專利名稱：液晶顯示器背光逆變器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種逆變器，用于控制在液晶顯示器(LCD)背光中所使用的燈的調(diào)光，更具體地，涉及一種LCD背光逆變器，當(dāng)通過使用脈寬調(diào)制(PWM)由猝發(fā)調(diào)光來控制燈時，能夠通過平穩(wěn)增大或減小提供給LCD背光中的燈的電流來最終延長燈的壽命。
背景技術(shù)：
通常，LCD自身不能產(chǎn)生光，因而，會采用背光將來自后側(cè)的光輻射到前側(cè)。至今，冷陰極熒光燈(CCFL)與用于驅(qū)動燈的逆變器一起主要用在大型LCD的背光中。特別，由于維持用于LCD背光中的燈的亮度的管制電平(regulated level)是很重要的，所以逆變器采用恒定電流電路來反饋燈的電流，從而維持燈的電流的管制電平。另外，應(yīng)用了一種能夠根據(jù)周圍環(huán)境的改變來外部調(diào)節(jié)LCD亮度的調(diào)光控制電路。即，LCD背光逆變器需要用于使燈被穩(wěn)定照亮在由用戶設(shè)置的亮度電平的電路。
圖1是示出了在傳統(tǒng)LCD背光逆變器中用于管制恒定電流和控制調(diào)光的電路的視圖。
如圖1所示，傳統(tǒng)的背光逆變器包括誤差放大單元11，用于從燈(未示出)接收對應(yīng)流過燈的電流(燈電流)的電壓作為反饋，將該反饋電壓與預(yù)定參考電壓Vref進(jìn)行比較，然后輸出對應(yīng)于反饋電壓與預(yù)定參考電壓之間的差的電壓；以及調(diào)光控制脈沖生成單元12，用于將外部輸入的調(diào)光控制信號與三角波的預(yù)定周期進(jìn)行比較，并且根據(jù)比較結(jié)果生成具有受控占空比的調(diào)光控制脈沖。
誤差放大單元11包括誤差放大器111，具有輸入有對應(yīng)于燈電流的反饋電壓的反相輸入端、和輸入有參考電壓Vref的非反相輸入端；以及電容器112，連接在誤差放大器111的反相輸入端與輸出端之間。另外，調(diào)光控制脈沖生成單元12包括脈寬調(diào)制(PWM)振蕩器121，用于生成預(yù)定周期的三角波；第一比較器122，用于將外部輸入的調(diào)光控制信號S1與PWM振蕩器121的三角波S2進(jìn)行比較，并且根據(jù)比較結(jié)果生成具有受控占空比的調(diào)光控制脈沖S3；以及開關(guān)123，用于根據(jù)調(diào)光控制脈沖S3，使所述誤差放大單元11的輸出端N1接地。另外，燈控脈沖生成單元13包括主振蕩器131，用于生成三角波S5；以及第二比較器132，用于將由主振蕩器131生成的三角波與受調(diào)光控制脈沖控制的誤差放大單元11的誤差信號S4進(jìn)行比較，并且根據(jù)比較結(jié)果生成確定占空比的燈控脈沖。
圖2示出了在具有上述電路結(jié)構(gòu)的傳統(tǒng)LCD背光逆變器中的多個節(jié)點(diǎn)處的波形。如圖2所示，調(diào)光控制脈沖生成單元12的第一比較器122將外部輸入的調(diào)光控制信號S1與由PWM振蕩器121生成的三角波S2進(jìn)行比較，并且當(dāng)調(diào)光控制信號S1的電平高于三角波S2的電平時，輸出具有高態(tài)的調(diào)光控制脈沖。根據(jù)由調(diào)光控制脈沖S3控制的開關(guān)123的狀態(tài)，使誤差放大單元11的輸出部分接地。即，在調(diào)光控制脈沖S3的高態(tài)下接通開關(guān)，以使誤差放大單元11的輸出端N1接地，并且在調(diào)光控制脈沖S3的低態(tài)下斷開開關(guān)123，以將誤差放大單元11的輸出信號傳輸至燈控脈沖生成單元13的輸入端。傳輸至燈控脈沖生成單元13的輸入端的信號用S4來表示。
通過第二比較器132比較燈控脈沖生成單元13的輸入信號與由主振蕩器131生成三角波S5，并且根據(jù)比較結(jié)果輸出具有受控占空比的燈控脈沖S6。
在這種傳統(tǒng)LCD背光逆變器中，由于當(dāng)開關(guān)123瞬間接通和斷開時控制調(diào)光，所以傳輸至燈的電流是具有矩形包絡(luò)線的電流，該電流具有最大值并且如圖2所示瞬間傳輸或中斷。即，通過從第二比較器132輸出的燈控脈沖的占空比來確定燈電流的幅度。由于燈控脈沖的占空比是根據(jù)通過瞬間接通和斷開開關(guān)123而具有高態(tài)和低態(tài)的第二比較器132的輸入信號而確定的，所以燈控脈沖具有管制電平的占空比。因此，燈電流突然改變?yōu)閷?yīng)于燈控脈沖的占空比的值。
然而，燈電流的這種突然改變反過來會影響燈，諸如縮短燈的壽命等。另外，燈電流的突然改變可能會在LCD逆變器電路中所包括的變壓器中引起噪聲。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個方面提供了一種LCD背光逆變器，當(dāng)通過接通和斷開開關(guān)控制燈電流被施加或中斷時，該LCD背光逆變器能夠防止電流的突然改變，從而能夠穩(wěn)定改變燈電流并且最終延長燈的壽命。
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種液晶顯示器背光逆變器，其包括調(diào)光控制單元，用于將第一頻率的三角波的電平與調(diào)光控制信號的電平，并且根據(jù)比較結(jié)果控制將待施加或待中斷的調(diào)光控制電流；誤差放大單元，具有輸入有對應(yīng)于調(diào)光控制電流的檢測電壓和流過燈的電流的輸入端，將檢測電壓與預(yù)定參考電壓進(jìn)行比較，并且通過其輸出端輸出對應(yīng)于檢測電壓與預(yù)定參考電壓之間的差的誤差電壓，當(dāng)沒有輸入調(diào)光控制電流時，輸出端用作接地；時間常數(shù)電路單元，包括連接在誤差放大單元的輸出端與電壓源之間的電阻器、以及連接在誤差放大單元的輸出端與接地之間的電容器；以及燈控脈沖生成單元，具有連接至誤差放大單元的輸出端的輸入端，其將通過輸入端輸入的信號的電平與具有第二頻率的三角波的電平進(jìn)行比較，并且根據(jù)比較結(jié)果生成具有受控占空比的燈控脈沖。
調(diào)光控制單元可以包括脈寬調(diào)制振蕩器，用于生成具有第一頻率的三角波；第一比較器，具有輸入有第一頻率的三角波的反相輸入端、和輸入有調(diào)光控制信號的非反相輸入端，第一比較器將第一頻率的三角波的電平與調(diào)光控制信號的電平進(jìn)行比較，并且當(dāng)調(diào)光控制信號的電平高于第一頻率的三角波的電平時，輸出處于高態(tài)的調(diào)光控制脈沖；以及電流源，當(dāng)調(diào)光控制脈沖處于高態(tài)時，接通電流源來產(chǎn)生調(diào)光控制電流，并且當(dāng)調(diào)光控制脈沖處于低態(tài)時，斷開電流源。
誤差放大單元可以包括誤差放大器，具有輸入有對應(yīng)于調(diào)光控制電流的檢測電壓和流過燈的電流的反相輸入端、和輸入有參考電壓的非反相輸入端，誤差放大器接收檢測電壓并將檢測電壓與預(yù)定參考電壓進(jìn)行比較，并且通過誤差放大器的輸出端輸出誤差電壓；以及電容器，連接在誤差放大器的反相輸入端與輸出端之間，其中，當(dāng)輸入調(diào)光控制電流時，誤差放大器的輸出端隨著電容器被充電而基本上變?yōu)榻拥亍?br> 燈控脈沖生成單元可以包括主振蕩器，用于生成具有比第一頻率大的第二頻率的三角波；以及第二比較器，具有輸入有第二頻率的三角波的反相輸入端、和輸入有來自誤差放大單元的輸出信號的非反相輸入端，第二比較器將第二頻率的三角波的電平與來自誤差放大單元的輸出信號的電平進(jìn)行比較，并且當(dāng)來自誤差放大單元的輸出信號的電平大于第二頻率的三角波的電平時，輸出處于高態(tài)的燈控脈沖。


本發(fā)明的上述和其他的目標(biāo)、特征和其他優(yōu)點(diǎn)將通過下面結(jié)合附圖的詳細(xì)描述而變得更加顯而易見，在附圖中圖1是示出了傳統(tǒng)的LCD背光逆變器的電路圖；圖2是示出了在傳統(tǒng)的LCD背光逆變器的不同節(jié)點(diǎn)處的波形的圖；圖3是示出了根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的LCD背光逆變器的電路圖；以及圖4是示出了在根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的LCD背光逆變器的不同節(jié)點(diǎn)處的波形的圖。
具體實(shí)施例方式
以下將參考附圖對本發(fā)明的示例性實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)描述。然而，本發(fā)明可以以多種不同形式來實(shí)現(xiàn)，并且不應(yīng)受限于本文中的實(shí)施例來構(gòu)造。相反，提供這些實(shí)施例是為了本發(fā)明的披露能夠更加全面和完整，并且用于向本領(lǐng)域技術(shù)人員充分傳達(dá)本發(fā)明的范圍。在附圖中，為了清晰而夸大了形狀和尺寸。
圖3是示出了根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的LCD背光逆變器的電路圖。
參考圖3，LCD背光逆變器30包括調(diào)光控制單元31、誤差放大單元32、時間常數(shù)電路單元33、和燈控脈沖生成單元34。
調(diào)光控制單元31將具有第一頻率的三角波S2與用戶外部輸入的調(diào)光控制信號S1進(jìn)行比較，并且根據(jù)比較結(jié)果控制待施加或待中斷的調(diào)光控制電流。
詳細(xì)地，調(diào)光控制單元31可以包括脈寬調(diào)制(PWM)振蕩器，用于生成具有第一頻率的三角波S2；第一比較器312，具有輸入有第一頻率的三角波S2的反相輸入端、和輸入有調(diào)光控制信號S1的非反相輸入端，第一比較器將第一頻率的三角波與調(diào)光控制信號進(jìn)行比較，并且當(dāng)調(diào)光控制信號的電平高于第一頻率的三角波的電平時，輸出具有高態(tài)的調(diào)光控制脈沖；以及電流源313，當(dāng)調(diào)光控制脈沖S3處于高態(tài)時，接通電流源來產(chǎn)生調(diào)光控制電流，并且當(dāng)調(diào)光控制脈沖S3處于低態(tài)時，斷開電流源。
誤差放大單元32具有輸入有來自燈的對應(yīng)于流過燈的電流(燈電流)的檢測電壓的輸入端、和輸出了對應(yīng)于檢測電壓與預(yù)定參考電壓之間的差的誤差電壓的輸出端N1。特別，通過誤差放大單元的輸入端輸入從調(diào)光控制單元31的電流源313提供的調(diào)光控制電流，并且當(dāng)輸入調(diào)光控制電流時，誤差放大單元32的輸出端N1基本上變?yōu)榻拥亍?br> 詳細(xì)地，誤差放大單元32可以包括誤差放大器321和電容器322。誤差放大器321具有輸入有對應(yīng)于調(diào)光控制電流的檢測電壓和流過燈的電流的反相輸入端、和輸入有參考電壓的非反相輸入端。當(dāng)沒有輸入調(diào)光控制電流時，誤差放大器接收檢測電壓并將檢測電壓于預(yù)定參考電壓進(jìn)行比較，然后輸出對應(yīng)于差的誤差電壓。電容器322連接在誤差放大器321的反相輸入端與輸出端之間。
時間常數(shù)電路單元33包括連接在誤差放大單元32的輸出端與電壓源Vp之間的電阻器331；以及連接在誤差放大單元32的輸出端與接地之間的電容器332。
燈控脈沖生成單元34具有連接至誤差放大單元32的輸出端N1的輸入端，將通過其輸入端輸入的信號S4的電平與具有第二頻率的三角波S5的電平進(jìn)行比較，并且根據(jù)比較結(jié)果生成具有受控占空比的燈控脈沖S6。
詳細(xì)地，燈控脈沖生成單元34可以包括主振蕩器341，用于生成具有比第一頻率大的第二頻率的三角波S5；以及第二比較器342，具有輸入有第二頻率的三角波S5的反相輸入端、和輸入有來自誤差放大單元的輸出信號S4的非反相輸入端，第二比較器將第二頻率的三角波S5的電平與來自誤差放大單元32的輸出信號的電平進(jìn)行比較，并且當(dāng)來自誤差放大單元32的輸出信號S4的電平大于三角波S5的電平時，輸出具有高態(tài)的燈控脈沖S6。
下文中，將詳細(xì)描述根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的LCD背光逆變器的操作。
圖4是示出了在LCD背光逆變器的多個節(jié)點(diǎn)處的波形的圖。
參考圖3和圖4，將用戶確定的調(diào)光控制信號S1外部輸入至調(diào)光控制單元31，然后通過第一比較器312將調(diào)光控制信號S1與具有第一頻率的三角波S2進(jìn)行比較。將第一頻率的三角波S2輸入至第一比較器312的反相輸入端，然后將調(diào)光控制信號S 1輸入至第一比較器312的非反相輸入端。因此，當(dāng)調(diào)光控制信號S 1的電平高于三角波S2的電平時，第一比較器312輸出具有高態(tài)的調(diào)光控制脈沖S3。雖然在圖4中調(diào)光控制信號逐漸增大，但是這僅示出了一種確定從第一比較器312輸出的調(diào)光控制信號的占空比的方法。
另外，將對應(yīng)于貫穿燈的燈電流的檢測電壓從燈輸入至誤差放大單元32的輸入端。誤差放大單元32的輸入端連接至誤差放大單元32的誤差放大器321的反相輸入端，然后將預(yù)定參考電壓輸入至誤差放大器321的非反相輸入端。誤差放大單元32將檢測電壓與參考電壓進(jìn)行比較并且輸出對應(yīng)于差的誤差電壓。
同時，從調(diào)光控制單元31的第一比較器312輸出的調(diào)光控制脈沖S3充當(dāng)用于控制待接通和斷開的電流源313的信號。當(dāng)調(diào)光控制脈沖S3處于高態(tài)時，接通電流源313，以將預(yù)定電流提供給誤差放大器321的反相輸入端。在此情況下，通過從電流源313提供的電流充電連接在誤差放大器321的反相輸入端與輸出端之間的電容器322，從而誤差放大器321的輸出端(誤差放大單元32的輸出端N1)基本上變?yōu)榻拥?。另外，?dāng)調(diào)光控制脈沖S3處于低態(tài)時，斷開電流源313，然后從誤差放大器321的輸出端輸出對應(yīng)于檢測電壓與參考電壓之間的差的誤差電壓。即，當(dāng)調(diào)光控制脈沖S3處于高態(tài)時，來自誤差放大單元32的輸出端的信號處于低態(tài)，而當(dāng)調(diào)光控制脈沖S3處于低態(tài)時，來自誤差放大單元32的輸出端的信號處于高態(tài)。
另外，時間常數(shù)電路單元33連接至誤差放大單元32的輸出端。時間常數(shù)電路單元33包括連接在誤差放大單元32的輸出端與電壓源Vp之間的電阻器331；以及連接在誤差放大單元32的輸出端與接地之間的電容器332。通過由包括在時間常數(shù)電路單元33中的電阻器331的電阻值和電容器332的電容值確定的時間常數(shù)，使從誤差放大器321輸出的信號S4穩(wěn)定而非突然地在高態(tài)和低態(tài)之間改變。即，輸入至燈控脈沖生成單元34的信號可以如圖4中的S4所示，通過由包括在時間常數(shù)電路單元33中的電阻器331的電阻值和電容器332的電容值確定的時間常數(shù)，穩(wěn)定地在高態(tài)和低態(tài)之間改變。
從誤差放大單元32的輸出端輸出狀態(tài)穩(wěn)定改變的信號S4，然后將其輸入至燈控脈沖生成單元34中的第二比較器342的非反相輸入端。第二比較器342通過其反相輸入端接收從主振蕩器341輸出的跌入頻率的三角波S5，將三角波S5與來自誤差放大單元32的輸出端的信號S4進(jìn)行比較，然后通過其輸出端輸出具有根據(jù)比較確定的占空比的燈控脈沖S6。與如上所述的在調(diào)光控制單元31的第一比較器312中生成調(diào)光控制脈沖的方法類似，當(dāng)誤差放大單元31的輸出信號S4的電平高于第二頻率的三角波S5的電平時，第二比較器342生成具有高態(tài)的燈控脈沖S6，而當(dāng)?shù)诙l率的三角波S5的電平高于輸出信號S4的電平時，第二比較器342生成具有低態(tài)的燈控脈沖S6。由于使誤差放大單元31的輸出信號S4在高態(tài)和低態(tài)之間穩(wěn)定改變，所以燈控脈沖S6的占空比并不突然改變，而是逐漸減小或增大。因此，如圖4所示，由燈控脈沖S6控制的燈電流也可以逐漸增大或減小。
因此，本發(fā)明防止縮短燈的壽命并且防止了由于燈電流的突然改變而在逆變器的變壓器中生成的噪聲。
如上所述，本發(fā)明防止燈電流的突然改變，并且使得燈電流能夠穩(wěn)定改變，從而最終延長了燈的壽命。此外，本發(fā)明可以降低由于提供給逆變器中的變壓器的信號的突然改變而在變壓器中產(chǎn)生的噪聲。
雖然已結(jié)合優(yōu)選實(shí)施例示出和描述本發(fā)明，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該明白，在不脫離由所附權(quán)利要求限定的本發(fā)明的精神和范圍的前提下，可以對本發(fā)明作出各種修改和變化。
權(quán)利要求
1.一種液晶顯示器背光逆變器，包括調(diào)光控制單元，用于將第一頻率的三角波的電平與調(diào)光控制信號的電平進(jìn)行比較，以及根據(jù)比較結(jié)果控制待施加或待中斷的調(diào)光控制電流；誤差放大單元，具有輸入有對應(yīng)于所述調(diào)光控制電流的檢測電壓和流過燈的電流的輸入端，所述誤差放大單元用于將所述檢測電壓與預(yù)定參考電壓進(jìn)行比較，并通過所述誤差放大單元的輸出端輸出對應(yīng)于所述檢測電壓與所述預(yù)定參考電壓之間的差的誤差電壓，當(dāng)沒有輸入所述調(diào)光控制電流時，所述輸出端用作接地；時間常數(shù)電路單元，包括連接在所述誤差放大單元的所述輸出端與電壓源之間的電阻器、以及連接在所述誤差放大單元的所述輸出端與接地之間的電容器；以及燈控脈沖生成單元，具有連接至所述誤差放大單元的所述輸出端的輸入端，用于將通過所述輸入端輸入的信號的電平與具有第二頻率的三角波的電平進(jìn)行比較，并且根據(jù)比較結(jié)果生成具有受控占空比的燈控脈沖。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的逆變器，其中，所述調(diào)光控制單元包括脈寬調(diào)制振蕩器，用于生成具有所述第一頻率的所述三角波；第一比較器，具有輸入有所述第一頻率的所述三角波的反相輸入端、和輸入有所述調(diào)光控制信號的非反相輸入端，所述第一比較器將所述第一頻率的所述三角波的所述電平與所述調(diào)光控制信號的所述電平進(jìn)行比較，并且當(dāng)所述調(diào)光控制信號的所述電平高于所述第一頻率的所述三角波的所述電平時，輸出處于高態(tài)的調(diào)光控制脈沖；以及電流源，當(dāng)所述調(diào)光控制脈沖處于所述高態(tài)時，接通所述電流源來產(chǎn)生所述調(diào)光控制電流，而當(dāng)所述調(diào)光控制脈沖處于低態(tài)時，斷開所述電流源。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的逆變器，其中，所述誤差放大單元包括誤差放大器，具有輸入有對應(yīng)于所述調(diào)光控制電流的所述檢測電壓和流過所述燈的所述電流的反相輸入端、和輸入有所述參考電壓的非反相輸入端，所述誤差放大器接收所述檢測電壓并將所述檢測電壓與所述預(yù)定參考電壓進(jìn)行比較，并且通過所述誤差放大器的輸出端輸出所述誤差電壓；以及電容器，連接在所述誤差放大器的所述反相輸入端與所述輸出端之間，其中，當(dāng)輸入所述調(diào)光控制電流時，所述誤差放大器的所述輸出端隨著所述電容器被充電而基本上變?yōu)榻拥亍?br> 4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的逆變器，其中，所述燈控脈沖生成單元包括主振蕩器，用于生成具有比所述第一頻率大的所述第二頻率的所述三角波；以及第二比較器，具有輸入有所述第二頻率的所述三角波的反相輸入端、和輸入有來自所述誤差放大單元的輸出信號的非反相輸入端，所述第二比較器將所述第二頻率的所述三角波的電平與來自所述誤差放大單元的所述輸出信號的電平進(jìn)行比較，并且當(dāng)來自所述誤差放大單元的所述輸出信號的所述電平大于所述第二頻率的所述三角波的所述電平時，輸出處于高態(tài)的所述燈控脈沖。
全文摘要
一種LCD背光逆變器包括調(diào)光控制單元，用于將三角波的電平與調(diào)光控制信號的電平進(jìn)行比較，以及根據(jù)比較結(jié)果控制待施加或待中斷的調(diào)光控制電流；誤差放大單元，具有將輸入有對應(yīng)于調(diào)光控制電流的檢測電壓和流過燈的電流的輸入端，用于將檢測電壓與預(yù)定參考電壓進(jìn)行比較，以及通過誤差放大單元的輸出端輸出對應(yīng)于檢測電壓與預(yù)定參考電壓之間的差的誤差電壓，當(dāng)沒有輸入調(diào)光控制電流時，輸出端用作接地；以及時間常數(shù)電路單元，包括連接在誤差放大單元的輸出端與電壓源之間的電阻器、以及連接誤差放大單元的所述輸出端與接地之間的電容器。
文檔編號G02F1/133GK101093316SQ200710111450
公開日2007年12月26日 申請日期2007年6月20日 優(yōu)先權(quán)日2006年6月20日
發(fā)明者閔丙云, 孔正喆 申請人:三星電機(jī)株式會社