JP2898527B2 - 温度補償電圧発生回路 - Google Patents

温度補償電圧発生回路

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    • G05FSYSTEMS FOR REGULATING ELECTRIC OR MAGNETIC VARIABLES
    • G05F1/00Automatic systems in which deviations of an electric quantity from one or more predetermined values are detected at the output of the system and fed back to a device within the system to restore the detected quantity to its predetermined value or values, i.e. retroactive systems
    • G05F1/10Regulating voltage or current
    • G05F1/46Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is dc
    • G05F1/462Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is dc as a function of the requirements of the load, e.g. delay, temperature, specific voltage/current characteristic
    • G05F1/463Sources providing an output which depends on temperature
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、液晶駆動用などに用い
られる温度補償電圧発生回路に関する。
【0002】
【従来の技術】図5は、従来の液晶駆動用の温度補償電
圧発生回路(以下「電圧発生回路」と略称する。)の回
路図である。従来の電圧発生回路は、たとえば特開昭6
1−141493、特開昭61−184004に開示さ
れている。
【0003】液晶表示素子は、その電気光学的特性に温
度特性を有し、液晶の動作温度Topが低温になるとと
もに、所望のコントラストを得るために図4で示される
ように液晶の最適駆動電圧Vopを直線的に増加させる
必要がある。
【0004】図5で示される電圧発生回路について以下
に説明する。可変型電圧レギュレータ1の入力端子4に
は入力電圧Vinが印加される。可変電圧レギュレータ
1は、たとえばLM317L(ナショナルセミコンダク
タ社製)を用いる。入力端子INは、電圧平滑用のコン
デンサC1を介して接地されている。また、可変型電圧
レギュレータ1の調整端子3は、可変抵抗R2(抵抗値
R2、以下抵抗の参照符と抵抗値は同一とする。)、抵
抗R3およびサーミスタRTの合成抵抗RXを介して接
地されている。合成抵抗RXは、サーミスタRTと抵抗
R3とを並列に接続し、その並列に接続した抵抗群に直
列に可変抵抗R2を接続している。したがって、抵抗R
Xの抵抗値は次式で示される。
【0005】
【数1】
【0006】可変型電圧レギュレータの出力端子2と調
整端子3との間は抵抗R1を介して接続されている。出
力端子2は、電圧平滑用のコンデンサC2を介して接地
されている。また出力端子2からは駆動電圧Vopが出
力され、この駆動電圧Vopはスイッチング素子を介し
て液晶に駆動用電圧として与えられる。
【0007】駆動電圧Vopの値は次式で示される。
【0008】 Vop=1.25(1+Rx/R1)+Iadj・Rx …(2) ここで、電流Iadjは、調整端子3から流出する電流
の値を表す。電流Iadjの値は極めて小さいので式
(2)は次式で近似される。
【0009】 Vop≒1.25(1+Rx/R1) …(3) したがってこの式から駆動電圧Vopは、ほぼ抵抗値R
xと抵抗値R1との比によって決定され、抵抗値Rxを
調整することによって、駆動電圧Vopの値を変えるこ
とができる。
【0010】ここで、サーミスタRTは、温度が低下す
るとともに抵抗値が増加する負の抵抗温度係数をもつ。
したがって、抵抗Rxは式(1)で示されるので、温度
の低下とともに抵抗値が増加する。したがって温度の低
下とともに駆動電圧Vopが増加する。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】ここで、サーミスタR
Tの抵抗値の抵抗・温度特性は次式で示される。
【0012】 RT=R0・exp{B(1/T−1/T0)} …(4) R0:基準温度T0におけるサーミスタの抵抗値 B:定数 T:周囲温度 したがって、式(4)で示されるように直線でない指数
関数で示されるので、式(3)で示される駆動電圧Vo
pは、図4で示される直線的に変化する液晶の動作温度
Topに対応する最適駆動電圧Vopに精度よく一致さ
せることができない上、式(4)における抵抗値R0、
定数Bの値は限られた値の範囲の組合わせになるためR
1,R2,R3を適当に選び、図4の特性にどこまで近
づけるかが大きな問題となり、必ずしも満足できるレベ
ルを実現できるとは限らない。
【0013】本発明の目的は、周囲温度に対応する出力
電圧の特性が予め定められた直線で示される電圧調整回
路を提供することである。
【0014】
【課題を解決するための手段】本発明は、温度に応じて
出力が直線状に変化する温度検出素子と、制御端子を有
し、その制御端子に与えられる電気信号レベルに対応す
る出力電圧を導出する電圧レギュレータと、温度検出素
子の出力が与えられ、電圧レギュレータの出力電圧が希
望する傾きで変化するよう設定された利得で増幅する増
幅手段と、増幅手段からの出力レベルを調整して電圧レ
ギュレータの制御端子に与えるレベル設定手段とを含む
ことを特徴とする温度補償電圧発生回路である。
【0015】
【作用】本発明に従えば、温度検出素子は、温度出力に
応じて出力が直線状に変化する。電圧レギュレータは制
御端子を有し、その制御端子に与えられる電気信号レベ
ルに対応する出力電圧を導出する。増幅手段は温度検出
素子の出力が与えられ、電圧レギュレータの出力電圧が
希望する傾きで変化するよう設定された利得で増幅す
る。レベル設定手段は、増幅手段からの出力レベルを調
整して電圧レギュレータの制御端子に与える。
【0016】したがって、周囲温度に対応する電圧レギ
ュレータの出力電圧の特性が予め定められる直線と一致
した温度補償電圧を発生させる回路を得ることができ
る。
【0017】
【実施例】図1は、本発明の一実施例である液晶の温度
補償電圧発生回路の回路図である。液晶には、スーパー
/ツイステッド/ネマティック/デューティ液晶(ZL
I−4336,メルク社製)が用いられる。可変型電圧
レギュレータ10の入力端子23には、電源30の入力
電圧Veが入力される。可変型電圧レギュレータ10に
は、たとえばLM317L(ナショナルセミコンダクタ
社製)が用いられる。入力端子23は、電圧平滑用のコ
ンデンサC11を介して接地されている。また可変型電
圧レギュレータ10の調整用端子22と接続点P1は可
変抵抗R12を介して接続されている。可変型電圧レギ
ュレータ10の接続端子21と調整用端子22との間
は、抵抗R11を介して接続されている。出力端子21
は、電圧平滑用のコンデンサC2を介して接地されてい
る。
【0018】ここで接続点P1の電圧をVpとすると、
駆動電圧Vopは次式で示される。
【0019】 Vop=1.25(1+R12/R11)+Iadj・R12+Vp …(5) ここで、電流Iadjは調整端子22から流出する電流
の値を表す。電流Iadjの値は極めて小さいので、式
(5)は次式で近似される。
【0020】 Vop≒1.25(1+R12/R11)+Vp …(6) この式から、可変抵抗R12の抵抗値を変えることによ
って出力電圧Vopの値を変化させることができる。
【0021】温度センサ11は、たとえばLM35(ナ
ショナルセミコンダクタ社製)などが用いられ、入力端
子26には電源31の電圧Vcが入力される。また、温
度センサ11の入力端子28にはオフセット用の電源3
2の電圧Vsが入力される。温度センサ11の周囲温度
に対応する出力電圧特性は、図2で示されるように、正
の勾配をもつ直線で表される。したがって、温度センサ
11の出力端子27から出力される出力電圧Vtは次式
で示される。
【0022】 出力電圧Vt=Vs+K・T …(7) K:温度センサ11の温度係数(V/℃) T:周囲温度 演算増幅器12の−端子24には温度センサ11の出力
電圧Vtが抵抗R14を介して入力され、+端子25に
は電圧Vsが入力される。演算増幅器12の電源端子に
は電源31の電圧Vcが供給される。また演算増幅器1
2の−端子と演算増幅器12の出力端子と接続される接
続点P1は、抵抗R13を介して接続されている。した
がって、演算増幅器12、抵抗R13およびR14は、
反転増幅器を構成し、接続点P1の電圧Vpは次式で表
される。
【0023】 Vp=Vs−(R13/R14)(Vt−Vs) …(8) 式(7)と式(8)とによって Vp=Vs−R13/R14・K・T …(9) したがって、駆動電圧Vopは、式(6)と式(9)と
によって、次式で求められる。
【0024】 Vop≒1.25(1+R12/R11) +Vs−R13/R14・K・T …(10) また、液晶の動作温度Topに対応する最適駆動電圧V
opの特性は図3で示されるように負の勾配をもつ直線
のグラフで示される。そのため式(10)で示される電
圧発生回路の駆動電圧Vopの温度特性を示すグラフ
を、図3で示される最適駆動電力電圧Vopの温度特性
を示す直線のグラフに一致させる必要があるため、以下
の調整を行う。まず図3で示される所定の周囲温度T0
において可変抵抗R12の抵抗値を調整することによっ
て、(10)式で示される駆動電圧Vopの値をV0に
設定する。これによって、式(10)で示される駆動電
圧Vopの温度特性が、図3で示されるA点を通る直線
のグラフで示される。次に、式(10)で示される駆動
電圧Vopの抵抗値R13,R14の値を調整すること
によって、その駆動電圧Vopの特性を示すグラフの勾
配を図3で示される直線のグラフの勾配と一致させる。
したがって、式(10)で示される駆動電圧Vopの特
性と、図3で示される直線のグラフとを一致させること
ができる。
【0025】図3のグラフにおいて、実用的な温度範囲
TL〜THは、0℃〜60℃である。温度センサ11
は、この範囲では温度に対応する出力電圧特性は直線で
あり、演算増幅器の増幅率R13/R14は一定であ
る。したがって、式(10)で示される電圧調整回路の
駆動電圧Vopの温度特性は、実用温度範囲(TL〜T
H)において図3のグラフで示される。また、実用温度
範囲(TL〜TH)において図3のグラフの特性を得る
には、Vs≧VH−VLの関係を満足する必要がある。
【0026】
【発明の効果】本発明によれば、周囲温度に対応する出
力電圧の特性が、予め定められた直線で示される電圧調
整回路を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例である電圧発生回路を示す図
である。
【図2】温度センサの出力電圧特性を示すグラフであ
る。
【図3】液晶の動作温度Topに対応する最適駆動電圧
Vopの特性を示すグラフである。
【図4】液晶の動作温度Topに対応する最適駆動電圧
Vopの特性を示すグラフである。
【図5】従来の電圧発生回路を示す図である。
【符号の説明】
10 可変型電圧レギュレータ 11 温度センサ 12 演算増幅器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G05F 1/00 - 3/30 G02F 1/133 505 - 535 G02F 1/133 545 - 580 G09G 3/18 G09G 3/36

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 温度に応じて出力が直線状に変化する温
    度検出素子と、 制御端子を有し、その制御端子に与えられる電気信号レ
    ベルに対応する出力電圧を導出する電圧レギュレータ
    と、 温度検出素子の出力が与えられ、電圧レギュレータの出
    力電圧が希望する傾きで変化するよう設定された利得で
    増幅する増幅手段と、 増幅手段からの出力レベルを調整して電圧レギュレータ
    の制御端子に与えるレベル設定手段とを含むことを特徴
    とする温度補償電圧発生回路。
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