣ−ＤＣコンバータである。 The invention according to claim 7 is characterized in that the temperature signal generated by the temperature measurement circuit includes a first temperature signal having a positive temperature characteristic and a second temperature signal having a negative temperature characteristic. It is a DC-DC converter having a temperature compensation circuit.
請求項８の発明は、前記ＤＣ−ＤＣコンバータが発生させる直流出力電圧は、液晶ディスプレイ装置に該液晶ディスプレイ装置の作業電圧として供給することを特徴とする請求項１に記載の温度補償回路を有するＤＣ−ＤＣコンバータである。 The invention according to claim 8 has the temperature compensation circuit according to claim 1, wherein the DC output voltage generated by the DC-DC converter is supplied to the liquid crystal display device as a working voltage of the liquid crystal display device. It is a DC-DC converter.
請求項９の発明は、前記ＤＣ−ＤＣコンバータが発生させる直流出力電圧は、前記液晶ディスプレイ装置のデータ・ドライバに供給するデータ・ドライバ電圧であることを特徴とする請求項８に記載の温度補償回路を有するＤＣ−ＤＣコンバータである。 9. The temperature compensation according to claim 8, wherein the DC output voltage generated by the DC-DC converter is a data driver voltage supplied to a data driver of the liquid crystal display device. A DC-DC converter having a circuit.
請求項１０の発明は、前記ＤＣ−ＤＣコンバータが発生させる直流出力電圧は、前記液晶ディスプレイ装置のゲート・ドライバに供給するゲート開放電圧であることを特徴とする請求項８に記載の温度補償回路を有するＤＣ−ＤＣコンバータである。 10. The temperature compensation circuit according to claim 8, wherein the DC output voltage generated by the DC-DC converter is a gate open voltage supplied to a gate driver of the liquid crystal display device. It is a DC-DC converter having
請求項１１の発明は、前記電圧供給回路が、インダクタンス・コンポーネント及び順方向連結のダイオードを備え、前記直流入力電圧が、前記インダクタンス・コンポーネント及びダイオードを経由したのち、前記ダイオードから前記直流出力電圧を送り出し、前記トランジスタ・スイッチ・ユニットのドレーン電極が、前記インダクタンス・コンポーネント及び前記ダイオードの連結ノードに連結されることを特徴とする請求項１に記載の温度補償回路を有するＤＣ−ＤＣコンバータである。 According to an eleventh aspect of the present invention, the voltage supply circuit includes an inductance component and a forward-connected diode, and the DC input voltage passes through the inductance component and the diode, and then the DC output voltage is output from the diode. 2. The DC-DC converter according to claim 1, wherein the drain electrode of the transistor switch unit is connected to a connection node of the inductance component and the diode.
既存の技術と比較して、本発明はＤＣ−ＤＣコンバータ中で電流源モジュールを温度補償として結び付け、ＤＣ−ＤＣコンバータに環境温度の変化状況に応じて調節された作業電圧を供給させる。本発明を液晶ディスプレイのＤＣ−ＤＣコンバータに用いる場合、その温度補償回路は液晶ディスプレイの電圧供給回路中で結びつけられ、液晶ディスプレイの液晶が異なる温度下で適当な作業電圧を得ることによりその安定特性を保持することができる。 Compared with existing technology, the present invention couples the current source module as temperature compensation in the DC-DC converter, and allows the DC-DC converter to supply a working voltage adjusted according to the changing situation of the environmental temperature. When the present invention is used for a DC-DC converter of a liquid crystal display, its temperature compensation circuit is connected in the voltage supply circuit of the liquid crystal display, and the liquid crystal of the liquid crystal display has its stable characteristics by obtaining an appropriate working voltage at different temperatures. Can be held.
以下、添付図面を参照して本発明の好適な実施の形態を詳細に説明する。 Preferred embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings.
図３は本発明のＤＣ−ＤＣコンバータのコントロール回路図を示すものである。対照のため、本発明のコントロール回路中で、公知のコントロール回路と同一の回路モジュールがあれば同一の参照番号で表示している。以下の実施例中、液晶ディスプレイが必要とするデータ・ドライバ電圧を提供するＤＣ−ＤＣコンバータ・コントロール回路を好適な実施例として説明する。 FIG. 3 is a control circuit diagram of the DC-DC converter of the present invention. For comparison, if there is a circuit module identical to a known control circuit in the control circuit of the present invention, it is indicated by the same reference number. In the following embodiments, a DC-DC converter control circuit that provides a data driver voltage required for a liquid crystal display will be described as a preferred embodiment.
本発明のＤＣ−ＤＣコンバータ2aはトランジスタ・スイッチ・ユニット21を含み、そのドレーン電極が電圧供給回路201中のインダクタンス・コンポーネントLとダイオードDの連結ノードN1に連結され、ソース電極がアース電位に連結されている。トランジスタ・スイッチ・ユニット21のゲート電極はゲート・ドライバ回路22に連結されている。 The DC-DC converter 2a of the present invention includes a transistor switch unit 21, the drain electrode of which is connected to the connection node N1 of the inductance component L and the diode D in the voltage supply circuit 201, and the source electrode is connected to the ground potential. Has been. The gate electrode of the transistor switch unit 21 is connected to the gate driver circuit 22.
コンパレータ23はのこぎり波信号入力端子23a、差動信号入力端子23b及び出力端子23cを有し、そのうち該のこぎり波信号入力端子23aは、のこぎり波信号発生回路24が発生させる、のこぎり波信号Vsを受け取ることができる。コンパレータ23の出力端子23cは該ゲート・ドライバ22に連結され、ゲート・コントロール信号Vpをゲート・ドライバ22に送り出す。 The comparator 23 has a sawtooth signal input terminal 23a, a differential signal input terminal 23b, and an output terminal 23c, and the sawtooth signal input terminal 23a receives the sawtooth signal Vs generated by the sawtooth signal generation circuit 24. be able to. The output terminal 23c of the comparator 23 is connected to the gate driver 22 and sends a gate control signal Vp to the gate driver 22.
出力電圧測定回路25は電圧出力端子N2に連結され、該電圧出力端子N2が送り出す直流出力電圧Voutの電圧レベルの大きさを測定し、フィードバックVfebを発生させることができる。該出力電圧測定回路25は第一抵抗R1と第二抵抗R2の直列連結からなる分圧回路であり、かつ第一抵抗R1と第二抵抗R2のフィードバック・ノードN3から分圧信号をフィードバック信号Vfebとして引き出す。 The output voltage measuring circuit 25 is connected to the voltage output terminal N2, and can measure the voltage level of the DC output voltage Vout sent out by the voltage output terminal N2 to generate a feedback Vfeb. The output voltage measuring circuit 25 is a voltage dividing circuit composed of a first resistor R1 and a second resistor R2 connected in series, and a divided signal is fed back from the feedback node N3 of the first resistor R1 and the second resistor R2 to the feedback signal Vfeb. Pull out as.
フィードバック差動増幅回路26はフィードバック信号入力端子26a、基準電圧入力端子26b、差動信号出力端子26cを有し、そのうち該フィードバック信号入力端子26aは該出力電圧測定回路25が発生させるフィードバック信号Vfebを受け取り、基準電圧入力端子26bは基準電圧信号発生回路27が発生させる基準電圧Vrefを受け取り、差動信号出力端子26cが該コンパレータ23の差動信号入力端子23bに連結されている。フィードバック差動増幅回路26は受け取ったフィードバック信号Vfebと基準電圧Vrefに応じて、差動信号出力端子26cにおいて誤差信号Verrをコンパレータ23の差動信号入力端子23bへ送り出す。 The feedback differential amplifier circuit 26 has a feedback signal input terminal 26a, a reference voltage input terminal 26b, and a differential signal output terminal 26c, of which the feedback signal input terminal 26a receives the feedback signal Vfeb generated by the output voltage measurement circuit 25. The reference voltage input terminal 26b receives the reference voltage Vref generated by the reference voltage signal generation circuit 27, and the differential signal output terminal 26c is connected to the differential signal input terminal 23b of the comparator 23. The feedback differential amplifier circuit 26 sends the error signal Verr to the differential signal input terminal 23b of the comparator 23 at the differential signal output terminal 26c according to the received feedback signal Vfeb and the reference voltage Vref.
本発明の設計中には温度補償回路300を含み、該フィードバック差動増幅回路26のフィードバック信号入力端子26aと出力電圧測定回路25の間に連結されている。温度補償回路300中には電流源回路3及び温度測定回路4を含み、そのうち温度測定回路4は測定された環境温度信号の大きさに応じて電圧タイプの温度信号Vtを該電流源回路3へ発生させるので、該電流源回路3は該温度測定回路4が発生させる温度信号Vtの大きさに応じて電流値Iを発生し、該電流値Iに比例する補償電圧IR1を発生して該直流出力電圧Voutに加える（相加または相減する）。また該直流出力電圧は［数１］である。このようにして該直流出力電圧Voutの電圧値を調節することができる。
図３に示されているコントロール回路において、電流源回路3中には第一電流源I1、第一切替スイッチT1、第二電流源I2、第二切替スイッチT2を含む。そのうち該第一電流源I1、第一切替スイッチT1は直列連結後、さらに電源端子Vccと出力電圧測定回路25中の第一抵抗R1と第二抵抗R2のフィードバック・ノードN3の間に連結され、かつ第一切替スイッチT1のスイッチ状態は第一切替信号sw1によってコントロールすることができる。 In the control circuit shown in FIG. 3, the current source circuit 3 includes a first current source I1, a first changeover switch T1, a second current source I2, and a second changeover switch T2. Among them, the first current source I1, the first changeover switch T1 are connected in series, and further connected between the power supply terminal Vcc and the feedback node N3 of the first resistor R1 and the second resistor R2 in the output voltage measurement circuit 25, The switch state of the first changeover switch T1 can be controlled by the first changeover signal sw1.
第二電流源I2、第二切替スイッチT2は直列連結後、さらに出力電圧測定回路25中の第二抵抗R2及び第二抵抗R2のフィードバック・ノードN3並びにアース・ポイントの間に連結され、かつ第二切替スイッチT2のスイッチ状態は第二切替信号sw2によってコントロールすることができる。 After the second current source I2 and the second changeover switch T2 are connected in series, the second resistor R2 and the second resistor R2 in the output voltage measurement circuit 25 are connected between the feedback node N3 and the ground point, and The switch state of the two changeover switch T2 can be controlled by the second changeover signal sw2.
仮設電流源3の電流値はIであり、
（１）第一切替信号sw1がロー・ステート（第一切替スイッチT1on）であり、第二切替信号sw2がロー・ステート（第二切替スイッチT2off）である場合、電圧出力端子N2で直流出力電圧［数２］を得ることができる。ゆえに正温度係数補償の作用を達することができる。
（２）第一切替信号sw1がハイ・ステート（第一切替スイッチT1off）であり、第二切替信号sw2がハイ・ステート（第二切替スイッチT2on）である場合、電圧出力端子N2で直流出力電圧で［数３］を得ることができる。ゆえに負温度係数補償の作用を達することができる。
（３）第一切替信号sw1がハイ・ステート（第一切替スイッチT1off）であり、第二切替信号sw2がロー・ステート（第二切替スイッチT2off）である場合、温度係数補償の機能はない。
上記の機能に基づき、使用者は実際の必要に応じて第一切替信号sw1、第二切替信号sw2の状態をコントロールし、さらに正温度係数補償、負温度係数補償、または閉鎖温度係数補償の機能を得ることができる。
(1) When the first switching signal sw1 is in the low state (first switching switch T1on) and the second switching signal sw2 is in the low state (second switching switch T2off), the DC output voltage at the voltage output terminal N2 [Equation 2] can be obtained. Therefore, the effect of positive temperature coefficient compensation can be achieved.
(2) When the first switching signal sw1 is in the high state (first switching switch T1off) and the second switching signal sw2 is in the high state (second switching switch T2on), the DC output voltage at the voltage output terminal N2 [Equation 3] can be obtained. Therefore, the effect of the negative temperature coefficient compensation can be achieved.
(3) When the first switching signal sw1 is in the high state (first switching switch T1off) and the second switching signal sw2 is in the low state (second switching switch T2off), there is no temperature coefficient compensation function.
Based on the above functions, the user controls the state of the first switching signal sw1 and the second switching signal sw2 according to actual needs, and further functions of positive temperature coefficient compensation, negative temperature coefficient compensation, or closing temperature coefficient compensation Can be obtained.
図４は図３中の本発明電流源3の実施例コントロール回路図を示すものである。該コントロール回路中には、増幅器31、抵抗R3及び数個のトランジスタからなる電流ミラー回路（Current Mirror
Circuit）を含み、該電流源3が提供する電流値はI=Vt/R3である。
FIG. 4 shows a control circuit diagram of the embodiment of the current source 3 of the present invention in FIG. The control circuit includes a current mirror circuit (Current Mirror circuit) composed of an amplifier 31, a resistor R3, and several transistors.
The current value provided by the current source 3 is I = Vt / R3.
温度測定回路4の具体的実施例では、正温度係数または負温度係数を有するコンポーネントを温度測定コンポーネントとして選用し、またはダイオードまたはゼナー・ダイオードで抵抗を組み合わせて正温度係数または負温度係数の温度測定回路を得、それによって正温度係数補償または負温度係数補償の効果を得ることができる。 In a specific embodiment of the temperature measurement circuit 4, a component having a positive temperature coefficient or a negative temperature coefficient is selected as the temperature measurement component, or a temperature measurement of a positive temperature coefficient or a negative temperature coefficient by combining resistors with a diode or a Zener diode. A circuit can be obtained, whereby the effect of positive temperature coefficient compensation or negative temperature coefficient compensation can be obtained.
例えば、図５中にあるように、3個のダイオードD11、D12 、D13と抵抗Rrを直列連結し、その後さらに電源端子Vccとアース・ポイントの間に連結し、このため該ダイオードD11、D12、D13と抵抗Rrの連結ノードで引き出される温度信号Vtは正温度係数となり、正温度係数特性を有する温度測定回路4aを得る。該ダイオードD11、D12、D13はゼナー・ダイオードD14によって代替することもでき（図６参照）、同様に正温度係数特性を有する温度測定回路4bを得ることができる。 For example, as shown in FIG. 5, three diodes D11, D12, D13 and a resistor Rr are connected in series, and then further connected between a power supply terminal Vcc and a ground point, so that the diodes D11, D12, The temperature signal Vt drawn out at the connection node between D13 and the resistor Rr has a positive temperature coefficient, and a temperature measurement circuit 4a having a positive temperature coefficient characteristic is obtained. The diodes D11, D12, and D13 can be replaced by a Zener diode D14 (see FIG. 6), and a temperature measurement circuit 4b having a positive temperature coefficient characteristic can be obtained similarly.
一方、負温度係数の温度信号Vtを得るためには、図７に示すように、抵抗Rrと3個のダイオードD11、D12、D13を直列連結し、その後さらに電源端子Vccとアース・ポイントの間に連結し、このため抵抗Rrと3個のダイオードD11、D12、D13の連結ノードが引き出す温度信号Vtは負温度係数となり、負温度係数特性を有する温度測定回路4cを得る。該ダイオードD11、D12、D13はゼナー・ダイオードD14によって代替することもでき（図８参照）、同様に負温度係数特性を有する温度測定回路4dを得ることができる。 On the other hand, in order to obtain a temperature signal Vt having a negative temperature coefficient, as shown in FIG. 7, a resistor Rr and three diodes D11, D12, and D13 are connected in series, and then further connected between the power supply terminal Vcc and the ground point. Therefore, the temperature signal Vt drawn by the connection node of the resistor Rr and the three diodes D11, D12, and D13 has a negative temperature coefficient, and a temperature measurement circuit 4c having a negative temperature coefficient characteristic is obtained. The diodes D11, D12, and D13 can be replaced by a Zener diode D14 (see FIG. 8), and a temperature measurement circuit 4d having a negative temperature coefficient characteristic can be obtained in the same manner.
本発明の設計において、回路技術は同時に正温度係数の温度信号及び負温度係数の温度信号を得ることができる。図９中には本発明中で同時に正温度係数の温度信号及び負温度係数の温度信号を供給する回路図を示しており、それには3個の演算増幅器51、52、53及び抵抗R51、R52、R53、R54を含む。 In the design of the present invention, the circuit technology can simultaneously obtain a positive temperature coefficient temperature signal and a negative temperature coefficient temperature signal. FIG. 9 shows a circuit diagram for supplying a temperature signal having a positive temperature coefficient and a temperature signal having a negative temperature coefficient simultaneously in the present invention, including three operational amplifiers 51, 52, 53 and resistors R51, R52. , R53, and R54.
抵抗Rrを直列連結されたダイオードD11、D12、D13と直列連結し、その後さらに直流入力電圧Vinとアース・ポイントの間に連結し、このため、抵抗Rrと直列連結されたダイオードD11、D12、D13の連結ノードで引き出された温度信号Vtは負温度係数となる。前述したように、該ダイオードD11、D12、D13はゼナー・ダイオードによって代替することもできる。 The resistor Rr is connected in series with the diodes D11, D12, D13 connected in series, and then further connected between the DC input voltage Vin and the ground point, so that the diodes D11, D12, D13 connected in series with the resistor Rr. The temperature signal Vt drawn out at the connection node has a negative temperature coefficient. As described above, the diodes D11, D12, and D13 can be replaced by Zener diodes.
前記で得られた温度信号Vtは、順に演算増幅器51、52、53を通り、演算増幅器52、53の出力端子でそれぞれ負温度係数特性を有する第一温度信号Vt1及び正温度係数特性を有する第二温度信号Vt2を得、その信号の電圧値はそれぞれ、［数４］［数５］である。
本発明の温度補償回路を有するＤＣ−ＤＣコンバータを実際に応用する場合、各種温度補償機能を必要とする電子回路中に応用することができる。本発明の技術は特に液晶ディスプレイ装置中での使用に適している。本発明のＤＣ−ＤＣコンバータが発生させる直流出力電圧は、液晶ディスプレイ中のデータ・ドライバのデータ・ドライバ電圧VDD及びゲート・ドライバのゲート開放電圧VGHに供給することができる。 When the DC-DC converter having the temperature compensation circuit of the present invention is actually applied, it can be applied to an electronic circuit that requires various temperature compensation functions. The technique of the present invention is particularly suitable for use in liquid crystal display devices. The DC output voltage generated by the DC-DC converter of the present invention can be supplied to the data driver voltage VDD of the data driver and the gate open voltage VGH of the gate driver in the liquid crystal display.
図１０を参照されたい。これは本発明を液晶ディスプレイの電源供給回路とした回路機能のブロック・ダイアグラムを示すものである。液晶ディスプレイ100中のデータ・ドライバ12に供給されるデータ・ドライバ電圧VDDの電源供給回路を例に取ると、データ・ドライバ電圧VDDの電圧供給回路201の抵抗R1、R2のフィードバック・ノードN3とＤＣ−ＤＣコンバータ2内部のフィードバック差動増幅回路の間に温度補償回路300を設置し、それによって安定したデータ・ドライバ電圧VDDを提供する。また液晶ディスプレイ100中のゲート・ドライバ11のゲート・ドライバ電圧VGHの電源供給回路を例に取ると、同様にゲート・ドライバ電圧VGHの電圧供給回路のフィードバック・ノードとＤＣ−ＤＣコンバータ内部のフィードバック差動増幅回路の間に温度補償回路300aを設置し、それによって安定したゲート・ドライバ電圧VGHを提供する。 Please refer to FIG. This shows a block diagram of circuit functions in which the present invention is a power supply circuit of a liquid crystal display. Taking the power supply circuit of the data driver voltage VDD supplied to the data driver 12 in the liquid crystal display 100 as an example, feedback nodes N3 and DC of the resistors R1 and R2 of the voltage supply circuit 201 of the data driver voltage VDD A temperature compensation circuit 300 is installed between the feedback differential amplifier circuits inside the DC converter 2 to thereby provide a stable data driver voltage VDD. Taking the power supply circuit of the gate driver voltage VGH of the gate driver 11 in the liquid crystal display 100 as an example, similarly, the feedback difference between the feedback node of the voltage supply circuit of the gate driver voltage VGH and the DC-DC converter internal A temperature compensation circuit 300a is installed between the dynamic amplification circuits, thereby providing a stable gate driver voltage VGH.
上記の本発明実施例からわかるように、本発明は確かに産業上利用性を備えている。なお、以上の実施例は、本発明の好適な実施例の一部のみであり、およそ当業者は本発明の上記実施例に基づいてその他種々の改良及び変化を行うことができる。しかしこれら本発明の実施例に基づいて行われた種々の改良及び変化は、当然本発明に係る特許請求の範囲に属するものである。 As can be seen from the above embodiments of the present invention, the present invention certainly has industrial applicability. The above embodiments are only a part of preferred embodiments of the present invention, and those skilled in the art can make various other improvements and changes based on the above embodiments of the present invention. However, various improvements and changes made based on the embodiments of the present invention naturally belong to the claims of the present invention.
100 液晶ディスプレイ装置
200 直流電源供給回路
201 電圧供給回路
300 温度補償回路
300a 温度補償回路
1 液晶ディスプレイ・パネル
11, 12 ゲート・ドライバ
13 ロジック・コントロール・ユニット
2, 2a DC-DCコンバータ
21 トランジスタ・スイッチ・ユニット
22 ゲート・ドライバ
23 コンパレータ
23a のこぎり波信号入力端子
23b 差動信号入力端子
23c 出力端子
24 のこぎり波信号発生回路
25 出力電圧測定回路
26 フィードバック差動増幅回路
26a フィードバック信号入力端子
26b 基準電圧入力端子
26c 差動信号出力端子
27 基準電圧信号発生回路
3 電流源回路
31 増幅器
4、4a、4b、4c、4d 温度測定回路
5 温度測定回路
VGH ゲート開放電圧
VGL ゲート閉鎖電圧
VDD データ・ドライバ電圧
Vlogic コントロール・ロジック回路電圧
Vin 直流入力電圧
Vout 直流出力電圧
Vfeb フィードバック信号
Vref 基準電圧
Verr 誤差信号
Vs のこぎり波信号
Vp ゲート・コントロール信号
Vt 温度信号
Vt1 第一温度信号
Vt2 第二温度信号
Vcc 電源端子
L インダクタンス・コンポーネント
D ダイオード
C コンデンサ
N1 連結ノード
N2 電圧出力端子
N3 フィードバック・ノード
I1 第一電流源
I2 第二電流源
I 電流値
T1 第一切替スイッチ
T2 第二切替スイッチ
Sw1 第一切替信号
Sw2 第二切替信号
D11、D12、D13 ダイオード
D14 ゼナー・ダイオード
R1 第一抵抗
R2 第二抵抗
R3 抵抗
Rr 抵抗
100 LCD device
200 DC power supply circuit
201 Voltage supply circuit
300 Temperature compensation circuit
300a Temperature compensation circuit
1 LCD panel
11, 12 Gate driver
13 Logic control unit
2, 2a DC-DC converter
21 Transistor switch unit
22 Gate driver
23 Comparator
23a sawtooth signal input terminal
23b Differential signal input terminal
23c output terminal
24 sawtooth signal generator
25 Output voltage measurement circuit
26 Feedback differential amplifier circuit
26a Feedback signal input terminal
26b Reference voltage input pin
26c Differential signal output terminal
27 Reference voltage signal generator
3 Current source circuit
31 Amplifier
4, 4a, 4b, 4c, 4d Temperature measurement circuit
5 Temperature measurement circuit
VGH Gate open voltage
VGL gate closing voltage
VDD Data driver voltage
Vlogic Control logic circuit voltage
Vin DC input voltage
Vout DC output voltage
Vfeb feedback signal
Vref reference voltage
Verr error signal
Vs sawtooth signal
Vp Gate control signal
Vt temperature signal
Vt1 first temperature signal
Vt2 second temperature signal
Vcc power supply pin
L Inductance component
D diode
C capacitor
N1 connected node
N2 voltage output pin
N3 feedback node
I1 First current source
I2 Second current source
I Current value
T1 first selector switch
T2 second selector switch
Sw1 first switching signal
Sw2 second switching signal
D11, D12, D13 Diode
D14 Zener diode
R1 first resistance
R2 second resistance
R3 resistance
Rr resistance
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