CN1353568A - 调节式背光换流器 - Google Patents

Abstract

本发明是一种调节式背光换流器,是一种利用外部电压调节内频的最大导通周期,而改变推挽式换流器内变压器的次级侧的共振电压与共振电流,使其符合不同灯管规格的背光换流器,具有无需修改电路,即可适用于不同灯管规格的优点。

Description

调节式背光换流器

本发明是有关于一种调节式背光换流器，可应用于液晶显示器等显示装置。

液晶显示器(liquid crystal display，简称LCD)具有耗电量低、无幅射、全平面显示及占用空间小等优势。在电脑应用方面，液晶显示器不但让笔记型电脑的显示屏从早期9英寸的VGA进展到现在以13.1英寸的XGA为标准，而且正踏入更大尺寸的监视器领域，准备取代部分的阴极射线管(cathode ray tube，简称CRT)市场；民生应用方面如汽车导航系统、液晶电视等，也因为液晶显示器的低价化、高品质化而逐渐成为可行。

液晶显示器为非发光性的显示装置，须要借助背光源才能达到显示的功能。背光源性能的好坏除了会直接影响液晶显示器显像品质外，背光源的成本占液晶显示器模块的3-5％，所消耗的电力更占模块的75％，可说是液晶显示器模块中相当重要的零组件。高精细、大尺寸的液晶显示器，必须有高性能的背光技术与之配合。

背光技术中，将固定的直流电源转换为不同的直流电或交流电，需使用换流器(inverter)，尤其以推挽式换流器(push-pull inverter)最常使用。公知的推挽式换流器是固定内频，而以控制信号改变外频。

由于液晶显示器的换流器至今仍无统一规格，产业界为配合不同厂牌液晶显示器所需不同灯管规格而需制作不同的背光换流器，以致背光换流器种类繁多，难以控制库存数量，不符经济效益。

综上所述，如何改良背光换流器，使其具有调节功能，可适用不同灯管规格乃一亟待解决的技术课题。

有鉴于此，本发明提供一种调节式背光换流器，可利用外部电压调节内频的最大导通周期，而改变推挽换流器内变压器的次级侧的共振电压与共振电流，使其符合不同灯管规格。

有关本发明的详细内容及技术，现在结合附图说明如下：

图1为公知技术模拟调光的波形图；

图2为公知技术数字调光的波形图；

图3为公知背光换流器的线路图；

图4为LX1686集成电路的接脚图；

图5为LX1686集成电路的简化线路图；

图6为调节式背光换流器的方块图；

图7为调节式背光换流器的线路图1；

图8为调节式背光换流器的线路图2；

图9为调节式背光换流器的输出电流波形之一；

图10为调节式背光换流器的输出电流波形之二。

请参照图1公知技术模拟调光的波形图。

经过模拟调光(analog dimming)，灯管电流I_LAMP的振幅随亮度控制输入电压V_BRITE而改变。

请参照图2公知技术数字调光的波形图。

经过数字调光(digital dimming)，灯管电流I_LAMP随脉冲而变化，其工作循环(duty cycle)是由亮度控制输入电压V_BRITE控制。

无论模拟调光或数字调光，均以改变外频方式进行调光，而内频保持不变，因此其变动范围有限。

产业界为配合不同厂牌液晶显示器所需不同灯管规格需制作不同的背光换流器，以致背光换流器种频繁多，不符经济效益。

请参照图3公知背光换流器的线路图。

其内频的最大导通周期与升压比均已固定，无法调整，因此对于不同灯管规格需设计不同背光换流器线路。

请参照图4中LX1686集成电路的管脚图。

LX1686集成电路共有24只管脚。

第一只管脚AOUT

第二只管脚VSS_P

第三只管脚VSS

第四只管脚AFD_C

第五只管脚RAMP_C

第六只管脚RAMP_R

第七只管脚FVERT

第八只管脚FD_CR

第九只管脚VCO_C

第十只管脚BRT_POS

第十一只管脚BRITE

第十二只管脚GID_DIM

第十三只管脚ENABLE

第十四只管脚I_R

第十五只管脚BRT

第十六只管脚VCOMP

第十七只管脚VSNS

第十八只管脚ICOMP

第十九只管脚ISNS

第二十只管脚OLSNS

第二十一只管脚TRI_C

第二十二只管脚VDD

第二十三只管脚VDD_P

第二十四只管脚BOUT

请参照图5中LX1686集成电路的简化线路图。

LX1686集成电路为LINFINITY公司所生产的集成电路，采用直接驱动(direct drive)方式，是以切割外频的脉宽达到改变电流，进而控制输出功率，可应用于冷阴极萤光灯管(cold cathode fluorescence lamp，简称CCFL)。

LX1686集成电路主要分为五部分：

偏压产生器(bias generator)11，可产生偏压及偏压电流，可由ENABLE输入控制开机，并具有“低于特定电压即锁住”(under voltagelock out，简称UVLO)的功能。

脉冲宽度调制斜波产生器(PWM ramp generator)12，由斜波振荡器(ramp oscillator)产生脉冲宽度调制的斜波，并于冷阴极萤光灯管的启动模式(startup mode)与执行模(run mode)进行频率扫描。

调光控制器(dimming control)13，具有依据液晶显示器的垂直扫描频率锁住振荡频率功能，并可依据BRITE输入进行换流，依据BRT输入进行模拟调光或数字调光。

脉冲宽度调制控制器(PWM controller)14，具有稳定变压器输出电压及灯管电流的功能。

输出驱动器(output driver)15，接收脉冲宽度调制控制器14所输出的电压而产生AOUT、BOUT等信号。

请参照图6调节式背光换流器的方块图。

本发明调节式背光换流器是对公知的背光换流器加以改进，利用外部电压调节内频之最大导通周期，而改变推挽换流器内变压器的次级侧的共振电压与共振电流，使其符合不同灯管规格。

本发明虽以LX1686集成电路所组成的背光换流器为实施例，但任何具有与LX1686集成电路相同的功能的装置，均可依本发明所揭示的技术内容组成调节式背光换流器。因此，本发明并不以LX1686集成电路为必要限制。具有与LX1686集成电路相同功能者以“驱动装置”通称。

本发明是在驱动装置之外，再加上一些装置。

晶体管16接收输出驱动器15所输出AOUT、BOUT、VDD_P、GND_P等信号而产生交变电压，晶体管可为金属氧化物场效应晶体管(MOSFET)。

变压器17用以转换交变电压至负载电压提供背光源21使用。

异常防止器18用以检测背光源21的负载大小，当检知背光源21的负载过大即为背光源21断路(open)，当检知背光源21的负载为0即为背光源21短路(short)。异常防止器18于异常状态并产生触发信号。

延迟时间控制器19，用以接收触发信号并产生延迟控制信号送至脉冲宽度调制控制器15。

开机阶段由于显示装置尚无显示信息，异常防止器18可能因未检测到电压而误认；所以延迟时间控制器提供一小段延迟以避免此种情形发生。

请参照图7调节式背光换流器的线路图1。

来自主机板(mainboard)的控制电压OCC经由电阻R39衰减、电容C23滤波，电阻R46、R46-1串联具有分压效果。而电阻R46-1、电容C24形成滤波器使输出电压VCOMP缓和，较不易受杂散信号干扰。

请参照图8调节式背光换流器的线路图2。

VCOMP为LX1686集成电路的第十六只管脚，可用于调节内频的最大导通周期。VSNS为LX1686集成电路的第十七只管脚，其电压与参考电平1.25V相比较，若VSNS高于1.25V，VCOMP变成低电平施以过电压保护。

LX1686集成电路的第十六只管脚VCOMP及第十七只管脚VSNS接地，VCOMP可保持高电平。

可由外部电压调节内频的最大导通周期。

当所检知任一灯管无正确反馈电压时，其电压较U₂的第六、四只管脚电压为低，则U₂的第一、二只管脚ADUT、第二只管脚VSS_P变为低电平，经由电阻R16控制第二十只管脚CLSNS倍频触发启动，触发时间是由电容C18、电阻R29决定。

若电容C18、电阻R29的充电电压小于第十一只管脚，则第十三只管脚ENABLE完全放开，外来电压经由电阻R17供应第十六只管脚VCOMP；若电容C18、电阻R29的充电电压大于或等于第十一只管脚BRITE，则第十三只管脚ENABLE变为低电平，将LX1686集成电路锁住，在断路(opencircuit)或短路(short circuit)的情形达到保护功能。

当电阻R1、电容C2的充电时间常数介于80msec至100msec间，亦即延迟80msec方使集成电路开始动作，以避免在数据进入前液晶显示器出现残缺不全的画面。

请参照图9、图10、图11调节式背光换流器的输出电流波形。

由图9可知经调节式背光换流器的输出电流波形具有脉冲宽度变小的特征，亦即内频的最大导通周期受外部电压控制。图10是最小脉宽时期的次级输出波形。图11是脉冲宽度变小，输出波形为灯管的电流波形。

本发明调节式背光换流器，可利用外部电压调节内频的最大导通周期，而改变推挽式换流器内变压器的次级侧的共振电压与共振电流，使其符合不同灯管规格的背光换流器。本发明具有无需修改电路，即可适用于不同灯管规格的优点，因此可大量制造，再依实际需求进行调整，可大幅减轻库存压力。

虽然本发明以上述的最佳实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视后附的权利要求书所限定的范围为准。

Claims (4)

1、一种调节式背光换流器，用以转换直流电压为交流电压提供一背光源使用，并依照亮度控制信号与负载控制信号调整交流电压，至少包含：

一驱动装置，接收亮度控制信号、负载控制信号、延迟控制信号与负载反馈信号，而产生驱动电压；

一晶体管，用以接收驱动电压而产生交变电压；

一变压器，用于转换交变电压至负载电压以提供该背光源使用；

一异常防止器，用以检测该背光源的负载大小，当负载异常时产生触发信号；以及

一延迟时间控制器，用以接收触发信号提供一定延迟时间，并产生延迟控制信号。

2、根据权利要求1所述的调节式背光换流器，其特征是该驱动装置包含：

一偏压产生器，用以产生偏压及偏压电流；

一调光控制器，接收亮度控制信号与偏压用以产生调光电压；

一脉冲宽度调制斜波产生器，接收偏压用以产生脉冲宽度控制电压；

一脉冲宽度调制控制器，接收偏压、调光电压、负载控制信号、负载反馈控制信号、延迟控制信号、脉冲宽度控制电压，用以产生控制电压；以及

一输出驱动器，接收控制电压用以产生驱动电压。

3、根据权利要求2所述的调节式背光换流器，其特征是该驱动装置为一LX1686集成电路。

4、根据权利要求1所述的调节式背光换流器，其特征是该晶体管为一金属氧化物场效应晶体管(MOSFET)。

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