CN105448257B - 一种与液晶显示面板连接的dc/dc电源转换器 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种与液晶显示面板连接的DC/DC电源转换器,所述DC/DC电源转换器内设有电压调节器、电荷泵、以及压力控制器,所述DC/DC电源转换器内还设有一开关电路模块,当液晶显示面板关机时,所述压力控制器输出VDDA电压经所述开关电路模块输出VGH’电压至所述栅极驱动器。本发明通过在DC/DC电源转换器内部增加一开关电路模块来达到VGH电压切换到AVDD准位,通过XAO信号来调控各电压的输出状况,根据I‑rush=U/R,发明无需调整现有电路板电路和WOA走线,通过降低关机时候薄膜晶体管开启电压至AVDD准位,通过减小关机残像带来的I‑rush电路,改善此关机残像使用解潮汐对策所产生的大电流缺点。
Description
技术领域
本发明属于电源管理芯片技术领域,尤其涉及一种与液晶显示面板连接的DC/DC电源转换器。
技术背景
图1为现有技术液晶显示面板的等效电路,液晶显示面板为矩阵式(m*n)的薄膜晶体管的液晶显示面板,本液晶显示面板包括纵横交叉的多个源极线(S1-Sm)100和多个栅极线(G1-Gn)101、设置在源极线100和栅极线101交叉处的薄膜晶体管102、以及液晶像素单元103。其中,源极线100提供薄膜晶体管102的源极信号,栅极线101提供薄膜晶体管102的栅极的开启电压与关闭电压,薄膜晶体管102的漏极连接到液晶像素单元103。
当液晶显示面板显示白画面时,液晶像素单元103电荷充到最大,此时,栅极线101输入栅极关闭电压(VGL),使得薄膜晶体管呈现关闭状态,液晶像素单元103内部电荷几乎没有漏电电流Ioff,使液晶显示面板可以显示白画面;若此时输入电源关闭,VGL电压会慢慢放电回到0伏特,由于VGL电压不高而无法使得薄膜晶体管102有较大Ioff电流,所以液晶像素单元103电荷无法得到释放,从而产生关机残影。
现有液晶显示面板采用传统的解潮汐技术方案,即当侦测到输入电压过低时,启动全栅极开启信号XAO去控制所有的栅极线都接到栅极开启电压VGH,此VGH电压去打开液晶显示面板内部所有薄膜晶体管,让薄膜晶体管的电流变大来泄漏残存于液晶中的电荷。但是在液晶显示面板越大尺寸且越高分辨率条件下,通常会在关机时解潮汐电路做动下使VGH电压引起IGH大电流(Surge current),此IGH大电流需流经接触端子与玻璃走线,IGH大电流可能造成路径上所有的接触端子信赖性问题。
图2所示为现有液晶显示面板与DC/DC电源转换器106连接的电路示意图,DC/DC电源转换器106产生液晶显示面板关机时的涌浪电流。
液晶显示面板的源极侧连接源极驱动器104,液晶显示面板的栅极侧连接栅极驱动器105,DC/DC电源转换器(DC/DC)106内设有电压调节器(Regulator reference)107、电荷泵(Charge pump)108、以及压力控制器(boost controller)109。本电路图为:Vin为电源输入端,此处举例为12V直流输入;R1和R2为串联分压电阻,此例为R1=56K,R2=10K,输出电压端VDET=1.8V;由VDET端侦测串联分压电阻处得到的电压,以此来判断电源电压状态,正常工作状态还是关机掉电状态;同时提供经电荷泵(Charge pump)108处理的VGH电压和经电压调节器(Regulator reference)107处理的XAO信号给液晶显示面板侧的栅极驱动器105,提供经压力控制器(boost controller)109处理的VDDA电压给液晶显示面板侧的源极驱动器104,其中,电压调节器107和栅极驱动器105之间设有电阻R3,R3为电路板走线和WOA阻抗之和。
正常工作时候VDET侦测到电压大于等于1.8V,XAO输出为High准位,栅极驱动器105正常扫描驱动。当执行关机动作时候,输入Vin-12V开始掉电,当VEDT侦测到电压小于1.8V时候,DC/DC电源转换器106开始执行掉电程序,XAO由High准位转换至Low准位并作用在栅极驱动器105上。栅极驱动器105接收到Low准位XAO信号后会将所有通道接至VGH电压准位,此时液晶显示面板内所有薄膜晶体管的栅极电压接至VGH准位,会产生一个瞬时的大电流I-rush,I-rush=U/R3,U为光机时候用来打开所有薄膜晶体管102的导通电压,即VGH电压。
之后DC/DC电源转换器106工作停止,各路输出电压自动放电至输出电压为0。此大电流(I-rush)会流经玻璃走线与接触端子,长此往复就会对接触端子造成一定的信赖性问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种通过减小关机残像带来的I-rush电路、改善此关机残像使用解潮汐对策所产生的大电流缺点的DC/DC电源转换器。
本发明提供一种与液晶显示面板连接的DC/DC电源转换器,液晶显示面板包括液晶面板组件,液晶面板组件内设有纵横交叉的源极线和栅极线、设置在源极线和栅极线交叉处的薄膜晶体管、连接在源极侧的源极驱动器和连接在栅极侧的栅极驱动器、以及负责液晶显示器所需的工作电压的DC/DC电源转换器,所述DC/DC电源转换器内设有电压调节器、电荷泵、以及压力控制器,所述DC/DC电源转换器内还设有一开关电路模块,其中,当液晶显示面板正常工作时,所述电荷泵输出VGH电压经所述开关电路模块输出VGH’电压至所述栅极驱动器,所述压力控制器输出VDDA电压经所述开关电路模块输出VDDA电压至所述源极驱动器;当液晶显示面板关机时,所述压力控制器输出VDDA电压经所述开关电路模块输出VGH’电压至所述栅极驱动器。
其中,所述开关电路模块包括第一和第二N-MOS管、一P-MOS管、和一二极管,当液晶显示面板正常工作时,所述第一N-MOS管和所述第二N-MOS管切换为导通状态,所述P-MOS管为关断状态;当液晶显示面板关机时,所述第一N-MOS管和所述第二N-MOS管为关断状态,所述P-MOS管为导通状态。
其中,所述第一N-MOS管的栅极、所述第二N-MOS管的栅极、以及P-MOS管的栅极均与所述电压调节器连接。
其中,所述压力控制器输出XAO信号经所述开关电路模块的栅极输出XAO信号至栅极驱动器。
其中,所述第一N-MOS管的源极连接电荷泵,所述第一N-MOS管的漏极连接VGH’电压输入端;所述第二N-MOS管的源极连接压力控制器,所述第二N-MOS管的漏极连接VDDA’电压输入端;所述P-MOS管的源极连接压力控制器,所述P-MOS管的漏极所述二极管的输入端;所述二极管的输出端连接所述N-MOS管的源极。
其中,所述P-MOS管的源极也与所述第二N-MOS管的漏极连接。
其中,二极管的输出端也与VGH’电压输入端连接。
其中,当液晶显示面板正常工作时,所述电荷泵输出VGH电压经所述开关电路模块的第一N-MOS管输出VGH’电压至所述栅极驱动器,所述压力控制器输出VDDA电压经所述开关电路模块的第二N-MOS管输出VDDA’电压至所述源极驱动器。
其中,当液晶显示面板关机时,所述源极驱动器接收的ADDA’电压为0,所述压力控制器输出VDDA电压经所述开关电路模块的所述P-MOS管和所述二极管输出VGH’电压至所述栅极驱动器。
本发明通过在DC/DC电源转换器内部增加一开关电路模块来达到VGH电压切换到AVDD准位,通过XAO信号来调控各电压的输出状况,根据I-rush=U/R,发明无需调整现有电路板电路和WOA走线,通过降低关机时候薄膜晶体管开启电压至AVDD准位,通过减小关机残像带来的I-rush电路,改善此关机残像使用解潮汐对策所产生的大电流缺点。
附图说明
图1所示现有技术液晶显示面板的等效电路;
图2所示为现有液晶显示面板连接的电路示意图;
图3所示为本发明液晶显示器的电路驱动示意图;
图4所述为本发明DC/DC电源转换器的结构示意图;
图5所示为图4所示DC/DC电源转换器的详细结构示意图;
图6所示为图4所示DC/DC电源转换器的时序图;
图7所示为图4所示DC/DC电源转换器的VGH走线电流实际测量图。
具体实施方式
图3所示为本发明液晶显示器的电路驱动示意图,液晶显示器200包括:液晶面板组件201,液晶面板组件201内设有纵横交叉的源极线202和栅极线203、设置在源极线202和栅极线203交叉处的薄膜晶体管(图未示)、液晶像素单元、连接在液晶面板组件201的源极侧的源极驱动器204和连接在液晶面板组件201的栅极侧的栅极驱动器205,连接到源极驱动器204上的灰度电压生成器206、用于控制源极驱动器204和栅极驱动器205的时序控制器207、以及负责液晶显示器所需的工作电压的DC/DC电源转换器208,该DC/DC电源转换器208使液晶显示器得以正常工作。
如图4和图5所示,所述DC/DC电源转换器208内设有电压调节器(Regulatorreference)209、电荷泵(Charge pump)210、以及压力控制器(boost controller)211,其中,电压调节器(Regulator reference)209输出XAO信号经所述开关电路模块212输出XAO信号至栅极驱动器105。
液晶显示器的应用中一直存在着关机潮汐的问题,目前大家在解决此问题多应用关机XON function,即在关机时候打开所有TFT,以加速电荷释放,目前多会因I-rush太大而发生烧毁VGH端子的问题。
为避免发生VGH端子烧毁并且达到消除关机残影,业界多从以下两个方面考虑:第一,增加VGH线路上阻抗(R3)以减小I-rush,例如放置限流电阻,或增加WOA阻抗;第二,增加I-rush放电路径,通过修改PWB电路用多个放电路径来分担较大的I-rush。
本发明通过修改DC/DC电源转换器208内部结构,并使其应用在I=U/R,通过降低关机时候薄膜晶体管开启电压至AVDD准位,来降低关机I-rush。
本发明通过在DC/DC电源转换器208内部增加一个电路切换开关来达到VGH电压切换到AVDD准位,以上电压全部由DC/DC电源转换器208内部产生。但如果此切换电压的方式有外部电路来搭建完成,会增加电路修改部分。
所述DC/DC电源转换器208内还设有一个开关电路模块212,电荷泵210输出VGH电压经所述开关电路模块212输出VGH’电压至栅极驱动器105,压力控制器211输出VDDA电压经所述开关电路模块212输出VDDA’电压至源极驱动器104。
其中,所述VGH电压是DC/DC电源转换器208的电荷泵210产生的,VGH’电压是输入至栅极驱动器205的电压;所述VDDA电压是DC/DC电源转换器208的压力控制器211产生的,VDDA’电压是输入至源极驱动器204的电压;XAO信号经所述开关电路模块212没有产生改变,XAO输入至栅极驱动器205。
通过所述开关电路模块212达到VGH电压切换到AVDD准位,如图5所示,所述开关电路模块212包括第一和第二N-MOS管2121、2122、一个P-MOS管2123、和一个二极管2124。
其中,所述第一N-MOS管2121的栅极连接电压调节器209,通过电压调节器209提供处理的XAO信号给栅极驱动器105;所述第一N-MOS管2121的源极连接DC/DC电源转换器208内部产生的VGH电压端输出端,即,所述第一N-MOS管2121的源极连接电荷泵210;所述第一N-MOS管2121的漏极连接VGH’电压输入端。
其中,所述第二N-MOS管2122的栅极也连接电压调节器209,通过电压调节器209提供处理的XAO信号给栅极驱动器105;所述第二N-MOS管2122的源极连接DC/DC电源转换器208内部产生的VDDA电压端输出端,即,所述第二N-MOS管2122的源极连接压力控制器211;所述第二N-MOS管2122的漏极连接VDDA’电压输入端。
其中,所述P-MOS管2123的栅极也连接电压调节器209,通过电压调节器209提供处理的XAO信号给栅极驱动器105;所述P-MOS管2123的源极连接DC/DC电源转换器208内部产生的VDDA电压端输出端即,所述第二N-MOS管2122的源极连接压力控制器211,且所述P-MOS管2123的源极也与所述第二N-MOS管2122的漏极连接;所述P-MOS管2123的漏极所述二极管2124的输入端。
其中,所述二极管2124的输入端连接所述P-MOS管2123的漏极;所述二极管2124的输出端连接第一N-MOS管2121的源极,且二极管2124的输出端也与VGH’电压输入端连接。
由于经过所述二极管2124,VGH电压与VGH’电压大不同,VDDA电压与VDDA’电压大小相同。通过二极管2124防止DC/DC电源转换器208正常工作时候VGH电压干扰到VDDA电压。
其中,XAO信号来调控各电压的输出状况,保证正常工作时候各电压不会发生异常状况。
如图6所示,当输入电压稳定,液晶显示面板正常工作时候,DC/DC电源转换器208输出的XAO信号为High,由于XAO信号均由所述P-MOS管2123的栅极、所述第一N-MOS管2121的栅极、和所述第二N-MOS管2121的栅极输出,此时第一N-MOS管2121和所述第二N-MOS管2121为导通状态,所述P-MOS管2123为关断状态,DC/DC电源转换器208输出VGH电压为VGH’电压准位,在本实施例中,VGH’电压为35V;DC/DC电源转换器208输出VDDA电压为VDDA’电压准位,在本实施例中,VDDA’电压为15.4V。
当液晶显示面板关机时,输入电压下降至UVLO(under voltage lockout,低电压)电压准位,DC/DC电源转换器208启动XAO功能,将XAO信号由High切换至Low。此时由于所述P-MOS管2123的栅极信号、所述第一N-MOS管2121的栅极信号、和所述第二N-MOS管2121的栅极信号均为Low,导致第一N-MOS管和所述第二N-MOS管2121切换为关断状态,所述P-MOS管2123切换为导通状态,导致DC/DC电源转换器208输出VDDA电压作为VGH’电压准位至栅极驱动器,源极驱动器接收的VDDA’电压为0V。同时XAO信号作用在液晶显示面板内部栅极驱动器205上,使其所有通道接至VGH’准位即VDDA电压准位,此时的瞬时电流I=VDDA/R3,相对于之前的关机瞬时电流I=VGH/R3会小很多,就避免了VGH走线上大电流的问题。之后电压降低至Power off准位,进入自动放电程序,电压准位一致降低至0V。
如图7所示,当关机时候,VGH电压准位为VGH=34.46V时候,实际测量关机瞬时电流大小为804mA,当关机时候VGH’电压切换为VDDA电压准位时候(VDDA=15.68V),实际测量关机瞬时电流大小为428mA。可以保证VGH走线不会发生烧毁问题。
本发明通过在DC/DC电源转换器内部增加一开关电路模块来达到VGH电压切换到AVDD准位,通过XAO信号来调控各电压的输出状况,根据I-rush=U/R,发明无需调整现有电路板电路和WOA走线,通过降低关机时候薄膜晶体管开启电压至AVDD准位,通过减小关机残像带来的I-rush电路,改善此关机残像使用解潮汐对策所产生的大电流缺点。
Claims (7)
1.一种与液晶显示面板连接的DC/DC电源转换器,液晶显示面板包括液晶面板组件,液晶面板组件内设有纵横交叉的源极线和栅极线、设置在源极线和栅极线交叉处的薄膜晶体管、连接在源极侧的源极驱动器和连接在栅极侧的栅极驱动器、以及负责液晶显示器所需的工作电压的DC/DC电源转换器,所述DC/DC电源转换器内设有电压调节器、电荷泵、以及压力控制器,其特征在于:所述DC/DC电源转换器内还设有一开关电路模块,其中,当液晶显示面板正常工作时,所述电荷泵输出VGH电压经所述开关电路模块输出VGH’电压至所述栅极驱动器,所述压力控制器输出VDDA电压经所述开关电路模块输出VDDA电压至所述源极驱动器;当液晶显示面板关机时,所述压力控制器输出VDDA电压经所述开关电路模块输出VGH’电压至所述栅极驱动器;
所述开关电路模块包括第一和第二N-MOS管、一P-MOS管、和一二极管,当液晶显示面板正常工作时,所述第一N-MOS管和所述第二N-MOS管切换为导通状态,所述P-MOS管为关断状态;当液晶显示面板关机时,所述第一N-MOS管和所述第二N-MOS管为关断状态,所述P-MOS管为导通状态;
所述第一N-MOS管的源极连接电荷泵,所述第一N-MOS管的漏极连接VGH’电压输入端;所述第二N-MOS管的源极连接压力控制器,所述第二N-MOS管的漏极连接VDDA’电压输入端;所述P-MOS管的源极连接压力控制器,所述P-MOS管的漏极所述二极管的输入端;所述二极管的输出端连接所述N-MOS管的源极。
2.根据权利要求1所述的DC/DC电源转换器,其特征在于:所述第一N-MOS管的栅极、所述第二N-MOS管的栅极、以及P-MOS管的栅极均与所述电压调节器连接。
3.根据权利要求2所述的DC/DC电源转换器,其特征在于:所述压力控制器输出XAO信号经所述开关电路模块的栅极输出XAO信号至栅极驱动器。
4.根据权利要求2所述的DC/DC电源转换器,其特征在于:所述P-MOS管的源极也与所述第二N-MOS管的漏极连接。
5.根据权利要求2所述的DC/DC电源转换器,其特征在于:二极管的输出端也与VGH’电压输入端连接。
6.根据权利要求5所述的DC/DC电源转换器,其特征在于:当液晶显示面板正常工作时,所述电荷泵输出VGH电压经所述开关电路模块的第一N-MOS管输出VGH’电压至所述栅极驱动器,所述压力控制器输出VDDA电压经所述开关电路模块的第二N-MOS管输出VDDA’电压至所述源极驱动器。
7.根据权利要求5所述的DC/DC电源转换器,其特征在于:当液晶显示面板关机时,所述源极驱动器接收的ADDA’电压为0,所述压力控制器输出VDDA电压经所述开关电路模块的所述P-MOS管和所述二极管输出VGH’电压至所述栅极驱动器。
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