一种电子纸驱动芯片交流共用电压电路及应用方法

技术领域

本发明涉及电子纸源极驱动芯片交流共用电压技术领域，具体是一种电子纸驱动芯片交流共用电压电路及应用方法。

背景技术

电子纸，也叫数码纸，是一种超薄、超轻的显示屏，可看作是一个薄薄的内嵌式遥控显示板，电子纸兼有纸的优点，又可以像我们常见的液晶显示器一样不断转换刷新显示内容，电子纸具有低功耗和可折叠弯曲功能，画面显示细腻和可视角度宽、相比其他显示技术，最大的优点是阳光下可视效果好，没有死角并且比液晶显示器省电得多，随着显示技术一系列突破性进展，革命性的电子纸显示技术终于开始走向大众走向实用，组件应用于便携式电子书、电子报纸和IC卡等，能提供与传统书刊类似的阅读功能和使用属性。

为了满足电子纸显示需要，电子纸驱动芯片需要提供各种要求的电压，其中之一就是共用电压VCOM，共用电压按照系统需要一般有两个工作状态，一是直流共用电压DCVCOM，电压范围大概是：-0.5V~-3.0V，另外一个就是交流共用电压ACVCOM，现有技术有两种办法，其中第一种如图1所示，通过系统控制VCOM缓冲器来产生所需的共用电压，这种方法是由VCOM缓冲器来产生直流共用电压DCVCOM和交流共用电压ACVCOM，这样做的有个问题就是电路设计相对复杂，也有相对占用比较大的相应电路面积的问题。

另一种办法就是如图2所示，分别在于多了开关1和开关2，分别可以将VCOM输出端连到VGH电压端和VGL电压端，这种方法对于直流共用电压DCVCOM同图1的电路一样，都是由VCOM缓冲器来产生直流共用电压DCVCOM；而当需要交流共用电压ACVCOM状态时，VCOM缓冲器就可以关掉，由开关1和开关2来实现交流共用电压ACVCOM状态，这时交流共用电压ACVCOM状态的两个电压，分别由VGH电压端和VGL电压端供应，这样做的好处时简化电路设计，节省相应电路面积，但是由于较大的电压作用于稳定电容器，造成一个很大的缺点就是功耗大。

因此，针对上述问题提出一种电子纸驱动芯片交流共用电压电路及应用方法，在交流共用电压ACVCOM状态时，通过断开开关3把稳定电容器接地端悬浮，这样VCOM输出端在VGH电压端跟VGL电压端之间转换时，VCOM输出端的外接稳定电容器就不会有能量损失，而且在交流共用电压ACVCOM状态时，在高低电压之间转换时所需要的稳定时间会大幅减少。

发明内容

为了弥补现有技术的不足，解决背景技术中所提出的关键技术问题，本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：设计一种电子纸驱动芯片交流共用电压电路，包含VCOM缓冲器，VCOM缓冲器包含参考电压VREF输入端和VCOM输出端，VCOM输出端连接稳定电容器和储存电容器，储存电容器另一端连接像素电压端，VCOM输出端连接有开关1，开关1另一端连接VGH电压端，VCOM输出端同时连接有开关2，开关2另一端连接VGL电压端，稳定电容器另一端连接有开关3，开关3另一端连接GND。

一种电子纸驱动芯片交流共用电压电路，包含VCOM缓冲器，VCOM缓冲器包含参考电压VREF输入端和VCOM输出端，其特征在于，VCOM输出端连接储存电容器，储存电容器另一端连接像素电压端，VCOM输出端连接有开关1，开关1另一端连接VGH电压端，VCOM输出端同时连接有开关2，开关2另一端连接VGL电压端，VCOM输出端连接有开关3，开关3另一端连接有稳定电容器，稳定电容器另一端连接GND。

优选的，开关3集成在芯片内部，属于芯片内置开关。

优选的，开关3设置于芯片外部，开关3为芯片外部独立器件或集成器件。

优选的，VGH电压端连接栅极高电压。

优选的，VGL电压端连接栅极低电压。

优选的，VCOM为共用电压。

一种电子纸驱动芯片交流共用电压应用方法，包含以下步骤：

步骤1：当需要直流共用电压DCVCOM时，断开开关1和开关2、接通开关3，通过设置参考电压VREF输入端，使得VCOM输出端输出稳定的直流共用电压DCVCOM；

步骤2：当需要交流共用电压ACVCOM时，断开开关3和开关2，接通开关1，让VCOM输出端输出电压拉至VGH电压端，接而接通开关2，断开开关1，让VCOM输出端输出电压拉至VGL电压端；

步骤3：保持开关3断开状态，根据需要的频率，断开或闭合开关1和开关2，使得输出端持续输出方波交流共用电压ACVCOM；

步骤4：当需要用回直流共用电压DCVCOM时，重复步骤1。

优选的，VGH电压端和VGL电压端的供电电压为芯片内部栅极电压、芯片内部其他电压或芯片外置供电电压中的一种。

电子纸驱动芯片需要提供各种要求的电压，其中之一就是共用电压VCOM，共用电压VCOM按照系统需要一般有两个工作状态，一是直流共用电压DCVCOM，范围大概是：-0.5V~-3.0V，另外一个就是交流共用电压ACVCOM，如图2所示，用VGH代表VGH电压端电压，用VGL代表VGL电压端电压，在交流共用电压ACVCOM状态时，VCOM输出端电压的范围是VGH到VGL，这就造成了电量变化为Q=C(VGH-VGL)，C代表VCOM输出端电容总和，即C=稳定电容器电容+储存电容器电容。

稳定电容器大约为1uF，储存电容器的总和根据显示大小，分辨率等的不同而不同，大约为1~100nF，在交流共用电压ACVCOM状态下，可以看出高功耗的一个主要原因就是因为稳定电容器。

针对在交流共用电压ACVCOM时，使用VGH，VGL的增大功耗的问题，由于在交流共用电压ACVCOM状态时无需由VCOM缓冲器来产生，因此此时是不需要外接稳定电容器的，所述，本发明设计的一种电子纸驱动芯片交流共用电压电路，如图3所示。具体设计是把VCOM输出端的稳定电容器的接地端改由驱动芯片来控制是否接地。具体工作原理为：在交流共用电压ACVCOM状态时，通过断开开关3把VCOM输出端的外接稳定电容器的接地端悬浮，这样VCOM输出端在VGH电压端跟VGL电压端之间转换时，VCOM输出端的外接稳定电容器就不会有能量损失，而且还使得在高低电压之间转换时所需要的稳定时间会大幅减少。

本发明的有益效果在于：

本发明在交流共用电压ACVCOM状态时，通过断开开关3把VCOM输出端的外接稳定电容器的接地端悬浮，这样VCOM输出端在VGH电压端跟VGL电压端之间转换时，稳定电容器就不会有能量损失，兼容了简化电路、减少电路占用面积、同时减少损耗和大幅度减少高低电压转换时所需要的稳定时间等多种优良性能。

附图说明

图1为现有技术1电路构架图；

图2为现有技术2电路构架图；

图3为本发明整体电路构架图；

图4为本发明优选设计方案整体电路构架图；

实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

实施例1

结合图3本实施例设计的一种电子纸驱动芯片交流共用电压电路，包含VCOM缓冲器，VCOM缓冲器包含参考电压VREF输入端和VCOM输出端，其特征在于，VCOM输出端连接稳定电容器和储存电容器，储存电容器另一端连接像素电压端，VCOM输出端连接有开关1，开关1另一端连接VGH电压端，VCOM输出端同时连接有开关2，开关2另一端连接VGL电压端，稳定电容器另一端连接有开关3，开关3另一端连接GND。

本实施例优选的，开关3集成在芯片内部，属于内置芯片开关。

本实施例优选的，VGH电压端和VGL电压端的供电电压为芯片内部栅极电压、芯片内部其他电压或芯片外置供电电压中的一种。

本实施例优选的，VGH电压端连接栅极高电压。

本实施例优选的，VGL电压端连接栅极低电压。

一种电子纸驱动芯片交流共用电压应用方法，包含以下步骤：

步骤1：当需要直流共用电压DCVCOM时，断开开关1和开关2、接通开关3，通过设置参考电压VREF输入端，使得VCOM输出端输出稳定的直流共用电压DCVCOM；

步骤2：当需要交流共用电压ACVCOM时，断开开关3和开关2，接通开关1，让VCOM输出端输出电压拉至VGH电压端，接而接通开关2，断开开关1，让VCOM输出端输出电压拉至VGL电压端；

步骤3：保持开关3断开状态，根据需要的频率，断开或闭合开关1和开关2，使得输出端持续输出方波交流共用电压ACVCOM；

步骤4：当需要用回直流共用电压DCVCOM时，重复步骤1。

本实施例优选的，VGH电压端和VGL电压端的供电电压为芯片内部栅极电压、芯片内部其他电压或芯片外置供电电压中的一种。

实施例2

结合图4，本实施例设计的一种电子纸驱动芯片交流共用电压电路，包含VCOM缓冲器，VCOM缓冲器包含参考电压VREF输入端和VCOM输出端，其特征在于，VCOM输出端连接储存电容器，储存电容器另一端连接像素电压端，VCOM输出端连接有开关1，开关1另一端连接VGH电压端，VCOM输出端同时连接有开关2，开关2另一端连接VGL电压端，VCOM输出端连接有开关3，开关3另一端连接有稳定电容器，稳定电容器另一端连接GND。

本实施例优选的，开关3集成在芯片内部，属于内置芯片开关。

本实施例优选的，VGH电压端和VGL电压端的供电电压为芯片内部栅极电压、芯片内部其他电压或芯片外置供电电压中的一种。

本实施例优选的，VGH电压端连接栅极高电压。

本实施例优选的，VGL电压端连接栅极低电压。

一种电子纸驱动芯片交流共用电压应用方法，包含以下步骤：

步骤1：当需要直流共用电压DCVCOM时，断开开关1和开关2、接通开关3，通过设置参考电压VREF输入端，使得VCOM输出端输出稳定的直流共用电压DCVCOM；

步骤2：当需要交流共用电压ACVCOM时，断开开关3和开关2，接通开关1，让VCOM输出端输出电压拉至VGH电压端，接而接通开关2，断开开关1，让VCOM输出端输出电压拉至VGL电压端；

步骤3：保持开关3断开状态，根据需要的频率，断开或闭合开关1和开关2，使得输出端持续输出方波交流共用电压ACVCOM；

步骤4：当需要用回直流共用电压DCVCOM时，重复步骤1。

本实施例优选的，VGH电压端和VGL电压端的供电电压为芯片内部栅极电压、芯片内部其他电压或芯片外置供电电压中的一种。

本发明工作原理：

当需要直流共用电压DCVCOM时，断开开关1和开关2、接通开关3，通过设置参考电压VREF输入端，使得VCOM输出端输出稳定的直流共用电压DCVCOM，当需要交流共用电压ACVCOM时，断开开关3和开关2，接通开关1，让VCOM输出端输出电压拉至VGH电压端，接而接通开关2，断开开关1，让VCOM输出端输出电压拉至VGL电压端，保持开关3断开状态，根据需要的频率，断开或闭合开关1和开关2，使得输出端持续输出方波交流共用电压ACVCOM，由于在交流共用电压ACVCOM工作状态下，开关3断开，使得稳定电容器悬浮，不会造成在交流共用电压ACVCOM工作状态下，稳定电容器就不会有能量损失，兼容了简化电路、减少电路占用面积、同时减少损耗和大幅度减少高低电压转换时所需要的稳定时间等多种优良性能。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。