CN101959338A - 冷光背光板驱动电路 - Google Patents

Abstract

一种冷光背光板驱动电路，包括一开关单元可接受显示器的开启信号控制，将显示器的电源输出成一工作电压；一电压调变单元可将该工作电压升压成一可调变工作电压；一谐振单元可将该可调变工作电压振荡产生一交流工作电压，输出驱动该冷光板发光；以及一电压反馈单元可将该谐振单元的输出反馈电压与显示器的亮度信号比较后，再与电压调变单元的反馈控制电压比较，产生一调整电压信号反馈给电压调变单元，以调整该交流工作电压的大小，控制该冷光板的亮度，达到驱动冷光板作为显示器背光源，并兼容于目前显示器控制软件及韧体的目的。

Description

冷光背光板驱动电路

技术领域

本发明为一种冷光背光板驱动电路，特别是关于一种驱动冷光板发光做为显示器背光源的驱动电路。

背景技术

诸如计算机显示屏、平板电视、手机、相机或数字相框等...多种目前的高科技产品已大都使用LCD显示装置作为人机界面的显示器，而LCD显示器皆需要使用一组背光源才能使画面显现出来。

目前较常使用的背光源包括有使用CCFL(冷阴极管)及使用LED，而目前还有使用冷光(Electro Luminescent，EL)板做为背光源的新趋势，因为冷光板的发光源是整面光源，相较于CCFL的线状光源及LED的点状光源来得均匀，且光源较为柔和而不刺眼，更重要的是冷光板非常省电且不发热，其厚度超薄又有弹(韧)性，应用面较CCFL及LED来得更广，且相当地环保，制造成本又较LED来得低，因此非常的具有竞争力。

一般来说驱动冷光板发光并不困难，只要能输出符合冷光板的工作电压(约在50～250Vrms)、工作频率(约为1KHz)及输出电流(约为0.14mA/cm2)就能够驱动冷光板发光，但作为显示器的背光源不单仅仅是驱动其发光，还要有保护功能以符合安规需求，更要能兼容于目前LCD显示器所使用软件或韧体，以及控制开关及调整亮度的功能，因此如何设计出一款，能稳定控制及驱动冷光板发光的驱动电路，让冷光板更为普及地作为显示器的背光源，成了本发明冷光背光板驱动电路最重要的课题。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种冷光背光板驱动电路，可驱动冷光板作为显示器的背光源，并能兼容使用于目前显示器的软件及韧体，以及显示器的电源、开关及亮度控制信号等等，让冷光板作为显示器背光源能够普及，充分发挥冷光板的优点。

因此，为达到上述目的，本发明的主要技术特征在于提供一种冷光背光板驱动电路，包括一开关单元电连接该显示装置的直流电压，并受显示器的开启信号控制，将该直流电压输出成一工作电压；一电压调变单元电连接该开关单元的工作电压，将其升压转变成一可调变工作电压；一谐振单元电连接该电压调变单元的可调变工作电压，可受显示器的开启信号控制，将可调变工作电压振荡产生一交流工作电压，输出驱动该冷光板发光；及一电压反馈单元可将该谐振单元的输出反馈电压与显示器的亮度信号比较放大后，再与电压调变单元的反馈控制电压比较，产生该调整电压信号反馈给该电压调变单元，借以调整可调变工作电压的电压大小，进而调整交流工作电压的大小，以控制该冷光板的亮度，如此不但能使冷光板维持稳定的亮度，更能因此延长冷光板的使用寿命。

为达到上述目的，本发明的次一技术特征在于提供上述的冷光背光板驱动电路，其中还包括一电路保护单元为一电压过载保护回路，电连接该谐振单元的交流工作电压，借由检测该交流工作电压，超出一预设的高临界电压值时，输出关闭信号至该谐振单元，以关闭该谐振单元的振荡。

为达到上述目的，本发明的另一技术特征在于提供上述的冷光背光板驱动电路，其中该电路保护单元，为一电压过低保护回路，借由检测该交流工作电压，低于一预设的低临界电压值时，输出关闭信号至该谐振单元，以关闭该谐振单元的振荡；还设有一时间延迟回路，以延迟电压过低保护回路的检测动作，避免因电源开机时的过低电压，产生关闭信号，确保能正常开机。

本发明的功效在于，上述的冷光背光板驱动电路可以兼容于目前的显示器软件及韧体，而直接使用冷光板取代传统的冷阴极管，作为显示器的背光源，另外解决冷光板的光衰问题，稳定冷光板的亮度，更能延长冷光板的使用寿命。

以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。

附图说明

图1为本发明冷光背光板驱动电路的电路方块示意图；

图2为图1中开关单元的实施例电路图；

图3为图1中电压调变单元的实施例电路图；

图4为图1中谐振单元的实施例电路图；

图5为图1中电压反馈单元的实施例电路图；

图6为图1中电路保护单元的实施例电路图。

其中，附图标记

1     冷光板

2     显示器

3     驱动电路

10    开关单元

20    电压调变单元

30    谐振单元

40    电压反馈单元

50    电路保护单元

具体实施方式

下面结合附图对本发明的结构原理和工作原理作具体的描述：

请参阅图1所示，为本发明冷光背光板驱动电路的电路方块示意图。本发明主要是驱动一冷光板1发光，作为一显示器2的背光源，较佳地该显示器为一液晶显示器(LCD Display)，而本发明的驱动电路3可兼容连接于显示器2的控制电路，可接受显示器2所产生的至少一组直流电压(Vdc)、一开关信号(ENA)及一亮度信号(Adj)...等等的电源及控制信号。

本发明的驱动电路3包括有一开关单元(Power On/Off Unit)10、一电压调变单元(Boost Unit)20、一谐振单元(Resonance Unit)30、一电压反馈单元(Voltage Feedback Unit)40及一电路保护单元(Protection Unit)50，其中该显示装置2所产生的开关信号(ENA)包括有开启(On)信号及关闭(Off)信号，较佳地，该开启(On)信号为高电位电压，而该关闭(Off)信号为低电位电压。

其中该开关单元10为一电源开关回路，其实施例电路图如图2所示，主要由二组晶体管Q5及Q7组成的开关回路，该开关单元10电连接该显示装置2的直流电压(Vdc)，并受该开关信号(ENA)的控制，当开关信号为高电位电压时，即为开启(On)信号，使得晶体管Q5及Q7饱和导通，因此将该直流电压(Vdc)输出成一工作电压(Vcc)；而当开关信号为低电位电压时，使得晶体管Q5及Q7截止，而无工作电压产生，进而达到On/Off的电压控制。

其中该电压调变单元20为一升压(Boost)回路，其实施例电路图如图3所示，主要使用一脉冲宽度调变(Pulse Width Modulation，PWM)IC，产生一高频PWM信号，并由一电感器L1作为储能组件，电连接该开关单元10的工作电压(Vcc)，并与一晶体管Q4组成电压迭加的升压回路，当PWM信号在脉波on时，晶体管Q4饱和导通，因此工作电压(Vcc)可经由电感器L1储能，而当PWM信号在脉波off时，晶体管Q4截止，而所输出的电压即等于工作电压(Vcc)迭加电感器L1的储能电压，即Vin＝Vcc+VL1，因此形成升压效果。

由于电感器L1所储能的电压大小，是由脉波on的宽度(时间)决定，因此所输出的电压即为将工作电压(Vcc)升压转变成一可调变工作电压(Vin)；而脉波on的宽度又由受到该电压反馈单元40的一调整电压信号(Vinv)控制，因此其可调变电压值的大小，可受该调整电压信号(Vinv)控制。

而所输出的可调变工作电压(Vin)又经二电阻器R13及R14的分压，产生一反馈控制电压(Vcon)，给该电压反馈单元40作电压比较后获得该调整电压信号(Vinv)。

其中该谐振单元30为一直流转交流回路，其实施例电路图如图4所示，由一组变压器(T1)与电容器C3并联C14(以下简称C电容)，组成LC谐荡回路，并电连接该电压调变单元20的可调变工作电压(Vin)及该开关信号(ENA)，可受该开关信号(ENA)的开启(On)信号控制，将直流的可调变工作电压(Vin)振荡成交流工作电压(Vac)。

其电路动作，当开关信号(ENA)为高电位电压即开启(On)信号时，晶体管Q3导通，可调变工作电压(Vin)对电容器C充电，而变压器T1的中间绕组电感(以下简称L电感)放电，等C电容的充电电压Vc等于可调变工作电压(Vin)时，晶体管Q6顺向偏压导通，C电容放电，L电感充电，等C电容放电完毕后，电容电压转态，L电感电压对C电容放电；当C电容的充电电压Vc等于负的可调变工作电压(Vin)时，晶体管Q6截止，可调变工作电压(Vin)再对L电感充电，如此周而复始形成LC谐振，产生一交流工作电压，输出驱动该冷光板发光；直到开关信号(ENA)为低电位电压即关闭(Off)信号时，才停止LC谐振。

另外，通过该晶体管Q6因导通/截止，可产生一组输出反馈电压(Vout)给电压反馈单元40比较，作为调整该交流工作电压大小的依据。

其中该电压反馈单元40的实施例电路图如图5所示，该电压反馈单元40电连接该电压调变单元20的反馈控制电压(Vcon)及该谐振单元30的输出反馈电压(Vout)，由一电压放大比较IC组成，可将输出反馈电压(Vout)与该显示器2的亮度信号(adj)比较放大后，再与反馈控制电压(Vcon)比较，产生该调整电压信号(Vinv)，反馈给该电压调变单元20，以调整可调变工作电压(Vin)的电压大小，进而形成调整该交流工作电压的大小，该交流工作电压驱动冷光板1发光，因此交流工作电压的大小即形成控制该冷光板1的亮度大小。

另外，由于冷光板普遍有光衰的缺点，也就是冷光板会因使用过久，而产生亮度上的减弱现象，因此本发明的电压反馈单元40可依实际亮度上的变化而改变输出的调整电压信号(Vinv)，以调整可调变工作电压(Vin)的电压，使得冷光板的亮度能够维持稳定，如此亦可延长冷光板的使用寿命。

其中该电路保护单元50的实施例电路图如图6所示，该电路保护单元50主要是保护驱动冷光板1的交流工作电压(Vac)不会过高或过低，故为电压过载保护(Over Voltage Protection)回路及电压过低保护(Open Lamp Protection)回路，因此该电路保护单元50电连接该谐振单元30的交流工作电压(Vac)。

先说明电压过载保护回路，如图6上半部电路，由晶体管Q1及Q2组成一预设的高临界电压值的检测回路，而由晶体管Q9组成保护开关，该交流工作电压(Vac)由B点输入，并由电阻器R31及R32分压，当超出该高临界电压值时，晶体管Q2导通，晶体管Q1截止，使得晶体管Q9导通，因此使得输出A点的电压为低电位电压，A点连至该开关信号(ENA)形成关闭(Off)信号，而关闭该谐振单元30的谐荡，以达到保护的目的。

该电路保护单元50的电压过低保护回路，如图6的下半部，由晶体管Q8组成一预设的低临界电压值的检测回路，该交流工作电压(Vac)由B点输入，并由电阻器R37及R36分压，当该交流工作电压(Vac)低于该低临界电压值时，使得晶体管Q8截止，导致晶体管Q9导通，因此使得输出A点的电压为低电位电压，A点连至该开关信号(ENA)形成关闭(Off)信号，而关闭该谐振单元30的谐荡，以达到保护的目的。

然而，当电源开机时，亦会有过低电压的状况产生，因此该电路保护单元50利用晶体管Q10及Q11组，以及电容器C16与电阻器R42组成一时间延迟回路，以延迟电压过低保护回路的检测动作，当电源开机时，该晶体管Q11及Q10会暂时导通，旁路掉晶体管Q8的截止，使得晶体管Q9截止，导致A点连至该开关信号(ENA)保持开启(On)信号，当开机完成后，才会截止，以避免因电源开机时的过低电压，产生关闭(Off)信号，确保能正常开机。

当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (8)

1.一种冷光背光板驱动电路，驱动一冷光板发光，作为一显示装置的背光模块，该显示装置能够产生至少一直流电压、一开关信号及一亮度信号，其特征在于，该驱动电路包括：

一开关单元，为一电源开关回路，电连接该显示装置的直流电压，并受该开关信号的开启信号控制，将该直流电压输出成一工作电压；

一电压调变单元，为一升压回路，电连接该开关单元的工作电压，将其升压转变成一可调变工作电压，其可调变电压值的大小，是受一调整电压信号的控制，并能够产生一反馈控制电压；

一谐振单元，为一直流转交流回路，电连接该电压调变单元的可调变工作电压及该开关信号，受该开关信号的开启信号控制，将直流的可调变工作电压振荡产生一交流工作电压，输出驱动该冷光板发光，且产生一输出反馈电压；及

一电压反馈单元，电连接该电压调变单元的反馈控制电压及该谐振单元的输出反馈电压，能够将输出反馈电压与亮度信号比较放大后，再与反馈控制电压比较，产生该调整电压信号，反馈给该电压调变单元，以调整可调变工作电压的电压大小，进而调整交流工作电压的大小，以控制该冷光板的亮度。

2.根据权利要求1所述的冷光背光板驱动电路，其特征在于，其中该显示装置为一液晶显示器。

3.根据权利要求1所述的冷光背光板驱动电路，其特征在于，其中该显示装置所产生的开关信号，其中开启信号为高电位电压，而关闭信号为低电位电压。

4.根据权利要求1所述的冷光背光板驱动电路，其特征在于，其中还包括：

一电路保护单元，为一电压过载保护回路，电连接该谐振单元的交流工作电压，由检测该交流工作电压，超出一预设的高临界电压值时，输出该开关信号的关闭信号至该谐振单元，以关闭该谐振单元的振荡。

5.根据权利要求4所述的冷光背光板驱动电路，其特征在于，其中该电路保护单元，为一电压过低保护回路，由检测该交流工作电压，低于一预设的低临界电压值时，输出该开关信号的关闭信号至该谐振单元，以关闭该谐振单元的振荡。

6.根据权利要求5所述的冷光背光板驱动电路，其特征在于，其中该电路保护单元中，还设有一时间延迟回路，以延迟电压过低保护回路的检测动作，避免因电源开机时的过低电压，产生关闭信号，确保能正常开机。

7.根据权利要求1所述的冷光背光板驱动电路，其特征在于，其中该电压调变单元，使用一脉冲宽度调变IC产生一高频脉冲宽度调变信号，可在脉波开启时储能工作电压，而在脉波关闭时输出工作电压迭加储能电压，即升压产生该可调变工作电压，其升压的大小由脉波开启的宽度决定，而脉波开启的宽度又由该调整电压信号控制。

8.根据权利要求1所述的冷光背光板驱动电路，其特征在于，其中该谐振单元，由一组变压器与至少一电容器，产生LC谐荡，将可调变工作电压振荡成交流工作电压，输出驱动该冷光板发光。

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