CN103869859A

CN103869859A - 共享电压产生电路

Info

Publication number: CN103869859A
Application number: CN201210540781.4A
Authority: CN
Inventors: 高振球; 刘增群
Original assignee: SHUOJIE TECH Co Ltd
Current assignee: SHUOJIE TECH Co Ltd; Beyond Innovation Technology Co Ltd
Priority date: 2012-12-12
Filing date: 2012-12-12
Publication date: 2014-06-18

Abstract

本发明公开了一种共享电压产生电路，其包括信号缓冲单元、交流共享电压产生单元以及振幅调整单元。信号缓冲单元操作在可调电压与接地电平下，用以接收交流输入共享电压，并缓冲输出交流输入共享电压。交流共享电压产生单元操作在可调电压与接地电平下，用以反应于信号缓冲单元的输出而产生并输出交流输出共享电压。振幅调整单元操作在高于可调电压的***高压与接地电平下，用以反应于一阻值调整手段而对***高压进行分压处理，以提供可调电压给信号缓冲单元与交流共享电压产生单元。

Description

共享电压产生电路

技术领域

本发明是有关于共享电压产生技术，特别是有关于一种共享电压产生电路。

背景技术

多媒体社会的急速进步，多半受惠于半导体元件或显示设备的飞跃性进步。就显示器而言，具有高画质、空间利用率高、低消耗功率、无辐射等优越特性的液晶显示器(liquid crystal display，LCD)已逐渐成为市场的主流。以现今液晶显示器的驱动架构中，通常以交流模式的共享电压(ACmode common voltage)的驱动架构驱动现有中、小尺寸的液晶显示面板(LCD panel)，而以直流模式的共享电压(DC mode common voltage)的驱动架构(例如为点反转显示技术)驱动现有较大尺寸的液晶显示面板。

一般而言，专门用于产生共享电压的集成电路价格偏高，且这种集成电路因体积大而会占用较多印刷电路板的面积。

上述用于产生共享电压的集成电路(IC)，可能包含了运算放大器(operational amplifier，OPA)或双载子结晶体管(bipolar transistor)。然而，运算放大器的电路体积很大且其成本相对于驱动液晶显示面板上的其他电子元件而言偏高。另外，针对切换一个信号(例如从逻辑低电平到逻辑高电平)的速度称为回转率(slew rate)。而众所周知，双载子结晶体管的回转率较低。因此，需要一个改进共享电压的产生装置。

发明内容

有鉴于此，本发明提出一种共享电压产生电路，以解决现有技术所存在的问题。

本发明提供一种共享电压产生电路，其包括信号缓冲单元、交流共享电压产生单元以及振幅调整单元。信号缓冲单元操作在可调电压与接地电平下，用以接收交流输入共享电压，并缓冲输出交流输入共享电压，其中交流输入共享电压的高电平小于可调电压。交流共享电压产生单元耦接信号缓冲单元，并且操作在可调电压与接地电平下，用以反应于信号缓冲单元的输出而产生并输出交流输出共享电压，其中交流输出共享电压的高电平等于可调电压。振幅调整单元耦接信号缓冲单元与交流共享电压产生单元，并且操作在高于可调电压的***高压与接地电平下，用以反应于一阻值调整操作而对***高压进行分压处理，以提供可调电压给信号缓冲单元与交流共享电压产生单元。

在本发明的一实施例中，共享电压产生电路更包括偏压调整单元。偏压调整单元耦接共享电压产生单元，并且操作在***高压与接地电平下，用以反应于阻值调整操作而对交流输出共享电压的直流偏压进行调整。

在本发明的一实施例中，信号缓冲单元包括NPN型双载子结晶体管以及PNP型双载子结晶体管。NPN型双载子结晶体管的基极用以接收交流输入共享电压，其集极用以接收可调电压，而其射极则作为信号缓冲单元的输出。PNP型双载子结晶体管的基极用以接收交流输入共享电压，其射极耦接NPN型双载子结晶体管的射极，而其集极则耦接至接地电平。

在本发明的一实施例中，交流共享电压产生单元包括PMOS晶体管以及NMOS晶体管。PMOS晶体管的源极用以接收可调电压，其栅极耦接信号缓冲单元的输出，而其漏极则用以输出交流输出共享电压。NMOS晶体管的栅极耦接PMOS晶体管的栅极，其漏极耦接PMOS晶体管的漏极，而其源极则耦接至接地电平。

在本发明的一实施例中，振幅调整单元包括第一电阻、第一预备电阻以及第一可变电阻。第一电阻的第一端用以接收***高压，而其第二端则用以提供可调电压。第一预备电阻耦接于第一电阻的第二端与接地电平之间。第一可变电阻的第一端与调整端耦接第一电阻的第二端，而其第二端则耦接至接地电平。

在本发明的一实施例中，偏压调整单元包括第二可变电阻、第二电阻以及第三电阻。第二可变电阻的第一端与调整端用以接收***高压。第二电阻耦接于第二可变电阻的第二端与接地电平之间。第三电阻的第一端耦接第二可变电阻的第二端，而其第二端则耦接PMOS晶体管与NMOS晶体管的漏极。

在本发明的一实施例中，共享电压产生电路更包括第一电容。第一电容耦接于PMOS晶体管与NMOS晶体管的漏极与第三电阻的第二端之间。

在本发明的一实施例中，共享电压产生电路更包括第二电容。第二电容耦接于PMOS晶体管的源极与接地电平之间。

在本发明的一实施例中，交流输出共享电压至少适于提供至液晶显示面板。

基于上述，本发明提供一种共享电压产生电路。交流输入共享电压经由信号缓冲单元与交流共享电压产生单元产生并输出交流输出共享电压，其中交流输出共享电压的高电平等于可调电压。此外，偏压调整单元可对交流输出共享电压的直流偏压进行调整。如此一来，交流输出共享电压可用来驱动液晶显示器。另外，交流共享电压产生单元是包含P型金属氧化物半导体(PMOS)晶体管与N型金属氧化物半导体(NMOS)晶体管，因此用于信号输出的切换速度较快，从而提升回转率。

附图说明

图1为本发明一实施例的共享电压产生电路的框图。

图2为本发明一实施例的共享电压产生电路的电路示意图。

【主要元件符号说明】

10：共享电压产生电路

110：振幅调整单元

120：信号缓冲单元

130：交流共享电压产生单元

140：偏压调整单元

AC_SWING：交流电压摆幅

C1：第一电容

C2：第二电容

GND：接地电平

M1：PMOS晶体管

M2：NMOS晶体管

Q1：NPN型双载子结晶体管

Q2：PNP型双载子结晶体管

NC：第一预备电阻

R1：第一电阻

R2：第二电阻

R3：第三电阻

VCOM_IN：交流输入共享电压

VCOM_OUT：交流输出共享电压

VGH：***高压

VR1：第一可变电阻

VR2：第二可变电阻

V1：经缓冲输出的交流输入共享电压

V_ADJ：可调电压

V_OS：直流偏压

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。另外，在附图及具体实施方式中使用相同或相似标号的元件/构件代表相同或相似部分。

图1为本发明一实施例的共享电压产生电路10的框图。请参照图1，本实施例的共享电压产生电路10至少适于驱动液晶显示面板(LCD panel)。共享电压产生电路10包括振幅调整单元110、信号缓冲单元120、交流共享电压产生单元130以及偏压调整单元140。信号缓冲单元120耦接振幅调整单元110与交流共享电压产生单元130。偏压调整单元140耦接交流共享电压产生单元130的输出。

信号缓冲单元120操作在可调电压V_ADJ(例如4～6V的直流电压，但并不限于此)与接地电平下，用以接收交流输入共享电压VCOM_IN，并缓冲输出交流输入共享电压VCOM_IN，其中交流输入共享电压VCOM_IN的高电平小于可调电压V_ADJ。举例而言，交流输入共享电压VCOM_IN介于0V～3.3V，而经缓冲输出的交流输入共享电压V1介于0V～V_ADJ，以图1的实施例来说，经缓冲输出的交流输入共享电压V1介于0V～5.6V，但并不限于此。

交流共享电压产生单元130操作在可调电压V_ADJ与接地电平下，用以反应于信号缓冲单元120的输出(经缓冲输出的交流输入共享电压V1)而产生并输出交流输出共享电压VCOM_OUT，其中交流输出共享电压VCOM_OUT的高电平等于可调电压V_ADJ。

振幅调整单元110操作在高于可调电压V_ADJ的***高压VGH(例如15V的直流电压，但并不限于此)与接地电平下，用以反应于一阻值调整操作而对***高压VGH进行分压处理，以提供可调电压V_ADJ给信号缓冲单元120与交流共享电压产生单元130。而阻值调整操作可包括对于电阻值的设定、电阻值的变化、调整的原理或可调电压范围等等，以设计出欲提供的可调电压V_ADJ。

另外，偏压调整单元140操作在***高压VGH与接地电平下，用以反应于阻值调整操作而对交流输出共享电压VCOM_OUT的直流偏压V_OS进行调整。基此，共享电压产生电路10可以获得具有特定的交流电压摆幅AC_SWING及/或直流偏压V_OS的共享电压信号的效果。因此，此交流输出共享电压VCOM_OUT适于提供至液晶显示面板。

更清楚来说，图2为本发明一实施例的共享电压产生电路10的电路示意图。请参照图2，共享电压产生电路10基于图1的架构而包括振幅调整单元110、信号缓冲单元120、交流共享电压产生单元130以及偏压调整单元140。

在本实施例中，信号缓冲单元120可采用推挽式(push-pull)架构，但并不限于此。信号缓冲单元120包括NPN型双载子结晶体管Q1以及PNP型双载子结晶体管Q2。NPN型双载子结晶体管Q1的基极用以接收交流输入共享电压VCOM_IN，其集极用以接收可调电压，而其射极则作为信号缓冲单元120的输出。PNP型双载子结晶体管Q2的基极用以接收交流输入共享电压VCOM_IN，其射极耦接NPN型双载子结晶体管Q1的射极，而其集极则耦接至接地电平GND。

另外，交流共享电压产生单元130包括P型金属氧化物半导体(PMOS)晶体管M1以及N型金属氧化物半导体(NMOS)晶体管M2。PMOS晶体管M1的源极用以接收可调电压V_ADJ，其栅极耦接信号缓冲单元120的输出，而其漏极则用以输出交流输出共享电压VCOM_OUT。NMOS晶体管M2的栅极耦接PMOS晶体管M1的栅极，其漏极耦接PMOS晶体管M1的漏极，而其源极则耦接至接地电平GND。

值得一提的是，交流共享电压产生单元130包含了PMOS晶体管M1与NMOS晶体管M2，因此用于信号输出的切换速度相较于双载子结晶体管为快，因此有助于提升回转率(slew rate)。

振幅调整单元110包括第一电阻R1、第一预备电阻NC以及第一可变电阻VR1，但并不限于此。第一电阻R1的第一端用以接收***高压VGH，而其第二端则用以提供可调电压V_ADJ。第一预备电阻NC耦接于第一电阻R1的第二端与接地电平GND之间，第一预备电阻NC可依照实际线路运用状况而选择第一预备电阻NC的阻值，甚至或者可以不存在第一预备电阻NC。第一可变电阻VR1的第一端与调整端耦接第一电阻R1的第二端，而其第二端则耦接至接地电平GND。

另外，偏压调整单元140包括第二可变电阻VR2、第二电阻R2以及第三电阻R3。第二可变电阻VR2的第一端与调整端用以接收***高压VGH。第二电阻R2耦接于第二可变电阻VR2的第二端与接地电平GND之间。第三电阻R3的第一端耦接第二可变电阻VR2的第二端，而其第二端则耦接PMOS晶体管M1与NMOS晶体管M1的漏极。

基于上述，图2的共享电压产生电路10的元件与耦接方式不复杂，且可以利用集成电路(IC)方式来实现，从而可以降低制造成本。

此外，共享电压产生电路10还可包括第一电容C1以及第二电容C2。第一电容C1耦接于PMOS晶体管M1与NMOS晶体管M2的漏极与第三电阻R3的第二端之间，用以滤除信号中的直流成分。第二电容C2耦接于PMOS晶体管M1的源极与接地电平GND之间，用以稳定可调电压V_ADJ。

综上所述，交流输入共享电压经由信号缓冲单元与交流共享电压产生单元产生并输出交流输出共享电压，其中交流输出共享电压的高电平等于可调电压。此外，偏压调整单元可对交流输出共享电压的直流偏压进行调整。如此一来，交流输出共享电压可用来驱动液晶显示器。另外，共享电压产生电路不使用运算放大器电路，也不以双载子结晶体管来输出交流输出共享电压，而是通过金属氧化物半导体(MOS)晶体管来输出交流输出共享电压，因此用于信号输出的切换速度较快。另一方面，共享电压产生电路不复杂且整体的电路成本也较低，但是在应用上却不亚于现有技术中所使用的昂贵的运算放大器，而且交流输出共享电压可以获得具有特定的交流电压摆幅及/或直流偏压的的效果。

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种共享电压产生电路，其特征在于，包括：

一信号缓冲单元，操作在一可调电压与一接地电平下，用以接收一交流输入共享电压，并缓冲输出该交流输入共享电压，其中该交流输入共享电压的高电平小于该可调电压；

一交流共享电压产生单元，耦接该信号缓冲单元，并且操作在该可调电压与该接地电平下，用以反应于该信号缓冲单元的输出而产生并输出一交流输出共享电压，其中该交流输出共享电压的高电平等于该可调电压；以及

一振幅调整单元，耦接该信号缓冲单元与该交流共享电压产生单元，并且操作在高于该可调电压的一***高压与该接地电平下，用以反应于一阻值调整操作而对该***高压进行一分压处理，以提供该可调电压给该信号缓冲单元与该交流共享电压产生单元。

2.如权利要求1所述的共享电压产生电路，更包括：

一偏压调整单元，耦接该共享电压产生单元，并且操作在该***高压与该接地电平下，用以反应于该阻值调整操作而对该交流输出共享电压的一直流偏压进行调整。

3.如权利要求2所述的共享电压产生电路，其中该信号缓冲单元包括：

一NPN型双载子结晶体管，其基极用以接收该交流输入共享电压，其集极用以接收该可调电压，而其射极则作为该信号缓冲单元的输出；以及

一PNP型双载子结晶体管，其基极用以接收该交流输入共享电压，其射极耦接该NPN型双载子结晶体管的射极，而其集极则耦接至该接地电平。

4.如权利要求3所述的共享电压产生电路，其中该交流共享电压产生单元包括：

一PMOS晶体管，其源极用以接收该可调电压，其栅极耦接该信号缓冲单元的输出，而其漏极则用以输出该交流输出共享电压；以及

一NMOS晶体管，其栅极耦接该PMOS晶体管的栅极，其漏极耦接该PMOS晶体管的漏极，而其源极则耦接至该接地电平。

5.如权利要求4所述的共享电压产生电路，其中该振幅调整单元包括：

一第一电阻，其第一端用以接收该***高压，而其第二端则用以提供该可调电压；

一第一预备电阻，耦接于该第一电阻的第二端与该接地电平之间；以及

一第一可变电阻，其第一端与调整端耦接该第一电阻的第二端，而其第二端则耦接至该接地电平。

6.如权利要求5所述的共享电压产生电路，其中该偏压调整单元包括：

一第二可变电阻，其第一端与调整端用以接收该***高压；

一第二电阻，耦接于该第二可变电阻的第二端与该接地电平之间；以及

一第三电阻，其第一端耦接该第二可变电阻的第二端，而其第二端则耦接该PMOS晶体管与该NMOS晶体管的漏极。

7.如权利要求6所述的共享电压产生电路，更包括：

一第一电容，耦接于该PMOS晶体管与该NMOS晶体管的漏极与该第三电阻的第二端之间。

8.如权利要求7所述的共享电压产生电路，更包括：

一第二电容，耦接于该PMOS晶体管的源极与该接地电平之间。

9.如权利要求2所述的共享电压产生电路，其中该交流输出共享电压至少适于提供至一液晶显示面板。