JP2001282189A - Liquid crystal display - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 入力電圧の電圧範囲が広い場合であっても、
電源回路を安定に動作させることができる液晶表示装置
を提供する。
【解決手段】 液晶表示素子と、電源回路とを備える液
晶表示装置であって、前記電源回路(25)は、入力電
圧が供給される入力端子と出力端子との間に接続される
トランジスタ(1)とリアクトル(3)との直列回路
と、発振回路(10)と、前記トランジスタのON/O
FFを制御するとともに、前記発振回路の発振周波数の
1周期内における前記トランジスタのON期間を可変す
る制御手段(9)と、発振周波数決定用の抵抗素子(1
2,20)とコンデンサ素子(13,23)を、入力電
圧の電圧値に応じて択一的に選択して、前記発振回路の
発振周波数を入力電圧の電圧値に応じて段階的に可変す
る発振周波数可変手段とを有する。
(57) [Summary] [Problem] Even when the voltage range of the input voltage is wide,
Provided is a liquid crystal display device capable of stably operating a power supply circuit. A liquid crystal display device comprising a liquid crystal display element and a power supply circuit, wherein the power supply circuit (25) is a transistor (1) connected between an input terminal supplied with an input voltage and an output terminal. ) And a reactor (3), an oscillation circuit (10), and ON / O of the transistor.
Control means (9) for controlling the FF and varying the ON period of the transistor within one cycle of the oscillation frequency of the oscillation circuit; and a resistance element (1) for determining the oscillation frequency.
2, 20) and the capacitor element (13, 23) are selectively selected according to the voltage value of the input voltage, and the oscillation frequency of the oscillation circuit is varied stepwise according to the voltage value of the input voltage. Oscillation frequency varying means.
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、液晶表示装置に係
わり、特に、直流入力電圧を任意の直流電圧に変換する
PWM(Pulse Width Modulation)方式のDC/DCコ
ンバータを搭載する液晶表示装置に適用して有効な技術
に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a liquid crystal display device, a liquid crystal display for mounting a DC / DC converter PWM (P ulse W idth M odulation ) method of converting a DC input voltage into an arbitrary DC voltage It relates to technology that is effective when applied to equipment.
【0002】[0002]
【従来の技術】STN(Super Twisted Nematic)方
式、あるいはTFT(Thin Film Transister)の液晶表
示モジュールは、ノート型パソコン等の表示装置として
広く使用されている。これらの液晶表示モジュールは、
周囲に半導体チップ(ドレインドライバあるいはゲート
ドライバを構成する半導体集積回路装置)が配置された
液晶表示パネルと、当該液晶表示パネルを照射するバッ
クライトユニットと、例えば、半導体チップに駆動電圧
を供給する電源回路(DC/DCコンバータ)とを有す
る。なお、このような技術は、例えば、特開平11−3
57035号公報等に記載されている。BACKGROUND ART STN (S uper T wisted N ematic ) method or a liquid crystal display module of the TFT (T hin F ilm T ransister ), is widely used as a display device such as a notebook personal computer. These LCD modules are
A liquid crystal display panel around which a semiconductor chip (a semiconductor integrated circuit device forming a drain driver or a gate driver) is arranged, a backlight unit for irradiating the liquid crystal display panel, and a power supply for supplying a drive voltage to the semiconductor chip, for example. Circuit (DC / DC converter). Such a technique is disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-3
No. 57035.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】一般に、DC/DCコ
ンバータは、任意の直流入力電圧から任意の直流電圧を
生成するものであり、例えば、降圧型、昇圧型、反転型
等の回路構成のものが知られている。一方、IEEE
(Institute of Electrical and Electoronics Enginee
rs)1394インターフェースを備えた液晶表示装置に
搭載されるDC/DCコンバータでは、IEEE規格の
文献P1394 Standardfor a highPerformance Serial Bus
(Draft 8.0 V3, October16, 1995 Page84)において、入
力電圧が8V〜40Vと規定されているため、DC/D
Cコンバータに入力される入力直流電圧(Vin)の電
圧範囲が広く要求される。Generally, a DC / DC converter generates an arbitrary DC voltage from an arbitrary DC input voltage. For example, a DC / DC converter having a circuit configuration of a step-down type, a step-up type, an inverting type, or the like. It has been known. On the other hand, IEEE
(I nstitute of E lectrical and E lectoronics E nginee
rs) In the DC / DC converter mounted on the liquid crystal display device having the 1394 interface, an IEEE standard document P1394 Standard for a high Performance Serial Bus
(Draft 8.0 V3, October 16, 1995 Page 84), the input voltage is specified to be 8V to 40V, so that DC / D
A wide range of input DC voltage (Vin) input to the C converter is required.
【0004】しかしながら、従来のDC/DCコンバー
タでは、入力直流電圧(Vin)が5V以下になると、
DC/DCコンバータ全体の電源効率が低下するととも
に、DC/DCコンバータの各素子に、常に一定の電流
が流れるため、回路素子の電流負担が大きくなり、設計
段階で電流容量の大きなディスクリート素子が必要とな
り、部品コストが増加する。これにより、従来のDC/
DCコンバータを搭載した液晶表示装置では、消費電力
が増大するばかりでなく、コストが増加するという問題
点があった。反対に、入力直流電圧(Vin)が25V
以上になると、制御ICを中心とするフィードバックル
ープの安定性を表わす位相余裕のマジーンが低下し、制
御系が著しく不安定となる。この制御系の不安定性は、
場合によっては、正常動作時における負帰還制御から、
正帰還制御となり、DC/DCコンバータが異常発振を
起こす場合があった。However, in the conventional DC / DC converter, when the input DC voltage (Vin) becomes 5 V or less,
Since the power efficiency of the entire DC / DC converter is reduced and a constant current always flows through each element of the DC / DC converter, the current load on the circuit element increases, and a discrete element having a large current capacity is required at the design stage. And the cost of parts increases. Thereby, the conventional DC /
A liquid crystal display device equipped with a DC converter has a problem that not only power consumption increases but also costs increase. Conversely, the input DC voltage (Vin) is 25V
In this case, the margin of the phase margin indicating the stability of the feedback loop centered on the control IC decreases, and the control system becomes extremely unstable. The instability of this control system is
In some cases, from negative feedback control during normal operation,
Positive feedback control was performed, and the DC / DC converter sometimes caused abnormal oscillation.
【0005】これにより、従来のDC/DCコンバータ
を搭載した液晶表示装置では、DC/DCコンバータの
異常発振により、異常発信音が発生するばかりでなく、
さらに、DC/DCコンバータに搭載されるダイオード
の電流負担が増加し、その結果、ダイオードが発熱する
という問題点があった。本発明は、前記従来技術の問題
点を解決するためになされたものであり、本発明の目的
は、液晶表示装置において、入力電圧の電圧範囲が広い
場合であっても、電源回路を安定に動作させることが可
能となる技術を提供することにある。本発明の前記なら
びにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述及び
添付図面によって明らかにする。As a result, in the conventional liquid crystal display device equipped with a DC / DC converter, not only an abnormal oscillation sound of the DC / DC converter causes an abnormal sound but also an abnormal sound.
Furthermore, the current load of the diode mounted on the DC / DC converter increases, and as a result, the diode generates heat. The present invention has been made in order to solve the problems of the conventional technology, and an object of the present invention is to provide a liquid crystal display device that stably operates a power supply circuit even when a voltage range of an input voltage is wide. It is an object of the present invention to provide a technology capable of operating. The above and other objects and novel features of the present invention will become apparent from the description of the present specification and the accompanying drawings.
【0006】[0006]
【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、
下記の通りである。即ち、本発明は、液晶表示素子と、
電源回路とを備える液晶表示装置であって、前記電源回
路は、入力電圧が供給される入力端子と出力端子との間
に接続されるトランジスタとリアクトルとの直列回路
と、発振回路と、前記トランジスタのON/OFFを制
御するとともに、前記発振回路の発振周波数の1周期内
における前記トランジスタのON期間を可変する制御手
段と、前記発振回路の発振周波数を、前記入力電圧の電
圧値に応じて段階的に可変する発振周波数可変手段とを
有することを特徴とする。本発明の好ましい実施の形態
では、前記発振回路が、発振周波数決定用素子として、
抵抗素子とコンデンサ素子とを有し、前記発振周波数可
変手段が、前記入力電圧の電圧値に応じて、前記発振周
波数決定用の抵抗素子の抵抗値およびコンデンサ素子の
容量値の少なくとも一方を可変して、前記発振回路の発
振周波数を段階的に可変することを特徴とする。SUMMARY OF THE INVENTION Among the inventions disclosed in the present application, the outline of a representative one will be briefly described.
It is as follows. That is, the present invention provides a liquid crystal display element,
A liquid crystal display device comprising a power supply circuit, wherein the power supply circuit is a series circuit of a transistor and a reactor connected between an input terminal to which an input voltage is supplied and an output terminal, an oscillation circuit, and the transistor Control means for controlling the ON / OFF of the oscillating circuit, and varying the ON period of the transistor within one cycle of the oscillating frequency of the oscillating circuit; Oscillation frequency varying means for dynamically varying the oscillation frequency. In a preferred embodiment of the present invention, the oscillation circuit, as an oscillation frequency determining element,
A resistor element and a capacitor element, wherein the oscillation frequency varying means varies at least one of a resistance value of the oscillation frequency determination resistor element and a capacitance value of the capacitor element according to a voltage value of the input voltage. The oscillation frequency of the oscillation circuit is varied stepwise.
【0007】本発明の好ましい実施の形態では、前記発
振可変手段は、前記入力電圧が第1の電圧値より低い電
圧値の場合に、前記発振回路の発振周波数を第1の周波
数に設定し、前記入力電圧が前記第1の電圧より高く、
第2の電圧値よりも低い電圧値の場合に、前記発振回路
の発振周波数を前記第1の周波数よりも高い第2の周波
数に設定し、前記入力電圧が前記第2の電圧値よりも高
い電圧値の場合に、前記発振回路の発振周波数を前記第
2の周波数よりも高い第3の周波数に設定することを特
徴とする。In a preferred embodiment of the present invention, the oscillation variable means sets the oscillation frequency of the oscillation circuit to a first frequency when the input voltage is lower than a first voltage value. The input voltage is higher than the first voltage;
When the voltage value is lower than the second voltage value, the oscillation frequency of the oscillation circuit is set to a second frequency higher than the first frequency, and the input voltage is higher than the second voltage value. In the case of a voltage value, the oscillation frequency of the oscillation circuit is set to a third frequency higher than the second frequency.
【0008】また、本発明のより好ましい実施の形態で
は、前記発振回路が、発振周波数決定用素子として、第
1の抵抗素子と、前記第1の抵抗素子に第1のスイッチ
ング素子を介して平行に接続される第2の抵抗素子と、
第1のコンデンサ素子と、前記第1のコンデンサ素子に
第2のスイッチング素子を介して平行に接続される第2
のコンデンサ素子とを有し、前記発振周波数可変手段
が、前記入力電圧が第1の電圧値より低い電圧値の場合
に、前記第1のスイッチング素子をOFF、前記第2の
スイッチング素子をONとして、前記発振回路の発振周
波数を前記第1の周波数に設定し、前記入力電圧が前記
第1の電圧より高く、第2の電圧値よりも低い電圧値の
場合に、前記第1および第2のスイッチング素子をOF
Fとして、前記発振回路の発振周波数を前記第2の周波
数に設定し、前記入力電圧が前記第2の電圧値よりも高
い電圧値の場合に、前記第1のスイッチング素子をO
N、前記第2のスイッチング素子をOFFとして、前記
発振回路の発振周波数を前記第3の周波数に設定するこ
とを特徴とする。In a more preferred embodiment of the present invention, the oscillating circuit includes a first resistive element as an oscillating frequency determining element and a first resistive element in parallel with the first resistive element via a first switching element. A second resistance element connected to
A first capacitor element and a second capacitor connected in parallel to the first capacitor element via a second switching element.
Wherein the oscillation frequency variable means turns off the first switching element and turns on the second switching element when the input voltage is a voltage value lower than the first voltage value. Setting the oscillation frequency of the oscillation circuit to the first frequency, and when the input voltage is higher than the first voltage and lower than the second voltage value, the first and second frequencies are set. Switching element of OF
As F, the oscillation frequency of the oscillation circuit is set to the second frequency, and when the input voltage is a voltage value higher than the second voltage value, the first switching element is turned off.
N, wherein the second switching element is turned off, and the oscillation frequency of the oscillation circuit is set to the third frequency.
【0009】従来の電源回路(PWM方式のDC/DC
コンバータ)では、リアクトルに直列に接続されるトラ
ンジスタのONデューティ比は、入力電圧Vinの電圧
レベルのみで決定され、そのため、入力電圧Vinがあ
る一定範囲を超えると、前述したような問題が発生して
いた。しかしながら、前記手段によれば、リアクトルに
直列に接続されるトランジスタのONデューティ比を、
入力電圧Vinに、応じて大きく、または小さくするよ
うにしたので、前述の問題を改善することができ、入力
電圧Vinの電圧範囲が広い場合であっても、電源回路
を安定に動作させることができる。Conventional power supply circuit (DC / DC of PWM system)
Converter), the ON duty ratio of the transistor connected in series to the reactor is determined only by the voltage level of the input voltage Vin. Therefore, when the input voltage Vin exceeds a certain range, the above-described problem occurs. I was However, according to the above means, the ON duty ratio of the transistor connected in series to the reactor is
Since the voltage is made larger or smaller depending on the input voltage Vin, the above-described problem can be solved, and the power supply circuit can operate stably even when the voltage range of the input voltage Vin is wide. it can.
【0010】[0010]
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を詳細に説明する。なお、実施の形態を説明す
るための全図において、同一機能を有するものは同一符
号を付け、その繰り返しの説明は省略する。 〈本発明の実施の形態の液晶表示モジュールの基本構
成〉図1は、本発明の実施の形態のTFT方式の液晶表
示モジュールの基本構成を示すブロック図である。同図
に示すように、本実施の形態の液晶表示モジュールは、
液晶表示パネル100と、表示制御装置110と、電源
回路120と、ドレインドライバ部130と、ゲートド
ライバ部140とから構成される。液晶表示パネル10
0は、画素電極、薄膜トランジスタ等が形成されるTF
T基板と、対向電極、カラーフィルタ等が形成されるフ
ィルタ基板とを、所定の間隙を隔てて重ね合わせ、該両
基板間の周縁部近傍に枠状に設けたシール材により、両
基板を貼り合わせるとともに、シール材の一部に設けた
液晶封入口から両基板間のシール材の内側に液晶を封
入、封止し、さらに、両基板の外側に偏光板を貼り付け
て構成される。また、ドレインドライバ部130、およ
びゲートドライバ部140は、それぞれの複数のドレイ
ンドライバ(図示せず)、および複数のゲートドライバ
(図示せず)で構成される。Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. In all the drawings for describing the embodiments, components having the same functions are denoted by the same reference numerals, and repeated description thereof will be omitted. <Basic Configuration of Liquid Crystal Display Module of Embodiment of the Present Invention> FIG. 1 is a block diagram showing a basic configuration of a liquid crystal display module of a TFT type according to an embodiment of the present invention. As shown in the figure, the liquid crystal display module of the present embodiment
It comprises a liquid crystal display panel 100, a display control device 110, a power supply circuit 120, a drain driver unit 130, and a gate driver unit 140. Liquid crystal display panel 10
0 is a TF on which a pixel electrode, a thin film transistor and the like are formed
A T substrate and a filter substrate on which a counter electrode, a color filter and the like are formed are overlapped with a predetermined gap therebetween, and both substrates are bonded together by a frame-shaped sealing material provided near a peripheral portion between the two substrates. At the same time, the liquid crystal is sealed and sealed inside the sealing material between the two substrates from the liquid crystal sealing opening provided in a part of the sealing material, and further, a polarizing plate is attached to the outside of both the substrates. Further, the drain driver section 130 and the gate driver section 140 are respectively composed of a plurality of drain drivers (not shown) and a plurality of gate drivers (not shown).
【0011】〈本実施の形態の液晶表示モジュール動作
概要〉表示制御装置110は、1個の半導体集積回路
(LSI)から構成され、コンピュータ本体側から送信
されてくるクロック信号、ディスプレイタイミング信
号、水平同期信号、垂直同期信号の各表示制御信号およ
び表示用デ−タ(R・G・B)を基に、ドレインドライ
バ部130、およびゲートドライバ部140のそれぞれ
のドレインドライバとゲートドライバとを制御・駆動す
る。ゲートドライバは、表示制御装置110から送出さ
れるフレーム開始指示信号(FLM)およびシフトクロ
ック(CL3)に基づき、1水平走査時間毎に、順次液
晶表示パネル100の各ゲート信号線(G)にHigh
レベルの選択走査電圧を供給する。これにより、液晶表
示パネル100の各ゲート信号線(G)に接続された複
数の薄膜トランジスタ(TFT)が、1水平走査時間の
間導通する。ドレインドライバは、表示制御装置110
から送出されるスタートパルス(表示データ取込開始信
号)、および表示データラッチ用クロック(CL2)に
基づき、表示制御装置110から送出される表示データ
を順次ラッチする。また、ドレインドライバは、表示制
御装置110から送出される出力タイミング制御用クロ
ック(CL1)に基づき、ラッチした表示データに対応
する階調電圧をそれぞれのドレイン信号線(D)に供給
する。以上の動作により、液晶表示パネル100に画像
が表示される。<Outline of Operation of Liquid Crystal Display Module of Present Embodiment> The display control device 110 is composed of one semiconductor integrated circuit (LSI), and receives a clock signal, a display timing signal, and a horizontal signal transmitted from a computer main body. The drain driver and the gate driver of the drain driver unit 130 and the gate driver unit 140 are controlled based on the display control signals of the synchronization signal and the vertical synchronization signal and the display data (RGB). Drive. The gate driver sequentially applies High to each gate signal line (G) of the liquid crystal display panel 100 every horizontal scanning time based on the frame start instruction signal (FLM) and the shift clock (CL3) sent from the display control device 110.
Supply level select scan voltage. Thereby, the plurality of thin film transistors (TFTs) connected to each gate signal line (G) of the liquid crystal display panel 100 conduct for one horizontal scanning time. The drain driver is connected to the display control device 110.
The display data transmitted from the display control device 110 is sequentially latched based on a start pulse (display data capture start signal) transmitted from the display control device 110 and a display data latch clock (CL2). Further, the drain driver supplies a gray scale voltage corresponding to the latched display data to each drain signal line (D) based on the output timing control clock (CL1) sent from the display control device 110. By the above operation, an image is displayed on the liquid crystal display panel 100.
【0012】図1に示す電源回路120は、各ドレイン
ドライバに、正極性の階調基準電圧と、負極性の階調基
準電圧とを供給するとともに、ゲートドライバに、薄膜
トランジスタ(TFT)のゲート電極に印加する走査駆
動電圧を供給する。図1に示す電源回路120は、PW
M方式のDC/DCコンバータで構成される。以下、本
実施の形態の電源回路120の回路構成について説明す
る前に、従来の液晶表示モジュールの電源回路120の
回路構成について説明する。A power supply circuit 120 shown in FIG. 1 supplies a positive gray scale reference voltage and a negative gray scale reference voltage to each drain driver, and supplies a gate electrode of a thin film transistor (TFT) to a gate driver. Is supplied with a scanning drive voltage to be applied to the scanning. The power supply circuit 120 shown in FIG.
It is composed of an M type DC / DC converter. Hereinafter, before describing the circuit configuration of the power supply circuit 120 of the present embodiment, the circuit configuration of the power supply circuit 120 of the conventional liquid crystal display module will be described.
【0013】〈従来の液晶表示モジュールの電源回路1
20の回路構成〉図4は、従来の液晶表示モジュールの
電源回路120を構成するDC/DCコンバータの回路
構成を示す回路図である。なお、図4では、代表例とし
て、PWM方式による降圧型のD/DCコンバータの回
路構成を示している。図4に示すDC/DCコンバータ
41は、PNPバイポーラトランジスタ(以下、単に、
PNPトランジスタと称する。)27と、PNPトラン
ジスタ27と直列に接続されるリアクトル29と、PN
Pトランジスタ27のコレクタ電極と接地電位との間に
接続されるダイオード28と、リアクトル29の出力端
と接地電位との間に接続される平滑コンデンサ30と、
PNPトランジスタ27のON/OFFを制御する制御
IC(以下、ICと称する。)39とを有する。<Power circuit 1 of conventional liquid crystal display module>
FIG. 4 is a circuit diagram showing a circuit configuration of a DC / DC converter constituting a power supply circuit 120 of a conventional liquid crystal display module. FIG. 4 shows, as a representative example, a circuit configuration of a step-down D / DC converter based on the PWM method. The DC / DC converter 41 shown in FIG. 4 is a PNP bipolar transistor (hereinafter simply referred to as “PNP bipolar transistor”).
It is called a PNP transistor. ) 27, a reactor 29 connected in series with the PNP transistor 27, and a PN
A diode 28 connected between the collector electrode of the P transistor 27 and the ground potential, a smoothing capacitor 30 connected between the output terminal of the reactor 29 and the ground potential,
A control IC (hereinafter, referred to as IC) 39 for controlling ON / OFF of the PNP transistor 27.
【0014】IC39は、抵抗37(R)とコンデンサ
38(C)の時定数(τ;τ=C×R)で発振を行なう
発振器(OSC)32と、PNPトランジスタ27のO
N/OFFスイッチング周波数を固定し、デューティ比
を可変させ出力電圧を制御する出力制御回路34とを内
蔵する。PNPトランジスタ27は、ベース電極が抵抗
33を介して出力制御回路34に接続されるとともに、
エミッタ電極とベース電極との間に、直流バイアス抵抗
31が接続される。また、出力制御回路34には、フィ
ードバック抵抗35と抵抗36とで分圧された出力電圧
が入力され、この電圧を基に、DC/DCコンバータ4
1の出力電圧を決定する。The IC 39 includes an oscillator (OSC) 32 that oscillates with a time constant (τ; τ = C × R) of a resistor 37 (R) and a capacitor 38 (C), and an O (O) of the PNP transistor 27.
An output control circuit 34 for fixing the N / OFF switching frequency, changing the duty ratio and controlling the output voltage is built in. The PNP transistor 27 has a base electrode connected to an output control circuit 34 via a resistor 33,
A DC bias resistor 31 is connected between the emitter electrode and the base electrode. An output voltage divided by the feedback resistor 35 and the resistor 36 is input to the output control circuit 34, and the DC / DC converter 4
1 is determined.
【0015】図5は、図4に示すDC/DCコンバータ
41における、PNPトランジスタ27のコレクタ電圧
波形(縦軸:電圧、横軸:時間)と、リアクトル29に
流れる電流波形(A),(B)(縦軸:電流、横軸:時
間)を示す図である。以下、図4に示すDC/DCコン
バータ41の動作を説明する。DC/DCコンバータ4
1は、入力直流電圧40の電圧値(以下、Vinと称す
る。)から、負荷42に供給する入力電圧Vinより低
い任意の電圧値(以下、Voと称する。)を生成・出力
する回路である。IC39内の出力制御回路34は、発
振器(OSC)32から出力される三角波の電圧レベル
と、フィードバック抵抗35と抵抗36とで分圧された
平滑コンデンサ30の電圧レベルとの大小関係に応じ
て、周期(T)が一定で、Duty比(Highレベル
の期間(T1)と周期(T)との比;T1/T)が異な
るPWMパルスを出力する。このPWMパルスがベース
電極に印加されるPNPトランジスタ27は、このPW
Mパルスによりオン・オフを繰り返す。FIG. 5 shows a collector voltage waveform (vertical axis: voltage, horizontal axis: time) of the PNP transistor 27 and current waveforms (A), (B) flowing through the reactor 29 in the DC / DC converter 41 shown in FIG. (Vertical axis: current, horizontal axis: time). Hereinafter, the operation of the DC / DC converter 41 shown in FIG. 4 will be described. DC / DC converter 4
Reference numeral 1 denotes a circuit that generates and outputs an arbitrary voltage value (hereinafter, referred to as Vo) lower than the input voltage Vin supplied to the load 42 from the voltage value of the input DC voltage 40 (hereinafter, referred to as Vin). . The output control circuit 34 in the IC 39 determines the magnitude relationship between the voltage level of the triangular wave output from the oscillator (OSC) 32 and the voltage level of the smoothing capacitor 30 divided by the feedback resistor 35 and the resistor 36. A PWM pulse having a constant period (T) and a different duty ratio (ratio of the high-level period (T1) to the period (T); T1 / T) is output. The PNP transistor 27 to which the PWM pulse is applied to the base electrode
ON / OFF is repeated by M pulses.
【0016】PNPトランジスタ27がONとなる期間
(図5のTon期間)中に、入力直流電圧41→PNP
トランジスタ27→リアクトル29の経路で電流が流れ
る。この時、流れる電流値が変化すると、リアクトル2
9に逆起電力(以下、VLと称する。)が発生する。D
C/DCコンバータ41の出力電圧Voは、(Vin−
VL)となり平滑コンデンサ30にも同様の電圧が印可
され、電荷が蓄積される。前記リアクトル29に流れる
電流は、発振器32の発振周波数とリアクトル29の定
数値によって、図5に示す(A)と(B)の電流波形の
場合があり、一般に前者の電流波形(電流波形(A))
でリアクトル29を制御する場合を不連続電流モード、
後者の電流波形(電流波形(B))でリアクトル29を
制御する場合を連続電流モードと呼ぶ。During the period when the PNP transistor 27 is turned on (Ton period in FIG. 5), the input DC voltage 41 → PNP
A current flows through a path from the transistor 27 to the reactor 29. At this time, if the flowing current value changes, the reactor 2
9, a back electromotive force (hereinafter referred to as VL) is generated. D
The output voltage Vo of the C / DC converter 41 is (Vin−
VL), and a similar voltage is applied to the smoothing capacitor 30 to accumulate electric charges. The current flowing through the reactor 29 may be one of the current waveforms (A) and (B) shown in FIG. 5 depending on the oscillation frequency of the oscillator 32 and the constant value of the reactor 29. In general, the former current waveform (current waveform (A ))
When the reactor 29 is controlled by the discontinuous current mode,
The case where the reactor 29 is controlled with the latter current waveform (current waveform (B)) is called a continuous current mode.
【0017】DC/DCコンバータ41の負荷42に流
れる平均電流が、約0.4[A]以下と低い場合は、不
連続電流モードで動作させ、それ以上の電流の場合は、
連続モードで動作させる。最近の機器は、省電力化が図
られており、負荷に流れる平均電流も低減する方向にあ
るため、不連続電流モードで動作させる場合が多い。ま
た、不連続電流モードでは、PNPトランジスタ27の
コレクタ電流が0[A]から立ち上がるのに対して、連
続電流モードでは、リアクトル29に常にある一定の直
流電流が流れる。そのため、不連続電流モードでは、P
NPトランジスタ27のコレクタ電圧が立ち上る時間
(図3中のTr)における電力損失(=(Vc)×(I
c))が、連続電流モードより小さくなる特徴がある。When the average current flowing through the load 42 of the DC / DC converter 41 is as low as about 0.4 [A] or less, the operation is performed in the discontinuous current mode.
Operate in continuous mode. In recent devices, power saving has been achieved, and the average current flowing to the load has also been reduced. Therefore, the devices are often operated in a discontinuous current mode. In the discontinuous current mode, the collector current of the PNP transistor 27 rises from 0 [A], whereas in the continuous current mode, a constant DC current always flows through the reactor 29. Therefore, in the discontinuous current mode, P
Power loss (= (Vc) × (I) during the time when the collector voltage of the NP transistor 27 rises (Tr in FIG. 3)
c)) is characterized in that it is smaller than in the continuous current mode.
【0018】PNPトランジスタ27が0FFとなる期
間(図5のToff期間)中に、ON期間とは逆方向の
起電力がリアクトル29に発生し、リアクトル29→平
滑コンデンサ30→ダイオード28の経路で、リアクト
ル29に蓄積されたエネルギーが放出され、平滑コンデ
ンサ30が充電される。そのため、DC/DCコンバー
タ41の出力電圧Voは、(Vin−VL)より上昇す
る。一方で、DC/DCコンバータ41に接続された負
荷42を介して電流が流れるため、平滑コンデンサ30
に蓄えられた電荷が放電し、出力電圧Voが低下する。
出力電圧Voの電圧低下は、フィードバック抵抗35と
抵抗36により、IC39で検出され、再び、PNPト
ランジスタ27をONすることにより平滑コンデンサ3
0に電荷を蓄積する。以後、上記動作を繰り返す。従っ
て、IC39の制御周波数を一定にし、PNPトランジ
スタ27のON期間のデューティ比を制御することによ
って、所望の出力電圧Vo電圧を得ることができる。During a period in which the PNP transistor 27 is turned OFF (Toff period in FIG. 5), an electromotive force is generated in the reactor 29 in a direction opposite to the ON period, and the reactor 29 → the smoothing capacitor 30 → the diode 28 The energy stored in the reactor 29 is released, and the smoothing capacitor 30 is charged. Therefore, the output voltage Vo of the DC / DC converter 41 increases from (Vin-VL). On the other hand, since the current flows through the load 42 connected to the DC / DC converter 41, the smoothing capacitor 30
Is discharged, and the output voltage Vo decreases.
The voltage drop of the output voltage Vo is detected by the IC 39 by the feedback resistor 35 and the resistor 36, and the smoothing capacitor 3 is turned on by turning on the PNP transistor 27 again.
Store the charge at zero. Thereafter, the above operation is repeated. Therefore, by keeping the control frequency of the IC 39 constant and controlling the duty ratio of the PNP transistor 27 during the ON period, a desired output voltage Vo can be obtained.
【0019】ここで、不連続電流モードで動作させた場
合の入力電圧Vinに対するPNPトランジスタ27の
ON期間(Ton[s])のデューティ比(D1
[%];以下、ONデューティ比と称する。)の関係式
を求める。但し、PNPトランジスタ27のコレクタ・
エミッタ間飽和電圧や、ダイオード28の順方向電圧
は、電圧値が小さいため省略する。一般に、リアクトル
29(L[H])、負荷電流(Io[A])、入力電圧
(Vin[V])、出力電圧(Vo[V])の関係は、
下記(1)式で表わされる。また、ONデューティ比
(D1)と、発振器32の発振周波数(fosc[H
z])と、ON期間(Ton)との間には、下記(2)
の関係にある。そのため、下記(1)式を下記(2)式
に代入し、展開すると、下記(3)式が得られる。Here, the duty ratio (D1) of the ON period (Ton [s]) of the PNP transistor 27 with respect to the input voltage Vin when operated in the discontinuous current mode.
[%]; Hereinafter, referred to as ON duty ratio. ) Is obtained. However, the collector of the PNP transistor 27
The emitter-to-emitter saturation voltage and the forward voltage of the diode 28 are omitted because their voltage values are small. Generally, the relationship among the reactor 29 (L [H]), load current (Io [A]), input voltage (Vin [V]), and output voltage (Vo [V]) is as follows.
It is represented by the following equation (1). Further, the ON duty ratio (D1) and the oscillation frequency of the oscillator 32 (fosc [H
z]) and the ON period (Ton), the following (2)
In a relationship. Therefore, when the following equation (1) is substituted into the following equation (2) and expanded, the following equation (3) is obtained.
【0020】[0020]
【数1】 L=(Vin−Vo)×(Ton)/(2×(Io)) ・・・・・ (1) D1=(Ton)×(fosc)×100 ・・・・・・・・・・・ (2) D1=A1/B1 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ (3) 但し、A1=(2×(Io)×(L)×(fosc) B1=(Vin−Vo))×100 Io=0.3[A],L=10[μH],fosc=3
50[kHz],Vo=3.3[V]と仮定し、入力電
圧Vinを4.5[V]から40[V]まで可変し、D
C/DCコンバータ41を不連続モードで動作させた時
における、ONデューティ比(D1)を、前記(3)式
を用いて計算した結果を表1に示す。L = (Vin−Vo) × (Ton) / (2 × (Io)) (1) D1 = (Ton) × (fosc) × 100 (2) D1 = A1 / B1 (3) where A1 = (2 × (Io) × (L) × (fosc) B1 = (Vin−Vo)) × 100 Io = 0.3 [A], L = 10 [μH], fosc = 3
Assuming that 50 [kHz] and Vo = 3.3 [V], the input voltage Vin is varied from 4.5 [V] to 40 [V], and D
Table 1 shows the result of calculating the ON duty ratio (D1) using the equation (3) when the C / DC converter 41 is operated in the discontinuous mode.
【0021】[0021]
【表1】 表1から分かるように、入力電圧Vinが5[V]以下
になると、計算上のONデューティ比(D1)は、10
0[%]を超える。この場合、リアクトル29の電流波
形は、図3中の(A)から(B)に移行し、DC/DC
コンバータ41は、不連続電流モードから連続電流モー
ドで動作するようになる。連続電流モードは、前述した
ように、PNPトランジスタ27のコレクタ電圧が立ち
上る時間(図3中のTr)における電力損失が大きくな
るため、入力電圧Vinが小さくなるほど、DC/DC
コンバータ41全体の電源効率が低下する。同時に、常
に、一定の電流がPNPトランジスタ27、リアクトル
29に流れるため、素子の電流負担が大きくなり、設計
段階で電流容量の大きなディスクリート素子が必要とな
り、部品コストが増加する。これにより、従来の液晶表
示モジュールでは、消費電力が増大するばかりでなく、
コストが増加するという問題点があった。[Table 1] As can be seen from Table 1, when the input voltage Vin becomes 5 [V] or less, the calculated ON duty ratio (D1) becomes 10
Exceeds 0 [%]. In this case, the current waveform of the reactor 29 shifts from (A) to (B) in FIG.
Converter 41 operates from the discontinuous current mode to the continuous current mode. In the continuous current mode, as described above, since the power loss during the time when the collector voltage of the PNP transistor 27 rises (Tr in FIG. 3) increases, the DC / DC decreases as the input voltage Vin decreases.
The power supply efficiency of the entire converter 41 decreases. At the same time, since a constant current always flows through the PNP transistor 27 and the reactor 29, the current load on the element increases, and a discrete element having a large current capacity is required at the design stage, and the component cost increases. This not only increases the power consumption of the conventional liquid crystal display module, but also
There was a problem that cost increased.
【0022】反対に、入力電圧Vinが25V以上にな
ると、PNPトランジスタ27のONデューティ比(D
1)が10[%]以下となる。一般に利用されているD
C/DCコンバータの制御IC39では、PNPトラン
ジスタ27をONする制御パルスのパルス幅が極めて小
さくなると、PNPトランジスタ27が飽和した状態と
なり、PNPトランジスタ27のON/OFFスイッチ
ング動作ができなくなるため、制御IC39を中心とす
るフィードバックループ(PNPトランジスタ27、リ
アクトル29、出力電圧を決定する抵抗35と抵抗36
等のループ)の安定性を表わす位相余裕のマジーンが低
下し、制御系が著しく不安定となる。前記制御系の不安
定性は、回路を構成する素子のバラツキにより異なる
が、場合によっては、正常動作時における負帰還制御か
ら、正帰還制御となり、DC/DCコンバータ41が異
常発振を起こす。これにより、従来の液晶表示モジュー
ルでは、DC/DCコンバータ41の異常発振により、
異常発信音が発生するばかりでなく、さらに、PNPト
ランジスタ27のON期間が極めて小さくなることで、
ダイオード28の電流負担が増加し、その結果、ダイオ
ード28が発熱するという問題が発生する。Conversely, when the input voltage Vin becomes 25 V or more, the ON duty ratio (D
1) is 10% or less. D commonly used
In the control IC 39 of the C / DC converter, when the pulse width of the control pulse for turning on the PNP transistor 27 becomes extremely small, the PNP transistor 27 becomes saturated and the ON / OFF switching operation of the PNP transistor 27 cannot be performed. (PNP transistor 27, reactor 29, resistor 35 and resistor 36 for determining output voltage)
, The margin of the phase margin indicating the stability of the loop (e.g., loop) decreases, and the control system becomes extremely unstable. The instability of the control system varies depending on the variation of the elements constituting the circuit. In some cases, the negative feedback control during normal operation is changed to the positive feedback control, and the DC / DC converter 41 causes abnormal oscillation. Thereby, in the conventional liquid crystal display module, the abnormal oscillation of the DC / DC converter 41 causes
Not only an abnormal dial tone is generated but also the ON period of the PNP transistor 27 becomes extremely short,
The current load on the diode 28 increases, and as a result, a problem occurs in that the diode 28 generates heat.
【0023】〈本実施の形態の液晶表示モジュールの電
源回路120の回路構成〉図1は、本発明の実施の形態
の電源回路120を構成するDC/DCコンバータ回路
の回路構成を示す回路図である。図1に示す点線枠内
の、PNPトランジスタ1、リアクトル3、ダイオード
2、平滑コンデンサ6、制御IC11、発振器(OS
C)10、出力制御回路9、およびフィードバック抵抗
(7,8)6の回路は、図4に示す従来方式の降圧型D
C/DCコンバータ41と動作及び回路構成が同一のた
め、説明を省略する。本実施の形態では、抵抗14〜抵
抗20、抵抗43、抵抗44、バイポーラNPNトラン
ジスタ(以下、NPNトランジスタと称する。)21、
NPNトランジスタ22、NPNトランジスタ45、お
よびコンデンサ23で構成される回路が、新たに追加さ
れる。この回路は、入力電圧Vinがある一定レベルに
達すると発振器10の発振周波数を可変する発振周波数
可変手段であり、以下にその動作を説明する。<Circuit Configuration of Power Supply Circuit 120 of Liquid Crystal Display Module of Present Embodiment> FIG. 1 is a circuit diagram showing a circuit configuration of a DC / DC converter circuit forming a power supply circuit 120 of an embodiment of the present invention. is there. PNP transistor 1, reactor 3, diode 2, smoothing capacitor 6, control IC 11, oscillator (OS
C) 10, the output control circuit 9, and the feedback resistors (7, 8) 6 are of the conventional step-down type shown in FIG.
Since the operation and the circuit configuration are the same as those of the C / DC converter 41, the description is omitted. In the present embodiment, the resistors 14 to 20, the resistor 43, the resistor 44, the bipolar NPN transistor (hereinafter, referred to as NPN transistor) 21,
A circuit including the NPN transistor 22, the NPN transistor 45, and the capacitor 23 is newly added. This circuit is oscillation frequency varying means for varying the oscillation frequency of the oscillator 10 when the input voltage Vin reaches a certain level, and its operation will be described below.
【0024】制御IC11内の発振器10の発振周波数
(fosc)は、発振器10に接続された抵抗12とコ
ンデンサ13の時定数で決定され、一般のDC/DCコ
ンバータ11において、発振器10の発振周波数(fo
sc)は、下記(4)式により求められる。The oscillation frequency (fosc) of the oscillator 10 in the control IC 11 is determined by the time constant of the resistor 12 and the capacitor 13 connected to the oscillator 10, and the oscillation frequency (of the oscillator 10) of the general DC / DC converter 11 fo
sc) is obtained by the following equation (4).
【数2】 fosc=α/(C×R) ・・・・・・・・・・・・・・・・・ (4) ここで、αは任意の正数値であり、Cはコンデンサの容
量値、Rは抵抗の抵抗値を表わし、Cをコンデンサ1
3、Rを抵抗12とすれば、コンデンサ13の容量値
と、抵抗12の抵抗値に基づき、ある一定の発振周波数
(以後、foと称する。)が決定される。従って、抵抗
12の抵抗値、あるいは、コンデンサ13の容量値を増
減することで、発振周波数(fosc)を任意の値に可
変できる。Fosc = α / (C × R) (4) where α is an arbitrary positive value, and C is the capacitance of the capacitor. Value, R represents the resistance value of the resistor, and C represents
3. If R is the resistor 12, a certain oscillation frequency (hereinafter referred to as fo) is determined based on the capacitance value of the capacitor 13 and the resistance value of the resistor 12. Therefore, the oscillation frequency (fosc) can be changed to an arbitrary value by increasing or decreasing the resistance value of the resistor 12 or the capacitance value of the capacitor 13.
【0025】本実施の形態では、ある発振周波数foよ
り周波数を増加させる場合、抵抗12の抵抗値を小さく
し、ある発振周波数foより周波数を低下させる場合、
コンデンサ13の容量値を大きくする。そのため、本実
施の形態では、入力電圧Vinの電圧値により、NPN
トランジスタ21、あるいはNPNトランジスタ22の
どちらか一方がON状態になり、それ以外は、OFF状
態になるように制御し、NPNトランジスタ21とNP
Nトランジスタ22のコレクタ電極側に接続された抵抗
20、あるいはコンデンサ23が、抵抗12とコンデン
サ13の並列回路に接続されるようになっている。In this embodiment, when the frequency is increased from a certain oscillation frequency fo, the resistance value of the resistor 12 is decreased, and when the frequency is decreased from a certain oscillation frequency fo,
The capacitance value of the capacitor 13 is increased. Therefore, in the present embodiment, the NPN
One of the transistor 21 and the NPN transistor 22 is turned on, and the other is controlled to be turned off.
The resistor 20 or the capacitor 23 connected to the collector electrode of the N-transistor 22 is connected to a parallel circuit of the resistor 12 and the capacitor 13.
【0026】図3は、本実施の形態のDC/DCコンバ
ータ25の発振器10の発振周波数(fosc)と入力
電圧Vinとの関係を示す図である。一般のバイポーラ
トランジスタにおいては、ベース・エミッタ間の順方向
電圧が約0.7[V]になるとON状態になる。そこ
で、本実施の形態では、入力電圧Vinの電圧がある一
定電圧(図3のVa)を超えた場合に、抵抗14と抵抗
15とから成る分圧回路により分圧された分圧電圧が
0.7[V]以上になるにして、NPNトランジスタ2
1をOFF状態からON状態に遷移させる。これによ
り、抵抗20が、接地電位に対してオープン状態から接
地状態となるので、発振周波数を決定する抵抗が、並列
接続される抵抗12と抵抗20となるため、前記(4)
式の抵抗値Rが見かけ上小さくなり、発振周波数は、あ
る発振周波数foより大きい発振周波数foaとなる。
但し、NPNトランジスタ21がONの時、NPNトラ
ンジスタ22はOFF状態にある。FIG. 3 is a diagram showing the relationship between the oscillation frequency (fosc) of the oscillator 10 of the DC / DC converter 25 of the present embodiment and the input voltage Vin. A general bipolar transistor is turned on when the forward voltage between the base and the emitter reaches about 0.7 [V]. Therefore, in the present embodiment, when the voltage of the input voltage Vin exceeds a certain voltage (Va in FIG. 3), the divided voltage divided by the voltage dividing circuit including the resistors 14 and 15 becomes 0. .7 [V] or more, and the NPN transistor 2
1 is changed from the OFF state to the ON state. As a result, the resistance 20 changes from the open state to the ground state with respect to the ground potential, and the resistance for determining the oscillation frequency is the resistance 12 and the resistance 20 connected in parallel.
The resistance value R in the equation becomes apparently smaller, and the oscillation frequency becomes an oscillation frequency foa higher than a certain oscillation frequency fo.
However, when the NPN transistor 21 is ON, the NPN transistor 22 is in the OFF state.
【0027】逆に、入力電圧Vinがある一定電圧(図
3のVb)以下に低下した場合には、抵抗16と抵抗1
7とから成る分圧回路により分圧された分圧電圧が0.
7[V]未満となるようにして、NPNトランジスタ4
5をOFF状態とする。これにより、NPNトランジス
タ22のベース電極に、入力電圧Vinが印加されるの
で、NPNトランジスタ22がON状態となり、NPN
トランジスタ22のコレクタ側に接続されたコンデンサ
23が接地電位に接地される。従って、発振周波数を決
定するコンデンサが、並列接続されるコンデンサ23と
コンデンサ13とになるため、前記(4)式の容量値C
が見かけ上大きくなり、発振周波数は、ある発振周波数
foより小さい発振周波数fobとなる。また、入力電
圧Vinがある一定電圧(図3のVb)を超えた場合に
は、抵抗16と抵抗17とから成る分圧回路により分圧
された分圧電圧が0.7[V]以上になるようにして、
NPNトランジスタ45をOFF状態からON状態に遷
移させる。これにより、NPNトランジスタ22のベー
ス電極に、接地電位(0[V])が印加されるので、N
PNトランジスタ22がOFF状態となり、NPNトラ
ンジスタ22のコレクタ側に接続されたコンデンサ23
が接地電位に対してオープン状態となる。Conversely, if the input voltage Vin drops below a certain voltage (Vb in FIG. 3), the resistance 16 and the resistance 1
7. The divided voltage divided by the voltage dividing circuit consisting of.
7 [V] so that the NPN transistor 4
5 is turned off. As a result, the input voltage Vin is applied to the base electrode of the NPN transistor 22, so that the NPN transistor 22 is turned on and the NPN transistor 22 is turned on.
The capacitor 23 connected to the collector of the transistor 22 is grounded to the ground potential. Therefore, since the capacitors that determine the oscillation frequency are the capacitor 23 and the capacitor 13 connected in parallel, the capacitance value C
Becomes apparently larger, and the oscillation frequency becomes an oscillation frequency fob lower than a certain oscillation frequency fo. When the input voltage Vin exceeds a certain voltage (Vb in FIG. 3), the divided voltage divided by the voltage dividing circuit including the resistor 16 and the resistor 17 becomes 0.7 [V] or more. So that
The NPN transistor 45 is changed from the OFF state to the ON state. As a result, the ground potential (0 [V]) is applied to the base electrode of the NPN transistor 22.
The PN transistor 22 is turned off, and the capacitor 23 connected to the collector of the NPN transistor 22 is turned off.
Are open with respect to the ground potential.
【0028】本実施の形態では、前述の動作の際に、N
PNトランジスタ21とNPNトランジスタ22は、異
なる入力電圧Vinの電圧でONする様に抵抗(14〜
17)の抵抗値を設定する必要がある。例えば、入力電
圧Vin=約25V以上でNPNトランジスタ21をO
Nさせる場合には、抵抗14の抵抗値を34[KΩ]、
抵抗15抵抗値を1.0[KΩ]とし、入力電圧Vin
=約5[V]以下でNPNトランジスタ22をONさせ
る場合には、抵抗17抵抗値を3.6[KΩ]、抵抗1
6抵抗値を600[Ω]とすれば良い。In the present embodiment, in the above operation, N
The PN transistor 21 and the NPN transistor 22 have resistors (14 to 14) so that they are turned on at different input voltages Vin.
It is necessary to set the resistance value of 17). For example, when the input voltage Vin is about 25 V or more, the NPN transistor 21 is turned off.
In the case of N, the resistance value of the resistor 14 is set to 34 [KΩ],
The resistance value of the resistor 15 is set to 1.0 [KΩ], and the input voltage Vin is set.
When the NPN transistor 22 is turned on at about 5 [V] or less, the resistance of the resistor 17 is changed to 3.6 [KΩ]
6 The resistance value may be set to 600 [Ω].
【0029】本実施の形態において、入力電圧Vin=
25V以上でfosc=500[KHz]、入力電圧V
in=5[V]以下でfosc=100[KHz]、そ
れ以外の入力電圧Vinでは、fosc=350[KH
z]で動作させた場合におけるONデューティ比(D2
[%])を前記(3)式を用いて計算した結果を表2に
示す。但し、前記以外のパラメータ(L,Vo,Io)
は、前述した表1の計算時と同じ値である。In this embodiment, the input voltage Vin =
Fosc = 500 [KHz] at 25 V or more, input voltage V
fosc = 100 [KHz] when in = 5 [V] or less, and fosc = 350 [KH] at other input voltages Vin.
z], the ON duty ratio (D2
Table 2 shows the results of calculating [%]) using the above equation (3). However, other parameters (L, Vo, Io)
Is the same value as in the calculation in Table 1 described above.
【0030】[0030]
【表2】 表2から分かるように、本実施の形態では、入力電圧V
inが5V以下でもONデューティ比が50[%]以下
になるため、DC/DCコンバータ25は、不連続電流
モードで安定に動作し、電源効率を一定に保つことがで
きる。これにより、本実施の形態の液晶表示モジュール
では、従来の液晶表示モジュールのように、消費電力が
増大することがなく、コストも増加することがない。ま
た、入力電圧Vinが25V以上においても、ONデュ
ーティ比が10[%]以上のため、制御IC11が異常
発振することなく、制御IC11が安定してデユーティ
制御を行うことができる。これにより、本実施の形態の
液晶表示モジュールでは、従来の液晶表示モジュールの
ように、DC/DCコンバータの異常発振により、異常
発信音が発生することがなく、さらに、DC/DCコン
バータに搭載されるダイオードの電流負担が増加し、そ
の結果、ダイオードが発熱することもなくなる。[Table 2] As can be seen from Table 2, in the present embodiment, the input voltage V
Even when in is 5 V or less, the ON duty ratio becomes 50 [%] or less, so that the DC / DC converter 25 operates stably in the discontinuous current mode and can keep the power supply efficiency constant. Thereby, in the liquid crystal display module of the present embodiment, unlike the conventional liquid crystal display module, the power consumption does not increase and the cost does not increase. Even when the input voltage Vin is 25 V or more, the ON duty ratio is 10% or more, so that the control IC 11 can stably perform the duty control without abnormal oscillation of the control IC 11. As a result, in the liquid crystal display module of the present embodiment, unlike the conventional liquid crystal display module, an abnormal oscillation sound of the DC / DC converter does not generate an abnormal dial tone, and the liquid crystal display module is mounted on the DC / DC converter. The current load on the diode increases, and as a result, the diode does not generate heat.
【0031】なお、前記実施の形態では、降圧型のDC
/DCコンバータに本発明を適用した実施の形態につい
て説明したが、本発明はこれに限定されるものではな
く、昇圧型、反転型等のDC/DCコンバータにも適用
可能であることはいうまでもない。また、前記実施の形
態では、本発明を、TFT方式の液晶表示モジュールに
適用した実施の形態について説明したが、本発明はこれ
に限定されるものではなく、STN方式の液晶表示モジ
ュールにも適用可能であることはいうまでもない。さら
に、本発明のDC/DCコンバータは、前記IEE13
94規格のインターフェースを備えた小型CCDカメラ
装置や、ビデオ装置等にも適用可能であることはいうま
でもない。以上、本発明者によってなされた発明を、前
記実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は、
前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を
逸脱しない範囲において種々変更可能であることは勿論
である。In the above embodiment, the step-down type DC
Although the embodiment in which the present invention is applied to the / DC converter has been described, the present invention is not limited to this, and it is needless to say that the present invention can be applied to a DC / DC converter such as a boost type or an inverting type. Nor. Further, in the above-described embodiment, an embodiment in which the present invention is applied to a TFT type liquid crystal display module has been described. However, the present invention is not limited to this, and is also applicable to an STN type liquid crystal display module. It goes without saying that it is possible. Further, the DC / DC converter according to the present invention is adapted to the IEEE13
It is needless to say that the present invention can be applied to a small CCD camera device having a 94 standard interface, a video device, and the like. As described above, the invention made by the inventor has been specifically described based on the embodiment.
It is needless to say that the present invention is not limited to the above-described embodiment, but can be variously changed without departing from the gist thereof.
【0032】[0032]
【発明の効果】本願において開示される発明のうち代表
的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、下
記の通りである。本発明の液晶表示装置によれば、外部
から入力される入力直流電圧の電圧範囲が広い場合であ
っても、電源回路を安定に動作させることが可能とな
る。The effects obtained by typical ones of the inventions disclosed in the present application will be briefly described as follows. According to the liquid crystal display device of the present invention, it is possible to operate the power supply circuit stably even when the voltage range of the input DC voltage input from the outside is wide.
【図1】本発明の実施の形態のTFT方式の液晶表示モ
ジュールの基本構成を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram illustrating a basic configuration of a TFT type liquid crystal display module according to an embodiment of the present invention.
【図2】本発明の実施の形態の電源回路を構成するDC
/DCコンバータ回路の回路構成を示す回路図である。FIG. 2 shows a DC constituting a power supply circuit according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a circuit diagram illustrating a circuit configuration of a / DC converter circuit.
【図3】本発明の実施の形態のDC/DCコンバータの
発振器の発振周波数(fosc)と入力電圧Vinとの
関係を示す図である。FIG. 3 is a diagram illustrating a relationship between an oscillation frequency (fosc) of an oscillator of a DC / DC converter according to an embodiment of the present invention and an input voltage Vin.
【図4】従来の液晶表示モジュールの電源回路を構成す
るDC/DCコンバータの回路構成を示す回路図であ
る。FIG. 4 is a circuit diagram showing a circuit configuration of a DC / DC converter forming a power supply circuit of a conventional liquid crystal display module.
【図5】図4に示すDC/DCコンバータにおいて、バ
イポーラPNPトランジスタのコレクタ電圧波形と、リ
アクトルに流れる電流波形を示す図である。5 is a diagram showing a collector voltage waveform of a bipolar PNP transistor and a current waveform flowing through a reactor in the DC / DC converter shown in FIG.
1,27…バイポーラPNPトランジスタ、2,28…
ダイオード、3,29…リアクトル、4,5,7,8,
12,14,15,16,17,18,19,20,3
1,33,35,36,37,43,44…抵抗、6,
30…平滑コンデンサ、9,34…出力制御回路、1
0,32…発振器(OSC)、11,39…制御用I
C、13,23,38…コンデンサ、21,22,45
…バイポーラNPNトランジスタ、24,40…入力直
流電圧、25,41…降圧型DC/DCコンバータ、2
6,42…負荷、100…液晶表示パネル、110…表
示制御装置、120…電源回路、130…ドレインドラ
イバ部、140…ゲートドライバ部140。1,27 ... bipolar PNP transistor, 2,28 ...
Diode, 3,29 ... reactor, 4,5,7,8,
12, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 3
1, 33, 35, 36, 37, 43, 44 ... resistance, 6,
30: smoothing capacitor, 9, 34: output control circuit, 1
0, 32: oscillator (OSC), 11, 39: control I
C, 13, 23, 38 ... capacitors, 21, 22, 45
... Bipolar NPN transistor, 24,40 ... Input DC voltage, 25,41 ... Step-down DC / DC converter, 2
6, 42: load, 100: liquid crystal display panel, 110: display control device, 120: power supply circuit, 130: drain driver section, 140: gate driver section 140.
フロントページの続き (72)発明者 大平 智秀 千葉県茂原市早野3300番地 株式会社日立 製作所ディスプレイグループ内 Fターム(参考) 5C006 AF84 BB16 BF31 BF36 BF37 BF42 BF46 FA47 5C080 AA10 BB05 DD09 DD26 FF03 JJ02 JJ03 JJ04 5H730 AA14 AS01 BB13 BB57 DD02 FD01 FD11 FG05 FG07 FG25Continuation of the front page (72) Inventor Tomohide Ohira 3300 Hayano Mobara-shi, Chiba F-term (reference) 5C006 AF84 BB16 BF31 BF36 BF37 BF42 BF46 FA47 5C080 AA10 BB05 DD09 DD26 FF03 JJ02 JJ03 5H730A14 AS01 BB13 BB57 DD02 FD01 FD11 FG05 FG07 FG25
Claims (5)
晶表示装置であって、 前記電源回路は、入力電圧が供給される入力端子と出力
端子との間に接続されるトランジスタとリアクトルとの
直列回路と、 発振回路と、 前記トランジスタのON/OFFを制御するとともに、
前記発振回路の発振周波数の1周期内における前記トラ
ンジスタのON期間を可変する制御手段と、 前記発振回路の発振周波数を、前記入力電圧の電圧値に
応じて段階的に可変する発振周波数可変手段とを有する
ことを特徴とする液晶表示装置。1. A liquid crystal display device comprising a liquid crystal display element and a power supply circuit, wherein the power supply circuit includes a transistor and a reactor connected between an input terminal supplied with an input voltage and an output terminal. A series circuit, an oscillation circuit, and ON / OFF control of the transistor;
Control means for varying the ON period of the transistor within one cycle of the oscillation frequency of the oscillation circuit; and oscillation frequency varying means for varying the oscillation frequency of the oscillation circuit stepwise according to the voltage value of the input voltage. A liquid crystal display device comprising:
として、抵抗素子とコンデンサ素子とを有し、 前記発振周波数可変手段は、前記入力電圧の電圧値に応
じて、前記発振周波数決定用の抵抗素子の抵抗値および
コンデンサ素子の容量値の少なくとも一方を可変して、
前記発振回路の発振周波数を段階的に可変することを特
徴とする請求項1に記載の液晶表示装置。2. The oscillating circuit has a resistor element and a capacitor element as oscillating frequency determining elements, and the oscillating frequency varying means controls the oscillating frequency determining element according to a voltage value of the input voltage. By changing at least one of the resistance value of the resistance element and the capacitance value of the capacitor element,
2. The liquid crystal display device according to claim 1, wherein the oscillation frequency of the oscillation circuit is varied stepwise.
1の電圧値より低い電圧値の場合に、前記発振回路の発
振周波数を第1の周波数に設定し、 前記入力電圧が前記第1の電圧より高く、第2の電圧値
よりも低い電圧値の場合に、前記発振回路の発振周波数
を前記第1の周波数よりも高い第2の周波数に設定し、 前記入力電圧が前記第2の電圧値よりも高い電圧値の場
合に、前記発振回路の発振周波数を前記第2の周波数よ
りも高い第3の周波数に設定することを特徴とする請求
項1に記載の液晶表示装置。3. The oscillating variable means sets an oscillating frequency of the oscillating circuit to a first frequency when the input voltage is lower than a first voltage value, wherein the input voltage is equal to the first voltage. When the input voltage is higher than the first voltage, the oscillation frequency of the oscillation circuit is set to a second frequency higher than the first frequency. 2. The liquid crystal display device according to claim 1, wherein when the voltage value is higher than the voltage value, the oscillation frequency of the oscillation circuit is set to a third frequency higher than the second frequency.
として、第1の抵抗素子と、 前記第1の抵抗素子に第1のスイッチング素子を介して
平行に接続される第2の抵抗素子と、 第1のコンデンサ素子と、 前記第1のコンデンサ素子に第2のスイッチング素子を
介して平行に接続される第2のコンデンサ素子とを有
し、 前記発振周波数可変手段は、前記入力電圧が第1の電圧
値より低い電圧値の場合に、前記第1のスイッチング素
子をOFF、前記第2のスイッチング素子をONとし
て、前記発振回路の発振周波数を前記第1の周波数に設
定し、 前記入力電圧が前記第1の電圧より高く、第2の電圧値
よりも低い電圧値の場合に、前記第1および第2のスイ
ッチング素子をOFFとして、前記発振回路の発振周波
数を前記第2の周波数に設定し、 前記入力電圧が前記第2の電圧値よりも高い電圧値の場
合に、前記第1のスイッチング素子をON、前記第2の
スイッチング素子をOFFとして、前記発振回路の発振
周波数を前記第3の周波数に設定することを特徴とする
請求項3に記載の液晶表示装置。4. The oscillation circuit according to claim 1, further comprising: a first resistance element as an oscillation frequency determination element; and a second resistance element connected in parallel to the first resistance element via a first switching element. A first capacitor element; and a second capacitor element connected in parallel to the first capacitor element via a second switching element. When the voltage value is lower than the first voltage value, the first switching element is turned off and the second switching element is turned on, and the oscillation frequency of the oscillation circuit is set to the first frequency; Is higher than the first voltage and lower than the second voltage value, the first and second switching elements are turned off, and the oscillation frequency of the oscillation circuit is set to the second frequency. When the input voltage is a voltage value higher than the second voltage value, the first switching element is turned on and the second switching element is turned off, and the oscillation frequency of the oscillation circuit is set to the third value. 4. The liquid crystal display device according to claim 3, wherein the frequency is set to:
回路と、 第2の抵抗分圧回路とを有し、 前記入力電圧が第1の電圧値より低い電圧値の場合に、
前記第2の抵抗分圧回路の分圧出力電圧に基づき、前記
第2のスイッチング素子をONとし、 前記入力電圧が前記第2の電圧値よりも高い電圧値の場
合に、前記第1の抵抗分圧回路の分圧出力電圧に基づ
き、前記第1のスイッチング素子をONとすることを特
徴とする請求項4に記載の液晶表示装置。5. The oscillation frequency varying means has a first resistor voltage divider circuit and a second resistor voltage divider circuit, and when the input voltage is a voltage value lower than the first voltage value,
The second switching element is turned on based on a divided output voltage of the second resistor voltage dividing circuit. When the input voltage is a voltage value higher than the second voltage value, the first resistor is turned on. 5. The liquid crystal display device according to claim 4, wherein the first switching element is turned on based on a divided output voltage of a voltage dividing circuit.
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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-
2000
- 2000-03-29 JP JP2000090007A patent/JP2001282189A/en active Pending
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