TWI564862B - 電源控制方法與應用此電源控制方法之顯示器 - Google Patents

Description

電源控制方法與應用此電源控制方法 之顯示器

本發明是有關於一種電源控制方法與應用此電源控制方法之顯示器，且特別是指一種可降低電源突波之電源控制方法與應用此電源控制方法之顯示器。

由於液晶顯示器具有輕薄、無幅射、低耗電力、高使用壽命等特性，液晶顯示器成為現今電子產品中最常使用的顯示器之一。

一般的液晶顯示器通常包含液晶顯示面板、源極驅動器、閘極驅動器與時序控制板，其中時序控制板上設置有時序控制器以及電源電路。電源電路係用以供應電源至源極驅動器與閘極驅動器。時序控制器則用以根據外部提供之時脈訊號以及影像資料來控制源極驅動器與閘極驅動器之動作，以使液晶顯示面板顯示影像。

然而，目前時序控制板上的電源電路無法供應穩定的電源電壓給源極驅動器與閘極驅動器。例如，電源電路所提供之電源電壓會具有突波。不穩定的電源電壓可能會 造成電路的邏輯操作異常或是損壞。因此，需要一種電源控制方法來使電源電路供應穩定的電源電壓。

本發明的目的即在於提供一種電源控制方法與應用此電源控制方法之顯示器。此電源控制方法可於顯示面板負載狀況變化時，提高暫態響應的速度來抑制突波的產生。

本發明之一態樣是在提供一種電源控制方法。在此電源控制方法中，首先進行偵測步驟，以偵測顯示器之顯示畫面是否進入垂直遮沒區間(vertical blanking interval,VBI)。然後，當顯示器之顯示畫面進入垂直遮沒區間時，進行轉導(gm)控制步驟，以增加電源電路中之運算放大器的轉導值。

本發明之另一態樣是在提供一種顯示器。此顯示器包含時序控制器以及電源電路。時序控制器係用以提供閘極驅動器同步訊號與起始脈衝訊號。電源電路係電性連接至時序控制器，以根據閘極驅動器同步訊號與起始脈衝訊號來判斷顯示器之顯示畫面是否進入垂直遮沒區間，並於顯示器之顯示畫面進入垂直遮沒區間後，增加電源電路中之運算放大器的轉導值。

100‧‧‧顯示器

110‧‧‧時序控制板

112‧‧‧時序控制器

114‧‧‧電源電路

120‧‧‧閘極驅動器

130‧‧‧源極驅動器

140‧‧‧顯示面板

400‧‧‧電源電壓控制方法

410-420‧‧‧步驟

412-416‧‧‧步驟

C1、C2‧‧‧曲線

CM1、CM2‧‧‧電流鏡電路

CMP‧‧‧運算放大器

CPV‧‧‧閘極驅動器同步訊號

CS1‧‧‧控制訊號

CS2‧‧‧控制訊號

EA‧‧‧運算放大器

LS‧‧‧正反器

OUT1-OUTn‧‧‧掃描線驅動訊號

OS‧‧‧脈波振盪器

OVS‧‧‧過衝

S1、S2‧‧‧開關

STV‧‧‧起始脈衝訊號

V_ERROR‧‧‧誤差訊號

V_REF‧‧‧參考電壓

V_SENSE‧‧‧感測訊號

V+‧‧‧外部電源

VP‧‧‧電源電壓

UNS‧‧‧下衝

為了更完整了解實施例及其優點，現參照結合所附圖式所做之下列描述，其中：〔圖1〕係繪示根據本發明實施例之顯示器的功能方塊示意圖；〔圖2〕係繪示根據本發明實施例之時序控制板的功能方塊示意圖；〔圖3〕係繪示根據本發明實施例之電源電路的部分電路示意圖；〔圖4〕係繪示根據本發明實施例之電源電壓控制方法400的流程示意圖；〔圖5〕係繪示根據本發明實施例之判斷步驟的流程示意圖；〔圖6〕係繪示根據本發明實施例之閘極驅動器同步訊號和起始脈衝訊號的時序圖；以及〔圖7〕係繪示根據本發明實施例之電源電壓的波形曲線以及習知技術之波形曲線。

請同時參照圖1和圖2，圖1係繪示根據本發明實施例之顯示器100的功能方塊示意圖，圖2係繪示根據本發明實施例之時序控制板110的功能方塊示意圖。顯示器100包含時序控制板110、閘極驅動器120、源極驅動器130以及顯示面板140。時序控制板110係用以提供電源電壓VP、控制訊號CS1以及控制訊號CS2至閘極驅動器120和源 極驅動器130，以控制閘極驅動器120和源極驅動器130來驅動顯示面板140，使顯示面板140顯示畫面。

時序控制板110包含時序控制器112和電源電路114。時序控制器112輸出控制訊號CS1、CS2至閘極驅動器120和源極驅動器130，以及輸出閘極驅動器同步訊號CPV和起始脈衝訊號STV至電源電路114，其中控制訊號CS2也包含閘極驅動器同步訊號CPV和起始脈衝訊號STV。閘極驅動器同步訊號CPV係用以同步閘極驅動器120的工作，而起始脈衝訊號STV則是用以表示是否開始顯示影像畫面。

電源電路114係根據閘極驅動器同步訊號CPV和起始脈衝訊號STV來判斷負載狀況的變化，並據此來加速電源電壓VP的補償機制，以輸出穩定的電源電壓VP。一般而言，當顯示器100之顯示畫面進入垂直遮沒區間(vertical blanking interval,VBI)時，此時電源電路114之負載狀況為無載。反之，當顯示器100之顯示畫面為圖框資料時，電源電路114之負載狀況則為重載。

當電源電路114之負載狀況改變時，電源電路114所供給的電流也會隨著劇烈改變。此時若電源電路114無法加速進行補償，電源電壓VP將會產生過衝(overshoot)或下衝(undershoot)之突波。例如，當電源電路114之負載狀況由無載進入重載時，電源電路114的負載端會抽取較大的電流，使得電源電壓VP出現下衝之突波。又例如，當電源電路114之負載狀況由重載進入無載時，電源電路114的 負載端會抽取較小的電流，使得電源電壓VP出現過衝之突波。因此，電源電路114透過閘極驅動器同步訊號CPV和起始脈衝訊號STV來判斷負載狀況的變化，以據此來加速電源電壓VP的補償機制。

請參照圖3，圖3係繪示根據本發明實施例之電源電路114的部分電路示意圖。電源電路114包含運算放大器EA、運算放大器CMP、脈波振盪器OS、正反器LS以及開關S2。運算放大器EA係用以接收回授的電源電壓VP以及外部提供之參考電壓V_REF，以輸出誤差訊號V_ERROR。運算放大器CMP係電性連接至運算放大器EA以及開關S2，以接收誤差訊號V_ERROR和感測訊號V_SENSE。運算放大器CMP係比較誤差訊號V_ERROR和感測訊號V_SENSE，以輸出差值訊號。正反器LS係電性連接至運算放大器CMP和脈波振盪器OS，以根據運算放大器CMP輸出之差值訊號和脈波振盪器OS輸出之脈波訊號來產生脈衝寬度調變訊號來控制開關S2。開關S2係電性連接至外部電源V+、正反器LS以及運算放大器CMP，以根據正反器LS所產生之脈衝寬度調變訊號來輸出電源電壓VP。

運算放大器EA包含開關S1、電流鏡電路CM1以及CM2，其中電流鏡電路CM2係用以控制運算放大器EA的轉導(gm)值。例如，當運算放大器EA在正常操作時，電流鏡電路CM1為開啟而電流鏡電路CM2為關閉，以進行正常操作下的電源電壓補償機制。又例如，當電源電路114判斷顯示器100之顯示畫面進入垂直遮沒區間時，運算放大器 EA之電流鏡電路CM2會開啟來與電流鏡電路CM1一起工作，以增加運算放大器EA的轉導值，加速電源電壓的補償機制，使其足以消除電源電壓VP的突波。

請參照圖4，其係繪示根據本發明實施例之電源電壓控制方法400的流程示意圖。在本實施例中，電源電路114可包含控制器(未繪示)，此控制器可進行電源電壓控制方法400來補償電源電壓VP。在電源電壓控制方法400中，首先進行判斷步驟410，以根據閘極驅動器同步訊號CPV和起始脈衝訊號STV來判斷顯示器100之顯示畫面是否進入垂直遮沒區間。當顯示器100之顯示畫面進入垂直遮沒區間時，進行步驟420來開啟運算放大器EA之開關S1、以使電流鏡電路CM2開始工作來增加運算放大器EA之轉導值。

請同時參照圖5和圖6，圖5係繪示根據本發明實施例之判斷步驟410的流程示意圖，圖6係繪示根據本發明實施例之閘極驅動器同步訊號CPV和起始脈衝訊號STV的時序圖。在判斷步驟410中，首先進行偵測步驟412，以判斷閘極驅動器同步訊號CPV和起始脈衝訊號STV是否皆為高位準。當閘極驅動器同步訊號CPV和起始脈衝訊號STV其中一者非為高準位時，則重新進行步驟410。當閘極驅動器同步訊號CPV和起始脈衝訊號STV皆為高位準時，進行步驟414，以累計閘極驅動器同步訊號之脈衝個數。

如圖6所示，在時間點t1時，偵測到閘極驅動器同步訊號CPV和起始脈衝訊號STV皆為高位準。如此，步驟414便會在時間點t1後開始累計閘極驅動器同步訊號之 脈衝個數。在本實施例中，步驟414係根據閘極驅動器同步訊號CPV之上升緣(rising edge)來計算閘極驅動器同步訊號CPV之脈衝個數，而脈衝個數的累計則利用計數器(未繪示)來進行，但本發明之實施例並不受限於此。

接著，進行步驟416，以於閘極驅動器同步訊號CPV之累計脈衝個數達到預設脈衝個數時，判斷顯示器100之顯示畫面進入垂直遮沒區間。在本發明之實施例中，預設脈衝個數係根據顯示器100的解析度來決定。例如，當顯示器100之解析度為1080p時，預設脈衝個數則為1080個。由圖6可看出掃描線驅動訊號OUT1-OUTn的下降緣係對應閘極驅動器同步訊號CPV之上升緣，且最後一條掃描線之驅動訊號OUTn的上升緣對應至第1080個累計的閘極驅動器同步訊號CPV上升緣，其中時間點t2所對應之上升緣不考慮在內。因此，當累計脈衝個數達到預設脈衝個數時，顯示器100之顯示畫面確實進入垂直遮沒區間。

如圖6所示，在時間點t2時，累計脈衝個數達到預設脈衝個數，因此步驟416判斷顯示器100之顯示畫面進入垂直遮沒區間，而接續之步驟420則於時間點t2開啟運算放大器EA之開關S1、以使電流鏡電路CM2開始工作來增加運算放大器EA之轉導值。

在本發明之實施例中，步驟420可於電流鏡電路CM2開啟後，隨即將其關閉，以抑制電源電壓VP過衝之突波。在本發明之其他實施例中，步驟420可於電流鏡電路CM2開啟後維持電流鏡電路CM2工作一段預設時間ΔT，以 同時抑制電源電壓VP過衝與下衝之突波，如圖7所示。在圖7中，曲線C1係代表習知電源電壓的波形，而曲線C2則代表本發明實施例之電源電壓控制方法400所對應的電源電壓波形。由圖7可以看出本發明實施例之電源電壓控制方法400可有效地抑制電源電壓的過衝OVS與下衝UNS。另外，本發明實施例之預設時間ΔT可根據顯示面板140之負載來決定，以使電流鏡電路CM2工作結束的時間點t3在下衝突波的時間點後。如此，在電源電壓VP過衝和下衝時，電流鏡電路CM2便能增加運算放大器EA的轉導值。

由上述說明可知，本發明實施例之電源控制方法400和顯示器100係根據時序控制器112所提供之閘極驅動器同步訊號CPV和起始脈衝訊號STV來判斷負載狀況的變化，並據此增加運算放大器的轉導值來加速電源電壓VP的補償機制，以輸出穩定的電源電壓VP。

雖然本發明已以實施方式揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

400‧‧‧電源電壓控制方法

410-420‧‧‧步驟

Claims (10)

1. 一種電源控制方法，適用於利用一電源電路來提供一電源電壓至一顯示器之一源極驅動器，該電源控制方法包含：進行一偵測步驟，以判斷該顯示器之顯示畫面是否進入一垂直遮沒區間(vertical blanking interval,VBI)；以及當該顯示器之顯示畫面進入該垂直遮沒區間時，進行轉導(gm)控制步驟，以增加該電源電路中之一運算放大器的轉導值。
2. 如請求項第1項所述之電源控制方法，其中該轉導控制步驟於一預設時間內維持被增加之該轉導值，該預設時間根據該顯示器之一顯示面板之負載來決定。
3. 如請求項第1項所述之電源控制方法，其中該運算放大器包含兩個電流鏡電路，該些電流鏡電路之一者於該垂直遮沒區間內開啟，以與該些電流鏡電路之另一者一起工作來增加運算放大器的轉導值。
4. 如請求項第1項所述之電源控制方法，其中該運算放大器用以根據一回授訊號和一參考訊號來輸出一誤差訊號，以使該電源電路根據該誤差訊號來輸出該電源電壓，其中該回授訊號根據該電源電壓來決定。
5. 如請求項第1項所述之電源控制方法，其中該偵測步驟包含：判斷一閘極驅動器同步訊號與一起始脈衝訊號是否皆為高位準；當該閘極驅動器同步訊號與該起始脈衝訊號皆為高位準時，累計該閘極驅動器同步訊號之脈衝個數，以獲得一累計脈衝個數；以及當該累計脈衝個數達到一預設脈衝個數時，判斷該顯示器之顯示畫面進入該垂直遮沒區間。
6. 一種顯示器，包含：一源極驅動器；一時序控制器，用以提供一閘極驅動器同步訊號與一起始脈衝訊號；以及一電源電路，用以提供一電源電壓至該源極驅動器，其中該電源電路電性連接至該時序控制器，以根據該閘極驅動器同步訊號與該起始脈衝訊號來判斷該顯示器之顯示畫面是否進入一垂直遮沒區間，並於該顯示器之顯示畫面進入該垂直遮沒區間後，增加該電源電路中之一運算放大器的轉導值。
7. 如請求項第6項所述之顯示器，其中該電源電路判斷該閘極驅動器同步訊號與該起始脈衝訊號是否皆為高位準，並於該閘極驅動器同步訊號與該起始脈衝 訊號皆為高位準時，累計該閘極驅動器同步訊號之脈衝個數來獲得一累計脈衝個數，以於該累計脈衝個數達到一預設脈衝個數時，判斷該顯示器之顯示畫面進入該垂直遮沒區間。
8. 如請求項第6項所述之顯示器，其中該運算放大器包含兩個電流鏡電路，該些電流鏡電路之一者於該垂直遮沒區間內開啟，以與該些電流鏡電路之另一者一起工作來增加運算放大器的轉導值。
9. 如請求項第6項所述之顯示器，其中該運算放大器用以根據一回授訊號和一參考訊號來輸出一誤差訊號，以使該電源電路根據該誤差訊號來輸出該電源電壓。
10. 如請求項第9項所述之顯示器，其中該回授訊號根據該電源電壓來決定。