CN107508461A - 直流电压转换电路及液晶显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种直流电压转换电路及液晶显示装置。该直流电压转换电路包括分压单元、电压转换单元、第一减法器、加法器、第二减法器、及脉冲宽度调制单元，所述脉冲宽度调制单元用于当第二减法器输出端输出的电压小于或大于一预设电压差值时对应调整其输出的脉冲信号的占空比，使输出电压及反馈电压增大或减小直至第二减法器输出端输出的电压等于预设电压差值，从而在直流电压转换电路输出的电流增大时提高其输出电压，输出的电流减小时降低其输出电压，能够保证与其连接的用电元件接收到的电压保持一致，提升产品的品质。

Description

直流电压转换电路及液晶显示装置
技术领域
本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种直流电压转换电路及液晶显示装置。
背景技术
随着显示技术的发展，液晶显示装置(Liquid Crystal Display，LCD)等平面显示装置因具有高画质、省电、机身薄及应用范围广等优点，而被广泛地应用于手机、电视、个人数字助理、数字相机、笔记本电脑、台式计算机等各种消费性电子产品，成为显示装置中的主流。
现有市场上的液晶显示装置大部分为背光型液晶显示装置，其包括液晶显示面板、背光模组(backlight module)及电路板。液晶显示面板的工作原理是在薄膜晶体管阵列基板(Thin Film Transistor Array Substrate，TFT Array Substrate)与彩色滤光片基板(Color Filter Substrate，CF Substrate)之间灌入液晶分子，并在两片基板上施加驱动电压来控制液晶分子的旋转方向，以将背光模组的光线折射出来产生画面。
液晶显示装置的电路板中通常包括直流电压转换电路，用于将输入电压进行升压或降压后将输出电压输出至用电元件当中。请参阅图1，为现有的一种降压式(Buck)直流电压转换电路，包括第一电阻R10、第二电阻R20、第三电阻R30、第一场效应管Q10、第一电感L10、第一二极管D10、及脉冲宽度调制芯片(PWM IC)100’，其中，所述第一电阻R10的第一端接入输入电压Vin，第二端电性连接第一场效应管Q10的漏极；第一场效应管Q10的栅极电性连接PWM IC100’的输出端，源极电性连接第一电感L10的第一端；第一电感L10的第二端输出输出电压Vout；第一二极管D10的阴极电性连接第一电感L10的第一端，阳极接地；所述第二电阻R20的第一端电性连接第一电感L10的第二端，第二端电性连接第三电阻R30的第一端并输出反馈电压VFB；第三电阻R30的第二端接地；PWM IC100’的输入端接入反馈电压VFB，将反馈电压VFB与一参考(Reference)电压进行比较，且当反馈电压VFB大于参考电压时减小其输出的脉冲信号PWM的占空比使输出电压Vout减小，当反馈电压VFB小于参考电压时增大其输出的脉冲信号PWM的占空比使输出电压Vout增大，从而对输出电压Vout进行控制。
目前，TFT-LCD的尺寸有日渐增大的趋势，每个直流电压转换电路中的电流越来越大，而随着降低成本需要的增加，每个直流电压转换电路至与其对应的用电元件之间的走线长度，由于印刷电路板的板宽所限，直流电压转换电路与其对应的用电元件之间的走线的宽度有限，这会使走线具有较大的电阻，而在电流很大的情况下，直流转换电路的输出电压在走线处会产生较大的电压降，使用电元件接收到的电压无法满足需求，例如，若直流电压转换电路的输出电压为1.8V，走线的阻抗为0.5Ω，电流为0.5A，则实际输入用电元件的电压仅为1.55V，无法满足需求。如果直接将输入电压设高，在电流很小时，会使输入用电元件的电压过大超出其电压上限。
发明内容
本发明的目的在于提供一种直流电压转换电路，能够保证其输出不同的电流时与其连接的用电元件接收到的电压保持一致，提升产品的品质。
本发明的另一目的在于提供一种液晶显示装置，能够保证与直流电压转换电路连接的用电元件接收到的电压保持一致，产品品质高。
为实现上述目的，本发明首先提供一种直流电压转换电路，包括分压单元、电压转换单元、第一减法器、加法器、第二减法器、及脉冲宽度调制单元；
所述分压单元的输入端接入输入电压，输出端电性连接电压转换单元的输入端，所述电压转换单元的第一输出端输出输出电压，第二输出端输出反馈电压；或者，
所述电压转换单元的输入端接入输入电压，第一输出端电性连接分压单元的输入端，第二输出端输出反馈电压，所述分压单元的输出端输出输出电压；
所述第一减法器的同相输入端及反相输入端分别电性连接分压单元的输入端及输出端，输出端电性连接加法器的同相输入端；所述加法器的反相输入端接入第一参考电压，输出端电性连接第二减法器的反相输入端；第二减法器的同相输入端接入反馈电压，输出端电性连接脉冲宽度调制单元的输入端；
所述脉冲宽度调制单元的输出端电性连接电压转换单元的控制端；
所述脉冲宽度调制单元用于当第二减法器输出端输出的电压小于或大于一预设电压差值时对应调整其输出的脉冲信号的占空比，使输出电压及反馈电压增大或减小直至第二减法器输出端输出的电压等于预设电压差值。
所述分压单元为第一电阻，所述第一电阻的第一端为分压单元的输入端，第二端为分压单元的输出端。
所述电压转换单元包括：开关元件、电感、第二电阻、第三电阻、及二极管；
所述开关元件的输入端为电压转换单元的输入端，控制端为电压转换单元的控制端，输出端电性连接电感的第一端；所述电感的第二端为电压转换单元的第一输出端；所述二极管的阴极电性连接电感的第一端，阳极接地；所述第二电阻的第一端电性连接电感的第二端，第二端为电压转换单元的第二输出端并电性连接第三电阻的第一端；第三电阻的第二端接地。
所述开关单元为一场效应管，所述场效应管的栅极为开关单元的控制端，漏极为开关单元的输入端，源极为开关单元的输出端。
可选地，所述场效应管为N型场效应管。
当第二减法器输出端输出的电压小于预设电压差值时，脉冲宽度调制单元对应增大其输出端输出的脉冲信号的占空比，控制电压转换单元输出端输出的电压及反馈电压增大直至第二减法器输出端输出的电压等于预设电压差值；
当第二减法器输出端输出的电压大于预设电压差值时，脉冲宽度调制单元对应减小其输出端输出的脉冲信号的占空比，控制电压转换单元输出端输出的电压及反馈电压减小直至第二减法器输出端输出的电压等于预设电压差值。
可选地，所述场效应管为P型场效应管。
当第二减法器输出端输出的电压小于预设电压差值时，脉冲宽度调制单元对应减小其输出端输出的脉冲信号的占空比，控制电压转换单元输出端输出的电压及反馈电压增大直至第二减法器输出端输出的电压等于预设电压差值；
当第二减法器输出端输出的电压大于预设电压差值时，脉冲宽度调制单元对应增大其输出端输出的脉冲信号的占空比，控制电压转换单元输出端输出的电压及反馈电压减小直至第二减法器输出端输出的电压等于预设电压差值。
本发明还提供一种液晶显示装置，包括上述的直流电压转换电路。
本发明的有益效果：本发明提供的一种直流电压转换电路，包括分压单元、电压转换单元、第一减法器、加法器、第二减法器、及脉冲宽度调制单元，所述脉冲宽度调制单元用于当第二减法器输出端输出的电压小于或大于一预设电压差值时对应调整其输出的脉冲信号的占空比，使输出电压及反馈电压增大或减小直至第二减法器输出端输出的电压等于预设电压差值，从而在直流电压转换电路输出的电流增大时提高其输出电压，输出的电流减小时降低其输出电压，能够保证与其连接的用电元件接收到的电压保持一致，提升产品的品质。本发明提供的一种液晶显示装置，包括上述的直流电压转换电路，能够保证与直流电压转换电路连接的用电元件接收到的电压保持一致，产品的品质好。
附图说明
为了能更进一步了解本发明的特征以及技术内容，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，然而附图仅提供参考与说明用，并非用来对本发明加以限制。
附图中，
图1为现有的一种降压式直流电压转换电路的电路图；
图2为本发明的直流电压转换电路的第一实施例的电路图；
图3为本发明的直流电压转换电路的第二实施例的电路图。
具体实施方式
为更进一步阐述本发明所采取的技术手段及其效果，以下结合本发明的优选实施例及其附图进行详细描述。
本发明提供一种直流电压转换电路，请参阅图2，为本发明的直流电压转换电路的第一实施例的电路图，所述直流电压转换电路包括分压单元100、电压转换单元200、第一减法器310、加法器320、第二减法器330、及脉冲宽度调制单元400；
在该实施例中，所述分压单元100的输入端接入输入电压Vin，输出端电性连接电压转换单元200的输入端，所述电压转换单元200的第一输出端输出输出电压Vout，第二输出端输出反馈电压VFB；
所述第一减法器310的同相输入端及反相输入端分别电性连接分压单元100的输入端及输出端，输出端电性连接加法器320的同相输入端；所述加法器320的反相输入端接入第一参考电压Vref，输出端电性连接第二减法器330的反相输入端；第二减法器330的同相输入端接入反馈电压VFB，输出端电性连接脉冲宽度调制单元400的输入端；
所述脉冲宽度调制单元400的输出端电性连接电压转换单元200的控制端；
所述脉冲宽度调制单元400用于当第二减法器330输出端输出的电压小于或大于一预设电压差值时对应调整其输出的脉冲信号PWM的占空比，使输出电压Vout及反馈电压VFB增大或减小直至第二减法器330输出端输出的电压等于预设电压差值。
具体地，在该实施例中，所述分压单元100为第一电阻R1，所述第一电阻R1的第一端为分压单元100的输入端，第二端为分压单元100的输出端。当然，所述分压单元100也可根据具体的产品需求采用多个电阻并联、串联的结构，或采用其他具有分压功能的元件，这并不会影响本发明的实现。
具体地，所述电压转换单元200包括：开关元件210、电感L1、第二电阻R2、第三电阻R3、及二极管D1；
所述开关元件210的输入端为电压转换单元200的输入端，控制端为电压转换单元200的控制端，输出端电性连接电感L1的第一端；所述电感L1的第二端为电压转换单元200的第一输出端；所述二极管D1的阴极电性连接电感L1的第一端，阳极接地；所述第二电阻R2的第一端电性连接电感L1的第二端，第二端为电压转换单元200的第二输出端并电性连接第三电阻R3的第一端；第三电阻R3的第二端接地。
需要说明的是，所述直流电压转换电路的输出电压Vout经走线输入用电元件，由于第一减法器310的同相和反相输入端分别电性连接分压单元100的输入端和输出端，第一减法器310的输出端输出的电压即为分压单元100两端的电压差，而加法器320的反相输入端接入第一参考电压Vref，同相输入端接入第一减法器310输出端输出的电压，加法器320的输出端输出的电压即为第一参考电压Vref与分压单元100两端的电压差的和，第二减法器330的同相输入端接入反馈电压VFB，反相输入端接入加法器320输出端输出的电压，其输出端输出的电压即为反馈电压VFB减去第一参考电压Vref与分压单元100两端的电压差的和，当所述直流电压转换电路输出的电流增大，此时流过分压单元100的电流增大，会使分压单元100两端的电压差增加，也即第一减法器310输出端输出的电压对应增大，对应地第一参考电压Vref与分压单元100两端的电压差的和增大，也即加法器320输出端输出的电压对应增大，反馈电压VFB减去第一参考电压Vref与分压单元100两端的电压差的和减小，也即第二减法器330输出端输出的电压减小，使第二减法器330输出端输出的电压小于预设电压差值，此时脉冲宽度调制单元400根据第二减法器330输出端输出的电压小于预设电压值，对其输出端输出的脉冲信号PWM的占空比进行调整，控制电压转换单元200输出端输出的电压对应增大，能够补偿直流电压转换电路输出的电流增大时，直流电压转换电路输出的输出电压Vout在经走线输入用电元件时在走线上的电压降，保证输入至用电元件的电压满足用电元件的需求电压，同时由于电压转换单元200输出端输出的电压增大，反馈电压VFB也对应增大，使第二减法器330输出端输出的电压逐渐变为预设电压差值，此时脉冲宽度调整单元400控制其脉冲信号PWM的占空比保持不变；当所述直流电压转换电路输出的电流减小，流过分压单元100的电流减小，会使分压单元100两端的电压差减小，也即第一减法器310输出端输出的电压对应减小，对应的第一参考电压Vref与分压单元100两端的电压差的和减小，也即加法器320输出端输出的电压对应减小，反馈电压VFB与第一参考电压Vref与分压单元100两端的电压差的差值增大，也即第二减法器330输出端输出的电压增大，大于预设电压差值，此时脉冲宽度调制单元400根据第二减法器330输出端输出的电压大于预设的电压差值，对其输出端输出的脉冲信号PWM的占空比进行调整，控制电压转换单元200输出端输出的电压对应减小，能够防止直流电压转换电路输出的输出电压Vout经走线输入用电元件后电压值大于用电元件的需求电压而使用电元件烧坏，同时由于电压转换单元200输出端输出的电压减小，反馈电压VFB也对应减小，使第二减法器330输出端输出的电压逐渐变为预设电压差值，此时脉冲宽度调整单元400控制其脉冲信号PWM的占空比保持不变。
具体地，所述开关单元210为一场效应管Q1，所述场效应管Q1的栅极为开关单元210的控制端，漏极为开关单元210的输入端，源极为开关单元210的输出端。当然，所述开关单元210也可采用薄膜晶体管等其他元件。
进一步地，在本实施例中，所述场效应管Q1为N型场效应管。对应地，当第二减法器330输出端输出的电压小于预设电压差值时，脉冲宽度调制单元400对应增大其输出端输出的脉冲信号PWM的占空比，控制电压转换单元200输出端输出的电压及反馈电压VFB增大直至第二减法器330输出端输出的电压等于预设电压差值；当第二减法器330输出端输出的电压大于预设电压差值时，脉冲宽度调制单元400对应减小其输出端输出的脉冲信号PWM的占空比，控制电压转换单元200输出端输出的电压及反馈电压VFB减小直至第二减法器330输出端输出的电压等于预设电压差值。
当然，在本发明的其他实施例中，所述场效应管Q1也可选择为P型场效应管。对应地，当第二减法器330输出端输出的电压小于预设电压差值时，脉冲宽度调制单元400对应减小其输出端输出的脉冲信号PWM的占空比，控制电压转换单元200输出端输出的电压及反馈电压VFB增大直至第二减法器330输出端输出的电压等于预设电压差值；当第二减法器330输出端输出的电压大于预设电压差值时，脉冲宽度调制单元400对应增大其输出端输出的脉冲信号PWM的占空比，控制电压转换单元200输出端输出的电压及反馈电压VFB减小直至第二减法器330输出端输出的电压等于预设电压差值。
请参阅图3，为本发明的直流电压转换电路的第二实施例的电路图，该实施例与第一实施例的区别在于，所述电压转换单元200的输入端接入输入电压Vin，第一输出端电性连接分压单元100的输入端，第二输出端输出反馈电压VFB，所述分压单元100的输出端输出输出电压Vout，其余均与第一实施例相同，在此不再进行赘述。在该第二实施例中，将分压单元100的输入端与电压转换单元200的第一输出端电性连接，并使分压单元100的输出端输出输出电压Vout，使在该直流电压转换电路输出的电流增大或减小时，流过分压单元100的电流对应增大或减小，第一减法器310输出端输出的电压对应增大或减小，加法器320输出端输出的电压对应增大或减小，使第二减法器330输出端输出的电压对应减小或增大从而小于或大于一预设电压差值，脉冲宽度调制单元400根据第二减法器330输出端输出的电压小于或大于一预设电压差值对应调整其输出端输出的脉冲信号PWM的占空比，对应控制电压转换单元200输出端输出的电压及反馈电压VFB增大或直至第二减法器330输出端输出的电压等于预设的电压值，同样能够保证与该直流电压转换电路连接的用电元件接收到的电压保持一致。
基于同一发明构思，本发明还提供一种液晶显示装置，包括上述的直流电压转换电路，能够保证与直流电压转换电路连接的用电元件接收到的电压保持一致，产品的品质好。在此不再对直流电压转换电路进行重复性描述。
综上所述，本发明的直流电压转换电路，包括分压单元、电压转换单元、第一减法器、加法器、第二减法器、及脉冲宽度调制单元，所述脉冲宽度调制单元用于当第二减法器输出端输出的电压小于或大于一预设电压差值时对应调整其输出的脉冲信号的占空比，使输出电压及反馈电压增大或减小直至第二减法器输出端输出的电压等于预设电压差值，从而在直流电压转换电路输出的电流增大时提高其输出电压，输出的电流减小时降低其输出电压，能够保证与其连接的用电元件接收到的电压保持一致，提升产品的品质。本发明的液晶显示装置，包括上述的直流电压转换电路，能够保证与直流电压转换电路连接的用电元件接收到的电压保持一致，产品的品质好。
以上所述，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案和技术构思作出其他各种相应的改变和变形，而所有这些改变和变形都应属于本发明后附的权利要求的保护范围。

Claims (9)

1.一种直流电压转换电路，其特征在于，包括分压单元(100)、电压转换单元(200)、第一减法器(310)、加法器(320)、第二减法器(330)、及脉冲宽度调制单元(400)；
所述分压单元(100)的输入端接入输入电压(Vin)，输出端电性连接电压转换单元(200)的输入端，所述电压转换单元(200)的第一输出端输出输出电压(Vout)，第二输出端输出反馈电压(VFB)；或者，
所述电压转换单元(200)的输入端接入输入电压(Vin)，第一输出端电性连接分压单元(100)的输入端，第二输出端输出反馈电压(VFB)，所述分压单元(100)的输出端输出输出电压(Vout)；
所述第一减法器(310)的同相输入端及反相输入端分别电性连接分压单元(100)的输入端及输出端，输出端电性连接加法器(320)的同相输入端；所述加法器(320)的反相输入端接入第一参考电压(Vref)，输出端电性连接第二减法器(330)的反相输入端；第二减法器(330)的同相输入端接入反馈电压(VFB)，输出端电性连接脉冲宽度调制单元(400)的输入端；
所述脉冲宽度调制单元(400)的输出端电性连接电压转换单元(200)的控制端；
所述脉冲宽度调制单元(400)用于当第二减法器(330)输出端输出的电压小于或大于一预设电压差值时对应调整其输出的脉冲信号(PWM)的占空比，使输出电压(Vout)及反馈电压(VFB)增大或减小直至第二减法器(330)输出端输出的电压等于预设电压差值。
2.如权利要求1所述的直流电压转换电路，其特征在于，所述分压单元(100)为第一电阻(R1)，所述第一电阻(R1)的第一端为分压单元(100)的输入端，第二端为分压单元(100)的输出端。
3.如权利要求1所述的直流电压转换电路，其特征在于，所述电压转换单元(200)包括：开关元件(210)、电感(L1)、第二电阻(R2)、第三电阻(R3)、及二极管(D1)；
所述开关元件(210)的输入端为电压转换单元(200)的输入端，控制端为电压转换单元(200)的控制端，输出端电性连接电感(L1)的第一端；所述电感(L1)的第二端为电压转换单元(200)的第一输出端；所述二极管(D1)的阴极电性连接电感(L1)的第一端，阳极接地；所述第二电阻(R2)的第一端电性连接电感(L1)的第二端，第二端为电压转换单元(200)的第二输出端并电性连接第三电阻(R3)的第一端；第三电阻(R3)的第二端接地。
4.如权利要求3所述的直流电压转换电路，其特征在于，所述开关单元(210)为一场效应管(Q1)，所述场效应管(Q1)的栅极为开关单元(210)的控制端，漏极为开关单元(210)的输入端，源极为开关单元(210)的输出端。
5.如权利要求4所述的直流电压转换电路，其特征在于，所述场效应管(Q1)为N型场效应管。
6.如权利要求5所述的直流电压转换电路，其特征在于，当第二减法器(330)输出端输出的电压小于预设电压差值时，脉冲宽度调制单元(400)对应增大其输出端输出的脉冲信号(PWM)的占空比，控制电压转换单元(200)输出端输出的电压及反馈电压(VFB)增大直至第二减法器(330)输出端输出的电压等于预设电压差值；
当第二减法器(330)输出端输出的电压大于预设电压差值时，脉冲宽度调制单元(400)对应减小其输出端输出的脉冲信号(PWM)的占空比，控制电压转换单元(200)输出端输出的电压及反馈电压(VFB)减小直至第二减法器(330)输出端输出的电压等于预设电压差值。
7.如权利要求4所述的直流电压转换电路，其特征在于，所述场效应管(Q1)为P型场效应管。
8.如权利要求7所述的直流电压转换电路，其特征在于，当第二减法器(330)输出端输出的电压小于预设电压差值时，脉冲宽度调制单元(400)对应减小其输出端输出的脉冲信号(PWM)的占空比，控制电压转换单元(200)输出端输出的电压及反馈电压(VFB)增大直至第二减法器(330)输出端输出的电压等于预设电压差值；
当第二减法器(330)输出端输出的电压大于预设电压差值时，脉冲宽度调制单元(400)对应增大其输出端输出的脉冲信号(PWM)的占空比，控制电压转换单元(200)输出端输出的电压及反馈电压(VFB)减小直至第二减法器(330)输出端输出的电压等于预设电压差值。
9.一种液晶显示装置，其特征在于，包括如权利要求1-8任一项所述的直流电压转换电路。
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