專利名稱：用于amoled的供電設(shè)備和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于有源矩陣有機發(fā)光二極管(AM0LED)的供電設(shè)備和方法，并 且更具體地，涉及一種用于向AM0LED提供電力的供電設(shè)備和方法。
背景技術(shù)：
一種向AM0LED供電的集成電路(IC)(下文中稱為供電設(shè)備)穩(wěn)定地向AM0LED供 電。大多數(shù)情況下，這種IC包括降壓或升壓變換器，用于根據(jù)輸入電壓的情況形成正電 壓；以及換流器，用于根據(jù)輸入電壓的情況形成負(fù)電壓。IC使用內(nèi)部元件，S卩，處于正極的 NM0S晶體管和處于負(fù)極的PM0S晶體管。在IC的實際應(yīng)用中，正極和負(fù)極分別形成用于0LED的相反電壓。流經(jīng)供電設(shè)備 的輸出級晶體管的電流量直接決定了功率的大小。與線性器件不同，供電設(shè)備以開關(guān)模式 工作，以實現(xiàn)效率的提升。理想地，無論負(fù)載的大小如何，供電設(shè)備都應(yīng)當(dāng)呈現(xiàn)穩(wěn)定的效率。 然而，在實際情況中，由于在供電設(shè)備中使用的電路和系統(tǒng)而不可避免地產(chǎn)生內(nèi)部功率損
^^ o供電設(shè)備的功率損耗可主要分為開關(guān)損耗和傳導(dǎo)損耗。這里，具有大容量的功率 晶體管被用作開關(guān)，傳導(dǎo)損耗與功率晶體管的大小成正比。因此，為了減少傳導(dǎo)損耗，供電 設(shè)備使用高的開關(guān)頻率。然而，在這種情況下，出現(xiàn)開關(guān)損耗的增加。由于開關(guān)損耗與傳導(dǎo) 損耗之間具有交替換位，所以應(yīng)當(dāng)使用合適的開關(guān)頻率，并且電源晶體管應(yīng)當(dāng)具有合適的 大小。普通的供電設(shè)備中的功率損耗可以通過下面的表達(dá)式1表示[表達(dá)式1]PaVg Pswitching+Pshort-circuit+Pleakage+Pstatic在表達(dá)式1中，“Pswit。hing”代表功率的開關(guān)分量，即，由充電/放電寄生電容引起的 功率損耗，并且對應(yīng)于總損耗的約70%至90%。叩31^_&_”代表由電源晶體管的ON電阻 引起的功率損耗，并且對應(yīng)于總損耗的約10%至30%?！癙leakage”代表功率的泄露分量，并且 對應(yīng)于總損耗的約或更少?！癙stati?！贝盱o態(tài)功率。在使用理想M0S晶體管的電路中， 具有很少的靜態(tài)功率或沒有靜態(tài)功率。參考表達(dá)式1，可以看出，由開關(guān)功率引起的功率損 耗“Pswit。hing”在供電設(shè)備的平均功率“Pav_ ”中是最大的。然而，在大多數(shù)情況下，在設(shè)計供電設(shè)備時，優(yōu)先考慮電源晶體管的大小，以驅(qū)動 最大的功率。出于此原因，供電設(shè)備使用增加的頻率。盡管在常規(guī)負(fù)載情況下可能會有最 優(yōu)設(shè)計，但是在低負(fù)載情況下可能出現(xiàn)的問題在于，當(dāng)頻率較高時，不可避免地出現(xiàn)效率的 降低。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明針對一種用于AM0LED的供電設(shè)備和方法，其充分消除了由于相關(guān)領(lǐng) 域的限制和缺陷而導(dǎo)致的一個或多個問題。本發(fā)明的目標(biāo)在于提供一種用于AM0LED的供電設(shè)備和方法，其能夠根據(jù)AM0LED 的負(fù)載情況在低頻率下實現(xiàn)開關(guān)操作，從而減少不必要地消耗的開關(guān)功率。本發(fā)明的額外優(yōu)點、目的及特征將部分地在隨后的描述中闡明，并且部分地對于 本領(lǐng)域技術(shù)人員而言在研究下列內(nèi)容后將變得顯而易見或者可從本發(fā)明的實踐來獲知。本 發(fā)明的目的及其他優(yōu)點通過在書面描述及其權(quán)利要求以及附圖中具體指出的結(jié)構(gòu)來實現(xiàn) 和獲得。為了實現(xiàn)這些目標(biāo)和其他優(yōu)點，并且根據(jù)本發(fā)明的目的，如本文中所體現(xiàn)并概括 描述的，一種用于有源矩陣有機發(fā)光二極管(AM0LED)的供電設(shè)備，其在使用根據(jù)時鐘信號 變化的開關(guān)頻率的同時為AM0LED供電，該供電設(shè)備包括負(fù)載檢驗器，用于將AM0LED的負(fù) 載電流與第一參考電壓相比較，并將比較結(jié)果作為負(fù)載檢驗信號輸出；以及頻率振蕩器，用 于響應(yīng)于負(fù)載檢驗信號而產(chǎn)生時鐘信號，所述時鐘信號具有可變頻率。在本發(fā)明的另一方面種，一種用于供電設(shè)備中的有源矩陣有機發(fā)光二極管 (AM0LED)的供電方法，以便在使用根據(jù)時鐘信號變化的開關(guān)頻率的同時為AM0LED供電，本 供電方法包括確定AM0LED的負(fù)載電流是否小于臨界值；并在確定負(fù)載電流小于臨界值 時，降低時鐘信號的頻率。應(yīng)理解的是，對本發(fā)明的以上概括描述和以下詳細(xì)描述是示例性的和解釋性的， 并旨在提供對要求保護的本發(fā)明的進(jìn)一步解釋。附圖描述附圖被包括以提供對本發(fā)明的進(jìn)一步理解，附圖并入且構(gòu)成本申請的一部分，附 圖示出了本發(fā)明的實施例，并與描述一起用于解釋本發(fā)明的原理。附圖中

圖1是示出了根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的用于有源矩陣有機發(fā)光二極管 (AM0LED)的供電設(shè)備的框圖；以及圖2是解釋了根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的用于AM0LED的供電方法的流程圖。
具體實施例方式下文中，將參考附圖描述根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的用于有源矩陣有機發(fā)光二 極管(AM0LED)的供電設(shè)備和方法。圖1是示出了根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的用于AM0LED的供電設(shè)備的框圖。如圖1中所述的供電設(shè)備用于為AM0LED供電，盡管根據(jù)時鐘信號CLK改變其開關(guān) 頻率。由于為根據(jù)本發(fā)明所示實施例的供電設(shè)備中的AM0LED供電的電路是廣為人知的，描 述將僅集中在供電設(shè)備的根據(jù)AM0LED的負(fù)載電流來改變時鐘信號的頻率的部分上。圖1所示的供電設(shè)備包括負(fù)載檢驗器10和頻率振蕩器20。負(fù)載檢驗器10將AM0LED的負(fù)載電流、與第一參考電壓VKEF相比較，并將比較結(jié)果 作為負(fù)載檢驗信號輸出至頻率振蕩器20。為了實現(xiàn)此功能，負(fù)載檢驗器10包括外部電 阻器R、二極管14和第一比較器12。在這種情況下，負(fù)載電流L可以是通常包括在AM0LED 供電設(shè)備中的功率晶體管的開關(guān)負(fù)載。
負(fù)載電阻器R具有連接至負(fù)載電流L的一端和連接至地面的另一端。二極管14 具有連接至外部電阻器R的陰極和連接至負(fù)載電壓Vott的陽極。在這種情況下，負(fù)載電壓 Vtm可以具有固定的值。第一比較器12包括連接至外部電阻器R的一端的負(fù)輸入端子(-) 和連接至第一參考電壓Vkef的正輸入端子(+)。在具有上述配置的負(fù)載檢驗器10中，當(dāng)負(fù)載電流L較小時，低電壓施加于第一比 較器12的負(fù)輸入端子(_)。因此，在這種情況下，具有“高”邏輯電平的負(fù)載檢驗信號Vuj輸 出至頻率振蕩器20。另一方面，當(dāng)負(fù)載電流l·較大時，具有“低”邏輯電平的負(fù)載檢驗信號 Vuj輸出至頻率振蕩器20，因為高電壓施加于第一比較器12的負(fù)輸入端子(_)。 參考以上根據(jù)本發(fā)明所述實施例的供電設(shè)備，可以看出，負(fù)載檢驗器10執(zhí)行感測 負(fù)載情況的功能。因此，外部電阻器R的電阻和第一參考電壓Vkef的電平能夠根據(jù)負(fù)載電 流込的情況確定。同時，頻率振蕩器20響應(yīng)于負(fù)載檢驗器10提供的負(fù)載檢驗信號Vm而產(chǎn)生時鐘信 號CLK，該時鐘信號具有可變頻率。為了實現(xiàn)此功能，頻率振蕩器20包括電流源Ic ；多個電 容器，例如，電容器Cl和C2 ；第一開關(guān)30和第二開關(guān)32 ；以及開關(guān)單元22。電流源IC用于提供恒定電流。電容器Cl和C2并聯(lián)在電流源IC提供的恒定電流 與地面之間。第一開關(guān)30連接在電容器Cl和C2的一部分(例如電容器C2)與地面之間。第 一開關(guān)30響應(yīng)于負(fù)載檢驗器10提供的負(fù)載檢驗信號Vui進(jìn)行開關(guān)。雖然在圖1的情況下 只有兩個電容器Cl和C2，但是可以有3個或者更多的電容器。在這種情況下，兩個電容器 之外的多余電容器并聯(lián)在第一開關(guān)30與節(jié)點m之間。為便于描述，下面的描述將結(jié)合僅 有兩個電容器Cl和C2給出。然而，本發(fā)明的原理可等效地應(yīng)用于使用3個或者更多電容 器的情況。第一開關(guān)30可以包括第一 NMOS晶體管麗1。第一 NMOS晶體管麗1具有連接在電 容器Cl和C2中的一個(例如電容器C2)與地面之間的漏極和源極；以及連接至負(fù)載檢驗 信號Vui的柵極。第二開關(guān)32并聯(lián)至電容器Cl和C2的中剩下的一個，即，電容器Cl。第二開關(guān)32 響應(yīng)于時鐘信號CLK進(jìn)行開關(guān)。為了實現(xiàn)此功能，第二開關(guān)32包括第二 NMOS晶體管MN2。 第二 NMOS晶體管MN2具有分別連接至電流源Ic和地面的漏極和源極；以及連接至?xí)r鐘信 號CLK的柵極。開關(guān)單元22根據(jù)電容器Cl和C2中充入的電壓與第二參考電壓\和Vh中的每個 之間的比較結(jié)果而輸出時鐘信號CLK。下面將詳細(xì)描述具有上述結(jié)構(gòu)的頻率振蕩器20的操作。當(dāng)負(fù)載電流込較小時，由于產(chǎn)生了具有“高”邏輯電平的負(fù)載檢驗信號Vui，第一開 關(guān)30開啟。S卩，第一 NMOS晶體管麗1接通，從而建立了用于將電流源Ic提供的電流充入 電容器C2中的路徑。在這種情況下，電流源Ic提供的電流充入電容器Cl和C2中。因為 此情況下的等效電容器是“C1+C2”，充入的電壓增加。因此，節(jié)點m處的電壓增加。當(dāng)節(jié)點 Nl處的電壓增加時，開關(guān)單元22在時鐘信號CLK的頻率降低的情況下輸出時鐘信號CLK。 艮口，時鐘信號CLK的頻率降低了電容(即，電容器C2的電容)的增加部分。為了上述供電 設(shè)備的穩(wěn)定工作，連接至第一開關(guān)30的電容器C2的電容可以是電容器Cl的一半(1/2)。這里，負(fù)載電流L在這種情況下是較小的，時鐘信號CLK的頻率可以減小至約2/3。另一方面，這里，負(fù)載電流L不低，第一開關(guān)30關(guān)閉，由于產(chǎn)生了具有“低”邏輯電 平的負(fù)載電流信號VM。S卩，第一 NM0S晶體管麗1關(guān)閉，從而切斷了用于將電流源Ic提供 的電流充入電容器C2中的路徑。因此，在這種情況下，電流源Ic提供的電流僅充入電容器 C1中。結(jié)果，節(jié)點m處沒有電壓增加。在這種情況下，當(dāng)節(jié)點m處沒有出現(xiàn)電壓增加時， 開關(guān)單元22沒有降低時鐘信號CLK的頻率。即，等效電容對應(yīng)于電容器C1的電容，而沒有 增加了電容器C2的電容，因此時鐘信號CLK的頻率沒有降低。因此，可以看出，頻率振蕩器20根據(jù)負(fù)載電流L的變化來調(diào)制時鐘信號CLK的頻率。在這種情況下，第二開關(guān)32響應(yīng)于時鐘信號CLK而開啟或關(guān)閉。當(dāng)具有“高”邏 輯電平的時鐘信號CLK提供給第二 NM0S晶體管麗2的柵極時，第二 NM0S晶體管麗2開啟。 在另一方面，當(dāng)具有“低”邏輯電平的時鐘信號CLK提供給第二 NM0S晶體管麗2的柵極時， 第二 NM0S晶體管麗2關(guān)閉。因此，由于第二 NM0S晶體管麗2的開關(guān)操作，時鐘信號可以交 替的方式在“高”邏輯電平和“低”邏輯電平處輸出。開關(guān)單元22執(zhí)行關(guān)鍵的功能，即，當(dāng)節(jié)點m處的電壓增加時降低時鐘信號CLK的 頻率，而當(dāng)節(jié)點m處的電壓降低時增加時鐘信號CLK的頻率，該開關(guān)單元包括第二和第三 比較器24和26以及SR觸發(fā)器28。 第二比較器24具有連接至充入電容器C1和C2的至少一個中的電壓(即節(jié)點N1) 的負(fù)輸入端子(_)，以及連接至第二參考電壓中較低的一個(即第二參考電壓的正輸入 端子(+)。第三比較器26具有連接至充入電容器C1和C2的至少一個中的電壓(即節(jié)點 N1)的正輸入端子(+)，以及連接至第二參考電壓中較高的一個(即第二參考電壓VH)的負(fù) 輸入端子(_)。SR觸發(fā)器28具有連接至第三比較器26的輸出的S輸入端子、連接至第二 比較器24的輸出的R輸入端子以及輸出時鐘信號CLK的輸出端子。盡管在所示情況中，時 鐘信號CLK從正輸出端子Q輸出，但其也可以從負(fù)輸出端子(未示出)輸出。如從上述描述中顯而易見的，根據(jù)本發(fā)明所述實施例的用于AM0LED的供電設(shè)備， 可以減少由快速開關(guān)操作期間產(chǎn)生的不必要的功率消耗而引起的功率損耗。因此，當(dāng)產(chǎn)生 較小負(fù)載電流時，可以實現(xiàn)功率效率的提升。在下文中，將參考附圖來描述根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的用于AM0LED的供電方法。圖2是解釋了根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的用于AM0LED的供電方法的流程圖。如圖2所示的供電方法可以由圖1所示的供電設(shè)備執(zhí)行。按照本供電方法，首先確定AM0LED的負(fù)載電流込是否小于臨界值(40)。在圖1 所示的電路中，臨界值為Vkef/R。確定步驟40可以通過第一比較器12的比較操作執(zhí)行。當(dāng)確定負(fù)載電流込小于臨界值時，因為確定負(fù)載電流込較低，降低時鐘信號CLK 的頻率(42)。另一方面，當(dāng)確定負(fù)載電流L不小于臨界值時，不降低時鐘信號CLK的頻率。如從上面的描述顯而易見的，根據(jù)本發(fā)明的用于AM0LED的供電設(shè)備不同于一般 的供電設(shè)備，本供電設(shè)備根據(jù)具有基于AM0LED的負(fù)載情況(例如負(fù)載電流)而調(diào)制的頻率 的時鐘信號進(jìn)行開關(guān)，而一般的設(shè)備根據(jù)具有固定頻率的時鐘信號進(jìn)行開關(guān)，從而其不必 要以高速進(jìn)行開關(guān)，因此產(chǎn)生功率損耗。因此，根據(jù)本發(fā)明的供電設(shè)備和方法減少了在產(chǎn)生小負(fù)載電流的情況下由不必要的功率消耗引起的開關(guān)功率損耗，從而實現(xiàn)了效率的提升。 即，由于小負(fù)載電流條件的影響大大減小，可使效率提升最大化。 對本領(lǐng)域技術(shù)人員而言將顯而易見的是，在不背離本發(fā)明的精神或范圍的前提 下，可對本發(fā)明做出各種修改及改變。因此，旨在使本發(fā)明涵蓋該發(fā)明的修改及改變，只要 它們落在所附權(quán)利要求及其等同物的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
一種用于有源矩陣有機發(fā)光二極管(AMOLED)的供電設(shè)備，以便在使用根據(jù)時鐘信號變化的開關(guān)頻率的同時為所述AMOLED供電，所述供電設(shè)備包括負(fù)載檢驗器，用于將所述AMOLED的負(fù)載電流與第一參考電壓相比較，并且將比較結(jié)果作為負(fù)載檢驗信號輸出；以及頻率振蕩器，用于響應(yīng)于所述負(fù)載檢驗信號而產(chǎn)生所述時鐘信號，所述時鐘信號具有可變頻率。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的供電設(shè)備，其中，所述負(fù)載檢驗器包括外部電阻器，具有連接至所述負(fù)載電流的一端以及連接至地面的另一端；以及第一比較器，具有連接至所述外部電阻器的一端的負(fù)輸入端子以及連接至所述第一參 考電壓的正輸入端子。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的供電設(shè)備，其中，所述頻率振蕩器包括電源，用于提供恒定電流；多個電容器，并聯(lián)在所述恒定電流與所述地面之間；第一開關(guān)，連接在所述電容器的一部分與地面之間，所述第一開關(guān)響應(yīng)于所述負(fù)載檢 驗信號進(jìn)行開關(guān)；第二開關(guān)，并聯(lián)至所述電容器的其余部分，所述第二開關(guān)響應(yīng)于所述時鐘信號進(jìn)行開 關(guān)；以及開關(guān)單元，用于根據(jù)分別充入所述電容器中的電壓與第二參考電壓的比較結(jié)果而輸出 所述時鐘信號。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的供電設(shè)備，其中，所述開關(guān)單元包括第二比較器，具有連接至充入至少一個所述電容器中的電壓的負(fù)輸入端子以及連接至 所述第二參考電壓中較低電平的一個的正輸入端子；第三比較器，具有連接至充入至少一個所述電容器中的電壓的正輸入端子以及連接至 所述第二參考電壓中較高電平的一個的負(fù)輸入端子；SR觸發(fā)器，具有連接至來自所述第三比較器的輸出的S輸入端子、連接至來自所述第 二比較器的輸出的R輸入端子以及輸出所述時鐘信號的輸出端子。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的供電設(shè)備，其中，所述第一開關(guān)包括NM0S晶體管，所述NM0S 晶體管具有連接在至少一個所述電容器與所述地面之間的漏極和源極、以及連接至所述負(fù) 載檢驗信號的柵極。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的供電設(shè)備，其中，所述第二開關(guān)包括NM0S晶體管，所述NM0S 晶體管具有分別連接至所述電流源和所述地面的漏極和源極、以及連接至所述時鐘信號的 柵極。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的供電設(shè)備，其中，連接至所述第一開關(guān)的電容器部分具有的 電容對應(yīng)于連接至所述第二開關(guān)的電容器部分的電容的一半。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的供電設(shè)備，其中，所述外部電阻器具有根據(jù)所述負(fù)載電流的 情況而確定的電阻。
9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的供電設(shè)備，其中，所述第一參考電壓具有根據(jù)所述負(fù)載電流 的情況而確定的電平。
10.一種用于供電設(shè)備中的有源矩陣有機發(fā)光二極管(AM0LED)的供電方法，以便在使用根據(jù)時鐘信號變化的開關(guān)頻率的同時為所述AMOLED供電，所述供電方法包括 確定所述AM0LED的負(fù)載電流是否小于臨界值；以及 當(dāng)確定所述負(fù)載電流小于所述臨界值時，降低所述時鐘信號的頻率。
全文摘要
公開了一種用于有源矩陣有機發(fā)光二極管(AMOLED)的供電設(shè)備和方法。供電設(shè)備在使用根據(jù)時鐘信號變化的開關(guān)頻率的同時為AMOLED供電，并且包括負(fù)載檢驗器，用于將AMOLED的負(fù)載電流與第一參考電壓相比較，并且將比較結(jié)果作為負(fù)載檢驗信號輸出；以及頻率振蕩器，用于響應(yīng)于負(fù)載檢驗信號而產(chǎn)生時鐘信號，所述時鐘信號具有可變頻率。供電設(shè)備根據(jù)具有基于AMOLED的負(fù)載情況(例如負(fù)載電流)而調(diào)制的頻率的時鐘信號進(jìn)行開關(guān)。因此，在產(chǎn)生小負(fù)載電流的情況下，可以減少由不必要的功率消耗引起的開關(guān)功率損耗，從而實現(xiàn)效率的提升。
文檔編號G09G3/32GK101877206SQ200910215539
公開日2010年11月3日 申請日期2009年12月28日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月29日
發(fā)明者曹歡, 裴成勛 申請人:東部高科股份有限公司