ФОРМИРОВАТЕЛЬ СД-ПОДСВЕТКИ И ЖИДКОКРИСТАЛЛИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО
SD-BACKLIGHT GENERATOR AND LIQUID CRYSTALLINE DEVICE

ПРЕДПОСЫЛКИ ДЛЯ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
1. ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
[0001] Настоящее раскрытие относится к технологии изготовления формирователей СД-подсветки и, более конкретно, к формирователю СД-подсветки для регулировки выходного напряжения и к жидкокристаллическому устройству (ЖКУ), в котором он используется.
2. ОПИСАНИЕ ИЗВЕСТНОГО УРОВНЯ ТЕХНИКИ
[0002] С революционным развитием технологии развивается и технология подсветки ЖК-дисплеев. В типичных ЖК-дисплеях в качестве подсветки применяются флуоресцентные лампы с холодным катодом (CCFL). Однако, поскольку подсветка CCFL характеризуется признаками, включающими низкую способность снижения цветности, низкую эффективность освещения, высокое разрядное напряжение, плохие разрядные характеристики при низкой температуре, а также CCFL необходимо долгое время для достижения стабильной шкалы серого. Как таковые, светодиоды являются новой технологией подсветки.
[0003] Говоря в общем, светодиоды подсветки расположены напротив жидкокристаллической панели в ЖК-дисплеях, являясь источниками света для жидкокристаллических панелей. Светодиодная подсветка (СД-подсветка) включает по меньшей мере одну цепочку светодиодов из некоторого числа последовательно соединенных светодиодов. В процессе изготовления или сборки СД-подсветки напряжение, прилагаемое к цепочке светодиодов, может быть меньше стандартного значения из-за неточности.
[0004] На Фиг. 1 представлена схема формирователя известной СД-подсветки ЖКУ. Как показано на Фиг. 1, формирователь ЖК-подсветки включает инвертор 110, по меньшей мере одну цепочку светодиодов 120, модуль опорного напряжения 130 и модуль регулировки напряжения 150. Инвертор 110 работает под управлением модуля регулировки напряжения 150, чтобы преобразовывать входное напряжение в необходимое выходное напряжение для подачи выходного напряжения на цепочку светодиодов 120. Когда напряжение возбуждения остается постоянным, если напряжение цепочки светодиодов 120 больше нормального, падение напряжения цепочки светодиодов 120 чрезмерно большое. Напряжение возбуждения может быть меньше чем напряжение цепочки светодиодов 120, что приведет к неправильной работе цепочки светодиодов 120, если напряжение возбуждения не регулировать. С другой стороны, напряжение возбуждения может быть больше чем напряжение цепочки светодиодов 120, и падение напряжения цепочки светодиодов 120 будет чрезмерно малым, если напряжение возбуждения не регулировать. При данном условии напряжение отрицательного конца цепочки светодиодов 120 чрезмерно большое, и энергопотребление возрастает. Очевидно, что формирователь не способен регулировать выходное напряжение в соответствии с падением напряжения цепочки светодиодов 120.
РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0005] Для того, чтобы решить вышеизложенные проблемы, формирователь заявленного изобретения регулирует выходное напряжение в соответствии с падением напряжения цепочки светодиодов, чтобы получить подходящее напряжение возбуждения для светодиодов.
[0006] В одном аспекте формирователь ЖК-подсветки включает: инвертор для преобразования входного напряжения в необходимое выходное напряжение и для подачи выходного напряжения на по меньшей мере одну цепочку светодиодов; повторитель, соединенный с отрицательным концом цепочки светодиодов, причем повторитель конфигурирован для контроля напряжения на отрицательном конце цепочки светодиодов и для генерации напряжения повторителя согласно напряжению на отрицательном конце, и напряжение повторителя взаимодействует с модулем опорного напряжения; и модуль опорного напряжения взаимодействует с опорным напряжением и повторителем, и модуль опорного напряжения регулирует выходное напряжение согласно напряжению повторителя, генерируемому повторителем.
[0007] При этом повторитель генерирует первое напряжение повторителя, взаимодействующее с модулем опорного напряжения, после детектирования того, что напряжение на отрицательном конце цепочки светодиодов меньше чем стандартное значение, и модуль опорного напряжения увеличивает выходное напряжение согласно первому напряжению повторителя, генерированному повторителем, и повторитель генерирует второе напряжение повторителя, взаимодействующее с модулем опорного напряжения, после детектирования того, что напряжение на отрицательном конце цепочки светодиодов больше, чем стандартное значение, и модуль опорного напряжения снижает выходное напряжение согласно второму напряжению повторителя, генерированному повторителем.
[0008] При этом повторитель включает схему сравнения и схему регулировки напряжения, причем схема сравнения предназначена для детектирования напряжения на отрицательном конце цепочки светодиодов и для генерации управляющего сигнала, и схема регулировки напряжения предназначена для генерации напряжения повторителя согласно управляющему сигналу, и напряжение повторителя взаимодействует с модулем опорного напряжения.
[0009] При этом схема сравнения включает первый компаратор и второй компаратор, причем на инвертированный вход первого компаратора поступает первое опорное напряжение, на неинвертирующий вход второго компаратора поступает второе опорное напряжение, неинвертирующий вход первого компаратора соединен с инвертированным входом второго компаратора и затем соединен с отрицательным концом цепочки светодиодов, выходы первого компаратора и второго компаратора генерируют сигналы управления схемой регулировки напряжения, чтобы генерировать соединение повторителя с модулем опорного напряжения, и при этом первое опорное напряжение больше, чем второе опорное напряжение.
[0010] При этом схема регулировки напряжения включает первый полевой транзистор (FET) и второй FET, причем затворы первого FET и второго FET, соответственно, соединены со схемой сравнения, чтобы включаться или отключаться согласно управляющим сигналам, генерируемым схемой сравнения, на сток первого FET поступает третье опорное напряжение, на сток второго FET поступает четвертое опорное напряжение, истоки первого FET и второго FET, соответственно, соединены с шестым резистором и седьмым резистором и затем соединены между собой, чтобы формировать выходы схемы регулировки напряжения, соединенные с модулем опорного напряжения, и при этом третье опорное напряжение больше, чем опорное напряжение, и опорное напряжение больше, чем четвертое опорное напряжение.
[0011] При этом схема регулировки напряжения включает первый FET и второй FET, при этом затвор первого FET соединен с выходом первого компаратора, чтобы включаться или отключаться по выходным сигналам первого компаратора, затвор второго FET соединен с выходом второго компаратора, чтобы включаться или отключаться по выходным сигналам второго компаратора, на сток первого FET поступает третье опорное напряжение, на сток второго FET поступает четвертое опорное напряжение, истоки первого FET и второго FET, соответственно, соединены с шестым резистором и седьмым резистором, и затем соединены между собой, чтобы формировать выходы схемы регулировки напряжения, соединенные с модулем опорного напряжения, и при этом третье опорное напряжение больше, чем опорное напряжение, и опорное напряжение больше, чем четвертое опорное напряжение.
[0012] При этом модуль опорного напряжения включает четвертый резистор и пятый резистор, соединенные последовательно, один вывод четвертого резистора соединен с выходом инвертора, и другой вывод четвертого резистора соединен с одним выводом пятого резистора, другой вывод пятого резистора заземлен, и опорное напряжение соединения между четвертым резистором и пятым резистором взаимодействует с четвертым резистором и пятым резистором, чтобы регулировать выходное напряжение.
[0013] При этом четвертый резистор и/или пятый резистор являются переменными резисторами.
[0014] При этом формирователь ЖК-подсветки, кроме того, включает модуль регулировки напряжения для управления инвертором, чтобы инвертор преобразовывал входное напряжение в необходимое выходное напряжение для подачи на цепочку светодиодов, и цепочка светодиодов возбуждается постоянным током.
[0015] В еще одном аспекте жидкокристаллическое устройство включает источник СД-подсветки. Источник СД-подсветки включает вышеназванный формирователь ЖК-подсветки.
[0016] В свете вышеизложенного, заявленное изобретение относится к детектированию напряжения на отрицательном конце цепочки светодиодов и определению, больше или меньше стандартного значения падение напряжения цепочки светодиодов. Когда падение напряжения цепочки светодиодов больше, чем стандартное значение, повторитель генерирует первое напряжение повторителя, соединенное с модулем опорного напряжения. Модуль опорного напряжения увеличивает выходное напряжение Vout согласно первому напряжению повторителя. Когда падение напряжения цепочки светодиодов меньше, чем стандартное значение, повторитель генерирует второе напряжения повторителя, соединенное с модулем опорного напряжения. Модуль опорного напряжения снижает выходное напряжение Vout согласно второму напряжению повторителя. Таким образом, выходное напряжение Vout регулируется согласно падению напряжения цепочки светодиодов, чтобы подавать на светодиоды требуемое напряжение.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
[0017] Фиг. 1 - схема формирователя известной СД-подсветки ЖК-дисплея.
[0018] Фиг. 2 - схематический вид, показывающий модули формирователя ЖК-подсветки в соответствии с одним вариантом осуществления.
[0019] Фиг. 3 - схема формирователя ЖК-подсветки в соответствии с одним вариантом осуществления.
[0020] Фиг. 4 - схематический вид, показывающий модули повторителя в соответствии с одним вариантом осуществления.
[0021] Фиг. 5 - схема повторителя в соответствии с одним вариантом осуществления.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
[0022] Варианты осуществления изобретения теперь будут описаны более подробно со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых показаны эти варианты осуществления изобретения.
[0023] Фиг. 2 представляет схематический вид, показывающий модули формирователя источника ЖК-подсветки в соответствии с одним вариантом осуществления.
[0024] Как показано на Фиг. 2, формирователь ЖК-подсветки включает инвертор 110 для преобразования входного напряжения Vin в необходимое выходное напряжение Vout и для подачи выходного напряжения Vout на цепочку светодиодов 120, повторитель 140 соединен с отрицательным концом цепочки светодиодов 120, и модуль опорного напряжения 130 соединен с опорным напряжением Vfb. Повторитель 140 предназначен для контроля напряжения на отрицательном конце цепочки светодиодов 120 и для генерации напряжения повторителя согласно напряжению на отрицательном конце, и напряжение повторителя взаимодействует с модулем опорного напряжения 130. Модуль опорного напряжения 130 соединен с повторителем 140. Модуль опорного напряжения 130 регулирует выходное напряжение Vout согласно напряжению повторителя, генерированному повторителем 140.
[0025] После детектирования того, что напряжение на отрицательном конце цепочки светодиодов 120 меньше, чем стандартное значение, т.е. падение напряжения цепочки светодиодов 120 меньше, чем стандартное значение, повторитель 140 генерирует первое напряжение повторителя, соединенное с модулем опорного напряжения 130. Модуль опорного напряжения 130 увеличивает выходное напряжение Vout согласно первому напряжению повторителя, генерированному повторителем 140. После детектирования того, что напряжение на отрицательном конце цепочки светодиодов 120 больше,чем стандартное значение, т.е. падение напряжения цепочки светодиодов 120 больше,чем стандартное значение, повторитель 140 генерирует второе напряжение повторителя, соединенное с модулем опорного напряжения 130. Модуль опорного напряжения 130 снижает выходное напряжение Vout согласно второму напряжению повторителя, генерированному повторителем 140.
[0026] Можно понять, что заявленное изобретение способно регулировать выходное напряжение Vout согласно напряжению на отрицательном конце цепочки светодиодов 120, то есть падению напряжения цепочки светодиодов 120. Таким образом, выходное напряжение Vout регулируется согласно напряжению на отрицательном конце цепочки светодиодов 120, чтобы подавать необходимое напряжение на цепочку светодиодов 120.
[0027] Как показано на Фиг. 2, формирователь ЖК-подсветки также включает модуль регулировки напряжения 150 для управления инвертором 110, чтобы инвертор 110 преобразовывал входное напряжение Vin в необходимое выходное напряжение Vout. Выходное напряжение Vout подается на цепочку светодиодов 120, так что цепочка светодиодов 120 возбуждается постоянным током.
[0028] На Фиг. 3 приведена схема формирователя ЖК-подсветки в соответствии с одним вариантом осуществления.
[0029] В этом варианте осуществления формирователь ЖК-подсветки включает инвертор 110, цепочку светодиодов 120, модуль опорного напряжения 130, повторитель 140 и модуль регулировки напряжения 150.
[0030] Инвертор 110 включает индуктор 111, выпрямительный диод 112, третий полевой транзистор (FET) 113 и первый резистор 114. На один вывод индуктора 111 поступает напряжение Vin постоянного тока (DC), и другой вывод индуктора 111 соединен с положительным выводом выпрямительного диода 112 и стоком третьего FET 113. Затвор третьего FET 113 соединен с модулем регулировки напряжения 150, чтобы включаться или отключаться под управлением модуля регулировки напряжения 150. Исток третьего FET 113 заземлен через первый резистор 114. Отрицательный вывод выпрямительного диода 112 действует в качестве выхода инвертора 110 и соединен с цепочкой светодиодов 120.
[0031] Модуль регулировки напряжения 150 включает управляющую микросхему U1, четвертый FET 151 и восьмой резистор 152. Сток четвертого FET 151 соединен с отрицательным концом цепочки светодиодов 120. Исток четвертого FET 151 соединен с одним выводом восьмого резистора 152, и другой вывод восьмого резистора 152 заземлен. Управляющая микросхема U1 соединена с истоком четвертого FET 151 посредством контакта S1, чтобы детектировать напряжение восьмого резистора 152. Управляющая микросхема U1 соединена с затвором четвертого FET 151 посредством контакта G1, чтобы включать или отключать четвертый FET 151. Управляющая микросхема U1 соединена с истоком третьего FET 113 инвертора 110 посредством контакта ISEN, чтобы детектировать ток на истоке третьего FET 113. Управляющая микросхема U1 соединена с затвором третьего FET 113 посредством контакта GATE, чтобы включать или отключать третий FET 113 по управляющим сигналам, генерируемым контактом GATE. Управляющая микросхема U1 соединена с соединительным выводом опорного напряжения Vfb модуля опорного напряжения 130 посредством контакта FB. Управляющая микросхема U1 генерирует управляющие сигналы в соответствии с детектированным напряжением восьмого резистора 152, током на истоке третьего FET 113 и изменением напряжения соединительного вывода опорного напряжения Vfb. Управляющие сигналы применяются для того, чтобы включать или отключать третий FET 113 посредством контакта GATE. Кроме того, управляющие сигналы применяются для управления инвертором 110, чтобы инвертор 110 преобразовывал входные сигналы Vin в необходимое выходное напряжение Vout, подаваемое на цепочку светодиодов 120. Как таковая, цепочка светодиодов 120 может возбуждаться постоянным током.
[0032] Модуль опорного напряжения 130 включает четвертый резистор 131 (R4) и пятый резистор 132, которые соединены последовательно. Один вывод четвертого резистора 131 соединен с отрицательным выводом выпрямительного диода 112, и другой вывод четвертого резистора 131 соединен с одним выводом пятого резистора 132. Другой вывод пятого резистора 132 заземлен. Также опорное напряжение Vfb присутствует на соединении между четвертым резистором 131 и пятым резистором 132, чтобы взаимодействовать с четвертым резистором 131 и пятым резистором 132 для регулировки выходного напряжения Vout. Помимо этого соединительный вывод опорного напряжения Vfb между четвертым резистором 131 и пятым резистором 132 также соединен с контактом FB управляющей микросхемы U1.
[0033] Предпочтительно, четвертый резистор 131 и/или пятый резистор 132 являются переменными резисторами.
[0034] Как сказано выше, повторитель 140 детектирует напряжение на отрицательном конце цепочки светодиодов 120 и генерирует напряжение повторителя согласно напряжению на отрицательном конце. Напряжение повторителя взаимодействует с модулем опорного напряжения 130, так что выходное напряжение Vout можно регулировать по падению напряжения цепочки светодиодов 120, и необходимое напряжение возбуждения подается на цепочку светодиодов 120. На Фиг. 4 приведен схематический вид, показывающий модули повторителя в соответствии с одним вариантом осуществления. Схема повторителя 140 приведена на Фиг. 5. Повторитель 140 включает схему сравнения 1401 и схему регулировки напряжения 1402. Схема сравнения 1401 включает первый компаратор 145 и второй компаратор 146. Схема регулировки напряжения 1402 включает первый FET 143 и второй FET 144. На инвертированный вход (-) первого компаратора 145 поступает опорное напряжение Vref1. На неинвертирующий вход (+) второго компаратора 146 поступает опорное напряжение Vref2. Неинвертирующий вход (+) первого компаратора 145 соединен с инвертированным входом (-) второго компаратора 146 и затем соединен с отрицательным концом цепочки светодиодов 120. Выход первого компаратора 145 соединен с затвором первого FET 143. Первый FET 143 включается или отключается по выходным сигналам Output1 первого компаратора 145. Выход второго компаратора 146 соединен с затвором второго FET 144, чтобы включать или отключать второй FET 144 по выходным сигналам Output2 второго компаратора 146. На сток первого FET 143 поступает опорное напряжение Vre3. Затвор первого FET 143 подсоединен между четвертым резистором 131 и пятым резистором 132 модуля опорного напряжения 130 посредством шестого резистора 141 (R6). На сток второго FET 144 поступает опорное напряжение Vref4. Исток второго FET 144 подсоединен между четвертым резистором 131 и пятым резистором 132 модуля опорного напряжения 130 посредством седьмого резистора 142 (R7). Следует отметить, что Vref1>Vref2 и Vref3>Vfb>Vref4.
[0035] В этом варианте осуществления цепочка светодиодов 120 включает по меньшей мере один светодиод 121.
[0036] Далее будет описан порядок работы формирователя ЖК-подсветки с Фиг. 3.
[0037] (а): Когда напряжение цепочки светодиодов 120 находится в пределах нормального диапазона, что означает нормальное падение напряжения цепочки светодиодов 120, отношение напряжения отрицательного конца (LED-) цепочки светодиодов 120, опорного напряжения Vref1 и Vref2 удовлетворяет следующему уравнению: Vref1>LED->Vref2. В этот момент выходные сигналы Output1 первого компаратора 145 находятся на низком уровне, и второй FET 144 отключен. На выходное напряжение Vout не влияет повторитель 140. Выходное напряжение Vout удовлетворяет следующему уравнению:
[0038] (b): Когда напряжение цепочки светодиодов 120 выше нормального диапазона, что означает чрезмерно большое падение напряжения цепочки светодиодов 120, выходное напряжение Vout может быть меньше чем напряжение цепочки светодиодов 120. Как таковая, цепочка светодиодов 120 может быть неисправна. После соединения с повторителем 140, отношение напряжения отрицательного конца (LED-) цепочки светодиодов 120, опорного напряжения Vref1 и Vref2 удовлетворяет следующему уравнению: Vref1>Vref1>LED-. В этот момент выходные сигналы Output 1 первого компаратора 145 находятся на низком уровне, и первый FET 143 отключен. Выходные сигналы Output2 второго компаратора 146 находятся на высоком уровне, и второй FET 144 включен. Повторитель 140 связывает опорное напряжение Vref4, которое соединено со стоком второго FET 144, с модулем опорного напряжения 130. Также, когда Vfb больше чем Vref4, выходное напряжение вычисляется по уравнению:
То есть, когда падение напряжения цепочки светодиодов 120 чрезмерно большое, выходное напряжение Vout не может быть меньше чем напряжение цепочки светодиодов 120 из-за увеличения выходного напряжения Vout повторителем 140.
[0039] (с): Когда напряжение цепочки светодиодов 120 ниже нормального диапазона, что означает чрезмерно малое падение напряжения цепочки светодиодов 120, выходное напряжение Vout может быть больше, чем напряжение цепочки светодиодов 120, если выходное напряжение Vout не регулируется, что может привести к тому, что напряжение на отрицательном конце цепочки светодиодов 120 будет чрезмерно высоким, и энергопотребление будет увеличено. После соединения с повторителем 140 отношение напряжения отрицательного конца (LED-) цепочки светодиодов 120, опорного напряжения Vref1 и Vref2 удовлетворяет следующему уравнению: LED->Vref1>Vref2. В этот момент выходные сигналы Output1 первого компаратора 145 находятся на высоком уровне, и первый FET 143 включен. Выходные сигналы Output2 второго компаратора 146 находятся на низком уровне, и второй FET 144 отключен. Повторитель 140 связывает опорное напряжение Vref3, которое соединено со стоком первого FET 143, с модулем опорного напряжения 130. Также, когда Vref3 больше чем Vfb, выходное напряжение вычисляется по уравнению:
То есть, когда падение напряжения цепочки светодиодов 120 чрезмерно малое, выходное напряжение Vout не может быть больше, чем напряжение цепочки светодиодов 120 из-за уменьшения выходного напряжения Vout повторителем 140.
[0040] В свете вышеизложенного, заявленное изобретение относится к детектированию напряжения на отрицательном конце цепочки светодиодов и определению того, больше или меньше падение напряжения цепочки светодиодов, чем стандартное значение. Когда падение напряжения цепочки светодиодов больше, чем стандартное значение, повторитель генерирует первое напряжение повторителя, соединенное с модулем опорного напряжения. Модуль опорного напряжения увеличивает выходное напряжение Vout согласно первому напряжению повторителя. Когда падение напряжения цепочки светодиодов меньше, чем стандартное значение, повторитель генерирует второе напряжение повторителя, соединенное с модулем опорного напряжения. Модуль опорного напряжения снижает выходное напряжение Vout согласно второму напряжению повторителя. Таким образом, выходное напряжение Vout регулируется согласно падению напряжения цепочки светодиодов, чтобы подавать необходимое напряжение для светодиодов.
[0041] Следует сказать, что относительные термины, такие как "первый" и "второй" использованы в настоящем описании изобретения только для того, чтобы отличать объект или операцию от другого объекта или операции, и не требуют или не подразумевают какого-либо реального отношения или последовательности таких объектов или операций. Кроме того, термины "включать", "содержать" или любые их производные предназначены для обозначения неисключительной коннотации, так что процесс, способ, изделие или устройство, включающие последовательность элементов, не только включают такие элементы, но и включают другие элементы, которые явно не указаны, или, кроме того, включают элементы, присущие процессу, способу, изделию или устройству. Если других ограничений нет, элемент, ограниченный словами "включает…", не исключает другой такой же элемент, существующий в процессе, способе, изделии или устройстве, которые включают данный элемент.
[0042] Мы полагаем, что данные варианты осуществления и их преимущества будут поняты из вышеприведенного описания, и очевидно, что в них могут быть внесены изменения, но без нарушения сущности и объема изобретения или без ущерба для всех его материальных преимуществ, при этом описанные выше примеры являются просто предпочтительными или иллюстрируют варианты осуществления изобретения.