TWI381341B - 背光控制電路 - Google Patents

Description

背光控制電路

本發明係關於一種背光控制電路及其控制方法。

液晶顯示器具有輕薄，低耗電及輻射少等特點，並被廣泛用於監視器、液晶電視、行動電話及便携式電腦等電子設備。通常，液晶顯示器包括一液晶面板及用於提供光源至該液晶面板之背光模組。該背光模組包括一背光控制電路，其控制提供至該液晶面板之光源之亮度。

請參閱圖1，係一種先前技術背光控制電路之示意圖。該背光控制電路100包括一燈管驅動電路110、一變壓器120、一燈管130及一反饋電路140。該燈管130為冷陰極射線管(cold cathode fluorescent lamp,CCFL)。

該燈管驅動電路110與該變壓器120構成一換流器以提供驅動該燈管130之交流電壓。該反饋電路140連接於該燈管130與該燈管驅動電路110之間。該燈管驅動電路110根據該燈管130之亮度調節驅動該燈管130之交流電壓。

該燈管驅動電路110包括一亮度判斷單元112、一占空比調節單元114及一輸出單元118。該亮度判斷單元112連接該占空比調節單元114及該輸出單元118，該占空比調節單元114連接該輸出單元118。該變壓器120包括一初級繞阻122及一次級繞阻124。該初級繞阻122耦合至該燈管驅動電路110之輸出單元118，該次級繞阻124之 一端經由該燈管130接地，另一端經由該反饋電路140接地。該反饋電路140連接該亮度判斷單元112。

該背光控制電路100之工作原理如下：

該燈管驅動電路100之輸出單元118分別輸出二脈衝訊號(DR1及DR2)至該變壓器120之初級繞阻122之二端。請參閱圖2，係該二脈衝訊號之訊號波形圖。該二脈衝訊號之相位相反，占空比相等。該二脈衝訊號使該初級繞阻122產生方向交替變化之電流，從而該次級繞阻124感應產生一交流電壓驅動該燈管130。

該反饋電路140採樣該燈管120之電流，根據該電流產生一亮度訊號，並輸出該亮度訊號至該亮度判斷單元112。該亮度訊號通常為一電壓訊號。

該亮度判斷單元112具有一參考亮度，該亮度判斷單元112接收該亮度訊號後比較該亮度訊號值與該參考亮度值，並根據不同之比較結果輸出不同之控制訊號。

當該亮度訊號值大於或等於該參考亮度值時，該亮度判斷單元112輸出一保持訊號至該輸出單元118，該輸出單元118根據該保持訊號維持該二脈衝訊號不變。

當該亮度訊號值小於該參考亮度值時，該亮度判斷單元112輸出一觸發訊號至該占空比調節單元114，該占空比調節單元114根據該觸發訊號輸出一占空比調節訊號至該輸出單元118，該輸出單元118根據該占空比調節訊號將輸出之二脈衝訊號之占空比調高一定範圍(如調高1%)，進而驅動該燈管130之電流增大，亮度提高。

其中，該參考亮度之設定係使用者根據燈管尺寸及一般背光控制電路之特性確定，然而，應用不同之背光控制電路時，由於不同背光控制電路之特性及參數之差異，可能會發生該背光控制電路200無法達到該參考亮度之狀況。

通常，若該燈管130之亮度一直未達到該參考亮度，該占空比調節單元114將持續輸出該占空比調節訊號至該輸出單元118，使該輸出單元118不斷調高該二脈衝訊號之占空比。惟，當該二脈衝訊號之占空比超過其上限值50%，不僅該燈管130之亮度無法達到該參考亮度，而且該背光控制電路100會啟動自動保護而關閉，影響該燈管130之正常工作。

有鑑於此，提供一種調節亮度時不影響燈管之正常工作之背光控制電路實為必要。

有鑑於此，提供一種調節亮度時不影響燈管之正常工作之背光控制電路之控制方法亦為必要。

一種背光控制電路，其包括一燈管、一變壓器及一燈管驅動電路，該燈管驅動電路包括一占空比調節單元、一占空比判斷單元及一輸出單元，該輸出單元輸出二脈衝訊號至該變壓器，該變壓器產生一交流電壓驅動該燈管，該占空比調節單元用於調節該二脈衝訊號之占空比以調節該燈管之亮度，該占空比判斷單元保證該二脈衝訊號之占空比在一限定範圍內。

一種背光控制電路之控制方法，該背光控制電路包括一燈管及一變壓器，該變壓器根據二脈衝訊號產生一交流電壓驅動該燈管，該控制方法如下：調節該燈管之亮度時，判斷該二脈衝訊號之占空比是否在一限定範圍內，當該二脈衝訊號之占空比在該限定範圍內，則調節占空比；當該二脈衝訊號之占空比達到該限定範圍的上限值或下限值，則維持該二脈衝訊號之占空比不變。

相較於先前技術，該背光控制電路及其控制方法中，調節亮度時，判斷該二脈衝訊號之占空比以保證該二脈衝訊號之占空比在該限定範圍內，避免發生該二脈衝訊號之占空比超過限值而導致該背光驅動電路關閉之現象，從而該燈管可正常工作。

請參閱圖3，係本發明背光控制電路第一實施方式之示意圖。該背光控制電路200包括一燈管驅動電路210、一變壓器220、一燈管230及一反饋電路240。

該燈管驅動電路210與該變壓器220構成一換流器以提供驅動該燈管230之交流電壓。該反饋電路240連接於該燈管230與該燈管驅動電路210之間。該燈管驅動電路210根據該燈管230之亮度調節驅動該燈管230之交流電壓。該燈管230為冷陰極射線管。

請參閱圖4，係冷陰極射線管之阻抗與該交流電壓之頻率之關係示意圖。其中，驅動冷陰極射線管之交流電壓之頻率為f0時，其阻抗最小。該背光控制電路200選擇驅 動該燈管230之交流電壓之頻率在該f0之左側，即該交流電壓之頻率小於f0。

請再次參閱圖3，該燈管驅動電路210包括一亮度判斷單元212、一占空比判斷單元213、一占空比調節單元214、一頻率調節單元216及一輸出單元218。該亮度判斷單元212連接該占空比判斷單元213及輸出單元218，該占空比判斷單元213連接該占空比調節單元214及該頻率調節單元216，該占空比調節單元214連接該輸出單元218，該頻率調節單元216連接該輸出單元218。

該變壓器220包括一初級繞阻222及一次級繞阻224，該初級繞阻222耦合至該燈管驅動電路210之輸出單元，該次級繞阻224之一端經由該燈管230接地，另一端經由該反饋電路240接地。該反饋電路240連接該亮度判斷單元212。

該背光控制電路200之工作原理如下：

該輸出單元218輸出二脈衝訊號(DR1及DR2)分別至該變壓器之初級繞阻222之二端。請參閱圖5，係該二脈衝訊號之訊號波形圖。該二脈衝訊號之相位相反，占空比相等。該二脈衝訊號使該初級繞阻222產生方向交替變化之電流，從而該次級繞阻224感應產生一交流電壓驅動該燈管230。

該反饋電路240採樣該燈管230之電流，根據該電流產生一亮度訊號，並輸出該亮度訊號至該亮度判斷單元212。該亮度訊號通常為一電壓訊號。

該亮度判斷單元212具有一參考亮度，其接收該亮度訊號後比較該亮度訊號值與該參考亮度值，並根據不同之比較結果輸出不同之控制訊號。

當該亮度訊號值等於該參考亮度值，則該亮度判斷單元212輸出一保持訊號至該輸出單元218，該輸出單元218根據該保持訊號維持該二脈衝訊號不變。

當該亮度訊號值小於該參考亮度值，該亮度判斷單元212輸出一第一觸發訊號至該占空比判斷單元213。當該亮度訊號值大於該參考亮度值，該亮度判斷單元212輸出一第二觸發訊號至該占空比判斷單元213。

該占空比判斷單元213接收該第一觸發訊號，先判斷當前該二脈衝訊號之占空比是否小於或等於一上限值(如50%)。

當該二脈衝訊號之占空比小於該上限值，則該占空比判斷單元213輸出一第一占空比觸發訊號至該占空比調節單元214，該占空比調節單元214根據該第一占空比觸發訊號輸出一第一占空比調節訊號至該輸出單元218，該輸出單元218根據該第一占空比調節訊號將該二脈衝訊號(DR1及DR2)之占空比調高一定範圍(如調高1%)，使該燈管230之亮度提高。

當該二脈衝訊號之占空比等於該上限值，則該占空比判斷單元214輸出一第一頻率觸發訊號至該頻率調節單元216，該頻率調節單元216根據該第一頻率觸發訊號輸出一第一頻率調節訊號至該輸出單元，該輸出單元218根據該 第一頻率調節訊號將該二脈衝訊號(DR1及DR2)之頻率調高，使該燈管230之亮度提高。

該占空比判斷單元213接收該第二觸發訊號，先判斷當前該二脈衝訊號之占空比是否大於或等於一下限值(可根據實際情況自定，如25%)。

當該二脈衝訊號之占空比大於該下限值，該占空比判斷單元213輸出一第二占空比觸發訊號至該占空比調節單元214，該占空比調節單元214根據該第二占空比觸發訊號輸出一第二占空比調節訊號至該輸出單元218，該輸出單元218根據該第二占空比調節訊號將二脈衝訊號(DR1及DR2)之占空比調低一定範圍(如調低1%)，使該燈管230之亮度降低。

當該二脈衝訊號之占空比等於該下限值，則該占空比判斷單元214輸出一第二頻率觸發訊號至該頻率調節單元216，該頻率調節單元216根據該第二頻率觸發訊號輸出一第二頻率調節訊號至該輸出單元218，該輸出單元218根該第二頻率調節訊號將該二脈衝訊號(DR1及DR2)之頻率調低，使該燈管230之亮度降低。

相較於先前技術，該背光控制電路200之燈管驅動電路210包括該占空比判斷單元214，調高該燈管230之亮度時，其判斷該二脈衝訊號之占空比是否達到該上限值，當該二脈衝訊號之占空比已達到該上限值，則不再繼續提高該二脈衝訊號之占空比，避免發生該二脈衝訊號之占空比超過其上限值而導致該背光驅動電路200關閉之現象， 從而該燈管230可正常工作。

另，該背光控制電路200之燈管驅動電路210還包括該頻率調節單元216，調節該燈管230之亮度時，當該二脈衝訊號之占空比已達到該上限值或下限值，可啟動該頻率調節單元216調節該二脈衝訊號之頻率，進一步調節該燈管230之亮度，使該燈管230到達該參考亮度。

請參閱圖6，係本發明背光控制電路第二實施方式之示意圖。該背光控制電路300與第一實施方式之背光控制電路之區別在於：占空比調節單元314連接頻率調節單元316，調節燈管330之亮度時，當占空比判斷單元313判斷該二脈衝訊號之占空比在該下限值與上限值之限定範圍之內時，該占空比調節單元314接收該第一或第二占空比觸發訊號控制該輸出單元318調節該二脈衝訊號之占空比後，進一步輸出一第一或第二頻率觸發訊號觸發該頻率調節單元316啟動，從而該頻率調節單元216輸出第一或第二頻率調節訊號至該輸出單元318，該輸出單元318根據該第一或第二頻率調節訊號調節該二脈衝訊號之頻率。

請參閱圖7，係本發明背光控制電路第三實施方式之示意圖。該背光控制電路400與第一實施方式之背光控制電路之區別在於：燈管驅動電路410進一步包括一頻率判斷單元415。占空比判斷單元413連接該頻率判斷單元415，該頻率判斷單元415連接該輸出單元418及該頻率調節單元416。該頻率調節單元416連接該輸出單元418。

當該占空比判斷單元413判斷該二脈衝訊號之占空比 已達到該限定範圍之上限值或下限值，其輸出該第三或第四頻率觸發訊號觸發該頻率判斷單元415，該頻率判斷單元415被觸發後先判斷此時該二脈衝訊號之頻率是否在另一限定範圍內，當該二脈衝訊號之頻率在該另一限定範圍內，該頻率判斷單元415輸出第一或第二頻率觸發訊號至該頻率調節單元416，該頻率調節單元416根據該第一或第二頻率觸發訊號輸出第一或第二頻率調節訊號至該輸出單元418，該輸出單元418根據該第一或第二頻率調節訊號調節該二脈衝訊號之頻率；當該二脈衝訊號之頻率已達到該另一限定範圍之上限值或下限值，則該頻率判斷單元415輸出一保持訊號至該輸出單元418，該輸出單元418根據該保持訊號維持該二脈衝訊號不變。

相較於先前技術，背光控制電路400不僅在調節亮度時可使燈管430正常工作及達到參考亮度，而且進一步增加該頻率判斷單元415，可保證該二脈衝訊號之頻率限定在該另一限定範圍內，避免該燈管430工作在較低或較高頻率下而降低該燈管430之工作壽命。

請參閱圖8，係本發明背光控制電路第四實施方式之示意圖。該背光控制電路500與第三實施方式之背光控制電路之區別在於：亮度判斷單元512連接頻率判斷單元515，該頻率判斷單元515連接頻率調節單元516及占空比判斷單元513，該頻率調節單元516連接該輸出單元518，該占空比判斷單元513連接占空比調節單元514及輸出單元518，該占空比調節單元514連接該輸出單元518。

調節燈管530之亮度時，該亮度判斷單元512輸出第一或第二觸發訊號至該頻率判斷單元515，該頻率判斷單元515根據該第一或第二觸發訊號判斷二脈衝訊號之頻率是否在該另一限定範圍內，當該二脈衝訊號之頻率在該另一限定範圍內，則該頻率判斷單元515輸出第一或第二頻率觸發訊號至該頻率調節單元516，該頻率調節單元516根據該第一或第二頻率觸發訊號輸出第一或第二頻率調節訊號至該輸出單元518，該輸出單元518根據該第一或第二頻率調節訊號調節該二脈衝訊號之頻率。

當該二脈衝訊號之頻率達到該另一限定範圍之上限值或下限值，該頻率判斷單元515輸出一第三或第四觸發訊號至該占空比判斷單元513，該占空比判斷單元513先判斷該二脈衝訊號之占空比是否在限定範圍內，當該二脈衝訊號之占空比在該限定範圍內，則該占空比判斷單元513輸出第一或第二占空比觸發訊號至該占空比調節單元514，該占空比調節單元514根據該第一或第二占空比觸發訊號輸出第一或第二占空比調節訊號至該輸出單元518，該輸出單元518根據該第一或第二占空比調節訊號調節該二脈衝訊號之占空比。

本發明背光控制電路及其控制方法亦可具其他多種變更設計，如：第一實施方式中，若該背光控制電路200選擇驅動該燈管230之交流電壓之頻率在該f0之右側，該輸出單元218接收該第一頻率調節訊號，調低該二脈衝訊號之頻率以調高該燈管230之亮度；該輸出單元218接收該 第二頻率調節訊號，調高該二脈衝訊號之頻率以調低該燈管230之亮度。

另，第一實施方式中，可進一步增加一調光控制器，其連接該亮度判斷單元212，當使用者或者外界需要調節亮度時，則控制該調光控制器輸出一參考亮度改變訊號至該亮度判斷單元212，該亮度判斷單元212根據該參考亮度改變訊號改變參考亮度，從而調節該背光控制電路200之亮度。

綜上所述，本發明確已符合發明專利之要件，爰依法提出專利申請。惟，以上所述者僅為本發明之較佳實施方式，本發明之範圍並不以上述實施例為限，該舉凡熟悉本案技藝之人士援依本發明之精神所作之等效修飾或變化，皆應涵蓋於以下申請專利範圍內。

200、300、400、500‧‧‧背光控制電路

230、330、430、530‧‧‧燈管

218、318、418、518‧‧‧輸出單元

214、314、414、514‧‧‧占空比調節單元

213、313、413、513‧‧‧占空比判斷單元

216、316、416、516‧‧‧頻率調節單元

210、410‧‧‧燈管驅動電路

220‧‧‧變壓器

222‧‧‧初級繞阻

224‧‧‧次級繞阻

240‧‧‧反饋電路

212、512‧‧‧亮度判斷單元

415、515‧‧‧頻率判斷單元

圖1係一種先前技術背光控制電路之示意圖。

圖2係圖1所示背光控制電路之二脈衝訊號之訊號波形圖。

圖3係本發明背光控制電路第一實施方式之示意圖。

圖4係冷陰極射線管之阻抗與其驅動頻率之關係示意圖。

圖5係圖3所示背光控制電路之二脈衝訊號之訊號波形圖。

圖6係本發明背光控制電路第二實施方式之示意圖。

圖7係本發明背光控制電路第三實施方式之示意圖。

圖8係本發明背光控制電路第四實施方式之示意圖。

200‧‧‧背光控制電路

210‧‧‧燈管驅動電路

212‧‧‧亮度判斷單元

213‧‧‧占空比判斷單元

214‧‧‧占空比調節單元

216‧‧‧頻率調節單元

218‧‧‧輸出單元

220‧‧‧變壓器

222‧‧‧初級繞阻

224‧‧‧次級繞阻

230‧‧‧燈管

240‧‧‧反饋電路

Claims (5)

1. 一種背光控制電路，其包括：一燈管；一變壓器；及一燈管驅動電路，其包括一占空比調節單元、一占空比判斷單元、一輸出單元、一亮度判斷單元、一頻率調整單元及一頻率判斷單元，該輸出單元輸出二脈衝訊號至該變壓器，該變壓器產生一交流電壓驅動該燈管，該占空比調節單元用於調節該二脈衝訊號之占空比以調節該燈管之亮度，該占空比判斷單元用於判斷該二脈衝訊號之占空比並保證該二脈衝訊號之占空比在一限定範圍內，該亮度判斷單元用於判斷該燈管之亮度是否達到一參考亮度，該頻率調整單元用於調節該二脈衝訊號之頻率以調節該燈管之亮度，該頻率判斷單元用於判斷該二脈衝訊號之頻率是否在另一限定範圍內，並保證該二脈衝訊號之頻率在該另一限定範圍內；當該燈管未達到該參考亮度，該頻率判斷單元判斷該二脈衝訊號之頻率是否達到該另一限定範圍之上限值或下限值，當該二脈衝訊號之頻率小於該另一限定範圍之上限值或下限值，該頻率判斷單元觸發該頻率調節單元，該頻率調節單元控制該輸出單元調節該二脈衝訊號之頻率調高該燈管之亮度；當該二脈衝訊號之頻率等於該另一限定範圍之上限值或下限值，則該頻率判斷單元 觸發該占空比判斷單元，該占空比判斷單元判斷該二脈衝訊號之占空比是否達到該限定範圍之上限值，當該二脈衝訊號之占空比小於該限定範圍之上限值，該占空比調節單元控制該輸出單元調高該二脈衝訊號之占空比，當該二脈衝訊號之占空比等於該限定範圍之上限值，該占空比調節單元控制該輸出單元之輸出不變。
2. 如申請專利範圍第1項所述之背光控制電路，其進一步包括一反饋電路，該反饋電路採樣該燈管之電流並輸出一亮度訊號至該亮度判斷單元。
3. 如申請專利範圍第1項所述之背光控制電路，其中，當該燈管達到該參考亮度，則維持該二脈衝訊號不變。
4. 如申請專利範圍第1項所述之背光控制電路，其中，當該燈管超過該參考亮度，該頻率判斷單元判斷該二脈衝訊號之頻率是否達到該另一限定範圍之上限值或下限值，當該二脈衝訊號之頻率未達到該另一限定範圍之上限值或下限值，該頻率判斷單元觸發該頻率調節單元，該頻率調節單元控制該輸出單元調節該二脈衝訊號之頻率調低該燈管之亮度；當該二脈衝訊號之頻率達到該限定範圍之上限值或下限值，則該頻率判斷單元觸發該占空比判斷單元，該占空比判斷單元判斷該二脈衝訊號之占空比是否達到該限定範圍之下限值，當該二脈衝訊號之占空比未達到該限定範圍之下限值，該占空比判斷單元觸發該占空比調節單元，該占空比調節單元控制該 輸出單元調低該二脈衝訊號之占空比。
5. 如申請專利範圍第1項所述之背光控制電路，其中，該二脈衝訊號之相位相反，占空比相等。