CN101162564A - 背光单元驱动装置、液晶显示设备及其控制方法 - Google Patents

背光单元驱动装置、液晶显示设备及其控制方法 Download PDF

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Abstract

一种液晶显示(LCD)设备包括：LCD面板；光源单元，向LCD面板发光；加热装置，对光源单元进行预热；温度传感单元，感应光源单元的温度，并输出温度信息；以及可变电压源单元，根据温度传感单元的温度信息，改变提供给加热装置的驱动电压。

Description

背光单元驱动装置、液晶显示设备及其控制方法
技术领域
本发明中的设备和方法涉及背光单元的驱动装置、含有该装置的液晶显示器(LCD)及其控制方法；更为具体的，涉及背光单元的驱动装置、含有该装置的LCD设备及其控制方法，能够根据光源单元的温度，迅速稳定光源的亮度。
背景技术
LCD设备包括LCD面板。LCD面板包括薄膜晶体管(TFT)基板、滤色镜基板、以及注入在TFT基板和滤色镜基板之间的液晶。由于LCD面板自身不能发光，因此可以在TFT基板的背后放置背光单元以提供光。根据液晶的排列，调节背光单元所提供的入射光的穿透量。
通常，背光单元可以分为边缘型和直接型。根据边缘型背光单元，例如冷阴极荧光灯(CCFL)和本领域已知的其他光源之类的光源布置在导光板的侧边，收集/扩散片布置在导光板的上侧。根据直接型背光单元，多个光源布置在LCD面板的背后，并且收集/扩散膜布置在光源和LCD面板之间。然而，尽管这些类型适用于小型或中等尺寸的LCD设备，例如笔记本、显示器和本领域已知的其他LCD设备，但是就重量、厚度、功耗和其他本领域所已知的其他方面而言，这些类型不适用于大尺寸的LCD设备，例如电视。
因此，开发出表面光源，其适于作为大尺寸LCD设备的光源。在表面光源中，平板荧光灯(FFL)是CCFL理论的平面应用，并且具有荧光层和发光气体密封在两个平板玻璃之间的结构。
然而，FFL比CCFL需要更多的时间以稳定亮度。因而，将FFL设计成：在打开FFL之前，使用加热丝将灯预热一段预定的时间，以便可以迅速的稳定亮度。为此，使用恒定的电压作为驱动电压，对加热丝进行加热。
然而，由于使用恒定的电压加热加热丝，即便灯的温度不同，加热丝总是发出相同的热量。因此，出现了灯温度的偏移，从而影响了亮度的稳定性。
发明内容
因此，本发明的一个方面是提供一种背光单元的驱动装置、具有该驱动装置的LCD设备及其控制方法，能够根据光源单元的温度迅速稳定光源的亮度。
本发明的另一方面提供一种背光单元的驱动装置、具有该驱动装置的LCD设备及其控制方法，能够根据光源单元的温度调节加热装置产生的热量，以减小光源单元的温度偏移。
本发明的其他方面部分将在随后的描述中阐述，部分根据这些描述将显而易见，或者可以通过实施本发明而获知。
本发明的上述和/或其他方面可以通过提供一种LCD设备来实现，该LCD设备包括：LCD面板；光源单元，向LCD面板发光；加热装置，对光源单元进行预热；温度传感单元，感应光源单元的温度，并输出温度信息；以及可变电压源单元，根据温度传感单元的温度信息，改变提供给加热装置的驱动电压。
根据本发明的一个方面，温度传感单元是其电阻值根据温度改变而改变的电阻装置。
根据本发明的一个方面，电阻装置为热敏电阻。
根据本发明的一个方面，热敏电阻具有负温度系数(NTC)。
根据本发明的一个方面，可变电压源单元通过根据电阻装置电阻值改变的电压改变，改变提供给加热装置的驱动电压。
根据本发明的一个方面，可变电压源单元包括运算放大器，以根据电阻装置的电阻值的改变，改变提供给加热装置的驱动电压。
根据本发明的一个方面，可变电压源单元还包括与运算放大器接收预定基准电压的输入端子相连的齐纳二极管。
根据本发明的一个方面，LCD设备还包括：开关单元，向可变电压源单元提供预定输入电压；以及控制单元，如果温度传感单元的温度信息超过预定温度，则输出控制信号以关闭开关单元。
根据本发明的一个方面，加热装置为加热丝。
根据本发明的一个方面，光源单元是表面光源灯。
根据本发明的一个方面，LCD设备还包括驱动光源单元的光源驱动逆变器。
本发明的上述和/或其他方面可以通过提供一种背光单元的驱动装置来实现，该驱动装置用于驱动具有光源单元以及对光源单元进行预热的加热装置的背光单元，所述驱动装置包括：温度传感单元，感应光源单元的温度，并输出温度信息；以及可变电压源单元，根据温度传感单元的温度信息，改变提供给加热装置的驱动电压。
根据本发明的一个方面，温度传感单元是其电阻值根据温度改变而改变的电阻装置。
根据本发明的一个方面，电阻装置为具有NTC的热敏电阻。
根据本发明的一个方面，可变电压源单元通过根据电阻装置电阻值改变的电压改变，改变提供给加热装置的驱动电压。
根据本发明的一个方面，可变电压源单元包括运算放大器，以根据电阻装置的电阻值的改变，改变提供给加热装置的驱动电压。
根据本发明的一个方面，该背光单元的驱动装置还包括：开关单元，向可变电压源单元提供预定输入电压；以及控制单元，如果温度传感单元的温度信息超过预定温度，则输出控制信号以关闭开关单元。
根据本发明的一个方面，加热装置为加热丝。
根据本发明的一个方面，光源单元是表面光源灯。
本发明的上述和/或其他方面可以通过提供一种LCD设备的控制方法来实现，所述LCD设备包括LCD面板、向LCD面板发光的光源单元、以及对光源单元进行预热的加热装置，该方法包括：由温度传感单元通过感应光源单元的温度，输出温度信息；以及根据温度传感单元的温度信息，改变提供给加热装置的驱动电压。
根据本发明的一个方面，温度传感单元是其电阻值根据温度改变而改变的电阻装置。
根据本发明的一个方面，改变驱动电压的步骤包括：通过根据电阻装置电阻值改变的电压改变，改变提供给加热装置的驱动电压。
根据本发明的一个方面，该LCD设备的控制方法还包括：如果温度信息超过预定温度，则切断提供给加热装置的驱动电压。
附图说明
结合附图，根据如下对示例性实施例的描述，本发明的上述和/或其他方面将变得显而易见且更易于理解，其中：
图1是图示根据本发明示例性实施例的液晶显示设备配置的方框图。
图2是具体描述根据本发明示例性实施例的温度传感单元和可变电压源单元的电路图。
图3是图示根据本发明示例性实施例的LCD设备控制过程的流程图。
具体实施方式
现在详细描述本发明的示例性实施例，附图中示出了其示例，其中所有相同的参考符号代表相同的元件。下面对示例性实施例进行描述，以便可以通过参考附图说明本发明。
如图1中所示，根据本发明的示例性实施例，LCD设备100包括电源单元110、背光单元120、加热装置驱动单元130、控制单元140、以及键输入单元150。
电源单元110从电池电压或输入AC电压生成控制单元140和背光单元120配置所需的预定DC电压或AC电压。生成的预定电压提供到背光单元120的光源单元122、加热装置驱动单元130、以及控制单元140。特别是发光的光源单元122需要大量的电功率。因此，为了驱动光源单元122，电源单元110包括光源驱动逆变器112。
所安装的背光单元120是为了向LCD面板(未示出)发光，并且包括光源单元122和加热装置124。
光源单元122是为LCD面板提供光的光源，并且优选地但不一定必需是包括FFL的表面光源。然而，光源单元122也可以是诸如CCFL的现有技术的光源，或其他现有技术的灯。
加热装置124是为了预热光源单元122，并且优选地但不一定必需是加热丝。
加热装置驱动单元130是为了控制加热装置124的热量，并且包括温度传感单元132、可变电压源单元134、以及开关单元136。
温度传感单元132感应光源单元122的温度或光源单元122周围的温度。由于温度传感单元132所感应的温度与光源单元122有关，因此所感应的温度在下文中称之为光源单元122的温度。温度传感单元132所感应的温度信息提供到可变电压源单元134和控制单元140。
根据温度传感单元132所感应的温度信息，可变电压源单元134调节提供给加热装置124的驱动电压。因此，加热装置124的热量是根据所提供的驱动电压而变化的。
如果温度传感单元132所感应的温度信息超过了预定的温度，或是如果经过了用于预热的预定工作时间，那么开关单元136就切断提供给可变电压源单元134的电压。具体的，如果温度传感单元132所感应的温度信息超过了预定的温度，那么控制单元140输出的控制信号就关断开关单元136。因此，就防止了亮度由于光源单元122的加热而更加不稳定。
控制单元140使用由温度传感单元132输入的温度信息，计算光源单元122的温度。然后，如果光源单元122的温度超过了预定的温度，或是加热装置124的预热时间经过了预定的时间，那么控制单元140输出控制信号，以便关断开关单元136。根据控制信号，开关单元136切断提供给可变电压源单元134的电压。此外，控制单元140发送控制信号到光源驱动逆变器112，以便控制光源单元122所发出光的强度。
键输入单元150接收用户的键操作命令，并将该命令提供到控制单元140。键输入单元150可以包括多个连接到LCD设备100的键。键输入单元150还可以用于接收通过遥控或本领域其他已知方式输入的命令。
下文中，描述根据本发明的示例性实施例，具有如图1中所述配置的LCD设备的操作。
如果用户按下键输入单元150的电源按钮，以操作LCD设备100，那么控制单元140感应到电源按钮的打开状态，并控制电源单元110的操作，以便能够产生并输出提供给电源单元122和可变电压源单元134的电压。
此外，控制单元140控制将开关单元136的开关打开。因此，电源单元110输出的预定电压提供给可变电压源单元134。
温度传感单元132感应光源单元122的温度，并将温度信息提供给控制单元140。如果温度传感单元132感应到的温度信息超出了预定的温度，那么控制单元140将输出控制信号，以关闭开关单元136。因此，同用恒定电压将加热装置124持续加热一段预定时间的情况相比，亮度可以迅速稳定。
此外，温度传感单元132感应到的温度信息提供给可变电压源单元134。根据温度信息，可变电压源单元134输出调节的驱动电压，以便提供给加热装置124。也就是说，如果温度传感单元132感应到的温度为高，那么可变电压源单元134输出同感应温度低的情况相比降低的驱动电压，以提供给加热装置124。
由于提供给加热装置124的驱动电压产生的热量是与电功率P成比例的，因此可以通过公式(1)计算。
P＝V2/R  ...(1)
这里，V是提供给加热装置124的驱动电压，R是加热装置124的电阻。因此，如果温度低，那么将高驱动电压提供给加热装置124，以便增加热量。然而，如果温度变高，那么将低驱动电压提供给加热装置124，以便同温度低的情况相比，相对减少热量。
在图1中，示出了温度传感单元132感应到的温度信息直接提供给可变电压源单元134。然而，可以使用提供给控制单元140的温度信息，控制可变电压源单元134以改变提供给加热装置124的驱动电压。即，控制单元140可以输出与温度信息相对应的控制信号或是控制电压，并且可变电压源单元134可以根据控制信号或控制电压，改变并输出提供给加热装置124的驱动电压。
图2是根据本发明的示例性实施例，具体描述了如图1中所示的温度传感单元132和可变电压源单元134的电路图。
如图2中所示，温度传感单元132包括热敏电阻T212和电阻器R2214。热敏电阻T212是电阻值根据自身温度改变的电阻装置，并且优选地但不一定必须是具有NTC的热敏电阻。
如图2中所示，可变电压源单元134包括齐纳二极管Z 222和运算放大器224。齐纳二极管Z222连接到运算放大器224的(+)输入端子，以提供预定基准电压给运算放大器224。由于运算放大器224基本具有无限大电压增益，因此输入到其(+)输入端子的电压与输入到其(-)输入端子的电压变得相同。此外，由于其输入阻抗是无穷大的，输入端子中的电流为0。
下文中，说明了温度传感单元132和可变电压源单元134的操作。
通过开关单元136输入的输入电压通过电阻器R1202提供给热敏电阻T212以及电阻器R2214。热敏电阻T212和电阻器R2214的节点连接到运算放大器224的(-)输入端子。另一方面，齐纳二极管Z222连接到运算放大器224的(+)输入端子。因此，因为齐纳二极管Z222提供预定基准电压到运算放大器224的(+)输入端子，所以运算放大器224的(-)输入端子的电压变为与齐纳二极管Z222的标称电压相同。
例如，如果齐纳二极管Z222的标称电压是2.5V，则运算放大器224的(-)输入端子的电压也变为2.5V。此外，运算放大器224的输入阻抗无穷大，所以流入运算放大器224的电流为0。因此，电阻器R2 214中流动的电流i总是恒定电流。
电阻器R2214中流动的恒定电流同等地在热敏电阻T212中流动。因此，如果热敏电阻T212的电阻值根据温度改变而改变，则提供给加热装置124的驱动电压改变。即，如果光源单元122的温度上升，热敏电阻T212的电阻值减小。此外，热敏电阻T212两端之间的电压(通过将热敏电阻T212的电阻乘以电阻器R2214中流动的电流来计算)降低，导致提供给加热装置124的驱动电压减小。
图3是解释根据本发明示例性实施例的LCD设备控制过程的流程图。
如果用户打开键输入单元150的电源按钮以操作LCD设备100，则控制单元140打开电源单元110以生成并输出提供给光源单元122和可变电压源单元134的电压。
在S304，温度传感单元132感应光源单元122的温度，以将温度信息输出到控制单元140和可变电压源单元134。在S306，如果温度传感单元132所感应的温度信息超过预定温度，控制单元140输出控制信号以关闭开关单元136。因为控制信号将开关单元136关闭，所以在S312切断提供给加热装置124的驱动电压。
在S308，可变电压源单元134根据温度信息，改变并输出提供给加热装置124的驱动电压。即，如果温度传感单元132所感应的温度为高，可变电压源单元134输出与所传感的温度为低时相比降低的驱动电压，以提供给加热装置124。
在S310，如果用于将驱动电压提供给加热装置124的预热时间超过预定预热时间，则控制单元140输出控制信号以关闭开关单元136，并且通过控制信号关闭开关单元136。因此，在S312，切断提供给加热装置124的驱动电压。
如上所述，根据本发明，可以根据光源单元的温度，迅速稳定灯的亮度。
此外，根据本发明，通过根据光源单元122的温度来改变加热装置124所产生的热量，可以减小灯的温度偏移。
此外，根据本发明，如果光源单元122的温度超过预定温度，则切断电压，以节电，并防止过热。
虽然已经示出并描述了本发明的数个示例性实施例，但是本领域技术人员应当理解，可以在这些示例性实施例中做出改变，而不脱离本发明的原理和精神，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (23)

1.一种液晶显示设备，所述设备包括：
液晶显示面板；
光源单元，向液晶显示面板发光；
加热装置，对光源单元进行预热；
温度传感单元，感应光源单元的温度，并输出温度信息；以及
可变电压源单元，根据从温度传感单元输出的温度信息，改变提供给加热装置的驱动电压。
2.根据权利要求1所述的液晶显示设备，其中，温度传感单元包括如下电阻装置，该电阻装置的电阻根据该电阻装置的温度改变而改变。
3.根据权利要求2所述的液晶显示设备，其中，所述电阻装置为热敏电阻。
4.根据权利要求3所述的液晶显示设备，其中，所述热敏电阻具有负温度系数。
5.根据权利要求2至4之一所述的液晶显示设备，其中，可变电压源单元根据电阻装置的电阻值的改变，改变提供给加热装置的驱动电压。
6.根据权利要求5所述的液晶显示设备，其中，可变电压源单元包括运算放大器，以根据电阻装置的电阻值的改变，改变提供给加热装置的驱动电压。
7.根据权利要求6所述的液晶显示设备，其中，可变电压源单元还包括与运算放大器接收基准电压的输入端子相连的齐纳二极管。
8.根据权利要求1所述的液晶显示设备，还包括：
开关单元，向可变电压源单元提供输入电压；以及
控制单元，如果从温度传感单元输出的温度信息超过预定温度，则输出控制信号以关闭开关单元。
9.根据权利要求1所述的液晶显示设备，其中，加热装置为加热丝。
10.根据权利要求1所述的液晶显示设备，其中，光源单元是表面光源灯。
11.根据权利要求1所述的液晶显示设备，还包括驱动光源单元的光源驱动逆变器。
12.一种背光单元的驱动装置，用于驱动具有光源单元以及对光源单元进行预热的加热装置的背光单元，所述驱动装置包括：
温度传感单元，感应光源单元的温度，并输出温度信息；以及
可变电压源单元，根据从温度传感单元输出的温度信息，改变提供给加热装置的驱动电压。
13.根据权利要求12所述的背光单元的驱动装置，其中，温度传感单元包括如下电阻装置，该电阻装置的电阻根据该电阻装置的温度改变而改变。
14.根据权利要求13所述的背光单元的驱动装置，其中，所述电阻装置为具有负温度系数的热敏电阻。
15.根据权利要求13或14所述的背光单元的驱动装置，其中，可变电压源单元根据电阻装置的电阻值的改变，改变提供给加热装置的驱动电压。
16.根据权利要求15所述的背光单元的驱动装置，其中，可变电压源单元包括运算放大器，以根据电阻装置的电阻值的改变，改变提供给加热装置的驱动电压。
17.根据权利要求12所述的背光单元的驱动装置，还包括：
开关单元，向可变电压源单元提供输入电压；以及
控制单元，如果从温度传感单元输出的温度信息超过预定温度，则输出控制信号以关闭开关单元。
18.根据权利要求12所述的背光单元的驱动装置，其中，加热装置为加热丝。
19.根据权利要求12所述的背光单元的驱动装置，其中，光源单元是表面光源灯。
20.一种液晶显示设备的控制方法，所述液晶显示设备包括液晶显示面板、向液晶显示面板发光的光源单元、以及对光源单元进行预热的加热装置，该方法包括：
由温度传感单元通过感应光源单元的温度，输出温度信息；以及
根据从温度传感单元输出的温度信息，改变提供给加热装置的驱动电压。
21.根据权利要求20所述的液晶显示设备的控制方法，其中，温度传感单元包括如下电阻装置，该电阻装置的电阻值根据该电阻装置的温度改变而改变。
22.根据权利要求21所述的液晶显示设备的控制方法，其中，改变驱动电压的步骤包括：通过根据电阻装置电阻值改变的电压改变，改变提供给加热装置的驱动电压。
23.根据权利要求20所述的液晶显示设备的控制方法，还包括：如果温度信息超过预定温度，则切断提供给加热装置的驱动电压。
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