專利名稱：一種顯示屏及其背光驅(qū)動(dòng)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及驅(qū)動(dòng)電路領(lǐng)域，尤其涉及一種顯示屏及其背光驅(qū)動(dòng)方法。
背景技術(shù)：
由于LED顯示屏具有亮度高、工作電壓低、功耗小、大型化、壽命長(zhǎng)、耐沖擊和性能穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)被廣泛的應(yīng)用于人們生活和工作中。
LED顯示屏(LED display/LED Screen)又稱電子顯示屏或者飄字屏幕，是由LED點(diǎn)陣和LED PC面板組成，通過(guò)紅色、藍(lán)色、綠色LED燈的亮滅來(lái)顯示文字、圖片、動(dòng)畫、視頻等，其內(nèi)容可以隨時(shí)更換，各部分組件都是模塊化結(jié)構(gòu)的顯示器件。傳統(tǒng)的LED顯示屏通常是由顯示模塊、控制系統(tǒng)及電源系統(tǒng)組成。顯示模塊為L(zhǎng)ED·燈組成的點(diǎn)陣構(gòu)成，負(fù)責(zé)發(fā)光顯示；控制系統(tǒng)則通過(guò)控制相應(yīng)區(qū)域的亮滅，可以讓屏幕顯示文字、圖片、視頻等內(nèi)容，単色或雙色屏主要用來(lái)播放文字，而全彩屏則主要是播放動(dòng)畫；電源系統(tǒng)負(fù)責(zé)將輸入電壓電流轉(zhuǎn)為顯示屏需要的電壓電流。目前，LED顯示屏的背光驅(qū)動(dòng)技術(shù)主要采用包括降壓(BUCK)或升壓(BOOST)方案。圖I是本發(fā)明背景技術(shù)中BUCK電路的拓?fù)鋱D；如圖I所示，通過(guò)在直流轉(zhuǎn)直流(DC-DC)的芯片上電連接電感、電阻、電容、ニ極管及三極管等電路元器件，以形成輸出電壓小于輸入電壓的降壓電路。圖2是本發(fā)明背景技術(shù)中BOOST電路的拓?fù)鋱D；如圖2所示，通過(guò)在直流轉(zhuǎn)直流(DC-DC)的芯片上電連接電感、電阻、電容、ニ極管及三極管等電路元器件，以形成輸出電壓大于輸入電壓的降壓電路。中國(guó)專利(CN 201673655U)公開(kāi)了用于液晶屏背光LED亮度調(diào)節(jié)的電路，包括一個(gè)三極管和L E D，還包括可產(chǎn)生P WM的控制芯片；所述三極管的集電極與電源連接，所述三極管的基極連接第二電阻后分成兩路，一路通過(guò)第一電阻接收所述控制芯片的信號(hào)，第二路通過(guò)第一電容接地，所述三極管的發(fā)射極連接L E D的正扱，L E D負(fù)極接地，三極管的發(fā)射極通過(guò)濾波電路接地；作為液晶背光LED驅(qū)動(dòng)電路，雖然能通過(guò)PWM脈沖波調(diào)整輸出電壓，以控制供電電流，但其允許的輸入電壓范圍有限，不僅不具備同時(shí)進(jìn)行降壓或升壓的功能，且其輸出電壓也不穩(wěn)定。由于工程機(jī)械電源通常是由蓄電池提供，而蓄電池的充電電量不同時(shí)，其輸出的電壓也不同，其輸出的電壓變化范圍從幾伏甚至到十幾伏，大大的超出LED顯示屏需要的電壓變化范圍，所以要通過(guò)電源系統(tǒng)將蓄電池的輸出電壓轉(zhuǎn)換為符合要求的電壓，即要求背光輸出的電壓在LED顯示屏需要的輸入電壓(Vin)范圍內(nèi)，這就需要該背光電源電路同時(shí)具備升壓和降壓的功能，而單純的BUCK電路或BOOST電路只能進(jìn)行單獨(dú)的降壓或升壓功能，若在ー些極端的條件下，機(jī)械電源提供的輸入電壓可能超過(guò)背光電路允許的輸入電壓，從而導(dǎo)致顯示屏無(wú)法正常工作。圖3為本發(fā)明背景技術(shù)中傳統(tǒng)先降壓后升壓電路的拓?fù)鋱D；如圖3所示，采用兩級(jí)的DC-DC電路，其前級(jí)采用BUCK電路，以將電壓降到一個(gè)比較低的值，從而確保第一級(jí)的輸出電壓低于輸入電壓可能的最小值，而后級(jí)采用BOOST升壓電路，以進(jìn)行升壓。雖然該方案能實(shí)現(xiàn)輸入電壓在較寬范圍內(nèi)的電壓調(diào)整，但是由于采用兩級(jí)DC-DC變換，其整體效率較低，發(fā)熱大。

發(fā)明內(nèi)容
現(xiàn)提供一種顯示屏及其背光驅(qū)動(dòng)方法，通過(guò)設(shè)置的電源芯片和外圍電路，實(shí)現(xiàn)不論電路的輸入電壓大于或小于電路的輸出電壓，利用自動(dòng)切換電路狀態(tài)實(shí)現(xiàn)電路的恒壓輸出。具體所采用的技術(shù)方案是
ー種顯示屏，包括LED顯示模組、電源、顯示模組背光驅(qū)動(dòng)裝置，所述顯示模組背光驅(qū)動(dòng)裝置包括
第一 MOS管、第二 MOS管、第一ニ極管、第二ニ極管、第六電阻器、ー電感線圈和ー控制模塊，所述控制模塊設(shè)置有方波輸出端和低電平輸出端；
所述第一 MOS管的漏極與所述電源的正極連接，柵極與所述方波輸出端連接，源級(jí)與所述第二ニ極管的陰極連接，上述源級(jí)還通過(guò)所述電感線圈分別與所述第二 MOS管的漏極和所述第一ニ極管的陽(yáng)極連接；
所述第二 MOS管的柵極與所述低電平輸出端連接，源級(jí)接地；
所述第一ニ極管的陰極與所述LED顯示模組的正極連接；
所述第二ニ極管的陽(yáng)極通過(guò)所述第六電阻器接地；
所述電源的負(fù)極、LED顯示模組的負(fù)極均接地。優(yōu)選的，還包括第一電容器、第二電容器、第六電容器、第七電容器和第九電容器；所述電源為直流電源，且所述直流電源的正負(fù)極間并聯(lián)有所述第一電容器和所述第二電容器；所述第六電阻器并聯(lián)有所述第九電容器；所述LED顯示模組的正極通過(guò)并聯(lián)的所述第六電容器和所述第七電容器接地；其中，所述第二電容器和所述第六電容器為有極性電容器，且其負(fù)極均接地。優(yōu)選的，所述第一電容器、第六電容器和第七電容器的額定工作電容/電壓均為22ii F/50V，所述第二電容器的額定工作電容/電壓為47ii F/50V，所述第六電阻器的額定工作電阻為100MQ。優(yōu)選的，所述電源的額定工作電壓為8-36V，所述第一 MOS管、所述第二 MOS管、第一二極管和第二ニ極管的額定工作電壓均為60V，所述電感線圈的額定工作電感為22ii H。優(yōu)選的，所述控制電路模塊包含LM5118芯片，所述低電平輸出端為L(zhǎng)O引腳端，所述方波輸出端為HO引腳端。一種顯示屏背光驅(qū)動(dòng)的方法，應(yīng)用于上述權(quán)利要求I所述的顯示屏上，包括以下步驟
步驟SI :在輸入電壓的狀態(tài)下，當(dāng)所述第一二極管的陰極電壓低于所述電源電壓吋，所述低電平輸出端恒定輸出低電平，所述方波輸出端輸出PWM方波；
步驟S2 :所述第二 MOS管截止，當(dāng)所述第一 MOS管導(dǎo)通吋，電流從所述電源依次經(jīng)第一MOS管、電感線圈和第二ニ極管至所述LED顯示屏；當(dāng)所述第一 MOS管截止時(shí)，在電感線圈的反壓作用下，所述第一ニ極管續(xù)流至所述LED顯示屏；
步驟S3 :當(dāng)所述第一二極管的陰極電壓大于所述電源電壓時(shí)，所述低電平輸出端和所述方波輸出端輸出同步的PWM方波；
步驟S4 :所述第一 MOS管和所述第二 MOS管同時(shí)導(dǎo)通吋，電流經(jīng)所述第一ニ極管和所述第二ニ極管對(duì)所述電感線圈充電；當(dāng)所述第一MOS管和所述第二MOS管同時(shí)截止時(shí)，所述電感線圈上產(chǎn)生反向高壓，所述第一ニ極管續(xù)流至所述LED顯示屏。優(yōu)選的，步驟SI中所述LED顯示屏的電壓值Vtjut=Vin-D;其中，Vin為電源電壓，D為方波輸出端輸出的方波信號(hào)占空比。優(yōu)選的，步驟S2中所述LED顯示屏的電壓值Vtjut=Vin-D;其中，Vin為電源電壓，D為方波輸出端輸出的方波信號(hào)占空比。優(yōu)選的，步驟SI中，當(dāng)所述第一二極管的陰極電壓低于所述電源電壓的75%吋，所述低電平輸出端恒定輸出低電平，所述方波輸出端輸出PWM方波。 上述技術(shù)方案中具有如下優(yōu)點(diǎn)或有益效果
1、實(shí)現(xiàn)不論顯示屏驅(qū)動(dòng)電路的輸入電壓大于或小于電路的輸出電壓，均能通過(guò)自動(dòng)切換電路狀態(tài)實(shí)現(xiàn)電路的恒壓輸出；
2、顯不屏驅(qū)動(dòng)電路的整體效率聞；
3、顯示屏驅(qū)動(dòng)電路在工作時(shí)不會(huì)產(chǎn)生發(fā)熱現(xiàn)象。


通過(guò)閱讀參照如下附圖對(duì)非限制性實(shí)施例所作的詳細(xì)描述，本發(fā)明的其它特征、目的和優(yōu)點(diǎn)將會(huì)變得更明顯。圖I是本發(fā)明背景技術(shù)中BUCK電路的拓?fù)? 圖2是本發(fā)明背景技術(shù)中BOOST電路的拓?fù)? 圖3為本發(fā)明背景技術(shù)中傳統(tǒng)先降壓后升壓電路的拓?fù)? 圖4為本發(fā)明顯示屏及其背光驅(qū)動(dòng)方法的實(shí)施例的電路拓?fù)? 圖5為本發(fā)明顯示屏的實(shí)施例中LM5118電源芯片的引腳功能結(jié)構(gòu)示意 圖6為本發(fā)明顯不屏背光驅(qū)動(dòng)方法的實(shí)施例中BUCK模式時(shí)的原理電路拓?fù)? 圖7為本發(fā)明顯示屏背光驅(qū)動(dòng)方法的實(shí)施例中BUCK-B00ST模式時(shí)的原理電路拓?fù)鋱D。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)ー步說(shuō)明，但不作為本發(fā)明實(shí)施例的限定。請(qǐng)參見(jiàn)圖4-5所示，為本發(fā)明顯示屏實(shí)施例。本發(fā)明的顯示屏包括LED顯示模組、額定工作電壓為8-36V的工程機(jī)械直流電源(一般為蓄電池)和顯示模組背光驅(qū)動(dòng)裝置，上述的顯示模組背光驅(qū)動(dòng)裝置包括額定工作電壓均為60V的第一 MOS管Q1、第二 MOS管Q2、第一ニ極管Dl和第二ニ極管D2，及額定工作電感為22ii H的電感線圈LI、額定工作電阻為100MQ的第六電阻器R6和控制模塊；其中，第一 MOS管Ql的漏極與直流電源的正極Jl電連接，第一 MOS管Ql的源級(jí)與第二ニ極管D2的陰極連接，第二ニ極管D2的陽(yáng)極通過(guò)第六電阻R6接地，且上述第一 MOS管Ql的源級(jí)還通過(guò)電感線圈LI分別與第二 MOS管Q2的漏極和第一ニ極管Dl的陽(yáng)極連接，第一ニ極管Dl與LED顯示模組的正極J3連接，LED顯示模組的負(fù)極J4接地；其中，控制模塊的方波輸出端與第一 MOS管Ql的柵極連接，以控制第一MOS管Ql的開(kāi)斷，控制模塊的低電平輸出端與第二 MOS管Q2的柵極連接，以控制第二 MOS管Q2的開(kāi)斷。優(yōu)選的，第二 MOS管Q2的源級(jí)和直流電源的負(fù)極J2均接地，且直流電源的正極Jl通過(guò)并聯(lián)的第一電容器Cl和第二電容器C2接地，第二ニ極管D2的陽(yáng)極還通過(guò)與第六電阻器R6并聯(lián)的第九電容器C9接地，LED顯示模組的負(fù)極J4通過(guò)電阻器R8接地，且LED顯示模組的正極J3通過(guò)并聯(lián)的第六電容C6和第七電容C7接地，上述的第二電容C2和第六電容C6均為有極性電容器，且其負(fù)極均接地；其中，第一電容器CI、第六電容器C6和第七電容器C7的額定工作電容/電壓均為22UF/50V，第二電容器C2的額定工作電容/電壓為47UF/50V，第八電阻器R8的額定工作電阻為27. 4 Q。優(yōu)選的，控制模塊包含LM5118電源芯片和與其電連接的外圍電路，LM5118電源芯片的各引腳序號(hào)、名稱及對(duì)應(yīng)功能如下圖表所示
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其中，第一 MOS管Ql的柵極與LM5118電源芯片的HO輸出端引腳19(下文中的各引腳均為L(zhǎng)M5118電源芯片的引腳)電連接，第一 MOS管Ql的柵極G端與引腳19電連接，第二MOS管Q2的柵極與LO輸出端引腳15電連接；LM5118電源芯片上連接有外圍電路，由于該外圍電路為現(xiàn)有技木，在此不再累述。參見(jiàn)圖6所示，本發(fā)明顯示屏背光驅(qū)動(dòng)方法的實(shí)施例，應(yīng)用于上述的顯示屏上，在輸入電壓的狀態(tài)下，當(dāng)電壓輸出端(LED顯示模組的正極J3)的電壓Vwt小于電路的輸入端(直流電源的正極J1)W電壓Vin吋，LM5118電源芯片的LO引腳恒定輸出低電平，則第二 MOS管Q2處在斷開(kāi)狀態(tài)，且HO引腳輸出為PWM方波，則第一 MOS管Ql隨著方波電壓不斷的重復(fù)導(dǎo)通、斷開(kāi)狀態(tài)，此時(shí)電路處在BUCK電路狀態(tài)，以對(duì)電路輸入電壓進(jìn)行降壓；當(dāng)?shù)谝?MOS管Ql導(dǎo)通時(shí)，電路電流從直流電源的電壓輸出端通過(guò)第一 MOS管Q1，經(jīng)電感LI和第一ニ極管Dl至電路電壓輸出端V-，并對(duì)電感LI進(jìn)行充電；當(dāng)?shù)谝?MOS管Ql斷開(kāi)時(shí)，電感LI產(chǎn)生反向電壓，并在該反壓作用下，第一ニ極管Dl續(xù)流至電路電壓輸出端Vwt ;此時(shí)，電路電壓輸出端輸出的電壓值Vtjut=Vil^D ;其中，Vin為輸入電壓，D為L(zhǎng)M5118電源芯片HO引腳輸出方波信號(hào)的占空比。參見(jiàn)圖7所示，本發(fā)明顯示屏背光驅(qū)動(dòng)方法的實(shí)施例，當(dāng)電路的輸入端(直流電源的正極Jl)電壓Vin小于電路的輸出端(LED顯示模組的正極J3)電壓Vwt吋，LM5118電源芯片的L0、HO引腳同時(shí)輸出同步的PWM方波，第一 MOS管Ql和第二 MOS管Q2重復(fù)進(jìn)行同步的導(dǎo)通、截止?fàn)顟B(tài)，此時(shí)本實(shí)施例中的電路工作在BUCK-B0SST狀態(tài)；當(dāng)?shù)谝?MOS管Ql和第二 MOS管Q2導(dǎo)通時(shí)，電路電流經(jīng)第一 MOS管Ql和第二 MOS管Q2對(duì)電感LI進(jìn)行充電；當(dāng)?shù)谝?MOS管Ql和第二 MOS管Q2截止時(shí)，在電感LI上產(chǎn)生ー個(gè)反向高壓，第一ニ極管Dl續(xù)流至電路電壓輸出端Vtjut ;此時(shí)，電路電壓輸出端輸出的電壓值Vtjut= Vin D/( D-1);其中，Vin為輸入電壓，D為L(zhǎng)M5118電源芯片引腳19輸出方波信號(hào)的占空比。其中，優(yōu)選的選擇當(dāng)電壓輸出端的電壓Vwt小于電路的輸入電壓Vin的75%時(shí)再選擇啟動(dòng)電路的BUCK狀態(tài)，以避免本實(shí)施例中的電路頻繁的切換電路狀態(tài)。
·
綜上所述，本實(shí)施例的一種顯示屏及其背光驅(qū)動(dòng)方法，通過(guò)LM5118電源芯片及與其電連接的BUCK-B00ST，當(dāng)電路的輸入電壓高于輸出電壓時(shí)，將該電路轉(zhuǎn)換為BUCK狀態(tài)，當(dāng)電路的輸入電壓低于輸出電壓時(shí)，將電路轉(zhuǎn)換為BUCK-B00ST狀態(tài)，并通過(guò)反饋電路將電路的輸出電壓反饋給LM5118電源芯片，從而實(shí)現(xiàn)不論電路的輸入電壓大于或小于電路的輸出電壓，本發(fā)明的電路和方法通過(guò)自動(dòng)切換電路狀態(tài)實(shí)現(xiàn)電路的恒壓輸出，并優(yōu)選的在電路的輸入電壓小于輸出電壓的值75 %時(shí)再將電路調(diào)整為BUCK狀態(tài)，不僅實(shí)現(xiàn)輸入電壓的較寬范圍的調(diào)整，井能有效的避免電路的頻繁切換狀態(tài)，且電路的整體效率較高，還不會(huì)產(chǎn)生發(fā)熱現(xiàn)象。以上對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施例進(jìn)行了描述。需要理解的是，本發(fā)明并不局限于上述特定實(shí)施方式，其中未盡詳細(xì)描述的設(shè)備和結(jié)構(gòu)應(yīng)該理解為用本領(lǐng)域中的普通方式予以實(shí)施；本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在權(quán)利要求的范圍內(nèi)做出各種變形或修改，這并不影響本發(fā)明的實(shí)質(zhì)內(nèi)容。
權(quán)利要求
1.ー種顯示屏，包括LED顯示模組、電源、顯示模組背光驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于，所述顯示模組背光驅(qū)動(dòng)裝置包括 第一 MOS管、第二 MOS管、第一ニ極管、第二ニ極管、第六電阻器、ー電感線圈和ー控制模塊，所述控制模塊設(shè)置有方波輸出端和低電平輸出端； 所述第一 MOS管的漏極與所述電源的正極連接，柵極與所述方波輸出端連接，源級(jí)與所述第二ニ極管的陰極連接，上述源級(jí)還通過(guò)所述電感線圈分別與所述第二 MOS管的漏極和所述第一ニ極管的陽(yáng)極連接； 所述第二 MOS管的柵極與所述低電平輸出端連接，源級(jí)接地； 所述第一ニ極管的陰極與所述LED顯示模組的正極連接； 所述第二ニ極管的陽(yáng)極通過(guò)所述第六電阻器接地； 所述電源的負(fù)極、LED顯示模組的負(fù)極均接地。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的顯示屏，其特征在于，還包括第一電容器、第二電容器、第六電容器、第七電容器和第九電容器；所述電源為直流電源，且所述直流電源的正負(fù)極間并聯(lián)有所述第一電容器和所述第二電容器；所述第六電阻器并聯(lián)有所述第九電容器；所述LED顯示模組的正極通過(guò)并聯(lián)的所述第六電容器和所述第七電容器接地；其中，所述第二電容器和所述第六電容器為有極性電容器，且其負(fù)極均接地。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的顯示屏，其特征在于，所述第一電容器、第六電容器和第七電容器的額定工作電容/電壓均為22UF/50V，所述第二電容器的額定工作電容/電壓為47ii F/50V，所述第六電阻器的額定工作電阻為100MQ。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的顯示屏，其特征在于，所述電源的額定工作電壓為8-36V，所述第一MOS管、所述第二MOS管、第一ニ極管和第二ニ極管的額定工作電壓均為60V，所述電感線圈的額定工作電感為22iiH。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的顯示屏驅(qū)動(dòng)的電路，其特征在于，所述控制電路模塊包含LM5118芯片，所述低電平輸出端為L(zhǎng)O引腳端，所述方波輸出端為HO引腳端。
6.一種顯示屏背光驅(qū)動(dòng)的方法，其特征在干，應(yīng)用于上述權(quán)利要求I所述的顯示屏上，包括以下步驟 步驟SI :在輸入電壓的狀態(tài)下，當(dāng)所述第一二極管的陰極電壓低于所述電源電壓吋，所述低電平輸出端恒定輸出低電平，所述方波輸出端輸出PWM方波； 步驟S2 :所述第二 MOS管截止，當(dāng)所述第一 MOS管導(dǎo)通吋，電流從所述電源依次經(jīng)第一MOS管、電感線圈和第二ニ極管至所述LED顯示屏；當(dāng)所述第一 MOS管截止時(shí)，在電感線圈的反壓作用下，所述第一ニ極管續(xù)流至所述LED顯示屏； 步驟S3 :當(dāng)所述第一二極管的陰極電壓大于所述電源電壓時(shí)，所述低電平輸出端和所述方波輸出端輸出同步的PWM方波； 步驟S4 :所述第一 MOS管和所述第二 MOS管同時(shí)導(dǎo)通吋，電流經(jīng)所述第一ニ極管和所述第ニニ極管對(duì)所述電感線圈充電；當(dāng)所述第一 MOS管和所述第二 MOS管同時(shí)截止時(shí)，所述電感線圈上產(chǎn)生反向高壓，所述第一ニ極管續(xù)流至所述LED顯示屏。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的顯示屏背光驅(qū)動(dòng)的方法，其特征在于，步驟SI中所述LED顯示屏的電壓值Vtjut=Vin D ;其中，Vin為電源電壓，D為方波輸出端輸出的方波信號(hào)占空比。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的顯示屏背光驅(qū)動(dòng)的方法，其特征在于，步驟S2中所述LED顯示屏的電壓值Vtjut=Vin D ;其中，Vin為電源電壓，D為方波輸出端輸出的方波信號(hào)占空比。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的顯示屏背光驅(qū)動(dòng)的方法，其特征在于，步驟SI中，當(dāng)所述第一二極管的陰極電壓低于所述電源電壓的75%時(shí)，所述低電平輸出端恒定輸出低電平，所述方波輸出端輸出PWM方波。
全文摘要
本發(fā)明實(shí)施例公開(kāi)了一種顯示屏及其背光驅(qū)動(dòng)方法，屬于驅(qū)動(dòng)電路領(lǐng)域，通過(guò)設(shè)置的電源芯片和外圍電路，當(dāng)電路的輸入電壓高于輸出電壓時(shí)，該電路工作在BUCK狀態(tài)，當(dāng)電路的輸入電壓低于輸出電壓時(shí)，該電路工作于BUCK-BOOST狀態(tài)，并將電路的輸出電壓反饋與負(fù)載并聯(lián)，從而實(shí)現(xiàn)不論電路的輸入電壓大于或小于電路的輸出電壓，本發(fā)明的電路和方法通過(guò)自動(dòng)切換電路狀態(tài)實(shí)現(xiàn)電路的恒壓輸出，不僅整體效率高，且不會(huì)產(chǎn)生發(fā)熱現(xiàn)象。
文檔編號(hào)G09G3/20GK102842279SQ20121029290
公開(kāi)日2012年12月26日 申請(qǐng)日期2012年8月17日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月17日
發(fā)明者袁愛(ài)進(jìn), 楊國(guó)勛, 魏學(xué)勇 申請(qǐng)人:上海華興數(shù)字科技有限公司