CN102332243A - 电源转换器及相关显示系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种电源转换器及相关显示系统。电源转换器利用第一接脚来接收交流电压，第二接脚来输出直流电压，以及第三接脚来接收回授电压。电源转换器将交流电压转换为直流电压，并依据回授电压来调整直流电压之值。本发明的电源转换器可进行输出电压的回授控制，并直接提供调整相对应的输出电压至显示装置，显示装置不需要进行电压转换，因此能省下电源转换电路板的空间。

Description

电源转换器及相关显示系统
技术领域
本发明相关于一种电源转换器及相关显示系统，尤指一种外接式三端电源转换器及相关薄型显示系统。
背景技术
电源转换器(power adaptor)可将高压交流或直流电源转换为低压直流电源，广泛应用于各种电子设备中做为电源供应器。常见的电源转换器架构包括反驰式(flyback)、顺向式(forward)及推挽式(push-pull)等。由于壳体内部空间有限，薄型电子设备多半会使用外接式电源转换器。
图1为先前技术中一显示系统100的功能方块图。显示系统100包含外接式双端电源转换器110和显示装置120。双端电源转换器110可将交流输入电压VIN转换为显示装置120运作时所需的直流输出电压VOUT。显示装置220包含显示面板22、背光源电路24、电源转换电路25、调节电路26、控制电路27，以及侦测电路28。调节电路26可将背光源电路24的驱动电流稳定在参考电流IREF之值。侦测电路28可侦测背光源电路24的驱动电流，使得控制电路27能调整电源转换电路25的电能转换比，进而稳定输出电压VOUT之值。由于显示装置120内需要进行电压转换，因此电源转换电路板会占据壳体内极大空间，先前技术的显示系统100可能无法达到薄型化要求。
发明内容
本发明提供一种显示系统，其包含显示装置和电源转换器。该显示装置具有第一壳体，该第一壳体内设置有显示面板；背光源电路，接收第一直流电压，产生驱动电流流经该背光源电路，以提供该显示面板显示影像所需的光源；调节电路，串联于该背光源电路，依据参考电流来调整该驱动电流；以及侦测电路，用来依据该驱动电流之值来提供相对应的参考电压。该电源转换器具有第二壳体，于该第二壳体内设置有可调节式电源电路，用来将交流电压转换为该第一直流电压以驱动该背光源电路，并依据相关于该参考电压的回授电压来调整该第一直流电压值，其中该第一壳体与该第二壳体彼此分离，其间通过导线电连接。
如本发明所述的显示系统，可调节式电源转换电路包含：分压电路，用来分压该第一直流电压以提供比较电压；比较器，用来依据该回授电压和该比较电压的压差以提供控制讯号；以及降压式电源转换器，用来将该交流电压转换为该第一直流电压，并依据该控制讯号来调整该第一直流电压之值。
如本发明所述的显示系统，显示装置还包含微控制器，设置于该第一壳体中，用来依据该参考电压来提供该回授电压，当该参考电压小于预设值时，则该微控制器会调高该回授电压。进一步地，显示系统还包含直流步进电压调节器，设置于第一壳体中，用来接收第一直流电压并输出第二直流电压以驱动该微控制器。
如本发明所述的显示系统，该显示装置还包含：控制介面，设置于该第一壳体中，以接受使用者输入指令；微控制器，设置于该第一壳体中且电性连接至该控制介面，用来依据该使用者输入指令来调整该参考电流之值；当该参考电流增加时，使该驱动电流增加且该背光源电路亮度提高；当该参考电流减少时，使该驱动电流减少且该背光源电路亮度降低。
如本发明所述的显示系统，该显示装置还包含：控制介面，设置于该第一壳体中，以接受使用者输入指令；微控制器，设置于该第一壳体中且电性连接至该控制介面，用来依据该使用者输入指令来调整该回授电压；当该控制介面收到使用者输入″进入省电模式″指令时，该微控制器使该回授电压下降，以使该电源转换器输出的该第一直流电压下降。进一步地，当该控制介面未收到使用者输入该″进入省电模式″指令时，该微控制器使该回授电压保持于预设电压值，藉此确保该第一直流电压足以驱动该背光源电路，并维持该调节电路正常工作。
如本发明所述的显示系统，背光源电路包含有复数个并联的发光二极体灯条，调节电路包含有电流镜，使流经每一发光二极体灯条的电流趋近于参考电流。
本发明另提供一种电源转换器，其包含第一接脚，用来接收交流电压；第二接脚，用来输出直流电压；以及第三接脚，用来接收回授电压；其中，该电源转换器将该交流电压转换为该直流电压，并依据该回授电压来调整该直流电压之值。
如本发明所述的电源转换器还包含：分压电路，用来分压该直流电压以提供比较电压；比较器，用来依据该回授电压和该比较电压的压差以提供控制讯号；以及降压式电源转换器，用来将该交流电压转换为该直流电压，并依据该控制讯号来调整该直流电压之值。
本发明还提供一种显示系统，包含显示装置和电源转换器。显示装置具有第一壳体，该第一壳体内有：显示面板；背光源电路，接收第一直流电压，而产生驱动电流流经该背光源电路，以提供该显示面板显示影像所需的光源；微控制器，提供回授电压，并可依据使用者指令来调整参考电流；以及调节电路，串联于该背光源电路，依据该参考电流来调整该驱动电流，使该驱动电流正比于该参考电流而变化，当该参考电流增加时，使该驱动电流增加且背光源电路亮度提高，当该参考电流减少时，使该驱动电流减少且该背光源电路亮度降低。电源转换器具有第二壳体，于第二壳体内设置有可调节式电源电路，用来将交流电压转换为该第一直流电压以驱动该背光源电路，并依据该回授电压来调整该第一直流电压值，其中该第一壳体与该第二壳体彼此分离，其间通过导线电连接。
如上所述的显示系统，显示装置更包含侦测电路，用来侦测驱动电流之值，当该侦测电路测得该驱动电流小于预设值时，则该微控制器会调高该回授电压。
如上所述的显示系统，调节电路包含有电流镜，使流经该背光源电路的电流趋近于该参考电流，当该侦测电路测得该驱动电流小于该参考电流时，则该微控制器会调高该回授电压。
本发明还提供一种显示系统，包含显示装置和电源转换器。显示装置具有第一壳体，该第一壳体内有：显示面板；背光源电路，接收第一直流电压，产生驱动电流流经该背光源电路，以提供该显示面板显示影像所需的光源；调节电路，串联于该背光源电路，依据参考电流来调整该驱动电流；以及微控制器，提供回授电压，并可依据使用者指令来调整该回授电压。电源转换器具有第二壳体，于该第二壳体内设置有可调节式电源电路，用来将交流电压转换为该第一直流电压以驱动该背光源电路，并依据该回授电压来调整该第一直流电压值，其中该第一壳体与该第二壳体彼此分离，其间通过导线电连接。当该微控制器未收到使用者输入″进入省电模式″指令时，该微控制器使该回授电压保持于预设电压值，藉此确保该第一直流电压足以驱动该背光源电路，并维持该调节电路正常工作。当该微控制器收到使用者输入该″进入省电模式″指令时，该微控制器使该回授电压下降，以使该降压式电源转换器输出的该第一直流电压下降。
如上所述的显示系统，显示装置更包含侦测电路，用来侦测驱动电流之值，当该侦测电路测得该驱动电流小于预设值时，则该微控制器会调高该回授电压。
如上所述的显示系统，调节电路包含有电流镜，使流经该背光源电路的电流趋近于该参考电流，当该侦测电路测得该驱动电流小于该参考电流时，则该微控制器会调高该回授电压。
通过本发明，电源转换器可进行输出电压的回授控制，并直接提供调整相对应的输出电压至显示装置。显示装置不需要进行电压转换，因此能省下电源转换电路板的空间。
附图说明
图1为先前技术中一显示系统的功能方块图。
图2为本发明中一显示系统的功能方块图。
图3A和图3B为本发明中显示系统的示意图。
图4为本发明第一实施例中显示系统的示意图。
图5为本发明第二实施例中显示系统的示意图。
具体实施方式
为使对本发明的目的、构造、特征、及其功能有进一步的了解，兹配合实施例详细说明如下。
图2为本发明中一显示系统200的功能方块图。图3A和图3B为本发明中显示系统200的示意图。显示系统200包含电源转换器210和显示装置220。显示装置220可为笔记本型电脑的萤幕(如图3A所示)，或是薄型电视机(如图3B所示)。显示装置220的壳体内空间有限，因此通过外接式三端电源转换器210接收交流电源AC所提供的电源。因此，显示装置220的壳体与和电源转换器210的壳体彼此分离，其间通过三芯导线50电连接。
如图2所示，显示装置220包含显示面板22、背光源电路24、调节电路26、侦测电路28、微控制器(micro controller unit，MCU)30、直流步进电压调节器(DC regulator/stepper)32，以及控制介面34。显示装置220会依据背光源电路24的驱动电流提供对应于输出电压VOUT的回授电压VFB。三端电源转换器210可将交流电源AC提供的输入电压VIN转换为显示装置220运作时所需的直流输出电压VOUT，并依据回授电压VFB来调整输出电压VOUT之值。换而言之，本发明三端电源转换器210可进行输出电压VOUT的回授控制，并直接提供调整相对应的输出电压VOUT至显示装置220。显示装置220不需要进行电压转换，因此能节省电源转换电路板的空间。三端电源转换器210和显示装置220的详细结构和运作。
图4为本发明第一实施例中显示系统200的示意图，而图5为本发明第二实施例中显示系统200的示意图。在第一和第二实施例中，背光源电路24可依据输出电压VOUT提供显示面板22显示影像所需的光源，其包含复数组发光二极体串LED1～LEDN，流经发光二极体串LED1～LEDN的驱动电流分别由IL1～ILN来表示。调节电路26为电流镜电路，耦联于背光源电路24，可将驱动电流IL1～ILN稳定在参考电流IREF之值。侦测电路28包含电阻RS，可侦测驱动电流IL1～ILN之值并提供相对应的参考电压VREF。直流步进电压调节器32可依据输出电压VOUT提供微控制器30运作所需的电压VDC。
微控制器30实施下列运作机制：
(1)依据控制介面34(例如：显示系统OSD画面和面板按键或遥控器)所收到使用者输入的″改变显示亮度″指令，微控制器30调整电流镜电路参考电流IREF之值。提高参考电流IREF，增加流过各发光二极体串LED1～LEDN电流，则显示亮度提高；反之降低参考电流IREF，则显示亮度降低。
(2)当控制介面34收到使用者输入″显示系统进入省电模式″指令时，微控制器30调降回授电压VFB，使得电压VOUT无法驱动发光二极体串LED1～LEDN，背光关闭，使得功率消耗小于0.1W。
(3)当控制介面34未收到使用者输入″显示系统进入省电模式″指令时，微控制器30输出合适的固定回授电压VFB至电源转换器210，藉此确保输出够高的电压VOUT；如此电压VOUT经过发光二极体串LED1～LEDN压降后，仍能维持电流镜电路的正常运作。
电源转换器210包含分压电路42、比较器44，以及降压式交流/直流转换器46。分压电路42、比较器44和降压式交流/直流转换器46组成可调节式电源转换电路212。分压电路42包含两电阻R1和R2，可分压输出电压VOUT以提供相对应的比较电压VCP，其中VCP＝VOUT*R1/(R1+R2)。比较器44可为运算放大器，其依据回授电压VFB和比较电压VCP的压差来提供相对应的控制讯号VCTL。降压式交流/直流转换器46可将交流输入电压VIN转换为直流输出电压VOUT，并依据相关于回授电压VFB的控制讯号VCTL来调整输出电压VOUT之值。
在正常模式下，当回授电压VFB大于比较电压VCP时，比较器44提供的控制讯号VCTL会调降电源转换器210的电能转换比率；当回授电压VFB小于比较电压VCP时，比较器44提供的控制讯号VCTL会调升电源转换器210的电能转换比率。因此，本发明三端电源转换器210可稳定输出电压VOUT之值。
在省电模式下(例如接收到通过控制介面传来的使用者输入指令)，微控制器30会调降回授电压VFB之值，比较器44提供的控制讯号VCTL会调降电源转换器210的电能转换比率，因此能降低输出电压VOUT之值以减少功率消耗。
在图4所示的实施例中，回授电压VFB为直流讯号；在图5所示的实施例中，回授电压VFB为脉冲讯号。因此，在本发明第二实施例的显示系统200中，电源转换器210另包含滤波器48，可将脉冲回授电压VFB转换为直流回授电压VFB。
综上所述，本发明的三端电源转换器可进行输出电压的回授控制，并直接提供调整相对应的输出电压至显示装置。显示装置不需要进行电压转换，因此能省下电源转换电路板的空间。
本发明已由上述相关实施例加以描述，然而上述实施例仅为实施本发明的范例。必需指出的是，已揭露的实施例并未限制本发明的范围。相反地，在不脱离本发明的精神和范围内所作的更动与润饰，均属本发明的专利保护范围。

Claims (16)

1.一种显示系统，其特征在于包含：
显示装置，其具有第一壳体，该第一壳体内设置有：
显示面板；
背光源电路，接收第一直流电压，产生驱动电流流经该背光源电路，以提供该显示面板显示影像所需的光源；
调节电路，串联于该背光源电路，依据参考电流来调整该驱动电流，使该驱动电流正比于该参考电流而变化；以及
侦测电路，用来依据该驱动电流之值来提供相对应的参考电压，该显示装置依据该参考电压来输出回授电压；以及
电源转换器，其具有第二壳体，于该第二壳体内设置有可调节式电源电路，用来将交流电压转换为该第一直流电压以驱动该背光源电路，并依据该回授电压来调整该第一直流电压值，其中该第一壳体与该第二壳体彼此分离，其间通过导线电连接。
2.如权利要求1所述的显示系统，其特征在于该可调节式电源转换电路包含：
分压电路，用来分压该第一直流电压以提供比较电压；
比较器，用来依据该回授电压和该比较电压的压差以提供控制讯号；以及
降压式电源转换器，用来将该交流电压转换为该第一直流电压，并依据该控制讯号来调整该第一直流电压之值。
3.如权利要求1所述的显示系统，其特征在于该显示装置还包含：微控制器，设置于该第一壳体中，用来依据该参考电压来提供该回授电压，当该参考电压小于预设值时，则该微控制器会调高该回授电压。
4.如权利要求3所述的显示系统，其特征在于还包含：直流步进电压调节器，设置于该第一壳体中，用来接收该第一直流电压并输出第二直流电压以驱动该微控制器。
5.如权利要求1所述的显示系统，其特征在于该显示装置还包含：
控制介面，设置于该第一壳体中，以接受使用者输入指令；
微控制器，设置于该第一壳体中且电性连接至该控制介面，用来依据该使用者输入指令来调整该参考电流之值；
当该参考电流增加时，使该驱动电流增加且该背光源电路亮度提高；
当该参考电流减少时，使该驱动电流减少且该背光源电路亮度降低。
6.如权利要求1所述的显示系统，其特征在于该显示装置还包含：
控制介面，设置于该第一壳体中，以接受使用者输入指令；
微控制器，设置于该第一壳体中且电性连接至该控制介面，用来依据该使用者输入指令来调整该回授电压；
当该控制介面收到使用者输入″进入省电模式″指令时，该微控制器使该回授电压下降，以使该电源转换器输出的该第一直流电压下降。
7.如权利要求6所述的显示系统，其特征在于：当该控制介面未收到使用者输入该″进入省电模式″指令时，该微控制器使该回授电压保持于预设电压值，藉此确保该第一直流电压足以驱动该背光源电路，并维持该调节电路正常工作。
8.如权利要求1所述的显示系统，其特征在于该背光源电路包含有复数个并联的发光二极体灯条，该调节电路包含有电流镜，使流经每一发光二极体灯条的电流趋近于该参考电流。
9.一种电源转换器，其特征在于包含：
第一接脚，用来接收交流电压；
第二接脚，用来输出直流电压；以及
第三接脚，用来接收回授电压；
其中，该电源转换器将该交流电压转换为该直流电压，并依据该回授电压来调整该直流电压之值。
10.如权利要求9所述的电源转换器，其特征在于还包含：
分压电路，用来分压该直流电压以提供比较电压；
比较器，用来依据该回授电压和该比较电压的压差以提供控制讯号；以及
降压式电源转换器，用来将该交流电压转换为该直流电压，并依据该控制讯号来调整该直流电压之值。
11.一种显示系统，其特征在于包含：
显示装置，其具有第一壳体，该第一壳体内有：
显示面板；
背光源电路，接收第一直流电压，而产生驱动电流流经该背光源电路，以提供该显示面板显示影像所需的光源；
微控制器，提供回授电压，并可依据使用者指令来调整参考电流；以及
调节电路，串联于该背光源电路，依据该参考电流来调整该驱动电流，使该驱动电流正比于该参考电流而变化，当该参考电流增加时，使该驱动电流增加且背光源电路亮度提高，当该参考电流减少时，使该驱动电流减少且该背光源电路亮度降低；以及
电源转换器，其具有第二壳体，于该第二壳体内设置有可调节式电源电路，用来将交流电压转换为该第一直流电压以驱动该背光源电路，并依据该回授电压来调整该第一直流电压值，其中该第一壳体与该第二壳体彼此分离，其间通过导线电连接。
12.如权利要求11所述的显示系统，其特征在于该显示装置更包含：侦测电路，用来侦测该驱动电流之值，当该侦测电路测得该驱动电流小于预设值时，则该微控制器会调高该回授电压。
13.如权利要求12所述的显示系统，其特征在于该调节电路包含有电流镜，使流经该背光源电路的电流趋近于该参考电流，当该侦测电路测得该驱动电流小于该参考电流时，则该微控制器会调高该回授电压。
14.一种显示系统，其特征在于包含：
显示装置，其具有第一壳体，该第一壳体内有：
显示面板；
背光源电路，接收第一直流电压，产生驱动电流流经该背光源电路，以提供该显示面板显示影像所需的光源；
调节电路，串联于该背光源电路，依据参考电流来调整该驱动电流；以及
微控制器，提供回授电压，并可依据使用者指令来调整该回授电压；以及
电源转换器，其具有第二壳体，于该第二壳体内设置有可调节式电源电路，用来将交流电压转换为该第一直流电压以驱动该背光源电路，并依据该回授电压来调整该第一直流电压值，其中该第一壳体与该第二壳体彼此分离，其间通过导线电连接；
当该微控制器未收到使用者输入″进入省电模式″指令时，该微控制器使该回授电压保持于预设电压值，藉此确保该第一直流电压足以驱动该背光源电路，并维持该调节电路正常工作；
当该微控制器收到使用者输入该″进入省电模式″指令时，该微控制器使该回授电压下降，以使该降压式电源转换器输出的该第一直流电压下降。
15.如权利要求14所述的显示系统，其特征在于该显示装置更包含：侦测电路，用来侦测该驱动电流之值，当该侦测电路测得该驱动电流小于预设值时，则该微控制器会调高该回授电压。
16.如权利要求15所述的显示系统，其特征在于该调节电路包含有电流镜，使流经该背光源电路的电流趋近于该参考电流，当该侦测电路测得该驱动电流小于该参考电流时，则该微控制器会调高该回授电压。
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