专利名称：：显示器及显示器的电源供应器控制方法
技术领域：
：本发明有关于一种显示器，特别是有关于一种显示器的电源供应器。
背景技术：
：请参考图1，图1为已知显示器100驱动架构示意图，显示器100包含交流/直流转换单元110，用以转换交流电例如110伏特60Hz交流电成为适当直流电源，并供给一个电源供应器，例如升压切换式直流/直流转换单元(SwitchingTypePowerSupply)140，切换式直流/直流转换单元140经转换后，产生另一直流电源供予像素驱动单元120，以驱动显示面板130上数个阵列排列的像素131，上述像素131显示数据的更新，则通过时序控制器150(TimingControl,TC0N)对于像素131进行控制，时序控制器150通常包含两输入单元用以接收水平同步(HorizontalSync，Hsync)信号与垂直同步(VerticalSync，Vsync)信号。请参考图2，图2为升压切换式(Boost)直流/直流转换单元140的示意图，切换式直流/直流转换单元140包含输入电源210，储能电感220、整流二极管230、输出电容MO、负载250、切换开关沈0以及控制单元270，控制单元270通过控制切换开关260使用输入电源210，通过电流(Ion)对于储能电感220充能，并利用储能电感所储存的电能，通过电流(Ioff)充能输出电容240，以将输入电源210转换为负载250所需的适当直流电源，控制单元270控制切换开关沈0的调变方式包含脉波宽度调变(PulseWidthModulation,PWM)与脉波频率调变(PulseFrequencyModulation,PFM)，请参考图3与图2，图3为已知电源供应器操作波形，图3包含PWM开关电压(Vds)310、PWM输出电压(V。)320、PFM开关电压(Vds)330,PFM输出电压340以及时序控制器150所接收的水平同步信号350与垂直同步信号360，图3中已知的控制单元270在控制切换开关260并未参考水平同步信号350与垂直同步信号360进行直流/直流转换单元140的控制，图3PWM开关电压(Vds)中，当切换开关260为导通(ON)时为通路，此时开关电压310为低电压，输入电源210通过电流(Ion)对于储能电感220充能，当切换开关沈0为断开(OFF)时为断路，此时开关电压310为高电压，并利用储能电感所储存的电能，通过电流(Iwf)充能输出电容M0，并且，技术人员应该知道，切换开关260例如为空乏式金氧半场效晶体管(N-MOSFET)，切换开关沈0为导通(ON)其栅极电压应为高电压，而切换开关260为断开(OFF)其栅极电压应为低电压，并且，以空乏式金氧半晶体管场效而言，当晶体管栅极源极电压(Ves)维高电平时，可以导通(ON)切换开关沈0，同理当晶体管栅极源极电压(Vgs)维低电平时，可以断开(OFF)切换开关沈0。图3PFM开关电压(Vds)330中，利用类似原理重复对于储能电感220与输出电容M0，其不同在于PFM模式中，利用数次数但是具有每次相同时间的充电时段对于储能电感220充能，并利用储能电感所储存的电能充能输出电容M0，在一可行实施方式中，PFM模式下切换开关260可以在断开(OFF)并且使其储存的能量完全对输出电容240充能后，切换开关260继续保持断开(OFF)而暂时不充能储能电感220，待下次需要再对输出电容240充能前，再将切换开关260导通(ON)以充能储能电感220。美国专利公告号码5，910，887揭露一种显示器的电源供应器控制方法，请参考图7，图7为已知水平空白间隙电源供应器PWM的操作波形图，包含水平同步信号701、PWM开关电压7021、储能电感电流7022、切换杂讯703、修正后PWM开关电压7041、修正后储能电感电流7042与修正后切换杂讯705，美国专利公告号码5，910，887将PWM开关打开与关闭分别于两相邻水平空白间隙706执行，虽可避开显示器像素更新时段707杂讯所造成的影响，但其未考虑局限限制电源供应器操作时段，是否能够有效维持电源供应器输出电压电平，造成驱动显示器的电源电平变化过大，而会造成屏幕闪烁或明显的亮度变化。近年来电子产品可携式装置(PortableDevice)大行其道，因此对于电子产品节能需求日渐显著，在直流/直流电源供应器应用上PFM控制方式具有节能的优点，而美国专利公告号码5，910，887所揭露的控制方法，无法使用于PFM控制方式，此外，传统PFM控制方式在显示器任意时间点皆可切换直流/直流转换单元的方式，在显示器需求功率较低时由于直流/直流转换单元电源更新频率会随之降低，会造成显示器上肉眼可察觉的水平横条纹现象，当显示器需求功率较高时直流/直流转换单元电源更新频率会随之升高，造成直流/直流转换单元切换功率耗损过大。
发明内容依照本发明的一实施例揭露一种显示器，包含显示面板、像素驱动单元以及电源供应器，显示面板包含数个阵列排列的像素，像素驱动单元用以驱动上述数个阵列排列的像素，而电源供应器用以供应电源予像素驱动单元。电源供应器包含输入电源、输出电容以及控制单元；输出电容用以提供输出电压，控制单元用以控制上述输入电源在一画面周期中，数个阵列排列的像素无更新的时段对该输出电容充能，并且在数个阵列排列的像素更新时段停止对该输出电容充能。依照本发明的另一实施例揭露电源供应器控制方法，此控制方法适用于显示器，而显示器具有数个像素，此控制方法包含提供一个电源供应器，此电源供应器包含一个输出电容，输出电容用以产生输出电压给上述的显示面板；以及在上述显示器画面周期中，在显示器的数个像素无更新的时段对输出电容充能；并且在所述的画面周期中，在显示器的数个像素更新时段停止对输出电容充能。图1为已知显示器驱动架构示意图。图2为图1中升压切换式直流/直流转换单元的示意图。图3为已知电源供应器操作波形图。图4为本发明显示器的实施例示意图。图5为本发明电源供应器输出功率与控制方法示意图。图6为第二操作区段显示器运作波形图。图7为已知水平空白间隙电源供应器PWM操作波形图。主要元件符号说明100,400显示器110交流/直流转换单元120,420像素驱动单元130、410显示面板131,411像素140切换式直流/直流转换单元150、440时序控制器210、432输入电源220、431储能电感230、433整流二极管240,437输出电容250负载260切换开关270、435控制单元310,660,7021PWM开关电压320PWM输出电压330、630PFM开关电压340PFM输出电压350水平同步信号360垂直同步信号430电源供应器4351第一输入单元4352第二输入单元4353第三输入单元4355第四输入单元4357负载判断单元436输出电流侦测电路438输出电压侦测电路4401垂直同步信号输入单元4402水平同步信号输入单元4403垂直空白间隙信号输出单元4404水平空白间隙信号输出单元511第一操作区段512第二操作区段513第三操作区段520第一预定值530第二预定值540最大功率541最小功率550预定范围610,701水平同步信号611,706水平空白间隙612水平致能时段620垂直同步信号621垂直空白间隙622垂直致能时段640水平空白间隙信号输出信号650垂直空白间隙信号输出信号7022储能电感电流703切换杂讯7041修正后PWM开关电压7042修正后储能电感电流705修正后切换杂讯707像素更新时段Vds开关电压V0输出电压Ioff、ION电流具体实施例方式下文依本发明显示器与显示器的电源供应器控制方法特举实施例配合所附图式作详细说明，但所提供的实施例并非用以限制本发明所涵盖的范围。请参考图4，图4为本发明显示器400的实施例示意图，显示器400包含具有数个像素411的显示面板410、像素驱动单元420、电源供应器430及时序控制器440。电源供应器430包含储能电感431、输入电源432、整流二极管433、控制单元435、输出电流侦测电路436、输出电压侦测电路438以及输出电容437；控制单元435包含第一输入单元4351、第二输入单元4352、第三输入单元4353、第四输入单元4355及负载判断单元4357；时序控制器440包含垂直同步信号输入单元4401、水平同步信号输入单元4402、垂直空白间隙信号输出单元4403、水平空白间隙信号输出单元4404。电源供应器430用以将输入电源432转换为输出电压(V。)以供应电源予像素驱动单元420以驱动像素411，在本实施例中，电源供应器430为升压式转换器(BoostConverter)，但并非用以限制本发明，例如可以另外为降压式电源转换器(BuckConverter)或升降压式电源转换器(Buck-BoostConverter)等，而像素驱动单元420可以是栅极驱动电路(GateDriver)及/或源极驱动电路(SourceDriver)，但并非用以限制本发明，其中输入电源432通过控制单元435控制切换开关439以利用输入电源432充能储能电感431，再利用储能电感431所储存的电能充能输出电容437，输出电容437提供的输出电压便可以供应电源予像素驱动单元420，此外，在一可行的实施方式中，控制单元435与切换开关439可能分开设置或整合为一个集成电路antegratedCircuit,IC)。控制单元435的第一输入单元4351用以接收对应于电源供应器430输出功率的输出功率反馈信号，在一可行的实施方式中，例如输出功率反馈信号可以通过输出电流与输出电压的乘积得到，而输出电流数值可以通过串联于输出端的输出电流侦测电路436产生，电流侦测电路436可以例如是串联电阻以流过输出电流，并以差动放大器相减而得串联电阻两端电压而得对应的信号，但上述实施方式并非用以限制本发明。经由监控电源供应器430的输出功率，可以达到过载保护或是作为控制电源供应器430的依据；第二输入单元4352用以接收对应于输出电压(Vq)的反馈信号，输出电压反馈信号可以通过输出电压侦测电路438产生，电压侦测电路438可以例如以电阻分压后通过类比数位转换器(ADC)输入第二输入单元4352，但并非用以限制本发明。经由反馈输出电压经过与预设的输出参考电压比较后，控制单元435根据输出电压反馈信号决定在特定时段内对输出电容437充能的次数(PFM控制)或充电的时间(PWM控制)。在本发明实施例中控制单元435包含负载判断单元4357，用来根据第一输入单元4351所接收的输出功率反馈信号，决定控制单元435控制切换开关439，进而利用输入电源充能输出电容437的时段。请参考图5，图5为本发明电源供应器输出功率与控制方法示意图。本实施例中，当电源供应器430的输出功率大于第一预定值520时，通过控制单元435控制，输入电源432可在显示器400的一画面周期(FramePeriod)中，显示器的像素441更新的时段或者显示器的像素441没有更新的时段对输出电容437充能，在一可行实施例中，第一预定值520可以设定为电源供应器430的额定输出功率的百分之五十。此外，当电源供应器430的输出功率小于第一预定值520且大于第二预定值530，换而言之介于一个预定范围550时，输入电源432可在显示器400的一个画面周期中像素441没有更新的时段对于输出电容437充能，并且在显示器400的一个画面周期中，在显示器400的像素441更新的时段，输入电源432停止对输出电容437充能，换而言之，当输出功率介于预定范围550时，输入电源432只能在显示器400—个画面周期中像素441没有更新的时段，例如数个水平空白间隙及垂直空白间隙对输出电容437充能，在一可行的实施例中，第二预定值530可以设定为电源供应器430的额定输出功率的百分之二十，并且第一预定值520大于第二预定值530。请再参考图5，当电源供应器430的输出功率小于第二预定值530时，输入电源432可在显示器400的一个画面周期中像素441没有更新的时段中的垂直空白间隙时段(verticalblankingperiod)对于输出电容437充能，并且在显示器400的一个画面周期中，在显示器400的像素441更新的时段以及水平空白间隙时段(horizontalblankingperiod)，输入电源432停止对输出电容437充能，换而言之，输入电源432可仅在显示器400一画面周期中垂直空白间隙对于输出电容437充能。上述输入电源432对于输出电容437充能的时段的设计，输入电源432配合各功率输出状态下，输入电源432可以对输出电容437充能的时段，亦即将输出电压OQ与电源供应器430预设所要输出的参考电压经过比较后，控制单元435决定充能输出电容437的时间长短或次数后，输入电源432可以对输出电容437充能的时段，简而言之，在一可行的实施例中，若输出电压OQ仍高于电源供应器430预设所要输出的参考电压，即使目前在输入电源432可以对输出电容437充能的时段，则仍无须对输出电容437充能。请再次参考图5，图5中最大功率540为电源供应器430所能输出的最大功率、电源供应器430额定功率或是像素驱动单元420所会消耗的最大功率，图5中541为电源供应器430停止输出电源也就是输出功率为零或简称为最小功率M1，通过第一输入单元4351所接收输出功率反馈信号对应于该电源供应器输出功率，若输出功率反馈信号越大表示电源供应器430输出功率越高。简而言之，本实施例电源供应器控制方法包含以下三种操作区段第一操作区段511判断电源供应器430的输出功率，当电源供应器430的输出功率大于第一预定值520时，通过控制单元435控制输入电源432可在显示器400的像素441更新的时段或者显示器400的像素441无更新的时段对输出电容437充能。第二操作区段512判断电源供应器430的输出功率，当电源供应器430的输出功率小于第一预定值520且大于第二预定值530而介于预定范围550时，输入电源432只可在显示器400的像素441无更新的时段对输出电容437充能，并且在显示器400的像素441更新时段停止对输出电容437充能。第三操作区段513判断电源供应器430的输出功率，当电源供应器430的输出功率小于第二预定值530时，输入电源432只可在显示器400垂直空白间隙时段对输出电容437充能，并且在显示器400的像素441更新时段以及显示器400的水平空白间隙时段停止对输出电容437充能。此外另一实施例，最大功率540与最小功率541可以是电源供应器430所供应的显示器400中若干单元(本实施例中为像素驱动单元420)运作时所需要的最大功率540以及最小功率M1，若控制单元435是通过脉波频率调变(PFM)方式进行控制，在一水平空白间隙及/或一垂直空白间隙中，可能具有数个充电时段，且每一数个充电时段的充电时间可相同，以将输出电容437的输出电压渐进充能至所要求的参考电压，以正确供给像素驱动单元420。此外，控制单元435若是通过脉波频率调变方式进行控制，其在每一水平空白间隙及/或垂直空白间隙的充能次数通过第二输入单元4352所接收的输出电压反馈信号与像素驱动单元420所需要的参考电压进行比较加以决定。可预见的，若输出电容437压降较多，则需要较多次的充能以将输出电容437输出电压充能至所需要的参考电压。请再参考图4，为根据显示面板410上像素411驱动进行电源供应器430的控制，本发明提供两种实施方式，第一种实施方式为控制单元435可由时序控制器440接收垂直空白间隙信号及水平空白间隙信号，当信号为致能时，即可获知目前显示面板410为垂直空白间隙时段或水平空白间隙时段，进而能够在上述两个时段内对于输出电容437充能；第二种实施方式为控制单元435可直接接收信号输出源所输出的水平同步信号及/或垂直同步信号，并且利用计数器(counter)计数，以判断显示面板410是否进入垂直空白间隙时段或水平空白间隙时段。在一可行实施方式中，图4中时序控制器440具有垂直同步信号输入单元4401、水平同步信号输入单元4402以同步显示面板410对于像素411的更新，为配合显示面板410像素411操作而对电源供应器430进行控制，例如在水平空白间隙及/或垂直空白间隙对输出电容437充能，本发明的实施例中，时序控制器440可通过垂直空白间隙信号输出单元4403及水平空白间隙信号输出单元4404分别输出垂直空白间隙信号及水平空白间隙信号，当垂直空白间隙信号致能即表示显示器400在一个画面周期中的垂直空白间隙时段，同理，当水平空白间隙信号为致能时即表示显示器400在一个画面周期中的水平空白间隙时段，而控制单元435的第三输入单元4353电连接于垂直空白间隙信号输出单元4403及第四输入单元4355电连接于水平空白间隙信号输出单元4404，以分别接收垂直空白间隙信号及水平空白间隙信号，并配合配合显示面板410像素411操作而对电源供应器430进行控制；此外，本发明的另一实施例方式中，第三输入单元4353可用以接收垂直同步信号且第四输入单元4355可用以接收水平同步信号，通过接收的垂直同步信号及水平同步信号控制单元435可在显示面板410像素411无更新的时段对输出电容437充能。请参考图6，图6为第二操作区段512显示器运作波形时序图，包含水平同步信号610、垂直同步信号620、PFM开关电压(Vds)630、水平空白间隙信号输出信号640、垂直空白间隙信号输出信号650与PWM开关电压(Vds)660，其中水平空白间隙信号输出信号640具有数个水平空白间隙时段611以及数个水平致能(horizontalactiveperiod)时段612，垂直空白间隙信号输出信号650具有垂直致能时段(verticalactiveperiod)622以及垂直空白间隙时段621。图6以第二操作区段512为例，如上所述，在第二操作区段512中电源供应器430不管是PFM操作方式或PWM操作方式，输入电源432仅可在显示器400—画面周期中像素无更新的时段例如水平空白间隙及垂直空白间隙对于输出电容437充能。此外，PFM操作方式中，PFM开关电压630可依照输出电压反馈信号反馈电压大小，产生不同充电次数但每一次充电的充电时间都相同的充电操作；而在PWM操作方式中，PWM开关电压660可依照输出电压反馈信号反馈电压大小，产生单次但每次充电时间不同的充电操作。更明确的说明，在PFM操作模式中，其输出电容437充能次数可依照当前输出电压(Vtj)高低而定，例如输出电压越低，就需要较多次的充能，以使输出电容437的电压能够回复到参考电压，而当输出电压(Vq)达到所预设需要的电压后，PFM开关控制电压(Ves)(图未示)可以保持低电平，进而使切换开关439维持断开(OFF)，暂时不对储能电感431充能。此外，在本实施例中，水平空白间隙信号输出信号640以及垂直空白间隙信号输出信号650的高电平代表显示器400分别在水平空白间隙以及垂直空白间隙，但并不以此为限，并且，图6为方便解释与图示的绘示，各时间宽度并未依照实际时间比例绘示。本发明实施例通过对于显示器400中电源供应器430进行控制，可侦测显示器400当前的功率消耗(电源供应器430输出功率)，进而根据显示器400当前的功率消耗(电源供应器430输出功率)对电源供应器430作出适当的操作，避免因限制电源供应器430更新输出电容437电压而造成屏幕亮度变化；另一方面，也改善了PFM操控模式下，对于像素更新所造成的杂讯，并且因输出电压持续涟波(ripple)所造成的画面横条纹，也得以改善。除此之外，在电源供应器430在极轻输出功率下，因为只在垂直空白间隙进行切换开关439的切换，因此可以降低切换开关439的切换功率损失，而在电源供应器430在低输出功率下，可以在水平空白间隙及垂直空白间隙中进行输出电压的更新，因此输出电压持续涟波(ripple)的振幅差距也得以缩小。以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明权利要求书所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。权利要求1.一种电源供应器控制方法，适用于一显示器，该显示器具有数个像素，包含提供一电源供应器，其包含一输出电容，用以提供一输出电压予该显示器；在该显示器的一画面周期中，在该显示器的像素无更新的时段对该输出电容充能；以及在该画面周期中，在该显示器的像素更新时段停止对该输出电容充能。2.如权利要求1所述的电源供应器控制方法，其中上述该显示器的像素无更新的时段包含在该画面周期中的数个水平空白间隙时段及一垂直空白间隙时段的至少一时段。3.如权利要求2所述的电源供应器控制方法，其中上述停止对该输出电容充能的步骤在该电源供应器的一输出功率小于该电源供应器额定功率的百分的五十时执行。4.如权利要求2所述的电源供应器控制方法，其中上述在该显示器的像素无更新的时段对该输出电容充能的步骤包含在该画面周期中的该数个水平空白间隙时段及该垂直空白间隙时段的至少一时段中，对该输出电容充能数次。5.如权利要求2所述的电源供应器控制方法，另包含接收一输出电压反馈信号；以及上述在该显示器的像素无更新的时段对该输出电容充能的步骤包含根据该输出电压反馈信号，决定在该画面周期中每一该水平空白间隙时段及该垂直空白间隙时段中，对该输出电容充能的充能次数。6.如权利要求5所述的电源供应器控制方法，另包含接收一输出功率反馈信号对应该电源供应器的一输出功率。7.如权利要求1所述的电源供应器控制方法，另包含在该画面周期的数个水平空白间隙时段停止对该输出电容充能；以及上述该显示器的像素无更新的时段为该画面周期中一垂直空白间隙时段。8.如权利要求7所述的电源供应器控制方法，其中上述该显示器的像素无更新的时段对该输出电容充能的步骤包含对该输出电容充能数次。9.如权利要求7所述的电源供应器控制方法，其中上述在该显示器的像素更新时段以及该画面周期的该数个水平空白间隙时段停止对该输出电容充能的步骤在该电源供应器的一输出功率小于该电源供应器额定的功率百分的二十时执行。10.如权利要求7所述的电源供应器控制方法，另包含接收一输出电压反馈信号；以及根据该输出电压反馈信号，决定在该垂直空白间隙时段对该输出电容充能的次数。11.如权利要求7所述的电源供应器控制方法，另包含接收一输出功率反馈信号对应该电源供应器的一输出功率。12.如权利要求7所述的电源供应器控制方法，另包含接收一垂直空白间隙信号对应该画面周期的该垂直空白间隙时段；以及接收一水平空白间隙信号对应该画面周期的数个水平垂直空白间隙时段。13.一种显示器，包含一显示面板包含数个阵列排列的像素；一像素驱动单元，用以驱动该数个像素；以及一电源供应器，用以供应电源予该像素驱动单元，该电源供应器包含一输入电源；一输出电容，用以提供一输出电压；以及一控制单元，用以控制该输入电源在一画面周期中该些像素无更新的时段，对该输出电容充能，并且在该些像素更新时段停止对该输出电容充能。14.如权利要求13所述的显示器，其中该控制单元包含一第一输入单元，用以接收一输出功率反馈信号对应于该电源供应器的一输出功率；以及当该输出功率小于该电源供应器额定功率的百分的五十时，该些像素无更新的时段为在该画面周期中的数个水平空白间隙时段及一垂直空白间隙时段的至少一时段。15.如权利要求14所述的显示器，其中该控制单元另包含一第二输入单元，用以接收一输出电压反馈信号对应于该输出电压；其中该控制单元根据该输出电压反馈信号决定在每一该数个水平空白间隙时段及该垂直空白间隙时段中，充能该输出电容的次数。16.如权利要求13所述的显示器，其中该控制单元包含一第一输入单元，用以接收一输出功率反馈信号对应于该电源供应器的一输出功率；其中该输出功率小于该电源供应器额定的功率百分的二十时，该显示器的像素无更新的时段为在该画面周期中的一垂直空白间隙时段；以及该控制单元另控制该输入电源，在该画面周期中数个水平空白间隙时段停止对该输出电容充能。17.如权利要求13所述的显示器，其中该些像素无更新的时段为在该画面周期中的一垂直空白间隙时段；以及该控制单元另控制该输入电源，在该画面周期中数个水平空白间隙时段停止对该输出电容充能。18.如权利要求16所述的显示器，其中该控制单元另包含一第二输入单元，用以接收一输出电压反馈信号对应于该输出电压；其中该控制单元根据该输出电压反馈信号决定在该垂直空白间隙时段中对该输出电容充能的次数。19.如权利要求16所述的显示器，其中该输入电源对该输出电容进行数次充能。20.如权利要求13所述的显示器，其中该显示器另包含一时序控制器，包含一垂直同步信号输入单元，用以接收一垂直同步信号；一水平同步信号输入单元，用以接收一水平同步信号；一垂直空白间隙信号输出单元，用以根据该垂直同步信号输出一垂直空白间隙信号；以及一水平空白间隙信号输出单元，用以根据该水平同步信号输出一水平空白间隙信号；该电源供应器另包含一储能电感电连接于该控制单元，用以储存充能该输出电容所需的电能；以及该控制单元包含一第三输入单元，电连接于垂直空白间隙信号输出单元，用以接收该垂直空白间隙信号；以及一第四输入单元，电连接于水平空白间隙信号输出单元，用以接收该水平空白间隙信号。21.如权利要求13所述的显示器，其中该电源供应器另包含一储能电感电连接于该控制单元，用以储存充能该输出电容所需的电能；以及该控制单元包含一第三输入单元，用以接收一垂直同步信号；以及一第四输入单元，电连接于用以接收一水平同步信号。全文摘要一种显示器包含显示面板、像素驱动单元及用以供应电源予像素驱动单元的电源供应器。显示面板包含数个阵列排列的像素，像素驱动单元用以驱动该数个像素。电源供应器包含输入电源、用以提供输出电压的输出电容以及控制单元，控制单元用以控制输入电源在一个画面周期中，上述阵列排列的像素无更新的时段，对输出电容充能，并且在像素更新时段停止对输出电容充能。文档编号G09G3/00GK102394039SQ20111035462公开日2012年3月28日申请日期2011年10月25日优先权日2011年9月13日发明者郭士杰,黄竑旻申请人:友达光电股份有限公司