CN102237045B - 多相位区域控光驱动用变换器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种多相位区域控光驱动用变换器，包括：时钟信号发生器，用于产生方波时钟信号；分相同步信号发生器，用于对方波时钟信号进行计数，生成预定相位数的同频异相信号并输出；若干DC-DC电路，用于接收分相同步信号发生器输出的同频异相信号，进行电压转换，并将转换后的电压信号向外部输出。本发明通过时钟信号发生器产生方波时钟信号，并由分相同步信号发生器对方波时钟信号进行计数后输出同频异相信号，使各DC-DC电路的同步输入端子接收到不同相位的信号，各DC-DC电路同频不同相位工作，有效的减少各DC-DC电路之间的干扰和纹波电流，改善变换器的电磁干扰，提高了变换器的工作可靠性及使用寿命。

Description

多相位区域控光驱动用变换器

技术领域

本发明涉及液晶显示器技术领域，尤其涉及一种直下式背光模组中多相位区域控光驱动用变换器。

背景技术

液晶显示器的成像原理是依靠液晶面板后的背光组件来点亮屏幕。由于LED(发光二极管)拥有低能耗、高亮度、寿命长以及驱动方便等优势，逐渐替代CCFL(Cold Cathode Fluorescent Lamp，冷阴极荧光灯管)成为液晶显示器的主流背光源技术。根据背光源的位置，LED背光技术分为侧置式LED背光与直下式LED背光，侧置式LED背光中，若干灯分布在液晶面板的周边，通过导光板将光均匀的导向LCD屏；直下式LED背光是在液晶面板下直接放置LED背光组件，即将多枚LED排成列阵，放在导光板及液晶面板后面，直接照射液晶面板。相比侧置式LED背光，直下式LED背光的主要优势在于背光更为均匀、亮度更高以及画面对比度更出色。

直下式LED背光具有区域背光控制(LOCAL DIMMING)功能，可以根据画面不同部份的光度变化，快速的微调每个区域的LED灯的亮度，从而可大幅度提高画面动态对比度。

区域控光技术是将LED灯分为多个灯组，如32组、64组、128组等，每组由若干灯组成串联方式，根据显示画面的明暗来控制这些不同区域灯组的明暗。组数越多，分得越细，效果越好。由于每个灯组的亮度由画面的亮度来决定，因此可以使显示效果达到更好，并更节能省电。以64组灯为例，其需要64个电源，为了减少LED灯驱动变换器的个数，通常是几个组灯共用一个变换器，如64组灯使用8个变换器，为了减小干扰，各变换器通常是同频同相位工作。但其缺点是：变换器功率器件同开同关会产生很大的电磁干扰(EMI，Electromagnetic Interference)，而且会加大输入电容的纹波电流，降低了变换器的使用寿命。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种多相位区域控光驱动用变换器，旨在减少DC-DC电路之间的干扰和纹波电流，提高变换器的使用寿命。

为了达到上述目的，本发明提出一种多相位区域控光驱动用变换器，包括：

时钟信号发生器，用于产生方波时钟信号并输出；

分相同步信号发生器，用于对所述方波时钟信号进行计数，生成预定相位数的同频异相信号并输出；

若干DC-DC电路，用于接收所述分相同步信号发生器输出的同频异相信号，进行电压转换，并将转换后的电压信号向外部输出。

优选地，所述分相同步信号发生器包括时钟输入端子、复位端子及若干输出端子，所述时钟输入端子与所述时钟信号发生器的输出端连接，用于对所述方波时钟信号进行计数；所述复位端子用于生成所述预定的相位数；所述DC-DC电路具有同步输入端子，所述输出端子与对应的DC-DC电路的同步输入端子连接。

优选地，所述若干DC-DC电路的输出端分别连接对应的LED，为所述LED供电。

优选地，还包括缓冲器，所述缓冲器串联在所述时钟发生器的输出端与分相同步信号发生器的时钟输入端子之间。

优选地，所述时钟信号发生器包括两反向器、一石英振子、一电容及一电阻R4，所述两反向器串联，所述石英振子、电容以及电阻R4串联后与所述两反向器并联。

优选地，所述两反向器之间串联有电阻R2。

优选地，所述两反向器分别并联有用于限流的电阻R1及R3。

优选地，所述缓冲器包括两个相互串联的反向器。

优选地，所述分相同步信号发生器包括十进制记数器CD4017。

本发明提出的一种多相位区域控光驱动用变换器，通过时钟信号发生器产生方波时钟信号，并由分相同步信号发生器对方波时钟信号进行计数后输出同频异相信号，使各DC-DC电路的同步输入端子接收到不同相位的信号，各DC-DC电路同频不同相位工作，有效的减少各变换器之间的干扰和纹波电流，改善变换器之间的电磁干扰，提高了变换器的工作可靠性及使用寿命。

附图说明

图1是本发明多相位区域控光驱动用变换器一实施例的电路结构示意图；

图2为本发明多相位区域控光驱动用变换器一实施例中十进制记数器CD4017的工作时序示意图。

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。

具体实施方式

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。

本发明实施例解决方案主要是：通过时钟信号发生器产生方波时钟信号，并由分相同步信号发生器对方波时钟信号进行计数后输出预定相数的同频异相信号，使各DC-DC电路的同步输入端子接收到不同相位的信号，各DC-DC电路同频不同相位工作，以有效减少各DC-DC电路之间的干扰和纹波电流，提高变换器的使用寿命。

本发明多相位区域控光驱动用变换器可用于液晶显示器中LED灯的驱动变换器，但并不局限于此，还可以用于其他需要电压驱动的电路结构中。

请参照图1所示，图1是本发明多相位区域控光驱动用变换器一实施例的电路结构示意图。

本发明一实施例提出一种多相位区域控光驱动用变换器，包括：时钟信号发生器101、分相同步信号发生器102以及若干DC-DC电路103，其中：

时钟信号发生器101，用于产生方波时钟信号，并将产生的方波时钟信号输出至分相同步信号发生器102；

分相同步信号发生器102，用于对接收的方波时钟信号进行计数，产生同频不同相位的预定相位数的电压信号，输出至相应的DC-DC电路103；

若干DC-DC电路103，用于接收分相同步信号发生器102输出的同频异相信号，进行电压转换，并将转换后的电压信号向外部输出，其输出的电压可以直接为LED供电，也可以为相关的其他元器件供电。

具体地，本实施例中，时钟信号发生器101提供一个方波时钟信号，其包括两反向器U1和U2、一石英振子X1、一电容C1及一电阻R4，其中，两反向器U1和U2串联，石英振子X1、电容C1以及电阻R4串联后与两反向器U1和U2并联。

此外，两反向器U1和U2之间串联有分压电阻R2。

同时，为了减少两反向器U1和U2上的电压干扰，两反向器U1和U2分别并联有用于限流的电阻R1及R3。

本实施例中分相同步信号发生器102包括时钟输入端子、复位端子及若干输出端子，时钟输入端子与时钟信号发生器101的输出端连接，用于对方波时钟信号进行计数；复位端子用于生成预定的相位数；DC-DC电路101具有同步输入端子，分相同步信号发生器102的输出端子与对应的DC-DC电路的同步输入端子连接。分相同步信号发生器102通过时钟输入端子接收时钟信号发生器101发送的方波时钟信号并进行计数，通过复位端子得到所需要的相位个数，在生成预定相位数的同频异相信号后，通过输出端子将相应相位的同频电压信号输出至对应的DC-DC电路103，使各DC-DC电路103同频而不同相位的工作。

本实施例中的分相同步信号发生器102具体由十进制记数器CD4017来实现。通过十进制记数器CD4017对时钟信号发生器101进行计数，得到输出移位的同步信号，并且利用十进制记数器CD4017上的复位端子得到所需要的相位个数。

其中，十进制记数器CD4017为5位Johnson计数器，具有10个译码输出端；时钟输入端子、复位端子、禁止端；电压输入端和接地端。

时钟输入端的斯密特触发器具有脉冲整形功能，对输入时钟脉冲上升和下降时间无限制。当禁止端为低电平时，计数器在时钟上升沿计数；反之，计数功能无效。复位端为高电平时，计数器清零。

Johnson计数器提供了快速操作、输入译码选通和无毛刺译码输出。防锁选通，保证了正确的计数顺序。译码输出端一般为低电平，只有在对应时钟周期内保持高电平。在每10个时钟输入周期进位脉冲输入信号完成一次进位，并用作多级计数链的下级脉动时钟。

具体地，如图2所示，图2为本实施例中十进制记数器CD4017的工作时序示意图，其生成所需要的相位个数的同频异相信号的基本原理为：

十进制记数器CD4017的输出信号是对接收的方形时钟信号进行计数的结果，输入时钟(clock)每改变一次，输出的高电平依此向后移动一位，由此，可以形成同频错相的10个脉冲，此10个脉冲作为DC-DC电路的同步信号，使接收到相应脉冲信号的各DC-DC电路处于同频不同相位的工作状态，同时，在十进制记数器CD4017的复位端子串联一个二极管D6，可提前让十进制记数器CD4017从最低位开始，从而改变输出的相位数。

本实施例中，分相同步信号发生器102可产生8个同频不同相位的电压信号，通过8个输出端子分别输出至8个DC-DC电路103的同步输入端子，使各DC-DC电路103按同频异相工作。

进一步的，为了加大本实施例多相位区域控光驱动用变换器的驱动能力，在时钟信号发生器101的输出端与分相同步信号发生器102的输入端之间串联有一缓冲器104，该缓冲器104为两个反向器U3和U4串联组成。

DC-DC电路103的作用是将固定的直流电压变换成可变的直流电压。根据LED所需的电压值，由分相同步信号发生器102输出的同频异相信号来控制DC-DC电路103对电压进行转换，具体转换成LED所需的电压值，该电压转换可由高电压转换为低电压，也可由低电压转换为高电压。

由此可知，本发明多相位区域控光驱动用变换器，通过时钟信号发生器101产生方波时钟信号，并由分相同步信号发生器102对方波时钟信号进行计数后输出同频异相信号，使各DC-DC电路103的同步输入端子接收到不同相位的信号，各DC-DC电路103同频且不同相位的工作，减少了各DC-DC电路103之间的干扰和纹波电流，从而改善了各DC-DC电路103之间的电磁干扰，提高了变换器的工作可靠性及使用寿命。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (8)

1.一种多相位区域控光驱动用变换器，其特征在于，包括：

时钟信号发生器，用于产生方波时钟信号并输出；

分相同步信号发生器，用于对所述方波时钟信号进行计数，生成预定相位数的同频异相信号并输出；

若干DC-DC电路，用于接收所述分相同步信号发生器输出的同频异相信号，进行电压转换，并将转换后的电压信号向外部输出；所述分相同步信号发生器包括时钟输入端子、复位端子及若干输出端子，所述时钟输入端子与所述时钟信号发生器的输出端连接，用于对所述方波时钟信号进行计数；所述复位端子用于生成所述预定的相位数，所述复位端子串联有一个二极管D6；所述DC-DC电路具有同步输入端子，所述输出端子与对应的DC-DC电路的同步输入端子连接。

2.根据权利要求1所述的多相位区域控光驱动用变换器，其特征在于，所述若干DC-DC电路的输出端分别连接对应的LED，为所述LED供电。

3.根据权利要求1所述的多相位区域控光驱动用变换器，其特征在于，还包括缓冲器，所述缓冲器串联在所述时钟发生器的输出端与分相同步信号发生器的时钟输入端子之间。

4.根据权利要求1所述的多相位区域控光驱动用变换器，其特征在于，所述时钟信号发生器包括两反向器、一石英振子、一电容及一电阻R4，所述两反向器串联，所述石英振子、电容以及电阻R4串联后与所述两反向器并联。

5.根据权利要求4所述的多相位区域控光驱动用变换器，其特征在于，所述两反向器之间串联有电阻R2。

6.根据权利要求5所述的多相位区域控光驱动用变换器，其特征在于，所述两反向器分别并联有用于限流的电阻R1及R3。

7.根据权利要求3所述的多相位区域控光驱动用变换器，其特征在于，所述缓冲器包括两个相互串联的反向器。

8.根据权利要求1-7中任一项所述的多相位区域控光驱动用变换器，其特征在于，所述分相同步信号发生器包括十进制记数器CD4017。