CN104008733A

CN104008733A - 升压电路、led背光驱动电路以及液晶显示器

Info

Publication number: CN104008733A
Application number: CN201410270602.9A
Authority: CN
Inventors: 张华�; 黎飞
Original assignee: Shenzhen China Star Optoelectronics Technology Co Ltd
Current assignee: TCL China Star Optoelectronics Technology Co Ltd
Priority date: 2014-06-17
Filing date: 2014-06-17
Publication date: 2014-08-27
Also published as: WO2015192388A1

Abstract

本发明公开了一种升压电路，包括一电感器、一MOS晶体管以及n个开关元件,电感器的第一端接收一输入电压，第二端与MOS晶体管的漏极连接，MOS晶体管的源极与地电性连接，栅极由一方波信号S驱动；n个开关元件分别连接到电感器，并分别输出n个输出电压，n个开关元件由n个方波信号S1～Sn驱动；其中，方波信号S的占空比为d，方波信号S1～Sn的占空比为d1～dn；在MOS晶体管每一周期的截止时间内，n个方波信号S1～Sn依次驱动n个开关元件，并且，d1+d2+d3+…+dn＝1-d；其中，n为大于1的整数。本发明还公开了包含前述升压电路的LED背光驱动电路以及液晶显示器。

Description

升压电路、LED背光驱动电路以及液晶显示器

技术领域

本发明涉及一种具有一个输入电压和多个输出电压的升压电路，还涉及采用前述升压电路的LED背光驱动电路以及包含该LED背光驱动电路的液晶显示器。

背景技术

随着技术的不断进步，液晶显示设备的背光技术不断得到发展。传统的液晶显示设备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；在液晶显示设备中，LED背光源与液晶显示面板相对设置，以使LED背光源提供显示光源给液晶显示面板，其中，LED背光源包括至少一个LED串，每个LED串包括串联的多个LED。

附图1是现有的一种用于液晶显示器的LED背光源的驱动电路的电路图。如图1所示，该LED背光源驱动电路包括升压电路，所述升压电路包括电感器L、整流二极管D、MOS(Metal-Oxide-Semiconductor，金属-氧化物-半导体)晶体管Q和电容器C，所述电感器L的一端接收输入的直流电压Vin，电感器L的另一端连接到整流二极管D1的正端并连接到MOS晶体管Q的漏极，MOS晶体管Q的栅极由方波信号S驱动，MOS晶体管Q的源极与地电性连接；整流二极管D的负端获得输出电压Vo提供给led灯串，整流二极管D的负端还通过电容器C与地电性连接。

在以上的驱动电路中，方波信号S的占空比(Duty Ratio)为d，则Vo与Vin的关系为：在LED背光源的驱动电路，除了LED灯串所需要的高电压外，往往还需要更多的转换电压，例如驱动芯片工作需要的电压VCC、参考电压VREF等等，而现有的单一升压线路只能得到一个输出电压。

发明内容

鉴于现有技术存在的不足，本发明提供了一种LED背光驱动电路，该驱动电路中包括具有一个输入电压和多个输出电压的升压电路。

为了实现上述目的，本发明采用了如下的技术方案：

一种升压电路，其中，所述升压电路包括一电感器L、一MOS晶体管Q以及n个开关元件Q1～Qn,所述电感器L的第一端接收一输入电压Vin，第二端与所述MOS晶体管Q的漏极连接，所述MOS晶体管Q的源极与地电性连接，栅极由一方波信号S驱动；所述n个开关元件Q1～Qn的第一端分别连接到所述电感器L的第二端，n个开关元件Q1～Qn的第二端分别输出n个输出电压Vo1～Von，n个开关元件Q1～Qn由n个方波信号S1～Sn驱动；

其中，方波信号S的占空比为d，方波信号S1～Sn的占空比为d1～dn；在所述MOS晶体管Q每一周期的截止时间内，所述n个方波信号S1～Sn依次驱动所述n个开关元件Q1～Qn，并且，d1+d2+d3+…+dn＝1-d；

其中，n为大于1的整数。

优选地，所述n个开关元件Q1～Qn均为MOS晶体管，每一MOS晶体管的漏极分别连接到所述电感器L的第二端，源极分别输出n个输出电压Vo1～Von，栅极分别由所述n个方波信号S1～Sn驱动。

优选地，n的取值为2～4。

优选地，n＝2。

一种采用如上所述升压电路的LED背光驱动电路，其中，所述背光驱动电路包括升压电路以及LED负载，所述升压电路包括一电感器L、一MOS晶体管Q以及n个开关元件Q1～Qn,所述电感器L的第一端接收一输入电压Vin，第二端与所述MOS晶体管Q的漏极连接，所述MOS晶体管Q的源极与地电性连接，栅极由一方波信号S驱动；所述n个开关元件Q1～Qn的第一端分别连接到所述电感器L的第二端，n个开关元件Q1～Qn的第二端分别输出n个输出电压Vo1～Von，n个开关元件Q1～Qn由n个方波信号S1～Sn驱动；所述n个输出电压Vo1～Von的其中之一向所述LED负载提供驱动电压，其余输出电压向该背光驱动电路中的其余负载提供驱动电压；

其中，n为大于1的整数。

优选地，所述LED负载为一个LED灯串或两个以上并联的LED灯串，每一LED灯串包括多个串联的LED灯。

本发明的另一方面是提供一种液晶显示器，包括相对设置的液晶面板以及背光模组，由所述背光模组提供显示光源给所述液晶面板，以使所述液晶面板显示图像；所述背光模组采用LED背光源，其中，所述LED背光源采用如前所述的LED背光驱动电路。

本发明提供的LED背光驱动电路中，包括具有一个输入电压和多个输出电压的升压电路，通过使用单一升压线路，即只使用一颗储能元器件电感的情况下，得到两个或者多个输出电压，除了可以向LED灯串提供电压之外，还能向驱动电路中的其他负载提供工作电压，减少了大尺寸储能元器件电感的使用，降低产品的成本。

附图说明

图1是现有的一种用于液晶显示器的LED背光源的驱动电路的电路图。

图2是本发明实施例提供的液晶显示器的结构示意图。

图3是本发明实施例提供的升压电路电路的电路图。

图4是如图3所示的升压电路中各MOS管的驱动信号的波形图。

图5是本发明实施例提供的LED背光驱动电路的电路图。

具体实施方式

下面将对结合附图用实施例对本发明做进一步说明。

如图2所示，本实施例提供了一种液晶显示器，该液晶显示器包括相对设置的液晶面板200以及背光模组100，由所述背光模组100提供显示光源给所述液晶面板200，以使所述液晶面板200显示图像，其中，所述背光模组100采用LED背光源。

其中，LED背光源的驱动电路中包含有升压电路。该升压电路能够将一个输入电压转换为多个输出电压以向驱动电路中的多个负载(例如LED灯串、驱动芯片的工作电压VCC、参考电压VREF等)提供工作电压。

具体地，如图3所示，该升压电路包括一电感器L、一MOS晶体管Q以及n个开关元件Q1～Qn,所述电感器L的第一端接收一输入电压Vin，第二端与所述MOS晶体管Q的漏极连接，所述MOS晶体管Q的源极与地电性连接，栅极由一方波信号S驱动；所述n个开关元件Q1～Qn的第一端分别连接到所述电感器L的第二端，n个开关元件Q1～Qn的第二端分别输出n个输出电压Vo1～Von，n个开关元件Q1～Qn由n个方波信号S1～Sn驱动；其中，n为大于1的整数。

在本实施例中，所述n个开关元件Q1～Qn均为MOS晶体管，每一MOS晶体管的漏极分别连接到所述电感器L的第二端，源极分别输出n个输出电压Vo1～Von，栅极分别由所述n个方波信号S1～Sn驱动。其中，每一MOS晶体管的源极还通过一电容(C1～Cn)与地电性连接。

在如上所述的升压电路中，方波信号S的占空比为d，方波信号S1～Sn的占空比为d1～dn；在所述MOS晶体管Q每一周期的截止时间内，所述n个方波信号S1～Sn依次驱动所述n个开关元件Q1～Qn，并且，d1+d2+d3+…+dn＝1-d。方波信号S、S1～Sn的波形图如图4所示。输出电压Vo1～Von与输入电压Vin的关系为：

Vo 1 = Vin \times \frac{1}{1 - a_{1} d}, Vo 2 = Vin \times \frac{1}{1 - a_{2} d}, . . . . . ., Von = Vin \times \frac{1}{1 - a_{n} d};

1and；其中，

a_{1} = \frac{d 1}{1 - d}, a_{2} = \frac{d 2}{1 - d}, . . . . . ., a_{n} = \frac{dn}{1 - d};

a₁+a₂+…+a_n＝1。

将以上的升压电路应用于LED背光驱动电路时，开关元件的数量n可以根据背光驱动电路需要的工作电压的数量来确定，较佳的数量范围是2～4。如图5所示的本实施例提供的LED背光驱动电路，其中是以开关元件的数量n＝2为例进行具体说明的。

如图5所示,该LED背光驱动电路包括升压电路以及LED负载，升压电路包括一电感器L、一MOS晶体管Q以及2个作为开关元件的MOS晶体管Q1和Q2,电感器L的第一端接收一输入电压Vin，第二端与MOS晶体管Q的漏极连接，MOS晶体管Q的源极与地电性连接，栅极由一方波信号S驱动；MOS晶体管Q1和Q2的漏极分别连接到电感器L的第二端，源极分别输出电压Vo1和Vo2，栅极分别由方波信号S1和S2驱动；并且，MOS晶体管Q1和Q2的源极还通过电容C1和Cn与地电性连接。其中，由MOS晶体管Q1输出的电压Vo1向LED负载提供工作电压，由MOS晶体管Q2输出的电压Vo2向第二负载提供工作电压。

在如上LED背光驱动电路中，方波信号S的占空比为d，方波信号S1和S2的占空比分别为d1和d2；在MOS晶体管Q每一周期的截止时间内，方波信号S1和S2依次驱动MOS晶体管Q1和Q2，并且，d1+d2＝1-d。输出电压Vo1、Vo2与输入电压Vin的关系为：

Vo 1 = Vin \times \frac{1}{1 - a_{1} d},

Vo 2 = Vin \times \frac{1}{1 - a_{2} d};

其中，

a_{1} = \frac{d 1}{1 - d},

a_{2} = \frac{d 2}{1 - d};

a₁+a₂＝1。

在本实施例中，图5中的LED负载只是示出了一串LED灯串(包括串联的多个LED灯)。对于本发明来说，在另外的一些实施例中，LED负载还可以是由并联的多条LED灯串组成。

如上实施例提供的LED背光驱动电路中，包括具有一个输入电压和多个输出电压的升压电路，通过使用单一升压线路，即只使用一颗储能元器件电感的情况下，得到两个或者多个输出电压，除了可以向LED灯串提供电压之外，还能向驱动电路中的其他负载提供工作电压，减少了大尺寸储能元器件电感的使用，降低产品的成本。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅是本申请的具体实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。

Claims

1.一种升压电路，其特征在于，所述升压电路包括一电感器L、一MOS晶体管Q以及n个开关元件Q1～Qn,所述电感器L的第一端接收一输入电压Vin，第二端与所述MOS晶体管Q的漏极连接，所述MOS晶体管Q的源极与地电性连接，栅极由一方波信号S驱动；所述n个开关元件Q1～Qn的第一端分别连接到所述电感器L的第二端，n个开关元件Q1～Qn的第二端分别输出n个输出电压Vo1～Von，n个开关元件Q1～Qn由n个方波信号S1～Sn驱动；

其中，n为大于1的整数。

2.根据权利要求1所述的升压电路，其特征在于，所述n个开关元件Q1～Qn均为MOS晶体管，每一MOS晶体管的漏极分别连接到所述电感器L的第二端，源极分别输出n个输出电压Vo1～Von，栅极分别由所述n个方波信号S1～Sn驱动。

3.根据权利要求1或2所述的升压电路，其特征在于，n的取值为2～4。

4.根据权利要求1或2所述的升压电路，其特征在于，n＝2。

5.一种LED背光驱动电路，其特征在于，所述背光驱动电路包括升压电路以及LED负载，所述升压电路包括一电感器L、一MOS晶体管Q以及n个开关元件Q1～Qn,所述电感器L的第一端接收一输入电压Vin，第二端与所述MOS晶体管Q的漏极连接，所述MOS晶体管Q的源极与地电性连接，栅极由一方波信号S驱动；所述n个开关元件Q1～Qn的第一端分别连接到所述电感器L的第二端，n个开关元件Q1～Qn的第二端分别输出n个输出电压Vo1～Von，n个开关元件Q1～Qn由n个方波信号S1～Sn驱动；所述n个输出电压Vo1～Von的其中之一向所述LED负载提供驱动电压，其余输出电压向该背光驱动电路中的其余负载提供驱动电压；

其中，n为大于1的整数。

6.根据权利要求5所述的LED背光驱动电路，其特征在于，所述n个开关元件Q1～Qn均为MOS晶体管，每一MOS晶体管的漏极分别连接到所述电感器L的第二端，源极分别输出n个输出电压Vo1～Von，栅极分别由所述n个方波信号S1～Sn驱动。

7.根据权利要求5或6所述的LED背光驱动电路，其特征在于，所述LED负载为一个LED灯串或两个以上并联的LED灯串，每一LED灯串包括多个串联的LED灯。

8.根据权利要求7所述的LED背光驱动电路，其特征在于，n的取值为2～4。

9.根据权利要求7所述的LED背光驱动电路，其特征在于，n＝2。

10.一种液晶显示器，包括相对设置的液晶面板以及背光模组，由所述背光模组提供显示光源给所述液晶面板，以使所述液晶面板显示图像；所述背光模组采用LED背光源，其特征在于，所述LED背光源采用如权利要求5-9任一所述的LED背光驱动电路。