供电电路、电源及显示系统的制作方法

本实用新型涉及集成电路技术领域，更具体地，涉及一种供电电路、电源及显示系统。

背景技术：

交流电(Alternating Current,AC)是指大小和方向都发生周期性变化的电流，通常波形为正弦曲线，可以有效传输电力，被广泛应用于显示装置、控制器等装置的驱动电路中。以显示装置为例，采用正弦交流工频电压作为显示装置的工作电压，用以驱动显示面板。

在现有技术中，采用输入电压VIN作为显示装置电源模块的输入电源，显示装置的电源模块将输入电压VIN升压滤波后输出交流电压，以驱动显示装置。当输入电压VIN电压小于3V时，显示装置的电源模块的输出电压的波形会出现较大纹波(ripple)，即电压的正负峰值VS+和VS- 不稳定，纹波达到4V以上。输出电压的较大波纹会使得显示装置的透明度不能得到有效控制，从而大大影响显示装置的显示效果。以聚合物分散型液晶(Polymer Dispersed Liquid Crystal,PDLC)显示面板为例，输出电压的较大波纹会严重影响PDLC显示面板的窄视角效果。

期望进一步改进电源模块，从而在输入低电压电源时，电源模块能输出具有稳定波形的交流电压。

技术实现要素：

鉴于上述问题，本实用新型的目的在于提供一种供电电路、电源及显示系统，其中，在第一输入电压大于参考电压时，供电电路输出第一输入电压；在第一输入电压小于参考电压时，输出第二输入电压，从而在输入低电压电源时，供电电路能为电源模块提供具有稳定波形的直流电压。

根据本实用新型的一方面，提供一种供电电路，包括：比较模块，所述比较模块比较第一输入电压和参考电压的大小，并根据比较结果产生控制信号；输出模块，连接至所述比较模块，所述输出模块接收所述控制信号，并根据所述控制信号将第一输入电压和第二输入电压之一作为供电电压输出，其中，所述第二输入电压大于所述参考电压。

优选地，所述比较模块包括比较器，所述第一输入电压连接至所述比较器的同相输入端，所述参考电压连接至所述比较器的反相输入端，所述控制信号由所述比较器的输出端提供。

优选地，所述比较器的正供电端接收所述第二输入电压、负供电端接地。

优选地，所述输出模块包括第一开关管和第二开关管，所述第一开关管的第一通路端连接至所述第二输入电压、第二通路端连接至电源模块、控制端连接至所述控制信号，所述第二开关管的第一通路端连接至所述第一输入电压、第二通路端连接至所述电源模块、控制端连接至所述控制信号。

优选地，所述第一开关管为P沟道MOS场效应晶体管，所述第二开关管为N沟道MOS场效应晶体管。

优选地，所述控制信号为电压信号，所述电压信号包括高电平和低电平，当所述第一输入电压小于所述参考电压时，所述控制信号为低电平，所述第一开关管导通且所述第二开关管关断，当所述第一输入电压大于所述参考电压时，所述控制信号为高电平，所述第一开关管关断且所述第二开关管导通。

优选地，所述比较模块包括比较器，所述第一输入电压连接至所述比较器的反相输入端，所述参考电压连接至所述比较器的同相输入端，所述控制信号由所述比较器的输出端提供，所述输出模块包括第一开关管和第二开关管，所述第一开关管为N沟道MOS场效应晶体管，所述第二开关管为P沟道MOS场效应晶体管，所述第一开关管的第一通路端连接至所述第二输入电压、第二通路端连接至电源模块、控制端连接至所述控制信号，所述第二开关管的第一通路端连接至所述第一输入电压、第二通路端连接至所述电源模块、控制端连接至所述控制信号。

根据本实用新型的另一方面，提供一种显示装置的电源，其特征在于，包括：如上所述的供电电路；电源模块，根据所述供电电路提供的供电电压向所述显示装置提供工作电压。

优选地，还包括：保护模块，连接至所述供电电路与所述电源模块之间，所述保护模块设定正常电压范围，并接收所述供电电压，其中，当所述供电电压处于所述正常电压范围之内时，所述保护模块导通以向所述电源模块提供所述供电电压，当所述供电电压处于所述正常电压范围之外时，所述保护模块关断以停止向所述电源模块提供所述供电电压。

根据本实用新型的另一方面，提供一种显示系统，其特征在于，包括：如上所述的电源；以及显示装置，所述显示装置连接至所述电源以显示画面。

本实用新型提供的供电电路、电源及显示系统，在第一输入电压大于参考电压时，供电电路输出第一输入电压，在第一输入电压小于参考电压时，供电电路输出第二输入电压，其中，第二输入电压大于参考电压，从而在输入低电压电源时，供电电路的输出电压大于参考电压，因此供电电路能为电源模块提供具有稳定波形的直流供电电压，从而电源模块能为显示装置提供具有稳定波形的交流工作电压。

附图说明

通过以下参照附图对本实用新型实施例的描述，本实用新型的上述以及其他目的、特征和优点将更为清楚，在附图中：

图1a示出了根据本实用新型第一实施例的显示系统的示意图。

图1b示出了根据本实用新型第二实施例的显示系统的示意图。

图2a示出了根据本实用新型第一实施例的供电电路的示意图。

图2b示出了根据本实用新型第二实施例的供电电路的示意图。

图3示出了根据本实用新型实施例的供电电路的工作时序示意图。

具体实施方式

以下将参照附图更详细地描述本实用新型的各种实施例。在各个附图中，相同的元件采用相同或类似的附图标记来表示。为了清楚起见，附图中的各个部分没有按比例绘制。此外，在图中可能未示出某些公知的部分。

在下文中描述了本实用新型的许多特定的细节，例如部件的结构、材料、尺寸、处理工艺和技术，以便更清楚地理解本实用新型。但正如本领域的技术人员能够理解的那样，可以不按照这些特定的细节来实现本实用新型。

在整个说明书以及权利要求书中，当描述一元件“连接”至另一元件时，该元件可以“直接连接”至另一元件，或者通过第三元件“电连接”至另一元件。

下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。

图1a示出了根据本实用新型第一实施例的显示系统的示意图。

如图1a所示，本实用新型第一实施例的显示系统包括供电电路100、电源模块200和显示装置300，显示装置300的电源包括供电电路100 和电源模块200。显示装置300例如为PDLC显示面板或液晶显示屏 (Liquid Crystal Display,LCD)。供电电路100向电源模块200提供直流供电电压，电源模块200包括波形产生模块，波形产生模块能根据直流供电电压向显示装置300提供交流工作电压。在该实施例中，供电电路 100的输出电压VOUT总大于3V，从而电源模块200输出的电压的纹波较小，能输出具有稳定波形的交流电压VPDLC，为显示装置300提供稳定的交流电压，提高了显示装置300的透明度的可控性。可以理解，本实用新型不局限于此，可以根据实际需要调整供电电路中的各个参数，从而控制输出电压VOUT的范围。

图1b示出了根据本实用新型第二实施例的显示系统的示意图。

如图1b所示，第二实施例与第一实施例的原理结构大体相同，不同之处在于，第二实施例还包括保护模块130，保护模块130连接至供电电路100与电源模块200之间，避免因供电电路100提供的供电电压过大而导致电源模块200损坏。

在该实施例中，显示系统包括供电电路100、保护模块130、电源模块200和显示装置300。供电电路100向保护模块130提供直流供电电压，保护模块130设定正常电压范围，并根据供电电压的大小控制保护模块130的导通与关断状态，以控制是否向电源模块200提供供电电压。

其中，当供电电压处于正常电压范围之内时，保护模块130导通以向电源模块200提供供电电压，电源模块200包括波形产生模块，波形产生模块能根据直流供电电压向显示装置300提供交流工作电压。当供电电压处于正常电压范围之外时，保护模块130关断以停止向电源模块 200提供供电电压，以防止因供电电路100提供的供电电压过大而导致电源模块200损坏。

图2a示出了根据本实用新型第一实施例的供电电路的示意图。

如图2a所示，本实用新型第一实施例的供电电路100包括比较模块 110、输出模块120。

比较模块110包括比较器U1、分别连接至比较器U1的同相输入端和反相输入端的输入电压VIN(即，第一输入电压)和参考电压VREF、连接至正供电端的电源VLED(即，第二输入电压)、以及输出端，比较器U1的负供电端接地。比较器是判断输入电压或输入电流之间相对大小的电路，包括至少两个输入端和一个输出端，输入端分别包括至少一个同相输入端(“+”端)和至少一个反相输入端(“-”端)。以电压比较器为例，电压比较器的同相输入端和反相输入端分别连接至各自的输入电压，如果同相输入端的输入电压大于反相输入端的输入电压，则输出端输出高电平，即逻辑电平“1”；如果同相输入端的输入电压小于反相输入端的输入电压，则输出端输出低电平，即逻辑电平“0”。

在该实施例中，输入电压VIN连接至比较器U1的同相输入端，参考电压VREF连接至比较器U1的反相输入端。输出端的输出电压VCTRL作为输出模块120的控制信号，控制输出模块120的导通状态。比较器U1 的正供电端接电源VLED，作为比较器U1的高电平输出；负供电端接地，作为比较器U1的低电平输出，低电平输出即为0V。如果输入电压VIN大于参考电压VREF，则输出端输出高电平，即输出电压VCTRL为正电源电压VLED；如果输入电压VIN小于参考电压VREF，则输出端输出低电平，即输出电压VCTRL为负电源电压0V。在该实施例中，参考电压VREF例如为3V，例如采用低压差稳压器(Low-dropout regulator,LDO)提供稳定的直流电压电源，作为参考电压VREF。在替代的实施例中，比较器 U1的正供电端可以连接至独立于电源VLED的电源，该电源应大于第一开关管T1和第二开关管T2的阈值电压，以提供高电平的控制信号。

输出模块120包括第一开关管T1和第二开关管T2。第一开关管T1 例如为P沟道MOS场效应晶体管(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor,MOSFET)，第二开关管T2例如为N沟道MOS 场效应晶体管T2。当一定大小的电位差施于场效晶体管的栅极(gate) 与源极(source)之间时，电场会在氧化层下方的半导体表面形成感应电荷，而这时就会形成反转沟道(inversion channel)。沟道的极性与其漏极(drain)与源极相同，例如，如果漏极和源极是N型，则沟道也会是N型。沟道形成后，场效晶体管即可让电流通过，而依据施于栅极的电压值不同，可由场效晶体管的沟道流过的电流大小亦会受其控制而改变。在N沟道MOS场效应晶体管中，如果栅源电压Vgs大于场效应晶体管的阈值电压(Threshold voltage)，则场效应晶体管处于导通状态；在P沟道MOS场效应晶体管中，如果栅源电压Vgs小于场效应晶体管的阈值电压(Threshold voltage)，则场效应晶体管处于导通状态。

在该实施例中，第一开关管T1和第二开关管T2的栅极(即，控制端)共同连接至比较器U1的输出端，由输出端的输出电压VCTRL控制第一开关管T1和第二开关管T2的导通状态，第一开关管T1和第二开关管T2中只有一者处于导通状态。例如，第一开关管T1为P沟道MOS 场效应晶体管，第二开关管T2为N沟道MOS场效应晶体管，第一开关管T1的源极(即，第一通路端)连接至电源VLED、漏极(即，第二通路端)连接至电源模块；第二开关管T2的源极连接至输入电压VIN，漏极连接至电源模块。当输出电压VCTRL输出低电平时，第一开关管T1处于导通状态，第二开关管T2处于截止状态，输出模块120的输出电压 VOUT输出的电压大小为VLED；当输出电压VCTRL输出高电平时，第一开关管T1处于截止状态，第二开关管T2处于导通状态，输出模块120的输出电压VOUT输出的电压大小为VIN。

输出模块120的输出电压VOUT作为PDLC膜电源模块200(参见图 1)的输入端，为PDLC膜电源模块提供输入电源。在该实施例中，当输入电压VIN大于3V时，输出电压VOUT等于输入电压VIN；当输入电压VIN小于3V时，输出电压VOUT等于电源VLED。电源VLED应大于3V，因此输出电压VOUT总大于3V，从而PDLC膜的电源模块200输出的电压的纹波较小，能输出具有稳定波形的交流电压。可以理解，本实用新型不局限于此，可以根据实际需要调整参考电压VREF和电源VLED的大小，从而控制输出电压VOUT的大小。

图2b示出了根据本实用新型第二实施例的供电电路的示意图。

如图2b所示，在第二实施例中，改变供电电路100中各元件的连接位置和连接关系，从而达到使输出电压VOUT大于参考电压VREF的目的。

例如，输入电压VIN连接至比较器U1的反相输入端，参考电压VREF连接至比较器U1的同相输入端。输出端的输出电压VCTRL作为输出模块 120的控制信号，以控制输出模块120的导通状态。

比较器U1的正供电端接电源VLED，作为比较器U1的正电源电压；负供电端接地，作为比较器U1的负电源电压，负电源电压即为0V。如果输入电压VIN大于参考电压VREF，则输出端输出低电平，即输出电压 VCTRL为负电源电压0V；如果输入电压VIN小于参考电压VREF，则输出端输出高电平，即输出电压VCTRL为正电源电压VLED。

第一开关管T1和第二开关管T2的栅极共同连接至比较器U1的输出端，第一开关管T1为N沟道MOS场效应晶体管，第二开关管T2为 P沟道MOS场效应晶体管，第一开关管T1的源极连接至电源VLED，第二开关管T2的源极连接至输入电压VIN。

当输出电压VCTRL输出高电平时，第一开关管T1处于导通状态，第二开关管T2处于截止状态，输出模块120的输出电压VOUT输出的电压大小为VLED；当输出电压VCTRL输出低电平时，第一开关管T1处于截止状态，第二开关管T2处于导通状态，输出模块120的输出电压VOUT输出的电压大小为VIN。从而在输入电压VIN小于参考电压VREF时，输出电压VOUT等于电源VLED；当输入电压VIN大于3V时，输出电压VOUT等于输入电压VIN。

图3示出了根据本实用新型实施例的供电电路的工作时序示意图。

如图3所示，在该实施例中，输入电压VIN波形例如为矩形波，设置矩形波的波峰值VS+为1V，波谷值VS-为5V，设置参考电压VREF为 3V，VLED为12V。那么当输入电压VIN大于3V时，输出电压VOUT输出的电压大小为VIN，即为5V；当输入电压VIN小于3V时，输出电压VOUT输出的电压大小为VLED，即为12V。

依照本实用新型的实施例如上文所述，这些实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该实用新型仅为所述的具体实施例。显然，根据以上描述，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本实用新型的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地利用本实用新型以及在本实用新型基础上的修改使用。本实用新型仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。