JPH11289761A - 電源回路及びこの電源回路を用いた液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 単純な回路構成により安定化された複数の電
源電圧を得る。 【解決手段】 直流電圧を昇圧するDC/DCコンバータの
出力電圧を２つに分圧する分圧回路を設け、その分圧出
力点を接地電位に接続し、DC/DCコンバータの一端から
このDC/DCコンバータの制御回路に帰還をかけることに
より、接地電位に対して、DC/DCコンバータの両出力端
から互いに異なる電圧の安定化した２つの電源電圧を出
力する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、少なくとも２つ
の安定化された直流電圧を出力する電源回路に関する。

【０００２】

【従来の技術】直流電圧を所定の電圧に変換して出力す
るＤＣ／ＤＣコンバーターが、電池を電源とする機器に
広く使用されている。このＤＣ／ＤＣコンバーターは、
出力を帰還して制御することにより、出力電圧の安定化
が行われている。電池を電源とする携帯型の機器には、
液晶表示素子が広く採用されており、この液晶表示素子
を駆動するための信号は、複数の電位を持った波形から
なっており、その信号を発生するための駆動回路には複
数の電圧が供給されている。また、前記携帯型の機器に
は集積回路が使用されており、この集積回路もまた、複
数の電圧により駆動されている。このような液晶表示素
子の駆動回路や集積回路に供給する複数の電圧を発生す
る電源としては、図３に示すような電源回路が用いられ
ている。

【０００３】図３の電源回路は、電池等から電圧が供給
され、制御回路により制御されるトランジスタを介して
電圧が供給される一次コイルと、中間タップが設けられ
た二次コイルとからなるトランスと、整流回路と、その
出力を制御回路に帰還して、出力電圧を安定化するため
の帰還回路とからなっている。

【０００４】即ち、図３において、一次コイルL1の一方
端は、電池等の電圧が供給される入力端子INに接続さ
れ、他端は制御用のトランジスタTrを介して接地電位GN
Dに接続されている。二次コイルL2の一方端は整流用の
ダイオードD1を介して第一の電圧を出力する第一出力端
OUT1に接続され、他方端も整流用のダイオードD2を介し
て第二の出力端OUT2に接続されている。二次コイルＬ２
の中間タップtは接地電位GNDに接続されている。そし
て、第一の出力端OUT1と接地電位GNDとの間及び第二の
出力端OUT2と接地電位GNDとの間には、それぞれ平滑用
のコンデンサC1，C2が接続されている。制御回路CONTに
は、第一出力端OUT1の出力電圧が抵抗Rfbを介して帰還
され、その帰還電位は、抵抗Rfbと抵抗Rdとの比によっ
て定められている。

【０００５】この電源回路は、以下のように動作する。
即ち、接地電位GNDと入力端INとの間に印加された入力
電圧は、制御回路CONTによりスイッチングされるトラン
ジスタTrにより交流化されて、一次コイルL1に供給され
る。一次コイルL1に対して昇圧電圧に応じた巻線比を持
った二次コイルL2の両端には、その巻線比に応じた交流
化電圧が発生する。二次コイルL2には中間タップtが設
けられている。この中間タップｔが接地電位GNDに接続
され、二次コイルL2の一方端が整流用のダイオードD1を
介して第一出力端OUT1に接続されているため、電流は接
地電位GNDからダイオードD1を通って第一出力端OUT1へ
流れる。一方、二次コイルL2の他方端は逆方向のダイオ
ードD2を介して第二出力端OUT2に接続されているため、
電流は第一出力端OUT1からダイオードD1を通って接地電
位GNDへ流れる 。そして、第一出力端OUT1が抵抗Rfbを
介して制御回路CONTに帰還され、制御回路CONTは第一出
力端OUT1の出力電圧が一定になるように一次コイルL1に
印加する電圧を制御する。

【０００６】従って、接地電位GNDに対して、一次コイ
ルL1の巻数と二次コイルL2の一方から中間タップtまで
の巻数との比に応じた高い第1の電圧が第一出力端OUT1
から得られ、また一次コイルL1の巻数と二次コイルL2の
他方から中間タップtまでの巻数との比に応じた低い第
２の電圧が第二出力端OUT2から得られる。また、第一出
力端OUT1から負帰還がかけられているため、第一出力端
OUT1から安定化された出力電圧が得られる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上述した２つの出力端
を有する電源回路では、第一出力端OUT1の出力電圧は、
帰還制御されているため安定化した電圧を得ることがで
きるが、第二出力端OUT2の出力電圧を安定化することが
できず、電圧の変動が多いため表示装置等の電源電圧と
して使用することができない。

【０００８】第二出力端OUT2の出力電圧も安定化するた
めには、この出力端に電圧安定化回路を設ける必要があ
る。或いは複数の電圧出力毎に安定化された電源回路を
設けなければならない。いずれの方法においても、回路
構成が複雑になり、また、それらの回路を集積回路化す
るための面積が大きくなり、これらの回路を表示装置等
に接続して組み立てたときの実装スペースが大きくなる
問題がある。

【０００９】この発明は上記実状に鑑みてなされたもの
で、単純な回路構成により安定化された複数の電圧を出
力することができる電源回路、およびこの電源回路を使
用した液晶表示装置を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、この発明の第１の観点にかかる電源回路は、接地電
位に対する電圧を所定の直流電圧に変換して出力する電
圧変換手段と、前記電圧変換手段の出力電圧を少なくと
も２つに分割した分圧出力点を有する分圧手段と、前記
分圧手段の前記分圧出力点と前記接地電位との間を電気
的に接続し、両端の電位を所定の電位に保持するための
接続手段と、 前記電圧変換手段の一方端の出力を前記
電圧変換手段の制御回路に帰還して前記電圧変換手段の
出力電圧を安定化するための帰還手段とからなり、前記
電圧変換手段の一方と他方端から、前記接地電位に対し
て少なくとも２つの安定化電圧を出力することを特徴と
する。

【００１１】このような電源回路によれば、接地電位に
対して前記電圧変換手段の一方端と、他方端にそれぞれ
２つの異なる電圧を出力し、前記電圧変換手段が帰還制
御されているので前記帰還手段が接続された一方端から
は安定化された第1の電圧が出力される。また、前記分
圧手段の分圧出力点と接地電位とが、互いに所定の電位
に保つ接続手段で接続されているので、前記分圧手段の
分圧出力点の電位が安定化し、前記第1の電圧に対する
電圧比が一定になるように制御される。よって、前記電
圧変換手段の他方端からは、前記第１の電圧とは異なる
安定化された第2の電圧が出力される。したがって、こ
の発明の電源回路によれば、単純な回路構成により、少
なくとも２つの安定化された異なる電圧を得ることがで
きる。

【００１２】本発明において、前記電圧変換手段は、入
力電圧が印加される一次コイルと、出力側の二次コイル
と、及び前記一次コイルに流れる電流を制御する制御回
路からなる昇圧回路が用いられる。前記帰還手段は、前
記電圧変換手段の出力と前記電圧変換手段の制御回路と
の間に接続され、出力電圧を前記制御回路に帰還する負
帰還回路が用いられる。この構成により、前記電圧変換
手段の一方端の電位の安定化を行うことができる。

【００１３】また、前記接続手段は、オペアンプが用い
られ、このオペアンプの非反転入力端には前記分圧手段
の分圧出力点が接続され、反転入力端には出力が帰還さ
れるとともに、その出力が前記接地電位に接続されてお
り、前記分圧出力点の電位と接地電位とを同電位に保つ
ことにより、前記電圧変換手段の他方端からの出力電位
の安定化を行うことができる。

【００１４】そして、この発明の電源回路は、液晶表示
素子とこの液晶表示素子を駆動する駆動回路とを備え、
前記液晶表示素子を駆動する信号を発生する前記駆動回
路の電源として使用することにより、前記駆動回路を小
型に形成することができるので、液晶表示装置自体を小
型にすることができる。

【００１５】また、この発明の第２の観点にかかる電源
回路は、制御端に供給される制御信号に従って、入力電
圧を昇圧して２つの出力端の間に出力する電圧変換手段
と、前記電圧変換手段の２つの出力端の間の電圧を少な
くとも２つに分割した分圧出力点を有する分圧手段と、
前記分圧手段の前記分圧出力点と前記接地電位との間を
電気的に接続し、前記分圧出力点の電位を接地電位に保
持するための接続手段と、前記電圧変換手段の一方の出
力端の出力を前記制御端に制御信号として供給して前記
電圧変換手段の出力電圧を安定化するための帰還手段
と、から構成される。

【００１６】前記電圧変換手段は、例えば、入力電圧が
印加される一次コイルと、出力側の二次コイルと、前記
二次コイルの両端の電圧を整流して出力する手段と、前
記一次コイルに流れる電流を前記制御信号に従って制御
する制御回路とを、備え、前記接続手段は、例えば、前
記分圧手段の分圧出力点に非反転入力端が接続され、出
力が反転入力端に帰還されるとともに、この出力が前記
接地電位に接続されたオペアンプを備える。

【００１７】

【発明の実施の形態】（第１の実施の形態）以下、この
発明の実施の形態にかかる電源回路を、液晶表示装置の
電源に適用した例として説明する。

【００１８】図１は、この発明の第１の実施の形態にか
かる液晶表示装置の構成の一例を示す。図示するよう
に、この液晶表示装置は、液晶表示素子LCDと、この液
晶表示素子LCDの列電極にデータ信号を供給する列ドラ
イバー１と、液晶表示素子LCDの行電極に走査信号を供
給する行ドライバー２と、データ入力端Dinに供給され
る画像データに応じたデータ信号と制御信号を発生して
列ドライバー１及び行ドライバー２に供給する表示制御
回路３と、クロック信号，タイミング信号等を発生し、
列ドライバー１，行ドライバー２、及び表示制御回路３
に供給するクロック信号発生回路４と、走査信号とデー
タ信号を発生するための電圧を発生し、列ドライバー１
及び行ドライバー２にそれぞれ電源を供給する電源回路
５とより構成される。

【００１９】表示すべき画像データは、データ入力端Ｄ
inに供給される。表示制御回路３は、画像データに基づ
き各画素の表示データからなるデータ信号と同期信号等
の制御信号を発生し、列ドライバー１及び行ドライバー
２に供給する。表示制御回路３，列ドライバー１，及び
行ドライバー２には、それぞれクロック信号発生回路４
から、タイミング／クロック信号が供給されている。

【００２０】列ドライバー１は、表示制御回路３から供
給されたデータ信号に基づき、クロック信号発生回路４
から供給されるクロック信号のタイミングで電源回路５
から供給された複数の電圧の何れかを選択することによ
り、駆動信号（データ信号）を発生し、各列電極に印加
する。

【００２１】行ドライバー２は、表示制御回路３から供
給された同期信号と、クロック信号発生回路４から供給
されるクロック信号により、電源回路５から供給された
複数の電圧を選択することにより、走査信号を発生し、
各行電極に印加する。

【００２２】液晶表示素子LCDの各列電極には列ドライ
バー１から駆動信号が印加され、行電極には行ドライバ
ー２から走査信号が印加され、行電極と列電極が対向す
る画素には液晶を駆動する電圧が印加される。電圧が印
加された各画素は、その点灯状態が制御され、画像デー
タに応じた画像が表示される。

【００２３】図２は、図１の液晶表示装置において、列
ドライバー１、行ドライバー２等に駆動信号及び走査信
号を形成するための電圧を供給する電源回路５の一例を
示している。図２に示す電源回路５は、電池等の電源の
電圧が入力される入力端子INと、この入力端子INに供給
された入力電圧を接地電位GNDに対して昇圧した直流電
圧を発生する電圧変換手段と、この電圧変換手段の出力
電圧を少なくとも２つの異なる電圧に分圧する分圧手段
と、この分圧手段の分圧出力点Pを接地電位GNDに接続す
る接続手段と、昇圧手段の出力を帰還する手段とから構
成され、接地電位GNDに対して電圧変換手段のそれぞれ
の出力端子から異なった電圧を得るようにしたものであ
る。

【００２４】前記電圧変換手段は、一方端が入力端子IN
に接続された一次コイルL1と、一次コイルL1と磁気的に
結合された二次コイルL2と、一次コイルL1の他方端と接
地電位GNDとの間に接続されたトランジスタTrと、基準
電圧Vrefと帰還電位が印加され、トランジスタTrのオン
・オフを制御する制御回路CONTとからなる昇圧回路と、
二次コイルL2の一方端にそのアノードを接続したダイオ
ート゛Dと、このダイオードDのカソードと二次コイルL2の
他方端との間に接続された平滑用のコンデンサC1とから
なる整流回路とにより構成され、平滑用のコンデンサC1
の両端から昇圧された電圧を出力するDC/DCコンバータ
からなっている。

【００２５】前記電圧変換手段の出力は２つの分圧抵抗
R1，R2の直列接続からなる抵抗分圧回路の両端に接続さ
れ、その分圧出力点Pは、オペアンプOPを介して前記接
地電位に接続されている。オペアンプOPは、その非反転
入力端（＋）が前記分圧出力点Pに接続され、出力端が
前記接地電位GNDに接続され、そして出力端が反転入力
端（−）に帰還されている。したがって、このオペアン
プOPは、前記分圧出力点Pの電位を接地電位GNDの電位に
保つように動作する。

【００２６】前記抵抗分圧回路の一方端は第1の電圧出
力端OUT1に接続され、また前記接地電位GNDとの間に電
圧安定化のためのコンデンサC2が接続され、前記接地電
位GNDとの間に第1の電圧VAが出力される。また、前記抵
抗分圧回路の他方端には第二の電圧出力端OUT2が接続さ
れ、また電圧安定化のためのコンデンサC３が接続さ
れ、前記接地電位GNDとの間に第２の電圧VBが出力され
る。

【００２７】そして、第1の電圧出力端OUT1の出力電圧
が、抵抗R3を介して前記制御回路CONTに帰還されてい
る。即ち、第1の電圧出力端OUT1と接地電圧GNDとの間に
抵抗R3とR4が接続されており、抵抗R3とR4との比により
予め定められた帰還電圧が制御回路CONTに印加される。
制御回路CONTは、前記帰還電圧と基準電圧Vrefとを比較
し、両者が等しくなるように、トランジスタTrの動作
（オン・オフ）を制御する。

【００２８】この電源回路は、以下のように動作する。
即ち、接地電位GNDと入力端INとの間に印加された電池
等からの入力電圧は、制御回路CONTによりスイッチング
制御されるトランジスタTrにより交流化されて一次コイ
ルL1に供給される。一次コイルL1の巻数に対して昇圧比
率に応じた巻線比を持った二次コイルＬ２の両端には、
その巻線比に応じた交流化電圧が発生する。二次コイル
L2の一方端に整流用のダイオードDを介して第一の電圧
出力端OUT1に接続されているため、二次コイルL2に発生
する電圧は、整流されてコンデンサC1に充電され、また
リップル等が除去されて平滑化された直流電圧が得られ
る。

【００２９】第一の電圧出力端OUT1の出力電圧は、抵抗
R3，R4で分割されて帰還電圧として制御回路CONTに印加
されており、制御回路CONTは前記帰還電圧と基準電圧Vr
efとを比較し、帰還電圧が基準電圧Vrefと一致するよう
にトランジスタTrを制御し、一次コイルL1に流れる電流
を制御する。第一の出力端OUT1と接地電位GNDとの間の
電圧VAは数式１で表され、前記制御回路CONTによって帰
還制御されて、電位の変動が少ない安定化した第1の電
圧が得られる。

【数１】VA＝（R3+R4）・Vref／R4

【００３０】電圧変換手段により昇圧された直流電圧
は、抵抗R1，R2からなる抵抗分圧回路に供給され、分圧
出力点Pは、抵抗R1，R2の比率に応じて分割された電圧
となる。分圧出力点PがオペアンプOPにより接地電位GND
に接続されているため、この分圧出力点Ｐの電位が常に
接地電位GNDと同電位に制御される。第二の電圧出力端O
UT2と接地電位GND間との電圧VBは、数式２で表される。
したがって、前記第二の出力端OUT2と接地電位GNDとの
間の電圧は、VAとの電圧比が常に一定に保たれ、安定し
た第二の電圧が得られる。

【数２】VB＝−R2・VA／R1

【００３１】上述したように、この発明は、直流電圧を
昇圧して出力するDC／DCコンバータの出力を少なくとも
２つに分割し、その分割点を接地電位に接続して、この
分割した電位を接地電位として前記DC／DCコンバータの
帰還電位が設定され、出力電圧を帰還制御したものであ
るから、異なる電圧の出力を共に安定化制御することが
できる。

【００３２】したがって、第一の出力電圧を帰還制御す
ることにより、２つの出力の安定化を行うことかでき、
回路構成を複雑化することなく２つの安定化電圧を得る
ことができ、電源回路を小型に形成することができる。
そして、この電源回路を用いることにより、駆動回路を
小型することができ、液晶表示装置を小型に構成するこ
とができる。

【００３３】なお、上述した本発明の電源回路では、昇
圧回路として一次コイルと二次コイルとからなるトラン
スを用いているが、本発明はこれに限ることなく、昇圧
手段として、ダイオードとコンデンサを用いた昇圧回
路、或いは複数のコンデンサをつなぎ変えてそれぞれに
電荷を蓄積させるようにした昇圧回路等を用いてもよ
い。また、分圧手段として、複数の抵抗を直列接続した
抵抗分割型の分圧回路を用いた例を示したが、本発明は
これに限ることなく、コンデンサを直列接続した容量分
割型の分圧回路も適用することができる。

【００３４】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、単純な回路構成により、安定化された複数の電圧を
得ることができ、この電源回路を用いることにより液晶
表示装置を小型化することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１の実施の形態にかかる液晶表示
装置の概略構成を示すブロック図。

【図２】この発明の第１の実施の形態にかかる電源回路
を示す回路図。

【図３】従来の電源回路を示す回路図。

【符号の説明】

１・・・列ドライバー、２・・・行ドライバー、３・・・表示制
御回路、４・・・クロック信号発生回路、５・・・電源回路、
LCD・・・液晶表示素子、Ｄin・・・画像データ入力端、IN・・・
電圧入力端、GND・・・接地電位、Vref・・・基準電圧、CONT・
・・制御回路、Tr・・・トランジスタ、L1・・・一次コイル、L2
・・・二次コイル、D・・・ダイオード、C1，C2，C3・・・コンデ
ンサ、R1，R2・・・分圧抵抗、P・・・分割電圧出力点、R3，R
4・・・帰還抵抗、 OUT1・・・第1の電圧出力端、OUT2・・・第1
の電圧出力端

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】接地電位に対する電圧を所定の複数の直流
   電圧に変換して一端と他端に出力する電圧変換手段と、 前記電圧変換手段の出力電圧を少なくとも２つに分割し
   た分圧出力点を有する分圧手段と、 前記分圧手段の前記分圧出力点と前記接地電位との間を
   電気的に接続し、両端の電位を所定の電位に保持するた
   めの接続手段と、 前記電圧変換手段の一方端の出力を前記電圧変換手段の
   制御回路に帰還して前記電圧変換手段の出力電圧を安定
   化するための帰還手段とからなり、 前記電圧変換手段の一方と他方端から、前記接地電位に
   対して少なくとも２つの安定化電圧を出力することを特
   徴とする電源回路。
2. 【請求項２】前記電圧変換手段は、入力電圧が印加され
   る一次コイルと、出力側の二次コイルと、前記一次コイ
   ルに流れる電流の制御回路と、からなる昇圧回路を備え
   ていることを特徴とする請求項１に記載の電源回路。
3. 【請求項３】前記帰還手段は、前記電圧変換手段の出力
   を前記電圧変換手段の制御回路に帰還する負帰還回路か
   らなることを特徴とする請求項２に記載の電源回路。
4. 【請求項４】前記接続手段は、前記分圧手段の分圧出力
   点に非反転入力端が接続され、出力が反転入力端に帰還
   されるとともに、この出力が前記接地電位に接続された
   オペアンプからなることを特徴とする請求項１乃至請求
   項３項のいずれかに記載の電源回路。
5. 【請求項５】液晶表示素子と、この液晶表示素子を駆動
   する駆動回路と、この駆動回路に電圧を供給する請求項
   １に記載の電源回路とからなることを特徴とする液晶表
   示装置。
6. 【請求項６】制御端に供給される制御信号と基準電位に
   基づいて、入力電圧を昇圧して２つの出力端の間に出力
   する電圧変換手段と、 前記電圧変換手段の２つの出力端の間の電圧を少なくと
   も２つに分割した分圧出力点を有する分圧手段と、 前記分圧手段の前記分圧出力点と前記接地電位との間を
   電気的に接続し、前記分圧出力点の電位を接地電位に保
   持するための接続手段と、 前記電圧変換手段の一方の出力端の出力を前記制御端に
   制御信号として供給して前記電圧変換手段の出力電圧を
   安定化するための帰還手段と、から構成される電源回
   路。