CN102111071B - Dc-dc转换器及其控制方法以及使用它们的显示装置 - Google Patents

Dc-dc转换器及其控制方法以及使用它们的显示装置 Download PDF

Info

Publication number
CN102111071B
CN102111071B CN201010271302.4A CN201010271302A CN102111071B CN 102111071 B CN102111071 B CN 102111071B CN 201010271302 A CN201010271302 A CN 201010271302A CN 102111071 B CN102111071 B CN 102111071B
Authority
CN
China
Prior art keywords
voltage
out terminal
lead
load
transducer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201010271302.4A
Other languages
English (en)
Other versions
CN102111071A (zh
Inventor
禹景敦
朴慧民
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
LG Display Co Ltd
Original Assignee
LG Display Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by LG Display Co Ltd filed Critical LG Display Co Ltd
Publication of CN102111071A publication Critical patent/CN102111071A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN102111071B publication Critical patent/CN102111071B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/02—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac
    • H02M3/04—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/10—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M3/145—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M3/155—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H02M3/156—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G3/00—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes
    • G09G3/20—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G3/00—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes
    • G09G3/20—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters
    • G09G3/22—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters using controlled light sources
    • G09G3/30—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters using controlled light sources using electroluminescent panels
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G2310/00—Command of the display device
    • G09G2310/02—Addressing, scanning or driving the display screen or processing steps related thereto
    • G09G2310/0243—Details of the generation of driving signals
    • G09G2310/0259—Details of the generation of driving signals with use of an analog or digital ramp generator in the column driver or in the pixel circuit
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G2330/00—Aspects of power supply; Aspects of display protection and defect management
    • G09G2330/02—Details of power systems and of start or stop of display operation
    • G09G2330/021—Power management, e.g. power saving
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G2330/00—Aspects of power supply; Aspects of display protection and defect management
    • G09G2330/02—Details of power systems and of start or stop of display operation
    • G09G2330/021—Power management, e.g. power saving
    • G09G2330/022—Power management, e.g. power saving in absence of operation, e.g. no data being entered during a predetermined time
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G3/00—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes
    • G09G3/20—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters
    • G09G3/22—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters using controlled light sources
    • G09G3/30—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters using controlled light sources using electroluminescent panels
    • G09G3/32—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters using controlled light sources using electroluminescent panels semiconductive, e.g. using light-emitting diodes [LED]
    • G09G3/3208—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters using controlled light sources using electroluminescent panels semiconductive, e.g. using light-emitting diodes [LED] organic, e.g. using organic light-emitting diodes [OLED]
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/0003—Details of control, feedback or regulation circuits
    • H02M1/0032—Control circuits allowing low power mode operation, e.g. in standby mode
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B70/00—Technologies for an efficient end-user side electric power management and consumption
    • Y02B70/10—Technologies improving the efficiency by using switched-mode power supplies [SMPS], i.e. efficient power electronics conversion e.g. power factor correction or reduction of losses in power supplies or efficient standby modes

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Control Of Indicators Other Than Cathode Ray Tubes (AREA)
  • Dc-Dc Converters (AREA)
  • Liquid Crystal (AREA)
  • Control Of El Displays (AREA)

Abstract

本发明公开DC-DC转换器及其控制方法以及使用它们的显示装置。该DC-DC转换器包括：触发模式电路，其构造成当与所述DC-DC转换器的输出端子连接的负载为轻负载时工作；和PWM模式电路，其构造成当所述负载为重负载时工作，其中所述触发模式电路在来自所述输出端子的反馈电压达到高电位基准电压的时间段期间切换所述输出端子处的电压，产生具有由预定频率分割值分割的频率的切换起始信号，并响应于所述切换起始信号切换所述输出端子处的电压，且其中所述PWM模式电路在斜波信号大于所述反馈电压与预定PWM模式基准电压之间的差值电压的时间段期间切换所述输出端子处的电压。

Description

DC-DC转换器及其控制方法以及使用它们的显示装置
本申请要求2009年12月28日提交的韩国专利申请No.10-2009-0131986的优先权，为了所有目的在此援引该专利申请的全部内容作为参考，就像在这里全部列出一样。
技术领域
本发明涉及一种DC-DC转换器及其控制方法。此外，本发明还涉及一种通过由所述DC-DC转换器及其控制方法产生的电力进行驱动的显示装置。
背景技术
各种电子装置都需要被供给有稳定的直流(DC)电，因而具有DC-DC转换器。DC-DC转换器接收DC电，以产生DC输出。由电压受控方法驱动的DC-DC转换器根据负载变化调整占空比并调节DC输出。
为了减小电子装置中的待机电力，DC-DC转换器具有触发模式(burst mode)功能，其用于当负载较低时减小切换损耗。DC-DC转换器中的触发模式操作如图1和2中所示。
参照图1和2，DC-DC转换器包括第一到第三运算放大器AMP1到AMP3、逻辑单元10、驱动单元11和晶体管Q1。
第一运算放大器AMP1比较输入到反馈端子FB的反馈电压与高电位基准电压Vref_max，并产生表示反馈电压是高于还是低于基准电压Vref_max的输出。反馈端子FB被施加有由分压电阻器电路分割的输出电压。第二运算放大器AMP2比较反馈电压Vfb与低电位基准电压Vref_min，并产生表示反馈电压是高于还是低于基准电压Vref_min的输出。第三运算放大器AMP3比较连接在晶体管Q1与地GND之间的电阻器R两端的电压，从而检测流经晶体管Q1的电流，并将检测结果输出到逻辑单元10。
逻辑单元10接收来自第一和第二运算放大器AMP1和AMP2的输出，并在反馈电压Vfb达到低电位基准电压Vref_min之后直到增加到高电位基准电压Vref_max为止，反复产生导通脉冲。此外，在反馈电压Vfb达到高电位基准电压Vref_max之后直到降低到低电位基准电压Vref_min为止，逻辑单元10停止产生导通脉冲。驱动单元11响应于来自逻辑单元10的导通脉冲导通晶体管Q1。在图2中，附图标记“SW”表示在开关端子SW处的电压，其根据晶体管Q1的导通/截止而变化。输出电压Vout是经过开关端子SW、二极管(没有示出)等而产生的电压。
当采用具有如图1和2中所示的触发模式功能的DC-DC转换器作为显示装置中的电源转换器以减小显示装置中的电力消耗时，以触发模式供给到显示面板(对应于负载)的驱动电压的波动加强，由此观看者可看到显示面板中显示的图像颤动。
如果全白负载(其中有机发光二极管(OLED)显示器中的所有像素以最大亮度发光)假定为100％，则当输入到OLED显示器的数据的灰度级调整为30％且DC-DC转换器给显示装置的显示面板提供触发模式的输出电压作为高电位驱动电压VDD时，此时OLED显示器中显示的图像如图3中所示。在这种情形中，观看者可看到触发模式的高电位驱动电压VDD的波动周期，由此观看者能清楚看到屏幕颤动现象。
当输入到OLED显示器的数据的灰度级减小到10％且DC-DC转换器给显示装置的显示面板提供触发模式的输出电压作为高电位驱动电压VDD时，此时OLED显示器中显示的图像如图4中所示。在这种情形中，观看者几乎看不到波动周期，由此观看者稍微看到屏幕颤动现象。
图5到7是示出其中输出电压的波动幅度相同而频率彼此不同的波形例子的波形图。从DC-DC转换器输出的DC电对亮度级别和亮度均匀性具有很大影响。由从DC-DC转换器输出的DC电的波动幅度之间的差别导致的显示装置中的亮度变化几乎不能被观看者的肉眼看到。与此相对照，根据DC电的波动频率，观看者的肉眼能看到由切换时段(switching duration)和非切换时段之间的时间差导致的显示装置中的亮度变化。例如，如果从DC-DC转换器输出的DC电的波动频率如图5中所示非常高，或者如图7中所示非常低，观看者几乎看不到屏幕颤动。然而，在以触发模式输出的DC电的波动频率下(图6)，观看者能看到屏幕颤动。
当显示装置在以较轻负载操作时，不应用DC-DC转换器中的触发模式。因此，当显示装置以较轻负载操作，必须使用以触发模式从DC-DC转换器输出的电压作为待机电力，防止显示质量下降。
发明内容
本发明的实施方式提供了一种DC-DC转换器、其控制方法及使用该转换器和控制方法的显示装置，其能减小显示装置中的待机电力，而不会降低触发模式下显示装置的显示质量。
根据本发明的一个示范性实施方式，提供了一种DC-DC转换器，其包括：触发模式电路，其构造成在与所述DC-DC转换器的输出端子连接的负载为负载值小于等于预定阈值的轻负载时工作；和PWM模式电路，其构造成在所述负载为负载值大于所述阈值的重负载时工作。
所述触发模式电路在来自所述输出端子的反馈电压达到高电位基准电压的时间段期间切换所述输出端子处的电压，产生具有由预定频率分割值分割的频率的切换起始信号，并响应于所述切换起始信号切换所述输出端子处的电压。
所述PWM模式电路在斜波信号大于在所述反馈电压与预定PWM模式基准电压之间的差值电压的时间段期间切换所述输出端子处的电压。
根据本发明的一个示范性实施方式，提供一种控制DC-DC转换器的方法，包括：当与所述DC-DC转换器的输出端子连接的负载为负载值小于等于预定阈值的轻负载时以触发模式工作，在来自所述输出端子的反馈电压达到高电位基准电压的时间段期间切换所述输出端子处的电压，产生具有由预定频率分割值分割的频率的切换起始信号，并响应于所述切换起始信号切换所述输出端子处的电压；和当所述负载为负载值大于所述阈值的重负载时以PWM模式工作，并且在斜波信号大于在所述反馈电压与预定PWM模式基准电压之间的差值电压的时间段期间切换所述输出端子处的电压。
根据本发明的一个示范性实施方式，提供一种显示装置，包括：显示面板，其设置有彼此交叉的数据线和栅极线、以及布置成矩阵的多个像素；数据驱动器，其构造成将数字视频数据转换为用于供给到所述数据线的数据电压；扫描驱动器，其构造成为所述扫描线依次供给与所述数据电压同步的扫描脉冲；时序控制器，其构造成向所述数据驱动器提供所述数字视频数据并控制所述数据驱动器和所述扫描驱动器的操作时序；和DC-DC转换器，其构造成产生用于驱动所述显示面板所需的DC电并通过输出端子将所述DC电供给到所述显示面板。
附图说明
附图包含在本申请中构成本申请的一部分，用于给本发明提供进一步理解。附图图解了本发明的实施方式并与说明书一起用于解释本发明的原理。在附图中：
图1是示出根据现有技术DC-DC转换器中的触发模式电路的电路图；
图2是示出根据现有技术在图1中所示的触发模式电路的反馈端子的电压和开关端子的电压的波形图；
图3是示出根据现有技术当向OLED显示器输入对应于30％灰度级的数据并使用来自图1中所示的触发模式电路的输出电压驱动OLED显示器时出现的屏幕颤动现象的视图；
图4是示出根据现有技术当向OLED显示器输入对应于10％灰度级的数据并使用来自图1中所示的触发模式电路的输出电压驱动OLED显示器时出现的屏幕颤动现象的视图；
图5到7是示出根据现有技术其中输出电压的波动幅度相同而频率彼此不同的波形例子的波形图；
图8是示出其中集成有根据本发明一个实施方式的DC-DC转换器的电源IC芯片的外观的电路图；
图9是示出在根据本发明实施方式的DC-DC转换器中的触发模式电路的电路图；
图10是示出图9中所示的触发模式电路中的导通起始信号、反馈端子处的电压、开关端子处的电压的波形图；
图11是示出图9中所示的频率转换单元的操作例的视图；
图12是示出在多个帧周期期间来自触发模式电路的输出电压的例子的视图；
图13是示出在图12中所示的频率下累积的电压波动的视图；
图14是示出在根据本发明实施方式的DC-DC转换器中的PWM模式电路的电路图；
图15是示出从图14中所示的斜波产生单元输出的斜波电压的例子的波形图；
图16是示出从图14中所示的第一运算放大器输出的间隙电压的例子的波形图；
图17是示出从第二运算放大器输出的导通时段信号的例子的波形图；以及
图18是示出根据本发明一个实施方式的显示装置的示意性框图。
具体实施方式
根据本发明的DC-DC转换器产生显示装置中使用的DC电。根据本发明的显示装置可包括使用从DC-DC转换器输出的DC电进行驱动的任何其他显示装置。例如，显示装置可包括液晶显示器(LCD)、有机发光二极管(OLED)显示器、电泳显示器(EPD)等，但并不限于此。
下面将参照附图以LCD作为例子描述本发明的示范性实施方式。应当注意，虽然下面实施方式的描述主要是基于LCD，但本发明并不限于LCD。在整个说明书中相似的附图标记表示相似的元件。在下面的解释中，当确定对与本发明相关的公知功能或结构的详细描述会不必要地使本发明的要点变模糊时，将省略所述详细描述。
为了书写说明书方便，选定了在下面解释中使用的各个元件的名称，其可能与实际产品中的那些不同。
图8是示出其中集成有根据本发明一个实施方式的DC-DC转换器的电源IC芯片的外表的电路图。
参照图8，DC-DC转换器100可由电源IC(集成电路)芯片的形式实现。电源IC芯片具有电压输入端子Vin、开关端子SW、反馈端子FB和接地端子GND。电源IC芯片的电压输入端子被施加有预定的DC电压Vin并与电感L的一端连接。电源IC芯片的开关端子SW与电感L的另一端和齐纳二极管D的阳极连接。电感L和第三电容器C3形成低通滤波器，其从输出电压Vout中移除高频噪声。开关端子SW、二极管D和第三电容器C3等组成DC-DC转换器的输出端。输出电压是指经输出端子输出的电压，其也指输出端子处的电压。尽管没有示出，但诸如显示面板这样的负载与输出端子连接。输出电压Vout由分压电阻器电路R1和R2分割，分割的电压输入到电源IC芯片的反馈端子FB。电阻器R2的电阻比电阻器R1的大的多，因而输出电压Vout的值几乎与反馈电压的值相同。第二电容器C2连接在齐纳二极管D的阴极与分压电阻器电路的分压节点之间，其从输入到反馈端子FB的反馈电压中移除噪声。
电源IC芯片包括如图9中所示的触发模式电路和如图14中所示的PWM模式电路。触发模式电路检测显示装置的负载，并且当如下表1中所示显示装置的负载不存在或为较轻负载时工作。与此相对照，PWM模式电路检测显示装置的负载，并且当显示装置的负载为较重负载时工作。例如，当显示装置的负载为30％或更小时，触发模式电路工作，当显示装置的负载大于30％小于等于100％时，PWM模式电路工作。触发模式和PWM模式之间的阈值可设为30％负载。
[表1]
  负载   无负载   轻负载   重负载
  模式   触发模式   触发模式   PWM模式
在现有技术的DC-DC转换器中，在触发模式中，输出电压的频率可形成为高到其中观看者用肉眼不能识别到屏幕颤动的程度。然而，在这种情形中，切换损耗的增加会导致电流消耗的损耗。这里，频率是通过将帧频乘以显示装置中的扫描线的数量而获得的值。与此相对照，根据本发明此实施方式的DC-DC转换器在触发模式中采用频率控制方法，即伴随着与现有技术中的触发模式类似的通过比较反馈电压与基准电压Vref_max和Vref_min对输出电压Vout的切换的控制，不规则地改变切换频率使得观看者不能识别到屏幕颤动。
图9是示出DC-DC转换器100的触发模式电路的电路图。图10是示出图9中所示的触发模式电路中的导通起始信号SW_ON_N、反馈端子处的电压、开关端子处的电压的波形图。
参照图9，DC-DC转换器100的触发模式电路包括第一到第四比较器例如第一到第四运算放大器91，92，96和97、频率产生单元95、频率转换单元94、逻辑单元93和晶体管Q1。
第一运算放大器91比较输入到反馈端子FB的反馈电压与高电位基准电压Vref_max，并产生表示反馈电压是高于还是低于高电位基准电压Vref_max的输出。第二运算放大器92比较输出电压的反馈电压Vfb与低电位基准电压Vref_min，并产生表示反馈电压是高于还是低于低电位基准电压Vref_min的输出。第三运算放大器96比较连接在晶体管Q1与接地端子GND之间的电阻器R93两端的电压，从而检测流经晶体管Q1的根据负载量而变化的电流，并将检测结果输出到频率产生单元95。第四运算放大器97比较模式基准电压REFmode与从第三运算放大器96输出的电压并产生表示用于检测输出电压Vout的电压是高于还是低于模式基准电压REFmode的输出。也就是说，第三运算放大器96通过检测被转换为电压的输出端子处的电流来检测显示装置的负载。
频率产生单元95接收具有预定频率的时钟信号ICLK和来自第三运算放大器96的输出，并产生其频率根据显示装置的负载而变化的信号。当来自第三运算放大器96的输出电压较大，即显示装置的负载较大时，频率产生单元95使输出频率变高。另一方面，当来自第三运算放大器96的输出电压较小，即显示装置的负载较小时，频率产生单元95使输出频率变低。时钟信号ICLK从振荡器(没有示出)产生。频率转换单元94通过使用预定的频率分割值分割从频率产生单元95输出的信号的频率，不规则地转换信号的频率，并产生切换起始信号。来自频率转换单元94的切换起始信号的频率由等式(1)给出。
Fnew＝Fin/n    ----------(1)
其中Fnew表示频率转换单元94的输出频率，Fin表示频率转换单元94的输入频率。此外，n是大于等于2的正整数，其表示频率分割值。
图10中所示的导通起始信号SW_ON_N从一或门输出，该或门对来自第一和第二运算放大器91和92的输出以及来自频率转换单元94的输出进行逻辑加和运算。逻辑单元93响应于导通起始信号SW_ON_N的脉冲反复产生导通脉冲，直到反馈电压Vfb达到高电位基准电压Vref_max为止。此外，逻辑单元93响应于其频率根据频率分割值而变化的切换起始信号反复产生导通脉冲，直到反馈电压Vfb达到高电位基准电压Vref_max为止。逻辑单元93在其中导通起始信号SW_ON_N保持为低逻辑电平的时间段期间，即在反馈电压Vfb从高电位基准电压Vref_max逐渐降低且从频率转换单元94不输出切换起始信号的时间段期间停止产生导通脉冲。
逻辑单元93接收来自第四运算放大器97的输出，并且当显示装置的负载处于轻负载范围内时产生输出。与此相对照，当显示装置的负载处于重负载范围内时逻辑单元93不产生输出。
驱动单元98包括以推挽电路的形式彼此连接的n型MOSFET(金属氧化物半导体场效应晶体管)和p型MOSFET。当逻辑单元93的输出为高逻辑电平时，驱动单元98使晶体管Q1导通，而当逻辑单元93的输出为低逻辑电平时，其使晶体管Q1截止。晶体管Q1根据从驱动单元98输出的栅极电压导通或截止并调节输出电压Vout。晶体管Q1的栅极端与驱动单元98的输出端子连接，其漏极端与开关端子SW连接。晶体管Q1的源极端与第三运算放大器96的非反相输入端子连接。
图11是示出图9中所示的频率转换单元94的操作例的视图。
在图11中，如果频率转换单元94中的频率分割值为五和七，则频率转换单元94每当五和七的倍数时就与时钟ICLK同步产生输出。频率转换单元94中的频率分割值不限于五和七，而是可设为大于等于2的任意一个正整数或其组合。
图12是示出在多个帧周期期间来自触发模式电路的输出电压波形的波形图。图13是示出在图12中所示的频率下，累积的电压波动的视图。
参照图12和13，触发模式中的输出电压频率根据频率转换单元94中的频率分割值和显示装置的负载量在每一帧周期都变化。当在五个帧周期期间累积图12中所示的输出电压时，不规则地产生切换时段和非切换时段。结果，当显示装置的负载为轻负载且DC-DC转换器以触发模式工作时，观看者几乎识别不到屏幕颤动现象。
图14是示出在根据本发明实施方式的DC-DC转换器100中的PWM模式电路的电路图。
在图14中，DC-DC转换器100中的PWM模式电路包括第一到第四比较器例如第一到第四运算放大器131，132，135和136、频率产生单元138、斜波(ramp wave)产生单元137、逻辑单元133、驱动单元134和晶体管Q1。
第一运算放大器131比较输入到反馈电压端子FB的反馈电压与预定基准电压Vref，并输出它们之间的差值电压作为间隙电压GAP。第二运算放大器132比较从合成器139输出的斜波电压与从第一运算放大器131输出的间隙电压，并在斜波电压高于间隙电压的时段输出导通时段信号。图15是示出斜波电压的例子的波形图，图16是示出间隙电压的例子的波形图。图17是示出从第二运算放大器132输出的导通时段信号的例子的波形图。
第三运算放大器135比较连接在晶体管Q1与地GND之间的电阻器R131两端的电压，从而检测流经晶体管Q1的根据负载量而变化的电流，并将检测结果输出到合成器139。第四运算放大器136比较模式基准电压REFmode与来自第三运算放大器135的输出电压，并产生表示用于检测输出端子处电压的电压是高于还是低于模式基准电压REFmode的输出。频率产生单元138在逻辑单元133的控制下与时钟信号ICLK同步输出具有恒定频率的信号。频率产生单元138的输出频率可根据从逻辑单元133输出的频率控制信号而变化。斜波产生单元137将来自频率产生单元138的输出信号转换为输出到合成器139的如图15中所示的斜波信号。合成器139合成来自斜波产生单元137的斜波信号和来自第三运算放大器135的检测结果(倾斜信号)，并将合成的信号输入到第二运算放大器132的非反相端。当来自第三运算放大器135的输出电压升高，也就是说，显示装置的负载增加时，从合成器139输出的斜波信号的偏移电压增加。当来自第三运算放大器135的输出电压降低，也就是说，显示装置的负载降低时，从合成器139输出的斜波信号的偏移电压降低。因而，由于显示装置的重负载而导致的斜波电压的增加，从第二运算放大器132输出的导通时段信号的脉冲宽度变宽，而由于显示装置的轻负载而导致的斜波电压的降低，从第二运算放大器132输出的导通时段信号的脉冲宽度变窄。
逻辑单元133在从第二运算放大器132输出的导通时段信号为高逻辑电平的时段反复产生导通脉冲。与此相对照，逻辑单元133在从第二运算放大器132输出的导通时段信号为低逻辑电平的时段停止产生导通脉冲。
逻辑单元133接收来自第四运算放大器136的输出并且当显示装置的负载处于重负载范围内时产生输出。与此相对照，逻辑单元133当显示装置的负载处于轻负载范围内时不产生输出。
驱动单元134包括以推挽电路的形式彼此连接的n型MOSFET和p型MOSFET。当逻辑单元133的输出为高逻辑电平时，驱动单元134使晶体管Q1导通，而当逻辑单元133的输出为低逻辑电平时，驱动单元134使晶体管Q1截止。晶体管Q1根据从驱动单元134输出的栅极电压导通或截止并调节输出电压Vout。晶体管Q1的栅极端与驱动单元134的输出端子连接，其漏极端与开关端子SW连接。晶体管Q1的源极端与第三运算放大器135的非反相输入端连接。
图18是示出根据本发明实施方式的显示装置的框图。
参照图18，显示装置包括显示面板110、数据驱动器111、扫描驱动器112、时序控制器113和DC-DC转换器100。
显示面板110设置有彼此交叉的数据线D1到Dm和扫描线G1到Gn、以及布置成矩阵的多个像素。显示面板110可由LCD、OLED显示器和EPD中的任何一种的显示面板实现。
数据驱动器111将来自时序控制器113的数字视频数据转换为伽马修正电压，从而产生数据电压，并为数据线D1到Dm供给数据电压。扫描驱动器112为扫描线G1到Gn依次供给与为数据线D1到Dm供给的数据电压同步的扫描脉冲。时序控制器113重新排列来自外部装置的数字视频数据，以传输到数据驱动器111。时序控制器113通过使用从外部装置输出的诸如垂直同步信号Vsync、水平同步信号Hsync、数据使能信号DE、点时钟DCLK等这样的时序信号来控制数据驱动器111和栅极驱动器112的操作时序。
如上所述，当显示装置的负载为轻负载时，DC-DC转换器100以触发模式工作，当显示装置的负载为重负载时，该转换器以PWM模式工作，由此产生驱动显示面板110所需的DC电压Vout，以供给到显示面板110。DC-DC转换器100使用第三运算放大器96和135检测流经输出端子的电流，由此检测显示面板110的负载量，并根据负载量选择触发模式或PWM模式。
如上所述，根据本发明的实施方式，DC-DC转换器不仅在反馈电压达到高电位基准电压之前的过程中切换输出端子处的电压，而且在当产生具有由预定频率分割值分割的频率的切换起始信号时也切换输出端子处的电压。结果，在供给有来自DC-DC转换器的DC电的显示装置中，当使用DC电驱动时不会降低显示质量并可减小轻负载时的待机电力。
尽管参照多个示例性的实施方式描述了本发明，但应当理解，所属领域技术人员能设计出多个其他修改例和实施方式，这落在本发明的原理的范围内。更具体地说，在说明书、附图和所附权利要求的范围内，在组成部件和/或主要组合构造的配置中可进行各种变化和修改。除了组成部件和/或配置中的变化和修改之外，其他替代使用对于所属领域技术人员来说也将是显而易见的。

Claims (8)

1.一种DC-DC转换器，包括：
触发模式电路，其构造成在与所述DC-DC转换器的输出端子连接的负载为负载值小于等于预定阈值的轻负载时工作；和
PWM模式电路，其构造成在所述负载为负载值大于所述阈值的重负载时工作，
其中所述触发模式电路在来自所述输出端子的反馈电压达到高电位基准电压的时间段期间切换所述输出端子处的电压，产生具有由预定频率分割值分割的频率的切换起始信号，并响应于所述切换起始信号切换所述输出端子处的电压，并且
其中所述PWM模式电路在斜波信号大于在所述反馈电压与预定PWM模式基准电压之间的差值电压的时间段期间切换所述输出端子处的电压。
2.根据权利要求1所述的DC-DC转换器，其中所述触发模式电路包括：
第一比较器，其构造成比较所述高电位基准电压与所述反馈电压；
第二比较器，其构造成比较低电位基准电压与所述反馈电压；
第三比较器，其构造成检测所述输出端子与地电压源之间的电流；
频率产生单元，其构造成产生频率根据所述第三比较器的输出而变化的信号；
频率转换单元，其构造成通过使用所述频率分割值分割来自所述频率产生单元的信号，由此产生所述切换起始信号，
逻辑单元，其构造成在所述反馈电压增加到所述高电位基准电压的时间段期间响应于来自所述频率转换单元的切换起始信号输出导通脉冲；和
驱动单元，其构造成响应于来自所述逻辑单元的导通脉冲控制晶体管，所述晶体管切换所述输出端子与所述地电压源之间的电流通路。
3.根据权利要求2所述的DC-DC转换器，其中所述逻辑单元构造成在所述反馈电压降低并且所述频率转换单元不产生所述切换起始脉冲的时间段期间停止产生所述导通脉冲。
4.根据权利要求3所述的DC-DC转换器，其中所述触发模式电路还包括第四比较器，所述第四比较器构造成比较预定模式基准电压和来自所述第三比较器的输出电压，由此向所述逻辑单元输出与所述预定模式基准电压和来自所述第三比较器的输出电压之间的差值对应的电压。
5.根据权利要求4所述的DC-DC转换器，其中所述逻辑单元构造成接收来自所述第四比较器的输出并且在与所述输出端子连接的负载为轻负载时停止产生所述导通脉冲。
6.一种控制DC-DC转换器的方法，包括：
当与所述DC-DC转换器的输出端子连接的负载为负载值小于等于预定阈值的轻负载时以触发模式工作，在来自所述输出端子的反馈电压达到高电位基准电压的时间段期间切换所述输出端子处的电压，产生具有由预定频率分割值分割的频率的切换起始信号，并响应于所述切换起始信号切换所述输出端子处的电压；和
当所述负载为负载值大于所述阈值的重负载时以PWM模式工作，并且在斜波信号大于在所述反馈电压与预定PWM模式基准电压之间的差值电压的时间段期间切换所述输出端子处的电压。
7.一种显示装置，包括：
显示面板，其设置有彼此交叉的数据线和栅极线、以及布置成矩阵的多个像素；
数据驱动器，其构造成将数字视频数据转换为用于供给到所述数据线的数据电压；
扫描驱动器，其构造成为所述扫描线依次供给与所述数据电压同步的扫描脉冲；
时序控制器，其构造成向所述数据驱动器提供所述数字视频数据并控制所述数据驱动器和所述扫描驱动器的操作时序；和
DC-DC转换器，其构造成产生用于驱动所述显示面板所需的DC电并通过输出端子将所述DC电供给到所述显示面板，
其中所述DC-DC转换器构造成在与所述DC-DC转换器的输出端子连接的负载为负载值小于等于预定阈值的轻负载时以触发模式工作，由此在来自所述输出端子的反馈电压达到高电位基准电压的时间段期间切换所述输出端子处的电压，产生具有由预定频率分割值分割的频率的切换起始信号，并响应于所述切换起始信号切换所述输出端子处的电压；并且所述DC-DC转换器构造成在所述负载为负载值大于所述阈值的重负载时以PWM模式工作，由此在斜波信号大于在所述反馈电压与预定PWM模式基准电压之间的差值电压的时间段期间切换所述输出端子处的电压。
8.根据权利要求7所述的显示装置，其中所述显示面板是液晶显示器(LCD)、有机发光二极管(OLED)显示器和电泳显示器(EPD)中的任何一种的显示面板。
CN201010271302.4A 2009-12-28 2010-09-01 Dc-dc转换器及其控制方法以及使用它们的显示装置 Active CN102111071B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2009-0131986 2009-12-28
KR1020090131986A KR101356292B1 (ko) 2009-12-28 2009-12-28 Ｄｃ―ｄｃ 컨버터 및 그 제어방법과 이를 이용한 표시장치

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN102111071A CN102111071A (zh) 2011-06-29
CN102111071B true CN102111071B (zh) 2014-04-02

Family

ID=44175129

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201010271302.4A Active CN102111071B (zh) 2009-12-28 2010-09-01 Dc-dc转换器及其控制方法以及使用它们的显示装置

Country Status (4)

Country Link
US (1) US8531446B2 (zh)
JP (1) JP5334947B2 (zh)
KR (1) KR101356292B1 (zh)
CN (1) CN102111071B (zh)

Families Citing this family (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102010014103A1 (de) * 2010-04-07 2011-10-13 Austriamicrosystems Ag Frequenzauswahlschaltung für einen Gleichstromwandler und Verfahren zur Auswahl einer Frequenz desselben
KR20120079354A (ko) * 2011-01-04 2012-07-12 삼성모바일디스플레이주식회사 셔터 제어 시스템 및 이를 포함하는 영상 기기
KR101878175B1 (ko) * 2011-10-05 2018-08-08 엘지디스플레이 주식회사 Ｄｃ-ｄｃ 컨버터 및 그 제어방법과 이를 이용한 표시장치
KR101941286B1 (ko) * 2011-12-07 2019-01-23 매그나칩 반도체 유한회사 Ｌｅｄ 구동장치
JP5974563B2 (ja) * 2012-03-15 2016-08-23 富士電機株式会社 昇圧型スイッチング電源
US9690159B2 (en) * 2012-04-09 2017-06-27 Sharp Kabushiki Kaisha Display device and method of generating supply power therefor
TWI752898B (zh) 2014-03-25 2022-01-21 日商新力股份有限公司 發訊裝置及通訊系統
KR102218642B1 (ko) * 2014-11-27 2021-02-23 삼성디스플레이 주식회사 표시 장치 및 표시 장치의 구동 방법
US9756572B2 (en) * 2014-12-04 2017-09-05 Texas Instruments Incorporated Reduction of power consumption in a half-duplex transceiver
KR102247133B1 (ko) * 2014-12-31 2021-05-06 엘지디스플레이 주식회사 표시장치
US20170168512A1 (en) * 2015-12-14 2017-06-15 Le Holdings (Beijing) Co., Ltd. Output voltage stabilizing circuit of power supply
US10297191B2 (en) 2016-01-29 2019-05-21 Samsung Display Co., Ltd. Dynamic net power control for OLED and local dimming LCD displays
KR102592901B1 (ko) * 2016-02-26 2023-10-24 삼성디스플레이 주식회사 Dc-dc 컨버터, 이를 이용한 dc-dc 컨버팅 방법 및 이를 포함하는 표시 장치
CN105634266B (zh) * 2016-03-18 2018-05-29 深圳市华星光电技术有限公司 直流-直流转换器的控制电路
CN106228928B (zh) * 2016-08-30 2019-05-21 深圳市华星光电技术有限公司 用于产生多个同一电压的电路结构以及显示装置
CN110546871B (zh) * 2017-05-31 2022-01-18 直观外科手术操作公司 具有集成dc调节器的电外科手术输出级
WO2020017163A1 (ja) * 2018-07-17 2020-01-23 ソニー株式会社 スイッチング電源
KR102638182B1 (ko) 2018-12-26 2024-02-16 엘지전자 주식회사 영상표시장치
KR102670814B1 (ko) * 2019-08-06 2024-06-03 삼성디스플레이 주식회사 표시 장치 및 그 구동 방법
CN110601683B (zh) * 2019-08-19 2023-02-10 麦歌恩电子(上海)有限公司 开关控制电路及控制方法
KR102665203B1 (ko) * 2019-10-14 2024-05-16 주식회사 엘엑스세미콘 전원관리집적회로
US10897192B1 (en) * 2019-11-01 2021-01-19 Stmicroelectronics International N.V. Scheme to reduce static power consumption in analog controller based power converters requiring an external high voltage startup circuit
WO2023182100A1 (ja) * 2022-03-24 2023-09-28 ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 表示駆動回路及び表示装置
CN115273766B (zh) * 2022-07-15 2023-08-04 惠科股份有限公司 供能电路、供能组件以及显示装置

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7030596B1 (en) * 2003-12-03 2006-04-18 Linear Technology Corporation Methods and circuits for programmable automatic burst mode control using average output current
CN101534050A (zh) * 2008-03-10 2009-09-16 株式会社理光 直流-直流转换器

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR0148053B1 (ko) * 1995-05-12 1998-09-15 김광호 액정 표시 소자의 후면 광원 구동 제어 장치 및 그 방법
JP2000050626A (ja) * 1998-07-30 2000-02-18 Matsushita Electric Ind Co Ltd スイッチング電源装置
US6114814A (en) * 1998-12-11 2000-09-05 Monolithic Power Systems, Inc. Apparatus for controlling a discharge lamp in a backlighted display
JP2000208287A (ja) 1999-01-18 2000-07-28 Sony Corp バックライト駆動装置及びその駆動方法
JP2001166278A (ja) * 1999-12-06 2001-06-22 Matsushita Electric Ind Co Ltd 液晶表示装置用バックライト制御装置
US6501234B2 (en) * 2001-01-09 2002-12-31 02 Micro International Limited Sequential burst mode activation circuit
JP3636321B2 (ja) * 2002-04-24 2005-04-06 ローム株式会社 スイッチング電源装置
US6873322B2 (en) * 2002-06-07 2005-03-29 02Micro International Limited Adaptive LCD power supply circuit
JP4110926B2 (ja) * 2002-07-11 2008-07-02 富士電機デバイステクノロジー株式会社 Ｄｃ−ｄｃコンバータ
CN101015112B (zh) * 2004-08-13 2011-01-12 Nxp股份有限公司 具有自适应切换参数调整的dc-dc转换器
US7382114B2 (en) * 2005-06-07 2008-06-03 Intersil Americas Inc. PFM-PWM DC-DC converter providing DC offset correction to PWM error amplifier and equalizing regulated voltage conditions when transitioning between PFM and PWM modes
JP4850540B2 (ja) * 2005-12-26 2012-01-11 富士通セミコンダクター株式会社 Ｄｃ−ｄｃコンバータ及びｄｃ−ｄｃコンバータの制御回路
US8067929B2 (en) * 2008-03-03 2011-11-29 Intersil Americas, Inc. High-side sensing of zero inductor current for step down DC-DC converter
JP5735732B2 (ja) * 2008-06-09 2015-06-17 スパンション エルエルシー Ｄｃ／ｄｃコンバータ制御回路、およびｄｃ／ｄｃコンバータ制御方法
KR101508716B1 (ko) * 2008-11-25 2015-04-08 삼성디스플레이 주식회사 백라이트 장치 및 이를 갖는 표시장치
US8030909B2 (en) * 2009-01-27 2011-10-04 Texas Instruments Incorporated Method and apparatus for switching a synchronous DC/DC converter between a PWM mode of operation and a light-load mode of operation

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7030596B1 (en) * 2003-12-03 2006-04-18 Linear Technology Corporation Methods and circuits for programmable automatic burst mode control using average output current
CN101534050A (zh) * 2008-03-10 2009-09-16 株式会社理光 直流-直流转换器

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
JP特开2000-50626A 2000.02.18

Also Published As

Publication number Publication date
JP2011139626A (ja) 2011-07-14
KR101356292B1 (ko) 2014-01-28
KR20110075515A (ko) 2011-07-06
CN102111071A (zh) 2011-06-29
US8531446B2 (en) 2013-09-10
JP5334947B2 (ja) 2013-11-06
US20110157141A1 (en) 2011-06-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102111071B (zh) Dc-dc转换器及其控制方法以及使用它们的显示装置
US11087664B2 (en) DC-DC converter and display device including the same
CN1207699C (zh) 显示器用的驱动装置
CN101795062B (zh) 升压电路和显示装置
JP4705994B2 (ja) 駆動電圧制御装置および駆動電圧制御方法
CN103474018B (zh) 一种显示装置的电源电路
US10665190B2 (en) Power supply device and display device including the same
US20090160367A1 (en) Power supply, light emission control device and display device
US20160219663A1 (en) Light emitting diode driver having a logic unit for generating a frequency control signal
JP2014073069A (ja) Ｄｃ−ｄｃ変換器制御回路と、それを用いた映像表示装置及びその駆動方法
CN108365742B (zh) 偏压产生电路及其同步双模式升压直流-直流转换器
CN103177684A (zh) 发光二极管显示装置的驱动电压产生电路及其驱动方法
JP2020136249A (ja) 発光素子駆動装置、発光素子駆動システム及び発光システム
KR101878175B1 (ko) Ｄｃ-ｄｃ 컨버터 및 그 제어방법과 이를 이용한 표시장치
US9504107B2 (en) Backlight unit and display device having the same
JP6712868B2 (ja) スイッチング電源回路、負荷駆動装置、液晶表示装置
US11282429B2 (en) Display device and power management integrated circuit
CN110350765A (zh) 电压转换装置
JP2008107548A (ja) 表示装置
KR20230070105A (ko) 전원 공급 장치 및 이를 포함하는 표시 장치
KR101688381B1 (ko) 구동 전류의 서브 하모닉 발진을 줄이는 발광 다이오드 구동 회로
KR20080096913A (ko) 액정표시장치

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant