CN103165084B - 液晶显示器及其led背光源 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种液晶显示器及其LED背光源。所述LED背光源包括：升压电路，接收直流电压，将直流电压进行升压并输出升压直流电压；LED串，包括串联的多个LED，并且接收从升压电路输出的升压直流电压；恒流驱动电路，产生控制升压电路的电平信号；放大电路，接收直流电压，将恒流驱动电路输出的电平信号进行放大并输出放大电平信号到升压电路。根据本发明的液晶显示器及其LED背光源，通过增加的放大电路将输入到升压电路的驱动电压增大，使得升压电路的功耗减小。进一步地，该放大电路是将输入到升压电路的MOS晶体管的驱动电压增大，减小了该MOS晶体管内部的DCR值，使得该MOS晶体管上的功耗减小，温度降低，延长了该MOS晶体管的寿命。

Description

液晶显示器及其LED背光源
技术领域
本发明涉及液晶显示领域。更具体地讲，涉及一种液晶显示器及其LED背光源。
背景技术
随着技术的不断进步，液晶显示器的背光技术不断得到发展。传统的液晶显示器的背光源采用冷阴极荧光灯（CCFL）。但是由于CCFL背光源存在色彩还原能力较差、发光效率低、放电电压高、低温下放电特性差、加热达到稳定灰度时间长等缺点，当前已经开发出使用LED背光源的背光源技术。
但在现有的LED背光源的驱动电路中，如图1所示，恒流驱动电路13输出电平信号（即驱动信号）给升压电路11的MOS晶体管Q的栅极，在MOS晶体管Q工作时，其内部会产生等效直流阻抗DCR，DCR的值会随MOS晶体管Q的栅极-源极两端之间的电压的增大而减小。当MOS晶体管Q导通时，源极、漏极两端流过电流，由于等效直流阻抗DCR的存在，MOS晶体管Q上会消耗功率，导致MOS晶体管Q的温度上升，寿命下降，进而使得升压电路11的功耗增加，寿命下降。
发明内容
为了解决上述现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供了一种用于液晶显示器中的LED背光源，包括：升压电路，接收直流电压，将直流电压进行升压并输出升压直流电压；LED串，包括串联的多个LED，并且接收从升压电路输出的升压直流电压；恒流驱动电路，产生控制升压电路的电平信号；放大电路，接收直流电压，将恒流驱动电路输出的电平信号进行放大并输出放大电平信号到升压电路。
此外，在所述LED串中，所述多个LED与第六电阻器串联。
此外，所述放大电路包括第一电阻器、第二电阻器、第三电阻器、第四电阻器、第五电阻器、第一晶体三极管和第二晶体三极管；其中，第一电阻器的一端连接于第三电阻器的一端并接收直流电压，第一电阻器的另一端连接于升压电路，第三电阻器的另一端连接于第一晶体三极管的集电极，第一晶体三极管的基极连接于第五电阻器的一端并连接于恒流驱动电路，第五电阻器的另一端连接于第一晶体三极管的发射极并电性接地，第二晶体三极管的基极连接于第四电阻器的一端并连接于第一晶体三极管的集电极，第二晶体三极管的集电极连接于第二电阻器的一端并连接于第一电阻器的另一端，第二晶体三极管的发射极连接于第二电阻器的另一端并连接于第四电阻器的另一端，第四电阻器的另一端电性接地。
此外，在所述放大电路中，通过增大第二电阻器的电阻值和/或减小第一电阻器的电阻值来将恒流驱动电路输出的电平信号进行放大。
此外，所述升压电路包括电感器、MOS晶体管、整流二极管及电容器；其中，电感器的一端接收直流电压，电感器的另一端连接于整流二极管的正极，MOS晶体管的漏极连接于电感器与整流二极管的正极之间，电容器的一端连接于整流二极管的负极并连接于LED串的正极，电容器的另一端连接于MOS晶体管的源极，MOS晶体管的栅极连接于放大电路中的第一电阻器的另一端。
此外，所述恒流驱动电路包括：振荡器，产生三角波信号；第七电阻器，限定三角波信号的频率；比较器，对三角波信号的电压与所述LED串中的第六电阻器的两端的电压进行比较；其中，当三角波信号的电压大于所述LED串中的第六电阻器的两端的电压时，比较器的输出端输出第一电平信号到所述放大电路中的第一晶体三极管的基极；当三角波信号的电压小于所述LED串中的第六电阻器的两端的电压时，比较器的输出端输出第二电平信号到所述放大电路中的第一晶体三极管的基极。
此外，所述第一电平信号为高电平信号，所述第二电平信号为低电平信号。
此外，放大电路放大后输出的放大电平信号的频率和恒流驱动电路输出的电平信号的频率相同，并且放大电路放大后输出的放大电平信号的占空比和恒流驱动电路输出的电平信号的占空比相同。
此外，所述直流电压由液晶显示器外部的交流电压转换而成。
本发明的另一目的还在于提供一种液晶显示器，包括液晶显示面板和上述的LED背光源，其中，LED背光源与液晶显示面板相对设置，LED背光源为液晶显示面板提供显示影像的光源。
根据本发明的液晶显示器及其LED背光源，通过增加的放大电路将输入到升压电路的驱动电压增大，使得升压电路的功耗减小。进一步地，该放大电路是将输入到升压电路的MOS晶体管的驱动电压增大，减小了该MOS晶体管内部的DCR值，使得该MOS晶体管上的功耗减小，温度降低，延长了该MOS晶体管的寿命。
附图说明
图1示出一个现有技术的用于液晶显示器的LED背光源。
图2示出根据本发明的实施例的用于液晶显示器的LED背光源。
图3示出根据本发明的实施例的LED背光源的升压电路、恒流驱动电路和放大电路。
图4示出具有本发明的实施例的LED背光源的液晶显示器。
具体实施方式
现在对本发明实施例进行详细的描述，其示例表示在附图中，其中，相同的标号始终表示相同部件。下面通过参照附图对实施例进行描述以解释本发明。在下面的描述中，为了避免公知结构和/或功能的不必要的详细描述所导致的本发明构思的混淆，可省略公知结构和/或功能的不必要的详细描述。
图2示出根据本发明的实施例的用于液晶显示器的LED背光源。
如图2所示，根据本发明的实施例的LED背光源包括升压电路11、LED串12、恒流驱动电路13和放大电路14。
升压电路11接收直流电压DC（例如，24V），并将直流电压DC进行升压，而后输出升压直流电压。该直流电压DC是由交流市电压（例如，110V或220V）转换成的。例如，可利用现有技术的交流-直流转换电路来将交流市电压转化为直流电压DC。
LED串12布置在液晶显示器的液晶显示面板的后方作为背光源，LED串12包括串联的多个LED以及第六电阻器R6。该LED串12从升压电路11接收升压直流电压。在这里，需要注意的是，LED串12正常发光的直流电压应当小于等于升压电路11输出的升压直流电压。
可选地，在LED串中，可以不包括第六电阻器R6。
恒流驱动电路13，产生控制升压电路11的电平信号。
放大电路14，接收直流电压DC，将恒流驱动电路13输出的电平信号进行放大并输出放大电平信号到升压电路11。该放大电平信号也是驱动升压电路11向LED串12提供所述升压直流电压的驱动信号。
图3示出根据本发明的实施例的LED背光源的升压电路、恒流驱动电路和放大电路。
根据本发明的实施例的LED背光源的升压电路11包括电感器L、金属氧化物半导体（MOS）晶体管Q、整流二极管D和电容器C。
电感器L的一端接收直流电压DC，电感器L的另一端连接于整流二极管D的正极，MOS晶体管Q的漏极连接于电感器L与整流二极管D的正极之间，电容器C的一端连接于整流二极管D的负极并连接于LED串12的正极，电容器C的另一端连接于MOS晶体管Q的源极，MOS晶体管Q的栅极连接于放大电路14。
放大电路14输出的放大电平信号通过控制驱动MOS晶体管Q的栅极，可以控制驱动升压电路11向LED串12提供所述升压直流电压。
根据本发明的实施例的LED背光源的恒流驱动电路13包括振荡器OSC、第七电阻器R7和比较器U。
其中，振荡器OSC的一端连接第七电阻器R7，振荡器OSC的另一端连接比较器U的正端，比较器U的负端连接于LED串12的负端和第六电阻器R6之间，比较器U的输出端连接于放大电路14的第一晶体三极管T1的基极。
振荡器OSC用于产生三角波信号；第七电阻器R7用于限定三角波信号的频率；比较器用于对三角波信号的电压与LED串12的第六电阻器R6的两端的电压进行比较；其中，当三角波信号的电压大于所述LED串12的第六电阻器R6的两端的电压时，比较器U的输出端输出第一电平信号到放大电路14的第一晶体三极管T1的基极；当三角波信号的电压小于LED串12的第六电阻器R6的两端的电压时，比较器U的输出端输出第二电平信号到放大电路14的第一晶体三极管T1的基极。
应该理解，第一电平信号可以为高电平信号，第二电平信号可以为低电平信号。或者，第一电平信号可以为低电平信号，第二电平信号可以为高电平信号。
根据本发明的实施例的LED背光源的放大电路14包括第一电阻器R1、第二电阻器R2、第三电阻器R3、第四电阻器R4、第五电阻器R5、第一晶体三极管T1和第二晶体三极管T2。
第一电阻器R1的一端连接于第三电阻器R3的一端并接收直流电压DC，第一电阻器R1的另一端连接于升压电路11的MOS晶体管Q的栅极，第三电阻器R3的另一端连接于第一晶体三极管T1的集电极，第一晶体三极管T1的基极连接于第五电阻器R5的一端并连接于恒流驱动电路13，第五电阻器R5的另一端连接于第一晶体三极管T1的发射极并电性接地，第二晶体三极管T2的基极连接于第四电阻器R4的一端并连接于第一晶体三极管T1的集电极，第二晶体三极管T2的集电极连接于第二电阻器R2的一端并连接于第一电阻器R1的另一端，第二晶体三极管T2的发射极连接于第二电阻器R2的另一端并连接于第四电阻器R4的另一端，第四电阻器R4的另一端电性接地。
当恒流驱动电路13的比较器U的输出端输出的电平信号为低电平信号时，第一晶体三极管T1不导通，第二晶体三极管T2导通，升压电路11中的MOS晶体管Q的栅极的电压为零，该MOS晶体管Q不导通，升压电路11停止将直流电压DC升压，LED串12上的电压下降，LED串12中的电流下降，LED串12的亮度降低。
当恒流驱动电路13的比较器U的输出端输出的电平信号为高电平信号时，第一晶体三极管T1导通，第二晶体三极管T2不导通，直流电压DC通过第一电阻器R1和第二电阻器R2分压后给到MOS晶体管Q的栅极，通过调节第一电阻器R1的电阻值和/或第二电阻器R2的电阻值，可将比较器U的输出端输出的高电平信号转换成更高的电平信号，即比较器U的输出端输出的高电平信号被放大为放大高电平信号。具体转换方式如下：
QGC = Va × R 2 R 1 + R 2 ,
其中，Va为直流电压DC的电压值，QGC为给到MOS晶体管Q的栅极的放大高电平信号的电压值，R1为第一电阻器R1的电阻值，R2为第二电阻器R2的电阻值。
由上式可知，通过增大第二电阻器R2的电阻值R2和/或减小第一电阻器R1的电阻值R1可将恒流驱动电路13输出的电平信号进行放大。例如，当Va=24V，R1=1Ω，R2=2Ω，则OGC=16V。
通常由比较器U的输出端输出的高电平信号的电压值为5V，假如比较器U的输出端直接连接于MOS晶体管的栅极，那么给到MOS晶体管Q的栅极的高电平信号的电压值为5V，然而在本实施例中，由上述计算可知，可将给到MOS晶体管Q的栅极的高电平信号的电压值大大提高，那么在驱动MOS晶体管时，此时的MOS晶体管的DCR值减小，使得MOS晶体管Q上的功耗减小，温度降低，延长了MOS晶体管Q的寿命。
值得注意的是，在本实施例中，放大电路14放大后输出的放大电平信号的频率和恒流驱动电路13输出的电平信号的频率相同，并且放大电路14放大后输出的放大电平信号的占空比和恒流驱动电路13输出的电平信号的占空比相同。
图4示出具有本发明的实施例的LED背光源的液晶显示器。
如图4所示，液晶显示器1包括液晶显示面板111和LED背光源，液晶显示面板111与LED背光源相对设置。LED背光源提供光源给液晶显示面板111，使液晶显示面板111显示影像。
综上所述，根据本发明的实施例的液晶显示器及其LED背光源，通过增加的放大电路将输入到升压电路的驱动电压增大，使得升压电路的功耗减小，进一步地，该放大电路是将输入到升压电路的MOS晶体管的驱动电压增大，减小了该MOS晶体管内部的DCR值，使得该MOS晶体管上的功耗减小，温度降低，延长了该MOS晶体管的寿命。
尽管已经参照其示例性实施例具体显示和描述了本发明，但是本领域的技术人员应该理解，在不脱离权利要求所限定的本发明的精神和范围的情况下，可以对其进行形式和细节上的各种改变。

Claims (8)

1.一种用于液晶显示器中的LED背光源，其特征在于，包括：
升压电路，接收直流电压，将直流电压进行升压并输出升压直流电压；
LED串，包括串联的多个LED，并且接收从升压电路输出的升压直流电压；
恒流驱动电路，产生控制升压电路的电平信号；
放大电路，接收直流电压，将恒流驱动电路输出的电平信号进行放大并输出放大电平信号到升压电路；
放大电路放大后输出的放大电平信号的频率和恒流驱动电路输出的电平信号的频率相同，并且放大电路放大后输出的放大电平信号的占空比和恒流驱动电路输出的电平信号的占空比相同；
所述放大电路包括第一电阻器、第二电阻器、第三电阻器、第四电阻器、第五电阻器、第一晶体三极管和第二晶体三极管；
其中，第一电阻器的一端连接于第三电阻器的一端并接收直流电压，第一电阻器的另一端连接于升压电路，第三电阻器的另一端连接于第一晶体三极管的集电极，第一晶体三极管的基极连接于第五电阻器的一端并连接于恒流驱动电路，第五电阻器的另一端连接于第一晶体三极管的发射极并电性接地，第二晶体三极管的基极连接于第四电阻器的一端并连接于第一晶体三极管的集电极，第二晶体三极管的集电极连接于第二电阻器的一端并连接于第一电阻器的另一端，第二晶体三极管的发射极连接于第二电阻器的另一端并连接于第四电阻器的另一端，第四电阻器的另一端电性接地。
2.根据权利要求1所述的LED背光源，其特征在于，在所述LED串中，所述多个LED与第六电阻器串联。
3.根据权利要求1或2所述的LED背光源，其特征在于，在所述放大电路中，通过增大第二电阻器的电阻值和/或减小第一电阻器的电阻值来将恒流驱动电路输出的电平信号进行放大。
4.根据权利要求1或2所述的LED背光源，其特征在于，所述升压电路包括电感器、MOS晶体管、整流二极管及电容器；
其中，电感器的一端接收直流电压，电感器的另一端连接于整流二极管的正极，MOS晶体管的漏极连接于电感器与整流二极管的正极之间，电容器的一端连接于整流二极管的负极并连接于LED串的正极，电容器的另一端连接于MOS晶体管的源极，MOS晶体管的栅极连接于放大电路中的第一电阻器的另一端。
5.根据权利要求4所述的LED背光源，其特征在于，所述恒流驱动电路包括：
振荡器，产生三角波信号；
第七电阻器，限定三角波信号的频率；
比较器，对三角波信号的电压与所述LED串中的第六电阻器的两端的电压进行比较；
其中，当三角波信号的电压大于所述LED串中的第六电阻器的两端的电压时，比较器的输出端输出第一电平信号到所述放大电路中的第一晶体三极管的基极；当三角波信号的电压小于所述LED串中的第六电阻器的两端的电压时，比较器的输出端输出第二电平信号到所述放大电路中的第一晶体三极管的基极。
6.根据权利要求5所述的LED背光源，其特征在于，所述第一电平信号为高电平信号，所述第二电平信号为低电平信号。
7.根据权利要求1所述的LED背光源，其特征在于，所述直流电压由液晶显示器外部的交流电压转换而成。
8.一种液晶显示器，包括液晶显示面板和权利要求1至7任一项所述的LED背光源，其中，LED背光源与液晶显示面板相对设置，LED背光源为液晶显示面板提供显示影像的光源。
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