JP5652941B2

JP5652941B2 - 広範囲電源用の昇圧回路とそれを含む電子装置及び電圧昇圧方法

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Description

本発明は、半導体集積回路に関し、さらに詳しくは入力電圧を目標レベルの電圧に昇圧して出力する昇圧回路に関する。

半導体集積回路は、様々な機能を行なうのに必要な動作電圧等を要し、目標レベルの動作電圧を生成するために昇圧回路を備える。昇圧回路は、外部から入力される電源電圧を目標レベルの電圧に昇圧して出力する。

最近、幅広く使われているモバイル電子機器の場合、バッテリで電源電圧を供給される。バッテリは、使用時間の増加によって出力電圧のレベルが変化する。電源電圧のレベル変化が大きい場合は、半導体集積回路の昇圧回路が目標レベルの動作電圧を安定的に生成することは難しく、結局半導体集積回路の誤動作を招く恐れがある。

韓国登録特許０８６４１５１号公報

本発明の目的は、広い範囲の入力電圧に対応できる昇圧回路を提供することである。

前記目的を達成するための本発明の１つの特徴によると、昇圧回路は、外部から第１電圧を入力され、第２電圧を出力する電圧発生器と、入力電圧を昇圧して第３電圧を出力する昇圧器と、前記第１、第２及び第３電圧の中で少なくとも１つの電圧レベルを感知して選択信号を出力する電圧検出器と、前記選択信号に応じて前記第１及び第２電圧の中で何れか１つを前記昇圧器の前記入力電圧に供給する選択器とを含む。

この実施形態において、前記電圧検出器は、前記第１、第２及び第３電圧と第１、第２及び第３基準電圧を各々比較し、該比較結果によって前記選択信号を出力する。

この実施形態において、前記電圧検出器は、第１、第２及び第３基準電圧を発生させる基準電圧発生器と、前記第１電圧と前記第１基準電圧を比較する第１比較器と、前記第２電圧と前記第２基準電圧を比較する第２比較器と、前記第３電圧と前記第３基準電圧を比較する第３比較器と、前記第１乃至第３比較器から出力信号を入力され、前記選択信号を出力するロジック回路とを含む。

この実施形態において、前記選択器は、前記第１電圧と前記昇圧器との間に連結され、前記選択信号の反転された信号によって制御される第１スイッチと、前記電圧発生器からの前記第２電圧と前記昇圧器との間に連結され、前記選択信号によって制御される第２スイッチとを含む。

この実施形態において、前記電圧発生器は、バンドギャップレファレンス電圧を発生させるバンドギャップレファレンス発生器と、前記第１電圧を電源電圧に供給され、前記バンドギャップレファレンス電圧を増幅して前記第２電圧を出力する増幅器を含む。

この実施形態において、バンドギャップレファレンス電圧を発生させるバンドギャップレファレンス発生器と、前記第３電圧を電源電圧に入力され、前記バンドギャップレファレンス電圧を増幅して第４電圧を出力する増幅器をさらに含む。

この実施形態において、前記昇圧器は、互いに異なる昇圧比率を有する第１及び第２昇圧ユニットを含み、前記電圧検出器は前記第１、第２及び第３電圧の各々の感知された電圧レベルによって昇圧比率選択信号をさらに出力し、そして前記選択器は前記第１及び第２電圧の中で選択された電圧を前記昇圧比率選択信号によって前記第１及び第２昇圧ユニットの中で何れか１つに入力する。

この実施形態において、前記電圧検出器は、前記第１、第２及び第３電圧と各々に対応する第１、第２及び第３基準電圧を比較し、該基準電圧が前記第１、第２及び第３電圧と各々に対応する第１、第２及び第３基準電圧より全て低い時、前記第１及び第２昇圧ユニットの中で昇圧比率が高い昇圧ユニットが選択されるよう前記昇圧比率選択信号を出力する。

本発明の他の特徴によると、電子装置は、プロセッサと、ディスプレーパネルと、そして前記プロセッサから映像信号を入力され、前記ディスプレーパネルに映像が表示されるよう前記ディスプレーパネルを駆動するディスプレードライバーとを含む。前記ディスプレードライバーは、外部から第１電圧を入力され、第２電圧を出力する電圧発生器と、入力電圧を昇圧して第３電圧を出力する昇圧器と、前記第１、第２及び第３電圧の中で少なくとも１つの電圧レベルを感知して選択信号を出力する電圧検出器と、前記選択信号に応じて前記第１及び第２電圧の中で何れか１つを前記昇圧器の前記入力電圧に供給する選択器と、バンドギャップレファレンス電圧を発生させるバンドギャップレファレンス発生器と、前記第３電圧を電源電圧に入力され、前記バンドギャップレファレンス電圧を増幅して前記ディスプレーパネルを駆動するための第４電圧を出力する増幅器とを含む。

この実施形態において、前記電圧検出器は、第１、第２及び第３基準電圧を発生させる基準電圧発生器と、前記第１電圧と前記第１基準電圧とを比較する第１比較器と、前記第２電圧と前記第２基準電圧とを比較する第２比較器と、前記第３電圧と前記第３基準電圧とを比較する第３比較器と、前記第１乃至第３比較器から出力信号を入力され、前記選択信号を出力するロジック回路とを含む。

この実施形態において、前記プロセッサは、前記第１乃至第３比較器の動作をオン／オフするための制御信号と、前記第１、第２及び第３基準電圧の電圧レベルを各々に設定するための電圧設定信号とを発生させ、前記制御信号は前記第１、第２及び第３比較器と前記基準電圧発生器に供給され、前記電圧設定信号は前記基準電圧発生器に供給される。

この実施形態において、前記プロセッサは、前記第１、第２及び第３基準電圧がヒステリシス特性を有するよう前記電圧設定信号を発生させる。

この実施形態において、前記昇圧器は、互いに異なる昇圧比率を有する第１及び第２昇圧ユニットを含み、前記電圧検出器は、前記第１、第２及び第３電圧の各々の感知された電圧レベルによって昇圧比率選択信号をさらに出力し、そして前記選択器は前記第１及び第２電圧の中で選択された信号を前記昇圧比率選択信号によって前記第１及び第２昇圧ユニットの中で何れか１つに入力する。

この実施形態において、前記電圧検出器の前記ロジック回路は、前記第１及び第２昇圧ユニットの中で何れか１つを選択するための昇圧比率選択信号をさらに出力する。

この実施形態において、前記プロセッサは前記第１及び第２昇圧ユニットの中で何れか１つを選択するための昇圧比率選択信号を出力し、前記選択器は前記第１及び第２電圧の中で選択された電圧を前記昇圧比率選択信号によって前記第１及び第２昇圧ユニットの中で何れか１つに入力する。

本発明のまた他の特徴によると、電圧昇圧方法は、外部から第１電圧を入力されて、第２電圧を出力する段階と、入力電圧を受信し、昇圧された第３電圧を出力する段階と、前記第１、第２及び第３電圧の中で少なくとも１つの電圧レベルを感知して選択信号を出力する段階と、そして前記選択信号に応じて前記第１及び第２電圧の中で何れか１つを選択する段階とを含む。前記第１及び第２電圧の中で何れか１つは前記入力電圧に供給される。

この実施形態において、前記電圧感知段階は、前記第１、第２及び第３電圧に各々に対応する第１、第２及び第３基準電圧を発生させる段階と、前記第１、第２及び第３電圧と対応する第１、第２及び第３基準電圧を各々に比較する段階とを含む。

本発明によると、入力電圧の変動幅が大きくても目標レベルの昇圧電圧を安定的に生成する昇圧回路が具現できる。

本発明の好ましい実施形態による昇圧回路を備えるディスプレー装置を例示として示す図面である。本発明の１つの実施形態による昇圧回路を示す図面である。図２に図示された電圧検出器の構成を例示して示す図面である。図２に図示された電圧選択器の構成を示す図面である。本発明の他の実施形態による昇圧回路を示す図面である。本発明の他の実施形態による電子装置の一例として携帯電話の構成を示す図面である。図６に図示された昇圧回路の構成を示す図面である。図７に図示された電圧検出器の詳細構成を示す図面である。本発明の異なる実施形態による携帯電話の構成を示す図面である。図９に図示された携帯電話のディスプレードライバーに備えられる昇圧回路の異なる実施形態を示す図面である。本発明の実施形態による電圧昇圧方法を説明するためのフローチャートである。

以下に、本発明の好ましい実施形態を図面等を参考にして詳しく説明する。
図１は、本発明の好ましい実施形態による昇圧回路を備えるディスプレー装置を例示として示す図面である。

図１を参考にすると、ディスプレー装置１００は、ディスプレードライバー１１０、そしてディスプレーパネル１２０とを含む。ディスプレードライバー１１０は外部から映像データ信号ＤＡＴＡを入力され、ディスプレーパネル１２０に映像が表示されるよう様々な制御信号を出力する。ディスプレードライバー１１０は外部から映像データ信号ＤＡＴＡだけでなくクロック信号と同期信号等をさらに入力される。ディスプレードライバー１１０は、外部から電源電圧Ｖ１を供給される。ディスプレードライバー１１０に備えられる昇圧回路１１２は、電源電圧Ｖ１を昇圧し、ディスプレーパネル１２０の駆動に必要な高電圧を発生させる。

携帯電話、ＰＤＡ（ｐｅｒｓｏｎａｌｄｉｇｉｔａｌａｓｓｉｓｔａｎｔｓ）、デジタルカメラ、ノートパソコンのようなモバイル電子装置は、バッテリで電源電圧を供給される。モバイル電子装置に多く使われているリチウムイオンバッテリの場合、使用時間の増加によって放電電圧が低くなる特性がある。このようなモバイル電子装置に備えられるディスプレー装置１００はバッテリ（図示せず）から電源電圧Ｖ１を供給される。従って、昇圧回路１１２は電源電圧Ｖ１が低くなった場合も目標レベルの昇圧電圧を安定的に供給しなければならない。

この実施形態には、モバイル電子装置に備えられる昇圧回路を１つの例として説明するが、本発明の昇圧回路はモバイル電子装置だけでなくＬＣＤテレビジョン、ＰＤＰテレビジョン、ＯＬＥＤテレビジョン、冷蔵庫等のような大型の電子装置にも適用できる。

図２は本発明の１つの実施形態による昇圧回路を示す図面である。

図２を参考にすると、昇圧回路１１２はバンドギャップレファレンス発生器等２１０、２６０、増幅器等２２０、２７０、電圧選択器２３０、電圧検出器２４０、そして昇圧器２５０を含む。バンドギャップレファレンス発生器２１０は、安定された電圧レベルを有する基準電圧であるバンドギャップレファレンス電圧ＶＢ１１を発生させる。増幅器２２０は演算増幅器２２２と抵抗等Ｒ１１、Ｒ１２から構成された非反転増幅器からなる。増幅器２２０はバンドギャップレファレンス発生器２１０からのバンドギャップレファレンス電圧ＶＢ１１を入力され、第２電圧Ｖ２を出力する。

電圧選択器２３０は電圧検出器２４０からの電圧選択信号ＶＳＥＬに応じて外部から入力される電源電圧Ｖ１と増幅器２２０からの第２電圧の中で何れか１つを選択し、出力する。以下の説明では、外部から入力される電源電圧Ｖ１は第１電圧Ｖ１と定義する。

昇圧器２５０は入力電圧を所定の昇圧比率に昇圧し、第３電圧Ｖ３を出力する。昇圧器２５０の入力電圧は、電圧選択器２３０から出力される第１電圧Ｖ１と第２電圧Ｖ２の中で何れか１つである。昇圧器２５０の昇圧比率は、第１及び第２電圧Ｖ１、Ｖ２と最終的に獲得しようとする第４電圧Ｖ４との係わりによって設定される。例えば、昇圧器２５０の昇圧比率は２倍に設定できる。電圧選択器２３０が増幅器２２０から出力される２．３Ｖの電圧を選択して出力する場合、昇圧器２５０は４．６Ｖの昇圧電圧である第３電圧Ｖ３を出力する。

バンドギャップレファレンス発生器２６０は、バンドギャップレファレンス電圧ＶＢ１２を発生させる。増幅器２７０は、演算増幅器２７２と抵抗等Ｒ１３、Ｒ１４を含み、第３電圧Ｖ３を電源電圧に供給される。増幅器２７０はバンドギャップレファレンス電圧ＶＢ１２を入力され、第４電圧Ｖ４を発生させる。第４電圧Ｖ４は図１に図示されたディスプレーパネル１２０の駆動に必要な電圧に使用される。

電圧検出器２４０は、外部から入力される第１電圧Ｖ１、増幅器２２０からの第２電圧Ｖ２、そして昇圧器２５０からの第３電圧Ｖ３の各電圧レベルとを感知し、該感知された電圧レベルによって電圧選択信号ＶＳＥＬを出力する。電圧選択信号ＶＳＥＬは第１電圧Ｖ１と第２電圧Ｖ２の中で昇圧器２５０によって昇圧される電圧を選択するための信号である。電圧検出器２４０は第１、第２及び第３電圧Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３が所定の基準電圧より高い電圧レベルを有するとき、増幅器２２０からの第２電圧Ｖ２が昇圧されるよう電圧選択信号ＶＳＥＬを出力する。電圧検出器２４０は第１、第２及び第３電圧Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３が所定の基準電圧より低い電圧レベルを有するとき第１電圧Ｖ１が昇圧されるよう電圧選択信号ＶＳＥＬを出力する。初期に外部から第１電圧Ｖ１が供給されると、第２及び第３電圧Ｖ２、Ｖ３は十分に安定されるレベルにならない。前記電圧選択器２３０は、電圧選択信号ＶＳＥＬとは関係なく第１電圧Ｖ１を選択し、昇圧器２５０の入力電圧に供給するよう設計できる。

図３は図２に図示された電圧検出器の構成を例示して示す図面である。

図３を参考にすると、電圧検出器２４０は基準電圧発生器３１０、比較器３２０、３３０、３４０、そしてロジック回路３５０を含む。基準電圧発生器３１０は３つの基準電圧等ＶＲＥＦ１、ＶＲＥＦ２、ＶＲＥＦ３を発生させる。基準電圧発生器３１０の第１、第２及び第３基準電圧ＶＲＥＦ１、ＶＲＥＦ２、ＶＲＥＦ３は、昇圧回路１１２から要求される最適の電圧レベルに設定される。

比較器３２０は、外部からの第１電圧Ｖ１と第１基準電圧ＶＲＥＦ１とを比較する。比較器３３０は図２に図示された増幅器２２０からの第２電圧Ｖ２と第２基準電圧ＶＲＥＦ２とを比較する。比較器３４０は、昇圧器２５０からの第３電圧Ｖ３と第３基準電圧ＶＲＥＦ３とを比較する。

ロジックゲート２５０は、比較器等３２０、３３０、３４０から出力される信号等のレベルによって選択信号ＳＥＬをハイレベル、またはローレベルに出力する。第１、第２及び第３電圧Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３が対応する基準電圧ＶＲＥＦ１、ＶＲＥＦ２、ＶＲＥＦ３より低いとき、ロジックゲート２５０は、ハイレベルの選択信号ＳＥＬを出力する。この時、図２に示す電圧選択器２３０は外部からの第１電圧Ｖ１を昇圧器２５０に供給する。第１、第２及び第３電圧Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３が対応する基準電圧ＶＲＥＦ１、ＶＲＥＦ２、ＶＲＥＦ３より低い場合を除いた残りの場合には、ロジックゲート２５０がローレベルの選択信号ＳＥＬを出力する。この時、図２に図示された電圧選択器２３０は増幅器２２０から第２電圧Ｖ２を昇圧器２５０に供給する。

先に説明した図２において、第２電圧Ｖ２はバンドギャップレファレンス発生器２１０から発生されたバンドギャップ電圧ＶＢ１１に基づいて生成されるが、バンドギャップレファレンス発生器２１０と演算増幅器２２２の電源電圧に供給される第１電圧Ｖ１の電圧レベルが所定のレベル、即ち、第１基準電圧ＶＲＥＦ１より低くなると増幅器２２２から出力される第２電圧Ｖ２は第１電圧Ｖ１より低くなる。従って、第１電圧Ｖ１が第１基準電圧ＶＲＥＦ１より低く、第２電圧Ｖ２が第２基準電圧ＶＲＥＦ２より低く、そして第３電圧Ｖ３が第３基準電圧ＶＲＥＦ３より低くなると第１電圧Ｖ１を昇圧器２５０の入力電圧に提供することによって、バンドギャップレファレンス発生器２１０と増幅器２２０の許容範囲よりさらに低い第１電圧Ｖ１が入力されても昇圧回路１１２の正常的な昇圧動作が可能になる。

また、電圧検出器２４０は外部から第１電圧Ｖ１だけでなく第２電圧Ｖ２、そして昇圧された電圧Ｖ３を各々に対応する基準電圧ＶＲＥＦ１、ＶＲＥＦ２、ＶＲＥＦ３と比較することによって第１電圧Ｖ１が歪曲により一時的に変動しても安定した電圧レベルを検出することができる。

図３には第１、第２及び第３電圧Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３と該電圧等に各々対応する基準電圧ＶＲＥＦ１、ＶＲＥＦ２、ＶＲＥＦ３を比較するための電圧検出器２４０の回路構成を示しているが、第１電圧Ｖ１が所定の基準レベルより低くなったか否かを検出するために電圧検出器２４０は第１、第２及び第３電圧Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３の中で一部の電圧レベルを検出することができる構成に変更でき、第４電圧Ｖ４の電圧レベルをさらに検出する構成に変更しても良い。

図４は図２に図示された電圧選択器２３０の構成を示す図面である。

図４を参考にすると、電圧選択器２３０はＰＭＯＳトランジスタ４１０、４３０、ＮＭＯＳトランジスタ４２０、そしてインバータ４４０を含む。ＰＭＯＳトランジスタ４１０は、外部から入力される第１電圧Ｖ１と昇圧器２５０との間に連結され、インバータ４４０を通じて反転された電圧選択信号ＶＳＥＬＢによって制御される。ＮＭＯＳトランジスタ４２０とＰＭＯＳトランジスタ４３０はトランスミッションゲートとで動作する。ＮＭＯＳトランジスタ４２０とＰＭＯＳトランジスタ４３０は増幅器２２０からの第２電圧と昇圧器２５０の間に連結される。ＮＭＯＳトランジスタ４２０のゲートはインバータ４４０から出力される反転された電圧選択信号ＶＳＥＬＢによって制御され、ＰＭＯＳトランジスタ４３０のゲートは電圧選択信号ＶＳＥＬによって制御される。

このような構成を有する電圧選択器２３０は、電圧選択信号ＶＳＥＬがハイレベルであるとき第１電圧Ｖ１を昇圧器２５０に供給し、電圧選択信号ＶＳＥＬがローレベルであるとき第２電圧Ｖ２を昇圧器２５０に供給する。

図５は本発明の異なる実施形態による昇圧回路を示す図面である。

図５に図示された昇圧回路５００は、図２に図示された昇圧回路１１２とは異なり、２つの昇圧器５５０、５５２を含む。次の説明では、図２に図示された昇圧回路１１２と同じ部分の説明は省略する。昇圧器等５５０、５５２は互いに異なる昇圧比率を有する。例えば、昇圧器５５０は入力された電圧のレベルを２倍に昇圧し、第３電圧Ｖ３を発生させ、昇圧器５５２は入力された電圧のレベルを３倍に昇圧し、第３電圧Ｖ３を発生させる。

電圧検出器５４０は第１及び第２電圧Ｖ１、Ｖ２の中で何れか１つを選択するための電圧選択信号ＶＳＥＬだけでなく、昇圧比率選択信号ＢＳＥＬをさらに出力する。例えば、第１電圧Ｖ１が所定の基準電圧レベルより高いと昇圧器５５０が選択されるよう第１レベルの昇圧比率選択信号ＢＳＥＬを出力し、第１電圧Ｖ１が所定の基準電圧レベルより低くなると昇圧器５５２が選択されるよう第２レベルの昇圧比率選択信号ＢＳＥＬを出力する。先に、図３から説明したように、第１電圧Ｖ１がノイズ等によって歪曲されるとき、誤動作の防止のために電圧検出器５４０は第１電圧Ｖ１だけでなく第２及び第３電圧Ｖ２、Ｖ３の電圧レベルまで顧慮して昇圧比率選択信号ＢＳＥＬを出力する。

選択器５３０は、電圧選択信号ＶＳＥＬに応じて第１及び第２電圧Ｖ１、Ｖ２の中で何れか１つを選択し、昇圧比率選択信号ＢＳＥＬに応じて昇圧器等５５０、５５２の中で何れか１つに選択された電圧を供給する。

他の実施形態において、電圧検出器５４０は、電圧選択信号ＶＳＥＬと昇圧比率選択信号ＢＳＥＬとを区別して出力せず、電圧選択信号ＶＳＥＬだけを出力することができる。この場合、選択器５３０は電圧選択信号ＶＳＥＬがハイレベルであるとき第１電圧Ｖ１と昇圧器５５２を選択して、選択された第１電圧Ｖ１がさらに高い昇圧比率を有する昇圧器５５２によって昇圧されるよう設計できる。

この実施形態では、昇圧回路５００が２つの昇圧器５５０、５５２を有する構造を例示して説明したが、様々な昇圧比率を有する複数の昇圧器が昇圧回路５００に備えられても良い。この時、電圧検出器５４０から出力される昇圧比率選択信号ＢＳＥＬは選択器５３０が複数の昇圧器の中で何れか１つを選択することができるように複数のビットからなる。

図６は本発明の異なる実施形態による電子装置の一例として携帯電話の構成を示す図面である。

図６を参考にすると、携帯電話６００はアンテナ６１０、無線送受信器６２０、メモリ６３０、カメラ６４０、プロセッサ６５０、入力部６６０、ディスプレードライバー６７０、電源供給器６８０、そしてディスプレーパネル６９０を含む。

無線送受信器６２０はアンテナ６１０から受信された無線信号をデータ信号に変換してプロセッサ６５０に伝送し、プロセッサ６５０からデータ信号を無線信号に変換してアンテナ６１０に伝送する。

プロセッサ６５０は、携帯電話６００の全ての動作を制御する。メモリ６３０はプロセッサ６００の動作に必要なプログラムコード及び使用者データを貯蔵する。カメラ６４０は、外部から入力された映像情報をデータ信号に変換してプロセッサ６５０に伝送する。キーパッド６６０は使用者のデータ入力のための入力装置である。

ディスプレードライバー６７０はプロセッサ６５０から映像データ信号ＤＡＴＡを入力され、ディスプレーパネル６９０に映像が表示されるよう制御する。プロセッサ６５０は映像データ信号ＤＡＴＡだけでなくクロック信号及び同期信号をさらにディスプレードライバー６７０に伝送できる。ディスプレーパネル６９０はＬＣＤ（ｌｉｑｕｉｄｃｒｙｓｔａｌｄｉｓｐｌａｙ）パネル、ＬＥＤ（ｌｉｇｈｔｅｍｉｔｔｉｎｇｄｉｏｄｅ）パネル、ＯＬＥＤ（ｏｒｇａｎｉｃｌｉｇｈｔｅｍｉｔｔｉｎｇｄｉｏｄｅ）パネル、プラズマディスプレーパネル（ｐｌａｓｍａｄｉｓｐｌａｙｐａｎｎｅｌ）の中で何れか１つに構成できる。ディスプレードライバー６７０はディスプレーパネル６９０の形態によってプロセッサ６５０から映像データ信号、クロック信号及び同期信号に応じてディスプレーパネル６９０の駆動に適合な信号変換動作及び制御動作を行う。

電源供給器６８０は、ＡＣアダプタ（図示せず）またはリチウム−イオンバッテリ（図示せず）の中で何れか１つから電源電圧をディスプレードライバー７６０の第１電圧Ｖ１に供給する。電源供給器６８０からの第１電源電圧Ｖ１はディスプレードライバー７６０だけでなく携帯電話６００の異なる回路構成等のための電源電圧に利用できる。リチウム−イオンバッテリはメモリ効果がないのでバッテリの寿命が長い長所はあるが、使用時間の増加によって放電電圧が低くなる特性がある。例えば、リチウム−イオンバッテリが完全に充電されている状態でバッテリ電圧が４．２Ｖであっても放電時間が長くなることによってバッテリ電圧はだんだん低くなり、２．３Ｖ以下までに低下する。このように、電源供給器６８０の電圧が４．２Ｖ〜２．３Ｖのよるに幅広く変化しても、ディスプレードライバー６７０はディスプレーパネル６９０を安定的に駆動させるべきである。

この実施形態によるプロセッサ６５０は映像データ信号ＤＡＴＡだけでなく制御信号ＣＴＲＬ及び電圧設定信号ＶＳＥＴをディスプレードライバー６７０にさらに供給する。ディスプレードライバー６７０の昇圧回路６７２はプロセッサ６５０からの制御信号ＣＴＲＬ及び電圧設定信号ＶＳＥＴに応じて第１電圧Ｖ１を昇圧し、動作状態を表す比較信号ＣＯＭＰをプロセッサ６５０に伝送する。

図７は図６に図示された昇圧回路の構成を示す図面である。

図７に図示された昇圧回路６７２は図２に図示された昇圧回路１１２と類似な回路構成を有する。図７に図示された昇圧回路６７２の電圧検出器７４０はプロセッサ６５０からの制御信号ＣＴＲＬと電圧設定信号ＶＳＥＴに応じて動作する。

図８は図７に図示された電圧検出器の詳細構成を示す図面である。

図８を参考にすると、電圧検出器７４０は基準電圧発生器８１０、比較器等８２０、８３０、８４０、そしてロジック回路８５０を含む。基準電圧発生器８１０は、制御信号ＣＴＲＬ及び電圧設定信号ＶＳＥＴに応じて第１、第２及び第３基準電圧ＶＲＥＦ１、ＶＲＥＦ２、ＶＲＥＦ３を発生させる。この実施形態において、制御信号ＣＴＲＬは２ビット信号であり、電圧設定信号ＶＳＥＴは４ビット信号である。比較器８２０は、第１電圧Ｖ１と第１基準電圧ＶＲＥＦ１とを入力される。比較器８３０は第２電圧Ｖ２と第２基準電圧ＶＲＥＦ２を入力される。比較器８４０は第３電圧Ｖ３と第３基準電圧ＶＲＥＦ３を入力される。ロジック回路８５０は比較器等８２０、８３０、８４０から出力信号等を入力され、電圧選択信号ＶＳＥＬを出力する。比較器等８２０、８３０、８４０から出力される信号等は比較信号ＣＯＭＰとしてプロセッサ６５０に伝送される。

比較器等８２０、８３０、８４０は、制御信号ＣＴＲＬ［１：０］に応じてオン／オフされる。基準電圧発生器８１０は、制御信号ＣＴＲＬ［１：０］に応じて第１、第２及び第３基準電圧ＶＲＥＦ１、ＶＲＥＦ２、ＶＲＥＦ３を選択的に発生させる。制御信号ＣＴＲＬ［１：０］による比較器８２０、８３０、８４０のオン／オフ状態及び基準電圧発生器８１０の第１、第２及び第３基準電圧ＶＲＥＦ１、ＶＲＥＦ２、ＶＲＥＦ３の発生に対する可否を整理して表１に示した。

表１に示した比較器等８２０、８３０、８４０のオン／オフ状態及び基準電圧発生器８１０の第１、第２及び第３基準電圧等ＶＲＥＦ１、ＶＲＥＦ２、ＶＲＥＦ３の発生及び非発生は一例に過ぎないので、制御信号ＣＴＲＬによるそれらの各状態は様々に変更させて実施できる。

このように、制御信号ＣＴＲＬにより基準電圧発生器８１０の基準電圧発生動作及び比較器等８２０、８３０、８４０の動作を制御することによって電圧検出器７４０から使用される電力量を減らすことができる。

一方、基準電圧発生器８１０は電圧設定信号ＶＳＥＴ［３：０］に応じてヒステリシス特性を有する第１、第２及び第３基準電圧等ＶＲＥＦ１、ＶＲＥＦ２、ＶＲＥＦ３を発生させる。プロセッサ６５０は比較器等８２０、８３０、８４０から出力される比較信号ＣＯＭＰによって第１、第２及び第３基準電圧等ＶＲＥＦ１、ＶＲＥＦ２、ＶＲＥＦ３の電圧レベルを調整するための電圧設定信号ＶＳＥＴ［３：０］を出力する。例えば、初期に第１基準電圧ＶＲＥＦ１が２．５Ｖに設定された状態で比較器８２０の出力がハイレベルからローレベルに遷移すると、プロセッサ６５０は基準電圧発生器８１０から発生される第１基準電圧ＶＲＥＦ１が２．５Ｖより高い２．７Ｖに設定されるように電圧設定信号ＶＳＥＴ［３：０］を出力する。そうすると、第１電圧Ｖ１が２．７Ｖ以上に上昇した時に比較器８２０の出力が反転される。この状態で、第１電圧Ｖ１が２．７Ｖ以上に上昇すると、比較器８２０の出力はハイレベルに遷移する。この時、プロセッサ６５０は基準電圧発生器８１０から発生される第１基準電圧ＶＲＥＦ１が２．７Ｖより低い２．５Ｖに設定されるように電圧設定信号ＶＳＥＴ［３：０］を出力する。そうすると、第１電圧Ｖ１が２．５Ｖ以下まで低くなってから比較器８２０の出力が反転される。

このような本発明の実施形態によると、第１、第２及び第３電圧等Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３が固定された基準電圧の辺りで揺れて変動するとき、電圧選択信号ＶＳＥＬ［３：０］）がハイレベルとローレベルに繰り返して変動することを防止できる。従って、昇圧回路６７２の安定性及び信頼性が向上される。
図９は本発明の他の実施形態による携帯電話の構成を示す図面である。

図９において、携帯電話９００のプロセッサ９５０は、映像データ信号ＤＡＴＡ、制御信号ＣＴＲＬ、電圧選択信号ＶＳＥＴだけでなく昇圧比率選択信号ＰＢＳＥＬをディスプレードライバー９７０に供給する。

図１０は図９に図示された携帯電話のディスプレードライバーに備えられる昇圧回路の他の実施形態を示す図面である。

図１０を参考にすると、電圧検出器１０４０は、プロセッサからの制御信号ＣＴＲＬ及び電圧設定信号ＶＳＥＴに応じて第１、第２及び第３電圧等Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３の電圧とを検出し、電圧選択信号ＶＳＥＬ及び比較信号ＣＯＭＰとを出力する。電圧選択信号ＶＳＥＬは、選択器１０３０に入力され、比較信号ＣＯＭＰはプロセッサに入力される。選択器１０３０は電圧検出器１０４０からの電圧選択信号ＶＳＥＬに応じて第１電圧Ｖ１と第２電圧Ｖ２の中で何れか１つを選択する。選択器１０３０は、携帯電話のプロセッサからの昇圧比率選択信号ＰＢＳＥＬに応じて、第１及び第２電圧等Ｖ１、Ｖ２の中で選択された電圧を昇圧器等１０５０、１０６０の中で何れか１つに供給する。プロセッサは電圧検出器からの比較信号ＣＯＭＰに応じて昇圧比率選択信号ＰＢＳＥＬを出力する。従って、第４電圧Ｖ４の電圧レベルが高く、第１電圧Ｖ１の電圧レベルが低くなっても目標にする電圧レベルの第４電圧Ｖ４を安定的に発生させる。

図１１は本発明の実施形態による電圧昇圧方法を説明するためのフローチャートである。

電圧発生器は第１電圧を入力され、第２電圧を発生させる（１１１０）。昇圧器は入力電圧を受信し、第３電圧を発生させる（１１２０）。電圧検出器は第１、第２及び第３電圧の中で少なくとも１つの電圧レベルを感知して選択信号を出力する（１１３０）。選択器は選択信号に応じて第１及び第２電圧の中で何れか１つを選択する（１１４０）。第１及び第２電圧等の中で選択された電圧は昇圧器の入力電圧に供給される。

電圧検出器は第１、第２及び第３電圧に各々に対応する第１、第２及び第３基準電圧とを発生させる。電圧検出器は第１及び第２、第３電圧等と対応する第１、第２及び第３基準電圧とを各々比較する。電圧検出器は第１及び第２、第３電圧と対応する第１、第２及び第３基準電圧の該比較結果によって選択信号を出力する。例えば、第１及び第２、第３電圧が各々対応する第１、第２及び第３基準電圧より全て低いとき第１電圧が選択されるよう選択信号を発生させる。

電圧検出器は外部から入力される電圧感知信号に応じて第１、第２及び第３基準電圧等の発生を制御することができる。また、電圧検出器は外部から入力される電圧感知信号に応じて第１及び第２、第３電圧と対応する第１、第２及び第３基準電圧の比較動作を制御する。第１、第２及び第３基準電圧の発生を制御し、比較動作を制御することによって電圧検出器からの電力使用量を減らすことができる。

前記の好ましい実施形態等を利用して本発明を説明したが、本発明の範囲は説明された実施形態によって限定されてはいけない。従って、本発明の請求範囲は、実施形態の変形及び該実施形態と類似な技術構成等を全て含むものと幅広く解釈されるべきである。

１１０、６７０、９７０ディスプレードライバー
１１２、６７２、９７２昇圧回路
１２０、６９０、９９０ディスプレーパネル
２１０、２６０、５１０、５６０、７１０、７６０、１０７０バンドギャップレファレンス発生器
２３０電圧選択器
２４０電圧検出器
２５０、５５０、５５２、７５０、１０６０昇圧器
３１０、８１０基準電圧発生器
５３０、７３０、１０３０選択器
５４０、７４０、１０４０電圧検出器
６００、９２０携帯電話
６３０、９３０メモリ
６４０、９４０カメラ
６５０、９５０プロセッサ
６６０、９６０入力部
６８０、９８０電源供給器

Claims

外部から第１電圧が入力され、第２電圧を出力する電圧発生器と、
入力電圧を昇圧し、第３電圧を出力する昇圧器と、
前記第１、第２及び第３電圧を対応する第１、第２及び第３基準電圧と各々比較して選択信号を出力する電圧検出器と、
前記選択信号に応じて前記第１及び第２電圧の中で何れか１つを前記昇圧器に前記入力電圧として供給する選択器を含み、
前記第１、第２及び第３電圧が前記対応する前記第１、第２及び第３基準電圧より各々低い場合、前記選択器は前記外部からの前記第１電圧を前記昇圧器に前記入力電圧として供給し、前記第１、第２及び第３電圧が前記対応する前記第１、第２及び第３基準電圧より各々低い場合を除外した他の場合に、前記選択器は前記第２電圧を前記昇圧器に前記入力電圧として供給することを特徴とする昇圧回路。
前記電圧検出器は、
前記第１、第２及び第３基準電圧を発生させる基準電圧発生器と、
前記第１電圧と前記第１基準電圧とを比較する第１比較器と、
前記第２電圧と前記第２基準電圧とを比較する第２比較器と、
前記第３電圧と前記第３基準電圧とを比較する第３比較器と、
前記第１乃至第３比較器から出力信号が入力され、前記選択信号を出力するロジック回路と、を含むことを特徴とする請求項１に記載の昇圧回路。
前記電圧発生器は、
バンドギャップレファレンス電圧を発生させるバンドギャップレファレンス発生器と、
前記第１電圧が電源電圧として供給され、前記バンドギャップレファレンス電圧を増幅して前記第２電圧を出力する増幅器を含むことを特徴とする請求項１に記載の昇圧回路。
前記電圧発生器は、
バンドギャップレファレンス電圧を発生させるバンドギャップレファレンス発生器と、
前記第３電圧が電源電圧として入力され、前記バンドギャップレファレンス電圧を増幅して第４電圧を出力する増幅器をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の昇圧回路。
前記昇圧器は、
互いに異なる昇圧比率を有する第１及び第２昇圧ユニットを含み、
前記電圧検出器は前記第１、第２及び第３電圧の各々の感知された電圧レベルによって昇圧比率選択信号をさらに出力し、
前記選択器は、前記第１及び第２電圧の中で選択された電圧を前記昇圧比率選択信号によって前記第１及び第２昇圧ユニットの何れか１つに入力することを特徴とする請求項１に記載の昇圧回路。
プロセッサと、
ディスプレーパネルと、
前記プロセッサから映像信号が入力され、前記ディスプレーパネルに映像が表示されるよう前記ディスプレーパネルを駆動するディスプレードライバーを含み、
前記ディスプレードライバーは、外部から第１電圧が入力され、第２電圧を出力する電圧発生器と、
入力電圧を昇圧し、第３電圧を出力する昇圧器と、
前記第１、第２及び第３電圧を対応する第１、第２及び第３基準電圧と各々比較して選択信号を出力する電圧検出器と、
前記選択信号に応じて前記第１及び第２電圧の何れか１つを前記昇圧器の前記入力電圧に供給する選択器と、
バンドギャップレファレンス電圧を発生させるバンドギャップレファレンス発生器と、
前記第３電圧が電源電圧として入力され、前記バンドギャップレファレンス電圧を増幅し、前記ディスプレーパネルを駆動するための第４電圧を出力する増幅器を含み、
前記第１、第２及び第３電圧が前記対応する前記第１、第２及び第３基準電圧より各々低い場合、前記選択器は前記外部からの前記第１電圧を前記昇圧器に前記入力電圧として供給し、前記第１、第２及び第３電圧が前記対応する前記第１、第２及び第３基準電圧より各々低い場合を除外した他の場合に、前記選択器は前記第２電圧を前記昇圧器に前記入力電圧として供給することを特徴とする電子装置。
前記電圧検出器は、
前記第１、第２及び第３基準電圧を発生させる基準電圧発生器と、
前記第１電圧と前記第１基準電圧とを比較する第１比較器と、
前記第２電圧と前記第２基準電圧とを比較する第２比較器と、
前記第３電圧と前記第３基準電圧とを比較する第３比較器と、
前記第１乃至第３比較器から出力信号が入力され、前記選択信号を出力するロジック回路と、を含むことを特徴とする請求項６に記載の電子装置。
前記プロセッサは、
前記第１乃至第３比較器の動作をオン／オフするための制御信号と、
前記第１、第２及び第３基準電圧の電圧レベルを各々設定するための電圧設定信号を発生させ、
前記制御信号は、前記第１、第２及び第３比較器と前記基準電圧発生器に供給され、前記電圧設定信号は前記基準電圧発生器に供給されることを特徴とする請求項７に記載の電子装置。
前記プロセッサは、
前記第１、第２及び第３基準電圧がヒステリシス特性を有するよう前記電圧設定信号を発生させることを特徴とする請求項８に記載の電子装置。
外部から第１電圧が入力され、第２電圧を出力する段階と、
入力電圧を受信し、昇圧器により昇圧された第３電圧を出力する段階と、
電圧検出器により、前記第１、第２及び第３電圧を対応する第１、第２及び第３基準電圧と各々比較して選択信号を出力する段階と、
前記選択信号に応じて前記第１及び第２電圧の中で何れか１つを選択器により選択する段階を含み、
前記第１、第２及び第３電圧が前記対応する前記第１、第２及び第３基準電圧より各々低い場合、前記選択器は前記外部からの前記第１電圧を前記昇圧器に前記入力電圧として供給し、前記第１、第２及び第３電圧が前記対応する前記第１、第２及び第３基準電圧より各々低い場合を除外した他の場合に、前記選択器は前記第２電圧を前記昇圧器に前記入力電圧として供給することを特徴とする電圧昇圧方法。