CN1964169A - Dc－dc转换器和有机发光显示器 - Google Patents

Dc－dc转换器和有机发光显示器 Download PDF

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Abstract

公开了一种具有改进的响应特性和减小的功耗的DC－DC转换器和一种使用该转换器的有机发光显示器。所述转换器使用比较器，该比较器用于接收输入电压和参考电压并确定与输入电压和参考电压之间的差相应的输出，该比较器具有反馈电路，该反馈电路改进电路性能特性，诸如增益、速度和输出电压电平。

Description

DC-DC转换器和有机发光显示器
技术领域
本发明涉及一种DC-DC转换器和一种使用该DC-DC转换器的有机发光显示器，更具体地讲，涉及一种被构造为根据通过将输入电压与参考电压进行比较而获得的比较结果输出电压的DC-DC转换器和一种使用该DC-DC转换器的有机发光显示器。
背景技术
图1是显示以前的比较器的电路图。参考图1，该比较器包括输入单元和第一、第二和第三反相器。
输入单元具有：第一开关SW1，用于切换输入电压Vin的传输；和第二开关SW2，用于切换参考电压Vref的传输。
第一反相器具有使用P MOS晶体管的第一晶体管M1和使用N MOS晶体管的第二晶体管M2。第一电源Vdd连接至第一晶体管M1的源极以提供高电平电压，第二晶体管M2具有连接至地GND的源极以提供低电平电压。并且，第一电容器C1和第三开关SW3连接至与第一节点N1。
第二反相器具有使用P MOS晶体管的第三晶体管M3和使用N MOS晶体管的第四晶体管M4。第一电源Vdd连接至第三晶体管M3的源极以提供高电平电压，地连接至第四晶体管M3的源极以提供低电平电压。并且，第二反相器通过第二电容器C2连接至第一反相器，第二电容器C2、第四开关SW4、第三晶体管M3和第四晶体管M4的端子连接至第二节点N2。
第三反相器具有使用P MOS晶体管的第五晶体管M5和使用N MOS晶体管的第六晶体管M6。第一电源Vdd连接至第五晶体管M5的源极以提供高电平电压，地连接至第六晶体管M6的源极以提供低电平电压。
图2是显示图1所示的电路的输入/输出波形的时序图。参考图2，在比较器单元的输入端输入的输入电压Vin的电压电平改变，并且将输入电压Vin与参考电压Vref进行比较。第一开关SW1至第五开关SW5根据第一控制信号P1和第二控制信号P2执行切换操作，其中，根据第一控制信号P1操作第一开关SW1、第三开关SW3和第四开关SW4，根据第二控制信号P2操作第二开关SW2和第五开关SW5。
首先，如果通过第一控制信号P1接通第一开关SW1、第三开关SW3和第四开关SW4并且通过第二控制信号P2断开第二开关SW2和第五开关SW5，则输入电压Vin被传输到第一电容器C1，与第一反相器和第二反相器之间的阈值电压差相应的电压被存储在第二电容器C2中。
并且，如果通过第一控制信号P1依次断开第一开关SW1、第三开关SW3和第四开关SW4并且通过第二控制信号P2接通第二开关SW2和第五开关SW5，则参考电压Vref被传输到第一电容器C1，以将输入电压Vin与参考电压Vref进行比较。
此时，如果输入电压Vin比参考电压Vref高，则第三反相器的输出端输出低电平电压，如果输入电压Vin比参考电压Vref低，则第三反相器的输出端输出高电平电压。
在上述比较器中，根据第一电容器C1中参考电压Vref和输入电压Vin之间的差确定输出电压，因此该比较器具有这样的问题，即相比于参考电压Vref与输入电压Vin之间的差大的情况，在参考电压Vref和输入电压Vin之间的差不大的情况下要花费更多的时间将输出电压变为高电平或低电平。
为了解决该问题，上述比较器可具有大的电容，因此，它具有由于大的电流消耗而导致其功耗增加的问题。
发明内容
因此，特定实施例解决上述装置的这样的缺点，因此可提供一种能改进信号的响应时间特性而且还减小功耗的DC-DC转换器。
根据本发明的方面，提供了一种比较器，其被构造为接收输入电压和参考电压并确定与该输入电压和该参考电压之间的差相应的输出。该比较器包括：输入单元，被构造为将所述输入电压传输到第一级并将所述参考电压传输到第二级；放大单元；反馈单元，被构造为：当所述输入电压被传输到所述放大单元时，接收从所述放大单元输出的第一电压以产生第一电压，当所述参考电压被传输到所述放大单元时，接收从所述放大单元输出的第二电压以产生第二电压，产生与所述第一电压和所述第二电压之间的差相应的反馈电压，并将该反馈电压传输到所述放大单元；和输出单元，被构造为接收和输出与所述放大单元的输出电压相应的电压，其中，放大单元包括：第一电容器，被构造为存储所述输入电压和所述参考电压；第二电容器，连接至所述第一电容器，被构造为接收反馈电压并存储该反馈电压；和至少一个反相器，被构造为输出与存储在所述第一电容器和所述第二电容器中的电压相应的信号。
根据本发明的另一方面，提供了一种DC-DC转换器，包括：电荷泵，包括被构造为根据输入电压改变输出电压并输出该输出电压的电压输出端；比较器，被构造为接收比较器输入电压和参考电压并确定与该比较器输入电压和该参考电压之间的差相应的输出电压，其中，所述比较器包括：输入单元，被构造为将所述输入电压提供到第一级并将所述参考电压提供到第二级；第一电容器，被构造为存储所述输入电压和所述参考电压；第二电容器，连接至所述第一电容器，被构造为接收反馈电压并存储该反馈电压；和至少一个反相器，被构造为输出与存储在所述第一电容器和所述第二电容器中的电压相应的信号；反馈单元，被构造为：当所述输入电压被提供到所述放大单元时，接收从所述放大单元输出的第一电压以产生第一电压，当所述参考电压被提供到所述放大单元时，接收从所述放大单元输出的第二电压以产生第二电压，产生与所述第一电压和所述第二电压之间的差相应的反馈电压，并将该反馈电压提供到所述放大单元；和输出单元，被构造为接收和输出与所述放大单元的输出电压相应的电压。
根据本发明的另一方面，提供了一种有机发光显示器，包括：像素单元，被构造为显示与数据信号和扫描信号相应的图像；数据驱动单元，被构造为将数据信号提供给所述像素单元；扫描驱动单元，被构造为将扫描信号提供给所述像素单元；和DC-DC转换器，被构造为将电源提供给所述像素单元、所述数据驱动单元和所述扫描驱动单元，其中，所述DC-DC转换器包括：电荷泵，包括被构造为根据输入电压改变输出电压并输出该输出电压的电压输出端；比较器，被构造为接收比较器输入电压和参考电压并确定与该比较器输入电压和该参考电压之间的差相应的输出电压，其中，所述比较器包括：输入单元，被构造为将所述输入电压提供到第一级并将所述参考电压提供到第二级；第一电容器，被构造为存储所述输入电压和所述参考电压；第二电容器，连接至所述第一电容器，被构造为接收反馈电压并存储该反馈电压；和至少一个反相器，被构造为输出与存储在所述第一电容器和所述第二电容器中的电压相应的信号；反馈单元，被构造为：当所述输入电压被提供到所述放大单元时，接收从所述放大单元输出的第一电压以产生第一电压，当所述参考电压被提供到所述放大单元时，接收从所述放大单元输出的第二电压以产生第二电压，产生与所述第一电压和所述第二电压之间的差相应的反馈电压，并将该反馈电压提供到所述放大单元；和输出单元，被构造为接收和输出与所述放大单元的输出电压相应的电压。
根据本发明的另一方面，提供了一种比较器，其被构造为接收输入电压和参考电压并确定与该输入电压和该参考电压之间的差相应的输出，该比较器包括：输入单元，被构造为将所述输入电压传输到第一级并将所述参考电压传输到第二级；放大单元；反馈单元，被构造为：当所述输入电压被传输到所述放大单元时，接收从所述放大单元输出的第一电压以产生第一电压，当所述参考电压被传输到所述放大单元时，接收从所述放大单元输出的第二电压以产生第二电压，产生与所述第一电压和所述第二电压之间的差相应的反馈电压，并将该反馈电压传输到所述放大单元；和输出单元，被构造为接收和输出与所述放大单元的输出电压相应的电压。
上述DC-DC转换器和使用该转换器的有机发光显示器具有改进的响应速率，并且DC-DC转换器可通过切断反相器电路以防止没有操作输入/输出单元时的电流流动来减小功耗。
附图说明
从下面结合附图对特定实施例进行的描述中，这些和/或其它方面和优点将变得清楚和更容易理解，其中：
图1是显示以前的比较器的电路图；
图2是显示图1所示的电路的输入/输出波形的时序图；
图3是显示有机发光显示器的构造的示意图；
图4是显示在图3所示的有机发光显示器中使用的DC-DC转换器的示意图；
图5是显示在图4所示的DC-DC转换器中使用的比较器的实施例的电路图；
图6是显示在图4所示的DC-DC转换器中使用的比较器的另一实施例的电路图；
图7是显示在图5和图6所示的比较器的输入/输出波形的时序图；
图8是显示在图5和图6所示的比较器的输出属性的特性曲线；
图9是显示在图4所示的DC-DC转换器中使用的比较器的另一实施例的电路图；和
图10是显示图9所示的比较器的输入/输出波形的时序图。
具体实施方式
图3是显示根据一些实施例的有机发光显示器的构造的示意图。参考图3，该有机发光显示器具有像素单元100、数据驱动单元200、扫描驱动单元300和DC-DC转换器400。
在像素单元100中，多条数据线D1至Dm和多条扫描线S1至Sn相互交叉，像素110形成在数据线D1至Dm和扫描线S1至Sn交叉的区域中。像素110通过显示与通过数据线D1至Dm发送的数据信号和通过扫描线S1至Sn发送的扫描信号相应的灰度级来表示图像。
数据驱动单元200与多条数据线D1至Dm连接，以将数据信号发送到平行的多条数据线并同时将数据信号发送到沿像素单元100的纬度方向布置的像素行。
扫描驱动单元300与多条扫描线S1至Sn连接，以通过将扫描信号发送到扫描信号将被发送到的像素110来将扫描信号发送到特定像素110。
DC-DC转换器400将从外部发送的DC电源电平转换为适合于每个电负载的DC电源电平，并将该DC电源电平发送到电负载的每个，在DC-DC转换器400中产生的DC电源电平被发送到像素单元100、数据驱动单元200和扫描驱动单元300等。
图4是显示在图3的有机发光显示器中使用的DC-DC转换器的实施例的示意图。参考图4，该DC-DC转换器包括时钟开关430、电荷泵410、时钟划分器440和比较器420。
时钟开关430从时钟产生单元CLK接收时钟，并使用第一时钟CLK1和通过反相器450发送的第二时钟CLK2来调整在时钟产生单元CLK中产生的时钟。
电荷泵410使第一时钟CLK1和第二时钟CLK2同步，对电容器充电以产生比输入电压更高的电压或更低的电压，并将产生的电压输出到驱动单元的每个。
时钟划分器440将时钟CLK1和CLK2从时钟产生单元CLK发送到比较器单元420以操作比较器单元420。
通过时钟CLK和CLKB使比较器420同步，比较器420通过从电荷泵410的输出端接收输入电压Vin和通过参考电压源接收参考电压Vref来将参考电压Vref与输入电压Vin进行比较，并通过经由反相器450将比较信号发送到时钟开关430来允许第一时钟CLK1和第二时钟CLK2操作时钟开关430。这允许电荷泵控制输出电压以与第一时钟CLK1和第二时钟CLK2对应。
图5是显示在图4所示的DC-DC转换器中使用的比较器的实施例的电路图；图7是显示图5所示的比较器的输入/输出波形的时序图。参考图5，比较器420具有输入单元421、放大单元422、输出单元424、反馈单元423和第一、第二和第三反相器。
参考图5，输入单元具有通过第一开关SW11与电容器C10连接的输入电压和通过第二开关SW12与电容器C10连接的参考电压Vref。电容器C10与第一反相器的第一晶体管M11和第二晶体管M12的栅极连接。
电容器C11具有与第一反相器的第一晶体管M11和第二晶体管M12的栅极连接的第一电极和与第六开关SW16和第七开关SW17连接的第二电极。此外，第一反相器、第二反相器和第三反相器以与图1相同的方式连接。第六开关SW16和第七开关SW17连接至第二反相器的输出端，即，连接在第四开关SW14和第五开关SW15之间，因此通过第六开关SW16和第七开关SW17的切换操作来发送通过第二反相器的输出端输出的信号。
可根据图7所示的信号操作比较器，其中，在该比较器中，第一开关SW11、第三开关SW13、第四开关SW14和第六开关SW16根据第一控制信号P1执行切换操作，第二开关SW12根据第二控制信号P2执行切换操作，第五开关SW15和第七开关SW17根据第三控制信号P3执行切换操作。
将参考图5和图7描述比较器的操作。首先，通过第一控制信号P1接通第一开关SW11、第三开关SW13、第四开关SW14和第六开关SW16，通过第二控制信号P2和第三控制信号P3断开第二开关SW12和第五开关SW15。因此，输入电压Vin被传输到电容器C10，与第一反相器和第二反相器之间的阈值电压差相应的电压被存储在第二电容器C12中。由于第五开关SW15保持断开，所以第三反相器处于浮接状态。此时，如果第六开关SW16接通，则第二反相器的输出信号经由第六开关SW16被存储在第一电容器C11中。如果存储在第一电容器C11中的电压经由开关SW13被传输到第一反相器，则第一反相器的输出电压被调整。
当通过第二控制信号P2接通第二开关SW12时，传输到电容器C10的电压从输入电压Vin变为参考电压Vref。当第三开关SW13打开时，在第一反相器的输入处的电压改变。结果，传输到第二反相器的电压也改变。
当在第二开关SW12接通时的时间t1之后接通第五开关SW15和第七开关SW17时，存储在第一电容器C11中的电压根据第七开关SW17的切换操作而改变。第一反相器的第一晶体管M11和第二晶体管M12的栅极电压接收存储在第一电容器C11中的电压。电路的反馈操作增加第一反相器、第二反相器的输出摆动和切换速度、由此增加第三反相器的输出摆动和切换速度。
图8是显示图5所示的比较器的输出属性的特性曲线。参考图8，Vout表示反相器的特性曲线，Inverse表示反相器的特性曲线处于相反状态的曲线。
该特性曲线显示在输入2.5V附近输出显著改变，信号的响应特性为与输入电压和参考电压之间的差相应的高信号和低信号。反馈过程通过存储在第一电容器中的电压影响输入到放大单元的电压以改进切换特性。
图6是显示在图4所示的DC-DC转换器中使用的比较器的另一实施例的电路图。图6所示的比较器具有电容器C21，电容器C21用于存储反馈电压，连接在放大单元的输出与第六开关SW26和第七开关SW27之间。
根据第六开关SW26和第七开关SW27的切换操作来存储存储在电容器C21中的电压，所述切换操作可如图7所示发生。因此，图5和图6所示的比较器具有类似的优越特性，这是因为存储在第一电容器C21中的电压在类似的时刻被发送到第一反相器。
图9是显示在图4所示的DC-DC转换器中使用的比较器的另一实施例的电路图；图10是显示图9所示的比较器的输入/输出波形的时序图。参考图9和图10，与图5和图6所示的比较器不同，图9所示的比较器使用一个开关来执行反馈操作，该执行反馈操作的开关根据图10所示的第四控制信号P4执行切换操作。
当第一控制信号P1导通时，第四控制信号P4为“导通”。当第二控制信号P2“导通”以在第二控制信号P2导通之后的时间t2输入输入电压Vin时，电压根据第四控制信号P4充在第一电容器C31中。结果，参考电压Vref根据第二控制信号P2被输入到第一反相器。
因此，与电压被存储到图5所示的比较器的第一电容器C11上类似，所述电压被存储到图9的第一电容器C31上。因此，图9所示的比较器也具有与图8中的特性曲线所示的优越特性类似的优越特性。
由于改变输入到反相器的电压以增加输出电压的改变电平，所以上述反相器方面、DC-DC转换器和使用该转换器的有机发光显示器具有改进的响应速率。此外，DC-DC转换器可通过切断反相器电路以防止没有操作输入/输出单元时的电流流动来减小功耗。
虽然已详细显示和描述了特定实施例，但是这里所提到的实施例是仅用于说明的目的的示例，并且其意不在使本发明的范围限于所描述的特定细节。此外，本领域的技术人员应该意识到，在不脱离本发明的原理和精神的情况下，可对这些实施例进行改变。

Claims (21)

1、一种比较器，其被构造为接收输入电压和参考电压并确定与该输入电压和该参考电压之间的差相应的输出，该比较器包括：
输入单元，被构造为将所述输入电压传输到第一级并将所述参考电压传输到第二级；
放大单元，包括：
第一电容器，被构造为存储所述输入电压和所述参考电压；
第二电容器，连接至所述第一电容器，被构造为接收反馈电压并存储该反馈电压；和
至少一个反相器，被构造为输出与存储在所述第一电容器和所述第二电容器中的电压相应的信号；
反馈单元，被构造为：当所述输入电压被传输到所述放大单元时，接收从所述放大单元输出的第一电压以产生第一电压，当所述参考电压被传输到所述放大单元时，接收从所述放大单元输出的第二电压以产生第二电压，产生与所述第一电压和所述第二电压之间的差相应的反馈电压，并将该反馈电压传输到所述放大单元；和
输出单元，被构造为接收和输出与所述放大单元的输出电压相应的电压。
2、如权利要求1所述的比较器，其中，所述第一级包括被构造为接收所述输入电压的第一输入端和连接在该输入端和所述第一电容器之间的第一开关，所述第一开关被构造为切换所述输入电压，所述第二级包括第二输入端和连接在该第二输入端和所述第一电容器之间的第二开关，所述第二开关被构造为切换所述参考电压。
3、如权利要求1所述的比较器，其中，所述放大单元包括至少两个反相器，第三电容器连接在这些反相器之间，并被构造为存储这些反相器之间的阈值电压差。
4、如权利要求1所述的比较器，其中，所述第二电容器连接至所述至少一个反相器的输入端和所述第一电容器。
5、如权利要求1所述的比较器，其中，所述第二电容器连接在所述反相器的输入端和所述反馈单元之间。
6、如权利要求1所述的比较器，其中，所述反馈单元被构造为：在输出所述至少一个反相器的输出时的时间期间以及在所述输入电压被提供给所述至少一个反相器的时间和在所述参考电压被提供给所述至少一个反相器的时间之间，将反馈电压提供给所述第一电容器。
7、如权利要求1所述的比较器，其中，所述输入单元被构造为根据第一控制信号和第二控制信号执行切换操作，所述放大单元被构造为根据所述第一控制信号和第三控制信号执行切换操作，所述反馈单元被构造为根据所述第一控制信号和所述第三控制信号执行切换操作。
8、如权利要求7所述的比较器，其中，所述反馈单元包括；第一开关，被构造为根据所述第一控制信号执行切换操作；和第二开关，被构造为根据所述第三控制信号执行切换操作。
9、如权利要求1所述的比较器，其中，所述输入单元被构造为根据第一控制信号和第二控制信号切换，所述放大单元被构造为根据所述第一控制信号和第三控制信号切换，所述反馈单元被构造为根据第四控制信号切换。
10、如权利要求1所述的比较器，其中，所述输出单元被构造为：如果参考电压和输入电压之间的差为正，则输出高电平信号，如果参考电压和输入电压之间的差为负，则输出低电平电压。
11、如权利要求1所述的比较器，其中，所述反馈单元被构造为使用存储在第二电容器中的与存储在第一电容器中的信号相应的信号。
12、如权利要求1所述的比较器，其中，所述放大单元通过所述第一电容器连接至所述输入单元，所述第一电容器被构造为依次接收通过所述第一级提供的输入电压和通过所述第二级提供的参考电压，其中，与输入电压和参考电压之间的差相应的电压被提供给所述放大单元。
13、一种DC-DC转换器，包括：
电荷泵，包括：
电压输出端，被构造为根据输入电压改变输出电压并输出该输出电压；
比较器，被构造为接收比较器输入电压和参考电压并确定与该比较器输入电压和该参考电压之间的差相应的输出电压，
其中，所述比较器包括：
输入单元，被构造为将所述输入电压提供到第一级并将所述参考电压提供到第二级；
第一电容器，被构造为存储所述输入电压和所述参考电压；
第二电容器，连接至所述第一电容器，被构造为接收反馈电压并存储该反馈电压；和
至少一个反相器，被构造为输出与存储在所述第一电容器和所述第二电容器中的电压相应的信号；
反馈单元，被构造为：当所述输入电压被提供到所述放大单元时，接收从所述放大单元输出的第一电压以产生第一电压，当所述参考电压被提供到所述放大单元时，接收从所述放大单元输出的第二电压以产生第二电压，产生与所述第一电压和所述第二电压之间的差相应的反馈电压，并将该反馈电压提供到所述放大单元；和
输出单元，被构造为接收和输出与所述放大单元的输出电压相应的电压。
14、如权利要求13所述的DC-DC转换器，其中，所述第一级包括被构造为接收所述输入电压的第一输入端和连接在该输入端和所述第一电容器之间的第一开关，所述第一开关被构造为切换所述输入电压，所述第二级包括第二输入端和连接在该第二输入端和所述第一电容器之间的第二开关，所述第二开关被构造为切换所述参考电压。
15、如权利要求13所述的DC-DC转换器，其中，所述放大单元包括至少两个反相器，第三电容器连接在这些反相器之间，并被构造为存储这些反相器之间的阈值电压差。
16、如权利要求13所述的DC-DC转换器，其中，所述第二电容器连接至所述至少一个反相器的输入端和所述第一电容器。
17、如权利要求13所述的DC-DC转换器，其中，所述第二电容器连接在所述反相器的输入端和所述反馈单元之间。
18、如权利要求13所述的DC-DC转换器，其中，所述反馈单元被构造为：在输出所述至少一个反相器的输出时的时间期间以及在所述输入电压被提供给所述至少一个反相器的时间和在所述参考电压被提供给所述至少一个反相器的时间之间，提供反馈电压。
19、如权利要求13所述的DC-DC转换器，其中，所述输入单元被构造为根据第一控制信号和第二控制信号切换，所述放大单元被构造为根据所述第一控制信号和第三控制信号切换，所述反馈单元被构造为根据所述第一控制信号和所述第三控制信号切换。
20、一种有机发光显示器，包括：
像素单元，被构造为显示与数据信号和扫描信号相应的图像；
数据驱动单元，被构造为将数据信号提供给所述像素单元；
扫描驱动单元，被构造为将扫描信号提供给所述像素单元；和
DC-DC转换器，被构造为将电源提供给所述像素单元、所述数据驱动单元和所述扫描驱动单元，
其中，所述DC-DC转换器包括：
电荷泵，包括：
电压输出端，被构造为根据输入电压改变输出电压并输出该输出电压；
比较器，被构造为接收比较器输入电压和参考电压并确定与该比较器输入电压和该参考电压之间的差相应的输出电压，
其中，所述比较器包括：
输入单元，被构造为将所述输入电压提供到第一级并将所述参考电压提供到第二级；
第一电容器，被构造为存储所述输入电压和所述参考电压；
第二电容器，连接至所述第一电容器，被构造为接收反馈电压并存储该反馈电压；和
至少一个反相器，被构造为输出与存储在所述第一电容器和所述第二电容器中的电压相应的信号；
反馈单元，被构造为：当所述输入电压被提供到所述放大单元时，接收从所述放大单元输出的第一电压以产生第一电压，当所述参考电压被提供到所述放大单元时，接收从所述放大单元输出的第二电压以产生第二电压，产生与所述第一电压和所述第二电压之间的差相应的反馈电压，并将该反馈电压提供到所述放大单元；和
输出单元，被构造为接收和输出与所述放大单元的输出电压相应的电压。
21、一种比较器，其被构造为接收输入电压和参考电压并确定与该输入电压和该参考电压之间的差相应的输出，该比较器包括：
输入单元，被构造为将所述输入电压传输到第一级并将所述参考电压传输到第二级；
放大单元；
反馈单元，被构造为：当所述输入电压被传输到所述放大单元时，接收从所述放大单元输出的第一电压以产生第一电压，当所述参考电压被传输到所述放大单元时，接收从所述放大单元输出的第二电压以产生第二电压，产生与所述第一电压和所述第二电压之间的差相应的反馈电压，并将该反馈电压传输到所述放大单元；和
输出单元，被构造为接收和输出与所述放大单元的输出电压相应的电压。
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