电源电路、液晶驱动装置、液晶显示装置及升压电路的制作方法

专利名称：电源电路、液晶驱动装置、液晶显示装置及升压电路的制作方法
技术领域：
本发明属于集成电路领域，尤其涉及一种电源电路、液晶驱动装置、液晶 显示装置，以及升压电路。
背景技术：
液晶显示面板在便携式显示领域占有越来越广阔的市场。人们对便携式电 子可视设备越来越要求低功耗、高清晰的显示，液晶面板的显示.质量与液晶驱 动装置的电源电压有关。因此，液晶驱动装置需要低功耗，液晶驱动电压需要 对称性比较好。另外，为了使液晶驱动装置能够更广泛的应用，电源电压应具 有宽泛的选择范围。液晶驱动装置需要提供高的驱动电压，所以从可靠性、稳 定性和成本等因素上考虑， 一般将产生高电压的电源电路集成在液晶驱动装置 中。电源电路中包括升压电路，作为这些升压电路，可以通过由电荷泵而产生 升压电压的电荷泵电路以及相应的控制电路实现低功耗化。
在液晶面板的电极上施加直流电压驱动时，会降低液晶分子的活性，降低 液晶的使用寿命，因此要在液晶显示装置电极上施加交流电压，.即不断翻转加 在液晶面板电极上的电压。但要保证翻转前后两个时间段内的电压差相等，即 要保证电压变化的一致性和对称性。
一般的电荷泵电路，产生的电压都是外部提供的系统电压的整数倍(理论 值)，而不能直接产生适合液晶驱动的精准电压，还要有低压差线性稳压器
(Low Dropout Regulator, LDO )或者其他结构来调节产生稳定的液晶驱动用 的高电压，这样芯片中会存在一个大于液晶驱动最高正电压的高压，造成电路 结构复杂，功耗比较大。最负驱动电压的产生，通常也是先用电荷泵电路产生 一个最负电压，然后通过减法器产生一个较负的负压用作液晶的最负驱动电压，因此芯片中存在一个比液晶最负驱动电压还负的负压，同样造成电路结构复杂、 功耗比较大。发明内容本发明实施例的目的在于提供一种电源电路，旨在解决现有产生液晶驱动 电压的电路结构比较复杂，功耗比较大的问题。本发明实施例为这样实现的， 一种电源电路，所述电源电路包括 电荷泵电路，用于利用电荷泵工作产生驱动电压，所述驱动电压包括正高压、次正高压、最小正高压、零电位电压和负高压，所述正高压与负高压，以及所述次正高压与零电位电压分别关于所述最小正高压对称；第一控制电路，用于闭环控制所述电荷泵电路产生所述正高压； 偏压比电路，用于才艮据所述第一控制电路控制产生的正高压和零电位电压，产生所述次正高压和最小正高压；以及第二控制电路，用于根据所述偏压比电路控制产生的次正高压和最小正高压闭环控制所述电荷泵电路产生所述负高压。本发明实施例的另一目的在于提供一种液晶驱动装置，包括电源电路和液晶驱动部分，所述电源电路产生所述液晶驱动部分所用的液晶驱动电压，所述电源电路包括电荷泵电路，用于利用电荷泵工作产生液晶驱动电压，所述驱动电压包括 正高压、次正高压、最小正高压、零电位电压和负高压，所述正高压与负高压， 以及所述次正高压与零电位电压分别关于所述最小正高压对称；笫一控制电路，用于闭环控制所述电荷泵电路产生所述正高压；偏压比电路，用于根据所述第一控制电路控制产生的正高压和零电位电压， 产生所述次正高压和最小正高压；以及第二控制电路，用于根据所述偏压比电路控制产生的次正高.压和最小正高 压闭环控制所述电荷泵电路产生所述负高压。本发明实施例的另一目的在于提供一种液晶显示装置，包括液晶面板，以 及液晶驱动装置；所述液晶面板包括多个COM电极和SEG电极；所述液晶驱动装置用于产生所述液晶面板COM电极和SEG电极的驱动电压；所述液晶驱动装置包括电源电路，所述电源电路包括 电荷泵电路，用于利用电荷泵工作产生所述液晶面板COM电极和SEG电 极的驱动电压，所述驱动电压包括正高压、次正高压、最小正高.压、零电位电 压和负高压，所述正高压与负高压，以及所述次正高压与零电位电压分别关于 所述最小正高压对称；第一控制电路，用于闭环控制所述电荷泵电路产生所述正高压； 偏压比电路，用于根据所述第一控制电路控制产生的正高压和零电位电压， 产生所述次正高压和最小正高压；以及第二控制电路，用于根据所述偏压比电路控制产生的次正高压和最小正高 压闭环控制所述电荷泵电路产生所述负高压。本发明实施例的另一目的在于提供一种升压电路，所述升压'电路包括 电荷泵电路，用于利用电荷泵工作产生高电压；以及 控制电路，用于通过闭环控制所述电荷泵电路根据外部电压产生高电压。 在本发明实施例中，通过控制电路闭环控制电荷泵电路开关元件的导通和 非导通，控制电荷泵电路直接产生稳定的液晶驱动最正、最负电压，系统中不 存在高于液晶驱动电压的高压，也不存在低于液晶驱动最负电压的负压，降低 了电路的功耗，电路结构筒单，易实现，并能够很好地保证正负电压的一致性 和对称性。


图1为包含本发明实施例的液晶驱动装置的液晶显示装置的结构示意图；10图2为本发明实施例中COM、 SEG电极电压的波形图；图3为本发明实施例中COM、 SEG电极驱动电压之间的关系图；图4为本发明实施例提供的电源电路的结构图；图5为本发明实施例提供的电荷泵电路的示例结构图；图6为本发明实施例提供的电荷泵电路的基准时序的波形图；图8为本发明实施例提供的第一控制电路的结构图；图9为本发明实施例提供的偏压比电路的结构图；图10为本发明实施例提供的第二控制电路的结构图；图11为本发明实施例提供的形成N沟道MOS管、P沟道MOS管的工艺具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实 施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅 仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。在本发明实施例中，通过控制电路闭环控制电荷泵电路开关元件的导通和 非导通，控制电荷泵电路直接产生稳定的液晶驱动最正、最负电压，降低了电 路的功耗，电路结构筒单，易实现。图1示出了包含本发明实施例的液晶驱动装置的液晶显示装置的示意结 构，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分。液晶显示装置10包括液晶面板11和液晶驱动装置12。液晶面板11包括 行电极(COM)、列电极(SEG)两种电极，COM电极也称公共电极或扫描 电极，SEG电极也称段电极或数据电极。COM电极、SEG电极的数量因液晶 面板11尺寸大小的不同而不同。在相应COM电极和SEG电才及之间的交叉点 所对应的位置上设置了像素。各像素由在COM电极和SEG电极之间封入液晶而形成，其透过率随施加在COM电极和SEG电极之间的电压变化。液晶面板11上的像素点分为选择点、未选择点和半选择点。在行、列方向 都选择的像素为选择点，在行、列方向都不选择的像素为未选择点，在行、列 方向有一个方向选择的像素为半选择点。因此，液晶电极电压包括选择电压和 未选择电压。液晶驱动装置12包括电源电路121、 X驱动部分122和Y驱动部分123。 电源电路121根据外部提供的零电位电压(VSS),以及外部提供的系统电源 电压(VIN),产生SEG电极驱动电压和COM电极驱动电压。X驱动部分122 根据显示数据将电源电路121产生的SEG电极驱动电压驱动液晶面板11的 SEG电极SEG广SEGn。 Y驱动部分123根据显示数据将电源电路121产生的 COM电极驱动电压依次驱动液晶面板11的COM电极COM! ~ COMM。图2示出了本发明实施例中COM、 SEG电极电压的波形。在本发明实施 例中，包含正高压VH、次正高压VG、最小正高压VM、零电位电压VSS，以 及负高压VL五个驱动电压。五个驱动电压的大小关系为 VH>VG>VM>VSS>VL。正高压VH、负高压VL是液晶驱动电压的最正、最负 电压，在液晶驱动系统中不存在高于液晶驱动用最正电压的电压，不存在低于 液晶驱动用最负电压的负压，正高压VH和零电位电压VSS之间电阻分压产生 次正高压VG和最小正高压VM。VH、 VL和VM为COM电极电压，VH、 VL为COM电极的选择电压， VH为正高压，VL为负高压，二者关于VM对称，VM为COM电极的未选择 电压。VG和VSS为SEG电极电压，也关于VM对称。当COM'电极的选择电 压为VH时，SEG电极的选择电压为VSS,未选择电压为VG。当COM电极 的选择电压为VL时，SEG电极的选择电压为VG,未选择电压为VSS。图3示出了本发明实施例中COM、 SEG电^l驱动电压之间的关系，VH 为正高压，VL为负高压，二者关于VM对称，例如VH、 VL与VM之间的电 压分别为16V。 VG和VSS也关于VM对称，例如VG、 VSS与VM之间的电压分别为2V。一般定义选择电压与非选择电压之比为偏压比，在本发明实施例中VH/VM 即为偏压比。为了使得液晶面板ll的显示达到最佳效果，本发明实施例中的偏 压比可以编程控制，即VH、 VG、 VM和VL可调，同时保证电压变换的一致 性和对称性，解决了电压可调与电压一致性之间的矛盾。图4示出了本发明实施例提供的电源电路的结构，包括产生液晶驱动电压 的电荷泵电路41、通过闭环控制电荷泵电路41产生驱动电压的控制电路和偏 压比电路43。控制电路包括闭环控制电荷泵电路41产生正高压的第一控制电 路42和闭环控制电荷泵电路41产生负高压的第二控制电路44。在本发明实施例中，VH、 VL通过第一控制电路42、第二控制电路44控 制电荷泵电路41直接产生。VG、 VM通过VH与VSS之间经偏压比电路43 电阻分压产生。电荷泵电路41通过开关元件，例如金属氧化物半导体晶体管(Metal Oxide Semiconductor, MOS )控制电容器的充放电荷，将电容器的电荷逐步积累到另 一个电容器上，使其电压升高，产生高电压。在本发明实施例中，以MOS管为例对电荷泵电^各的实现进行说明，当然 也可以采取其他开关元件来实现电荷泵电路。以MOS管作为开关元件的电荷 泵电路中，具体采用P沟道MOS管还是N沟道MOS管可以根据电路需要参 考本发明实施例的电路原理灵活配置，并不限于本发明实施例提供的电路。在本发明实施例中，电荷泵电路41可以分成N ( iV>2 )级裂联的子电路， 每一级子电路都为相同的电路结构，并且每级子电路的结构原理也相同。其中 第一到第N-l级子电路产生正高压VH,第N级子电路产生负高压VL。每一级子电路包括作为开关元件的四个MOS管， 一个用来转移电荷的充 放电的飞电容，以及一个用来储存电荷和稳定电压的存储电容。在电荷泵电路41的第k ( l"<iV )级子电路中，第一、第三MOS管串联 连接，同样第二、第四MOS管也串联连接。第一、第四MOS管的一端(非串联连接端)接第k电压，第二 MOS管的一端(非串联连接端)接零电位电压VSS，第三MOS管的一端(非串联连接端)为第k级子电路的电压输出端，接 存储电容的一端和第(k+l)级子电路的第一MOS管，存储电容的另一端接零 电位电压VSS。飞电容的第一、第二端分别接第一、第三MOS管的串联连接 端和第二、第四MOS管的串联连接端。每一级子电路分两个时间工作，在第一时间Tl,第一、第二MOS管导通， 第三、第四MOS管非导通，第k电压(例如第一级即为第一电压)对飞电容 充电，飞电容的第一端电压高于第二端的电压。第二时间T2，第三、第四MOS 管导通，第一、第二 MOS管非导通，飞电容第二端的电压被抬高，由于电容 的瞬态保持特性，飞电容第一端的电压也被抬高，电荷从飞电容转移到存储电 容上。第一、第二时间重复进行，当时间足够后，存储电容的电'压被升高，并 稳定在一定值，从而得到稳定的高压。四级子电路的结构几乎完全相同，每一级的工作原理也相同。其中，第一控制 电路42为第一 第三级子电路时钟信号的使能端，控制产生正高压VH，第二 控制电路44为第四级子电路时钟信号的使能端，控制产生负高压VL。以下以第 一级子电路为例描述子电路的具体连接结构，其他子电路类似， 不再赘述。第一、三、四MOS管为P沟道MOS管(开启电压小于零j ,第二MOS 管为N沟道MOS管(开启电压大于零)。第一M0S管P1与第三MOS管P2 串联，第二MOS管Nl与第四MOS管P3串联。第一、第三M0S管P1、 P2 的串联连接端接飞电容C1的第一端，第二、第四M0S管N1、 P3的串联连接 端接飞电容C1的第二端。第一 MOS管Pl的漏极接第三MOS管P2的源极，栅极接时钟信号CLK1, 源极接外部提供的系统电源电压VIN。第二 MOS管Nl的漏极接第四MOS管 P3的源极，栅极接时钟信号CLK1N,源极接零电位电压VSS。第三MOS管P2的栅极接时钟信号CLK2,漏极接第二级子电路的第一 MOS管P5的源极和 存储电容C5的第一端，存储电容C5的第二端接零电位电压VSS。第四MOS 管P3的栅极接时钟信号CLK2,漏极接外部提供的系统电源电压VIN。
图6示出了本发明实施例提供的电荷泵电路基准时序的波形，CLK1和 CLK2为不交叠时钟，时钟的不交叠时间t大于零。CLK1N和CLK2N分别为 CLK1、 CLK2的反向时钟。CLK1、 CLK2、 CLK1N和CLK2N的电压幅度都为 从系统的零电位电压VSS到第一电压VIN,相应的都分为第一时间Tl和第二 时间T2，第一时间Tl与第二时间T2 —直循环下去。
电荷泵电路41每级子电路的时序都由基准时序产生，基准时序的电压幅度 都从系统的零电位电压VSS到第一电压VIN，因此需要通过电平转换器(level shift)将基准电压转到电荷泵电路41各级子电路中MOS管需要的导通和关断 (或称非导通)电压。
如图7所示，经过电平转换器(level shift)，将CLKA、 CLKB、 CLKAN 的电源转换到,人零电位电压VSS到第二电压V2X后，分别得到CLK1、 CLK2、 CLK1N;将CLKB、 CLKA、 CLKBN的电源转换到从零电位电压VSS到第三 电压V4X后，分别得到CLK3、 CLK4、 CLK3N;将CLKA、 CLKB、 CLKAN 的电源转换到乂人零电位电压VSS到正高压VH后，分别得到CLK5、 CLK6、 CLK5N;将CLKAN、 CLKBN、 CLKA的电源转换到从负高压VL到正高压 VH后，分别得到CLK7、 CLK8、 CLK7N。
参见图5，在第一级子电路中，在第一时间Tl,第一、第二M0S管P1、 Nl导通，第三、第四P2、 P3非导通，第一电压VIN对飞电容C1充电，飞电 容C1的第一端电压高于第二端电压。而后，时钟转换到第二时间T2，第三、 第四MOS管P2、 P3导通，第一、第二M0S管P1、 Nl非导通，此时，飞电 容C1与存储电容C5串联，电荷重新分配。由于第一电压VIN将飞电容C1的 第二端抬高，飞电容C1会向存储电容C5放电，当此过程重复操作足够的时间 过后，存储电容C5上的电压稳定在VIN42的电压值(无负载消耗的理想情况下)，从而得到高于第一电压VIN的第二电压V2X。同理，将第一级子电路得到的第二电压V2X作为第二级子电路的输入电 压，可以得到第三电压V4X，将第三电压V4X作为第三级子电路的输入电压， 可以得到正高压,VH。通过第四级子电路，得到负高压VL。在第一时间Tl, MOS管P12、 N4 导通，N5、 N6非导通，正高压VH对飞电容C4充电，飞电容C4的第一端电 压高于第二端电压。而后，时钟转换到第二时间T2， MOS管N5、 N6导通， P12、 N4非导通，此时，飞电容C4与存储电容C8串联，电荷重新分配。由于 VSS将飞电容C4的第一端拉低，存储电容C8的第一端也被拉低，飞电容C4 与存储电容C8的电荷重新分配，当此过程重复操作足够的时间过后，存储电 容C8上的电压稳定在-VH的电压值(无负载消耗的理想情况下)。图8示出了本发明实施例提供的第一控制电路的结构，包含正高压VH与 零电位电压VSS之间的电阻分压电路81、基准电压产生电路82、误差比较器 83和D触发器采样电路84。电阻分压电路81通过正高压VH与零电位电压VSS之间电阻分压产生分 压Vr,基准电压产生电路8'2通过带隙基准电路产生基准电压Vref,分别将Vref、 Vr输入到误差比较器83的同相、反相输入端，误差比较器83的输出使能触发 信号输入到D触发器采样电路84的数据端，经过电荷泵电路41的时钟信号采 样后，作为电荷泵电路41的第一 第三级子电路的时钟的使能端。在第 一控制电路42实现的电压关系可用下式表示VH*Rx2/ (R2+Rx2 ) =Vr=Vref变换形式即VH=Vref^ (R2+Rx2 ) / Rx2当正高压VH低于Vref* ( R2+Rx2 ) / Rx2时，误差比较器83的同相端电 压大于反相端电压，误差比较器83输出的使能触发信号为高电平，D触发器采 样电路84输出有效的正高压时钟使能信号EN—VH到电荷泵电路41的第 一 第 三级子电路的时钟的使能端，电荷泵电路41的时钟开启，进行充放电，存储电容不断补充电荷，VH随之升高。
当正高压VH等于或者大于Vref* (R2+Rx2) /Rx2时，误差比较器83的 同相端电压小于反相端电压，误差比较器83输出的使能触发信号为低电平，D 触发器采样电路84输出的时钟使能信号无效，电荷泵电路41的时钟关断，不 进行充放电，存储电容不再补充电荷，电压稳定在VreP (R2+Rx2)/Rx2。当 负载消耗电荷使正高压VH低于Vref* (R2+Rx2) / Rx2时，电荷泵电路41再 重新开启，存储电容再进行充电，通过调整Vref, R2和Rx2可以调整正高压 VH的大小。
图9示出了本发明实施例提供的偏压比电路的结构。偏压比电路43中，在 正高压VH与零电位电压VSS之间顺序串联了电阻RO、 Rxl和RxO。电阻RO 的一端接电荷泵电路41的正高压VH输出端，另一端接Rxl，电阻Rxl的另一 端"!妄电阻RxO,电阻RxO的另一端接零电位电压VSS。在电阻RO和Rxl的连 接端输出VG,在电阻Rxl和RxO的连接端输出VM。
由于VG、 VSS关于VM对称，所以电阻Rxl、 RxO的阻值相等，同步变 化。VH与VG、 VM之间的电压关系可以用下式表示
VG=VH* (Rxl+RxO ) / ( RO+Rxl+RxO )
VM=VH*RxO/ (膨Rxl+RxO )
或者表示为
VH=VM* ( RO+Rxl+RxO ) / RxO=VM+[VM* ( RO+Rxl) / RxO]
根据液晶面板11的特性，偏压比可以编程调整，通过控制逻辑调整电阻 RxO、 Rxl阻值的方法调整偏压比VH/VM，调整VM、 VG的电压值。
图IO示出本发明实施例提供的第二控制电路的结构，包含VG与VL之间 的电阻分压电路101、误差比较器102和D触发器采样电路103。
电阻分压电路101中，电阻Rx3、 R3依次串联，电阻Rx3的'非串联连接端 接偏压比电路43的次正高压VG输出端，电阻R3的非串联连接端接负高压 VL,电阻Rx3、 R3的中间连接端输出电压VMX。电压VMX、 VM分别输入到误差比较器102的同相、反相输入端，误差比较器102输出的使能触发信号 输入到D触发器采样电路103的数据端，经过电荷泵电路41的时钟信号采样 后，作为电荷泵电路41的第四级子电路的时钟的使能端。电阻分压电^各101分压产生一个电压VMX与偏压比电路43产生的电压 VM,分别输入误差比较器102的同相和反相输入端，误差比较器102比较上 述VMX， VM电压，其输出的使能触发信号输入到D触发器采样电路103的 数据输入端，经D触发器采样电路103采样后，作为电荷泵电路41负高压产 生电路的时序使能信号ENJ/L，从而控制此部分MOS管的导通和关断，控制 负高压VL的大小。当VMX〉VM时，误差比较器102的同相端电压大于反相裤电压，输出的 使能触发信号为高电平，D触发器采样电路103输出有效的时钟使能信号，作 为电荷泵电路41负高压产生电路的时序使能信号EN一VL,电荷泵电路41的时 钟开启，进4亍充》文电。当VMX《VM时，误差比较器102的同相端电压小于反相端电压，输出的 使能触发信号为低电平，D触发器采样电路103输出的时钟使能信号无效，电 荷泵电路41的时钟关断，不进行充放电。VM、 VMX为相等的电压(理论上相等，实际中会有小的误差)，且由对 称关系可知VG-VL-VH, VG=2*VM，则VL与VM、 VG之间的.电压关系可以 用下式表示VG-VL=VM* (R3+Rx3) /R3;可以变形为VL=VM- [VM*R3/ Rx3];为了使得VH、 VL精确关于VM对称，在本发明实施例中，Rx3:RxO(偏 压比电路43中的电阻)，R3=R0+Rxl (偏压比电路43中的电阻)。Rx3、 RxO 用相同的控制逻辑调整，保证VL、 VH变化的一致性。在本发明实施例中，MOS管可以在图11的半导体制成工艺'中实现，可以实现高、低压两类MOS器件。本发明实施例中，电荷泵电路41'中的MOS管 Nl为低压N沟道MOS管(LVNMOS) , MOS管N2、 N3、 N4、 N5为高压 N沟道MOS管(HVNMOS-2 ), MOS管N6为高压N沟道MOS管(HVNMOS-l), MOS管Pl、 P2、 P3为低压P沟道MOS管(LVPMOS) , MOS管P4、 P5、 P6、 P7、 P8、 P9、 Pll、 P12为高压P沟道MOSFET (HVPMOS)，其他的逻 辑电路可用低压MOS器件实现。在本发明实施例中，通过控制电路控制电荷泵的开关元件的导通和非导通 的时间的长短，来控制转移到存储电荷上的电荷的多少，从而得到稳定的正、 负电压。通过控制电路对电荷泵电路的闭环控制，直接产生液晶驅动的最正， 最负电压，系统中不存在高于液晶驱动电压的高压，也不存在低于液晶驱动最 负电压的负压，降低了电路的功耗，电路结构简单，易实现。另外，本发明实施例第二控制电路中分压电路的电阻阻值及控制逻辑与偏 压比电路的电路完全相同，可以保证偏压比电路的变化与负压的变化同步，保 证液晶驱动电压变换具有良好的 一致性和对称性。显然，本发明实施例中通过控制电路对电荷泵电路进行闭环控制，控制电 荷泵根据外部系统提供的电压产生高电压的方案，也可以用在各种通过电荷泵 电路产生高电压的场景，由于控制电路对电荷泵电路进行闭环控制，可以使得 电荷泵电路灵活产生包括外部系统提供的电压的整数倍在内的各种电压，在保 持电路低功耗的前提下，增加了电荷泵电路生成的电压的范围，电路简单，容 易实现。以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发 明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明 的保护范围之内。
权利要求
1、一种电源电路，其特征在于，所述电源电路包括电荷泵电路，用于利用电荷泵工作产生驱动电压，所述驱动电压包括正高压、次正高压、最小正高压、零电位电压和负高压，所述正高压与负高压，以及所述次正高压与零电位电压分别关于所述最小正高压对称；第一控制电路，用于闭环控制所述电荷泵电路产生所述正高压；偏压比电路，用于根据所述第一控制电路控制产生的正高压和零电位电压，产生所述次正高压和最小正高压；以及第二控制电路，用于根据所述偏压比电路控制产生的次正高压和最小正高压闭环控制所述电荷泵电路产生所述负高压。
2、 如权利要求1所述的电源电路，其特征在于，所述电荷泵电路包括 N级级联的子电路，其中第k级子电路输出的第k+l电压为第k+l级子电路的输入电压；第k级子电路包括第一-第四开关元件，所述第一和第三开关元件串联连接，所述第二和第 四开关元件串联连接，所述第一、四开关元件的非串联连接端分别接第k电压， 所述第二开关元件的非串联连接端接零电位电压，所述第三开关元件的非串联 连接端接第k+l级子电路的第一开关元件；第一电容，其两端分别与第一、第三开关元件的串联连接端和第二、第四 开关元件的串联连接端连接；第二电容，其一端连接所述第三开关元件的电压输出端，另一端连接零电 位电压；在充电期间，所述第一、第二开关元件导通，所述第三、第四开关元件非 导通，通过第k电压对所述第一电容充电；在放电期间，所述第三、第四开关元件导通，所述第一、第二开关元件非 导通，所述第一电容向所述第二电容充电；其中，1《"iV,iV2 2, k、 N为自然数。
3、 如权利要求2所述的电源电路，其特征在于，所述开关元件为MOS管。
4、 如权利要求1所述的电源电路，其特征在于，所述第一控制电路包括 电阻分压电路，用于通过所述正高压与零电位电压分阻产生电阻分压； 基准电压产生电路，用于产生基准电压；误差比较器，其同相输入端和反相输入端分别接入所述基准电压和电阻分 压，用于根据所述基准电压和电阻分压产生使能触发信号；以及D触发器采样电路，用于根据所述使能触发信号，输出控制所述电荷泵电 路产生所述正高压的时钟使能信号。
5、 如权利要求4所述的电源电路，其特征在于，所述电阻分压电路包括 第一电阻，以及与所述第一电阻串联的第二电阻；所述第一电阻的非串联连接端接所述电荷泵电路的正高压输出端，所述第 二电阻的非串联连接端接零电位电压，所述第 一 电阻与第二电阻的串联连接端 输出所述电阻分压。
6、 如权利要求5所述的电源电路，其特征在于，所述正高压与所述基准电 压满足下式VH=Vref* (R2+Rx2) / Rx2,其中，VH为正高压，Vref为基准电压，R2 为所述笫一电阻的阻值，Rx2为所述第二电阻的阻值；当VH小于VreP (R2+Rx2 ) / Rx2时，所述误差比较器输出的使能触发信 号为高电平，所述D触发器采样电路输出有效的时钟使能信号，所述电荷泵电 路的时钟开启，进行充放电，产生所述正高压；当VH大于或者等于Vref^ (R2+Rx2) /Rx2时，所述误差比较器输出的使 能触发信号为低电平，所述D触发器采样电路输出的时钟使能信号无效，电荷 泵电路的时钟关断，不进行充放电。
7、 如权利要求1所述的电源电路，其特征在于，所述偏压比电路包括 依次串联的第一电阻、第二电阻和第三电阻，所述第二电阻的阻值与所述第三电阻的阻值相等，同步变化；所述第一电阻的非串联连接端接所述正高压，所述第三电阻的非串联连接端接零电位电压；所述第一电阻与第二电阻的串联连接端输出次正高压，所述第二电阻与第 三电阻的串联连接端输出最小正高压。
8、 如权利要求1所述的电源电路，其特征在于，所述第二控制电路包括 电阻分压电路，根据所述次正高压和负高压产生电阻分压；误差比较器，其同相输入端和反相蜂入端分别接所述电阻分压和偏压比电 路的最小正高压输出端，用于根据所述电阻分压和最小正高压产生使能触发信 号；以及D触发器采样电路，用于根据所述使能触发信号，输出控制所述负高压产 生的时钟使能信号。
9、 如权利要求8所述的电源电路，其特征在于，当所述电阻'分压大于所述 所述偏压比电路输出的最小正高压时，所述误差比较器输出的使能触发信号为 高电平，所述D触发器釆样电路输出有效的时钟使能信号，所述电荷泵电路进 行充放电；当所述电阻分压小于等于所述所述偏压比电路输出的最小正高压时，所述 误差比较器输出的使能触发信号为低电平，所述D触发器采样电路输出的时钟 使能信号无效，所述电荷泵电路的时钟关断，不进行充放电。
10、 如权利要求8所述的电源电路，其特征在于，所述电阻分压电路包括 第一电阻，以及与所述第一电阻串联连接的第二电阻；所述第 一电阻的非串联连接端接所述偏压比电路的次正高压输出端，所述 第二电阻的非串联连接端接所述电荷泵电路的负高压输出端； 所述第 一电阻与第二电阻的串联连接端输出所述电阻分压。
11、 一种液晶驱动装置，包括电源电路和液晶驱动部分，所述电源电路产 生所述液晶驱动部分所用的液晶驱动电压，其特征在于，所述电源电路包括电荷泵电i 各，用于利用电荷泵工作产生液晶驱动电压，所述驱动电压包括 正高压、次正高压、最小正高压、零电位电压和负高压，所述正高压与负高压，以及所述次正高压与零电位电压分别关于所述最小正高压对称； 第一控制电路，用于闭环控制所述电荷泵电路产生所述正高压； 偏压比电路，用于根据所述第一控制电路控制产生的正高压和零电位电压，产生所述次正高压和最小正高压；以及第二控制电路，用于根据所述偏压比电路控制产生的次正高压和最小正高压闭环控制所述电荷泵电路产生所述负高压。
12、如权利要求11所述的液晶驱动装置，其特征在于，所述电荷泵电路包括N级级联的子电路，其中第k级子电路输出的第k+l电压为第k+l级子电 路的输入电压； . 第k级子电路包括第一-第四开关元件，所述第一和第三开关元件串联连接，所述第二和第 四开关元件串联连接，所述第一、四开关元件的非串联连接端分别接第k电压， 所述第二开关元件的非串联连接端接零电位电压，所述第三开关元件的非串联 连接端接第k+l级子电路的第一开关元件；第一电容，其两端分别与第一、第三开关元件的串联连接端和第二、第四 开关元件的串联连接端连接；第二电容，其一端连接所述第三开关元件的电压输出端，另.一端连接零电位电压；在充电期间，所述第一、第二开关元件导通，所述第三、第四开关元件非 导通，通过第k电压对所述第一电容充电；在放电期间，所述第三、第四开关元件导通，所述第一、第二开关元件非 导通，所述第一电容向所述第二电容充电；其中，1S/K7V,iV》2, k、 N为自然数。
13、 如权利要求11所述的液晶驱动装置，其特征在于，所述第一控制电路包括电阻分压电路，用于通过所述正高压与零电位电压分阻产生电阻分压； 基准电压产生电路，用于产生基准电压；压，用于根据所述电阻分压和基准电压产生使能触发信号；以及D触发器采样电路，用于根据所述使能触发信号，输出控制所述正高压产 生的时钟使能信号。
14、 如权利要求11所述的液晶驱动装置，其特征在于，所述偏压比电路包括依次串联的第一电阻、第二电阻和第三电阻，所述第二电阻的阻值与所述 第三电阻的阻值相等，同步变化；所述第一电阻的非串联连接端接正高压，所述第三电阻的非串联连接端接 零电位电压；所述第一电阻与第二电阻的串联连接端输出次正高压，所述第二电阻与第 三电阻的串联连接端输出最小正高压。
15、 如权利要求11所述的液晶驱动装置，其特征在于，所述第二控制电路 包括电阻分压电路，才艮据所述次正高压和负高压产生电阻分压；误差比较器，其同相输入端和反相输入端分别接所述电阻分压和偏压比电路的最小正高压输出端，用于根据所述电阻分压和最小正高压产生使能触发信号；以及D触发器采样电路，用于根据所述使能触发信号，输出控制所述负高压产 生的时钟使能信号。
16、 一种液晶显示装置，包括液晶面板，以及液晶驱动装置； 所述液晶面板包括多个COM电极和SEG电极；所述液晶驱动装置用于产生所述液晶面板COM电极和SEG电极的驱动电压；所述液晶驱动装置包括电源电路，其特征在于，所述电源电路包括 电荷泵电路，用于利用电荷泵工作产生所述液晶面板COM电极和SEG电极的驱动电压，所述驱动电压包括正高压、次正高压、最小正高压、零电位电压和负高压，所述正高压与负高压，以及所述次正高压与零电位电压分别关于所述最小正高压对称；第一控制电路，用于闭环控制所述电荷泵电路产生所述正高压； 偏压比电路，用于根据所述第一控制电路控制产生的正高压和零电位电压，产生所述次正高压和最小正高压；以及第二控制电路，用于根据所述偏压比电赠、控制产生的次正高压和最小正高压闭环控制所述电荷泵电路产生所述负高压。
17、 一种升压电路，其特征在于，所述升压电路包括电荷泵电路，用于利用电荷泵工作产生高电压;以及控制电路，用于通过闭环控制所述电荷泵电路根据外部电压产生高电压。
全文摘要
本发明适用于集成电路领域，提供了一种电源电路、液晶驱动装置、液晶显示装置及升压电路，所述电源电路包括电荷泵电路，用于利用电荷泵工作产生驱动电压；第一控制电路，用于闭环控制所述电荷泵电路产生正高压；偏压比电路，用于根据所述第一控制电路控制产生的正高压和零电位电压，产生次正高压和最小正高压；以及第二控制电路，用于根据所述偏压比电路控制产生的次正高压和最小正高压闭环控制所述电荷泵电路产生负高压。通过本发明，系统中不存在高于液晶驱动电压的高压，也不存在低于液晶驱动最负电压的负压，降低了电路的功耗，电路结构简单，易实现，并能够很好地保证正负电压的一致性和对称性。
文档编号G09G3/20GK101303832SQ20071007440
公开日2008年11月12日 申请日期2007年5月10日 优先权日2007年5月10日
发明者卫 冯, 云 杨, 赵春波 申请人:比亚迪股份有限公司