表示装置用電源回路、表示装置、及び表示装置用電源電圧の昇圧倍率変更方法
【課題】電源電圧の昇圧倍率を変更する際、表示に異常が生じる恐れがある。
【解決手段】本発明による表示装置用電源回路１０１は、入力電源電圧ＶＩＮを昇圧して昇圧電圧ＶＯＵＴを出力する昇圧回路１０２と、入力電源電圧ＶＩＮの電圧レベルを検出する入力電圧検出回路１０５と、検出された入力電源電圧レベルに応じて昇圧回路１０２の昇圧倍率を変更する昇圧制御回路１０７とを具備する。昇圧制御回路１０７は、表示パネル１２０における帰線期間に昇圧倍率を変更する。
【解決手段】本発明による表示装置用電源回路１０１は、入力電源電圧ＶＩＮを昇圧して昇圧電圧ＶＯＵＴを出力する昇圧回路１０２と、入力電源電圧ＶＩＮの電圧レベルを検出する入力電圧検出回路１０５と、検出された入力電源電圧レベルに応じて昇圧回路１０２の昇圧倍率を変更する昇圧制御回路１０７とを具備する。昇圧制御回路１０７は、表示パネル１２０における帰線期間に昇圧倍率を変更する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表示装置用電源回路、それを用いた表示装置、及び表示装置用電源電圧の昇圧倍率変更方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯電話や携帯コンピュータに例示される携帯端末では、電池を電源として利用することが一般的である。このため、携帯端末の省電力化が求められている。特に、携帯端末に搭載される表示装置の消費電力は、端末全体において多くの割合を占めるため、これを削減することは、携帯端末の省電力化に対して有効である。表示装置の消費電力を削減するため、電源回路は消費電流を最小にするように、電池電圧に応じて、表示装置に供給する電源電圧を変更（選択）する必要がある。
【０００３】
例えば、特開２００５−０８０３９５には、電池電圧に応じて昇圧率が変更されるチャージポンプ回路を備えた電源装置が記載されている。
【０００４】
図１及び図２を参照して、従来技術による表示装置用電源回路について説明する。図１は、従来技術による表示装置用電源回路２０１（以下、電源回路２０１と称す）の構成を示す図である。図１を参照して、従来技術による電源回路２０１は、チャージポンプ回路２０２、表示パネル駆動電圧生成レギュレータ２０３（以下、レギュレータ２０３と称す）、電圧検出回路２０４、入力電圧生成レギュレータ２０５（以下、レギュレータ２０５と称す）、比較回路２０６を具備する。
【０００５】
表示装置用電源回路２０１は、電池から供給される電圧（以下、電池電圧ＶＢＡＴと称す）をチャージポンプ回路２０２により昇圧して出力電圧ＶＯＵＴ（昇圧電圧）として出力する。レギュレータ２０３は、昇圧電圧ＶＯＵＴを電源電圧として表示パネル駆動電圧ＶＰＮＬを生成する。電圧検出回路２０４は、出力電圧ＶＯＵＴ及び表示パネル駆動電圧ＶＰＮＬに基づき、出力電圧ＶＯＵＴを一定にするための制御信号ＤＥＴを生成する。レギュレータ２０５は、電池電圧ＶＢＡＴを電源電圧としてチャージポンプ回路２０２への入力電圧ＶＩＮを生成する。この際、レギュレータ２０５は、制御信号ＤＥＴに応じて変更された電圧に基づいて入力電圧ＶＩＮの電圧を決定する。比較回路２０６は、電池電圧ＶＢＡＴと参照電圧ＶＲＥＦとの比較結果を昇圧倍率設定信号ＢＴとしてチャージポンプ回路２０２に出力する。チャージポンプ回路２０２は昇圧倍率設定信号ＢＴに応じて昇圧倍率を切り替える。
【０００６】
以上のような構成により、従来技術による表示装置用電源回路では、電池電圧ＶＢＡＴと参照電圧ＶＲＥＦとの比較結果（昇圧倍率設定信号ＢＴ）に応じて、出力電圧ＶＯＵＴの昇圧率を変更している。
【０００７】
先ず、図２を参照してチャージポンプ回路２０２の動作を説明する。図２は、従来技術によるチャージポンプ回路２０２の構成を示す図である。チャージポンプ回路２０２は、昇圧倍率設定信号ＢＴに応じてオン／オフが制御されるスイッチＳＷ１〜ＳＷ９を備える。スイッチＳＷ１〜ＳＷ４は、入力電圧ＶＩＮが供給される端子（以下、ＶＩＮ端子と称す）と、ポンピング容量との電気的接続を制御する。スイッチＳＷ５、ＳＷ６は、出力電圧ＶＯＵＴが出力される端子（以下、ＶＯＵＴ端子と称す）と、ポンピング容量との電気的接続を制御する。スイッチＳＷ７は、ポンピング容量Ｃ１、Ｃ２間の電気的接続を制御する。スイッチＳＷ８、ＳＷ９は、接地されたＧＮＤ端子と、ポンピング容量との電気的接続を制御する。
【０００８】
詳細には、チャージポンプ回路２０２は、ポンピング容量Ｃ１に接続される端子Ｃ１＋、Ｃ１−、ポンピング容量Ｃ２に接続される端子Ｃ２＋、Ｃ２−を有する。スイッチＳＷ１は、ＶＩＮ端子と端子Ｃ２−との間に接続される。スイッチＳＷ２は、ＶＩＮ端子と端子Ｃ２＋との間に接続される。スイッチＳＷ３は、ＶＩＮ端子と端子Ｃ１−との間に接続される。スイッチＳＷ４は、ＶＩＮ端子と端子Ｃ１＋との間に接続される。スイッチＳＷ５は、ＶＯＵＴ端子と端子Ｃ２＋との間に接続される。スイッチＳＷ６は、ＶＯＵＴ端子と端子Ｃ１＋との間に接続される。スイッチＳＷ７は、端子Ｃ１−と端子Ｃ２＋との間に接続される。スイッチＳＷ８は、端子Ｃ２−とＧＮＤ端子との間に接続される。スイッチＳＷ９は、端子Ｃ１−とＧＮＤ端子との間に接続される。
【０００９】
以上のような構成により、チャージポンプ回路２０２は、昇圧倍率設定信号ＢＴに応じてスイッチＳＷ１〜ＳＷ９を制御し、放電するポンピング容量の接続状態を変更することで、出力電圧ＶＯＵＴの昇圧率を変更する。
【００１０】
例えば、昇圧倍率を２倍として入力電圧ＶＩＮを昇圧する場合、昇圧倍率設定信号ＢＴに応じてスイッチＳＷ１〜ＳＷ９のオン／オフが制御されることで、ポンピング容量Ｃ１、Ｃ２を充電する第１充電状態と、ポンピング容量Ｃ１、Ｃ２を放電する第１放電状態とが繰り返される。これにより、チャージポンプ回路２０２は、入力電圧ＶＩＮを２倍した出力電圧ＶＯＵＴを出力する。
【００１１】
詳細には、第１タイミングにおいて、スイッチＳＷ２、ＳＷ４、ＳＷ８、ＳＷ９がオン、他のスイッチＳＷ１、ＳＷ３、ＳＷ５、ＳＷ６、ＳＷ７がオフとなる（第１充電状態）。これにより、２つのポンピング容量Ｃ１、Ｃ２はＶＩＮ端子とＧＮＤ端子との間において並列接続され、入力電圧ＶＩＮが２つのポンピング容量Ｃ１、Ｃ２に充電される。この結果、２つのポンピング容量Ｃ１、Ｃ２の両端（端子Ｃ１＋〜端子Ｃ１−間、及び端子Ｃ２＋〜端子Ｃ２−間）のそれぞれに、入力電圧ＶＩＮの電位が生じることとなる。
【００１２】
第１充電状態となってから所定の期間が経過した第２タイミングにおいて、スイッチＳＷ１、ＳＷ３、ＳＷ５、ＳＷ６がオン、他のスイッチＳＷ２、ＳＷ４、ＳＷ７、ＳＷ８、ＳＷ９がオフとなる（第１放電状態）。これにより、２つのポンピング容量Ｃ１、Ｃ２はＶＩＮ端子とＶＯＵＴ端子との間において並列接続された状態で放電する。この結果、チャージポンプ回路２０２は、入力電圧ＶＩＮを２倍に昇圧した出力電圧ＶＯＵＴを出力する。
【００１３】
又、昇圧倍率を３倍として入力電圧ＶＩＮを昇圧する場合、昇圧倍率設定信号ＢＴに応じてスイッチＳＷ１〜ＳＷ９のオン／オフが制御されることで、ポンピング容量Ｃ１、Ｃ２を充電する第２充電状態と、ポンピング容量Ｃ１、Ｃ２を放電する第２放電状態とが繰り返される。これにより、チャージポンプ回路２０２は、入力電圧ＶＩＮを３倍した出力電圧ＶＯＵＴを出力する。
【００１４】
詳細には、第３タイミングにおいて、スイッチＳＷ２、ＳＷ４、ＳＷ８、ＳＷ９がオン、他のスイッチＳＷ１、ＳＷ３、ＳＷ５、ＳＷ６、ＳＷ７がオフとなる（第２充電状態）。これにより、２つのポンピング容量Ｃ１、Ｃ２はＶＩＮ端子とＧＮＤ端子との間において並列接続され、入力電圧ＶＩＮが２つのポンピング容量Ｃ１、Ｃ２に充電される。この結果、２つのポンピング容量Ｃ１、Ｃ２の両端（端子Ｃ１＋〜端子Ｃ１−間、及び端子Ｃ２＋〜端子Ｃ２−間）のそれぞれに、入力電圧ＶＩＮの電位が生じることとなる。
【００１５】
第１充電状態となってから所定の期間が経過した第４タイミングにおいて、スイッチＳＷ１、ＳＷ６、ＳＷ７がオン、他のスイッチＳＷ２、ＳＷ３、ＳＷ４、ＳＷ５、ＳＷ８、ＳＷ９がオフとなる（第２放電状態）。これにより、２つのポンピング容量Ｃ１、Ｃ２はＶＩＮ端子とＶＯＵＴ端子との間において直列接続された状態で放電する。この結果、チャージポンプ回路２０２は、入力電圧ＶＩＮを３倍に昇圧した出力電圧ＶＯＵＴを出力する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１６】
【特許文献１】特開２００５−０８０３９５
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
ここで、検出回路２０４はチャージポンプ回路２０２の出力電圧ＶＯＵＴを一定にするようにレギュレータ２０５を制御している。つまり、２倍昇圧時において２つのポンピング容量Ｃ１、Ｃ２のそれぞれにはＶＩＮ＝ＶＯＵＴ／２が充電される（ただし、入力電圧ＶＩＮの大きさをＶＩＮ、出力電圧ＶＯＵＴの大きさをＶＯＵＴとする）。一方、３倍昇圧時において２つのポンピング容量Ｃ１、Ｃ２にはＶＩＮ＝ＶＯＵＴ／３が充電される。すなわち、昇圧倍率が変更される前後で、ポンピング容量Ｃ１、Ｃ２に充電される電圧に差が発生することがわかる。この電圧の差により表示に異常が生じたり、電池に向けて逆流電流が生じ電池を破壊したりする問題が生じる。
【００１８】
例えば、２倍昇圧動作を行っている状態において、電池電圧ＶＢＡＴが低下した場合、比較回路２０６は３倍昇圧動作状態に変更するための昇圧倍率設定信号ＢＴをチャージポンプ回路２０２に出力する。この場合、ＶＯＵＴ／２−ＶＯＵＴ／３に相当する電荷がレギュレータ２０５を介して電池へと逆流する。電池に保護回路を設けていない場合、この逆流電流により電池は破壊されてしまう。
【００１９】
又、昇圧動作を行いながら昇圧倍率を変更すると、チャージポンプ回路２０２の出力電圧ＶＯＵＴは、最大で３／２ＶＯＵＴにまで昇圧されてしまう。この場合、出力電圧ＶＯＵＴを電源とするレギュレータ２０３を破壊してしまう可能性がある。
【００２０】
更に、３倍昇圧動作を行っている状態において、電池電圧ＶＢＡＴが上昇した場合、比較回路２０６は２倍昇圧動作状態を示す昇圧倍率設定信号ＢＴをチャージポンプ回路２０２に出力する。この場合、２つのポンピング容量Ｃ１、Ｃ２にはＶＩＮ＝ＶＯＵＴ／３が充電されている状態のまま、２倍昇圧を開始してしまう。つまり、レギュレータ２０５がポンピング容量Ｃ１、Ｃ２にＶＩＮ＝ＶＯＵＴ／２の電圧を充電するまでの間、出力電圧ＶＯＵＴは最低２／３ＶＯＵＴまで低下してしまう。図３を参照して、この昇圧状態の切り替え（昇圧倍率の変更）を、表示パネルの表示期間中（例えば時刻Ｔ１）に行うと、低下したチャージポンプ回路２０２の出力電圧ＶＯＵＴに応じて、レギュレータ２０３からの表示パネル駆動電圧ＶＰＮＬも低下してしまう。表示パネル駆動電圧ＶＰＮＬは、表示パネルを駆動するための電圧であるので、表示パネル駆動電圧ＶＰＮＬが低下している間、表示異常が発生する。
【００２１】
以上のように、従来技術では、昇圧倍率を変更する際、表示に異常が生じたり、電池に対して逆流電流が生じて電池が破壊されるといった問題が発生する恐れがある。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
上記の課題を解決するために、本発明は、以下に述べられる手段を採用する。その手段を構成する技術的事項の記述には、［特許請求の範囲］の記載と［発明を実施するための形態］の記載との対応関係を明らかにするために、［発明を実施するための形態］で使用される番号・符号が付加されている。但し、付加された番号・符号は、［特許請求の範囲］に記載されている発明の技術的範囲を限定的に解釈するために用いてはならない。
【００２３】
本発明による表示装置用電源回路（１０１）は、入力電源電圧（ＶＩＮ）を昇圧して昇圧電圧（ＶＯＵＴ）を出力する昇圧回路（１０２）と、入力電源電圧（ＶＩＮ）の電圧レベルを検出する入力電圧検出回路（１０５）と、検出された入力電源電圧レベルに応じて昇圧回路（１０２）の昇圧倍率を変更する昇圧制御回路（１０７）とを具備する。昇圧制御回路（１０７）は、表示パネル（１２０）における帰線期間に昇圧倍率を変更する。
【００２４】
本発明による表示装置用電源電圧の昇圧倍率変更方法は、入力電源電圧（ＶＩＮ）を昇圧して昇圧電圧（ＶＯＵＴ）を出力するステップと、入力電源電圧（ＶＩＮ）の電圧レベルを検出するステップと、検出された入力電源電圧レベルに応じて昇圧電圧（ＶＯＵＴ）の昇圧倍率を変更するステップとを具備する。昇圧倍率を変更するステップは、表示パネル（１２０）における帰線期間に行なわれる。
【００２５】
以上のように、本発明では、昇圧回路（チャージポンプ回路）の昇圧倍率の切り替えを、表示動作していない“帰線期間（非表示期間）”に行う。このため、表示動作に影響を与えることなく、消費電流を最小にするために電源回路の状態を変更することができる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、表示装置に対する電源電圧の昇圧倍率を変更する際の表示異常の発生を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】図１は、従来技術による電源回路の構成を示す図である。
【図２】図２は、従来技術によるチャージポンプ回路の構成を示す図である。
【図３】図３は、従来技術による電源回路の昇圧倍率の切り替え動作の一例を示すタイミングチャートである。
【図４】図４は、本発明による表示装置の構成を示す図である。
【図５】図５は、本発明による電源回路の構成を示す図である。
【図６】図６は、本発明によるチャージポンプ回路の構成を示す図である。
【図７】図７は、本発明による電源回路の第１充電状態を示す図である。
【図８】図８は、本発明による電源回路の第１放電状態を示す図である。
【図９】図９は、本発明による電源回路の第２充電状態を示す図である。
【図１０】図１０は、本発明による電源回路の第２放電状態を示す図である。
【図１１】図１１は、本発明による電源回路の高圧側への昇圧倍率切り替え動作の一例を示すタイミングチャートである。
【図１２】図１２は、本発明による電源回路の第３放電状態を示す図である。
【図１３】図１３は、本発明による電源回路の低圧側への昇圧倍率切り替え動作の一例を示すタイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、添付図面を参照しながら本発明の実施の形態を説明する。図４は、本発明による表示装置２００の実施の形態における構成を示す図である。本発明による表示装置２００は、消費電流を最小にするために電源電圧等に応じて昇圧倍率を変化させる表示装置用電源回路１０１を搭載している。本実施の形態では、電池から直接供給される電源電圧を２倍又は３倍に昇圧する表示装置用電源回路１０１を備えた表示装置２００を一例に説明する。
【００２９】
（構成）
本発明による表示装置２００は、表示装置用電源回路１０１（以下、電源回路１０１と称す）、ドライバ１１０、表示パネル１２０、タイミングコントローラ１３０を具備する。電源回路１０１は、図示しない電池から供給される電源電圧ＶＢＡＴ（以下、電池電圧ＶＢＡＴと称す）に応じた出力電圧ＶＯＵＴ及び表示パネル駆動電圧ＶＰＮＬを、表示ドライバ１１０に出力する。ドライバ１１０は、出力電圧ＶＯＵＴを電源電圧として動作し、表示パネル駆動電圧ＶＰＮＬに応じた階調電圧を生成し、表示パネル１２０を駆動する。表示パネル１２０は、例えば液晶パネルに例示され、ドライバ１１０から供給される階調電圧によって駆動される複数の画素（図示なし）を有する。タイミングコントローラ１３０は、表示パネル１２０が表示駆動するために必要なタイミングパルスを出力する。タイミングパルスは、垂直同期信号、水平同期信号、水平同期期間又は垂直同期期間における帰線期間を決定するフレーム信号ＦＲＭ等を含む。ドライバ１１０は、タイミングパルスに応じたタイミングで表示パネルを駆動する。又、本発明による電源回路１０１は、フレーム信号ＦＲＭに応じて帰線期間中に昇圧動作を行なう。
【００３０】
図５は、本発明による電源回路１０１の構成を示す図である。図５を参照して、本発明による電源回路１０１は、チャージポンプ回路（昇圧回路）１０２、表示パネル駆動電圧生成レギュレータ１０３（以下、レギュレータ１０３と称す）、電圧検出回路１０４、比較回路（入力電圧検出回路）１０５、入力電圧生成レギュレータ１０６（以下、レギュレータ１０６と称す）、コントロール回路（昇圧制御回路）１０７を具備する。
【００３１】
電源回路１０１は、電池電圧ＶＢＡＴをチャージポンプ回路１０２により昇圧して出力電圧（昇圧電圧）ＶＯＵＴとして出力する。レギュレータ１０３は、出力電圧ＶＯＵＴを電源電圧として表示パネル駆動電圧ＶＰＮＬを生成する。詳細には、レギュレータ１０３は、表示パネル駆動電圧ＶＰＮＬを分圧した結果と参照電圧ＶＲＥＦ１との比較結果を表示パネル駆動電圧ＶＰＮＬとして出力する。尚、出力電圧ＶＯＵＴが出力される端子や、表示パネル駆動電圧ＶＰＮＬが出力される端子のそれぞれには、安定化コンデンサが接続される。
【００３２】
電圧検出回路１０４は、出力電圧ＶＯＵＴ及び表示パネル駆動電圧ＶＰＮＬに基づき、出力電圧ＶＯＵＴを一定にするための制御信号（検出信号ＤＥＴ）を生成する。詳細には、電圧検出回路１０４は、出力電圧ＶＯＵＴと、参照電圧ＶＲＥＦ２又は表示パネル駆動電圧ＶＰＮＬとを比較することで、出力電圧ＶＯＵＴ及び表示パネル駆動電圧ＶＰＮＬの変動を検出し、検出結果に基づいた値の信号を検出信号ＤＥＴとしてコントロール回路１０７に出力する。この際、電圧検出回路１０４は、昇圧倍率に応じて出力電圧ＶＯＵＴとの比較対象を決定する。例えば、２倍昇圧のとき、電圧検出回路１０４は、出力信号ＶＯＵＴと表示パネル駆動電圧ＶＰＮＬとを比較し、ＶＯＵＴ＞ＶＰＮＬであればハイレベルの検出信号ＤＥＴを出力し、ＶＯＵＴ＜ＶＰＮＬであればローレベルの検出信号ＤＥＴを出力する。ただし、出力電圧ＶＯＵＴの大きさをＶＯＵＴ、表示パネル駆動電圧ＶＰＮＬの大きさをＶＰＮＬとする。あるいは、３倍昇圧のとき、電圧検出回路１０４は、出力信号ＶＯＵＴと参照電圧ＶＲＥＦ２とを比較し、ＶＯＵＴ＞ＶＲＥＦ２であればハイレベルの検出信号ＤＥＴを出力し、ＶＯＵＴ＜ＶＲＥＦ２であればローレベルの検出信号ＤＥＴを出力する。ただし、参照電圧ＶＲＥＦ２の大きさをＶＲＥＦ２とする。検出信号ＤＥＴは、出力電圧ＶＯＵＴの変動に応じて決定される最適な昇圧倍率を示すデータとしてコントロール回路１０７に入力される。
【００３３】
比較回路１０５は電池電圧ＶＢＡＴと参照電圧ＶＲＥＦとの比較結果を比較結果信号ＣＭＰとしてコントロール回路１０７に出力する。例えば、比較回路１０５は、電池電圧ＶＢＡＴと参照電圧ＶＲＥＦ３の電圧を比較し、ＶＢＡＴ＞ＶＲＥＦ３であればハイレベルの比較結果信号ＣＭＰを出力し、ＶＢＡＴ＜ＶＲＥＦ３であれば、ローレベルの比較結果信号ＣＭＰを出力する。ただし、参照電圧ＶＲＥＦ３の大きさをＶＲＥＦ３とする。比較結果信号ＣＭＰは、電池電圧ＶＢＡＴの変動に応じて決定される最適な昇圧倍率を示すデータとしてコントロール回路１０７に入力される。
【００３４】
コントロール回路１０７は、フレーム信号ＦＲＭに同期して、検出信号ＤＥＴ及び比較結果信号ＣＭＰに応じた昇圧倍率設定信号ＢＴを出力する。詳細には、コントロール回路１０７は、検出信号ＤＥＴによって出力電圧ＶＯＵＴ及び表示パネル駆動電圧ＶＰＮＬの変動を検出する。例えば、コントロール回路１０７は、ハイレベルの検出信号ＤＥＴに応じて昇圧倍率を上げるための昇圧倍率設定信号ＢＴ（ハイレベル）を出力し、ローレベルの検出信号ＤＥＴに応じて昇圧倍率を下げるための昇圧倍率設定信号ＢＴ（ローレベル）を出力する。又、コントロール回路１０７は、比較結果信号ＣＭＰによって電池電圧ＶＢＡＴの変動を検出する。コントロール回路１０７は、電池電圧ＶＢＡＴが基準（参照電圧ＶＲＥＦ３）より低下した場合、昇圧倍率を上げるための昇圧倍率設定信号ＢＴ（ハイレベル）を出力し、逆に電池電圧ＶＢＡＴが基準（参照電圧ＶＲＥＦ３）より増大した場合、昇圧倍率を下げるための昇圧倍率設定信号ＢＴ（ローレベル）を出力する。ここで、昇圧倍率切替準備信号ＢＴの信号レベルの変動はフレーム信号ＦＲＭに同期して行なわれることが好ましい。
【００３５】
更に、コントロール回路１０７は、フレーム信号ＦＲＭに同期して、検出信号ＤＥＴ及び比較結果信号ＣＭＰに応じた昇圧倍率切替準備信号ＳＥＴ０、ＳＥＴ１（以下、準備信号ＳＥＴ０、ＳＥＴ１と称す）をチャージポンプ回路１０２に出力する。準備信号ＳＥＴ０は、昇圧倍率の切替時に出力され、昇圧に利用されるポンピング容量の放電を制御する。準備信号ＳＥＴ１は、準備信号ＳＥＴ０に応じた放電動作後、又は昇圧倍率の切替時に出力され、ポンピング容量の充電を制御する。
【００３６】
レギュレータ１０６は、電池電圧ＶＢＡＴを電源電圧としてチャージポンプ回路１０２への入力電圧ＶＩＮを生成する。この際、レギュレータ１０６は、検出信号ＤＥＴに応じて変更された電圧と参照電圧ＲＥＦ４との比較結果に基づいて入力電圧ＶＩＮの電圧値を決定する。
【００３７】
例えば、コントロール回路１０７は、ハイレベルの検出信号ＤＥＴ及び比較結果信号ＣＭＰに応じて、ハイレベルの昇圧倍率設定信号ＢＴを出力する。これにより、入力電圧ＶＩＮはＶＩＮ＝ＶＯＵＴ／２に設定される（ただし入力電圧ＶＩＮの大きさをＶＩＮとする）。すなわち、２倍昇圧時において、ＶＯＵＴ＞ＶＰＮＬ、ＶＢＡＴ＞ＶＲＥＦ３である場合、あるいは、３倍昇圧時において、ＶＯＵＴ＞ＶＲＥＦ２、ＶＢＡＴ＞ＶＲＥＦ３である場合、入力電圧ＶＩＮはＶＩＮ＝ＶＯＵＴ／２に設定される。又、コントロール回路１０７は、ローレベルの検出信号ＤＥＴ及び比較結果信号ＣＭＰに応じて、ローレベルの昇圧倍率設定信号ＢＴを出力する。これにより、入力電圧ＶＩＮはＶＩＮ＝ＶＯＵＴ／３に設定される。すなわち、３倍昇圧時において、ＶＯＵＴ＜ＶＰＮＬ、ＶＢＡＴ＜ＶＲＥＦ３である場合、あるいは、３倍昇圧時において、ＶＯＵＴ＜ＶＲＥＦ２、ＶＢＡＴ＜ＶＲＥＦ３である場合、入力電圧ＶＩＮはＶＩＮ＝ＶＯＵＴ／３に設定される。尚、入力電圧ＶＩＮが入力される端子には、安定化コンデンサが接続される。
【００３８】
チャージポンプ回路１０２は、複数のポンピング容量（ここでは、２つのポンピング容量Ｃ１、Ｃ２）に接続され、ポンピング容量の充放電を利用して、入力電圧ＶＩＮを昇圧して出力電圧ＶＯＵＴとして出力する。この際、チャージポンプ回路１０２は、フレーム信号ＦＲＭに同期して出力される昇圧倍率設定信号ＢＴに応じて昇圧倍率を切り替える。詳細には、昇圧倍率設定信号ＢＴの信号レベルはフレーム信号ＦＲＭに同期して遷移する。ここで、チャージポンプ回路１０２の昇圧倍率は、ローレベルの昇圧倍率設定信号ＢＴが入力されている間、２倍に設定され、ハイレベルの昇圧倍率設定信号ＢＴが入力されている間、３倍に設定される。このため、昇圧倍率は、昇圧倍率設定信号ＢＴの立上りに応じて高圧側（３倍）に切り替えられ、昇圧倍率設定信号ＢＴの立下がりに応じて低圧側（２倍）に切り替えられる。又、本発明によるチャージポンプ回路１０２は、昇圧倍率の切り替え前に、準備信号ＳＥＴ０、ＳＥＴ１に応じて、ポンプ回路が充放電される。
【００３９】
次に、図６を参照してチャージポンプ回路１０２の構成の詳細を説明する。図６を参照して、チャージポンプ回路１０２は、昇圧倍率設定信号ＢＴ及び順部信号ＳＥＴ０、ＳＥＴ１に応じてオン／オフが制御されるスイッチＳＷ１〜ＳＷ１１を備える。スイッチＳＷ１〜ＳＷ４は、入力電圧ＶＩＮが供給される端子（以下、ＶＩＮ端子と称す）と、ポンピング容量との電気的接続を制御する。スイッチＳＷ５、ＳＷ６は、出力電圧ＶＯＵＴが出力される端子（以下、ＶＯＵＴ端子と称す）と、ポンピング容量との電気的接続を制御する。スイッチＳＷ７は、ポンピング容量Ｃ１、Ｃ２間の電気的接続を制御する。スイッチＳＷ８〜ＳＷ１１は、接地されたＧＮＤ端子と、ポンピング容量との電気的接続を制御する。
【００４０】
詳細には、チャージポンプ回路１０２は、ポンピング容量Ｃ１に接続される端子Ｃ１＋、Ｃ１−、ポンピング容量Ｃ２に接続される端子Ｃ２＋、Ｃ２−を有する。スイッチＳＷ１は、ＶＩＮ端子と端子Ｃ２−との間に接続される。スイッチＳＷ２は、ＶＩＮ端子と端子Ｃ２＋との間に接続される。スイッチＳＷ３は、ＶＩＮ端子と端子Ｃ１−との間に接続される。スイッチＳＷ４は、ＶＩＮ端子と端子Ｃ１＋との間に接続される。スイッチＳＷ５は、ＶＯＵＴ端子と端子Ｃ２＋との間に接続される。スイッチＳＷ６は、ＶＯＵＴ端子と端子Ｃ１＋との間に接続される。スイッチＳＷ７は、端子Ｃ１−と端子Ｃ２＋との間に接続される。スイッチＳＷ８は、端子Ｃ２−とＧＮＤ端子との間に接続される。スイッチＳＷ９は、端子Ｃ１−とＧＮＤ端子との間に接続される。スイッチＳＷ１０は、端子Ｃ２＋とＧＮＤ端子との間に接続される。スイッチＳＷ１１は、端子Ｃ１＋とＧＮＤ端子との間に接続される。
【００４１】
以上のような構成により、チャージポンプ回路１０２は、昇圧倍率設定信号ＢＴに応じてスイッチＳＷ１〜ＳＷ１１を制御し、放電するポンピング容量の接続状態を変更することで、出力電圧ＶＯＵＴの昇圧率を変更する。
【００４２】
（動作）
図７から図１３を参照して、本発明による電源回路１０１の昇圧動作及び昇圧倍率切り替え動作の詳細を説明する。先ず２倍昇圧時及び３倍昇圧時の動作を説明する。
【００４３】
昇圧倍率を２倍として入力電圧ＶＩＮを昇圧する場合、昇圧倍率設定信号ＢＴに応じてスイッチＳＷ１〜ＳＷ１１のオン／オフが制御されることで、ポンピング容量Ｃ１、Ｃ２を充電する第１充電状態（図７参照）と、ポンピング容量Ｃ１、Ｃ２を放電する第１放電状態とが繰り返される（図８参照）。これにより、チャージポンプ回路１０２は、入力電圧ＶＩＮを２倍した出力電圧ＶＯＵＴを出力する。
【００４４】
詳細には、図７を参照して、第１タイミングにおいて、スイッチＳＷ２、ＳＷ４、ＳＷ８、ＳＷ９がオン、他のスイッチＳＷ１、ＳＷ３、ＳＷ５、ＳＷ６、ＳＷ７、ＳＷ１０、ＳＷ１１がオフとなる（第１充電状態）。これにより、２つのポンピング容量Ｃ１、Ｃ２はＶＩＮ端子とＧＮＤ端子との間において並列接続され、入力電圧ＶＩＮが２つのポンピング容量Ｃ１、Ｃ２に充電される。この結果、２つのポンピング容量Ｃ１、Ｃ２の両端（端子Ｃ１＋〜端子Ｃ１−間、及び端子Ｃ２＋〜端子Ｃ２−間）のそれぞれに、入力電圧ＶＩＮの電位が生じることとなる。
【００４５】
コントロール回路１０７はチャージポンプ回路１０２の出力電圧ＶＯＵＴを一定にするようにレギュレータ１０６を制御している。つまり、第１充電状態において、２つのポンピング容量Ｃ１、Ｃ２のそれぞれにはＶＩＮ＝ＶＯＵＴ／２が充電される。
【００４６】
図８を参照して、第１充電状態となってから所定の期間が経過した第２タイミングにおいて、スイッチＳＷ１、ＳＷ３、ＳＷ５、ＳＷ６がオン、他のスイッチＳＷ２、ＳＷ４、ＳＷ７、ＳＷ８、ＳＷ９、ＳＷ１０、ＳＷ１１がオフとなる（第１放電状態）。これにより、２つのポンピング容量Ｃ１、Ｃ２はＶＩＮ端子とＶＯＵＴ端子との間において並列接続された状態で放電する。この結果、チャージポンプ回路１０２は、入力電圧ＶＩＮを２倍に昇圧した出力電圧ＶＯＵＴを出力する。
【００４７】
又、昇圧倍率を３倍として入力電圧ＶＩＮを昇圧する場合、昇圧倍率設定信号ＢＴに応じてスイッチＳＷ１〜ＳＷ１１のオン／オフが制御されることで、ポンピング容量Ｃ１、Ｃ２を充電する第２充電状態（図９参照）と、ポンピング容量Ｃ１、Ｃ２を放電する第２放電状態（図１０参照）とが繰り返される。これにより、チャージポンプ回路１０２は、入力電圧ＶＩＮを３倍した出力電圧ＶＯＵＴを出力する。
【００４８】
詳細には、図９を参照して、第３タイミングにおいて、スイッチＳＷ２、ＳＷ４、ＳＷ８、ＳＷ９がオン、他のスイッチＳＷ１、ＳＷ３、ＳＷ５、ＳＷ６、ＳＷ７、ＳＷ１０、ＳＷ１１がオフとなる（第２充電状態）。これにより、２つのポンピング容量Ｃ１、Ｃ２はＶＩＮ端子とＧＮＤ端子との間において並列接続され、入力電圧ＶＩＮが２つのポンピング容量Ｃ１、Ｃ２に充電される。この結果、２つのポンピング容量Ｃ１、Ｃ２の両端（端子Ｃ１＋〜端子Ｃ１−間、及び端子Ｃ２＋〜端子Ｃ２−間）のそれぞれに、入力電圧ＶＩＮの電位が生じることとなる。
【００４９】
コントロール回路１０７はチャージポンプ回路１０２の出力電圧ＶＯＵＴを一定にするようにレギュレータ１０６を制御している。つまり、第２充電状態において、２つのポンピング容量Ｃ１、Ｃ２のそれぞれにはＶＩＮ＝ＶＯＵＴ／３が充電される。
【００５０】
図１０を参照して、第２充電状態となってから所定の期間が経過した第４タイミングにおいて、スイッチＳＷ１、ＳＷ６、ＳＷ７がオン、他のスイッチＳＷ２、ＳＷ３、ＳＷ４、ＳＷ５、ＳＷ８、ＳＷ９、ＳＷ１０、ＳＷ１１がオフとなる（第２放電状態）。これにより、２つのポンピング容量Ｃ１、Ｃ２はＶＩＮ端子とＶＯＵＴ端子との間において直列接続された状態で放電する。この結果、チャージポンプ回路１０２は、入力電圧ＶＩＮを３倍に昇圧した出力電圧ＶＯＵＴを出力する。
【００５１】
次に、昇圧倍率切り替え時の動作を説明する。本発明によるチャージポンプ回路１０２は、表示パネルを表示駆動しない非表示期間、すなわち垂直帰線期間又は水平帰線期間において出力電圧ＶＯＵＴの昇圧倍率を変更する。図１１及び図１２を参照して、本発明による２倍昇圧動作から３倍昇圧動作への切り替え動作の詳細を説明する。
【００５２】
電源回路１０１では、２倍昇圧動作を行っている状態において、電池電圧ＶＢＡＴが低下した場合、３倍昇圧動作に切り替える。図１１は、２倍昇圧動作から３倍昇圧動作への切り替え時における電源回路１０１の動作を示すタイミングチャートである。
【００５３】
図１１を参照して、時刻Ｔ１において電池電圧ＶＢＡＴが低下すると、比較回路１０５は比較結果信号ＣＭＰの信号レベルを変更する。ここでは、電池電圧ＶＢＡＴが参照電圧ＶＲＥＦ３を下回ると、比較結果信号ＣＭＰの信号レベルがローレベルからハイレベルに変更される。コントロール回路１０７は、比較結果信号ＣＭＰの立上りエッジに応じて次の帰線期間を待ち受ける昇圧切り替え待機状態となる。
【００５４】
昇圧切り替え待機状態となったコントロール回路１０７は、表示のフレーム信号ＦＲＭに同期して、帰線期間が開始されたと同時に３倍昇圧状態を示す昇圧倍率設定信号ＢＴと準備信号ＳＥＴ０、ＳＥＴ１をチャージポンプ回路１０２に出力する。詳細には、昇圧切り替え待機状態中、時刻Ｔ２においてフレーム信号ＦＲＭがハイレベルとなり帰線期間が開始されると、コントロール回路１０７は、昇圧倍率設定信号ＢＴの信号レベルを、２倍昇圧を示すローレベルから３倍昇圧を示すハイレベルに変更する。これと同時に、コントロール回路１０７は、所定の期間（時刻Ｔ２〜時刻Ｔ３の間）、ハイレベルの準備信号ＳＥＴ０を出力する。チャージポンプ回路１０２におけるスイッチＳＷ１〜ＳＷ１１のオン／オフ状態は、昇圧倍率設定信号ＢＴの立上りエッジに応じて変更され、ハイレベルの準備信号ＳＥＴ０が入力される時刻Ｔ２〜時刻Ｔ３の間、図１２に示す第３放電状態となる。
【００５５】
図１２を参照して、ハイレベルの準備信号ＳＥＴ０に応じて、スイッチＳＷ８〜ＳＷ１１がオン、他のスイッチＳＷ１〜ＳＷ７がオフとなる（第３放電状態）。これにより、２つのポンピング容量Ｃ１、Ｃ２の両端は接続され、ポンピング容量に蓄えられた過剰な電圧はグランドに向けて放電される。ここで、準備信号ＳＥＴ０のハイレベル期間（時刻Ｔ２〜時刻Ｔ３）、すなわち第３放電状態となる期間は、ポンピング容量Ｃ１、Ｃ２のそれぞれの電圧が１／３ＶＯＵＴ以下となるように設定されていることが好ましい。尚、この期間は予め設定されても良いし、端子Ｃ１＋、Ｃ２＋の電圧を検出する回路による制御によって変更されても良い。
【００５６】
時刻Ｔ３において、準備信号ＳＥＴ０はローレベルに遷移し、準備信号ＳＥＴ１はハイレベルに遷移する。チャージポンプ回路１０２は、入力される準備信号ＳＥＴ１の立上りエッジに応じて図９に示す第２充電状態となり、ポンピング容量Ｃ１、Ｃ２に対し１／３ＶＯＵＴで充電される。そして、時刻Ｔ４において、準備信号ＳＥＴ０、ＳＥＴ１がともにローレベルになると図１０に示す第２放電状態となり、以降、チャージポンプ回路１０２は、上述の３倍昇圧動作を開始する。
【００５７】
以上のように、本発明による電源回路１０１では、昇圧倍率を高圧側に切り替える際に生じる２つのポンピング容量Ｃ１、Ｃ２の過電圧を放電している。すなわち、ポンピング容量Ｃ１、Ｃ２は、ＶＩＮ＝ＶＯＵＴ／２が充電されている状態から、ＶＩＮ＝ＶＯＵＴ／３以下の状態に放電されている。このため、本発明によれば、高圧側への昇圧倍率切り替え時において、従来技術で発生していた電池に対する逆流電流を防止することができる。
【００５８】
又、本発明による電源回路１０１では、２つのポンピング容量の充電電圧を１／３ＶＯＵＴ以下にしてから昇圧動作を開始している。すなわち、昇圧倍率切り替え前後におけるポンピング容量Ｃ１、Ｃ２の電圧の差を、０又は０に近似した値としている。このため、チャージポンプ回路１０２から異常な出力電圧ＶＯＵＴが発生することもない。従って、本発明によれば、昇圧倍率の切り替えに起因する表示異常の発生が防止される。
【００５９】
更に、昇圧倍率が切り替わる時刻Ｔ４は、帰線期間である時刻Ｔ２から時刻Ｔ５の間であることが好ましい。これにより、表示動作に対する昇圧倍率の切り替えによる影響を更に減じることができる。
【００６０】
次に、低圧側に昇圧倍率切り替え時の動作を説明する。図１３を参照して、本発明による３倍昇圧動作から２倍昇圧動作への切り替え動作の詳細を説明する。
【００６１】
電源回路１０１では、３倍昇圧動作を行っている状態において、電池電圧ＶＢＡＴが上昇した場合、２倍昇圧動作に切り替える。図１３は、３倍昇圧動作から２倍昇圧動作への切り替え時における電源回路１０１の動作を示すタイミングチャートである。
【００６２】
図１３を参照して、時刻Ｔ１において電池電圧ＶＢＡＴが上昇すると、比較回路１０５は比較結果信号ＣＭＰの信号レベルを変更する。ここでは、電池電圧ＶＢＡＴが参照電圧ＶＲＥＦ３を上回ると、比較結果信号ＣＭＰの信号レベルがハイレベルからローレベルに変更される。コントロール回路１０７は、比較結果信号ＣＭＰの立下がりエッジに応じて次の帰線期間を待ち受ける昇圧切り替え待機状態となる。
【００６３】
昇圧切り替え待機状態となったコントロール回路１０７は、表示のフレーム信号ＦＲＭに同期して、帰線期間が開始されたと同時に２倍昇圧状態を示す昇圧倍率設定信号ＢＴと準備信号ＳＥＴ１をチャージポンプ回路１０２に出力する。詳細には、昇圧切り替え待機状態中、時刻Ｔ２においてフレーム信号ＦＲＭがハイレベルとなり帰線期間が開始されると、コントロール回路１０７は、昇圧倍率設定信号ＢＴの信号レベルを、３倍昇圧を示すハイレベルから２倍昇圧を示すローレベルに変更する。これと同時に、コントロール回路１０７は、所定の期間（時刻Ｔ２〜時刻Ｔ３の間）、ハイレベルの準備信号ＳＥＴ１を出力する。チャージポンプ回路１０２におけるスイッチＳＷ１〜ＳＷ１１のオン／オフ状態は、昇圧倍率設定信号ＢＴの立下りエッジに応じて変更され、ハイレベルの準備信号ＳＥＴ１が入力される時刻Ｔ２〜時刻Ｔ３の間、図７に示す第１充電状態となる。すなわち、帰線期間内の所定の期間、２倍昇圧時における第１充電状態と同じスイッチ制御が行なわれ、ポンピング容量Ｃ１、Ｃ２は１／２ＶＯＵＴで充電される。
【００６４】
そして、時刻Ｔ３において、準備信号ＳＥＴ０、ＳＥＴ１がともにローレベルになると図８に示す第１放電状態となり、以降、チャージポンプ回路１０２は、上述の２倍昇圧動作を開始する。
【００６５】
以上のように、本発明による電源回路１０１では、ポンピング容量Ｃ１、Ｃ２の充電電圧を１／２ＶＯＵＴに変更してから昇圧倍率の切り替えを開始する。このため、チャージポンプ回路１０２の出力電圧ＶＯＵＴが低下することなく、昇圧倍率を低圧側に切り替えることができる。又、昇圧倍率が切り替わる時刻Ｔ３は、帰線期間である時刻Ｔ２から時刻Ｔ４の間であることが好ましい。これにより、表示動作に対する昇圧倍率の切り替えによる影響を更に減じることができる。
【００６６】
本発明による電源回路１０１は、昇圧倍率を切り替える際、過電圧が生じる場合は過剰な電荷を放電してから昇圧動作を行い、昇圧出力電圧が低下する場合はポンピング容量に必要な電圧を充電してから昇圧動作を行う。このため、電池への逆流電流や異常出力の発生を防止できる。又、昇圧倍率の切り替えを、表示駆動を行わない“非表示期間”（例えば帰線期間）に実施することで表示異常の発生を防止できる。
【００６７】
以上、本発明の実施の形態を詳述してきたが、具体的な構成は上記実施の形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の変更があっても本発明に含まれる。本実施の形態では、昇圧倍率として、２倍及び３倍を一例として説明したがこれに限らず、その他の倍率でも構わない。この場合、昇圧倍率に応じたスイッチ構成及び昇圧動作を行うことは言うまでもない。
【符号の説明】
【００６８】
１０１：表示装置用電源回路
１０２：チャージポンプ回路
１０３：表示パネル駆動電圧生成レギュレータ
１０４：電圧検出回路
１０５：比較回路
１０６：入力電圧生成レギュレータ
１０７：コントロール回路
Ｃ１、Ｃ２：ポンピング容量
ＶＩＮ：入力電圧
ＶＯＵＴ：出力電圧
ＶＢＡＴ：電池電圧
ＶＰＮＬ：表示パネル駆動電圧ＶＰＮＬ
ＢＴ：昇圧倍率設定信号
ＤＥＴ：検出信号
ＣＭＰ：比較結果信号
ＳＥＴ０、ＳＥＴ１：昇圧倍率切替準備信号
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表示装置用電源回路、それを用いた表示装置、及び表示装置用電源電圧の昇圧倍率変更方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯電話や携帯コンピュータに例示される携帯端末では、電池を電源として利用することが一般的である。このため、携帯端末の省電力化が求められている。特に、携帯端末に搭載される表示装置の消費電力は、端末全体において多くの割合を占めるため、これを削減することは、携帯端末の省電力化に対して有効である。表示装置の消費電力を削減するため、電源回路は消費電流を最小にするように、電池電圧に応じて、表示装置に供給する電源電圧を変更（選択）する必要がある。
【０００３】
例えば、特開２００５−０８０３９５には、電池電圧に応じて昇圧率が変更されるチャージポンプ回路を備えた電源装置が記載されている。
【０００４】
図１及び図２を参照して、従来技術による表示装置用電源回路について説明する。図１は、従来技術による表示装置用電源回路２０１（以下、電源回路２０１と称す）の構成を示す図である。図１を参照して、従来技術による電源回路２０１は、チャージポンプ回路２０２、表示パネル駆動電圧生成レギュレータ２０３（以下、レギュレータ２０３と称す）、電圧検出回路２０４、入力電圧生成レギュレータ２０５（以下、レギュレータ２０５と称す）、比較回路２０６を具備する。
【０００５】
表示装置用電源回路２０１は、電池から供給される電圧（以下、電池電圧ＶＢＡＴと称す）をチャージポンプ回路２０２により昇圧して出力電圧ＶＯＵＴ（昇圧電圧）として出力する。レギュレータ２０３は、昇圧電圧ＶＯＵＴを電源電圧として表示パネル駆動電圧ＶＰＮＬを生成する。電圧検出回路２０４は、出力電圧ＶＯＵＴ及び表示パネル駆動電圧ＶＰＮＬに基づき、出力電圧ＶＯＵＴを一定にするための制御信号ＤＥＴを生成する。レギュレータ２０５は、電池電圧ＶＢＡＴを電源電圧としてチャージポンプ回路２０２への入力電圧ＶＩＮを生成する。この際、レギュレータ２０５は、制御信号ＤＥＴに応じて変更された電圧に基づいて入力電圧ＶＩＮの電圧を決定する。比較回路２０６は、電池電圧ＶＢＡＴと参照電圧ＶＲＥＦとの比較結果を昇圧倍率設定信号ＢＴとしてチャージポンプ回路２０２に出力する。チャージポンプ回路２０２は昇圧倍率設定信号ＢＴに応じて昇圧倍率を切り替える。
【０００６】
以上のような構成により、従来技術による表示装置用電源回路では、電池電圧ＶＢＡＴと参照電圧ＶＲＥＦとの比較結果（昇圧倍率設定信号ＢＴ）に応じて、出力電圧ＶＯＵＴの昇圧率を変更している。
【０００７】
先ず、図２を参照してチャージポンプ回路２０２の動作を説明する。図２は、従来技術によるチャージポンプ回路２０２の構成を示す図である。チャージポンプ回路２０２は、昇圧倍率設定信号ＢＴに応じてオン／オフが制御されるスイッチＳＷ１〜ＳＷ９を備える。スイッチＳＷ１〜ＳＷ４は、入力電圧ＶＩＮが供給される端子（以下、ＶＩＮ端子と称す）と、ポンピング容量との電気的接続を制御する。スイッチＳＷ５、ＳＷ６は、出力電圧ＶＯＵＴが出力される端子（以下、ＶＯＵＴ端子と称す）と、ポンピング容量との電気的接続を制御する。スイッチＳＷ７は、ポンピング容量Ｃ１、Ｃ２間の電気的接続を制御する。スイッチＳＷ８、ＳＷ９は、接地されたＧＮＤ端子と、ポンピング容量との電気的接続を制御する。
【０００８】
詳細には、チャージポンプ回路２０２は、ポンピング容量Ｃ１に接続される端子Ｃ１＋、Ｃ１−、ポンピング容量Ｃ２に接続される端子Ｃ２＋、Ｃ２−を有する。スイッチＳＷ１は、ＶＩＮ端子と端子Ｃ２−との間に接続される。スイッチＳＷ２は、ＶＩＮ端子と端子Ｃ２＋との間に接続される。スイッチＳＷ３は、ＶＩＮ端子と端子Ｃ１−との間に接続される。スイッチＳＷ４は、ＶＩＮ端子と端子Ｃ１＋との間に接続される。スイッチＳＷ５は、ＶＯＵＴ端子と端子Ｃ２＋との間に接続される。スイッチＳＷ６は、ＶＯＵＴ端子と端子Ｃ１＋との間に接続される。スイッチＳＷ７は、端子Ｃ１−と端子Ｃ２＋との間に接続される。スイッチＳＷ８は、端子Ｃ２−とＧＮＤ端子との間に接続される。スイッチＳＷ９は、端子Ｃ１−とＧＮＤ端子との間に接続される。
【０００９】
以上のような構成により、チャージポンプ回路２０２は、昇圧倍率設定信号ＢＴに応じてスイッチＳＷ１〜ＳＷ９を制御し、放電するポンピング容量の接続状態を変更することで、出力電圧ＶＯＵＴの昇圧率を変更する。
【００１０】
例えば、昇圧倍率を２倍として入力電圧ＶＩＮを昇圧する場合、昇圧倍率設定信号ＢＴに応じてスイッチＳＷ１〜ＳＷ９のオン／オフが制御されることで、ポンピング容量Ｃ１、Ｃ２を充電する第１充電状態と、ポンピング容量Ｃ１、Ｃ２を放電する第１放電状態とが繰り返される。これにより、チャージポンプ回路２０２は、入力電圧ＶＩＮを２倍した出力電圧ＶＯＵＴを出力する。
【００１１】
詳細には、第１タイミングにおいて、スイッチＳＷ２、ＳＷ４、ＳＷ８、ＳＷ９がオン、他のスイッチＳＷ１、ＳＷ３、ＳＷ５、ＳＷ６、ＳＷ７がオフとなる（第１充電状態）。これにより、２つのポンピング容量Ｃ１、Ｃ２はＶＩＮ端子とＧＮＤ端子との間において並列接続され、入力電圧ＶＩＮが２つのポンピング容量Ｃ１、Ｃ２に充電される。この結果、２つのポンピング容量Ｃ１、Ｃ２の両端（端子Ｃ１＋〜端子Ｃ１−間、及び端子Ｃ２＋〜端子Ｃ２−間）のそれぞれに、入力電圧ＶＩＮの電位が生じることとなる。
【００１２】
第１充電状態となってから所定の期間が経過した第２タイミングにおいて、スイッチＳＷ１、ＳＷ３、ＳＷ５、ＳＷ６がオン、他のスイッチＳＷ２、ＳＷ４、ＳＷ７、ＳＷ８、ＳＷ９がオフとなる（第１放電状態）。これにより、２つのポンピング容量Ｃ１、Ｃ２はＶＩＮ端子とＶＯＵＴ端子との間において並列接続された状態で放電する。この結果、チャージポンプ回路２０２は、入力電圧ＶＩＮを２倍に昇圧した出力電圧ＶＯＵＴを出力する。
【００１３】
又、昇圧倍率を３倍として入力電圧ＶＩＮを昇圧する場合、昇圧倍率設定信号ＢＴに応じてスイッチＳＷ１〜ＳＷ９のオン／オフが制御されることで、ポンピング容量Ｃ１、Ｃ２を充電する第２充電状態と、ポンピング容量Ｃ１、Ｃ２を放電する第２放電状態とが繰り返される。これにより、チャージポンプ回路２０２は、入力電圧ＶＩＮを３倍した出力電圧ＶＯＵＴを出力する。
【００１４】
詳細には、第３タイミングにおいて、スイッチＳＷ２、ＳＷ４、ＳＷ８、ＳＷ９がオン、他のスイッチＳＷ１、ＳＷ３、ＳＷ５、ＳＷ６、ＳＷ７がオフとなる（第２充電状態）。これにより、２つのポンピング容量Ｃ１、Ｃ２はＶＩＮ端子とＧＮＤ端子との間において並列接続され、入力電圧ＶＩＮが２つのポンピング容量Ｃ１、Ｃ２に充電される。この結果、２つのポンピング容量Ｃ１、Ｃ２の両端（端子Ｃ１＋〜端子Ｃ１−間、及び端子Ｃ２＋〜端子Ｃ２−間）のそれぞれに、入力電圧ＶＩＮの電位が生じることとなる。
【００１５】
第１充電状態となってから所定の期間が経過した第４タイミングにおいて、スイッチＳＷ１、ＳＷ６、ＳＷ７がオン、他のスイッチＳＷ２、ＳＷ３、ＳＷ４、ＳＷ５、ＳＷ８、ＳＷ９がオフとなる（第２放電状態）。これにより、２つのポンピング容量Ｃ１、Ｃ２はＶＩＮ端子とＶＯＵＴ端子との間において直列接続された状態で放電する。この結果、チャージポンプ回路２０２は、入力電圧ＶＩＮを３倍に昇圧した出力電圧ＶＯＵＴを出力する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１６】
【特許文献１】特開２００５−０８０３９５
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
ここで、検出回路２０４はチャージポンプ回路２０２の出力電圧ＶＯＵＴを一定にするようにレギュレータ２０５を制御している。つまり、２倍昇圧時において２つのポンピング容量Ｃ１、Ｃ２のそれぞれにはＶＩＮ＝ＶＯＵＴ／２が充電される（ただし、入力電圧ＶＩＮの大きさをＶＩＮ、出力電圧ＶＯＵＴの大きさをＶＯＵＴとする）。一方、３倍昇圧時において２つのポンピング容量Ｃ１、Ｃ２にはＶＩＮ＝ＶＯＵＴ／３が充電される。すなわち、昇圧倍率が変更される前後で、ポンピング容量Ｃ１、Ｃ２に充電される電圧に差が発生することがわかる。この電圧の差により表示に異常が生じたり、電池に向けて逆流電流が生じ電池を破壊したりする問題が生じる。
【００１８】
例えば、２倍昇圧動作を行っている状態において、電池電圧ＶＢＡＴが低下した場合、比較回路２０６は３倍昇圧動作状態に変更するための昇圧倍率設定信号ＢＴをチャージポンプ回路２０２に出力する。この場合、ＶＯＵＴ／２−ＶＯＵＴ／３に相当する電荷がレギュレータ２０５を介して電池へと逆流する。電池に保護回路を設けていない場合、この逆流電流により電池は破壊されてしまう。
【００１９】
又、昇圧動作を行いながら昇圧倍率を変更すると、チャージポンプ回路２０２の出力電圧ＶＯＵＴは、最大で３／２ＶＯＵＴにまで昇圧されてしまう。この場合、出力電圧ＶＯＵＴを電源とするレギュレータ２０３を破壊してしまう可能性がある。
【００２０】
更に、３倍昇圧動作を行っている状態において、電池電圧ＶＢＡＴが上昇した場合、比較回路２０６は２倍昇圧動作状態を示す昇圧倍率設定信号ＢＴをチャージポンプ回路２０２に出力する。この場合、２つのポンピング容量Ｃ１、Ｃ２にはＶＩＮ＝ＶＯＵＴ／３が充電されている状態のまま、２倍昇圧を開始してしまう。つまり、レギュレータ２０５がポンピング容量Ｃ１、Ｃ２にＶＩＮ＝ＶＯＵＴ／２の電圧を充電するまでの間、出力電圧ＶＯＵＴは最低２／３ＶＯＵＴまで低下してしまう。図３を参照して、この昇圧状態の切り替え（昇圧倍率の変更）を、表示パネルの表示期間中（例えば時刻Ｔ１）に行うと、低下したチャージポンプ回路２０２の出力電圧ＶＯＵＴに応じて、レギュレータ２０３からの表示パネル駆動電圧ＶＰＮＬも低下してしまう。表示パネル駆動電圧ＶＰＮＬは、表示パネルを駆動するための電圧であるので、表示パネル駆動電圧ＶＰＮＬが低下している間、表示異常が発生する。
【００２１】
以上のように、従来技術では、昇圧倍率を変更する際、表示に異常が生じたり、電池に対して逆流電流が生じて電池が破壊されるといった問題が発生する恐れがある。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
上記の課題を解決するために、本発明は、以下に述べられる手段を採用する。その手段を構成する技術的事項の記述には、［特許請求の範囲］の記載と［発明を実施するための形態］の記載との対応関係を明らかにするために、［発明を実施するための形態］で使用される番号・符号が付加されている。但し、付加された番号・符号は、［特許請求の範囲］に記載されている発明の技術的範囲を限定的に解釈するために用いてはならない。
【００２３】
本発明による表示装置用電源回路（１０１）は、入力電源電圧（ＶＩＮ）を昇圧して昇圧電圧（ＶＯＵＴ）を出力する昇圧回路（１０２）と、入力電源電圧（ＶＩＮ）の電圧レベルを検出する入力電圧検出回路（１０５）と、検出された入力電源電圧レベルに応じて昇圧回路（１０２）の昇圧倍率を変更する昇圧制御回路（１０７）とを具備する。昇圧制御回路（１０７）は、表示パネル（１２０）における帰線期間に昇圧倍率を変更する。
【００２４】
本発明による表示装置用電源電圧の昇圧倍率変更方法は、入力電源電圧（ＶＩＮ）を昇圧して昇圧電圧（ＶＯＵＴ）を出力するステップと、入力電源電圧（ＶＩＮ）の電圧レベルを検出するステップと、検出された入力電源電圧レベルに応じて昇圧電圧（ＶＯＵＴ）の昇圧倍率を変更するステップとを具備する。昇圧倍率を変更するステップは、表示パネル（１２０）における帰線期間に行なわれる。
【００２５】
以上のように、本発明では、昇圧回路（チャージポンプ回路）の昇圧倍率の切り替えを、表示動作していない“帰線期間（非表示期間）”に行う。このため、表示動作に影響を与えることなく、消費電流を最小にするために電源回路の状態を変更することができる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、表示装置に対する電源電圧の昇圧倍率を変更する際の表示異常の発生を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】図１は、従来技術による電源回路の構成を示す図である。
【図２】図２は、従来技術によるチャージポンプ回路の構成を示す図である。
【図３】図３は、従来技術による電源回路の昇圧倍率の切り替え動作の一例を示すタイミングチャートである。
【図４】図４は、本発明による表示装置の構成を示す図である。
【図５】図５は、本発明による電源回路の構成を示す図である。
【図６】図６は、本発明によるチャージポンプ回路の構成を示す図である。
【図７】図７は、本発明による電源回路の第１充電状態を示す図である。
【図８】図８は、本発明による電源回路の第１放電状態を示す図である。
【図９】図９は、本発明による電源回路の第２充電状態を示す図である。
【図１０】図１０は、本発明による電源回路の第２放電状態を示す図である。
【図１１】図１１は、本発明による電源回路の高圧側への昇圧倍率切り替え動作の一例を示すタイミングチャートである。
【図１２】図１２は、本発明による電源回路の第３放電状態を示す図である。
【図１３】図１３は、本発明による電源回路の低圧側への昇圧倍率切り替え動作の一例を示すタイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、添付図面を参照しながら本発明の実施の形態を説明する。図４は、本発明による表示装置２００の実施の形態における構成を示す図である。本発明による表示装置２００は、消費電流を最小にするために電源電圧等に応じて昇圧倍率を変化させる表示装置用電源回路１０１を搭載している。本実施の形態では、電池から直接供給される電源電圧を２倍又は３倍に昇圧する表示装置用電源回路１０１を備えた表示装置２００を一例に説明する。
【００２９】
（構成）
本発明による表示装置２００は、表示装置用電源回路１０１（以下、電源回路１０１と称す）、ドライバ１１０、表示パネル１２０、タイミングコントローラ１３０を具備する。電源回路１０１は、図示しない電池から供給される電源電圧ＶＢＡＴ（以下、電池電圧ＶＢＡＴと称す）に応じた出力電圧ＶＯＵＴ及び表示パネル駆動電圧ＶＰＮＬを、表示ドライバ１１０に出力する。ドライバ１１０は、出力電圧ＶＯＵＴを電源電圧として動作し、表示パネル駆動電圧ＶＰＮＬに応じた階調電圧を生成し、表示パネル１２０を駆動する。表示パネル１２０は、例えば液晶パネルに例示され、ドライバ１１０から供給される階調電圧によって駆動される複数の画素（図示なし）を有する。タイミングコントローラ１３０は、表示パネル１２０が表示駆動するために必要なタイミングパルスを出力する。タイミングパルスは、垂直同期信号、水平同期信号、水平同期期間又は垂直同期期間における帰線期間を決定するフレーム信号ＦＲＭ等を含む。ドライバ１１０は、タイミングパルスに応じたタイミングで表示パネルを駆動する。又、本発明による電源回路１０１は、フレーム信号ＦＲＭに応じて帰線期間中に昇圧動作を行なう。
【００３０】
図５は、本発明による電源回路１０１の構成を示す図である。図５を参照して、本発明による電源回路１０１は、チャージポンプ回路（昇圧回路）１０２、表示パネル駆動電圧生成レギュレータ１０３（以下、レギュレータ１０３と称す）、電圧検出回路１０４、比較回路（入力電圧検出回路）１０５、入力電圧生成レギュレータ１０６（以下、レギュレータ１０６と称す）、コントロール回路（昇圧制御回路）１０７を具備する。
【００３１】
電源回路１０１は、電池電圧ＶＢＡＴをチャージポンプ回路１０２により昇圧して出力電圧（昇圧電圧）ＶＯＵＴとして出力する。レギュレータ１０３は、出力電圧ＶＯＵＴを電源電圧として表示パネル駆動電圧ＶＰＮＬを生成する。詳細には、レギュレータ１０３は、表示パネル駆動電圧ＶＰＮＬを分圧した結果と参照電圧ＶＲＥＦ１との比較結果を表示パネル駆動電圧ＶＰＮＬとして出力する。尚、出力電圧ＶＯＵＴが出力される端子や、表示パネル駆動電圧ＶＰＮＬが出力される端子のそれぞれには、安定化コンデンサが接続される。
【００３２】
電圧検出回路１０４は、出力電圧ＶＯＵＴ及び表示パネル駆動電圧ＶＰＮＬに基づき、出力電圧ＶＯＵＴを一定にするための制御信号（検出信号ＤＥＴ）を生成する。詳細には、電圧検出回路１０４は、出力電圧ＶＯＵＴと、参照電圧ＶＲＥＦ２又は表示パネル駆動電圧ＶＰＮＬとを比較することで、出力電圧ＶＯＵＴ及び表示パネル駆動電圧ＶＰＮＬの変動を検出し、検出結果に基づいた値の信号を検出信号ＤＥＴとしてコントロール回路１０７に出力する。この際、電圧検出回路１０４は、昇圧倍率に応じて出力電圧ＶＯＵＴとの比較対象を決定する。例えば、２倍昇圧のとき、電圧検出回路１０４は、出力信号ＶＯＵＴと表示パネル駆動電圧ＶＰＮＬとを比較し、ＶＯＵＴ＞ＶＰＮＬであればハイレベルの検出信号ＤＥＴを出力し、ＶＯＵＴ＜ＶＰＮＬであればローレベルの検出信号ＤＥＴを出力する。ただし、出力電圧ＶＯＵＴの大きさをＶＯＵＴ、表示パネル駆動電圧ＶＰＮＬの大きさをＶＰＮＬとする。あるいは、３倍昇圧のとき、電圧検出回路１０４は、出力信号ＶＯＵＴと参照電圧ＶＲＥＦ２とを比較し、ＶＯＵＴ＞ＶＲＥＦ２であればハイレベルの検出信号ＤＥＴを出力し、ＶＯＵＴ＜ＶＲＥＦ２であればローレベルの検出信号ＤＥＴを出力する。ただし、参照電圧ＶＲＥＦ２の大きさをＶＲＥＦ２とする。検出信号ＤＥＴは、出力電圧ＶＯＵＴの変動に応じて決定される最適な昇圧倍率を示すデータとしてコントロール回路１０７に入力される。
【００３３】
比較回路１０５は電池電圧ＶＢＡＴと参照電圧ＶＲＥＦとの比較結果を比較結果信号ＣＭＰとしてコントロール回路１０７に出力する。例えば、比較回路１０５は、電池電圧ＶＢＡＴと参照電圧ＶＲＥＦ３の電圧を比較し、ＶＢＡＴ＞ＶＲＥＦ３であればハイレベルの比較結果信号ＣＭＰを出力し、ＶＢＡＴ＜ＶＲＥＦ３であれば、ローレベルの比較結果信号ＣＭＰを出力する。ただし、参照電圧ＶＲＥＦ３の大きさをＶＲＥＦ３とする。比較結果信号ＣＭＰは、電池電圧ＶＢＡＴの変動に応じて決定される最適な昇圧倍率を示すデータとしてコントロール回路１０７に入力される。
【００３４】
コントロール回路１０７は、フレーム信号ＦＲＭに同期して、検出信号ＤＥＴ及び比較結果信号ＣＭＰに応じた昇圧倍率設定信号ＢＴを出力する。詳細には、コントロール回路１０７は、検出信号ＤＥＴによって出力電圧ＶＯＵＴ及び表示パネル駆動電圧ＶＰＮＬの変動を検出する。例えば、コントロール回路１０７は、ハイレベルの検出信号ＤＥＴに応じて昇圧倍率を上げるための昇圧倍率設定信号ＢＴ（ハイレベル）を出力し、ローレベルの検出信号ＤＥＴに応じて昇圧倍率を下げるための昇圧倍率設定信号ＢＴ（ローレベル）を出力する。又、コントロール回路１０７は、比較結果信号ＣＭＰによって電池電圧ＶＢＡＴの変動を検出する。コントロール回路１０７は、電池電圧ＶＢＡＴが基準（参照電圧ＶＲＥＦ３）より低下した場合、昇圧倍率を上げるための昇圧倍率設定信号ＢＴ（ハイレベル）を出力し、逆に電池電圧ＶＢＡＴが基準（参照電圧ＶＲＥＦ３）より増大した場合、昇圧倍率を下げるための昇圧倍率設定信号ＢＴ（ローレベル）を出力する。ここで、昇圧倍率切替準備信号ＢＴの信号レベルの変動はフレーム信号ＦＲＭに同期して行なわれることが好ましい。
【００３５】
更に、コントロール回路１０７は、フレーム信号ＦＲＭに同期して、検出信号ＤＥＴ及び比較結果信号ＣＭＰに応じた昇圧倍率切替準備信号ＳＥＴ０、ＳＥＴ１（以下、準備信号ＳＥＴ０、ＳＥＴ１と称す）をチャージポンプ回路１０２に出力する。準備信号ＳＥＴ０は、昇圧倍率の切替時に出力され、昇圧に利用されるポンピング容量の放電を制御する。準備信号ＳＥＴ１は、準備信号ＳＥＴ０に応じた放電動作後、又は昇圧倍率の切替時に出力され、ポンピング容量の充電を制御する。
【００３６】
レギュレータ１０６は、電池電圧ＶＢＡＴを電源電圧としてチャージポンプ回路１０２への入力電圧ＶＩＮを生成する。この際、レギュレータ１０６は、検出信号ＤＥＴに応じて変更された電圧と参照電圧ＲＥＦ４との比較結果に基づいて入力電圧ＶＩＮの電圧値を決定する。
【００３７】
例えば、コントロール回路１０７は、ハイレベルの検出信号ＤＥＴ及び比較結果信号ＣＭＰに応じて、ハイレベルの昇圧倍率設定信号ＢＴを出力する。これにより、入力電圧ＶＩＮはＶＩＮ＝ＶＯＵＴ／２に設定される（ただし入力電圧ＶＩＮの大きさをＶＩＮとする）。すなわち、２倍昇圧時において、ＶＯＵＴ＞ＶＰＮＬ、ＶＢＡＴ＞ＶＲＥＦ３である場合、あるいは、３倍昇圧時において、ＶＯＵＴ＞ＶＲＥＦ２、ＶＢＡＴ＞ＶＲＥＦ３である場合、入力電圧ＶＩＮはＶＩＮ＝ＶＯＵＴ／２に設定される。又、コントロール回路１０７は、ローレベルの検出信号ＤＥＴ及び比較結果信号ＣＭＰに応じて、ローレベルの昇圧倍率設定信号ＢＴを出力する。これにより、入力電圧ＶＩＮはＶＩＮ＝ＶＯＵＴ／３に設定される。すなわち、３倍昇圧時において、ＶＯＵＴ＜ＶＰＮＬ、ＶＢＡＴ＜ＶＲＥＦ３である場合、あるいは、３倍昇圧時において、ＶＯＵＴ＜ＶＲＥＦ２、ＶＢＡＴ＜ＶＲＥＦ３である場合、入力電圧ＶＩＮはＶＩＮ＝ＶＯＵＴ／３に設定される。尚、入力電圧ＶＩＮが入力される端子には、安定化コンデンサが接続される。
【００３８】
チャージポンプ回路１０２は、複数のポンピング容量（ここでは、２つのポンピング容量Ｃ１、Ｃ２）に接続され、ポンピング容量の充放電を利用して、入力電圧ＶＩＮを昇圧して出力電圧ＶＯＵＴとして出力する。この際、チャージポンプ回路１０２は、フレーム信号ＦＲＭに同期して出力される昇圧倍率設定信号ＢＴに応じて昇圧倍率を切り替える。詳細には、昇圧倍率設定信号ＢＴの信号レベルはフレーム信号ＦＲＭに同期して遷移する。ここで、チャージポンプ回路１０２の昇圧倍率は、ローレベルの昇圧倍率設定信号ＢＴが入力されている間、２倍に設定され、ハイレベルの昇圧倍率設定信号ＢＴが入力されている間、３倍に設定される。このため、昇圧倍率は、昇圧倍率設定信号ＢＴの立上りに応じて高圧側（３倍）に切り替えられ、昇圧倍率設定信号ＢＴの立下がりに応じて低圧側（２倍）に切り替えられる。又、本発明によるチャージポンプ回路１０２は、昇圧倍率の切り替え前に、準備信号ＳＥＴ０、ＳＥＴ１に応じて、ポンプ回路が充放電される。
【００３９】
次に、図６を参照してチャージポンプ回路１０２の構成の詳細を説明する。図６を参照して、チャージポンプ回路１０２は、昇圧倍率設定信号ＢＴ及び順部信号ＳＥＴ０、ＳＥＴ１に応じてオン／オフが制御されるスイッチＳＷ１〜ＳＷ１１を備える。スイッチＳＷ１〜ＳＷ４は、入力電圧ＶＩＮが供給される端子（以下、ＶＩＮ端子と称す）と、ポンピング容量との電気的接続を制御する。スイッチＳＷ５、ＳＷ６は、出力電圧ＶＯＵＴが出力される端子（以下、ＶＯＵＴ端子と称す）と、ポンピング容量との電気的接続を制御する。スイッチＳＷ７は、ポンピング容量Ｃ１、Ｃ２間の電気的接続を制御する。スイッチＳＷ８〜ＳＷ１１は、接地されたＧＮＤ端子と、ポンピング容量との電気的接続を制御する。
【００４０】
詳細には、チャージポンプ回路１０２は、ポンピング容量Ｃ１に接続される端子Ｃ１＋、Ｃ１−、ポンピング容量Ｃ２に接続される端子Ｃ２＋、Ｃ２−を有する。スイッチＳＷ１は、ＶＩＮ端子と端子Ｃ２−との間に接続される。スイッチＳＷ２は、ＶＩＮ端子と端子Ｃ２＋との間に接続される。スイッチＳＷ３は、ＶＩＮ端子と端子Ｃ１−との間に接続される。スイッチＳＷ４は、ＶＩＮ端子と端子Ｃ１＋との間に接続される。スイッチＳＷ５は、ＶＯＵＴ端子と端子Ｃ２＋との間に接続される。スイッチＳＷ６は、ＶＯＵＴ端子と端子Ｃ１＋との間に接続される。スイッチＳＷ７は、端子Ｃ１−と端子Ｃ２＋との間に接続される。スイッチＳＷ８は、端子Ｃ２−とＧＮＤ端子との間に接続される。スイッチＳＷ９は、端子Ｃ１−とＧＮＤ端子との間に接続される。スイッチＳＷ１０は、端子Ｃ２＋とＧＮＤ端子との間に接続される。スイッチＳＷ１１は、端子Ｃ１＋とＧＮＤ端子との間に接続される。
【００４１】
以上のような構成により、チャージポンプ回路１０２は、昇圧倍率設定信号ＢＴに応じてスイッチＳＷ１〜ＳＷ１１を制御し、放電するポンピング容量の接続状態を変更することで、出力電圧ＶＯＵＴの昇圧率を変更する。
【００４２】
（動作）
図７から図１３を参照して、本発明による電源回路１０１の昇圧動作及び昇圧倍率切り替え動作の詳細を説明する。先ず２倍昇圧時及び３倍昇圧時の動作を説明する。
【００４３】
昇圧倍率を２倍として入力電圧ＶＩＮを昇圧する場合、昇圧倍率設定信号ＢＴに応じてスイッチＳＷ１〜ＳＷ１１のオン／オフが制御されることで、ポンピング容量Ｃ１、Ｃ２を充電する第１充電状態（図７参照）と、ポンピング容量Ｃ１、Ｃ２を放電する第１放電状態とが繰り返される（図８参照）。これにより、チャージポンプ回路１０２は、入力電圧ＶＩＮを２倍した出力電圧ＶＯＵＴを出力する。
【００４４】
詳細には、図７を参照して、第１タイミングにおいて、スイッチＳＷ２、ＳＷ４、ＳＷ８、ＳＷ９がオン、他のスイッチＳＷ１、ＳＷ３、ＳＷ５、ＳＷ６、ＳＷ７、ＳＷ１０、ＳＷ１１がオフとなる（第１充電状態）。これにより、２つのポンピング容量Ｃ１、Ｃ２はＶＩＮ端子とＧＮＤ端子との間において並列接続され、入力電圧ＶＩＮが２つのポンピング容量Ｃ１、Ｃ２に充電される。この結果、２つのポンピング容量Ｃ１、Ｃ２の両端（端子Ｃ１＋〜端子Ｃ１−間、及び端子Ｃ２＋〜端子Ｃ２−間）のそれぞれに、入力電圧ＶＩＮの電位が生じることとなる。
【００４５】
コントロール回路１０７はチャージポンプ回路１０２の出力電圧ＶＯＵＴを一定にするようにレギュレータ１０６を制御している。つまり、第１充電状態において、２つのポンピング容量Ｃ１、Ｃ２のそれぞれにはＶＩＮ＝ＶＯＵＴ／２が充電される。
【００４６】
図８を参照して、第１充電状態となってから所定の期間が経過した第２タイミングにおいて、スイッチＳＷ１、ＳＷ３、ＳＷ５、ＳＷ６がオン、他のスイッチＳＷ２、ＳＷ４、ＳＷ７、ＳＷ８、ＳＷ９、ＳＷ１０、ＳＷ１１がオフとなる（第１放電状態）。これにより、２つのポンピング容量Ｃ１、Ｃ２はＶＩＮ端子とＶＯＵＴ端子との間において並列接続された状態で放電する。この結果、チャージポンプ回路１０２は、入力電圧ＶＩＮを２倍に昇圧した出力電圧ＶＯＵＴを出力する。
【００４７】
又、昇圧倍率を３倍として入力電圧ＶＩＮを昇圧する場合、昇圧倍率設定信号ＢＴに応じてスイッチＳＷ１〜ＳＷ１１のオン／オフが制御されることで、ポンピング容量Ｃ１、Ｃ２を充電する第２充電状態（図９参照）と、ポンピング容量Ｃ１、Ｃ２を放電する第２放電状態（図１０参照）とが繰り返される。これにより、チャージポンプ回路１０２は、入力電圧ＶＩＮを３倍した出力電圧ＶＯＵＴを出力する。
【００４８】
詳細には、図９を参照して、第３タイミングにおいて、スイッチＳＷ２、ＳＷ４、ＳＷ８、ＳＷ９がオン、他のスイッチＳＷ１、ＳＷ３、ＳＷ５、ＳＷ６、ＳＷ７、ＳＷ１０、ＳＷ１１がオフとなる（第２充電状態）。これにより、２つのポンピング容量Ｃ１、Ｃ２はＶＩＮ端子とＧＮＤ端子との間において並列接続され、入力電圧ＶＩＮが２つのポンピング容量Ｃ１、Ｃ２に充電される。この結果、２つのポンピング容量Ｃ１、Ｃ２の両端（端子Ｃ１＋〜端子Ｃ１−間、及び端子Ｃ２＋〜端子Ｃ２−間）のそれぞれに、入力電圧ＶＩＮの電位が生じることとなる。
【００４９】
コントロール回路１０７はチャージポンプ回路１０２の出力電圧ＶＯＵＴを一定にするようにレギュレータ１０６を制御している。つまり、第２充電状態において、２つのポンピング容量Ｃ１、Ｃ２のそれぞれにはＶＩＮ＝ＶＯＵＴ／３が充電される。
【００５０】
図１０を参照して、第２充電状態となってから所定の期間が経過した第４タイミングにおいて、スイッチＳＷ１、ＳＷ６、ＳＷ７がオン、他のスイッチＳＷ２、ＳＷ３、ＳＷ４、ＳＷ５、ＳＷ８、ＳＷ９、ＳＷ１０、ＳＷ１１がオフとなる（第２放電状態）。これにより、２つのポンピング容量Ｃ１、Ｃ２はＶＩＮ端子とＶＯＵＴ端子との間において直列接続された状態で放電する。この結果、チャージポンプ回路１０２は、入力電圧ＶＩＮを３倍に昇圧した出力電圧ＶＯＵＴを出力する。
【００５１】
次に、昇圧倍率切り替え時の動作を説明する。本発明によるチャージポンプ回路１０２は、表示パネルを表示駆動しない非表示期間、すなわち垂直帰線期間又は水平帰線期間において出力電圧ＶＯＵＴの昇圧倍率を変更する。図１１及び図１２を参照して、本発明による２倍昇圧動作から３倍昇圧動作への切り替え動作の詳細を説明する。
【００５２】
電源回路１０１では、２倍昇圧動作を行っている状態において、電池電圧ＶＢＡＴが低下した場合、３倍昇圧動作に切り替える。図１１は、２倍昇圧動作から３倍昇圧動作への切り替え時における電源回路１０１の動作を示すタイミングチャートである。
【００５３】
図１１を参照して、時刻Ｔ１において電池電圧ＶＢＡＴが低下すると、比較回路１０５は比較結果信号ＣＭＰの信号レベルを変更する。ここでは、電池電圧ＶＢＡＴが参照電圧ＶＲＥＦ３を下回ると、比較結果信号ＣＭＰの信号レベルがローレベルからハイレベルに変更される。コントロール回路１０７は、比較結果信号ＣＭＰの立上りエッジに応じて次の帰線期間を待ち受ける昇圧切り替え待機状態となる。
【００５４】
昇圧切り替え待機状態となったコントロール回路１０７は、表示のフレーム信号ＦＲＭに同期して、帰線期間が開始されたと同時に３倍昇圧状態を示す昇圧倍率設定信号ＢＴと準備信号ＳＥＴ０、ＳＥＴ１をチャージポンプ回路１０２に出力する。詳細には、昇圧切り替え待機状態中、時刻Ｔ２においてフレーム信号ＦＲＭがハイレベルとなり帰線期間が開始されると、コントロール回路１０７は、昇圧倍率設定信号ＢＴの信号レベルを、２倍昇圧を示すローレベルから３倍昇圧を示すハイレベルに変更する。これと同時に、コントロール回路１０７は、所定の期間（時刻Ｔ２〜時刻Ｔ３の間）、ハイレベルの準備信号ＳＥＴ０を出力する。チャージポンプ回路１０２におけるスイッチＳＷ１〜ＳＷ１１のオン／オフ状態は、昇圧倍率設定信号ＢＴの立上りエッジに応じて変更され、ハイレベルの準備信号ＳＥＴ０が入力される時刻Ｔ２〜時刻Ｔ３の間、図１２に示す第３放電状態となる。
【００５５】
図１２を参照して、ハイレベルの準備信号ＳＥＴ０に応じて、スイッチＳＷ８〜ＳＷ１１がオン、他のスイッチＳＷ１〜ＳＷ７がオフとなる（第３放電状態）。これにより、２つのポンピング容量Ｃ１、Ｃ２の両端は接続され、ポンピング容量に蓄えられた過剰な電圧はグランドに向けて放電される。ここで、準備信号ＳＥＴ０のハイレベル期間（時刻Ｔ２〜時刻Ｔ３）、すなわち第３放電状態となる期間は、ポンピング容量Ｃ１、Ｃ２のそれぞれの電圧が１／３ＶＯＵＴ以下となるように設定されていることが好ましい。尚、この期間は予め設定されても良いし、端子Ｃ１＋、Ｃ２＋の電圧を検出する回路による制御によって変更されても良い。
【００５６】
時刻Ｔ３において、準備信号ＳＥＴ０はローレベルに遷移し、準備信号ＳＥＴ１はハイレベルに遷移する。チャージポンプ回路１０２は、入力される準備信号ＳＥＴ１の立上りエッジに応じて図９に示す第２充電状態となり、ポンピング容量Ｃ１、Ｃ２に対し１／３ＶＯＵＴで充電される。そして、時刻Ｔ４において、準備信号ＳＥＴ０、ＳＥＴ１がともにローレベルになると図１０に示す第２放電状態となり、以降、チャージポンプ回路１０２は、上述の３倍昇圧動作を開始する。
【００５７】
以上のように、本発明による電源回路１０１では、昇圧倍率を高圧側に切り替える際に生じる２つのポンピング容量Ｃ１、Ｃ２の過電圧を放電している。すなわち、ポンピング容量Ｃ１、Ｃ２は、ＶＩＮ＝ＶＯＵＴ／２が充電されている状態から、ＶＩＮ＝ＶＯＵＴ／３以下の状態に放電されている。このため、本発明によれば、高圧側への昇圧倍率切り替え時において、従来技術で発生していた電池に対する逆流電流を防止することができる。
【００５８】
又、本発明による電源回路１０１では、２つのポンピング容量の充電電圧を１／３ＶＯＵＴ以下にしてから昇圧動作を開始している。すなわち、昇圧倍率切り替え前後におけるポンピング容量Ｃ１、Ｃ２の電圧の差を、０又は０に近似した値としている。このため、チャージポンプ回路１０２から異常な出力電圧ＶＯＵＴが発生することもない。従って、本発明によれば、昇圧倍率の切り替えに起因する表示異常の発生が防止される。
【００５９】
更に、昇圧倍率が切り替わる時刻Ｔ４は、帰線期間である時刻Ｔ２から時刻Ｔ５の間であることが好ましい。これにより、表示動作に対する昇圧倍率の切り替えによる影響を更に減じることができる。
【００６０】
次に、低圧側に昇圧倍率切り替え時の動作を説明する。図１３を参照して、本発明による３倍昇圧動作から２倍昇圧動作への切り替え動作の詳細を説明する。
【００６１】
電源回路１０１では、３倍昇圧動作を行っている状態において、電池電圧ＶＢＡＴが上昇した場合、２倍昇圧動作に切り替える。図１３は、３倍昇圧動作から２倍昇圧動作への切り替え時における電源回路１０１の動作を示すタイミングチャートである。
【００６２】
図１３を参照して、時刻Ｔ１において電池電圧ＶＢＡＴが上昇すると、比較回路１０５は比較結果信号ＣＭＰの信号レベルを変更する。ここでは、電池電圧ＶＢＡＴが参照電圧ＶＲＥＦ３を上回ると、比較結果信号ＣＭＰの信号レベルがハイレベルからローレベルに変更される。コントロール回路１０７は、比較結果信号ＣＭＰの立下がりエッジに応じて次の帰線期間を待ち受ける昇圧切り替え待機状態となる。
【００６３】
昇圧切り替え待機状態となったコントロール回路１０７は、表示のフレーム信号ＦＲＭに同期して、帰線期間が開始されたと同時に２倍昇圧状態を示す昇圧倍率設定信号ＢＴと準備信号ＳＥＴ１をチャージポンプ回路１０２に出力する。詳細には、昇圧切り替え待機状態中、時刻Ｔ２においてフレーム信号ＦＲＭがハイレベルとなり帰線期間が開始されると、コントロール回路１０７は、昇圧倍率設定信号ＢＴの信号レベルを、３倍昇圧を示すハイレベルから２倍昇圧を示すローレベルに変更する。これと同時に、コントロール回路１０７は、所定の期間（時刻Ｔ２〜時刻Ｔ３の間）、ハイレベルの準備信号ＳＥＴ１を出力する。チャージポンプ回路１０２におけるスイッチＳＷ１〜ＳＷ１１のオン／オフ状態は、昇圧倍率設定信号ＢＴの立下りエッジに応じて変更され、ハイレベルの準備信号ＳＥＴ１が入力される時刻Ｔ２〜時刻Ｔ３の間、図７に示す第１充電状態となる。すなわち、帰線期間内の所定の期間、２倍昇圧時における第１充電状態と同じスイッチ制御が行なわれ、ポンピング容量Ｃ１、Ｃ２は１／２ＶＯＵＴで充電される。
【００６４】
そして、時刻Ｔ３において、準備信号ＳＥＴ０、ＳＥＴ１がともにローレベルになると図８に示す第１放電状態となり、以降、チャージポンプ回路１０２は、上述の２倍昇圧動作を開始する。
【００６５】
以上のように、本発明による電源回路１０１では、ポンピング容量Ｃ１、Ｃ２の充電電圧を１／２ＶＯＵＴに変更してから昇圧倍率の切り替えを開始する。このため、チャージポンプ回路１０２の出力電圧ＶＯＵＴが低下することなく、昇圧倍率を低圧側に切り替えることができる。又、昇圧倍率が切り替わる時刻Ｔ３は、帰線期間である時刻Ｔ２から時刻Ｔ４の間であることが好ましい。これにより、表示動作に対する昇圧倍率の切り替えによる影響を更に減じることができる。
【００６６】
本発明による電源回路１０１は、昇圧倍率を切り替える際、過電圧が生じる場合は過剰な電荷を放電してから昇圧動作を行い、昇圧出力電圧が低下する場合はポンピング容量に必要な電圧を充電してから昇圧動作を行う。このため、電池への逆流電流や異常出力の発生を防止できる。又、昇圧倍率の切り替えを、表示駆動を行わない“非表示期間”（例えば帰線期間）に実施することで表示異常の発生を防止できる。
【００６７】
以上、本発明の実施の形態を詳述してきたが、具体的な構成は上記実施の形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の変更があっても本発明に含まれる。本実施の形態では、昇圧倍率として、２倍及び３倍を一例として説明したがこれに限らず、その他の倍率でも構わない。この場合、昇圧倍率に応じたスイッチ構成及び昇圧動作を行うことは言うまでもない。
【符号の説明】
【００６８】
１０１：表示装置用電源回路
１０２：チャージポンプ回路
１０３：表示パネル駆動電圧生成レギュレータ
１０４：電圧検出回路
１０５：比較回路
１０６：入力電圧生成レギュレータ
１０７：コントロール回路
Ｃ１、Ｃ２：ポンピング容量
ＶＩＮ：入力電圧
ＶＯＵＴ：出力電圧
ＶＢＡＴ：電池電圧
ＶＰＮＬ：表示パネル駆動電圧ＶＰＮＬ
ＢＴ：昇圧倍率設定信号
ＤＥＴ：検出信号
ＣＭＰ：比較結果信号
ＳＥＴ０、ＳＥＴ１：昇圧倍率切替準備信号
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力電源電圧を昇圧して昇圧電圧を出力する昇圧回路と、
前記入力電源電圧の電圧レベルを検出する入力電圧検出回路と、
検出された前記入力電源電圧レベルに応じて前記昇圧回路の昇圧倍率を変更する昇圧制御回路と、
を具備し、
前記昇圧制御回路は、表示パネルにおける帰線期間に前記昇圧倍率を変更する
表示装置用電源回路。
【請求項２】
請求項１に記載の表示装置用電源回路において、
前記昇圧制御回路は、前記帰線期間を制御するフレーム信号に応じて前記昇圧回路の昇圧倍率を変更する
表示装置用電源回路。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の表示装置用電源回路において、
前記昇圧制御回路は、前記入力電源電圧レベルが上昇し、前記非表示期間になると、第１昇圧倍率切替準備信号を出力し、
前記昇圧回路は、ポンピング容量の充放電を繰り返して前記入力電源電圧を昇圧し、前記第１昇圧倍率切替準備信号に応じて、前記ポンピング容量に充電された電荷を放電し、前記放電後、前記昇圧倍率を高圧側に変更する
表示装置用電源回路。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか１項に記載の表示装置用電源回路において、
前記入力電源電圧レベルが降下し、前記非表示期間になると、前記昇圧制御回路は、第２昇圧倍率切替準備信号を出力し、
前記昇圧回路は、ポンピング容量の充放電を繰り返して前記入力電源電圧を昇圧し、前記第２昇圧倍率切替準備信号に応じて、前記ポンピング容量を充電し、前記充電後、前記昇圧倍率を低圧側に変更する
表示装置用電源回路。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか１項に記載の表示装置用電源回路において、
前記入力電源電圧は、電池から直接供給される
表示装置用電源回路。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか１項に記載の表示装置用電源回路と、
表示パネルと、
前記表示装置用電源回路から供給される昇圧電圧によって前記表示パネルを駆動するドライバと、
を具備する
表示装置。
【請求項７】
請求項６に記載の表示装置において、
前記表示パネルにおける帰線期間を制御するフレーム信号を前記ドライバ及び前記表示装置用電源回路に出力するタイミングコントローラを更に具備し、
前記ドライバは、前記フレーム信号に応じて前記表示パネルを駆動し、
前記表示装置用電源回路は、前記フレーム信号に応じて前記昇圧回路の昇圧倍率を変更する
表示装置。
【請求項８】
入力電源電圧を昇圧して昇圧電圧を出力するステップと、
前記入力電源電圧の電圧レベルを検出するステップと、
検出された前記入力電源電圧レベルに応じて前記昇圧電圧の昇圧倍率を変更するステップと、
を具備し、
前記昇圧倍率を変更するステップは、表示パネルにおける帰線期間に行なわれる
表示装置用電源電圧の昇圧倍率変更方法。
【請求項９】
請求項８に記載の表示装置用電源電圧の昇圧倍率変更方法において、
前記昇圧倍率を変更するステップは、
前記入力電源電圧レベルが上昇し、前記非表示期間になると、前記入力電源電圧を昇圧するためのポンピング容量に充電された電荷を放電するステップと、
前記放電後、前記昇圧倍率を高圧側に変更するステップと、
を更に備える
表示装置用電源電圧の昇圧倍率変更方法。
【請求項１０】
請求項８又は９に記載の表示装置用電源電圧の昇圧倍率変更方法において、
前記昇圧倍率を変更するステップは、
前記入力電源電圧レベルが降下し、前記非表示期間になると、入力電源電圧を昇圧するためのポンピング容量を充電するステップと、
前記充電後、前記昇圧倍率を低圧側に変更するステップと、
を更に備える
表示装置用電源電圧の昇圧倍率変更方法。
【請求項１】
入力電源電圧を昇圧して昇圧電圧を出力する昇圧回路と、
前記入力電源電圧の電圧レベルを検出する入力電圧検出回路と、
検出された前記入力電源電圧レベルに応じて前記昇圧回路の昇圧倍率を変更する昇圧制御回路と、
を具備し、
前記昇圧制御回路は、表示パネルにおける帰線期間に前記昇圧倍率を変更する
表示装置用電源回路。
【請求項２】
請求項１に記載の表示装置用電源回路において、
前記昇圧制御回路は、前記帰線期間を制御するフレーム信号に応じて前記昇圧回路の昇圧倍率を変更する
表示装置用電源回路。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の表示装置用電源回路において、
前記昇圧制御回路は、前記入力電源電圧レベルが上昇し、前記非表示期間になると、第１昇圧倍率切替準備信号を出力し、
前記昇圧回路は、ポンピング容量の充放電を繰り返して前記入力電源電圧を昇圧し、前記第１昇圧倍率切替準備信号に応じて、前記ポンピング容量に充電された電荷を放電し、前記放電後、前記昇圧倍率を高圧側に変更する
表示装置用電源回路。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか１項に記載の表示装置用電源回路において、
前記入力電源電圧レベルが降下し、前記非表示期間になると、前記昇圧制御回路は、第２昇圧倍率切替準備信号を出力し、
前記昇圧回路は、ポンピング容量の充放電を繰り返して前記入力電源電圧を昇圧し、前記第２昇圧倍率切替準備信号に応じて、前記ポンピング容量を充電し、前記充電後、前記昇圧倍率を低圧側に変更する
表示装置用電源回路。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか１項に記載の表示装置用電源回路において、
前記入力電源電圧は、電池から直接供給される
表示装置用電源回路。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか１項に記載の表示装置用電源回路と、
表示パネルと、
前記表示装置用電源回路から供給される昇圧電圧によって前記表示パネルを駆動するドライバと、
を具備する
表示装置。
【請求項７】
請求項６に記載の表示装置において、
前記表示パネルにおける帰線期間を制御するフレーム信号を前記ドライバ及び前記表示装置用電源回路に出力するタイミングコントローラを更に具備し、
前記ドライバは、前記フレーム信号に応じて前記表示パネルを駆動し、
前記表示装置用電源回路は、前記フレーム信号に応じて前記昇圧回路の昇圧倍率を変更する
表示装置。
【請求項８】
入力電源電圧を昇圧して昇圧電圧を出力するステップと、
前記入力電源電圧の電圧レベルを検出するステップと、
検出された前記入力電源電圧レベルに応じて前記昇圧電圧の昇圧倍率を変更するステップと、
を具備し、
前記昇圧倍率を変更するステップは、表示パネルにおける帰線期間に行なわれる
表示装置用電源電圧の昇圧倍率変更方法。
【請求項９】
請求項８に記載の表示装置用電源電圧の昇圧倍率変更方法において、
前記昇圧倍率を変更するステップは、
前記入力電源電圧レベルが上昇し、前記非表示期間になると、前記入力電源電圧を昇圧するためのポンピング容量に充電された電荷を放電するステップと、
前記放電後、前記昇圧倍率を高圧側に変更するステップと、
を更に備える
表示装置用電源電圧の昇圧倍率変更方法。
【請求項１０】
請求項８又は９に記載の表示装置用電源電圧の昇圧倍率変更方法において、
前記昇圧倍率を変更するステップは、
前記入力電源電圧レベルが降下し、前記非表示期間になると、入力電源電圧を昇圧するためのポンピング容量を充電するステップと、
前記充電後、前記昇圧倍率を低圧側に変更するステップと、
を更に備える
表示装置用電源電圧の昇圧倍率変更方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２０１０−２５６４０３（Ｐ２０１０−２５６４０３Ａ）
【公開日】平成２２年１１月１１日（２０１０．１１．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１０２８７３（Ｐ２００９−１０２８７３）
【出願日】平成２１年４月２１日（２００９．４．２１）
【出願人】（３０２０６２９３１）ルネサスエレクトロニクス株式会社 (8,021)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１１月１１日（２０１０．１１．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年４月２１日（２００９．４．２１）
【出願人】（３０２０６２９３１）ルネサスエレクトロニクス株式会社 (8,021)
【Ｆターム（参考）】
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