电荷泵电路及其运作方法技术

本发明专利技术公开了一种电荷泵电路及其运作方法。电荷泵电路包含第一开关～第四开关、电容、电流源、第一电阻、第二电阻、放大器、另一电流源、电流镜、跳过侦测电路、切换产生电路及控制单元。电荷泵电路运作方法包含下列步骤：(a)启动电荷泵电路；(b)电荷泵电路运作于第一相下，第一开关与第二开关导通且第三开关与第四开关断开；(c)电荷泵电路运作于第二相下，第三开关与第四开关导通且第一开关与第二开关断开；(d)判断跳过侦测电路中的侦测电压是否大于临界电压；以及(e)根据步骤(d)的判断结果选择性地重新执行步骤(b)或步骤(c)。

【技术实现步骤摘要】
电荷泵电路及其运作方法
本专利技术与显示面板有关，尤其是关于一种应用于有机发光二极管显示面板的高效率动态频率调整的电荷泵电路及其运作方法。
技术介绍
传统的有机发光二极管显示面板(例如AMOLED显示面板)的源极驱动器通常内建有电荷泵(Chargepump)。电荷泵是一种直流-直流转换器，其利用电容为储能元件，大多用来产生比输入电压大的输出电压，或产生负的输出电压。如图1所示，传统的电荷泵电路1可包含电容CF、CL及开关SW1～SW4，其可利用Ping-pong方式转移电荷以产生负电压VNEG。详细而言，开关SW1与开关SW4串接于输入电压VIN与接地电压GND之间；开关SW2与开关SW3串接于接地电压GND与负电压VNEG之间；电容CF的一端耦接至开关SW1与开关SW4之间且电容CF的另一端耦接至开关SW2与开关SW3之间；电容CL耦接于负电压VNEG与接地电压GND之间。如图2所示，当传统的电荷泵电路1运作于充电相(Chargingphase)时，亦即于图4中的第一相信号PH1处于高准位的第一期间T1内，开关SW1与开关SW2导通且开关SW3与开关SW4断开，以使输入电压VIN能对电容C1充电，且负电压VNEG线性上升；如图3所示，当传统的电荷泵电路1运作于转移相(Transferphase)时，亦即于图4中的第二相信号PH2处于高准位的第二期间T2内，开关SW1与开关SW2断开且开关SW3与开关SW4导通，以使电容C1所储存的电荷流出而形成转移电流，且负电压VNEG线性下降。第一相信号PH1与时钟信号CLK同相且第二相信号PH2与时钟信号CLK反相。当电容C1愈大时，其储存的电荷愈多而形成愈大的转移电流，也连带使得负电压VNEG的涟波(Ripple)变得愈大。由于负电压VNEG的涟波大小可表示为0.5*TSW*VIN*[C1/(C1+C2)]，其中TSW代表切换周期，因此，在低涟波的应用上，切换周期TSW必须缩短，亦即传统的电荷泵电路1的切换频率必须加快。然而，当传统的电荷泵电路1的切换频率愈快时，其提供的输出电流会愈大，因而导致传统的电荷泵电路1在轻载时的转移效率变差，此一缺点亟待改善。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提出一种应用于有机发光二极管显示面板的电荷泵电路及其运作方法，以有效解决现有技术所遭遇到的上述问题。根据本专利技术的一具体实施例为一种电荷泵电路。于此实施例中，电荷泵电路包含第一开关、第二开关、第三开关、第四开关、电容、电流源、第一电阻、第二电阻、放大器、另一电流源、电流镜、跳过(Skip)侦测电路、切换产生电路及控制单元。第一开关与第四开关彼此串接且第二开关与第三开关彼此串接，第一开关耦接输入电压且第二开关耦接接地电压。电容的一端耦接至第一开关与第四开关之间且其另一端耦接至第二开关与第三开关之间。电流源耦接于第四开关与接地电压之间。第一电阻及第二电阻彼此串接于第三开关SW3与参考电压之间。放大器具有第一输入端、第二输入端及输出端，其中第一输入端耦接至第一电阻与第二电阻之间且第二输入端耦接至接地电压。另一电流源耦接放大器的输出端。电流镜分别耦接电流源及另一电流源，用以产生与电流源及另一电流源有关的镜射电流。跳过侦测电路耦接电流镜，用以接收镜射电流并产生跳过侦测信号。切换产生电路耦接跳过侦测电路，用以接收跳过侦测信号并产生时钟周期信号及相位选择信号。控制单元分别耦接切换产生电路、第一开关、第二开关、第三开关及第四开关，用以根据时钟周期信号及相位选择信号控制第一开关、第二开关、第三开关及第四开关的运作。于一实施例中，跳过侦测电路中的侦测电压与电流源及另一电流源有关且跳过侦测电路根据侦测电压与临界电压的比较结果产生跳过侦测信号。于一实施例中，当电荷泵电路运作于第一相下，控制单元控制第一开关与第二开关导通且第三开关与第四开关断开；当电荷泵电路运作于第二相下，控制单元控制第三开关与第四开关导通且第一开关与第二开关断开。于一实施例中，第一相为充电相(Chargingphase)且第二相为转移相(Transferphase)。于一实施例中，切换产生电路包含计数单元及调整单元。计数单元根据跳过侦测信号产生特定计数值至调整单元，调整单元接收特定计数值及时钟周期信号并输出时钟周期信号及相位选择信号。根据本专利技术的另一具体实施例为一种电荷泵电路运作方法。于此实施例中，电荷泵电路运作方法用以运作电荷泵电路，电荷泵电路包含第一开关、第二开关、第三开关、第四开关、电容、电流源、第一电阻、第二电阻、放大器、另一电流源、电流镜、跳过侦测电路、切换产生电路及控制单元。第一开关与第四开关彼此串接且第二开关与第三开关彼此串接。第一开关耦接输入电压且第二开关耦接接地电压。电容的一端耦接至第一开关与第四开关之间且其另一端耦接至第二开关与第三开关之间。电流源耦接于第四开关与接地电压之间。第一电阻及第二电阻彼此串接于第三开关与参考电压之间。放大器具有第一输入端、第二输入端及输出端，其中第一输入端耦接至第一电阻与第二电阻之间且第二输入端耦接至接地电压。另一电流源耦接放大器的输出端。电流镜分别耦接电流源及另一电流源。跳过侦测电路耦接电流镜。切换产生电路耦接跳过侦测电路。控制单元分别耦接切换产生电路、第一开关、第二开关、第三开关及第四开关。电荷泵电路运作方法包含下列步骤：(a)启动电荷泵电路；(b)电荷泵电路运作于第一相下，第一开关与第二开关导通且第三开关与第四开关断开；(c)电荷泵电路运作于第二相下，第三开关与第四开关导通且第一开关与第二开关断开；(d)判断跳过侦测电路的侦测电压是否大于临界电压；以及(e)根据步骤(d)的判断结果选择性地重新执行步骤(b)或步骤(c)。于一实施例中，该第一相为充电相且该第二相为转移相。于一实施例中，该跳过侦测电路的该侦测电压与该电流源及该另一电流源有关。于一实施例中，于步骤(e)中，若步骤(d)的判断结果为是，则重新执行步骤(b)；若步骤(d)的判断结果为否，则重新执行步骤(c)。根据本专利技术的另一具体实施例为一种电荷泵电路运作方法。于此实施例中，电荷泵电路运作方法用以运作电荷泵电路。电荷泵电路包含第一开关、第二开关、第三开关、第四开关、电容、电流源、第一电阻、第二电阻、放大器、另一电流源、电流镜、跳过侦测电路、切换产生电路及控制单元。第一开关与第四开关彼此串接且第二开关与第三开关彼此串接。第一开关耦接输入电压且第二开关耦接接地电压。电容的一端耦接至第一开关与第四开关之间且其另一端耦接至第二开关与第三开关之间。电流源耦接于第四开关与接地电压之间。第一电阻及第二电阻彼此串接于第三开关与参考电压之间。放大器具有第一输入端、第二输入端及输出端，其中第一输入端耦接至第一电阻与第二电阻之间且第二输入端耦接至接地电压。另一电流源耦接放大器的输出端。电流镜分别耦接电流源及另一电流源。跳过侦测电路耦接电流镜。切换产生电路耦接跳过侦测电路。控制单元分别耦接切换产生电路、第一开关、第二开关、第三开关及第四开关。电荷泵电路运作方法包含下列步骤：(a)启动该电荷泵电路；(b)该电荷泵电路运作于一第一相下，该第一开关与该第二开关导通且该第三开关与该第四开关断开；(c)该电荷泵电路运作于一第二相下，该第三开关与该第四开关导通本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电荷泵电路，其特征在于，包含：一第一开关、一第二开关、一第三开关及一第四开关，其中该第一开关与该第四开关彼此串接且该第二开关与该第三开关彼此串接，该第一开关耦接一输入电压且该第二开关耦接一接地电压；一电容，其一端耦接至该第一开关与该第四开关之间且其另一端耦接至该第二开关与该第三开关之间；一电流源，耦接于该第四开关与该接地电压之间；一第一电阻及一第二电阻，彼此串接于该第三开关与一参考电压之间；一放大器，具有一第一输入端、一第二输入端及一输出端，其中该第一输入端耦接至该第一电阻与该第二电阻之间且该第二输入端耦接至该接地电压；另一电流源，耦接该放大器的该输出端；一电流镜，分别耦接该电流源及该另一电流源，用以产生与该电流源及该另一电流源有关的一镜射电流；一跳过侦测电路，耦接该电流镜，用以接收该镜射电流并产生一跳过侦测信号；一切换产生电路，耦接该跳过侦测电路，用以接收该跳过侦测信号并产生一时钟周期信号及一相位选择信号；以及一控制单元，分别耦接该切换产生电路、该第一开关、该第二开关、该第三开关及该第四开关，用以根据该时钟周期信号及该相位选择信号控制该第一开关、该第二开关、该第三开关及该第四开关的运作。...

【技术特征摘要】
2017.08.02 US 62/540,1291.一种电荷泵电路，其特征在于，包含：一第一开关、一第二开关、一第三开关及一第四开关，其中该第一开关与该第四开关彼此串接且该第二开关与该第三开关彼此串接，该第一开关耦接一输入电压且该第二开关耦接一接地电压；一电容，其一端耦接至该第一开关与该第四开关之间且其另一端耦接至该第二开关与该第三开关之间；一电流源，耦接于该第四开关与该接地电压之间；一第一电阻及一第二电阻，彼此串接于该第三开关与一参考电压之间；一放大器，具有一第一输入端、一第二输入端及一输出端，其中该第一输入端耦接至该第一电阻与该第二电阻之间且该第二输入端耦接至该接地电压；另一电流源，耦接该放大器的该输出端；一电流镜，分别耦接该电流源及该另一电流源，用以产生与该电流源及该另一电流源有关的一镜射电流；一跳过侦测电路，耦接该电流镜，用以接收该镜射电流并产生一跳过侦测信号；一切换产生电路，耦接该跳过侦测电路，用以接收该跳过侦测信号并产生一时钟周期信号及一相位选择信号；以及一控制单元，分别耦接该切换产生电路、该第一开关、该第二开关、该第三开关及该第四开关，用以根据该时钟周期信号及该相位选择信号控制该第一开关、该第二开关、该第三开关及该第四开关的运作。2.根据权利要求1所述的电荷泵电路，其特征在于，该跳过侦测电路中的一侦测电压与该电流源及该另一电流源有关且该跳过侦测电路根据该侦测电压与一临界电压的比较结果产生该跳过侦测信号。3.根据权利要求1所述的电荷泵电路，其特征在于，当该电荷泵电路运作于一第一相下，该控制单元控制该第一开关与该第二开关导通且该第三开关与该第四开关断开；当该电荷泵电路运作于一第二相下，该控制单元控制该第三开关与该第四开关导通且该第一开关与该第二开关断开。4.根据权利要求3所述的电荷泵电路，其特征在于，该第一相为充电相且该第二相为转移相。5.根据权利要求1所述的电荷泵电路，其特征在于，该切换产生电路包含一计数单元及一调整单元，该计数单元根据该跳过侦测信号产生一特定计数值至该调整单元，该调整单元接收该特定计数值及一时钟周期信号并输出该时钟周期信号及该相位选择信号。6.一种电荷泵电路运作方法，用以运作一电荷泵电路，其特征在于，该电荷泵电路包含一第一开关、一第二开关、一第三开关、一第四开关、一电容、一电流源、一第一电阻、一第二电阻、一放大器、另一电流源、一电流镜、一跳过侦测电路、一切换产生电路及一控制单元，该第一开关与该第四开关彼此串接且该第二开关与该第三开关彼此串接，该第一开关耦接一输入电压且该第二开关耦接一接地电压，该电容的一端耦接至该第一开关与该第四开关之间且其另一端耦接至该第二开关与该第三开关之间，该电流源耦接于该第四开关与该接地电压之间，该第一电阻及该第二电阻彼此串接于该第三开关与一参考电压之间，该放大器具有一第一输入端、一第二输入端及一输出端，其中该第一输入端耦接至该第一电阻与该第二电阻之间且该第二输入端耦接至该接地电压，该另一电流源耦接该放大器的该输出端，该电流镜分别耦接该电流源及该另一电流源，该跳过侦测电路耦接该电...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾培凯，陈利杰，洪志任，
申请(专利权)人：瑞鼎科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾,71