本發(fā)明涉及顯示技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種直流電壓變換電路及直流電壓變換方法和液晶顯示裝置。

背景技術(shù)：

隨著顯示技術(shù)的發(fā)展，液晶顯示裝置(liquidcrystaldisplay，lcd)等平面顯示裝置因具有高畫質(zhì)、省電、機身薄及應(yīng)用范圍廣等優(yōu)點，而被廣泛的應(yīng)用于手機、電視、個人數(shù)字助理、數(shù)字相機、筆記本電腦、臺式計算機等各種消費性電子產(chǎn)品，成為顯示裝置中的主流。

液晶面板是液晶顯示裝置的核心組成部分。液晶面板通常是由一彩色濾光片基板(colorfiltersubstrate，cfsubstrate)、一薄膜晶體管陣列基板(thinfilmtransistorarraysubstrate，tftarraysubstrate)以及一配置于兩基板間的液晶層(liquidcrystallayer)所構(gòu)成。一般陣列基板、彩色濾光片基板上分別設(shè)置像素電極、公共電極。當電壓被施加到像素電極與公共電極便會在液晶層中產(chǎn)生電場，該電場決定了液晶分子的取向，從而調(diào)整入射到液晶層的光的偏振，使液晶面板顯示圖像。

現(xiàn)有技術(shù)中對tft-lcd進行驅(qū)動時，均會向tft-lcd輸入包括模擬電源電壓(vaa)、數(shù)字電源電壓(vdd)、柵極開啟電壓(vgh)、柵極關(guān)閉電壓(vgl)在內(nèi)的多種電壓。其中，vaa和vdd的電流較大，通常是通過升壓(boost)電路或降壓(buck)電路來產(chǎn)生的，而vgh及vgl對應(yīng)的電流較小，一般利用成本較低的電荷泵(chargepump)電路來產(chǎn)生。

具體地，在現(xiàn)有技術(shù)，vaa的boost電路除了用于對輸入電壓進行升壓產(chǎn)生vaa外，還用于對產(chǎn)生驅(qū)動vgh的電荷泵電路進行升壓的驅(qū)動電壓vlx，通過vaa的boost電路產(chǎn)生驅(qū)動電壓vlx存在如下缺陷：當vaa上的負載較小(即輕載)時，vaa的boost電路會進入斷續(xù)模式，此時由vaa的boost電路產(chǎn)生的驅(qū)動電壓vlx的切換頻率也會變得很低，如圖1所示，如果此時vgh上的負載較重，這種切換頻率很低的驅(qū)動電壓vlx將不能穩(wěn)定的驅(qū)動vgh帶動負載，使得vgh的電壓不能穩(wěn)定，影響正常工作。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種直流電壓變換電路，能夠根據(jù)升壓電路和電荷泵電路的負載輕重自動調(diào)整開關(guān)模塊的開關(guān)頻率，保證電荷泵電路的正常工作。

本發(fā)明的另一目的在于提供一種直流電壓變換方法，能夠根據(jù)升壓電路和電荷泵電路的負載輕重自動調(diào)整開關(guān)模塊的開關(guān)頻率，保證電荷泵電路的正常工作。

本發(fā)明的另一目的還在于提供一種液晶顯示裝置，能夠根據(jù)升壓電路和電荷泵電路的負載輕重自動調(diào)整開關(guān)模塊的開關(guān)頻率，保證電荷泵電路的正常工作。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種直流電壓變換電路，包括：升壓電路、電荷泵電路、及控制電路；

所述升壓電路包括：電感、第一二極管、及第一電容；所述電荷泵電路包括：第二電容、第三電容、第二二極管、第三二極管、及三極管；所述控制電路包括：開關(guān)模塊、與門、第一電流偵測模塊、第二電流偵測模塊、升壓控制模塊、及電荷泵控制模塊；

所述電感的第一端接入輸入電壓，第二端電性連接第一節(jié)點；所述第一二極管的正極電性連接第一節(jié)點，負極輸出模擬電源電壓；所述第一電容的第一端電性連接第一二極管的負極，第二端接地；所述第二電容的第一端電性連接第一節(jié)點，第二端電性連接第二二極管的負極；所述第二二極管的正極電性連接第一二極管的負極；所述第三二極管的正極電性連接第二二極管的負極，負極電性連接第三電容的第一端；所述第三電容的第二端接地；所述三極管的基極電性連接電荷泵控制模塊，發(fā)射極電性連接第三二極管的負極，集電極輸出柵極導(dǎo)通電壓；

所述開關(guān)模塊的控制端電性連接升壓控制模塊的第一端，第一端電性連接第一節(jié)點，第二端接地；所述升壓控制模塊的第二端電性連接與門的輸出端；

所述第一電流偵測模塊用于采集第一電流，并在所述第一電流大于預(yù)設(shè)的第一比較電流時，向所述與門的第一輸入端提供低電平，在所述第一電流小于預(yù)設(shè)的第一比較電流時，向所述與門的第一輸入端提供高電平；所述第一電流為所述開關(guān)模塊第二端的電流；

所述第二電流偵測模塊用于采集第二電流，并在所述第二電流大于預(yù)設(shè)的第二比較電流時，向所述與門的第二輸入端提供高電平，在所述第二電流小于預(yù)設(shè)的第二比較電流時，向所述與門的第二輸入端提供低電平；所述第二電流為所述三極管集電極的電流；

所述升壓控制模塊用于控制所述開關(guān)模塊的開啟和關(guān)閉，并根據(jù)所述與門的輸出端的電平控制所述開關(guān)模塊的開關(guān)頻率，當所述與門的輸出端的電平為低電平，所述升壓控制模塊控制所述開關(guān)模塊維持當前的開關(guān)頻率，當所述與門的輸出端的電平為高電平，所述升壓控制模塊控制所述開關(guān)模塊提升當前的開關(guān)頻率；

所述電荷泵控制模塊用于控制所述三極管的通斷。

所述第一電流偵測模塊包括：第一電流比較器、及反相器；

所述第一電流比較器的正相輸入端電性連接開關(guān)模塊的第二端，反相輸入端接入第一比較電流，輸出端電性連接反相器的輸入端；所述反相器的輸出端電性連接與門的第一輸入端。

所述第二電流偵測模塊包括：第二電流比較器；

所述第二電流比較器的正相輸入端電性連接三極管的集電極，反相輸入端接入第二參考電流，輸出端電性連接與門的第二輸入端。

所述控制電路集成于一電源管理芯片中。

所述第一二極管、第二二極管、及第三二極管均為肖特基極二極管。

所述開關(guān)模塊包括：mos管、及電阻；

所述mos管的柵極電性連接升壓控制模塊，源極電性連接電阻的第一端，漏極電性連接第一節(jié)點；所述電阻的第二端接地；

所述mos管的柵極為所述開關(guān)模塊的控制端，漏極為所述開關(guān)模塊的第一端，所述電阻的第二端為所述開關(guān)模塊的第二端。

本發(fā)明提供一種直流電壓變換方法，應(yīng)用于上述的直流電壓變換電路，包括如下步驟：

步驟s1、所述升壓控制模塊反復(fù)開關(guān)所述開關(guān)模塊，所述升壓電路對輸入電壓進行升壓得到模擬電源電壓；

步驟s2、所述電荷泵電路利用第一節(jié)點的電壓對所述模擬電源電壓進行升壓，產(chǎn)生柵極導(dǎo)通電壓，所述電荷泵控制模塊控制所述三極管導(dǎo)通，所述柵極導(dǎo)通電壓從所述三極管的集電極輸出；

步驟s3、所述第一電流偵測模塊采集第一電流，并在所述第一電流大于預(yù)設(shè)的第一比較電流時，向所述與門的第一輸入端提供低電平，在所述第一電流小于預(yù)設(shè)的第一比較電流時，向所述與門的第一輸入端提供高電平；所述第一電流為所述開關(guān)模塊第二端的電流；

步驟s4、所述第二電流偵測模塊采集第二電流，并在所述第二電流大于預(yù)設(shè)的第二比較電流時，向所述與門的第二輸入端提供高電平，在所述第二電流小于預(yù)設(shè)的第二比較電流時，向所述與門的第二輸入端提供低電平；所述第二電流為所述三極管集電極的電流；

步驟s5、所述升壓控制模塊接收所述與門的輸出端的電平，在所述與門的輸出端的電平為低電平，控制所述開關(guān)模塊維持當前的開關(guān)頻率，在所述與門的輸出端的電平為高電平，控制所述開關(guān)模塊提升當前的開關(guān)頻率。

本發(fā)明還提供一種液晶顯示裝置，包括上述的直流電壓變換電路。

本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明提供一種直流電壓變換電路，包括：升壓電路、電荷泵電路、及控制電路，所述控制電路中增設(shè)有第一電流偵測模塊、第二電流偵測模塊、及與門，通過第一電流偵測模塊偵測升壓電路中的第一電流，并根據(jù)第一電流的大小向所述與門的第一輸入端提供高電平或低電平，通過第二電流偵測模塊偵測電荷泵電路中的第二電流，并根據(jù)第二電流的大小向所述與門的第二輸入端提供高電平或低電平，利用所述與門的輸出端的電平控制開關(guān)模塊在所述第一電流較小且第二電流較大即升壓電路為輕載且電荷泵電路為重載時提升開關(guān)頻率，從而提升升壓電路提供給電荷泵電路的驅(qū)動電壓的驅(qū)動能力，保證電荷泵電路的正常工作，提升vgh電壓的穩(wěn)定性。本發(fā)明還提供一種直流電壓變換方法，能夠根據(jù)升壓電路和電荷泵電路的負載輕重自動調(diào)整開關(guān)模塊的開關(guān)頻率，保證電荷泵電路的正常工作。本發(fā)明還提供一種液晶顯示裝置，能夠根據(jù)升壓電路和電荷泵電路的負載輕重自動調(diào)整開關(guān)模塊的開關(guān)頻率，保證電荷泵電路的正常工作。

附圖說明

為了能更進一步了解本發(fā)明的特征以及技術(shù)內(nèi)容，請參閱以下有關(guān)本發(fā)明的詳細說明與附圖，然而附圖僅提供參考與說明用，并非用來對本發(fā)明加以限制。

附圖中，

圖1為現(xiàn)有技術(shù)中的升壓電路處于斷續(xù)模式時驅(qū)動電壓vlx的波形圖；

圖2本發(fā)明的直流電壓變換電路的電路圖；

圖3為本發(fā)明的直流電壓變換電路中升壓電路處于輕載且電荷泵電路處于重載時的驅(qū)動電壓vlx的波形圖；

圖4為本發(fā)明的直流電壓變換方法的流程圖。

具體實施方式

為更進一步闡述本發(fā)明所采取的技術(shù)手段及其效果，以下結(jié)合本發(fā)明的優(yōu)選實施例及其附圖進行詳細描述。

請參閱圖1，本發(fā)明提供一種直流電壓變換電路，包括：升壓電路1、電荷泵電路2、及控制電路3。

其中，所述升壓電路1包括：電感l(wèi)1、第一二極管d1、及第一電容c1；所述電荷泵電路2包括：第二電容c2、第三電容c3、第二二極管d2、第三二極管d3、及三極管tr1；所述控制電路3包括：開關(guān)模塊301、與門y1、第一電流偵測模塊201、第二電流偵測模塊202、升壓控制模塊101、及電荷泵控制模塊102。

具體地，所述電感l(wèi)1的第一端接入輸入電壓vin，第二端電性連接第一節(jié)點a；所述第一二極管d1的正極電性連接第一節(jié)點a，負極輸出模擬電源電壓vaa；所述第一電容c1的第一端電性連接第一二極管d1的負極，第二端接地；所述第二電容c2的第一端電性連接第一節(jié)點a，第二端電性連接第二二極管d2的負極；所述第二二極管d2的正極電性連接第一二極管d1的負極；所述第三二極管d3的正極電性連接第二二極管d2的負極，負極電性連接第三電容c3的第一端；所述第三電容c3的第二端接地；所述三極管tr1的基極電性連接電荷泵控制模塊102，發(fā)射極電性連接第三二極管d3的負極，集電極輸出柵極導(dǎo)通電壓vgh。

具體地，所述開關(guān)模塊301的控制端電性連接升壓控制模塊101的第一端，第一端電性連接第一節(jié)點a，第二端接地；所述升壓控制模塊101的第二端電性連接與門y1的輸出端。

所述第一電流偵測模塊201用于采集第一電流，并在所述第一電流大于預(yù)設(shè)的第一比較電流時，向所述與門y1的第一輸入端提供低電平，在所述第一電流小于預(yù)設(shè)的第一比較電流時，向所述與門y1的第一輸入端提供高電平；所述第一電流為所述開關(guān)模塊301第二端的電流；

所述第二電流偵測模塊202用于采集第二電流，并在所述第二電流大于預(yù)設(shè)的第二比較電流時，向所述與門y1的第二輸入端提供高電平，在所述第二電流小于預(yù)設(shè)的第二比較電流時，向所述與門y1的第二輸入端提供低電平；所述第二電流為所述三極管tr1集電極的電流；

所述升壓控制模塊101用于控制所述開關(guān)模塊301的開啟和關(guān)閉，并根據(jù)所述與門y1的輸出端的電平控制所述開關(guān)模塊301的開關(guān)頻率，當所述與門y1的輸出端的電平為低電平，所述升壓控制模塊101控制所述開關(guān)模塊301維持當前的開關(guān)頻率，當所述與門y1的輸出端的電平為高電平，所述升壓控制模塊101控制所述開關(guān)模塊301提升當前的開關(guān)頻率；

所述電荷泵控制模塊102用于控制所述三極管tr1的通斷。

優(yōu)選地，如圖2所示，所述第一電流偵測模塊201包括：第一電流比較器u1、及反相器f1；所述第一電流比較器u1的正相輸入端電性連接開關(guān)模塊301的第二端，反相輸入端接入第一比較電流i1，輸出端電性連接反相器f1的輸入端；所述反相器f1的輸出端電性連接與門y1的第一輸入端，從而實現(xiàn)在所述第一電流大于預(yù)設(shè)的第一比較電流i1時，向所述與門y1的第一輸入端提供低電平，在所述第一電流小于預(yù)設(shè)的第一比較電流i1時，向所述與門y1的第一輸入端提供高電平。

優(yōu)選地，所述第二電流偵測模塊202包括：第二電流比較器u2；所述第二電流比較器u2的正相輸入端電性連接三極管tr1的集電極，反相輸入端接入第二參考電流i2，輸出端電性連接與門y1的第二輸入端，從而實現(xiàn)在所述第二電流大于預(yù)設(shè)的第二比較電流i2時，向所述與門y1的第二輸入端提供高電平，在所述第二電流小于預(yù)設(shè)的第二比較電流i2時，向所述與門y1的第二輸入端提供低電平。

具體地，所述控制電路3集成于一電源管理芯片(powermanageic，pmic)中。優(yōu)選地，所述第一二極管d1、第二二極管d2、及第三二極管d3均為肖特基極二極管。

進一步地，所述開關(guān)模塊301包括：mos管q1、及電阻r1；所述mos管q1的柵極電性連接升壓控制模塊101，源極電性連接電阻r1的第一端，漏極電性連接第一節(jié)點a；所述電阻r1的第二端接地；對應(yīng)地，所述mos管的柵極為所述開關(guān)模塊301的控制端，漏極為所述開關(guān)模塊301的第一端，所述電阻r1的第二端為所述開關(guān)模塊301的第二端。

需要說明的是，結(jié)合圖1和圖3，本發(fā)明的直流電壓變換電路的工作過程為：首先所述升壓控制模塊101控制所述開關(guān)模塊301打開，第一二極管d1截止，所述電感l(wèi)1的電流持續(xù)增加，電感l(wèi)1儲能，隨后所述升壓控制模塊101控制所述開關(guān)模塊301關(guān)閉，第一二極管d1導(dǎo)通，所述電感l(wèi)1通過第一二極管d1為第一電容c1充電，從而完成對輸入電壓vin的升壓，輸出模擬電源電壓vaa，反復(fù)開關(guān)開關(guān)模塊301，以持續(xù)輸出模擬電源電壓vaa，與此同時，電荷泵電路2從第一節(jié)點a處獲得驅(qū)動電壓vlx，并在通過所述驅(qū)動電壓vlx對所述模擬電源電壓vaa進行升壓時產(chǎn)生柵極導(dǎo)通電壓vgh，具體為通過所述驅(qū)動電壓vlx為所述第二電容c2和第三電容c3充電，使得所述第三二極管d3的陰極電壓上升，從而產(chǎn)生柵極導(dǎo)通電壓vgh，更為重要的是，由于升壓電路1在輕載狀態(tài)下會進入斷續(xù)模式，本發(fā)明的直流電壓變換電路在所述升壓電路1和電荷泵電路2的工作過程中，還會偵測第一電流和第二電流，并根據(jù)第一電流和第二電流的大小判斷所述升壓電路1和電荷泵電路2的負載狀態(tài)，具體為，在所述第一電流大于預(yù)設(shè)的第一比較電流i1時，判定所述升壓電路1為重載狀態(tài)，不會進入斷續(xù)模式，向所述與門y1的第一輸入端提供低電平，在所述第一電流小于預(yù)設(shè)的第一比較電流i1時，判定所述升壓電路1為輕載狀態(tài)，會進入斷續(xù)模式，向所述與門y1的第一輸入端提供高電平，在所述第二電流大于預(yù)設(shè)的第二比較電流i2時，所述電荷泵電路2為重載狀態(tài)，需要較強驅(qū)動能力的驅(qū)動電壓vlx，向所述與門y1的第二輸入端提供高電平，在所述第二電流小于預(yù)設(shè)的第二比較電流i2時，所述電荷泵電路2為輕載狀態(tài)，不需要較強驅(qū)動能力的驅(qū)動電壓vlx，向所述與門y1的第二輸入端提供低電平，所述升壓控制模塊101根據(jù)所述與門y1的輸出端的電平控制所述開關(guān)模塊301的開關(guān)頻率，當所述與門y1的輸出端的電平為高電平，也即所述升壓電路1為輕載狀態(tài)且所述電荷泵電路2為重載狀態(tài)時，所述升壓控制模塊101控制所述開關(guān)模塊301提升當前的開關(guān)頻率，以提升所述驅(qū)動電壓vlx的驅(qū)動能力，保證vgh能夠穩(wěn)定帶動負載，當所述與門y1的輸出端的電平為低電平，也即除了所述升壓電路1為輕載狀態(tài)且所述電荷泵電路2為重載狀態(tài)的情況以外，所述升壓控制模塊101均控制所述開關(guān)模塊301維持當前的開關(guān)頻率，此時所述vgh也能夠穩(wěn)定帶動負載，從而本發(fā)明能夠根據(jù)升壓電路1和電荷泵電路2的負載輕重自動調(diào)整開關(guān)模塊的開關(guān)頻率，保證電荷泵電路的正常工作。

請參閱圖4，本發(fā)明還提供一種直流電壓變換方法，應(yīng)用于上述的直流電壓變換電路，包括如下步驟：

步驟s1、所述升壓控制模塊101反復(fù)開關(guān)所述開關(guān)模塊301，所述升壓電路1對輸入電壓vin進行升壓得到模擬電源電壓vaa；

步驟s2、所述電荷泵電路2利用所述第一節(jié)點a的電壓對所述模擬電源電壓vaa進行升壓，產(chǎn)生柵極導(dǎo)通電壓vgh，所述電荷泵控制模塊102控制所述三極管tr1導(dǎo)通，所述柵極導(dǎo)通電壓vgh從所述三極管tr1的集電極輸出；

步驟s3、所述第一電流偵測模塊201采集第一電流，并在所述第一電流大于預(yù)設(shè)的第一比較電流時，向所述與門y1的第一輸入端提供低電平，在所述第一電流小于預(yù)設(shè)的第一比較電流時，向所述與門y1的第一輸入端提供高電平；所述第一電流為所述開關(guān)模塊301第二端的電流；

步驟s4、所述第二電流偵測模塊202采集第二電流，并在所述第二電流大于預(yù)設(shè)的第二比較電流時，向所述與門y1的第二輸入端提供高電平，在所述第二電流小于預(yù)設(shè)的第二比較電流時，向所述與門y1的第二輸入端提供低電平；所述第二電流為所述三極管tr1集電極的電流；

步驟s5、所述升壓控制模塊101接收所述與門y1的輸出端的電平，在所述與門y1的輸出端的電平為低電平，控制所述開關(guān)模塊301維持當前的開關(guān)頻率，在所述與門y1的輸出端的電平為高電平，控制所述開關(guān)模塊301提升當前的開關(guān)頻率。

此外，本發(fā)明還提供一種液晶顯示裝置，包括上述的直流電壓變換電路。

綜上所述，本發(fā)明提供一種直流電壓變換電路，包括：升壓電路、電荷泵電路、及控制電路，所述控制電路中增設(shè)有第一電流偵測模塊、第二電流偵測模塊、及與門，通過第一電流偵測模塊偵測升壓電路中的第一電流，并根據(jù)第一電流的大小向所述與門的第一輸入端提供高電平或低電平，通過第二電流偵測模塊偵測電荷泵電路中的第二電流，并根據(jù)第二電流的大小向所述與門的第二輸入端提供高電平或低電平，利用所述與門的輸出端的電平控制開關(guān)模塊在所述第一電流較小且第二電流較大即升壓電路為輕載且電荷泵電路為重載時提升開關(guān)頻率，從而提升升壓電路提供給電荷泵電路的驅(qū)動電壓的驅(qū)動能力，保證電荷泵電路的正常工作，提升vgh電壓的穩(wěn)定性。本發(fā)明還提供一種直流電壓變換方法，能夠根據(jù)升壓電路和電荷泵電路的負載輕重自動調(diào)整開關(guān)模塊的開關(guān)頻率，保證電荷泵電路的正常工作。本發(fā)明還提供一種液晶顯示裝置，能夠根據(jù)升壓電路和電荷泵電路的負載輕重自動調(diào)整開關(guān)模塊的開關(guān)頻率，保證電荷泵電路的正常工作。

以上所述，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，可以根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案和技術(shù)構(gòu)思作出其他各種相應(yīng)的改變和變形，而所有這些改變和變形都應(yīng)屬于本發(fā)明權(quán)利要求的保護范圍。