CN1521924A - 用于供电的电源电路、电子电路的控制器和驱动方法及带该电子电路的显示装置 - Google Patents

Abstract

一种用来控制至少两个电源电路的控制器，包括：一个基于可变输入信号产生一个参考信号的相移选择器，该参考信号基于所连接的CCFL电源电路个数，编程为表示相位延迟量；和一个接收该参考信号并响应该接收到的参考信号而产生一个脉冲信号CLK的脉冲发生器，该脉冲信号与CCFL电源电路相连，从而启动CCFL电源电路的工作。该控制器用来控制给包括多个CCFL电源电路的电子电路供电，而且提供相移给该电子电路。通常，该电子电路应用于显示器装置，例如液晶显示器、液晶显示计算机和液晶显示电视机。

Description

用于供电的电源电路、电子电路的控制器 和驱动方法及带该电子电路的显示装置

技术领域

本发明涉及用于给多个负载，例如给多个CCFL(冷阴极荧光灯)负载供电的电子电路，更具体的是涉及给多个负载提供相移的电子电路。通常，该电子电路应用于显示装置，例如液晶显示器、液晶显示计算机或液晶显示电视。

技术背景

CCFL负载广泛的应用于给液晶显示屏(LCD)提供背光，更具体的是给LCD显示器和LCD电视提供背光。然而，这些传统应用需要一个独立的直流/交流电源逆变器(DC/AC电源逆变器)来驱动每个单独的CCFL。这种应用如图1中所示，其中每个CCFL(20，22，…24)分别由一个单独的DC/AC逆变器(10，12，…14)  供电，且所有DC/AC逆变器都同步。每个DC/AC逆变器都包括一个转换AC网络和一个电源驱动电路。该电源驱动电路包括一个用于CCFL的调谐电路(resonant tank circuit)。每个逆变器的转换AC网络同步闭合/断开(ON/OFF)。因此，电源线上就有一个很大的脉动。当转换网络中的开关闭合时，电源V_Batt将输出一个大电流，且当开关断开时电源V_Batt就不再提供该输出电流。所有逆变器的同时闭合和断开便引起降低系统信号/噪声整体性的电源线上的噪声。

减小上述脉动的一种方法是增加电源线上的滤波效果。但是，其缺点是增加了电路尺寸，从而增加了系统成本。

图2所示为另一种驱动多个CCFL负载的现有电路，其中该电路包括一个用来驱动多个DC/AC逆变器(10，12，14，…16)和多个CCFL负载(10，12，14，…16)的控制器(40)。控制器(40)中的时钟发生器(42)产生一串相移时钟信号给每个DC/AC逆变器(10，12，14，…16)来产生一个相位延迟。因为所有DC/AC逆变器(10，12，14，…16)网络中的开关闭合或断开时相邻的逆变器间都有相等相移，如图1所示，电源线上的脉动有效的减小至1/N，其中N为所连接的DC/AC逆变器的个数。

但是，图2所示电路中的问题在于控制器(40)受限于原始负载个数，换句话说，即CCFL负载个数等于从控制器(40)传送相移至每个逆变器(10，12，14，…16)的电线条数。因此，如果CCFL负载个数改变，控制器(40)的结构也要改变。另一个缺点是控制器(40)需要产生一个频率为独个DC/AC逆变器工作频率的N倍的高频时钟信号。

发明内容

本发明披露了一种简单相移电路技术的简单控制器，其中采用可根据所连接的逆变器个数由用户编程相移或相位延迟个数，这样就实现了一个高功率、低成本的小型多逆变器系统。

本发明还披露了一种改进型电子电路和一种驱动方法。该电子电路包括多个CCFL电源电路(例如DC/AC逆变器)，来驱动多个CCFL负载，从而减小由于同时闭合和断开电源电路中的开关而引起的瞬时高电流脉动和噪声。该电子电路可以应用于一种包括至少两个负载(例如CCFL负载)的显示装置。该显示装置可以是LCD显示器、LCD电视或LCD计算机。

简言之，本发明的控制器包括：一个基于可变输入信号产生一个参考信号的相移选择器，该参考信号基于所连接的CCFL电源电路个数，编程为表示相位延迟量；和一个接收该参考信号并响应该接收到的参考信号从而产生一个脉冲信号CLK的脉冲发生器，该脉冲信号与CCFL电源电路相连，从而启动CCFL电源电路的工作。另外，本发明的电子电路还提供了驱动CCFL负载的CCFL电源电路中开关闭合/断开的一个相移或相位延迟，其中每个CCFL电源电路的相位延迟量根据CCFL电源电路的工作顺序逐步增加。

根据本发明的电子电路，每个相连接的CCFL电源电路都包括一个给CCFL电源电路的相位延迟编程的相位延迟选择器，其中每个CCFL电源电路的相位延迟量根据CCFL电源电路的工作顺序逐步增加。例如，第一CCFL电源电路在接收到脉冲信号CLK后立刻启动(无延迟)。第二CCFL电源电路在一个预设相位延迟量，例如相对于第一CCFL电源电路启动后的一个延迟单元(ΔT)后启动。第三CCFL电源电路在一个预设相位延迟量，例如相对于第一CCFL电源电路启动后的两个延迟单元后启动，其中所有的CCFL电源电路都按相邻电源电路之间有相等的相位延迟闭合或断开。

根据本发明，电源线上的脉动被有效的减小，该控制器和电子电路可编程且结构简单，降低了成本。

附图说明

图1所示为用于驱动多个CCFL负载的现有技术电路的示意图，其中所有DC/AC逆变器都同步驱动CCFL负载；

图2所示为用于驱动多个CCFL负载的现有技术电路的示意图，其中该电路包括一个控制器、多个DC/AC逆变器，且控制器产生一串相位延迟时钟信号给多个DC/AC逆变器；

图3(a)所示为本发明的一种用于驱动多个CCFL负载的电子电路框图；

图3(b)所示为本发明的另一种用于驱动多个CCFL负载的电子电路框图；

图4所示为表示DC/AC逆变器的一个输入时钟和一个输出时钟的信号；

图5所示为一个示范的选择器电路，其中与选择器电路相连的输入为数字信号，与DC/AC逆变器相连的输出为模拟信号；

图6所示为与选择器电路相连的输入信号和相应的输出信号的示范示意图；

图7所示为一个示范的选择器电路，其中与选择器电路相连的输入为模拟信号，与DC/AC逆变器相连的输出为模拟信号；

图8所示为图7中所示的选择器电路的示范示意图；

图9所示为包括一个基于输入时钟信号产生的斜坡信号的DC/AC逆变器的延迟电路的示范示意图；

图10(a)所示为本发明中的一个延迟单元的示意图；

图10(b)所示为包括一个图10(a)所示的延迟单元的DC/AC逆变器的延迟电路的示范图，其中该延迟电路根据选择器电路的输入时钟信号和输出信号工作；

图11(a)-11(e)所示为应用于本发明的电子电路的示范DC/AC逆变器。

具体实施例

图3(a)所示为本发明的用于驱动多个负载，例如光源负载或CCFL负载的电子电路框图。该电子电路包括一个控制器(40)和至少两个电源电路(10，12)，例如DC/AC逆变器。控制器(40)包括一个选择器(44)(例如相移选择器)和一个脉冲发生器(例如振荡器)。

选择器(44)基于可变输入信号产生一个参考信号，且该参考信号与至少两个电源电路(10，12)相连，从而表示被控制的电源电路个数或相移个数。这就是说，如果有四个电源电路相连接，则选择器(44)将输出一个表示由可变输入信号相连的四个电源电路的参考信号。因此，被控制的电源电路可以根据输入信号编程，而无需改变控制电路(40)和电源电路(10，12)的电路结构。选择器(44)可以为一个数模转换器或一个模拟输入数字输出的电路。

脉冲发生器(46)产生一个第一脉冲信号且该第一脉冲信号与至少两个电源电路(10，12)中的第一电源电路(10)相连，来启动至少两个电源电路(10，12)中的第一电源电路(10)工作。接着该第一电源电路输出一个第二脉冲信号来启动至少两个电源电路(10，12)中的一个第二电源电路(12)工作。该至少两个电源电路(10，12)分别与一个变压器和一个负载连接，例如一个光源或一个CCFL负载，从而给负载供电。

为简便起见，本发明的电子电路工作情况以其包括两个电源电路为例阐述如下：

选择器(44)首先根据与选择器(44)相连的输入信号产生一个参考信号给两个电源电路(10，12)，该参考信号表示被控制的电源电路个数(本实施例中电源电路个数为2)。脉冲发生器(46)接着产生一个第一脉冲信号给第一电源电路(10)来启动第一电源电路(10)工作。该第一电源电路(10)和与第一负载相连的第一变压器相连，其中第一负载可为例如一个光源或一个CCFL负载，并且该第一电源电路控制第一负载的工作。该第一电源电路(10)输出一个第二脉冲信号给第二电源电路(12)来启动第二电源电路(10)工作，其中第二脉冲信号相对于发送给第一电源电路(10)的第一脉冲信号有一个延迟。该第二电源电路(12)和与第二负载相连的第二变压器相连，其中第二负载可为例如一个光源或一个CCFL负载，并且该第二电源电路控制第二负载的工作。同样，该第二电源电路(12)输出一个第三脉冲信号给第一电源电路(10)来进行第二个工作周期。第三脉冲信号相对于发送给第二电源电路(12)的第二脉冲信号有一个延迟。第一电源电路(10)接着输出一个第四脉冲信号，其中第四脉冲信号相对于发送给第一电源电路(10)的第三脉冲信号有一个延迟。通常，从最后一个电源电路中输出的脉冲信号即作为第一电源电路的输入脉冲信号。

图3(b)所示为本发明的另一种用于驱动多个CCFL负载的电子电路框图。在该实施例中，控制器(40)包括：一个基于可变输入信号产生一个参考信号的相移选择器(44)，该参考信号基于所连接的CCFL电源电路个数，编程为表示相位延迟量；和一个接收该参考信号并响应该接收到的参考信号从而产生一个脉冲信号CLK的脉冲发生器(46)，该脉冲信号至少与两个CCFL电源电路(11，13)相连，从而启动至少两个CCFL电源电路(11，13)的工作。

至少两个CCFL电源电路(11，13)中的每一个CCFL电源电路都包括一个对CCFL电源电路(11或13)的相位延迟量编程的相位延迟选择器(111或131)，其中每个CCFL电源电路(11，13)的相位延迟量都根据CCFL电源电路(11，13)的工作顺序逐步增加。例如，第一CCFL电源电路(11)在接收到脉冲信号CLK后立刻启动(无延迟)。第二CCFL电源电路(13)在一个预设相位延迟量，例如相对于第一CCFL电源电路(11)启动后的一个延迟单元(ΔT)后启动。同样，第三CCFL电源电路(15)在一个预设相位延迟量，例如相对于第一CCFL电源电路(11)启动后的两个延迟单元后启动。该至少两个CCFL电源电路(11，13)的每一个CCFL电源电路都与一个变压器和一个负载相连(例如一个光源或一个CCFL负载)，从而给负载供电。采用该配置，每个电源电路(11，13，15…)都以相同的相位延迟闭合或断开。所有的电源电路启动或停止之后，再重复工作周期。

根据本发明，上述两个电源电路(10，12；11，13)都以相同的相移或相位延迟闭合或断开。因此，电源线上的脉动被有效的减小，电路可编程且结构简单，降低了成本。当电源电路的个数很大时，本发明的优点将显得尤为明显。

本发明的电子电路可以应用到显示器装置，例如LCD显示器、LCD电视机或LCD计算机。除了控制器以外，该显示器装置还包括至少两个电源电路、至少两个变压器、至少两个光源和一个显示屏。

图4所示为一个电源电路的输入时钟和输出时钟信号的示意图。在输入时钟信号和输出时钟信号之间有一个时间延迟，即ΔT。该延迟为一种相移延迟且由一个延迟电路产生，该延迟电路将在后面阐述。

图5是一个示范的选择器电路(70)，例如一个数模转换器，其中与选择器电路(70)相连的输入(60，62，64，…66)是数字信号，且与电源电路(10，12，…14)相连的输出是模拟信号(Vaa)。与选择器电路(70)相连的输入信号和相应的输出信号如图6所示。例如，如果Vaa是十六分之四，这意味着有四个电源电路相连接；如果Vaa是十六分之十五，这意味着有十五个电源电路相连接。就是说，如果选择器(70)的输入引脚为四个，则被控制的电源电路可以编程为十六。

图7所示为另一种示范的选择器电路(72)，例如一个比例模拟选择器(scaled analogy selector)，其中与选择器电路相连的输入为一个模拟信号(Vain)且与电源电路(10，12，…14)相连的输出为一个模拟信号(Vaa)。图8所示为图7中所示的选择器电路(72)的示范示意图，其中Vain表示选择器电路(72)的模拟输入，Vaa表示选择器电路(72)的模拟输出。Vaa的值可以通过采用一种基于Vain、Vref和三个电阻(80，82，84)值的叠加方法得到。经过恰当的选择，Vaa的值与Vain成一定比例，因此Vaa的值就能用来表示所连接的电源电路个数。

图9所示为一个电源电路中的延迟电路的示范示意图，该延迟电路包括一个基于输入时钟信号和参考信号产生的斜坡信号。该延迟ΔT是由延迟电路在每个相位之间产生的。图9还示出了与每个CCFL相连的一串信号，其中延迟初始点是由一个斜坡信号发生器基于第一脉冲信号和参考信号产生的。

图10(a)所示为本发明的一个延迟单元(92)的示意图。图中示出了时钟进信号(clock in signal)和时钟出信号(clock out signal)之间的或两相邻电源电路之间的延迟单元产生的延迟ΔT。图10(b)所示为包括图10(a)中所示的延迟单元(92)的电源电路的延迟电路的示意图。该延迟ΔT主要取决于参考信号Vaa。首先，当一个时钟进信号在起始时间与延迟单元(92)相连时，晶体管(93)导通，电压Vc降为0伏。同时，一旦时钟进信号降低到可以关断晶体管(93)(延时开始)，电容(94)就由电流Ic充电直到电容(94)上的电压高于Vref。当电容(94)上的电压高于Vref时，比较器(95)将改变状态且产生一个脉冲信号(延时结束)通过电容(96)到下一个状态。电流Ic取决于Vaa和Vcc的差值。在一个例子中，Vaa越高，则电流Ic越小且充电时间越长。换而言之，延迟时间增加了。在另一个例子中，Vaa越高，则电流Ic越大且充电时间越少。换而言之，延迟时间减小了。

图11(a)-11(b)所示为应用本发明的电子电路的示范DC/AC逆变器。图11(a)所示为一个全桥式DC/AC逆变器，图11(b)所示为一个半桥式DC/AC逆变器，图11(c)所示为一个回扫正向(fly-back forward)式DC/AC逆变器，图11(d)所示为一个推挽式DC/AC逆变器，图11(e)所示为一个Class D式DC/AC逆变器。

尽管本发明和其优点已在此详细阐述，但是相关的各种变化和替换都不脱离本发明的权利要求所定义的精神和范围。

Claims (24)

1.一种用于控制至少两个冷阴极荧光灯(CCFL)电源电路的控制器，包括：

一个产生一个参考信号的相移选择器，所述参考信号基于所连接的所述CCFL电源电路个数编程为表示相位延迟量；和

一个接收所述参考信号并响应接受到的所述参考信号从而产生一个脉冲信号的脉冲发生器，所述脉冲信号与所述至少两个CCFL电源电路相连，从而启动所述至少两个CCFL电源电路的工作。

2.根据权利要求1所述的控制器，其中所述相移选择器至少包括一个编程所连接的CCFL电源电路个数的输入端，和一个基于与所述至少一个输入端相连的一个输入信号来输出所述参考信号的输出。

3.根据权利要求2所述的控制器，所述输入信号可以为一个用于选择相位个数的模拟信号，或一个用于选择相位个数的数字信号。

4.一种用于给CCFL负载供电的电子电路，包括：

至少两个CCFL电源电路，所述至少两个CCFL电源电路中的每一个都包括一个对所述CCFL电源电路的相位延迟编程的相位延迟选择器，其中每个所述CCFL电源电路的所述相位延迟量根据所述CCFL电源电路的工作顺序逐步增加；和

一个包括一个相移选择器和一个脉冲发生器的控制器，所述相移选择器基于所连接的所述CCFL电源电路个数而产生一个参考信号，所述脉冲发生器接收所述参考信号并响应接受到的所述参考信号而产生一个脉冲信号，所述脉冲信号与所述至少两个CCFL电源电路相连，从而启动所述至少两个CCFL电源电路的工作；

其中所述至少两个CCFL电源电路的第一CCFL电源电路在接收到所述脉冲信号后立刻启动，且所述至少两个CCFL电源电路的第二CCFL电源电路在一个预设相位延迟量后启动。

5.根据权利要求4所述的电子电路，其中所述相移选择器至少包括一个编程所连接的CCFL电源电路的个数的输入端，和一个基于与所述至少一个输入端相连的一个输入信号来输出所述参考信号的输出。

6.根据权利要求5所述的电子电路，所述输入信号可以为一个用于选择相位个数的模拟信号，或一个用于选择相位个数的数字信号。

7.根据权利要求4所述的电子电路，还包括多个变压器。

8.根据权利要求7所述的电子电路，还包括多个CCFL负载。

9.根据权利要求4所述的电子电路，其中所述CCFL电源电路还包括一个产生所述相位延迟的斜坡信号发生器，且所述斜坡信号发生器的初始点基于所述脉冲信号产生。

10.根据权利要求4所述的电子电路，其中所述CCFL电源电路还包括一个产生所述可编程相位延迟的延迟电路。

11.一种有CCFL负载的显示器装置，包括：

至少两个CCFL电源电路，所述至少两个CCFL电源电路的每一个都包括一个对所述CCFL电源电路的相位延迟编程的相位延迟选择器，其中每个所述CCFL电源电路的所述相位延迟量根据所述CCFL电源电路的工作顺序逐步增加；

一个包括一个相移选择器和一个脉冲发生器的控制器，所述相移选择器基于所连接的所述CCFL电源电路个数而产生一个参考信号，所述脉冲发生器接收所述参考信号并响应接受到的所述参考信号而产生一个脉冲信号，所述脉冲信号与所述至少两个CCFL电源电路相连，从而启动所述至少两个CCFL电源电路的工作；

至少两个变压器，每个所述变压器都分别与所述至少两个CCFL电源电路相连；

至少两个CCFL负载，每个所述CCFL负载都分别与所述至少两个变压器相连；

一个显示屏；

其中所述至少两个CCFL电源电路的第一CCFL电源电路在接收到所述脉冲信号后立刻启动，从而接通所述至少两个CCFL负载的第一CCFL负载，且所述至少两个CCFL电源电路的第二CCFL电源电路在一个预设相位延迟量后启动，从而接通所述至少两个CCFL负载的第二CCFL负载。

12.根据权利要求11所述的显示器装置，其中所述显示器装置可以是液晶显示电视机、液晶显示器或液晶显示计算机。

13.根据权利要求11所述的显示器装置，其中所述相移选择器至少包括一个编程所连接的CCFL电源电路的个数的输入端和一个基于与所述至少一个输入端相连的一个输入信号来输出所述参考信号的输出。

14.根据权利要求13所述的显示器装置，所述输入信号可以为一个用于选择相位个数的模拟信号，或一个用于选择相位个数的数字信号。

15.根据权利要求11所述的显示器装置，其中所述CCFL电源电路还包括一个产生所述相位延迟的斜坡信号发生器，且所述斜坡信号发生器的初始点基于所述脉冲信号产生。

16.根据权利要求11所述的显示器装置，其中所述CCFL电源电路还包括一个产生所述可编程相位延迟的延迟电路。

17.一种驱动至少两个CCFL电源电路的方法，包括步骤：

(a)由一个相移选择器产生一个参考信号；

(b)把所述参考信号与一个脉冲发生器相连；

(c)所述脉冲发生器响应所述参考信号而产生一个脉冲信号，并把所述脉冲信号与所述至少两个CCFL电源电路的每一个相连；

(d)接收到所述脉冲信号之后启动第一CCFL电源电路的工作；和

(e)在一个预设延迟量之后启动第二CCFL电源电路的工作。

18.根据权利要求17所述的方法，其中步骤(a)中的所述参考信号是基于与所述相移选择器相连的输入信号产生的。

19.根据权利要求17所述的方法，其中步骤(d)还包括步骤：连接所述第一CCFL电源电路至一个第一变压器。

20.根据权利要求19所述的方法，还包括步骤：连接所述第一变压器至一个第一CCFL负载。

21.根据权利要求17所述的方法，其中步骤(e)还包括步骤：连接所述第二电源电路至一个第二变压器。

22.根据权利要求21所述的方法，还包括步骤：连接所述第二变压器至一个第二CCFL负载。

23.根据权利要求17所述的方法，步骤(e)中的所述相位延迟是由一个斜坡信号发生器产生的，所述斜坡信号发生器的初始点基于所述脉冲信号产生。

24.根据权利要求17所述的方法，步骤(e)中的所述相位延迟是由一个延迟电路产生的，且所述延迟量由CCFL电源电路中的相移选择器编程。

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