CN114038431B - 背光驱动电路和显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及显示技术领域，公开了一种背光驱动电路和显示装置，该显示装置包括该背光驱动电路，该背光驱动电路设置控制单元比较背光板的工作电流与设定电流，在工作电流小于设定电流时，控制采样电压与电源模块输出的背光驱动电压的比值降低，进而可通过电源模块的反馈输出回路提高电源模块输出的背光驱动电压，提高对背光板的驱动能力，提高背光板的工作电流至设定值，调节使背光亮度与理想设定值一致，提高显示效果。

Description

背光驱动电路和显示装置
技术领域
本发明涉及显示技术领域，具体地，涉及背光驱动电路和显示装置。
背景技术
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及背光板。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 ArraySubstrate，TFT Array Substrate)与彩色滤光片基板(Color Filter，CF)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。
由于发光二极管(Light-Emitting Diode，简称LED)背光电路具有轻薄、功耗低、发光效率高、色彩表现力强等优点，目前LED背光电路已经成为背光技术发展的一个新趋势，液晶显示器(Liquid Crystal Display，简称LCD)等显示装置的背光电路也越来越多地选取LED背光电路。
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，参照图1，在具有扫描式区域调光(Local dimming)功能的背光模组100中，其背光板110包括多个发光区域，各发光区域通过对应控制开关(Scan1-1至Scanm-1)控制发光二极管驱动电压输入端(Vled1-1至Vledm-1)与对应的背光驱动电压(Vout1至Voutm)的接收，控制各发光区域的发光亮度，背光驱动电路设置在集成电路板120上，对应集成电路板120上引出多条走线，用于传输背光驱动电压至背光板110。
同时，背光板110需求较薄的厚度，即背光板110的层数受限，进而使得背光板110上的走线集成设置在同一层结构空间，不利于走线的绕线等长设计，使得多个发光区域的驱动电压传输走线的长度随发光区域与集成电路板120的距离而增长，距离越远，其阻抗带来的损耗越大，对应发光区域的驱动电压越小，工作电流越小，使其实际发光亮度小于理想设计值，实际的显示亮度不足，影响显示效果。
发明内容
鉴于上述问题，本发明的目的在于提供一种背光驱动电路和显示装置，从而实现根据背光板的实际工作电流的反馈，调节输出的背光驱动电压，将实际背光亮度补偿至理想设计值，提高显示效果。
根据本发明的一方面，提供一种背光驱动电路，包括：
电源模块，用于提供背光驱动电压，并根据采样电路对所述背光驱动电压采样获得的采样电压，调节所述背光驱动电压的大小；
控制单元，所述控制单元包括：
电流设定模块，用于提供设定电流；
电流侦测模块，用于侦测获得背光板的工作电流；
比较模块，用于比较所述工作电流与所述设定电流的大小，
在所述工作电流小于设定电流时，所述控制单元根据所述比较模块的比较结果，降低所述采样电压与所述背光驱动电压的比值。
可选地，所述采样电路包括依次串联耦接在所述电源模块的背光驱动电压输出端与地之间的第一电阻器和第二电阻器，且在所述第一电阻器和所述第二电阻器的中间节点提供所述采样电压，其中，
所述第一电阻器和所述第二电阻器的至少一个为可变电阻器，所述控制单元通过控制所述可变电阻器的阻值调节所述采样电压与所述背光驱动电压的比值，
可选地，所述采样电路包括依次串联耦接在所述电源模块的背光驱动电压输出端与地之间的第一电阻器和第二电阻器，且在所述第一电阻器和所述第二电阻器的中间节点提供所述采样电压，其中，
所述背光驱动电路还包括第三电阻器，所述第三电阻器连接于所述背光驱动电压输出端与所述第一电阻器之间或者所述第二电阻器与地之间，且所述第三电阻器为可变电阻器，所述控制单元通过控制所述可变电阻器的阻值调节所述采样电压与所述背光驱动电压的比值。
可选地，所述采样电路包括依次串联耦接在所述电源模块的背光驱动电压输出端与地之间的第一电阻器和第二电阻器，且在所述第一电阻器和所述第二电阻器的中间节点提供所述采样电压；
所述背光驱动电路还包括一电流源，所述电流源连接在所述第一电阻器与所述第二电阻的中间接地与地之间，所述控制单元通过控制所述电流源的输出电流调节所述采样电压与所述背光驱动电压的比值。
可选地，所述电流源为数控恒流源。
可选地，所述电流侦测模块包括：
第四电阻器，用于接收所述工作电流；
差分放大器，用于根据所述第四电阻器上的电压差测量所述工作电流。
可选地，所述比较模块为数字比较模块；
所述电流侦测模块还包括模数转换器，所述模数转换器根据所述差分放大器的输出信号转换获得所述工作电流的数字电流值。
可选地，在所述工作电流大于设定电流时，提高所述采样电压与所述背光驱动电压的比值。
可选地，所述电源模块包括多个反馈输出回路，用于分别控制所述背光板的多个发光区域的发光亮度；
所述控制单元为多个，并与所述多个反馈输出回路一一对应，用于分别控制所述多个反馈输出回路的每一个的输出。
根据本发明的另一方面，提供一种显示装置，包括：
根据本发明提供的背光驱动电路。
本发明提供的背光驱动电路设置控制单元比较工作电流与设定电流，在工作电流小于设定电流时，控制降低采样电压与背光驱动电压的比值，以通过电源模块的反馈输出回路提高其输出的背光驱动电压，进而提高背光板的发光亮度，以抵消走线阻抗对背光驱动电压的损耗，使实际发光亮度与设定亮度一致，提高背光驱动电路对背光板的驱动效果，降低走线的阻抗对传输至背光板的背光驱动电压的损耗影响。
本发明提供的显示装置包括本发明提供的背光驱动电路，可实时调节背光板的驱动电压，进而实时调控其工作电流，以保障实际的工作电流与设定电流一致，进而保障实际的背光亮度与设计值一致，保障显示效果。
附图说明
通过以下参照附图对本发明实施例的描述，本发明的上述以及其他目的、特征和优点将更为清楚，在附图中：
图1示出了根据现有技术的显示装置的部分结构示意图；
图2示出了根据现有技术的显示装置的背光驱动电路的结构示意图；
图3示出了根据本发明实施例的背光驱动电路的结构示意图；
图4示出了根据本发明实施例的背光驱动电路的电流侦测模块的结构示意图；
图5示出了根据本发明实施例的背光驱动电路的工作流程示意图；
图6示出了根据本发明另一实施例的背光驱动电路的结构示意图。
在附图中，包括背光模组100、背光板110、集成电路板120、发光区域111、驱动单元122、电源模块121、控制单元123、电流设定模块31、电流侦测模块32、比较模块33、电阻调节模块34、加载组件321、模数转换器322、第一电阻器R1、第二电阻器R2、第三电阻器R3、第四电阻器R4，差分放大器U1。
具体实施方式
以下将参照附图更详细地描述本发明的各种实施例。在各个附图中，相同的元件采用相同或类似的附图标记来表示。为了清楚起见，附图中的各个部分没有按比例绘制。
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。
图2示出了根据现有技术的显示装置的背光驱动电路的结构示意图，参照图2，以背光板110的一个发光区域111为例，该发光区域111的发光二极管串的阳极互连，接收背光驱动电压Vout，各发光二极管串的阴极分别连接至驱动单元122的对应电流驱动端口。
背光驱动电路包括电源模块121和驱动单元122，第一电阻器R1和第二电阻器R2串联耦接在电源模块121的背光驱动电压输出端与地之间，第一电阻器R1和第二电阻器R2构成采样电路，对电源模块121输出的背光驱动电压Vout进行采样，在第一电阻器R1和第二电阻器R2的中间节点提供采样获得的采样电压，电源模块121的反馈信号输入端FB接收该采样电压，以根据该采样电压的值调节输出的背光驱动电压Vout，使背光驱动电压Vout稳定在预设值，保障对发光区域111的发光二级管的驱动的可靠性。
驱动单元122中设置有第三电阻器R3，该第三电阻器R3串联在第二电阻器R2与地之间，该第三电阻器R3为可变电阻器，通过调节第三电阻器R3的阻值，可调节第一电阻器R1和第二电阻器R2的中间节点提供的采样电压与背光驱动电压Vout的比值，再通过电源模块121内部的反馈输出回路调节输出的背光驱动电压Vout，以根据电源模块121与对应发光区域的走线长度适应性调节输出的背光驱动电压Vout，但该第三电阻器R3的可调范围较小，且事先调节，灵活性差，实际的调节效果不如预期。
其中，电源模块121内部的反馈输出回路根据采样电压与预设的参考电压的比较调节输出的背光驱动电压Vout，当采样电压与背光驱动电压Vout的比值变化时(背光驱动电压Vout的输出波动)，采样电压的值发生变化，通过反馈输出回路的调节，调节输出的背光驱动电压Vout的值，调节后的背光驱动电压Vout再通过采样电路采样后，获得的采样电压的值与预设的参考电压一致(一致时不再调节输出)，即电源模块121通过对输出的背光驱动电压Vout的采样和内部的控制，可使其接收的采样电压维持为定值。其具体的逻辑例如：当接收的采样电压小于参考电压时，提高输出，使接收的采样电压提升，直至与参考电压一致，对应提供的背光驱动电压Vout提高了；当接收的采样电压大于参考电压时，降低输出，使接收的采样电压降低，直至与参考电压一致，对应提供的背光驱动电压Vout降低了。
调节采样电路，使采样电压与背光驱动电压Vout的比值变化，对应使电源模块121接收到的采样电压发生变化，再通过电源模块121调节输出的背光驱动电压Vout，调节后的采样电路提供的采样电压对应变化，直至电源模块121结构的采样电压与参考电压一致，并维持最终输出的背光驱动电压Vout，实现通过调节采样电压与背光驱动电压Vout的比值，调节背光驱动电压Vout。
即在本实施例中，电源模块121与采样电路(第一电阻器器R1、第二电阻器R2和第三电阻器R3)构成一个系统，该系统满足Vout/VFB＝(R1+R2+R3)/(R2+R3)，VFB为采样电压，采样电压受系统控制维持的定值，当第三电阻器R3的阻值变化时，背光驱动电压Vout跟随对应变化，通过调节第三电阻器R3的阻值即可实现背光驱动电压Vout的调节。
图3示出了根据本发明实施例的背光驱动电路的结构示意图，参照图3，本实施例的背光驱动电路还包括控制单元123，控制单元123在其工作电流接收端接收对应的发光区域的工作电流Iout，根据该工作电流Iout与设定电流的比较调节第三电阻器R3的阻值，以根据实际的走线阻抗损耗状态调节对应的背光驱动电压Vout。且可实时调整，在线路老化导致走线阻抗变化的情况下可保障对应的发光区域的实际发光亮度达到预期，提高应用本实施例的背光驱动电路的背光模组和显示装置的使用寿命。
在本实施例中，控制单元123包括电流设定模块31、电流侦测模块32、比较模块33、电阻调节模块34。
电流设定模块31用于提供设定电流至比较模块，电流侦测模块32用于侦测背光板110的对应发光区域的工作电流Iout，并将侦测获得的工作电流Iout的值提供至比较模块33，比较模块33将工作电流与设定电流进行比较，提供相应的控制信号至电阻调节模块34，通过电阻调节模组34调节第三电阻器R3的阻值，进而调节参考电压与背光驱动电压Vout的比值，再通过电源模块121的反馈输出回路调节背光驱动电压Vout的值。
其中，在工作电流Iout小于设定电流时，降低第三电阻器R3的阻值，降低采样电压与背光驱动电压Vout的比值，采样电压降低，电源模块121的反馈输出回路调节提高背光驱动电压Vout的输出，使工作电流Iout达到设定电流，即将对应发光区域111的实际发光亮度调节至理想设计值。
在本实施例中，第一电阻器R1和第二电阻器R2的阻值为定值，通过在第二电阻器R2与地之间串联为可变电阻器的第三电阻器R3实现采样电压与背光驱动电压Vout的比值的调节，在一可选实施例中，第三电阻器R3串联在采样点至背光驱动电压Vout的接入点之间，即让采样点两端的至少一路的电阻值可调即可，在一可选实施例中，第一电阻器R1和第二电阻器R2的至少一个为可变电阻器。
一个发光区域111对应一个电源模块121(或电源模块121的一个反馈输出回路)、一个驱动单元122和一个控制单元123，对应多个发光区域的背光驱动电路，其各单元、模块的数量同步增加，并一一对应连接，在此不再详述。
其中，考虑到走线阻抗一般是损耗背光驱动电压Vout，一般理想设计值按照低损耗设计，本实施例以提高背光驱动电压Vout的输出的控制为主，对于需要降低背光驱动电压Vout的输出的控制方式类似，其在所述工作电流大于设定电流时，提高所述采样电压与所述背光驱动电压的比值，具体控制在此不再赘述。
图4示出了根据本发明实施例的背光驱动电路的电流侦测模块的结构示意图，参照图4，本实施例的电流侦测模块32包括第四电阻器R4、加载组件321、差分放大器U1和模数转换器322。
加载组件321例如包括电阻器，避免第四电阻器R4短路对系统的损伤，或包括正向串联至地的二极管，避免电流反向干扰。
第四电阻器R4和加载组件321依次串联至地，接收工作电流Iout，以在第四电阻器R4的两端提供响应于工作电流Iout的差分电压。
差分放大器U1的同相输入端和反向输入端分别连接第四电阻器R4的高电势端和低电势端，以输出响应于工作电流Iout的差分电压。
模数转换器322根据该差分电压转换获得工作电流Iout的电流值。
对应地，在本实施例中，比较模块33为数字比较器，电流设定模块31直接输出设定电流的数字电流值，直接比较工作电流Iout的电流值和设定电流的电流值，且便于直接获得工作电流Iout与设定电流的差值，以直接精确调节第三电阻器R3的电阻调节量，便于发光区域111的亮度调节的快速调节，提高显示效果。
在可选实施例中，设定电流也通过相应的采样电阻和差分放大器转换为电压信号，比较模块33通过比较器比较该电压信号与响应于工作电流Iout的差分电压，提供高电平或低电平信号指示电阻调节模块34持续调节第三电阻器R3的阻值，缓慢调节背光驱动电压Vout，直至工作电流Iout达到理想设计值。
图5示出了根据本发明实施例的背光驱动电路的工作流程示意图，参照图5，本实施例的背光驱动电路的工作流程包括：
步骤S110：电流侦测模块侦测反馈回路电流，获得侦测电流值。即电流侦测模块32侦测控制单元123的反馈回路接收的背光板110的发光区域111的工作电流Iout，并转换成数字信号的侦测电流值。
步骤S120：比较侦测电流值与设定电流值。即比较对工作电流Iout的侦测值与设定电流值。
在侦测电流值等于设定电流值时，执行步骤S131：不调节。即不调节第三电阻器R3的阻值，维持背光驱动电压Vout的输出。
在侦测电流值小于设定电流值时，执行步骤S132：控制电阻调节模块调节变阻器的阻值。即电阻调节模块34根据比较模块33的输出信号降低第三电阻器R3的阻值，降低采样电压与背光驱动电压Vout的比值。
步骤S140：电源模块根据最终调节状态输出背光驱动电压。对应侦测电流值等于设定电流值，则维持原输出；对应侦测电流值小于设定电流值，则输出提高了电压值的背光驱动电压Vout。
图6示出了根据本发明另一实施例的背光驱动电路的结构示意图。
其中，本实施例与图4所示实施例的主要区别在于调节采样电压与背光驱动电压Vout的比值的方法不同，对其他相同部分不再详述。
参照图6，在本实施例中，第一电阻器R1和第二电阻器R2的中间节点还连接电流源A1，控制单元123用于控制电流源A1的输出电流，而电流源A1的输出电流施加至第一电阻器R1，在电流源A1的输出电流增加时，第一电阻器R1两端的电势差增加，采样电压为背光驱动电压Vout与第一电阻器R1两端电势差的差，从而可通过调节电流源A1的输出电流的大小调节采样电压与背光驱动电压Vout的比值。
在本实施例中，电流源A1为数控恒流源，可保障系统在调节后的状态稳定性。
本发明提供的背光驱动电路设置控制单元检测获得背光板的工作电流，并比较工作电流与设定电流，在工作电流小于设定电流时，控制降低采样电压与背光驱动电压的比值，以通过电源模块的反馈输出回路提高其输出的背光驱动电压，进而提高背光板的发光亮度，以抵消走线阻抗对背光驱动电压的损耗，使实际发光亮度与设定亮度一致，提高背光驱动电路对背光板的驱动效果。且根据实际情况调节，对走线设计无特别要求，便于走线的灵活设计。
本发明还提供一种显示装置，包括本发明提供的背光驱动电路，可实时调节背光板的驱动电压，进而实时调控其工作电流，以保障实际的工作电流与设定电流一致，进而保障实际的背光亮度与设计值一致，保障显示效果。
依照本发明的实施例如上文所述，这些实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施例。显然，根据以上描述，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地利用本发明以及在本发明基础上的修改使用。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (9)

1.一种背光驱动电路，其特征在于，包括：
电源模块，用于向背光板的发光区域提供背光驱动电压，并根据采样电路对所述背光驱动电压采样获得的采样电压，调节所述背光驱动电压的大小；
控制单元，所述控制单元包括：
电流设定模块，用于提供设定电流；
电流侦测模块，用于侦测获得背光板的工作电流；
比较模块，用于比较所述工作电流与所述设定电流的大小，
在所述工作电流小于设定电流时，所述控制单元根据所述比较模块的比较结果，降低所述采样电压与所述背光驱动电压的比值，
其中，所述电源模块包括多个反馈输出回路，用于分别控制所述背光板的多个发光区域的发光亮度；
所述控制单元为多个，并与所述多个反馈输出回路一一对应，用于分别控制所述多个反馈输出回路的每一个的输出。
2.根据权利要求1所述的背光驱动电路，其特征在于，
所述采样电路包括依次串联耦接在所述电源模块的背光驱动电压输出端与地之间的第一电阻器和第二电阻器，且在所述第一电阻器和所述第二电阻器的中间节点提供所述采样电压，其中，
所述第一电阻器和所述第二电阻器的至少一个为可变电阻器，所述控制单元通过控制所述可变电阻器的阻值调节所述采样电压与所述背光驱动电压的比值。
3.根据权利要求1所述的背光驱动电路，其特征在于，
所述采样电路包括依次串联耦接在所述电源模块的背光驱动电压输出端与地之间的第一电阻器和第二电阻器，且在所述第一电阻器和所述第二电阻器的中间节点提供所述采样电压，其中，
所述背光驱动电路还包括第三电阻器，所述第三电阻器连接于所述背光驱动电压输出端与所述第一电阻器之间或者所述第二电阻器与地之间，且所述第三电阻器为可变电阻器，所述控制单元通过控制所述可变电阻器的阻值调节所述采样电压与所述背光驱动电压的比值。
4.根据权利要求1所述的背光驱动电路，其特征在于，
所述采样电路包括依次串联耦接在所述电源模块的背光驱动电压输出端与地之间的第一电阻器和第二电阻器，且在所述第一电阻器和所述第二电阻器的中间节点提供所述采样电压；
所述背光驱动电路还包括一电流源，所述电流源连接在所述第一电阻器与所述第二电阻的中间接地与地之间，所述控制单元通过控制所述电流源的输出电流调节所述采样电压与所述背光驱动电压的比值。
5.根据权利要求4所述的背光驱动电路，其特征在于，
所述电流源为数控恒流源。
6.根据权利要求1所述的背光驱动电路，其特征在于，所述电流侦测模块包括：
第四电阻器，用于接收所述工作电流；
差分放大器，用于根据所述第四电阻器上的电压差测量所述工作电流。
7.根据权利要求6所述的背光驱动电路，其特征在于，
所述比较模块为数字比较模块；
所述电流侦测模块还包括模数转换器，所述模数转换器根据所述差分放大器的输出信号转换获得所述工作电流的数字电流值。
8.根据权利要求1所述的背光驱动电路，其特征在于，
在所述工作电流大于设定电流时，提高所述采样电压与所述背光驱动电压的比值。
9.一种显示装置，其特征在于，包括：
根据权利要求1至8任一项所述的背光驱动电路。
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