TWI262463B - Single-stage backlight inverter and method for driving the same - Google Patents

Description

1262463 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係有關於一種以單段式背光換流器對一薄膜電晶體液晶顯 示器（thin film transistor-liquid crystal display; TFT-LCD)之冷陰極燈管 (cold cathode fluorescent lamp; CCFL)的驅動控制，特別是有關於一種單 段式背光換流器及其驅動方法，其中對冷陰極燈管之電力開關（power switch)的一些切換訊號（switching signals)係以相位偏移來實現（reaHze) 零電位切換（zero-voltage switch)，以致能夠調整電力開關之致能時間的 比例，使得作用在電力開關的一些壓力能夠降低，迅速控制燈管（lamp) 的驅動與提供形成於積體電路（integrated circuit; 1C)切換中的控制電路 來簡化其設定。 【先前技術】 用於薄膜電晶體液晶顯示器之冷陰極燈管一般運作於低電流，因而 月&夠低耗電、低溫、明免與長筹限。也因此’現今的冷陰極燈管已經被 用於眾多的顯示裝置，如電腦螢幕的薄膜電晶體液晶中的背光單元 (backlight unit)及印表機上的顯示面版。這樣冷陰極燈管需要1至2kv 的高交流電壓（high alternating voltage)，而這樣的高交流電壓是以換流 器（inverter)來提供。 換流器一般可分成兩類，分別為以驅動器驅動一變壓器的單段式（a single type; a single-stage type)及與驅動器串聯來驅動兩變壓器的雙段 式（a double type; a two-stage type)兩種。 第一圖為顯示傳統背光換流器之裝配的功能區塊示意圖。在第一圖 中的傳統背光換流器為一種雙段式背光換流器，其包含一個用來切換約 5至30V的直流電成為相應於脈衝寬度调郎（puse width modulation; PWM)訊號之方波電壓（square-wave voltage)的切換裝置ii(switching device)、一個將來自切換裝置丨丨的輸出電壓以半波方式整流的整流器 5 1262463 邮灿㈣、一個以執行自我振盪（self_oscillating)功能來切換來自整流 器12的輸出電壓成為交流電壓的變壓驅動 13作應化職『此㈣、一 個將來自變壓驅動器13的輸出交流電壓升壓至大約i i 2W以應燈管 (lamp)運作所需的變壓裝置14(transf〇rmer device)' 一個連接變壓裝置 14以相應來自燈官15(如冷陰極燈管）的輸出電麼而被啟閉的燈管、一個 用於偵測相應於流經燈管15之電壓的回饋電壓偵測器叫㈣心 voltage detector)、以及一個依據回饋電壓偵測器16所偵測到之電壓脈 衝寬度來產生調節訊號與將之提供給切換裝置η來調整方波電壓之功 率循環（dUtycycle)的調光控制器17。而變壓驅動器13可以為依據一已 知電路裝配成任何型式。 基於上述之裝配，傳統的雙段式背光換流器適用於經由自我振盪電 路來直接驅動脈衝寬度調節以產生變壓驅動的交流電壓。 而上述之傳統雙段式背光換流器其缺點在於電路過於複雜，如 自我振蘆電路、大切換器等等，需要採用交流電壓給變壓裝置來驅動脈 衝寬度調節，使得此類電路的應用成本增加。再者，相關的控制電路會 過於複雜以致在縮小其大小時會有所限制，這樣的限制將會使得將其内 建在一顆積體電路中變得很困難。 【發明内容】 基於前述之問題，本發明之一主要目的為提供一種單段式背光換流 器及其驅動方法，其中對冷陰極燈管之電力切換的切換訊號係以相位偏 移來實現零電位切換，以致能夠調整電力切換之致能時間的比例，使得 作用在電力切換的-些壓力能夠降低，迅速控制燈管的驅動與提供形成 於積體電路切換中的控制電路來簡化其設定。 …據此:上述之目標能夠以提供一種經由一變壓器以預定脈衝寬度調 節振盪訊號來驅動一燈管的單段式背光換流器來達成，其包含：一主振 盪器來產生預定三角波振盈訊號、預定時脈訊號與逆時脈訊號；一輸出 驅動控制器，該輸出驅動控制器係相應於從主振盪器而來的三角波振盪 6 1262463 訊號、時脈訊號舆逆時脈訊號與置於其中的第一參考電愿及第二參考電 壓，使得第二參考電屢之電位設定在三角波振逢訊號的中間的電位，並 且輸出驅動控制器產生設定在具有介於該第二參考電塵之電位與該三 角波振盪訊號之最低電位間之電位的第一電壓；比對已經產生的第一電 壓與三角波振盡訊號並根據比對結果產生第一驅動控制訊號；產生設定 在具有介於第二參考電麼之電位與三角波振蓋訊號之最高電位間之值 的第二電麼；比對被產生的第二電壓與三角波振盪訊號並根據比較結果 產生-第二驅動控制訊號，其中第一驅動控制訊號與第二驅動控制訊號 具有不同的開啟切換時間；一第一輸出單元，該第一輸出單元係相應於 來自該輸出驅動控制H的該第—驅動㈣訊號來輸出―成對的第一切 換訊號對’。該成對的第-切換訊號對之中具有—預定停滯時間；以及一 第二輸出單元，該第二輸出單元係相應於來自該輸出驅動控制器的該第 二驅動控制訊號來輸dj —成對的第二切換訊號對，該朗的第 號對之中具有一預定停滯時間。 、口 另外’輸出驅動控制器可以包含：一積分器，該積分器具有一換流 端用以接收從燈管所制到的電壓與_非換流端用以接收第—參考電 壓’其中積分器係整合㈣測到的電壓來輸出第—電壓；—比較電路， 該比杈電路具有-非換流端讀收—脈衝寬度調節調光電壓盘一換产 端以接收脈衝寬度調節振盪訊號，並且比較脈衝寬度調節振魏號^ 衝寬度調節調光電壓；-切換器，該切換器係用以對積分器之出' 舆相應於比較電路之-輸出訊號的-接地频執行連接/分離的二換^ 作；-邏輯驅動器’該邏輯驅動器係用以產生相應 ： 第一驅動控制訊號、第二參考電壓、來自積分 f r",""犰之 々頁刀态的弟一電壓盥時脈訊 號；以及-相位偏移驅動器’該相位偏移驅動器係用以產生相應 波 ，盪訊號之第二驅動控制訊號、第二參考電壓、來自積分器的^壓 與逆時脈訊號。 g ^ 實施方式】 本發明一些實施例詳細描述如下。 而 ，除了詳細描述外，本發明 7 1262463 、W σ 乂廣泛地在其他的實施例施行，且本發明的範圍不受限定，其以之 後的專利範圍為準。 〃 再者，為提供更清楚的描述及更易理解本發明，圖示内各部分並沒 有依照其相對尺寸繪圖，某些尺寸與其他相關尺度相比已經被誇張；不 相關之細節部分也未完全繪出，以求圖示的簡潔。 第二圖係顯示本發明之單段式背光換流器之裝置的功能塊示意 圖。參考第二圖，本發明之單段式背光換流器係採用一預定脈衝寬度調 j訊號Sq的變壓器謂裝置來驅動冷陰極燈管，其包含一主㈣ 器210以產生一預定三角波振盡訊?虎％、一預定時脈訊號^與一預定 逆時脈訊號Cr，以及-輸出驅動控制器23〇相應於從主振盈器而來的三 皮振1 Λ號Sk時脈成號Cs與逆時脈訊號Cr與置於其中的第一參 考電壓Vrefl及第二參考電壓¥禮，其中第二參考電壓力泊之電位 (lev叫設定在三角波振盪訊號㉛的中間電位。而輸出驅動控制器咖 係運仃以產生設定在具有介於第二參考電壓Vref2之電位與三角波振盘 訊就sk之最低電位間之電位的第一電壓v〇;比對被產生的第一電壓％ =角波振堡訊號Sk並根據比對結果產生第—驅動控制訊號％;產生 叹疋在具有介於第二參考電壓Vref2之電位與三角波振盤訊號处之最 兩電位間之值的第二電壓Vref2_v〇;將產生的第二電壓Vref2_v〇與三角 波振盪訊號Sk比對並根據比較結果產生一第二驅動控制訊號Sg，其中 第-驅動控制訊號Sh與第二驅動控制訊號Sg具有不同的開啟切換時 間。本草段式背光換流器更包含：一第一輸出單元240，其係相應於來 口自輸出驅動控制器23〇的第—驅動控制訊號來輸出—成對的第—切換訊 號對Sc# Sd，此成對的第一切換訊號對Sc_ Sd之中具有一預定停滯 時間以及一第二輸出單元25〇,其係相應於來自輸出驅動 控制益230的第二驅動控制訊號&來輸出—成對的第二切換訊號對％ 與Se，該成對的第二切換訊號對％與&之中具有—财停滯時間。 根據本發明之單段式背光換流器其更進一步可包含：一個用來產生 預定的脈衝寬度調節振盪訊號叫之脈衝寬度調節振盤器22〇、一個用 1262463 交流驅動訊號給相應於來自第—輸出單元謂的第一切換訊& 的士 /、爿來自第二輸出單元250的第二切換訊號對Se與Sf之變壓器270 广奐裝置260、一個用來偵測相應於流經燈管28〇之電壓盥用來 提供備測電壓Vfd給輸出驅動控制器2則回饋電㈣測器謂。 換’置260包5 ·帛一電力開關SW1與第二電力開關SW2來分 ’:應來自第-輸出單元24Q的第—切換訊號對以與％來執行啟閉的 、動作、以及第二電力開關SW3與第四電力開關sw4來分別對應來 第：輸出單元250的第二切換訊號對&與sf來執行啟閉的切換動 2父流驅動訊號係根據SW1至請4的電力開關之切換動作被提供給 第三圖係第二圖中輸出驅動控制器的電路示意圖。參考第三圖，輸 出驅動控制器230包含—積分器231，此積分器231具有—換流端以接 收從該燈管280所偵測到的電壓Vfd與—非換流端以接收第—參考電壓 Vrefl ’其中積分裔231整合被谓測到的電壓Vdf來輸出第一電壓％。 輸出驅動控制器230更包含一比較電路232，此比較電路具有一非換流 端用=接收-脈衝寬度調節調光電壓V—與—換流端用以接收脈衝寬 度調節振|訊號Sq，並且比較脈衝寬度調節振魏號&與脈衝寬度調 節調光電壓Vdim。此外，輸出驅動控制器23〇還包含：一切換器233， 此切換器。233係用以對積分器231之一輸出端與相應於比較電路说之 輸出訊號的-接地端執行連接/分離的切換動作；一邏輯驅動器W， 此邏輯驅動☆ 234係用以產生相應於三角波振盈訊號別之第一驅動控 制訊號sh、第二參考電壓Vref2、纟自積分器231的該第一電壓％與 該時脈訊號CS ;以及一相位偽銘酿私, 、 ^邳位偏移驅動态235,此相位偏移驅動器235係 用以產生相應二角波振盪訊號Sk之第二驅動控制訊號％、第二參考電 壓Vref2、來自積分器231的第—電壓％與逆時脈訊號Cr。/ 第一參考電壓具有設定在三角波振盈訊號Sk中間位準的電位，並 且來自積分器231之第-電壓v。具有設定在介於第二參考電壓v㈤ 之電位與三角波㈣訊號Sk之該最低電位間的—個近似中度值。 9 1262463 第四圖係第二圖中邏輯驅動控制器的電路示意圖。參考第四圖，邏 輯驅動器234包含一第一比較器

Comp 11 ’其具有一換流端以接收三角 波振盪訊號Sk與一非換流端以接收來自積分器231之第一電壓％。第 一比較器Compll係扮演三角波振盪訊號Sk與來自積分器231的第一 電壓Vo之比較。邏輯驅動器234更包含—第二比較器CGmpi2,其具有 一換流端以接收三角波振盪訊號Sk與一非換流端以接收來自積分器 231之第二參考電壓Vref2，1且第二比較器係扮演三角波振盤訊號讥 與來自積分器231的第二參考電壓Vref2之比較。此外，邏輯驅動器234 更包含-反及~1 Nancm，其係對來自第一比較器、c〇mpn的一輸出訊 號、對來自第二比較器CGmpll的―輸出訊號與時脈訊號&做反及 (Nandmg)，並輸出-已做反及(Nanded)後的結果作為第一驅動控制訊號 Sh ° 第五圖係第三圖中相位偏移驅動控制器的電路示意圖。參考第五圖 所示，相位偏移驅動器235包含一第一比較器c〇mp2i，此第一比較器 Comp21具有-非換流端用以接收三角波振盈訊號处與—換流端用以 =來自積分器231之第二參考電壓Vref2。且第一比較器—扮 演者二角波振盡訊號Sk與來自積分器231的第二參考電壓Vref2之比 較。位偏移驅動驅動器235更包含—減法器Sub，此減法器灿具有一 非換流端用以接收第二參考電壓Vref2#_非換流端用以接收來自積分 器之第電壓Vo，並且減法器會將來自積分器231之第-電壓v〇 減去兩倍之第二參考« Vref2 (2Vref2)並輸出相減結果作為第二電 壓（2Vref2-Vo)。此外，相位偏移驅動器加更包含一第二比較器 C〇mP22’此第二比較_ c⑽印具有—非換流端用以接收三角波振盈 jSk與-換流端用以接收來自減法器㈣之一輸出訊號。且第二比 車乂盗Comp22 WU波振盈訊號Sk與來自該減法器之輪出訊號之 ::二，相位偏移驅動器235更包含一反及閘Ν-21，此反及問 an 一自第-比較器ComP21的-輸出訊號、來自第二比較器 出訊號與逆時脈訊號&做反及，並輸出一已做反及後的 結果來作為第二驅動控制訊號Sg。 10 1262463 來自该減法器之第二電壓（2Vref2—vo)具—钟八 電屋Vref2之電位與三角波«訊號处之最高電二的:個近^間 ==rref2，)之電位係和來1積分器231之幾乎在第 〜考電S Vref2電位之第_電壓V。之電位呈對稱關係。 +根據本發明，上述之主震盪器210、脈衝寬度調節振盪器220、輸 出驅動控制器230、第一鈐山口口一 冰枯 輸出早凡綱與第二輸出單U50可被實做於 一積體電路中。 山第八圖係本么明之單段式背光換流器中的主訊號之時序圖，在此第 六圖中’ Sk為三角波震盡訊號；Vref2為第二參考電壓；v〇為積分器 组的輪出電壓；Cs舆Cr分別為時脈訊號與逆時脈訊號；相對地，S16 為邏輯驅動器234的内部訊號；如與su為相位偏移驅動器奶 的内部訊號；以及Sg4第二驅動控制訊號。 第七圖係本發明之單段式背光換流器中的切換訊號之時序圖，於此 第七圖中，Sh為第-驅動控制訊號；^與別為—產生在第—控制驅動 =Sh基準上的的第一切換訊號對；^為第二驅動控制訊號；以及Se ,、Sf為-產生在第二控制驅動訊號Sg基準上的第二切換訊號對。 本發明之早'式背光m之係已在上述結構參考相關圖示詳細 描述’以下為其細節之描述。 本發明之單段式背光換流器係用以作為對薄膜電晶體液晶顯示器 :冷陰極燈管的驅動控制，在本發明中，對冷陰極燈管之電力開關的切 換rfl號係以相位偏移來控放雯雷彳 水？工风本策位切換，以致能夠調整電力開關之致能 時間的比例’而此將在以下隨著參考第_圖至第八圖來描述。 尸退著參考第一圖至第八圖’在本發明的單段式背光換流器中，主振 虚器21〇產生大約U)〇KHz的預定三角波振盘訊號处、預定的時脈訊號

Cs與逆時脈訊號Cr’並且舆脈衝寬度條節振盪器220產生大約 200Hz(s81)之預定的脈衝寬度調節振i訊號叫。 1262463 ^輸出驅動控制器23〇基於三角波振盪訊號sk來產生第一驅動控制 Λ唬Sh、日守脈訊號Cs與脈衝寬度調節振盪訊號，並且第二驅動控制 凡號Sq所具有之切換開啟時間與基於三角波振盪訊號处之第一驅動控 制讯號Sh所具有的不同，其中逆時脈訊號&、脈衝寬度調節振盪訊號 sq、外部脈衝寬度調節調光電壓Vdim與被偵測到的電壓vfd，各訊號 各別對應於S82至S84。 第一驅動控制訊號sh具有切換開啟時間位於三角波振盪訊號Sk中 間之任何一上方或下方的相位，而第二驅動控制訊號Sg所具有之切換 開啟時間係位於第—驅動控制訊號Sh的相反相位。此外，脈衝寬度調 即振盪訊號Sq、外部脈衝寬度調節調光電壓vdim係用於調整冷陰極 燈管之亮度。 參考第一圖、第七圖與第八圖，第一輸出單元24〇所輸出之第一切 換訊號對Sc與Sd之間具有預定停滯時間以相應於來自輸出驅動器23〇 之第一驅動控制訊號Sh，並且第二輸出單元250輸出之第二切換訊號 對Se與Sf之間具有預定停滯時間以相應於來自輸出驅動器23〇之第二 驅動控制訊號Sg。（S85) 切換裝置260提供交流驅動訊號至變壓器27〇以相應於來自第一輸 出單元240之第一切換訊號對以與Sd與來自第二輸出單元25〇之第二 切換訊號對Se與Sf。（S 86與S87) 260為一種包含第一電力開關SW1與第二電力開關sw2 開關SW3與第四電力開關SW4的Η-橋型態（H_bridge ty 詋明。切換裝置 /2以及第三電力 type)。第一電力 以下是參考於第二圖之切換裝置260的更多詳細說明。切換裝置 開關SW1與第二電力開關SW2來分別對應來自第一輸出單元24〇的第 一切換訊號對Sc與Sd來執行啟閉的切換動作、以及第三電力開關sw3

12 1262463 置260電力開關SW2與SW3係同步地被開啟來允許電流流入其他方 向，因而造成交流驅動訊號將會被提供給變壓器270。 變壓态270增大交流驅動訊號並供應被增大的訊號給燈管280，而 此一結果會使得電流流經燈管280而使燈管運作。 當燈管280在運作時，係以適當量的電流流經燈管280，並且回饋 電壓偵測器290係用於偵測電壓Vfd以相應流經燈管28〇之電流，並且 供應被偵測電壓Vfd給輸出驅動控制器230。 輸出驅動控制器230係以下述方式運作，參考第二圖至第八圖。電 壓Vfd係被回饋電壓偵測器290從冷陰極燈管280回饋，然後被應用於 輸出驅動控制器230。輸出驅動控制器230的積分器23 1分別在其換流 終端與非換流終端接收被偵測到的電壓Vfd與第一參考電壓Vrefl，並 且整合被偵測到的電壓vd作為輸出的第一電壓ν〇。從積分器231輸出 的電壓Vo具有被設定低於第二參考電壓Vref2的電位，如第六圖所示。 而被整合於積分器231之電流的量可以藉由一電容cc來調整。 輸出驅動控制器230的比較電路232分別接收脈衝寬度調節調光電 壓Vdim與脈衝寬度調節振盪訊號Sq於其非換流終端與換流終端，並 且比較脈衝寬度調節調光電壓V(iim與脈衝寬度調節振盪訊號恥。而 輸出驅動控制器230的開關233執行一切換動作來連接/分離積分器231 的輸出終與相應於從比較電路232而來的接地終端以調整回饋的量， 亦即開關233在邏輯驅動器234中扮演著調整被偵測電壓的量。 舉例說明，因為從積分器231而來的輸出電壓被脈衝寬度調節調光 電壓Vdim所調整，並且可藉由脈衝寬度調節調光電壓Vdim被調整為 低狀態（low state)。 接下來，輸出驅動控制器23〇的邏輯驅動器234係在基於三角波振 盪訊號sk而產生如第六圖所示的第一驅動控制訊號Sh、内定的第二參 考電壓Vref2、從積分器23 1而來的第一電壓v〇與時脈訊號Cs。 13 1262463 同樣地，輸出驅動控制器230的相位偏移驅動器235係在基於三角 波振蘯訊號sk而產生如第六圖所示的第二驅動控制訊號Sg、内定的第 一參考電壓Vref2、從積分器231而來的第一電壓v〇與逆時脈訊號Cr。 參考第六圖，二角波振盪訊號Sk具有大約1 〇OKHz的常數電位， 並且内定之第二參考電壓Vref2被設定在三角波振當訊sk的中間電 位。第一驅動控制汛唬Sh被產生於三角波振盪訊號％的一相位中，而 此二角波振盪讯唬Sk低於第二參考電壓Vref2之電位，並且第二驅動 控制訊號Sg被產生於三角波振盪訊號Sk的一相位中，而此三角波振盪 訊號Sk高於第二參考電壓Vref2之電位。因此，第一驅動控制訊號处 與第二驅動控制訊號Sg被產生於不同相位。 緊接著，邏輯驅動器234的運作將以第四圖與第六圖來描述。參考 第四圖，首先，邏輯驅動器234之第一比較器c〇mpU分別於換流終端 與非換流終端接收三角波振盪訊號Sk與從積分器231而來的第一電壓 Vo,並且比較三角波振當訊號Sk與從積分器231而來的第一電壓％ 來輸出如第六圖所示之訊號S16。邏輯驅動器234之第二比較器c〇mpi2 則分別於換流終端與非換流終端接收三角波振盪訊號Sk與第二參考電 壓Vref2,並且比較三角波振當訊號Sk與第二參考電壓Vref2來輸出如 第六圖所示之訊號S17。 接下來，邏輯驅動器234的反及閘Nandn會將從第一比較器 Compll而來的輸出訊號Sl6、從第二比較器c〇mpl2而來的輸出訊號 S17與時脈訊號Cs反及，並將反及所得的結果輸出，以作為第—驅動° 控制訊號Sh。此第-驅動控制訊號Sh係、在三角波振盪訊號认的一相

位中，依據從積分器23丨而來的第一電壓v〇被產生，而此三角波振盪 訊號Sk低於第二參考電壓Vref2之電位。 X 再接下來，相位偏移驅動器235將以參考第五圖與第六圖來描述。 參考第五圖，首先，相位偏移驅動器235之第一比較器c〇mp2l分別於 非換流終端與換流終端接收二角波振盪訊號Sk與第二參考電壓， 14 1262463 並且比較二角波振當訊號Sk與第二參考電壓Vref2來輸出如第六圖所 示之訊號S12。 相位偏移驅動為235之減器Sub分別於非換流終端與換流終端接收 第一，考電壓Vref2與;[文積分器23丨而來的第一電壓v〇，並且將從積分 器231而來的第一電壓〜減去兩倍第二參考電壓⑽叫，以將相減 之結果輸出作為第二電壓（1.e· 2Vref2_v。）。換言之，從減法器㈣而 來的輸出電壓2Vref2-Vo係一電位移轉（丨eve][_shifted)電壓，其電位係大 約在第二參考電壓Vref2之電位與從積分器231而來的第一電壓％'呈 對稱關係。 相位偏移驅動器235之第二比較器c〇mp22分別於非換流終端與換 肌、、’；鈿接收一角波振盪汛號Sk與來自減法器的輸出訊號，並且比 較三角波振當訊號Sk與來自減法器Sub的輸出訊號來輸出如第六圖所 示之訊號S13。 接下來，相位偏移驅動器235的反及閘Nand21會將從第一比較器 Comp21而來的輸出心虎S12、從第二比較器€。叫22而來的輸出訊號 S13與逆時脈減，並將反及之結果輸出以作為第二驅動控制 訊sg。此一第二驅動控制訊號Sg係在三角波振盪訊號sk的一相位中， 依據從減法器Sub而來的第二電壓2Vref2-V〇被產生，而此三角波振盪 訊號Sk高於第二參考電壓vref2之電位。 以此方式，邏輯驅動器234與相位偏移驅動器235以來自積分器 231之第一電壓分別輸出如第六圖所示之控制訊號sh與第二驅動控制 訊號sg。接下來，第一驅動控制訊號Sh與第二驅動控制訊號以可以 在其功率循環（duty cycles)中，依據從積分器231而來的第一電壓％ 之電位來調整。例如，從積分器231而來得第一電壓v〇之電壓變得越 低，第一驅動控制訊號Sh與第二驅動控制訊號％之功率循環變得越高。 換句話說，隨著參考第二圖與第七圖，介於第一切換訊號對&與 sd之間的停滯時間與介於第二切換訊號對仏與Sf之間的停滯時間預防 15 1262463 了切換裝置260造成短路，使得切換裝置26〇能夠執行穩定的切換運作。 l/r 、。之，第一輸出單元24〇輸出如第七圖所示之第一切換訊號對 Sc與Sd到切換裝置26〇之第一電力開關與第二電力開關， 以相應於第一驅動控制訊號Sh來啟/閉他們。同時，停滯時間被設在介 為第切換«對sc與sd之間’以用來預防第—電力開關SW1與第 -電力開關SW2在啟/閉的過渡期間同步地被開啟（或導通）。同樣地， ，一輸出單兀250輸出如第七圖所示之第二切換訊號對^與Sf給切換 展置260之第二電力開關SW3與第四電力開關請4，以相應於第二驅 動控制Sg來啟’他們。同時，停滞時間被設在介為第二切換訊號 ” Sd之間’以用來預防第三電力開關與第四電力開關 在啟/閉的過渡期間同步地被開啟（或導通）。 因此，當給如第二圖所示之變壓器27〇的交流電壓於電位被換流 時，零電壓切換能被控放。 從上面之描述，本發明提供一單段式背光換流器及其驅動方法，盆 中對冷陰極燈管之電力開關的切換訊號係以相位偏移來控放零電位切 以致能夠調整電力開關之致能時間的比例，使得作用在電力開關的 壓力能夠降低，迅速控制燈管的驅動與提供—個積體電 制電路來0化其結構。 =話說，-個交流電壓經由電力開關的組合被應用於變壓 =陰極燈官。因此，會導致應用成本㈣統體積被限制的大轉換器與 我震盪電路便可移除。再者，相關控制電路相當簡易位 調光與脈衝寬度調節可以用簡單的方式被實現，更使 ^目=移 燈管的亮度可用設定相關電路的方式來調整。 &之、*極 以上所述僅為本發明之較佳實施例而已，並非用以限 ㈣專利權利；同_上的描述，對於熟知本技術領域之專門人士 ^ 瞭及實施，因此其他未脫離本發明所揭示之精神 ^ " 修飾，均應包含在下述之巾請專利範圍中。 &的等效改變或 16 1262463 【圖式簡單說明】 下列圖示與具體實 本發明相躲切技#之優點與好處在於參考 施例比較後將更容易顯現，其中·· 圖； 圖係,、、、貞=種傳統背光換流器之裝配的功能塊示意圖· =圖係顯示本發明之單段式背光換流器之裝置的功能塊示意 一圖係第二圖中輸出驅動控制器的電路示意圖； 第四圖係第三圖中邏輯驅動控制器的電路示意圖； 第五圖係第二圖中相位偏移驅動控制器的電路示意圖； 第八圖係本發明之單段式背光m巾的主訊號之時序圖； 第七圖係本發明之單段式背光換流器中的切換訊號之時序圖；以及 第八圖係本發明之驅動單段式背光換流器中的主訊號之方法的流 程示意圖。 【主要元件符號說明】 240 第一輸出單元 250 第二輸出單元 260 切換裝置 270 變壓器 280 燈管 290 回饋電壓偵測器 Cc 電容 Compll第一比較器 Compl2第二比較器 Comp 21第一比較器 Comp 22第二比較器 Cr 逆時脈訊號 Cs 時脈訊號 Nandi1 ί反及閘 Nand21反及閘 11 切換裝置 12 整流器 13 變壓驅動器 14 變壓裝置 15 燈管 16 回饋電壓偵測器 17 調光控制器 21〇 主振盪器 220 脈衝寬度調節振盪器 230 輸出驅動控制器 231 積分器 232 比較電路 233 開關 234 邏輯驅動器 235 相位偏移驅動 17 1262463

Sc 第一切換訊號 SW2 第二電力開關 Sd 第一切換訊號 SW3 第三電力開關 Se第二切換訊號 SW4 第四電力開關 Sf 第二切換訊號 Vdim脈衝寬度調節調光電壓 Sg 第二驅動控制訊號 Vo 第一電壓 Sh 第一驅動控制訊號 Vrefl第一參考電壓 Sk 三角波振盪訊號 Vref2 第二參考電壓 Sq 脈衝寬度調節訊號 Vref2-Vo第二電壓 Sub 減法器 SW1 第一電力開關 Vfd 偵測電壓 18

Claims (1)

1262463 十、申請專利範圍： 1· -種經由-變壓器以預定脈衝寬度調節振盪訊號來驅動—燈管的單階段 背光換流器，包含： -主振in，該主振盪器係用以產生—預定三角波振盪訊號、—預定時 脈訊號與一逆時脈訊號； '一輸出驅動控制器，該輪中概快生丨丨A , 一 叛出驅動技制态係相應於從該主振盪器而來的該 三角波振盪訊號、該時脈訊號與該逆時脈訊號與置於其中的一第一參考 電壓及-第二參考電潘，其中該第二參考電壓之一電位設定在且有該三 角波振堡訊號的中間電位，並且該輸出驅動控制器產生設定在具有介於 該第〜考電壓之電位與該三角波振盘訊號之最低電位間之一電位的一 第-電壓’比對被產生的該第一電壓與該三角波振盪訊號並根據比對结 果產生-第-驅動控制訊號，產生設定在具有介於該第二參考電壓之該 電位與該三角波振盡訊號之最高電位間之值的一第二電壓，比對被產生 的該第一電壓與該三角波振盈訊號並根據比較結果產生一第二驅動控制 訊唬其中-玄第一驅動控制訊號與該第二驅動控制訊號具有不同 切換時間； -第-輸出單it，該第-輸出單元係相應於來自該輸出驅動控制該 第一驅動控制訊號來輪出一成對的第一切換訊號對，該成對的[⑽ 訊號對具有一預定停滯時間介於其中；以及 、 第輸出單A „亥第一輸出單元係相應於來自該輸出驅動 第Γ驅動控制訊號來輸出一成對的第二切換訊號對，該成對的第1= 訊號對具有一預定停滯時間介於其中。 、 2.如申咕專，祀圍第i項之經由一變壓器以預定脈衝寬度調節振盈訊 驅動=官的單階段背光換流器，其中上述之輸出驅動控制器包含：〜 一積分β，該積分ϋ具有—換流端用以接收從該燈管所偵測到的 與一非換流端用以接收該第一參考電壓，其中該積分器整 = 該電壓來輸出該第一電壓； 反谓測到的 =乂電路，該比較電路具有—非換流端用以接收—脈衝寬度調 電壓與一換流端用以接收該脈衝寬度調節振盡訊號，並且該比較電= 19 1262463 較該脈衝寬度調節振盪訊號與該脈衝寬度調節調光電壓； 一開關，該開關係用以對該積分器之一輸出端與相應於該比較電路之一 輸出訊號的一接地端執行連接/分離的切換動作； 一邏輯驅動器’該邏輯驅動器係用以產生相應於該三角波振盪訊號之該 第一驅動控制訊號、該第二參考電壓、來自該積分器的該第一電壓與該 時脈訊號；以及 一相位偏移驅動器，該相位偏移驅動器係用以產生相應該三角波振盪訊 號之該第二驅動控制訊號、該第二參考電壓、來自該積分器的該第一電 壓與該逆時脈訊號。 3. 如申請專利範圍第2項之經由一變壓器以預定脈衝寬度調節振盪訊號來 驅動一燈管的單階段背光換流器，其中上述之來自該積分器之該第一電 壓具有設定在介於該第二參考電壓之該電位與該三角波振盪訊號之該最 低電位間的一個近似中度值。 4. 如申请專利範圍第2項之經由一變壓器以預定脈衝寬度調節振盪訊號來 驅動一燈官的單階段背光換流器，其中上述之邏輯驅動器包含： 一第一比較器，該第一比較器具有一換流端用以接收該三角波振盪訊號 與一非換流端用以接收來自該積分器之該第一電壓，其中該第一比較器 比較該三角波振盪訊號與來自該積分器的該第一電壓； 第一比較為，该第二比較器具有一換流端用以接收該三角波振盪訊號 與:非換流端用以接收來自該積分器之該第二參考電壓，其中該第二比 較器比較戎二角波振盪訊號與來自該積分器的該第二參考電壓；以及 反及閘，4反及閘對來自該第—比較器的—輸出訊號、來自該第二比 較器的-輸出訊號與該時脈訊號做反及，並輸出該反及之結果作為該第 一驅動控制訊號。 5. 如申凊專利觀圍第2項之經由一變壓器以預定脈衝寬度調節振盡訊號來 驅動一燈管的單階段背光換流器，其中上述之相位偏移驅動驅動器包含： 第*一比較裔’該第一比動^哭目古 ,μ 44； ill m 〇 比1乂為具有一非換流端用以接收該三角波振盪訊 就與一換流端用以接收來自兮接八ϋσ 伐叹术自，亥積分态之該第二參考電壓，其中該第一比 20 1262463 車乂 w比車乂省一角波振盪讯號與來自該積分器的該第二參考電壓； 減法器該減法器具有一非換流端用以接收該第二參考電壓與一非換 :二端用以接收來自該積分器之該第—電壓，其中該減法器將來自該積分 裔之該第電壓減去該第二參考電壓兩倍之—電壓並輸出相減結果作為 該第二電壓； 第-比較裔，該第二比較器具有—非換流端用以接收該三角波振盈訊 號與-換流端用以接收來自該減法器之一輸出訊號，其中該第二比較器 比較該三角波振盪訊號與來自該減法器之該輸出訊號；以及 反及閘，亥反及閘對來自該第一比較器的一輸出訊號、來自該第二比 較器的-輸出訊號與該逆時脈訊號做反及，並輸出該反及之結果作為該 第二驅動控制訊號。 ”申月專利乾圍第5項之經由-變壓器以預定脈衝寬度調節振盈訊號來 驅動-燈管的單階段背光換流器，其中上述之來自該減法器之該第二電 f具有設定在介於該第二參考電壓之該電位與該三角波振魏號之該最 尚電位間的一個近似中度值。 7·=請，圍第6項之經由一變壓器以預定脈衝寬度調節振編來 ㈣-燈㈣單階段背光換流器，其中上述之來自該減法器之該第二電 =之該電位係和來自該積分器之該第—電壓之該電位約在 壓之該電位呈對稱關係。 8.二種=動單段式背光換流器之方法，該換流器經由—變壓器來驅動一燈 T，該方法之步驟包含： a) 產生-三角波振盈訊號、一時脈訊號與—逆時脈訊號. b) 預設一第一參考電壓及一第二參考電壓，其中該第/參考電壓之-電位 投疋在具有該三角波振盪訊號的中間的電位； 〇產生—第-電壓與-第二電壓，該第—電壓具有 電壓之電位與該三角波振盪訊號之最低電 亥第〜考 壓具有介於該第二參考電壓之該電位H i ’並且㈣二€ 之一電位； °亥二角波振盪訊號之最高電位間 21 1262463 d) 比對被產生的該第一電壓與該三角波振盪訊號並根據比對結果產生一 第-驅動控制訊號以及比對被產生的該第二„與該三角波振蘯訊號並 根據比較結果產生一第二驅動控制訊號； e) 產生相應於該弟 '一驅動控制旬骑夕^__ rV 4tL ΛΑ ^ 工市唬之一成對的第一切換訊號對與相應於 5亥第二驅動控制訊號之一成斜货-X i 一 4々第一切換訊號對，相對地，該成對的第 切換訊號對具有一預定体、、黑士 號對^ ”才間”於其中，並且該成對的第二切換訊 對具有一預疋停滯時間介於其中；並且 f) 執仃基於該第一切換訊號對鱼 驅動訊號給該燈管。 第一切換訊號對的切換動作來供應一 22 1262463 五、 中文發明摘要： 揭露一種單段式背光換流器與其驅動方法，本單段式背光換流器包含一 主振盪器，係用以產生一預定三角波振盪訊號'一預定時脈訊號與一逆時脈 訊號’一輸出驅動控制器，係響應來自主振盪器之預定三角波振盪訊號、預 定時脈訊號與逆時脈訊號及置於其中的第一及第二參考電壓。第二參考電壓 被設定在該三角波振盪訊號的中間，而輸出驅動控制器被用以產生一第一驅 動控制訊號與一第二控制訊號。本換流器更包含一第一輸出單元，以輸出一 成對之第一切換訊號對以相應於第一驅動控制訊號，以及一第二輸出單元， 以輸出一成對之第二切換訊號對以相應於第二驅動控制訊號。 六、 英文發明摘要： Disclosed herein are a single-stage backlight inverter and a method for driving the same. The single-stage backlight inverter comprises a main oscillator for generating a predetermined triangle-wave oscillation signal，a predetermined clock signal and an inverted clock signal, and an output drive controller responsive to the triangle-wave oscillation signal, clock signal and inverted clock signal from the main oscillator and first and second reference voltages set therein. The second reference voltage has a level set to an intermediate level of the triangle-wave oscillation signal. The output drive controller is adapted to generate a first drive control signal and generate a second drive control signal. The inverter further comprises a first output unit for outputting a pair of first switching signals in response to the first drive control signal, and a second output unit for outputting a pair of second switching signals in response to the second drive control signal. 七、指定代表圖： (一） 本案指定代表圖為：第（二）圖。 (二） 本代表圖之元件符號簡單說明： 3 1262463 210主振盪器 Sg第二驅動控制訊號 220脈衝寬度調節振盪器 Sh第一驅動控制訊號 230輸出驅動控制器 Sk三角波振盪訊號 240第一輸出單元 S q脈衝寬度調節訊號 250第二輸出單元 Sub減法器 260切換裝置 SW1第一電力開關 270變壓器 SW2第二電力開關 280燈管 SW3第三電力開關 290回饋電壓偵測器 SW4第四電力開關 Cc電容 Vdim脈衝寬度調節調光電壓 Cr逆時脈訊號 Vo第一電壓 Cs時脈訊號 Vrefl第一參考電壓 Sc第一切換訊號 Vref2第二參考電壓 Sd第一切換訊號 Vref2-Vo第二電壓 Se第二切換訊號 Vfd偵測電壓 Sf第二切換訊號 八、本案若有化學式時，請揭示最能顯示發明特徵的化 學式： 4