CN101038380B - 液晶显示器及其电源供应电路 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种液晶显示器及其电源供应电路，包括用以接收一交流电压的交流至直流转换器，经转换为直流电压，再由Royer转换器接收其直流电压，并输出一稳定的输出电压。除此之外，另有反馈电路，用以接收输出电压并以单一反馈控制方式，直接控制交流至直流转换器。本发明减少了多层级电路所造成的效率损耗并同时减少不必要的零组件，而所使用的单一反馈控制方式，亦免去了需配合DC-DC转换器的反馈控制方式，进而提高整体反馈控制的稳定度。

Description

液晶显示器及其电源供应电路

技术领域

本发明是有关于可供高压负载的电源供应电路，尤其涉及一种液晶显示器及其电源供应电路。

背景技术

近年来，新兴的许多电子产品包括行动电话、数位相机、数位摄影机、笔记型电脑以及桌上型电脑上的显示屏幕等，皆以液晶显示面板(liquidcrystal display panel)为主流，但由于液晶显示面板本身并不具有发光的功能，故在液晶显示面板下方必须提供一背光模块(backlight module)以作为液晶显示面板所需的面光源，使得液晶显示面板得以达到显示的效果，并同时获得足够的亮度与对比，进而显示该有的画面。

为了使背光模块能够获得一稳定的高压电源，目前常用的架构为一整合型电源供应器(integrated power supply)结合DC-DC转换器(DC-DC converter)及一自激型的Royer转换器(Royer inverter)的电路作为提供背光模块负载所需的高压电源。

如图1所示为一传统的整合型电源供应器，此电源供应器包括一交流至直流转换器110，以表该整合型电源供应器，再加上DC-DC转换器130及Royer转换器120，除此之外，为了使输出电压稳定，还包括两个反馈电路，分别为第一脉宽调变控制电路142以及第二脉宽调变控制电路144。交流至直流转换器110接收交流电压Vin并将其转换为第一直流电压Vdc1，DC-DC转换器130再接收第一直流电压Vdc1并将电压位准转换为第二直流电压Vdc2，Royer转换器120则接收第二直流电压Vdc2，并将其转换为可提供稳定高压负载的输出电压Vout。第二脉宽调变控制电路144接收输出电压Vout，并根据反馈量，控制DC-DC转换器130，第一脉宽调变控制电路142则接收第一直流电压Vdc1，并根据反馈量，控制交流至直流转换器110。

若以一较佳状态为例，此三个层级的效率分别为交流至直流转换器110：85％，DC-DC转换器130：90％，Royer转换器120：75％。三个层级的整体效率经计算为57％(0.85x0.9x0.75)，由此可知，此种架构不但效率偏低，加上DC-DC转换器所造成的面板闪烁(panel flicker)、偏暗等现象，尚有多处改善的空间。除此之外，用以控制输出电压稳定度所必要的两组反馈电路由于需要相互配合，在反馈控制的稳定度上亦是现有设计上的一大考验，有待克服。

发明内容

本发明是为了克服现有技术存在的上述缺点而提供的一种液晶显示器及其电源供应电路，该液晶显示器及其电源供应电路可提升整体效率、降低零件成本以及提高反馈控制的稳定度。

本发明采取的技术方案是：一种电源供应电路，适用于提供负载所需的高压电源，包括交流至直流转换器、直流至交流转换器以及反馈电路。其中：交流至直流转换器，用以接收一交流电压，再经交直流转换输出直流电压；直流至交流转换器，用以接收直流电压，再经直交流转换输出一交流电压；反馈电路，用以接收输出电压并以单一反馈控制方式，直接控制交流至直流转换器。

上述电源供应电路，其中，所述的直流至交流转换器为自激型转换器。

上述电源供应电路，其中，所述的直流至交流转换器为它激型转换器。

上述电源供应电路，其中，所述的反馈电路，包括脉宽调变控制电路，利用脉冲工作周期的反馈改变，即时控制交流至直流转换器的运作。

上述电源供应电路，其中，所述的反馈电路更包括亮度控制电路以及固定脉宽调变控制电路。亮度控制电路，用以输出亮度控制信号，以产生脉冲工作周期的反馈改变，并即时控制该交流至直流转换器的运作。固定脉宽调变控制电路，接收亮度控制信号，并产生固定的脉宽调变工作周期，以控制直流至交流转换器。

上述电源供应电路，其中，所述的反馈电路由可编程集成电路实现。

本发明提供一种液晶显示器，包括背光模块、电源配置器以及电源供应电路。其中背光模块，用以提供液晶显示器所需的光源；电源配置器，用以提供电源供应电路所需的交流电源；电源供应电路，提供背光模块所需的电源，其中包括交流至直流转换器、直流至交流转换器、反馈电路；交流至直流转换器，用以接收一交流电压，再经交直流转换输出直流电压；直流至交流转换器，用以接收直流电压，再经直交流转换输出一交流电压。反馈电路，用以接收输出电压并以单一反馈控制方式，直接控制交流至直流转换器。

上述液晶显示器，其中，所述的背光模块包括棱镜片、导光板以及冷阴极萤光管。

上述液晶显示器，其中，所述的背光模块包括发光二极管阵列。

上述液晶显示器，其中，所述的直流至交流转换器为自激型转换器。

上述液晶显示器，其中，所述的直流至交流转换器为它激型转换器。

上述液晶显示器，其中，所述的反馈电路，包括脉宽调变控制电路，利用脉冲工作周期的反馈改变，即时控制交流至直流转换器的运作。

上述液晶显示器，其中，所述的反馈电路更包括亮度控制电路以及固定脉宽调变控制电路。亮度控制电路，用以输出亮度控制信号，以产生脉冲工作周期的反馈改变，并即时控制该交流至直流转换器的运作。固定脉宽调变控制电路，接收亮度控制信号，并产生固定的脉宽调变工作周期，以控制直流至交流转换器。

上述液晶显示器，其中，所述的反馈电路由可编程集成电路实现的。

本发明因使用特有的反馈控制电路于液晶显示器的电源供应上，因而减少多层级电路所造成的效率损耗并同时减少所需的零组件，使得总体效率提升且制造零件成本降低，除此之外，以单一反馈控制方式，直接控制交流至直流转换器，免去了现有技术中，需配合DC-DC转换器的反馈控制方式，进而提高反馈控制的稳定度。

附图说明

为让本发明的特征和优点能更明显易懂，下面特举较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明。

图1是绘示现有高压负载电源供应电路。

图2是绘示本发明较佳实施例的高压负载电源供应电路。

图3是绘示使用此高压负载电源供应电路的液晶显示器。

附图中主要元件符号说明：

Vin：交流电压；            Vdc1：第一直流电压；

Vdc2：第二直流电压；       Vout：输出电压；

110：交流至直流转换器；    120：Royer转换器；

130：DC-DC转换器；         142：第一脉宽调变控制电路；

144：第二脉宽调变控制电路；

Vdc：直流电压；            Dc：亮度控制电压；

210：交流至直流转换器；    220：Royer转换器；

240：反馈电路；            242：脉宽调变控制电路；

244：固定脉宽调变控制电路；246：亮度控制电路；

310：电源配置器；          320：电源供应电路；

322：交流至直流转换器；    324：Royer转换器；

326：反馈电路；            330：背光模块；

332：冷阴极萤光管。

具体实施方式

为了取代现有技术电源供应的缺点，本发明使用了如图2所示的电路架构，此电路架构简化了原有的三层级架构所作的电源形态转换，仅利用交流至直流转换器(AC-DC converter)、直流至交流转换器(DC-AC inverter)及单一反馈控制方式，达成负载所需的稳定高压电源，所省略的DC-DC转换器可使得整个电路减少一层级电压转换所造成的功率损耗。以一较佳状态为例，交流至直流转换器的效率约为85％，作为其直流至交流转换器所使用的Royer转换器的效率约为75％，则整体效率约为63％(0.85x0.75)，相较于传统的57％提升约6％的效率。

参照图2所示，此电源供应电路包括一交流至直流转换器210、一Royer转换器220以及一反馈电路240。其中的反馈电路240包括一脉宽调变控制电路242。

交流至直流转换器210接收一交流电压Vin，再经由交直流转换电路，输出一直流电压Vdc，此直流电压Vdc继而输入Royer转换器220，经转换成为可供负载使用的输出电压Vout，此输出电压Vout进入反馈电路240的中，并反馈控制脉宽调变控制电路242以便即时控制交流至直流转换器210的运作。

图2所使用的Royer转换器220亦可被取代为其他直流至交流转换器，其中包括它激型的转换器。

图2所示的反馈电路240还可包括一亮度控制电路246(dimming controlcircuit)，用以输出一亮度控制信号Dc，并产生脉冲工作周期的反馈改变，即时控制交流至直流转换器的运作。由于所做的反馈控制直接控制第一层级的交流至直流转换器210，因此当Royer转换器220进行脉冲串式亮度调控(burst mode dimming)时，所造成的直流电压Vdc的脉动(ripple)将可有效的被反馈电路240所抑制。

另外，在使用它激型的转换器时还可包括一固定脉宽调变控制电路244(constant PWM control circuit)，用以接收亮度控制信号Dc，并产生固定的脉宽调变工作周期，以控制直流至交流转换器220。

由于图2所示的反馈电路240包含负载变动的反馈机制所需的所有电路，为了更进一步降低零件成本、缩小体积以及提升整体效率，可将反馈电路240制作成一可编程的集成电路。

参照图3所示，此液晶显示器采用图2所绘示的电源供应电路，其中包括一电源配置器310、一电源供应电路320以及一背光模块330。

电源配置器310提供电源供应电路320所需的交流电压Vin，电源供应电路320则以图2的运作式接收交流电压Vin，再经反馈控制得一稳定的输出电压Vout，背光模块330接收输出电压Vout以产生液晶显示器所需的光源。

背光模块330的发光主体可由冷阴极萤光管332(cold cathodefluorescent lamp简称CCFL)或发光二极管阵列(light-emitting diodematrix)所构成。

不同于传统结构的两组反馈控制电路，本发明为产生一稳定高压以作为冷阴极萤光管CCFL负载所用，根据了负载的变动量以单一反馈电路，直接反馈控制第一层级的交流至直流转换器，进而调整输出电压。此种简化为一组的反馈电路是考虑到Royer转换器或一般的直流至交流转换器，其所占第一层级的交流至直流转换器的负载约70％～85％以上，因此以负载量大者为主，简化原先两组的反馈电路成为一组。其优点除了前文所提及有关整体效率的提升以及零件成本的降低，同时亦可避免负载量小的反馈电路所产生的反馈量在搭配上所将造成的影响。虽然此简化的结果将导致直流电压Vdc随冷阴极萤光管CCFL负载而变动，并造成外接可供系统使用的一组直流电压值的变动，但由于此负载相对较小且开关转换器(switching converter)足以解决此一问题，因此就整体而言，反馈控制的稳定度相对上是提高的。

综上所述，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，都可作些许的更动与润饰，因此本发明的保护范围以所附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (12)

1.一种电源供应电路，适用于提供负载所需的高压电源，其特征在于，所述的电源供应电路包括：

一交流至直流转换器，接收一交流电压，经交直流转换输出一直流电压；

一直流至交流转换器，接收该直流电压，经直交流转换输出一输出电压；以及

一反馈电路，接收该输出电压并以单一反馈控制方式，直接控制该交流至直流转换器；其中，所述反馈电路包括一脉宽调变控制电路和一亮度控制电路，该脉宽调变控制电路利用脉冲工作周期的反馈改变，即时控制该交流至直流转换器的运作；该亮度控制电路用以输出一亮度控制信号，并产生脉冲工作周期的反馈改变，即时控制该交流至直流转换器的运作。

2.根据权利要求1的所述的电源供应电路，其特征在于，所述的直流至交流转换器为一自激型转换器。

3.根据权利要求1的所述的电源供应电路，其特征在于，所述的直流至交流转换器为一它激型转换器。

4.根据权利要求1的所述的电源供应电路，其特征在于，所述的反馈电路还包括：

一固定脉宽调变控制电路，接收该亮度控制信号，并产生固定的脉宽调变工作周期，以控制该直流至交流转换器。

5.根据权利要求4的所述的电源供应电路，其特征在于，所述的反馈电路由一可编程集成电路实现。

6.一种液晶显示器，包括：

一背光模块，用以提供液晶显示器所需的光源；

一电源供应电路，提供该背光模块所需的电源，其特征在于，包括：

一交流至直流转换器，接收一交流电压，经交直流转换输出一直流电压；

一直流至交流转换器，接收该直流电压，经直交流转换输出一输出电压；以及

反馈电路，接收该输出电压并以单一反馈控制方式，直接控制该交流至直流转换器；以及

电源配置器，提供该电源供应电路所需的交流电源；

其中，所述的反馈电路包括一脉宽调变控制电路和一亮度控制电路，该脉宽调变控制电路利用脉冲工作周期的反馈改变，即时控制该交流至直流转换器的运作；该亮度控制电路用以输出一亮度控制信号，并产生脉冲工作周期的反馈改变，即时控制该交流至直流转换器的运作。

7.根据权利要求6的所述的液晶显示器，其特征在于，所述的背光模块包括一冷阴极萤光管。

8.根据权利要求6的所述的液晶显示器，其特征在于，所述背光模块包括一发光二极管阵列。

9.根据权利要求6的所述的液晶显示器，其特征在于，所述的直流至交流转换器为一自激型转换器。

10.根据权利要求6的所述的液晶显示器，其特征在于，所述的直流至交流转换器为一它激型转换器。

11.根据权利要求6的所述的液晶显示器，其特征在于，所述的反馈电路还包括：

一固定脉宽调变控制电路，接收该亮度控制信号，并产生固定的脉宽调变工作周期，以控制该直流至交流转换器。

12.根据权利要求11的所述的液晶显示器，其特征在于，所述的反馈电路由一可编程集成电路实现。

Images