CN102568393A - 假负载电路、液晶光源产生系统及电源转换装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种假负载电路、液晶光源产生系统及电源转换装置，该假负载电路适用于电连接于一交直流转换器，该交直流转换器接收一交流电压，并据以进行交直流转换以产生一呈直流的驱动偏压，该假负载电路包含：一量测器、一控制单元及一电压箝制器。本发明的假负载电路的稳压及钳位效果好，电路结构简单，成本低，具有较好的实用价值。

Description

假负载电路、液晶光源产生系统及电源转换装置

技术领域

本发明涉及一种假负载电路、液晶光源产生系统及电源转换装置。 

背景技术

参阅图1，是一液晶光源产生系统，包含一交直流转换器（AC/DC converters）2、一主机板4、一灯管驱动电路6、及一灯管7。 

该交直流转换器2接收一交流电压，并据以进行交直流转换以产生直流的一驱动偏压及一主板偏压。该灯管驱动电路6电连接于该交直流转换器2以接收该驱动偏压，并根据该驱动偏压产生一驱动信号。该灯管7电连接于该灯管驱动电路6以接收该驱动信号，并根据该驱动信号发出一光信号。该主机板4电连接于该交直流转换器2以接收该主板偏压。 

该液晶光源产生系统与相配合的一液晶面板8的开启顺序为：该主机板4接收该主板偏压开始工作，接着该液晶面板8接收来自该主机板4的一工作信号而开始工作，再接着该灯管驱动电路6接收该驱动偏压而开始工作。 

所以当该灯管驱动电路6尚未接收该驱动偏压开始工作，而该主机板4及该液晶面板8却已接收该主板偏压及该工作信号而开始工作时，该交直流转换器2所产生的该驱动偏压会因该主机板4及该液晶面板8先吃到较重的负载（loading）而灯管驱动电路6尚未吃负载之时而上升，并连带的影响该交直流转换器2使该主板偏压下降，且若该主机板4偏压低于一下限范围（例如4.75V）时，该主机板4可能会因此无法正常工作，并且，该上升的驱动偏压若高于一上限范围（例如24V）时，该灯管驱动电路6也可能因此无法工作甚至被损坏。 

参阅图2，为解决上述问题，该液晶光源产生系统还加入一种习知的假负载电路5，用以在该驱动偏压上升超过一预设上限时，代替尚未开始工作的该灯管驱动电路6产生一假负载功耗而降低该驱动偏压，且在该灯管驱动电路6已开始工作而该驱动偏压低于该预设上限时，停止产生该假负载功耗以节能。 

该假负载电路5具有一量测器51及一电压箝制器52。 

该量测器51具有一基纳二极管ZD、一第一电阻R1、一第二电阻R2及一电容C。该基纳二极管ZD的阴极用以量测该驱动偏压。该第一电阻R1具有一电连接于该基纳二极管ZD的阳极的第一端及一第二端。该第二电阻R2具有一电连接于该第一电阻R1的该第二端的第一端，及一接地的第二端，且在该基纳二极管ZD导通时，该第二电阻R2的该第一端用以产生一追随该驱动偏压变化的量测电压。该电容C具有一电连接该第二电阻R2的该第一端的第一端，及一接地的第二端，用以滤除该量测电压的高频成分。 

该电压箝制器52具有一第三电阻R3及一晶体管Q。该第三电阻R3具有一接收该驱动偏压的第一端及一第二端。该晶体管Q具有一电连接该第三电阻R3的该第二端的第一端、一接地的第二端，及一电连接于该第二电阻R2的该第一端以接收该量测电压的控制端，且该控制端根据该量测电压使该第一端及第二端在导通或不导通间切换，以对应地箝制或不箝制该驱动偏压。 

也就是说，该量测电压V_m=(V_bias-V_ZD)×R₂/(R₁+R₂)，参数V_bias、V_ZD、R₁、R₂依序分别是该驱动偏压、该基纳二极管ZD的崩溃电压、该第一电阻R1的阻值及该第二电阻R2的阻值。 

经由选择该等阻值R₁、R₂，就可以使该驱动偏压未超过该预设上限时该量测电压低于该晶体管Q的一导通电压，使该晶体管Q的该第一端及该第二端不导通，且该第三电阻R3的该第二端呈等效开路而不产生一假负载功耗；相对地，当该驱动偏压超过该预设上限时该量测电压随之上升而高于该晶体管Q的该导通电压，使该晶体管Q的该第一端及该第二端间导通，且该第三电阻R3的该第二端接地并产生该假负载功耗P_dumy=(V_bias)²/R₃，该参数R₃是该第三电阻R3的阻值，上述该假负载功耗P_dumy的公式为假定该晶体管Q饱合导通时该第一端和该第二端间的压降很小，而使得该驱动偏压几乎降落在该电阻R3上以箝制（降低）该驱动偏压。 

采用该种习知的假负载电路5的液晶光源产生系统的缺点就是：该基纳二极管ZD的该崩溃电压及该晶体管Q的该导通电压的规格范围上下限差异大，而易造成该晶体管Q在导通与不导通间切换时产生误判，若该驱动偏压超该预设上限而该晶体管Q仍未导通，则该假负载电路5仍无法解决上述的问题，相反的，若该驱动偏压未超过该预设上限而该晶体管Q却导通，则会产生该假负载功耗而不节能。 

发明内容

有鉴于此，本发明的第一目的，即在提供一种适用于电连接于一交直流转换器，可以精准的箝制或不箝制该驱动偏压以避免上述问题的假负载电路，且该交直流转换器接收一交流电压，并据以进行交直流转换以产生一呈直流的驱动偏压。 

该假负载电路具有一量测器、一控制单元及一电压箝制器。 

该量测器电连接于该交直流转换器，以量测该驱动偏压，且产生一追随该驱动偏压变化的一量测电压。 

该控制单元储存一呈数字的参考电压值，且输出一控制信号；该控制单元电连接于该量测器以接收该量测电压，并将该量测电压进行模拟至数字转换以得到一数字侦测值；该控制单元判断该数字侦测值是否大于该参考电压值，来对应地调整该控制信号的准位。 

该电压箝制器电连接于该交直流转换器以接收该驱动偏压，且电连接于该控制单元以接收该控制信号，并根据该控制信号的准位是否大于一导通临界值，来决定是否箝制该驱动偏压。 

本发明的功效在于：该控制单元根据精准的该数字侦测值及数字的该参考电压值来对应地调整该控制信号的准位，所以可精准的决定是否箝制该驱动偏压。 

本发明的第二目的，即在提供一种可以精准的箝制或不箝制该驱动偏压以避免上述问题的液晶光源产生系统。 

于是，本发明液晶光源产生系统，包含一电源转换装置、一灯管驱动电路及一灯管。 

该电源转换装置包括一交直流转换器及一假负载电路。该交直流转换器接收一交流电压，并据以进行交直流转换以产生一呈直流的驱动偏压。该假负载电路具有一量测器、一控制单元及一电压箝制器。 

该量测器电连接于该交直流转换器，以量测该驱动偏压，且产生一追随该驱动偏压变化的一量测电压。该控制单元储存一呈数字的参考电压值，且输出一控制信号；该控制单元电连接于该量测器以接收该量测电压，并将该量测电压进行模拟至数字转换以得到一数字侦测值；该控制单元判断该数字侦测值是否大于该参考电压值，来对应地调整该控制信号的准位。该电压箝制器电连接于该交直流转换器以接收该驱动偏压，且电连接于该控制单元以接收该控制信号，并根据该控制信号的准位是否大于一导通临界值，来决定是否箝制该驱动偏压。 

该灯管驱动电路，电连接于该交直流转换器以接收该驱动偏压，并根据该驱动偏压产生一驱动信号。 

该灯管电连接于该灯管驱动电路以接收该驱动信号，并根据该驱动信号发出一光信号。 

而本发明的第三目的，即在提供一种可以精准的箝制或不箝制该驱动偏压以避免上述问题的电源转换装置。 

该电源转换装置包括一交直流转换器及一假负载电路。 

该交直流转换器接收一交流电压，并据以进行交直流转换以产生一呈直流的驱动偏压。 

该假负载电路具有一量测器、一控制单元及一电压箝制器。 

该量测器电连接于该交直流转换器，以量测该驱动偏压，且产生一追随该驱动偏压变化的一量测电压。 

该控制单元储存一呈数字的参考电压值，且输出一控制信号；该控制单元电连接于该量测器以接收该量测电压，并将该量测电压进行模拟至数字转换以得到一数字侦测值；该控制单元判断该数字侦测值是否大于该参考电压值，来对应地调整该控制信号的准位。 

该电压箝制器电连接于该交直流转换器以接收该驱动偏压，且电连接于该控制单元以接收该控制信号，并根据该控制信号的准位是否大于一导通临界值，来决定是否箝制该驱动偏压。 

附图说明

图1是一种习知的液晶光源产生系统的方块图； 

图2是一示意图，说明该习知的液晶光源产生系统加入一习知的假负载电路；

图3是一示意图，说明本发明液晶光源产生系统的第一较佳实施例；

图4是该第一较佳实施例的信号图；

图5是一示意图，说明本发明液晶光源产生系统的第二较佳实施例。

主要组件符号说明： 

2   交直流转换器

3   假负载电路

31  量测器

32  控制单元

321 图像处理器

3211  第一端口

3212  第二端口

322  电流限制器

322’  电流限制器

33  电压箝制器

4   主机板

5  假负载电路

51 量测器

52  电压箝制器

6  灯管驱动电路

7  灯管

8  液晶面板

ZD  基纳二极管

R1   第一电阻

R2   第二电阻

R3   第三电阻

R4   第四电阻

R5   第五电阻

C   电容

C1   第一电容

Q   晶体管

Q1   第一晶体管

Q2    第二晶体管。

具体实施方式

有关本发明的前述及其它技术内容、特点与功效，在以下配合参考图式的二个较佳实施例的详细说明中，将可清楚的呈现。 

在本发明被详细描述之前，要注意的是，在以下的说明内容中，类似的组件是以相同的编号来表示。 

参阅图3，本发明液晶光源产生系统的第一较佳实施例包含一电源转换装置1、一主机板4、一灯管驱动电路6及一灯管7。 

该电源转换装置1包括一交直流转换器2及一假负载电路3。 

该交直流转换器2接收一交流电压，并据以进行交直流转换以产生一呈直流的驱动偏压及一呈直流的主机板4偏压。 

该假负载电路3具有一量测器31、一控制单元32及一电压箝制器33。 

该量测器31电连接于该交直流转换器2，以量测该驱动偏压，且产生一追随该驱动偏压变化的一量测电压。该量测器31具有一第一电阻R1及一第二电阻R2。该第一电阻R1具有一量测该驱动偏压的第一端及一第二端。该第二电阻R2具有一电连接于该第一电阻R1的该第二端的第一端，及一接地的第二端。该第一电容C1具有分别电连接该第二电阻R2的该第一端及一接地的第二端，并用以滤除该量测电压的高频成分。 

该量测电压V_m=V_bias×R₂/(R₁+R₂)，参数V_bias、R₁、R₂依序分别是该驱动偏压、该第一电阻R1的阻值及该第二电阻R2的阻值。 

该控制单元32储存一呈数字的参考电压值，且输出一控制信号。该控制单元32具有一图像处理器321及一电流限制器322。该图像处理器321具有一第一端口3211及一第二端口3212，该图像处理器321其中之一的功能是利用该第一端口3211接收该量测电压，并将该量测电压进行模拟至数字转换以得到该数字侦测值，且判断该数字侦测值是否大于该参考电压值，来对应地调整该控制信号的准位。该电流限制器322电连接于该图像处理器321的该第二端口3212及该电压箝制器33之间，用以输出该控制信号，且限制该控制信号的一电流。该电流限制器322具有一第三电阻R3，该第三电阻R3具有一电连接该图像处理器321的该第二端口3212的第一端，及一第二端，用以确保该图像处理器321与该第三电阻R3电连接的该第二端口3212的该电流不会超过该图像处理器321的规格的最大值。在该较佳实施例中，该第一端口3211是一种模拟数字转换（ADC）端口，且该第二端口3212是一种通用输入输出端口（GPIO）。 

该电压箝制器33电连接于该交直流转换器2以接收该驱动偏压，且电连接于该控制单元32的该电流限制器322以接收该控制信号，并根据该控制信号的准位是否大于一导通临界值，来决定是否箝制该驱动偏压。该电压箝制器33具有一第四电阻R4、一第一晶体管Q1及一第二电容C2。该第四电阻R4具有一接收该驱动偏压的第一端及一第二端。该第一晶体管Q1具有一电连接该第四电阻R4的第二端的第一端、一接地的第二端，及一电连接于该第三电阻R3的该第二端以接收该控制信号的控制端，且该第一晶体管Q1根据该控制信号使该第一端及该第二端在导通或不导通之间切换，以对应地箝制或不箝制该驱动偏压。该第二电容C2具有一电连接该第一晶体管Q1的该控制端的第一端及一接地的第二端，且用以滤除该控制信号的高频成分。 

该主机板4用于设置该控制单元32，且该主机板4电连接于该交直流转换器2以接收该主机板4偏压而提供该控制单元32所需的一工作电压。 

该灯管驱动电路6电连接于该交直流转换器2以接收该驱动偏压，并根据该驱动偏压产生一驱动信号。 

该灯管7电连接于该驱动电路6以接收该驱动信号，并根据该驱动信号发出一光信号以作为一液晶面板8的背光。 

参阅图3及图4，图4显示该电源转换装置1的作动方式。该驱动偏压的预设上限为V_{bias_max}，则该数字的参考电压值所对应的一模拟电压值V_ref=V_{bias_max}×R₂/(R₁+R₂)，若该驱动偏压V_bias>V_{bias_max}时，该控制单元32所接收到的该量测电压值V_m=V_bias×R₂/(R₁+R₂)>V_ref，该图像处理器321判断该数字侦测值大于该参考电压值而将该第二端口3212设为高电压准位（大于该导通临界值）并经由该第三电阻R3的第二端输出该高准位的控制信号，使该第一晶体管Q1的该第一端及该第二端之间导通，进而使该驱动偏压施加于该第四电阻R4而产生该假负载功耗以箝制该驱动偏压；反之若该驱动偏压V_bias<V_{bias_max}时，该控制单元32所接收到的该量测电压值V_m=V_bias×R₂/(R₁+R₂)<V_ref，该图像处理器321判断该数字侦测值小于该参考电压值而将该第二端口3212设为低电压准位（低于该导通临界值）并经由该第三电阻R3的该第二端输出该低准位的控制信号，使该第一晶体管Q1的该第一端及该第二端之间不导通，该第四电阻R4停止产生该假负载功耗而节能。 

参阅图5，本发明液晶光源产生系统的第二较佳实施例与该第一较佳实施例近似，差异在于：1.该第二较佳实施例以另一电流限制器322’取代该第一较佳实施例的该电流限制器322；2.该图像处理器321设定该第二端口3212的输出状态处于开漏(open-drain)输出时，该驱动偏压受箝制。 

该第二较佳实施例的该电流限制器322’具有一第五电阻R5。该第五电阻R5具有一接收一高电压准位的偏压的第一端，及一电连接于该图像处理器321的该第二端口3212及该第一晶体管Q1的该控制端的第二端。该第五电阻R5的功效为上拉电阻，也就是说，当该第二端口3212的输出状态处于开漏输出时（即该图像处理器321不对该第二端口3212施予电压），该第五电阻R5的该第二端的电压（即为该控制信号的电位）是来自其第一端的该高电压准位的偏压，此时该第一晶体管Q1的该第一端及该第二端导通，而使该驱动偏压施加于该第四电阻R4以产生该假负载功耗而箝制该驱动偏压；相反地，当该第二端口3212的输出状态处于低电压准位时，该第一晶体管Q1的该控制端因为电连接于该第二端口3212所以也为低电压准位，而使得该第一晶体管Q1的该第一端及该第二端不导通，该电压箝制器33停止产生该假负载功耗而节能。 

综上所述，上述的较佳实施例相较于习知的该液晶光源产生系统的优点在于：1、利用现有主板4中的控制单元32中的图像处理器321的3211端口（图像处理器的其中之一ADC端口）来精准的侦测该测量器提供的测量电压与该端口内部的由软体设定的参考电压做比较并由图像处理器321的3212端口（图像处理器的其中之一GPIO端口）输一控制信号来决定是否箝制该驱动偏压;2、该假负载中的侦测电路无需采用该基纳二极管ZD而能得到较精准的该量测电压；及3、上述该较佳实施例的该电压箝制器33是受该控制单元32控制而决定是否箝制该驱动偏压，所以能避免该第一晶体管Q1的导通临界值规格不一的问题，故确实能达成本发明的目的。 

惟以上所述者，仅为本发明的较佳实施例而已，当不能以此限定本发明实施的范围，即大凡依本发明申请专利范围及发明说明内容所作的简单的等效变化与修饰，皆仍属本发明专利涵盖的范围内。 

Claims (10)

1.一种假负载电路，适用于电连接于一交直流转换器，该交直流转换器接收一交流电压，并据以进行交直流转换以产生一呈直流的驱动偏压，其特征在于，该假负载电路包含：

一量测器，电连接于该交直流转换器，以量测该驱动偏压，且产生一追随该驱动偏压变化的一量测电压；

一控制单元，储存一呈数字的参考电压值，且输出一控制信号；

该控制单元电连接于该量测器以接收该量测电压，并将该量测电压进行模拟至数字转换以得到一数字侦测值；

该控制单元判断该数字侦测值是否大于该参考电压值，来对应地调整该控制信号的准位；及

一电压箝制器，电连接于该交直流转换器以接收该驱动偏压，且电连接于该控制单元以接收该控制信号，并根据该控制信号的准位是否大于一导通临界值，来决定是否箝制该驱动偏压。

2.根据权利要求1所述的假负载电路，其特征在于：所述量测器具有：

一第一电阻，具有一量测该驱动偏压的第一端及一第二端；

一第二电阻，具有电连接该第一电阻的该第二端的第一端，及接地的一第二端；及

一第一电容，具有一电连接该第二电阻的该第一端的第一端，及一接地的第二端，并用以滤除该量测电压的高频成分。

3.根据权利要求1所述的假负载电路，其特征在于：所述控制单元具有：

一图像处理器，具有一第一端口及一第二端口，该图像处理器其中之一的功能是利用该第一端口接收该量测电压，并将该量测电压进行模拟至数字转换以得到该数字侦测值，且判断该数字侦测值是否大于该参考电压值，来对应地调整该控制信号的准位；及

一电流限制器，电连接于该图像处理器的该第二端口及该电压箝制器之间，用以输出该控制信号，且限制该控制信号的一电流。

4.根据申请权利要求3所述的假负载电路，其特征在于：所述电流限制器具有：

一第三电阻，具有一电连接该图像处理器该第二端口的的第一端，及一电连接于该电压箝制器的第二端。

5.根据权利要求1所述的假负载电路，其特征在于：所述电压箝制器还具有：

一第四电阻，具有一接收该驱动偏压的第一端及一第二端；

一第一晶体管，具有一电连接该第四电阻的第二端的第一端、一接地的第二端，及一接收该控制信号的控制端，且根据该控制信号使该第一晶体管的第一端及第二端在导通或不导通间切换以对应地箝制或不箝制该驱动偏压；及

一第二电容，具有一电连接该第一晶体管的该控制端的第一端，及一接地的第二端，用以滤除该控制信号的高频成分。

6.根据权利要求3所述的假负载电路，其特征在于：所述电流限制器具有一第五电阻，该第五电阻具有一接收一高电压准位的偏压的第一端，及一电连接于该图像处理器的该第二端口及该第一晶体管的该控制端的第二端。

7.一种液晶光源产生系统，其特征在于：包含：

一电源转换装置，其包括：一交直流转换器和一假负载电路；该交直流转换器接收一交流电压，并据以进行交直流转换以产生一呈直流的驱动偏压；该假负载电路具有一测量器、一控制单元和一电压箝制器；该量测器电连接于该交直流转换器，以量测该驱动偏压，且产生一追随该驱动偏压变化的一量测电压；该控制单元储存一呈数字的参考电压值，且输出一控制信号；该控制单元电连接于该量测器以接收该量测电压，并将该量测电压进行模拟至数字转换以得到一数字侦测值；该控制单元判断该数字侦测值是否大于该参考电压值，来对应地调整该控制信号的准位；该电压箝制器电连接于该交直流转换器以接收该驱动偏压，且电连接于该控制单元以接收该控制信号，并根据该控制信号的准位是否大于一导通临界值，来决定是否箝制该驱动偏压；

一灯管驱动电路，电连接于该交直流转换器以接收该驱动偏压，并根据该驱动偏压产生一驱动信号；及

一灯管，电连接于该灯管驱动电路以接收该驱动信号，并根据该驱动信号发出一光信号。

8.根据权利要求7所述的液晶光源产生系统，其特征在于：所述交直流转换器更根据该交流电压进行交直流转换以产生一呈直流的主板偏压，且该液晶光源产生系统还包含：

一主机板，用于设置该控制单元，该主机板电连接于该交直流转换器以接收该主板偏压而提供该控制单元所需的一工作电压。

9.一种电源转换装置，其特征在于，包含：

一交直流转换器，接收一交流电压，并据以进行交直流转换以产生一呈直流的驱动偏压；及

一假负载电路，具有：

一量测器，电连接于该交直流转换器，以量测该驱动偏压，且产生一追随该驱动偏压变化的一量测电压；

一控制单元，储存一呈数字的参考电压值，且输出一控制信号；

该控制单元电连接于该量测器以接收该量测电压，并将该量测电压进行模拟至数字转换以得到一数字侦测值；

该控制单元判断该数字侦测值是否大于该参考电压值，来对应地调整该控制信号的准位；及

一电压箝制器，电连接于该交直流转换器以接收该驱动偏压，且电连接于该控制单元以接收该控制信号，并根据该控制信号的准位是否大于一导通临界值，来决定是否箝制该驱动偏压。

10.根据权利要求9所述的电源转换装置，其特征在于：所述的交直流转换器更根据该交流电压进行交直流转换以产生一呈直流的主板偏压，且该液晶光源产生系统还包含：

一主机板，用于设置该控制单元，该主机板电连接于该交直流转换器以接收该主板偏压而提供该控制单元所需的一工作电压。

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