CN106782343B - 背光模组及显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种背光模组和显示装置。该背光模组包括：供电电路，供电电路至少包括独立控制的第一变压器与第二变压器；至少一个储能电路；背光源模块，背光源模块至少包括独立控制的第一背光源单元与第二背光源单元。通过上述方式，本发明能有效减少电路中的元器件，从而使得电路结构简单化；另外，本发明通过增加背光源模块中背光源单元的数量，并采用独立控制的第一变压器和第二变压器分别向第一背光源单元和第二背光源单元供电，使得背光源模块的发光强度在安全电流范围内随电流强度的变化范围增大，从而在保障背光源模块寿命的同时有效优化背光源模块的HDR效果。

Description

背光模组及显示装置

技术领域

本发明涉及一种显示技术领域，尤其涉及一种背光模组及显示装置。

背景技术

目前一般采用由交流-直流转换电路和Boost升压电路(开关直流升压电路)组合而成的背光控制电路向LED供电，该背光控制电路通过交流-直流转换电路将交流电压转换为直流电压之后，再利用Boost升压电路中的电感升高电压以向LED供电，增大流经LED的电流，从而增大LED发光强度的变化范围以增强HDR(High-Dynamic Range，高动态范围)效果。

但该背光控制电路存在缺陷：其一，由交流-直流转换电路和Boost升压电路组合而成的背光控制电路涉及的元器件较多，从而导致电路结构复杂；其二，LED的发光强度在一定电流范围内才会随着电流强度的增加而增加，当超过这个范围时，LED的发光强度几乎不会随着电流强度的增加而增加，而继续增大电流容易造成LED损伤，从而影响LED的使用寿命。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种背光模组及显示装置，既能简化电路结构，也能在保障背光源模块寿命的同时优化背光模组的HDR效果。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种背光模组，该背光模组包括：供电电路，供电电路至少包括独立控制的第一变压器与第二变压器，第一变压器及第二变压器的初级线圈的同名端与矩形波信号发生器连接；至少一个储能电路，储能电路的第一端与第一变压器或第二变压器的次级线圈的同名端连接，储能电路的第二端接地，其中，第一变压器或第二变压器为高电平时，第一变压器或第二变压器同时向储能电路供电；背光源模块，背光源模块至少包括独立控制的第一背光源单元与第二背光源单元；其中，在储能电路的第一端与第一变压器连接时，第一背光源单元的输入端与第一变压器的次级线圈的同名端及储能电路的第一端连接，第一变压器为高电平时，第一变压器向第一背光源单元供电，第一变压器为低电平时，第一变压器及储能电路同时向第一背光源单元供电；第二背光源单元的输入端与第二变压器的次级线圈的同名端连接，第二变压器向第二背光源单元供电；在储能电路的第一端与第二变压器连接时，第二背光源单元的输入端与第二变压器的次级线圈的同名端及储能电路的第一端连接，第二变压器为高电平时，第二变压器向第二背光源单元供电，第二变压器为低电平时，第二变压器及储能电路同时向第二背光源单元供电；第一背光源单元的输入端与第一变压器的次级线圈的同名端连接，第一变压器向第一背光源单元供电。

其中，该背光模组进一步包括：控制电路，控制电路包括微控制单元、第一开关管、第二开关管、第三开关管及第四开关管；微控制单元进一步包括第一控制端、第二控制端、第三控制端及第四控制端；其中，第一开关管的漏极与第一变压器的次级线圈的异名端连接，第一开关管的源极接地，第一开关管的栅极与微控制单元的第一控制端连接；第二开关管的漏极与第二变压器的次级线圈的异名端连接，第二开关管的源极接地，第二开关管的栅极与微控制单元的第二控制端连接；第三开关管的漏极与第一背光源单元的输出端连接以稳压，第三开关管的源极接地，第三开关管的栅极与微控制单元的第三控制端连接；第四开关管的漏极与第二背光源单元的输出端连接以稳压，第四开关管的源极接地，第四开关管的栅极与微控制单元的第四控制端连接。

其中，第一开关管及第二开关管通过微控制单元单独控制导通或截止；第三开关管及第四开关管通过微控制单元占空比的调节以稳压。

其中，该背光模组进一步包括：整流二极管，整流二极管的阴极与储能电路的第一端连接，整流二极管的阳极与第一变压器或/和第二变压器的次级线圈的同名端连接，以控制电流的方向。

其中，储能电路包括至少一个电容，电容的第一端与第一变压器或/和第二变压器的次级线圈的同名端连接，电容的第二端接地。

其中，背光模组包括两个储能电路，分别为第一储能电路和第二储能电路；其中，第一储能电路的第一端与第一变压器的次级线圈的同名端连接，第二储能电路的第一端与第二变压器的次级线圈的同名端连接。

其中，在第一储能电路和第二储能电路的第一端分别与第一变压器和第二变压器连接时，第一背光源单元的输入端与第一变压器的次级线圈的同名端及储能电路的第一端连接，第一变压器为高电平时，第一变压器向第一背光源单元供电，第一变压器为低电平时，第一变压器及储能电路同时向第一背光源单元供电；第二背光源单元的输入端与第二变压器的次级线圈的同名端及储能电路的第一端连接，第二变压器为高电平时，第二变压器向第二背光源单元供电，第二变压器为低电平时，第二变压器及储能电路向第二背光源单元供电。

其中，第一变压器与第二变压器的匝数比不同。

其中，背光源模块中的背光源是LED灯源；第一背光源单元及第二背光源单元中的LED灯源的数量不同。

为解决上述技术问题，本实发明采用的另一个技术方案是：提供一种显示装置。该显示装置包括：显示面板、用于为显示面板提供所需光源的背光模组，其中，背光模组为上述任一种的背光模组。

本发明的有益效果是：相比于现有技术中通过交流-直流转换电路和Boost升压电路组合而成的背光控制电路，本发明直接采用由变压器和储能电路向背光源模块供电，能有效减少电路中的元器件，从而使得电路结构简单化；另外，本发明通过增加背光源模块中背光源单元的数量，并采用独立控制的第一变压器和第二变压器分别向第一背光源单元和第二背光源单元供电，使得背光源模块的发光强度在安全电流范围内随电流强度的变化范围增大，从而在保障背光源模块寿命的同时能有效优化背光源模块的HDR效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，进一步可以根据这些附图获得其他的附图。其中：

图1是本发明背光模组第一实施例的电路结构示意图；

图2是本发明背光模组第二实施例的电路结构示意图；

图3是图2的一种具体实施方式的电路示意图；

图4是本发明显示装置一实施例的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，图1是本发明背光模组第一实施例的电路结构示意图。本实施例所揭示的背光模组应用于显示装置，显示装置可以为手机、电脑以及电视等终端的显示装置，但不限于此。

如图1所示，本实施例的背光模组包括：供电电路10、至少一个储能电路11以及背光源模块12。

具体地，本实施例的供电电路10包括独立控制的第一变压器100与第二变压器101。具体地，第一变压器100的初级线圈1000的同名端及第二变压器101的初级线圈1010的同名端与矩形波信号发生器102连接，从而矩形波信号发生器102为第一变压器100及第二变压器101提供矩形波信号；第一变压器100的初级线圈1000的异名端及第二变压器101的初级线圈1010的异名端接地。

第一变压器100与第二变压器101可以是固定式变压器，且其匝数比可以不同，也可以相同。当其匝数比不同时，第一变压器100的输出电压与第二变压器101的输出电压不同，从而可以实现两组不同的矩形波信号对背光源模块12进行混合供电；对应地，当第一变压器100与第二变压器101的匝数比相同时，第一变压器100的输出电压与第二变压器101的输出电压相同。

第一变压器100与第二变压器101也可以是可调压式变压器，或者固定式变压器与可调压式变压器的组合。其中，可调压式变压器可以根据背光源模块12中LED灯源的数量进行匝数比调节，以灵活调控变压器的输出电压，使得背光源模块12的发光强度在安全电流范围内随电流强度的变化范围实现最大化，从而在保障LED灯源的寿命的同时优化HDR效果。

具体地，本实施例的背光源模块12至少包括独立控制的第一背光源单元120与第二背光源单元121。

为方便描述，本实施例以一个储能电路11，且储能电路11的第一端110与第一变压器100的次级线圈1001的同名端连接为例进行说明，但本发明明显不限制储能电路11的数量以及储能电路11与供电电路10的连接关系。

在本实施例中，通过上述连接方式，第一背光源单元120的输入端与第一变压器100的次级线圈101的同名端及储能电路11的第一端110连接，第二背光源单元121的输入端与第二变压器101的次级线圈1011的同名端连接。第二背光源单元121由第二变压器101供电，而第一背光源单元120，在第一变压器100为高电平时，第一变压器100向第一背光源单元120供电，且第一变压器100同时向储能电路11供电，以使得储能电路11能在第一变压器100为低电平时向背光源模块12供电；在第一变压器100为低电平时，第一变压器100及储能电路11同时向第一背光源单元120供电，从而增大背光源模块12的发光强度。

本实施例中变压器、储能电路以及背光源单元的结构、数量、位置及连接关系仅为示例。

在另一实施例中，储能电路11的第一端110也可以与第二变压器101的次级线圈1011的同名端连接，第二背光源单元121的输入端与第二变压器101的次级线圈1011的同名端及储能电路11的第一端110连接，第一背光源单元120的输入端与第一变压器100的次级线圈1001的同名端连接。通过上述连接方式，第一变压器100向第一背光源单元120供电；第二变压器101为高电平时，第二变压器101向第二背光源单元121供电，第二变压器101为低电平时，第二变压器101及储能电路11同时向第二背光源单元供电。

在又一实施例中，背光模组包括两个储能电路11，分别为第一储能电路和第二储能电路，其中，第一储能电路的第一端与第一变压器100的次级线圈1001的同名端连接，第二储能电路的第一端与第二变压器101的次级线圈1011的同名端。第一背光源单元120的输入端与第一变压器100的次级线圈101的同名端及第一储能电路的第一端连接，第二背光源单元121的输入端与第二变压器101的次级线圈1011的同名端及第二储能电路的第一端连接。通过上述连接方式，第一变压器100为高电平时，第一变压器100向第一背光源单元120供电，第一变压器100为低电平时，第一变压器100及第一储能电路同时向第一背光源单元120供电；第二变压器101为高电平时，第二变压器101向第二背光源单元121供电，第二变压器101为低电平时，第二变压器101及第二储能电路同时向第二背光源单元121供电。

可选的，为了进一步简化电路，第一变压器100与第二变压器101可以替换为由一个初级线圈及两个次级线圈组成的变压器。其中，该变压器的两个次级线圈可以是固定式的，也可以是可调式，次级线圈的匝数可以相同，也可以不同。

可选的，供电电路10的变压器也可以包括三个或三个以上独立控制的次级线圈；背光源模块12中也可以包括三个或三个以上独立控制的背光源单元；背光模组也可以包括三个或三个以上的储能电路11，具体可根据需要决定。其中，变压器次级线圈的数量与背光源模块12中背光源单元的数量一一对应。应理解，本发明也可适用于一个变压器的情形。

以上，其电路工作原理与本实施例类似，在此不再赘述。

通过上述方式，相比于现有技术中通过交流-直流转换电路和Boost升压电路组合而成的背光控制电路，本发明直接采用由变压器和储能电路向背光源模块供电，能有效减少电路中的元器件，从而使得电路结构简单化；另外，本发明通过增加背光源模块中背光源单元的数量，并采用独立控制的第一变压器和第二变压器分别向第一背光源单元和第二背光源单元供电，使得背光源模块的发光强度在安全电流范围内随着电流强度的变化范围增大，从而在保障背光源模块寿命的同时有效优化背光源模块的HDR效果。

请参阅图2，图2是本发明背光模组第二实施例的电路结构示意图。本实施例与第一实施例的区别在于，本实施例的背光模组进一步包括整流二极管13以及控制电路14，即本实施例的背光模组包括：供电电路10、储能电路11、背光源模块12、整流二极管13以及控制电路14。

供电电路10、储能电路11、背光源模块12的定义、位置以及连接关系可参考上述实施例中的描述，在此不再赘述。

具体地，整流二极管13的阴极(以下简称N极)与储能电路11的第一端110连接，阳极(以下简称P极)与第一变压器100的次级线圈1001连接，以在第一变压器100为低电平，使得储能电路11的电流只能流向背光源模块12，从而向第一背光源单元120供电，以增大背光源模块12的发光强度，从而优化HDR效果。

在其他实施例中，整流二极管13的P极也可以与第二变压器101的次级线圈1001连接；背光模组可以包括两个或两个以上的整流二极管13，具体可根据需要决定。以上，电路工作原理与本实施例类似，在此不再赘述。

具体地，控制电路14分别连接第一变压器100次级线圈1001的异名端、第二变压器101次级线圈1011的异名端、第一背光源单元120的输出端以及第二背光源单元121的输出端。

通过上述连接方式，控制电路14可以单独控制第一变压器100与第二变压器101的导通或截止。

当控制电路14控制第一变压器100导通/截止，第二变压器101截止/导通时，只有第一背光源单元120/第二背光源单元121被单独点亮，能进一步降低背光源模块12的发光强度，从而增大发光强度的变化范围，优化HDR效果。

当控制电路14控制第一变压器100和第二变压器101都导通时，第一变压器110与第二变压器101分别向第一背光源单元120与第二背光源单元121供电，且在本实施例中，当第一变压器110在低电压时，储能电路11能进一步向第一背光源单元120供电，其背光源模块12的发光强度范围与第一实施例中的背光源模块12的发光强度范围一致。

当控制电路14控制第一变压器100和第二变压器101都截止时，第一背光源单元120与第二背光源单元121没有电压源供电，背光源模块12发光强度为零。

通过上述方式，控制电路能进一步降低背光源模块的发光强度，甚至能使发光强度为零，从而增大背光模组发光强度的变化范围，优化HDR效果。

请参阅图3，图3是图2的一种具体实施方式的电路示意图。本实施例的背光模组包括：供电电路10、储能电路11、背光源模块12、整流二极管13以及控制电路14。其中，供电电路10、储能电路11、背光源模块12、整流二极管13以及控制电路14的定义、位置以及连接关系可参考上述实施例中的描述，在此不再赘述。

具体地，控制电路14包括微控制单元140、第一开关管141、第二开关管142、第三开关管143及第四开关管144。其中，微控制单元140进一步包括第一控制端140a、第二控制端140b、第三控制端140c和第四控制端140d。

第一开关管141的栅极(以下简称为G极)与第一控制端140a连接，第一开关管141的漏极(以下简称D极)与第一变压器100的次级1001线圈的异名端连接，第一开关管141的源极(以下简称S极)接地。第二开关管142的G极与第二控制端140b连接，第二开关管142的D极与第二变压器101的次级线圈1011的异名端连接第二开关管142的S极接地。第三开关管143的G极与第三控制端140c连接，第三开关管143的D极与第一背光源单元120的输出端连接，第三开关管143的S极接地。第四开关管144的G极与第四控制端140d连接，第四开关管144的D极与第二背光源单元121的输出端连接，第四开关管144的S极接地。

通过上述方式，微控制单元140的第一控制端140a与第二控制端140b通过单独控制第一开关管141及第二开关管142的导通或截止，进一步控制第一变压器100及第二变压器101的导通或截止，以提升HDR效果；微控制单元140的第三控制端140c和第四控制端140d通过单独控制第三开关管143及第四开关管144的导通或截止，进一步占调节空比以稳压。

储能电路11包括至少一个电容，为方便描述，本实施例以三个电容为例进行说明，但本发明显然不限制电容的数量。如图3所示，三个电容的第一端组合而成储能电路11的第一端110，第一端110与第一变压器100的次级线圈1001的同名端连接，三个电容的第二端组合而成储能电路11的第二端111，第二端111接地。当第一变压器100为高电压时，电容处于充电状态；当第一变压器100为低电压时，电容处于放电状态，并在整流二极管13的作用下向第一电压源单元120提供电压，以增大背光源模块12的电流，从而增大发光强度，优化HDR效果。

背光源模块12中的背光源可以是LED灯源，但不限于此。第一背光源单元120及第二背光源单元121中的LED灯源的数量可以不同，也可以相同，具体根据实际决定。

请参阅图4，图4是本发明显示装置一实施例的结构示意图。本实施例的显示装置包括：显示面板40、用于为显示面板40提供所需光源的背光模组41。

背光模组41的结构与功能与上述实施例中的背光模组的功能与结构一致，具体可参照上述实施例中的描述，在此不再赘述。

在此基础上，以上为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，例根据各实施例之间技术特征的相互结合，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种背光模组，其特征在于，包括：

供电电路，所述供电电路至少包括独立控制的第一变压器与第二变压器，所述第一变压器及所述第二变压器的初级线圈的同名端与矩形波信号发生器连接；

至少一个储能电路，所述储能电路的第一端与所述第一变压器或所述第二变压器的次级线圈的同名端连接，所述储能电路的第二端接地，其中，当所述第一变压器或所述第二变压器为高电平时，所述第一变压器或所述第二变压器向所述储能电路供电；

背光源模块，所述背光源模块至少包括独立控制的第一背光源单元与第二背光源单元；

其中，在所述储能电路的第一端与所述第一变压器连接时，所述第一背光源单元的输入端与所述第一变压器的次级线圈的同名端及所述储能电路的第一端连接，所述第一变压器为高电平时，所述第一变压器向所述第一背光源单元供电，所述第一变压器为低电平时，所述第一变压器及所述储能电路同时向所述第一背光源单元供电；所述第二背光源单元的输入端与所述第二变压器的次级线圈的同名端连接，所述第二变压器向所述第二背光源单元供电；

在所述储能电路的第一端与所述第二变压器连接时，所述第二背光源单元的输入端与所述第二变压器的次级线圈的同名端及所述储能电路的第一端连接，所述第二变压器为高电平时，所述第二变压器向所述第二背光源单元供电，所述第二变压器为低电平时，所述第二变压器及所述储能电路同时向所述第二背光源单元供电；所述第一背光源单元的输入端与所述第一变压器的次级线圈的同名端连接，所述第一变压器向所述第一背光源单元供电。

2.根据权利要求1所述的背光模组，其特征在于，进一步包括：

控制电路，所述控制电路包括微控制单元、第一开关管、第二开关管、第三开关管及第四开关管；所述微控制单元进一步包括第一控制端、第二控制端、第三控制端及第四控制端；

其中，所述第一开关管的漏极与所述第一变压器的次级线圈的异名端连接，所述第一开关管的源极接地，所述第一开关管的栅极与所述微控制单元的第一控制端连接；所述第二开关管的漏极与所述第二变压器的次级线圈的异名端连接，所述第二开关管的源极接地，所述第二开关管的栅极与所述微控制单元的第二控制端连接；所述第三开关管的漏极与所述第一背光源单元的输出端连接以稳压，所述第三开关管的源极接地，所述第三开关管的栅极与所述微控制单元的第三控制端连接；所述第四开关管的漏极与所述第二背光源单元的输出端连接以稳压，所述第四开关管的源极接地，所述第四开关管的栅极与所述微控制单元的第四控制端连接。

3.根据权利要求2所述的背光模组，其特征在于，

所述第一开关管及所述第二开关管通过所述微控制单元单独控制导通或截止；

所述第三开关管及所述第四开关管通过所述微控制单元占空比的调节以稳压。

4.根据权利要求1所述的背光模组，其特征在于，进一步包括：

整流二极管，所述整流二极管的阴极与所述储能电路的第一端连接，所述整流二极管的阳极与所述第一变压器或/和所述第二变压器的次级线圈的同名端连接，以控制电流的方向。

5.根据权利要求1所述的背光模组，其特征在于，所述储能电路包括至少一个电容，所述电容的第一端与所述第一变压器或/和所述第二变压器的次级线圈的同名端连接，所述电容的第二端接地。

6.根据权利要求1所述的背光模组，其特征在于，

所述背光模组包括两个储能电路，分别为第一储能电路和第二储能电路；

其中，所述第一储能电路的第一端与所述第一变压器的次级线圈的同名端连接，所述第二储能电路的第一端与所述第二变压器的次级线圈的同名端连接。

7.根据权利要求6所述的背光模组，其特征在于，

所述第一背光源单元的输入端与所述第一变压器的次级线圈的同名端及所述储能电路的第一端连接，所述第一变压器为高电平时，所述第一变压器向所述第一背光源单元供电，所述第一变压器为低电平时，所述第一变压器及所述储能电路同时向所述第一背光源单元供电；

所述第二背光源单元的输入端与所述第二变压器的次级线圈的同名端及所述储能电路的第一端连接，所述第二变压器为高电平时，所述第二变压器向所述第二背光源单元供电，所述第二变压器为低电平时，所述第二变压器及所述储能电路向所述第二背光源单元供电。

8.根据权利要求1所述的背光模组，其特征在于，所述第一变压器与所述第二变压器的匝数比不同。

9.根据权利要求1所述的背光模组，其特征在于，

所述背光源模块中的背光源是LED灯源；

所述第一背光源单元及所述第二背光源单元中的所述LED灯源的数量不同。

10.一种显示装置，其特征在于，包括：

显示面板、用于为所述显示面板提供所需光源的背光模组，其中，所述背光模组为权利要求1-9中任一项所述的背光模组。