電源管理電路及其閘極脈沖調(diào)變電路的制作方法與工藝

本發(fā)明涉及一種電源管理電路及其閘極脈沖調(diào)變電路，尤其涉及一種可提升電源轉(zhuǎn)換效率的電源管理電路及其閘極脈沖調(diào)變電路。

背景技術(shù)：
一般來說，液晶顯示(liquidcrystaldisplay，LCD)裝置中任一子畫素包括有一薄膜晶體管(Thinfilmtransistor，TFT)及一液晶電容，而由于薄膜晶體管的閘極與源極間存在有一寄生電容，因此液晶電容所儲存的電荷在放電期間會受寄生電容耦合影響，而影響所欲顯示的影像數(shù)據(jù)。舉例來說，請參考圖1，圖1為公知一液晶顯示裝置中一子畫素10的示意圖。如圖1所示，子畫素10包括有一薄膜晶體管100及一液晶電容102，薄膜晶體管100的閘極與源極間存在有一寄生電容CGD。液晶顯示裝置的一時序控制器進(jìn)行時序控制，使得一掃描線GL的一閘極驅(qū)動電壓在一閘極高準(zhǔn)位電壓VGH時可導(dǎo)通薄膜晶體管100，因此一數(shù)據(jù)線SL可將液晶電容102充電至所欲顯示的準(zhǔn)位以顯示影像數(shù)據(jù)。然而，在掃描線GL的閘極驅(qū)動電壓切換至一閘極低準(zhǔn)位電壓VGL以關(guān)閉薄膜晶體管100時，由于薄膜晶體管100的閘極與源極間存在有一寄生電容CGD，因此薄膜晶體管100的閘極的電壓切換(即由閘極高準(zhǔn)位電壓VGH至閘極低準(zhǔn)位電壓VGL)，會通過寄生電容CGD耦合至薄膜晶體管100的源極而影響液晶電容102所儲存的電位，進(jìn)而影響所欲顯示的影像數(shù)據(jù)。在此情況下，請參考圖2A，圖2A為公知降低如圖1所示寄生電容CGD耦合效應(yīng)的示意圖。如圖2A所示，相較于直接將掃描線GL由閘極高準(zhǔn)位電壓VGH切換至閘極低準(zhǔn)位電壓VGL(如左半部所示)，為了降低寄生電容CGD耦合效應(yīng)，公知掃描線GL由閘極高準(zhǔn)位電壓VGH切換至閘極低準(zhǔn)位電壓VGL以關(guān)閉薄膜晶體管100的過程中，會由閘極高準(zhǔn)位電壓VGH先以一放電斜率降至0V后再降至閘極低準(zhǔn)位電壓VGL(如右半部所示)。如此一來，寄生電容CGD兩端瞬間跨壓變化降低，因此可有效降低薄膜晶體管100的閘極對薄膜晶體管100的源極的耦合效應(yīng)。細(xì)言之，請參考圖2B，圖2B為用來實現(xiàn)圖2A右半部功能的一閘極脈沖調(diào)變(GatePulseModulation)電路20的方塊示意圖。如圖2B所示，閘極脈沖調(diào)變電路20包括有腳位200～206，腳位200用來接收一開關(guān)控制信號VFLK(可由時序控制器提供)，腳位202用來接收閘極高準(zhǔn)位電壓VGH，腳位204耦接一放電電阻RE至地(0V)，腳位206用來輸出一閘極控制信號VGHM予液晶顯示裝置中所有子畫素的薄膜晶體管的閘極，其中，一等效總合寄生電容C_VGHM可等效為所有子畫素的薄膜晶體管的閘極與源極間寄生電容的總合，因此閘極控制信號VGHM會同時對等效總合寄生電容C_VGHM充放電。關(guān)于閘極脈沖調(diào)變電路20的具體操作，在一閘極充電期間，開關(guān)控制信號VFLK為高準(zhǔn)位，致使閘極控制信號VGHM為閘極高準(zhǔn)位電壓VGH，同時將等效總合寄生電容C_VGHM充電至閘極高準(zhǔn)位電壓VGH。另外，在一閘極放電期間，開關(guān)控制信號VFLK為低準(zhǔn)位，致使閘極控制信號VGHM一開始等于等效總合寄生電容C_VGHM的電壓，且此電壓會經(jīng)由放電電阻RE而放電至0V。然而，公知做法閘極脈沖調(diào)變電路20在閘極放電期間將等效總合寄生電容C_VGHM所儲存的電荷放電至地，無法有效利用。有鑒于此，公知技術(shù)實有改進(jìn)的必須，以增加電源效率。

技術(shù)實現(xiàn)要素：
因此，本發(fā)明的目的的一即在于提供一種可在一閘極放電期間將寄生電容上所儲存的寄生電荷轉(zhuǎn)移至電源管理芯片的任一輸入電壓或輸出電壓循環(huán)使用，以提升電源的轉(zhuǎn)換效率的電源管理電路及其閘極脈沖調(diào)變電路。在一實施例中，公開一種電源管理電路，用于一液晶顯示裝置中。該電源管理電路包括有一至多個電源產(chǎn)生電路，分別接收一至多個輸入電壓，以及產(chǎn)生一至多個輸出電壓；一閘極脈沖調(diào)變電路，耦接于一閘極高準(zhǔn)位電壓源與一放電控制端之間，用以產(chǎn)生一閘極控制信號；以及一放電控制器，耦接至該放電控制端，用以提供該閘極脈沖調(diào)變電路的一放電路徑，其中該閘極脈沖調(diào)變電路與該放電控制器當(dāng)中的一者更耦接至一供應(yīng)電源，以使該閘極脈沖調(diào)變電路在一閘極放電期間放電至該供應(yīng)電源，以及該供應(yīng)電源是該一至多個輸入電壓與該一至多個輸出電壓當(dāng)中的一者。在另一實施例中，公開一種電源管理電路，用于一液晶顯示裝置中。該電源管理電路包括有一至多個電源產(chǎn)生電路、一閘極脈沖調(diào)變電路以及一放電控制器。該一至多個電源產(chǎn)生電路分別接收一至多個輸入電壓，以及產(chǎn)生一至多個輸出電壓；該閘極脈沖調(diào)變電路包括有一充電開關(guān)，耦接一閘極高準(zhǔn)位電壓源與一閘極控制端之間；以及一放電開關(guān)，耦接于該閘極控制端與一放電控制端之間。該放電控制器，耦接至該放電控制端與一供應(yīng)電源之間，用以提供該閘極脈沖調(diào)變電路的一放電路徑，其中該供應(yīng)電源是該一至多個輸入電壓與該一至多個輸出電壓當(dāng)中的一者。在更另一實施例中，公開一種閘極脈沖調(diào)變電路，用于產(chǎn)生一液晶顯示裝置的閘極控制信號。該閘極脈沖調(diào)變電路包括有一充電開關(guān)，耦接至一閘極高準(zhǔn)位電壓源與一閘極控制信號輸出端之間；一電流鏡，耦接于該閘極控制信號輸出端以及該放電控制端之間；以及一放電開關(guān)，耦接于電流鏡與一供應(yīng)電源之間。在更另一實施例中，公開一種電源管理電路，該電源管理電路包括有上述的閘極脈沖調(diào)變電路電源管理電路；以及一至多個電源產(chǎn)生電路，分別接收一至多個輸入電壓，以及產(chǎn)生一至多個輸出電壓。在此配合下列圖示、實施例的詳細(xì)說明及權(quán)利要求書，將上述及本發(fā)明的其它目的與優(yōu)點詳述于后。附圖說明圖1為公知一液晶顯示裝置中一子畫素的示意圖。圖2A為公知降低如圖1所示一寄生電容耦合效應(yīng)的示意圖。圖2B為用來實現(xiàn)圖2A右半部功能的一閘極脈沖調(diào)變電路的方塊示意圖。圖3為本發(fā)明實施例中用于一液晶顯示裝置的一電源管理電路的示意圖。圖4A為依據(jù)一實施例圖3中一閘極脈沖調(diào)變電路的方塊示意圖。圖4B為依據(jù)一實施例如圖4A所示的閘極脈沖調(diào)變電路的電路示意圖。圖4C為依據(jù)一實施例如圖4A所示的閘極脈沖調(diào)變電路的操作示意圖。圖5A為本發(fā)明另一實施例中用于一液晶顯示裝置的一電源管理電路的示意圖。圖5B為依據(jù)一實施例如圖5A所示的一閘極脈沖調(diào)變電路的方塊示意圖。圖5C為依據(jù)一實施例如圖5A所示的閘極脈沖調(diào)變電路的電路示意圖。圖5D為依據(jù)一實施例如圖5A所示的閘極脈沖調(diào)變電路的操作示意圖。圖6為本發(fā)明實施例一電荷循環(huán)流程的示意圖。其中，附圖標(biāo)記說明如下：10子畫素100薄膜晶體管102液晶電容20、308、508閘極脈沖調(diào)變電路200～206、400～406、500、502腳位208、408充電開關(guān)210、410放電開關(guān)30、50電源管理電路300直流對直流轉(zhuǎn)換器302低壓降穩(wěn)壓器304電壓緩沖器306其它電源產(chǎn)生電路310放電控制器506電流鏡60電荷循環(huán)流程600～608步驟CGD寄生電容GL掃描線SL資料線VGH、VGH＇、VIN5閘極高準(zhǔn)位電壓VGL閘極低準(zhǔn)位電壓VFLK、VFLK＇開關(guān)控制信號RE、RE＇放電電阻VGHM、VGHM＇閘極控制信號C_VGHM、C_VGHM＇等效總合寄生電容VFLK_INV＇反相信號VIN1～VIN4輸入電壓VOUT1～VOUT4輸出電壓VSUP供應(yīng)電壓C_SUP電容M1、M2晶體管具體實施方式請參考圖3，圖3為本發(fā)明實施例中用于一液晶顯示裝置的一電源管理電路30的示意圖。如圖3所示，電源管理電路30可實施為一芯片，并包括一閘極脈沖調(diào)變(GatePulseModulation)電路308，其接收并調(diào)變一閘極高準(zhǔn)位電壓源VIN5。一放電控制器310(譬如以一放電電阻RE’實施)可耦接于一放電控制端與一供應(yīng)電源(具有供應(yīng)電壓VSUP)之間，用于提供閘極脈沖調(diào)變電路308一放電路徑。另外，電源管理電路30更包括一至多個電源產(chǎn)生電路，譬如是下列電路當(dāng)中至少的一者：一直流對直流轉(zhuǎn)換器(DC/DCconverter)300、一低壓降穩(wěn)壓器(Lowdropoutregulator，LDOregulator)302、一電壓緩沖器304、以及一其它電源產(chǎn)生電路306，其分別接收輸入電壓VIN1～VIN4，以及依據(jù)所接收的輸入電壓來提供輸出電壓VOUT1～VOUT4。此實施例的一主要特征在于閘極脈沖調(diào)變電路308的供應(yīng)電源選為輸入電壓VIN1～VIN4及輸出電壓VOUT1～VOUT4當(dāng)中一者。在此配置下，閘極脈沖調(diào)變電路308可在一閘極放電期間，經(jīng)由放電電阻RE＇將一閘極控制信號VGHM＇(即一等效總合寄生電容C_VGHM＇的電壓)放電至該供應(yīng)電源。值得注意的是，此實施例繪示放電控制器310設(shè)置在電源管理電路30的外部，但其它實施例可設(shè)置在內(nèi)部。相較于圖2中閘極脈沖調(diào)變電路20在一閘極放電期間，放電至0V而無法有效利用等效總合寄生電容C_VGHM所儲存的電荷，本實施例的放電電阻RE＇耦接至供應(yīng)電源，而供應(yīng)電源直接取用輸入電壓VIN1～VIN4及輸出電壓VOUT1～VOUT4當(dāng)中一者，因此本實施例除了可降低液晶顯示裝置中所有子畫素的薄膜晶體管的閘極對源極間的耦合效應(yīng)外，還可將等效總合寄生電容C_VGHM＇所儲存的寄生電荷循環(huán)使用，從而在毋須額外設(shè)置其它的電壓源以提供供應(yīng)電源的情況下就可以提升電源的轉(zhuǎn)換效率。細(xì)言之，請參考圖4A，圖4A為依據(jù)一實施例的圖3中閘極脈沖調(diào)變電路308的方塊示意圖。如圖4A所示，閘極脈沖調(diào)變電路308包括有腳位400～406，腳位400用來接收一開關(guān)控制信號VFLK＇(可由時序控制器提供)，腳位402用來接收一閘極高準(zhǔn)位電壓VGH＇，腳位404耦接放電電阻RE＇至供應(yīng)電源的供應(yīng)電壓VSUP，腳位406用來輸出閘極控制信號VGHM＇予液晶顯示裝置中多個(譬如為全部)子畫素的薄膜晶體管的閘極。等效總合寄生電容C_VGHM＇可等效為多個(譬如全部)子畫素的薄膜晶體管的閘極與源極間寄生電容的總合，因此閘極控制信號VGHM＇可同時對等效總合寄生電容C_VGHM＇充放電。另外，閘極高準(zhǔn)位電壓VGH＇可視為圖3中的閘極高準(zhǔn)位電壓源VIN5。在此配置下，閘極控制信號VGHM＇是放電到電源管理電路30的其中一個輸入或輸出電壓。換言之，閘極控制信號VGHM’在儲存階段(開關(guān)控制信號VFLK＝'HI')所儲存的電荷,會回收給電源管理電路30的其中一個輸入或輸出電壓，因此可提升電源管理電路30的轉(zhuǎn)換效率。具體而言，請參考圖4B與圖4C，圖4B為依據(jù)一實施例如圖4A所示的閘極脈沖調(diào)變電路308的電路示意圖，圖4C為依據(jù)一實施例如圖4B所示的閘極脈沖調(diào)變電路308的操作示意圖。如圖4B所示，閘極脈沖調(diào)變電路308內(nèi)包括有一充電開關(guān)408以及一放電開關(guān)410。另外，放電開關(guān)410可通過放電控制器310(譬如為放電電阻RE’)耦接至供應(yīng)電源。充電開關(guān)408耦接于一閘極高準(zhǔn)位電壓源(提供閘極高準(zhǔn)位電壓VGH＇)與液晶顯示裝置的等效總合寄生電容容C_VGHM＇(即閘極控制信號輸出端VGHM’)之間。放電開關(guān)410耦接于等效總合寄生電容C_VGHM＇與該放電控制端之間。放電控制器310耦接于該放電控制端與供應(yīng)電源之間，其中供應(yīng)電源為輸入電壓VIN1～VIN4及輸出電壓VOUT1～VOUT4當(dāng)中一者。另外，充電開關(guān)408與放電開關(guān)410分別由開關(guān)控制信號VFLK＇及開關(guān)控制信號VFLK＇的一反相信號VFLK-_INV＇進(jìn)行控制。在此情況下，如圖4C所示，在一閘極充電期間，開關(guān)控制信號VFLK＇為高準(zhǔn)位而反相信號VFLK---_INV＇為低準(zhǔn)位，充電開關(guān)408導(dǎo)通而放電開關(guān)410關(guān)閉，因此閘極控制信號VGHM＇為閘極高準(zhǔn)位電壓VGH＇，同時將等效總合寄生電容C_VGHM＇充電至閘極高準(zhǔn)位電壓VGH＇。接下來，在一閘極放電期間，開關(guān)控制信號VFLK＇轉(zhuǎn)為低準(zhǔn)位而反相信號VFLK---_INV＇轉(zhuǎn)為高準(zhǔn)位，充電開關(guān)408關(guān)閉而放電開關(guān)410導(dǎo)通，因此閘極控制信號VGHM＇一開始會等于等效總合寄生電容C_VGHM＇先前所儲存的電壓，亦即閘極高準(zhǔn)位電壓VGH＇，繼而等效總合寄生電容C_VGHM＇會經(jīng)由放電控制器310由閘極高準(zhǔn)位電壓VGH＇放電至供應(yīng)電壓VSUP。換言之，此階段是將等效總合寄生電容C_VGHM＇所儲存的寄生電荷轉(zhuǎn)移至供應(yīng)電源的一電容C_SUP進(jìn)行儲存。其中，在閘極放電期間閘極控制信號VGHM＇(等效總合寄生電容C_VGHM＇的電壓)由閘極高準(zhǔn)位電壓VGH＇放電至供應(yīng)電壓VSUP的一放電斜率可由等效總合寄生電容C_VGHM＇的電容值及放電電阻RE＇的電阻值所決定。因此，借由調(diào)整放電電阻RE＇的電阻值，可以調(diào)整放電斜率而達(dá)到所欲顯示效果。如此一來，由于閘極控制信號VGHM＇通過可調(diào)整的放電斜率進(jìn)行切換放電斜率，因此跨壓變化可較小，進(jìn)而有效降低所有子畫素的薄膜晶體管的閘極對源極間的耦合效應(yīng)。另外，由于供應(yīng)電壓為輸入電壓VIN1～VIN4及輸出電壓VOUT1～VOUT4當(dāng)中一者，因此可將等效總合寄生電容C_VGHM＇所儲存的寄生電荷循環(huán)使用，以提升電源的轉(zhuǎn)換效率。值得注意的是，本實施例的主要精神在于在閘極放電期間將閘極控制信號VGHM＇(即等效總合寄生電容C_VGHM＇的電壓)放電至供應(yīng)電源，且此供應(yīng)電源為電源管理電路30的輸入電壓VIN1～VIN4及輸出電壓VOUT1～VOUT4當(dāng)中一者，因此可將等效總合寄生電容C_VGHM＇所儲存的寄生電荷循環(huán)使用，以提升電源的轉(zhuǎn)換效率。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員當(dāng)可據(jù)以修飾或變化，而不限于此。舉例來說，上述實施例繪示供應(yīng)電源通過腳位404外接在閘極脈沖調(diào)變電路308的芯片外部，然而實際上供應(yīng)電源也可直接接在電源管理電路30的內(nèi)部進(jìn)行利用。此外，供應(yīng)電源也不限于電源管理電路30的輸入電壓VIN1～VIN4及輸出電壓VOUT1～VOUT4當(dāng)中一者，可為電源管理電路30其它輸入電壓或輸出電壓，且也可為一系統(tǒng)應(yīng)用電路的至少一輸入電壓及至少一輸出電壓當(dāng)中一者，以供系統(tǒng)應(yīng)用電路循環(huán)使用。再者，放電控制器310的實現(xiàn)方式也不限于上述以耦接于等效總合寄生電容C_VGHM＇與供應(yīng)電源之間的放電電阻RE＇實施，而可以其它方式實施，只要能在閘極放電期間控制閘極控制信號VGHM＇(即等效總合寄生電容C_VGHM＇的電壓)的放電斜率即可。舉例來說，請參考圖5A至圖5D，圖5A為本發(fā)明另一實施例中用于一液晶顯示裝置的另一電源管理電路50的示意圖。圖5B為如圖5A所示的一閘極脈沖調(diào)變電路508的方塊示意圖，圖5C為如圖5A所示的閘極脈沖調(diào)變電路508的電路示意圖，圖5D為如圖5A所示的閘極脈沖調(diào)變電路508的操作示意圖。電源管理電路50與門極脈沖調(diào)變電路508的架構(gòu)與運作原理與電源管理電路30與門極脈沖調(diào)變電路308部分相似，因此用途相同的組件及信號沿用相同符號，以求簡潔。如圖5A及圖5B所示，閘極脈沖調(diào)變電路508與閘極脈沖調(diào)變電路308的主要差別在于，相較于閘極脈沖調(diào)變電路308通過腳位404耦接放電電阻RE＇至供應(yīng)電源的供應(yīng)電壓VSUP(即由放電控制器310耦接至供應(yīng)電源)，閘極脈沖調(diào)變電路508以一腳位502耦接一放電電阻RE’至地(0V)，再新增一腳位500耦接供應(yīng)電源的供應(yīng)電壓VSUP。換言之，即由閘極脈沖調(diào)變電路508本身額外耦接至供應(yīng)電源。值得注意的是，此實施例繪示放電控制器310或放電電阻RE’設(shè)置在電源管理電路50的外部，但其它實施例可設(shè)置在內(nèi)部。在此情況下，如圖5C所示，其為依據(jù)一實施例的如圖5B所示的閘極脈沖調(diào)變電路508的電路實施方式。閘極脈沖調(diào)變電路508的架構(gòu)主要與閘極脈沖調(diào)變電路308類似，但還包括一電流鏡506耦接于等效總合寄生電容C_VGHM＇(即閘極控制信號輸出端)以及該放電控制端之間。換言之，閘極脈沖調(diào)變電路508包括一充電開關(guān)408，其耦接至一閘極高準(zhǔn)位電壓源VGH’與一閘極控制信號輸出端(輸出閘極控制信號VGHM’)之間，以及一電流鏡506，耦接于閘極控制信號輸出端以及一放電控制端(用于耦接至放電控制器310的端點)之間，以及一放電開關(guān)410，耦接于電流鏡506與供應(yīng)電源之間。另外，閘極脈沖調(diào)變電路508可通過同樣耦接于該放電控制端的放電控制器310(譬如以一放電電阻RE’實施)而耦接至一地電位，同時通過放電開關(guān)410耦接于至供應(yīng)電源。在一實施例中，電流鏡506用于鏡射來自寄生電容C_VGHM＇的放電電流成為另一路電流，通過放電控制端再通過放電控制器310而流動至地。舉例而言，電流鏡506可包括有晶體管M1、M2，晶體管M1的控制端與晶體管M2的控制端互相耦接。另外，晶體管M1耦接于等效總合寄生電容C_VGHM＇與放電開關(guān)410之間，而晶體管M2耦接于一電壓與該放電控制端之間。因此，晶體管M1通過放電開關(guān)410而耦接至供應(yīng)電壓，而晶體管M2通過放電電阻RE’而耦接至地。利用調(diào)整放電電阻RE’的一電阻值大小，可調(diào)整晶體管M2的電流大小，而晶體管M1的電流大小也會隨的改變，因此也可達(dá)到在閘極放電期間控制閘極控制信號VGHM＇(即等效總合寄生電容C_VGHM＇的電壓)的放電斜率的效果。閘極脈沖調(diào)變電路508其它操作，可由閘極脈沖調(diào)變電路308的操作類推而得，在此不還作贅述。閘極脈沖調(diào)變電路308與門極脈沖調(diào)變電路508的操作可歸納為一電荷循環(huán)流程60，如圖6所示，其包括以下步驟：步驟600：開始。步驟602：根據(jù)開關(guān)控制信號VFLK＇，在閘極充電期間將液晶顯示裝置的等效總合寄生電容C_VGHM＇充電至閘極高準(zhǔn)位電壓VGH＇。步驟604：根據(jù)開關(guān)控制信號VFLK＇的一反相信號VFLK---_INV＇，在閘極放電期間將等效總合寄生電容C_VGHM＇放電至供應(yīng)電源的供應(yīng)電壓VSUP。步驟606：控制等效總合寄生電容C_VGHM在閘極放電期間由閘極高準(zhǔn)位電壓VGH＇放電至供應(yīng)電壓的放電斜率；其中，供應(yīng)電源是電源管理電路30的至少一輸入電壓及至少一輸出電壓當(dāng)中一者。步驟608：結(jié)束。其中各步驟的細(xì)節(jié)可由閘極脈沖調(diào)變電路308與門極脈沖調(diào)變電路508的對應(yīng)組件的操作類推而得，在此不還作贅述。在公知技術(shù)中，閘極脈沖調(diào)變電路20在閘極放電期間將等效總合寄生電容C_VGHM所儲存的電荷放電至地，無法有效利用。相較之下，上述實施例在閘極放電期間將閘極控制信號VGHM＇(即等效總合寄生電容C_VGHM＇的電壓)放電至供應(yīng)電源，且供應(yīng)電源為電源管理電路30的輸入電壓VIN1～VIN4及輸出電壓VOUT1～VOUT4當(dāng)中一者，因此可將等效總合寄生電容C_VGHM＇所儲存的寄生電荷循環(huán)使用，以提升電源的轉(zhuǎn)換效率。以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例，凡依本發(fā)明權(quán)利要求所做的均等變化與修飾，皆應(yīng)屬本發(fā)明的涵蓋范圍。