JP2002164194A - 調節式バックライトインバータ - Google Patents

調節式バックライトインバータ

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JP2002164194A
JP2002164194A JP2000343777A JP2000343777A JP2002164194A JP 2002164194 A JP2002164194 A JP 2002164194A JP 2000343777 A JP2000343777 A JP 2000343777A JP 2000343777 A JP2000343777 A JP 2000343777A JP 2002164194 A JP2002164194 A JP 2002164194A
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voltage
control signal
load
bias
pin
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Chen-Kang Chen
振 剛 陳
Jeng-Shiung Wang
政 雄 王
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Lien Chang Electronic Enterprise Co Ltd
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Lien Chang Electronic Enterprise Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 種々のランプ仕様に適用できる調節式バック
ライトインバータを提供する。 【解決手段】 本発明は、種々のランプ仕様のインバー
タに対応するためにプッシュプルインバータの変圧器の
二次側のRC電圧および電流を変化させるための入力電
圧の最大通流期間を用いる。本発明は、もとの回路を変
更する必要がなく、種々のランプ仕様に適用されるとい
う利点を有する。したがって、我々の要求に応じて大量
生産することができるので、在庫が低減される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、液晶ディスプレイ
のような表示装置に適用される調節式バックライトイン
バータに関する。
【0002】
【従来の技術】液晶ディスプレイ(LCD)は、消費電
力が低く、放射がなく、フルプレートの表示面を持ち、
サイズがコンパクトであるという利点がある。コンピュ
ータアプリケーションにおいて、LCDは、ノートブッ
ク型コンピュータのディスプレイを初期の9インチサイ
ズ(VGA)から現在の13.1インチサイズ(XG
A)まで形成させるのみならず、陰極線管(CRT)デ
ィスプレイの市場に取って代わるためにもっと大きなサ
イズまで開発されている。耐久エレクトロニクスにおい
ては、LCDは、移動パイロットシステムおよび高解像
度テレビジョンにおいて広く用いられている。
【0003】LCDは単独で光を放射しないため、表示
目的を達成するにはバックライトを必要とする。バック
ライトの性能は直接LCDの品質に影響を与える。加え
て、バックライト光源は表示モジュールのコストの約3
〜5%を占めており、また、バックライトは表示モジュ
ールの75%の電力を消費するため、表示モジュールの
中で最も重要な部品である。高品質、大サイズのLCD
のためには、それと協働する高品質のバックライト技術
を必要とする。
【0004】バックライト技術において、バックライト
は、一定のDC電流を種々のACまたはDC電流源に変
換するインバータを必要とする。特に、主としてプッシ
ュプルインバータが用いられている。従来のプッシュプ
ルインバータは、内部周波数を固定し、制御信号を用い
て外部周波数を変更する。
【0005】今日LED用のインバータは単一的に決め
られていないため、当該産業では、異なる会社で製造さ
れる種々のLEDに応じて、異なるランプの仕様に対応
する種々のバックライトインバータを設計し、製造しな
ければならない。バックライトインバータには多くの仕
様があるため、その在庫の調整は完全ではなく、したが
って、経済的効率は良くない。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】したがって、本発明の
目的は、種々のランプ仕様に適用可能な調節式バックラ
イトインバータを提供することである。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明の上記目的は、下
記の手段によって達成される。
【0008】請求項1に記載の発明は、DC電圧をAC
電圧に変換してバックライト光源に提供し、輝度制御信
号および負荷制御信号に応じて前記AC電圧を調節する
調節式バックライトインバータであって、輝度制御信
号、負荷制御信号、遅延制御信号、および負荷フィード
バック信号を受け取って駆動電圧を発生する駆動装置
と、前記駆動電圧を受け取って交流電圧を発生するトラ
ンジスタと、前記AC電圧を前記バックライト光源に使
用される負荷電圧に変換する変圧器と、前記バックライ
ト光源の負荷の大きさを検出し、負荷異常が検出された
ときにトリガ信号を発生する異常予防部と、前記トリガ
信号を受け取って一定の遅延時間を提供し、遅延制御信
号を発生する遅延時間制御部と、を少なくとも有するこ
とを特徴とする。
【0009】請求項2に記載の発明は、請求項1に記載
の調節式バックライトインバータにおいて、前記駆動装
置は、バイアス電圧およびバイアス電流を発生するバイ
アス発生器と、輝度制御信号およびバイアスを受け取っ
て調光電圧を発生する調光制御部と、前記バイアスを受
け取ってパルス幅制御電圧を発生するパルス幅変調ラン
プ波発生器と、バイアス、調光電圧、負荷制御信号、負
荷フィードバック信号、遅延制御信号、およびパルス幅
制御電圧を受け取って制御電圧を発生するパルス幅変調
制御部と、制御電圧を受け取って駆動電圧を発生する出
力ドライバと、を有することを特徴とする。
【0010】請求項3に記載の発明は、請求項1に記載
の調節式バックライトインバータにおいて、前記駆動装
置は、LX1686集積回路であることを特徴とする。
【0011】請求項4に記載の発明は、請求項1に記載
の調節式バックライトインバータにおいて、前記トラン
ジスタは、MOSFETであることを特徴とする。
【0012】
【発明の実施の形態】本発明の概要は、次のとおりであ
る。
【0013】本発明は、種々のランプ仕様のインバータ
に対応するためにプッシュプルインバータの変圧器の二
次側のRC電圧および電流を変化させるための入力電圧
の最大通流期間を用いる調節式バックライトインバータ
に関する。本発明は、もとの回路を変更する必要がな
く、種々のランプ仕様に適用されるという利点を有す
る。したがって、我々の要求に応じて大量生産すること
ができるので、在庫が低減される。
【0014】本発明のさらなる適用可能範囲は、後述す
る詳細な説明から明らかになるであろう。しかし、その
詳細な説明および特定の具体例は、本発明の好適な実施
例を示すものであり、単に実例としてのみ与えられてい
ることに留意すべきである。本発明の精神および範囲内
におけるさまざまな変更例や修正例は、その詳細な説明
から当業者に明らかになるであろう。
【0015】以下、図面を使って、本発明の実施の形態
を詳細に説明する。なお、本発明は、この詳細な説明に
限定されるわけではない。
【0016】まず、従来の技術に係るアナログ調光波形
を示す図1を参照する。アナログ調光によって、ランプ
の電流ILAMPの振幅は、入力輝度制御信号VBRITEに応
じて変化する。
【0017】次に、従来の技術に係るデジタル調光波形
を示す図2を参照する。デジタル調光によって、ランプ
の電流ILAMPは、パルスに応じて変化し、デューティサ
イクルは、入力輝度制御信号VBRITEによって制御され
る。
【0018】アナログ調光であれデジタル調光であれ、
両者とも調光用の外部周波数を変化させ、内部周波数は
固定されているため、変化する範囲は制限されている。
【0019】従来の技術に係るバックライトインバータ
の回路図は、たとえば、図3に示すとおりである。
【0020】次に、LX1686集積回路のピンを示す
図4を参照する。LX1686集積回路は24個のピン
を含んでおり、以下はその説明である。第1ピンは、A
OUTであり、第2ピンは、VSS_Pであり、第3ピ
ンは、VSSであり、第4ピンは、AFD_Cであり、
第5ピンは、RAMP_Cであり、第6ピンは、RAM
P_Rであり、第7ピンは、FVERTであり、第8ピ
ンは、PD_CRであり、第9ピンは、VOC_Cであ
り、第10ピンは、BRT_POSであり、第11ピン
は、BRITEであり、第12ピンは、DIG_DIM
であり、第13ピンは、ENABLEであり、第14ピ
ンは、I_Rであり、第15ピンは、BRTであり、第
16ピンは、VCOMPであり、第17ピンは、VSN
Sであり、第18ピンは、ICOMPであり、第19ピ
ンは、ISNSであり、第20ピンは、OLSNSであ
り、第21ピンは、TRI_Cであり、第22ピンは、
VDDであり、第23ピンは、VDD_Pであり、第2
4ピンは、BOUTである。
【0021】次に、LX1686ICをわかり易くした
回路図である図5を参照する。
【0022】LX1686ICは、LINFINITY
という会社によって製造されるものであるが、出力電力
を制御する電流を確かめるために外部周波数の帯域幅を
分離することによって、直接駆動構造を用い、冷陰極蛍
光灯(CCFL)に適用することができる。
【0023】LX1686ICは、主に、次の5個の部
品、すなわち、バイアス発生器11、PWM(パルス幅
変調)ランプ波発生器12、調光制御部13、パルス幅
変調制御部14、および出力ドライバ15から構成され
ている。
【0024】バイアス発生器11は、バイアス電圧およ
びバイアス電流を発生し、運転停止用のENABLE入
力によって制御され、不足電圧ロックアウト(UVL
O)の機能を有する。
【0025】PWMランプ波発生器12は、その勾配が
ランプ発振器から発生され、起動モードで周波数を走査
し、CCFLのモードを管理する。
【0026】調光制御部13は、LCDの垂直走査周波
数に応じて振動周波数をロックする機能を有し、また、
BRITE入力に応じて電流を反転させ、BRT入力に
応じてアナログまたはデジタル調光を処理する。
【0027】パルス幅変調制御部14は、変圧器の出力
電圧およびランプの電流を安定化させる機能を有する。
【0028】出力ドライバ15は、パルス幅変調制御部
14からの出力電圧を受け取ってAOUT信号およびB
OUT信号を発生する。
【0029】次に、調節式バックライトインバータのブ
ロック図を示す図6を参照する。
【0030】本発明に係る調節式バックライトインバー
タは、種々のランプの仕様に合うようにプッシュプルイ
ンバータの変圧器の二次側のRC電流と電圧を変化させ
る内部周波数の最大通流期間を調節するための入力電圧
を用いることによって従来のバックライトインバータを
向上させている。
【0031】本発明では好適な実施の形態としてLX1
686ICを有するが、本発明の技術によって開示され
るバックライトインバータは、LX1686ICと類似
した機能を有する任意の装置から構成される。したがっ
て、本発明は、LX1686ICに限定されるべきでは
ない。ここでは、LX1686ICと類似した機能を有
する任意の装置を「駆動装置」と呼ぶ。
【0032】本発明では、いくつかの装置を駆動装置に
追加する。トランジスタ16は、出力ドライバ15から
の信号であるAOUT,BOUT,VDD_P,GND
_Pを受け取って交流電圧を発生する。ここで、トラン
ジスタは、MOSFET(金属酸化物半導体電界効果ト
ランジスタ)である。
【0033】変圧器17は、AC電圧を負荷電圧に変換
してバックライト光源21に提供するために用いられ
る。
【0034】異常予防部18は、バックライト光源21
の負荷の大きさを検出するのに用いられる。異常予防部
18がバックライト光源21の過負荷を検出している間
バックライト光源21は開いており、一方で、バックラ
イト光源21の負荷がゼロであることを検出している間
は短絡している。異常予防部18は、異常状態のもとで
トリガ信号を発生する。
【0035】遅延時間制御部19は、上記のトリガ信号
を受け取り、パルス幅変調制御部15に対して遅延制御
信号を発生する。
【0036】起動モードにおいて、表示装置はゼロ表示
を有するため、異常予防部18は、電圧を検出していな
いものとミスチェックすることがある。したがって、遅
延時間制御部19は、その状態が起こらないようにする
ために短い遅延時間を提供する。
【0037】次に、調節式バックライトインバータの第
1の回路図である図7を参照する。
【0038】主ボードからの制御電圧OCCは、抵抗器
R39で減衰され、キャパシタC23でフィルタ処理さ
れた後、直列の抵抗器R46,R46−1で分圧され
る。抵抗器R46−1およびキャパシタC24は出力電
圧VCOMPを平滑化するフィルタを形成し、ノイズ干
渉を防止している。
【0039】次に、調節式バックライトインバータの第
2の回路図である図8を参照する。
【0040】LX1686ICの第16番目のピンであ
るVCOMPは、内部周波数の最大通流期間を調節する
のに用いられる。LX1686ICの第17番目のピン
であるVSNSは、その電圧が基準電圧1.25Vと比
較され、VSNSが1.25Vよりも大きければ、VC
OMPは過負荷保護のため低電圧になる。
【0041】LX1686ICの第16ピン(VCOM
P)および第17ピン(VSNS)は接地されているた
め、VCOMPは高電圧に保持される。
【0042】内部周波数の最大通流期間は、外部電圧に
よって調節される。
【0043】U2の第4、第6ピンよりも低い、正しい
フィードバック電圧を持つランプが検出されないとき、
U2の第1ピン(ADUT)および第2ピン(VSS_
P)は、低電圧になる。抵抗器制御によって、第20ピ
ン(CLSNS)は二重周波数トリガでブートされ、ト
リガ時間はキャパシタC18および抵抗器R29によっ
て決定される。
【0044】キャパシタC18および抵抗器R29の充
電電圧が第11ピンの電圧よりも低いとき、第13ピン
(ENABLE)は完全に開いているので、入力電圧
は、抵抗器R17を通過して第16ピン(VCOMP)
に至る。キャパシタC18および抵抗器R29の充電電
圧が第11ピンの電圧以上であるとき、第13ピン(E
NABLE)は低下するので、LX1686ICは、回
路を保護するために開放または短絡状態のもとでロック
される。
【0045】抵抗器R1およびキャパシタC2を充電す
るための時定数が80msecと100msecの間に
あるとき、換言すれば、遅延時間のみが80msecと
100msecの間にあるとき、集積回路は、情報デー
タがLCDに入力される前に不完全なフレームを表示し
ないように動作する。
【0046】次に、調節式バックライトインバータから
の出力電流の波形を示す図9、図10、および図11を
参照する。
【0047】図9は、バックライトインバータからの出
力電流の波形がパルス幅低減の特徴を有すること、換言
すれば、最大通流期間が外部電圧によって制御されるこ
とを示している。図10は、最小パルス幅における変圧
器の二次側からの出力波形を示している。図11は、パ
ルス幅低減時のランプ電流の波形を示している。
【0048】以上、本発明の実施の形態を説明してきた
が、上記の実施の形態は多くの方法で変更可能であるこ
とは明らかである。このような変更例は本発明の精神お
よび範囲から逸脱したものと考えてはならず、また、当
業者にとって明らかな変更例はすべて特許請求の範囲の
範囲内に含まれるものである。
【0049】
【発明の効果】したがって、本発明によれば、もとの回
路を変更する必要がなく、種々のランプ仕様に適用でき
る。したがって、我々の要求に応じて大量生産すること
ができ、在庫が低減される。
【図面の簡単な説明】
【図1】 従来の技術に係るアナログ調光の波形図であ
る。
【図2】 従来の技術に係るデジタル調光の波形図であ
る。
【図3】 従来の技術に係るバックライトインバータの
回路図である。
【図4】 LX1686ICのピンを示す図である。
【図5】 LX1686ICをわかり易くした回路図で
ある。
【図6】 調節式バックライトインバータのブロック図
である。
【図7】 調節式バックライトインバータの第1の回路
図である。
【図8】 調節式バックライトインバータの第2の回路
図である。
【図9】 調節式バックライトインバータの第1の出力
電流の波形図である。
【図10】 調節式バックライトインバータの第2の出
力電流の波形図である。
【図11】 調節式バックライトインバータの第3の出
力電流の波形図である。
【符号の説明】
11…バイアス発生器、 12…PWMランプ波発生器、 13…調光制御部、 14…PWM制御部、 15…出力ドライバ、 16…トランジスタ、 17…変圧器、 18…異常予防部、 19…遅延時間制御部、 21…負荷。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 3K098 CC40 CC60 DD20 DD35 EE16 EE31 FF02 5H007 BB03 CA01 CA02 CB03 CB04 CB06 CC06 CC32 DA03 DA05 DA06 DC02 DC05 EA02 EA08 FA03 FA18

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 DC電圧をAC電圧に変換してバックラ
    イト光源に提供し、輝度制御信号および負荷制御信号に
    応じて前記AC電圧を調節する調節式バックライトイン
    バータであって、 輝度制御信号、負荷制御信号、遅延制御信号、および負
    荷フィードバック信号を受け取って駆動電圧を発生する
    駆動装置と、 前記駆動電圧を受け取って交流電圧を発生するトランジ
    スタと、 前記AC電圧を前記バックライト光源に使用される負荷
    電圧に変換する変圧器と、 前記バックライト光源の負荷の大きさを検出し、負荷異
    常が検出されたときにトリガ信号を発生する異常予防部
    と、 前記トリガ信号を受け取って一定の遅延時間を提供し、
    遅延制御信号を発生する遅延時間制御部と、 を少なくとも有する調節式バックライトインバータ。
  2. 【請求項2】 前記駆動装置は、 バイアス電圧およびバイアス電流を発生するバイアス発
    生器と、 輝度制御信号およびバイアスを受け取って調光電圧を発
    生する調光制御部と、 前記バイアスを受け取ってパルス幅制御電圧を発生する
    パルス幅変調ランプ波発生器と、 バイアス、調光電圧、負荷制御信号、負荷フィードバッ
    ク信号、遅延制御信号、およびパルス幅制御電圧を受け
    取って制御電圧を発生するパルス幅変調制御部と、 制御電圧を受け取って駆動電圧を発生する出力ドライバ
    と、 を有する請求項1に記載の調節式バックライトインバー
    タ。
  3. 【請求項3】 前記駆動装置は、LX1686集積回路
    である請求項1に記載の調節式バックライトインバー
    タ。
  4. 【請求項4】 前記トランジスタは、MOSFETであ
    る請求項1に記載の調節式バックライトインバータ。
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