电源管理电路及其闸极脉冲调变电路的制作方法与工艺

本发明涉及一种电源管理电路及其闸极脉冲调变电路，尤其涉及一种可提升电源转换效率的电源管理电路及其闸极脉冲调变电路。

背景技术：
一般来说，液晶显示(liquidcrystaldisplay，LCD)装置中任一子画素包括有一薄膜晶体管(Thinfilmtransistor，TFT)及一液晶电容，而由于薄膜晶体管的闸极与源极间存在有一寄生电容，因此液晶电容所储存的电荷在放电期间会受寄生电容耦合影响，而影响所欲显示的影像数据。举例来说，请参考图1，图1为公知一液晶显示装置中一子画素10的示意图。如图1所示，子画素10包括有一薄膜晶体管100及一液晶电容102，薄膜晶体管100的闸极与源极间存在有一寄生电容CGD。液晶显示装置的一时序控制器进行时序控制，使得一扫描线GL的一闸极驱动电压在一闸极高准位电压VGH时可导通薄膜晶体管100，因此一数据线SL可将液晶电容102充电至所欲显示的准位以显示影像数据。然而，在扫描线GL的闸极驱动电压切换至一闸极低准位电压VGL以关闭薄膜晶体管100时，由于薄膜晶体管100的闸极与源极间存在有一寄生电容CGD，因此薄膜晶体管100的闸极的电压切换(即由闸极高准位电压VGH至闸极低准位电压VGL)，会通过寄生电容CGD耦合至薄膜晶体管100的源极而影响液晶电容102所储存的电位，进而影响所欲显示的影像数据。在此情况下，请参考图2A，图2A为公知降低如图1所示寄生电容CGD耦合效应的示意图。如图2A所示，相较于直接将扫描线GL由闸极高准位电压VGH切换至闸极低准位电压VGL(如左半部所示)，为了降低寄生电容CGD耦合效应，公知扫描线GL由闸极高准位电压VGH切换至闸极低准位电压VGL以关闭薄膜晶体管100的过程中，会由闸极高准位电压VGH先以一放电斜率降至0V后再降至闸极低准位电压VGL(如右半部所示)。如此一来，寄生电容CGD两端瞬间跨压变化降低，因此可有效降低薄膜晶体管100的闸极对薄膜晶体管100的源极的耦合效应。细言之，请参考图2B，图2B为用来实现图2A右半部功能的一闸极脉冲调变(GatePulseModulation)电路20的方块示意图。如图2B所示，闸极脉冲调变电路20包括有脚位200～206，脚位200用来接收一开关控制信号VFLK(可由时序控制器提供)，脚位202用来接收闸极高准位电压VGH，脚位204耦接一放电电阻RE至地(0V)，脚位206用来输出一闸极控制信号VGHM予液晶显示装置中所有子画素的薄膜晶体管的闸极，其中，一等效总合寄生电容C_VGHM可等效为所有子画素的薄膜晶体管的闸极与源极间寄生电容的总合，因此闸极控制信号VGHM会同时对等效总合寄生电容C_VGHM充放电。关于闸极脉冲调变电路20的具体操作，在一闸极充电期间，开关控制信号VFLK为高准位，致使闸极控制信号VGHM为闸极高准位电压VGH，同时将等效总合寄生电容C_VGHM充电至闸极高准位电压VGH。另外，在一闸极放电期间，开关控制信号VFLK为低准位，致使闸极控制信号VGHM一开始等于等效总合寄生电容C_VGHM的电压，且此电压会经由放电电阻RE而放电至0V。然而，公知做法闸极脉冲调变电路20在闸极放电期间将等效总合寄生电容C_VGHM所储存的电荷放电至地，无法有效利用。有鉴于此，公知技术实有改进的必须，以增加电源效率。

技术实现要素：
因此，本发明的目的的一即在于提供一种可在一闸极放电期间将寄生电容上所储存的寄生电荷转移至电源管理芯片的任一输入电压或输出电压循环使用，以提升电源的转换效率的电源管理电路及其闸极脉冲调变电路。在一实施例中，公开一种电源管理电路，用于一液晶显示装置中。该电源管理电路包括有一至多个电源产生电路，分别接收一至多个输入电压，以及产生一至多个输出电压；一闸极脉冲调变电路，耦接于一闸极高准位电压源与一放电控制端之间，用以产生一闸极控制信号；以及一放电控制器，耦接至该放电控制端，用以提供该闸极脉冲调变电路的一放电路径，其中该闸极脉冲调变电路与该放电控制器当中的一者更耦接至一供应电源，以使该闸极脉冲调变电路在一闸极放电期间放电至该供应电源，以及该供应电源是该一至多个输入电压与该一至多个输出电压当中的一者。在另一实施例中，公开一种电源管理电路，用于一液晶显示装置中。该电源管理电路包括有一至多个电源产生电路、一闸极脉冲调变电路以及一放电控制器。该一至多个电源产生电路分别接收一至多个输入电压，以及产生一至多个输出电压；该闸极脉冲调变电路包括有一充电开关，耦接一闸极高准位电压源与一闸极控制端之间；以及一放电开关，耦接于该闸极控制端与一放电控制端之间。该放电控制器，耦接至该放电控制端与一供应电源之间，用以提供该闸极脉冲调变电路的一放电路径，其中该供应电源是该一至多个输入电压与该一至多个输出电压当中的一者。在更另一实施例中，公开一种闸极脉冲调变电路，用于产生一液晶显示装置的闸极控制信号。该闸极脉冲调变电路包括有一充电开关，耦接至一闸极高准位电压源与一闸极控制信号输出端之间；一电流镜，耦接于该闸极控制信号输出端以及该放电控制端之间；以及一放电开关，耦接于电流镜与一供应电源之间。在更另一实施例中，公开一种电源管理电路，该电源管理电路包括有上述的闸极脉冲调变电路电源管理电路；以及一至多个电源产生电路，分别接收一至多个输入电压，以及产生一至多个输出电压。在此配合下列图示、实施例的详细说明及权利要求书，将上述及本发明的其它目的与优点详述于后。附图说明图1为公知一液晶显示装置中一子画素的示意图。图2A为公知降低如图1所示一寄生电容耦合效应的示意图。图2B为用来实现图2A右半部功能的一闸极脉冲调变电路的方块示意图。图3为本发明实施例中用于一液晶显示装置的一电源管理电路的示意图。图4A为依据一实施例图3中一闸极脉冲调变电路的方块示意图。图4B为依据一实施例如图4A所示的闸极脉冲调变电路的电路示意图。图4C为依据一实施例如图4A所示的闸极脉冲调变电路的操作示意图。图5A为本发明另一实施例中用于一液晶显示装置的一电源管理电路的示意图。图5B为依据一实施例如图5A所示的一闸极脉冲调变电路的方块示意图。图5C为依据一实施例如图5A所示的闸极脉冲调变电路的电路示意图。图5D为依据一实施例如图5A所示的闸极脉冲调变电路的操作示意图。图6为本发明实施例一电荷循环流程的示意图。其中，附图标记说明如下：10子画素100薄膜晶体管102液晶电容20、308、508闸极脉冲调变电路200～206、400～406、500、502脚位208、408充电开关210、410放电开关30、50电源管理电路300直流对直流转换器302低压降稳压器304电压缓冲器306其它电源产生电路310放电控制器506电流镜60电荷循环流程600～608步骤CGD寄生电容GL扫描线SL资料线VGH、VGH＇、VIN5闸极高准位电压VGL闸极低准位电压VFLK、VFLK＇开关控制信号RE、RE＇放电电阻VGHM、VGHM＇闸极控制信号C_VGHM、C_VGHM＇等效总合寄生电容VFLK_INV＇反相信号VIN1～VIN4输入电压VOUT1～VOUT4输出电压VSUP供应电压C_SUP电容M1、M2晶体管具体实施方式请参考图3，图3为本发明实施例中用于一液晶显示装置的一电源管理电路30的示意图。如图3所示，电源管理电路30可实施为一芯片，并包括一闸极脉冲调变(GatePulseModulation)电路308，其接收并调变一闸极高准位电压源VIN5。一放电控制器310(譬如以一放电电阻RE’实施)可耦接于一放电控制端与一供应电源(具有供应电压VSUP)之间，用于提供闸极脉冲调变电路308一放电路径。另外，电源管理电路30更包括一至多个电源产生电路，譬如是下列电路当中至少的一者：一直流对直流转换器(DC/DCconverter)300、一低压降稳压器(Lowdropoutregulator，LDOregulator)302、一电压缓冲器304、以及一其它电源产生电路306，其分别接收输入电压VIN1～VIN4，以及依据所接收的输入电压来提供输出电压VOUT1～VOUT4。此实施例的一主要特征在于闸极脉冲调变电路308的供应电源选为输入电压VIN1～VIN4及输出电压VOUT1～VOUT4当中一者。在此配置下，闸极脉冲调变电路308可在一闸极放电期间，经由放电电阻RE＇将一闸极控制信号VGHM＇(即一等效总合寄生电容C_VGHM＇的电压)放电至该供应电源。值得注意的是，此实施例绘示放电控制器310设置在电源管理电路30的外部，但其它实施例可设置在内部。相较于图2中闸极脉冲调变电路20在一闸极放电期间，放电至0V而无法有效利用等效总合寄生电容C_VGHM所储存的电荷，本实施例的放电电阻RE＇耦接至供应电源，而供应电源直接取用输入电压VIN1～VIN4及输出电压VOUT1～VOUT4当中一者，因此本实施例除了可降低液晶显示装置中所有子画素的薄膜晶体管的闸极对源极间的耦合效应外，还可将等效总合寄生电容C_VGHM＇所储存的寄生电荷循环使用，从而在毋须额外设置其它的电压源以提供供应电源的情况下就可以提升电源的转换效率。细言之，请参考图4A，图4A为依据一实施例的图3中闸极脉冲调变电路308的方块示意图。如图4A所示，闸极脉冲调变电路308包括有脚位400～406，脚位400用来接收一开关控制信号VFLK＇(可由时序控制器提供)，脚位402用来接收一闸极高准位电压VGH＇，脚位404耦接放电电阻RE＇至供应电源的供应电压VSUP，脚位406用来输出闸极控制信号VGHM＇予液晶显示装置中多个(譬如为全部)子画素的薄膜晶体管的闸极。等效总合寄生电容C_VGHM＇可等效为多个(譬如全部)子画素的薄膜晶体管的闸极与源极间寄生电容的总合，因此闸极控制信号VGHM＇可同时对等效总合寄生电容C_VGHM＇充放电。另外，闸极高准位电压VGH＇可视为图3中的闸极高准位电压源VIN5。在此配置下，闸极控制信号VGHM＇是放电到电源管理电路30的其中一个输入或输出电压。换言之，闸极控制信号VGHM’在储存阶段(开关控制信号VFLK＝'HI')所储存的电荷,会回收给电源管理电路30的其中一个输入或输出电压，因此可提升电源管理电路30的转换效率。具体而言，请参考图4B与图4C，图4B为依据一实施例如图4A所示的闸极脉冲调变电路308的电路示意图，图4C为依据一实施例如图4B所示的闸极脉冲调变电路308的操作示意图。如图4B所示，闸极脉冲调变电路308内包括有一充电开关408以及一放电开关410。另外，放电开关410可通过放电控制器310(譬如为放电电阻RE’)耦接至供应电源。充电开关408耦接于一闸极高准位电压源(提供闸极高准位电压VGH＇)与液晶显示装置的等效总合寄生电容容C_VGHM＇(即闸极控制信号输出端VGHM’)之间。放电开关410耦接于等效总合寄生电容C_VGHM＇与该放电控制端之间。放电控制器310耦接于该放电控制端与供应电源之间，其中供应电源为输入电压VIN1～VIN4及输出电压VOUT1～VOUT4当中一者。另外，充电开关408与放电开关410分别由开关控制信号VFLK＇及开关控制信号VFLK＇的一反相信号VFLK-_INV＇进行控制。在此情况下，如图4C所示，在一闸极充电期间，开关控制信号VFLK＇为高准位而反相信号VFLK---_INV＇为低准位，充电开关408导通而放电开关410关闭，因此闸极控制信号VGHM＇为闸极高准位电压VGH＇，同时将等效总合寄生电容C_VGHM＇充电至闸极高准位电压VGH＇。接下来，在一闸极放电期间，开关控制信号VFLK＇转为低准位而反相信号VFLK---_INV＇转为高准位，充电开关408关闭而放电开关410导通，因此闸极控制信号VGHM＇一开始会等于等效总合寄生电容C_VGHM＇先前所储存的电压，亦即闸极高准位电压VGH＇，继而等效总合寄生电容C_VGHM＇会经由放电控制器310由闸极高准位电压VGH＇放电至供应电压VSUP。换言之，此阶段是将等效总合寄生电容C_VGHM＇所储存的寄生电荷转移至供应电源的一电容C_SUP进行储存。其中，在闸极放电期间闸极控制信号VGHM＇(等效总合寄生电容C_VGHM＇的电压)由闸极高准位电压VGH＇放电至供应电压VSUP的一放电斜率可由等效总合寄生电容C_VGHM＇的电容值及放电电阻RE＇的电阻值所决定。因此，借由调整放电电阻RE＇的电阻值，可以调整放电斜率而达到所欲显示效果。如此一来，由于闸极控制信号VGHM＇通过可调整的放电斜率进行切换放电斜率，因此跨压变化可较小，进而有效降低所有子画素的薄膜晶体管的闸极对源极间的耦合效应。另外，由于供应电压为输入电压VIN1～VIN4及输出电压VOUT1～VOUT4当中一者，因此可将等效总合寄生电容C_VGHM＇所储存的寄生电荷循环使用，以提升电源的转换效率。值得注意的是，本实施例的主要精神在于在闸极放电期间将闸极控制信号VGHM＇(即等效总合寄生电容C_VGHM＇的电压)放电至供应电源，且此供应电源为电源管理电路30的输入电压VIN1～VIN4及输出电压VOUT1～VOUT4当中一者，因此可将等效总合寄生电容C_VGHM＇所储存的寄生电荷循环使用，以提升电源的转换效率。本领域普通技术人员当可据以修饰或变化，而不限于此。举例来说，上述实施例绘示供应电源通过脚位404外接在闸极脉冲调变电路308的芯片外部，然而实际上供应电源也可直接接在电源管理电路30的内部进行利用。此外，供应电源也不限于电源管理电路30的输入电压VIN1～VIN4及输出电压VOUT1～VOUT4当中一者，可为电源管理电路30其它输入电压或输出电压，且也可为一系统应用电路的至少一输入电压及至少一输出电压当中一者，以供系统应用电路循环使用。再者，放电控制器310的实现方式也不限于上述以耦接于等效总合寄生电容C_VGHM＇与供应电源之间的放电电阻RE＇实施，而可以其它方式实施，只要能在闸极放电期间控制闸极控制信号VGHM＇(即等效总合寄生电容C_VGHM＇的电压)的放电斜率即可。举例来说，请参考图5A至图5D，图5A为本发明另一实施例中用于一液晶显示装置的另一电源管理电路50的示意图。图5B为如图5A所示的一闸极脉冲调变电路508的方块示意图，图5C为如图5A所示的闸极脉冲调变电路508的电路示意图，图5D为如图5A所示的闸极脉冲调变电路508的操作示意图。电源管理电路50与门极脉冲调变电路508的架构与运作原理与电源管理电路30与门极脉冲调变电路308部分相似，因此用途相同的组件及信号沿用相同符号，以求简洁。如图5A及图5B所示，闸极脉冲调变电路508与闸极脉冲调变电路308的主要差别在于，相较于闸极脉冲调变电路308通过脚位404耦接放电电阻RE＇至供应电源的供应电压VSUP(即由放电控制器310耦接至供应电源)，闸极脉冲调变电路508以一脚位502耦接一放电电阻RE’至地(0V)，再新增一脚位500耦接供应电源的供应电压VSUP。换言之，即由闸极脉冲调变电路508本身额外耦接至供应电源。值得注意的是，此实施例绘示放电控制器310或放电电阻RE’设置在电源管理电路50的外部，但其它实施例可设置在内部。在此情况下，如图5C所示，其为依据一实施例的如图5B所示的闸极脉冲调变电路508的电路实施方式。闸极脉冲调变电路508的架构主要与闸极脉冲调变电路308类似，但还包括一电流镜506耦接于等效总合寄生电容C_VGHM＇(即闸极控制信号输出端)以及该放电控制端之间。换言之，闸极脉冲调变电路508包括一充电开关408，其耦接至一闸极高准位电压源VGH’与一闸极控制信号输出端(输出闸极控制信号VGHM’)之间，以及一电流镜506，耦接于闸极控制信号输出端以及一放电控制端(用于耦接至放电控制器310的端点)之间，以及一放电开关410，耦接于电流镜506与供应电源之间。另外，闸极脉冲调变电路508可通过同样耦接于该放电控制端的放电控制器310(譬如以一放电电阻RE’实施)而耦接至一地电位，同时通过放电开关410耦接于至供应电源。在一实施例中，电流镜506用于镜射来自寄生电容C_VGHM＇的放电电流成为另一路电流，通过放电控制端再通过放电控制器310而流动至地。举例而言，电流镜506可包括有晶体管M1、M2，晶体管M1的控制端与晶体管M2的控制端互相耦接。另外，晶体管M1耦接于等效总合寄生电容C_VGHM＇与放电开关410之间，而晶体管M2耦接于一电压与该放电控制端之间。因此，晶体管M1通过放电开关410而耦接至供应电压，而晶体管M2通过放电电阻RE’而耦接至地。利用调整放电电阻RE’的一电阻值大小，可调整晶体管M2的电流大小，而晶体管M1的电流大小也会随的改变，因此也可达到在闸极放电期间控制闸极控制信号VGHM＇(即等效总合寄生电容C_VGHM＇的电压)的放电斜率的效果。闸极脉冲调变电路508其它操作，可由闸极脉冲调变电路308的操作类推而得，在此不还作赘述。闸极脉冲调变电路308与门极脉冲调变电路508的操作可归纳为一电荷循环流程60，如图6所示，其包括以下步骤：步骤600：开始。步骤602：根据开关控制信号VFLK＇，在闸极充电期间将液晶显示装置的等效总合寄生电容C_VGHM＇充电至闸极高准位电压VGH＇。步骤604：根据开关控制信号VFLK＇的一反相信号VFLK---_INV＇，在闸极放电期间将等效总合寄生电容C_VGHM＇放电至供应电源的供应电压VSUP。步骤606：控制等效总合寄生电容C_VGHM在闸极放电期间由闸极高准位电压VGH＇放电至供应电压的放电斜率；其中，供应电源是电源管理电路30的至少一输入电压及至少一输出电压当中一者。步骤608：结束。其中各步骤的细节可由闸极脉冲调变电路308与门极脉冲调变电路508的对应组件的操作类推而得，在此不还作赘述。在公知技术中，闸极脉冲调变电路20在闸极放电期间将等效总合寄生电容C_VGHM所储存的电荷放电至地，无法有效利用。相较之下，上述实施例在闸极放电期间将闸极控制信号VGHM＇(即等效总合寄生电容C_VGHM＇的电压)放电至供应电源，且供应电源为电源管理电路30的输入电压VIN1～VIN4及输出电压VOUT1～VOUT4当中一者，因此可将等效总合寄生电容C_VGHM＇所储存的寄生电荷循环使用，以提升电源的转换效率。以上所述仅为本发明的优选实施例，凡依本发明权利要求所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。