切換式電壓轉換器的工作頻率產生方法與電路的製作方法

2023-12-06 13:11:11 3

專利名稱：切換式電壓轉換器的工作頻率產生方法與電路的製作方法
技術領域：
本發明有關於一種切換式電壓轉換器的工作頻率產生方法與工作頻率產生電 路，且特別有關於可以消除液晶顯示器的水波紋、區域亮度不均勻、以及閃爍等現 象的一種切換式電壓轉換器的工作頻率產生方法與工作頻率產生電路。
背景技術：
在顯示器的驅動電路中，例如液晶顯示器的源極驅動器與柵極驅動器，都會 需要切換式電壓轉換器來產生源極驅動器與柵極驅動器所需的電壓。切換式電壓轉換器主要可分為電荷泵(Charge Pump)與脈寬調製(Pulse Width Modulation)兩大類。一般來說，切換式電壓轉換器需要接收一個時鐘脈衝信號當作其內部開關的 工作頻率。這個時鐘脈衝信號有兩個常見來源。第一個是來自獨立的電壓控制振蕩 器(Voltage-Controlled Oscillator, VCO)，第二個是來自驅動電路內部的某個數 字周期信號，例如點時鐘脈衝信號(Dot Clock)、水平同步信號、或水平起始脈衝 信號(Horizontal Start Pulse，也稱為STH)。切換式電壓轉換器的工作頻率可 直接採用以上來源的時鐘脈衝信號，或將以上來源的信號除頻以產生所需的工作頻 率。圖1示出了現有切換式電壓轉換器時鐘脈衝信號與水平同步信號、垂直同步 信號、點時鐘脈衝信號三者的時鐘脈衝圖。在此圖1中，Hsync代表水平同步信號， Vsync代表垂直同步信號，DOTCLK代表點時鐘脈衝信號，CPCK則代表切換式電壓轉換器時鐘脈衝信號。切換式電壓轉換器在工作時，由於其內部開關的切換常常會產生雜訊，而這 些雜訊極容易幹擾顯示器驅動電路的電源電壓及其他控制信號。當切換式電壓轉換 器的工作頻率和驅動電路的控制信號在時序上有肉眼可見的相關性，就會在顯示器 上產生許多顯示缺陷，例如在顯示器上產生類似水波紋的現象，或者產生區域亮度
不均勻(MURA)、閃爍現象(Flicker)等等。因此，需要有一個切換式電壓轉換器的工作頻率產生電路與工作頻率產生方 法，以解決上述問題。發明內容本發明的目的就是提供一種切換式電壓轉換器的工作頻率產生方法與工作頻 率產生電路，其可以消除顯示器的水波紋、區域亮度不均勻、以及閃爍等現象。基於上述及其他目的，本發明提出一種切換式電壓轉換器的工作頻率產生方 法，此方法包括下列步驟a.接收參考時鐘脈衝信號以及數字周期信號；b.依據至 少一個不同的延遲時間而延遲數字周期信號的相位，據以產生至少一個延遲周期信 號；c.每隔一預設時間就選擇數字周期信號或上述延遲周期信號其中之一作為切換 式電壓轉換器的工作頻率。基於上述及其他目的，本發明提出一種切換式電壓轉換器的工作頻率產生電 路，其包括延遲電路與選擇電路。延遲電路用以接收參考時鐘脈衝信號與數字周期 信號，並依據參考時鐘脈衝信號而延遲數字周期信號的相位，據以產生至少一個延 遲周期信號。選擇電路用以接收數字周期信號與上述延遲周期信號，並選擇輸出數 字周期信號或上述延遲周期信號其中之一，以作為切換式電壓轉換器的工作頻率。依照本發明一實施例所述的工作頻率產生方法，上述延遲時間彼此呈現倍數 關係。依照本發明一實施例所述的工作頻率產生方法，上述步驟c.中的選擇方式包 括以一預設序列方式依序選擇數字周期信號或上述延遲周期信號其中之一。依照本發明一實施例所述的工作頻率產生方法，上述步驟c.中的選擇方式包 括以亂數方式循環選擇數字周期信號或上述延遲周期信號其中之一。依照本發明一實施例所述的工作頻率產生電路，上述延遲電路包括第一觸發 器。第一觸發器的輸入端與時鐘脈衝輸入端分別接收數字周期信號與參考時鐘脈衝 信號，據以輸出第一延遲周期信號，其中第一延遲周期信號的上升沿同步於參考時 鍾脈衝信號的第一邊沿。依照本發明一實施例所述的工作頻率產生電路，上述延遲電路還包括第二觸 發器。此第二觸發器的輸入端與時鐘脈衝輸入端分別接收第一延遲周期信號與參考
時鐘脈衝信號，據以輸出第二延遲周期信號，其中第二延遲周期信號的上升沿同步 於參考時鐘脈衝信號的第一邊沿。依照本發明一實施例所述的工作頻率產生電路，其中選擇電路還依據由一計 數電路提供的選擇信號而進行選擇。依照本發明一實施例所述的工作頻率產生電路，上述計數電路以亂數方式循 環產生上述選擇信號的選擇對象。依照本發明一實施例所述的工作頻率產生電路，上述計數電路以預設序列方 式依序產生上述選擇信號的選擇對象。本發明因將切換式電壓轉換器本欲接收的時鐘脈衝信號(即上述的數字周期 信號)的相位做位移，據以產生至少一個延遲周期信號，然後再循環選擇數字周期 信號或上述延遲周期信號其中之一作為切換式電壓轉換器的工作頻率，也即不斷改 變切換式電壓轉換器所接收的時鐘脈衝信號的相位，因此可將切換式電壓轉換器的 內部開關切換時所產生的雜訊平均分布在每一個水平與垂直顯示周期，藉以消除顯 示器上產生的水波紋、區域亮度不均勻、或是閃爍等現象。為讓本發明之上述和其他目的、特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉較佳實 施例，並配合附圖作詳細說明如下。


圖1為現有切換式電壓轉換器時鐘脈衝信號與水平同步信號、垂直同步信號、 點時鐘脈衝信號三者的時鐘脈衝圖。圖2為依照本發明一實施例的工作頻率產生電路的電路圖。 圖3為依照本發明一實施例的工作頻率產生方法的流程圖。 圖4為依照本發明一實施例的數字周期信號與延遲周期信號的時序圖。
具體實施方式
圖2為依照本發明一實施例的工作頻率產生電路的電路圖。圖3為依照本發 明一實施例的工作頻率產生方法的流程圖。圖2所示的電路與圖3所示的方法流程 若用於產生切換式電壓轉換器的工作頻率時，則可消除顯示器上所產生的水波紋、 區域亮度不均勻、或是閃爍等現象。以下將說朋本發明為何能達到上述功能，並請依照說明需要而參照圖2與圖3。首先請參照圖2。圖2所示電路包括延遲電路210、選擇電路220、以及計數 電路230。延遲電路210用以接收參考時鐘脈衝信號CLK與數字周期信號IN (如圖 3的步驟a)，並依據參考時鐘脈衝信號CLK而延遲數字周期信號IN的相位(也即延 遲數字周期信號IN的時間)，據以產生至少一個延遲周期信號，而所產生的延遲周 期信號彼此之間的延遲時間皆不相同(如圖3的步驟b)。數字周期信號IN就是指 傳統切換式電壓轉換器的工作時鐘脈衝信號。另外，上述的參考時鐘脈衝信號CLK 的一個比較特別的限制是，參考時鐘脈衝信號CLK的頻率必須大於數字周期信號 IN的頻率。選擇電路220用以接收數字周期信號IN、上述延遲周期信號、以及計數電路 230所輸出的選擇信號SEL,並依據選擇信號SEL選擇輸出數字周期信號IN或上述 延遲周期信號其中之一，以作為切換式電壓轉換器的工作頻率。OUT表示為選擇電 路220的輸出端，用以耦接切換式電壓轉換器，以提供切換式電壓轉換器的工作頻率。此實施例的延遲電路210以兩個正沿觸發的D型觸發器211與212，以及兩個 負沿觸發的D型觸發器213與214來實現。數字周期信號IN透過觸發器211與213 做信號延遲，而分別產生延遲周期信號S2與S1，接著觸發器212與214分別接收 延遲周期信號S2與SI而再做一次信號延遲，以分別產生延遲周期信號S4與S3。 由圖4可以看到這些信號的時序。圖4為依照本發明一實施例的數字周期信號與延遲周期信號的時序圖。其中 CLK與IN分別為參考時鐘脈衝信號與數字周期信號的時序，而S1、 S2、 S3、以及 S4則表示為各延遲周期信號的時序。由於延遲周期信號S2與S4分別為正沿觸發 的觸發器211與212的輸出信號，所以延遲周期信號S2與S4的上升沿會同步於參 考時鐘脈衝信號CLK的上升沿。而由於延遲周期信號Sl與S3分別為負沿觸發的觸 發器213與214的輸出信號，所以延遲周期信號Sl與S3的上升沿會同步於參考時 鍾脈衝信號CLK的下降沿。請再參照圖2，此實施例的選擇電路220以一個多路復用器221來實現，此多 路復用器221具有多個輸入端與一個選擇端，而多路復用器221的輸出端就是選擇 電路221的輸出端OUT。上述的輸入端用以接收數字周期信號IN與由延遲電路210
所產生的延遲周期信號S1、 S2、 S3、以及S4，而選擇端則用以接收由計數電路230 所輸出的選擇信號SEL。此多路復用器221依據選擇信號SEL而輸出數字周期信號 IN或上述延遲周期信號S1、 S2、 S3、以及S4其中之一。請參照圖2與圖3。圖2的計數電路230以預設序列方式依序產生選擇信號 SEL的選擇對象。以此實施例來說，預設序列的排列方式依序為數字周期信號IN、 延遲周期信號S1、延遲周期信號S2、延遲周期信號S3、最後是延遲周期信號S4。計數電路230每隔一預設時間就變換選擇信號SEL的選擇對象，因此多路復 用器221每隔一預設時間就可以選擇數字周期信號IN或是上述各延遲周期信號其 中之一來作為切換式電壓轉換器的工作頻率(如圖3的步驟c)，進而使切換式電壓 轉換器所產生的雜訊可以平均分布在每一個水平與垂直顯示周期中，藉以消除顯示 器上產生的水波紋、區域亮度不均勻、或是閃爍等現象。而關於計數電路230方面， 使用者可以運用計數器來達到上述計數電路230的功能。雖然上述實施例已經對工作頻率產生電路描繪出了一個可能的型態，但本領 域普通技術人員應知，延遲電路210與計數電路230可採用其他設計方式，因此本 發明的應用當不限制於此種可能的型態。換言之，只要是利用參考時鐘脈衝信號 CLK與數字周器信號IN產生至少一個不同延遲時間的延遲周期信號，然後每隔一 預設時間就選擇數字周期信號IN或上述延遲周期信號其中之一作為切換式電壓轉 換器的工作頻率，就已經是符合了本發明的精神所在。以下簡易地再列舉一部分其 他可能的實施方式，以供使用者做參考。對於延遲電路210的部分而言，使用者可以依照實際上的需要而變換其內部 電路的設計方式，以提供其他不同延遲時間的延遲周期信號的組合。以圖2為例， 使用者可以單獨使用一個正沿觸發的觸發器211,或是一個負沿觸發的觸發器213 來做延遲動作。當然，使用多個正沿觸發的觸發器，或是多個負沿觸發的觸發器也 同樣可以操作。總之，於延遲電路210中，正沿觸發觸發器與負沿觸發觸發器二者 的數目，可以隨著設計者的需要而改變，然而對於本發明欲解決的問題而言，較好 的設計方式是如圖4所示，使各延遲周期信號的延遲時間彼此呈現倍數關係。另外， 使用者也可以配合上述更動的需要而改變參考時鐘脈衝信號CLK的頻率。對於計數電路230的部分而言，若其以預設序列的方式依序產生選擇信號SEL 的選擇對象，那麼預設序列的排列方式也可以是依序為數字周期信號IN、延遲
周期信號S2、延遲周期信號S1、延遲周期信號S3、最後是延遲周期信號S4，或者 是依序為延遲周期信號S2、數字周期信號IN、延遲周期信號S1、延遲周期信號 S4、最後是延遲周期信號S3，抑或是其他的排序方式，然後藉助不斷重複上述的 其中一種排列順序來不斷更換切換式電壓轉換器的工作頻率的延遲相位。當然，圖2的計數電路230也可以用亂數的方式來循環產生選擇信號SEL的 選擇對象。若以此方式實施，那麼第一次隨機選擇的排列方式可能是延遲周期信 號S3、延遲周期信號S2、延遲周期信號S1、數字周期信號IN、最後是延遲周期信 號S4，第二次隨機選擇的排列方式可能是延遲周期信號S2、延遲周期信號S1、 數字周期信號IN、延遲周期信號S4、最後是延遲周期信號S3，而之後所選擇的排 列方式可能是其他的排列方式，也可能是與第一次或第二次隨機選擇的排列方式一 樣，總之無法預測。關於此種方式的計數電路230的功能，使用者可以使用隨機計 數器(Random Counter)來實現。綜上所述，本發明因將切換式電壓轉換器本欲接收的時鐘脈衝信號(即上述數 字周期信號)的相位做位移，據以產生至少一個延遲周期信號，然後再循環選擇數 字周期信號或上述延遲周期信號其中之一作為切換式電壓轉換器的工作頻率，也即 不斷改變切換式電壓轉換器所接收的時鐘脈衝信號的相位，因此可將切換式電壓轉 換器工作時所產生的雜訊平均分布在每一個水平與垂直顯示周期中，藉以消除顯示 器上產生的水波紋、區域亮度不均勻、或是閃爍等現象。雖然本發明已以較佳實施例揭示如上，然其並非用以限定本發明，任何本領 域普通技術人員在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許更動與潤飾，因此本 發明的保護範圍當以權利要求所界定的為準。
權利要求
1.一種切換式電壓轉換器的工作頻率產生方法，該方法包括下列步驟a.接收一參考時鐘脈衝信號以及一數字周期信號；b.依據至少一個不同的延遲時間而延遲該數字周期信號的相位，據以產生至少一個延遲周期信號；以及c.每隔一預設時間就選擇該數字周期信號或上述延遲周期信號其中之一作為該切換式電壓轉換器的工作頻率。
2. 如權利要求1所述的切換式電壓轉換器的工作頻率產生方法，其特徵在於， 該些延遲時間彼此呈現倍數關係。
3. 如權利要求1所述的切換式電壓轉換器的工作頻率產生方法，其特徵在於， 於步驟C.中的選擇方式包括以一預設序列方式依序選擇該數字周期信號或上述延遲周期信號其中之一。
4. 如權利要求1所述的切換式電壓轉換器的工作頻率產生方法，其特徵在於， 於步驟C.中的選擇方式包括以亂數方式循環選擇該數字周期信號或上述延遲周期信號其中之一。
5. —種切換式電壓轉換器的工作頻率產生電路，其包括一延遲電路，接收一參考時鐘脈衝信號與一數字周期信號，並依據該參考時 鍾脈衝信號而延遲該數字周期信號的相位，據以產生至少一個延遲周期信號，以及一選擇電路，接收該數字周期信號與上述延遲周期信號，並選擇輸出該數字 周期信號或上述延遲周期信號其中之一，以作為該切換式電壓轉換器的工作頻率。
6. 如權利要求5所述的切換式電壓轉換器的工作頻率產生電路，其特徵在於， 該延遲電路包括一第一觸發器，其輸入端與時鐘脈衝輸入端分別接收該數字周期信號與該參 考時鐘脈衝信號，據以輸出一第一延遲周期信號，其中該第一延遲周期信號的上升 沿同步於該參考時鐘脈衝信號的一第一邊沿。
7. 如權利要求6所述的切換式電壓轉換器的工作頻率產生電路，其特徵在於，該延遲電路還包括一第二觸發器，其輸入端與時鐘脈衝輸入端分別接收該第一延遲周期信號與該參考時鐘脈衝信號，據以輸出一第二延遲周期信號，其中該第二延遲周期信號的 上升沿同步於該參考時鐘脈衝信號的該第一邊沿。
8. 如權利要求5所述的切換式電壓轉換器的工作頻率產生電路，其特徵在於， 該選擇電路還依據由一計數電路提供的選擇信號而進b選擇。
9. 如權利要求8所述的切換式電壓轉換器的工作頻率產生電路，其特徵在於， 該計數電路以亂數方式循環產生該選擇信號的選擇對象。
10. 如權利要求8所述的切換式電壓轉換器的工作頻率產生電路，其特徵在於， 該計數電路以預設序列方式依序產生該選擇信號的選擇對象。
全文摘要
本發明公開了一種切換式電壓轉換器的工作頻率產生方法與工作頻率產生電路。此方法包括下列步驟接收參考時鐘脈衝信號以及數字周期信號；依據至少一個不同的延遲時間而延遲數字周期信號的相位，據以產生至少一個延遲周期信號；每隔一預設時間就選擇數字周期信號或上述延遲周期信號其中之一作為切換式電壓轉換器的工作頻率。
文檔編號H02M1/08GK101162865SQ20061013622
公開日2008年4月16日 申請日期2006年10月13日 優先權日2006年10月13日
發明者楊嶽霖 申請人:智寶科技股份有限公司