详解LCD驱动电压VGH和VGL电路原理
详解LCD驱动电压VGH和VGL电路原理
在液晶显示屏（LCD）中，VGH和VGL电压是驱动TFT（薄膜晶体管）的关键信号。VGH负责开启TFT栅极电容，而VGL则负责关闭。这两个电压的稳定性直接关系到显示质量，任何波动都可能导致花屏、重影或白屏等显示故障。本文将深入解析VGH和VGL电压的产生电路原理，帮助读者更好地理解LCD驱动电路的工作机制。
在液晶显示屏驱动电路中，VGH电压负责对TFT栅极电容进行充电开启，并使电容电压保持一个场周期，VGL电压负责TFT栅极的关闭。如果VGH和VGL电压出现不稳或者幅度变化，都会引起图像显示故障，例如花屏、重影、白屏等。以下就VGH和VGL电压产生电路进行原理分析，使大家在以后的设计中对于此电路有一个清晰的认识。
完整的电路如下：
图中应用的Boost DC-DC电源芯片芯片是启攀微的CP2121,DC-DC基本原理不是本文所研究的对象，因此不本文不做赘述。基于CP2121的升压和负压基本电路如上，本文中以VGH要求为+18V，VGL要求为为-6V.
在这里先来两张图，回顾一下电容的基本特性
电容两端电压不可突变
所谓两端电压，这里可以理解为两端的电位差
这里电容的positive两端都是0V，电位差为0V，其中一端由0升到10V，由于电容两端电压不可突变，另一端也变为10V，维持电容两端电位差为10V；
同理电容的Negasitive的一端为10V，另一端为0V，电压差为10V，其中一端由10V变为0V，由于电容两端电压不可突变，另一端也变为-10V，维持电容两端电位差为10V；
开关波形大致是一个从0-10V变化的PWM信号，幅值接近10V，这里因为升压电路的原因，
SW这个点的电压幅值会比输出9.6V略高，
再看看二极管在这里的作用
这里也是利用的二极管的单向导电性；若不理解可讲上一张图片再重读一遍，理解一下。
到这一步，可以来拆解第一张图的原理
VGL电压产生电路（-6V）
上图 C862,U804,C863共同组成了“负压半波整流电路
当高电平时：
经过 C862和二极管U804的PIN3-2 ，到GND形成回路；
此时图中1点的电平为10V，2点电平为0.7V（准确来说是二极管的正向压降），3点电平为0V；
此时C862会开始储存电荷(即电容充电);C862的电位差为10-0.7=9.3V
电流的流向如下图
当低电平时：
由于电容两端电压不可突变
C862靠近SW一端从10V变为0V,另一端要维持电位差9.3V，所以从0V变为-9.3V
C863经过二极管U804的PIN1-3的 ，到U804的PIN3靠近C862的一端形成回路；电流由高电位流向低电位；
C863一端由0V经过U804的PIN1-3到C862靠近SW一端-9.3，减去二极管的0.7V压降，此时C863的电压绝对值=9.3-0.7=8.4V，电压的值的-8.6V左右，实际的值和二极管的压降有关系，以及SW端的电压幅值有关系。
电流的流向如下图
此时C862会开始泄放电荷(即电容放电);C863开始充电
SW的PWM波形作用于C862几个周期后，形成稳定大概-8.4V左右的负电压，再经过电阻分压之后，经过稳压二极管即可得到稳定输出的-6V，稳压二极管的原理文章不做赘述。
其实这里R825也可以不必要和R827经行电阻分压，只需要限流之后，小电流到稳压管之后依然能稳出所需的负电压，可根据所需负电压的幅值选择所需的二极管，比如说需要-6.3V，那就选用该幅值所有的稳压二极管，但是有一点，这里的幅值不能高于前级的-8.4V。
VGL的倍压的原理同上
只是二极管其中的一脚连到了DC-DC的输出端
大致分析一下，C860靠近SW端为0-10V，另一端初始为9.6-0.7V=8.9V，二极管U802的PIN1-3
C860靠近SW端为0V的时候,另一端为8.9V，电压差为8.9V
C860靠近SW端为10V的时候，电容电压两端不可突变，另一端有原来8.9V，变成18.9V，然后经过二极管压降0.7V，约18.2V左右，经过后级限流到稳压管，得到18V，此时选18V的稳压管。
至此，分析完毕。
有意思的是，在谷歌看到通过下图用PWM信号驱动三极管的电路，也能得到负压，可以看看原理
原理类似。
为了佐证电容两端电位差不可突变，这里再次引用实测的一张图，图中测量的电容也一并再图中标示