回收電能的方法及驅動電路的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種回收電能的方法及驅動電路，尤其涉及一種用于一電荷泵中可回收所述電荷泵的一雜散電容的電能的方法及及驅動電路。
【背景技術】
[0002]電荷泵(Charge Pump)常應用于升壓電路(Booster)或倍壓電路(VoltageMultiplier)。例如，現有液晶顯示器可利用電荷泵來提升低電壓源的輸出電壓，以提供較高伏特數的工作電壓至源極驅動電路(Source Driver)與柵極驅動電路(Gate Driver)等驅動電路。
[0003]當電荷泵(Charge Pump)進行電源切換升壓時，會不斷地對電路內部產生的雜散電容進行充放電的動作。然而，對雜散電容不斷的充放電會導致多余的電源消耗。
【發明內容】
[0004]因此，本發明的主要目的即在于提供一種回收電能的方法，以有效回收再利用電荷泵的雜散電容的電能。
[0005]本發明公開一種用于一電荷泵(charge pump)中回收電能的方法。所述方法包含有于一升壓階段結束后，操作于一回收階段；于所述回收階段，回收一雜散電容的電能；以及將所述雜散電容的電能再利用至一內部電路。
[0006]本發明另公開一種驅動電路。所述驅動電路包含有至少一電荷泵以及一電能回收電路。每一電荷泵包含有一雜散電容以及一輸出電容，用來于一充電階段時進行充電以及于一升壓階段時進行升壓。所述電能回收電路包含有一儲能組件以及一第一開關。所述儲能組件，耦接于所述每一電荷泵的所述雜散電容，用來于一回收階段時，回收所述每一電荷泵的所述雜散電容的電能以及將所述每一電荷泵的所述雜散電容的電能再利用至所述內部電路。所述第一開關，耦接于所述每一電荷泵的所述雜散電容與所述儲能組件，用來控制所述每一電荷泵的所述雜散電容與所述儲能組件間的一耦接關系。
【附圖說明】
[0007]圖1-圖3分別為本發明實施例的一驅動電路的示意圖。
[0008]圖4及圖5分別為本發明實施例不同的回收電能的方法流程的示意圖。
[0009]其中，附圖標記說明如下:
[0010]10、20、30驅動電路
[0011]100、300a、300b電荷泵
[0012]140,340電能回收電路
[0013]160、360內部電路
[0014]102輸出電容
[0015]120、320a、320b雜散電容
[0016]141、341儲能組件
[0017]142穩壓組件
[0018]143脈沖產生器
[0019]380漣波消除電路
[0020]VDD, VDDa, VDDb電壓源
[0021]VOUT, VOUTa, VOUTb輸出端
[0022]D1、D2二極管
[0023]S1、S2、S3、S4開關
[0024]40、50流程
[0025]400,402,404,406,408步驟
[0026]410、412、414、416步驟
[0027]500、502、504、506、508步驟
【具體實施方式】
[0028]在說明書及后續的權利要求書當中使用了某些詞匯來指稱特定的組件。本領域的技術人員應可理解，硬件制造商可能會用不同的名詞來稱呼同一個組件。本說明書及后續的權利要求書并不以名稱的差異來作為區分組件的方式，而是以組件在功能上的差異來作為區分的準則。在通篇說明書及后續的權利要求書當中所提及的“包含”或“包括”是一開放式的用語，故應解釋成“包含/包括但不限定于”。以外，“耦接” 一詞在此系包含任何直接及間接的電氣連接手段。因此，若文中描述一第一裝置耦接于一第二裝置，則代表所述第一裝置可直接電氣連接于所述第二裝置，或通過其他裝置或連接手段間接地電氣連接至所述第二裝置。
[0029]請參考圖1,圖1為本發明實施例一驅動電路10的示意圖。驅動電路10包含有一電荷泵100、一電能回收電路140以及一內部電路160。電荷泵100包含有二電壓源VDD、一輸出端V0UT、一輸出電容102以及一雜散電容120。輸出電容102包含有一第一端以及一第二端。輸出電容102的第一端可f禹接至一電壓源VDD、一輸出端VOUT或浮接。輸出電容102的第二端可耦接至一電壓源VDD、一接地端或浮接。電荷泵100可于一充電階段時對輸出電容102進行充電，以及于一升壓階段時利用輸出電容102進行升壓。雜散電容120為輸出電容102與接地端間的一雜散電容。電能回收電路140，耦接于雜散電容120，用來于一回收階段時回收并再利用雜散電容120的電能。內部電路160耦接于電能回收電路140。電能回收電路140包含有一第一二極管D1、一第一開關S1、一儲能組件141、一第二開關S2、一第二二極管D2、一穩壓組件142以及一脈沖產生器143。儲能組件141，耦接于雜散電容120，用來回收雜散電容120的電能以及將雜散電容120的電能再利用至內部電路160。儲能組件141可為一電容、一電感或任何可儲存電能的一電子組件。第一二極管D1，耦接于雜散電容120，用來避免儲能組件141回充(Countercurrent)雜散電容120。第一開關SI，耦接于雜散電容120與儲能組件141，用來控制雜散電容120與儲能組件141間的一耦接關系。穩壓組件142，耦接于儲能組件141，用來穩定儲能組件141的一輸出電壓。第二二極管D2，耦接于儲能組件141以及穩壓組件142，用來避免穩壓組件142回充至儲能組件141。第二開關S2，耦接于穩壓組件142，用來控制儲能組件141與穩壓組件142間的一耦接關系。脈沖產生器143耦接于儲能組件141，用來控制儲能組件141的一初始電壓，以增加儲能組件141的一儲電能力。更進一步而言，在本實施例中，二極管Dl與D2主要用途是分別避免回充現象，或避免電流逆流，而在其他實施例中，電能回收電路140可以不需要二極管Dl或D2。
[0030]關于驅動電路的詳細操作方式可如下所述。在一充電階段時電荷泵100進行充電，輸出電容102的第一端耦接至電壓源VDD，第二端耦接至接地端，且第一開關SI開啟，電荷泵100對輸出電容102充電。在一升壓階段時，輸出電容102的第一端耦接至輸出端V0UT，第二端耦接至電壓源VDD，且第一開關SI開啟，使得電荷泵100進行升壓。在升壓階段結束后與下一個充電階段進行前，可進行回收階段，也就是利用雜散電容120對電能回收電路140進行充電。在回收階段時，當雜散電容120被充電至電壓VDD后，輸出電容102的第一端耦接至電壓源VDD，第二端浮接，第一開關SI關閉而第二開關S2開啟，雜散電容120的電能被儲存于儲能組件141中。通過儲能組件141，雜散電容120的電能可被回收并再利用。第一二極管Dl耦接于雜散電容120，用來避免儲能組件141回充雜散電容120。脈沖產生器143，可產生一負脈沖，先將儲能組件141的初始電壓充至一負電壓。當雜散電容120對儲能組件141充電時，儲能組件141由負電壓向上充電。當負電壓越大時，儲能組件141可從雜散電容120回收的電能也越多。也就是說，通過控制負電壓的大小，可控制儲電組件141的儲電能力。當電能回收電路140將雜散電容120的電能再利用至內部電路160時，第一開關SI開啟而第二開關S2關閉，儲電組件141可將儲存的電能提供給內部電路160。穩壓組件142，用來穩定儲能組件141的一輸出電壓。第二二極管D2，耦接于儲能組件141以及穩壓組件142，用來避免穩壓組件142回充儲能組件141。較佳地，穩壓組件142可為一電容或一電感。
[0031]簡單的來說，電能回收電路140在升壓階段結束后與下一個充電階段進行前回收電荷泵100中雜散電容120的電能，并且再利用至內部電路。如此一來，減少驅動電路10的電源消耗。
[0032]在本發明實施例中，儲能組件141以及穩壓組件142可個別耦接于一電阻，以用來限定流入儲能組件141以及穩壓組件142的電流。請參考圖2，圖2為本發明實施例另一驅動電路20的示意圖。驅動電路20的基本電路架構與驅動電路10相似，因此相同組件使用相同標號表示。在驅動電路20中，電阻Rl耦接至儲能組件141，電阻R2耦接至穩壓組件142。電阻Rl以及電阻R2可分別用來限定流入儲能組件141以及穩壓組件142的電流。另外，通過調整電阻R1、R2的電阻值以及儲能組件141以及穩壓組件142的電容值，可定義由電阻R2與穩壓組件142所組成的一濾波器的強度。更進一步而言，在第2圖繪示的實施例中，二極管Dl與D2主要用途是分別避免回充現象，或避免電流逆流，而在其他實施例中，電能回收電路140可以不需要二極管Dl或D2。
[0033]請參考圖3，圖3為本發明實施例一驅動電路30的示意圖。驅動電路30包含有電荷泵300a與300B、一電能回收電路340以及一內部電路360。電荷泵300A與300B的基本架構與電荷泵100相似，因此操作原理于此不再贅述，