TWI263125B - A driving voltage controller - Google Patents

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TWI263125B
TWI263125B TW092101604A TW92101604A TWI263125B TW I263125 B TWI263125 B TW I263125B TW 092101604 A TW092101604 A TW 092101604A TW 92101604 A TW92101604 A TW 92101604A TW I263125 B TWI263125 B TW I263125B
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voltage
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Tooru Suyama
Tsutomu Sakakibara
Tomokazu Kojima
Tetsuro Ohmori
Yoshito Date
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Matsushita Electric Ind Co Ltd
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Description

1263125 玖、發明說明 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種可控制驅動電壓，並以交流電來驅動 負載諸如一液晶顯示板之驅動電壓控制器。 【先前技術】 圖1 8示一種用以控制一負載諸如一液晶顯示板之相關 技藝驅動電壓控制器之實例。因此，在一種相關技藝驅動 電壓控制器，如圖1 8中所示，在一產生計數器電壓Vref 之電源之高/低輸出提供一高輸出操作放大器OP VcomH及 一低輸出操作放大器OPVcomL。MOS (金屬氧化物半導體） 電晶體之一輸出開關1 1交替驅動此等操作放大器，俾供給 交變電壓至一液晶顯示板。 一未連接至液晶顯示板之操作放大器（在下文稱作”去選 擇操作放大器”）在板負載狀況與非負載狀況之間具有不同 之頻率補償狀況。因此，在板負載狀況下穩定之操作放大 器，在非負載狀況可能不穩定，並在不穩定操作中振盪。 爲克服此問題，將每一操作放大器連接至電容器（穩定電 容）C供穩定化目的。爲調節偏壓電流源，藉以減低功率消 耗，在內部提供一暫存器（未示），其可通過一自一 CPU(中 央處理單元）發出之命令予以設定。在睡眠或備用狀態’可 改變暫存器之設定，以關閉操作放大器之操作，因此減低 功率消耗。 在上述相關技藝驅動電壓控制器’提供電容器C ’其增 加所安裝組件之數及對應成本’以及組件安裝面積之限 9 312/發明說明書(補件)/92-〇4/921 〇 16〇4 1263125 制。一般而言，電容器在其電容增加時變成較大。因此， 曾需要一種驅動電壓控制器，其可以一種穩定方式供給交 變電壓’而無不具電容器0之去選擇操作放大器之振盪。 供在諸操作放大器之間切換之輸出開關1 1較佳爲不具 有電阻。增加開關之 W/L比以擴展開關之擴散區段之容 量’該容量作用如在操作放大器之負載，因而增加驅動功 率並防礙一種低功率設計。考慮電源容量及功率消耗，由 一 C P U設定至暫存器之値所確定，在一操作放大器流動之 偏壓電流，可依操作放大器之操作狀態予以動態改變。 【發明內容】 本發明爲鑑於上述先前技藝問題所完成，並針對提供一 種可由低功率驅動之袖珍驅動電壓控制器。 爲解決諸多問題，一種根據本發明之驅動電壓控制器， 爲一種用於控制驅動電壓，使用交變電流藉以驅動一負載 之驅動電壓控制器，其特徵爲該驅動電壓控制器包含一高 弓輸出操作放大器用於輸出一高驅動電壓及一低輸出操作放 大器用於輸出一低驅動電壓，一輸出開關供以預定之定時‘ 使高輸出操作放大器或低輸出操作放大器之負載之連接交 變，一定時控制器用於控制輸出開關之轉換定時，及一偏 壓電流控制器用以依據轉換定時控制在高輸出操作放大器 流動之偏壓電流及在低輸出操作放大器流動之偏壓電流。 以此方式，控制在一操作放大器流動之偏壓電流，藉以可 防止在一未連接至負載之操作放大器之振盪，因而減低功 率消耗。因此不需要電容器（穩定電容），因而可減低控制 10 312/發明說明書(補件)/92-(Μ/9210] 6〇4 1263125 器之足跡。 一種根據本發明之驅動電壓控制器，其特徵爲高輸出操 作放大器及低輸出操作放大器各包含一差動輸入級及一輸 出級，以及偏壓電流控制器減低或阻斷在差動輸入級流動 之偏壓電流，而藉以控制在高輸出操作放大器及低輸出操 作放大器流動之偏壓電流。在此情形，偏壓電流在輸出級 流動。輸出級有一相對大W/L比，以便驅動大負載諸如液 晶顯示板或輸出開關。因此，輸出電晶體有大寄生電容。 在輸出級流動之偏壓電流被阻斷時，在正常操作前寄生電 容之充電耗費時間，因而減低控制器之操作速度。僅減低 或阻斷在差動輸入級流動之偏壓電流，便減低操作放大器 之電壓增益，並使頻率補償狀況穩定，因而抑制振盪。 一種根據本發明之驅動電壓控制器，其特徵爲，高輸出 操作放大器及低輸出操作放大器各包含一差動輸入級及一 輸出級，以及偏壓電流控制器增加在差動輸入級流動之偏 壓電流，而藉以控制在高輸出操作放大器及低輸出操作放 大器流動之偏壓電流。在此情形，偏壓電流在差動輸入級 流動。這避免一連接至差動輸入級之電路之寄生電容之放 電。一種無負載而操作之操作放大器，其傳輸功能有二型 之極頻率。差動輸入級確定一低極頻率，而輸出級確定一 高極頻率。增加在輸出級之偏壓電流，便降低輸出級之阻 抗，並使高極頻率轉變甚至更高頻率範圍。根據控制理論， 這使變相頻率升高，並增強相位邊限，藉以防止振盪。 一種根據本發明之驅動電壓控制器，其特徵爲，高輸出 11 312/發明說明書(補件)/92-〇4/921016〇4 1263125 ί"架作放大器及低輸出操作放大器各包含一差動輸入級及一 輸出級，以及偏壓電流控制器減低或阻斷在差動輸入級流 動之偏壓電流，及在輸出級流動之偏壓電流，而藉以控制 在筒—出ί架作放大器及低輸出操作放大器流動之偏壓電 流。在此情形，一連接至每一級之負載之寄生電容放電， 而大爲減低功率消耗。 一種根據本發明之驅動電壓控制器，其特徵爲，定時控 制器在作輸出開關之轉換時，以負載既不連接至高輸出操 作放大器也不連接至低輸出操作放大器之預定輸出開關轉 換週期’控制該開關之轉換定時。這防止在操作放大器之 輸出端子之短路。 一種根據本發明之驅動電壓控制器，爲一種用於控制驅 動電壓，使用交變電流藉以驅動一負載之驅動電壓控制 器’其特徵爲，該驅動電壓控制器包含一高輸出操作放大 器用於輸出一高驅動電壓及一低輸出操作放大器用於輸出 一低驅動電壓，每一操作放大器有一相位補償電路包含複 數之CR電路包括一 CR電路，可設定種種相位補償狀況至 此電路，而不發生振盪，即使在無負載時，一輸出開關供 以預定之定時在高輸出操作放大器或低輸出操作放大器之 負載之連接間交變，一定時控制器用於控制輸出開關之轉 換定時，及一相位補償電路控制器用以控制相位補償電 路，俾依據未連接負載之操作放大器之轉換定時，在相位 補償電路中在複數之C R電路當中選擇一 C R電路，可設定 種種相位補償狀況至此電路，而不發生振盪。 12 312/發明說明書(補件)/92-04/92101604 1263125 一種根據本發明之驅動電壓控制器，爲一種用於控制驅 動電壓’使用交變電流藉以驅動一負載之驅動電壓控制 器’其特徵爲該驅動電壓控制器包含一高輸出操作放大器 及一低輸出操作放大器，各包含一差動輸入級及一輸出級 分別用於輸出一高驅動電壓及一低驅動電壓，一偏壓電流 控制器用於利用預定之定時阻斷偏壓電流預定期間而藉以 控制在高輸出操作放大器及低輸出操作放大器流動之偏壓 電流’及一定時控制器用於控制在偏壓電流控制器流動之 偏壓電流之定時。因此，不必要提供一開關供在一負載之 連接與一操作放大器間之交變。這減低控制器之足跡。在 輸出關閉時’操作放大器不用作放大電路，並且不再振盪。 一種根據本發明之電壓轉換器，包含一用於產生固定電 壓之電壓源’一操作放大器包括一在其負反饋電路之可變 電阻’該操作放大器調節電壓源之輸出電壓之振幅，及一 電流鏡電路用於將操作放大器之輸出電壓轉換至高壓，其 特徵爲’該操作放大器爲一包含低耐壓電晶體之低壓操作 放大器°該低壓操作放大器可包含低耐壓電晶體，而無供 高耐壓電晶體所必要耐高壓之電阻組件，因而較之包含耐 高壓電晶體之高壓操作放大器，其足跡較小，並需要較小 之功率消耗，這減低操作放大器之足跡及功率消耗。 一種根據本發明之電壓轉換器，其特徵爲，該電壓轉換 器包含一鉗位電路，用於在電流鏡電路之輸入防止過壓加 至電晶體。 一種根據本發明之驅動電壓控制器，包含一根據本發明 13 312/發明說明書(補件)/92-04/9210 ] 604 1263125 之電壓轉換器’其特徵爲，該電壓轉換器施加一輸出作爲 至少高輸出操作放大器或低輸出操作放大器之設定電壓。 【實施方式】 以下將詳述根據本發明之一發明實施例。 圖1爲電路方塊圖，示一根據本發明之一種實施例之驅 動電壓控制器。如圖1中所示，一根據此實施例之驅動電 壓控制器包含一輸出開關1 〇 1，一高輸出操作放大器 Ο P V C 0 m Η，一低輸出操作放大器ο P V C 0 ni L，一設定電壓產 生器1 0 3用作根據本發明之電壓轉換器，一偏壓電流控制 器1 〇 5，及一定時控制器1 〇 7。該控制器使輸出開關1 〇 1 交變，藉以將高輸出操作放大器OPVcomH或低輸出操作 放大器〇 P V c 〇 m L連接至一負載諸如一液晶顯示板，因而 使用一交變電流供給一驅動電壓（交變電壓）以驅動該負 載。 不同於相關技藝，雖然根據此實施例之驅動電壓控制器 不包含一電容器（穩定電容），用於防止一未連接至一負載 之操作放大器（在下文稱”去選擇操作放大器”），但其控制 一在去選擇操作放大器流動之偏壓電流以減低電壓增益， 因而避免振盪。在此實施例，自設定電壓產生器1 0 3供給 一設定電壓Vr e f L加至低輸出操作放大器〇 p v c 〇 m L之非反 相輸入端子（正端子）。 根據此實施例之一種驅動電壓控制器之諸組件將予以 詳細說明。 輸出開關1 01利用定時控制器1 〇 7所控制之定時在高輸 14 312/發明說明書(補件)/92-04/92101604 1263125 出操作放大器 〇P VcomH之輸出與低輸出操作 Ο P V c 〇 m L之輸出間交變。輸出開關1 〇 1包含轉移閘 S W ]及S W 2。在開關S W ]接通及開關S W 2斷開時 開關1 〇 1選擇高輸出操作放大器〇P V c 〇 m Η，以致使 輸出一驅動電壓VcomH。在開關SW2接通及開關 開時，輸出開關1 〇 1選擇低輸出操作放大器OPVco 導使控制器輸出一驅動電壓V c 〇 m L。包含轉移闡之 關1 〇 1提供大W/L比以保證高電流輸出，而具有低1 阻抗），同時其具有大寄生電容。 其次，將說明高輸出操作放大器OP VcomH及低 作放大器OPVcomL。高輸出操作放大器OPVcomH 出操作放大器OP VcomL供給一驅動電壓VcomH及 至一負載諸如一液晶顯示板，並分別連接至一負反 設定電壓與每一操作放大器之非逆反輸入端子（正5: 關。將一設定電壓VrefH及一設定電壓VrefL分別 輸出操作放大器 OPVcomH 及低輸出操作方: Ο P V c 〇 m L。在每一操作放大器流動之偏壓電流由一 流控制器1 05加以控制。控制偏壓電流之定時與輸 1 〇 1之切換定時同步。 圖2A爲一高輸出操作放大器OPVcomH之內部電 圖2B爲一低輸出操作放大器OPVcomL之內部電路 一操作放大器爲一高壓操作放大器，包含耐高壓電 能供給一電壓至一需要相對高驅動電壓之負載。高 壓VrefH，VrefL加至此等操作放大器，俾供給高驅 312/發明說明書(補件)/92-04/92101604 放大器 之開關 ，輸出 控制器 SW1斷 mL，以 輸出開 電阻（低 輸出操 及低輸 VcomL 饋。一 爵子）有 加至高 欠大器 偏壓電 出開關 :路圖。 圖。每 晶體， 設定電 動電壓 15 1263125 V c o m Η，V c o m L。如圖2中所示，每一操作放大器可分爲 一差動輸入級2 0 1及一輸出級2 0 3。如圖中所示，包含轉 移閘之輸出開關連接至輸出級。設定電壓產生器1 〇 3連接 至低輸出操作放大器Ο P V c 〇 m L。 其次，將說明設定電壓產生器1 0 3。設定電壓產生器1 〇 3 包含電壓源VB、一低壓設定操作放大器〇PVref、—可變 電阻益Rv’ 一電流鏡電路包含局耐壓電晶體、一·鉛位電路 153、及低耐壓電晶體Trl、Tr2。設定電壓產生器1〇3產 生一設定電壓 VrefL予以供給至低輸出操作放大器 OPVcomL之非反相輸入端子（正端子）。 將說明設定電壓產生器1 03之諸組件。電壓源VB供給 一參考電壓Vref至低壓設定操作放大器〇PVref之非反相 輸入_子（正_子）’此爹考電壓低於加至低輸出操作放大 器 OPVcomL之設定電壓 VrefL。低壓設定操作放大器 OPVref經由可變電阻器Rv連接至一負反饋，並依可變電 阻器Rv之電阻値調節輸出電流。 特別是，如較早所述，電壓源VB所產生之參考電壓Vref 爲低於設定電壓 V r e fL，因而一低壓操作放大器使作爲低 壓設定操作放大器OPVref。低壓操作放大器可包含低耐壓 電晶體，其無電阻組件防止高壓直接加在一電晶體之溝道 區，俾保證一局耐壓電晶體所必要之高耐壓。低壓操作放 大器較之在包含高耐壓電晶體之高壓操作放大器諸如一高 輸出操作放大器OPVcomH及一低操作放大器OPVcomL， 具有較小之足跡及較低之功率消耗。 16 3 ] 2/發明說明書(補件)/92-04/9210 ] 604 1263125 電流I亀路1 5 1傳播一在一輸入在電晶體流動之 在一輸出之電晶體，並施加一在一輸出在電晶體流 流至電阻器R，而藉以施加一設定電壓VrefL至低 作放大器OPVcomL之非反相輸入端子（正端子）。通 劃分改變電阻値，因此改變乘法比，藉以可調整電 之乘法比。使一低耐壓電晶體在電流鏡電路1 5 1之 爲一電晶體。同時使一高耐壓電晶體在電流鏡電路 輸出作爲一電晶體。 鉗位電路1 5 3爲一連接至電流鏡電路1 5 1之輸入 之汲極之高耐壓電晶體。鉗位電路1 5 3之閘予以接 位電路1 5 3降低電流鏡電路1 5 1之汲極電壓，以防 加至在鉗位電路1 5 3之低耐壓電晶體Tr 1。 其次，將說明偏壓電流控制器1 05。偏壓電流控制 依據定時控制器1 0 7所確定之定時，控制在高輸出 大器OPVcomH及低輸出操作放大器OPVcomL流動 電流。其偏壓電流受到控制之操作放大器爲一去選 放大器，一負載未經由輸出開關1 〇 1連接至此放大 同於相關技藝，一根據此實施例之驅動電壓控制器 一電容器（穩定電容），供防止操作放大器之振盪， 動電壓控制器控制偏壓電流以減低電壓增益，而藉 去選擇操作放大器之振盪。 將詳細說明偏壓電流之控制。 如較早所述，高輸出操作放大器0 P V C 0 m Η及低 作放大器OPVcomL各包含一差動輸入級及一輸出 312/發明說明書(補件)/92-04/92101604 電流至 動之電 輸出操 過電壓 壓轉換 輸入作 1 5 1之 電晶體 地。鉗 止過壓 器105 操作放 之偏壓 擇操作 器。不 不包含 因而驅 以避免 輸出操 級。偏 17 1263125 壓電流控制器l〇5有三系統：（a)僅差動輸入級受限制之系 統；（b)僅輸出級受限制之系統；（〇差動輸入級及輸出級 均受限制之系統。 (a)僅差動輸入級受限制之系統 在此情形，作成控制，以減低或中斷在差動輸入級流動 之偏壓電流。在此實施上，偏壓電流在輸出級流動。輸出 級具有相對大W/L比，以便驅動大負載諸如液晶顯示板或 輸出開關。因此，輸出電晶體具有大寄生電容。在輸出級 流動之偏壓電流中斷時，在正常操作前寄生電容之充電需 要時間，因此減低控制器之操作速度。僅減低或中斷在差 動輸入級流動之偏壓電流，便減低操作放大器之電壓增 益，並使頻率補償狀況穩定，因此抑制振盪。 圖3爲用於實施該系統之低輸出操作放大器OPVcomL 之電路圖。如圖3中所示，低輸出操作放大器OPVcomL 包含一在差動輸入級之偏壓電流減低電路3 0 1。包含一反 相器及複數之電晶體之偏壓電流減低電路 3 0 1，藉由一自 偏壓電流控制器1 〇 5所發出之節約信號而減低偏壓電流， 並藉由一自偏壓電流控制器1 05所發出之關閉信號而中斷 偏壓電流。高輸出操作放大器Ο P V c 〇 m Η也包含一在差動 輸入級之偏壓電流減低電路3 0〗。一種系統其偏壓電流中 斷，可能不減低，以及一種系統其中偏壓電流減低或中斷。 (b )僅輸出級受限制之系統 在此情形，控制是用以增加在差動輸入級流動之偏壓電 流。在此實施上，偏壓電流在差動輸入級流動。這避免連 18 312/發明說明書(補件)/92-04/92101604 1263125 接至差動輸入級之電流鏡電路151之寄生電容之放電。一 種無負載而操作之兩級操作放大器，其傳輸功能有二型之 極頻率。差動輸入級確定一低極頻率，而輸出級確定一高 極頻率。增加在輸出級之偏壓電流，便降低輸出級之阻抗， 並使高極頻率轉變甚至更高頻率範圍。根據控制理論，這 使變相頻率升高，並增強相位邊限，藉以防止振Μ。請察 知電流鏡電路1 5 1爲一用於確定一操作放大器之通過速率 之重要負載狀況，以及電流鏡1 5 1之放電在操作之開始限 制上升時間及下降時間。 圖4爲用於實施該系統之低輸出操作放大器OPVcomL 之電路圖。如圖4中所示，低輸出操作放大器 OPVcomL 包含一在輸出級之偏壓電流增加電路40 1。包含一反相器 及複數之電晶體之偏壓電流增加電路40 1，藉由一自偏壓 電流控制器1 0 5所發出之提高信號而增加偏壓電流。高輸 出操作放大器OPVcomH也包含一在輸出級之偏壓電流增 加電路4 0 1。 (c)差動輸入級及輸出級均受限制之系統 在此情形，作成控制，以中斷在差動輸入級及輸出級流 動之偏壓電流。在此實施上，一連接至每一級之負載之寄 生電容放電，但使低功率消耗之效應最大。因此，對一種 具有小解析度及低操作速度之液晶顯示板，可保持高性能 之功率消耗及操作速度。
圖5爲用於實施該系統之低輸出操作放大器OPVcomL 之電路圖。如圖5中所不，低輸出操作放大器OPVcomL 19 312/發明說明書(補件)/92-04/92101604 1263125 包含一在差動輸入級之偏壓電流中斷電路5 〇 ]。包含一反 相器及複數之電晶體之偏壓電流中斷電路5 0 1，藉由一自 偏壓電流控制器所發出之關閉信號而中斷偏壓電流。局輸 出操作放大器Ο P V C 0 m Η也包含一在差動輸入級之偏壓電 流中斷電路 5 0 1。可能一種系統其中偏壓電流減低或中 斷，以及一種系統其中偏壓電流中斷，不減低。 雖然在上述說明，高輸出操作放大器OPVcomH及低輸 出操作放大器Ο P V c 〇 m L流動之偏壓電流受到限制’但偏 壓電流控制器1 0 5可作成控制，以中斷在設定電壓產生器 103在低壓設定操作放大器〇P Vi* ef流動之偏壓電流。在一 配備一負載諸如液晶顯示板之行動電話已進入備用模式或 睡眠模式時，不僅高輸出操作放大器OPVcomH及低輸出 操作放大器OPVcomL，而且低壓設定操作放大器OPVref， 均無需繼續操作。因此，偏壓電流控制器1 〇 5供給一 V set# off信號至低壓設定操作放大器OPVref，而藉以中斷 在低壓設定操作放大器OPVref流動之偏壓電流。 其次，將說明定時控制器1 〇 7。定時控制器1 0 7控制輸 出開關 1 〇 1之切換定時，以供在高輸出操作放大器 OPVcomH之輸出與低輸出操作放大器OPVcomL之輸出間 交變。根據一來自暫存器設定裝置之信號或一外部信號作 成切換定時之設定。定時控制器1 〇 7所設定之定時予以傳 至偏壓電流控制器1 〇 5。 將詳細說明根據此實施例，利用定時控制器1 0 7所確定 之定時予以驅動之驅動電壓控制器之操作。高輸出操作放 20 312/發明說明書(補件)/92-(M/921016〇4 1263125 大器〇P V c 〇 m Η及低輸出操作放大器〇 P v c 〇 ni L可爲在未調 節偏壓電流流動之一種，，正常模式，，，減低之偏壓電流流動 之一種’’減低模式”，或偏壓電流中斷之一種，，關閉模式”。 將參照圖6說明自低輸出操作放大器〇pVc〇m]L至高輸 出操作放大器Ο P V c ◦ m Η及自高輸出操作放大器〇 p v c 〇 1Ώ Η 至低輸出操作放大器0 Ρ V c 〇 m L之輸出開關之切換操作， 以及一自偏壓電流控制器1 〇 5發出之信號及驅動電壓 V c 〇 m之定時。如圖6中所示，將輸出開關} 〇〗置於高輸 出操作放大器Ο Ρ V c 〇 m Η之位置，同時將一負載連接至低 —出操作放大器Ο Ρ V c 〇 m L·時，亦即，在開關s W 1接通時， 偏壓電流控制器1 0 5中斷一發出至高輸出操作放大器 OPVcomH之關閉信號’因而驅動電壓Vc〇m作成一自 VcomL至VcomH之變換，並且高輸出操作放大器〇pVc〇mH 進入（1)正常模式。 在驅動電壓到達V c 〇 m Η水準時之預定時間後，偏壓電流 控制器1 0 5發出一節約信號至高輸出操作放大器 OPVcomH。在咼輸出操作放大器〇pvc〇mjj流動之偏壓電 流I b Η減低，並且高輸出操作放大器〇 p v c 〇 m η進入（2 )減 低模式。驅動電壓V c 〇 m停留在V c 〇 m Η水準。在預定時間 後，控制器1 05停止發出一節約信號至高輸出操作放大器 Ο Ρ V C 0 m Η，並開始發出一關閉丨g號。偏壓電流〗b Η被中斷， 並且问fej出ί架作放大益Ο Ρ V c 〇 m Η進入（3 )關閉模式。即使 在關閉模式，連接至輸出端子之負載電容及寄生電容也維 持輸出電壓，因而驅動電壓保持V c 〇 m Η。在關閉彳言號發出 312/發明說明書(補件)/92-04/92101604 21 1263125 至高輸出操作放大器OPVcomH之同時，偏壓電流控制器 1〇5停止發出關閉信號至低輸出操作放大器〇PVcomL。 在高輸出操作放大器OPVcomH進入關閉模式時，開關 S W 1斷開。在已經過一預定之輸出開關切換週期（4 )後，開 關S W 2接通。自開關S W 1之接通至開關s W 2之接通之週 期爲一單水平週期。開關S W 1 —旦斷開，在開關s W 2之 接通前高輸出操作放大器Ο P V c 〇 m Η可進入關閉模式。 在開關S W 2接通時，驅動電壓V c 〇 m作成自V c 〇 m Η至 VcomL之過渡，並且低輸出操作放大器〇pVcomL進入（5) 正常模式。在驅動電壓到達V c 〇 m L水準時之預定時間後， 偏壓電流控制器1 05發出一節約信號至低輸出操作放大器 Ο P V C 0 m L。一在低輸出操作放大器〇 p V C 0 m L流動之偏壓 電流I b L減低及低輸出操作放大器〇 P V c 〇 m L進入（6 )減低 模式，並且驅動電壓V c 〇 m停留在V c 〇 m L水準。 然後，在預定時間後，偏壓電流控制器1 0 5停止發出一 節約信號至低輸出操作放大器Ο P V c 〇 m L，並開始發出關閉 信號。偏壓電流IbL中斷，並且低輸出操作放大器OPVcomL 進入（7)關閉模式。即使在關閉模式，驅動電壓維持在 VcomL。在關閉信號發出至低輸出操作放大器 〇PVcomL 之同時，偏壓電流控制器1 0 5停止發出一關閉信號至高輸 出操作放大器OPVcomH。 在低輸出操作放大器Ο P V c 〇 m L進入（7 )關閉模式時，開 關SW1斷開。在經過一預定之輸出開關切換週期（8)後， 開關SW2接通。自開關SW2之接通至開關SW1之接通之 22 312/發明說明書(補件)/92-04/92101604 1263125 週期爲一單水平週期。 以此方式’局輸出操作放大器Ο P V c 〇 m Η及低輸出操作 放大器〇Ρ V c 〇 m L在一單水平週期之間隔進入正常模式， 減低模式及關閉模式一單水平週期。根據該實施例之驅動 電壓控制器以一單水平週期之單位供給一驅動電壓 V c 〇 m Η或V c 〇 m L至一負載。提供輸出開關切換週期（4 )、 (8) ’以防止操作放大器OPVcomH、OPVcomL之輸出端子 之短路。 在上述說明雖然每一操作放大器進入正常模式，減低模 式或關閉模式。但可代之爲採用二模式，正常模式及減低 模式或正常模式及關閉模式。圖7爲採用正常模式及減低 模式所呈現之定時圖。圖8爲採用正常模式及關閉模式所 呈現之定時圖。在一配備一負載諸如一液晶顯示板之行動 電話作成自備用模式或睡眠模式至正常模式之過渡時，偏 壓電流控制器1 0 5必須在設定電壓產生器1 〇 3驅動低壓設 定操作放大器OPVref。圖9爲定時圖，示一種自備用模式 至正常模式之過渡。 如較早所述，一根據此實施例之驅動電壓控制器作成控 制’限制偏壓電流，以便保證未連接之一負載諸如一液晶 顯示板之去選擇操作放大器的穩定操作，而藉以抑制去選 擇操作放大器之振盪。這免除需要一電容器（穩定電容）， 以防止在相關技藝之振盪。因此，控制器之足跡減低，並 且功率消耗藉控制，亦即減低/中斷偏壓電流而減低。 用於供給一設定電壓 VcomL至低輸出操作放大器 23 3 ] 2/發明說明書(補件)/92-04/92101604 1263125 OPVcomL之設定電壓產生器103，在電流鏡電路1 低參考電壓Vr e f轉換至高壓，藉以產生設定電壓\ 因此在電流鏡電路1 5 1前之低壓設定操作放大器 可爲一低壓操作放大器。該低壓操作放大器可包含 電晶體，而無供高耐壓電晶體所必要之高耐壓之 件，因而較之在包含高耐壓電晶體之高壓操作放大 足跡較小，並需要較小之功率消耗。這減低設定電 器1 0 3，或根據此實施例之驅動電壓控制器之足跡 消耗。 將說明上述實施例以外之其他諸實施例。 雖然在一未連接一負載之去選擇操作放大器控 電流，因而操作放大器將不會振盪，以便保證去選 放大器之穩定操作，但可在每一操作放大器提供一 償電路，以使去選擇操作放大器之操作穩定，作爲 性實施例。圖1 0爲一其中包括一相位補償電路之低 作放大器OPVcomL之內部電路圖。如圖10中所示 位補償電路60 1包含複數之CR電路。至少相位補 60 1之CR電路之一設計爲提供一無操作放大器振 出阻抗，即使在負載未連接至操作放大器時。 在此情形，一根據本發明用作相位補償電路控制 壓電流控制器1 〇 5，依據一定時控制器1 〇 7所確定5 在每一操作放大器OPVcomH、OPVcomL所提供之 償電路601切換CR電路，並設定至即使在無負載 發生振盪之去選擇操作放大器相位補償狀況。例如 312/發明說明書(補件)/92-04/92101604 5 1將一 c 〇 m L ° OP Vref 低耐壓 電阻組 器，其 壓產生 及功率 制偏壓 擇操作 相位補 一替代 輸出操 ，一相 償電路 盪之輸 器之偏 :定時， 相位補 時也不 ，在驅 24 1263125 動一種具有相對大電容値之液晶顯示板之情形，該負載有 一極頻率’其頻率響應係由液晶顯示板之負載電容所確 定’因而操作放大器之相位補償電路6 0 1不需要相位補償 電容。設若未連接負載，則僅一寄生電容連接至操作放大 器。因此一造成主要極頻率之相位補償電容將行予以連接 至操作放大器。 雖然輸出開關 101在二操作放大器 OPVcomH與 OPVcomL之間交變，但此等操作放大器可藉中斷在每一操 作放大器之輸出級流動之偏壓電流而切換，以增加輸出阻 抗，作爲一種替代性實施例。圖1 1 A爲一可在其中實施此 特色之高輸出操作放大器OPVcomH之內部電路圖。圖 1 1 B爲一可在其中實施此特色之低輸出操作放大器 OPVcomL之內部電路圖。如圖1 1中所示，每一操作放大 器OPVcomH、OPVcomL包含一在輸出級相似於圖5中所 示偏壓電流中斷電路5 0 1之電路5 0 3。電路5 0 3操作藉由 二自偏壓電流控制器1 05發出之關閉信號中斷偏壓電流。 根據該替代性實施例，不需要開關1 〇 1，因而減低總足 跡。每一操作放大器可減低功率消耗，以驅動輸出開關1 0 1 之寄生電容，並可減低存在輸出阻抗所產生之串聯電阻組 份而藉以縮短輸出會聚時間。在輸出斷開時，操作放大器 不用作一放大電路，並且不再振盪。 雖然在此實施例，在設定電壓產生器1 0 3中之低壓設定 操作放大器OP Vref，在負反饋電路包括一可變電阻Rv， 但可採用一選擇器開關以選擇一電阻値。作爲一種替代性 25 312/發明說明書(補件)/92-04/92101604 1263125 實施例。圖1 2 A、] 2 B、1 2 C爲一根據該替代性實施例之組 態之低壓設定操作放大器〇PVref及其周邊之電路圖。如 圖1 2 B中所示，每一選擇器開關係依據一種C Μ 0 S (互補金 屬氧化物半導體）技術，其中Ρ -溝道及η -溝道電晶體予以 串聯連接。加至負反饋電路之電壓約與參考電壓 Vref相 同，並且參考電壓Vref爲一低壓。因此，如圖12C中所示， 每一開關可設計爲僅只供一單一溝道，諸如一 η -溝道。這 減低選擇器開關之足跡及選擇器開關之功率消耗。 雖然設定電壓產生器1〇3產生一設定電壓VrefL予以供 給至低輸出操作放大器OPVcomL，但設定電壓產生器103 可產生一設定電壓 VrefH予以供給至高輸出操作放大器 OPVcomH。圖13示一驅動電壓控制器包含一在高輸出操 作放大器OPVcomH之設定電壓產生器。如圖13中所示， 驅動電壓控制器之設定電壓產生器1 〇3 5不包含一電流鏡 電路1 5 1，因而自一鉗位電路1 5 3之汲極供給設定電壓 VrefH。 如圖14中所示，設定電壓產生器1 〇 3可提供在 低輸出操作放大器OPVcomL，以及設定電壓產生器1〇3’ 可提供在高輸出操作放大器OPVcomH。 雖然一根據此實施例之驅動電壓控制器包含二操作放 大器OPVcomH、OPVcomL，但可採用一單一操作放大器， 作爲一種替代性實施例。圖1 5爲一包含一單一操作放大器 之驅動電壓控制器之電路方塊圖。如圖1 5中所示，驅動電 壓控制器包含一具有高耐壓及軌至軌輸入/輸出之操作放 大器 OPVcom，以及一輸出開關101’，以在操作放大器 26 312/發明說明書(補件)/92-04/92101604 1263125 〇P V c o m之輸入在供給至〇P V c o m之非反相輸入端子（正端 子）之設定電壓間交變。以此方式，使不必要一單一操作放 大器，因此減低控制器之足跡。 如較早所述’雖然局輸出操作放大器Ο P V c 〇 m Η及低_ 出操作放大器 〇 Ρ V c 〇 m L爲高壓操作放大器，但一將行供 給至每一操作放大器之偏壓電流可自一低耐壓電流源諸如 帶隙電位產生裝置經由一鉗位電路1 5 3 ’供給。因此，可使 用一低耐壓電流源作爲高壓操作放大器之偏壓電流源。這 免除需要供高壓操作放大器之偏壓電流源，並減低足跡。 圖1 6爲一自一低耐壓電流源，經由一鉗位電路供給偏壓電 流至一高壓操作放大器之組態之電路圖。 該驅動電壓控制器也可包含一端子（未示），供輸出低壓 設定操作放大器OP Vref之一輸出信號，及一電晶體Tr#test 供使能自該端子之輸出，俾監視低壓設定操作放大器 OPVref之輸出狀態。電晶體Tr#test將行接通，及輸出監 視裝置將行連接至該端子。圖1 7示驅動電壓控制器，其中 可在外部監視低壓設定操作放大器OPVref之輸出狀態。 設若控制器包含複數之低壓設定操作放大器OPVref，將選 定之電晶體接通，以進行個別之監視。 如較早所述，一種根據本發明之驅動電壓控制器可防止 振盪，即使在一未連接一負載之操作放大器，並控制在操 作放大器流動之偏壓電流，而藉以減低功率消耗。該驅動 電壓控制器不需要一電容器（穩定電容），因此減低控制器 之足跡。 27 312/發明說明書(補件)/92-04/92101604 1263125 【圖式簡單說明】 圖1爲根據本發明之一實施例之驅動電壓控制器之電路 方塊圖； 圖2 A爲一高輸出操作放大器ο P V C 〇 m Η之內部電路圖； 圖2 Β爲一低輸出操作放大器〇 ρ ν c 〇 m L之內部電路圖； 圖3爲用以實施該系統之低輸出操作放大器〇PVcomL 之電路圖，其中僅差動輸入級予以限制； 圖4爲用以實施該系統之低輸出操作放大器〇PvcomL 之電路圖，其中僅差動輸出級予以限制； 圖5爲用以實施該系統之低輸出操作放大器〇pVc〇mL 之電路圖’其中差動輸入級及輸出級均予以限制； 圖6爲採用正常模式、減低模式及關閉模式時所假設之 定時圖； 圖7爲採用正常模式及減低模式時所假設之定時圖； 圖8爲採用正常模式及關閉模式時所假設之定時圖； 圖9爲定時圖’示自備用模式至正常模式之過渡； 圖1 〇爲一低輸出操作放大器〇P VcomL之內部電路圖， 其中包括一相位補償電路； 圖1 1 A爲一高輸出操作放大器〇 p v c 〇 ηι η之內部電路 圖，其中可設定一高輸出阻抗； 圖11Β爲一低輸出操作放大器〇pVc〇niL之內部電路 圖’其中可設定一局輸出阻抗； 圖12A、12B、12C爲一根據本發明之組態之低壓設定操 作放大器Ο Ρ V r e f及其周邊之電路圖； 28 312/發明說明書(補件)/92-04/92101604 1263125 圖1 3爲一在包含一在局輸出操作放大器〇 P V c o m Η設定 電壓產生器之驅動電壓控制器之電路方塊圖； 圖1 4爲一在包含一在低輸出操作放大器〇 Ρ V c 〇 m L之設 定電壓產生器1〇3及一在高輸出操作放大器OPV com Η之 設定電壓產生器1 〇 3 ’之驅動電壓控制器之電路方塊圖； 圖1 5爲一包含一單一操作放大器之驅動電壓控制器之 電路方塊圖； 圖1 6爲一種能自一耐低壓電流源供給一偏壓電流經由 一鉗位電路至一高壓操作放大器之組態之電路圖； 圖1 7爲一驅動電壓控制器之電路方塊圖，其中可在內 部監視低壓設定操作放大器之輸出狀態；以及； 圖1 8爲一相關技藝驅動電壓控制器之方塊圖。 在諸圖式中，元件符號101、101 ’各指輸出開關；103、 1 〇 3 ’各指設定電壓產生器；1 0 5指偏壓電流控制器；1 0 7 指定時控制器；1 5 1指電流鏡電路；1 5 3指鉗位電路；2 0 1 指差動輸入級；2 0 3指輸出級；3 0 1指偏壓電流減低電路； 4〇 1指偏壓電流增加電路；5 0 1指偏壓電流阻斷電路；及 601指相位補償電路。 另外，在諸圖式中，”OPVcomH”指示高輸出操作放大 器；”OPVcomL”指示低輸出操作放大器；”OPVc〇m”指示軌 至軌輸入/輸出操作放大器；”OPVrefL指示電壓設定操作 放大器；”Rv”指示可變電阻器；”SW1”及” SW2”各指示開 關；”Trl”及” Tr2”各指示低耐壓電晶體；及”VB”指示電壓 源。 29 312/發明說明書(補件)/92-04/92101604 1263125 (元件 符號說明 ) 10 1、 10 17 輸 出 開 關 103、 1035 設 定 電 壓 產 生 器 1 05 偏 壓 電 流 控 制 器 1 07 定 時 控 制 aa 15 1 電 流 電 路 15 3 鉗 位 電 路 20 1 差 動 輸 入 級 203 輸 出 級 301 偏 壓 電 流 減 低 電 路 40 1 偏 壓 電 流 增 加 電 路 5 0 1 偏 壓 電 流 中 斷 電 路 60 1 相 位 補 償 電 路 OP Vc 丨 o m Η 局 輸 出 操 作 放 大 器 OP Vc o m L 低 輸 出 操 作 放 大 器 OP Vc o m 軌 至 軌 輸 入 /輸出操作放大器 OP VrefL 電 壓 設 定 操 作 放 大器 Rv 可 變 電 阻 SW1、 S W2 開 關 Trl、 Tr2 低 耐 壓 電 晶 體 VB 電 壓 源
312/發明說明書(補件)/92-04/92101604 30

Claims (1)

  1. 吏)止替換負丨 2006 3 0 JUN 替換本 拾、申請專利範圍 1 . 一種驅動電壓控制器，用於控制一驅動電壓，以使用 一交流電驅動一負載，包含： 一高輸出操作放大器，用於輸出一高驅動電壓； 一低輸出操作放大器，用於輸出一低驅動電壓； 一輸出開關，用於以一預定之定時使該負載及該高輸出 操作放大器或該低輸出操作放大器之連接交變； 一定時控制器，用於控制該輸出開關之切換定時；以及 一偏壓電流控制器，用於依據該切換定時控制在該高輸 _ 出操作放大器流動之偏壓電流及在該低輸出操作放大器流 動之偏壓電流。 2 ·如申請專利範圍第1項之驅動電壓控制器， 其中，該高輸出操作放大器及該低輸出操作放大器各包 括一差動輸入級及一輸出級，以及 其中，該偏壓電流控制器藉由減低或中斷在該差動輸入 級流動之偏壓電流，而控制在該高輸出操作放大器及該低 _ 輸出操作放大器流動之偏壓電流。 3 ·如申請專利範圍第1項之驅動電壓控制器， 其中，該高輸出操作放大器及該低輸出操作放大器各包 括一差動輸入級及一 $俞出級，以及 其中，該偏壓電流控制器藉由增加在該差動輸入級流動 之偏壓電流，而控制在該高輸出操作放大器及該低輸出操 作放大器流動之偏壓電流。 4 .如申請專利範圍第1項之驅動電壓控制器， 31 3 26\總檔\92\92101604\92101604(替換)-1 1263125 其中，該高輸出操作放大器及該低輸出操作放大器各包 括一差動輸入級及一輸出級，以及 其中，該偏壓電流控制器藉由降低或中斷在該差動輸入 級流動之偏壓電流，及在該輸出級流動之偏壓電流，而控 制在該闻$1}出操作放大器及該低輸出操作放大器流動之偏 壓電流。 5 .如申請專利範圍第1至4項中任一項之驅動電壓控制 器， 其中，該定時控制器在以一預定之輸出開關切換週期作 該開關之切換時，控制該輸出開關之切換定時，在該週期 該負載既不連接至該高輸出操作放大器，也不連接至該低 輸出操作放大器。 6 ·如申請專利範圍第1項之驅動電壓控制器，更包含： 一電壓轉換器，包括一電壓源，用於產生一固定電壓； 一操作放大器，包括一有一可變電阻器之負反饋電路，該 操作放大器用於調節該電壓源之輸出電壓之振幅；以及一 電流鏡電路，用於將該操作放大器之輸出電壓轉換至一高 壓； 其中，該操作放大器爲一包含低耐壓電晶體之低壓操作 放大器，以及 其中，該電壓轉換器施加一輸出電壓，作爲至少該高輸 出操作放大器或該低輸出操作放大器之一設定電壓。 7 .如申請專利範圍第6項之驅動電壓控制器， 其中，該電壓轉換器更包括一鉗位電路，用於防止過壓 32 3 26\總檔\92\92101604\92101604(替換)· 1
    1263125】 ;QL h 3') !'.一—" 在該電流鏡電路之輸入被施加至電晶體。 8 · —種驅動電壓控制器，用於控制一驅動電壓，以使用 一交流電驅動一負載，包含： 一高輸出操作放大器，用於輸出一高驅動電壓包括一相 位補償電路，具有複數個C R電路，有一 C R電路，相位補 償狀況可設定至此電路，而不發生振盪，即使在無負載時； 一低輸出操作放大器，用於輸出一低驅動電壓包括一相 位補償電路，具有複數個CR電路，有一 CR電路，相位補 償狀況可設定至此電路，而不發生振盪，即使在無負載時； 一輸出開關，用於以一預定之定時在該負載及該高輸出 操作放大器或該低輸出操作放大器之連接間交變； 一定時控制器，用於控制該輸出開關之切換定時；以及 一相位補償電路控制器，用於控制該相位補償電路，俾 自該相位補償電路中之複數個CR電路當中，依據未連接 一負載之該操作放大器之該切換定時，選擇一 C R電路， 相位補償狀況可設定至此電路，而不發生振盪。 9 . 一種驅動電壓控制器，用於控制一驅動電壓，以使用 一交流電驅動一負載，包含： 一高輸出操作放大器，包括一差動輸入級及一輸出級， 用於輸出一局驅動電壓； 一低輸出操作放大器，包括一差動輸入級及一輸出級， 用於輸出一低驅動電壓； 一偏壓電流控制器’用於藉由以預定之定時中斷該偏壓 電流一預定週期，而控制在該高輸出操作放大器及該低輸 33 3 2 6\總檔\92\92101604\92101604(替換)-1 1263125 出操作放大器之輸出級流動之偏壓電流；以及 一定時控制器，用於控制在該偏壓電流控制器流動之偏 壓電流之控制定時。 34 326\總檔\92\92101604\92101604(替換)-1
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