CN102117599A

CN102117599A - 适用于液晶显示面板的背光驱动电路

Info

Publication number: CN102117599A
Application number: CN201010002118XA
Authority: CN
Inventors: 张世贤; 黄耀田
Original assignee: Delta Electronics Inc
Current assignee: Delta Electronics Inc
Priority date: 2010-01-05
Filing date: 2010-01-05
Publication date: 2011-07-06

Abstract

本发明为一种适用于液晶显示面板的背光驱动电路，其适用于液晶显示面板，以驱动多串发光二极管，至少包含：自激式震荡电路，接收直流电压，以根据直流电压产生振荡电压；变压器，包含第一初级绕组与第一次级绕组，第一初级绕组与自激式振荡电路连接，第一初级绕组接收振荡电压以使第一次级绕组感应产生交流输出电压；整流电路，与变压器的第一次级绕组连接，并将交流输出电压整流为直流驱动电压；以及滤波电路，连接于整流电路及多串发光二极管，其对直流驱动电压进行滤波，以使滤波后的直流驱动电压驱动多串发光二极管运行。本发明采用自激式的驱动方式不需额外增加驱动芯片，具有低成本的优势，且可解决背光模块体积过大的问题。

Description

适用于液晶显示面板的背光驱动电路

技术领域

本发明涉及一种背光驱动电路，尤其涉及一种适用于液晶显示面板的背光驱动电路。

背景技术

近年来随着液晶电视逐渐普及，有越来越多不同形式的背光源被陆续开发，其中随着发光二极管(LED)的发展，使得LED取代冷阴极灯管(CCFL)作为液晶电视的背光源，以LED作为背光源的好处，包括LED的体积和耗电比CCFL小，可做到薄型化产品设计，且色彩饱和度较佳，以及无汞环保趋势。

而目前液晶电视中的LED面板由多组LED串所构成，每一LED串由多个LED所组成，其中每一LED串的驱动方式利用一驱动芯片来控制一电压转换电路的开关元件导通与截止，而将输入电压转换为LED串所需要的驱动电压，以驱动该LED串，然而随着液晶电视的尺寸不断的增加，LED面板所包含的LED串组也需要赠加，且为了维持相同的亮度，每一LED串的发光二极管数目必需对应增加，因此驱动芯片的需求数量也是必要增加，公知使用驱动芯片来驱动LED串运行的方式除了会使液晶电视的背光模块体积过大外，使用大量的驱动芯片也会增加线路的成本而无法符合市场的竞争。

因此，如何发展一种可改善上述公知技术缺陷的适用于液晶显示面板的背光驱动电路，实为目前迫切需要解决的问题。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种适用于液晶显示面板的背光驱动电路，以解决公知使用驱动芯片来驱动LED灯串运行的方式除了会使液晶电视的背光模块体积过大外，使用大量的驱动芯片也会增加线路的成本而无法符合市场的竞争等缺点。

为达上述目的，本发明的一较广义实施方式为提供本发明为一种背光驱动电路，其适用于液晶显示面板，以驱动多串发光二极管，至少包含：自激式震荡电路，接收直流电压，以根据直流电压产生振荡电压；变压器，包含第一初级绕组与第一次级绕组，第一初级绕组与自激式振荡电路连接，第一初级绕组接收振荡电压以使第一次级绕组感应产生交流输出电压；整流电路，与变压器的第一次级绕组连接，并将交流输出电压整流为直流驱动电压；以及滤波电路，连接于整流电路及多串发光二极管，其对直流驱动电压进行滤波，以使滤波后的直流驱动电压驱动多串发光二极管运行。

为达上述目的，本发明另提供一种背光驱动电路，其适用于液晶显示面板，以驱动多串发光二极管，至少包含：电压调整电路，接收输入电压，以将输入电压调整为直流电压；自激式震荡电路，与电压调整电路连接，接收直流电压，以根据直流电压产生振荡电压；变压器，包含第一初级绕组与第一次级绕组，第一初级绕组与自激式振荡电路连接，第一初级绕组接收振荡电压以使第一次级绕组感应产生交流输出电压；整流电路，与变压器的第一次级绕组连接，并将交流输出电压整流为直流驱动电压；以及滤波电路，连接于整流电路及多串发光二极管，其对直流驱动电压进行滤波，以使滤波后的直流驱动电压驱动发光二极管元件运行。

本发明的适用于液晶显示面板的背光驱动电路通过自激式震荡电路于变压器的一次侧产生振荡电压，以使变压器的第一次级绕组感应产生交流输出电压，并经由整流电路及滤波电路进行整流及滤波后即可驱动所述多串发光二极管运行，本发明采用自激式的驱动方式不需额外增加驱动芯片，具有低成本的优势，且可解决公知使用驱动芯片会使背光模块体积过大的问题。另外，本发明更可通过电压调整电路及调光信号来控制直流电压的导通相位，以控制振荡电压于每半波周期的振荡时间，进而控制多串发光二极管的发光亮度。

附图说明

图1：其为本发明第一较佳实施例的适用于液晶显示面板的背光驱动电路的硬件架构方框示意图。

图2：其为本发明第二较佳实施例的适用于液晶显示面板的背光驱动电路的硬件架构方框示意图。

图3：其为本发明图2所示的电压调整电路的内部电路架构示意图。

图4：其为图2及图3的电压及信号波形时序示意图。

上述附图中的附图标记说明如下：

背光驱动电路：1、3 电压调整电路：10

整流电路：101、13 硅控整流器：102

驱动电路：103 自激式震荡电路：11

变压器：12 一次侧：121

二次侧：122 中央抽头：123

第一整流元件：131 第二整流元件：132

滤波电路：14 第一滤波元件：141

第二滤波元件：142 均流电路：15

多串发光二极管：2 第一串发光二极管：21

第一串发光二极管：22 时间：t1

电容：C_a、C_r、C_b 电阻：R₁、R₂

第一开关元件：Q₁ 第二开关元件：Q₂

第一初级绕组：N_p1 第二初级绕组：N_p2

辅助绕组：Na 第一次级绕组：Ns

共接点：COM1、COM2 输入电压：V_in

振荡电压：V_k 交流输出电压：V_AC

调光信号：V_D 直流电压：V_DC

具体实施方式

体现本发明特征与优点的一些典型实施例将在后段的说明中详细叙述。应理解的是本发明能够在不同的方式上具有各种的变化，其都不脱离本发明的范围，且其中的说明及附图在本质上当作说明之用，而非用以限制本发明。

请参阅图1，其为本发明第一较佳实施例的适用于液晶显示面板的背光驱动电路的硬件架构方框示意图。如图1所示，本实施例的背光驱动电路1可适用于一液晶显示面板，以驱动多串发光二极管2，其中，背光驱动电路1至少包含自激式震荡电路11、变压器12、整流电路13、滤波电路14以及均流电路15，自激式震荡电路11可为但不为一Royer转换器(Royerconverter)，主要接收一直流电压V_DC，并根据该直流电压V_DC于变压器12的一次侧121产生一振荡电压V_k。

请再参阅图1，本发明的自激式震荡电路11包含电感L_r、电容C_a、电容C_r、电阻R₁、电阻R₂、第一开关元件Q₁以及第二开关元件Q₂，其中，电感L_r、电容C_r及变压器12的等效电感会产生谐振作用，以于变压器12的一次侧121产生该振荡电压V_k，第一开关元件Q₁以及第二开关元件Q₂可分别为一NPN双极结型晶体管，但不以此为限。

而变压器12包含一次侧121、二次侧122以及辅助绕组N_a，一次侧121具有第一初级绕组N_p1、第二初级绕组N_p2及中央抽头123，而中央抽头123设置于第一初级绕组N_p1及第二初级绕组N_p2之间且与电感L_r连接，第一初级绕组N_p1一端与电容C_r以及第一开关元件Q₁连接，另一端则与中央抽头123连接，而第二初级绕组N_p2一端与电容C_r以及第二开关元件Q₂连接，另一端则与中央抽头123连接。至于，变压器12的二次侧122则具有第一次级绕组N_s，其一端系与共接点COM2连接。而辅助绕组N_a一端与电阻R₁及第一开关元件Q₁连接，另一端则与电阻R₂及第二开关元件Q₂连接。

第一开关元件Q₁以及第二开关元件Q₂可分别为一NPN双极结型晶体管，但不以此为限，其中第一开关元件Q₁的集电极(C)与电容C_r以及第一初级绕组N_p1连接、基极(B)与辅助绕组N_a以及电阻R₁连接、发射极(E)则与共接点COM1连接，至于第二开关元件Q₂的集电极与电容C_r以及第二初级绕组N_p2连接、基极与辅助绕组N_a以及电阻R₂连接、发射极则与共接点COM1连接。

辅助绕组N_a根据变压器12的一次侧121的电压变化而感应产生一控制电压，以控制第一开关元件Q₁及第二开关元件Q₂之间交错运行，而使振荡电压V_k分别交错传送至变压器12的第一初级绕组N_p1及第二初级绕组N_p1，进而使变压器12的二次侧122的第一次级绕组N_s感应产生一交流输出电压V_AC。其中当控制电压为高电压电平时，第一开关元件Q₁将导通而第二开关元件Q₂关闭，使振荡电压V_k传送至变压器12的第一初级绕组N_p1，反之，当控制电压为低电压电平时，第一开关元件Q₁将关闭而第二开关元件Q₂导通，使振荡电压V_k传送至变压器12的第二初级绕组N_p2。

请再参阅图1，本发明的整流电路13将变压器12的第一次级绕组N_s所产生的交流输出电压V_AC整流为一直流驱动电压，且包含第一整流元件131及第二整流元件132，其中第一整流元件131及第二整流元件132可为但不限为一二极管。而滤波电路14则包含第一滤波元件141及第二滤波元件142，主要对直流驱动电压进行滤波，以使滤波后的直流驱动电压驱动对应的多串发光二极管2运行，其中第一滤波元件141及第二滤波元件142可为但不限为一电容。第一整流元件131与变压器12的第一次级绕组N_s、多串发光二极管2的第一串发光二极管21以及第一滤波元件141连接，第二整流元件132则与变压器12的第一次级绕组N_s、多串发光二极管2的第二串发光二极管22以及第二滤波元件142连接。

第一整流元件131及第二整流元件132的连接方式相反，第一串发光二极管21与第二串发光二极管22的连接方式相反，第一整流元件131与第一串发光二极管21同相，第二整流元件132与第二串发光二极管22同相，使交流输出电压V_AC的正电压经由第一整流元件131传送至第一串发光二极管21，而交流输出电压V_AC的负电压则经由第二整流元件132传送至第二串发光二极管22，以使第一串发光二极管21与第二串发光二极管22之间交错运行。

另外，于本发明变压器12的第一次级绕组N_s及整流电路13之间更设置有均流电路15，可为但不限为一电容C_b，主要使流经整流电路13的电流维持稳定，以此平衡流经第一串发光二极管141及第二串发光二极管142的电流。

请参阅图2，其为本发明第二较佳实施例的适用于液晶显示面板的背光驱动电路的硬件架构方框示意图。如图2所示，本实施例的背光驱动电路2除了包含自激式震荡电路11、变压器12、整流电路13、滤波电路14以及均流电路15外，更具有一电压调整电路10，其中，自激式震荡电路11、变压器12、整流电路13、滤波电路14以及均流电路15的电路架构及连接方式与第一较佳实施例相同，于此不再赘述。

电压调整电路10根据由系统电路板所传送的一调光信号(Dimmingsignal)V_D来控制直流电压V_DC的电压大小或导通相位大小，电压调整电路10接收一输入电压V_in及一调光信号V_D，以根据调光信号V_D的控制将输入电压V_in调整为直流电压V_DC。

在一些实施例中，当输入电压V_in为一直流电压时，电压调整电路10可为一降压式直流直流转换器，例如：Bulk Converter。

请参阅图3及图4，其中图3为本发明图2所示的电压调整电路的内部电路架构示意图，图4为图2及图3的电压及信号波形时序示意图，如图3所示，本实施例的电压调整电路10可包含整流电路101、硅控整流器102以及驱动电路103，硅控整流器(SCR)102设置于整流电路101及驱动电路103之间，当输入电压V_in为交流电压时，需先通过整流电路101转换成过渡直流电压，而驱动电路103接收调光信号V_D，主要根据调光信号V_D的控制来触发硅控整流器102导通，以控制传送至自激式震荡电路11的直流电压V_DC的导通相位，以控制振荡电压V_k于每半波周期的振荡时间。

在一些实施例中，硅控整流器102可以一可控硅整流器来取代。

请参阅图4，举例而言，当调光信号V_D为高电压电平时，例如：6V，硅控整流器102将于低导通相位，例如：30度，输出导通相位较大的直流电压V_DC，反之，当于时间t1时，调光信号V_D为低电压电平，例如：1V，硅控整流器102将于高导通相位，例如：120度，输出导通相位较小的直流电压V_DC，通过调光信号V_D来控制直流电压V_DC的导通相位，即可控制振荡电压V_k于每半波周期的振荡时间，使多串发光二极管12于直流电压V_DC的输出导通相位较大时具有较高的发光亮度，反之，使多串发光二极管12于直流电压V_DC的输出导通相位较小时具有较弱的发光亮度。

综上所述，本发明的适用于液晶显示面板的背光驱动电路通过自激式震荡电路于变压器的一次侧产生振荡电压，以使变压器的第一次级绕组感应产生交流输出电压，并经由整流电路及滤波电路进行整流及滤波后即可驱动所述多串发光二极管运行，本发明采用自激式的驱动方式不需额外增加驱动芯片，具有低成本的优势，且可解决公知使用驱动芯片会使背光模块体积过大的问题。另外，本发明更可通过电压调整电路及调光信号来控制直流电压的导通相位，以控制振荡电压于每半波周期的振荡时间，进而控制多串发光二极管的发光亮度。

本发明得由本领域普通技术人员任施匠思而为诸般修饰，然而都不脱如附权利要求所欲保护的范围。

Claims

1.一种背光驱动电路，其适用于一液晶显示面板，以驱动多串发光二极管，至少包含：

一自激式震荡电路，接收一直流电压，以根据该直流电压产生一振荡电压；

一变压器，包含一第一初级绕组与第一次级绕组，该第一初级绕组与该自激式振荡电路连接，该第一初级绕组接收该振荡电压以使该第一次级绕组感应产生一交流输出电压；

一整流电路，与该变压器的该第一次级绕组连接，并将该交流输出电压整流为一直流驱动电压；以及

一滤波电路，连接于该整流电路及所述多串发光二极管，其对该直流驱动电压进行滤波，以使滤波后的该直流驱动电压驱动所述多串发光二极管运行。

2.如权利要求1所述的背光驱动电路，其中该变压器还具有一第二初级绕组及一中央抽头，该中央抽头设置于该第一初级绕组及该第二初级绕组间。

3.如权利要求2所述的背光驱动电路，其中该自激式震荡电路还包含一电感及一电容，该电感与该中央抽头连接，并接收该直流电压，该电容的两端分别与该第一初级绕组及该第二初级绕组连接，该电感、该电容及该变压器的等效电感会产生谐振作用，以于该变压器的一次侧产生该振荡电压。

4.如权利要求3所述的背光驱动电路，其中该变压器具有一辅助绕组，其根据该变压器的一次侧的电压变化而感应产生一控制电压。

5.如权利要求4所述的背光驱动电路，其中该自激式震荡电路还包含一第一开关元件及一第二开关元件，该第一开关元件与该辅助绕组的一端、该电容以及该第一初级绕组连接，该第二开关元件与该辅助绕组的另一端、该电容以及该第二初级绕组连接，该第一开关元件及该第二开关元件受该控制电压的驱动而交错运行，使该第一次级绕组感应产生该交流输出电压。

6.如权利要求1所述的背光驱动电路，其中该整流电路包含一第一整流元件及一第二整流元件，分别与该变压器的该第一次级绕组连接，该第一整流元件与所述多串发光二极管的第一串发光二极管连接，该第二整流元件与所述多串发光二极管的一第二串发光二极管连接。

7.如权利要求6所述的背光驱动电路，其中该第一整流元件及该第二整流元件的连接方式相反，使该交流输出电压的正电压经由该第一整流元件传送至该第一串发光二极管，而该交流输出电压的负电压经由该第二整流元件传送至该第二串发光二极管。

8.如权利要求7所述的背光驱动电路，其中该第一串发光二极管与该第二串发光二极管的连接方式相反。

9.如权利要求6所述的背光驱动电路，其中该滤波电路包含一第一滤波元件及一第二滤波元件，该第一滤波元件与该第一整流元件以及该第一串发光二极管连接，该第二滤波元件与该第二整流元件以及该第二串发光二极管连接。

10.如权利要求1所述的背光驱动电路，其中该背光驱动电路还包含一均流电路，其与该变压器的该第一次级绕组及该整流电路连接，使流经该整流电路的电流维持稳定，以此平衡流经所述多串发光二极管的电流。

11.如权利要求1所述的背光驱动电路，其中该背光驱动电路还包含一电压调整电路，其与该自激式震荡电路连接，且接收一输入电压，以根据一调光信号的控制将该输入电压调整为该直流电压。

12.如权利要求1所述的背光驱动电路，其中该电压调整电路包含一硅控整流器。

13.如权利要求1所述的背光驱动电路，其中该电压调整电路包含一可控硅整流器。

14.一种背光驱动电路，其适用于一液晶显示面板，以驱动多串发光二极管，至少包含：

一电压调整电路，接收一输入电压，以将该输入电压调整为一直流电压；

一自激式震荡电路，与该电压调整电路连接，接收该直流电压，以根据该直流电压产生一振荡电压；

一滤波电路，连接于该整流电路及所述多串发光二极管，其对该直流驱动电压进行滤波，以使滤波后的该直流驱动电压驱动该发光二极管元件运行。