CN102034441B

CN102034441B - 一种lcd驱动电压控制装置

Info

Publication number: CN102034441B
Application number: CN 200910190514
Authority: CN
Inventors: 刘树标
Original assignee: Shenzhen TCL New Technology Co Ltd
Current assignee: Shenzhen TCL New Technology Co Ltd
Priority date: 2009-09-29
Filing date: 2009-09-29
Publication date: 2013-05-08
Anticipated expiration: 2029-09-29
Also published as: CN102034441A

Abstract

本发明适用于LCD技术领域，提供了一种LCD驱动电压控制装置，所述的装置包括PWM控制信号输出模块、积分控制电路和开关控制模块，PWM控制信号输出模块用来输出占空比K渐升/渐降的PWM信号到积分控制电路；积分控制电路用来对PWM信号进行积分，得到一渐降/渐升的控制电压；开关控制模块的输入端用来输入驱动LCD屏的输入电压，输出端用来输出驱动LCD屏的输出电压，控制电压传输到开关控制模块的控制端，开关控制模块用来根据控制电压控制所述输出电压，使得输出电压按照上升时间T1/下降时间T2的要求逐渐升高/降低。本发明提供的技术方案可以通过对PWM信号占空比的控制，使得LCD屏的驱动电压渐升/渐降，满足LCD屏驱动电压上升/下降的时间要求。

Description

一种LCD驱动电压控制装置

技术领域

本发明属于LCD技术领域，尤其涉及一种LCD驱动电压控制装置。

背景技术

平板电视已经取代传统的CRT电视，成为主流电视的产品。平板电视中，LCD（液晶显示屏）电视液晶屏的驱动电压供电/掉电有严格的上升/下降时间要求。如图1所示为某一种液晶屏的供电/掉电的时间要求示意图，其中T1为上升时间，为电压从10％上升到90％的时间，T2为下降时间，为电压从90％降低到10％的时间。当液晶屏的供电/掉电不能达到规定的时间要求时，往往会使屏幕显示不良，如有花屏等，更有甚者，会致使液晶屏损坏。

因此，如何实现对液晶屏供电/掉电的上升/下降时间的控制，就成为了需要解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种LCD驱动电压控制装置，旨在解决LCD屏供电/掉电时驱动电压上升和下降的控制问题。

本发明是这样实现的，一种LCD驱动电压控制装置，所述的装置包括PWM控制信号输出模块、积分控制电路和开关控制模块，其中：

所述的PWM控制信号输出模块用来输出占空比K渐升的PWM信号到所述积分控制电路；

所述积分控制电路用来对所述PWM信号进行积分，得到一渐降的控制电压，将所述控制电压传输到所述开关控制模块；

所述开关控制模块的输入端用来输入驱动LCD屏的输入电压，输出端用来输出驱动所述LCD屏的输出电压，所述控制电压传输到所述开关控制模块的控制端，所述开关控制模块用来根据所述控制电压控制所述输出电压，使得所述输出电压逐渐升高。

更具体的，所述积分控制电路包括电阻R3和电容（C1）组成的积分电路，用来对所述PWM信号进行积分，得到一渐降的控制电压，将所述控制电压传输到所述开关控制模块。

更具体的，所述积分控制电路还包括阻R1、三极管Q1和电阻R2，所述电阻R1一端连接所述PWM控制信号输出模块，另一端连接所述三极管Q1的基极，所述三极管Q1的发射极接地，输入电压（V_in）经所述电阻R2后接入到所述三极管Q1的集电极，所述三极管Q1用来对所述PWM信号进行倒相放大。

更具体的，所述开关控制模块包括P_MOS增强型管Q2，所述电阻R3和电容（C1）组成的积分电路一端连接所述三极管Q1的集电极，另一端连接所述P_MOS增强型管Q2的栅极，所述输入电压（V_in）接入到P_MOS增强型管Q2的源极，所述P_MOS增强型管Q2的漏极用来输出所述输出电压（V_out）。

更具体的，所述三极管Q1用来对所述PWM信号倒相放大后输出到所述积分电路，所述积分电路用来对所述PWM信号积分，得到一渐降的控制电压Vg，所述控制电压Vg输入到所述P_MOS增强型管Q2的栅极，所述P_MOS增强型管Q2的漏极用来按照上升时间T1的要求输出渐升的输出电压（V_out）。

更具体的，所述的PWM控制信号输出模块包括电视机主IC，所述电视机主IC包括PWM口、占空比寄存器和计时器，所述计时器用来计算所述占空比调整的周期，所述电视机主IC用来按照所述周期逐步调高所述占空比寄存器中的占空比K，所述PWM控制信号输出模块用来输出所述占空比K渐升的PWM信号。

本发明还提供一种LCD驱动电压控制装置，所述的装置包括PWM控制信号输出模块、积分控制电路和开关控制模块，其中：

所述的PWM控制信号输出模块用来输出占空比K渐降的PWM信号到所述积分控制电路；

所述积分控制电路用来对所述PWM信号进行积分，得到一渐升的控制电压，将所述控制电压传输到所述开关控制模块；

所述开关控制模块的输入端用来输入驱动LCD屏的输入电压，输出端用来输出驱动所述LCD屏的输出电压，所述控制电压传输到所述开关控制模块的控制端，所述开关控制模块用来根据所述控制电压控制所述输出电压，使得所述输出电压逐渐降低。

更具体的，所述积分控制电路包括电阻R3和电容（C1）组成的积分电路，用来对所述PWM信号进行积分，得到一渐升的控制电压，将所述控制电压传输到所述开关控制模块。

更具体的，所述三极管Q1用来对所述PWM信号倒相放大后输出到所述积分电路，所述积分电路用来对所述PWM信号积分，得到一渐升的控制电压Vg，所述控制电压Vg输入到所述P_MOS增强型管Q2的栅极，所述P_MOS增强型管Q2的漏极用来按照下降时间T2的要求输出渐降的输出电压（V_out）。

更具体的，所述的PWM控制信号输出模块包括电视机主IC，所述电视机主IC包括PWM口、占空比寄存器和计时器，所述计时器用来计算所述占空比调整的周期，所述电视机主IC用来按照所述周期逐步调低所述占空比寄存器中的占空比K，所述PWM控制信号输出模块用来输出所述占空比K渐降的PWM信号。

本发明克服现有技术的不足，输出占空比渐升/渐降的PWM控制信号，利用积分控制电路对PWM控制信号进行积分，得到一个渐降/渐升的控制电压，该控制电压用来控制开关控制模块的输出，使得开关模块的输出电压渐升/渐降，从而实现LCD屏的驱动电压的渐升/渐降控制。本发明提供的技术方案可以通过对PWM信号占空比的控制，使得LCD屏的驱动电压渐升/渐降，满足LCD屏驱动电压上升/下降的时间要求。

附图说明

图1是LCD屏驱动电压上升/下降时间要求示意图；

图2是本发明实施例的LCD驱动电压控制装置原理框图；

图3是本发明实施例的LCD驱动电压控制装置电路图；

图4是本发明实施例的LCD驱动电压控制装置中Q2的-V_GS与V_out的关系图。

具体实施方式

本发明提供的技术方案是：输出占空比渐升/渐降的PWM控制信号，利用积分控制电路对PWM控制信号进行积分，得到一个渐降/渐升的控制电压，该控制电压用来控制开关控制模块的输出，使得开关模块的输出电压渐升/渐降，从而实现LCD屏的驱动电压的渐升/渐降控制。

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明实施例提供的LCD驱动电压控制装置的原理框图如图2所示，包括PWM控制信号输出模块、积分控制电路和开关控制模块，开关控制模块的输入端输入驱动LCD屏的输入电压V_in，输出端用来输出驱动LCD屏的输出电压V_out。其中，当液晶屏供电时，PWM控制信号输出模块用来输出占空比K渐升的PWM（脉冲宽度调制）信号到积分控制电路，积分控制电路用来对PWM控制信号输出模块输入的PWM信号进行积分，得到一渐降的控制电压送给开关控制模块的控制端，开关控制模块用来根据控制电压控制输出电压，使得输出电压V_out按照上升时间T1的要求逐渐升高；当液晶屏掉电时，PWM控制信号输出模块用来输出占空比K渐降的PWM信号到积分控制电路，积分控制电路用来对PWM控制信号输出模块输入的PWM信号进行积分，得到一渐升的控制电压送给开关控制模块的控制端，开关控制模块用来根据控制电压控制输出电压，使得输出电压V_out按照下降时间T2的要求逐渐降低。

图2所示LCD驱动电压控制装置的电路图如图3所示，PWM控制信号输出模块的功能可利用电视机主IC来实现，可以通过电视机主IC的PWM口输出PWM控制信号，通过主IC中的计时器控制占空比变化△K的时间，从而控制K渐降或者渐升（参见后续的具体说明）；积分控制电路包括电阻R1、三极管Q1、电阻R2、电阻R3和电容C1，电阻R1一端连接电视机主IC的PWM口，另一端连接三极管Q1的基极（B极），三极管Q1的发射极（E极）接地，输入电压Vin经电阻R2后接入到三极管Q1的集电极（C极），电阻R3和电容C1组成的积分电路一端连接三极管Q1的集电极，另一端连接开关控制模块；开关控制模块的功能采用P_MOS增强型管Q2来实现，电阻R3和电容C1组成的积分电路一端连接三极管Q1的集电极，另一端连接P_MOS增强型管Q2的栅极（G极），输入电压V_in接入到P_MOS增强型管Q2的源极（S极），P_MOS增强型管Q2的漏极（D极）输出驱动LCD屏的输出电压V_out，其中R为负载电阻。

电视机主IC提供的PWM控制信号经限流电阻R1送到三级管Q1的基极，经三极管Q1倒相放大的PWM控制信号从其集电极输出；电阻R3和电容C1组成的积分电路对三极管Q1输出的PWM信号进行积分，得到控制电压V_g送到P_MOS增强型管Q2的G极，控制P_MOS增强型管Q2的通断。本发明实施例中，输入电压V_in设定为12V，P_MOS增强型管Q2导通门槛电压U_T为1,8V，P_MOS增强型管Q2的开启电阻为R_SD，栅源极电压-V_GS，当-V_GS大于U_T后，P_MOS增强型管Q2开始导通，且-V_GS越大，电阻R_SD则越小，V_SD也就越小，P_MOS增强型管Q2的导通程度越来越大。因输出电压V_out＝输入电压V_in-V_SD，故V_out也就越大，当P_MOS增强型管Q2完全饱和导通时，此时R_SD很小(约几十毫欧)，故近似V_out＝V_in。

设占空比用K表示，则K=T_K/T(T_K表示脉冲的宽度)，在满足R×C>>T_K(一般取>10T_K)，为了说明方便，可近似认为

V_{g} = \frac{1}{RC} &Integral; Ucdt = V_{in} \times (1 - K) .

（公式1）

可见当K变化时，V_g反比于K变化，从而得到一个变化的V_g。

而-V_GS＝V_in-V_g=V_in-V_in×(1-K)=V_in×K。（公式2）

随着K从小到大变化，-V_GS也从小变大，对应V_SD从大变小，进而V_out＝V_in-V_SD从小变大，得到一个输出渐升的电压。如要得一渐降的输出电压V_out，则控制K值从大变小就可实现。

为了说明方便，现以液晶屏的供电为12V为例来说明，P_MOS增强型管Q2以AO4803为例，其U_T值为1,8V，U₀为4V。

由公式2得，当-V_GS＝1,8V时，1,8=12×K，得K₀=1,8/12=0,15；当-V_GS＝4V时，4=12×K，得K₁₂=0,333（其中，K的下标数值表示当输出电压V_out为该值时，所对应的K值，如K₀表示输出为0V时对应的K值）。

由于上升时间T1为输出电压从10％(12×0,1＝1,2V)到90％(12×0,9=10,8V)所需的时间，可按照上述的公式计算分别得相应的K值。如图4示，当输出电压为1,2V时，对应的-V_GS＝2V(该值在实际设计时可据实际使用的器件测出)，对应求得K_1。2=2/12=0.167；输出电压为10.8V时，对应-V_GS＝3.6V，得K_10。8=3.6/12=0.3。

下面主要针对输出电压从1.2V上升到10,8V时间T_r来作一详细说明，至于从0V到1,2V，从10.8V到12V所需时间参照T_r所做方法就可，不再详述。T_r的时间取得可以按如下方法实现：

T_r也就是K从K_1。2变化到K_10。8所需的时间。在设计时，只要使T_r≥T1就达到液晶屏供电的上升时间要求。

为了考虑器件的差异及可靠性，设计时往往可使T_r比T1大些，具体多少可根据实际情况进行设置。现把T_r的时间等分为N步，则每一步的时间为△T=T_r/N。为了使得电压上升或下降线性良好，可据实际情况把N选得大点。为了叙述方便，把对应的K值每步变化量等分为△K=(K_1。2-K_10。8)/N。在软件设计时，先对电视机主IC的计时器清0再开始计时，当计时器计时到△T时间后，通过给相应的寄存器赋值(与K相关的寄存器)，使得K值在K_1。2基础上增加△K，并同时清0计时器，重新计时，当再次到△T时间，再给K增加△K，如此重复，直到K到达K_10。8。

由于寄存器的位数较多，如一个8BIT的寄存器可表示2⁸=256个数，因此上述的N值可据实际情况，为了保证电压上升或下降的线性良好，可取较大些的值。针对有些MOS管的导通线性及RC积分电路线性不是很好，而液晶屏对电压上升或下降的线性的要求又比较高的情况下，利用软件，通过设计补偿计算方法，可轻易解决该问题。如在近U_T处，变化较慢的时间里，△K的值取得大些。

当然也可通过设计变化的△T来取得，如在变化慢的地方，可用小的△T，反之则采用大的△T。甚而为了更加精确，可据实际测算出来的变化函数，来对△K、△T进行取值。

上述对与K相关的寄存器赋值的周期，△K变化的幅度等都可以软件来实现，具体实现是本领域技术人员熟知的技术，此不赘述。

对于输出电压下降时间的控制，可以参照上述的方法实现，其原理基本相同。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种LCD驱动电压控制装置，其特征在于，所述的装置包括PWM控制信号输出模块、积分控制电路和开关控制模块，其中：

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述积分控制电路包括电阻R3和电容（C1）组成的积分电路，用来对所述PWM信号进行积分，得到一渐降的控制电压，将所述控制电压传输到所述开关控制模块。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述积分控制电路还包括阻R1、三极管Q1和电阻R2，所述电阻R1一端连接所述PWM控制信号输出模块，另一端连接所述三极管Q1的基极，所述三极管Q1的发射极接地，输入电压（V_in）经所述电阻R2后接入到所述三极管Q1的集电极，所述三极管Q1用来对所述PWM信号进行倒相放大。

4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述开关控制模块包括P_MOS增强型管Q2，所述电阻R3和电容（C1）组成的积分电路一端连接所述三极管Q1的集电极，另一端连接所述P_MOS增强型管Q2的栅极，所述输入电压（V_in）接入到P_MOS增强型管Q2的源极，所述P_MOS增强型管Q2的漏极用来输出所述输出电压（V_out）。

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述三极管Q1用来对所述PWM信号倒相放大后输出到所述积分电路，所述积分电路用来对所述PWM信号积分，得到一渐降的控制电压Vg，所述控制电压Vg输入到所述P_MOS增强型管Q2的栅极，所述P_MOS增强型管Q2的漏极用来按照上升时间T1的要求输出渐升的输出电压（V_out）。

6.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述的PWM控制信号输出模块包括电视机主IC，所述电视机主IC包括PWM口、占空比寄存器和计时器，所述计时器用来计算所述占空比调整的周期，所述电视机主IC用来按照所述周期逐步调高所述占空比寄存器中的占空比K，所述PWM控制信号输出模块用来输出所述占空比K渐升的PWM信号。

7.一种LCD驱动电压控制装置，其特征在于，所述的装置包括PWM控制信号输出模块、积分控制电路和开关控制模块，其中：

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述积分控制电路包括电阻R3和电容（C1）组成的积分电路，用来对所述PWM信号进行积分，得到一渐升的控制电压，将所述控制电压传输到所述开关控制模块。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述积分控制电路还包括阻R1、三极管Q1和电阻R2，所述电阻R1一端连接所述PWM控制信号输出模块，另一端连接所述三极管Q1的基极，所述三极管Q1的发射极接地，输入电压（V_in）经所述电阻R2后接入到所述三极管Q1的集电极，所述三极管Q1用来对所述PWM信号进行倒相放大。

10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述开关控制模块包括P_MOS增强型管Q2，所述电阻R3和电容（C1）组成的积分电路一端连接所述三极管Q1的集电极，另一端连接所述P_MOS增强型管Q2的栅极，所述输入电压（V_in）接入到P_MOS增强型管Q2的源极，所述P_MOS增强型管Q2的漏极用来输出所述输出电压（V_out）。

11.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，所述三极管Q1用来对所述PWM信号倒相放大后输出到所述积分电路，所述积分电路用来对所述PWM信号积分，得到一渐升的控制电压Vg，所述控制电压Vg输入到所述P_MOS增强型管Q2的栅极，所述P_MOS增强型管Q2的漏极用来按照下降时间T2的要求输出渐降的输出电压（V_out）。

12.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，所述的PWM控制信号输出模块包括电视机主IC，所述电视机主IC包括PWM口、占空比寄存器和计时器，所述计时器用来计算所述占空比调整的周期，所述电视机主IC用来按照所述周期逐步调低所述占空比寄存器中的占空比K，所述PWM控制信号输出模块用来输出所述占空比K渐降的PWM信号。