TW200540592A - Power supply and display - Google Patents

Description

200540592 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種含有軟起動功能之電源裝置與藉由電 源裝置驅動之顯示裝置。 【先前技術】 起動連接於電源裝置之電路時，於電源裝置之輸出側有 時流入比正常電流較大之衝擊電流。較大之衝擊電流係使 内部電路之電晶體發熱而可能導致電源裝置劣化之特性， ® 或由於電源電位之暫時低下，對電源裝置以外之其他電路 動作給與不良影響。因此，提案設置一種為減輕起動時之 衝擊電流，藉由逐漸上升起動時輸入之電壓，逐漸上升輸 出電壓之軟起動功能之電源裝置（例如參照專利文件”。 專利文件1:曰本特開2〇〇1_84044號公報 [發明所欲解決之問題] 於傳統之LED驅動控制之PWM方式中，藉由改變開啟流 入LED之電流之時間與關閉之時間之比率，可實現直流之 •實效值且控制LED發光之亮度。於作為供給電源之控制信 號輸出號之電源裝置中，進行應減輕衝擊電流之軟 起動控制之情況，於軟起動期間pwM信號之波形將呈現拉 長間隔之狀態。因此，只有拉長間隔分之pWM信號之負載 比將比所希望低下，而導致供給電源之[肋之亮度低下。 因此、最好盡可能抑制於軟起動控制時之pwM信號之負載 比之減少。又即使不是？购方式之電源装置，於軟起動控 制夺由於逐漸上升輸入電壓，雖然到達所希望電壓之時間 100799.doc 200540592 必然延時，但此延時最好盡可能縮小。 本發明係有鑑於此課題而發明，其目的在於提供可實現 效率良好之軟起動控制之電源裝置。 【發明内容】 為解決上述課題，本發明之某一形態係關於一種包含輸 出含有特定振幅之周期信號之振盪控制電路、及輸出逐漸 上升或降低電位之軟起動信號之軟起動電路、及根據於振 盪控制電路生成之周期信號之電位及軟起動信號之電位， 輸出為供給電源之控制信號之控制信號生成電路之電源裝 置。於此電源裝置中，軟起動電路係含有使軟起動信號之 電位’從接地電位或電源電位之—方只補償特定量之籍位 電路。 田取Μ疋按 々仰丨貝釈起勳信號之電 位，故於實行軟起動控料，可縮小從軟起動㈣電位之 變動開始到輸出電源供給控制信號之延時。藉由此係 短到供t所希望之電源之時間。例如，於作為控制信號輸 出PWM信號之控制信號生成電路中，即使於進 叙二 制之情形，乃可縮小負載比之彳 攻動控 裝置之穩定之電源供給。……實現藉由電源 又振蘆控制電路所輸出之周期信號 續性且周期性改變電位之信號，典型性包含心二過連 鑛齒形波信號’亦可包含-角波仏號或 係亦可以為逐漸上升電位之類型二逐:降:起動信號 控制信號生成電路係亦可作為―輪::::結 100799.doc 200540592 =比較器；軟起動信號之類型係亦可以 電路之關係而決定。 刊l就生成 箝位電路係最好在上升或下降軟起動信號前 起動信狀電位靠近於_信號之最 2將軟 :::::::可，軟_號一二質:相 專於m旒之隶低電位或最高電位 :’軟起動信號為上升之類型之情形，於軟起=: 别最好將軟起動信號之電位設定相等或稍小於周期，號之 取低電位；又軟起動信號為下降類型之情況，於軟起計 將軟起動信號之電位設定相等或稍高於周期 间電位。從最低電位或最高電位之些微偏差量係 例如取好周期信號之振幅是數分之—以内之指令。藉由 此，粉位電路係可減少從軟起動信號開始上升或下降日;門 到控制信號生成電路輸出控制信號之時間之時間延遲。3 本發明之其他形態係關於包含發光元件、及於供給電源 給發光元件之電源裝置之顯示裝置。此電源裝置係包括輸 出含有特定振幅之周期信號之振盈控制電路、輸出電位逐 漸上升或下降之軟起動信號之軟起動電路、及基於振盪控 制電路生成之周期信號之電位及軟起動信號之電位，輸出 供給電源給發光元件用之控制信號之控制信號生成電路； 軚起動屯路，係含有始軟起動信號之電位，從接地電位或 電源電位之-方只補償特定量之箝位電路。 於電源裝置中，由於從接地電位或電源電位之一方補償 軟起動L说之電位，故於進行起動發光元件時之軟起動控 100799.doc 200540592 制時，可縮小從軟

信號之時間延遲。藉由此，"動到輸出電源供給控制 信號之控制信號生成電=於作為控制信號輸出PMW 亦可減少負載比之損失部分，且發光元件=㈣況 古 — &尤70件亦可以所希望之 党度且以實質相等之亮度發光。 [發明效果]

藉由本發明之電源裝置時 軟起動開始之時間延遲。 【實施方式】 係可縮短從軟起動之觸發到

百先、兄明可實現軟起動功能之電源裝置之基本構造。 圖1係表示含有軟起動功能之電源裝置^之基本構造之概 略。電源裝置1係包含比較器2、軟起動用電容器3、定電 流源4、振堡控制電路5及開關用之電晶體冑晶體如 係於基極輸人控制信號控制開啓關閉。電晶體W係將射 極連接於疋電流源4 ’將集極接地。電容器3係設置於定電 流源4與接地間，連接於比較器2之非反轉輸入端子。 ；&器2之反轉㈠輸入端子，輸入於振盪控制電路5生成 之二角波信號。電晶體Trl為開啟時，電容器3之電位為接 地位準，電晶體Trl為關閉時，電容器3則充電，電位乃逐 漸上升到電源電位之位準。 圖2係表示電源裝置丨之比較器2之輸出入信號之關係 圖。具體說明之，表示輸入於比較器2之反轉輸入端子之 三角波信號、從電容器3輸入於比較器2之非反轉輸入端子 之軟起動信號及比較器2之輸出之關係。振盪控制電路5係 100799.doc 200540592 最㈣^波㈣之最低電位設V高，以便即使比 較益2-端之輸人為接地電位亦可穩定輸[另外，特別 是於低電Μ高速驅動差動放大電路之情況，㈣控制電路 5係有必要將三角波信號之最低電位設定比q ν高。於此情 況下，振盪控制電路5係將三角波信號之最低電位設定為ι V。 又’振蘯控制電路5係將三角波信號之最高電位設定為 2 V。 於電晶體Trl輸入為實行軟起動控制之信號時，電晶體 Trl乃關閉而電容器3進行充電。此為藉由基極控制信號關 閉基極而進行。從電晶體Trl之開啟到關閉之開關乃以於 圖中作為軟起動觸發所示之時間進行。當關閉電晶體th 時電容器3係從接地電位充電到電源電位。軟起動係從電 谷器3之充電置到達二角波彳§號之最低電位（1 v)之時點開 始起動；比較器2之輸出係因應於充電量逐漸增長脈衝寬 度。如此，電源裝置1係可實現軟起動，可減輕衝擊電 流。 於圖2中，三角波信號乃從丨¥至2 v之間周期性直線變 動電位位準。對於此軟起動觸發後之電容器3之輸出，係 從接地電位之〇 V逐漸上升到電源電位之3·5 V。因此，電 容器3之充電量從接地電位到達三角波信號之最低電位 間，軟起動尚未開始。亦即，從軟起動觸發到實際軟起動 開始之間產生時間延遲。電源裝置1，係於藉由PWM控制 由LED等所構成之背光之光源，進行電源供給之情況，由 於此時間延遲乃對比較器2所輸出之PWM信號之負載比造 100799.doc 200540592 成損害。 於圖2如軟起動期間所示，當進行軟起動控制時，由於 比較器2之PWM信號之波形乃呈現拉長波形狀態，只有拉 長波形部分PWM信號之負載比乃比所希望者較低下。因此 從軟起動觸發到軟起動開始之延時也將導致pWM信號之負 載比知害。以下為了縮小從軟起動觸發到軟起動開始間之 延時，表示將從比較器2輸出之控制信號之負載比靠近所 希望者之電源裝置。

圖3係表不本發明實施例之包含軟起動功能之電源裝置 1 〇之構造。電源裝置1 〇係於一個半導體基板上一體積集構 成。電源裝置10乃含有軟起動電路12而構成。本實施例之 軟起動電路12係含有軟起動用電容器3、定電流源4、電晶 體Trl及箝位電路20。箝位電路2〇係含有使電容器3保持低 電壓位準之低箝位功能，及保持高電壓位準之高箝位功能 之電壓保持電路。箝位電路2〇係設定軟起動信號電位之下 限及上限，將軟起動信號之電位限制於比接地電位大、比 電源電位較小的範圍内。箝位電路2〇係使軟起動信號之電 位，從接地電位或電源電位之一方只補償特定量。又，箝 位電路20只含有低箝位功能或高箝位功能之任一者。本實 施例中由於利用使電位上升之軟起動信號，故箝位電路2〇 係最好至少含有低箝位功能。箝位電路2〇係含有箝位切換 部21、開關22、23、高箝位設定電壓供給部以、低箝位設 定電壓供給部25、換流器26、電阻27及電晶體％。另 外，電晶體Trl由pnp型雙極性晶體管形成，電晶體η】由 100799.doc -10- 200540592 npn型雙極性晶體管形成。電晶體Trl與電晶體Tr2之組合 係可避免電路之温度依存性。 電晶體Tr2係於基極連接開關22、23，於射極連接電晶 體Trl之基極，於集極連接電源電位。於電晶體Tr2之射極 與電晶體Trl之基極之間，連接著接地之電阻27。開關22 及開關23係各接收高與低之2種控制信號而可雙向傳送信 號之開關，根據於從箝位切換部21供給之箝位切換信號開 關。具體說明之，於供給高的箝位切換信號之情況，由於 開關22為開啟開關23為關閉，故從高箝位設定電壓供給部 24供給特定之高箝位設定電壓於電晶體Tr2之基極。另 外’供給低的箝位切換信號之情況，由於開啟開關23關閉 開關22，故從低箝位設定電壓供給部25供給特定之低箝位 設定電壓給電晶體Tr2之基極。低的箝位設定電壓係最好 设定成比三角波信號之最低電位稍小之值，高箝位設定電 壓係最好設定成比三角波信號之最高電位稍高之值、比電 源電位低之值。 電晶體Trl係射極連接於定電流源4集極接地。電容器3 係連接於電晶體Trl之射極，設置於定電流源4與接地間， 連接於比較器2之非反轉（+)輸入端子。電晶體丁“為呈現關 閉狀態時，電容器3乃藉由定電流源4充電。另外，電晶體 Trl為呈現開啟狀態時，電容器3之電位乃於電晶體丁以之 基極電位施加順方向電壓Vf之電位。於比較器2之反轉㈠ 輸入端子輸入於振盪控制電路5生成之三角波信號。 電晶體Tr2係由於從高箝位設定電壓供給部24將高箝位 100799.doc • 11 - 200540592 設定電壓供給於基極而開啟’從高箝位設定電壓順方向電 壓Vf下降之射極電位，供給於電晶體Trl之基極。此時電 晶體Trl為關閉之狀態，藉由從定電流源4所供給之電荷充 電電容器3。當電容器3之電位上升到高箝位設定電壓時， 電晶體Trl將開啟限制電容器3之充電。藉由箝位電路20之 高箝位功能使電容器3之電位無法上升到電源電位之作 用。充電所需時間乃依存電容器3之容量及定電流源4之電 流。 措位切換信號從南切換到低時，電晶體Tr2係從低箝位 «又疋電壓供給部2 5將低籍位設定電壓供給基極，從低箝位 設定電壓僅順方向電壓Vf降下之射極之電位供給電晶體體 Trl之基部。此時電容器3之電位由於保持於高箝位設定電 壓值，開啟電晶體Trl，電容器3係放出充電之電荷直到於 電位成為低箝位設定電壓值。藉由箝位電路2〇之低箝位功 能使電容器3之電位無法下降到接地電位以下之作用。 於本實施例中藉由箝位電路20之低箝位功能，軟起動控 制開始前’亦即上升軟起動信號之前預先將電容器3充電 成實質性接近三角波信號之最低電位，因此可預先將軟起 動信號之電位接近三角波信號之最低電位。另外，藉由箝 位電路20之高箝位功能，將電容器3之充電量之最大值設 定比電源電位低。振盪控制電路5輸出之三角波信號，為 於最低電位1 V、最高電位2 V之間連續變動電位之周期信 號之情況’低箝位設定電壓供給部25係開啟開關23關閉開 關22之情況，供給低箝位設定電壓，以便電容器3之電壓 100799.doc -12- 200540592 值實質上相等於1 v或比1 V稍微小。高箝位設定電壓供給 部24係於開啟開關22、關閉開關23之情況中，供給高箝位 没定電Μ以便電容器3之電壓值可變成比2 v高且比電源電 位低。 圖4係表示本實施例之電源裝置1〇之比較器2之輸出入信 唬之關係圖。具體說明之，係表示於比較器2之反轉輸入 端子輸入之三角波信號、從電容器3輸入於比較器2之非反 轉輸入端子之軟起動信號及比較器2輸出之關係。 軟起動控制開始前，箝位切換部2丨乃將箝位切換信號設 定為低，藉由開啟開關23關閉開關22從接地電位補償電容 器3之電壓，設定成比1 V稍微小之值。開始軟起動控制 時’箝位切換部21乃將箝位切換信號從低切換成高。圖 中，此切換時間乃表示為軟起動觸發。由於開啟開關22關 閉開關23，電容器3逐漸昇壓並開始軟起動。由於從三角 波信號之最低電位附近昇壓，故可減少到開始軟起動之時 $延遲。如此藉由本實施例之電源裝置1〇持有低箝位功 能，係可補償軟起動信號之電位，以便滅少從軟起動信號 開始上升之時間到比較器2輸出控制信號之時間之時間延 遲。從比較器2輸出之PWM信號之負載比乃可接近所希望 之值，而可決解進行軟起動控制所產生之時間延遲之 題。 利用雙極電晶體之電流鏡作成定電流源4之情況，當電 晶體Trl保持關閉狀態時，電流之流路將消失定電 可能無法正常動作。特別係定電流源4與電源裳置1〇以外 100799.doc -13- 200540592 之其他電路共用之情況中，定電流源4之無法動作係對共 用之其他電路造成不良影響。於電晶體Trl之基極施加電 源電位之情況’電晶體Trl將保持關閉狀態。 藉由本實施例之電源裝置10之高箝位功能，由於可開啟 電晶體τη，故可確保電流之電路，正常保持定電流源4之 動作。如此箝位電路20係由於可將軟起動信號之電位限制 於比接地電位大、比電源電位小之範圍内，故可有效實現 軟起動，並且亦可實現良好之電路動作。 圖5係表示利用本實施例之電源裝置1〇之顯示裝置⑼之 區塊圖。又顯示裝置60為利用電源裝置1〇之電子機器之一 例，由於於電子機器設置含有軟起動功能之電源裝置1〇， 故可實現可迅速軟起動控制之電子機器。顯示裝置6〇係含 有於發光元件供給電源之電源裝置10、將電壓變換為電流 之電流變換電路40及發光元件之LEd50。電源裝置1〇係生 成用來供給電源之PWM控制信號；電流變換電路4〇係將 PWM控制信號變換成電流。LED50係藉由變換之電流信號 發光。電源裝置1 〇係為了減少從軟起動觸發到生成PWM控 制信號之時間延遲，而進行軟起動控制，故LED50之亮度 不會低於必要，可實現能充分享有軟起動控制之優點之顯 示裝置60。 以上說明本發明及實施例。實施之形態為例示，該業者 也了解此荨之各構造要素或各處理過程之組合中有許多變 形例，又如此變形例也包含於本發明之範圍内。 實施例中，雖然說明逐漸上升電位而實行軟起動之軟起 100799.doc • 14- 200540592 動信號，但是相反地亦可利用逐漸τ降電位而實行軟起動 之軟（動t號。此情況’高箝位設定電麼供給部24與低籍 位认定電壓供給部25之功能，乃與實施例中所說明之各功 能相反。高箝位設定電壓供給部24係為了有效實現軟起 動於下降軟起動^號之前，預先將軟起動信號設定成比 二角波h唬之最高電位稍微高之電位即可。藉由此，與實 施例同樣地，軟起動觸發後可迅速開始軟起動。 另外，於實施例中說明關於利用定電流源4之電源裝置 10，亦可用疋電壓源取代定電流源4。此情況為了限制電 流’於電容器與電源電位之間插入保護電阻。保護電阻與 電谷器間同樣設置實現低箝位功能及高箝位功能之箝位電 路，故可實現與實施例相同之效果。 [產業上之可利用性] 本發明之技術係可利用於電源供給之各領域。 【圖式簡單說明】 圖1係表示含有軟起動功能之電源裝置之基本構造之概 略圖。 圖2係表示電源裝置之比較器輸出入信號之關係圖。 圖3係表示實施例之包含軟起動功能之電源裝置之構造 圖。 圖4係表示實施例之電源裝置之比較器輸出入信號之關 係圖。 圖5係實施例之利用電源裝置之顯示裝置之區塊圖。 【主要元件符號說明】 100799.doc -15- 200540592

1 電源裝置 2 比較器 3 電容器 4 定電流源 5 振盪控制電路 10 電源裝置 12 軟起動 20 箝位電路 21 箝位切換部 22, 23 開關 24 高箝位設定電壓供給部 25 低箝位設定電壓供給部 26 換流器 27 電阻 40 電流變換電路 50 LED 60 顯示裝置 Trl 電晶體 Tr2 電晶體 100799.doc -16-

Claims (1)

1. 200540592 十、申請專利範圍·· 1· 一種電源裝置，其特徵係包含 輸出含有特定振幅之周期信號之振盈控制電路’· 輸㈣位逐漸上升或τ降之軟起動信號之軟起動電 路，及 ，據前述振盪控制電路生成之周期信號之電位及軟起 生it電位’輸出供給電源用之控制信號之控制信號 生成電路， 义接：軟起動電路’其在於含有使軟起動信號之電位， =接地電位或電源電位之一方只補償特定量之籍位電 I =二之，置’前述箝位電路係於上升或下降 軟梅號之則’預先將軟起動信號之電位 號之最低電位或最高電位β ° ^ 3. 如請求項2之電源裝置，前述籍位 信號之電位設定實質性相等於“ 預先將軟起動 高電位。 ㈣於周期信號之最低電位或最 4. =求項2之電源裝置，前述軟起動信號為上升之類型 之情 >兄’前述箝位電路係在前述軟起動， 前述軟起動信號之電位設定等，刖，夺 最低電位。 次，、稍小於周期信號之 5. 如請求項2之電源裝置，前述 之情況，前述籍位電路係在前述軟二:為下降之類型 前述軟起動信號之電位設定等二泷下降前’將 稍兩於周期信號之 100799.doc 200540592 表南電位。 & ^請求項2之電源裝置，前述箝位電路係補償軟起奸 號之電位，以便減少從軟起動信號開始上升或下; ^前述控制信號生成電路輸出控制信號之時間之時間^ 7. 如請求項!之電源裝置，其中前述籍位電路係將軟起動 W之電位限制於比接地電位大、比電源電位小 内。 固 8. :請求項!之電源裝置，其中前述振盪控制電路係輸出 二角波信號或蘇齒形波信號。 9. 如請：項!之電源裝置，前述控制信號生成電路為比較 周期信號之電位與軟起動信號之電位之比較器。 10·如請求項1至9之任一項之電源裝置，其中前述電源裝置 係一體集積於一個半導體基板上。 11 · 一種電子機器，其係包含如請求項i至丨〇之任一項之電 源裝置。 ' 12,種顯示裝置，其特徵係包含發光元件及供給電源於發 光7L件之電源裝置者，且前述電源裝置係包括： 輸出含有特定振幅之周期信號之振盪控制電路； 輸出電位逐漸上升或下降之軟起動信號之軟起動電 路；及 與根據於前述振盪控制電路生成之周期信號之電位及 軟起動信號之電位，於前述發光元件輸出供給電源之控 制k號之控制信號生成電路， 100799.doc 200540592 前述軟起動電路，含有使軟起動信號之電位，從接地 電位或電源電位之一方只補償特定量之箝位電路。

   100799.doc