适用于触控显示整合驱动器的电荷泵电路

技术领域

本发明涉及一种直流转换器，特别涉及一种适用于触控显示整合驱动器(TDDI)的电荷泵电路。

背景技术

直流转换器(DC-to-DC converter)是一种将直流电源从一个电压电平转换至另一个电压电平的电子电路。直流转换器为电源转换器(power converter)的一种，其功率范围可以从低功率电平至高功率电平。

电荷泵电路(charge-pump circuit)为直流转换器的一种，其使用电容器来储存电荷，用以提高或降低电压。电荷泵电路一般电路结构简单但具有高效率，通常可达90～95％。

触控显示整合驱动器(touch and display driver integration)为一种集成式驱动器，其可驱动触控面板与显示面板。然而，触控显示整合驱动器的电压范围通常为32伏特，当使用电荷泵电路时，被驱动的触控/显示面板的电压范围通常大于40伏特，所以需要使用特别的机制来达成。因此亟需提出一种新颖的电荷泵电路，可适用于触控显示整合驱动器但不会牺牲电荷泵电路的高效率。

发明内容

鉴于上述，本发明实施例的目的之一在于提出一种适用于触控显示整合驱动器(TDDI)的电荷泵电路，用以驱动具有高电压范围的触控/显示面板。

根据本发明实施例，电荷泵电路包含时钟产生器、感测波形产生器、第一二极管、第一电容器、第二二极管及第二电容器。时钟产生器产生时钟信号，时钟信号振荡于高状态与低状态之间，其中高状态具有相关预设高电压且低状态具有相关预设低电压。感测波形产生器产生触控感测用的感测信号。第一二极管的阴极电性连接至预设低电压。第一电容器的第一板电性耦接时钟信号，其第二板于中间节点处电性连接至第一二极管的阳极。第二二极管的阴极于中间节点处电性连接至第一电容器的第二板。第二电容器的第一板电性耦接感测信号，其第二板于输出节点处电性连接至第二二极管的阳极。产生于电荷泵期间的时钟信号与产生于触控感测期间的感测信号是交替产生的。

附图说明

图1显示适用于显示驱动器的电荷泵电路的电路图。

图2显示本发明实施例的适用于触控显示整合驱动器(TDDI)的电荷泵电路的电路图。

附图标记说明：

100 电荷泵电路

11 时钟产生器

12 第一板

13 第二板

14 第一板

15 第二板

200 电荷泵电路

21 感测波形产生器

C1 第一电容器

C2 第二电容器

D1 第一二极管

D2 第二二极管

M 中间节点

VGL 输出节点

VSP 预设高电压

VSN 预设低电压

Vt 二极管临界电压

具体实施方式

图1显示适用于显示驱动器的电荷泵电路100的电路图。电荷泵电路100可包含时钟产生器11，其设于显示驱动器内，用以产生时钟信号(例如图示的方波)，时钟信号振荡于高状态(具有相关预设高电压VSP)与低状态(具有相关预设低电压VSN)之间。

电荷泵电路100可包含(外挂)第一二极管D1，其设于显示驱动器外部。第一二极管D1具有阴极(例如p-n结二极管的N侧)，其电性连接至预设低电压VSN。电荷泵电路100可包含(外挂)第一电容器C1，其具有：第一板12，电性耦接(时钟产生器11的)时钟信号；及第二板13，于中间节点M处电性连接至第一二极管D1的阳极(例如p-n结二极管的P侧)。

电荷泵电路100可包含(外挂)第二二极管D2，其具有阴极，阴极于中间节点M处电性连接至第一电容器C1的第二板13。电荷泵电路100可包含(外挂)第二电容器C2，其具有：第一板14，电性连接至地(例如0伏特)；及第二板15，于输出节点VGL处电性连接至第二二极管D2的阳极。

于进行第一阶段的操作时，此时钟信号位于高状态(亦即高电压VSP)，第一二极管D1为顺向偏压(forward-biased)(或导通)，中间节点M充电至VSN+Vt，其中Vt代表二极管临界电压。于第一阶段，第二二极管D2为逆向偏压(reverse-biased)(或关闭)，因而将第二电容器C2与电荷泵电路100的其他电路分离开来。

于进行第二阶段的操作时，此时钟信号位于低状态(亦即低电压VSN)，第二二极管D2为顺向偏压(或导通)，然而第一二极管D1为逆向偏压(或关闭)。因此，第二二极管D2串联于第一电容器C1与时钟信号。借此，输出节点VGL充电至2VSN-VSP+Vt，然而中间节点M充电至2VSN-VSP。在一例子中，若预设高电压VSP为6伏特，预设低电压VSN为-6伏特且二极管临界电压Vt为0.7伏特，则输出节点VGL充电至-17.3伏特。根据上述，电荷泵电路100可提供较显示驱动器更大的电压范围。

图2显示本发明实施例的适用于触控显示整合驱动器(TDDI)的电荷泵电路200的电路图。电荷泵电路200类似于图1的电荷泵电路100的架构，可包含时钟产生器11(设于触控显示整合驱动器内)、(外挂)第一二极管D1、(外挂)第二二极管D2、(外挂)第一电容器C1及(外挂)第二电容器C2，其细节不再赘述。

根据本实施例的特征之一，电荷泵电路200还可包含感测波形产生器21，其设于触控显示整合驱动器内，用以产生触控感测用的感测(驱动)信号(例如图示的三角波)，该信号振荡于地(例如0伏特)与预设负电压(例如-5伏特)之间。根据本实施例的另一特征，第二电容器C2的第一板14电性耦接感测信号，而非如图1所示出的那样耦接至地。

根据本实施例的又一特征，(时钟产生器11的)时钟信号与(感测波形产生器21的)感测信号是分时(time-sharing)产生的。其中，时钟信号产生于电荷泵(或显示)期间，接着于触控感测期间产生感测信号。换句话说，感测信号与时钟信号是交替产生的。

于进行电荷泵期间的第一阶段的操作时，此时钟信号位于高状态(亦即高电压VSP)，第一二极管D1为顺向偏压(或导通)，中间节点M充电至VSN+Vt，其中Vt代表二极管临界电压。于第一阶段，第二二极管D2为逆向偏压(或关闭)，因而将第二电容器C2与电荷泵电路100的其他电路分离开来。

于进行电荷泵期间的第二阶段的操作时，此时钟信号位于低状态(亦即低电压VSN)，第二二极管D2为顺向偏压(或导通)，然而第一二极管D1为逆向偏压(或关闭)。因此，第二二极管D2串联于第一电容器C1与时钟信号。借此，输出节点VGL充电至2VSN-VSP+Vt，然而中间节点M充电至2VSN-VSP。

于触控感测期间，第二二极管D2为顺向偏压(或导通)，然而第一二极管D1为逆向偏压(或关闭)。输出节点VGL从电荷泵期间的输出电压2VSN-VSP+Vt，依感测信号(例如图示的三角波)进一步向下充电(使其具有更负电压)，因而产生比2VSN-VSP+Vt更负的电压。根据上述，电荷泵电路200所提供的电压范围(例如大于40伏特)远大于触控显示整合驱动器(TDDI)的电压范围(例如小于32伏特)。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用以限定本发明的权利要求范围；凡其它未脱离发明所揭示的精神下所完成的等效改变或修饰，均应包含在本申请的权利要求范围内。