液晶顯示器背光逆變器的製作方法
2023-05-01 13:55:16
專利名稱：液晶顯示器背光逆變器的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種液晶顯示器(LCD)背光逆變器，更具體地，涉及一種能夠軟啟動的LCD背光逆變器，軟啟動使得初始電流和電壓能夠在初始驅動LCD背光燈的過程中被穩定提供，從而防止施加損壞LCD背光燈的過電流或過電壓。
背景技術：
通常，用於計算機監視器、TV等的顯示裝置包括那些能夠獨立發光的顯示裝置，諸如有機發光顯示器(OLED)、真空螢光顯示器(VFD)、場致發光顯示器(FED)、和等離子體顯示面板(PDP)，以及那些不能夠獨立發光並且需要單獨光源的顯示裝置，諸如液晶顯示器(LCD)。
普通的LCD包括兩個面板，每個面板都具有場產生電極(field-generating electrode)，以及置於面板之間的各向異性液晶層。為了獲得所需的圖像，向場產生電極施加電壓，從而在液晶層中產生電場，以及改變電壓以調節這個電場的大小，從而調節通過該液晶層的光的透射率。
此時，LCD可以使用自然光，但是通常使用獨立配備的人造光源(背光)。
可以將LCD的背光分為側邊式(側面發光型)和直下式。在側邊式背光中，條型光源位於LCD面板的一側，以通過光導面板使光照射到LCD面板。在直下式背光中，具有幾乎與LCD面板相同面積的光源被置於LCD面板的下面，以使光直接照射到LCD面板的表面。
LCD背光採用螢光燈或發光二極體作為光源。根據驅動方法，螢光燈包括冷陰極螢光燈(CCFL)、外部電極螢光燈(EEFL)等。這種螢光燈響應於施加的電源而放電來發光。為了持續放電，螢光燈需要交流電。逆變器接收直流電並將直流電轉換成交流電，從而將交流電提供至螢光燈。
圖1是示出了根據現有技術的用於產生脈寬調製(PWM)控制信號的LCD背光逆變器的電路圖。
如圖1所示，傳統的LCD背光逆變器包括誤差檢測器110和PWM比較器120。誤差檢測器110通過反饋接收表示施加至燈的電流的大小的反饋參考電壓，並且將反饋電壓與參考電壓進行比較，從而將差轉換成誤差信號。PWM比較器120將誤差信號與三角波振蕩信號進行比較，從而輸出具有預定佔空率的PWM信號。
在傳統LCD背光逆變器中，反饋參考電壓S11和參考電壓S12被輸入至誤差檢測器110，然後放大兩者之間的差來產生誤差信號S13。通過電容器111將誤差信號S13反饋至誤差檢測器110。
然後，將誤差信號S13輸入至將誤差信號S13與分別輸入的三角波振蕩信號S14進行比較的PWM比較器120，從而產生PWM控制信號S15。
通過誤差檢測器110的誤差信號S13來確定PWM控制信號S15的佔空率，並且流向螢光燈(未示出)的電流根據該佔空率改變。將螢光燈的電流作為反饋參考電壓S11反饋給誤差檢測器110，從而調節(regulate)流向燈的電流。
然而，在傳統的LCD背光逆變器中，在初始驅動過程中，誤差信號S13會由於PWM佔空率的突然增加而突然增加。這導致向螢光燈提供過電壓或過電流，從而損壞螢光燈。
發明內容
本發明用來解決現有技術中的上述問題，因此，本發明的一個方面在於提供一種液晶顯示器(LCD)背光逆變器，其使用軟啟動器來防止提供過電流和過電壓，並且確保初始電流和電壓被穩定提供給LCD背光燈，從而消除對LCD背光燈的損壞。
根據本發明的一個方面，本發明提供了一種液晶顯示器(LCD)背光逆變器，其產生脈寬調製控制信號，從而調節LCD背光燈的驅動功率的大小。該LCD背光逆變器包括軟啟動器，用於在驅動功率開始被施加時產生逐漸增大的軟啟動參考電壓；第一誤差檢測器，用於接收表示燈的驅動電流的大小的第一反饋電壓以及用於將預定第一參考電壓和軟啟動參考電壓中的較小值與第一反饋電壓進行比較，從而產生對應於較小值與第一反饋電壓之間的差的第一誤差信號；以及脈寬調製比較器，用於將第一誤差信號與三角波振蕩信號進行比較，從而輸出具有預定佔空率的脈寬調製控制信號。
根據本發明的實施例，軟啟動器包括一端連接至電源的開關，當向燈提供驅動功率時，該開關被接通；以及連接在開關的另一端和地之間的電容器，其中，軟啟動器提供在開關和電容器的接點處所產生的電壓，作為軟啟動參考電壓。
根據本發明的實施例，LCD背光逆變器還包括第二誤差檢測器，用於接收表示燈的驅動電壓的大小的第二反饋電壓，以及用於將預定第二參考電壓和軟啟動參考電壓中的較小值與第二反饋電壓進行比較來生成對應於較小值和第二反饋電壓之間的差的第二誤差信號，其中，脈寬調製比較器將第一誤差信號和第二誤差信號中的較小值與三角波振蕩信號進行比較，從而確定脈寬調製控制信號的佔空率。
本發明的上述和其他的目標、特徵和其他優點將通過下面結合附圖的詳細描述而變得更加顯而易見，在附圖中圖1是示出了用於產生脈寬調製(PWM)控制信號的傳統液晶顯示器(LCD)背光逆變器的電路圖；圖2是示出了根據本發明實施例的用於產生PWM控制信號的LCD背光逆變器的電路圖；圖3示出了根據本發明實施例的LCD背光逆變器的軟啟動器的電路圖；圖4是示出了根據本發明的另一個實施例的用於產生PWM控制信號的LCD背光逆變器的電路圖；以及圖5是用於闡述根據本發明的LCD背光逆變器的操作的波形圖。
具體實施例方式
下文中，將參照附圖詳細描述本發明的示例性實施例。然而，本發明可以以不同的形式來實現，並且不應理解為限制於在此所描述的實施例。對本發明實施例的描述是出於對本領域的技術人員全面示出本發明的目的。在圖中，具有基本相同功能和結構的相同或相似的組件分配有相同的參考標號。
圖2是示出了根據本發明的用於產生脈寬調製(PWM)信號的液晶顯示器(LCD)背光逆變器的電路圖。
如圖2所示，根據本發明的LCD背光逆變器包括軟啟動器230，用於在驅動功率開始被提供至LCD背光燈(未示出)時產生逐漸增大的軟啟動參考電壓S22；第一誤差檢測器210，用於接收表示燈(未示出)的驅動電流的大小的第一反饋電壓S21，以及用於將預定第一參考電壓S23和軟啟動參考電壓S22中的較小值與第一反饋電壓S21進行比較，從而生成對應於該較小值和第一反饋電壓S21之間的差的第一誤差信號S24；以及PWM比較器220，用於將第一誤差信號S24與三角波振蕩信號S25進行比較，從而輸出具有預定佔空率的PWM控制信號。
圖3是示出了根據本發明實施例的LCD背光逆變器的軟啟動器的電路圖。
如圖3所示，根據本發明實施例的LCD背光逆變器的軟啟動器230包括開關320，其一端連接至電源310並且在向燈提供驅動功率時被接通；以及電容器330，連接在開關320的另一端和地之間。
圖4是示出了根據本發明另一個實施例的用於產生PWM控制信號的LCD背光逆變器的電路圖。
如圖4所示，根據本發明另一個實施例的LCD背光逆變器還包括第二誤差檢測器410，用於接收表示燈的驅動電壓的大小的第二反饋電壓S41，並且用於將預定第二參考電壓S43和軟啟動參考電壓S42中的較小值與第二反饋電壓S41進行比較，從而產生對應於該較小值和第二反饋電壓S41之間的差的第二誤差信號S44。
以下將參考附圖描述根據本發明的LCD背光逆變器的操作和效果。
如圖2所示，第一誤差檢測器210接收三個輸入，這三個輸入包括反饋的表示燈的驅動電流的大小的第一反饋電壓S21的第一輸入；軟啟動參考電壓S22的第二輸入；以及預定第一參考電壓S23的第三輸入。第一誤差檢測器210將軟啟動參考電壓S22和第一參考電壓S23中的較小值與第一反饋電壓S21進行比較，從而輸出對應於該較小值和第一反饋電壓S21之間的差的第一誤差信號S24。通過電容器211反饋第一誤差信號S24作為第一輸入S21。第一誤差信號S24是燈的驅動電流的誤差信號。
一旦開始向燈提供驅動功率時，由軟啟動器230產生的軟啟動參考電壓S22逐漸增大，並因而在從開始向燈提供驅動功率的點開始的預定時間段(下文中，稱為「過渡期」)，具有小於第一參考電壓S23的值。因此，第一誤差檢測器210將第一反饋電壓S21與軟啟動參考電壓S22進行比較，從而在過渡期過程中產生對應於差的第一誤差信號。一旦經過了過渡期，第一參考電壓S23具有小於軟啟動參考電壓S22的值，因而，第一誤差檢測器210將第一反饋電壓S21與第一參考電壓S23進行比較，從而產生對應於差的第一誤差信號S24。
因此，在過渡期過程中，產生對應於第一反饋電壓S21與逐漸增大的軟啟動參考電壓S22之間的差的第一誤差信號S24，因此，第一誤差信號S24也以與軟啟動參考電壓S22相同的方式逐漸增大。
根據本發明的實施例，在如圖3所示的軟啟動器230中，通過在向LCD背光燈提供驅動功率時就接通的開關320來為電容器330充電，從而逐漸增大在開關320和電容器330的接點處的電壓。軟啟動器230提供這個電壓作為軟啟動參考電壓S30。
PWM比較器220將由第一誤差檢測器210產生的關於燈的電流的第一誤差信號S24與三角波振蕩信號S25進行比較，從而產生PWM控制信號S26。由於第一誤差信號S24在過渡期過程中逐漸增大，所以通過將第一誤差信號S24與三角波振蕩信號S25進行比較而產生的PWM控制信號S26的佔空率以相同的方式逐漸改變。
例如，在過渡期過程中，佔空率從低值開始逐漸增大，從而在過渡期之後達到預定值。因而，根據佔空率的這個低值，將驅動電流提供給燈，從而防止施加過電流，並且能夠在過渡期過程中向燈施加逐漸增大的電流。這排除了向LCD背光燈的過電流的流動。
現在，將檢驗根據本發明另一個實施例的、包括能夠防止向燈提供過電流的第二誤差檢測器的LCD背光逆變器的操作和效果。
如圖4所示，根據本發明另一個實施例的LCD背光逆變器的第二誤差檢測器410接收三個輸入，這三個輸入包括反饋的表示燈的驅動電壓的大小的第二反饋電壓S41的第一輸入；軟啟動參考電壓S42的第二輸入；以及預定第二參考電壓S43的第三輸入。第二誤差檢測器410將軟啟動參考電壓S42和第二參考電壓S43中的較小值與第二反饋電壓S41進行比較，從而輸出對應於差的第二誤差信號S44。通過電容器221反饋第一誤差信號S44，作為第一輸入S41。第二誤差信號S44是燈的驅動電壓的誤差信號。
由軟啟動器230提供的軟啟動參考電壓S42可以與第一誤差檢測器的軟啟動參考電壓S22相同。
當驅動功率開始被提供給燈時，在軟啟動器230處所產生的軟啟動參考電壓S42逐漸增大，並因而在過渡期過程中具有了小於第二參考電壓S43的值。因而，第二誤差檢測器410將第二反饋電壓S41與軟啟動參考電壓S42進行比較，從而產生對應於在過渡期過程中的差的第二誤差信號S44。一旦經過過渡期，第二參考電壓S43具有小於軟啟動參考電壓S42的值，因而，第二誤差檢測器410將第二反饋電壓S41與第二參考電壓S43進行比較，從而產生對應於差的第二誤差信號S44。
因此，在過渡期過程中，由第二反饋電壓S41與逐漸增大的軟啟動參考電壓S42之間的比較來產生第二誤差信號S44，因而，第二誤差信號S44以與軟啟動參考電壓S42相同的方式逐漸增大。
如上所述，第二誤差檢測器410的操作不僅防止驅動電壓在過渡期過程中過度施加給燈，而且防止施加大的驅動電壓以及在沒有燈(燈斷開)而驅動LCD背光的情況下損壞LCD背光。
根據本發明另一個實施例的LCD背光逆變器的PWM比較器220將關於燈的電流的由第一誤差檢測器210所產生的第一誤差信號S24和關於燈的電壓的由第二誤差檢測器410所產生的第二誤差信號S44中的較小值與具有預定佔空率的三角波振蕩信號S45進行比較。
如上所述，PWM比較器220將關於燈的驅動電流的從第一誤差檢測器210輸出的第一誤差信號S24和關於燈的驅動電壓的從第二誤差檢測器410輸出的第二誤差信號S44進行比較。此處，如果對燈施加過電流，則第一誤差信號S24具有大於第二誤差信號S44的值，從而，輸出對應的PWM控制信號S46。另外，如果對燈施加過電壓或者燈斷開，則第二誤差信號S44具有大於第一誤差信號S24的值，從而輸出對應的PWM控制信號S46。
就是說，當對燈施加驅動功率時，不僅在驅動電流中存在缺陷時，而且在施加至燈的驅動電壓中存在缺陷時，由軟啟動器230產生的軟啟動參考電壓S22和S42分別與第一反饋電壓S21和第二反饋電壓S41進行比較，從而產生PWM控制信號S46。這防止在燈的初始驅動期間，向燈施加過電流和過電壓。
圖5是用於闡述根據本發明的LCD背光逆變器的操作的波形圖。
分別確定LCD背光燈的驅動功率的電流和電壓的第一參考電壓S23和第二參考電壓S43具有與時間無關的預定值。第一參考電壓S23和第二參考電壓S43可以具有不同值，並且雖然在圖5中被表示為相同的值，但是這並不限制本發明。
當向LCD背光燈施加驅動功率時，軟啟動器230的開關320接通。隨著電容器330被充電，電壓逐漸增大並被提供。因而，如圖5所示，在驅動功率開始施加給燈之後，軟啟動參考電壓S22和S42逐漸增大。
一旦驅動電壓開始被提供給LCD背光燈時，第一誤差檢測器210和第二誤差檢測器240分別將軟啟動參考電壓S22和S42與第一反饋電壓S21和第二反饋電壓S41進行比較，從而在軟啟動參考電壓S22和S42達到第一參考電壓S23和第二參考電壓S43之前或者在過渡期T1期間，輸出差作為第一誤差信號S24和第二誤差信號S44。一旦軟啟動參考電壓S22和S42達到第一參考電壓S23和第二參考電壓S43時，第一誤差檢測器210和第二誤差檢測器240分別將第一參考電壓S23和第二參考電壓S43與第一反饋電壓S21和第二反饋電壓S41進行比較，從而輸出差作為第一誤差信號S24和第二誤差信號S44。因而，第一誤差信號S24和第二誤差信號S44具有如圖5所示的波形。
對於第一誤差檢測器210和第二誤差檢測器410來說，過渡期T1可能不同，並且圖5僅是示例。
第一誤差信號S24和第二誤差信號S44被傳輸至PWM比較器220，並且兩個信號S24和S44中的較小信號與三角波振蕩信號S45相比較。以LCD背光燈的電流或電壓在過渡期T1期間逐漸增加的方式來確定PWM控制信號S46的佔空率。當過渡期過去T2時，以LCD背光燈的電流或電壓維持在預定值的方式確定PWM控制信號S46的佔空率。因而，具有圖5中所示波形的電流通過LCD背光。
通過如上所述的操作，防止LCD背光燈在其初始驅動過程中被施以過電流和過電壓。
根據如上所述的本發明，LCD背光逆變器具有防止在LCD背光的初始驅動過程中被施加過電流的軟啟動器，從而施加沒有峰值的電流，最終防止對LCD背光的損害，並且延長的LCD背光的壽命。
另外，根據本發明的LCD背光逆變器防止在LCD背光燈的初始驅動過程中對背光施加過電壓，以及在燈斷開時施加過電壓，從而避免了背光的損壞。
權利要求
1.一種液晶顯示器背光逆變器，產生脈寬調製控制信號來調節液晶顯示器背光燈的驅動功率的大小，包括軟啟動器，用於在所述驅動功率開始被施加時產生逐漸增大的軟啟動參考電壓；第一誤差檢測器，用於接收表示所述燈的驅動電流的大小的第一反饋電壓，以及用於將預定第一參考電壓和所述軟啟動參考電壓中的較小值與所述第一反饋電壓進行比較，從而產生對應於所述較小值和所述第一反饋電壓之間的差的第一誤差信號；以及脈寬調製比較器，用於將所述第一誤差信號和三角波振蕩信號進行比較，從而輸出具有預定佔空率的所述脈寬調製控制信號。
2.根據權利要求1所述的液晶顯示器背光逆變器，其中，所述軟啟動器包括開關，其一端連接至電源，當向所述燈提供所述驅動功率時，所述開關被接通；以及電容器，連接在所述開關的另一端和地之間，其中，所述軟啟動器提供在所述開關和所述電容器的接點處所產生的電壓，作為所述軟啟動參考電壓。
3.根據權利要求1所述的液晶顯示器背光逆變器，還包括第二誤差檢測器，用於接收表示所述燈的驅動電壓的大小的第二反饋電壓，以及用於將預定第二參考電壓和所述軟啟動參考電壓中的較小值與所述第二反饋電壓進行比較，從而生成對應於所述較小值和所述第二反饋電壓之間的差的第二誤差信號，其中，所述脈寬調製比較器將所述第一誤差信號和所述第二誤差信號中的較小值與所述三角波振蕩信號進行比較，從而確定所述脈寬調製控制信號的所述佔空率。
全文摘要
一種LCD背光逆變器包括軟啟動器，用於在驅動功率開始被施加時產生逐漸增加的軟啟動參考電壓。LCD背光逆變器還包括第一誤差檢測器，用於接收表示燈的驅動電流的大小的第一反饋電壓，以及用於將預定第一參考電壓和軟啟動參考電壓中的較小值與第一反饋電壓進行比較，從而產生對應於該較小值和第一反饋電壓之間的差的第一誤差信號。LCD背光逆變器還包括脈寬調製比較器，用於將第一誤差信號和三角波振蕩信號進行比較，從而輸出具有預定佔空率的脈寬調製控制信號。LCD背光逆變器防止對LCD背光施加過電流和過電壓，從而延長背光的壽命。
文檔編號G02F1/1335GK101051131SQ20071009035
公開日2007年10月10日 申請日期2007年4月4日 優先權日2006年4月4日
發明者申相哲, 閔丙雲, 河昌佑, 孔正喆 申請人:三星電機株式會社