CN102318002B - 具有低耗电流的液晶显示器驱动电路 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种液晶显示器驱动电路，尤其涉及一种具有低耗电流的液晶显示器驱动电路，其能够当在驱动液晶显示器的时候，减少在充电和放电过程中所消耗的电流量。

Description

具有低耗电流的液晶显示器驱动电路
技术领域
本发明涉及一种液晶显示器驱动电路，尤其涉及具有低耗电流的液晶显示器驱动电路，可以在驱动液晶显示器的时候，减少在充电和放电过程中所消耗的电流量。
背景技术
液晶显示器(liquid crystal display，LCD)是指利用根据所施加电压改变液晶分子的排列的特性而藉由穿过液晶的光显示影像数据的装置。
在用以驱动这些LCD的电路和***中，电流消耗被视为非常重要的因素之一。如果电流消耗增加，随着LCD驱动电路和***的温度升高，LCD驱动电路和***的可靠性和寿命将可能下降和缩短。还有，如果应用至可携式终端机的LCD驱动电路和***中的电流消耗增加，则将缩短了电池的可服务时间，而缩短了可携式终端机的运行时间。
图1为显示当传统LCD驱动电路驱动面板的时候的电流消耗过程的图示。
为了使LCD驱动电路驱动LCD面板，必须驱动LCD面板的数据线，而在这个过程中，发生电流消耗。
LCD面板的数据线当以等效电路观察时，作为由电阻和电容所构成的R/C负载。为了使LCD驱动电路驱动LCD面板，R/C负载必须被充电和放电。
也就是说，当必须驱动高于先前电平的电平的时候，LCD驱动电路必须以第一电压(VDD)供应电荷，并对R/C负载充电，且当必须驱动低于先前电平的电平的时候，LCD驱动电路必须通过第二电压(VSS)放出在R/C负载中充电的电荷。
为了使LCD驱动电路驱动LCD面板，这个过程将不断重复，在此过程期间消耗电流。
当LCD驱动电路根据上述传统技术驱动LCD面板的时候，因为在第一电压(VDD)所供应的电荷仅仅使用一次，且放电至第二电压(VSS)，LCD驱动电路和***的电流消耗将增加，并且由于这个事实，温度将升高。
如果电流消耗增加并且温度升高，LCD驱动电路和***的可靠性和寿命可能会分别下降和缩短。还有，对于可携式终端机内的LCD驱动电路和***，当电池的可服务时间缩短时，可携式终端机的运行时间也可能缩短。
发明内容
因此，本发明的制作为努力解决发生在现有技术中的问题，并且本发明的目的是提供一种具有低耗电流的LCD驱动电路，在其中，LCD驱动电路的输出缓冲器额外地具有中间电压终端，使得在第一缓冲器的放电过程中所放出的电荷可以使用在第二缓冲器充电过程中，从而减少电流消耗。
为了达到上述的目的，根据本发明，提供一种LCD驱动电路，包含：第一缓冲器，具有第一电压(VDD)用的终端、第二电压(VSS)用的终端和第一电压(VDD)和第二电压(VSS)之间中间电压(VCOM)用的终端，并在从第一电压(VDD)至中间电压(VCOM)之间的范围内驱动；以及第二缓冲器，具有第一电压(VDD)用的终端，第二电压(VSS)用的终端和中间电压(VCOM)用的终端，并且在从中间电压(VCOM)至第二电压(VSS)之间的范围内驱动，其中第一缓冲器用于中间电压(VCOM)的终端和第二缓冲器用于中间电压(VCOM)的终端彼此连接，其中第一电压(VDD)为最高电压，第二电压为最低电压，并且中间电压(VCOM)是在从第一电压(VDD)至第二电压(VSS)之间的范围内，其中当该第一缓冲器在该第一电压(VDD)和该中间电压(VCOM)之间作为正电电压电平驱动时，该第二缓冲器在该中间电压(VCOM)和该第二电压(VSS)之间作为负电电压电平驱动，以及其中当该第一缓冲器在该中间电压(VCOM)和该第二电压(VSS)之间作为负电电压电平驱动时，该第二缓冲器在该第一电压(VDD)和该中间电压(VCOM)之间作为正电电压电平驱动。
根据本发明，具有低耗电流的LCD驱动电路的优点在于，由于电流消耗和温度消耗在LCD驱动电路和***中减少，可以改善和延长LCD驱动电路的可靠性和寿命，并且使用在应用于可携式终端机中LCD驱动电路和***内的电池服务时间可以增长。
附图说明
图1为显示当传统LCD驱动电路驱动面板的时候的电流消耗过程的图示；
图2为显示本发明实施例具有中低耗电流的LCD驱动电路的方块图；
图3为显示在本发明实施例具有低耗电流的LCD驱动电路中减少电流消耗方式的图示；
图4为显示使用在本发明实施例具有低耗电流的LCD驱动电路中的驱动电压范围的图标；
图5为显示本发明具有低耗电流的LCD驱动电路的中间电压(VCOM)产生单元的电路图；
图6为显示共享在本发明具有低耗电流的LCD驱动电路中输出终端的方式的图示；
图7为显示共享在本发明具有低耗电流的LCD驱动电路中输入终端的方式的图示；
图8为显示本发明具有低耗电流的LCD驱动电路中减少电流消耗效果的图示；以及
图9为显示本发明具有低耗电流的LCD驱动电路中温度降低效果的图标。
具体实施方式
本发明的关键思想是提供一种具有低耗电流的LCD驱动电路，在其中，LCD驱动电路的输出缓冲器具有用于第一电压VDD的终端和用于第二电压VSS的终端，以及共享用于中间电压VCOM的终端，使得在第一缓冲器的放电过程期间所释放出的电荷可以使用于第二缓冲器的充电过程，藉以减少电流消耗。
现在更加详细地描述本发明较佳实施例，较佳实施例的示例将在所附图式中显示。
本发明提出一种用以最小化当LCD驱动电路驱动LCD面板的时候的电流消耗的方法。
图2为显示本发明实施例具有中低耗电流的LCD驱动电路的方块图。
参考图2，本发明实施例具有低耗电流的LCD驱动电路包括第一缓冲器210、第二缓冲器220、第一开关230以及第二开关240。
第一缓冲器210是用以驱动LCD面板的正电压电平的缓冲器，并具有用于作为高电压电平的第一电压(VDD)的终端、用于作为低电压电平的第二电压(VSS)的终端、以及用于作为中间电电压电平的中间电压(VCOM)的终端。用于中间电压(VCOM)的终端是连接至第一缓冲器210的放电路径。
第一缓冲器210是输出作为幅值大于预定中间电压的电压的正电压的缓冲器。正电压的电平在中间电压(VCOM)至第一电压(VDD)之间的范围内。
第二缓冲器220是用以驱动LCD面板的负电电压电平的缓冲器，并具有用于作为高电压电平的第一电压(VDD)的终端、用于作为低电压电平的第二电压(VSS)的终端、以及用于作为中间电电压电平的中间电压(VCOM)的终端。用于中间电压(VCOM)的终端连接至第二缓冲器220的充电路径。
第二缓冲器220是输出作为幅值小于预定中间电压的电压的负电压的缓冲器。负电压的电平在第二电压(VSS)至中间电压(VCOM)之间的范围内。
当第一缓冲器210以正电压电平驱动的时候，第二缓冲器220以负电压电平驱动，而当第一缓冲器210以负电压电平驱动的时候，第二缓冲器220以正电压电平驱动。
中间电压(VCOM)具有从第一电压(VDD)至第二电压(VSS)的范围内的电压电平，并供应电压以操作第一缓冲器210和第二缓冲器220。在第一缓冲器210以正电压电平驱动，而第二缓冲器220以负电压电平驱动的情况下，中间电压(VCOM)与第一缓冲器210的放电路径和第二缓冲器220的充电路径连接，使得第一缓冲器210的放电路径和第二缓冲器220的充电路径可以共享中间电压(VCOM)。
在传统技术中，用以供应电压以允许缓冲器操作的终端包含用于第一电压(VDD)和用于第二电压(VSS)两个终端。然而，本发明的区别在于第一缓冲器和第二缓冲器中的每一个都包含由用于第一电压(VDD)的终端、用于第二电压(VSS)的终端、以及用于中间电压(VCOM)的终端所构成的三个电压终端。
第一开关230作为用以传送输入信号Even_input和Odd_input至第一缓冲器210和第二缓冲器220的开关，并可以用于反相极性，从而防止LCD面板闭锁。
第二开关作为用以传送第一缓冲器210和第二缓冲器220的输出信号Even_output和Odd_output至LCD面板的数据线，并可以用于反相极性，从而防止LCD面板闭锁。
藉由交叉或移位至第一缓冲器210和第二缓冲器220的输入，第一开关230和第二开关240可以反转LCD面板的极性。
图3为显示在本发明实施例具有低耗电流的LCD驱动电路中减少电流消耗方式的图示。
在第一间隔T1期间，当接收了至第一缓冲器210的输入信号Even_input作为高于之前的输入信号的电平时，第一缓冲器210从用于第一电压(VDD)的终端供应电荷并充电，然后驱动LCD面板数据线的R/C负载，并且当接收了至第二缓冲器220的输入信号Odd_input作为低于之前的输入信号的电平时，第二缓冲器220释放出在LCD面板的数据线的R/C负载所充电的电荷。
在第二间隔T2期间，当接收了至第一缓冲器210的输入信号Even_input作为低于之前的输入信号的电平时，第一缓冲器210通过用于中间电压(VCOM)的终端释放出在LCD面板的数据线的R/C负载所充电的电荷，并且当至接收了第二缓冲器220的输入信号Odd_input作为高于之前的输入信号的电平时，第二缓冲器220从用于中间电压(VCOM)的终端供应电荷并充电，然后驱动LCD面板的数据线的R/C负载。
意味着，用于中间电压(VCOM)的终端连接第一缓冲器210的放电路径和第二缓冲器220的充电路径。因此，由于从与第一缓冲器210连接的数据线的R/C负载所释放出的电荷可以使用以对连接至第二缓冲器220的数据线的R/C负载充电，可以减少电流消耗。
图4为显示使用在本发明实施例具有低耗电流的LCD驱动电路中驱动电压范围的图标。
参考图4，可以注意的是第一缓冲器210在第一电压(VDD)至中间电压(VCOM)的范围内驱动，而第二缓冲器220在中间电压(VCOM)至第二电压(VSS)的范围内驱动。
图5为显示本发明具有低耗电流的LCD驱动电路的中间电压产生单元的电路图。
参考图5，本发明具有低耗电流的LCD驱动电路的中间电压产生单元包括：第一电阻(R1)，具有与用于第一电压(VDD)的终端连接的一端、第二电阻(R2)，具有与第一电阻(R1)的另一端连接的一端，而另一端与用于第二电压(VSS)的终端连接、以及运算放大器(Amp)，具有与第一电阻(R1)和第二电阻(R2)连接的非反相端、以及连接至运算放大器(Amp)的输出端的反相端。
藉由控制第一电阻(R1)和第二电阻(R2)，将电压划分并产生中间电压，并通过运算放大器(Amp)藉以缓冲中间电压，产生使用于本发明中LCD驱动电路的中间电压(VCOM)。
为了改善电压稳定性和驱动能力，较佳地可以额外地提供电容至运算放大器(Amp)的输出端。
还有，较佳地运算放大器(Amp)包含具有为1电压增益的单元增益缓冲器。
图6为显示共享在本发明具有低耗电流的LCD驱动电路中输出终端的方式的图示。
如图6所示，第一缓冲器210和第二缓冲器220具有输入级反相器，输出级反相器和偏压级。
第一缓冲器210包括：第一输入级反相器211，其在第一电压(VDD)和第二电压(VSS)之间操作，并将输入信号Even_input反相、第一输出级反相器212，其在第一电压(VDD)和中间电压(VCOM)之间操作，并将第一输入级反相器211的输出反相、以及第一偏压级213，其在第一电压(VDD)和第二电压(VSS)之间操作，并施加偏电压至第一输出级反相器212。
第二缓冲器220包括：第二输入级反相器221，其在第一电压(VDD)和第二电压(VSS)之间操作，并将输入信号Odd_input反相、第二输出级反相器222，其在中间电压(VCOM)和第二电压(VSS)之间操作，并将第二输入级反相器221的输出反相、以及第二偏压级223，其在第一电压(VDD)和第二电压(VSS)之间操作，并施加偏电压至输出级反相器222。
可以理解地是，第一缓冲器210的第一输出级反相器212和第二缓冲器220的第二输出级反相器222共享中间电压(VCOM)。
图7为显示共享在本发明具有低耗电流的LCD驱动电路中输入终端的方式的图示。
如图7所示，第一缓冲器210和第二缓冲器220具有输入级反相器、输出级反相器、以及偏压级。
第一缓冲器210包括：第一输入级反相器211，其在第一电压(VDD)和中间电压(VCOM)之间操作，并将输入信号Even_input反相、第一输出级反相器212，其在第一电压(VDD)和第二电压(VSS)之间操作，并将第一输入级反相器211的输出反相、以及第一偏压级213，其在第一电压(VDD)和中间电压(VCOM)之间操作，并施加偏电压至第一输出级反相器212。
第二缓冲器220包括：第二输入级反相器221，其在中间电压(VCOM)和第二电压(VSS)之间操作，并将输入信号Odd_input反相、第二输出级反相器222，其在第一电压(VDD)和第二电压(VSS)之间操作，并将第二输入级反相器221的输出反相、以及第二偏压级223，其在中间电压(VCOM)和第二电压(VSS)之间操作，并施加偏电压至第二输出级反相器222。
可以理解地是第一缓冲器210的第一输入级反相器211和第一偏压级213以及第二缓冲器220的第二输入级反相器221和第二偏压级223共享中间电压(VCOM)。
图8为显示本发明具有低耗电流的LCD驱动电路中减少电流消耗效果的图示，而图9为显示本发明具有低耗电流的LCD驱动电路中温度降低效果的图标。
为了阐述本发明中具有低耗电流的LCD驱动电路的电流消耗减少效果，LCD驱动电路和***的电流消耗透过模拟评估。图3内所示的数据驱动图形用于仿真。
在图8中，传统技术的一个缓冲器的电流消耗结果和本发明的一个缓冲器的电流消耗结果，取第一缓冲器和第二缓冲器的平均值，进行比较。可以意识到的是当本发明的LCD驱动电路与传统技术比较，达到大约45％的电流消耗减少效果。
图9为显示以具有720个缓冲器的LCD驱动电路作为模型，藉由操作温度下降效果仿真所获得的结果的图示。可以意识到的是，当本发明的LCD驱动电路与传统技术比较，达到大约18℃的温度下降效果。
虽然为了图示目的描述本发明的较佳实施例，在此领域具有技术者将明白，可以做出各种修饰、添增或取代，而不脱离所附的权利要求所揭露的范围和精神。

Claims (17)

1.一种液晶显示器驱动电路，其特征在于，包含：
一第一缓冲器，配置为具有一用于第一电压(VDD)的终端、一用于第二电压(VSS)的终端、以及一用于该第一电压(VDD)和该第二电压(VSS)之间的中间电压(VCOM)的终端，并在从该第一电压(VDD)至该中间电压(VCOM)之间的范围内驱动；以及
一第二缓冲器，配置为具有一用于该第一电压(VDD)的终端、一用于该第二电压(VSS)的终端和一用于该中间电压(VCOM)的终端，并在从该中间电压(VCOM)至该第二电压(VSS)之间的范围内驱动，
其中该第一缓冲器用于该中间电压(VCOM)的终端和该第二缓冲器用于该中间电压(VCOM)的终端彼此连接，
其中该第一电压(VDD)为最高电压，该第二电压(VSS)为最低电压，并且该中间电压(VCOM)是在从该第一电压(VDD)至该第二电压(VSS)之间的范围内，
其中，当该第一缓冲器在该第一电压(VDD)和该中间电压(VCOM)之间作为正电电压电平驱动时，该第二缓冲器在该中间电压(VCOM)和该第二电压(VSS)之间作为负电电压电平驱动，以及
其中当该第一缓冲器在该中间电压(VCOM)和该第二电压(VSS)之间作为负电电压电平驱动时，该第二缓冲器在该第一电压(VDD)和该中间电压(VCOM)之间作为正电电压电平驱动。
2.如权利要求1所述的液晶显示器驱动电路，其特征在于，当该第一缓冲器在该第一电压(VDD)和该中间电压(VCOM)之间作为正电电压电平驱动时，且该第二缓冲器在该中间电压(VCOM)和该第二电压(VSS)作为负电电压电平驱动时，该中间电压(VCOM)共享地连接至该第一缓冲器的一放电路径和该第二缓冲器的一充电路径。
3.如权利要求1或2所述的液晶显示器驱动电路，其特征在于，进一步包含：一中间电压产生单元，包括：
一第一电阻(R1)，具有连接至该第一电压(VDD)的一端；
一第二电阻(R2)，具有连接至该第一电阻(R1)另一端的一端，以及连接至该第二电压(VSS)的另一端；以及
一运算放大器，具有该第一电阻(R1)和该第二电阻(R2)的一共享端连接的一非反相端、以及连接至该运算放大器的一输出端的一反相端，并配置以输出该中间电压(VCOM)。
4.如权利要求3所述的液晶显示器驱动电路，其特征在于，该中间电压产生单元藉由调整该第一电阻(R1)和该第二电阻(R2)控制该中间电压(VCOM)。
5.如权利要求3所述的液晶显示器驱动电路，其特征在于，该中间电压产生单元进一步包括一电容，该电容提供在该运算放大器的该输出端。
6.如权利要求3所述的液晶显示器驱动电路，其特征在于，该运算放大器具有为1电压增益。
7.如权利要求1或2所述的液晶显示器驱动电路，其特征在于，进一步包含一第一开关(SW1)，配置以传送输入信号至该第一缓冲器和该第二缓冲器。
8.如权利要求7所述的液晶显示器驱动电路，其特征在于，该第一开关(SW1)可以反转一液晶显示器面板的极性。
9.如权利要求8所述的液晶显示器驱动电路，其特征在于，该第一开关(SW1)能藉由交叉或移位至该第一缓冲器和该第二缓冲器的输入，反转该液晶显示器面板的极性。
10.如权利要求1或2所述的液晶显示器驱动电路，其特征在于，进一步包含一第二开关(SW2)，配置以传送该第一缓冲器和该第二缓冲器的输出信号至一液晶显示器面板的多个数据线。
11.如权利要求10所述的液晶显示器驱动电路，其特征在于，该第二开关(SW2)可以反转该液晶显示器面板的极性。
12.如权利要求11所述的液晶显示器驱动电路，其特征在于，该第二开关(SW2)能藉由交叉或移位至第一缓冲器和第二缓冲器的输入，反转该液晶显示器面板的极性。
13.如权利要求1或2所述的液晶显示器驱动电路，其特征在于，该第一缓冲器和该第二缓冲器具有为1电压增益。
14.如权利要求1或2所述的液晶显示器驱动电路，其特征在于，该第一缓冲器包含：
一第一输入级反相器，配置以在该第一电压(VDD)和该第二电压(VSS)之间操作，并将输入信号反相；
一第一输出级反相器，配置以在该第一电压(VDD)和该中间电压(VCOM)之间操作，并将该第一输入级反相器的输出反相；以及
一第一偏压级，配置以在该第一电压(VDD)和该第二电压(VSS)之间操作，并施加一偏电压至该第一输出级反相器。
15.如权利要求14所述的液晶显示器驱动电路，其特征在于，该第二缓冲器包含：
一第二输入级反相器，配置以在该第一电压(VDD)和该第二电压(VSS)之间操作，并将输入信号反相；
一第二输出级反相器，配置以在该中间电压(VCOM)和该第二电压(VSS)之间操作，并将该第二输入级反相器的输出反相；以及
一第二偏压级，配置以在该第一电压(VDD)和该第二电压(VSS)之间操作，并施加一偏电压至该第二输出级反相器。
16.如权利要求1或2所述的液晶显示器驱动电路，其特征在于，该第一缓冲器包含：
一第一输入级反相器，配置以在该第一电压(VDD)和该中间电压(VCOM)之间操作，并将输入信号反相；
一第一输出级反相器，配置以在该第一电压(VDD)和该第二电压(VSS)之间操作，并将该第一输入级反相器的输出反相；以及
一第一偏压级，配置以在该第一电压(VDD)和该中间电压(VCOM)之间操作，并施加一偏电压至该第一输出级反相器。
17.如权利要求16所述的液晶显示器驱动电路，其特征在于，该第二缓冲器包含：
一第二输入级反相器，配置以在该中间电压(VCOM)和该第二电压(VSS)之间操作，并将输入信号反相；
一第二输出级反相器，配置以在该第一电压(VDD)和该第二电压(VSS)之间操作，并将该第二输入级反相器的输出反相；以及
一第二偏压级，配置以在该中间电压(VCOM)和该第二电压(VSS)之间操作，并施加一偏电压至该第二输出级反相器。
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