基于无源逆变器的全模拟液晶驱动电路设计

张其远， 穆继亮， 韩晓涛， 李正阳， 丑修建

(中北大学 仪器科学与动态测试教育部重点实验室，山西 太原 030051)

1 引 言

液晶是一种介于液体和晶体之间、由不完全周期性排列的长棒状或扁平状分子组成的中间物质[1-2]，具有独特的取向有序流动性和光学各向异性[3]等特点。对其施加电场调控，可改变入射光的偏振状态或方向。经过液晶的不断研究以及半导体集成电路技术的不断发展，液晶在显示、光阀器件领域有着广泛的应用。近年来，随着便携式智能可穿戴设备兴起，越来越多新型器件集成了液晶盒、液晶膜[4-5]等液晶器件，如焊工面罩、护目镜等。面向电子产品轻量化、简约化的应用需求，人们对液晶驱动电路的尺寸、成本、功能提出了更高要求。

现有液晶驱动电路多是针对不同分辨率基于晶体管原理的TFT-LCD屏幕设计的专用集成电路[6]，设计复杂且成本高。针对单纯的液晶盒或液晶膜的最常见的驱动方法为使用单片机(MCU)和H桥进行驱动。中国科学院光束控制重点实验室研究团队通过现场可编程门阵列(FPGA)输出特定的脉冲宽度调制(PWM)信号大幅提高了液晶的响应速度[7]；国立交通大学研究团队使用全数字电路实现液晶电路的驱动，降低了功耗，其中交流信号通过生成PWM信号和使用电平转换单元生成[8]。但上述驱动方法的电路设计成本高、体积大，且需要编写和烧录程序，难以适应缺少固定电压供电或者微型化的产品应用要求。

针对上述问题，本文提出一种基于RC施密特振荡电路和反相器的液晶驱动电路设计方案。……