-
Dieses
Dokument betrifft eine Ansteuerungsvorrichtung einer Lichtemissionsdiode,
die als Hintergrundbeleuchtung einer Flachpaneelanzeige verwendet
wird, und eine Flüssigkristallanzeige
unter Verwendung derselben.
-
In
einer aktuellen Informations-orientierten Gesellschaft spielen Anzeigevorrichtungen
eine sehr wichtige Rolle und von verschiedenen Anzeigevorrichtungen
wurde ausführlich
in verschiedenen industriellen Gebieten Gebrauch gemacht.
-
Im
Allgemeinen ist eine Anzeigevorrichtung eine Vorrichtung zum Übermitteln
verschiedener Informationen an einen Menschen mittels seines Seh-Sinnes.
Das heißt,
eine Anzeigevorrichtung ist eine elektronische Vorrichtung zum Umwandeln
eines elektronischen Informationssignals, das von verschiedenen
elektronischen Anwendungen ausgegeben ist, in ein optisches Informationssignal,
das durch den Seh-Sinn eines Menschen erkannt werden kann und einer
Funktion zur Kopplung zwischen einem Menschen und einer elektronischen
Vorrichtung dient.
-
Bei
Anzeigevorrichtungen wird eine Anzeigevorrichtung, bei der ein optisches
Informationssignal durch ein Lichtemissionsphänomen angezeigt wird, lichtemittierende
Anzeigevorrichtung genannt, und eine Anzeigevorrichtung, in der
ein optisches Informationssignal durch optische Modulation aufgrund eines
Reflektions-, Streu-, Interferenzphänomen oder ähnlichem angezeigt wird, wird
lichtempfangende Anzeigevorrichtung genannt.
-
Die
lichtemittierende Anzeigevorrichtung wird Aktivanzeigevorrichtung
genannt und umfasst zum Beispiel eine Kathodenstrahlröhre (CRT),
ein Plasmaanzeigepaneel (PDP), eine organische Elektrolumineszenzanzeige
(OELD) oder eine Lichtemissionsdiode (LED).
-
Die
lichtempfangende Anzeigevorrichtung wird passive Anzeigevorrichtung
genannt und umfasst zum Beispiel eine Flüssigkristallanzeige (LCD) oder
eine elektrophoretische Anzeige (EPID = electrophoretic image display).
-
Seit
kurzem sind aufgrund eines schnellen Fortschritts der Halbleitertechnologie
eine Verringerung der Spannung und der Leistung verschiedener elektronischer
Vorrichtungen und eine Verringerung der Größe, eine Verringerung der Dicke
und eine Verringerung des Gewichts elektronischer Anwendungen notwendig.
Folglich wurden Flachpaneelanzeigen, wie zum Beispiel die Flüssigkristallanzeige,
das Plasmaanzeigepaneel und die organische Elektrolumineszenzanzeige,
entwickelt, und die Flüssigkristallanzeige,
durch die die Verringerung der Größe, die Verringerung des Gewichts
und die Verringerung der Dicke leicht erreicht werden kann, und
die einen geringen Leistungsverbrauch und eine niedrige Ansteuerungsspannung
aufweist, steht im Blickfeld unter den Flachpaneelanzeigen.
-
Die
Flüssigkristallanzeige
ist eine Anzeigevorrichtung zum Anzeigen eines gewünschten
Bilds, indem eine Flüssigkristallschicht
mit einer dielektrischen Anisotropie zwischen oberen und unteren Substraten
gebildet wird, die transparente isolierende Substrate sind, die
Molekülanordnung
eines Flüssigkristallmaterials
durch Anpassen der Stärke
eines elektrischen Felds, das in der Flüssigkristallschicht gebildet
ist, geändert
wird, und folglich eine Lichtmenge angepasst wird, die in dem oberen
Substrat durchgelassen wird, die eine Anzeigeebene ist.
-
Da
die Flüssigkristallanzeige
eine lichtempfangende Anzeigevorrichtung ist, die selbst kein Licht emittieren
kann, benötigt
die Flüssigkristallanzeige eine
Hintergrundbeleuchtung, die auf der Rückseite eines Flüssigkristallpaneels
angeordnet ist, zum Anzeigen eines Bilds, um die Helligkeit des
gesamten Schirms gleichmäßig zu halten.
-
Als
Lichtquelle der Hintergrundbeleuchtung wurden eine Kaltkathodenfluoreszenzlampe
(CCFL), eine Fluoreszenzlampe mit externer Elektrode (EEFL) usw.
verwendet. Seit kurzem jedoch steht die Lichtemissionsdiode, die
mit Unterbrechungen (semi-permanent) verwendet werden kann und im
Verglich zur CCFL und zur EEFL einen vorzüglichen Energiespareffekt aufweist,
im Zentrum der Aufmerksamkeit als Lichtquelle der zukünftigen
Generation.
-
Bis
jetzt wurde die Lichtemissionsdiode im Allgemeinen als Lichtquelle
einer Hintergrundbeleuchtung für
eine Flüssigkristallanzeigevorrichtung mit
kleiner Größe, wie
zum Beispiel einem Mobiltelefon verwendet. Seit kurzen jedoch wird
die Lichtemissionsdiode als Lichtquelle einer Hintergrundbeleuchtung
für Flüssigkristallanzeigevorrichtungen
mit mittlerer und großer
Größe verwendet
und allmählich
in größerem Umfang
verwendet, da sich die Helligkeit der Lichtemissionsdiode verbessert
hat.
-
Nachstehend
werden eine Lichtemissionsdiode für eine Hintergrundbeleuchtung
einer vorhandenen Flüssigkristallanzeige
und ein Ansteuerungsschaltkreis davon beschrieben.
-
1 ist
ein Diagramm, das einen Ansteuerungsschaltkreis einer Lichtemissionsdiode
für eine Hintergrundbeleuchtung
der herkömmlichen
Flüssigkristallanzeige
darstellt.
-
Zum
Ansteuern einer Mehrzahl von Lichtemissionsdioden D1 bis D9, die
miteinander in Reihenschaltung gekoppelt sind, erhöht (boost)
ein Ansteuerungsschaltkreis 1 der herkömmlichen Lichtemissionsdiode
eine Eingangsspannung auf einen vorgegebenen Pegel und gibt die
Spannung aus. Falls zum Beispiel eine Eingangsspannung von 18 bis
48 V an den Ansteuerungsschaltkreis 1 der Lichtemissionsdioden übermittelt
wird, erhöht
der Ansteuerungsschaltkreis 1 der Lichtemissionsdiode die Eingangsspannung
und gibt gemäß der Anzahl
der Lichtemissionsdioden D1 bis D9 (in 1: 9 Lichtemissionsdioden)
200 bis 380 V als Ausgangsspannung aus.
-
Jedoch
benötigt
der Ansteuerungsschaltkreis der LED für die Hintergrundbeleuchtung
in der herkömmlichen
Flüssigkristallanzeige
viele grundlegende Bauteile zum Bilden eines Einheitsschaltkreises,
wie in 1 gezeigt ist, wodurch eine Schaltkreisstruktur
kompliziert wird. Insbesondere ist es notwendig, eine Eingangsspannung
auf einen hohen Spannungspegel zu erhöhen, da viele Lichtemissionsdioden
mit dem Einheitsschaltkreis gekoppelt sind.
-
Ferner
ist ein separater Überspannungsschutzschaltkreis
(OVP-Schaltkreis) notwendig, um Sicherheitsvorgaben zu erfüllen, da
die Eingangsspannung auf einen hohen Spannungspegel erhöht werden
soll, wodurch das Problem auftritt, dass die Energieumwandlungseffizienz
gestört
wird.
-
Ein
Ziel dieses Dokuments ist das Bereitstellen einer Ansteuerungsvorrichtung
von Lichtemissionsdioden, die eine Ausgangsspannung verwendet, die
gleich oder kleiner als eine Eingangsspannung ist, wobei diese Ausgangsspannung
als Ansteuerungsspannung zum Ansteuern von Lichtemissionsdioden
in der Ansteuerungsvorrichtung von Lichtemissionsdioden verwendet
werden kann, die als Hintergrundbeleuchtung einer Flachpaneelanzeige,
wie zum Beispiel einer Flüssigkristallanzeige,
verwendet werden können.
Somit kann eine Schaltkreisstruktur der Ansteuerungsvorrichtung
der Lichtemissionsdiode vereinfacht werden und sie kann mit Bauteilen
für Niedrigspannung
und Niedrigstrom verkörpert
werden, wodurch Kosten der Ansteuerungsvorrichtung der Lichtemissionsdiode
gespart werden können.
-
Ein
weiteres Ziel des Dokuments ist das Bereitstellen einer Ansteuerungsvorrichtung
einer Lichtemissionsdiode und einer Flüssigkristallanzeige unter Verwendung
derselben, die einen Schaltkreis ohne separaten Schutzschaltkreis
sicher betreiben kann, da es nicht nötig ist, eine Eingangsspannung auf
Hochspannung zu erhöhen
(„boosten").
-
Ein
weiteres Ziel des Dokuments ist das Bereitstellen einer Ansteuerungsvorrichtung
einer Lichtemissionsdiode und einer Flüssigkristallanzeige unter Verwendung
derselben, die eine Eingangsspannungsquelle einer Fluoreszenzlampe
so wie sie ist verwenden kann, sogar falls die Lichtemissionsdiode als
Hintergrundbeleuchtung verwendet wird, so dass ein praktischer Benutzungsgrad
davon und die Produktionseffizienz gesteigert werden können.
-
Das
Ziel dieses Dokuments ist nicht auf die oben beschriebenen Ziele
beschränkt
und andere Ziele werden von Fachleuten aus der folgenden Beschreibung
erkannt.
-
Gemäß einem
Aspekt weist eine Ansteuerungsvorrichtung einer Lichtemissionsdiode
auf: eine Mehrzahl von Gruppen von Lichtemissionsdioden, in denen
Lichtemissionsdioden miteinander in Reihenschaltung gekoppelt sind;
eine Mehrzahl von Konstantspannungs-Versorgungseinheiten, die eine Konstantspannung
anlegen, die zum Treiben eines Konstantstroms an jeder der Mehrzahl
von Lichtemissionsdioden-Gruppen notwendig ist, und die die Konstantspannung
ausgeben, in der eine Ausgangsspannung gleich oder kleiner als eine
Eingangsspannung ist; und eine Pulsweiten-Modulationssignal-Versorgungseinheit,
die ein Pulsweitenmodulationssignal an jede der Konstantspannungs-Versorgungseinheiten
anlegt.
-
Gemäß einem
weiteren Aspekt weist eine Flüssigkristallanzeige
auf: ein Flüssigkristallpaneel; und
eine Ansteuerungsvorrichtung einer Lichtemissionsdiode zum Beleuchten
des Flüssigkristallpaneels an
der Rückseite
des Flüssigkristallpaneels,
wobei die Ansteuerungsvorrichtung der Lichtemissionsdiode aufweist:
eine Mehrzahl von Gruppen von Lichtemissionsdioden, in denen Lichtemissionsdioden
miteinander in Reihenschaltung gekoppelt sind; eine Mehrzahl von
Konstantspannungs-Versorgungseinheiten, die eine Konstantspannung
bereitstellen, die zum Treiben eines Konstantstroms an jeder der Mehrzahl
von Lichtemissionsdioden-Gruppen notwendig ist und die die Konstantspannung
so anpassen, dass die Ausgangsspannung gleich oder kleiner als eine
Eingangsspannung ist; und eine Pulsweiten-Modulationssignal-Versorgungseinheit,
die ein Pulsweitenmodulationssignal an jede der Konstantspannungs-Versorgungseinheiten
anlegt.
-
Weitere
Merkmale werden aus der folgenden Beschreibung offensichtlich, die
die Zeichnung und die Patentansprüche aufweist.
-
Die
Implementierung dieses Dokuments wird im Detail mit Bezugnahme auf
die folgenden Zeichnungen beschrieben, in denen gleiche Bezugszeichen
gleiche Elemente bezeichnen.
-
1 ist
ein Diagramm, dass einen Ansteuerungsschaltkreis einer LED für eine Hintergrundbeleuchtung
einer herkömmlichen
Flüssigkristallanzeige
darstellt;
-
2 ist
ein Blockdiagramm, das einen Ansteuerungsschaltkreis einer Flüssigkristallanzeige gemäß einer
Implementierung dieses Dokuments schematisch darstellt;
-
3 ist
ein Diagramm, dass eine detaillierte Konfiguration einer Ansteuerungsvorrichtung
einer Lichtemissionsdiode gemäß einer
Implementierung dieses Dokuments darstellt;
-
4 ist
ein Schaltkreisdiagramm, das eine detaillierte Konfiguration einer
Konstantspannungs-Versorgungseinheit in der Ansteuerungsvorrichtung
der Lichtemissionsdiode, die in 3 gezeigt
ist, darstellt; und
-
5 ist
eine Grafik, die Pulsweitenmodulationssignale der Ansteuerungsvorrichtung
der Lichtemissionsdiode gemäß einer
Implementierung dieses Dokuments darstellt.
-
Diese
und andere Ziele dieses Dokuments und ein Verfahren zum Erreichen
derselben werden aus der detaillierten Beschreibung, die nachstehend angegeben
ist, und der Zeichnung, offensichtlicher. Ähnliche Bezugszeichen bezeichnen
in der gesamten Beschreibung ähnliche
Elemente.
-
Nachstehend
wird eine Ansteuerungsvorrichtung einer Lichtemissionsdiode (LED)
und einer Flüssigkristallanzeige
(LCD) unter Verwendung derselben gemäß einer Implementierung dieses
Dokuments im Detail mit Bezugnahme auf die angefügten Zeichnungen beschrieben.
-
2 ist
ein Blockdiagramm, das einen Ansteuerungsschaltkreis einer Flüssigkristallanzeige gemäß einer
Implementierung dieses Dokuments schematisch darstellt.
-
Wie
in 2 gezeigt ist, weist die LCD gemäß einer
Implementierung dieses Dokuments ein Flüssigkristallpaneel 10 zum
Anzeigen eines Bilds, einen Datentreiber 20 zum Ansteuern
(Antreiben) von Datenleitungen (D1, ..., Dm) des Flüssigkristallpaneels 10,
einen Gatetreiber 30 zum Ansteuern von Gateleitungen (G1,
..., Gn) des Flüssigkristallpaneels 10,
ein Taktsteuergerät 40 zum
Anlegen verschiedener Steuersignale an den Datentreiber 20 und
den Gatetreiber 30 und eine LED-Ansteuerungsvorrichtung 50 zum
Anlegen von Licht an das Flüssigkristallpaneel 10 auf.
-
Das
Taktsteuergerät 40 empfängt ein
Grauskalendatensignal R, G und B DATA, ein Horizontal-Synchronisationssignal
Hsync, ein Vertikal-Synchronisationssignal Vsync, ein Datenanlegebereichsignal
DE und einen Haupttakt MCLK von extern und legt notwendige Steuersignale
DCS an den Datentreiber 20 und GCS an den Gatetreiber 30 an.
-
Ferner
werden von dem Taktsteuergerät 40 umgewandelte
digitale Videosignale R',
G' und B' erzeugt, indem digitale
Videosignale R, G und B DATA, die von außen eingegeben werden, angepasst
werden, und dann die umgewandelten digitalen Videosignale R', G' und B' an den Datentreiber 20 angelegt.
-
Das
Datenanlegebereichssignal DE ist ein Signal zum Markieren eines
Datenausgabebereichs und der Haupttakt MCLK ist ein Referenz-Taktsignal und
wird von einem Mikroprozessor eingegeben.
-
Der
Datentreiber 20 erzeugt eine analoge Grauskalenspannung,
die dem umgewandelten digitalen Videosignalen R', G' und
B' entspricht, die
von dem Taktsteuergerät 40 in
Antwort auf ein Datensteuersignal DCS eingegeben werden, das von
dem Taktsteuergerät 40 eingegeben
wird. Mit „Grauskalenspannung" bzw. „Grauskalensignal" wird eine Spannung
bezeichnet, die einen Wert in einem bestimmten Bereich annehmen
kann, so dass Schattierungen einer Farbe dargestellt werden können.
-
Danach
wird eine analoge Grauskalenspannung, die in dem Datentreiber 20 erzeugt
ist, an die Datenleitungen (D1, ..., Dm) des Flüssigkristallpaneels 10 angelegt,
wenn Gateleitungen (G1, ..., Gn), die von einer Gate-Aus-Spannung
Voff ausgeschaltet sind, in Antwort auf das Gatesteuersignal GCS
von einer Gate-An-Spannung Von eingeschaltet werden, die an die
Gateleitungen (G1, ..., Gn) angelegt wird.
-
Die
Ansteuerungsvorrichtung der LED 50 weist eine Mehrzahl
von LED-Gruppen (nicht gezeigt) auf, die an der Rückseite
des Flüssigkristallpaneels 10 angeordnet
sind, um Licht auf das Flüssigkristallpaneel 10 zu
strahlen und empfängt
ein Lichtquellensteuersignal (Sb), das von einem externen Mikroprozessor
erzeugt ist, zum Steuern der Beleuchtung der Mehrzahl von LED-Gruppen.
-
Das
Lichtquellensteuersignal Sb, das die Ansteuerungsvorrichtung der
LED 50 steuert wird durch den Haupttakt MCLK unabhängig von
den Steuersignalen DCS und GCS erzeugt, die von dem Taktsteuergerät 40 ausgegeben
werden.
-
Eine
Konfiguration der Ansteuerungsvorrichtung der LED ist wie folgt.
-
3 ist
ein Diagramm, dass eine detaillierte Konfiguration einer Ansteuerungsvorrichtung
einer Lichtemissionsdiode gemäß einer
Implementierung dieses Dokuments darstellt.
-
Wie
in 3 gezeigt ist, weist die Ansteuerungsvorrichtung
der LED gemäß einer
Implementierung dieses Dokuments eine Mehrzahl von LED-Gruppen G10,
G20 und G30, eine Mehrzahl von Konstantspannungs-Versorgungseinheiten 100, 200 und 300,
und eine Pulsweitenmodulationssignal-Versorgungseinheit 400 auf.
-
In
jeder der LED-Gruppen G10, G20 und G30 sind eine Mehrzahl von LEDs
D11 bis D13 miteinander in Reihenschaltung gekoppelt.
-
Die
LED-Gruppen G10, G20 und G30 sind auf alle Hintergrundbeleuchtungsbereiche
aufgeteilt und emittieren schließlich weißes Licht, um Licht auf das
Flüssigkristallpaneel 100 zu
strahlen.
-
Wie
in 3 gezeigt ist, kann eine Ausgangsspannung, die
gleich oder kleiner ist als eine Eingangsspannung, als Ansteuerungsspannung
verwendet werden, da im Vergleich zum Stand der Technik eine vergleichsweise
kleine Anzahl (n) von LEDs (3: jeweils
D11 bis D13) in jeder der LED-Gruppen G10, G20 und G30 miteinander
gekoppelt ist.
-
Die
Mehrzahl von Konstantspannungs-Versorgungseinheiten 100, 200 und 300 legt
eine Konstantspannung, die zum Treiben eines Konstantstroms notwendig
ist, an die LED-Gruppen G10, G20 und G30, an.
-
Das
heißt,
die erste Konstantspannungs-Versorgungseinheit 100 legt
eine Konstantspannung an die erste LED-Gruppe G10 an, die zweite
Konstantspannungs-Versorgungseinheit
legt eine Konstantspannung an die zweite LED-Gruppe G20 an und die
dritte Konstantspannungs-Versorgungseinheit 300 legt eine
Kosntantspannung an die dritte LED-Gruppe G30 an.
-
Die
Mehrzahl von Konstantspannungs-Versorgungseinheiten 100, 200 und 300 geben
jeweils eine Konstantspannung aus, die an die LED-Gruppen G10, G20
bzw. G30 angelegt wird, und die gleich oder kleiner als eine Eingangsspannung
sind, die in die Konstantspannungs-Versorgungseinheiten 100, 200 und 300 eingegeben
ist.
-
Die
Pulsweitenmodulationssignal-Versorgungseinheit 400 legt
ein Pulsweitenmodulationssignal (PWM-Signal) an jede der Mehrzahl
von Konstantspannungs-Versorgungseinheiten 100, 200 und 300 an.
-
Das
Pulsweitenmodulationssignal ist ein Steuersignal zum Steuern einer
Ansteuerungsspannung der LED-Gruppen G10, G20 und G30, das eingerichtet
ist, die Helligkeit der LED-Gruppen G10, G20 und G30 zu steuern,
indem die Breite einer Rechteckwelle eingestellt wird.
-
Mit
Bezugnahme auf die 4 und 5 werden
eine Konstantspannungs-Versorgungseinheit
der Ansteuerungsvorrichtung der LED und ein Pulsweitenmodulationssignal
gemäß einem
Beispiel dieses Dokuments im Detail beschreiben.
-
4 ist
ein Schaltkreisdiagramm, das eine detaillierte Konfiguration einer
Konstantspannungsversorgungseinheit in der Ansteuerungsvorrichtung der
Lichtemissionsdiode, die in 3 gezeigt
ist, darstellt.
-
Wie
in 4 gezeigt ist, weist die Konstantspannungs-Versorgungseinheit 100 eine Schalt-Steuersignal-Versorgungseinheit 101,
ein Schaltelement 106, eine Energiespeichereinheit 105 und
eine Diode 102 auf.
-
Die
Konstantspannungs-Versorgungseinheit 100 verwendet im Allgemeinen
einen Tiefsetz-Schaltkreis (engl. buck circuit).
-
Die
Schaltsteuersignal-Versorgungseinheit 101 legt ein gepulstes
Schaltsteuersignal S/W an das Schaltelement 106 an.
-
Das
Schaltsteuersignal S/W steuert eine Einschaltzeit des Schaltelements 106.
-
Das
Schaltelement 106 wird gemäß dem Schaltsteuersignal S/W
eingeschaltet, das von der Schaltsteuersignal-Versorgungseinheit 101 bereitgestellt
ist, und kann eine Energiespeichermenge während einer Einschaltzeit steuern.
-
Das
Schaltelement 106 kann einen Metalloxid-Halbleiter-Feldeffekttransistor
(MOSFET) oder einen Bipolartransistor (BJT = bipolar junction transistor)
aufweisen, wie in 4 gezeigt ist.
-
Die
Energiespeichereinheit 105 speichert Energie, die von dem
Schaltelement 106 angelegt ist. Die Energiespeichereinheit 105 kann
unter Verwendung einer Induktivität ausgebildet sein. Insbesondere
weist die Induktivität
eine Wert von ungefähr
1 μH bis
100 mH auf.
-
Die
Diode 102 übermittelt
Energie, die in der Energiespeichereinheit 105 gespeichert
ist, an die LED-Gruppe G10.
-
Folglich
wird in der Konstantspannungs-Versorgungseinheit 100 mit
der obigen Struktur das Schaltelement 106 eingeschaltet,
falls ein Schaltsteuersignal S/W, das durch die Schaltsteuersignal-Versorgungseinheit 101 angelegt
ist, „HI" ist, so dass ein
Strom, der in die Energiespeichereinheit 105 fließt, ansteigt
und somit Energie in der Energiespeichereinheit 105 gespeichert
wird.
-
Danach
wird das Schaltelement 106 ausgeschaltet und gleichzeitig
wird die in der Energiespeichereinheit 105 gespeicherte
Energie an die LED-Gruppe G10 übermittelt,
falls ein Schaltsteuersignal S/W, das durch die Schaltsteuersignal-Versorgungseinheit 101 bereitgestellt
ist, „LOW" ist, so dass sich
ein Strom, der zur Energiespeichereinheit 105 fliesst,
verringert. „HI" und „LOW" bezeichnen jeweils einen
binären
Zustand, die jeweils auch als „1" oder „Hoch" bzw. „0" oder „Niedrig" bezeichnet werden.
-
Die
Anzahl von LEDs (4: D11 bis D13) der LED-Gruppe
G10 kann zwischen 2 und 32 sein.
-
Insbesondere
kann die Anzahl (n) der LEDs D11 bis D13 (in 4: n = 3),
die die LED-Gruppe G10 bilden, gemäß der Stärke einer maximalen Ausgangsspannung
(Vout) bestimmt sein, die die Konstantspannungs-Versorgungseinheit 100 bereitstellen
kann.
-
Zum
Beispiel ist eine maximale Ausgangsspannung (Vout), die die Konstantspannungs-Versorgungseinheit 100 bereitstellen
kann, 48 V, so dass die maximale Anzahl (n) der LEDs (in 4:
D11 bis D13) der LED-Gruppe G10 n = 16 ist, falls eine Eingangsspannung
(Vin), die an die Konstantspannungs-Versorgungseinheit 100 übermittelt
ist, 48 V ist und die Spannung, die zum Ansteuerung von jeder der
LEDs (D11 bis D13) notwendig ist, 3 V ist.
-
Unter
Berücksichtigung
jedoch, dass die Ansteuerungsvorrichtung der LED, die gemäß eines Ausführungsbeispiel
s dieses Dokuments ausgebildet ist, gemäß einer Sicherheitsvorschrift
angesteuert werden soll, kann die Anzahl (n) der LEDs (in 4 ist
n = 3: D11 bis D13), die die LED-Gruppe G10 bilden, so bestimmt
werden, dass eine Ausgangsspannung (Vout), die gleich oder kleiner
als eine Eingangsspannung (Vin) ist, die an die Konstantspannungs-Versorgungseinheit 100 angelegt ist,
in einem Bereich, der als Ansteuerungsspannung notwendig ist.
-
Die
Schaltsteuersignal-Versorgungseinheit 101 ist mit einem
sechsten Knoten N106 gekoppelt, um einen Energiemengen-Einstellstrom
(Isense) durch den sechsten Knoten N106 an das Schaltelement 106 zu übermitteln.
Der Energiemengen-Einstellstrom
(Isense) begrenzt einen oberen Grenzwert einer Energiemenge, die
in der Energiespeichereinheit 105 gespeichert ist, wenn
das Schaltelement 106 eingeschaltet wird. Folglich wird
eine Beschädigung eines
Elements aufgrund eines übermäßig hohen Stroms
vermieden.
-
Falls
eine Energiemenge, die in der Energiespeichereinheit 105 gespeichert
ist, wenn das Schaltelement 106 eingeschaltet wird, größer ist
als die eines vorhandenen Stroms, kann eine Energiemenge eingestellt
werden, indem eine Einschaltzeit des Schaltelements 106 eingestellt
wird.
-
Die
Stärke
eines Energiemengen-Einstellstroms (Isense) kann eingestellt werden,
indem ein Wert eines Widerstands 108 eingestellt wird,
der mit dem sechsten Knoten N106 gekoppelt ist, und der Widerstand 108 kann
eingestellt werden, um einen Wert von 10 mΩ bis 10 Ω zu haben.
-
Genauer,
da die Schaltsteuersignal-Versorgungseinheit 101 eine feste
interne Referenzspannung aufweist, regelt die Schaltsteuersignal-Versorgungseinheit 101 so,
dass eine feste Ausgangsspannung (Vout) an die LED-Gruppe G10 übermittelt
wird, indem eine Einschaltzeit des Schaltelements 106 eingestellt
wird, wenn ein Unterschied zwischen einer Bezugsspannung und einer
Rückkopplungs-Spannung
F/B existiert, die von der Schaltsteuersignal-Versorgungseinheit 101 an
den siebten Knoten N107 angelegt ist.
-
Eine
Stärke
der Rückkopplungs-Spannung F/B
kann eingestellt werden, indem ein Wert eines Widerstands 109,
der mit dem siebten Knoten N107 gekoppelt ist, eingestellt wird,
und der Widerstand 109 kann eingestellt werden, um einen
Wert von 10 Ω bis
100 Ω zu
haben.
-
Wie
in 4 gezeigt ist, ist die Diode 102 zwischen
einen ersten Knoten N101 und einen dritten Knoten N103 gekoppelt,
die Energiespeichereinheit 105 ist zwischen den dritten
Knoten N103 und einen vierten Knoten N104 gekoppelt, und das Schaltelement 106 ist
mit dem dritten Knoten N103, einen fünften Knoten N105 und dem sechsten
Knoten N106 gekoppelt.
-
Die
Schaltsteuersignal-Versorgungseinheit 101 ist mit dem fünften Knoten
N105 gekoppelt, dem sechsten Knoten N106 und dem siebten Knoten N107,
einem Widerstand 108 zum Einstellen der Stärke eines
Energiemengen-Einstellstroms (Isense), der zwischen den sechsten
Knoten N106 und einen achten Knoten N108 gekoppelt ist, und einem Widerstand 109 zum
Einstellen der Stärke
einer Rückkopplungsspannung
F/B, der zwischen den siebten Knoten N107 und den achten Knoten
N108 gekoppelt ist. Die LED-Gruppe G10 ist zwischen den zweiten
Knoten N102 und den vierten Knoten N104 gekoppelt, um eine Ausgangsspannung
(Vout) zu empfangen, die von der Konstantspannung-Versorgungseinheit 100 angelegt
ist.
-
Eine
Kapazität 103 ist
zwischen den ersten Knoten N101 und den vierten Knoten N104 gekoppelt und
führt eine
Funkton des Reduzierens einer Ripple-Spannung einer Ausgangsspannung
(Vout) durch, die an die LED-Gruppe G10 angelegt ist. Als „Ripple-Spannung" wird die Restwelligkeit
einer vorgegebenen Spannung bezeichnet. Insbesondere kann der Kapazitätswert der
Kapazität 103 eingestellt
sein, um einen Wert von 1 μF
bis 100 μF
zu haben.
-
Ein
Stromerfassungswiderstand 104 ist zwischen den ersten Knoten
N101 und den zweiten Knoten N102 gekoppelt.
-
Der
Stromerfassungswiderstand 104 erfasst einen Strom, der
auf die LED-Gruppe G10 übermittelt wird,
mittels einer Ausgangsspannung (Vout), die an der Konstantspannungs-Versorgungseinheit 100 anlegt,
und der Stromerfassungswiderstand 104 kann so eingestellt
sein, um einen Wert von ungefähr
10 mΩ bis
100 mΩ zu
haben.
-
Ferner
ist eine Stromeinstelleinheit 107 mit dem ersten Knoten
N101, dem zweiten Knoten N102 und dem siebten Knoten N107 gekoppelt.
Die Stromeinstelleinheit 107 ist so eingestellt, dass ein
Strom, der durch den Stromerfassungswiderstand 104 erfasst
wird, einen festen Stromwert aufweist, und der Wert an den siebten
Knoten N107 übermittelt
wird.
-
Das
heißt,
die Stromeinstelleinheit 107 setzt einen Strom, der von
dem Stromerfassungswiderstand 104 erfasst wird, in einem
Verhältnis
von 1/2 bis 1/100 herab, und übermittelt
den Strom an den siebten Knoten N107, so dass die Stärke einer
Rückkopplungsspannung
F/B, die an die Schaltsteuerungssignal-Versorgungseinheit 101 übermittelt
wird, herabgesetzt werden kann. Folglich kann der Leistungsverbrauch
wirksam reduziert werden.
-
Die
Stromeinstelleinheit 107, der ein Stromüberwachungs-IC sein kann, kann
auf einfache Weise unter Verwendung eines Operationsverstärkers gebildet
werden.
-
Die
Eingangsspannung (Vin) wird an den ersten Knoten N101 angelegt und
die Bezugsspannung (Masse) GND wird an den achten Knoten N108 angelegt
und ein Pulsweitenmodulationssignal PWM110 wird an die Schaltsteuerungssignal-Versorgungseinheit 101 angelegt,
die ein Steuerungs-IC sein kann.
-
Folglich
gibt die Konstantspannungs-Versorgungseinheit 100 eine
Ausgangsspannung (Vout) aus, die kleiner ist oder gleich der Eingangsspannung (Vin),
indem die Eingangsspannung (Vin) auf eine vorgegebenen Spannung
verringert wird.
-
Das
Pulsweitenmodulationssignal PWM110, das an die Schaltsteuerungssignal-Versorgungseinheit 101 angelegt
ist, kann eine Einschaltzeit des Schaltelements 106 proportional
zu einem Tastverhältnis
(duty ratio) Ton1/T einstellen, wie in 5 gezeigt
ist.
-
Obwohl
die erste Konstantspannungs-Versorgungseinheit 100 beispielhaft
in der obigen Beschreibung verkörpert
ist, können
sowohl die zweite Konstantspannungs-Versorgungseinheit 200 als auch
die dritte Konstantspannungs-Versorgungseinheit 300 in
gleicher Weise wie die erste Konstantspannungs-Versorgungseinheit 100 gebildet
sein. Indem die Pulsweitenmodulationssignale PWM110, PWM210 und
PWM310 jeweils an die erste, die zweite bzw. die dritte Konstantspannungs-Versorgungseinheit 100, 200 bzw. 300 angelegt
werden, kann jede Aktivierungszeit der LED-Gruppen G10, G20 und
G30 eingestellt werden.
-
5 ist
eine Grafik, die Pulsweitenmodulationssignale der Ansteuerungsvorrichtung
der Lichtemissionsdiode gemäß einer
Implementierung dieses Dokuments darstellt.
-
Wie
in 5 gezeigt ist, ist eine Aktivierungszeit der ersten
LED-Gruppe G10, die gemäß dem ersten
Pulsweitenmodulationssignal PWM110 angesteuert ist, am kürzesten
und eine Aktivierungszeit der dritten LED-Gruppe G30, die gemäß dem dritten
Pulsweitenmodulationssignal PWM310 angesteuert ist, am längsten,
wenn ein Tastverhältnis Ton1/T
des ersten Pulsweitenmodulationssignals PWM110 am kürzesten
ist und ein Tastverhältnis Ton3/T
des dritten Pulsweitenmodulationssignals PWM310 am längsten ist.
-
Das
Tastverhältnis
Ton1/T des Pulsweitenmodulationssignals PWM110 kann die Helligkeit
der LED-Gruppen G10, G20 und G30 unabhängig einstellen. Folglich kann
die Helligkeit der LED-Gruppen in gewissem Ausmaß eingestellt werden, wenn
es als Hintergrundbeleuchtung für
die LCD verwendet werden.
-
Folglich
ist gemäß diesem
Dokument ein Schaltkreis zum Vergrößern der Eingangsspannung nicht
notwendig, wenn eine LED als Hintergrundbeleuchtung einer Flachpaneelanzeige,
wie zum Beispiel einer LCD, verwendet wird, indem eine Ansteuerungsspannung
geteilt und angesteuert wird, um eine Mehrzahl von LEDs in allen
Gruppe unter Verwendung einer niedrigen Spannung, die gleich oder kleiner
ist als eine Eingangsspannung, anzusteuern, so dass die Schaltkreisstruktur
der Ansteuerungsvorrichtung der LED vereinfacht werden kann.
-
Ferner
kann eine Schaltkreisstruktur der Ansteuerungsvorrichtung der LED
mit Niederdruck- und Kleinstromelementen ausgeführt werden, so dass Kosten
reduziert werden können.
-
Insbesondere,
wenn ein Buck-Schaltkreis angewendet wird, ist die Anzahl (z.B.
die Anzahl von LEDs, die mit einem Einheitsschaltkeis gekoppelt
ist) der Teile, die einen Einheitsschaltkreis bilden, kleiner als
die eines herkömmlichen
Typs (d.h. eines Boost-Typs),
und wenn eine Ausgabe davon in einem Nicht-Lade-Zustand ist, kann
die Gefahr einer Überspannung
gelöst
werden, so dass ein Schaltkreis sicher betrieben werden kann.
-
Ferner
ist die Umwandlungseffizienz hoch, da ein zusätzlicher Schutzschaltkreis
zum Verhindern einer Überspannung
nicht nötig
ist.
-
Ferner,
kann eine Eingangsspannungsquelle einer Fluoreszenzlampe so wie
sie ist verwendet werden, auch wenn eine LED als Hintergrundbeleuchtung
verwendet wird, so dass es nicht notwendig ist, eine Herstellungslinie
anzupassen.