| 近年来，随着液晶显示器（Liquid Crystal Display；LCD）相关技术的快速发展，使得液晶显示器已广泛的应用在各领域中。与传统的阴极射线管（Cathode Ray Tube；CRT）显示器比较起来，虽然液晶显示器在显示的动态响应等方面尚无法和阴极射线管显示器相匹敌，但其具有体积小、重量轻且不占空间、低耗电量、不反光及低辐射等优点，已使得液晶显示器逐渐地取代传统的阴极射线管显示器成为现今当红的平面显示器（Flat-Plane Display；FPD）。 一般而言，液晶显示器本身不但需要一组背光电路，亦需要一组高效率的偏压电源来控制对比，且此偏压电源必需要能够在相当大的负载变动范围内都维持稳定的输出电压。由于目前小尺寸液晶显示器的相关产品均已朝薄型化之趋势发展，使得小尺寸液晶显示器的背光电路与偏压电源供应器亦须往扁平化设计。因此，如何设计体积小、效率高的液晶显示器背光电路与偏压电源供应器，已成为产品设计上重要的课题。有鑑于此，本文将说明如何来设计出一体积小、效率高的液晶显示器偏压电源供应器。 |
电路架构与工作原理 |
(图一) 电路架构
基本上，液晶显示器的偏压电源供应器必须要能提供三组输出电源，其中一组是Source电源，另外两组则是一为正电压另一为负电压的Gate电源。由于偏压电源供应器的输入电压一般大都会较其所需提供的Source电压来的低，因此Source电源的部分可经由一升压式转换器(Step-up Converter)来产生；而正、负Gate电源的部分，因所需提供的负载电流较为小，为了缩小电路体积与节省成本，则可采用充电帮浦（Charge Pump）的方式，将升压式转换器的PWM信号充电帮浦到所需的正、负Gate电压，如(图一)所示。
由图一的电路可发现，在升压式转换器的一个切换周期中，功率切换开关的电压将介于输出电压与零电压之间变化。当功率切换开关导通时，升压式转换器的输出电容C1将经由二极管D2与功率切换开关S对电容C2充电，使C2上的电压近似于升压式转换器的输出电压，而电容C3则将透过D4与S对电容C4充电，使C4上的电压近似于两倍的升压式转换器输出电压，如(图二)(a)所示。
而当功率切换开关截止时，则停止对C2与C4充电，此时二极管D2与D4为截止的状态，而二极管D3与D5则进入导通的状态，并且电容C3被充电至近似两倍的升压式转换器输出电压，而电容C5则被充电至近似三倍的升压式转换器输出电压，如图二(b)所示；如此即产生所需的正Gate电压。至于负Gate电源的部分其工作原理与正Gate电源的部分相似，当功率切换开关截止时，二极体D6为导通的状态，电容C6被充电至近似于升压式转换器的输出电压大小，如图二(b)所示；而当功率切换开关导通时，则停止对C6进行充电，此时D6为截止的状态，而D7则进入导通的状态，并且电容C6将经由D7与S对电容C7充电，使C7上的电压近似于负的升压式转换器输出电压，如图二(a)所示；如此所需的负Gate电压即产生。
 |
(图二) 工作模式
设计实例接下来将以输入电压为3.3V的情况为例，说明如何来设计一Source电源为10V、正的Gate电源为28V而负的Gate电源为-9V的液晶显示器偏压电源供应电路。