專利名稱：一種升壓電路、液晶驅(qū)動裝置及液晶顯示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于集成電路領(lǐng)域，尤其涉及一種升壓電路、液晶驅(qū)動裝置及 液晶顯示裝置。
背景技術(shù)：
液晶顯示面板在便攜式顯示領(lǐng)域占有越來越廣闊的市場。人們對便攜式電 子可視設(shè)備越來越要求低功耗、高清晰的顯示，液晶面板的顯示質(zhì)量與液晶驅(qū) 動裝置的電源電壓有關(guān)。因此，液晶驅(qū)動裝置需要低功耗，液晶驅(qū)動電壓需要 對稱性比較好。另外，為了使液晶驅(qū)動裝置能夠更廣泛的應(yīng)用，電源電壓應(yīng)具 有寬泛的選擇范圍。液晶驅(qū)動裝置需要提供高的驅(qū)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(chǎn)生高電壓的電源電路集成在液晶驅(qū)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(chǎn)生 升壓電壓的電荷泵電路以及相應(yīng)的控制電路實(shí)現(xiàn)低功耗化。
在液晶面板的電極上施加直流電壓驅(qū)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(zhuǎn)加 在液晶面板電極上的電壓。但要保證翻轉(zhuǎn)前后兩個時間段內(nèi)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(chǎn)生的電壓都是外部提供的系統(tǒng)電壓的整數(shù)倍(理論 值)，而不能直接產(chǎn)生適合液晶驅(qū)動的精準(zhǔn)電壓，還要有低壓差線性穩(wěn)壓器
(Low Dropout Regulator, LDR)或者其他結(jié)構(gòu)來調(diào)節(jié)產(chǎn)生穩(wěn)、定的液晶驅(qū)動用 的高電壓，這樣芯片中會存在一個大于液晶驅(qū)動最高正電壓的高壓，造成電路 結(jié)構(gòu)復(fù)雜，功耗比較大，成本高。最負(fù)驅(qū)動電壓的產(chǎn)生，通常也是先用電荷泵 電路產(chǎn)生一個最負(fù)電壓，然后通過減法器產(chǎn)生一個較負(fù)的負(fù)壓用作液晶的最負(fù)驅(qū)動電壓，因此芯片中存在一個比液晶最負(fù)驅(qū)動電壓還負(fù)的負(fù)壓，同樣造成電 路結(jié)構(gòu)復(fù)雜、功耗比4交大、成本高。

實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的在于提供一種升壓電路，旨在解決現(xiàn)有產(chǎn)生液晶驅(qū)動電 壓的升壓電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜、功耗大、成本高的問題。
本實(shí)用新型是這樣實(shí)現(xiàn)的， 一種升壓電路，包括電荷泵電路以及與所述電 荷泵電路連接，用于控制所述電荷泵電路產(chǎn)生驅(qū)動電壓的控制電路，所述電荷
泵電3各包4舌
N級級聯(lián)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 ^各的l命入電壓；
第k級子電路包括
第一 第四開關(guān)元件，所述第一和第三開關(guān)元件串聯(lián)連接，所述第二和第 四開關(guān)元件串聯(lián)連接，所述第一、四開關(guān)元件的非串聯(lián)連接端分別接第k電壓， 所述第二開關(guān)元件的非串聯(lián)連接端接零電位電壓，所述第三開關(guān)元件的非串聯(lián) 連接端接第k+l級子電路的第一開關(guān)元件；
第一電容，其兩端分別與第一、第三開關(guān)元件的串聯(lián)連接端和第二、第四 開關(guān)元件的串聯(lián)連接端連接；
第二電容，其一端連接所述第三開關(guān)元件的電壓輸出端，另一端連接零電 位電壓；
第m級子電路包括
第五 第八開關(guān)元件，所述第五和第七開關(guān)元件串聯(lián)連接，所述第六和第 八開關(guān)元件串聯(lián)連接，所述第五、八開關(guān)元件的非串聯(lián)連接端分別接第m電壓， 所述第六開關(guān)元件的非串聯(lián)連接端接零電位電壓，所述第七開關(guān)元件的非串聯(lián) 連接端接第m+l級子電路的第五開關(guān)元件；
第三電容，其兩端分別與第五、第七開關(guān)元件的串聯(lián)連接端和第六、第八
6開關(guān)元件的串聯(lián)連接端連接；
其中，l<k<N-2， N-2《m《N, N>3， k、 m、 N為自然凄丈。 本實(shí)用新型的另一目的在于提供一種采用上述升壓電路的液晶驅(qū)動裝置。 本實(shí)用新型的另一目的在于提供一種釆用上述液晶驅(qū)動裝置的液晶顯示裝置。
在本實(shí)用新型實(shí)施例中，通過控制電路控制電荷泵電路開關(guān)元件的導(dǎo)通， 控制電荷泵電路直接產(chǎn)生穩(wěn)定的液晶驅(qū)動最正、最負(fù)電壓，系統(tǒng)中不存在高于 液晶驅(qū)動電壓的高壓，也不存在低于液晶驅(qū)動最負(fù)電壓的負(fù)壓，降低了電^各的 功耗，電路結(jié)構(gòu)簡單，有效的減少了電路外圍器件，成本低、易實(shí)現(xiàn)。


圖l為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的升壓電路的電路結(jié)構(gòu)圖； 圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的第一控制電路的結(jié)構(gòu)圖； 圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的偏壓比電路的結(jié)構(gòu)圖； 圖4為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的第二控制電路的結(jié)構(gòu)圖； 圖5為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的電荷泵電路的示例結(jié)構(gòu)圖7為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的電荷泵電^^輸出電壓波形圖。
具體實(shí)施方式
為了使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，
以下結(jié)合附圖 及實(shí)施例，對本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體 實(shí)施例僅僅用以解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。
本實(shí)用新型實(shí)施例提供的升壓電路通過控制電荷泵電路中的開關(guān)元件的導(dǎo) 通，控制電荷泵電路直接產(chǎn)生穩(wěn)定的液晶驅(qū)動最正、最負(fù)電壓，降低了電路的 功耗，電路結(jié)構(gòu)簡單，成本低。本實(shí)用新型提供的升壓電路主要應(yīng)用于液晶驅(qū)動裝置以及液晶顯示裝置 中，其電路結(jié)構(gòu)如圖l所示，為了便于說明，僅示出了與本實(shí)用新型相關(guān)的部 分，詳述如下。
升壓電路包括電荷泵電路U以及與電荷泵電路II連接用于控制電荷泵電
路11產(chǎn)生驅(qū)動電壓的控制電路；驅(qū)動電壓包括正高壓VH、次正高壓VG、 最小正高壓VM、零電位電壓VSS，以及負(fù)高壓VL，其中，驅(qū)動電壓的大小關(guān) 系為VH>VG>VM>VSS>VL。
電荷泵電路ll包括N級級聯(lián)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；其中，第k級子電路包括第一-第四開 關(guān)元件，所述第一和第三開關(guān)元件串聯(lián)連接，所述第二和第四開關(guān)元件串聯(lián)連 接，所述第一、四開關(guān)元件的非串聯(lián)連接端分別接第k電壓，所述第二開關(guān)元 件的非串聯(lián)連接端接零電位電壓，所述第三開關(guān)元件的非串聯(lián)連接端接第k+l
級子電路的第一開關(guān)元件；笫一電容，其兩端分別與第一、第三開關(guān)元件的串 聯(lián)連接端和第二、第四開關(guān)元件的串聯(lián)連接端連接；第二電容，其一端連接所 述第三開關(guān)元件的電壓輸出端，另一端連接零電位電壓；第m級子電路包括 第五 第八開關(guān)元件，所述第五和第七開關(guān)元件串聯(lián)連接，所述第六和第八開 關(guān)元件串聯(lián)連接，所述第五、八開關(guān)元件的非串聯(lián)連接端分別接第m電壓，所 迷第六開關(guān)元件的非串聯(lián)連接端接零電位電壓，所述第七開關(guān)元件的非串聯(lián)連 接端接第m+l級子電路的第五開關(guān)元件；第三電容，其兩端分別與第五、第七 開關(guān)元件的串聯(lián)連接端和第六、第八開關(guān)元件的串聯(lián)連接端連接；其中， l<k<N-2, N畫2《m《N， N>3， k、 m、 N為自然凄t。
控制電路進(jìn)一步包括第一控制電路12,輸出端與電荷泵電路11的第一 輸入端連接，控制電荷泵電路11產(chǎn)生正高壓VH,其反饋輸入端與電荷泵電路 11輸出的正高壓VH連接，控制調(diào)整正高壓VH的大??；偏壓比電路13,與電 荷泵電路11的正高壓輸出端連接，根據(jù)零電位電壓VSS以及電荷泵電路11輸 出的正高壓VH產(chǎn)生次正高壓VG和最小正高壓VM;第二控制電路l4，輸出端與電荷泵電路11的第二輸入端連接，控制電荷泵電路11產(chǎn)生負(fù)高壓VL, 其第一反饋輸入端與電荷泵電路11輸出的負(fù)高壓VL連接，控制調(diào)整負(fù)高壓 VL的大小，其第二反饋輸入端與偏壓比電路13輸出的次正高壓VG連接，控 制調(diào)整次正高壓VG的大小，其第三反饋輸入端與偏壓比電路13輸出的最小正 高壓VM連接，控制調(diào)整最小正高壓VM的大小。
本實(shí)用新型實(shí)施例提供的第一控制電路12的結(jié)構(gòu)如圖2所示，為了便于說 明，僅示出了與本實(shí)用新型相關(guān)的部分，詳述如下。
第一控制電路12進(jìn)一步包括第一分壓電路121，其輸入端連接電荷泵電 路11輸出的正高壓VH,根據(jù)零電位電壓VSS和正高壓VH產(chǎn)生電阻分壓；基 準(zhǔn)電壓生成電路122，產(chǎn)生基準(zhǔn)電壓；第一誤差比較器123,其同相輸入端連接 至基準(zhǔn)電壓生成電路122的輸出端，其反相輸入端連接至第一分壓電路121的 輸出端，根據(jù)基準(zhǔn)電壓生成電路122生成的基準(zhǔn)電壓和第一分壓電路121產(chǎn)生 的電阻分壓產(chǎn)生使能觸發(fā)信號；第一采樣電路124,其輸入端連接至第一誤差 比較器123的輸出端，根據(jù)第一誤差比較器123產(chǎn)生的使能觸發(fā)信號，輸出控 制電荷泵電路11產(chǎn)生正高壓VH的時鐘使能信號。其中，第一采樣電路124為
D觸發(fā)器采樣電路。
作為本實(shí)用新型的一個實(shí)施例，第一分壓電路121包括第一電阻R2，以
及與第一電阻R2串聯(lián)的第二電阻Rx2;第一電阻R2的非串聯(lián)連接端接電荷泵 電路11輸出的正高壓VH，第二電阻Rx2的非串聯(lián)連接端接零電位電壓VSS ， 第 一 電阻R2與第二電阻Rx2的串聯(lián)連接端輸出電阻分壓Vr。
第一分壓電路121通過正高壓VH與零電位電壓VSS之間電阻分壓產(chǎn)生分 壓Vr，基準(zhǔn)電壓生成電路122通過帶隙基準(zhǔn)電路產(chǎn)生基準(zhǔn)電壓Vref，分別將 Vref、 Vr輸入到第一誤差比較器123的同相、反相輸入端，第一誤差比較器1" 的輸出使能觸發(fā)信號輸入到第一采樣電路124的數(shù)據(jù)端，經(jīng)過電荷泵電路11 的時鐘信號采樣后，作為電荷泵電路11的第一~第三級子電路的時鐘的使能端。
在第一控制電路12實(shí)現(xiàn)的電壓關(guān)系可用下式表示
9VH*Rx2/ ( R2+Rx2 ) =Vr=Vref 變換形式即VH:Vref^ (R2+Rx2) /Rx2
當(dāng)正高壓VH低于Vref^ (R2+Rx2) /Rx2時，第一誤差比較器123的同相 端電壓大于反相端電壓，第一誤差比較器123輸出的使能觸發(fā)信號為高電平， 第一采樣電路124輸出有效的正高壓時鐘使能信號ENJVH到電荷泵電路11的 第一 第三級子電路的時鐘的使能端，電荷泵電路ll的時鐘開啟，進(jìn)行充放電， 存儲電容不斷補(bǔ)充電荷，VH隨之升高。
當(dāng)正高壓VH等于或者大于VreP(R2+Rx2)/Rx2時，第一誤差比較器123 的同相端電壓小于反相端電壓，第一誤差比較器123輸出的使能觸發(fā)信號為低 電平，第一采樣電路124輸出的時鐘使能信號無效，電荷泵電路ll的時鐘關(guān)斷， 不進(jìn)行充放電，存儲電容不再補(bǔ)充電荷，電壓穩(wěn)定在Vref* (R2+Rx2)/Rx2。 當(dāng)負(fù)載消耗電荷使正高壓VH低于Vref15 (R2+Rx2) /Rx2時，電荷泵電路11 再重新開啟，存儲電容再進(jìn)行充電，通過調(diào)整Vref, R2和Rx2可以調(diào)整正高 壓VH的大小。
本實(shí)用新型實(shí)施例提供的偏壓比電路13的結(jié)構(gòu)如圖3所示，為了便于說明， 僅示出了與本實(shí)用新型相關(guān)的部分，詳述如下。
偏壓比電路13包括依次串聯(lián)的第三電阻R0、第四電阻Rxl和第五電阻 RxO,其中，第四電阻Rxl的阻值與第五電阻RxO的阻值相等且同步變化；第 三電阻R0的非串聯(lián)連接端接電荷泵電路11輸出的正高壓VH,第五電阻Rx0 的非串聯(lián)連接端接零電位電壓VSS;第三電阻RO與第四電阻Rxl的串聯(lián)連接 端輸出次正高壓VG，第四電阻Rxl與第五電阻RxO的串聯(lián)連接端輸出最小正 高壓VM。
由于次正高壓VG、零電位電壓VSS關(guān)于最小正高壓VM對稱，所以電阻 Rxl、 Rx0的阻值相等，同步變化。正高壓VH與次正高壓VG、最小正高壓 VM之間的電壓關(guān)系可以用下式表示
VG=VH* (Rxl+Rx0 ) / (RO+Rxl+RxO)
10<formula>formula see original document page 11</formula>
根據(jù)液晶面板的特性，偏壓比可以編程調(diào)整，通過控制邏輯調(diào)整電阻RxO、 Rxl阻值的方法調(diào)整偏壓比VH/VM,從而調(diào)整偏壓比電路13輸出的最小正高 壓VM和次正高壓VG的電壓值。
本實(shí)用新型實(shí)施例提供的笫二控制電路14的結(jié)構(gòu)如圖4所示，為了便于說 明，僅示出了與本實(shí)用新型相關(guān)的部分，詳述如下。
第二控制電路14包括第二分壓電3各141，其第一輸入端連接偏壓比電路 13輸出的次正高壓VG，其第二輸入端連接電荷泵電路11輸出的負(fù)高壓VL, 根據(jù)次正高壓VG和負(fù)高壓VL產(chǎn)生電阻分壓；第二誤差比較器142，其同相輸 入端連接偏壓比電^各13輸出的最小正高壓VM，其反相輸入端連接至第二分壓 電路141的輸出端VMX,根據(jù)第二分壓電路141輸出的電阻分壓和最小正高 壓VM產(chǎn)生使能觸發(fā)信號；第二采樣電路143，其輸入端連接至第二誤差比較 器142的輸出端，根據(jù)第二誤差比較器142輸出的使能觸發(fā)信號，輸出控制負(fù) 高壓產(chǎn)生的時鐘使能信號。其中，第二采樣電路144為D觸發(fā)器采樣電路。
作為本實(shí)用新型的一個實(shí)施例，第二分壓電路141進(jìn)一步包括第六電阻 Rx3,以及與第六電阻Rx3串聯(lián)連接的第七電阻R3;其中，第六電阻RxS的非 串聯(lián)連接端接偏壓比電路13輸出的次正高壓VG,第七電阻R3的非串聯(lián)連接 端接電荷泵電路11輸出的負(fù)高壓VL;第六電阻Rx3與第七電阻R3的串聯(lián)連 接端輸出電阻分壓VMX。
電壓VMX、 VM分別輸入到第二誤差比較器142的同相、反相輸入端，誤 差比較器142輸出的使能觸發(fā)信號輸入到第二采樣電路143的數(shù)據(jù)端，經(jīng)過電 荷泵電路11的時鐘信號采樣后，作為電荷泵電路11的第四級子電路的時鐘的 使能端。
第二分壓電3各141分壓產(chǎn)生一個電壓VMX與偏壓比電if各13產(chǎn)生的最小正
ii高壓VM,分別輸入至第二誤差比較器143的同相和反相輸入端，第二誤差比 較器143比較上述VMX， VM電壓，其輸出的使能觸發(fā)信號輸入到第二采樣電 路的數(shù)據(jù)輸入端，經(jīng)第二采樣電路143采樣后，作為電荷泵電路11負(fù)高壓 產(chǎn)生電路的時序使能信號EN一VL,從而控制此部分MOS管的導(dǎo)通和關(guān)斷，控 制負(fù)高壓VL的大小。
當(dāng)VMX〉VM時，第二誤差比較器142的同相端電壓大于反相端電壓，輸 出的使能觸發(fā)信號為高電平，第二采樣電路143輸出有效的時鐘使能信號，作 為電荷泵電路11負(fù)高壓產(chǎn)生電路的時序使能信號EN一VL，電荷泵電路11的時 鐘開啟，進(jìn)行充》文電。
當(dāng)VMX《VM時，第二誤差比較器142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，第二釆樣電路143輸出的時鐘使能信號無效，電 荷泵電路ll的時鐘關(guān)斷，不進(jìn)行充放電。
VM、 VMX為相等的電壓(理論上相等，實(shí)際中會有小的誤差)，且由對 稱關(guān)系可知VG-VL=VH, VG=2*VM,則VL與VM、 VG之間的電壓關(guān)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(guān)于VM對稱，在本實(shí)用新型實(shí)施例中，Rx3=Rx0 (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(diào)整，保證VL、 VH變化的一致性。
為了進(jìn)一步說明本實(shí)用新型，圖5示出了包括五級子電路的電荷泵電路的 結(jié)構(gòu)圖，以MOS管為例對電荷泵電路的實(shí)現(xiàn)進(jìn)行說明，當(dāng)然也可以采取其他 開關(guān)元件來實(shí)現(xiàn)電荷泵電路。以MOS管作為開關(guān)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(jù)電路需要參靈活配置，并不 限于本實(shí)用新型實(shí)施例提供的電路。電荷泵電路11包括五級子電路，其中，第一級子電路中的第一、三、四
MOS管為P溝道MOS管(開啟電壓小于零)，第二 MOS管為N溝道MOS 管(開啟電壓大于零)。第一MOS管Pl與第三MOS管P2串聯(lián)，第二MOS 管N1與第四MOS管P3串聯(lián)。第一MOS管Pl與第三MOS管P2的串聯(lián)連接 端接充電電容C1的第一端，第二MOS管Nl與第四MOS管P3的串聯(lián)連接端 接充電電容C1的第二端。其中，第一MOS管Pl的漏擬〃接第三MOS管P2的 漏極，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的漏極，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，源極接第二級子電路 的第一MOS管P5的源極，還接存儲電容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，源極接外部提 供的系統(tǒng)電源電壓VIN。
第二級子電路與第一級子電路的結(jié)構(gòu)完全相同，在此不再贅述。 第三級子電路與第 一級子電路的結(jié)構(gòu)完全相同，在此不再贅述。 第四級子電路中的第五、六、七M(jìn)OS管為N溝道MOS管，第八MOS管 為P溝道MOS管。第五MOS管N6與第七M(jìn)OS管N4串聯(lián)，第六MOS管 N5與第八MOS管P12串聯(lián)。第五MOS管N6與第七M(jìn)OS管N4的串聯(lián)連接 端接充電電容C4的第一端，第六MOS管N5與第八MOS管Pl2的串聯(lián)連接 端接充電電容C4的第二端。其中，第五MOS管N6的漏極接第七M(jìn)OS管N4 的源極，柵極接時鐘信號CLK8，源極接VL。第六MOS管N5的漏極接第八 MOS管P12的漏極，柵極接時鐘信號CLK8,源極接零電位電壓VSS。第七 MOS管N4的柵極接時鐘信號CLK7,漏極接零電位電壓VSS。第八MOS管 P12的柵極接時鐘信號CLK7N,源極接第四級子電路中第三MOS管Pll的源 極。
第五級子電路中的第五、六、七M(jìn)OS管為N溝道MOS管，第八MOS管 為P溝道MOS管。第五MOS管N9與第七M(jìn)OS管N7串聯(lián)，第六MOS管N8與第八MOS管P13串聯(lián)。第五MOS管N9與第七M(jìn)OS管N7的串聯(lián)連接 端接充電電容C9的第一端，第六MOS管N8與第八MOS管P13的串聯(lián)連接 端接充電電容C9的第二端。其中，第五MOS管N9的漏極接第七M(jìn)OS管N7 的源極，柵極接時鐘信號CLK9，源極接VL。第六MOS管N8的漏極接第八 MOS管P13的漏極，4冊極接時鐘信號CLK9，源極接VG。第七M(jìn)OS管N7的 柵極接時鐘信號CLK8,漏才及接零電位電壓VSS。第八MOS管P13的柵極接時 鐘信號CLK8N,源極接VH。
圖6示出了本實(shí)用新型實(shí)施例提供的電荷泵電路中第 一級子電路與第五級 子電路的基準(zhǔn)時序波形，由于第二、三、四級子電路的基準(zhǔn)時序波形與第一級 子電路的基準(zhǔn)時序波形相同，因此，圖中未示出；圖7示出了本實(shí)用新型實(shí)施 例提供的電荷泵電路輸出的電壓波形；以下結(jié)合圖5、 6、 7描述電荷泵電路的 工作原理。
第一級子電路中，在第一時間T1，第一、第二MOS管Pl、 Nl導(dǎo)通，第 三、第四MOS管P2、 P3非導(dǎo)通，第一電壓VIN對充電電容C1充電，充電電 容C1的第一端電壓高于第二端電壓。然后，時鐘轉(zhuǎn)換到第二時間T2,第三、 第四MOS管P2、 P3導(dǎo)通，第一、第二MOS管Pl、 Nl非導(dǎo)通，此時，充電 電容C1與存儲電容C5串聯(lián)，電荷重新分配。由于第一電壓VIN將充電電容 Cl的第二端抬高，充電電容C1會向存儲電容C5放電，當(dāng)此過程重復(fù)操作足 夠的時間后，存儲電容C5上的電壓穩(wěn)定在VIN+2的電壓值(無負(fù)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。
將正高壓VH作為第四級子電路的輸入電壓，可以得到負(fù)高壓VL,通過第 五級子電路由VOPAD輸出正高壓VH和次正高壓VG，由XVOPAD輸出負(fù)高 壓VL以及零電位電壓VSS。在第一時間Tl, MOS管P12、 N4導(dǎo)通，N5、 N6非導(dǎo)通，正高壓VH對充電電容C4充電，充電電容C4的第一端電壓高于第二 端電壓。而后，時鐘轉(zhuǎn)換到第二時間T2， MOS管N5、 N6導(dǎo)通，P12、 N4非 導(dǎo)通，此時，充電電容C4將能量轉(zhuǎn)移到存儲電容C9中，當(dāng)重復(fù)操作足夠的時 鐘周期后，將存儲電容C9中存儲的電壓輸出，即由VOPAD輸出正高壓VH和 次正高壓VG，由XVOPAD輸出負(fù)高壓VL以及零電位電壓VSS。
作為本實(shí)用新型的一個實(shí)施例，充電電容Cl、 C2、 C3、 C4與儲能電容 C5、 C6、 C7、 C8均為內(nèi)置電容，有效的減少了電路外圍器件；而存儲電容C9 作為芯片的電源穩(wěn)壓電容，置于電路外圍。
在本實(shí)用新型實(shí)施例中，通過控制電路控制電荷泵的開關(guān)元件的導(dǎo)通時間 的長短，來控制轉(zhuǎn)移到存儲電荷上的電荷的多少，從而得到穩(wěn)定的正、負(fù)電壓。 通過控制電路對電荷泵電路的閉環(huán)控制，直接產(chǎn)生液晶驅(qū)動的最正，最負(fù)電壓， 系統(tǒng)中不存在高于液晶驅(qū)動電壓的高壓，也不存在低于液晶驅(qū)動最負(fù)電壓的負(fù) 壓，降低了電路的功耗，電路結(jié)構(gòu)簡單，有效的減少了電路外圍器件，成本低、 易實(shí)現(xiàn)。
另外，本實(shí)用新型實(shí)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(fù)壓的變化同步， 保證液晶驅(qū)動電壓變換具有良好的一致性和對稱性。
以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本實(shí)用新型， 凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng) 包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
1權(quán)利要求1、一種升壓電路，包括電荷泵電路以及與所述電荷泵電路連接，用于控制所述電荷泵電路產(chǎn)生驅(qū)動電壓的控制電路，其特征在于，所述電荷泵電路包括N級級聯(lián)的子電路，其中第k級子電路輸出的第k+1電壓為第k+1級子電路的輸入電壓；第k級子電路包括第一～第四開關(guān)元件，所述第一和第三開關(guān)元件串聯(lián)連接，所述第二和第四開關(guān)元件串聯(lián)連接，所述第一、四開關(guān)元件的非串聯(lián)連接端分別接第k電壓，所述第二開關(guān)元件的非串聯(lián)連接端接零電位電壓，所述第三開關(guān)元件的非串聯(lián)連接端接第k+1級子電路的第一開關(guān)元件；第一電容，其兩端分別與第一、第三開關(guān)元件的串聯(lián)連接端和第二、第四開關(guān)元件的串聯(lián)連接端連接；第二電容，其一端連接所述第三開關(guān)元件的電壓輸出端，另一端連接零電位電壓；第m級子電路包括第五～第八開關(guān)元件，所述第五和第七開關(guān)元件串聯(lián)連接，所述第六和第八開關(guān)元件串聯(lián)連接，所述第五、八開關(guān)元件的非串聯(lián)連接端分別接第m電壓，所述第六開關(guān)元件的非串聯(lián)連接端接零電位電壓，所述第七開關(guān)元件的非串聯(lián)連接端接第m+1級子電路的第五開關(guān)元件；第三電容，其兩端分別與第五、第七開關(guān)元件的串聯(lián)連接端和第六、第八開關(guān)元件的串聯(lián)連接端連接；其中，1<k<N-2，N-2≤m≤N，N≥3，k、m、N為自然數(shù)。
2、 如權(quán)利要求1所述的升壓電路，其特征在于，所述開關(guān)元件為MOS管。
3、 如權(quán)利要求1所述的升壓電路，其特征在于，所述控制電路包括 第一控制電路，其輸出端與所述電荷泵電路的第一輸入端連接，控制所述電荷泵電路產(chǎn)生正高壓；其反饋輸入端與所述電荷泵電路輸出的正高壓連接，控制調(diào)整所述正高壓的大小；偏壓比電路，與所述電荷泵電路的正高壓輸出端連接，根據(jù)零電位電壓以 及所述電荷泵電路輸出的正高壓產(chǎn)生次正高壓和最小正高壓；以及第二控制電路，其輸出端與所述電荷泵電路的第二輸入端連接，控制所述 電荷泵電路產(chǎn)生負(fù)高壓；其第一反饋輸入端與所述電荷泵電路輸出的負(fù)高壓連 接，控制調(diào)整所述負(fù)高壓的大?。黄涞诙答佪斎攵伺c所述偏壓比電路輸出的 次正高壓連接，控制調(diào)整所述次正高壓的大??；其第三反饋輸入端與所述偏壓 比電路輸出的最小正高壓連接，控制調(diào)整所述最小正高壓的大小。
4、 如權(quán)利要求3所述的升壓電路，其特征在于，所述第一控制電路包括 第一分壓電路，其輸入端連接所述電荷泵電路輸出的正高壓，根據(jù)所述零電位電壓和所述正高壓產(chǎn)生電阻分壓； 基準(zhǔn)電壓生成電路，產(chǎn)生基準(zhǔn)電壓；第一誤差比較器，其同相輸入端連接至所述基準(zhǔn)電壓生成電路的輸出端， 其反相輸入端連接至所述第 一分壓電路的輸出端，根據(jù)所述基準(zhǔn)電壓和所述電 阻分壓產(chǎn)生使能觸發(fā)信號；以及第一采樣電路，其輸入端連接至所述第一誤差比較器的輸出端，根據(jù)所述 使能觸發(fā)信號，輸出控制所述電荷泵電路產(chǎn)生所述正高壓的時鐘使能信號。
5、 如權(quán)利要求4所述的升壓電路，其特征在于，所述第一分壓電路包括 第一電阻，以及與所述第一電阻串聯(lián)的第二電阻；所述第一電阻的非串聯(lián)連接端接所述電荷泵電路輸出^正高壓，所述第二 電阻的非串聯(lián)連接端接零電位電壓，所述第一電阻與第二電阻的串聯(lián)連接端輸出所述電阻分壓。
6、 如權(quán)利要求3所述的升壓電路，其特征在于，所述偏壓比電路包括 依次串聯(lián)的第三電阻、第四電阻和第五電阻，所述第四電阻的阻值與所述第五電阻的阻值相等，同步變化；所述第三電阻的非串聯(lián)連接端接所述電荷泵電路輸出的正高壓，所述第五電阻的非串聯(lián)連接端接零電位電壓；所述第三電阻與所述第四電阻的串聯(lián)連接端輸出所述次正高壓，所述第四 電阻與所述第五電阻的串聯(lián)連接端輸出所述最小正高壓。
7、 如權(quán)利要求3所述的升壓電路，其特征在于，所述第二控制電路包括 第二分壓電路，其第一輸入端連接所述偏壓比電5^輸出的次正高壓，其第二輸入端連接所述電荷泵電路輸出的負(fù)高壓，根據(jù)所述次正高壓和所述負(fù)高壓 產(chǎn)生電阻分壓；第二誤差比較器，其同相輸入端連接所述偏壓比電路輸出的最小正高壓， 其反相輸入端連接至所述第二分壓電路的輸出端；#>據(jù)所述電阻分壓和所述最 小正高壓產(chǎn)生使能觸發(fā)信號；以及第二采樣電路，其輸入端連接至所述第二誤差比較器的輸出端，根據(jù)所述 使能觸發(fā)信號，輸出控制所述負(fù)高壓產(chǎn)生的時鐘使能信號。
8、 如權(quán)利要求7所述的升壓電路，其特征在于，所述第二分壓電路包括 第六電阻，以及與所述第六電阻串聯(lián)連接的第七電阻；所述第六電阻的非串聯(lián)連接端接所述偏壓比電路輸出的次正高壓，所述第 七電阻的非串聯(lián)連接端接所述電荷泵電路輸出的負(fù)高壓；所述第六電阻與第七電阻的串聯(lián)連接端輸出所述電阻分壓。
9、 一種采用權(quán)利要求1至8任意一項(xiàng)所述升壓電路的液晶驅(qū)動裝置。
10、 一種采用權(quán)利要求9所述升壓電路的液晶顯示裝置。
專利摘要本實(shí)用新型適用于集成電路領(lǐng)域，提供了一種升壓電路、液晶驅(qū)動裝置及液晶顯示裝置，包括電荷泵電路以及與電荷泵電路連接，用于控制電荷泵電路產(chǎn)生驅(qū)動電壓的控制電路，電荷泵電路包括N級級聯(lián)的子電路，其中第k級子電路輸出的第k+1電壓為第k+1級子電路的輸入電壓。本實(shí)用新型通過控制電路控制電荷泵電路開關(guān)元件的導(dǎo)通，控制電荷泵電路直接產(chǎn)生穩(wěn)定的液晶驅(qū)動最正、最負(fù)電壓，系統(tǒng)中不存在高于液晶驅(qū)動電壓的高壓，也不存在低于液晶驅(qū)動最負(fù)電壓的負(fù)壓，降低了電路的功耗，電路結(jié)構(gòu)簡單，有效的減少了電路外圍器件，成本低、易實(shí)現(xiàn)。
文檔編號G09G3/36GK201281929SQ20082021231
公開日2009年7月29日 申請日期2008年9月26日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月26日
發(fā)明者何志強(qiáng), 衛(wèi) 馮, 孔慶海, 云 楊, 陳繼曉, 馬婷婷 申請人:比亞迪股份有限公司