一种输出管共用的低功耗高压驱动电路的制作方法
【专利摘要】本发明公布了一种输出管共用的低功耗高压驱动电路，包括用于驱动上驱动管栅极的电平转换电路、上驱动管和多个下驱动管；所述下驱动管由独立的低压控制信号控制，其特征在于：所述多个下驱动管共用一个上驱动管，每个下驱动管与上驱动管之间通过隔离二极管隔离。本发明由于相关输出（同组输出）之间共用了输出级上驱动管以及相关的栅极驱动电路，所以可以有效的减少输出上驱动管所占芯片面积的比例，同时降低了芯片功耗，从而减少整体芯片的面积，降低成本。
【专利说明】—种输出管共用的低功耗高压驱动电路
【技术领域】
[0001]本发明属于PDP驱动芯片【技术领域】，特别是涉及一种输出管共用的低功耗高压驱动电路。
【背景技术】
[0002]平板显示器具有完全平面化、轻、薄、省电等特点，符合未来图像显示器发展的必然趋势，近年来发展迅猛。作为在21世纪仍被广泛使用的主流平板显示技术之一，等离子技术其实已经走过了 80多年的历程。全球第一台等离子显示设备诞生于1964年的美国。由于等离子技术自身具有的巨大优势，其在各领域迅速得到了长足发展，其中PDP等离子电视就是一个方面。
[0003]在平板电视领域，等离子技术较液晶技术更优秀。从技术原理角度，等离子技术在多方面超越液晶，更适合作为电视使用。比如在屏幕的响应时间方面，等离子是微秒级(百万分之一秒)，液晶处于毫秒级(千分之一秒)，所以，等离子电视播放快速变化的画面时不存在“拖影现象”;在颜色的表现力上，等离子电视迄今最高可以达到5490亿色，而液晶只可以达到10.7亿色，因此等离子画面的真实度更胜一筹。
[0004]在各类显示电路系统中，高压驱动电路是比较关键的部分，出色的驱动电路甚至可以弥补显示屏的性能缺陷，提高显示效果。高压驱动电路包括寻址驱动电路、扫描驱动电路和维持驱动电路等。
[0005]芯片功耗主要包括逻辑部分功耗和高压驱动功耗部分。一般要求逻辑部分功耗小于20mW，高压部分功耗小于200mW。随着芯片输出路数的增加以及频率的提高，功耗也显著增加，高压部分的功耗已经远大于200mW。由于显示器件长期工作在高压状态，功耗过大会导致电路过热，引起系统不稳定。降低芯片功耗已经成为芯片设计的主要任务。
[0006]节能环保是二十一世纪的一切技术发展的核心，而能够有效减少芯片的面积，在同等工艺条件下，降低芯片的制造成本，同时减低芯片功耗，也是实现环保的一种手段。
【发明内容】
[0007]本发明目的在于针对现有技术的缺陷提供一种有效的减小芯片的面积、降低芯片功耗的输出管共用的低功耗高压驱动电路。
[0008]本发明为实现上述目的，采用如下技术方案:
一种输出管共用的低功耗高压驱动电路，包括用于驱动上驱动管栅极的电平转换电路、上驱动管和多个下驱动管；所述下驱动管由独立的低压控制信号控制，其特征在于:所述多个下驱动管共用一个上驱动管，每个下驱动管与上驱动管之间通过隔离二极管隔离。
[0009]其进一步特征在于:所述高压驱动电路每路输出OUT与各自的下驱动管漏极相连，并通过隔离二极管与共用的上驱动管漏极相连，所有输出OUT之间通过一个正向二极管、一个反向二极管隔离。
[0010]更进一步的:所述高压驱动电路包括多组电平转换电路、上驱动管和多个下驱动管；每一组的多个输出OUT状态相同。
[0011]上述输出OUT状态为全高、全低和高阻。
[0012]本发明采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果:
由于相关输出(同组输出)之间共用了输出级上驱动管以及相关的栅极驱动电路，所以可以有效的减少输出上驱动管所占芯片面积的比例，同时降低了芯片功耗，从而减少整体芯片的面积，降低成本。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]图1是传统的单路高压驱动电路图。
[0014]图2是采用传统驱动电路的6路输出驱动电路图。
[0015]图3是本发明低功耗高压驱动电路图。
[0016]图4是采用3组本发明6路输出驱动电路图。
[0017]图5是传统输出级电路逐行扫描时的各路输出的输出波形。
[0018]图6是本发明提及的输出级电路逐行扫描时各路输出上的输出波形。
【具体实施方式】
[0019]下面结合附图对本发明的技术方案做进一步的详细说明，为了简化说明，在以下的电路示意图中都省去了输出上驱动管的电平转化电路，这里只针对高压输出级电路进行描述和讨论:
图1中给出的是传统结构的单路高压输出级电路示意图。在传统的高压输出级电路中，每一路高压输出OUT都连接到显示屏上的一个行电极，每个输出级都包含一个上驱动管、一个二极管和一个下驱动管。这样的话，一个驱动芯片中包含有多少路高压输出，对应的就要有多少个上驱动管和多少的下驱动管。图2给出了采用传统驱动电路的6路输出驱动电路。可以看到，在传统电路结构中，多路输出即是单路高压输出电路的简单重复。譬如，对于6路输出的驱动电路，就应该有6个上驱动管(IN1-5?IN6-5)和6个下驱动管(IN1-6?IN6-6)。这样的设计优点是设计简单，重复性强，控制电路设计简单。缺点是由于驱动管都是大尺寸的管子，所以会占用更多的芯片面积。有些设计人员考虑减小芯片面积，会将上、下驱动管之间的二极管7省去。此二极管作用是隔离，减小输出级对上驱动管的干扰，去除此二极管是以牺牲性能的代价换取面积上的节省。
[0020]图3是本发明所提出的高压驱动电路示意图。此电路结构的作用相当于多个传统电路，有多个输出，具体的路数可以根据实际要求来设置。然而，不同于传统的输出电路的是，本发明所提出的多个输出级电路共用一个上驱动管，而所有输出的下驱动管是独立的。在本发明中，隔离二极管是必不可少的，其作用，不只是减小输出对上驱动管的干扰，更用于各路输出之间的隔离。而本电路单独使用的一个限制便是，无法实现各路输出之间，有输出为高、输出为低的同时存在。因此，对于规模庞大、或者输出复杂、或者对输出要高低要求的电路，可以对整个模块电路的输出进行分组，采用多个本发明所提出的输出电路。归属于同组的输出共用一个上驱动管，不同组的输出使用不同的上驱动管。具体的输出分组方式可以根据实际的应用的需求来设计。图4给出了采用3组本发明组成的6路输出驱动电路，是以输出的路数对3取模为例，也即按将输出的路数除以3的余数作为分组的依据，有相同余数的归属于同一组。即第I路对3取模余1，就归为第I组。同样的，第4路输出对3取模也余1，也归为第I组。相应的，第2，3路输出根据其对3取模的余数分别归为第2，3组。同一组内的输出共用一个上驱动管，所以输出I和输出4共用了一个上驱动管IN1-5，输出
2和输出5共用了一个上驱动管IN2-5，依次类推。而输出级下管则是各路输出单独控制的。这样，可以很好的实现第3n+l路(η=0，1，……)输出与第3η+2 (η=0，1，……)路、第3n+3(η=0,1,……)路的隔离，实现其在同一时刻分别为高与为低。因此，采用3组本发明组成输出驱动电路，可以很好的实现逐行扫描(相邻2路输出一高一低)、隔行扫描(相隔I路，如第I路和第3路输出一高一低)，但要实现隔2行扫描(相隔2路，如第I路和第4路输出一高一低)，则至少需要采用4个本发明输出电路组。同时，可以看到，由于采用了上驱动管共用的设计，采用本发明所提出的输出级电路可以节省高压上驱动管的面积以及相应的驱动电路。理论上讲，输出的路数越多，采用本发明所提出的输出级电路所能节省的芯片面积就越大。
[0021]图5中给出的是采用传统输出级电路时，系统进行逐行扫描时的各路输出的输出波形。如前文所述，由于每一路输出的上驱动管和下驱动管都是独立控制的，所以在逐行扫描时，输出低脉冲会依次在各个输出端出现。各个输出路之间没有相关性。
[0022]图6中给出的是采用本专利提及的输出级电路在进行低电平脉冲逐行扫描时各路输出上的输出波形。信号分组是以3取模为例进行分组的。和传统电路的输出波形不同的是，在本专利提及的电路的输出波形中，同组输出之间的信号存在非常明显的相关性。相应的就需要在共用的上驱动管的控制控制信号INn_5上做特殊处理。而对于非同组即非共用上管的路之间，没有相关性，可以任意输出高或低。在应用中，一旦某组内有至少一路输出需要输出为低时，对应的组上驱动管控制信号INn_5就一定要处于高，以使得共用的上驱动管5处于关闭状态，这样某路输出若为低，其对应的下驱动管驱动信号IN6_n为高，对应的下驱动管6就开启，此时该路的输出端输出为低；对于输出非低的共用上管的同组其它路，其对应的下驱动管驱动信号IN6_n也为低，对应的下驱动管6关闭，由于共用上管被关闭，所以此时这些输出处于高`阻态。然而，当同组内有一路输出需要为高时，由于共用上驱动管5的开启，所有同组内的下驱动管6必须同时处于关闭状态。换而言之，同组内的所有输出只能同时为高。
[0023]由于共用上驱动管的存在，当同组输出中有至少一路的输出信号为低的话，同组的其它输出状态就只能同为低或者处于高阻态，而不能像传统的输出级电路一样可以为任意态。因为在同组输出之间的上驱动管是共用的，一旦有一路输出需要为高，则意味着同组的所有输出上接的上驱动管IN5都处于开启状态。这样，一旦其它路输出为低的话，对应的输出的下驱动管IN6就也将处于开启状态，这样就会形成在该输出级的高压电源VPP和地GND之间的通路。所以为避免这种状况的出现，当一组输出中有一路输出为高时，同组的所有输出的下驱动管IN6必须关闭；同理，一组输出中有一路输出确定为低时，同组的所有输出的上驱动管同时关闭。也即，在同一组输出中，不能同时出现高或低的信号输出。
【权利要求】
1.一种输出管共用的低功耗高压驱动电路，包括用于驱动上驱动管栅极的电平转换电路、上驱动管和多个下驱动管；所述下驱动管由独立的低压控制信号控制，其特征在于:所述多个下驱动管共用一个上驱动管，每个下驱动管与上驱动管之间通过隔离二极管隔离。
2.根据权利要求1所述的输出管共用的低功耗高压驱动电路，其特征在于:所述高压驱动电路每路输出OUT与各自的下驱动管漏极相连，并通过隔离二极管与共用的上驱动管漏极相连，所有输出OUT之间通过一个正向二极管、一个反向二极管隔离。
3.根据权利要求1或2所述的输出管共用的低功耗高压驱动电路，其特征在于:所述高压驱动电路包括多组电平转换电路、上驱动管和多个下驱动管；每一组的多个输出OUT状态相同。
4.根据权利要求3所述的输出管共用的低功耗高压驱动电路，其特征在于:所述输出OUT状态为全高、全低和高阻。
【文档编号】G09G3/28GK103761940SQ201410006056
【公开日】2014年4月30日 申请日期:2014年1月7日 优先权日:2014年1月7日
【发明者】吴虹, 李海松, 陶平, 易扬波, 张立新, 陈健 申请人:无锡芯朋微电子股份有限公司