JP2012133937A - Led backlight device - Google Patents

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Yosuke Aoyanagi
陽介 青柳
Tatsuhisa Shimura
達久 志村
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Samsung R&D Institute Japan Co Ltd
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Samsung Yokohama Research Institute
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PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an LED backlight device capable of making DC currents passing through a plurality of LED strings constant, and thus supplying identical currents even if each of the LED strings has different forward voltage.SOLUTION: An LED backlight device comprises: a converter which outputs an AC voltage; a plurality of transformers which have a plurality of primary winding disposed in parallel, and having one ends of the plurality of primary winding connected in parallel on the output stage of the inverter, and a plurality of secondary winding connected in series in a loop-like form, and which output AC currents; a plurality of rectification circuits which are connected to the other ends of each of the primary winding of the plurality of transformers, rectify the AC currents output by the plurality of transformers, and output the rectified currents; a plurality of smoothing circuits which are connected to the output stages of the plurality of rectification circuits respectively, and smooth the respective rectified currents to output DC currents; and a plurality of LED strings having one ends respectively connected with each of the output stages of the plurality of smoothing circuits, and each having a plurality of LEDs.

Description

本発明は、液晶表示装置の光源に使用する複数のLEDを点灯させるLEDバックライト装置に関する。   The present invention relates to an LED backlight device that lights a plurality of LEDs used as a light source of a liquid crystal display device.

従来、液晶表示装置(LCD)は、軽量、薄型、低消費電力駆動等の機能が求められてきた。液晶表示装置は、自発光表示装置ではないため光源が必要になる。近時、光源としてはLEDが使用されている。例えば、図9(A)に示すLEDバックライト装置100がある。このLEDバックライト装置100は、直流電源101と、DCコンバータ102と、ボトム検出回路103と、LEDストリング104〜107と、電流駆動回路108〜111と、を備える。   Conventionally, liquid crystal display devices (LCDs) have been required to have functions such as light weight, thinness, and low power consumption driving. Since a liquid crystal display device is not a self-luminous display device, a light source is required. Recently, LEDs have been used as light sources. For example, there is an LED backlight device 100 shown in FIG. The LED backlight device 100 includes a DC power supply 101, a DC converter 102, a bottom detection circuit 103, LED strings 104 to 107, and current drive circuits 108 to 111.

DCコンバータ102は、直流電源101から供給される直流電圧をLEDストリングス104〜106の点灯に必要な直流電圧に変換してLEDストリング104〜106に供給する。電流駆動回路108は、図9(B)に示すように、エラーアンプ108aと、FET108bと、抵抗Rにより構成される。電流駆動回路109〜111も同様に図9(B)に示す回路構成を有する。電流駆動回路108〜111は、LEDストリングス104〜107からFET108bのソース電極に流れる電流を抵抗Rで検出し、その検出電圧と基準電圧REFとをエラーアンプ108aで比較してFET108bのゲート電極に供給する電圧を制御する。このゲート電極の制御により抵抗Rに流れる電流を一定に制御して、FET108bのドレイン電極に流れる電流を一定に制御することにより、LEDストリングス104〜107に流れる電流を一定に制御する。   The DC converter 102 converts a DC voltage supplied from the DC power supply 101 into a DC voltage necessary for lighting the LED strings 104 to 106 and supplies the converted DC voltage to the LED strings 104 to 106. As shown in FIG. 9B, the current driving circuit 108 includes an error amplifier 108a, an FET 108b, and a resistor R. Similarly, the current driver circuits 109 to 111 have the circuit configuration shown in FIG. The current driving circuits 108 to 111 detect the current flowing from the LED strings 104 to 107 to the source electrode of the FET 108b with the resistor R, compare the detected voltage with the reference voltage REF with the error amplifier 108a, and supply the detected voltage to the gate electrode of the FET 108b. To control the voltage. By controlling the gate electrode, the current flowing through the resistor R is controlled to be constant, and the current flowing through the drain electrode of the FET 108b is controlled to be constant, whereby the current flowing through the LED strings 104 to 107 is controlled to be constant.

ボトム検出回路103は、LEDストリングス104〜107の最下端カソード電圧のうち最小値を検出し、その最小値検出信号をDCコンバータ102に出力する。LEDストリングス104〜107を構成する各LEDは、個体差により順方向電圧が異なる。このため、電流駆動回路108〜111により各LEDストリングス104〜107に流れる電流を一定に制御したとしても各LEDストリングス104〜107の順方向電圧は異なる。このため、DCコンバータ102は、LEDストリングス104〜107のうち、順方向電圧が最大のもの以上の直流電圧を供給する必要がある。LEDの順方向電圧のバラツキは、LEDストリングス104〜107の周辺温度差によっても発生する。そこで、ボトム検出回路103は、LEDストリングス104〜107の最下端カソード電圧のうち最小値を検出し、その最小値検出信号をDCコンバータ102に出力することにより、LEDストリングス104〜107に供給する直流電圧が必要最低限の値になるように調整している。すなわち、DCコンバータ102は、ボトム検出回路103から入力される最小値検出信号の電圧レベルが一定になるようにLEDストリング104〜107に供給する直流電圧レベルを調整している。   The bottom detection circuit 103 detects the minimum value among the lowermost cathode voltages of the LED strings 104 to 107 and outputs the minimum value detection signal to the DC converter 102. Each LED that constitutes the LED strings 104 to 107 has different forward voltages due to individual differences. For this reason, even if the currents flowing through the LED strings 104 to 107 are controlled to be constant by the current driving circuits 108 to 111, the forward voltages of the LED strings 104 to 107 are different. For this reason, it is necessary for the DC converter 102 to supply a direct-current voltage that has a maximum forward voltage among the LED strings 104 to 107. The variation in the forward voltage of the LED also occurs due to a difference in ambient temperature between the LED strings 104 to 107. Therefore, the bottom detection circuit 103 detects the minimum value among the lowermost cathode voltages of the LED strings 104 to 107, and outputs the minimum value detection signal to the DC converter 102, thereby supplying the direct current supplied to the LED strings 104 to 107. The voltage is adjusted to the minimum necessary value. That is, the DC converter 102 adjusts the DC voltage level supplied to the LED strings 104 to 107 so that the voltage level of the minimum value detection signal input from the bottom detection circuit 103 is constant.

また、特許文献1に記載された発光ダイオード点灯装置では、並列に接続された複数の昇圧回路から直列LED群に交互に電流を出力し、直列LED群は抵抗を介して接地し、抵抗に発生する電圧を一定にするようにフィードバック制御を行っている。   Moreover, in the light emitting diode lighting device described in Patent Document 1, current is alternately output to a series LED group from a plurality of booster circuits connected in parallel, and the series LED group is grounded via a resistor and generated in the resistor. Feedback control is performed so as to keep the voltage to be constant.

また、特許文献2に記載されたLED駆動回路では、2つのコイルの一端部同士がタップを介して接続された分流コイルと、その分流コイルの一端部及び他端部にそれぞれ逆流防止ダイオードを介して直列LED群を接続し、各LED回路における光量の不揃い、電流値の相違による温度上昇や寿命差の発生を抑制するとしている。   Moreover, in the LED drive circuit described in Patent Document 2, a shunt coil in which one end portions of two coils are connected to each other via a tap, and a backflow prevention diode are respectively connected to one end portion and the other end portion of the shunt coil. In this way, series LED groups are connected to suppress the occurrence of temperature rise and life difference due to uneven light quantity in each LED circuit and differences in current values.

再表2007/069371号公報Table 2007/0769371 特開2006−319221号公報JP 2006-319221 A

しかしながら、上述したLEDバックライト装置100では、電流駆動回路108〜111は、FET108bのドレイン電極に流れる電流を一定に制御する定電流回路である。LEDバックライト装置100では、定電流回路の出力電圧と定電流値の積で損失が決定する。定電流回路の出力電圧が高くなると、電力損失が大きくなり発熱する。LEDストリングス104〜107の順方向電圧のバラツキが大きいと、DCコンバータ102から供給される直流電圧が過大になり、電流駆動回路108〜111の出力電圧が高くなり、発熱するという問題があった。このような問題は、上述の特許文献1及び2の各装置を利用したとしても解決することはできない。   However, in the LED backlight device 100 described above, the current drive circuits 108 to 111 are constant current circuits that control the current flowing through the drain electrode of the FET 108b to be constant. In the LED backlight device 100, the loss is determined by the product of the output voltage of the constant current circuit and the constant current value. When the output voltage of the constant current circuit increases, power loss increases and heat is generated. When the variation in the forward voltage of the LED strings 104 to 107 is large, the DC voltage supplied from the DC converter 102 becomes excessive, the output voltage of the current drive circuits 108 to 111 becomes high, and there is a problem that heat is generated. Such a problem cannot be solved even if each of the devices disclosed in Patent Documents 1 and 2 is used.

また、上述したLEDバックライト装置100では、フィードバック回路としてボトム検出回路103が必要であり、上述の特許文献1〜3の各装置においてもLED群の端子電圧や電流を検出するフィードバック回路が必要であり、制御系が複雑化して回路内のパラメータ調整が煩雑になるという問題もあった。   In addition, the LED backlight device 100 described above requires the bottom detection circuit 103 as a feedback circuit, and each of the devices disclosed in Patent Documents 1 to 3 also requires a feedback circuit that detects the terminal voltage and current of the LED group. There is also a problem that the control system becomes complicated and parameter adjustment in the circuit becomes complicated.

本発明の目的は、複数のLEDストリングスに流れる直流電流をほぼ同一にし、LEDストリングスの順方向電圧が異なっていても同一の電流を供給するLEDバックライト装置を提供することである。   An object of the present invention is to provide an LED backlight device in which direct currents flowing through a plurality of LED strings are made substantially the same, and the same current is supplied even if the forward voltages of the LED strings are different.

本発明の一実施の形態に係るLEDバックライト装置は、入力段が直流電源に接続されて交流電圧を出力するコンバータと、複数の一次側巻線が並列に配置され、前記複数の一次側巻線の各一端部が前記インバータの出力段に並列に接続され、複数の二次側巻線がループ状に直列に接続され、交流電流を出力する複数のトランスと、前記複数のトランスの一次側巻線の各他端部に各々接続され、前記複数のトランスから各々出力される交流電流を整流して各々出力する複数の整流回路と、前記複数の整流回路の出力段に各々接続され、前記整流された電流を各々平滑して直流電流を出力する複数の平滑回路と、前記複数の平滑回路の各出力段に各々一端部接続され、複数のLEDを各々有する複数のLEDストリングスと、を備えることを特徴とする。このLEDバックライト装置によれば、複数のLEDストリングスに各々流れる電流をほぼ同一にすることができ、複数のLEDストリングスの順方向電圧が異なっていても電流を均等にすることができる。   An LED backlight device according to an embodiment of the present invention includes a converter in which an input stage is connected to a DC power source and outputs an AC voltage, and a plurality of primary windings arranged in parallel, and the plurality of primary windings One end of each wire is connected in parallel to the output stage of the inverter, a plurality of secondary windings are connected in series in a loop, and a plurality of transformers that output alternating current, and a primary side of the plurality of transformers A plurality of rectifier circuits each connected to each other end of the winding and rectifying an alternating current output from each of the plurality of transformers, and connected to output stages of the plurality of rectifier circuits; A plurality of smoothing circuits each for smoothing the rectified current and outputting a direct current; and a plurality of LED strings each having one end connected to each output stage of the plurality of smoothing circuits and each having a plurality of LEDs. Specially To. According to this LED backlight device, the currents flowing through the plurality of LED strings can be made substantially the same, and the currents can be equalized even if the forward voltages of the plurality of LED strings are different.

また、前記複数のLEDストリングスの他端部は共通の接地部に接続されてもよい。このLEDバックライト装置によれば、グランド配線に関わる構成を簡略化することが可能になる。   Further, the other end portions of the plurality of LED strings may be connected to a common ground portion. According to this LED backlight device, the configuration related to the ground wiring can be simplified.

また、前記複数のトランスは、前記一次側巻線及び前記二次側巻線に各々流れる交流電流が同一になるように前記一次側巻線及び前記二次側巻線の各インダクタンスを調整してもよい。このLEDバックライト装置によれば、複数のLEDストリングスに各々流れる電流をほぼ同一にすることができ、複数のLEDストリングスの順方向電圧が異なっていても電流を均等にすることができる。   Further, the plurality of transformers adjust inductances of the primary side winding and the secondary side winding so that the alternating currents flowing through the primary side winding and the secondary side winding are the same. Also good. According to this LED backlight device, the currents flowing through the plurality of LED strings can be made substantially the same, and the currents can be equalized even if the forward voltages of the plurality of LED strings are different.

本発明によれば、フィードバック回路を用いることなく複数のLEDストリングスに各々流れる直流電流をほぼ同一にすることができ、複数のLEDストリングスの順方向電圧が異なっていても電流を均等にすることができる。   According to the present invention, the direct currents flowing through the plurality of LED strings can be made substantially the same without using a feedback circuit, and the current can be made uniform even if the forward voltages of the plurality of LED strings are different. it can.

本発明の実施形態1に係るLEDバックライト装置の回路構成を示す図である。It is a figure which shows the circuit structure of the LED backlight apparatus which concerns on Embodiment 1 of this invention. 図1のLEDバックライト装置の動作をシミュレーションするためのシミュレーション回路の構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the simulation circuit for simulating operation | movement of the LED backlight apparatus of FIG. 図3のシミュレーション回路の各部の信号を示す図である。It is a figure which shows the signal of each part of the simulation circuit of FIG. 本発明の実施形態2に係るLEDバックライト装置の回路構成を示す図である。It is a figure which shows the circuit structure of the LED backlight apparatus which concerns on Embodiment 2 of this invention. 図4のLEDバックライト装置の動作をシミュレーションするためのシミュレーション回路の構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the simulation circuit for simulating operation | movement of the LED backlight apparatus of FIG. 図5のシミュレーション回路の各部の信号を示す図である。It is a figure which shows the signal of each part of the simulation circuit of FIG. 本発明の実施形態3に係る液晶表示装置の要部構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the principal part structure of the liquid crystal display device which concerns on Embodiment 3 of this invention. 本発明の実施形態3に係る液晶表示装置の構造を示す分解斜視図である。It is a disassembled perspective view which shows the structure of the liquid crystal display device which concerns on Embodiment 3 of this invention. (A)は従来のLEDバックライト装置の回路構成を示す図、(B)は(A)の電流駆動回路の回路構成を示す図である。(A) is a figure which shows the circuit structure of the conventional LED backlight apparatus, (B) is a figure which shows the circuit structure of the current drive circuit of (A).

(実施形態1)
以下、本発明の実施形態1に係るLEDバックライト装置について、図面を参照しながら詳細に説明する。
(Embodiment 1)
Hereinafter, the LED backlight device according to Embodiment 1 of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

<回路構成>
図1は、実施形態1に係るLEDバックライト装置200の回路構成を示す図である。図1において、LEDバックライト装置200は、直流電源201と、ブーストコンバータ202と、トランス203〜206と、LEDストリングス207〜211と、整流用ダイオードD1〜D4と、コンデンサC1〜C4と、を備える。なお、LEDバックライト装置200では、4つのLEDストリングス207〜210を駆動するための回路構成を示しているが、LEDストリングスの数は4つより多くても良いし、少なくても良い。すなわち、液晶表示装置のサイズ等に応じてLEDストリングスの数は適宜変更されるため、LEDバックライト装置200におけるトランス、整流回路及びコンデンサの各数は適宜変更される。
<Circuit configuration>
FIG. 1 is a diagram illustrating a circuit configuration of an LED backlight device 200 according to the first embodiment. In FIG. 1, an LED backlight device 200 includes a DC power supply 201, a boost converter 202, transformers 203 to 206, LED strings 207 to 211, rectifying diodes D1 to D4, and capacitors C1 to C4. . Note that the LED backlight device 200 has a circuit configuration for driving the four LED strings 207 to 210, but the number of LED strings may be more or less than four. That is, since the number of LED strings is appropriately changed according to the size of the liquid crystal display device, the number of transformers, rectifier circuits, and capacitors in the LED backlight device 200 is appropriately changed.

ブーストコンバータ202は、入力段に直流電源201が接続され、出力段にトランス203〜206の各一次側巻線の一端部が並列に接続されている。ブーストコンバータ202は、直流電源201から供給される直流電圧を所定周波数及び所定振幅の交流電圧に変換してトランス203〜206に供給する。   The boost converter 202 has a DC power supply 201 connected to the input stage, and one end of each primary winding of the transformers 203 to 206 connected in parallel to the output stage. The boost converter 202 converts a DC voltage supplied from the DC power supply 201 into an AC voltage having a predetermined frequency and a predetermined amplitude, and supplies the AC voltage to the transformers 203 to 206.

トランス203〜206は、各々一次側巻線の他端部が整流用ダイオードD1〜D4の各アノード電極に接続され、各々二次側巻線がループ状に直列に接続されている。トランス203〜206は、一次側巻線と二次側巻線の巻数比は同一である。トランス203〜206の二次側巻線はループ状に直列に接続されているため、各一次側巻線に流れる交流電流は同一になる。したがって、ブーストコンバータ202により交流駆動されるトランス203〜206の各一次側巻線に流れる交流電流も同一に制御される。トランス203〜206は、同一の交流電流を整流用ダイオードD1〜D4に各々出力する。これらトランス203〜206の巻数比は、LEDストリングス207〜210を点灯させる直流電圧値を考慮して設定される。   In each of the transformers 203 to 206, the other end of the primary side winding is connected to each anode electrode of the rectifying diodes D1 to D4, and the secondary side windings are connected in series in a loop. The transformers 203 to 206 have the same turn ratio between the primary side winding and the secondary side winding. Since the secondary side windings of the transformers 203 to 206 are connected in series in a loop shape, the alternating current flowing through each primary side winding is the same. Therefore, the AC current flowing through the primary windings of transformers 203 to 206 that are AC driven by boost converter 202 is also controlled in the same manner. The transformers 203 to 206 output the same alternating current to the rectifying diodes D1 to D4, respectively. The turns ratio of the transformers 203 to 206 is set in consideration of the DC voltage value for lighting the LED strings 207 to 210.

整流用ダイオード(整流回路)D1〜D4は、各アノード電極がトランス203〜206の各々一次側巻線の他端部に接続され、各カソード電極がコンデンサC1〜C4に接続されている。整流用ダイオードD1〜D4は、トランス203〜206から各々入力される交流電流を正電流に整流する。   In the rectifying diodes (rectifier circuits) D1 to D4, each anode electrode is connected to the other end of the primary winding of each of the transformers 203 to 206, and each cathode electrode is connected to the capacitors C1 to C4. The rectifying diodes D1 to D4 rectify alternating currents input from the transformers 203 to 206 into positive currents.

コンデンサ(平滑回路)C1〜C4は、整流された正電流を平滑して直流正電流としてLEDストリングス207〜210に供給する。   Capacitors (smoothing circuits) C1 to C4 smooth the rectified positive current and supply it to the LED strings 207 to 210 as a DC positive current.

LEDストリングス207〜210は、各々12個のLEDが直列に接続されて構成され、各アノード電極が整流用ダイオードD1〜D4のカソード電極とコンデンサC1〜C4との接続ノードに接続されている。また、LEDストリングス207〜210の各カソード電極は共通の接地部に接続されている。LEDストリングス207〜210は、各々12個のLEDを直列接続した構成を示しているが、LEDの直列接続数は12個より多くしても良いし、少なくしても良い。すなわち、液晶表示装置のサイズ等に応じてLEDの直列接続数は適宜変更される。   The LED strings 207 to 210 are each configured by connecting 12 LEDs in series, and each anode electrode is connected to a connection node between the cathode electrode of the rectifying diodes D1 to D4 and the capacitors C1 to C4. The cathode electrodes of the LED strings 207 to 210 are connected to a common ground portion. The LED strings 207 to 210 each have a configuration in which twelve LEDs are connected in series, but the number of LEDs connected in series may be more or less than twelve. That is, the number of LEDs connected in series is appropriately changed according to the size of the liquid crystal display device.

<回路動作>
まず、ブーストコンバータ202では、直流電源201から供給される直流電圧VINが所定周波数及び所定振幅の交流電圧に変換されてトランス203〜206の各一次側巻線の一端部に供給される。トランス203〜206の各一次側巻線は供給され交流電圧により駆動され、各一次側巻線に同一の交流電流が流れるとともに、トランス203〜206のループ状に直列に接続された各二次側巻線にも同一の交流電流が流れる。
<Circuit operation>
First, in the boost converter 202, the DC voltage VIN supplied from the DC power source 201 is converted into an AC voltage having a predetermined frequency and a predetermined amplitude and supplied to one end of each primary winding of the transformers 203 to 206. Each primary side winding of the transformers 203 to 206 is supplied and driven by an alternating voltage, and the same alternating current flows through each primary side winding, and each secondary side connected in series in a loop shape of the transformers 203 to 206 The same alternating current flows through the winding.

トランス203〜206では、各一次側巻線の他端部に接続された整流用ダイオードD1〜D4に対して同一の交流電流が出力される。整流用ダイオードD1〜D4では、トランス203〜206から各々入力される交流電流が正電流に整流される。コンデンサC1〜C4は、整流用ダイオードD1〜D4により整流された正電流を平滑して直流正電流としてLEDストリングス207〜210に供給する。したがって、LEDストリングス207〜210には同一の直流正電流が供給されて、LEDストリングス207〜210は点灯される。   In the transformers 203 to 206, the same alternating current is output to the rectifying diodes D1 to D4 connected to the other end of each primary winding. In the rectifying diodes D1 to D4, the alternating currents input from the transformers 203 to 206 are rectified into positive currents. The capacitors C1 to C4 smooth the positive current rectified by the rectifying diodes D1 to D4 and supply the smoothed positive current to the LED strings 207 to 210. Therefore, the same DC positive current is supplied to the LED strings 207 to 210, and the LED strings 207 to 210 are turned on.

以上のように、本発明の実施形態1に係るLEDバックライト装置200では、図9に示した従来のLEDバックライト装置100のように電流駆動回路108〜111を用いることなく、定電流回路が構成されるため、回路構成が簡略化でき、LEDストリングス207〜210の順方向電圧が異なっていてもほぼ同一の電流を供給できる。また、本発明の実施形態1に係るLEDバックライト装置200では、図9に示した従来のLEDバックライト装置100のようにボトム検出回路103が不要であり、ブーストコンバータ202から出力される交流電流を安定化させるだけで、LEDストリングス207〜210に各々流れる直流電流を一定に制御することができる。さらに、本発明の実施形態1に係るLEDバックライト装置200では、トランス203〜206、整流用ダイオードD1〜D4及びコンデンサC1〜C4による定電流出力をLEDストリングス207〜210の各アノード電極に接続するため、LEDストリングス207〜210の各カソード電極を接地することができる。このため、LEDストリングス207〜210の各カソード電極を共通のグランドとして、例えば、液晶表示装置の筐体に接続することが容易になり、グランド配線を引き回す必要がなくなる。なお、図9に示した従来のLEDバックライト装置100では、各回路部は個別に接地用端子からケーブルを介してグランド端子に接続する必要があった。しかし、本発明の実施形態1に係るLEDバックライト装置200を液晶表示装置に用いることにより、液晶表示装置内のグランド配線に関わる構成を簡略化することが可能になる。また、本発明の実施形態1に係るLEDバックライト装置200では、トランス203〜206、整流用ダイオードD1〜D4及びコンデンサC1〜C4により構成される定電流回路にLEDストリングス207〜210が接続されるため、LEDストリングス207〜210のグランド側のインピーダンスが異なっていても一定電流を流すことができ、インピーダンス調整が不要になる。さらに、本発明の実施形態1に係るLEDバックライト装置200では、トランス203〜206の一次側巻線と二次側巻線のインダクタンスを同一の交流電流が流れるように調整することにより、LEDストリングス207〜210の順方向電圧が異なっていてもほぼ同一の電流を供給することができる。   As described above, in the LED backlight device 200 according to Embodiment 1 of the present invention, a constant current circuit is used without using the current driving circuits 108 to 111 as in the conventional LED backlight device 100 shown in FIG. Therefore, the circuit configuration can be simplified, and substantially the same current can be supplied even if the forward voltages of the LED strings 207 to 210 are different. Further, in the LED backlight device 200 according to Embodiment 1 of the present invention, the bottom detection circuit 103 is not required unlike the conventional LED backlight device 100 illustrated in FIG. 9, and the alternating current output from the boost converter 202 is not necessary. The DC current flowing through each of the LED strings 207 to 210 can be controlled to be constant only by stabilizing the. Furthermore, in the LED backlight device 200 according to the first embodiment of the present invention, the constant current outputs from the transformers 203 to 206, the rectifying diodes D1 to D4, and the capacitors C1 to C4 are connected to the respective anode electrodes of the LED strings 207 to 210. Therefore, each cathode electrode of the LED strings 207 to 210 can be grounded. For this reason, the cathode electrodes of the LED strings 207 to 210 can be easily connected to, for example, the casing of the liquid crystal display device as a common ground, and there is no need to route the ground wiring. In the conventional LED backlight device 100 shown in FIG. 9, each circuit unit must be individually connected from the ground terminal to the ground terminal via a cable. However, by using the LED backlight device 200 according to Embodiment 1 of the present invention for a liquid crystal display device, it is possible to simplify the configuration related to the ground wiring in the liquid crystal display device. In the LED backlight device 200 according to the first embodiment of the present invention, the LED strings 207 to 210 are connected to a constant current circuit including the transformers 203 to 206, the rectifying diodes D1 to D4, and the capacitors C1 to C4. Therefore, even if the impedances on the ground side of the LED strings 207 to 210 are different, a constant current can be passed, and impedance adjustment is not necessary. Furthermore, in the LED backlight device 200 according to Embodiment 1 of the present invention, the inductances of the primary side windings and the secondary side windings of the transformers 203 to 206 are adjusted so that the same alternating current flows, whereby the LED strings. Even if the forward voltages of 207 to 210 are different, substantially the same current can be supplied.

次に、図1に示したLEDバックライト装置200の動作をシミュレーションするための回路構成について図2を参照して説明する。図2は、図1に示したLEDバックライト装置200の直流電源201を直流電源301に置き換え、ブーストコンバータ202を直流電源V2及びスイッチング素子Sからなる回路302に置き換え、LEDストリングス207〜210を抵抗負荷R1〜R4に置き換えた場合のシミュレーション回路300の構成を示す図である。   Next, a circuit configuration for simulating the operation of the LED backlight device 200 shown in FIG. 1 will be described with reference to FIG. 2 replaces the DC power supply 201 of the LED backlight device 200 shown in FIG. 1 with a DC power supply 301, replaces the boost converter 202 with a circuit 302 composed of the DC power supply V2 and the switching element S, and replaces the LED strings 207 to 210 with resistors. It is a figure which shows the structure of the simulation circuit 300 at the time of replacing with load R1-R4.

<回路構成>
図2において、シミュレーション回路300は、ブーストコンバータとしての回路302と、トランス303〜306と、整流用ダイオードD1〜D4と、LEDストリングスとしての抵抗負荷R1〜R4と、コンデンサC1〜C6と、を備える。
<Circuit configuration>
In FIG. 2, a simulation circuit 300 includes a circuit 302 as a boost converter, transformers 303 to 306, rectifying diodes D1 to D4, resistance loads R1 to R4 as LED strings, and capacitors C1 to C6. .

回路302は、所定周波数及び所定振幅の交流電圧をトランス303〜306の各一次側巻線の一端部に供給する。トランス303〜306は、図1に示したトランス203〜206と同様の巻数比を有し、供給された交流電圧により同一の交流電流を整流用ダイオードD1〜D4に各々出力する。整流用ダイオードD1〜D4は、トランス303〜306から各々入力される交流電流を正電流に整流する。コンデンサC1〜C6は、整流された正電流を各々平滑して直流正電流として抵抗負荷R1〜R4に供給する。   The circuit 302 supplies an AC voltage having a predetermined frequency and a predetermined amplitude to one end of each primary side winding of the transformers 303 to 306. The transformers 303 to 306 have the same turn ratio as the transformers 203 to 206 shown in FIG. 1, and output the same alternating current to the rectifying diodes D1 to D4 by the supplied alternating voltage. The rectifying diodes D1 to D4 rectify the alternating currents input from the transformers 303 to 306 into positive currents. Capacitors C1 to C6 each smooth the rectified positive current and supply it to the resistance loads R1 to R4 as a DC positive current.

<回路動作>
次に、シミュレーション回路300の動作について、LEDバックライト装置200内の各部の信号を図3に示して説明する。図3において、(A)はLEDストリングスとしての抵抗負荷R1〜R4に流れる電流−i(R1)〜−i(R4)を示し、(B)は各コンデンサC1〜C4の出力電圧v(O1)〜v(O4)を示し、(C)は図2のコイルL5及びL6に流れる電流i(L5)及びi(L6)を示す。
<Circuit operation>
Next, the operation of the simulation circuit 300 will be described with reference to FIG. 3A shows currents −i (R1) to −i (R4) flowing through resistance loads R1 to R4 as LED strings, and FIG. 3B shows output voltages v (O1) of the capacitors C1 to C4. ˜v (O4), and (C) shows currents i (L5) and i (L6) flowing through the coils L5 and L6 of FIG.

LEDバックライト装置300のシミュレーション動作では、LEDストリングスの順方向電圧は、LEDストリングスのバラツキや温度変化による順方向電圧の変化を考慮して、最大・最小・標準に設定した。また、ブーストコンバータは、理想的な正弦波電圧発生装置として回路302とし、回路302からトランス303〜306の各一次側巻線に交流電圧を供給するようにした。   In the simulation operation of the LED backlight device 300, the forward voltage of the LED strings is set to the maximum, minimum, and standard in consideration of variations in the forward voltage due to variations in the LED strings and temperature changes. Further, the boost converter is configured as a circuit 302 as an ideal sine wave voltage generator, and an AC voltage is supplied from the circuit 302 to each primary winding of the transformers 303 to 306.

図3(A)〜(C)では、横軸は測定時間を示し、200μs〜400μsの期間の各信号の変化を示している。   3A to 3C, the horizontal axis indicates the measurement time, and the change of each signal in the period of 200 μs to 400 μs.

図3において、ブーストコンバータとしての回路302では、例えば、振幅が24Vの正弦波交流電圧を発生させている。この正弦波交流電圧によりコイルL5及びL6に流れる電流i(L5)及びi(L6)は図3(C)に示すようになった。そして、この正弦波交流電圧によりトランス303〜306が交流駆動され、同一の交流電流が各整流用ダイオードD1〜D4に印加されて正電流に整流され、各コンデンサC1〜C4により平滑されて直流正電流がLEDストリングスとしての抵抗負荷R1〜R4に印加される。この時、各コンデンサC1〜C4の出力電圧v(O1)〜v(O4)は図3(B)に示すようになった。また、抵抗負荷R1〜R4に流れる各電流−i(R1)〜−i(R4)は、図3(A)に示すように130mAに収束する結果が得られた。   In FIG. 3, a circuit 302 as a boost converter generates, for example, a sinusoidal AC voltage having an amplitude of 24V. Currents i (L5) and i (L6) flowing through the coils L5 and L6 by this sine wave AC voltage are as shown in FIG. Then, the transformers 303 to 306 are AC driven by this sine wave AC voltage, and the same AC current is applied to the rectifying diodes D1 to D4 to be rectified into positive currents, smoothed by the capacitors C1 to C4, and DC positive. A current is applied to resistance loads R1 to R4 as LED strings. At this time, the output voltages v (O1) to v (O4) of the capacitors C1 to C4 are as shown in FIG. In addition, as shown in FIG. 3A, each current -i (R1) to -i (R4) flowing through the resistance loads R1 to R4 converged to 130 mA.

以上のように、図1に示したLEDバックライト装置200の動作をシミュレーションするためのシミュレーション回路300では、LEDストリングスとしての抵抗負荷R1〜R4は、順方向電圧のバラツキをシミュレーションするため、異なる電力損失を設定した場合、抵抗負荷R1〜R4に流れる電流はほぼ同一になることを確認した。   As described above, in the simulation circuit 300 for simulating the operation of the LED backlight device 200 shown in FIG. 1, the resistive loads R1 to R4 as the LED strings have different power in order to simulate variations in the forward voltage. When the loss was set, it was confirmed that the currents flowing through the resistive loads R1 to R4 were almost the same.

したがって、シミュレーション回路300によるLEDバックライト装置200のシミュレーション動作によれば、回路302により駆動されるトランス303〜306から同一の交流電流が整流ダイオードD1〜D4に出力されることにより、LEDストリングスとしての抵抗負荷R1〜R4に流れる各電流−i(R1)〜−i(R4)が一定になることを確認した。   Therefore, according to the simulation operation of the LED backlight device 200 by the simulation circuit 300, the same alternating current is output from the transformers 303 to 306 driven by the circuit 302 to the rectifier diodes D1 to D4. It was confirmed that the currents -i (R1) to -i (R4) flowing through the resistance loads R1 to R4 are constant.

(実施形態2)
次に、本発明の実施形態2に係るLEDバックライト装置について図4を参照して説明する。
(Embodiment 2)
Next, an LED backlight device according to Embodiment 2 of the present invention will be described with reference to FIG.

<回路構成>
図4は、実施形態2に係るLEDバックライト装置の回路構成を示す図である。図4において、LEDバックライト装置400は、直流電源401と、ブーストコンバータ402と、トランス403及び404と、整流用ダイオードD1及びD2と、LEDストリングス405及び406と、コンデンサC1及びC2と、を備える。なお、LEDバックライト装置400では、2つのLEDストリングス405及び406を駆動するための回路構成を示しているが、LEDストリングスの数は2つより多くても良いし、少なくても良い。すなわち、液晶表示装置のサイズ等に応じてLEDストリングスの数は適宜変更されるため、LEDバックライト装置400におけるトランス、整流用ダイオード及びコンデンサの各数は適宜変更される。
<Circuit configuration>
FIG. 4 is a diagram illustrating a circuit configuration of the LED backlight device according to the second embodiment. 4, the LED backlight device 400 includes a DC power supply 401, a boost converter 402, transformers 403 and 404, rectifying diodes D1 and D2, LED strings 405 and 406, and capacitors C1 and C2. . In addition, although the circuit structure for driving the two LED strings 405 and 406 is shown in the LED backlight device 400, the number of LED strings may be more or less than two. That is, since the number of LED strings is appropriately changed according to the size of the liquid crystal display device, the number of transformers, rectifying diodes, and capacitors in the LED backlight device 400 is appropriately changed.

ブーストコンバータ402は、入力段に直流電源401が接続され、出力段にトランス403及び404の各一次側巻線の一端部が並列に接続されている。ブーストコンバータ402は、直流電源401から供給される直流電圧を所定周波数及び所定振幅の交流電圧に変換してトランス403及び404に供給する。   In the boost converter 402, a DC power supply 401 is connected to the input stage, and one end of each primary winding of the transformers 403 and 404 is connected in parallel to the output stage. The boost converter 402 converts the DC voltage supplied from the DC power supply 401 into an AC voltage having a predetermined frequency and a predetermined amplitude, and supplies the AC voltage to the transformers 403 and 404.

トランス403及び404は、各々一次側巻線の他端部が整流用ダイオードD1及びD2の各アノード電極に接続され、各々二次側巻線がループ状に直列に接続されている。トランス403及び404は、一次側巻線と二次側巻線の巻数比は同一である。トランス403及び404の二次側巻線はループ状に直列に接続されているため、各一次側巻線に流れる交流電流は同一になる。したがって、ブーストコンバータ402により交流駆動されるトランス403及び404の各一次側巻線に流れる交流電流も同一に制御される。トランス403及び404は、同一の交流電流を整流用ダイオードD1及びD2に各々出力する。これらトランス403及び404の巻数比は、LEDストリングス405及び406を点灯させる直流電圧値を考慮して設定される。   In the transformers 403 and 404, the other end of the primary side winding is connected to each anode electrode of the rectifying diodes D1 and D2, and the secondary side windings are connected in series in a loop shape. In the transformers 403 and 404, the turns ratio of the primary side winding and the secondary side winding is the same. Since the secondary side windings of the transformers 403 and 404 are connected in series in a loop shape, the alternating current flowing in each primary side winding is the same. Therefore, the AC current flowing through the primary windings of transformers 403 and 404 that are AC driven by boost converter 402 is also controlled in the same manner. The transformers 403 and 404 output the same alternating current to the rectifying diodes D1 and D2, respectively. The turns ratio of the transformers 403 and 404 is set in consideration of a DC voltage value for lighting the LED strings 405 and 406.

整流用ダイオード(整流回路)D1及びD2は、各アノード電極がトランス403及び404の各々一次側巻線の他端部に接続され、各カソード電極がコンデンサC1及びC2に接続されている。整流用ダイオードD1及びD2は、トランス403及び404から各々入力される交流電流を正電流に整流する。   In the rectifying diodes (rectifier circuits) D1 and D2, each anode electrode is connected to the other end of the primary winding of each of the transformers 403 and 404, and each cathode electrode is connected to the capacitors C1 and C2. The rectifying diodes D1 and D2 rectify the alternating current input from the transformers 403 and 404 to a positive current.

コンデンサ(平滑回路)C1及びC2は、整流された正電流を平滑して直流正電流としてLEDストリングス405及び406に供給する。   Capacitors (smoothing circuits) C1 and C2 smooth the rectified positive current and supply it to the LED strings 405 and 406 as a DC positive current.

LEDストリングス405及び406は、各々12個のLEDが直列に接続されて構成され、各アノード電極が整流用ダイオードD1及びD2のカソード電極とコンデンサC1及びC2との接続ノードに接続されている。また、LEDストリングス405及び406の各カソード電極は共通の接地部に接続されている。LEDストリングス405及び406は、各々12個のLEDを直列接続した構成を示しているが、LEDの直列接続数は12個より多くしても良いし、少なくしても良い。すなわち、液晶表示装置のサイズ等に応じてLEDの直列接続数は適宜変更される。   Each of the LED strings 405 and 406 is configured by connecting 12 LEDs in series, and each anode electrode is connected to a connection node between the cathode electrodes of the rectifying diodes D1 and D2 and the capacitors C1 and C2. The cathode electrodes of the LED strings 405 and 406 are connected to a common ground portion. The LED strings 405 and 406 each show a configuration in which 12 LEDs are connected in series, but the number of LEDs connected in series may be more than 12 or less. That is, the number of LEDs connected in series is appropriately changed according to the size of the liquid crystal display device.

<回路動作>
まず、ブーストコンバータ402では、直流電源401から供給される直流電圧VINが所定周波数及び所定振幅の交流電圧に変換されてトランス403及び404の各一次側巻線の一端部に供給される。トランス403及び404の各一次側巻線は供給され交流電圧により駆動され、各一次側巻線に同一の交流電流が流れるとともに、トランス403及び404のループ状に直列に接続された各二次側巻線にも同一の交流電流が流れる。
<Circuit operation>
First, in the boost converter 402, the DC voltage VIN supplied from the DC power supply 401 is converted into an AC voltage having a predetermined frequency and a predetermined amplitude and supplied to one end of each primary winding of the transformers 403 and 404. Each primary side winding of the transformers 403 and 404 is supplied and driven by an AC voltage, the same AC current flows through each primary side winding, and each secondary side connected in series in a loop shape of the transformers 403 and 404 The same alternating current flows through the winding.

トランス403及び404では、各一次側巻線の他端部に接続された整流用ダイオードD1及びD2に対して同一の交流電流が出力される。整流用ダイオードD1及びD2では、トランス403及び404から各々入力される交流電流が正電流に整流される。コンデンサC1及びC2は、整流用ダイオードD1及びD2により整流された正電流を平滑して直流正電流としてLEDストリングス405及び406に供給する。したがって、LEDストリングス405及び406にはほぼ同一の直流正電流が供給されて、LEDストリングス405及び406は点灯される。   In the transformers 403 and 404, the same alternating current is output to the rectifying diodes D1 and D2 connected to the other end of each primary winding. In the rectifying diodes D1 and D2, the alternating currents input from the transformers 403 and 404 are rectified into positive currents. The capacitors C1 and C2 smooth the positive current rectified by the rectifying diodes D1 and D2 and supply the smoothed positive current to the LED strings 405 and 406. Therefore, substantially the same DC positive current is supplied to the LED strings 405 and 406, and the LED strings 405 and 406 are turned on.

以上のように、本発明の実施形態2に係るLEDバックライト装置400では、図9に示した従来のLEDバックライト装置100のように電流駆動回路107〜109を用いることなく、定電流回路が構成されるため、回路構成が簡略化でき、LEDストリングス405及び406の順方向電圧が異なっていてもほぼ同一の電流を供給できる。また、本発明の実施形態2に係るLEDバックライト装置400では、図9に示した従来のLEDバックライト装置100のようにボトム検出回路103が不要であり、ブーストコンバータ402から出力される交流電流を安定化させるだけで、LEDストリングス405及び406に各々流れる直流電流をほぼ同一に制御することができる。さらに、本発明の実施形態2に係るLEDバックライト装置400では、トランス403及び404、整流用ダイオードD1及びD2、及びコンデンサC1及びC2による定電流出力をLEDストリングス405及び406の各アノード電極に接続するため、LEDストリングス405及び406の各カソード電極を接地することができる。このため、LEDストリングス405及び406の各カソード電極を共通のグランドとして、例えば、液晶表示装置の筐体に接続することが容易になり、グランド配線を引き回す必要がなくなる。なお、図9に示した従来のLEDバックライト装置100では、各回路部は個別に接地用端子からケーブルを介してグランド端子に接続する必要があった。しかし、本発明の実施形態2に係るLEDバックライト装置400を液晶表示装置に用いることにより、液晶表示装置内のグランド配線に関わる構成を簡略化することが可能になる。また、本発明の実施形態2に係るLEDバックライト装置400では、トランス403及び404、整流用ダイオードD1及びD2、及びコンデンサC1及びC2により構成される定電流回路にLEDストリングス405及び406が接続されるため、LEDストリングス405及び406のグランド側のインピーダンスが異なっていても一定電流を流すことができ、インピーダンス調整が不要になる。さらに、本発明の実施形態2に係るLEDバックライト装置400では、トランス403及び404の一次側巻線と二次側巻線のインダクタンスを同一の交流電流が流れるように調整することにより、LEDストリングス405及び4060の順方向電圧が異なっていてもほぼ同一の電流を供給することができる。   As described above, in the LED backlight device 400 according to Embodiment 2 of the present invention, a constant current circuit is used without using the current drive circuits 107 to 109 as in the conventional LED backlight device 100 shown in FIG. As a result, the circuit configuration can be simplified, and substantially the same current can be supplied even if the forward voltages of the LED strings 405 and 406 are different. Further, in the LED backlight device 400 according to the second embodiment of the present invention, the bottom detection circuit 103 is unnecessary as in the conventional LED backlight device 100 shown in FIG. The DC currents flowing through the LED strings 405 and 406 can be controlled almost the same by simply stabilizing the. Further, in the LED backlight device 400 according to the second embodiment of the present invention, the constant current outputs from the transformers 403 and 404, the rectifying diodes D1 and D2, and the capacitors C1 and C2 are connected to the anode electrodes of the LED strings 405 and 406, respectively. Therefore, the cathode electrodes of the LED strings 405 and 406 can be grounded. Therefore, it becomes easy to connect the cathode electrodes of the LED strings 405 and 406 as a common ground, for example, to the casing of the liquid crystal display device, and there is no need to route the ground wiring. In the conventional LED backlight device 100 shown in FIG. 9, each circuit unit must be individually connected from the ground terminal to the ground terminal via a cable. However, by using the LED backlight device 400 according to Embodiment 2 of the present invention for a liquid crystal display device, it is possible to simplify the configuration related to the ground wiring in the liquid crystal display device. In the LED backlight device 400 according to the second embodiment of the present invention, the LED strings 405 and 406 are connected to a constant current circuit including transformers 403 and 404, rectifying diodes D1 and D2, and capacitors C1 and C2. Therefore, even if the impedances on the ground side of the LED strings 405 and 406 are different, a constant current can be passed, and impedance adjustment becomes unnecessary. Furthermore, in the LED backlight device 400 according to Embodiment 2 of the present invention, the LED strings are adjusted by adjusting the inductances of the primary and secondary windings of the transformers 403 and 404 so that the same alternating current flows. Even if the forward voltages of 405 and 4060 are different, substantially the same current can be supplied.

次に、図4に示したLEDバックライト装置400の動作をシミュレーションするための回路構成について図5を参照して説明する。図5は、図4に示したLEDバックライト装置400の直流電源401を直流電源501に置き換え、ブーストコンバータ402を直流電源V2及びスイッチング素子Sからなる回路502に置き換え、LEDストリングス405及び406を抵抗負荷R1及びR2に置き換えた場合のシミュレーション回路500の構成を示す図である。   Next, a circuit configuration for simulating the operation of the LED backlight device 400 shown in FIG. 4 will be described with reference to FIG. 5 replaces the DC power supply 401 of the LED backlight device 400 shown in FIG. 4 with a DC power supply 501, replaces the boost converter 402 with a circuit 502 composed of the DC power supply V2 and the switching element S, and replaces the LED strings 405 and 406 with resistors. It is a figure which shows the structure of the simulation circuit 500 at the time of replacing with load R1 and R2.

<回路構成>
図5において、シミュレーション回路500は、ブーストコンバータとしての回路502と、トランス503及び504と、整流用ダイオードD1及びD2と、LEDストリングスとしての抵抗負荷R1及びR2と、コンデンサC1及びC2と、を備える。
<Circuit configuration>
In FIG. 5, a simulation circuit 500 includes a circuit 502 as a boost converter, transformers 503 and 504, rectifying diodes D1 and D2, resistive loads R1 and R2 as LED strings, and capacitors C1 and C2. .

回路502は、所定周波数及び所定振幅の交流電圧をトランス503及び504の各一次側巻線の一端部に供給する。トランス503及び504は、図4に示したトランス403及び404と同様の巻数比を有し、供給された交流電圧により同一の交流電流を整流用ダイオードD1及びD2に各々出力する。整流用ダイオードD1及びD2は、トランス503及び504から各々入力される交流電流を正電流に整流する。コンデンサC1及びC2は、整流された正電流を各々平滑して直流正電流として抵抗負荷R1及びR2に供給する。   The circuit 502 supplies an alternating voltage having a predetermined frequency and a predetermined amplitude to one end of each primary winding of the transformers 503 and 504. The transformers 503 and 504 have the same turn ratio as the transformers 403 and 404 shown in FIG. 4, and output the same alternating current to the rectifying diodes D1 and D2 by the supplied alternating voltage, respectively. The rectifying diodes D1 and D2 rectify the alternating current input from the transformers 503 and 504, respectively, into a positive current. Capacitors C1 and C2 respectively smooth the rectified positive current and supply it to the resistance loads R1 and R2 as a DC positive current.

<回路動作>
次に、シミュレーション回路400の動作について、LEDバックライト装置400内の各部の信号を図6に示して説明する。図6において、(A)はLEDストリングスとしての抵抗負荷R1及びR2に流れる電流−i(R1)及び−i(R2)を示し、(B)は各コンデンサC1及びC2の出力電圧v(O1)及びv(O2)を示し、(C)は図6のコイルL5及びL6に流れる電流i(L5)及びi(L6)を示す。
<Circuit operation>
Next, the operation of the simulation circuit 400 will be described with reference to FIG. 6A shows currents −i (R1) and −i (R2) flowing through resistance loads R1 and R2 as LED strings, and FIG. 6B shows output voltages v (O1) of the capacitors C1 and C2. And v (O2), and (C) shows currents i (L5) and i (L6) flowing through the coils L5 and L6 of FIG.

LEDバックライト装置500のシミュレーション動作では、LEDストリングスの順方向電圧は、LEDストリングスのバラツキや温度変化による順方向電圧の変化を考慮して、最大・最小・標準に設定した。また、ブーストコンバータは、理想的な正弦波電圧発生装置として回路502とし、回路502からトランス503及び504の各一次側巻線に交流電圧を供給するようにした。   In the simulation operation of the LED backlight device 500, the forward voltage of the LED strings is set to the maximum, minimum, and standard in consideration of variations in the forward voltage due to variations in the LED strings and temperature changes. The boost converter is configured as a circuit 502 as an ideal sine wave voltage generator, and an AC voltage is supplied from the circuit 502 to the primary windings of the transformers 503 and 504.

図6(A)〜(C)では、横軸は測定時間を示し、400μs〜600μsの期間の各信号の変化を示している。   6A to 6C, the horizontal axis represents the measurement time, and shows the change of each signal during the period of 400 μs to 600 μs.

図5において、ブーストコンバータとしての回路502では、例えば、振幅が24Vの正弦波交流電圧を発生させている。この正弦波交流電圧によりコイルL5及びL6に流れる電流i(L5)及びi(L6)は図6(C)に示すようになった。そして、この正弦波交流電圧によりトランス503及び504が交流駆動され、同一の交流電流が各整流用ダイオードD1及びD2に印加されて正電流に整流され、各コンデンサC1及びC2により平滑されて直流正電流がLEDストリングスとしての抵抗負荷R1及びR2に印加される。この時、各コンデンサC1及びC2の出力電圧v(O1)及びv(O2)は図6(B)に示すようになった。また、抵抗負荷R1及びR2に流れる各電流−i(R1)及び−i(R2)は、図6(A)に示すように127mAに収束する結果が得られた。   In FIG. 5, a circuit 502 as a boost converter generates, for example, a sinusoidal AC voltage having an amplitude of 24V. Currents i (L5) and i (L6) flowing through the coils L5 and L6 by this sine wave AC voltage are as shown in FIG. 6 (C). Then, the transformers 503 and 504 are AC driven by the sine wave AC voltage, and the same AC current is applied to the rectifying diodes D1 and D2 to be rectified into positive currents, smoothed by the capacitors C1 and C2, and DC positive Current is applied to resistive loads R1 and R2 as LED strings. At this time, the output voltages v (O1) and v (O2) of the capacitors C1 and C2 are as shown in FIG. 6B. In addition, as shown in FIG. 6 (A), each current −i (R1) and −i (R2) flowing through the resistance loads R1 and R2 converged to 127 mA.

以上のように、図4に示したLEDバックライト装置400の動作をシミュレーションするためのシミュレーション回路500では、LEDストリングスとしての抵抗負荷R1及びR2は、順方向電圧のバラツキをシミュレーションするため、異なる電力損失を設定した場合、抵抗負荷R1及びR2に流れる電流はほぼ同一になることを確認した。   As described above, in the simulation circuit 500 for simulating the operation of the LED backlight device 400 shown in FIG. 4, the resistive loads R1 and R2 as the LED strings have different power in order to simulate the variation in the forward voltage. When the loss was set, it was confirmed that the currents flowing through the resistive loads R1 and R2 were almost the same.

したがって、シミュレーション回路500によるLEDバックライト装置400のシミュレーション動作によれば、回路502により駆動されるトランス503及び504から同一の交流電流が整流ダイオードD1及びD2に出力されることにより、LEDストリングスとしての抵抗負荷R1及びR2に流れる各電流−i(R1)及び−i(R2)が一定になることを確認した。   Therefore, according to the simulation operation of the LED backlight device 400 by the simulation circuit 500, the same alternating current is output from the transformers 503 and 504 driven by the circuit 502 to the rectifier diodes D1 and D2, so that the LED strings It was confirmed that the currents -i (R1) and -i (R2) flowing through the resistance loads R1 and R2 are constant.

(実施形態3)
次に、上記図1に示したLEDバックライト装置200を含む液晶表示装置について図7に示すブロック図を参照して説明する。図7に示すように、液晶表示装置900は、AC/DC電源装置910と、LCDモジュール部920と、バックライト装置930と、を備える。
(Embodiment 3)
Next, a liquid crystal display device including the LED backlight device 200 shown in FIG. 1 will be described with reference to the block diagram shown in FIG. As shown in FIG. 7, the liquid crystal display device 900 includes an AC / DC power supply device 910, an LCD module unit 920, and a backlight device 930.

AC/DC電源装置910は、コンセント911、AC/DC整流部912、及びDC/DCコンバータ913から構成され、外部の商用交流電源電圧100V又は240Vを直流電源電圧に変換してLCDモジュール部920に出力する。   The AC / DC power supply device 910 includes an outlet 911, an AC / DC rectifying unit 912, and a DC / DC converter 913. The AC / DC power supply device 910 converts an external commercial AC power supply voltage 100V or 240V into a DC power supply voltage and supplies it to the LCD module unit 920. Output.

LCDモジュール部920は、DC/DCコンバータ921、共通電極電圧発生部(Vcom発生部)922、γ電圧発生部923、LCDパネル部924、及びバックライト装置930から構成され、外部のグラフィックコントローラ(図示せず)から入力される画像データに応じた画像を表示する。LCDパネル部924は、複数の液晶素子がゲートドライバ部とデータドライバ部から各々伸びる複数のデータ線と複数のゲート線が交差する部分に各々接続されている。複数の液晶素子は、表示画像領域毎に分割されて、その表示画像領域毎に階調が制御される。   The LCD module unit 920 includes a DC / DC converter 921, a common electrode voltage generation unit (Vcom generation unit) 922, a γ voltage generation unit 923, an LCD panel unit 924, and a backlight device 930. An external graphic controller (see FIG. An image corresponding to the image data input from (not shown) is displayed. In the LCD panel unit 924, a plurality of liquid crystal elements are connected to portions where a plurality of data lines and a plurality of gate lines extend from the gate driver unit and the data driver unit, respectively. The plurality of liquid crystal elements are divided for each display image area, and the gradation is controlled for each display image area.

共通電極電圧発生部922は、DC/DCコンバータ921においてレベル変換されて供給される直流電圧に基づいて共通電極電圧Vcomを発生してLCDパネル部924に出力する。   The common electrode voltage generation unit 922 generates a common electrode voltage Vcom based on the DC voltage that is level-converted by the DC / DC converter 921 and supplies the generated voltage to the LCD panel unit 924.

γ電圧発生部923は、DC/DCコンバータ921においてレベル変換された直流電圧に基づいてγ電圧Vddを発生してLCDパネル部924に供給する。図7では、共通電極電圧発生部922とγ電圧発生部923がLCDパネル部924から分離されている例を示したが、これらをLCDパネル部924に含ませて構成することもできる。   The γ voltage generation unit 923 generates a γ voltage Vdd based on the DC voltage level-converted by the DC / DC converter 921 and supplies it to the LCD panel unit 924. Although FIG. 7 shows an example in which the common electrode voltage generation unit 922 and the γ voltage generation unit 923 are separated from the LCD panel unit 924, they may be configured to be included in the LCD panel unit 924.

バックライト装置930は、バックライト駆動部931及びバックライト部932から構成される。バックライト駆動部931には、上記図1に示したインバータ202、トランス203〜205、整流回路206〜208、及びコンデンサC1〜C6が含まれる。バックライト部932は、上記図1に示した複数のLEDストリングス209〜214が含まれる。バックライト部932は、入力画像をLCDパネル部924に表示する際に、その入力画像の輝度に合わせて階調を制御するため、点灯時間が制御される。また、バックライト駆動部931及びバックライト部932は、共通のグランドGNDに接続されている。このグランドGNDは、以下の図8に示す収容容器1081等の筐体に接続しても良い。   The backlight device 930 includes a backlight driving unit 931 and a backlight unit 932. The backlight drive unit 931 includes the inverter 202, transformers 203 to 205, rectifier circuits 206 to 208, and capacitors C1 to C6 shown in FIG. The backlight unit 932 includes the plurality of LED strings 209 to 214 shown in FIG. When the backlight unit 932 displays an input image on the LCD panel unit 924, the lighting unit is controlled to control the gradation in accordance with the luminance of the input image. Further, the backlight drive unit 931 and the backlight unit 932 are connected to a common ground GND. The ground GND may be connected to a housing such as the storage container 1081 shown in FIG.

液晶表示装置900は、バックライト装置930内のバックライト駆動部931に上述したインバータ202、トランス203〜205、整流回路206〜208、及びコンデンサC1〜C6を備えたため、バックライト装置930は、消費電力を低減できる。なお、AC/DC電源装置910をLCDモジュール部920に内蔵させてもよい。   Since the liquid crystal display device 900 includes the above-described inverter 202, transformers 203 to 205, rectifier circuits 206 to 208, and capacitors C1 to C6 in the backlight driving unit 931 in the backlight device 930, the backlight device 930 consumes power. Electric power can be reduced. Note that the AC / DC power supply device 910 may be built in the LCD module unit 920.

図8は、実施形態5に係る液晶表示装置の構造を示す分解斜視図である。図8は、液晶表示装置の回路構成ではなく、機構を図示したものである。図8に示すように、液晶表示装置1000は、バックライトアセンブリ1010、ディスプレイユニット1070及び収納容器1080を備える。   FIG. 8 is an exploded perspective view showing the structure of the liquid crystal display device according to the fifth embodiment. FIG. 8 illustrates the mechanism, not the circuit configuration of the liquid crystal display device. As shown in FIG. 8, the liquid crystal display device 1000 includes a backlight assembly 1010, a display unit 1070, and a storage container 1080.

ディスプレイユニット1070は、映像を表示する液晶表示パネル1071、液晶表示パネル1071を駆動するための駆動信号を出力するデータ印刷回路1072及びゲート印刷回路1073を含む。データ印刷回路1072及びゲート印刷回路1073は、それぞれデータテープキャリアパッケージ(Tape Carrier Package、以下、TCPという)1074及びゲートTCP1075を通じて液晶表示パネル1071と電気的に連結される。   The display unit 1070 includes a liquid crystal display panel 1071 that displays an image, a data printing circuit 1072 that outputs a driving signal for driving the liquid crystal display panel 1071, and a gate printing circuit 1073. The data printing circuit 1072 and the gate printing circuit 1073 are electrically connected to the liquid crystal display panel 1071 through a data tape carrier package (hereinafter referred to as TCP) 1074 and a gate TCP 1075, respectively.

液晶表示パネル1071は、薄膜トランジスタ(以下、TFTという)基板1076、TFT基板1076に対向して結合されるカラーフィルタ基板1077及び両基板1076、1077の間に介在された液晶1078を含む。   The liquid crystal display panel 1071 includes a thin film transistor (hereinafter referred to as TFT) substrate 1076, a color filter substrate 1077 coupled to face the TFT substrate 1076, and liquid crystal 1078 interposed between the substrates 1076 and 1077.

TFT基板1076は、例えば、スイッチング素子であるTFT(図示せず)がマトリクス状に形成された透明なガラス基板である。TFTのソース及びゲート端子には、それぞれデータ及びゲートラインが接続され、ドレイン端子には透明な導電性材質からなる共通電極(図示せず)が形成される。   The TFT substrate 1076 is, for example, a transparent glass substrate on which TFTs (not shown) as switching elements are formed in a matrix. Data and gate lines are connected to the source and gate terminals of the TFT, respectively, and a common electrode (not shown) made of a transparent conductive material is formed at the drain terminal.

カラーフィルタ基板1077は、例えば、色画素であるRGB画素(図示せず)が薄膜工程によって形成された基板である。カラーフィルタ基板1077は、透明な導電性材質からなる共通電極(図示せず)が形成される。   The color filter substrate 1077 is, for example, a substrate on which RGB pixels (not shown) as color pixels are formed by a thin film process. The color filter substrate 1077 is formed with a common electrode (not shown) made of a transparent conductive material.

収容容器1080は、底面1081及び底面1081のエッジ部に収納空間を形成するために形成された側壁1082により構成される。収容容器1080は、バックライトアセンブリ1010及び液晶表示パネル1071が移動しないように固定する。   The storage container 1080 includes a bottom surface 1081 and a side wall 1082 formed to form a storage space at the edge portion of the bottom surface 1081. The container 1080 is fixed so that the backlight assembly 1010 and the liquid crystal display panel 1071 do not move.

底面1081は、バックライトアセンブリ1010(図7のバックライト部932)が装着されるのに十分な底面面積を有し、バックライトアセンブリ1010と同じ構成を有することが好ましい。この例では、底面1081及びバックライトアセンブリ1010は、四角いプレート形状を有する。側壁1082は、バックライトアセンブリ1010が外部に離脱することのないように底面1081のエッジ部から略垂直に延長される。   The bottom surface 1081 preferably has a bottom surface area sufficient for mounting the backlight assembly 1010 (backlight portion 932 in FIG. 7) and has the same configuration as the backlight assembly 1010. In this example, the bottom surface 1081 and the backlight assembly 1010 have a square plate shape. The side wall 1082 extends substantially vertically from the edge of the bottom surface 1081 so that the backlight assembly 1010 does not leave the outside.

この例における液晶表示装置1000は、バックライト駆動部1060及びトップシャーシ1090をさらに含む。   The liquid crystal display device 1000 in this example further includes a backlight driving unit 1060 and a top chassis 1090.

バックライト駆動部1060は、収容容器1080の内部に配置され、バックライトアセンブリ1010を駆動するための直流電圧を発生させる。バックライト駆動部1060から発生された直流電圧は、第1電源印加線1063及び第2電源印加線1064を通じてバックライトアセンブリ1010に印加される。第1電源印加線1063及び第2電源印加線1064は、バックライトアセンブリ1010の両側部に形成された第1電極1040a及び第2電極1040bに直接接続してもよいし、別の部材(図示せず)を利用して第1電極1040a及び第2電極1040bに接続してもよい。また、バックライトアセンブリ1010は、接地用配線1041により収容容器1080に接地されている。バックライト駆動部1060は、収容容器1080に収容されることにより、バックライトアセンブリ1010と同様に収容容器1080に接地される。すなわち、バックライトアセンブリ1010とバックライト駆動部1060は、共通の収容容器1080に接地される。   The backlight driving unit 1060 is disposed inside the receiving container 1080 and generates a DC voltage for driving the backlight assembly 1010. The DC voltage generated from the backlight driving unit 1060 is applied to the backlight assembly 1010 through the first power supply line 1063 and the second power supply line 1064. The first power supply line 1063 and the second power supply line 1064 may be directly connected to the first electrode 1040a and the second electrode 1040b formed on both sides of the backlight assembly 1010, or other members (not shown). May be connected to the first electrode 1040a and the second electrode 1040b. Further, the backlight assembly 1010 is grounded to the receiving container 1080 by a ground wiring 1041. The backlight driving unit 1060 is grounded to the receiving container 1080 similarly to the backlight assembly 1010 by being stored in the receiving container 1080. That is, the backlight assembly 1010 and the backlight driving unit 1060 are grounded to the common container 1080.

トップシャーシ1090は、液晶表示パネル1071のエッジ部を囲みながら収容容器1080に結合される。トップシャーシ1090を設けることにより、外部からの衝撃に対する液晶表示パネル1071の破損を防止し、液晶表示パネル1071が収容容器1080から離脱することを防止することができる。   The top chassis 1090 is coupled to the receiving container 1080 while surrounding the edge portion of the liquid crystal display panel 1071. By providing the top chassis 1090, the liquid crystal display panel 1071 can be prevented from being damaged by an external impact, and the liquid crystal display panel 1071 can be prevented from being detached from the storage container 1080.

この液晶表示装置1000は、バックライトアセンブリ1010から出射される光の特性を向上させるための少なくとも一枚の光学シート1095をさらに含んでもよい。光学シート1095は、光を拡散するための拡散シート又は光を集光するためのプリズムシートを含んでもよい。   The liquid crystal display device 1000 may further include at least one optical sheet 1095 for improving characteristics of light emitted from the backlight assembly 1010. The optical sheet 1095 may include a diffusion sheet for diffusing light or a prism sheet for collecting light.

したがって、LEDバックライト装置200を備えた液晶表示装置1000において、バックライト駆動部1060に上述したインバータ202、トランス203〜205、整流回路206〜208、及びコンデンサC1〜C6を備えたため、LEDバックライト装置の省電力化を図ることが可能になる。また、液晶表示装置1000には、上記実施形態2のLEDバックライト装置300を適用してもよい。   Accordingly, in the liquid crystal display device 1000 including the LED backlight device 200, the backlight driving unit 1060 includes the above-described inverter 202, transformers 203 to 205, rectifier circuits 206 to 208, and capacitors C1 to C6. It becomes possible to achieve power saving of the apparatus. Further, the LED backlight device 300 of the second embodiment may be applied to the liquid crystal display device 1000.

なお、上記実施形態1〜実施形態2に示したLEDバックライト装置は、小型サイズや中型サイズの液晶パネルではなく、比較的大型の液晶パネルに適用することが好ましい。   In addition, it is preferable to apply the LED backlight apparatus shown in the said Embodiment 1-Embodiment 2 to a comparatively large liquid crystal panel instead of a small size or medium size liquid crystal panel.

200,400…LEDバックライト装置、202,402…ブーストコンバータ、203〜206,403,404…トランス、207〜210,405,406…LEDストリングス、300,500…シミュレーション回路、C1〜C4…コンデンサ、D1〜D4…整流用ダイオード、900…液晶表示装置。   200, 400 ... LED backlight device, 202, 402 ... boost converter, 203-206, 403, 404 ... transformer, 207-210, 405, 406 ... LED strings, 300, 500 ... simulation circuit, C1-C4 ... capacitor, D1 to D4: rectifying diode, 900: liquid crystal display device.

Claims (4)

入力段が直流電源に接続されて交流電圧を出力するコンバータと、
複数の一次側巻線が並列に配置され、前記複数の一次側巻線の各一端部が前記インバータの出力段に並列に接続され、複数の二次側巻線がループ状に直列に接続され、交流電流を出力する複数のトランスと、
前記複数のトランスの一次側巻線の各他端部に各々接続され、前記複数のトランスから各々出力される交流電流を整流して各々出力する複数の整流回路と、
前記複数の整流回路の出力段に各々接続され、前記整流された電流を各々平滑して直流電流を出力する複数の平滑回路と、
前記複数の平滑回路の各出力段に各々一端部接続され、複数のLEDを各々有する複数のLEDストリングスと、を備えることを特徴とするLEDバックライト装置。
A converter whose input stage is connected to a DC power source and outputs an AC voltage;
A plurality of primary windings are arranged in parallel, one end of each of the plurality of primary windings is connected in parallel to the output stage of the inverter, and a plurality of secondary windings are connected in series in a loop. A plurality of transformers that output alternating current;
A plurality of rectifier circuits connected to the other ends of the primary windings of the plurality of transformers, respectively, for rectifying alternating currents output from the transformers and outputting the rectified currents;
A plurality of smoothing circuits respectively connected to output stages of the plurality of rectifier circuits, each of which smoothes the rectified current and outputs a direct current;
An LED backlight device comprising: a plurality of LED strings each having one end connected to each output stage of the plurality of smoothing circuits and each having a plurality of LEDs.
前記複数のLEDストリングスの他端部は共通の接地部に接続されたことを特徴とする請求項1記載のLEDバックライト装置。   The LED backlight device according to claim 1, wherein the other end portions of the plurality of LED strings are connected to a common ground portion. 前記複数のトランスは、前記一次側巻線及び前記二次側巻線に各々流れる交流電流が同一になるように前記一次側巻線及び前記二次側巻線の各インダクタンスを調整することを特徴とする請求項1記載のLEDバックライト装置。   The plurality of transformers adjust respective inductances of the primary side winding and the secondary side winding so that alternating currents flowing through the primary side winding and the secondary side winding are the same. The LED backlight device according to claim 1. 請求項1乃至3の何れか一項に記載のLEDバックライト装置を備えることを特徴とする液晶表示装置。   A liquid crystal display device comprising the LED backlight device according to claim 1.
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