电荷泵及液晶显示屏驱动芯片制造技术

技术编号:8123807 阅读:169 留言:0更新日期:2012-12-22 14:24
一种电荷泵及液晶显示屏驱动芯片。该电荷泵包括:第一、第二电容;第一充电分支、第二充电分支,第一时钟有效,第一充电分支对第一电容充电,第二时钟有效时,第二充电分支对第二电容充电,第一、第二时钟为一对非交叠时钟;第一升压分支、第二升压分支,第二时钟有效时,第一升压分支抬升第一电容的上极板电压并对外输出,第一时钟有效时,第二升压分支抬升第二电容的上极板电压并对外输出;由第三时钟控制的连接第一电容下极板和第二电容下极板的第一开关,第三时钟在第一、第二时钟均无效的情况下有效,且与第一时钟、第二时钟互不交叠,第三时钟有效时,第一电容和第二电容间可电荷共享。所述电荷泵具有较高的转换效率和较小的纹波。该液晶显示屏驱动芯片,包括上述的电荷泵。(*该技术在2022年保护过期,可自由使用*)

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种电压变换器,尤其涉及一种电荷泵及液晶显示屏驱动芯片
技术介绍
电荷泵是一种利用所谓的“快速”(flying)或“泵送”电容(而非电感或变压器)来储能的DC-DC(变换器)。其内部的晶体管开关阵列以一定方式控制快速电容器的充电和放电,从而使电源电压以一定因数(例如_1、2或3)倍增或降低,从而得到所需要的输出电压。现有技术中已有多种电荷泵电路。图I即为现有技术中常见的倍压电荷泵的电路示意图。该现有技术的电荷泵包括四个开关S1、S2、S3、S4和一个电容Cl。如图2所示,开关S1、S2由第一时钟控制,开关S3、S4由第二时钟控制,第一、第二时钟为一对互不交叠时钟,避免了第一、第二时钟同时有效的情况发生。开关SI —端输入Vcc电源电压,另一端接 电容Cl的上极板。开关S2—端接电容Cl的下极板,另一端接地。由开关SI、电容Cl、开关S2构成的充电电路,在第一时钟有效时(图2中A时),开关SI、S2闭合,开关S3、S4打开,对电容Cl充电,使其电势到达Vcc。开关S3—端输出Vout电压,另一端接电容Cl的上极板。开关S4—端接电容Cl的下极板,另一端输入Vcc电源电压。由开关S3、电容Cl、开关S4构成的升压电路,在第二时钟有效时(图2中B时),开关S3、S4闭合,开关SI、S2打开。因为电容Cl两端的电势不能立即改变,电容Cl上的电势被抬高了 VccjP Vout输出电压跳变到电源电压Vcc的2倍,实现了倍压。电容C2串联于Vout输出电压端和接地端之间,用于向负载提供电压。使用这种方法可以实现电压的倍压,在时钟信号的占空比为50%时,能效转换最佳,但实际电路中第一、第二时钟在信号转换中会产生延迟,并达不到如此理想状态。而且在一个时钟周期内,只有一个相位输出电流,能量效率较低,输出纹波较大。同时,反向电流会进一步降低电荷泵的能量效率。即在时钟信号由高转低或由低转高时,由于延迟引起的从Vout输出端反向流向Vcc电源电压的电流。该电流会进一步削弱倍压电路的工作效率。电荷泵通常用来为芯片内部电路提供电源电压。目前的芯片越来越多的采用内置片上电容的电荷泵电路以减少外部分立元件,以降低成本。这样的电荷泵电路受芯片面积所限更难获得较好的能量效率和输出纹波。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是提供一种电荷泵,其具有较高的能量效率与较小的输出纹波。为了解决上述问题,本技术提供一种电荷泵,包括第一电容及第二电容;充电电路,包括第一充电分支和第二充电分支;所述的第一充电分支由第一时钟控制,当第一时钟有效时,实现对第一电容的充电;所述的第二充电分支由第二时钟控制,当第二时钟有效时,实现对第二电容的充电;所述的第一、第二时钟为一对非交叠时钟。以及升压电路,包括第一升压分支和第二升压分支;所述的第一升压分支由所述的第二时钟控制,当第二时钟有效时,抬升第一电容的上极板电压并对外输出;所述的第二升压分支由所述的第一时钟控制,当第一时钟有效时,抬升第二电容的上极板电压并对外输出。以及连接第一电容下极板和第二电容下极板的第一开关,由第三时钟控制;所述的第三时钟在第一、第二时钟均无效的情况下有效,且与第一时钟、第二时钟互不交叠;当第三时钟有效时,第一开关闭合,使得第一电容和第二电容实现电荷共享。可选的,所述的第一充电分支包括与电源电压相连的第二开关、接地的第三开关,第一时钟有效时,所述的第二、第三开关闭合;所述的第二充电分支包括与电源电压相连的第四开关、接地的第五开关,第二时钟有效时,所述的第四、第五开关闭合。 可选的,所述的第一升压分支包括与电荷泵的电压输出端相连的第六开关、与电源电压相连的第七开关,第二时钟有效时,所述的第六、第七开关闭合;所述的第二升压分支包括与电荷泵的电压输出端相连的第八开关、与电源电压相连的第九开关,第一时钟有效时,所述的第八、第九开关闭合。可选的,所述的第二开关为一 PMOS管,其源极与电源电压相连、栅极接收第一时钟、漏极与第一电容的上极板相连;所述的第三开关为一 NMOS管,其漏极与第一电容的下极板相连、栅极接收第一时钟的反向信号、源极接地;所述的第四开关为一 PMOS管,其源极与电源电压相连、栅极接收第二时钟、漏极与第二电容的上极板相连;所述的第五开关为一 NMOS管,其漏极与第二电容的下极板相连、栅极接收第二时钟的反向信号、源极接地。可选的,所述的第六开关为一 PMOS管,其源极与电荷泵的电压输出端相连、栅极接收第二时钟、漏极与第一电容的上极板相连;所述的第七开关为一 PMOS管,其漏极与第一电容的下极板相连、栅极接收第二时钟、源极与电源电压相连;所述的第八开关为一 PMOS管,其源极与电荷泵的电压输出端相连、栅极接收第一时钟、漏极与第二电容的上极板相连;所述的第九开关为一 PMOS管,其漏极与第二电容的下极板相连、栅极接收第一时钟、源极与电源电压相连。可选的,所述的第六开关为一 PMOS管,其源极与电荷泵的电压输出端相连、栅极接收第二时钟、漏极与第一电容的上极板相连;所述的第七开关为一 PMOS管,其漏极与第一电容的下极板相连、栅极接收第二前级时钟信号、源极与电源电压相连,所述的第二前级时钟信号经延迟处理后,得到第二时钟信号,且第二前级时钟与第一时钟互不交叠;第二时钟有效时,第七开关比第六开关先闭合;所述的第八开关为一 PMOS管,其源极与电荷泵的电压输出端相连、栅极接收第一时钟、漏极与第二电容的上极板相连;所述的第九开关为一 PMOS管,其漏极与第二电容的下极板相连、栅极接收第一前级时钟信号、源极与电源电压相连,所述的第一前级时钟信号经延迟处理后,得到第一时钟信号,且第一前级时钟与第二时钟互不交叠;第一时钟有效时,第九开关比第八开关先闭合;所述的第三时钟在第一、第一前级、第二、第二前级时钟均无效的情况下有效,且第三时钟有效期间,第一时钟、第一前级时钟、第二时钟、第二前级时钟均无效。本技术还提供了一种液晶显示屏驱动芯片,其包括上述的任一种电荷泵。与现有技术相比,本技术具有以下优点I、第一、第二升压分支轮流升压,在提高了电荷泵的能量效率,减小纹波的同时,通过一受控开关,使得在第一、第二充电分支和第一、第二升压分支都不处于有效状态的时间间隙,实现第一、第~■电容的电荷共孚,进一步提闻能量效率。2、可选方案中,通过对升压分支的时钟控制信号的处理,使得升压时升压分支上的两个开关有先后的闭合,有效减少了反向电流,达到提闻能效,减小纹波的目的。附图说明图I是现有技术中的一种电荷泵的电路图。 图2是图I中电荷泵的时钟信号的波形时序图。图3是本技术的一种实施例的电路图。图4是图3中的实施例的时钟信号的波形时序图。图5是本技术的另一种实施例的电路图。图6是图5的实施例的时钟信号的波形时序图。图7是本技术所述的一种液晶显示屏驱动芯片的结构示意图。具体实施方式下文中的说明与附图将使本技术的前述特征及优点更明显。兹将参照附图详细说明依据本技术的较佳实施例。图3是本技术的一种实施例的电路示意图,图4是对应图3的实施例的时钟信号的波形时序图。如图3所示,本实施例包括第一充电分支la、第一升压分支lb、第二充电分支2a、第二升压分支2b、第一电容Cl本文档来自技高网
...

【技术保护点】
一种电荷泵,其特征在于,包括:第一电容及第二电容;充电电路,包括第一充电分支和第二充电分支;所述的第一充电分支由第一时钟控制,当第一时钟有效时,实现对第一电容的充电;所述的第二充电分支由第二时钟控制,当第二时钟有效时,实现对第二电容的充电;所述的第一、第二时钟为一对非交叠时钟;升压电路,包括第一升压分支和第二升压分支;所述的第一升压分支由所述的第二时钟控制,当第二时钟有效时,抬升第一电容的上极板电压并对外输出;所述的第二升压分支由所述的第一时钟控制,当第一时钟有效时,抬升第二电容的上极板电压并对外输出;连接第一电容下极板和第二电容下极板的第一开关,由第三时钟控制;所述的第三时钟在第一、第二时钟均无效的情况下有效,且与第一时钟、第二时钟互不交叠;当第三时钟有效时,第一开关闭合,使得第一电容和第二电容实现电荷共享。

【技术特征摘要】
1.ー种电荷泵,其特征在于,包括 第一电容及第ニ电容; 充电电路,包括第一充电分支和第二充电分支;所述的第一充电分支由第一时钟控制,当第一时钟有效时,实现对第一电容的充电;所述的第二充电分支由第二时钟控制,当第二时钟有效时,实现对第二电容的充电;所述的第一、第二时钟为一对非交叠时钟; 升压电路,包括第一升压分支和第二升压分支;所述的第一升压分支由所述的第二时钟控制,当第二时钟有效时,抬升第一电容的上极板电压并对外输出;所述的第二升压分支由所述的第一时钟控制,当第一时钟有效时,抬升第二电容的上极板电压并对外输出; 连接第一电容下极板和第二电容下极板的第一开关,由第三时钟控制;所述的第三时钟在第一、第二时钟均无效的情况下有效,且与第一时钟、第二时钟互不交叠;当第三时钟有效时,第一开关闭合,使得第一电容和第二电容实现电荷共享。2.如权利要求I所述的电荷泵,其特征在干 所述的第一充电分支包括与电源电压相连的第二开关、接地的第三开关,第一时钟有效时,所述的第二、第三开关闭合; 所述的第二充电分支包括与电源电压相连的第四开关、接地的第五开关,第二时钟有效时,所述的第四、第五开关闭合。3.如权利要求I所述的电荷泵,其特征在于 所述的第一升压分支包括与电荷泵的电压输出端相连的第六开关、与电源电压相连的第七开关,第二时钟有效时,所述的第六、第七开关闭合; 所述的第二升压分支包括与电荷泵的电压输出端相连的第八开关、与电源电压相连的第九开关,第一时钟有效时,所述的第八、第九开关闭合。4.如权利要求2所述的电荷泵,其特征在于 所述的第二开关为一 PMOS管,其源极与电源电压相连、栅极接收第一时钟、漏极与第一电容的上极板相连;所述的第三开关为一 NMOS管,其漏极与第一电容的下极板相连、栅极接收第一时钟的反向信号、源极接地; 所述的第四开关为一 PMOS管,其源极与电源...

【专利技术属性】
技术研发人员:丁启源赵德林
申请(专利权)人:格科微电子上海有限公司
类型:实用新型
国别省市:

网友询问留言 已有0条评论
  • 还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。

1