專利名稱：電源電路、液晶驅動裝置、液晶顯示裝置及升壓電路的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于集成電路領域，尤其涉及一種電源電路、液晶驅動裝置、液晶 顯示裝置，以及升壓電路。
背景技術：
液晶顯示面板在便攜式顯示領域占有越來越廣闊的市場。人們對便攜式電 子可視設備越來越要求低功耗、高清晰的顯示，液晶面板的顯示.質量與液晶驅 動裝置的電源電壓有關。因此，液晶驅動裝置需要低功耗，液晶驅動電壓需要 對稱性比較好。另外，為了使液晶驅動裝置能夠更廣泛的應用，電源電壓應具 有寬泛的選擇范圍。液晶驅動裝置需要提供高的驅動電壓，所以從可靠性、穩(wěn) 定性和成本等因素上考慮， 一般將產生高電壓的電源電路集成在液晶驅動裝置 中。電源電路中包括升壓電路，作為這些升壓電路，可以通過由電荷泵而產生 升壓電壓的電荷泵電路以及相應的控制電路實現低功耗化。
在液晶面板的電極上施加直流電壓驅動時，會降低液晶分子的活性，降低 液晶的使用壽命，因此要在液晶顯示裝置電極上施加交流電壓，.即不斷翻轉加 在液晶面板電極上的電壓。但要保證翻轉前后兩個時間段內的電壓差相等，即 要保證電壓變化的一致性和對稱性。
一般的電荷泵電路，產生的電壓都是外部提供的系統(tǒng)電壓的整數倍(理論 值)，而不能直接產生適合液晶驅動的精準電壓，還要有低壓差線性穩(wěn)壓器
(Low Dropout Regulator, LDO )或者其他結構來調節(jié)產生穩(wěn)定的液晶驅動用 的高電壓，這樣芯片中會存在一個大于液晶驅動最高正電壓的高壓，造成電路 結構復雜，功耗比較大。最負驅動電壓的產生，通常也是先用電荷泵電路產生 一個最負電壓，然后通過減法器產生一個較負的負壓用作液晶的最負驅動電壓，因此芯片中存在一個比液晶最負驅動電壓還負的負壓，同樣造成電路結構復雜、 功耗比較大。發(fā)明內容本發(fā)明實施例的目的在于提供一種電源電路，旨在解決現有產生液晶驅動 電壓的電路結構比較復雜，功耗比較大的問題。本發(fā)明實施例為這樣實現的， 一種電源電路，所述電源電路包括 電荷泵電路，用于利用電荷泵工作產生驅動電壓，所述驅動電壓包括正高壓、次正高壓、最小正高壓、零電位電壓和負高壓，所述正高壓與負高壓，以及所述次正高壓與零電位電壓分別關于所述最小正高壓對稱；第一控制電路，用于閉環(huán)控制所述電荷泵電路產生所述正高壓； 偏壓比電路，用于才艮據所述第一控制電路控制產生的正高壓和零電位電壓，產生所述次正高壓和最小正高壓；以及第二控制電路，用于根據所述偏壓比電路控制產生的次正高壓和最小正高壓閉環(huán)控制所述電荷泵電路產生所述負高壓。本發(fā)明實施例的另一目的在于提供一種液晶驅動裝置，包括電源電路和液晶驅動部分，所述電源電路產生所述液晶驅動部分所用的液晶驅動電壓，所述電源電路包括電荷泵電路，用于利用電荷泵工作產生液晶驅動電壓，所述驅動電壓包括 正高壓、次正高壓、最小正高壓、零電位電壓和負高壓，所述正高壓與負高壓， 以及所述次正高壓與零電位電壓分別關于所述最小正高壓對稱；笫一控制電路，用于閉環(huán)控制所述電荷泵電路產生所述正高壓；偏壓比電路，用于根據所述第一控制電路控制產生的正高壓和零電位電壓， 產生所述次正高壓和最小正高壓；以及第二控制電路，用于根據所述偏壓比電路控制產生的次正高.壓和最小正高 壓閉環(huán)控制所述電荷泵電路產生所述負高壓。本發(fā)明實施例的另一目的在于提供一種液晶顯示裝置，包括液晶面板，以 及液晶驅動裝置；所述液晶面板包括多個COM電極和SEG電極；所述液晶驅動裝置用于產生所述液晶面板COM電極和SEG電極的驅動電壓；所述液晶驅動裝置包括電源電路，所述電源電路包括 電荷泵電路，用于利用電荷泵工作產生所述液晶面板COM電極和SEG電 極的驅動電壓，所述驅動電壓包括正高壓、次正高壓、最小正高.壓、零電位電 壓和負高壓，所述正高壓與負高壓，以及所述次正高壓與零電位電壓分別關于 所述最小正高壓對稱；第一控制電路，用于閉環(huán)控制所述電荷泵電路產生所述正高壓； 偏壓比電路，用于根據所述第一控制電路控制產生的正高壓和零電位電壓， 產生所述次正高壓和最小正高壓；以及第二控制電路，用于根據所述偏壓比電路控制產生的次正高壓和最小正高 壓閉環(huán)控制所述電荷泵電路產生所述負高壓。本發(fā)明實施例的另一目的在于提供一種升壓電路，所述升壓'電路包括 電荷泵電路，用于利用電荷泵工作產生高電壓；以及 控制電路，用于通過閉環(huán)控制所述電荷泵電路根據外部電壓產生高電壓。 在本發(fā)明實施例中，通過控制電路閉環(huán)控制電荷泵電路開關元件的導通和 非導通，控制電荷泵電路直接產生穩(wěn)定的液晶驅動最正、最負電壓，系統(tǒng)中不 存在高于液晶驅動電壓的高壓，也不存在低于液晶驅動最負電壓的負壓，降低 了電路的功耗，電路結構筒單，易實現，并能夠很好地保證正負電壓的一致性 和對稱性。


圖1為包含本發(fā)明實施例的液晶驅動裝置的液晶顯示裝置的結構示意圖；10圖2為本發(fā)明實施例中COM、 SEG電極電壓的波形圖；圖3為本發(fā)明實施例中COM、 SEG電極驅動電壓之間的關系圖；圖4為本發(fā)明實施例提供的電源電路的結構圖；圖5為本發(fā)明實施例提供的電荷泵電路的示例結構圖；圖6為本發(fā)明實施例提供的電荷泵電路的基準時序的波形圖；圖8為本發(fā)明實施例提供的第一控制電路的結構圖；圖9為本發(fā)明實施例提供的偏壓比電路的結構圖；圖10為本發(fā)明實施例提供的第二控制電路的結構圖；圖11為本發(fā)明實施例提供的形成N溝道MOS管、P溝道MOS管的工藝具體實施方式
為了使本發(fā)明的目的、技術方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結合附圖及實 施例，對本發(fā)明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅 僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。在本發(fā)明實施例中，通過控制電路閉環(huán)控制電荷泵電路開關元件的導通和 非導通，控制電荷泵電路直接產生穩(wěn)定的液晶驅動最正、最負電壓，降低了電 路的功耗，電路結構筒單，易實現。圖1示出了包含本發(fā)明實施例的液晶驅動裝置的液晶顯示裝置的示意結 構，為了便于說明，僅示出了與本發(fā)明實施例相關的部分。液晶顯示裝置10包括液晶面板11和液晶驅動裝置12。液晶面板11包括 行電極(COM)、列電極(SEG)兩種電極，COM電極也稱公共電極或掃描 電極，SEG電極也稱段電極或數據電極。COM電極、SEG電極的數量因液晶 面板11尺寸大小的不同而不同。在相應COM電極和SEG電才及之間的交叉點 所對應的位置上設置了像素。各像素由在COM電極和SEG電極之間封入液晶而形成，其透過率隨施加在COM電極和SEG電極之間的電壓變化。液晶面板11上的像素點分為選擇點、未選擇點和半選擇點。在行、列方向 都選擇的像素為選擇點，在行、列方向都不選擇的像素為未選擇點，在行、列 方向有一個方向選擇的像素為半選擇點。因此，液晶電極電壓包括選擇電壓和 未選擇電壓。液晶驅動裝置12包括電源電路121、 X驅動部分122和Y驅動部分123。 電源電路121根據外部提供的零電位電壓(VSS),以及外部提供的系統(tǒng)電源 電壓(VIN),產生SEG電極驅動電壓和COM電極驅動電壓。X驅動部分122 根據顯示數據將電源電路121產生的SEG電極驅動電壓驅動液晶面板11的 SEG電極SEG廣SEGn。 Y驅動部分123根據顯示數據將電源電路121產生的 COM電極驅動電壓依次驅動液晶面板11的COM電極COM! ~ COMM。圖2示出了本發(fā)明實施例中COM、 SEG電極電壓的波形。在本發(fā)明實施 例中，包含正高壓VH、次正高壓VG、最小正高壓VM、零電位電壓VSS，以 及負高壓VL五個驅動電壓。五個驅動電壓的大小關系為 VH>VG>VM>VSS>VL。正高壓VH、負高壓VL是液晶驅動電壓的最正、最負 電壓，在液晶驅動系統(tǒng)中不存在高于液晶驅動用最正電壓的電壓，不存在低于 液晶驅動用最負電壓的負壓，正高壓VH和零電位電壓VSS之間電阻分壓產生 次正高壓VG和最小正高壓VM。VH、 VL和VM為COM電極電壓，VH、 VL為COM電極的選擇電壓， VH為正高壓，VL為負高壓，二者關于VM對稱，VM為COM電極的未選擇 電壓。VG和VSS為SEG電極電壓，也關于VM對稱。當COM'電極的選擇電 壓為VH時，SEG電極的選擇電壓為VSS,未選擇電壓為VG。當COM電極 的選擇電壓為VL時，SEG電極的選擇電壓為VG,未選擇電壓為VSS。圖3示出了本發(fā)明實施例中COM、 SEG電^l驅動電壓之間的關系，VH 為正高壓，VL為負高壓，二者關于VM對稱，例如VH、 VL與VM之間的電 壓分別為16V。 VG和VSS也關于VM對稱，例如VG、 VSS與VM之間的電壓分別為2V。一般定義選擇電壓與非選擇電壓之比為偏壓比，在本發(fā)明實施例中VH/VM 即為偏壓比。為了使得液晶面板ll的顯示達到最佳效果，本發(fā)明實施例中的偏 壓比可以編程控制，即VH、 VG、 VM和VL可調，同時保證電壓變換的一致 性和對稱性，解決了電壓可調與電壓一致性之間的矛盾。圖4示出了本發(fā)明實施例提供的電源電路的結構，包括產生液晶驅動電壓 的電荷泵電路41、通過閉環(huán)控制電荷泵電路41產生驅動電壓的控制電路和偏 壓比電路43?？刂齐娐钒ㄩ]環(huán)控制電荷泵電路41產生正高壓的第一控制電 路42和閉環(huán)控制電荷泵電路41產生負高壓的第二控制電路44。在本發(fā)明實施例中，VH、 VL通過第一控制電路42、第二控制電路44控 制電荷泵電路41直接產生。VG、 VM通過VH與VSS之間經偏壓比電路43 電阻分壓產生。電荷泵電路41通過開關元件，例如金屬氧化物半導體晶體管(Metal Oxide Semiconductor, MOS )控制電容器的充放電荷，將電容器的電荷逐步積累到另 一個電容器上，使其電壓升高，產生高電壓。在本發(fā)明實施例中，以MOS管為例對電荷泵電^各的實現進行說明，當然 也可以采取其他開關元件來實現電荷泵電路。以MOS管作為開關元件的電荷 泵電路中，具體采用P溝道MOS管還是N溝道MOS管可以根據電路需要參 考本發(fā)明實施例的電路原理靈活配置，并不限于本發(fā)明實施例提供的電路。在本發(fā)明實施例中，電荷泵電路41可以分成N ( iV>2 )級裂聯的子電路， 每一級子電路都為相同的電路結構，并且每級子電路的結構原理也相同。其中 第一到第N-l級子電路產生正高壓VH,第N級子電路產生負高壓VL。每一級子電路包括作為開關元件的四個MOS管， 一個用來轉移電荷的充 放電的飛電容，以及一個用來儲存電荷和穩(wěn)定電壓的存儲電容。在電荷泵電路41的第k ( l"<iV )級子電路中，第一、第三MOS管串聯 連接，同樣第二、第四MOS管也串聯連接。第一、第四MOS管的一端(非串聯連接端)接第k電壓，第二 MOS管的一端(非串聯連接端)接零電位電壓VSS，第三MOS管的一端(非串聯連接端)為第k級子電路的電壓輸出端，接 存儲電容的一端和第(k+l)級子電路的第一MOS管，存儲電容的另一端接零 電位電壓VSS。飛電容的第一、第二端分別接第一、第三MOS管的串聯連接 端和第二、第四MOS管的串聯連接端。每一級子電路分兩個時間工作，在第一時間Tl,第一、第二MOS管導通， 第三、第四MOS管非導通，第k電壓(例如第一級即為第一電壓)對飛電容 充電，飛電容的第一端電壓高于第二端的電壓。第二時間T2，第三、第四MOS 管導通，第一、第二 MOS管非導通，飛電容第二端的電壓被抬高，由于電容 的瞬態(tài)保持特性，飛電容第一端的電壓也被抬高，電荷從飛電容轉移到存儲電 容上。第一、第二時間重復進行，當時間足夠后，存儲電容的電'壓被升高，并 穩(wěn)定在一定值，從而得到穩(wěn)定的高壓。四級子電路的結構幾乎完全相同，每一級的工作原理也相同。其中，第一控制 電路42為第一 第三級子電路時鐘信號的使能端，控制產生正高壓VH，第二 控制電路44為第四級子電路時鐘信號的使能端，控制產生負高壓VL。以下以第 一級子電路為例描述子電路的具體連接結構，其他子電路類似， 不再贅述。第一、三、四MOS管為P溝道MOS管(開啟電壓小于零j ,第二MOS 管為N溝道MOS管(開啟電壓大于零)。第一M0S管P1與第三MOS管P2 串聯，第二MOS管Nl與第四MOS管P3串聯。第一、第三M0S管P1、 P2 的串聯連接端接飛電容C1的第一端，第二、第四M0S管N1、 P3的串聯連接 端接飛電容C1的第二端。第一 MOS管Pl的漏極接第三MOS管P2的源極，柵極接時鐘信號CLK1, 源極接外部提供的系統(tǒng)電源電壓VIN。第二 MOS管Nl的漏極接第四MOS管 P3的源極，柵極接時鐘信號CLK1N,源極接零電位電壓VSS。第三MOS管P2的柵極接時鐘信號CLK2,漏極接第二級子電路的第一 MOS管P5的源極和 存儲電容C5的第一端，存儲電容C5的第二端接零電位電壓VSS。第四MOS 管P3的柵極接時鐘信號CLK2,漏極接外部提供的系統(tǒng)電源電壓VIN。
圖6示出了本發(fā)明實施例提供的電荷泵電路基準時序的波形，CLK1和 CLK2為不交疊時鐘，時鐘的不交疊時間t大于零。CLK1N和CLK2N分別為 CLK1、 CLK2的反向時鐘。CLK1、 CLK2、 CLK1N和CLK2N的電壓幅度都為 從系統(tǒng)的零電位電壓VSS到第一電壓VIN,相應的都分為第一時間Tl和第二 時間T2，第一時間Tl與第二時間T2 —直循環(huán)下去。
電荷泵電路41每級子電路的時序都由基準時序產生，基準時序的電壓幅度 都從系統(tǒng)的零電位電壓VSS到第一電壓VIN，因此需要通過電平轉換器(level shift)將基準電壓轉到電荷泵電路41各級子電路中MOS管需要的導通和關斷 (或稱非導通)電壓。
如圖7所示，經過電平轉換器(level shift)，將CLKA、 CLKB、 CLKAN 的電源轉換到,人零電位電壓VSS到第二電壓V2X后，分別得到CLK1、 CLK2、 CLK1N;將CLKB、 CLKA、 CLKBN的電源轉換到從零電位電壓VSS到第三 電壓V4X后，分別得到CLK3、 CLK4、 CLK3N;將CLKA、 CLKB、 CLKAN 的電源轉換到乂人零電位電壓VSS到正高壓VH后，分別得到CLK5、 CLK6、 CLK5N;將CLKAN、 CLKBN、 CLKA的電源轉換到從負高壓VL到正高壓 VH后，分別得到CLK7、 CLK8、 CLK7N。
參見圖5，在第一級子電路中，在第一時間Tl,第一、第二M0S管P1、 Nl導通，第三、第四P2、 P3非導通，第一電壓VIN對飛電容C1充電，飛電 容C1的第一端電壓高于第二端電壓。而后，時鐘轉換到第二時間T2，第三、 第四MOS管P2、 P3導通，第一、第二M0S管P1、 Nl非導通，此時，飛電 容C1與存儲電容C5串聯，電荷重新分配。由于第一電壓VIN將飛電容C1的 第二端抬高，飛電容C1會向存儲電容C5放電，當此過程重復操作足夠的時間 過后，存儲電容C5上的電壓穩(wěn)定在VIN42的電壓值(無負載消耗的理想情況下)，從而得到高于第一電壓VIN的第二電壓V2X。同理，將第一級子電路得到的第二電壓V2X作為第二級子電路的輸入電 壓，可以得到第三電壓V4X，將第三電壓V4X作為第三級子電路的輸入電壓， 可以得到正高壓,VH。通過第四級子電路，得到負高壓VL。在第一時間Tl, MOS管P12、 N4 導通，N5、 N6非導通，正高壓VH對飛電容C4充電，飛電容C4的第一端電 壓高于第二端電壓。而后，時鐘轉換到第二時間T2， MOS管N5、 N6導通， P12、 N4非導通，此時，飛電容C4與存儲電容C8串聯，電荷重新分配。由于 VSS將飛電容C4的第一端拉低，存儲電容C8的第一端也被拉低，飛電容C4 與存儲電容C8的電荷重新分配，當此過程重復操作足夠的時間過后，存儲電 容C8上的電壓穩(wěn)定在-VH的電壓值(無負載消耗的理想情況下)。圖8示出了本發(fā)明實施例提供的第一控制電路的結構，包含正高壓VH與 零電位電壓VSS之間的電阻分壓電路81、基準電壓產生電路82、誤差比較器 83和D觸發(fā)器采樣電路84。電阻分壓電路81通過正高壓VH與零電位電壓VSS之間電阻分壓產生分 壓Vr,基準電壓產生電路8'2通過帶隙基準電路產生基準電壓Vref,分別將Vref、 Vr輸入到誤差比較器83的同相、反相輸入端，誤差比較器83的輸出使能觸發(fā) 信號輸入到D觸發(fā)器采樣電路84的數據端，經過電荷泵電路41的時鐘信號采 樣后，作為電荷泵電路41的第一 第三級子電路的時鐘的使能端。在第 一控制電路42實現的電壓關系可用下式表示VH*Rx2/ (R2+Rx2 ) =Vr=Vref變換形式即VH=Vref^ (R2+Rx2 ) / Rx2當正高壓VH低于Vref* ( R2+Rx2 ) / Rx2時，誤差比較器83的同相端電 壓大于反相端電壓，誤差比較器83輸出的使能觸發(fā)信號為高電平，D觸發(fā)器采 樣電路84輸出有效的正高壓時鐘使能信號EN—VH到電荷泵電路41的第 一 第 三級子電路的時鐘的使能端，電荷泵電路41的時鐘開啟，進行充放電，存儲電容不斷補充電荷，VH隨之升高。
當正高壓VH等于或者大于Vref* (R2+Rx2) /Rx2時，誤差比較器83的 同相端電壓小于反相端電壓，誤差比較器83輸出的使能觸發(fā)信號為低電平，D 觸發(fā)器采樣電路84輸出的時鐘使能信號無效，電荷泵電路41的時鐘關斷，不 進行充放電，存儲電容不再補充電荷，電壓穩(wěn)定在VreP (R2+Rx2)/Rx2。當 負載消耗電荷使正高壓VH低于Vref* (R2+Rx2) / Rx2時，電荷泵電路41再 重新開啟，存儲電容再進行充電，通過調整Vref, R2和Rx2可以調整正高壓 VH的大小。
圖9示出了本發(fā)明實施例提供的偏壓比電路的結構。偏壓比電路43中，在 正高壓VH與零電位電壓VSS之間順序串聯了電阻RO、 Rxl和RxO。電阻RO 的一端接電荷泵電路41的正高壓VH輸出端，另一端接Rxl，電阻Rxl的另一 端"!妄電阻RxO,電阻RxO的另一端接零電位電壓VSS。在電阻RO和Rxl的連 接端輸出VG,在電阻Rxl和RxO的連接端輸出VM。
由于VG、 VSS關于VM對稱，所以電阻Rxl、 RxO的阻值相等，同步變 化。VH與VG、 VM之間的電壓關系可以用下式表示
VG=VH* (Rxl+RxO ) / ( RO+Rxl+RxO )
VM=VH*RxO/ (膨Rxl+RxO )
或者表示為
VH=VM* ( RO+Rxl+RxO ) / RxO=VM+[VM* ( RO+Rxl) / RxO]
根據液晶面板11的特性，偏壓比可以編程調整，通過控制邏輯調整電阻 RxO、 Rxl阻值的方法調整偏壓比VH/VM，調整VM、 VG的電壓值。
圖IO示出本發(fā)明實施例提供的第二控制電路的結構，包含VG與VL之間 的電阻分壓電路101、誤差比較器102和D觸發(fā)器采樣電路103。
電阻分壓電路101中，電阻Rx3、 R3依次串聯，電阻Rx3的'非串聯連接端 接偏壓比電路43的次正高壓VG輸出端，電阻R3的非串聯連接端接負高壓 VL,電阻Rx3、 R3的中間連接端輸出電壓VMX。電壓VMX、 VM分別輸入到誤差比較器102的同相、反相輸入端，誤差比較器102輸出的使能觸發(fā)信號 輸入到D觸發(fā)器采樣電路103的數據端，經過電荷泵電路41的時鐘信號采樣 后，作為電荷泵電路41的第四級子電路的時鐘的使能端。電阻分壓電^各101分壓產生一個電壓VMX與偏壓比電路43產生的電壓 VM,分別輸入誤差比較器102的同相和反相輸入端，誤差比較器102比較上 述VMX， VM電壓，其輸出的使能觸發(fā)信號輸入到D觸發(fā)器采樣電路103的 數據輸入端，經D觸發(fā)器采樣電路103采樣后，作為電荷泵電路41負高壓產 生電路的時序使能信號ENJ/L，從而控制此部分MOS管的導通和關斷，控制 負高壓VL的大小。當VMX〉VM時，誤差比較器102的同相端電壓大于反相褲電壓，輸出的 使能觸發(fā)信號為高電平，D觸發(fā)器采樣電路103輸出有效的時鐘使能信號，作 為電荷泵電路41負高壓產生電路的時序使能信號EN一VL,電荷泵電路41的時 鐘開啟，進4亍充》文電。當VMX《VM時，誤差比較器102的同相端電壓小于反相端電壓，輸出的 使能觸發(fā)信號為低電平，D觸發(fā)器采樣電路103輸出的時鐘使能信號無效，電 荷泵電路41的時鐘關斷，不進行充放電。VM、 VMX為相等的電壓(理論上相等，實際中會有小的誤差)，且由對 稱關系可知VG-VL-VH, VG=2*VM，則VL與VM、 VG之間的.電壓關系可以 用下式表示VG-VL=VM* (R3+Rx3) /R3;可以變形為VL=VM- [VM*R3/ Rx3];為了使得VH、 VL精確關于VM對稱，在本發(fā)明實施例中，Rx3:RxO(偏 壓比電路43中的電阻)，R3=R0+Rxl (偏壓比電路43中的電阻)。Rx3、 RxO 用相同的控制邏輯調整，保證VL、 VH變化的一致性。在本發(fā)明實施例中，MOS管可以在圖11的半導體制成工藝'中實現，可以實現高、低壓兩類MOS器件。本發(fā)明實施例中，電荷泵電路41'中的MOS管 Nl為低壓N溝道MOS管(LVNMOS) , MOS管N2、 N3、 N4、 N5為高壓 N溝道MOS管(HVNMOS-2 ), MOS管N6為高壓N溝道MOS管(HVNMOS-l), MOS管Pl、 P2、 P3為低壓P溝道MOS管(LVPMOS) , MOS管P4、 P5、 P6、 P7、 P8、 P9、 Pll、 P12為高壓P溝道MOSFET (HVPMOS)，其他的邏 輯電路可用低壓MOS器件實現。在本發(fā)明實施例中，通過控制電路控制電荷泵的開關元件的導通和非導通 的時間的長短，來控制轉移到存儲電荷上的電荷的多少，從而得到穩(wěn)定的正、 負電壓。通過控制電路對電荷泵電路的閉環(huán)控制，直接產生液晶驅動的最正， 最負電壓，系統(tǒng)中不存在高于液晶驅動電壓的高壓，也不存在低于液晶驅動最 負電壓的負壓，降低了電路的功耗，電路結構簡單，易實現。另外，本發(fā)明實施例第二控制電路中分壓電路的電阻阻值及控制邏輯與偏 壓比電路的電路完全相同，可以保證偏壓比電路的變化與負壓的變化同步，保 證液晶驅動電壓變換具有良好的 一致性和對稱性。顯然，本發(fā)明實施例中通過控制電路對電荷泵電路進行閉環(huán)控制，控制電 荷泵根據外部系統(tǒng)提供的電壓產生高電壓的方案，也可以用在各種通過電荷泵 電路產生高電壓的場景，由于控制電路對電荷泵電路進行閉環(huán)控制，可以使得 電荷泵電路靈活產生包括外部系統(tǒng)提供的電壓的整數倍在內的各種電壓，在保 持電路低功耗的前提下，增加了電荷泵電路生成的電壓的范圍，電路簡單，容 易實現。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā) 明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發(fā)明 的保護范圍之內。
權利要求
1、一種電源電路，其特征在于，所述電源電路包括電荷泵電路，用于利用電荷泵工作產生驅動電壓，所述驅動電壓包括正高壓、次正高壓、最小正高壓、零電位電壓和負高壓，所述正高壓與負高壓，以及所述次正高壓與零電位電壓分別關于所述最小正高壓對稱；第一控制電路，用于閉環(huán)控制所述電荷泵電路產生所述正高壓；偏壓比電路，用于根據所述第一控制電路控制產生的正高壓和零電位電壓，產生所述次正高壓和最小正高壓；以及第二控制電路，用于根據所述偏壓比電路控制產生的次正高壓和最小正高壓閉環(huán)控制所述電荷泵電路產生所述負高壓。
2、 如權利要求1所述的電源電路，其特征在于，所述電荷泵電路包括 N級級聯的子電路，其中第k級子電路輸出的第k+l電壓為第k+l級子電路的輸入電壓；第k級子電路包括第一-第四開關元件，所述第一和第三開關元件串聯連接，所述第二和第 四開關元件串聯連接，所述第一、四開關元件的非串聯連接端分別接第k電壓， 所述第二開關元件的非串聯連接端接零電位電壓，所述第三開關元件的非串聯 連接端接第k+l級子電路的第一開關元件；第一電容，其兩端分別與第一、第三開關元件的串聯連接端和第二、第四 開關元件的串聯連接端連接；第二電容，其一端連接所述第三開關元件的電壓輸出端，另一端連接零電 位電壓；在充電期間，所述第一、第二開關元件導通，所述第三、第四開關元件非 導通，通過第k電壓對所述第一電容充電；在放電期間，所述第三、第四開關元件導通，所述第一、第二開關元件非 導通，所述第一電容向所述第二電容充電；其中，1《"iV,iV2 2, k、 N為自然數。
3、 如權利要求2所述的電源電路，其特征在于，所述開關元件為MOS管。
4、 如權利要求1所述的電源電路，其特征在于，所述第一控制電路包括 電阻分壓電路，用于通過所述正高壓與零電位電壓分阻產生電阻分壓； 基準電壓產生電路，用于產生基準電壓；誤差比較器，其同相輸入端和反相輸入端分別接入所述基準電壓和電阻分 壓，用于根據所述基準電壓和電阻分壓產生使能觸發(fā)信號；以及D觸發(fā)器采樣電路，用于根據所述使能觸發(fā)信號，輸出控制所述電荷泵電 路產生所述正高壓的時鐘使能信號。
5、 如權利要求4所述的電源電路，其特征在于，所述電阻分壓電路包括 第一電阻，以及與所述第一電阻串聯的第二電阻；所述第一電阻的非串聯連接端接所述電荷泵電路的正高壓輸出端，所述第 二電阻的非串聯連接端接零電位電壓，所述第 一 電阻與第二電阻的串聯連接端 輸出所述電阻分壓。
6、 如權利要求5所述的電源電路，其特征在于，所述正高壓與所述基準電 壓滿足下式VH=Vref* (R2+Rx2) / Rx2,其中，VH為正高壓，Vref為基準電壓，R2 為所述笫一電阻的阻值，Rx2為所述第二電阻的阻值；當VH小于VreP (R2+Rx2 ) / Rx2時，所述誤差比較器輸出的使能觸發(fā)信 號為高電平，所述D觸發(fā)器采樣電路輸出有效的時鐘使能信號，所述電荷泵電 路的時鐘開啟，進行充放電，產生所述正高壓；當VH大于或者等于Vref^ (R2+Rx2) /Rx2時，所述誤差比較器輸出的使 能觸發(fā)信號為低電平，所述D觸發(fā)器采樣電路輸出的時鐘使能信號無效，電荷 泵電路的時鐘關斷，不進行充放電。
7、 如權利要求1所述的電源電路，其特征在于，所述偏壓比電路包括 依次串聯的第一電阻、第二電阻和第三電阻，所述第二電阻的阻值與所述第三電阻的阻值相等，同步變化；所述第一電阻的非串聯連接端接所述正高壓，所述第三電阻的非串聯連接端接零電位電壓；所述第一電阻與第二電阻的串聯連接端輸出次正高壓，所述第二電阻與第 三電阻的串聯連接端輸出最小正高壓。
8、 如權利要求1所述的電源電路，其特征在于，所述第二控制電路包括 電阻分壓電路，根據所述次正高壓和負高壓產生電阻分壓；誤差比較器，其同相輸入端和反相蜂入端分別接所述電阻分壓和偏壓比電 路的最小正高壓輸出端，用于根據所述電阻分壓和最小正高壓產生使能觸發(fā)信 號；以及D觸發(fā)器采樣電路，用于根據所述使能觸發(fā)信號，輸出控制所述負高壓產 生的時鐘使能信號。
9、 如權利要求8所述的電源電路，其特征在于，當所述電阻'分壓大于所述 所述偏壓比電路輸出的最小正高壓時，所述誤差比較器輸出的使能觸發(fā)信號為 高電平，所述D觸發(fā)器釆樣電路輸出有效的時鐘使能信號，所述電荷泵電路進 行充放電；當所述電阻分壓小于等于所述所述偏壓比電路輸出的最小正高壓時，所述 誤差比較器輸出的使能觸發(fā)信號為低電平，所述D觸發(fā)器采樣電路輸出的時鐘 使能信號無效，所述電荷泵電路的時鐘關斷，不進行充放電。
10、 如權利要求8所述的電源電路，其特征在于，所述電阻分壓電路包括 第一電阻，以及與所述第一電阻串聯連接的第二電阻；所述第 一電阻的非串聯連接端接所述偏壓比電路的次正高壓輸出端，所述 第二電阻的非串聯連接端接所述電荷泵電路的負高壓輸出端； 所述第 一電阻與第二電阻的串聯連接端輸出所述電阻分壓。
11、 一種液晶驅動裝置，包括電源電路和液晶驅動部分，所述電源電路產 生所述液晶驅動部分所用的液晶驅動電壓，其特征在于，所述電源電路包括電荷泵電i 各，用于利用電荷泵工作產生液晶驅動電壓，所述驅動電壓包括 正高壓、次正高壓、最小正高壓、零電位電壓和負高壓，所述正高壓與負高壓，以及所述次正高壓與零電位電壓分別關于所述最小正高壓對稱； 第一控制電路，用于閉環(huán)控制所述電荷泵電路產生所述正高壓； 偏壓比電路，用于根據所述第一控制電路控制產生的正高壓和零電位電壓，產生所述次正高壓和最小正高壓；以及第二控制電路，用于根據所述偏壓比電路控制產生的次正高壓和最小正高壓閉環(huán)控制所述電荷泵電路產生所述負高壓。
12、如權利要求11所述的液晶驅動裝置，其特征在于，所述電荷泵電路包括N級級聯的子電路，其中第k級子電路輸出的第k+l電壓為第k+l級子電 路的輸入電壓； . 第k級子電路包括第一-第四開關元件，所述第一和第三開關元件串聯連接，所述第二和第 四開關元件串聯連接，所述第一、四開關元件的非串聯連接端分別接第k電壓， 所述第二開關元件的非串聯連接端接零電位電壓，所述第三開關元件的非串聯 連接端接第k+l級子電路的第一開關元件；第一電容，其兩端分別與第一、第三開關元件的串聯連接端和第二、第四 開關元件的串聯連接端連接；第二電容，其一端連接所述第三開關元件的電壓輸出端，另.一端連接零電位電壓；在充電期間，所述第一、第二開關元件導通，所述第三、第四開關元件非 導通，通過第k電壓對所述第一電容充電；在放電期間，所述第三、第四開關元件導通，所述第一、第二開關元件非 導通，所述第一電容向所述第二電容充電；其中，1S/K7V,iV》2, k、 N為自然數。
13、 如權利要求11所述的液晶驅動裝置，其特征在于，所述第一控制電路包括電阻分壓電路，用于通過所述正高壓與零電位電壓分阻產生電阻分壓； 基準電壓產生電路，用于產生基準電壓；壓，用于根據所述電阻分壓和基準電壓產生使能觸發(fā)信號；以及D觸發(fā)器采樣電路，用于根據所述使能觸發(fā)信號，輸出控制所述正高壓產 生的時鐘使能信號。
14、 如權利要求11所述的液晶驅動裝置，其特征在于，所述偏壓比電路包括依次串聯的第一電阻、第二電阻和第三電阻，所述第二電阻的阻值與所述 第三電阻的阻值相等，同步變化；所述第一電阻的非串聯連接端接正高壓，所述第三電阻的非串聯連接端接 零電位電壓；所述第一電阻與第二電阻的串聯連接端輸出次正高壓，所述第二電阻與第 三電阻的串聯連接端輸出最小正高壓。
15、 如權利要求11所述的液晶驅動裝置，其特征在于，所述第二控制電路 包括電阻分壓電路，才艮據所述次正高壓和負高壓產生電阻分壓；誤差比較器，其同相輸入端和反相輸入端分別接所述電阻分壓和偏壓比電路的最小正高壓輸出端，用于根據所述電阻分壓和最小正高壓產生使能觸發(fā)信號；以及D觸發(fā)器采樣電路，用于根據所述使能觸發(fā)信號，輸出控制所述負高壓產 生的時鐘使能信號。
16、 一種液晶顯示裝置，包括液晶面板，以及液晶驅動裝置； 所述液晶面板包括多個COM電極和SEG電極；所述液晶驅動裝置用于產生所述液晶面板COM電極和SEG電極的驅動電壓；所述液晶驅動裝置包括電源電路，其特征在于，所述電源電路包括 電荷泵電路，用于利用電荷泵工作產生所述液晶面板COM電極和SEG電極的驅動電壓，所述驅動電壓包括正高壓、次正高壓、最小正高壓、零電位電壓和負高壓，所述正高壓與負高壓，以及所述次正高壓與零電位電壓分別關于所述最小正高壓對稱；第一控制電路，用于閉環(huán)控制所述電荷泵電路產生所述正高壓； 偏壓比電路，用于根據所述第一控制電路控制產生的正高壓和零電位電壓，產生所述次正高壓和最小正高壓；以及第二控制電路，用于根據所述偏壓比電贈、控制產生的次正高壓和最小正高壓閉環(huán)控制所述電荷泵電路產生所述負高壓。
17、 一種升壓電路，其特征在于，所述升壓電路包括電荷泵電路，用于利用電荷泵工作產生高電壓;以及控制電路，用于通過閉環(huán)控制所述電荷泵電路根據外部電壓產生高電壓。
全文摘要
本發(fā)明適用于集成電路領域，提供了一種電源電路、液晶驅動裝置、液晶顯示裝置及升壓電路，所述電源電路包括電荷泵電路，用于利用電荷泵工作產生驅動電壓；第一控制電路，用于閉環(huán)控制所述電荷泵電路產生正高壓；偏壓比電路，用于根據所述第一控制電路控制產生的正高壓和零電位電壓，產生次正高壓和最小正高壓；以及第二控制電路，用于根據所述偏壓比電路控制產生的次正高壓和最小正高壓閉環(huán)控制所述電荷泵電路產生負高壓。通過本發(fā)明，系統(tǒng)中不存在高于液晶驅動電壓的高壓，也不存在低于液晶驅動最負電壓的負壓，降低了電路的功耗，電路結構簡單，易實現，并能夠很好地保證正負電壓的一致性和對稱性。
文檔編號G09G3/20GK101303832SQ20071007440
公開日2008年11月12日 申請日期2007年5月10日 優(yōu)先權日2007年5月10日
發(fā)明者衛(wèi) 馮, 云 楊, 趙春波 申請人:比亞迪股份有限公司