專(zhuān)利名稱(chēng)：用于液晶顯示器的多輸出dc/dc變換器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及液晶顯示器(LCD)系統(tǒng)，它包括產(chǎn)生多個(gè)LCD驅(qū)動(dòng)電壓的裝置，該電壓值關(guān)于預(yù)定的電壓值對(duì)稱(chēng)，上述裝置具有緩沖電容器結(jié)構(gòu)為每一個(gè)LCD驅(qū)動(dòng)電壓提供緩沖電容，LCD系統(tǒng)進(jìn)一步包括具有矩陣開(kāi)關(guān)和控制裝置的LCD驅(qū)動(dòng)電路，來(lái)為L(zhǎng)CD面板終端提供與上述LCD驅(qū)動(dòng)電壓相應(yīng)的電壓，導(dǎo)致LCD面板象素的適當(dāng)?shù)牧炼燃?jí)。
背景技術(shù)：
實(shí)際上需要的LCD模塊，它僅由給定的電壓源，尤其是電池，或者源于電池的電壓來(lái)供電并且對(duì)于面板上的畫(huà)面具有給定的形式。對(duì)于小型LCD系統(tǒng)在蜂窩電話(huà)中的應(yīng)用是最重要的應(yīng)用之一；在該應(yīng)用中電池是電壓電源。通常該電池是單鋰離子電池或由鎳型電池構(gòu)成，例如鎳鎘電池(NiCd)或鎳-金屬氫化物(NiMH)電池。實(shí)際中，當(dāng)完全充滿(mǎn)和逐漸變?yōu)橥耆烹姷臅r(shí)侯，電池電壓對(duì)于鋰電池來(lái)說(shuō)在4.2至2.5V之間變化，對(duì)于鎳電池來(lái)說(shuō)在4.8至0.9V之間變化。將自該單獨(dú)的電池供給電壓產(chǎn)生所需要的LCD驅(qū)動(dòng)電壓。除了畫(huà)面質(zhì)量之外，對(duì)于蜂窩電話(huà)來(lái)說(shuō)待機(jī)功率消耗是最重要的參數(shù)之一。顯示器一直開(kāi)著，從而顯示器的電源是關(guān)注的問(wèn)題。因此，需要相對(duì)高效率地完成將單電池電壓轉(zhuǎn)換成多個(gè)良好受控的LCD驅(qū)動(dòng)電壓，以便保持待機(jī)功率消耗較低。
在開(kāi)始段落中描述的LCD系統(tǒng)可以從US-A-5,986,649中獲知。一種電荷泵技術(shù)被應(yīng)用于產(chǎn)生上述文獻(xiàn)中的多個(gè)對(duì)稱(chēng)LCD電壓的裝置中，以獲得良好限定的電壓V3和-V3，而良好限定的中間電壓V2、VC和-V2由驅(qū)動(dòng)元件產(chǎn)生，這些驅(qū)動(dòng)元件包括電阻R1-R4、運(yùn)算放大器OP1和OP2、以及電容C1-C4的串聯(lián)結(jié)構(gòu)。雖然這種已知的系統(tǒng)產(chǎn)生良好限定的LCD驅(qū)動(dòng)電壓，但是這種驅(qū)動(dòng)元件與出現(xiàn)在這些放大器中負(fù)載電流相結(jié)合的應(yīng)用在這些放大器中導(dǎo)致了能量的損耗，特別是在運(yùn)算放大器中，這實(shí)際中通常不會(huì)被接受。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種LCD系統(tǒng)，其中用于產(chǎn)生LCD驅(qū)動(dòng)電壓的裝置中的損耗相對(duì)于已知的配置大大地減少。
因此，根據(jù)本發(fā)明，在開(kāi)始段落中描述的LCD系統(tǒng)其特征在于至少一個(gè)具有一個(gè)泵電容器和開(kāi)關(guān)元件的電荷泵單元連接到緩沖電容器。
緩沖電容器與在緩沖電容器輸出中應(yīng)用電荷泵技術(shù)的組合，使得在多個(gè)緩沖電容器之間高效率電荷交換成為可能。如在上述現(xiàn)有技術(shù)中的情況，緩沖放大器的應(yīng)用現(xiàn)在是多余的，因此在LCD系統(tǒng)中將損耗更少的功率。
緩沖電容器的結(jié)構(gòu)可以不同的方式實(shí)現(xiàn)。上述現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)提出了一種緩沖電容器的串聯(lián)結(jié)構(gòu)，它被布置在單電源電壓裝置的輸出端子之間，該單電源電壓裝置在每一個(gè)LCD驅(qū)動(dòng)電壓之間有一個(gè)緩沖電容器。進(jìn)一步可能的緩沖電容器的結(jié)構(gòu)是一種星形結(jié)構(gòu)，在這里緩沖電容器被布置在各個(gè)LCD驅(qū)動(dòng)電壓和公共點(diǎn)，例如地或者關(guān)于其具有對(duì)稱(chēng)值的另一個(gè)LCD驅(qū)動(dòng)電壓的LCD驅(qū)動(dòng)電壓之間。也可能是組合的緩沖電容器的串聯(lián)結(jié)構(gòu)和星形結(jié)構(gòu)。
在一個(gè)更特別的實(shí)施例中，LCD系統(tǒng)其特征在于其中用于產(chǎn)生多個(gè)LCD驅(qū)動(dòng)電壓的裝置包括DC/DC變換器來(lái)為緩沖電容器結(jié)構(gòu)提供輸出電壓，和提供了電荷泵單元，它包含至少一個(gè)第一泵電容器和相應(yīng)用于限定第一組LCD驅(qū)動(dòng)電壓差以及至少一個(gè)第二泵電容器和相應(yīng)的開(kāi)關(guān)，與至少一個(gè)第一泵電容器和相應(yīng)的開(kāi)關(guān)相結(jié)合，用于限定第二組LCD驅(qū)動(dòng)電壓差，后一電壓差與第一組LCD驅(qū)動(dòng)電壓差基本相等。在另一個(gè)特定的實(shí)施例中，LCD系統(tǒng)其特征在于用于產(chǎn)生多個(gè)LCD驅(qū)動(dòng)電壓的裝置包括DC/DC變換器用于為緩沖電容器結(jié)構(gòu)提供輸出電壓，和提供了第一電荷泵單元，其包含至少一個(gè)泵電容器和相應(yīng)的開(kāi)關(guān)用于限定第一組LCD驅(qū)動(dòng)電壓差，以及第二電荷泵單元包含至少一個(gè)泵電容器和相應(yīng)的開(kāi)關(guān)用于限定第二組LCD驅(qū)動(dòng)電壓差。兩種實(shí)施例的組合是可能的。
將提供一種特別用于蜂窩電話(huà)的LCD系統(tǒng)，其中產(chǎn)生多個(gè)LCD驅(qū)動(dòng)電壓的裝置包含DC/DC上變換器，該變換器由電池電壓供電來(lái)產(chǎn)生LCD驅(qū)動(dòng)電壓。然而，由電池電壓供電來(lái)產(chǎn)生LCD驅(qū)動(dòng)電壓的DC/DC下變換器可以被有選擇地應(yīng)用。因?yàn)橄伦儞Q比上變換提供的輸出波動(dòng)要少，所以這種方法可能具有有益效果?？蓱?yīng)用的較低的電容值能夠?qū)е螺^小的尺寸和較低的成本。當(dāng)然，上變換或下變換的選擇將對(duì)于電荷泵單元的控制電路的實(shí)現(xiàn)產(chǎn)生影響。


參考下面描述的范例和附圖，本發(fā)明將變得顯而易見(jiàn)并且被闡明。在該圖中圖1是一種LCD系統(tǒng)的原理圖；圖2示出了一種根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)具有驅(qū)動(dòng)元件的LCD系統(tǒng)；圖3示出了可能產(chǎn)生中點(diǎn)電壓VC的LCD系統(tǒng)的一部分；圖4示出了圖3中系統(tǒng)不適用的擴(kuò)展；圖5示出了根據(jù)本發(fā)明具有DC/DC上變換器的LCD電源電壓發(fā)生器的第一實(shí)施例，其中發(fā)生器電荷泵技術(shù)被用于電壓的產(chǎn)生和能量損耗的減少；圖6示出了這樣一種具有可選擇實(shí)現(xiàn)的電荷泵單元的電壓發(fā)生器的第二實(shí)施例；圖7示出了這樣一種具有第二電荷泵單元的電壓產(chǎn)生器的第三實(shí)施例，該電荷泵單元用于為L(zhǎng)CD系統(tǒng)提供額外的驅(qū)動(dòng)電壓；以及圖8示出了一種具有DC/DC下變換器的LCD電源電壓發(fā)生器的第四實(shí)施例和如圖7中所示的電荷泵單元的實(shí)現(xiàn)。
具體實(shí)施例方式
圖1是具有產(chǎn)生多個(gè)對(duì)稱(chēng)LCD電壓的裝置的LCD系統(tǒng)的原理圖，其形式是由電池2供電的LCD電源電壓發(fā)生器1和將LCD驅(qū)動(dòng)電壓提供給LCD面板4的端子的LCD驅(qū)動(dòng)電路3。LCD驅(qū)動(dòng)電路3包含已知方式的矩陣開(kāi)關(guān)和控制裝置。68行98列，或?qū)τ诓噬姘?x98列的矩陣是用于一個(gè)蜂窩電話(huà)的切實(shí)可行的結(jié)構(gòu)。LCD系統(tǒng)進(jìn)一步包括具有控制上述硬件的控制算法的處理器；該處理器在圖中未顯示。
作為范例，矩陣開(kāi)關(guān)和控制裝置可以要求下列的LCD驅(qū)動(dòng)電壓V3＝15.8V；V2＝10.7V；V1＝9.3V；VC＝7.9V；MV1＝6.5V；MV2＝5.1V；以及MV3＝OV。這些值顯示于圖1中。從這些值中可以看出，4組以VC(V公共)為中心的1.4V電壓依次延伸在5.1V兩邊。對(duì)于LCD來(lái)說(shuō)，對(duì)地電壓水平是不相關(guān)的；除了MV3以外的任何電平都可以被選為零參考點(diǎn)。所需要的電壓范圍超過(guò)電池2提供的電壓，例如完全充電時(shí)，電池2提供電壓最大值4.8V，所以在LCD電源電壓發(fā)生器1中必須應(yīng)用一些電壓上變換類(lèi)型。用于LCD驅(qū)動(dòng)電路3的LCD驅(qū)動(dòng)電壓需要被良好地控制并且獨(dú)立于電池充電狀態(tài)。
雖然由LCD面板4形成的負(fù)載是容性的，但這并不意味著傳遞給驅(qū)動(dòng)電路3的LCD驅(qū)動(dòng)電壓不提供DC電流。但是，LCD驅(qū)動(dòng)電路3傳遞的驅(qū)動(dòng)電壓的DC成分必須是零。這可以用具有相反極性的相同電壓交替驅(qū)動(dòng)LCD驅(qū)動(dòng)電路3來(lái)實(shí)現(xiàn)。這樣做的實(shí)際方法意味著補(bǔ)償驅(qū)動(dòng)電壓的存在。上述具有關(guān)于VC值對(duì)稱(chēng)的值的驅(qū)動(dòng)電壓可以實(shí)現(xiàn)這些。例如，電壓差V1-VC和VC-MV1提供流入和流出端子VC的相等的電流，正如將進(jìn)一步說(shuō)明的那樣。
LCD電源電壓發(fā)生器1必須傳遞驅(qū)動(dòng)電流。雖然負(fù)載是容性的，但是電源電壓發(fā)生器傳遞的凈電流并不為零。大部分有意義的電流是那些通過(guò)各自的負(fù)載從V1到VC并且通過(guò)一個(gè)諸如此類(lèi)的負(fù)載從VC到MV1的電容。在實(shí)際的LCD系統(tǒng)中，100mA數(shù)量級(jí)的大的單極電流脈沖將由V1流向VC并且接著由VC到MV1。這些從一個(gè)電源端子流向另一個(gè)的電流脈沖可以總計(jì)達(dá)到平均電流，例如，250μA。
圖2示出了LCD系統(tǒng)的范例，其中LCD驅(qū)動(dòng)電路3和LCD面板4被等效電路5所取代，用箭頭的形式說(shuō)明了平均負(fù)載電流。隨后，短峰值容性負(fù)載電流在LCD驅(qū)動(dòng)電路3里以恰當(dāng)選擇的順序產(chǎn)生。這意味著負(fù)載電流在不同的時(shí)隙流動(dòng)，該時(shí)隙由LCD驅(qū)動(dòng)電路3中的驅(qū)動(dòng)方案決定。這個(gè)順序是通過(guò)LCD系統(tǒng)中處理器的控制算法來(lái)實(shí)現(xiàn)。
作為范例，平均負(fù)載電流可以是V3→V1＝12.5μA；V3→MV1＝12.5μA；V2→VC＝0.50μA；以及V1→VC＝250μA；對(duì)稱(chēng)的另外那些是一樣的。
在圖2的范例中，LCD電源電壓發(fā)生器1中的輸出驅(qū)動(dòng)器6-10提供了LCD驅(qū)動(dòng)電壓V2，V1，VC，MV1，以及MV2。由于實(shí)際的原因，給這些輸出驅(qū)動(dòng)器輸入最高的和最低的電壓V3和MV3。但是，可以選擇更適當(dāng)?shù)碾娫措妷骸?br> 如上所述，平均電流由大量的在不同的時(shí)隙中流動(dòng)的短峰值組成，時(shí)隙由驅(qū)動(dòng)方案決定。較大的電流脈沖的存在是由將電壓階躍應(yīng)用到容性負(fù)載上引起的。在驅(qū)動(dòng)器6-10的輸出應(yīng)用退耦或應(yīng)用緩沖電容器11-16減輕了這些驅(qū)動(dòng)器的要求性能，因?yàn)樵谶@種情況下由電容器來(lái)提供較大的電流峰值，并且僅僅驅(qū)動(dòng)器6-10必須施加平均電流。在這種情況下，驅(qū)動(dòng)器可能具有較低的電流驅(qū)動(dòng)能力和較高的輸出阻抗，這意味著在IC中更小型的電路。
在圖2的系統(tǒng)中，經(jīng)輸出驅(qū)動(dòng)器6-10提供平均負(fù)載電流，該驅(qū)動(dòng)器提供LCD驅(qū)動(dòng)電壓V2，V1，VC，MV1以及MV2。功率在每一個(gè)驅(qū)動(dòng)器6-10中的損耗依賴(lài)于其電源電壓，在這種情況下是V3和MV3的值，以及負(fù)載電流。甚至在一個(gè)更復(fù)雜的實(shí)施例中，當(dāng)使用了用于每個(gè)驅(qū)動(dòng)器的最小可能的電源電壓時(shí)，功率的消耗仍是關(guān)注點(diǎn)。
在LCD系統(tǒng)中，交流操作條件意味著負(fù)載電流基本上等于兩個(gè)負(fù)載電流電源組。因此，從V1到VC以及接著從VC到MV1的負(fù)載電流在VC的端子中有效地產(chǎn)生為零的凈電流。當(dāng)考慮VC的負(fù)載電流時(shí)，退耦電容的應(yīng)用意味著VC驅(qū)動(dòng)電壓的直流阻抗可能相當(dāng)高，因?yàn)槠骄娏鳛榱?。這使得應(yīng)用兩個(gè)電阻17和18替代輸出驅(qū)動(dòng)器來(lái)產(chǎn)生VC成為可能。圖3示出了這樣的中點(diǎn)電壓VC的產(chǎn)生。電壓變換器19產(chǎn)生電壓V1和MV1。正如參照?qǐng)D4將要說(shuō)明的那樣，雖然應(yīng)用簡(jiǎn)單的電阻器替代驅(qū)動(dòng)器是一種廉價(jià)的解決辦法，并且通過(guò)省略驅(qū)動(dòng)器減少了能量的消耗，但是這種解決辦法并不是非常有效，因?yàn)槠渌麹CD驅(qū)動(dòng)電壓的產(chǎn)生遇到了進(jìn)一步的困難。
如圖2所示，通過(guò)DC驅(qū)動(dòng)器6-9在退耦電容器11-16的輔助下產(chǎn)生電壓V2，V1，VC，MV1，和MV2，用來(lái)提供瞬時(shí)很高的負(fù)載峰值。當(dāng)不需要傳送DC電流時(shí)，高歐姆電阻已經(jīng)可以提供適當(dāng)?shù)腄C電壓。這就是圖3所闡明的VC的情況。如果要求四個(gè)相等的電壓V2-V1、V1-VC、VC-MV1、以及MV1-MV2，這種測(cè)量只能在提供V1、VC、以及MV1的端子中的DC負(fù)載電流為零的情況下才能進(jìn)行。但是，情況并非這樣。當(dāng)考慮圖2時(shí)，除了通過(guò)各自的驅(qū)動(dòng)器外，并未提供從V1到VC接著又從VC到MV1的負(fù)載電流。如上面的例子對(duì)于負(fù)載電流的說(shuō)明，從V2到VC接著又VC到MV2傳遞的電流并未產(chǎn)生實(shí)際的凈電流流入VC。圖4中，描述了一個(gè)LCD電壓產(chǎn)生器，其中這種四個(gè)相等的LCD電壓差的無(wú)電流負(fù)載的情況可以用高歐姆電阻17-20來(lái)響應(yīng)。但是，實(shí)際電流負(fù)載會(huì)改變幾個(gè)驅(qū)動(dòng)電壓的DC電勢(shì)。由于能量損失的緣故低歐姆電阻的應(yīng)用是不能接受的，并且具有不同值的電阻來(lái)提供適當(dāng)電壓的應(yīng)用只有在良好定義和恒流的情況下才可能。這里是不可能的，因?yàn)長(zhǎng)CD面板的負(fù)載電流是由畫(huà)面的內(nèi)容決定的。與無(wú)電流負(fù)載狀態(tài)下4個(gè)相等電壓1.4V的情況相悖，由于負(fù)載電流，兩個(gè)中間電容器13和14將被放電并且兩個(gè)相鄰電容器12和15將被充電，因此電壓V1-VC和VC-MV1將會(huì)低于1.4V，并且電壓V2-V1和MV1-MV2將會(huì)高于1.4V。應(yīng)當(dāng)注意到電壓上變換器21產(chǎn)生電壓V2和MV2。
如圖4看出的那樣，在相同電容器值的情況下，LCD電源電壓產(chǎn)生器通過(guò)電容器12和15提供了一半的負(fù)載電流。里面的電容器13和14被放電以及相鄰的電容器12和15被充電。這就意味著一個(gè)更好的方法是應(yīng)用驅(qū)動(dòng)電路來(lái)限定多個(gè)DC電壓。但是，這仍然不是一個(gè)能效解決方法。
根據(jù)本發(fā)明，電荷泵技術(shù)的應(yīng)用能夠提供充電的再分配，也就是電荷可從兩個(gè)充電的電容器12和15轉(zhuǎn)移到兩個(gè)放電的電容器13和14。圖5中描述了一個(gè)需要電荷泵單元22的LCD系統(tǒng)，電荷泵單元是單個(gè)泵電容器23和開(kāi)關(guān)24-27相組合的形式。隨后泵電容器23通過(guò)所述開(kāi)關(guān)24-27并聯(lián)連接到成組的電容器12-15，并且將電荷從一個(gè)電容器轉(zhuǎn)移到另一個(gè)。驅(qū)動(dòng)電壓由于某個(gè)負(fù)載電流應(yīng)該被干擾的時(shí)刻，泵電容器將會(huì)恢復(fù)各自的驅(qū)動(dòng)電壓。在該系統(tǒng)中電阻值可能會(huì)較高。正如實(shí)際中發(fā)現(xiàn)的那樣，到目前為止，在負(fù)載狀態(tài)下只有電荷泵技術(shù)提供了正確的電壓分布，以便連電阻都可以被省略。能量被從一個(gè)電容器轉(zhuǎn)移到另一個(gè)，并且來(lái)自DC/DC變換器的所施加的電流理論上可以是原來(lái)的一半。
應(yīng)當(dāng)注意到，如圖4實(shí)施例中的情況，電壓上變換器28產(chǎn)生了電壓V2和MV2。如圖4實(shí)施例中所示，電壓V1、VC以及MV1由電荷泵技術(shù)獲得而不是電阻。
實(shí)際上，由于脈動(dòng)、可利用的元件值、優(yōu)選的開(kāi)關(guān)頻率等原因使用更多的泵電容器會(huì)很有利。圖6中描述了應(yīng)用兩個(gè)泵電容器29和30的配置。這種配置示出了具有泵電容器29和開(kāi)關(guān)24及25的第一組以及具有泵電容器30和開(kāi)關(guān)26及27的第二組。
在圖6中，未采取適當(dāng)?shù)姆椒ㄏ薅ㄖ悬c(diǎn)直流電壓(也就是VC)。還有，這可以通過(guò)應(yīng)用驅(qū)動(dòng)電路或一對(duì)電阻來(lái)實(shí)現(xiàn)。
在這種特定的負(fù)載情況下，只有一些由于泄漏、電路負(fù)載等等引起的可能的不對(duì)稱(chēng)必須被適應(yīng)。對(duì)于更大的不對(duì)稱(chēng)最好是建立兩個(gè)開(kāi)關(guān)電容器組的重疊。這有點(diǎn)象圖5中描述的兩種情形，或者例如其中一種情形，其中，只有兩個(gè)中間電容器13和14通過(guò)額外的開(kāi)關(guān)被連接到兩組的泵電容器29和30。如圖6中虛線(xiàn)箭頭表明的那樣，這意味著額外的電荷從一個(gè)泵電容器轉(zhuǎn)移到另一個(gè)。
到目前為止，沒(méi)有注意過(guò)5.1V的外部電壓。還有，這些電壓可通過(guò)電荷泵技術(shù)由系統(tǒng)中可用的電壓得到。這些適當(dāng)?shù)碾妷涸诠?jié)點(diǎn)V2和MV2之間是可以得到的。因此，圖5中的實(shí)施例可象圖7中描述的那樣通過(guò)添加額外的泵電容器31和開(kāi)關(guān)32-34來(lái)擴(kuò)展。
圖8示出了與圖7基本上相同的實(shí)施例。但是，取代上變換器來(lái)得到驅(qū)動(dòng)電壓V2和MV2，下變換器35被用來(lái)得到驅(qū)動(dòng)電壓V1和MV1。因?yàn)閷?shí)現(xiàn)下變換器比上變換器更便宜，這個(gè)實(shí)施例會(huì)具有優(yōu)點(diǎn)。驅(qū)動(dòng)電壓VC通過(guò)泵電容器29和開(kāi)關(guān)25及26限定，而驅(qū)動(dòng)電壓V3、V2、MV2和MV3由泵電容器29和31以及開(kāi)關(guān)24、27和32-34共同限定。
將很清楚，負(fù)載電流的順序及其控制，和電荷泵單元的開(kāi)關(guān)的控制都可以處理器的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)，該處理器形成LCD系統(tǒng)的一部分。負(fù)載電流的順序可以與電荷泵單元的開(kāi)關(guān)的控制聯(lián)系在一起。此外，LCD系統(tǒng)的控制可以是同步或異步的，以相同的頻率或不同的頻率。關(guān)于圖像缺陷這可能具有優(yōu)點(diǎn)。
本發(fā)明并不局限于所描述的實(shí)施例；在后面權(quán)利要求的范圍內(nèi)的變型是可能的。特別地，電荷泵單元可以通過(guò)布置更多的泵電容器和其他的開(kāi)關(guān)配置以不同的方式實(shí)現(xiàn)。可以提供更多的電荷泵單元。而且，例如，可以將圖6的配置與圖7的相結(jié)合，產(chǎn)生一種具有兩個(gè)電荷泵單元的LCD系統(tǒng)，電荷泵單元總共具有三個(gè)泵電容器，每個(gè)電容器與一組開(kāi)關(guān)共同操作第一泵電容器29和開(kāi)關(guān)24及25用于限定LCD驅(qū)動(dòng)電壓V2、V1、和VC，具有開(kāi)關(guān)26和27的第二泵電容器30用于限定LCD驅(qū)動(dòng)電壓VC、MV1、和MV2，以及一個(gè)具有開(kāi)關(guān)32、33和34第三泵電容器31用于限定LCD驅(qū)動(dòng)電壓V3和MV3。通常，在這種情況下的LCD系統(tǒng)其特征在于產(chǎn)生多個(gè)LCD驅(qū)動(dòng)電壓的裝置包含DC/DC變換器，用來(lái)為緩沖電容器配置提供輸出電壓，并且提供第一電荷泵單元，它包含至少一個(gè)第一泵電容器和各自的開(kāi)關(guān)來(lái)限定第一組相等的LCD驅(qū)動(dòng)電壓差，以及至少一個(gè)第二泵電容器和各自的開(kāi)關(guān)，與至少一個(gè)第一泵電容器和各自的開(kāi)關(guān)相結(jié)合，來(lái)限定第二組相等的LCD驅(qū)動(dòng)電壓，后一電壓差與第一組LCD驅(qū)動(dòng)電壓差相等，以及第二電荷泵單元包含至少一個(gè)第三泵電容器和各自的開(kāi)關(guān)以限定額外一組相等的LCD驅(qū)動(dòng)電壓差。
對(duì)于液晶的限制是必須施加平均值為零的驅(qū)動(dòng)電壓。由于這個(gè)原因，VC周?chē)笾聦?duì)稱(chēng)的多個(gè)驅(qū)動(dòng)電壓必須可用；圖和說(shuō)明書(shū)中的范例提供了一種LCD系統(tǒng)，它具有4個(gè)中點(diǎn)VC周?chē)幕鞠嗟鹊腖CD驅(qū)動(dòng)電壓差。應(yīng)當(dāng)理解到本系統(tǒng)可以可以被擴(kuò)展成為提供4個(gè)以上這種電壓差的系統(tǒng)，特別是對(duì)于彩色LCD。
雖然圖和說(shuō)明書(shū)中的范例示出了串聯(lián)連接的緩沖電容器，用于當(dāng)相關(guān)的端子受一些電流影響時(shí)保持LCD驅(qū)動(dòng)電壓基本恒定，如在引言部分簡(jiǎn)述的可替換的緩沖電容器配置也是同樣可能的。
進(jìn)一步還可以注意到，DC/DC變換器的類(lèi)型是無(wú)關(guān)的。變換器可以是感性的(上變換，下變換和上變換/下變換)或容性的；后一情況中將應(yīng)用電荷泵技術(shù)。變換器的選擇由成本、實(shí)際輸入電壓范圍、和所要求的效率決定。
權(quán)利要求
1.液晶顯示器(LCD)系統(tǒng)，包括產(chǎn)生多個(gè)LCD驅(qū)動(dòng)電壓的裝置，該驅(qū)動(dòng)電壓值關(guān)于預(yù)定的電壓值對(duì)稱(chēng)，所述裝置具有緩沖電容器結(jié)構(gòu)來(lái)為每一個(gè)LCD驅(qū)動(dòng)電壓提供緩沖電容，LCD系統(tǒng)進(jìn)一步包括LCD驅(qū)動(dòng)電路，該驅(qū)動(dòng)電路具有矩陣開(kāi)關(guān)和控制裝置來(lái)為L(zhǎng)CD面板終端提供與所述LCD驅(qū)動(dòng)電壓相對(duì)應(yīng)的電壓，導(dǎo)致LCD面板象素的適當(dāng)?shù)牧炼燃?jí)，其特征在于，至少一個(gè)具有至少一個(gè)泵電容器和開(kāi)關(guān)元件的電荷泵單元被連接到緩沖電容器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的LCD系統(tǒng)，其特征在于，用于產(chǎn)生多個(gè)LCD驅(qū)動(dòng)電壓的裝置包括DC/DC變換器來(lái)將為緩沖電容器結(jié)構(gòu)提供輸出電壓，以及提供了電荷泵單元，它包含至少一個(gè)第一泵電容器和相應(yīng)的開(kāi)關(guān)用于限定第一組LCD驅(qū)動(dòng)電壓差，和至少一個(gè)第二泵電容器和相應(yīng)的開(kāi)關(guān)，與至少一個(gè)第一泵電容器和相應(yīng)的開(kāi)關(guān)相結(jié)合，來(lái)限定第二組LCD驅(qū)動(dòng)電壓差，后一電壓差基本上等于第一組LCD驅(qū)動(dòng)電壓差(圖6)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的LCD系統(tǒng)，其特征在于，用于產(chǎn)生多個(gè)LCD驅(qū)動(dòng)電壓的裝置包括DC/DC變換器來(lái)為緩沖電容器結(jié)構(gòu)提供輸出電壓，以及提供了第一電荷泵單元，它包含至少一個(gè)泵電容器和相應(yīng)的開(kāi)關(guān)來(lái)限定第一組LCD驅(qū)動(dòng)電壓差，以及第二電荷泵單元包含至少一個(gè)泵電容器和相應(yīng)的開(kāi)關(guān)來(lái)限定第二組LCD驅(qū)動(dòng)電壓差(圖7和8)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的LCD系統(tǒng)，其特征在于，用于產(chǎn)生多個(gè)LCD驅(qū)動(dòng)電壓的裝置包括DC/DC變換器來(lái)為緩沖電容器結(jié)構(gòu)提供輸出電壓，以及提供了第一電荷泵單元，它包含至少一個(gè)第一泵電容器和相應(yīng)的開(kāi)關(guān)來(lái)限定第一組基本相等的LCD驅(qū)動(dòng)電壓差，和至少一個(gè)第二泵電容器和相應(yīng)的開(kāi)關(guān)，與至少一個(gè)第一泵電容器和相應(yīng)的開(kāi)關(guān)相結(jié)合，來(lái)限定同一組基本相等的LCD驅(qū)動(dòng)電壓(圖6)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的LCD系統(tǒng)，其特征在于用于產(chǎn)生多個(gè)LCD驅(qū)動(dòng)電壓的裝置包括DC/DC變換器來(lái)為緩沖電容器結(jié)構(gòu)提供輸出電壓，并且提供第一電荷泵單元，它包含至少一個(gè)第一泵電容器和相應(yīng)的開(kāi)關(guān)來(lái)限定第一組LCD電壓差，以及至少一個(gè)第二泵電容器和相應(yīng)的開(kāi)關(guān)，與至少一個(gè)第一泵電容器和相應(yīng)的開(kāi)關(guān)相結(jié)合，來(lái)限定第二組LCD驅(qū)動(dòng)電壓，后一電壓差與第一組LCD驅(qū)動(dòng)電壓差基本上相等，以及第二電荷泵單元，它包含至少一個(gè)第三泵電容器和相應(yīng)的開(kāi)關(guān)來(lái)限定額外一組基本上相等的LCD驅(qū)動(dòng)電壓差(圖6和7的結(jié)合)。
6.根據(jù)權(quán)利要求2的LCD系統(tǒng)，其特征在于，產(chǎn)生多個(gè)LCD驅(qū)動(dòng)電壓的裝置包含由電池電壓供電的DC/DC上變換器以便產(chǎn)生LCD驅(qū)動(dòng)電壓(圖5-7)。
7.根據(jù)權(quán)利要求2的LCD系統(tǒng)，其特征在于，產(chǎn)生多個(gè)LCD驅(qū)動(dòng)電壓的裝置包含由電池電壓供電的DC/DC下變換器以便產(chǎn)生LCD驅(qū)動(dòng)電壓(圖8)。
全文摘要
一種液晶顯示(LCD)系統(tǒng)，它包括用于產(chǎn)生多個(gè)LCD驅(qū)動(dòng)電壓的裝置，該驅(qū)動(dòng)電壓值關(guān)于預(yù)定的電壓值對(duì)稱(chēng)，所述裝置具有緩沖電容器結(jié)構(gòu)為每一個(gè)LCD驅(qū)動(dòng)電壓提供緩沖電容，LCD系統(tǒng)進(jìn)一步包括LCD驅(qū)動(dòng)電路，該驅(qū)動(dòng)電路具有矩陣開(kāi)關(guān)和控制裝置，來(lái)將與所述LCD驅(qū)動(dòng)電壓相對(duì)應(yīng)的電壓提供費(fèi)LCD面板的端子，導(dǎo)致LCD面板象素的適當(dāng)?shù)牧炼燃?jí)。為了限定LCD驅(qū)動(dòng)電壓值，提供至少一個(gè)帶至少一個(gè)泵電容器和開(kāi)關(guān)元件的電荷泵單元，其中至少一個(gè)電荷泵單元被連接到緩沖電容器。
文檔編號(hào)H02M3/07GK1714385SQ200380104020
公開(kāi)日2005年12月28日 申請(qǐng)日期2003年11月21日 優(yōu)先權(quán)日2002年11月25日
發(fā)明者F·A·C·M·斯庫(kù)夫斯, W·J·R·范利爾 申請(qǐng)人:皇家飛利浦電子股份有限公司