專利名稱：Vcom開關(guān)放大器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于電子設(shè)備的顯示器。更具體而言，本發(fā) 明涉及用于向顯示器面板供給公共電壓的放大器。
背景技術(shù)：
顯示器用于筆記本PC、電視機(jī)以及其它電子設(shè)備上。像大多數(shù)電子設(shè)備ー樣，必須對(duì)顯示器進(jìn)行校準(zhǔn)來準(zhǔn)確顯示視頻和圖形圖像。例如，為了最佳觀賞和操作，對(duì)顯示器的公共電壓進(jìn)行校準(zhǔn)。在沒有適當(dāng)校準(zhǔn)的情況下，顯示器上的圖像實(shí)質(zhì)上會(huì)閃爍。在諸如液晶顯示器(IXD)、電子墨水顯示器和電潤(rùn)濕顯示器的一些種類的顯示器中，如果沒有正確設(shè)置公共電壓，則會(huì)損壞像素材料?！╋@不器的特征在于公共電壓(Vcom),這里稱為Vcmm顯不器。Vcmm電壓施加到Vcqm顯示面板的背板。當(dāng)像素導(dǎo)通吋，Vot電壓的施加允許對(duì)施加到像素的絕對(duì)電壓的調(diào)節(jié)。當(dāng)適當(dāng)調(diào)節(jié)Vot電壓時(shí)，在向像素供給的模擬源電壓的整個(gè)周期期間大致相同的絕對(duì)電壓被施加給像素。向像素提供基本上恒定的絕對(duì)導(dǎo)通電壓基本上消除了所察覺到的閃爍。Vcqm電壓的適當(dāng)校準(zhǔn)還維持跨像素的基本為零伏的平均值，這防止像素材料變?yōu)閾p壞的，諸如造成圖像燒印到顯示屏中。使用合適的Vtom施加電路供給Vot電壓。在每個(gè)常規(guī)Vtom顯示面板的組裝期間，Vcom電壓電平可以通過電調(diào)節(jié)與Vot施加電路相關(guān)聯(lián)的參數(shù)來校準(zhǔn)。在一些過程中，技術(shù)人員查看IXD上的測(cè)試圖像并通過經(jīng)驗(yàn)主義的反復(fù)試驗(yàn)來人工調(diào)節(jié)Vcqm施加電路，直到圖像沒有閃爍。在其它過程中，Vot電壓校準(zhǔn)可以通過如下方式執(zhí)行監(jiān)視Vot顯示面板的照明并將檢測(cè)的照明水平輸入到軟件算法中以確定適當(dāng)?shù)摩挺卅妷弘娖?。所確定的適當(dāng)?shù)摩挺卅妷弘娖饺缓笥蒝ot施加電路設(shè)置。適當(dāng)?shù)腣ot電壓電平然后存儲(chǔ)在非易失性存儲(chǔ)裝置中或者針對(duì)Vot顯示器的壽命由顯示控制器上的電阻器串來設(shè)置。常規(guī)Vot施加電路使用AB類放大器來生成提供給Vot顯示面板的適當(dāng)?shù)腣ot電壓電平。圖I圖示了示例性的常規(guī)Vot施加電路10。數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC) 2接收表示適當(dāng)?shù)腣ot電壓電平的數(shù)字代碼作為輸入。DAC 2將轉(zhuǎn)換的模擬信號(hào)輸出給放大器4的第一輸入。放大器4為AB類運(yùn)算放大器。放大器4的第二輸入為反饋信號(hào)。放大器4被供給有模擬電源電壓AVDD。放大器4的輸出為Vcmm電壓電平，該Vcmm電壓電平被供給到LCD面板20的背板或Vcom層。Vcmm層在概念上可以建模為分布式RC。在一些應(yīng)用中,Vcmm電壓電平基本上恒定。也可以實(shí)施如圖IB所示的Vot施加電路10’的備選配置來提供恒定的Vot電壓電平。V 施加電路10’包括從AB類放大器4’的輸出到AB類放大器4’的第二輸入的本地反饋。AB類放大器4’可以與圖IA中的AB類放大器4相同或不同。在其它應(yīng)用中，可以通過提供從Voti層20到AB類放大器4的第二輸入的反饋信號(hào)，使用Vot施加電路10 (圖1A)來調(diào)節(jié)Vcom電壓電平。Vcom層將Vot電壓分布到IXD面板內(nèi)的每個(gè)像素。在常規(guī)應(yīng)用中，IXD面板包括像素行，行中的每個(gè)像素連接到公共柵極線。當(dāng)刷新每行像素時(shí)，數(shù)百(如果不是數(shù)千)個(gè)像素可以同時(shí)汲取電流。在Vot施加電路內(nèi)包含放大器容許大量像素對(duì)電流的同時(shí)汲取。典型的AB類放大器的輸出級(jí)包括被配置用于提供和吸收電流的兩個(gè)互補(bǔ)晶體管。AB類放大器中的晶體管工作在線性模式中。輸出級(jí)的功率效率最多為50%。

發(fā)明內(nèi)容
具有V-顯示面板的電子設(shè)備被配置為向V-顯示面板背板提 供公共電壓。公共電壓由耦合到Vot顯示面板的公共電壓施加電路供給。公共電壓施加電路包括開關(guān)放大器，該開關(guān)放大器具有被配置為輸出公共電壓的開關(guān)輸出級(jí)?？蛇x的濾波器耦合在開關(guān)放大器的輸出與Vot顯示面板的輸入之間。開關(guān)放大器起到如下開關(guān)電源的作用，該開關(guān)電源與常規(guī)的公共電壓施加電路相比具有改善的功率效率。在ー個(gè)方面中，公開了ー種用于驅(qū)動(dòng)使用公共電壓的顯示器的電子設(shè)備。該電子設(shè)備包括公共電壓施加電路，耦合到顯示器，以向顯示器供給公共電壓，其中公共電壓施加電路包括開關(guān)放大器，該開關(guān)放大器被配置為輸出用于形成公共電壓的開關(guān)波形。顯示器可以為液晶顯示器。液晶顯示器可以具有多個(gè)像素，并且公共電壓供給到該多個(gè)像素中的每ー個(gè)像素。開關(guān)放大器可以耦合到模擬電源。模擬電源電壓可以供給在約8V至約30V范圍內(nèi)的電壓。開關(guān)放大器可以為D類放大器。公共電壓施加電路還可以包括濾波器，該濾波器耦合在開關(guān)放大器與顯示器之間。公共電壓施加電路還可以包括電感器，其中濾波器包括該電感器和顯示器的電容。公共電壓施加電路還可以包括電容器，其中濾波器還包括該電容器。電子設(shè)備還可以包括控制電路，該控制電路耦合到開關(guān)放大器，其中控制電路被配置為控制開關(guān)放大器使得調(diào)制開關(guān)波形的占空比。在另一方面中，公開了另ー種用于驅(qū)動(dòng)使用公共電壓的顯示器的電子設(shè)備。該電子設(shè)備包括公共電壓施加電路，耦合到顯示器，以向顯示器供給公共電壓。公共電壓施加電路包括D類開關(guān)放大器和電感器。D類開關(guān)放大器被配置為輸出開關(guān)波形。電感器耦合到D類開關(guān)放大器的輸出并被配置為接收開關(guān)波形和輸出公共電壓。在又一方面中，公開了ー種用于驅(qū)動(dòng)使用公共電壓的顯示器的方法。該方法包括使用開關(guān)放大器供給開關(guān)波形；從開關(guān)波形形成公共電壓；以及向顯示器提供公共電壓。


參照附圖描述若干示例性實(shí)施例，其中類似的組件被提供有類似的參考標(biāo)號(hào)。示例性實(shí)施例g在圖示本發(fā)明，而不是限制本發(fā)明。附圖包括以下圖圖IA圖示了示例性常規(guī)Vcmm施加電路的示意圖。圖IB圖示了根據(jù)備選配置的示例性常規(guī)Vtom施加電路的示意圖。圖2A圖示了根據(jù)ー個(gè)實(shí)施例的Vot施加電路的示意圖。圖2B圖示了根據(jù)另ー實(shí)施例的備選Vtom施加電路的示意圖。
圖2C圖示了根據(jù)又ー實(shí)施例的備選Vtom施加電路的示意圖。圖3圖示了其中Vot層由其示意電路等同方案替換的圖2的Vot施加電路。圖4圖示了根據(jù)ー個(gè)實(shí)施例的包括控制電路的圖2A的Vot施加電路的示意框圖。
具體實(shí)施例方式本申請(qǐng)的實(shí)施例涉及Vot施加電路。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到，以下對(duì)Vot施加電路的詳細(xì)描述僅是說明性的，而并不g在于以任何方式進(jìn)行限制。Vot施加電路的其它實(shí)施例對(duì)于受益于本公開內(nèi)容的這些技術(shù)人員而言將是容易想到的?，F(xiàn)在將詳細(xì)參照如附圖所示的Vot施加電路的實(shí)施方式。貫穿附圖和下述詳細(xì)描述，將使用相同的參考標(biāo)記指代相同或類似的部件。為清楚起見，并非這 里描述的所述實(shí)施方式的所有常規(guī)特征都被示出和描述。當(dāng)然，將明白的是，在任何這樣的實(shí)際實(shí)施方式的開發(fā)中，為了實(shí)現(xiàn)開發(fā)者的特定目的(諸如符合應(yīng)用和商業(yè)有關(guān)的約束)，必須做出很多具體實(shí)施方式
的決策，并且將明白的是，這些特定目的將隨著實(shí)施方式的不同而變化以及隨著開發(fā)者的不同而變化。而且，將明白的是，這種開發(fā)努力可能是復(fù)雜且耗時(shí)的，但卻是受益于本公開內(nèi)容的本領(lǐng)域普通技術(shù)人員的例行工程任務(wù)。本申請(qǐng)的實(shí)施例涉及具有Vcmm顯示面板的電子設(shè)備,該Vcom顯示面板稱合到Vcmm施加電路，該Vcmm施加電路具有開關(guān)放大器，以向Vcmm顯面板供給Vcmm電壓。在一些實(shí)施例中，開關(guān)放大器為D類放大器。開關(guān)放大器的輸出級(jí)包括ー對(duì)互補(bǔ)晶體管，該對(duì)互補(bǔ)晶體管導(dǎo)通和截止使得開關(guān)管放大器有效地起到開關(guān)電源的作用。開關(guān)放大器的功率效率至少為80%，這相對(duì)于使用AB類放大器的常規(guī)Vot施加電路而言是ー個(gè)顯著的改善。必要吋，Vcqm顯示面板的Vot背板的電容和電感器對(duì)開關(guān)放大器的輸出信號(hào)進(jìn)行濾波。圖2Α圖示了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的Vot施加電路100的示意圖。Vot施加電路100包括DAC 102、開關(guān)運(yùn)算放大器104、電感器110、電阻器106和電阻器108。Vtom施加電路100耦合到Vot顯示面板的背板120。該背板也稱為Vot層。Vot層120接收從開關(guān)放大器104輸出的Vkjm電壓。DAC 102接收表示適當(dāng)?shù)腣ot電壓電平的數(shù)字代碼作為輸入。DAC102將轉(zhuǎn)換的模擬信號(hào)輸出給開關(guān)放大器104的第一輸入。開關(guān)放大器104的第二輸入為反饋信號(hào)，稱為公共電壓反饋Vot FB。開關(guān)放大器104被供給有模擬電源電壓AVDD。在ー些實(shí)施例中，模擬電源電壓AVDD具有在約8V至約30V范圍內(nèi)的最大電壓。開關(guān)放大器104起到開關(guān)電源的作用并因此輸出開關(guān)波形，例如圖2A所示那樣。從開關(guān)放大器104輸出的開關(guān)波形被濾波產(chǎn)生Vot電壓電平，該Vot電壓電平被供給到Vot顯示面板的背板或Vot層120。Vtom層120將Vot電壓分布到Vot顯示面板內(nèi)的每個(gè)像素。在一些應(yīng)用中，從開關(guān)放大器輸出的瞬時(shí)電流約為I安培，其中當(dāng)顯示器的水平線被刷新時(shí)發(fā)生瞬時(shí)電流。在ー些應(yīng)用中，耦合到Vkjm施加電路的負(fù)載為DC負(fù)載，該DC負(fù)載需要從νωΜ施加電路輸出的DC電流。在其它應(yīng)用中，負(fù)載不是DC負(fù)載。開關(guān)放大器104調(diào)制方波輸出的占空比以生成期望的Vot電壓電平。在一些實(shí)施例中，控制電路112耦合到開關(guān)放大器104，如圖4所示?？刂齐娐?12耦合到開關(guān)放大器104使得調(diào)制開關(guān)波形的占空比?？刂齐娐?12還可以被配置為執(zhí)行附加控制功能，該附加控制功能針對(duì)控制開關(guān)放大器和/或可以添加到Vtom施加電路的附加組件。例如，控制電路112可以被配置為控制修改后的Vot施加電路，以在開關(guān)放大器中利用大的瞬時(shí)輸出電流進(jìn)行穩(wěn)定，而不經(jīng)歷功耗和熱量增加。在該示例性應(yīng)用中，可以向Vot施加電路添加瞬時(shí)輔助電路使得在瞬時(shí)情況期間將Vot電壓快速驅(qū)動(dòng)到正或負(fù)供給，該瞬時(shí)輔助電路具有由控制電路112控制的多個(gè)開關(guān)。在共同未決且共同擁有的、題為“VCOM Amplifier with Transient Assist Circuit”的美國(guó)專利申請(qǐng)序列號(hào)(律師案號(hào)為MAXIM-05002)中描述了這種包括瞬時(shí)輔助電路的Vkjm施加電路的例子，據(jù)此通過參考全文引入該專利申請(qǐng)。在另ー個(gè)例子中，控制電路112可以被配置為控制修改后的Vtom施加電路，以快速改變其閉環(huán)增益。在該示例性應(yīng)用中，νωΜ施加電路被修改為包括可變電阻的電阻器，該電阻器的電阻由控制電路112控制。在共同未決且共同擁有的、題為“VCOM Amplifier withFast-Switching Gain”的美國(guó)專利申請(qǐng)序列號(hào)(律師案號(hào)為MAXM-05003)中描述了這種包括可變電阻的電阻器的Vot施加電路的例子，據(jù)此通過參考全文引入該專利申請(qǐng)。
包括電感器110和Vot層120的電容的濾波器對(duì)開關(guān)波形進(jìn)行濾波使得輸出Vcqm電壓電平。在Vot層120內(nèi)存在固有的寄生電容。該濾波器被設(shè)計(jì)為考慮該寄生電容。如果寄生電容不足以滿足濾波器的設(shè)計(jì)考慮，則可以向Vot施加電路添加附加電容，例如將電容器耦合到電感器110。使用開關(guān)放大器需要適當(dāng)選擇電感器110和任何附加電容以提供必要的電路穩(wěn)定性和在改變輸出負(fù)載情況下輸出到V-層120的乂·電壓的快速瞬時(shí)響應(yīng)。在一些實(shí)施例中，Vot電壓電平是基本上恒定的。也可以實(shí)施如圖2Β所示的Vtom施加電路100’的備選配置來提供恒定的Vot電壓電平。Vot施加電路100’包括從開關(guān)放大器104的輸出到開關(guān)放大器104的第二輸入的本地反饋。在圖2C中示出了用于提供恒定的Vot電壓電平的Vot施加電路的另ー備選配置100”，該備選配置100”包括從電感器110的另一端子到開關(guān)放大器104的第二輸入的本地反饋。在其它實(shí)施例中，可以通過提供從Vhm層20到開關(guān)放大器104的第二輸入的反饋信號(hào)，使用Vtom施加電路100 (圖2Α)來調(diào)節(jié)Vcoi電壓電平。圖3圖示了其中Vtom層由其示意電路等同方案替換的圖2Α的Vot施加電路100,該不意電路等同方案為一系列RC串?？缭撾娐返碾妷簽榛旧虾愣ǖ腣com電壓電平。在Vot施加電路中使用開關(guān)放大器的優(yōu)勢(shì)在于當(dāng)與使用AB類放大器的常規(guī)Vot施加電路相比時(shí)功率效率的顯著改善。特別是當(dāng)施加到需要相對(duì)高的模擬電源電平(諸如8V至18V)的Vot顯示面板吋，功率效率的改善也帶來Vot施加電路生成的熱量的顯著減少。已經(jīng)就具體實(shí)施例描述了本申請(qǐng)，該具體實(shí)施例引入細(xì)節(jié)以便于理解Vot施加電路的構(gòu)造和工作的原理。在各個(gè)圖中示出和描述的許多組件可以互換以實(shí)現(xiàn)必要的結(jié)果，本說明書應(yīng)被理解為也涵蓋這種互換。如此，這里對(duì)具體實(shí)施例及其細(xì)節(jié)的參照并不旨在于限制隨附權(quán)利要求的范圍。本領(lǐng)域技術(shù)人員將明白的是，可以在不脫離本申請(qǐng)的精神和范圍的情況下，對(duì)被選擇用于說明的實(shí)施例進(jìn)行修改。
權(quán)利要求
1.ー種用于驅(qū)動(dòng)使用公共電壓的顯示器的電子設(shè)備，所述電子設(shè)備包括 公共電壓施加電路，耦合到所述顯示器，以向所述顯示器供給所述公共電壓，其中所述公共電壓施加電路包括開關(guān)放大器，所述開關(guān)放大器被配置為輸出用于形成所述公共電壓的開關(guān)波形。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電子設(shè)備，其中所述顯示器包括液晶顯示器。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電子設(shè)備，其中所述液晶顯示器包括多個(gè)像素，并且所述公共電壓供給到所述多個(gè)像素中的每ー個(gè)像素。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電子設(shè)備，其中所述開關(guān)放大器耦合到模擬電源。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電子設(shè)備，其中所述模擬電源電壓供給在約8V至約30V范圍內(nèi)的電壓。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電子設(shè)備，其中所述開關(guān)放大器包括D類放大器。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電子設(shè)備，其中所述公共電壓施加電路還包括濾波器，所述濾波器耦合在所述開關(guān)放大器與所述顯示器之間。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的電子設(shè)備，其中所述公共電壓施加電路還包括電感器，其中所述濾波器包括所述電感器和所述顯示器的電容。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的電子設(shè)備，其中所述公共電壓施加電路還包括電容器，其中所述濾波器還包括所述電容器。
10.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電子設(shè)備，還包括控制電路，所述控制電路耦合到所述開關(guān)放大器，其中所述控制電路被配置為控制所述開關(guān)放大器使得調(diào)制所述開關(guān)波形的占空比。
11.ー種用于驅(qū)動(dòng)使用公共電壓的顯示器的電子設(shè)備，所述電子設(shè)備包括 公共電壓施加電路，耦合到所述顯示器，以向所述顯示器供給所述公共電壓，其中所述公共電壓施加電路包括D類開關(guān)放大器和電感器，所述D類開關(guān)放大器被配置為輸出開關(guān)波形，所述電感器耦合到所述D類開關(guān)放大器的輸出并被配置為接收所述開關(guān)波形和輸出所述公共電壓。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的電子設(shè)備，其中所述顯示器包括液晶顯示器。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的電子設(shè)備，其中所述液晶顯示器包括多個(gè)像素，并且所述公共電壓供給到所述多個(gè)像素中的每ー個(gè)像素。
14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的電子設(shè)備，其中所述D類開關(guān)放大器耦合到模擬電源。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的電子設(shè)備，其中所述模擬電源電壓供給在約8V至約30V范圍內(nèi)的電壓。
16.根據(jù)權(quán)利要求11所述的電子設(shè)備，其中所述公共電壓施加電路還包括濾波器，所述濾波器耦合在所述開關(guān)放大器與所述顯示器之間。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的電子設(shè)備，其中所述濾波器包括所述電感器和所述顯示器的電容。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的電子設(shè)備，其中所述公共電壓施加電路還包括電容器，其中所述濾波器還包括所述電容器。
19.根據(jù)權(quán)利要求11所述的電子設(shè)備，還包括控制電路，所述控制電路耦合到所述D類開關(guān)放大器，其中所述控制電路被配置為控制所述D類開關(guān)放大器使得調(diào)制所述開關(guān)波形的占空比。
20.ー種用于驅(qū)動(dòng)使用公共電壓的顯示器的方法，所述方法包括 a.使用開關(guān)放大器供給開關(guān)波形； b.從所述開關(guān)波形形成公共電壓；以及 c.向所述顯示器提供所述公共電壓。
全文摘要
本發(fā)明涉及VCOM開關(guān)放大器。具有諸如LCD之類的顯示器的特定電子設(shè)備被配置為向顯示器背板供給公共電壓。公共電壓由耦合到顯示器的公共電壓施加電路供給。公共電壓施加電路包括開關(guān)放大器，該開關(guān)放大器被配置為輸出公共電壓。開關(guān)放大器起到如下開關(guān)電源的作用，該開關(guān)電源與常規(guī)公共電壓施加電路相比具有改善的功率效率。
文檔編號(hào)H03F3/217GK102684618SQ20121004868
公開日2012年9月19日 申請(qǐng)日期2012年2月27日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月25日
發(fā)明者R·B·庫(kù) 申請(qǐng)人:馬克西姆綜合產(chǎn)品公司