JP2006314168A - Power circuit for liquid crystal display - Google Patents
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Description
本発明は、液晶表示装置の電源回路に関する。 The present invention relates to a power supply circuit for a liquid crystal display device.
従来の一般的な液晶表示装置では、液晶駆動に必要なゲートドライバ電圧として、例えば+15V及び−15V、ソースドライバ電圧として5V、制御回路のロジック電圧として3.3Vを、定電圧駆動源によりそれぞれ供給している。これらの定電圧駆動源としては、それぞれの電圧に設定されたスイッチングレギュレータを用いた電源ブロックを並列接続する構成がとられている例が多い。
一方、白色LEDは照明輝度が供給電流に強く依存するため、白色LEDの照明輝度変動を避けるために定電流電源により電源供給するのが一般的であり、
下記の特許文献1には、LED駆動電圧のバラツキや変動、LEDの製品ごとの順電圧のバラツキなどにかかわらず、LEDバックライトの輝度を一定に保つために、LEDバックライトを定電流回路にて駆動することが記載されている。
In a conventional general liquid crystal display device, for example, +15 V and −15 V, 5 V as a source driver voltage, and 3.3 V as a logic voltage of a control circuit are supplied from a constant voltage driving source as gate driver voltages necessary for driving the liquid crystal. is doing. As these constant voltage drive sources, there are many examples in which power supply blocks using switching regulators set to respective voltages are connected in parallel.
On the other hand, since the illumination brightness of white LEDs strongly depends on the supply current, it is common to supply power with a constant current power source in order to avoid fluctuations in the illumination brightness of the white LEDs.
In
以下、従来の技術について、図面を参照して説明する。図2は従来の液晶表示装置のLED照明源及び駆動電源回路の構成を示すブロック図である。なお、図中同一符号は同一または相当部分を示す。 Hereinafter, a conventional technique will be described with reference to the drawings. FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of an LED illumination source and a drive power supply circuit of a conventional liquid crystal display device. In the drawings, the same reference numerals indicate the same or corresponding parts.
この図において、定電流駆動を必要とする第一の負荷である白色発光ダイオード(白色LED)22に流れる電流は、スイッチングレギュレータコントローラ12のレギュレーション機能により定電流化されている。また、定電圧駆動を必要とする第二の負荷である液晶表示装置73に印加される電圧は、スイッチングレギュレータコントローラ13のレギュレーション機能により定電圧化されている。
近年、携帯機器(携帯電話、PDA、デジタルカメラ、など)の表示はカラー液晶(LCD)が主流となっているが、LCDはそれ自身では発光しないため、裏面から光を当てる(バックライト)、あるいは表面から光を当てる(フロントライト)など、照明源を必要としている。LCD表示装置の照明源として、近来、白色発光ダイオード(白色LED)の使用例が増加しているが、LCD表示装置に白色LED照明を適用するには、電源装置の面で次の課題があった。
1.液晶表示装置は前記の各種定電圧電源(駆動電源)を備えているが、白色LED照明には、これら定電圧電源とは別に白色LED用の定電流電源(照明電源)が必要である。
2.白色LED用スイッチングレギュレータ(照明用レギュレータ)とLCD駆動電源の複数のスイッチングレギュレータ(駆動用レギュレータ)が独立した回路部品であるため、動作周波数が同期していない。このため、LCD画面に干渉縞が表示される可能性がある。また、複数のスイッチングレギュレータから発生するスイッチングノイズがLCD画面に重畳表示される可能性がある。従って、表示映像が劣化する可能性がある。
3.回路簡略化のための駆動用レギュレータを白色LEDと並列に接続した場合、白色LED消灯時には駆動用レギュレータの動作条件が変動し、安定した電圧を得ることができない。
In recent years, color liquid crystal (LCD) has been the mainstream for display of mobile devices (cell phones, PDAs, digital cameras, etc.), but since LCD does not emit light by itself, light is applied from the back (backlight), Or an illumination source is needed, such as shining light from the surface (front light). Recently, white light emitting diodes (white LEDs) are increasingly used as illumination sources for LCD display devices. However, the application of white LED illumination to LCD display devices has the following problems in terms of power supply devices. It was.
1. The liquid crystal display device includes the above-described various constant voltage power sources (drive power sources), but white LED lighting requires a constant current power source (illumination power source) for white LEDs separately from these constant voltage power sources.
2. Since the white LED switching regulator (illumination regulator) and the plurality of switching regulators (driving regulators) of the LCD drive power source are independent circuit components, the operating frequencies are not synchronized. For this reason, interference fringes may be displayed on the LCD screen. In addition, switching noise generated from a plurality of switching regulators may be superimposed on the LCD screen. Therefore, there is a possibility that the displayed image is deteriorated.
3. When the driving regulator for simplifying the circuit is connected in parallel with the white LED, the operating condition of the driving regulator varies when the white LED is turned off, and a stable voltage cannot be obtained.
本発明は、このような問題を解決するためになされたもので、その目的はLCD表示装置において白色LED照明源の輝度ムラを低減し、かつ、白色LED照明源の点灯及び消灯にかかわらず安定動作する液晶駆動用電源回路を提供することにある。 The present invention has been made to solve such problems, and the object thereof is to reduce unevenness in luminance of a white LED illumination source in an LCD display device, and to be stable regardless of whether the white LED illumination source is turned on or off. An object is to provide a power supply circuit for driving liquid crystal.
上記目的を達成するために、本発明の電源回路は、直流電源と、前記直流電源により駆動される定電圧電源部と、前記直流電源により駆動される定電流電源部と、前記定電圧電源部の定電圧手段と前記定電流電源部によって共用される昇圧制御部と、を有する電源回路において、前記昇圧制御部は、前記定電流電源部の負荷状態により制御動作を行うことを特徴とする。
また、本発明の電源回路は、前記昇圧制御部は前記定電流電源部の動作停止時に前記定電圧電源部の負荷状態により制御動作を行うことを特徴とする。
また、本発明の電源回路は、前記定電圧電源の負荷が液晶表示手段の液晶駆動用ドライバーであり、前記定電流電源部の負荷が前記液晶表示手段を照明する発光ダイオードであり、前記定電圧手段が前記定電流電源部に接続されたシリーズレギュレータである液晶表示装置の電源回路であることを特徴とする。そして、本発明は、液晶表示手段と、液晶表示の画面照明を行う照明手段と、を有する液晶表示装置において、上記の電源回路により電源供給を行うことを特徴とする。
In order to achieve the above object, a power supply circuit according to the present invention includes a DC power supply, a constant voltage power supply unit driven by the DC power supply, a constant current power supply unit driven by the DC power supply, and the constant voltage power supply unit. In the power supply circuit having the constant voltage means and the boost control unit shared by the constant current power supply unit, the boost control unit performs a control operation according to a load state of the constant current power supply unit.
The power supply circuit according to the present invention is characterized in that the boost control unit performs a control operation according to a load state of the constant voltage power supply unit when the operation of the constant current power supply unit is stopped.
Further, in the power supply circuit of the present invention, the load of the constant voltage power source is a driver for driving liquid crystal of the liquid crystal display means, the load of the constant current power supply unit is a light emitting diode that illuminates the liquid crystal display means, and the constant voltage The means is a power supply circuit of a liquid crystal display device which is a series regulator connected to the constant current power supply unit. The present invention is characterized in that in the liquid crystal display device having the liquid crystal display means and the illumination means for illuminating the screen of the liquid crystal display, power is supplied by the power supply circuit.
本発明によれば、LCD照明光源としての白色発光ダイオードを定電流負荷とする昇圧制御回路を、LCD液晶駆動用の各種定電圧電源の定電圧を必要とする負荷と共用することで回路の簡易化及び電源回路のスイッチングノイズの低減が可能となる。また、スイッチングレギュレータコントローラの制御動作を定電流制御と定電圧制御に切り替える機能を有することで、LED照明源を消した消灯制御時においても液晶駆動用の各種定電圧負荷に安定した電源の供給が可能となる。 According to the present invention, a boost control circuit using a white light emitting diode as an LCD illumination light source as a constant current load is shared with a load that requires constant voltages of various constant voltage power sources for driving LCD liquid crystal, thereby simplifying the circuit. And switching noise of the power supply circuit can be reduced. In addition, by having the function of switching the control operation of the switching regulator controller between constant current control and constant voltage control, it is possible to supply stable power to various constant voltage loads for driving the liquid crystal even when the LED illumination source is turned off. It becomes possible.
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳しく説明する。図1は本発明によるLCD表示装置の白色LED照明源及びLCD駆動電源回路の構成を示すブロック図である。なお、図中同一符号は同一または相当部分を示す。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of a white LED illumination source and an LCD driving power supply circuit of an LCD display device according to the present invention. In the drawings, the same reference numerals indicate the same or corresponding parts.
この図において、1は直流電源、21は定電流駆動を必要とする第一の負荷である白色LED、71は定電圧駆動を必要とする第二の負荷であるLCD表示装置である。 In this figure, 1 is a DC power source, 21 is a white LED that is a first load that requires constant current drive, and 71 is an LCD display device that is a second load that requires constant voltage drive.
説明のため、直流電源1として公称電圧1.5Vの蓄電池を、第一の負荷白色LED21として順方向電圧降下3.5Vの白色LEDを6個直列に接続し定格20mAの定電流駆動を行うランプモジュールを仮定し、さらに、第二の負荷LCD表示装置71の電源電圧V5として+15Vを、基準電圧源回路電圧161の基準電圧として1.2Vを、白色LED21消灯時の負荷端子電圧V2として+17Vを、スイッチングトランジスタ91のオン時コレクタ・エミッタ間電圧降下を0.5Vとそれぞれ仮定する。
For the sake of explanation, a storage battery with a nominal voltage of 1.5 V is connected as a
白色LED21の点灯及び消灯の制御は制御電圧V3で行う。制御電圧V3がHighレベルの場合、論理反転素子92で制御信号はLowレベルに変換されるため、トランジスタスイッチ91がONすることで白色LED21に電流が給電され点灯動作となる。この時、トランジスタスイッチ93はOFF状態のため抵抗81には電流が流れない。
The
一方、制御電圧V3がLowレベルの場合、論理反転素子92で制御信号はHighレベルに変換されるため、トランジスタスイッチ91がOFFすることで白色LED21への電流供給が遮断され消灯動作となる。この時、トランジスタスイッチ93はON状態のため負荷電流I1は抵抗81を通じて抵抗61に流れる事になる。
On the other hand, when the control voltage V3 is at the low level, the control signal is converted to the high level by the logic inverting element 92. Therefore, when the
白色LED21の点灯制御時には、第一の負荷である白色LED21に流れる電流は、誤差検出用コンパレータ141の反転入力端子とGND端子の間に抵抗61を接続することにより設定できる。電流設定用抵抗61の値は、基準電圧1.2Vを設定電流20mAで除することで求めることができ、この例では60Ωとなる。
During the lighting control of the
さらに、白色LED21の点灯制御時は、負荷電流I1はスイッチングレギュレータコントローラ11のレギュレーション機能により定電流化され、その動作は以下のとおりである。
Further, during the lighting control of the
誤差検出用コンパレータ141の反転入力端子電圧V4が、誤差検出用コンパレータ141の非反転入力端子に印加される基準電圧1.2V以上のとき、負荷電流I1は出力側コンデンサ101から供給される。同時に、シリーズレギュレータである3端子レギュレータ10を介して負荷抵抗71に流れる電流も出力側コンデンサ101から供給される。V4電圧が基準電圧1.2V以下になると、内蔵MOSトランジスタスイッチ121がオンされ、コイル31に電流が流れ始める。
When the inverting input terminal voltage V4 of the
この電流は抵抗171の電圧降下として昇圧制御回路131で監視されており、例えば設定値である350mAに達すると、昇圧制御回路131からリセット信号が出力され、内蔵MOSトランジスタスイッチ121がオフされる。その結果、コイル31に逆起電力が発生し、ダイオード41を介して、白色LED21に電流が供給される。同時に、3端子レギュレータ10を介して負荷抵抗71に流れる電流も供給される。I1が設定値である20mAに達するまでこのサイクルが繰り返されることで、I1が一定に維持されるので輝度にムラの無い白色LED点灯動作が行われる。
This current is monitored by the
定電圧ダイオード51は白色LED21が外れた時及び、トランジスタスイッチ91とトランジスタスイッチ93が同時にオフ状態の時にオープン状態となって昇圧出力が上昇し、スイッチングレギュレータコントローラ11の耐圧を超える電圧が印可されることを防止するため、オープン保護回路として正常時の昇圧出力V2の約21Vより大きい25Vの定電圧で動作する製品を接続する。
The
一方、白色LED21の消灯制御時には、定電圧駆動電圧V2は、誤差検出用コンパレータ143の反転入力端子とGND端子の間に接続されている抵抗61と抵抗81の抵抗分圧値により設定できる。定電流駆動を兼ねた抵抗61と定電圧駆動設定用抵抗81の値は、負荷設定電圧17Vの抵抗分圧値が基準電圧1.2Vとなる1:12.75の比例組み合わせで求めることができ、この例では抵抗61が60Ω、抵抗81が765Ωとなる。
白色LED21の消灯制御時には、負荷電圧V2はスイッチングレギュレータコントローラ11のレギュレーション機能により定電圧化され、その動作は以下のとおりとなる。
On the other hand, when the
During the turn-off control of the
誤差検出用コンパレータ141の反転入力端子電圧V4が、誤差検出用コンパレータ141の非反転入力端子に印加される基準電圧1.2V以上のとき、3端子レギュレータ10を介して負荷抵抗71に流れる電流は出力側コンデンサ101から供給される。V4電圧が基準電圧1.2V以下になると、内蔵MOSトランジスタスイッチ121がオンされ、コイル31に電流が流れ始める。
When the inverting input terminal voltage V4 of the
この電流は抵抗171の電圧降下として昇圧制御回路131で監視されており、例えば設定値である350mAに達すると、昇圧制御回路131からリセット信号が出力され、内蔵MOSトランジスタスイッチ121がオフ制御される。その結果、コイル31に逆起電力が発生し、ダイオード41を介して、負荷抵抗71に電流が供給される。負荷端子電圧V2が設定値である17Vに達するまでこのサイクルが繰り返されることで、負荷電圧V2が一定に維持される。
また、スイッチングレギュレータコントローラ11の動作電圧はバイアス回路111より給電される。
This current is monitored by the
The operating voltage of the
一方、第一の定電流負荷である白色LED21接続部電圧V2は、白色LED21の点灯時は約21.5V、消灯時は約17Vなので、V2点に3端子レギュレータ10を接続することにより、第二の負荷である抵抗71には常に15Vの安定した定電圧給電が行われる。
On the other hand, the connection voltage V2 of the
以上説明したように、白色LED21の点灯または消灯にかかわらず、シャットダウン回路151の制御電圧には直流入力電圧V1が給電され、常時アクティブ状態に設定されているので、スイッチングレギュレータコントローラ11は常時スイッチング動作を継続し、第二の負荷である液晶表示装置にたいして安定した定電圧駆動電圧を提供することができる。
As described above, regardless of whether the
今回開示された実施の形態は説明を簡単とするため、第二の負荷である液晶駆動用電源として15Vのみを生成しているが、V2電圧点に15V用3端子レギュレータ10と同様に3.3V用及び5V用及び−15Vを生成する3端子レギュレータを接続する事により、1つのスイッチングレギュレータコントローラにより液晶駆動に必要な各種電圧の生成を行う事が出来る。
In order to simplify the description, the embodiment disclosed this time generates only 15V as the power source for driving the liquid crystal as the second load, but the V2 voltage point is the same as in the 3-
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
1 3.3V直流電源
11,12,13 スイッチングレギュレータコントローラ
21,22 20mAの定電流を必要とする液晶照明源LED
71,73 15Vの定電圧を必要とする液晶パネル内制御回路
10 3端子レギュレータ
61,62,63、81、83,172,173 抵抗
91,93 トランジスタ
51,52 定電圧ダイオード
41,42,43 整流ダイオード
92 論理反転素子
31,32,33 インダクタ
121,122,123 MOSトランジスタ
141,142,143 誤差検出用コンパレータ
101,102,103 コンデンサ
1 3.3V
71, 73
Claims (4)
前記直流電源により駆動される定電圧電源部と、
前記直流電源により駆動される定電流電源部と、
前記定電圧電源部の定電圧手段と前記定電流電源部によって共用される昇圧制御部と、
を有する電源回路において、
前記昇圧制御部は、前記定電流電源部の負荷状態により制御動作を行うことを特徴とする電源回路。 DC power supply,
A constant voltage power supply unit driven by the DC power supply;
A constant current power supply unit driven by the DC power supply;
A step-up control unit shared by the constant voltage means of the constant voltage power supply unit and the constant current power supply unit;
In a power supply circuit having
The boosting control unit performs a control operation according to a load state of the constant current power supply unit.
前記昇圧制御部は前記定電流電源部の動作停止時に前記定電圧電源部の負荷状態により制御動作を行うことを特徴とする電源回路。 The power supply circuit according to claim 1,
The power supply circuit according to claim 1, wherein the boost control unit performs a control operation according to a load state of the constant voltage power supply unit when the operation of the constant current power supply unit is stopped.
前記定電圧電源の負荷が液晶表示手段の液晶駆動用ドライバーであり、前記定電流電源部の負荷が前記液晶表示手段を照明する発光ダイオードであり、前記定電圧手段が前記定電流電源部に接続されたシリーズレギュレータであることを特徴とする液晶表示装置の電源回路。 The power supply circuit according to claim 2,
The load of the constant voltage power source is a driver for driving a liquid crystal of the liquid crystal display means, the load of the constant current power source unit is a light emitting diode that illuminates the liquid crystal display unit, and the constant voltage unit is connected to the constant current power source unit A power supply circuit for a liquid crystal display device characterized by being a series regulator.
前記液晶表示の画面照明を行う照明手段と、
を有する液晶表示装置において、
請求項1乃至3記載の電源回路により電源供給を行う液晶表示装置。 Liquid crystal display means;
Illumination means for illuminating the screen of the liquid crystal display;
In a liquid crystal display device having
A liquid crystal display device that supplies power by the power supply circuit according to claim 1.
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