CN102654989B - 液晶显示器的背光模块驱动方法及其系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种液晶显示器的背光模块驱动方法，其包括：藉由一比较电路，用以比较一软启动信号与一预设信号的信号大小，并依据比较结果，产生一第一比较信号或一第二比较信号；依据此第一比较信号，使一频率调变电路输出一第一频率；以及依据此第一频率，增加一升压电路的输出电压的上升速度。本发明可以增加输出电压的电压上升速度因而解决画面闪烁的问题。

Description

液晶显示器的背光模块驱动方法及其系统
技术领域
本发明是有关于一种液晶显示器的背光模块驱动方法及其系统，特别是有关于一种具有不同电压上升速度的背光模块驱动方法及其系统。
背景技术
液晶显示器(Liquid Crystal Display,LCD)主要系由一液晶显示面板以及一背光模块所组成。其中，液晶显示面板主要具有彩色滤光基板、薄膜晶体管基板以及一夹设于两基板间的液晶层，由于液晶显示面板本身不具发光特性，必须藉助背光模块来达到显示的功能，而背光模块之功能即在于供应充足的亮度与分布均匀的光源，使液晶显示装置能正常显示影像。
目前发光二极管(Light-Emitting Diode,LED)的光源对于液晶显示产品有突破性的帮助，主要在于发光二极管的发光效能有大幅改善，已具备有冷阴极灯管一半左右的效能，且发光二极管为一种低功率的自发性光源，常作为省电性产品的辅助光源。因此，有许多研究亦已将发光二极管置入液晶显示器中之背光模块以作为光源。
通常使用发光二极管作为背光光源时，会将多个发光二极管以串联的方式相互电性连接，所以要驱动发光二极管时，需要较高的直流电压。因此在背光模块的驱动系统里，会有一个专门用来驱动发光二极管的开关直流升压电路。
图1为开关直流升压电路的基本电路图。开关直流升压电路100包括一直流电源110、一电感120、输出电容器150、二极管(Diode)130以及三极管(Bipolar Junction Transistor,BJT)140。
直流电源110具有接地的负极端子与电感120的一端相连的正极端子。电感120的另一端和三极管140的集极与二极管130的阳极相连，而二极管130的阴极通过输出电容器150接地，三极管140的射极接地，而三极管140的基极与一开关电路160电性连接。开关电路160是用来控制三极管140的导通与截止。其中直流电源110的电压就是开关直流升压电路100的输入电压。
下面将说明图1中所示的开关直流升压电路100的动作。如图1所示，假设开关电路160给三极管140一个低电位的电压信号时，三极管140呈现截止的状态，且已经过了一段很长的时间，所有的组件都处于理想状态，输出电容150两端的电压等于输入电压。
接下来要分别以充电过程和放电过程这两个部分来说明这个电路。在充电过程中，开关电路160给三极管140的基极一个高电位的电压信号时，三极管140呈现导通的状态，这时，直流电源110的电流流过电感。二极管130用以防止电容对地放电。由于直流电源110输入的是直流电，所以电感120上的电流以一定的比率线性增加，这个比率跟电感120大小有关。随着电感120上的电流增加，电感120里储存的能量也因此增加。
在放电过程中，开关电路160给三极管140的基极一个低电位的电压信号时，三极管140呈现截止的状态，这时，由于电感120的特性，流经电感120的电流不会马上变为零，而是由充电过程时的所储存的电流值缓慢的变为零。而原来的电路已断开，于是电感120上的电流只能通过输出150电容放电，也就是说，电感120开始给输出电容150充电，输出电容150两端的电压就会开始升高。输出电容150两端的电压就是开关直流升压电路100的输出电压。
实际操作时，在充电过程中，流过电感120的电流最大为一个定值，因此若是输入电压和输出电压相差太多的话(例如：输入电压为24伏特，但是输出电压为300伏特)，这时就要经过多次的充放电过程，才可达到所要求的输出电压。因此开关直流升压电路100充放电的频率愈高，输出电压上升速度就会愈快。
但是当输出电压达到所要求的电压时，开关直流升压电路100所连接的负载(图未示)开始正常工作，表示负载开始消耗功率，造成输出电容150两端的电压下降，为了维持一固定的输出电压，开关直流升压电路100就必须持续进行充放电的动作。
一般用在背光模块的开关电路为一个振荡器，用以输出一个固定的频率，控制三极管的导通和截止，以维持输出电压的稳定。但是在开启液晶显示器时，会需要一段较长的时间，使输出电容两端的电压升高到足以驱动负载的电压值。这里的负载是指作为背光模块光源的发光二极管。因为发光二极管的特性，当输出电压上升到一定电压，但还未到达所要求的电压时，发光二极管即会有少量的电流通过，发而产生微弱的光量，此时因为电压上升时间够久，人眼可以感受到发光二极管逐渐缓慢点亮，即感觉发光二极管有在闪烁。
因此，便需要提供一种减少人眼感受及发光二极管有在闪烁的液晶显示器的背光模块驱动方法及系统，以解决前述的问题。
发明内容
本发明的目的在于，克服现有的背光模块的驱动方法所造成的闪烁问题，而提供一种新型背光模块的驱动方法，所要解决一技术问题是使其可以解决因为升压电路的输出电压的上升速度太慢，因而造成闪烁的问题，严重影响画面的质量。
本发明的次要目的在于，克服现有的背光模块的驱动系统所造成的闪烁问题，而提供一种使用新型电路结构的背光模块的驱动系统，所要解决一技术问题是使其可以解决因为升压电路的输出电压的上升速度太慢，因而造成闪烁的问题，严重影响画面的质量。
为达成上述提供液晶显示器的背光模块驱动方法目的，本发明提出的液晶显示器的背光模块驱动方法，其包括：藉由一比较电路，用以比较一软启动信号与一预设信号的信号大小，并依据比较结果，产生一第一比较信号或一第二比较信号；依据此第一比较信号，使一频率调变电路输出一第一频率；以及依据此第一频率，增加一升压电路的输出电压的上升速度。
前述的背光模块驱动方法，更包括：当此软启动电压信号小于此预设电压信号时，由此比较电路产生此第一比较信号。
前述的背光模块驱动方法，更包括：当此软启动电压信号大于此预设电压信号时，产生此第二比较信号；依据此第二比较信号，使此频率调变电路输出一第二频率；以及依据此第二频率，降低此升压电路的输出电压的上升速度。
前述的背光模块驱动方法，此第一频率大于此第二频率。
前述的背光模块驱动方法，此第一频率控制此升压电路的输出电压的上升速度，大于此第二频率控制此升压电路的输出电压的上升速度。
为达成上述提供的目的，本发明提出的液晶显示器的背光模块驱动系统，其包括：一比较电路，包括：一第一端，用以接收一预设电压信号；一第二端，用以接收一软启动信号；以及一比较信号输出端，用以依据此预设电压信号以及此软启动信号，输出一比较信号；一频率调变电路，包括一比较信号输入端以及一频率输出端，此比较信号输入端电性连接此比较信号输出端，并依据此比较信号，由此频率输出端输出一振荡频率；一升压电路，电性连接此频率输出端，并依据此振荡频率，控制一电压信号的上升速度；以及一软启动电路，包括一软启动信号输出端，此软启动电路电性连接此升压电路，并接收此电压信号，依据此电压信号，由此软启动信号输出端输出此软启动信号，以及将此软启动信号传送到此比较电路。
前述的背光模块驱动系统，此预设电压信号大于此软启动信号时，此比较信号输出端产生一第一比较信号。
前述的背光模块驱动系统，此预设电压信号小于此软启动信号时，此比较信号输出端产生一第二比较信号。
前述的背光模块驱动系统，此频率调变电路包括：一开关，包括：一第一端；一第二端；以及一控制端，电性连接此比较信号输入端，此控制端依据此比较信号，控制此第一端是否电性连接此第二端；一第一电阻，包括：一第一端，电性连接此开关的此第二端；以及一第二端，电性连接一参考电压；一第二电阻，包括：一第一端，电性连接此开关的此第一端；以及一第二端，电性连接此第一电阻的此第二端；以及一振荡器，包括一频率控制端，此频率控制端电性连接此第二电阻的此第一端，此频率控制端依据所测到的电阻值，由此频率输出端输出此振荡频率。
前述的背光模块驱动系统，更包括：一电源开关，用以产生一开关信号；一第三电阻，包括一第一端，电性连接此电源开关，并接收一开关信号；以及一第二端，电性连接此比较电路的此第一端，并输出此预设电压信号；以及一第四电阻，包括：一第一端，电性连接此第三电阻的此第二端；以及一第二端，电性连接一参考电压。
综上所述，本发明的液晶显示器的背光模块驱动方法及其系统其效果在于，利用两种不同的频率，控制升压电路的输出电压的上升速度，主要是利用第一频率使升压电路的输出电压可以快速的达到所要求的电压，从而解决因为升压电路的输出电压的上升速度太慢而画面闪烁的问题。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
附图说明
图1为开关直流升压电路的基本电路图；以及
图2为本发明实施例背光模块驱动系统。
具体实施方式
以下结合附图所示的较佳实施例作进一步详述。
图2为本发明实施例背光模块驱动系统。此背光模块驱动系统200包括一频率调变电路210、一升压电路220、一软启动电路230、一预设电压电路240以及一比较电路。在本发明实施例中，比较电路为由一运算放大器所构成的一比较器250，包括一第一端251(为比较器250的正向端)、一第二端252(为比较器250的负向端)以及一比较信号输出端253。其中频率调变电路210包括一比较信号输入端211以及一频率输出端212。其中软启动电路230包括一软启动信号输出端231。
预设电压电路240包括一电源开关241、一第三电阻R3以及一第四电阻R4。其中第三电阻R3包括一第一端R31及一第二端R32。其中第四电阻R4包括一第一端R41及一第二端R42。
第三电阻R3的第一端R31电性连接电源开关241。第四电阻R4的第一端R41电性连接此第三电阻R3的第二端R32，且第四电阻R4的第二端R42电性连接一参考电压270，此参考电压270为零伏特电压，也称做接地。比较器250的第一端251电性连接第三电阻R3的第二端R32，第二端252电性连接软启动信号输出端231。比较器250的比较信号输出端253电性连接比较信号输入端231。
频率调变电路210依据此比较信号，由频率输出端212输出一振荡频率。频率调变电路210包括一第一电阻R1、一第二电阻R2、一开关Q1及一振荡器214。其中第一电阻R1包括一第一端R11及一第二端R12。其中第二电阻R2包括一第一端R21及一第二端R22。其中此振荡器214包括一频率控制端R213。其中此开关Q1为一N型场效管(Metal-Oxide-Semiconductor Field-EffectTransistor，MOSFET)，包括一第一端Q11、一第二端Q12以及一控制端Q13。
开关Q1的控制端Q13电性连接比较信号输入端211，开关Q1的第一端Q11电性连接频率控制端213及第二电阻R2的第一端R21。开关Q1的第二端Q12电性连接第一电阻R1的第一端R11。第一电阻R1的第二端R12电性连接参考电压270。第二电阻R2的第二端R22电性连接参考电压270。频率控制端213依据所测到的不同的电阻值，由频率输出端212输出不同的振荡频率。
升压电路220电性连接频率输出端212，并依据振荡频率，控制一输出电压的的电压上升速度，并由升压电路输出端222输出。
软启动电路230电性连接升压电路220的升压电路输出端222，并接收此输出电压。软启动信号输出端231通过电容器260电性连接参考电压250。
软启动电路230依据此输出电压的大小，由软启动信号输出端231输出软启动信号，以及将软启动信号传送到比较器250的第二端252。
下面将说明图2中所示背光模块驱动系统200的驱动方法。如图2所示，当背光模块驱动系统200启动时，预设电压电路240的电源开关241打开，产生一开关信号，并藉由第三电阻R3与第四电阻R4的分压，由第三电阻R3的第二端R32输出一预设电压信号给比较器250的第一端250(在本发明实施例中预设电压信号的电压大小为2伏特)。因为背光模块驱动系统200处于刚启动的状态，所以软启动电路230的软启动信号输出端231为一低电压准位(小于2伏特)，并输出至比较器250的第二端252。藉由此比较电路，用以比较一软启动信号与一预设信号的信号大小，并依据比较结果，产生一第一比较信号，因为比较器250的第一端251为正向端，第二端252为负向端，所以软启动电压信号小于预设电压信号时，得到一第一比较信号为正电压信号，并由比较器250的比较信号输出端253输出。
依据此第一比较信号，使此频率调变电路210输出一第一频率。因为第一比较信号为正电压信号，所以频率调变电路210的开关Q1导通，使频率控制端213所测到的电阻值为第一电阻R1并联第二电阻R2，振荡器214依据频率控制端213所测到的电阻值，由频率输出端212输出一第一频率。由前述所知，升压电路220依据第一频率，增加一升压电路220的输出电压上升速度。软启动电路230依据升压电路的输出电压，控制软启动输出端231的输出信号为低于2伏特的电压信号。
当升压电路220的输出电压大于一定值时，软启动信号输出端231的输出信号为大于2伏特的电压信号。比较器250的第一端251为正向端，第二端252为负向端，所以软启动电压信号大于预设电压信号时，产生一第二比较信号，此第二比较号为负电压信号，由比较器250的比较信号输出端253输出。
依据此第二比较信号，此频率调变电路210输出一第二频率。因为第一比较信号为负电压信号，所以频率调变电路210的开关截止，使频率控制端213所测到的电阻值为第二电阻R2的电阻值，振荡器214依据频率控制端214所测到的第二电阻R2的电阻值，由频率输出端212输出一第二频率。由前述所知，升压电路220依据第二频率，降低一升压电路220的输出电压上升速度。
在本发明实施例中，第一频率大于第二频率，所以由第一频率控制的升压电路220的输出电压的上升速度，大于第二频率控制的升压电路220的输出电压的上升速度。
由上述可知，本发明的液晶显示器的背光模块驱动方法及其系统其效果在于，利用两种不同的频率，控制升压电路的输出电压的上升速度，利用第一频率使升压电路的输出电压可以快速的达到所要求的电压，再利用第二频率使输出电压维持在所要求的电压，从而解决因为升压电路的输出电压的上升速度太慢而发光二极管在闪烁的问题。
以上，仅为本发明的较佳实施例，意在进一步说明本发明，而非对其进行限定。凡根据上述的文字和附图所公开的内容进行的简单的替换，都在本专利的权利保护范围之列。

Claims (8)

1.一种液晶显示器的背光模块驱动方法，其特征在于，包括：
藉由一比较电路，用以比较一软启动信号与一预设信号的信号大小，并依据比较结果，产生一第一比较信号或一第二比较信号；
依据所述的第一比较信号，使一频率调变电路输出一第一频率；
依据所述的第一频率，增加一升压电路的输出电压的上升速度；
当所述的软启动电压信号大于所述的预设电压信号时，产生所述的第二比较信号；
依据所述的第二比较信号，使所述的频率调变电路输出一第二频率；以及
依据所述的第二频率，降低所述的升压电路的输出电压的上升速度。
2.如权利要求1所述的背光模块驱动方法，其特征在于，所述的第一频率大于所述的第二频率。
3.如权利要求1所述的背光模块驱动方法，其特征在于，所述的第一频率控制所述的升压电路的输出电压的上升速度，大于所述的第二频率控制所述的升压电路的输出电压的上升速度。
4.一种液晶显示器的背光模块驱动系统，其特征在于，包括：
一比较电路，包括：
一第一端，用以接收一预设电压信号；
一第二端，用以接收一软启动信号；以及
一比较信号输出端，用以依据所述的预设电压信号以及所述的软启动信号，输出一比较信号；
一频率调变电路，包括一比较信号输入端以及一频率输出端，所述的比较信号输入端电性连接所述的比较信号输出端，并依据所述的比较信号，由所述的频率输出端输出一振荡频率；
一升压电路，电性连接所述的频率输出端，并依据所述的振荡频率，控制一电压信号的上升速度；以及
一软启动电路，包括一软启动信号输出端，所述的软启动电路电性连接所述的升压电路，并接收所述的电压信号，依据所述的电压信号，由所述的软启动信号输出端输出所述的软启动信号，以及将所述的软启动信号传送到所述的比较电路。
5.如权利要求4所述的背光模块驱动系统，其特征在于，所述的预设电压信号大于所述的软启动信号时，所述的比较信号输出端产生一第一比较信号。
6.如权利要求4所述的背光模块驱动系统，其特征在于，所述的预设电压信号小于所述的软启动信号时，所述的比较信号输出端产生一第二比较信号。
7.如权利要求4所述的背光模块驱动系统，其特征在于，所述的频率调变电路包括：
一开关，包括：
一第一端；
一第二端；以及
一控制端，电性连接所述的比较信号输入端，所述的控制端依据所述的比较信号，控制所述的第一端是否电性连接所述的第二端；
一第一电阻，包括：
一第一端，电性连接所述的开关的所述的第二端；以及
一第二端，电性连接一参考电压；
一第二电阻，包括：
一第一端，电性连接所述的开关的所述的第一端；以及
一第二端，电性连接所述的第一电阻的所述的第二端；以及
一振荡器，包括一频率控制端，所述的频率控制端电性连接所述的第二电阻的所述的第一端，所述的频率控制端依据所测到的电阻值，由所述的频率输出端输出所述的振荡频率。
8.如权利要求4所述的背光模块驱动系统，其特征在于，更包括：
一电源开关，用以产生一开关信号；
一第三电阻，包括
一第一端，电性连接所述的电源开关，并接收一开关信号；以及
一第二端，电性连接所述的比较电路的所述的第一端，并输出所述的预设电压信号；以及
一第四电阻，包括：
一第一端，电性连接所述的第三电阻的所述的第二端；以及
一第二端，电性连接一参考电压。
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