WO2016101362A1

WO2016101362A1 - 一种背光驱动电路及其驱动方法和液晶显示装置

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Publication number: WO2016101362A1
Application number: PCT/CN2015/070633
Authority: WO
Inventors: 张华�; 黎飞
Original assignee: 深圳市华星光电技术有限公司
Priority date: 2014-12-24
Filing date: 2015-01-13
Publication date: 2016-06-30
Also published as: CN104505030B; US9510404B2; US20160249420A1; CN104505030A

Abstract

一种背光驱动电路，包括：多个发光单元，其平均划分为若干背光分区（20）；与背光分区（20）数量相同的脉冲调光信号单元（300），每一脉冲调光信号单元（300）输出一脉冲调光信号；多个背光驱动单元（200），每一背光驱动单元（200）电连接所有脉冲调光信号单元（300），以接收脉冲调光信号单元（300）输出的脉冲调光信号，同时每一背光驱动单元（200）还电连接各背光分区（20）中相同数量的发光单元；当一脉冲调光信号单元（300）输出一脉冲调光信号时，所有的背光驱动单元（200）提供电能给一背光分区（20）中所连接的发光单元，驱动其发光工作。还公开了一种背光驱动电路的驱动方法和液晶显示装置。

Description

一种背光驱动电路及其驱动方法和液晶显示装置

本申请要求享有2014年12月24日提交的名称为“一种背光驱动电路及其驱动方法和液晶显示装置”的中国专利申请为CN 201410817656.2的优先权，其全部内容通过引用并入本文中。

技术领域

本发明涉及液晶显示装置的背光驱动技术，尤其是一种适用于大尺寸液晶显示装置的背光驱动电路及其驱动方法和相应的液晶显示装置。

背景技术

一般而言，在大尺寸液晶显示装置中LED灯条的数量非常多，消耗的电能也非常大。当大尺寸液晶显示装置工作在三维扫描模式时，这些LED灯条从上至下被划分为多个背光分区，并且每一个背光分区中包含相同数量的LED灯条。一个背光区域中的LED灯条由一个或一个以上与其对应的LED背光驱动单元驱动控制。换言之，一个LED背光驱动单元所控制的LED灯条集中在同一个背光区域中。当液晶显示装置从上至下进行逐区扫描时，这些背光分区会随着三维画面显示信号的传输而依次发光。而且，每次只有一个背光分区的LED灯条处于发光状态，由与之对应的LED背光驱动单元输出功率，提供发光所需的电能，而其余的LED背光驱动单元则处于停工状态。这种工作方式会导致背光驱动电路出现局部温度偏高的现象，使得整个背光模组的热量分布不均，极容易造成电路元件损伤。此外，由于总有一些LED背光驱动单元处于停工状态，因此整个背光驱动电路的工作效率也偏低。

发明内容

针对上述问题，本发明提供了一种功耗平均分布的背光驱动电路及其驱动方法和相应的液晶显示装置。

本发明提供一种背光驱动电路，其包括：

多个发光单元，其平均划分为若干背光分区；

与背光分区数量相同的脉冲调光信号单元，每一脉冲调光信号单元输出一脉冲调光信号；

多个背光驱动单元，每一背光驱动单元电连接所有脉冲调光信号单元，以接收脉冲调光信号单元输出的脉冲调光信号，同时每一背光驱动单元还电连接各背光分区中相同数量的发光单元；

其中，当一脉冲调光信号单元输出一脉冲调光信号时，所有的背光驱动单元提供电能给一背光分区中所连接的发光单元，驱动其发光工作。

根据本发明的实施例，所有的背光驱动单元输出相同的功率给一背光分区中所连接的发光单元，驱动其发光工作。

根据本发明的另外的实施例，每个背光驱动单元电连接各背光分区中一个或一个以上的发光单元。

根据本发明的实施例，上述背光驱动电路还包括：

直流转换器，其电连接直流电源、发光单元和背光驱动单元，用于在背光驱动单元的控制下，将直流电源输出的直流电压转换为发光单元工作所需的直流驱动电压，提供给发光单元。

根据本发明的实施例，上述发光单元是由多个串联的发光二极管所构成的灯条。

根据本发明的实施例，上述发光单元的阳极电连接直流转换器，阴极电连接一开关晶体管的第一极，开关晶体管的第二极通过一分压电阻电性接地，开关晶体管的控制极电连接背光驱动单元的输出端。

根据本发明的实施例，上述背光驱动单元还电连接在开关晶体管与分压电阻之间，以获取发光单元的反馈电压。

此外，本发明还提供上述背光驱动电路的驱动方法，其包括以下步骤：

将发光单元平均划分为若干背光分区；

当一脉冲调光信号单元输出一脉冲调光信号时，所有的背光驱动单元提供电能给一背光分区中所连接的发光单元，驱动其发光工作。

此外，本发明还提供一种液晶显示装置，其包括上述背光驱动电路。

与现有技术相比，本发明通过一个或多个实施例所带来的有益效果是：

1、本发明提供的背光驱动电路包括多个背光驱动单元，其中每一个背光驱动单元接收所有的脉冲调光信号并且电连接各背光分区中相同数量的发光单元。当接收到一脉冲调光信号时，所有的背光驱动单元都输出功率以驱动一个背光分区中的发光单元发光工作。这样一来，当液晶面板从上至下进行逐区扫描时，各背光驱动单元始终处于输出功率的工作状态，提高了整个背光驱动电路的工作效率。

2、本发明提供的背光驱动方法是当液晶面板由上至下逐区扫描时，所有的背光驱动单元同时工作，驱动背光分区依次发光工作。而且在某一个背光分区发光工作时，所有的背光驱动单元都可以为该背光分区提供大小相同或者近似相同的功率。这样一来，各背光驱动单元之间就不会存在工作状态上的差异，整个背光驱动电路工作稳定，能够有效地避免现有技术中因为状态的差异而导致电路工作异常的情况。

3、本发明提供的背光驱动电路产生的热量分布均匀，不会因为局部温度过高而损坏电路元件。

本发明特别适用于大尺寸的液晶显示装置。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例共同用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是本发明提供的背光驱动电路的结构示意图；

图2是本发明提供的背光驱动电路的一个实施例的局部结构示意图；

图3是本发明提供的背光驱动电路的一个优选实施例的局部结构示意图；

图4是图3中脉冲调光信号单元输出的脉冲调光信号示意图。

具体实施方式

图1是本发明提供的背光驱动电路的结构示意图。如前所述，采用该电路进行背光驱动的液晶面板可以是例如基于LED背光显示的大尺寸的液晶面板。当这种大尺寸液晶面板工作在三维扫描模式时，LED灯条10会从上至下划分为多个背光分区20，并且每一个背光分区20中含有相同数量的LED灯条10。在一幅三维画面显示信号传输的过程中，各个背光分区会随着三维画面显示信号的传输而依次发光。本发明的技术方案的核心在于，当每一个背光分区发光时，所有的LED背光驱动单元都会为其提供发光所需的电能。

为达到上述目的，本发明对现有技术中的背光驱动电路做了如下改进。即，不再将由一个背光驱动单元控制的发光单元集中在同一个背光分区中，而是将同一个背光分区中的多个发光单元电连接到不同的背光驱动单元，由不同的背光驱动单元进行驱动。为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图以及实施例对本发明作进一步地详细说明。

图2是本发明提供的背光驱动电路的一个实施例的局部结构示意图，其中包括一个直流转换器100、多个LED背光驱动单元200、多个脉冲调光信号单元300。LED背光驱动单元200集成在LED恒流驱动芯片200中。该LED恒流驱动芯片200进一步地包括一个控制模块210和多个比较模块220。

在该电路中，直流转换器100的输入端电连接一直流电源(图中未示出)，输出端电连接各背光分区中LED灯条的阳极，控制端电连接LED背光驱动单元200中的控制模块210，用于根据控制模块210输出的控制信号，将直流电源输出的直流电压转换为LED灯条工作所需的直流驱动电压，并提供给各LED灯条。由此，可以将各LED灯条的阳极相互电连接，然后再与直流转换器100的输出端电连接，接收直流转换器100提供的直流驱动电压。同时，各LED灯条的阴极通过所对应的开关晶体管MOSFET的第一极和第二极，以及分压电阻R电性接地。

在LED背光驱动单元200中，每一个比较模块220的正极输入端可以电连接一直流基准电压单元(图中未示出)，接收一个直流基准电压Vref，负极输入端可以电连接在与所控的LED灯条相对应的开关晶体管MOSFET与分压电阻R之间，接收所控的LED灯条的反馈电压Vfb，从而根据直流基准电压Vref与反馈电压Vfb之间的差值输出相应的调制信号。每一个比较模块220的输出端电连接与所控的LED灯条相对应的开关晶体管MOSFET的控制极，同时，开关晶体管MOSFET的控制极电连接脉冲调光信号单元300，以接收一脉冲调光信号PWM。在脉冲调光信号PWM的作用下，开关晶体管MOSFET导通，并且所流经的电流的大小由脉冲调光信号PWM的占空比决定。也即在脉冲调光信号PWM的作用下，LED灯条启动工作，且LED灯条的亮度由脉冲调光信号PWM的占空比决定。

在现有技术中，由于一个LED背光驱动单元所控制的LED灯条都集中在同一个背光分区中，因此根据前面介绍的液晶显示装置的扫描原理，在一个LED背光驱动单元中，可以将所有比较模块的输出端相互电连接，然后再与一个脉冲调光信号单元的输出端电连接，以接收同一个脉冲调光信号PWM。然而在本发明中，由于一个LED背光驱动单元所控制的LED灯条以平均分配的方式分布在所有的背光分区中，因此为了实现与现有技术相同的功能，一个LED背光驱动单元需要电连接所有的脉冲调光信号单元。换言之，在具体应用时，每个LED背光驱动单元中比较模块的数量必须大于等于脉冲调光信号单元的数量，也即大于等于背光分区的数量，并且各比较模块的输出端分别与不同的脉冲调光信号单元连接，以接收不同的脉冲调光信号PWM。

基于上述原理，本发明提出一种新的背光驱动电路，其包括：

多个发光单元，其平均划分为若干背光分区；

多个背光驱动单元，每一背光驱动单元电连接所有的脉冲调光信号单元，以接收各脉冲调光信号单元输出的脉冲调光信号，同时每一背光驱动单元还电连接各背光分区中相同数量的发光单元；

其中，当一脉冲调光信号单元输出一脉冲调光信号时，所有的背光驱动单元输出功率给一背光分区，以驱动该背光分区中其所连接的发光单元发光工作。

在上述电路中，每一背光驱动单元电连接各背光分区中的一个或者一个以上的发光单元。所述发光单元是由多个串联的发光二极管所构成的灯条。

图3是本发明提供的背光驱动电路的一个优选实施例的局部结构示意图。在该实施例中，每一背光驱动单元电连接各背光分区中的一个LED灯条。在此情况下，背光驱动单元的数量与各背光分区中LED灯条的数量完全相同。下面详细地说明该电路的工作方法。

假设大尺寸液晶面板采用m×n个LED灯条作为发光光源。这些LED灯条被以m个LED灯条为一组的方式划分为了n个背光分区BLOCK1、BLOCK2至BLOCKn。与之对应地，在本实施例中，背光驱动电路包括至少n个脉冲调光信号单元PWM1、PWM2至PWMn，以及至少m个背光驱动单元IC1、IC2至ICm。为方便起见，图中仅示出电路的一部分。当然，该背光驱动电路还可以包括其他的单元模块(例如上面提及的直流转换器100)，由于它是现有技术，并且不是本发明的技术重点，因此在此略去不做描述。在该背光驱动电路中，每一个背光驱动单元与所有的脉冲调光信号单元PWM1、PWM2至PWMn电连接，同时每一个背光驱动单元还与各背光分区BLOCK1、BLOCK2至BLOCKn中的一个LED灯条电连接。

如此一来，脉冲调光信号单元PWM1、PWM2至PWMn能够与背光分区BLOCK1、BLOCK2至BLOCKn一一对应。当某一个脉冲调光信号单元输出脉冲调光信号时，与其对应的背光分区就会发光工作，从而达到与现有技术相同的控制背光分区依次发光的目的。而且由于每个背光驱动单元与一个背光分区中所连接的发光单元数量相同(在本实施例中为一个LED灯条)，因此当某一个背光分区发光工作时，每个背光驱动单元输出的功率都相同或者近似相同。

总而言之，在每一个背光分区中，LED灯条由不同的背光驱动单元驱动，但是是根据同一个脉冲调光信号启动而发光。下面以图3和图4为例进一步地说明。

在背光分区BLOCK1中，LED灯条1、4、7分别由背光驱动单元IC1、IC2、IC3驱动，但是是根据脉冲调光信号单元PWM1输出的脉冲调光信号启动而发光；

在背光分区BLOCK2中，LED灯条2、5、8分别由背光驱动单元IC1、IC2、IC3驱动，但是是根据脉冲调光信号单元PWM2输出的脉冲调光信号启动而发光；

在背光分区BLOCK3中，LED灯条3、6、9分别由背光驱动单元IC1、IC2、IC3驱动，但是是根据脉冲调光信号单元PWM3输出的脉冲调光信号启动而发光。

明显地，与现有技术不同，在上述实施例中，一个背光驱动单元所控制的LED灯条不再集中于同一个区域中，而是以平均分配的方式分布于各背光分区中。同一个背光分区中的LED灯条电连接至不同的背光驱动单元，由不同的背光驱动单元驱动。在此情况下，当液晶面板由上至下逐区扫描时，背光驱动电路中所有的背光驱动单元能够同时工作，驱动背光分区依次发光工作。而且，进一步地，在某一背光分区发光工作时，所有的背光驱动单元可以同时为其提供大小相同或者近似相同的功率。如此各背光驱动单元之间不会存在工作状态的差异，整个LED背光驱动电路系统工作稳定，能够避免现有技术中因为差异化而导致电路工作异常的现象。

上述实施例中，液晶显示装置采用LED背光技术，但是很明显，本发明可以不限于此，还可以用于驱动其他类型的光源。以上所述仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉该技术的人员在本发明所揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims

一种背光驱动电路，其中包括：

多个发光单元，其平均划分为若干背光分区；

与所述背光分区数量相同的脉冲调光信号单元，每一所述脉冲调光信号单元输出一脉冲调光信号；

多个背光驱动单元，每一所述背光驱动单元电连接所有所述脉冲调光信号单元，以接收所述脉冲调光信号单元输出的脉冲调光信号，同时每一所述背光驱动单元还电连接各所述背光分区中相同数量的发光单元；

其中，当一所述脉冲调光信号单元输出一脉冲调光信号时，所有所述背光驱动单元提供电能给一所述背光分区中所连接的发光单元，驱动其发光工作。
如权利要求1所述的背光驱动电路，其中：

进一步地，所有所述背光驱动单元输出相同的功率给一所述背光分区中所连接的发光单元，驱动其发光工作。
如权利要求1所述的背光驱动电路，其中：

每一所述背光驱动单元电连接各所述背光分区中一个或一个以上的发光单元。
如权利要求2所述的背光驱动电路，其中：

每一所述背光驱动单元电连接各所述背光分区中一个或一个以上的发光单元。
如权利要求1所述的背光驱动电路，其中还包括：

直流转换器，其电连接直流电源、所述发光单元和背光驱动单元，用于在所述背光驱动单元的控制下，将所述直流电源输出的直流电压转换为所述发光单元工作所需的直流驱动电压，提供给所述发光单元。
如权利要求2所述的背光驱动电路，其中还包括：

直流转换器，其电连接直流电源、所述发光单元和背光驱动单元，用于在所述背光驱动单元的控制下，将所述直流电源输出的直流电压转换为所述发光单元工作所需的直流驱动电压，提供给所述发光单元。
如权利要求3所述的背光驱动电路，其中还包括：

直流转换器，其电连接直流电源、所述发光单元和背光驱动单元，用于在所述背光驱动单元的控制下，将所述直流电源输出的直流电压转换为所述发光单元工作所需的直流驱动电压，提供给所述发光单元。
如权利要求4所述的背光驱动电路，其中还包括：

直流转换器，其电连接直流电源、所述发光单元和背光驱动单元，用于在所述背光驱动单元的控制下，将所述直流电源输出的直流电压转换为所述发光单元工作所需的直流驱动电压，提供给所述发光单元。
如权利要求5所述的背光驱动电路，其中：

所述发光单元是由多个串联的发光二极管所构成的灯条。
如权利要求9所述的背光驱动电路，其中：

所述发光单元的阳极电连接所述直流转换器，阴极电连接一开关晶体管的第一极，所述开关晶体管的第二极通过一分压电阻电性接地，所述开关晶体管的控制极电连接所述背光驱动单元的输出端。
如权利要求10所述的背光驱动电路，其中：

所述背光驱动单元的一个输入端还电连接所述开关晶体管的第二极，以获取所述发光单元的反馈电压。
一种背光驱动电路的驱动方法，其包括以下步骤：

将发光单元平均划分为若干背光分区；

当脉冲调光信号单元输出一脉冲调光信号时，各背光驱动单元提供电能给一背光分区中所连接的发光单元，驱动其发光工作。
一种液晶显示装置，包括背光驱动电路，其中所述背光驱动电路包括：

多个发光单元，其平均划分为若干背光分区；

与所述背光分区数量相同的脉冲调光信号单元，每一所述脉冲调光信号单元输出一脉冲调光信号；

多个背光驱动单元，每一所述背光驱动单元电连接所有所述脉冲调光信号单元，以接收所述脉冲调光信号单元输出的脉冲调光信号，同时每一所述背光驱动单元还电连接各所述背光分区中相同数量的发光单元；

其中，当一所述脉冲调光信号单元输出一脉冲调光信号时，所有所述背光驱动单元提供电能给一背光分区中所连接的发光单元，驱动其发光工作。
如权利要求13所述的液晶显示装置，其中：

每一所述背光驱动单元电连接各所述背光分区中一个或者一个以上的发光单元。
如权利要求13所述的液晶显示装置，其中还包括：

直流转换器，其电连接直流电源、所述发光单元和背光驱动单元，用于在所述背光驱动单元的控制下，将所述直流电源输出的直流电压转换为所述发光单元工作所需的直流驱动电压，提供给所述发光单元。
如权利要求14所述的液晶显示装置，其中还包括：

直流转换器，其电连接直流电源、所述发光单元和背光驱动单元，用于在所述背光驱动单元的控制下，将所述直流电源输出的直流电压转换为所述发光单元工作所需的直流驱动电压，提供给所述发光单元。
如权利要求15所述的液晶显示装置，其中：

所述发光单元是由多个串联的发光二极管所构成的灯条。
如权利要求17所述的液晶显示装置，其中：

所述发光单元的阳极电连接所述直流转换器，阴极电连接一开关晶体管的第一极，所述开关晶体管的第二极通过一分压电阻电性接地，所述开关晶体管的控制极电连接所述背光驱动单元的输出端。
如权利要求18所述的液晶显示装置，其中：

所述背光驱动单元的一个输入端还电连接所述开关晶体管的第二极，以获取所述发光单元的反馈电压。