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用于提供高速、低EMI开关电路的方法与装置制造方法及图纸

技术编号:5462751 阅读:161 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
提供了用于生成低EMI显示器驱动器电源的方法与装置。该方法与装置包括利用两组并行电路迹线的开关电路,每组电路迹线都耦接到开关设备的一端。这两组迹线配置成彼此交错,使得没有来自任何一组中的两条迹线与来自同一组中的任何其它迹线相邻。当开关设备激活时,电流流经电路并且给能量存储元件充电。当开关设备去激活时,该能量存储元件将其一部分能量释放到第二能量存储元件和驱动器电路。在另一种实施例中,提供了附加的电路迹线,该附加的电路迹线仅仅在一端连接,而在另一端自由浮动,以便捕捉由开关电路生成的大部分剩余EMI。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及可以用于驱动显示器驱动器的开关电路,尤其涉及提供工作为高速地 开关同时产生低EMI输出的开关电路。
技术介绍
有各种众所周知的用于为显示器驱动器电路生成电源电压的技术。在一种情况 下,例如,电荷泵电路可以用于充当显示器驱动器的高压电源。在那种情况下,电荷泵可以 配置成首先从电池将电容器充电到给定的电压。电容器一旦被充电就可以放置成与电池串 联连接,以便有效地将输出电压加倍。例如,3伏特的电池可以用于给电容器充电,然后该 电容器放置成与电池串联,从而提供6伏特的输出。电荷泵常常以相对高的能量效率工作, 但常常不能提供象诸如开关调节器的其它方法一样多的电流。例如,典型的电荷泵以大约 90%的功率转换效率提供能量。另一种众所周知的用于向显示器驱动器电路提供能量的技术是使用开关调节器 电路。在开关调节器电路中,开关用于给诸如电感器的有源元件充电和放电,以便提供输出 电压。开关调节器常常用于提供高电流,然而,作为开关处理的一部分,这种电路一般生成 辐射能量。辐射能量常常被观察为围绕开关调节器的电路上的噪声。开关调节器电路常常 产生较低的功率转换效率,这可以是大约80-85%的效率。电荷泵电路可以不引入噪声地提供能量,然而,由于这种电路的内部电阻大,因 此能量是以较低的电流驱动能力产生的。在显示器本身相对小的情况下,例如针对Apple iPod Nano产品上的显示器,这可能不是什么问题。然而,传统的电荷泵电路可能不能够提 供驱动较大显示器(例如,Apple的iPhone和iPod Touch产品上所使用的显示器)所需 的电流。
技术实现思路
根据本专利技术的实施例,提供了用于以非常高的效率并以少量辐射能量(即,低噪 声)为显示器驱动器电路生成电源电压的方法与装置。特别地,提供了使用开关调节器电 路的方法与装置,其中开关调节器电路已经被修改成使得创建多条电路通路,所述多条电 路通路在相反方向承载电流以便抵消每条通路上的辐射噪声。此外,提供了附加的终端线, 这些终端线用于吸收(sink)在有源地耦接到电路的最外面通路(例如,电流流动的通路) 中生成的任何电磁干扰(EMI)。本专利技术的实施例提供了产生相对大量电流的能力,这些电流可以在相对大的显示 器(例如,Apple的iPhone显示器)的驱动器电路中使用,而不招致与这种实现中EMI或 噪声关联的典型不利结果。在玻璃载芯片(COG)的传统实现中,集成电路(IC)可以位于显 示器中所使用的玻璃的一侧。IC可以包括晶体管,该晶体管在开关调节器中作为开关工作。 晶体管可以包括连接到源极的多条并行导线和连接到漏极的多条并行导线。导线可以连接 到一块柔性电路上,以便通过氧化铟锡(ITO)形成的电路元件完成电路。ITO在显示器应用中特别有用,这是因为它是透明材料,但又具有高电阻(大约是10欧姆左右),这样的电阻 会导致大约500毫伏的压降。在本专利技术的一种实施例中,并行的源极和漏极通路是以交替的关系配置的,使得 一条到地的源极通路设置在每两条配置成提供输出电压的漏极通路之间。以这种方式,源 极通路中生成的EMI被漏极通路中生成的EMI抵消了,因为通过它们的电流是在彼此相反 的方向上流动的。在本专利技术的另一种实施例中,通过在电路外围边缘处使用终端导线(即,只在一 端连接的导线)使EMI的减少更显著。终端导线本质上充当RF天线来拾取由电路中最后 的完全连接的通路所生成的任何泄漏场。各种其它可选的实施例也是可以的。因此,根据本专利技术,提供的方法和装置用于生成足以驱动诸如Apple的iPhone的 相对大显示器的电路的电流,但又不会生成与这种电路典型关联的电磁干扰(EMI)。此外, 也可以通过使用终端导线来增加EMI的减少。还提供了根据本专利技术方法与电路工作的媒体播放器装置。附图说明当结合附图考虑以下具体描述时,本专利技术的以上及其它优点将变得显而易见,在 附图中类似的标号贯穿所有的图都指代类似的部件,附图中图1是可以根据本专利技术实施例使用的开关调节器的示意图;图2是描述根据本专利技术实施例的开关调节器(例如图1所示的开关调节器)的操 作的时序图;图3是根据本专利技术实施例的向数字显示器提供驱动电流的开关调节器的传统实 现的示意图;及图4是例示了本专利技术的各种实施例的示意图。 具体实施例方式图1示出了可以根据本专利技术原理实现的开关调节器电路100。开关调节器100可 以包括产生电压V的电压源102、存储电流I的电感器104、防止来自输出设备的能量被开 关调节器消耗的二极管106、以及晶体管开关110。二极管106耦接到电容器108,该电容 器108向显示器驱动器电路(未示出)提供输出电压。如所示出的,电压源102配置成连 接在地和电感器104之间。电感器104可以耦接到二极管106和晶体管110的漏极两者, 以便提供如下所述的操作。晶体管110的源极耦接到地,而晶体管110的栅极耦接到控制 线。这种配置通常称为升压调节器。图2示出了可以用于显示开关调节器100的操作的控制时序图200。时序图200 可以包括例如控制追踪线(traCe)202,这可以是施加到图1中晶体管110的栅极的控制信 号。时序图200还可以包括电流追踪线204,该电流追踪线示出了由图1中的电感器104传 导的电流。如果通过电感器104的电流保持恒定,则跨电感器104基本没有压降(将出现 与用于形成电感器104的线圈的铜相关的可以忽略的压降)。开关调节器100可以按照以下方式工作。当控制信号202为高时,例如在时刻206,晶体管110的栅极上的电压使得电流从晶体管110的漏极流到源极(然后继续流到地)。 因此,电压源102向电感器104提供输入电压,该输入电压使流过电感器104的电流斜线上 升,如电流追踪线204中的时刻208所示出的(在图1中由y箭头112示出)。一旦晶体管 110的栅极处的控制信号切换到低状态,如图2中的时刻210所示出的,电感器104的开关 端(即,耦接到二极管106和晶体管110的一端)就转为正的,这使得二极管106变成正向 偏置。这使得电流流经二极管106和电容器108而到达地,由此使得电容器108充电到高 于源102的电压的电压。因此,在那个时候,电路沿着图1中箭头114所示的通路。跨电容器108的输出电压V2可以在开关导通和截止时稍微变化。然而,开关发生 的速度可能导致输出电压V2的非常小的变化。这就是为什么开关“效率”这么高(90%或 者更高)的原因。尽管晶体管110的栅极处于低(或者截止)状态,但从电感器104流出的 电流实际上将流到电容器108及连接到电容器108的负载两者。为了限制来自二极管104 的电流降到某个水平之下,例如在时刻212,施加到晶体管110的栅极的控制信号切换回高 状态,再次使电路象图1中的箭头112所指示的那样工作。在那个期间,仅仅从电容器108 为输出负载提供能量,这是因为回过来给电感器104充电。图3示出了用于为数字视频显示器(未示出)生成直流电压(DC)的开关调节器 电路300的一种实现。开关调节器300可以包括电感器304、二极管306和晶体管310 (元 件304、306和310可以类似于前面关于图1所描述的那些元件)。然而,代替使用诸如铜或 金的衬底作为接合本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于生成驱动数字显示器的电源电压的装置,包括:开关晶体管,具有栅极、源极和漏极;第一多条电路通路,耦接在所述源极与地之间;电感器;电压电源,耦接在所述电感器的第一端与地之间;二极管,具有阳极和阴极,其中所述阳极连接到所述电感器的第二端;电容器,耦接在所述二极管的所述阴极与地之间;及第二多条电路通路,耦接在所述漏极与如下连接处之间,即所述电感器与所述二极管的所述阳极之间的连接处,所述第一和第二多条电路通路彼此交错,使得所述第一和第二多条电路通路中没有一条与相同多条通路中的电路通路相邻。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员:Y李
申请(专利权)人:苹果公司
类型:发明
国别省市:US

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