CN101051131A - 液晶显示器背光逆变器 - Google Patents

Abstract

一种LCD背光逆变器包括软启动器，用于在驱动功率开始被施加时产生逐渐增加的软启动参考电压。LCD背光逆变器还包括第一误差检测器，用于接收表示灯的驱动电流的大小的第一反馈电压，以及用于将预定第一参考电压和软启动参考电压中的较小值与第一反馈电压进行比较，从而产生对应于该较小值和第一反馈电压之间的差的第一误差信号。LCD背光逆变器还包括脉宽调制比较器，用于将第一误差信号和三角波振荡信号进行比较，从而输出具有预定占空率的脉宽调制控制信号。LCD背光逆变器防止对LCD背光施加过电流和过电压，从而延长背光的寿命。

Description

液晶显示器背光逆变器

相关申请交叉参考

本申请要求于2006年4月4日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请第2006-30568号的优先权，其公开内容结合于此作为参考。

技术领域

本发明涉及一种液晶显示器(LCD)背光逆变器，更具体地，涉及一种能够软启动的LCD背光逆变器，软启动使得初始电流和电压能够在初始驱动LCD背光灯的过程中被稳定提供，从而防止施加损坏LCD背光灯的过电流或过电压。

背景技术

通常，用于计算机监视器、TV等的显示装置包括那些能够独立发光的显示装置，诸如有机发光显示器(OLED)、真空荧光显示器(VFD)、场致发光显示器(FED)、和等离子体显示面板(PDP)，以及那些不能够独立发光并且需要单独光源的显示装置，诸如液晶显示器(LCD)。

普通的LCD包括：两个面板，每个面板都具有场产生电极(field-generating electrode)，以及置于面板之间的各向异性液晶层。为了获得所需的图像，向场产生电极施加电压，从而在液晶层中产生电场，以及改变电压以调节这个电场的大小，从而调节通过该液晶层的光的透射率。

此时，LCD可以使用自然光，但是通常使用独立配备的人造光源(背光)。

可以将LCD的背光分为侧边式(侧面发光型)和直下式。在侧边式背光中，条型光源位于LCD面板的一侧，以通过光导面板使光照射到LCD面板。在直下式背光中，具有几乎与LCD面板相同面积的光源被置于LCD面板的下面，以使光直接照射到LCD面板的表面。

LCD背光采用荧光灯或发光二极管作为光源。根据驱动方法，荧光灯包括冷阴极荧光灯(CCFL)、外部电极荧光灯(EEFL)等。这种荧光灯响应于施加的电源而放电来发光。为了持续放电，荧光灯需要交流电。逆变器接收直流电并将直流电转换成交流电，从而将交流电提供至荧光灯。

图1是示出了根据现有技术的用于产生脉宽调制(PWM)控制信号的LCD背光逆变器的电路图。

如图1所示，传统的LCD背光逆变器包括误差检测器110和PWM比较器120。误差检测器110通过反馈接收表示施加至灯的电流的大小的反馈参考电压，并且将反馈电压与参考电压进行比较，从而将差转换成误差信号。PWM比较器120将误差信号与三角波振荡信号进行比较，从而输出具有预定占空率的PWM信号。

在传统LCD背光逆变器中，反馈参考电压S11和参考电压S12被输入至误差检测器110，然后放大两者之间的差来产生误差信号S13。通过电容器111将误差信号S13反馈至误差检测器110。

然后，将误差信号S13输入至将误差信号S13与分别输入的三角波振荡信号S14进行比较的PWM比较器120，从而产生PWM控制信号S15。

通过误差检测器110的误差信号S13来确定PWM控制信号S15的占空率，并且流向荧光灯(未示出)的电流根据该占空率改变。将荧光灯的电流作为反馈参考电压S11反馈给误差检测器110，从而调节(regulate)流向灯的电流。

然而，在传统的LCD背光逆变器中，在初始驱动过程中，误差信号S13会由于PWM占空率的突然增加而突然增加。这导致向荧光灯提供过电压或过电流，从而损坏荧光灯。

发明内容

本发明用来解决现有技术中的上述问题，因此，本发明的一个方面在于提供一种液晶显示器(LCD)背光逆变器，其使用软启动器来防止提供过电流和过电压，并且确保初始电流和电压被稳定提供给LCD背光灯，从而消除对LCD背光灯的损坏。

根据本发明的一个方面，本发明提供了一种液晶显示器(LCD)背光逆变器，其产生脉宽调制控制信号，从而调节LCD背光灯的驱动功率的大小。该LCD背光逆变器包括：软启动器，用于在驱动功率开始被施加时产生逐渐增大的软启动参考电压；第一误差检测器，用于接收表示灯的驱动电流的大小的第一反馈电压以及用于将预定第一参考电压和软启动参考电压中的较小值与第一反馈电压进行比较，从而产生对应于较小值与第一反馈电压之间的差的第一误差信号；以及脉宽调制比较器，用于将第一误差信号与三角波振荡信号进行比较，从而输出具有预定占空率的脉宽调制控制信号。

根据本发明的实施例，软启动器包括：一端连接至电源的开关，当向灯提供驱动功率时，该开关被接通；以及连接在开关的另一端和地之间的电容器，其中，软启动器提供在开关和电容器的接点处所产生的电压，作为软启动参考电压。

根据本发明的实施例，LCD背光逆变器还包括：第二误差检测器，用于接收表示灯的驱动电压的大小的第二反馈电压，以及用于将预定第二参考电压和软启动参考电压中的较小值与第二反馈电压进行比较来生成对应于较小值和第二反馈电压之间的差的第二误差信号，其中，脉宽调制比较器将第一误差信号和第二误差信号中的较小值与三角波振荡信号进行比较，从而确定脉宽调制控制信号的占空率。

附图说明

本发明的上述和其他的目标、特征和其他优点将通过下面结合附图的详细描述而变得更加显而易见，在附图中：

图1是示出了用于产生脉宽调制(PWM)控制信号的传统液晶显示器(LCD)背光逆变器的电路图；

图2是示出了根据本发明实施例的用于产生PWM控制信号的LCD背光逆变器的电路图；

图3示出了根据本发明实施例的LCD背光逆变器的软启动器的电路图；

图4是示出了根据本发明的另一个实施例的用于产生PWM控制信号的LCD背光逆变器的电路图；以及

图5是用于阐述根据本发明的LCD背光逆变器的操作的波形图。

具体实施方式

下文中，将参照附图详细描述本发明的示例性实施例。然而，本发明可以以不同的形式来实现，并且不应理解为限制于在此所描述的实施例。对本发明实施例的描述是出于对本领域的技术人员全面示出本发明的目的。在图中，具有基本相同功能和结构的相同或相似的组件分配有相同的参考标号。

图2是示出了根据本发明的用于产生脉宽调制(PWM)信号的液晶显示器(LCD)背光逆变器的电路图。

如图2所示，根据本发明的LCD背光逆变器包括：软启动器230，用于在驱动功率开始被提供至LCD背光灯(未示出)时产生逐渐增大的软启动参考电压S22；第一误差检测器210，用于接收表示灯(未示出)的驱动电流的大小的第一反馈电压S21，以及用于将预定第一参考电压S23和软启动参考电压S22中的较小值与第一反馈电压S21进行比较，从而生成对应于该较小值和第一反馈电压S21之间的差的第一误差信号S24；以及PWM比较器220，用于将第一误差信号S24与三角波振荡信号S25进行比较，从而输出具有预定占空率的PWM控制信号。

图3是示出了根据本发明实施例的LCD背光逆变器的软启动器的电路图。

如图3所示，根据本发明实施例的LCD背光逆变器的软启动器230包括：开关320，其一端连接至电源310并且在向灯提供驱动功率时被接通；以及电容器330，连接在开关320的另一端和地之间。

图4是示出了根据本发明另一个实施例的用于产生PWM控制信号的LCD背光逆变器的电路图。

如图4所示，根据本发明另一个实施例的LCD背光逆变器还包括：第二误差检测器410，用于接收表示灯的驱动电压的大小的第二反馈电压S41，并且用于将预定第二参考电压S43和软启动参考电压S42中的较小值与第二反馈电压S41进行比较，从而产生对应于该较小值和第二反馈电压S41之间的差的第二误差信号S44。

以下将参考附图描述根据本发明的LCD背光逆变器的操作和效果。

如图2所示，第一误差检测器210接收三个输入，这三个输入包括：反馈的表示灯的驱动电流的大小的第一反馈电压S21的第一输入；软启动参考电压S22的第二输入；以及预定第一参考电压S23的第三输入。第一误差检测器210将软启动参考电压S22和第一参考电压S23中的较小值与第一反馈电压S21进行比较，从而输出对应于该较小值和第一反馈电压S21之间的差的第一误差信号S24。通过电容器211反馈第一误差信号S24作为第一输入S21。第一误差信号S24是灯的驱动电流的误差信号。

一旦开始向灯提供驱动功率时，由软启动器230产生的软启动参考电压S22逐渐增大，并因而在从开始向灯提供驱动功率的点开始的预定时间段(下文中，称为“过渡期”)，具有小于第一参考电压S23的值。因此，第一误差检测器210将第一反馈电压S21与软启动参考电压S22进行比较，从而在过渡期过程中产生对应于差的第一误差信号。一旦经过了过渡期，第一参考电压S23具有小于软启动参考电压S22的值，因而，第一误差检测器210将第一反馈电压S21与第一参考电压S23进行比较，从而产生对应于差的第一误差信号S24。

因此，在过渡期过程中，产生对应于第一反馈电压S21与逐渐增大的软启动参考电压S22之间的差的第一误差信号S24，因此，第一误差信号S24也以与软启动参考电压S22相同的方式逐渐增大。

根据本发明的实施例，在如图3所示的软启动器230中，通过在向LCD背光灯提供驱动功率时就接通的开关320来为电容器330充电，从而逐渐增大在开关320和电容器330的接点处的电压。软启动器230提供这个电压作为软启动参考电压S30。

PWM比较器220将由第一误差检测器210产生的关于灯的电流的第一误差信号S24与三角波振荡信号S25进行比较，从而产生PWM控制信号S26。由于第一误差信号S24在过渡期过程中逐渐增大，所以通过将第一误差信号S24与三角波振荡信号S25进行比较而产生的PWM控制信号S26的占空率以相同的方式逐渐改变。

例如，在过渡期过程中，占空率从低值开始逐渐增大，从而在过渡期之后达到预定值。因而，根据占空率的这个低值，将驱动电流提供给灯，从而防止施加过电流，并且能够在过渡期过程中向灯施加逐渐增大的电流。这排除了向LCD背光灯的过电流的流动。

现在，将检验根据本发明另一个实施例的、包括能够防止向灯提供过电流的第二误差检测器的LCD背光逆变器的操作和效果。

如图4所示，根据本发明另一个实施例的LCD背光逆变器的第二误差检测器410接收三个输入，这三个输入包括：反馈的表示灯的驱动电压的大小的第二反馈电压S41的第一输入；软启动参考电压S42的第二输入；以及预定第二参考电压S43的第三输入。第二误差检测器410将软启动参考电压S42和第二参考电压S43中的较小值与第二反馈电压S41进行比较，从而输出对应于差的第二误差信号S44。通过电容器221反馈第一误差信号S44，作为第一输入S41。第二误差信号S44是灯的驱动电压的误差信号。

由软启动器230提供的软启动参考电压S42可以与第一误差检测器的软启动参考电压S22相同。

当驱动功率开始被提供给灯时，在软启动器230处所产生的软启动参考电压S42逐渐增大，并因而在过渡期过程中具有了小于第二参考电压S43的值。因而，第二误差检测器410将第二反馈电压S41与软启动参考电压S42进行比较，从而产生对应于在过渡期过程中的差的第二误差信号S44。一旦经过过渡期，第二参考电压S43具有小于软启动参考电压S42的值，因而，第二误差检测器410将第二反馈电压S41与第二参考电压S43进行比较，从而产生对应于差的第二误差信号S44。

因此，在过渡期过程中，由第二反馈电压S41与逐渐增大的软启动参考电压S42之间的比较来产生第二误差信号S44，因而，第二误差信号S44以与软启动参考电压S42相同的方式逐渐增大。

如上所述，第二误差检测器410的操作不仅防止驱动电压在过渡期过程中过度施加给灯，而且防止施加大的驱动电压以及在没有灯(灯断开)而驱动LCD背光的情况下损坏LCD背光。

根据本发明另一个实施例的LCD背光逆变器的PWM比较器220将关于灯的电流的由第一误差检测器210所产生的第一误差信号S24和关于灯的电压的由第二误差检测器410所产生的第二误差信号S44中的较小值与具有预定占空率的三角波振荡信号S45进行比较。

如上所述，PWM比较器220将关于灯的驱动电流的从第一误差检测器210输出的第一误差信号S24和关于灯的驱动电压的从第二误差检测器410输出的第二误差信号S44进行比较。此处，如果对灯施加过电流，则第一误差信号S24具有大于第二误差信号S44的值，从而，输出对应的PWM控制信号S46。另外，如果对灯施加过电压或者灯断开，则第二误差信号S44具有大于第一误差信号S24的值，从而输出对应的PWM控制信号S46。

就是说，当对灯施加驱动功率时，不仅在驱动电流中存在缺陷时，而且在施加至灯的驱动电压中存在缺陷时，由软启动器230产生的软启动参考电压S22和S42分别与第一反馈电压S21和第二反馈电压S41进行比较，从而产生PWM控制信号S46。这防止在灯的初始驱动期间，向灯施加过电流和过电压。

图5是用于阐述根据本发明的LCD背光逆变器的操作的波形图。

分别确定LCD背光灯的驱动功率的电流和电压的第一参考电压S23和第二参考电压S43具有与时间无关的预定值。第一参考电压S23和第二参考电压S43可以具有不同值，并且虽然在图5中被表示为相同的值，但是这并不限制本发明。

当向LCD背光灯施加驱动功率时，软启动器230的开关320接通。随着电容器330被充电，电压逐渐增大并被提供。因而，如图5所示，在驱动功率开始施加给灯之后，软启动参考电压S22和S42逐渐增大。

一旦驱动电压开始被提供给LCD背光灯时，第一误差检测器210和第二误差检测器240分别将软启动参考电压S22和S42与第一反馈电压S21和第二反馈电压S41进行比较，从而在软启动参考电压S22和S42达到第一参考电压S23和第二参考电压S43之前或者在过渡期T1期间，输出差作为第一误差信号S24和第二误差信号S44。一旦软启动参考电压S22和S42达到第一参考电压S23和第二参考电压S43时，第一误差检测器210和第二误差检测器240分别将第一参考电压S23和第二参考电压S43与第一反馈电压S21和第二反馈电压S41进行比较，从而输出差作为第一误差信号S24和第二误差信号S44。因而，第一误差信号S24和第二误差信号S44具有如图5所示的波形。

对于第一误差检测器210和第二误差检测器410来说，过渡期T1可能不同，并且图5仅是示例。

第一误差信号S24和第二误差信号S44被传输至PWM比较器220，并且两个信号S24和S44中的较小信号与三角波振荡信号S45相比较。以LCD背光灯的电流或电压在过渡期T1期间逐渐增加的方式来确定PWM控制信号S46的占空率。当过渡期过去T2时，以LCD背光灯的电流或电压维持在预定值的方式确定PWM控制信号S46的占空率。因而，具有图5中所示波形的电流通过LCD背光。

通过如上所述的操作，防止LCD背光灯在其初始驱动过程中被施以过电流和过电压。

根据如上所述的本发明，LCD背光逆变器具有防止在LCD背光的初始驱动过程中被施加过电流的软启动器，从而施加没有峰值的电流，最终防止对LCD背光的损害，并且延长的LCD背光的寿命。

另外，根据本发明的LCD背光逆变器防止在LCD背光灯的初始驱动过程中对背光施加过电压，以及在灯断开时施加过电压，从而避免了背光的损坏。

Claims (3)

1.一种液晶显示器背光逆变器，产生脉宽调制控制信号来调节液晶显示器背光灯的驱动功率的大小，包括：

软启动器，用于在所述驱动功率开始被施加时产生逐渐增大的软启动参考电压；

第一误差检测器，用于接收表示所述灯的驱动电流的大小的第一反馈电压，以及用于将预定第一参考电压和所述软启动参考电压中的较小值与所述第一反馈电压进行比较，从而产生对应于所述较小值和所述第一反馈电压之间的差的第一误差信号；以及

脉宽调制比较器，用于将所述第一误差信号和三角波振荡信号进行比较，从而输出具有预定占空率的所述脉宽调制控制信号。

2.根据权利要求1所述的液晶显示器背光逆变器，其中，所述软启动器包括：

开关，其一端连接至电源，当向所述灯提供所述驱动功率时，所述开关被接通；以及

电容器，连接在所述开关的另一端和地之间，

其中，所述软启动器提供在所述开关和所述电容器的接点处所产生的电压，作为所述软启动参考电压。

3.根据权利要求1所述的液晶显示器背光逆变器，还包括：

第二误差检测器，用于接收表示所述灯的驱动电压的大小的第二反馈电压，以及用于将预定第二参考电压和所述软启动参考电压中的较小值与所述第二反馈电压进行比较，从而生成对应于所述较小值和所述第二反馈电压之间的差的第二误差信号，

其中，所述脉宽调制比较器将所述第一误差信号和所述第二误差信号中的较小值与所述三角波振荡信号进行比较，从而确定所述脉宽调制控制信号的所述占空率。

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