專利名稱：升壓電源電路及其控制方法和驅(qū)動(dòng)器ic的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種升壓電源電路、其控制方法和相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)器IC，更具體地說(shuō)，本發(fā)明涉及具有待機(jī)模式的升壓電源電路、其控制方法和驅(qū)動(dòng)器IC。
背景技術(shù)：
在半導(dǎo)體集成電路技術(shù)中，試圖降低電源電壓和功耗。在用于驅(qū)動(dòng)LCD(液晶顯示器)等的驅(qū)動(dòng)器IC中，減小電源電壓。另一方面，根據(jù)像素材料，預(yù)先確定驅(qū)動(dòng)LCD等所需的電壓，而且為了提高顯示質(zhì)量，通常要求能夠輸出高亮度的高電壓。因此，該驅(qū)動(dòng)器IC包括內(nèi)置升壓器，而且從該升壓器提供用于驅(qū)動(dòng)LCD的電壓。
存在多種IC，包括提供有用于由升壓器產(chǎn)生內(nèi)部電壓的外部電源的LCD驅(qū)動(dòng)器IC。升壓器產(chǎn)生的輸出電壓通常與平滑電容器相連，以嘗試使輸出穩(wěn)定。
為了降低功耗，在不需要顯示時(shí)，具有這種內(nèi)置升壓器的驅(qū)動(dòng)器IC使該升壓器停止工作。如上所述，將不對(duì)LCD施加驅(qū)動(dòng)電壓并保持低功耗狀態(tài)的狀態(tài)被稱為待機(jī)模式。在驅(qū)動(dòng)器IC中，為了在輸入外部電源時(shí)使升壓器停止工作，這意味著進(jìn)入待機(jī)模式，釋放平滑電容器中的電荷。
作為釋放平滑電容器中的電荷的方法，例如，存在下述方法，即，僅將累積在該平滑電容器內(nèi)的電荷釋放到地線的方法，例如，Edogawa在第5-55737號(hào)日本待審實(shí)用新型公開中所述的；通過(guò)連接到作為該升壓器的輸入電源的外部電源，然后，從外部電源放電的放電方法，例如，Tatsumi在第6-225546號(hào)日本未審查專利申請(qǐng)公開所述的以及Morishita等人在第7-44134號(hào)日本未審查專利申請(qǐng)公開所述的。
圖17和18示出其配置與Edogawa公開的升壓電源電路的配置幾乎相同的升壓電源電路10的電路圖。圖17示出處于正常工作模式的升壓電源電路的狀態(tài)，而圖18示出處于待機(jī)模式的升壓電源電路10的狀態(tài)。如圖17所示，升壓電源電路10包括升壓器11和控制器12等。用于平滑外部電源VCC的第一平滑電容器C1被設(shè)置在升壓器11的輸入端。此外，用于平滑升高的電壓Vout的第二平滑電容器C2被設(shè)置在升壓器11的輸出端。此外，通過(guò)第一開關(guān)器件SW1，第二平滑電容器C2連接到電阻器R1。電阻器R1是用于限制電流的電阻。
升壓電源電路10包括控制器12?？刂破?2輸出STBYB信號(hào)，以在待機(jī)模式與工作模式之間切換。在STBYB信號(hào)是“H”，而第一開關(guān)器件SW1變成斷開狀態(tài)時(shí)，如圖17所示，升壓電源電路10變成工作模式。此時(shí)，升壓器11執(zhí)行正常的升壓操作。相反，在STBYB信號(hào)是“L”，而第一開關(guān)器件SW1變成接通狀態(tài)時(shí)，如圖18所示，升壓電源電路10變成待機(jī)模式。此時(shí)，升壓器11停止升壓操作。
圖19是示出現(xiàn)有的升壓電源電路的配置的示意圖。在工作模式下，第一開關(guān)器件SW1處于斷開狀態(tài)，而第二平滑電容器C2起穩(wěn)定升高的電壓Vout的電容的作用。相反，在待機(jī)模式下，在第一開關(guān)器件SW1處于接通狀態(tài)的情況下，升壓器11停止升壓操作，第二平滑電容器C2內(nèi)的電荷被釋放到地線。
如上所述，在Edogawa公開的升壓電源電路10中，在待機(jī)模式下，第二平滑電容器C2上的所有電荷均被釋放到地線。在LCD顯示板的壽命期內(nèi)保持對(duì)LCD施加DC電勢(shì)的確是個(gè)問題，且釋放到地線是有效的。然而，為了在將升壓電源電路10用作驅(qū)動(dòng)器IC內(nèi)的電源等時(shí)釋放第二平滑電容器C2內(nèi)的電荷，在從待機(jī)模式過(guò)渡到工作模式時(shí)，必須提供大量電荷，因此，增加了功耗。
為了克服該問題，提出了Tatsumi或者M(jìn)orishita等人公開的升壓電源電路20。圖20和21示出其配置與Tatsumi或者M(jìn)orishita等人公開的升壓電源電路的配置幾乎相同的升壓電源電路20的電路圖。圖20示出在電源被接通而且處于待機(jī)模式時(shí)升壓電源電路20的狀態(tài)。此外，圖21示出正常工作模式下的升壓電源電路20的狀態(tài)。如圖20所示，升壓電源電路20包括升壓器21和控制器22等。用于平滑外部電源VCC的第一平滑電容器C1被設(shè)置在升壓器22的輸入端。此外，用于平滑升高的電壓Vout的第二平滑電容器C2被設(shè)置在升壓器21的輸出端。第一開關(guān)器件SW1被設(shè)置在升壓器21與第二平滑電容器C2之間。此外，通過(guò)第二開關(guān)器件SW2，第一平滑電容器C1與第二平滑電容器C2相連。
此外，升壓電源電路20包括控制器22。控制器22輸出STBYB信號(hào)，以在待機(jī)模式與工作模式之間切換。在STBYB信號(hào)為“L”時(shí)，升壓電源電路20變成待機(jī)模式。此時(shí)，如圖20所示，第一開關(guān)器件SW1變成斷開狀態(tài)，第二開關(guān)器件SW2變成接通狀態(tài)，而且升壓器21停止升壓操作。相反，在STBYB信號(hào)為“H”時(shí)，升壓電源電路20變成工作模式。此時(shí)，如圖21所示，第一開關(guān)器件SW1變成接通狀態(tài)，第二開關(guān)器件SW2變成斷開狀態(tài)，而且升壓器21執(zhí)行升壓操作。
圖22示出升壓電源電路20的工作輸出波形。在工作模式下(其中STBYB＝“H”)，第一開關(guān)器件SW1處于接通狀態(tài)，第二開關(guān)器件SW2斷開，且第二平滑電容器C2起穩(wěn)定升高的電壓Vout的電壓的電容的作用。相反，在待機(jī)模式下(其中STBYB＝“L”)，升壓器21停止升壓操作，第一開關(guān)器件SW1斷開，而第二開關(guān)器件SW2處于接通狀態(tài)，以將第二平滑電容器C2內(nèi)的電荷釋放到外部電源VCC。
在Tatsumi或者M(jìn)orishita等人公開的升壓電源電路20中，設(shè)置了用于將第二平滑電容器C2的輸入端連接到外部電源VCC的路徑。在待機(jī)模式下，第二平滑電容器C2中的電荷被釋放到外部電源VCC。因此，在待機(jī)模式下，在第二平滑電容器C2中，電荷被充電到外部電源VCC的電勢(shì)。因此，在再一次從待機(jī)模式變更為工作模式時(shí)，升壓器21從外部電源VCC的電勢(shì)升壓到輸出電勢(shì)Vout。因此，可以將不經(jīng)濟(jì)的電荷傳送降低到最小，而且還可以縮短完成升壓操作之前的時(shí)間。
然而，如果外部電源VCC沒有對(duì)第二平滑電容器C2內(nèi)的電荷進(jìn)行放電的足夠容量，則外部電源VCC的電勢(shì)升高，如圖22所示。因此，現(xiàn)在，發(fā)現(xiàn)對(duì)外部電源VCC和升壓器21的輸入部分施加了大于預(yù)定值的電壓。
因此，需要一種升壓電源電路，其具有可靠性高、利用最少的電荷傳送來(lái)抑制功耗，而且即使在該升壓器的輸入的吸收容量小時(shí)，仍可以防止施加超過(guò)該升壓器的輸入部分的耐壓的高壓。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種升壓電源電路，它包括升壓器，其用于升高輸入電壓，以輸出升高的電壓，從而對(duì)第一平滑電容器施加所述升高的電壓；以及控制器，用于在從工作模式過(guò)渡到待機(jī)模式時(shí)，控制第一平滑電容器中的電荷的轉(zhuǎn)移目的地和轉(zhuǎn)移量。通過(guò)這種配置，可以將電荷的無(wú)用轉(zhuǎn)移減少到最少。此外，由于沒有電荷的無(wú)用轉(zhuǎn)移，所以可以縮短完成升壓操作之前的時(shí)間，由此可以減少功耗。此外，由于可以防止對(duì)升壓器的輸入部分等施加高壓，所以可以提供具有高可靠性的升壓電源電路。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種方法，該方法包括在工作模式下，將從外部電源輸出的電壓施加到升壓器；以及在通過(guò)平滑電容器使所述升高的電壓平滑時(shí)，從所述升壓器輸出升高的電壓；以及在從工作模式切換到待機(jī)模式時(shí)，控制該平滑電容器中的電荷的轉(zhuǎn)移目的地和轉(zhuǎn)移量。因此，可以將電荷的無(wú)用轉(zhuǎn)移減少到最少。此外，由于沒有電荷的無(wú)用轉(zhuǎn)移，所以可以縮短完成升壓操作之前的時(shí)間，因此可以減少功耗。此外，由于可以防止對(duì)升壓器的輸入部分等施加高壓，所以可以提供具有高可靠性的升壓電源電路。
本發(fā)明提供了一種高可靠性升壓電源電路，其通過(guò)將電荷的無(wú)用轉(zhuǎn)移降低到最少，可以抑制功率消耗，而且即使在升壓器的輸入電源的吸收容量小時(shí)，仍可以防止施加超過(guò)升壓器的輸入部分等的耐壓的高壓。


根據(jù)下面結(jié)合附圖對(duì)特定優(yōu)選實(shí)施例所做的描述，本發(fā)明的上述以及其他目的、優(yōu)點(diǎn)和特征更加顯而易見，其中圖1是示出在根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的升壓電源電路處于工作模式時(shí)開關(guān)器件的狀態(tài)的示意圖；圖2是示出根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的升壓電源電路剛從工作模式變更為待機(jī)模式后開關(guān)器件的狀態(tài)的示意圖；圖3是用于說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的升壓電源電路的操作的示意圖；圖4是示出根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的升壓電源電路處于工作模式時(shí)開關(guān)器件的狀態(tài)的示意圖；圖5是示出根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的升壓電源電路剛從工作模式變更為待機(jī)模式后(其中點(diǎn)A的電勢(shì)低于點(diǎn)B的電勢(shì))開關(guān)器件的狀態(tài)的示意圖；圖6是示出根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的升壓電源電路從工作模式變更為待機(jī)模式(其中點(diǎn)A的電勢(shì)高于點(diǎn)B的電勢(shì))開始經(jīng)過(guò)預(yù)定時(shí)間后開關(guān)器件的狀態(tài)的示意圖；圖7是用于說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的升壓電源電路的操作的示意圖；
圖8是示出根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的升壓電源電路處于工作模式時(shí)開關(guān)器件的狀態(tài)的示意圖；圖9是示出根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的升壓電源電路剛從工作模式變更為待機(jī)模式后開關(guān)器件的狀態(tài)的示意圖；圖10是用于說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的升壓電源電路的操作的示意圖；圖11是示出根據(jù)本發(fā)明第四實(shí)施例的升壓電源電路處于工作模式時(shí)開關(guān)器件的狀態(tài)的示意圖；圖12是示出根據(jù)本發(fā)明第四實(shí)施例的升壓電源電路剛從工作模式變更為待機(jī)模式后開關(guān)器件的狀態(tài)的示意圖；圖13是用于說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明第四實(shí)施例的升壓電源電路的操作的示意圖；圖14是示出根據(jù)本發(fā)明第四實(shí)施例的升壓電容器的電勢(shì)的示意圖；圖15是示出根據(jù)本發(fā)明第四實(shí)施例處于待機(jī)模式的升壓電源電路的等效電路圖；圖16是示出根據(jù)本發(fā)明第五實(shí)施例的驅(qū)動(dòng)器IC的配置的示意圖；圖17是示出現(xiàn)有的升壓電源電路的配置的示意圖；圖18是示出現(xiàn)有的升壓電源電路的配置的示意圖；圖19是示出現(xiàn)有的升壓電源電路的工作輸出波形的示意圖；圖20是示出現(xiàn)有的升壓電源電路的配置的示意圖；圖21是示出現(xiàn)有的升壓電源電路的配置的示意圖；以及圖22是示出現(xiàn)有的升壓電源電路的工作輸出波形的示意圖。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)在，在此參考說(shuō)明性實(shí)施例說(shuō)明本發(fā)明。本技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)明白，利用本發(fā)明講述的內(nèi)容，可以實(shí)現(xiàn)許多變換實(shí)施例，而且本發(fā)明并不局限于為了說(shuō)明的目的而描述的各實(shí)施例。
第一實(shí)施例下面，將參考圖1和2詳細(xì)說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的升壓電源電路100。本發(fā)明的升壓電源電路100具有工作模式，用于執(zhí)行正常的升壓操作；以及待機(jī)模式，處于較低的功耗狀態(tài)。圖1和2是示出該實(shí)施例的升壓電源電路100的配置的示意圖。圖1是示出在升壓電源電路100處于工作模式時(shí)開關(guān)器件的狀態(tài)的示意圖。此外，圖2是示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的升壓電源電路100剛從工作模式變更為待機(jī)模式后開關(guān)器件的狀態(tài)的示意圖。如圖1和2所示，升壓電源電路100包括升壓器101、控制器102和外部電源VCC等。
升壓器101將從外部電源VCC輸入的輸入電壓升高到輸出電壓Vout的要求電壓值。在升壓器101的輸入側(cè)設(shè)置第一平滑電容器C1，以使輸入電壓平滑。第一平滑電容器C1的電極與升壓器101的輸入側(cè)之間的觸點(diǎn)被稱為點(diǎn)A。此外，第一平滑電容器C1的另一電極連接到地電勢(shì)。
通過(guò)第一開關(guān)器件(開關(guān)元件)SW1將第二平滑電容器C2設(shè)置在升壓器101的輸出側(cè)。第二平滑電容器C2使輸出電壓Vout平滑。第二平滑電容器C2與升壓器101的輸出側(cè)之間的觸點(diǎn)被稱為點(diǎn)B。此外，第二平滑電容器C2的另一電極連接到地電勢(shì)。此外，第一平滑電容器C1和第二平滑電容器C2通過(guò)第二開關(guān)器件SW2連接。通過(guò)第三開關(guān)器件SW3和限流電阻器件(電阻元件)R1，第二電容器C2的另一電極連接到地電勢(shì)。
控制器102輸出STBYB信號(hào)(待機(jī)模式控制信號(hào))和DISC信號(hào)(放電控制信號(hào))。STBYB信號(hào)是用于在上述工作模式與待機(jī)模式之間切換的信號(hào)。在STBYB信號(hào)是“H”時(shí)，升壓電源電路100變成工作模式，而STBYB信號(hào)是“L”時(shí)，升壓電源電路100變成待機(jī)模式。此外，DISC信號(hào)是用于控制第二開關(guān)器件SW2和第三開關(guān)器件SW3，以釋放第二平滑電容器C2中累積的電荷到地的信號(hào)。
下面將參考圖3詳細(xì)說(shuō)明升壓電源電路100的控制方法。圖3是示出根據(jù)第一實(shí)施例的升壓電源電路100的工作輸出波形的示意圖。如圖3所示，在從外部電源VCC提供輸入電壓時(shí)，處于斷開狀態(tài)的電源要接通時(shí)，點(diǎn)A的電勢(shì)變成輸入電壓的VCC電勢(shì)。此時(shí)，由于STBYB信號(hào)是“L”，所以升壓電源電路100處于待機(jī)模式。在電源剛變成接通狀態(tài)后的待機(jī)模式中，第一開關(guān)器件SW1處于斷開狀態(tài)，第二開關(guān)器件SW2處于接通狀態(tài)，且第三開關(guān)器件SW3處于斷開狀態(tài)。此外，在待機(jī)模式中，由于升壓器101不執(zhí)行升壓操作，而原樣輸出輸入電壓，所以點(diǎn)B的電勢(shì)變成VCC電勢(shì)，與位于升壓器101的輸入側(cè)的點(diǎn)A的電勢(shì)相同。
然后，在STBYB信號(hào)變成“H”的第一時(shí)間，升壓電源電路100切換到工作模式。在工作模式中，在STBYB信號(hào)升高的第一時(shí)間，第一開關(guān)器件SW1從斷開狀態(tài)切換到接通狀態(tài)，而第二開關(guān)器件SW2從接通狀態(tài)切換到斷開狀態(tài)。第三開關(guān)器件SW3保持?jǐn)嚅_狀態(tài)。因此，在工作模式中，如圖1所示，配置電路，其中第一開關(guān)器件SW1處于接通狀態(tài)、第二開關(guān)器件SW2和第三開關(guān)器件SW3處于斷開狀態(tài)。此時(shí)，升壓器101將輸入電壓升高到要求的輸出電壓Vout。然后，升壓器101升高的輸出電壓Vout被通過(guò)第一開關(guān)器件SW1輸出到內(nèi)部電路。因此，如圖3所示，點(diǎn)B的電勢(shì)變?yōu)樯叩妮敵鲭妷篤out的升高的電壓。此時(shí)，第二平滑電容器C2用作穩(wěn)定輸出電勢(shì)Vout的電壓的電容。
此后，在STBYB信號(hào)變成“L”時(shí)的第二時(shí)間，升壓電源電路100從工作模式切換到待機(jī)模式。在待機(jī)模式中，在STBYB信號(hào)降低的第二時(shí)間，第一開關(guān)器件SW1從接通狀態(tài)切換到斷開狀態(tài)。此外，在第二時(shí)間，DISC信號(hào)升高。在DISC信號(hào)升高的時(shí)間，第三開關(guān)器件SW3從斷開狀態(tài)切換到接通狀態(tài)。此時(shí)，第二開關(guān)器件SW2保持?jǐn)嚅_狀態(tài)。因此，可以釋放累積在第二平滑電容器內(nèi)的電荷到地。具體地說(shuō)，在DISC信號(hào)是“H”時(shí)，釋放累積在第二平滑電容器中的電荷到地。因此，如果在待機(jī)模式下，第二平滑電容器C2放電，則在該升壓電源電路100中，在第三開關(guān)器件SW3處于接通狀態(tài)時(shí)，第一開關(guān)器件SW1和第二開關(guān)器件SW2處于斷開狀態(tài)，如圖2所示。
在第二平滑電容器C2內(nèi)的電荷移動(dòng)而且第二平滑電容器C2的電勢(shì)變得低于輸入電壓的VCC電勢(shì)時(shí)，在DISC信號(hào)下降的第三時(shí)間，第二開關(guān)器件SW2從斷開狀態(tài)切換到接通狀態(tài)，而第三開關(guān)器件SW3從接通狀態(tài)切換到斷開狀態(tài)。因此，第二平滑電容器C2被重新充電到VCC電勢(shì)。
可以考慮直到第二平滑電容器C2的電勢(shì)變得低于VCC電勢(shì)的放電時(shí)間，根據(jù)第二平滑電容器C2的電容以及第三開關(guān)器件SW3和限流電阻器件R1的電阻值，確定DISC信號(hào)的“H”周期。即，通過(guò)釋放第二平滑電容器C2的電荷，設(shè)計(jì)激活DISC信號(hào)，直到第二平滑電容器C2的電勢(shì)低于VCC。請(qǐng)注意，優(yōu)選地釋放第二平滑電容器C2的電勢(shì)到等于VCC電勢(shì)。因此，可以抑制對(duì)第二平滑電容器C2重新充電所需的電能。
如上所述，通過(guò)利用DISC信號(hào)控制第二開關(guān)器件SW2和第三開關(guān)器件SW3，在切換到待機(jī)模式時(shí)，不釋放累積在第二平滑電容器C2內(nèi)的所有電荷。因此，在從待機(jī)模式切換到工作模式時(shí)，可以減少提供到第二平滑電容器C2的電荷，而且可以抑制功耗。
此外，對(duì)第二平滑電容器C2重新充電，因此，其電勢(shì)是VCC電勢(shì)。因此，與現(xiàn)有技術(shù)相同，因?yàn)榈诙交娙萜鰿2內(nèi)殘余的電荷，點(diǎn)A的電勢(shì)不升高。因此，不對(duì)外部電源VCC和升壓器101的輸入部分施加未定義的電壓。因此，可以提高升壓電源電路100的可靠性。
此后，在STBYB信號(hào)變成“H”的時(shí)間，升壓電源電路100再一次從待機(jī)模式切換到工作模式。在工作模式下，在STBYB信號(hào)升高的時(shí)間，第一開關(guān)器件SW1從斷開狀態(tài)切換到接通狀態(tài)，而第二開關(guān)器件SW2從接通狀態(tài)切換到斷開狀態(tài)。此外，第三開關(guān)器件SW3保持?jǐn)嚅_狀態(tài)。此時(shí)，如上所述，在待機(jī)模式下，第二平滑電容器C2的電勢(shì)被重新充電到VCC電勢(shì)。因此，可以縮短在從待機(jī)模式過(guò)渡到工作模式時(shí)完成升壓操作之前的時(shí)間。
第二實(shí)施例下面，將參考圖4至6詳細(xì)說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的升壓電源電路100。圖4到6是示出了升壓電源電路100的配置的視圖。圖4是示出在升壓電源電路100處于工作模式下時(shí)開關(guān)器件的狀態(tài)的示意圖。此外，圖5是示出根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的升壓電源電路剛從工作模式變更為待機(jī)模式(其中點(diǎn)A的電勢(shì)低于點(diǎn)B的電勢(shì))后開關(guān)器件的狀態(tài)的示意圖。圖6是示出從根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的升壓電源電路從工作模式變更為待機(jī)模式(其中點(diǎn)A的電勢(shì)高于點(diǎn)B的電勢(shì))開始經(jīng)過(guò)預(yù)定時(shí)間后開關(guān)器件的狀態(tài)的示意圖。該實(shí)施例與第一實(shí)施例的差別在于，在該實(shí)施例中，DISC信號(hào)不是從控制器提供的，而是設(shè)置了用于比較點(diǎn)A和B的電勢(shì)的比較器。在圖4至6中，利用與圖1中的參考編號(hào)相同的參考編號(hào)表示與圖1中的部件相同的部件，同時(shí)省略詳細(xì)說(shuō)明它們。
如圖4至6所示，該實(shí)施例的升壓電源電路100包括升壓器101、控制器102和比較器103等。該實(shí)施例的升壓電源電路100的配置與第一實(shí)施例中的升壓電源電路100的配置幾乎相同。具體地說(shuō)，在升壓器101的輸入側(cè)設(shè)置第一平滑電容器C1，而且第一平滑電容器C1的一個(gè)電極連接到地電勢(shì)。此外，經(jīng)由第一開關(guān)器件SW1將第二平滑電容器C2設(shè)置在升壓器101的輸出側(cè)。第二平滑電容器C2的另一個(gè)電極連接到地電勢(shì)。此外，第一平滑電容器C1和第二平滑電容器C2通過(guò)第二開關(guān)器件SW2連接在一起。經(jīng)由第三開關(guān)器件SW3和限流電阻器件R1將第二電容器C2的另一電極連接到地電勢(shì)。第一平滑電容器C1的電極與升壓器101的輸入側(cè)之間的觸點(diǎn)被稱為點(diǎn)A。第二平滑電容器C2的電極與升壓器101的輸入側(cè)之間的觸點(diǎn)被稱為點(diǎn)B。
在該實(shí)施例中采用的控制器102輸出STBYB信號(hào)。如上所述，STBYB信號(hào)是用于在上述工作模式與待機(jī)模式之間切換的信號(hào)。在STBYB信號(hào)是“H”時(shí)，升壓電源電路100變成工作模式，而在STBYB信號(hào)是“L”時(shí)，升壓電源電路100變成待機(jī)模式。
比較器103始終監(jiān)視點(diǎn)A和點(diǎn)B的電勢(shì)。此外，比較器103還在待機(jī)模式下釋放在第二平滑電容器C2內(nèi)累積的電荷，或者控制第二開關(guān)器件SW2和第三開關(guān)器件SW3以使第二平滑電容器C2與第一平滑電容器C1連接。具體地說(shuō)，在第一實(shí)施例中，通過(guò)從控制器102輸入的DISC信號(hào)控制第二開關(guān)器件SW2和第三開關(guān)器件SW3。然而，在第二實(shí)施例中，由監(jiān)視點(diǎn)A和B的電勢(shì)的比較器103分別控制每個(gè)開關(guān)器件。在該實(shí)施例中，點(diǎn)A連接到比較器103的+輸入端，而點(diǎn)B連接到-輸入端。因此，如果點(diǎn)A的電勢(shì)高于點(diǎn)B的電勢(shì)，則比較器103輸出“H”電平信號(hào)，而如果點(diǎn)B的電勢(shì)高于點(diǎn)A的電勢(shì)，則輸出“L”電平信號(hào)。
下面將參考圖7詳細(xì)說(shuō)明根據(jù)第二實(shí)施例的升壓電源電路100的控制方法。圖7是示出根據(jù)該實(shí)施例的升壓電源電路100的工作輸出波形的示意圖。如圖7所示，當(dāng)在從外部電源VCC提供輸入電壓時(shí)，要接通處于斷開狀態(tài)的電源的同時(shí)，點(diǎn)A的電勢(shì)變成輸入電壓的VCC電勢(shì)。此時(shí)，由于STBYB信號(hào)是“L”，所以升壓電源電路100處于待機(jī)模式。在電源剛變成接通狀態(tài)后的待機(jī)模式下，第一開關(guān)器件SW1處于斷開狀態(tài)，第二開關(guān)器件SW2處于接通狀態(tài)，而第三開關(guān)器件SW3處于斷開狀態(tài)。此外，在待機(jī)模式下，由于升壓器101不執(zhí)行升壓操作，而原樣輸出輸入電壓，所以點(diǎn)B的電勢(shì)變成VCC電勢(shì)，與位于升壓器101的輸入側(cè)的點(diǎn)A的電勢(shì)相同。
然后，在STBYB信號(hào)變成“H”的第一時(shí)間，升壓電源電路100切換到工作模式。在工作模式中，在STBYB信號(hào)升高的第一時(shí)間，第一開關(guān)器件SW1從斷開狀態(tài)切換到接通狀態(tài)，而第二開關(guān)器件SW2從接通狀態(tài)切換到斷開狀態(tài)。第三開關(guān)器件SW3保持?jǐn)嚅_狀態(tài)。因此，在工作模式下，如圖4所示，配置電路使得第一開關(guān)器件SW1處于接通狀態(tài)、第二開關(guān)器件SW2和第三開關(guān)器件SW3處于斷開狀態(tài)。此時(shí)，升壓器101將輸入電壓升高到要求的輸出電壓Vout。然后，升壓器101升高的輸出電壓Vout被通過(guò)第一開關(guān)器件SW1輸出到內(nèi)部電路。因此，如圖3所示，點(diǎn)B的電勢(shì)變?yōu)樯叩妮敵鲭妷篤out的升高電壓。此時(shí)，第二平滑電容器C2用作穩(wěn)定輸出電勢(shì)Vout的電壓的電容。
此后，在STBYB信號(hào)變成“L”的第二時(shí)間，升壓電源電路100從工作模式切換到待機(jī)模式。在待機(jī)模式下，在STBYB信號(hào)下降的第二時(shí)間，第一開關(guān)器件SW1從接通狀態(tài)切換到斷開狀態(tài)。因此，比較器103僅在待機(jī)模式下工作(其中STBYB信號(hào)是“L”)，而且將點(diǎn)A和點(diǎn)B的電勢(shì)進(jìn)行比較。結(jié)果，如果點(diǎn)A的電勢(shì)低于點(diǎn)B的電勢(shì)，則比較器103輸出“L”電平信號(hào)。在比較器103的輸出是“L”時(shí)，第二開關(guān)器件SW2斷開，而第三開關(guān)器件SW3接通，如圖5所示。因此，可以釋放累積在第二平滑電容器上的電荷到地。
相反，如果點(diǎn)A的電勢(shì)高于點(diǎn)B的電勢(shì)，則比較器103輸出“H”電平信號(hào)。在比較器103的輸出是“H”時(shí)，第二開關(guān)器件SW2接通，而第三開關(guān)器件SW3斷開，如圖6所示。因此，第二平滑電容器C2連接到外部電源VCC，然后，充電VCC電勢(shì)。
如上所述，采用利用DISC信號(hào)控制第二開關(guān)器件SW2和第三開關(guān)器件SW3的比較器103，在切換到待機(jī)模式時(shí)，可以不釋放在第二平滑電容器C2內(nèi)累積的所有電荷。因此，在從待機(jī)模式切換到工作模式時(shí)，可以減少提供到第二平滑電容器C2的電荷，而且可以抑制功耗。因此，因?yàn)榈诙交娙萜鰿2的電勢(shì)始終是VCC電勢(shì)，所以點(diǎn)A的電勢(shì)因?yàn)樵诘诙交娙萜鰿2內(nèi)的殘留電荷而不升高。因此，不對(duì)外部電源VCC和升壓器101的輸入部分施加未定義的電壓。因此，可以提高升壓電源電路100的可靠性。此外，在待機(jī)模式下，第二平滑電容器C2的電勢(shì)被充電到VCC電勢(shì)。因此，可以縮短在從待機(jī)模式過(guò)渡到工作模式時(shí)完成升壓操作之前的時(shí)間。
與第一實(shí)施例相比，該實(shí)施例利用直接監(jiān)視點(diǎn)A和B的電勢(shì)的比較器103，使得能夠控制第二開關(guān)器件SW2和第三開關(guān)器件SW3，因此，不過(guò)度釋放第二平滑電容器C2內(nèi)的電荷。此外，無(wú)需考慮到第二平滑電容器C2為VCC電勢(shì)的放電時(shí)間進(jìn)行設(shè)計(jì)，因此可以輕而易舉地設(shè)計(jì)升壓電源電路100。
第三實(shí)施例下面，將參考圖8和9詳細(xì)說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的升壓電源電路100。圖8和9是示出根據(jù)該實(shí)施例的升壓電源電路100的配置的示意圖。圖8是示出在根據(jù)該實(shí)施例的升壓電源電路100處于工作模式時(shí)開關(guān)器件的狀態(tài)的示意圖。圖9是示出根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的升壓電源電路100剛從工作模式變更為待機(jī)模式后開關(guān)器件的狀態(tài)的示意圖。該實(shí)施例的升壓電源電路100消除第二平滑電容器內(nèi)的電荷，從而實(shí)現(xiàn)與放電相同的效果。在將用于輸出多個(gè)電壓，例如，產(chǎn)生正電壓和負(fù)電壓的升壓器用作升壓器101時(shí)，該實(shí)施例尤其有效。在圖8和9中，利用與圖1中的參考編號(hào)相同的參考編號(hào)表示與圖1中的部件相同的部件，同時(shí)省略詳細(xì)說(shuō)明它們。
如圖8和9所示，該實(shí)施例的升壓電源電路包括升壓器101、控制器102等。該實(shí)施例采用的升壓器101將從外部電源VCC輸入的輸入電壓升高到要求的正輸出電壓(正輸出Vout+)和負(fù)輸出電壓(負(fù)輸出Vout-)。在升壓器101的輸入側(cè)設(shè)置第一平滑電容器C1。第一平滑電容器C1的電極與升壓器101的輸入側(cè)之間的觸點(diǎn)被稱為點(diǎn)A。此外，第一平滑電容器C1的另一電極連接到地電勢(shì)。
經(jīng)由第一開關(guān)器件SW1將第二平滑電容器C2設(shè)置在升壓器101的正輸出Vout+的輸出側(cè)。第二平滑電容器C2使正輸出Vout+平滑。第二平滑電容器C2的電極與升壓器101的輸入側(cè)之間的觸點(diǎn)被稱為點(diǎn)B。此外，第二平滑電容器C2的另一電極連接到地電勢(shì)。此外，第一平滑電容器C1和第二平滑電容器C2經(jīng)由第二開關(guān)器件SW2連接。
經(jīng)由第三開關(guān)器件SW3，將第二電容器C2設(shè)置在負(fù)輸出Vout-的輸出側(cè)。第三平滑電容器C3使負(fù)輸出Vout-平滑。第三平滑電容器C3的電極與升壓器101的輸出側(cè)之間的觸點(diǎn)被稱為點(diǎn)C。此外，第三平滑電容器C3的另一電極連接到地電勢(shì)。第二平滑電容器C2和第三平滑電容器C3經(jīng)由第四開關(guān)器件SW4連接。具體地說(shuō)，正輸出Vout+和負(fù)輸出Vout-通過(guò)開關(guān)器件SW4連接。
控制器102輸出STBYB信號(hào)(待機(jī)模式控制信號(hào))和PREC信號(hào)(預(yù)充電控制信號(hào))。STBYB信號(hào)是用于在上述工作模式與待機(jī)模式之間切換的信號(hào)。在STBYB信號(hào)是“H”時(shí)，升壓電源電路100變成工作模式，而STBYB信號(hào)是“L”時(shí)，升壓電源電路100變成待機(jī)模式。此外，PREC信號(hào)是用于控制第二開關(guān)器件SW2，以將第二平滑電容器C2充電到VCC電勢(shì)的信號(hào)。
下面將參考圖10詳細(xì)說(shuō)明第三實(shí)施例的升壓電源電路100的控制方法。圖10是示出根據(jù)該實(shí)施例的升壓電源電路100的工作輸出波形的示意圖。如圖10所示，當(dāng)從外部電源VCC供給輸入電壓時(shí)，要接通處于斷開狀態(tài)的電源的同時(shí)，點(diǎn)A的電勢(shì)變成輸入電壓的VCC電勢(shì)。此時(shí)，由于STBYB信號(hào)是“L”，所以升壓電源電路100處于待機(jī)模式。在電源剛變成接通狀態(tài)后的待機(jī)模式下，第一開關(guān)器件SW1處于斷開狀態(tài)，第二開關(guān)器件SW2處于接通狀態(tài)，第三開關(guān)器件SW3處于斷開狀態(tài)，而且第四開關(guān)器件SW3處于斷開狀態(tài)。此外，在該實(shí)施例的升壓電源電路100中，在待機(jī)模式下，升壓器101不執(zhí)行升壓操作，而原樣輸出正輸出Vout+。因此，點(diǎn)B的電勢(shì)變成VCC電勢(shì)，與位于升壓器101的輸入側(cè)的點(diǎn)A的電勢(shì)相同。另一方面，升壓器101的負(fù)輸出Vout-輸出地電勢(shì)。因此，點(diǎn)C的電勢(shì)變成地電勢(shì)。
然后，在STBYB信號(hào)變成“H”的第一時(shí)間，升壓電源電路100切換到工作模式。在工作模式下，在STBYB信號(hào)升高的第一時(shí)間，第一開關(guān)器件SW1從斷開狀態(tài)切換到接通狀態(tài)。另一方面，第二開關(guān)器件SW2從接通狀態(tài)切換到斷開狀態(tài)。第四開關(guān)器件SW4保持?jǐn)嚅_狀態(tài)。因此，在工作模式下，如圖8所示，配置該電路，其中，第一開關(guān)器件SW1和第三開關(guān)器件SW3處于接通狀態(tài)、第二開關(guān)器件SW2和第四開關(guān)器件SW4處于斷開狀態(tài)。
此時(shí)，升壓器101將來(lái)自外部電源VCC的輸入電壓升高到要求的正輸出電壓。然后，從正輸出Vout+輸出的正輸出電壓被通過(guò)第一開關(guān)器件SW1輸出到內(nèi)部電路。因此，如圖10所示，點(diǎn)B的電勢(shì)變成正輸出Vout+的升高的電壓。此時(shí)，第二平滑電容器C2起穩(wěn)定正輸出Vout+的電壓的電容的作用。
此外，升壓器101將從外部電源VCC輸入的輸入電壓逐級(jí)降低到要求的負(fù)輸出電壓。然后，通過(guò)第三開關(guān)器件SW3，從負(fù)輸出端Vout-輸出的負(fù)輸出電壓被輸出到內(nèi)部電路。因此，如圖10所示，點(diǎn)C的電勢(shì)降低到變成正輸出端的逐級(jí)降低的電壓Vout-。此時(shí)，第三平滑電容器C3起穩(wěn)定負(fù)輸出Vout-的電壓的電容的作用。
此后，在STBYB信號(hào)變成“L”的第二時(shí)間，升壓電源電路100從工作模式切換到待機(jī)模式。在待機(jī)模式下，在STBYB信號(hào)下降的第二時(shí)間，第一開關(guān)器件SW1和第三開關(guān)器件SW3從接通狀態(tài)切換到斷開狀態(tài)。此外，在第四開關(guān)器件SW4從斷開狀態(tài)切換到接通狀態(tài)時(shí)，第二開關(guān)器件SW2保持?jǐn)嚅_狀態(tài)。因此，在待機(jī)模式下，如圖9所示，第一開關(guān)器件SW1、第二開關(guān)器件SW2和第三開關(guān)器件SW3處于斷開狀態(tài)，而第四開關(guān)器件SW4處于接通狀態(tài)。這樣，通過(guò)第四開關(guān)器件SW4，在累積了正電壓的第二平滑電容器C2與累積了負(fù)電壓的第三平滑電容器C3之間發(fā)生短路。因?yàn)槎搪?，累積在第二平滑電容器C2上和第三平滑電容器C3上的電荷被消除，從而獲得與放電相同的效果。
通過(guò)正輸出Vout+、負(fù)輸出Vout-以及第二平滑電容器C2和第三平滑電容器C3的電容唯一地確定其電荷被消除之后第二平滑電容器C2和第三平滑電容器C3的電勢(shì)。例如，假定正輸出Vout+的電勢(shì)是V1[V]，負(fù)輸出Vout-的電勢(shì)是-V2[V]，第二平滑電容器C2的電容是C1[F]，且第三平滑電容器C3的電容是C2[F]，則利用下面的公式表示通過(guò)使第四開關(guān)器件SW4接通而在正輸出Vout+和負(fù)輸出Vout-之間發(fā)生短路后點(diǎn)B和C的電勢(shì)Vo[V]。
Vo＝(C1·V1-C2·V2)/(C1+C2)[V]利用上面的公式，如果正輸出Vout+的電勢(shì)和負(fù)輸出Vout-的電勢(shì)是正、負(fù)對(duì)稱的，而且C1＝C2，電勢(shì)Vo是0[V]。
此后，在PREC信號(hào)變成“H”時(shí)，第二開關(guān)器件SW2從斷開狀態(tài)切換到接通狀態(tài)，而第四開關(guān)器件SW4從接通狀態(tài)切換到斷開狀態(tài)。此時(shí)，第一開關(guān)器件SW1和第三開關(guān)器件SW3保持?jǐn)嚅_狀態(tài)。因此，第二平滑電容器C2經(jīng)由第二開關(guān)器件SW2連接到第一平滑電容器C1。這樣使第二平滑電容器C2被再一次充電到VCC電勢(shì)。請(qǐng)注意，在將第三平滑電容器C3充電到是正電勢(shì)的VCC電勢(shì)方面沒有好處，因?yàn)樵诠ぷ髂Ｊ较拢谌交娙萜鰿3連接到負(fù)輸出Vout-，且向第三平滑電容器C3提供負(fù)電壓。因此，第三平滑電容器C3不連接到VCC電勢(shì)。
如上所述，通過(guò)第四開關(guān)器件SW4在第二平滑電容器C2和第三平滑電容器C3發(fā)生短路。因此，因?yàn)榈诙交娙萜鰿2和第三平滑電容器C3內(nèi)殘留的電荷，點(diǎn)A的電勢(shì)不升高。此外，不對(duì)外部電源VCC和升壓器101的輸入部分施加未定義的電壓。因此，可以提高升壓電源電路100的可靠性。
此后，在STBYB信號(hào)變成“H”的時(shí)間，升壓電源電路100再一次從待機(jī)模式切換到工作模式。在工作模式下，在STBYB信號(hào)升高的第一時(shí)間，第一開關(guān)器件SW1和第三開關(guān)器件SW3從斷開狀態(tài)切換到接通狀態(tài)，而第二開關(guān)器件SW2從接通狀態(tài)切換到斷開狀態(tài)。此外，第四開關(guān)器件SW4保持?jǐn)嚅_狀態(tài)。此時(shí)，如上所述，在待機(jī)模式下，第二平滑電容器C2的電勢(shì)被重新充電到VCC電勢(shì)。因此，可以縮短在從待機(jī)模式過(guò)渡到工作模式時(shí)完成升壓操作之前的時(shí)間。
此外，在圖10中，在剛斷開電源之前，不需要將第二平滑電容器C2重新充電到VCC電勢(shì)，如虛線示出點(diǎn)B的電勢(shì)。因此，如果事先知道電源要被斷開，則可以對(duì)第二平滑電容器C2進(jìn)行控制，以便不重新充電。
如上所述，通過(guò)設(shè)置用于在正輸出Vout+與負(fù)輸出Vout-之間產(chǎn)生短路的一個(gè)開關(guān)器件進(jìn)行控制，可以以簡(jiǎn)單的電路配置，實(shí)現(xiàn)與釋放第二平滑電容器C2和第三平滑電容器C3內(nèi)的電荷相同的效果。因此，由于在具有輸出多個(gè)電壓的升壓器的現(xiàn)有升壓電源電路中設(shè)置了一個(gè)開關(guān)器件和控制電路，所以可以防止電路尺寸增大。
第四實(shí)施例下面，將參考圖11和12詳細(xì)說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明第四實(shí)施例的升壓電源電路100。圖11和12是示出該實(shí)施例的升壓電源電路100的配置的示意圖。圖11是示出在該實(shí)施例的升壓電源電路100處于工作模式時(shí)開關(guān)器件的狀態(tài)的示意圖。此外，圖12是示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的升壓電源電路100剛從工作模式變更為待機(jī)模式后開關(guān)器件的狀態(tài)的示意圖。使用在升壓器101在設(shè)置的升壓電容器C4，該實(shí)施例的升壓電源電路100釋放第二平滑電容器C2內(nèi)的電荷。
如圖11和12所示，升壓電源電路100包括升壓器101和控制器102等。此外，升壓器101包括升壓電容器C4。請(qǐng)注意，升壓電容器C4可以包括多個(gè)升壓電容器。在工作模式下，升壓器101根據(jù)從外部輸入的CLK信號(hào)執(zhí)行升壓操作，并根據(jù)從外部電源VCC輸入的輸入電壓，輸出要求的輸出電壓Vout。在升壓器101的輸入側(cè)設(shè)置第一平滑電容器C1，用于平滑輸入電壓。第一平滑電容器C1的電極與升壓器101的輸入側(cè)之間的觸點(diǎn)被稱為點(diǎn)A。此外，第一平滑電容器C1的另一電極連接到地電勢(shì)。
經(jīng)由第一開關(guān)器件SW1將第二平滑電容器C2設(shè)置在升壓器101的輸出側(cè)。第二平滑電容器C2使輸出電壓Vout平滑。第二平滑電容器C2的電極與升壓器101的輸出側(cè)之間的觸點(diǎn)被稱為點(diǎn)B。此外，第二平滑電容器C2的另一電極連接到地電勢(shì)。此外，第一平滑電容器C1和第二平滑電容器C2經(jīng)由第二開關(guān)器件SW2連接。
通過(guò)第三開關(guān)器件SW3，升壓器101內(nèi)的升壓電容器C4的一個(gè)電極連接到地電勢(shì)。相反，升壓電容器C4的另一電極經(jīng)由第四開關(guān)器件SW4連接到升壓器101的輸出側(cè)，在電流方向上，連接在點(diǎn)B下面的點(diǎn)。
控制器102輸出STBYB信號(hào)(待機(jī)模式控制信號(hào))。STBYB信號(hào)是用于在工作模式與待機(jī)模式之間切換的信號(hào)。在STBYB信號(hào)是“H”時(shí)，升壓電源電路100變成工作模式，而在STBYB信號(hào)是“L”時(shí)，升壓電源電路100變成待機(jī)模式。
下面將參考圖13至15詳細(xì)說(shuō)明根據(jù)第四實(shí)施例的升壓電源電路100的控制方法。圖13是示出根據(jù)該實(shí)施例的升壓電源電路100的工作輸出波形的示意圖。此外，圖14是示出圖11和12所示的升壓電容器C4的電勢(shì)波形的示意圖。在圖14中，利用實(shí)線表示升壓電容器C4的+電極的電勢(shì)波形，而利用虛線表示-電極的電勢(shì)波形。圖15是處于待機(jī)模式下的部分升壓電源電路100的等效電路圖。在此，下面將說(shuō)明升壓器101使電壓加倍的情況。
如圖13所示，在從外部電源VCC供給輸入電壓時(shí)，要接通處于斷開狀態(tài)的電源的同時(shí)，點(diǎn)A的電勢(shì)變成輸入電壓的VCC電勢(shì)。此時(shí)，由于STBYB信號(hào)是“L”，升壓電源電路100處于待機(jī)模式。在電源剛變成接通狀態(tài)后的待機(jī)模式下，第一開關(guān)器件SW1處于斷開狀態(tài)，第二開關(guān)器件SW2處于接通狀態(tài)，第三開關(guān)器件SW3和第四開關(guān)器件處于斷開狀態(tài)。此外，在待機(jī)模式下，由于升壓器101不執(zhí)行升壓操作，而原樣輸出輸入電壓，所以點(diǎn)B的電勢(shì)變成VCC電勢(shì)，與位于升壓器101的輸入側(cè)的點(diǎn)B的電勢(shì)相同。
然后，在STBYB信號(hào)變成“H”的第一時(shí)間，升壓電源電路100切換到工作模式。在工作模式下，在STBYB信號(hào)升高的第一時(shí)間，第一開關(guān)器件SW1從斷開狀態(tài)切換到接通狀態(tài)，而第二開關(guān)器件SW2從接通狀態(tài)切換到斷開狀態(tài)。第三開關(guān)器件SW3和第四開關(guān)器件SW4保持?jǐn)嚅_狀態(tài)。因此，在工作模式下，如圖11所示，配置該電路，其中第一開關(guān)器件SW1處于接通狀態(tài)，第二開關(guān)器件SW2、第三開關(guān)器件SW3和第四開關(guān)器件SW4處于斷開狀態(tài)。
此時(shí)，升壓器101將從外部電源VCC輸入的輸入電壓升高到要求的輸出電壓Vout。如圖14所示，首先，將VCC電勢(shì)施加到升壓電容器C4的+電極，而對(duì)-電極提供地電勢(shì)。在從外部輸入的CLK信號(hào)升高時(shí)，對(duì)-電極提供VCC電勢(shì)。此時(shí)，由于升壓電容器C4的兩個(gè)電極之間的電勢(shì)差保持與VCC電勢(shì)相同，所以升壓電容器C4的+電極變成VCC電勢(shì)的兩倍。然后，設(shè)置在升壓器101內(nèi)的開關(guān)器件(未示出)變成接通狀態(tài)，且從升壓器101輸出作為VCC電勢(shì)升壓加倍的輸出電壓Vout。通過(guò)第一開關(guān)器件SW1，輸出電壓Vout被輸出到內(nèi)部電路。此外，對(duì)第二平滑電容器C2提供加倍的VCC電勢(shì)(升壓電勢(shì))。此后，在CLK信號(hào)降低時(shí)，對(duì)升壓電容器C4的-電極施加地電勢(shì)。因此，升壓電容器C4的+電極變成VCC電勢(shì)。此時(shí)，由于設(shè)置在升壓器101內(nèi)的開關(guān)器件(未示出)變成斷開狀態(tài)，所以升壓器101不輸出電壓，而將累積在第二平滑電容器C2中的升壓電勢(shì)輸出到內(nèi)部電路。因此，在工作模式下，如圖13所示，點(diǎn)B的電勢(shì)變成升壓器101升壓的升壓電勢(shì)。此時(shí)，第二平滑電容器C2起穩(wěn)定輸出電壓Vout的電壓的電容的作用。
此后，在STBYB信號(hào)變成“L”的第二時(shí)間，升壓電源電路100從工作模式切換到待機(jī)模式。在待機(jī)模式下，在STBYB信號(hào)下降的第二時(shí)間，第一開關(guān)器件SW1從接通狀態(tài)切換到斷開狀態(tài)。此外，第三開關(guān)器件SW3和第四開關(guān)器件SW4從斷開狀態(tài)切換到接通狀態(tài)。另一方面，第二開關(guān)器件SW2保持?jǐn)嚅_狀態(tài)。因此，在工作模式下，如圖12所示，配置該電路為待機(jī)模式，第一開關(guān)器件SW1和第二開關(guān)器件SW2處于斷開狀態(tài)，而第三開關(guān)器件SW3和第四開關(guān)器件SW4處于接通狀態(tài)。
通過(guò)處于接通狀態(tài)的第三開關(guān)器件SW3，升壓電容器C4的+電極連接到地電勢(shì)。由于升壓電容器C4的兩個(gè)電極之間的電勢(shì)差保持在VCC，所以升壓電容器C4的-電極變成-VCC電勢(shì)。然后，利用處于接通狀態(tài)的第四開關(guān)器件SW4，具有-VCC電勢(shì)的升壓電容器C4的-電極連接到處于2VCC電勢(shì)的第二平滑電容器C2的電極。具體地說(shuō)，如圖15所示，在第二平滑電容器C2與第四平滑電容器C4之間發(fā)生短路。這使得能夠消除累積在第二平滑電容器C2上和升壓電容器C4上的電荷，從而獲得與放電相同的效果。
經(jīng)由正輸出Vout的升高電壓、升壓電容器C4的電勢(shì)以及第二平滑電容器C2和升壓電容器C4的電容，唯一地確定其電荷被消除之后的第二平滑電容器C2和升壓電容器C4的電勢(shì)。例如，在升壓器101加倍升壓的實(shí)施例中，假定輸出電壓Vout的電勢(shì)是V1[V]，升壓電容器C4的兩端的電勢(shì)是V1/2[V]。此外，假定第二平滑電容器C2的電容是C1[F]，而升壓電容器C4的電容是C2[F]，則利用下面的公式表示工作模式下每個(gè)電容器的電荷量。
第二平滑電容器C2∶Q2＝C1·V1升壓電容器C4∶Q4＝C2·V1/2在待機(jī)模式下，被減少和消除的根據(jù)下面的公式計(jì)算的電荷分別留在第二平滑電容器C2和升壓電容器C4的每一個(gè)內(nèi)。
Q2-Q4＝(2·C1-C2)V1/2如圖15所示，第二平滑電容器C2和升壓電容器C4是并聯(lián)電容，因此，它們的總電容是C1+C2。因此，利用處于接通狀態(tài)的第三開關(guān)器件SW3和第四開關(guān)器件SW4，利用下面的公式表示第二平滑電容器C2和升壓電容器C4之間發(fā)生短路后點(diǎn)B的電勢(shì)Vo[V]。
Vo＝(Q2-Q4)/(C1+C2)＝(2C1-C2)V1/2(C1+C2)[V]如上所述，在第二平滑電容器C2與升壓電容器C4之間發(fā)生短路。因此，因?yàn)樵谇袚Q到待機(jī)模式時(shí)第二平滑電容器C2內(nèi)的殘留電荷，點(diǎn)A的電勢(shì)不升高。此外，不對(duì)外部電源VCC和升壓器101的輸入部分施加未定義的電壓。因此，可以提高升壓電源電路100的可靠性。
此后，在STBYB信號(hào)變成“H”的時(shí)間，升壓電源電路100再一次從待機(jī)模式切換到工作模式。在工作模式中，在STBYB信號(hào)升高的時(shí)間，第一開關(guān)器件SW1從斷開狀態(tài)切換到接通狀態(tài)。此外，第三開關(guān)器件SW3和第四開關(guān)器件SW4從接通狀態(tài)切換到斷開狀態(tài)。此外，第二開關(guān)器件SW2保持?jǐn)嚅_狀態(tài)。此時(shí)，如上所述，在待機(jī)模式下，第二平滑電容器C2的電勢(shì)被充電到幾乎與VCC電勢(shì)相同。因此，可以縮短在從待機(jī)模式過(guò)渡到工作模式時(shí)完成升壓操作之前的時(shí)間。請(qǐng)注意，通過(guò)在第二平滑電容器C2與升壓電容器C4之間產(chǎn)生短路，可以確定每個(gè)電容器的電容和電勢(shì)，以將第二平滑電容器C2的電勢(shì)充電到VCC電勢(shì)。
如上所述，通過(guò)設(shè)置用于在第二平滑電容器C2與升壓電容器C4之間產(chǎn)生短路的兩個(gè)開關(guān)器件以進(jìn)行控制，可以以簡(jiǎn)單的電路配置，實(shí)現(xiàn)與釋放第二平滑電容器C2和第三平滑電容器C3內(nèi)的電荷相同的效果。因此，由于在現(xiàn)有升壓電源電路上僅設(shè)置了二個(gè)開關(guān)器件，所以可以防止該電路尺寸增大。請(qǐng)注意，在該實(shí)施例中，這可以應(yīng)用于任意升壓器101，而不局限于如在第三實(shí)施例中所述，用于輸出多個(gè)電壓的升壓器的升壓器101。
請(qǐng)注意，在該實(shí)施例中，盡管說(shuō)明了限定累積在第四電容器C4內(nèi)的電荷，以使第二平滑電容器C2的電勢(shì)變成VCC電勢(shì)，但是并不局限于此。例如，如在第三實(shí)施例中所述，為了分別控制每個(gè)開關(guān)器件SW1至SW4，以將第二平滑電容器C2重新充電到VCC電勢(shì)，新增加PREC信號(hào)。具體地說(shuō)，在第二平滑電容器C2與升壓電容器C4之間發(fā)生短路后，第三開關(guān)器件SW3和第四開關(guān)器件SW4可以處于斷開狀態(tài)，而第二開關(guān)器件SW2可以處于接通狀態(tài)。
第五實(shí)施例下面將參考圖16詳細(xì)說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明第五實(shí)施例的驅(qū)動(dòng)器IC。圖16是示出根據(jù)該實(shí)施例的驅(qū)動(dòng)器IC200的配置的示意圖。該實(shí)施例的驅(qū)動(dòng)器IC200是插入了第一至第四實(shí)施例的升壓電源電路100的驅(qū)動(dòng)器IC。在該實(shí)施例中，例如，描述單芯片LCD驅(qū)動(dòng)器IC，該單芯片LCD驅(qū)動(dòng)器IC包括具有根據(jù)本發(fā)明第三和第四實(shí)施例的兩個(gè)升壓器100的內(nèi)置電源。
如圖16所示，該實(shí)施例的驅(qū)動(dòng)器IC200包括調(diào)節(jié)器201、內(nèi)部調(diào)節(jié)器202和兩個(gè)升壓電源電路100。驅(qū)動(dòng)器IC200包括用于液晶顯示器的柵極線的內(nèi)置驅(qū)動(dòng)電路。安裝在驅(qū)動(dòng)器IC200內(nèi)的兩個(gè)升壓電源電路100之一是在第三實(shí)施例中描述的用于產(chǎn)生正電壓VGH和負(fù)電壓VGL的升壓電源電路，作為對(duì)液晶顯示器的柵極線提供的電源。此外，兩個(gè)升壓電源電路100之另一個(gè)是在第四實(shí)施例中描述的用于產(chǎn)生用于內(nèi)部調(diào)節(jié)器202的電源VDD2的升壓電源電路。請(qǐng)注意，在圖16中，在第三實(shí)施例的升壓電源電路100內(nèi)示出升壓電容器C5和C6。升壓電容器C5和C6被設(shè)置在用于執(zhí)行升壓操作的升壓器101內(nèi)。
VCC是外部電源，而VDD2是第四實(shí)施例的升壓電源電路100產(chǎn)生的用于內(nèi)部調(diào)節(jié)器202的電源。此外，正電壓VGH和負(fù)電壓VGL是第三實(shí)施例的升壓電源電路100產(chǎn)生的用于柵極線的電源。在對(duì)LCD顯示板應(yīng)用電源時(shí)，需要設(shè)計(jì)每個(gè)平滑電容器的電容，以便在待機(jī)模式下，在消除電荷時(shí)，第二平滑電容器C2和第三平滑電容器C3的電勢(shì)降低到地電勢(shì)。請(qǐng)注意，對(duì)于對(duì)內(nèi)部調(diào)節(jié)器202產(chǎn)生電源VDD2的升壓電源電路，可以采用第一或者第二實(shí)施例的升壓電源電路。
在待機(jī)模式下，在釋放平滑電容器內(nèi)的電荷時(shí)，這樣配置的驅(qū)動(dòng)器IC不釋放所有電荷，而是保留某些電荷，如上所述。因此，可以縮短該升壓器再一次過(guò)渡到工作模式所需的起動(dòng)時(shí)間。此外，外部電源的電勢(shì)不升高，因此，不會(huì)出現(xiàn)破壞器件的可能性。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明，當(dāng)在待機(jī)模式下釋放位于升壓器101的輸出側(cè)的第二平滑電容器C2內(nèi)的電荷時(shí)，不釋放全部電荷，使得第二平滑電容器C2保留某些電荷。因此，可以縮短升壓器再一次變更為工作模式所需的起動(dòng)時(shí)間。此外，效率高，因?yàn)椴粺o(wú)用地釋放第二平滑電容器C2內(nèi)的電荷。此外，外部電源的電勢(shì)不升高，因此，可以減少破壞器件的可能性。此外，可以利用簡(jiǎn)單的配置和控制實(shí)現(xiàn)上述配置。
顯然，本發(fā)明并不局限于上述實(shí)施例，而且在不脫離本發(fā)明實(shí)質(zhì)范圍的情況下，可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行修改和變更。
權(quán)利要求
1.一種升壓電源電路，包括升壓器，用于升高輸入電壓，以輸出升高的電壓，從而對(duì)第一平滑電容器施加所述升高的電壓；以及控制器，用于在從工作模式過(guò)渡到待機(jī)模式時(shí)，控制第一平滑電容器中的電荷的轉(zhuǎn)移目的地和轉(zhuǎn)移量。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的升壓電源電路，進(jìn)一步包括連接的第一開關(guān)元件，其將所述升高的電壓輸出到連接到所述第一平滑電容器的節(jié)點(diǎn)；第二開關(guān)元件，用于將所述節(jié)點(diǎn)與所述升壓器的輸入連接；以及第三開關(guān)元件，用于通過(guò)電阻元件，將所述節(jié)點(diǎn)連接到第一電源，其中，在從工作模式過(guò)渡到待機(jī)模式的第一時(shí)間，控制器使第一開關(guān)元件變成斷開狀態(tài)、第二開關(guān)元件變成斷開狀態(tài)、第三開關(guān)元件變成接通狀態(tài)，而在第二時(shí)間，使第二開關(guān)元件變成接通狀態(tài)，使第三開關(guān)元件變成斷開狀態(tài)，第二時(shí)間是第一時(shí)間經(jīng)過(guò)預(yù)定時(shí)間之后的時(shí)間。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的升壓電源電路，其中，該第三開關(guān)元件連接到地電勢(shì)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的升壓電源電路，進(jìn)一步包括比較器，用于將升壓器的輸入與所述節(jié)點(diǎn)進(jìn)行比較，而且輸出比較信號(hào)，其中根據(jù)該比較信號(hào)，控制器控制第一平滑電容器中的電荷的轉(zhuǎn)移目的地和轉(zhuǎn)移量。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的升壓電源電路，其中，如果升壓器的輸入的電勢(shì)高于所述節(jié)點(diǎn)的電勢(shì)，則該比較器使所述節(jié)點(diǎn)連接到所述升壓器的輸入，以及如果升壓器的輸入的電勢(shì)低于所述節(jié)點(diǎn)的電勢(shì)，則該比較器使所述節(jié)點(diǎn)連接到地電勢(shì)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的升壓電源電路，其中，該升壓器包括正電壓輸出，用于將所述第一平滑電容器和負(fù)電壓輸出連接；以及負(fù)電壓輸出，用于連接第二平滑電容器，其中，所述升壓電源電路包括第四開關(guān)元件，其用于連接第一平滑電容器與第二平滑電容器。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的升壓電源電路，其中，在從工作模式過(guò)渡到待機(jī)模式的第一時(shí)間，第四開關(guān)元件變成接通狀態(tài)，且在經(jīng)過(guò)預(yù)定時(shí)間后第四開關(guān)元件變?yōu)閿嚅_狀態(tài)時(shí)，第一平滑電容器連接到所述升壓器的輸入。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的升壓電源電路，其中，該升壓器包括升壓電容器，以及通過(guò)將第一平滑電容器與升壓電容器連接，使第一平滑電容器內(nèi)的電荷移動(dòng)。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的升壓電源電路，其中，在從工作模式過(guò)渡到待機(jī)模式的第一時(shí)間，第一平滑電容器連接升壓電容器。
10.一種具有根據(jù)權(quán)利要求1所述的升壓電源電路的驅(qū)動(dòng)器IC。
11.一種方法，包括在工作模式下，將從外部電源輸出的電壓施加到升壓器；以及在利用平滑電容器使所述升高的電壓平滑時(shí)，從所述升壓器輸出升高的電壓；以及在從工作模式切換到待機(jī)模式時(shí)，控制該平滑電容器中的電荷的轉(zhuǎn)移目的地和轉(zhuǎn)移量。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，進(jìn)一步包括在從工作模式過(guò)渡到待機(jī)模式的第一時(shí)間，將第一平滑電容器連接到第一電源；以及在第二時(shí)間，將平滑電容器連接到第二電源，該第二時(shí)間是從第一時(shí)間經(jīng)過(guò)預(yù)定時(shí)間之后的時(shí)間。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，進(jìn)一步包括在第一時(shí)間，將連接到平滑電容器的升壓器的輸出側(cè)的電極連接到地電勢(shì)；以及在第二時(shí)間，將連接到平滑電容器的升壓器的輸出側(cè)的電極連接到外部電源。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，進(jìn)一步包括在第一時(shí)間，將連接到平滑電容器的升壓器的輸出側(cè)的電極連接到平滑電容器的電極的電勢(shì)的反向電勢(shì)；以及在第二時(shí)間，將連接到平滑電容器的升壓器的輸出側(cè)的電極連接到外部電源。
15.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，進(jìn)一步包括將升壓器的輸入部分的電勢(shì)與連接到該平滑電容器的升壓器的輸出側(cè)的電極進(jìn)行比較；以及根據(jù)比較結(jié)果，控制該平滑電容器中的電荷的轉(zhuǎn)移目的地和轉(zhuǎn)移量。
16.一種升壓電源電路，包括升壓器，包括用于接收輸入信號(hào)的輸入，以及第一輸出，設(shè)置所述輸入用于連接到第一電容器；第一開關(guān)，其連接在所述第一輸出與第一節(jié)點(diǎn)之間，設(shè)置所述第一節(jié)點(diǎn)用于連接到第二電容器；以及第二開關(guān)，其連接在所述輸入與所述第一節(jié)點(diǎn)之間；以及第三開關(guān)，其連接在所述第一節(jié)點(diǎn)與線路之間。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的升壓電源電路，進(jìn)一步包括比較器，其接收所述輸入的電勢(shì)和所述第一節(jié)點(diǎn)的電勢(shì)，以控制所述第二開關(guān)和第三開關(guān)。
18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的升壓電源電路，進(jìn)一步包括第四開關(guān)，其連接在第二輸出與第二節(jié)點(diǎn)之間，其中所述第二輸出用于輸出與從所述第一輸出輸出的電壓互補(bǔ)的電壓，設(shè)置所述第二節(jié)點(diǎn)用于連接第三電容器，其中該線路連接到所述第二節(jié)點(diǎn)。
19.根據(jù)權(quán)利要求16所述的升壓電源電路，進(jìn)一步包括第四開關(guān)和升壓電容器，該升壓電容器連接在所述第一節(jié)點(diǎn)與所述線路之間，以使所述第三電容器、所述升壓電容器和所述第四開關(guān)串聯(lián)連接，并以該順序從所述節(jié)點(diǎn)連接到所述線路，所述升壓電容器的電極連接到升壓器。
20.根據(jù)權(quán)利要求16所述的升壓電源電路，其中，控制所述第三開關(guān)以在從工作模式過(guò)渡到待機(jī)模式時(shí)將其接通。
全文摘要
一種升壓電源電路包括升壓器，用于升高輸入電壓，以輸出升高的電壓，從而對(duì)第一平滑電容器施加所述升高電壓；以及控制器，用于在從工作模式過(guò)渡到待機(jī)模式時(shí)，控制第一平滑電容器中的電荷的轉(zhuǎn)移目的地和轉(zhuǎn)移量。
文檔編號(hào)H02M3/07GK101090230SQ20071010649
公開日2007年12月19日 申請(qǐng)日期2007年6月1日 優(yōu)先權(quán)日2006年6月1日
發(fā)明者杉山明生, 宮崎喜芳, 田畑貴史 申請(qǐng)人:恩益禧電子股份有限公司