CN103746581B - 电源设备和显示设备 - Google Patents

Abstract

提供了一种能够减少用于背光驱动的电源单元的功率损失的液晶显示设备。主电源电路和具有绝缘变压器的反相器电路或者转换器电路并联连接到用于整流/平滑商用AC电源的输入装置。

Description

电源设备和显示设备

本申请是申请号为200480020692.0，PCT国际申请日为2004年12月3日，发明名称为“电源设备和显示设备”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及这样一种电源设备，其用于生成待提供给显示设备和所述显示设备的预定负载的直流电源电压，并且用于生成待提供给所述显示设备的背光部的电源电压。

背景技术

在非自身发光型的显示设备中，采用背光部作为用于显示图像的光源。非自身发光型的显示设备的例子是液晶显示设备。

这种液晶显示设备的背光部可以是冷阴极荧光管或者LED（发光二极管）。

在采用冷阴极荧光管作为背光部的情况下，显示设备的电源部包括反相器电路，所述反相器电路用于生成用于驱动背光部的交流电压。

如图7所示，通常，这种反相器电路输入由液晶显示设备中采用的主电源电路提供的直流电，并且生成交流电压。

在该图示出的液晶显示设备中，首先，整流/平滑电路101输入商用交流电源AC并且生成直流电压。然后，连接至整流/平滑电路101的后一级、用作主电源电路102的直流-直流（DC-DC）转换器对由整流/平滑电路101生成的直流电压执行直流-直流功率转换处理，以便生成处于稳定的预定电平的直流电源电压。通常，主电源电路102采用绝缘变压器充当初级和次级侧之间的直流绝缘。也就是说，作为商用交流电源侧的初级侧输入直流电压，而次级侧输出直流电源电压。

如图所示，把由主电源电路102的次级侧输出的直流电源电压提供给负载103，所述负载103由直流电源电压驱动以便进行操作。另外，还如图所示，由主电源电路102的次级侧输出的直流电源电压出现分支，被提供给反相器电路104。

所述反相器电路104对所接收的直流电源电压执行直流-交流（DC-AC）功率转换处理，以便生成交流电压，所述交流电压提供给背光部105。所述背光部105由交流电压驱动以便发光。

在该情况下，所述主电源电路102在初级侧上提供有切换转换器，并且在次级侧上提供有整流/平滑电路。在此结构中，在初级侧上获得的切换输出在次级侧上被整流并且平滑，以便生成充当电源电压的直流电压。由此，如图所示，反相器电路104接收由主电源电路102的次级侧生成的直流电源。

然后，如上所述，所述反相器电路104对所接收的直流电源执行直流－交流功率转换处理，以便生成交流电压，所述交流电压作为驱动电压提供给背光部105。

另一方面，图8是示出了具有由LED组成的背光部的液晶显示设备的结构的图。应当注意的是，图8中示出的部分作为与早先通过参考图7说明的它们各自的对应物相同的部分，由与所述对应物相同的参考标记来表示。

在如图所示那样由LED组成背光部110的情况下，在所述次级侧上提供有削波器调节器（chopper regulator）109，以此作为用于驱动背光部110的电路。在图8中示出的典型结构的情况下，把多个削波器调节器109a、109b和109c彼此并联连接至多个LED，由多个LED形成背光部110。

更具体来说，所述削波器调节器109a、109b和109c均连接至包括多个LED的电路，其中所述多个LED彼此串联连接。所述削波器调节器109接收来自主电源电路102的次级侧的直流电压，并且对所述直流电压执行直流-直流功率转换处理。然后，在稳压处理中把作为直流-直流功率转换处理结果获得的直流电压依照检测流经每个LED的电流电平的结果来进行稳定。把稳定后的电压作为驱动电压施加到LED以便从每个LED中发光。

在这个结构中，所述削波器调节器109彼此并联连接，以便与例如下述两种情况保持一致，即，在LED数目相对大以便形成较大尺寸屏幕的液晶显示设备的情况，以及要求相对高的电平作为直流电平来生成必需的高亮度的情况。也就是说，在包括大量待驱动的LED的结构和如上所述要求大电流的结构中，如果只有一个削波器调节器109用于驱动多个LED串联连接电路，则单个削波器调节器109自身的电路尺寸非常大，并且为了解决此问题，把多个削波器调节器109彼此并联连接。

如果使用如上所述的包括LED的背光部110，那么削波器调节器109接收来自主电源电路102的直流电压，并且对所述直流电压执行直流-直流功率转换处理。然后，把作为直流-直流功率转换处理结果获得的直流电压用作背光部110的直流电源。

应当注意，Hei（实开平）2-79182号日本已公开专利公开了一种与反相器电路有关的技术，所述技术是为把荧光管用作显示设备光源的情况而提供的。

另外，第2002-244103号日本已公开专利公开了一种与削波器调节器有关的技术，所述技术是为把LED用作光源的情况而提供的。

顺便提及，如先前图7所示，在主电源电路102的后一级中提供了反相器电路104。由此，提供给反相器电路104的功率是在主电源电路102中执行功率转换处理的结果。然后，为了生成用于驱动背光部105的交流电压，所述反相器电路104再次执行功率转换处理。

也就是说，在图7中示出的常规结构中，为了驱动背光部105，在主电源电路102和反相器电路104中分别执行两个功率转换处理。

此外，在图8中示出的结构的情况下，为了驱动背光部110，在主电源电路102和削波器调节器109中分别执行两个直流-直流功率转换处理。

通过如上所述执行多个功率转换处理，功率转换效率降低了，由此功率损失增加了。

尤其是近年来，液晶显示器领域的技术革命增加了显示屏的尺寸，由此用于驱动背光的功耗随之增加，从而使设备的功耗总体上增加了。例如，对于40英寸的屏幕大小来说，在某些情况下，总体上设备的功耗大约为250瓦。在近年来制造的显示设备具有较大屏幕的情况下，功耗达到了相对高的级别。

另外，在此情况下，随着显示屏增大以及反相器电路104和削波器调节器109的功耗增加，因此，需要与主电源电路102的大功率保持一致。也就是说，由于在主电源电路102之后的级中提供反相器电路104和削波器调节器109，所以随着反相器电路104和削波器调节器109的功耗增加，主电源电路102的功率也增加一个与之保持一致的量。

由此，在图7和8示出的常规结构中，随着显示屏尺寸的增加，主电源电路102的尺寸也增大了，从而主电源电路102的电路制造成本也变得更高了。

另外，如上所述，通过与主电源电路102的大功率保持一致，由于实际功率损失而散失的热量增加。为了与散失热量的增加保持一致，需要保留足够大的空间用作对于散失热量的防范措施，或者通过提供冷却风扇来设置防范措施。

然而，如果提供空间作为对于散失热量的防范措施，那么所述空间必然导致设备的较大尺寸。另外，如果提供冷却风扇，那么风扇的操作音将会是用户感觉不适的来源。

发明内容

为了解决如上所述的问题，本发明提供了一种具有如下结构的电源设备。

首先，所述电源设备具有：

输入电压生成部，用于根据输入交流电压生成直流输入电压；以及

第一功率转换部，包括用于接收直流输入电压的初级侧，以及与初级侧绝缘并且用于生成待提供给预定负载的直流电源电压的次级侧，其中所述直流电源电压是执行直流-直流功率转换处理的结果。

其次，所述电源设备包括第二功率转换部，所述第二功率转换部包括用于接收直流输入电压的初级侧，以及与初级侧绝缘并且用于生成待提供给背光部的交流电压的次级侧，其中所述交流电压是基于直流输入电压的直流-交流转换进行功率转换处理的结果。

另外，所述电源设备还包括显示部，用于通过使用背光部来显示图像。

根据本发明的上述结构，所述第二功率转换部通过直接输入由所述输入电压生成部生成的直流输入电压，而不是输入由所述第一功率转换装置生成的直流输出电压，来进行操作。

也就是说，本发明不采用其中多次执行功率转换处理的电路结构。

如上所述，依照本发明，用于生成用来驱动显示设备的背光部的电压的结构不包括用于多次执行功率转换处理的电路。由此，电源设备的功耗可以减少为一个小于常规结构的值。

另外，依照本发明，所述第一功率转换部以及第二功率转换部没有彼此串联连接。相反，它们彼此相连以便形成用于接收所述直流输入电压的并联电路。由此，由所述第一功率转换部消耗的功率不取决于第二功率转换部的功耗。因此，即使连接至第二功率转换部的负载中的功耗增加了，也不再必需增大所述第一功率转换部的容量。

附图说明

图1是示出了依照本发明第一实施例的液晶显示设备中采用的电源设备的简化结构的图表；

图2是示出了依照所述第一实施例的电源设备中采用的整流/平滑电路的典型结构的电路图；

图3是示出了依照所述第一实施例的电源设备中采用的反相器的结构的电路图；

图4是示出了依照所述第一实施例的电源设备的另一简化结构的电路图；

图5是示出了依照所述第一实施例的电源设备中采用的PFC转换器电路的典型结构的电路图；

图6是示出了依照本发明第二实施例的液晶显示设备中采用的电源设备的结构的电路图；

图7是示出了采用基于荧光管的背光部的常规液晶显示设备中采用的电源设备的简化结构的框图；并且

图8是示出了采用基于LED的背光部的常规液晶显示设备中采用的电源设备的简化结构的框图。

具体实施方式

下面将描述实现本发明的优选实施例。在随后的描述中，把优选的实施例均简称为实施例。

图1是示出了这样一种结构的框图，所述结构包括充当向显示设备20供电的电源的电源设备10的简化结构，所述显示设备20例如是依照第一实施例的液晶显示设备。

首先，依照所述实施例的电源设备10起到液晶显示设备的电源部的作用。把由所述电源设备10生成的电源电压提供给对应于每个均由直流电源驱动以便进行操作的多种电路的负载3，并且提供给由交流电压驱动的背光部5。所述背光部5向用作显示部6的液晶显示单元的板背面照射光，由此使所述液晶显示部显示图像。

在图1中示出的结构中，整流/平滑部1整流并且平滑所输入的商用交流电源AC，以便生成直流输入电压Ei。

所述整流/平滑部1具有图2中示出的典型结构。图2中示出的结构包括桥接整流电路Di和平滑电容器C1。所述桥接整流电路Di具有4个整流二极管D1至D4。所述平滑电容器C1是用于平滑由桥接整流电路Di生成的整流输出的电容器。

如图中所示，桥接整流电路Di的正极输入端子与商用交流电源AC的正极线相连。另一方面，所述桥接整流电路Di的正极输出端子与平滑电容器C1的正极端子相连。所述平滑电容器C1的负极端子与所述初级侧的地线相连。所述桥接整流电路Di的负极输入端子也与所述初级侧的地线相连。所述桥接整流电路Di的负极输出端子与商用交流电源AC的负极线相连。

在具有如上所述的结构的整流/平滑部1中，在商用交流电源AC的输入电压的正极性的半个周期期间，所述整流二极管D1和D3处于导电状态，将其已整流的输出充电到所述平滑电容器C1中。另一方面，在商用交流电源AC的输入电压的负极性的半个周期期间，所述整流二极管D2和D4处于导电状态，将其已整流的输出充电到所述平滑电容器C1中。

也就是说，在商用交流电源AC的输入电压的正极性的半个周期和负极性的半个周期期间，将已整流的输出充电到平滑电容器C1中，以便基于全波整流来执行整流和平滑操作。作为这种整流和平滑操作的结果，在平滑电容器C1的端子处获得直流电平等于商用交流电源AC的振幅的直流输入电压Ei。此结构可以说成是用于通过采用所谓的电容器输入法来生成直流输入电压Ei的结构。

应当注意，所述整流/平滑部1的结构不局限于在图2中示出的结构。也就是说，还可以采用其它结构作为用于实现电容器输入法的结构。例如，所述结构可以作为倍增电压整流/平滑电路来实现。

在此实施例的情况下，主电源电路2和反相器电路4并联连接至整流/平滑部1，如图1所示。

所述主电源电路2包括位于商用交流电源AC一侧和负载3一侧之间的绝缘变压器。所述主电源电路2采用所谓的切换转换器的结构，所述切换转换器包括位于绝缘变压器初级侧上的切换装置以及位于绝缘变压器次级侧上的整流/平滑电路。所述主电源电路2中采用的充当切换转换器的切换装置切换从所述整流/平滑部1接收的直流输入电压Ei。切换操作的结果激励绝缘变压器的次级侧上的输出。然后所述绝缘变压器的次级侧上的整流/平滑电路整流并且平滑在绝缘变压器的次级侧上激励的输出，以便生成附图中示出的作为操作电源（直流电源电压）提供给负载3的直流电压。

反相器电路4还接收来自整流/平滑部1的直流输入电压，以便生成用于驱动所述背光部5的交流电压。

具体而言，所述反相器电路4具有如下结构。所述反相器电路4的初级侧接收由整流/平滑部1生成的直流输入电压Ei，而不是依照直流绝缘方式与所述商用交流电源AC绝缘。然后以这种方式把由反相器电路4的初级侧接收到的直流输入电压Ei进行DC→AC功率转换处理，以便在次级侧上生成交流电压，其中所述次级侧依照直流绝缘方式与所述商用交流电源AC绝缘。

在图3中示出了反相器电路4的典型的内部结构。

在图3中示出的结构是独立的激励结构，其中切换装置Q1和Q2根据控制/驱动电路4a的控制来驱动，如图中所示，以便生成用于驱动所述背光部5的交流电压。由反相器电路4驱动的背光部5通常包括4个荧光管14，其分别由参考标记14a至14d表示，如图中所示。

首先，将由图1所示的整流/平滑部1生成的直流输入电压Ei被施加到图3中所示的结构中的端子t1和t2之间。

所述端子t1与充当切换装置Q1的MOS-FET的漏极相连。所述切换装置Q1的源极与充当切换装置Q2的另一MOS-FET的漏极相连。

所述切换装置Q2的源极与端子t2相连。

切换装置Q1和Q2的栅极接收来自控制/驱动电路4a的控制信号。

所述控制/驱动电路4a是用于执行交替地导通和关闭切换装置Q1和Q2的控制的编程IC（集成电路）。

切换装置Q1的源极与切换装置Q2的切换输出点之间的接合点分别与图中所示的变压器T1的初级绕组Na1的端子和变压器T2的初级绕组Nb1的端子相连。初级绕组Na1的另一个端子经由电容器C2与端子t2相连。以同样的方式，初级绕组Nb1的另一个端子也经由电容器C2与端子t2相连。

在此结构中，变压器T1的初级绕组Na1和变压器T2的初级绕组Nb1两个都不与商用交流电源AC绝缘。也就是说，在此结构中，正如可以从在端子t1和t2之间施加直流输入电压Ei这一事实中看出的那样，在没有依照直流绝缘方式与商用交流电源AC绝缘的初级侧上，存在以所述反相器电路4中采用的初级绕组Na1和Nb1开始的前一级。

由此，利用具有如上所述的结构的反相器电路4，在后一级中提供的背光部5充当次级侧上的负载，用于确保直流绝缘状态，其中所述次级侧依照直流绝缘方式通过变压器T1和T2与所述初级侧绝缘。由此，在变压器T1和T2中，需要例如通过分别在变压器T1的初级绕组Na1和次级绕组Na2之间分配足够的间隙并且在变压器T2的初级绕组Nb1和次级绕组Nb2之间分配足够的间隙，在初级和次级状态之间保持足够的直流绝缘状态。

如图中所示，变压器T1的次级绕组Na2的一个端子与电容器CC1和CC2相连，所述电容器CC1和CC2就所述端子而言形成并联电路，由此作为用于限制流经次级绕组Na2的电流的电路。所述电容器CC1与荧光管14a的一个端子相连，而电容器CC2与荧光管14b的一个端子相连。

荧光管14a的另一个端子和荧光管14b的另一个端子与次级绕组Na2的另一个端子相连。

同理，如图中所示，变压器T2的次级绕组Nb2的一个端子与电容器CC3和CC4相连，其中所述电容器CC3和CC4形成并联电路。所述电容器CC3与荧光管14c的一个端子相连，而电容器CC4与荧光管14d的一个端子相连。荧光管14c的另一个端子和荧光管14d的另一个端子与次级绕组Nb2的另一个端子相连。

反馈电路4b接收由检测电路4c检测到的管电压并且整流所述电压的峰值，其中所述电压在图中作为荧光管14d的电压示出。然后，所述反馈电路4b把作为整流结果而获得的电压提供至所述控制/驱动电路4a。根据这个表示已调节的光信号的电压，所述控制/驱动电路4a把由荧光管14a至14d发射的光量控制为一个恒定值。

应当注意，所述反馈电路4b例如通过使用光耦合器来使初级和次级侧彼此绝缘。

在具有如上所述的结构的反相器电路4中，施加在端子t1和t2之间的直流输入电压Ei通过切换装置Q1和Q2来接通和关闭，依照由控制/驱动电路4执行的控制交替地导通和关闭切换装置Q1和Q2。把作为切换操作的结果输出的电压分别提供给变压器T1和T2中采用的初级绕组Na1和Nb1。

通过如上所述那样把切换输出提供给初级绕组Na1和Nb1，依照初级绕组Na1和Nb1的卷绕比、在高电平时沿所述次级绕组Na2和Nb2激励交流电压。沿所述次级绕组Na2和Nb2激励的交流电压使电流流过荧光管14a至14d。因此，从荧光管14a到14d的每一个中均发出光。

应当注意，虽然所述反相器电路4采用了独立的激励方法，但是还可以采用自激励技术。

如上所述，在第一个实施例中，所述主电源电路2和反相器电路4彼此并联连接至所述整流/平滑部1。由此，在这种结构中，可以不经由所述主电源电路2来获得用于驱动背光部5的交流电压。因此，所述主电源电路2不会遭受到由于生成用于驱动背光部5的交流电压而造成的功率损失。

另外，由于用于驱动所述背光部5的交流电压可以通过只在反相器电路4中执行一次功率转换处理来获得，所以与图7中示出的常规结构相比，电源设备中遭受到的功率损失能够得以减小为较小的值。

根据如下表达式来说明功率损失的减少。

首先，让我们假定：符号η1表示主电源电路的功率转换效率，符号η2表示反相器电路的功率转换效率，符号P1表示除背光部5之外的所有负载的负载功率，而符号P2表示背光部5的负载功率。在该情况下，在图7中示出的常规结构的输入功率可以表示为：

(1/η1)P1+(1/η1η2)P2

另一方面，依照图1所示的实施例的结构的输入功率可以表示为：

(1/η1)P1+(1/η2)P2

其中，表示主电源电路2的功率转换效率的符号η1和表示反相器电路的功率转换效率的符号η2的量值与图6中所示的结构中的量值相同。

也就是说，在包括在如图7所示的主电源电路的后一级中提供的反相器电路的结构中，在所述反相器电路的输出端、沿用于获得交流电压的路径的功率转换效率是主电源电路的功率转换效率和反相器电路的功率转换效率的乘积。由此，沿所述路径的功率转换效率实质上由于相乘而减小了。

另一方面，在所述实施例的情况下，沿用于获得交流电压的路径的功率转换效率只取决于所述反相器电路。由此，所述功率转换效率可以保持为一个高于图7所示的常规电源电路的效率的值。也就是说，与常规的电源电路相比，功率损失较小。

由于沿用于获得交流电压的路径的功率转换效率可以保持为一个高于常规电源电路的效率的值，其中所述交流电压用于驱动背光部，所以由背光部的负载功率P2的增加引起的功率损失可以被抑制为一个小于常规电源设备的功率损失的量，其中背光部的负载功率P2的增加是因为显示屏尺寸的增大而造成的。

也就是说，在该情况下，图7所示的结构和依照所述实施例的电源设备10之间在输入功率方面的差异可以表示为：

(1/η1η2-1)P2

正如从上面的表达式中显然可以看出的那样，背光部的负载功率P2越大，常规结构和依照所述实施例的电源设备10之间在输入功率方面的差异就越大。

由此可以清楚的是，利用依照所述实施例的电源设备10，与常规结构相比较，屏幕显示的尺寸越大，并且由此反相器电路4的功耗越大，功率损失减少的效果就越好。

另外，如上所述，由于用于驱动背光部5的交流电压可以不经由主电源电路2来获得，所以不再必需与主电源电路2的不断增加的功率保持一致，即使显示屏的尺寸增大也一样。由此，主电源电路2中因显示屏尺寸增大而散失的热量不再增加。因此，不再象利用常规电源设备的情况下那样必须分配足够的空间作为处理散失热量的防范措施。据此，显示设备的规模缩小是可能的。

另外，不再必需提供用于处理散失热量的冷却风扇。由此能够摆脱作为用户遭受不适来源的风扇的操作音。

在这之上，由于所述主电源电路2不再需要向背光部5供电，所以所述主电源电路2的电源规格只需要取决于负载3的条件。由此，能够容易地使主电源电路2的设计标准化。

另一方面，在图7所示的常规结构的情况下，主电源电路2的电源规格还特别取决于背光部105的类型（显示板的类型）。这是因为：所述主电源电路2的电源规格取决于反相器电路的规格，并且所述反相器电路的规格需要依照背光部105的类型（显示板的类型）来进行修改。由此，无法容易地使主电源电路2的设计标准化。

在常规的结构中，由于下列原因，所述主电源电路和反相器电路无法象在利用上述实施例的情况下那样连接以便形成并联电路。

在常规的液晶显示设备领域中，具有尺寸在15至17英寸范围内的小屏幕的显示设备占多数。由此，所述反相器电路的功耗相对小。据此，在常规结构的情况下，在生成用于驱动背光部的交流电压的处理所遭受的功率损失可以被抑制在相对低的级别。为此，包括从主电源电路输入电能的非绝缘反相器的常规结构是优选的，由于此结构不会产生成本增加和电路空间增大的问题，所以提供了更多优点。

首先因为液晶显示设备的屏幕近年来已经不断增大，这使背光部的功耗增加，因此本发明的思想已经被采用了。

也就是说，近年来，通常具有40英寸屏幕尺寸类型的显示设备已经变得非常普及。然而，具有40英寸屏幕尺寸类型的某些显示设备具有功耗约为200瓦的背光部反相器。如果背光部反相器具有如上所述的大功耗，那么如果把采用背光部反相器的显示设备设计到常规结构中，那么每一功率转换处理中遭受的功率损失量也增加至相对较大的值。由此，常规的结构会出现大量问题。

本发明的思想作为一种用于解决所述问题的技术而被采用。通过把本发明应用于如上所述的液晶显示设备，可以获得功率损失减少的效果，并且显示屏尺寸越大，功率损失减少的效果越好。由此，在与诸如显示屏幕尺寸增大之类的未来环境改变保持一致的过程中，本发明的重要性也随之增大。

接下来，说明每个均充当第一实施例的改进型的电源设备的结构。

图4是示出了依照所述第一实施例的电源设备11的另一简化结构的框图。

在所述电源设备11中，采用PFC（功率因数校正）转换器电路7代替图1所示的整流/平滑部1。也就是说，作为用于消除电源谐波失真的防范措施之一，例如，在主电源电路之前的一级中提供用于改善功率因数的转换器。由此，所述电源设备11包括位于主电源电路2之前以及位于反相器电路4之前的一级中的PFC转换器电路7。

图5中示出了PFC转换器电路7的典型结构。

该图示出的PFC转换器电路7是采用PWM控制方法的升压转换器。所述PFC转换器电路7以接近于1的功率因数进行操作，以便使直流输入电压Ei稳定。

首先，如图中所示，把由商用交流电源AC生成的交流输入电压VAC提供给PFC转换器电路7中采用的桥接整流电路Di的输入端子。在并联至桥接电路的桥接整流电路Di的正负极线之间连接有输出电容器Co。把由桥接整流电路Di生成的整流输出提供给输出电容器Co。由此，如图中所示，在输出电容器Co的端子之间获得直流输入电压Ei。

把直流输入电压Ei提供给如图4所示的主电源电路2和反相器电路4。

如图中所示的用于改善功率因数的结构包括电感器L、高速恢复二极管D和切换电路Q3。

所述电感器L和高速恢复二极管D作为串联电路连接在桥接整流电路Di的正极输出端子和输出电容器Co的正极端子之间。

把MOS-FET选择作为切换装置Q3。如图中所示，所述切换装置Q3连接在桥接整流电路Di的负极线和电感器L与高速恢复二极管D间的连接点之间。

切换装置Q3由图中未示出的驱动控制电路来驱动。

所述驱动控制电路通常基于交流输入电压VAC以及直流输入电压Ei的差动来执行PWM控制，以便在切换装置Q3的接通（on）期间进行改变。把切换装置Q3的接通（on）期间称为切换装置Q3的工作期（duty）。作为控制的结果，流向桥接整流电路Di的交流输入电流的波形与交流输入电压VAC的波形相匹配。也就是说，所述功率因数得以改善以便接近于1。

另外，在该情况下，切换装置Q3的工作期（duty）（或者接通期间）还依照直流输入电压Ei的差动来改变。由此，直流输入电压Ei中的变化也得以抑制。也就是说，所述直流输入电压Ei由此得以稳定。

此外，在这个电源设备11的改进型中，所述反相器电路4不经由主电源电路2生成用于驱动背光部的交流电压。由此，在生成用于驱动背光部的交流电压的处理中遭受的功率损失可以减少为一个小于常规结构所遭受的功率损失的量。也就是说，在该情况下，与图7中所示的常规结构相比较，即使把等效于PFC转换器电路7的电路用于常规结构中，其功耗也较小。

另外，在采用PFC转换器电路7的结构的情况下，提供给所述主电源电路2和反相器电路4的直流输入电压Ei得以稳定。由此，可以在把稳定的直流输入电压提供给反相器电路4的假定之下来设计所述反相器电路4。因此，由于反相器电路4的设计更加简单，所以如果考虑将其与用于改善功率因数的结构组合，那么从实用的观点来看，所述反相器电路4是非常有益的。

图6是示出了依照本发明第二实施例的电源设备12的简化结构的电路图。应当注意，图6中示出的部分作为早先在图1中示出的它们各自的对应物相同的部分，由与所述对应物相同的参考标记来表示，并且不再重复对它们的说明。

在图6中示出的电源设备12也用作液晶显示设备21的电源部。也就是说，如图中所示，所述电源设备12向负载3和背光部15提供驱动功率。

另外，在该情况下，液晶显示设备21的背光部15采用LED。所述电源设备12向背光部15提供直流驱动电流。

用于向背光部15提供直流驱动电流的结构包括多个直流-直流转换器9a、9b和9c。

在该情况下，所述背光部15具有多个串联电路，每一串联电路均包括预定的多个LED，所述LED彼此串联连接。作为用于分别向包括预定的多个LED的串联电路提供直流电流的串联电路，提供了多个直流-直流转换器9a、9b和9c。

如图中所示，把由整流/平滑部1生成的直流输入电压提供给直流-直流转换器9a、9b和9c的初级侧，并且直流-直流转换器9a、9b和9c的初级侧不与商用交流电源AC绝缘。也就是说，与图1中所示的结构中采用的反相器电路4非常类似，所述直流-直流转换器9a、9b和9c与主电源电路2并联地连接至整流/平滑部1。

另外，几乎依照与主电源电路2的结构相同的方式，直流-直流转换器9a、9b和9c中的每一个均包括用于使商用交流电源侧和负载侧彼此绝缘的绝缘变压器。在绝缘变压器的初级侧上，提供了切换装置和用于驱动所述切换装置的驱动电路，而在绝缘变压器的次级侧上，提供有整流/平滑电路以便形成切换转换器的结构。也就是说，提供给初级侧的直流输入电压历经直流-直流功率转换处理，以便在次级侧上生成另一直流电压。

另外，直流-直流转换器9a、9b和9c中的每一个还包括控制系统，用于使待提供给串联电路的直流电流稳定，其中所述串联电路由预定的多个LED组成。这种电流稳定控制系统通常具有用于检测流经由LED组成的串联电路的电流电平的检测电路4d、4e和4f，并且具有用于把检测电路检测到的电压经由由绝缘变压器提供的绝缘作用反馈回所述初级侧的反馈电路4g、4h和4i。在此结构中，依照由检测电路检测到的并且由反馈电路提供的电压，在由驱动电路执行的控制之下来改变由驱动电路提供至切换装置的驱动信号的切换频率。

此外，在依照如上所述的第二实施例的电源设备12的结构中，在主电源电路2之后的一级中后方位置不没有提供用于生成驱动液晶显示设备中采用的背光部的电源电压的功率转换装置，而是在整流/平滑部1之后的一级中与主电源电路2并联地提供于整流/平滑部1的后方位置处提供功率转换装置。也就是说，在依照第二实施例的电源设备12的结构中，可以通过在每个直流-直流转换器9a、9b和9c每个中只执行一次功率转换处理来获得用于驱动背光部的电源电压。由此，由电源设备承担遭受的功耗功率损失可以被减少为一个小于图8所示的常规结构中的功耗功率损失的值。

另外，在依照第二实施例的电源设备12中，可以不经由主电源电路2来获得用于驱动背光部15的直流电压。由此，不再必需处理作为由于显示设备尺寸增大而引起的功率而使得主电源电路2消耗的功率增加的问题。

在这之上，如上所述，直流-直流转换器9a、9b和9c与主电源电路2并联地连接至整流/平滑部1。由此，在依照第二实施例的电源设备12中，与图8中作为常规结构示出的结构相比较，用于驱动背光部的功耗越大，所获得的功率损失减少的效果越好。

另外，在该情况下，所述主电源电路2不再需要向背光部15供电。由此，主电源电路2的电源规格只需要依赖于负载3的条件。

应当注意，在第二实施例中，提供了并联连接的多个直流-直流转换器9。这是因为，如果多个彼此相连以便形成串联电路的LED将仅由一个直流-直流转换器9来驱动，那么直流-直流转换器9的尺寸将增大，就象是在利用图8所示的结构的情况下那样，其中在图8所示的结构中，如果多个彼此相连以便形成串联电路的LED将仅由一个削波器调节器109来驱动，那么削波器调节器109的尺寸将增大。

另外，特别是在该情况下，把多个直流-直流转换器9相连以便形成并联电路。由此，与只采用一个直流-直流转换器9的结构相比较，对于每个直流-直流转换器9而言，绝缘变压器的磁心尺寸和持久电压可以减小由此得到小型设备。因此，可以使直流-直流转换器9a、9b和9c的总尺寸的增加变得无限小。

在这之上，依照与早先通过参照图4和5描述的改进型相同的方式，依照第二实施例的电源设备12可以采用PFC转换器电路7代替整流/平滑部1，即便采用PFC转换器电路7的电源设备12没有在任何附图中示出也一样。

所述第二实施例实现了这样一种典型的结构，其中提供了多个LED来形成每个均与直流-直流转换器9相关联的串联连接电路。作为这种结构的替代，对于每个均包括多个LED的串联电路来说，还可以只把一个直流-直流转换器与主电源电路2并联地连接至整流/平滑部1。在该情况下，在直流-直流转换器9内部并联地提供每个均与一个串联电路相关联的多个绝缘变压器，以便形成多个DC电压生成系统。在直流电压生成系统中的每个绝缘变压器的次级侧上，为与所述绝缘变压器相关联的串联电路生成直流电压。

作为其它替代方式，还可以只把一个直流-直流转换器与主电源电路2并联地连接至整流/平滑部1，但是提供有每个均与一个串联电路相关联的多个绝缘变压器，以便在直流-直流转换器9的内部形成串联电路，由此在所述次级侧上形成许多直流电压生成系统。

在如上所述直流-直流转换器9包括多个绝缘变压器的情况下，在每个变压器的次级侧上，通常检测流经由LED组成的串联电路的电流电平，并且依照检测结果，在所述次级侧上生成的电压得以稳定。如果采用了这种结构，那么与形成并联电路的多个直流-直流转换器9非常类似，流经由LED组成的每一串联电路的直流电流得以稳定。

应当注意，依照迄今为止所说明的实施例，由本发明提供的电源设备起到液晶显示设备的电源部的作用。在这些实施例中，所述反相器电路4或者直流-直流转换器9分别生成用于驱动所述背光部的交流电压或者直流电压。然而，本发明还可以应用于各种各样的结构中，其中，例如第二功率转换装置生成用于驱动除背光部之外的负载的交流或者直流电源电压。

另外，在所述实施例中，反相器电路4或者直流-直流转换器9中采用的变压器可以是电磁变压器或者压电变压器。

Claims (4)

1.一种电源设备，包括：

输入电压生成部，用于根据输入的交流电流生成直流输入电压；

第一功率转换部，包括用于接收所述直流输入电压的初级侧，以及与所述初级侧绝缘并且用于生成待提供给预定负载的直流电源电压的次级侧，其中所述直流电源电压是对所述直流输入电压执行直流-直流功率转换处理的结果；

多个第二功率转换部，该多个第二功率转换部与所述第一功率转换部并联，并且每个第二功率转换部包括：

初级侧，用于接收所述直流输入电压，该第二功率转换部的初级侧包括：

一对串联的切换装置，用于切换所述直流输入电压，以生成提供给至少一个变压器的初级线圈的交流输入电压，和

驱动电路，用于驱动所述一对串联的切换装置，以及

次级侧，该第二功率转换部的次级侧通过所述至少一个变压器与第二功率转换部的初级侧绝缘并且用于生成待提供给显示设备的背光部的多个串联电路中的对应的串联电路的电源电压，每个串联电路均包括多个串联的发光二极管；

多个检测部，每个检测部只与所述多个串联电路中的对应的一个串联电路串联连接，用于检测提供给该一个串联电路的电压；以及

多个反馈部，用于接收由所述多个检测部中对应的检测部生成的检测电压，并且把检测电压反馈至对应的第二功率转换部的初级侧的驱动电路，以便稳定提供给对应的串联电路的电压，

其中，所述驱动电路根据所述检测部检测的电压来控制所述切换装置的切换频率，并且根据检测电压将对应的串联电路中的发光二极管发射的光量控制为一个恒定值，每个第二功率转换部通过执行直流-直流功率转换处理来执行功率转换处理，以便生成待提供给所述发光二极管的直流电源电压。

2.如权利要求1所述的电源设备，其中所述输入电压生成部是整流/平滑电路，所述整流/平滑电路

包括用于整流所述交流电流的二极管，以及用于平滑所述二极管的整流输出的电容器，并且

生成所述直流输入电压作为出现在所述电容器端子之间的电压。

3.如权利要求1所述的电源设备，其中所述输入电压生成部是功率因数改进转换器，用于生成稳定的直流输出电压作为所述直流输入电压。

4.一种具有背光部以及除所述背光部之外的负载的显示设备，所述显示设备包括：

输入电压生成部，用于根据交流电流生成直流输入电压；

第一功率转换部，包括用于接收所述直流输入电压的初级侧，以及与所述初级侧绝缘并且用于生成待提供给所述负载的直流电源电压的次级侧，其中所述直流电源电压是对所述直流输入电压执行直流-直流功率转换处理的结果；

多个第二功率转换部，该多个第二功率转换部与所述第一功率转换部并联，并且每个第二功率转换部包括：

初级侧，用于接收所述直流输入电压，该第二功率转换部的初级侧包括：

一对串联的切换装置，用于切换所述直流输入电压，以生成提供给至少一个变压器的初级线圈的交流输入电压，和

驱动电路，用于驱动所述一对串联的切换装置，以及

次级侧，该第二功率转换部的次级侧通过所述至少一个变压器与第二功率转换部的初级侧绝缘并且用于生成待提供给所述背光部的多个串联电路中的对应的串联电路的电源电压，每个串联电路均包括多个串联的发光二极管；

多个检测部，每个检测部只与所述多个串联电路中的对应的一个串联电路串联连接，用于检测提供给该一个串联电路的电压；

多个反馈部，用于接收由所述多个检测部中对应的检测部生成的检测电压，并且把检测电压反馈至对应的第二功率转换部的初级侧的驱动电路，以便稳定提供给对应的串联电路的电压；以及

用于通过使用所述背光部来显示图像的显示部，

其中，所述驱动电路根据所述检测部检测的电压来控制所述切换装置的切换频率，并且根据检测电压将对应的串联电路中的发光二极管发射的光量控制为一个恒定值，每个第二功率转换部通过执行直流-直流功率转换处理来执行功率转换处理，以便生成直流电压作为待提供给所述发光二极管的直流电源电压。