СХЕМА ЗАЩИТЫ ОТ ПРЕВЫШЕНИЯ ПОТРЕБЛЯЕМОГО ТОКА, СХЕМА ВОЗБУЖДЕНИЯ СВЕТОДИОДНОЙ ПОДСВЕТКИ И ЖИДКОКРИСТАЛЛИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО
OVER-CURRENT PROTECTION CIRCUIT, LED BACKLIGHT DRIVING CIRCUIT AND LIQUID CRYSTAL DEVICE

1. ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
[0001] Настоящее раскрытие относится к технологии изготовления жидкокристаллических дисплеев и, более конкретно, к схеме защиты от превышения потребляемого тока, схеме возбуждения светодиодной подсветки со схемой защиты от превышения потребляемого тока и к жидкокристаллическому дисплею (ЖК-дисплею) со схемой возбуждения светодиодной подсветки.
2. ОПИСАНИЕ ИЗВЕСТНОГО УРОВНЯ ТЕХНИКИ
[0002] С развитием техники были разработаны технологии подсветки для ЖК-дисплеев. Раньше в качестве источника подсветки использовали лампы с холодным катодом (CCFL). Однако светодиоды стали использовать в качестве источников подсветки по той причине, что лампы CCFL имеют определенные недостатки, такие как слабое восстановление цвета, низкая эффективность освещения, высокое разрядное напряжение, плохие разрядные характеристики при низкой температуре и длительное время прогрева для достижения стабильного уровня серого. Обычно светодиодный источник подсветки расположен напротив жидкокристаллической панели, чтобы обеспечить источник света для жидкокристаллической панели. Применяется какая-то конкретная схема возбуждения светодиодного источника подсветки, чтобы цепочка светодиодов могла нормально излучать свет.
[0003] На Фиг. 1 схематически показана типичная схема возбуждения светодиодной подсветки. Как показано, схема возбуждения светодиодной подсветки включает инвертор ПО, микросхему возбуждения подсветки (интегральную) 120 и цепочку светодиодов 130. Цепочка светодиодов 130 включает некоторое число светодиодов, которые соединены последовательно, второй МОП-транзистор Q2 и резистор R1.
[0004] Инвертор 110 работает под управлением микросхемы возбуждения подсветки 120, чтобы подавать напряжение Vin постоянного тока в соответствии с требованиями цепочки светодиодов 130. В то же время микросхема возбуждения подсветки 120 управляет током, проходящим через микросхему возбуждения подсветки 120, чтобы микросхема возбуждения подсветки 120 могла нормально излучать свет.
[0005] Однако вывод (ISEN) микросхемы возбуждения подсветки 120 определяет прекращение ее работы, когда ток, проходящий через второй резистор (R2), больше чем допустимое состояние для продолжения. Когда выпрямительный диод D инвертора соединен с заземлением, ток большой силы проходит через первый МОП-транзистор Q1 и резистор R2, когда первый МОП-транзистор Q1 включен по той причине, что конденсатор С1 хранит большое количество энергии. Таким образом, первый МОП-транзистор Q1 и второй резистор (R2) перегорают.
РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0006] В одном аспекте схема защиты от превышения потребляемого тока включает инвертор для добавления подводимого напряжения постоянного тока к добавочному напряжению постоянного тока и для подачи добавочного напряжения постоянного тока на нагрузку, модуль управления напряжением, управляющий инвертором для подачи добавочного напряжения постоянного тока на нагрузку, чтобы нагрузка возбуждалась постоянным током, и модуль защиты от превышения потребляемого тока для генерации первых управляющих сигналов или вторых управляющих сигналов согласно напряжению защиты от превышения потребляемого тока, детектированному инвертором, при этом первые управляющие сигналы предназначены для управления модулем управления напряжением, чтобы он работал в нормальном режиме, и вторые управляющие сигналы предназначены для остановки работы модуля управления напряжением.
[0007] При этом модуль защиты от превышения потребляемого тока генерирует первые управляющие сигналы, когда напряжение защиты от превышения потребляемого тока меньше чем опорное напряжение, и модуль защиты от превышения потребляемого тока генерирует вторые управляющие сигналы, когда напряжение защиты от превышения потребляемого тока больше чем опорное напряжение.
[0008] В еще одном аспекте схема возбуждения светодиодной подсветки включает инвертор для добавления напряжения постоянного тока к добавочному напряжению постоянного тока и для подачи добавочного напряжения постоянного тока на нагрузку, модуль управления напряжением, управляющий инвертором для подачи добавочного напряжения постоянного тока на нагрузку, чтобы нагрузка возбуждалась постоянным током, и модуль защиты от превышения потребляемого тока для генерации первых управляющих сигналов или вторых управляющих сигналов согласно напряжению защиты от превышения потребляемого тока, детектированному инвертором, при этом первые управляющие сигналы предназначены для управления модулем управления напряжением, чтобы он работал в нормальном режиме, и вторые управляющие сигналы предназначены для остановки работы модуля управления напряжением.
[0009] При этом модуль защиты от превышения потребляемого тока генерирует первые управляющие сигналы, когда напряжение защиты от превышения потребляемого тока меньше чем опорное напряжение, и модуль защиты от превышения потребляемого тока генерирует вторые управляющие сигналы, когда напряжение защиты от превышения потребляемого тока больше чем опорное напряжение.
[0010] При этом модуль защиты от превышения потребляемого тока включает блок сравнения и блок управления, блок сравнения сравнивает напряжение защиты от превышения потребляемого тока с опорным напряжением и затем выводит результат сравнения, и блок управления генерирует первые управляющие сигналы или вторые управляющие сигналы согласно результату сравнения.
[0011] При этом блок сравнения включает компаратор, и блок управления включает второй МОП-транзистор, и при этом положительный входной вывод компаратора подсоединен между инвертором и вторым резистором, отрицательный вывод блока сравнения предназначен для приема опорного напряжения, выходной вывод компаратора соединен с затвором второго МОП-транзистора, исток второго МОП-транзистора электрически заземлен, и сток второго МОП-транзистора соединен с разрешающим выводом модуля управления напряжением.
[0012] При этом компаратор выводит сигналы низкого уровня на затвор второго МОП-транзистора, когда напряжение защиты от превышения потребляемого тока меньше чем опорное напряжение, так что разрешающий вывод модуля управления напряжением принимает первые управляющие сигналы, и компаратор выводит сигналы высокого уровня на затвор второго МОП-транзистора, когда напряжение зашиты от превышения потребляемого тока больше чем опорное напряжение, так что разрешающий вывод модуля управления напряжением принимает вторые управляющие сигналы.
[0013] При этом инвертор включает модуль зарядки-разрядки, когда модуль управления напряжением выводит сигналы включения на инвертор, модуль зарядки-разрядки подает добавочное напряжение постоянного тока на цепочку светодиодов, и когда модуль управления напряжением выводит сигналы отключения на инвертор, модуль зарядки-разрядки заряжается.
[0014] При этом схема с добавочным напряжением также включает индуктор, выпрямительный диод и первый МОП-транзистор, при этом, один вывод индуктора предназначен для приема подводимого напряжения постоянного тока, и другой вывод индуктора соединен с положительным выводом выпрямительного диода, отрицательный вывод выпрямительного диода соединен с положительным выводом цепочки светодиодов, один вывод модуля зарядки-разрядки подсоединен между отрицательным выводом выпрямительного диода и положительным выводом цепочки светодиодов, другой вывод модуля зарядки-разрядки электрически заземлен, сток первого МОП-транзистора подсоединен между другим выводом индуктора и положительным выводом выпрямительного диода, исток первого МОП-транзистора соединен со вторым резистором, и затвор первого МОП-транзистора соединен с модулем управления напряжением.
[0015] В еще одном аспекте жидкокристаллическое устройство включает жидкокристаллическую панель и источник светодиодной подсветки, расположенный напротив жидкокристаллической панели, который является источником света для жидкокристаллической панели, так что жидкокристаллическая панель способна отображать изображения, и источник светодиодной подсветки включает вышеупомянутую схему возбуждения светодиодной подсветки.
[0016] В свете вышеизложенного, управляющие сигналы для управления модулем управления напряжением, чтобы он работал в нормальном режиме или для остановки его работы, генерируются в соответствии с напряжением защиты от превышения потребляемого тока. Когда напряжение защиты от превышения потребляемого тока резко возрастает и превышает опорное напряжение, модуль защиты от превышения потребляемого тока генерирует управляющие сигналы, чтобы остановить работу модуля управления напряжением. Таким образом, модуль управления напряжением прекращает работать, и компоненты схемы защищены от перегорания из-за резко возросшего тока.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
[0017] Фиг. 1 - схематический вид типичной схемы возбуждения светодиодной подсветки.
[0018] Фиг. 2 - схема модуля схемы защиты от превышения потребляемого тока в соответствии с одним вариантом осуществления.
[0019] Фиг. 3 - схематический вид схемы возбуждения светодиодной подсветки в соответствии с одним вариантом осуществления.
[0020] Фиг. 4 - схематический вид жидкокристаллического устройства, включающего схему возбуждения светодиодной подсветки с Фиг. 3.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
[0021] Варианты осуществления изобретения теперь будут описаны более подробно со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых показаны эти варианты осуществления изобретения.
[0022] Теперь будут более подробно описаны разные примеры вариантов осуществления со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых показаны некоторые примеры вариантов осуществления. Ширина слоев и областей на чертежах может быть увеличена для наглядности. В последующем описании, чтобы избежать ненужного подробного описания в идее изобретения известной конструкции и/или функции, что может привести к смешению, ненужно подробное описание хорошо известных конструкций и/или функций может быть опущено.
[0023] На Фиг. 2 представлена схема модуля схемы защиты от превышения потребляемого тока в соответствии с одним вариантом осуществления.
[0024] Со ссылкой на Фиг. 2, схема защиты от превышения потребляемого тока включает инвертор 210, модуль управления напряжением 230 и модуль защиты от превышения потребляемого тока 240. Инвертор 210 предназначен для добавления подводимого напряжения постоянного тока (Vin) к добавочному напряжению постоянного тока, которое является напряжением, необходимым для нагрузки 220. Инвертор 210 затем подает добавочное напряжение постоянного тока на нагрузку 220. Модуль управления напряжением 230 предназначен для управления инвертором 210, чтобы инвертор 210 добавлял подводимое напряжение постоянного тока (Vin) к напряжению, необходимому для нагрузки 220, и затем подавал добавочное напряжение постоянного тока на нагрузку 220. Таким образом, нагрузка 220 возбуждается постоянным током. Модуль защиты от превышения потребляемого тока 240 предназначен для генерации первых управляющих сигналов или вторых управляющих сигналов согласно напряжению защиты от превышения потребляемого тока, детектированному инвертором 210, то есть напряжению между вторым резистором 250 и инвертором 210. Первые управляющие сигналы предназначены для управления модулем управления напряжением 230, чтобы он работал в нормальном режиме, и вторые управляющие сигналы предназначены для остановки работы модуля управления напряжением 230. Напряжение защиты от превышения потребляемого тока является произведением сопротивления второго резистора 250 на силу тока, проходящего через второй резистор 250.
[0025] Когда напряжение защиты от превышения потребляемого тока меньше чем опорное напряжение, модуль защиты от превышения потребляемого тока 240 генерирует первые управляющие сигналы. Когда напряжение защиты от превышения потребляемого тока больше чем опорное напряжение, модуль защиты от превышения потребляемого тока 240 генерирует вторые управляющие сигналы.
[0026] Схема защиты от превышения потребляемого тока генерирует управляющие сигналы для включения или отключения модуля управления напряжением 230 согласно напряжению защиты от превышения потребляемого тока, детектированному модулем защиты от превышения потребляемого тока 240, так что, когда напряжение защиты от превышения потребляемого тока быстро возрастает и превышает опорное напряжение, модуль защиты от превышения потребляемого тока 240 генерирует управляющие сигналы, чтобы остановить работу модуля управления напряжением 230. Таким образом, модуль управления напряжением 230 прекращает работать, и компоненты схемы защищены от перегорания из-за резко возросшего тока.
[0027] Как сказано выше, схема защиты от превышения потребляемого тока может быть применена в схеме возбуждения светодиодной подсветки для источника светодиодной подсветки. В данном варианте осуществления нагрузка 220 схемой защиты от превышения потребляемого тока может быть, но без ограничения, цепочка светодиодов.
[0028] На Фиг. 3 представлен схематический вид схемы возбуждения светодиодной подсветки в соответствии с одним вариантом осуществления.
[0029] Как показано, схема возбуждения светодиодной подсветки включает инвертор 210, модуль управления напряжением 230, модуль защиты от превышения потребляемого тока 240 и цепочку светодиодов 221. Цепочка светодиодов 221 включает некоторое число светодиодов, которые соединены последовательно, и некоторое число третьих транзисторов 222 со структурой металл-оксид-полупроводник (МОП), а также первый резистор 223.
[0030] Конкретнее, инвертор 210 включает модуль зарядки-разрядки 213. Когда модуль управления напряжением 230 выводит сигналы включения (сигналы высокого уровня) на инвертор 210, модуль зарядки-разрядки 213 подает добавочное напряжение постоянного тока на цепочку светодиодов 221. Когда модуль управления напряжением 230 выводит сигналы отключения (сигналы низкого уровня) на инвертор 210, модуль зарядки-разрядки 213 заряжается. Модулем зарядки-разрядки 213 могут быть, но без ограничения, конденсаторы.
[0031] Помимо этого, инвертор 210 также включает индуктор 211, выпрямительный диод 212 и первый МОП-транзистор 214. Один вывод индуктора 211 предназначен для приема подводимого напряжения постоянного тока (Vin), и другой вывод индуктора 211 соединен с положительным выводом выпрямительного диода 212. Отрицательный вывод выпрямительного диода 212 соединен с положительным выводом цепочки светодиодов 221. Один вывод модуля зарядки-разрядки 213 подсоединен между отрицательным выводом выпрямительного диода 212 и положительным выводом цепочки светодиодов. Другой вывод модуля зарядки-разрядки 213 электрически заземлен. Сток первого МОП-транзистора подсоединен между другим выводом индуктора 211 и положительным выводом выпрямительного диода 212. Исток первого МОП-транзистора 214 соединен со вторым резистором 250. Затвор первого МОП-транзистора 214 соединен с модулем управления напряжением 230. Модуль управления напряжением 230 управляет инвертором 210 путем управления сигналами возбуждения, выводимыми на затвор первого МОП-транзистора 214. Как таковой, инвертор 210 добавляет подводимое напряжение постоянного тока (Vin) к напряжению, позволяющему цепочке светодиодов 221 нормально излучать свет, и подает добавочное напряжение на цепочку светодиодов 221.
[0032] Модулем управления напряжением 230 могут быть интегральные схемы (ИС) возбуждения подсветки, включающие некоторое число выводов. Вывод GATE модуля управления напряжением 230 соединен с затвором первого МОП-транзистора 214 для подачи сигналов возбуждения, включая вышеупомянутые сигналы включения и сигналы отключения инвертора 210 на затвор первого МОП-транзистора 214. Вывод ISEN модуля управления напряжением 230 подсоединен между истоком первого МОП-транзистора 214 и вторым резистором 250 для детектирования напряжения защиты от превышения потребляемого тока инвертора 210, которое является напряжением между истоком первого МОП-транзистора 214 и вторым резистором 250. Когда детектированное напряжение защиты от превышения потребляемого тока больше чем опорное напряжение, которое является стандартным напряжением модуля управления напряжением 230, модуль управления напряжением 230 прекращает работать. Вывод EN модуля управления напряжением 230, т.е. разрешающий вывод модуля управления напряжением 230, соединен с модулем защиты от превышения потребляемого тока 240. Когда сигналы высокого уровня подводятся на вывод EN, модуль управления напряжением 230 работает в нормальном режиме. Когда сигналы низкого уровня подводятся на вывод EN, модуль управления напряжением 230 прекращает работать. Вывод G1 модуля управления напряжением 230 соединен с затвором третьего МОП-транзистора 222. Вывод S1 модуля управления напряжением 230 подсоединен между истоком третьего МОП-транзистора 222 и первым резистором 223 для поддержания тока, постоянно проходящего через цепочку светодиодов 221 и для регулировки силы тока, проходящего через цепочку светодиодов 221, чтобы цепочка светодиодов 221 нормально излучала свет.
[0033] Модуль защиты от превышения потребляемого тока 240 включает блок сравнения 241 и блок управления 242. Блок сравнения 241 сравнивает напряжение защиты от превышения потребляемого тока, детектированное модулем управления напряжением 230, с опорным напряжением (Vref) и выводит результат сравнения. Блок управления 242 генерирует первые управляющие сигналы или вторые управляющие сигналы согласно результату сравнения. Первые управляющие сигналы предназначены для управления модулем управления напряжением 230, чтобы он работал в нормальном режиме, и вторые управляющие сигналы предназначены для управления модулем управления напряжением 230, чтобы он прекратил работу.
[0034] Блок сравнения 241 включает компаратор 2411. Блок управления 242 включает второй МОП-транзистор 2421. Положительный входной вывод компаратора 2411 подсоединен между истоком первого МОП-транзистора 214 инвертора 210 и вторым резистором 250. Отрицательный вывод блока сравнения 241 предназначен для приема опорного напряжения (Vref). Выходной вывод компаратора 2411 соединен с затвором второго МОП-транзистора 2421. Исток второго МОП-транзистора 2421 электрически заземлен. Сток второго МОП-транзистора 2421 соединен с выводом EN модуля управления напряжением 230. Компаратор 2411 выводит сигналы низкого уровня на затвор второго МОП-транзистора 2421, когда напряжение защиты от превышения потребляемого тока, детектированное модулем управления напряжением 230, меньше чем опорное напряжение (Vref). Как таковой, второй МОП-транзистор 2421 отключается, и вывод EN модуля управления напряжением 230 принимает первые управляющие сигналы, чтобы он работал в нормальном режиме. Компаратор 2411 выводит сигналы высокого уровня на затвор второго МОП-транзистора 2421, когда напряжение защиты от превышения потребляемого тока, детектированное модулем управления напряжением 230, больше чем опорное напряжение (Vref). Как таковой, второй МОП-транзистор 2421 включается, и вывод EN модуля управления напряжением 230 принимает вторые управляющие сигналы для остановки его работы.
[0035] В данном варианте осуществления первыми управляющими сигналами могут быть, но без ограничения, сигналы низкого уровня, и вторыми управляющими сигналами могут быть, но без ограничения, сигналы высокого уровня.
[0036] В данном варианте осуществления некоторое число светодиодов 221, соединенных параллельно, соединено с положительным выводом выпрямительного диода 212 инвертора 210. Цепочка светодиодов 221 может возбуждаться, пока добавочное напряжение, выводимое инвертором 210, достаточно большое. Как таковой, источник светодиодной подсветки способен подавать больше света на жидкокристаллическую панель.
[0037] Теперь, со ссылкой на Фиг. 3, будут описаны функции защиты от превышения потребляемого тока, выполняемые схемой возбуждения светодиодной подсветки. Во время нормальной работы схемы возбуждения светодиодной подсветки цепочка светодиодов 221 принимает подводимое напряжение постоянного тока (Vin) от инвертора 210 и затем добавляет подводимое напряжение постоянного тока (Vin), чтобы нормально излучать свет. В это время ток, проходящий через первый МОП-транзистор 214 и второй резистор 250, равен I1. Так как напряжение защиты от превышения потребляемого тока, детектированное модулем управления напряжением 230, меньше чем опорное напряжение (Vref), выходной вывод компаратора 2411 выводит сигналы низкого уровня на затвор второго МОП-транзистора 2421, чтобы отключить второй МОП-транзистор 2421. Напряжением защиты от превышения потребляемого тока является напряжение между истоком первого МОП-транзистора 214 и вторым резистором 250. Напряжение защиты от превышения потребляемого тока является произведением I1 и R, где R представляет электрическое сопротивление второго резистора 250. В результате, вывод EN модуля управления напряжением 230 принимает первые управляющие сигналы, т.е. сигналы высокого уровня, но остается в своем нормальном режиме.
[0038] Когда работа схемы возбуждения светодиодной подсветки не соответствует нормальному режиму, например, когда выпрямительный диод 212 инвертора 210 закорочен, модуль зарядки-разрядки 213 инвертора 210 хранит большое количество энергии. Когда первый МОП-транзистор 214 включается, всплеск тока проходит через первый МОП-транзистор 214 и второй резистор 250. В это время сила тока, проходящего через первый МОП-транзистор 214 и второй резистор 250, равна 12. Так как напряжение защиты от превышения потребляемого тока детектированному модулем управления напряжением 230 больше чем опорное напряжение (Vref), выходной вывод компаратора 2411 выводит сигналы высокого уровня на затвор второго МОП-транзистора 2421, чтобы включить второй МОП-транзистор 2421. Напряжение защиты от превышения потребляемого тока относится к напряжению между истоком первого МОП-транзистора 214 и вторым резистором 250. Напряжение защиты от превышения потребляемого тока является произведением I1 и R, где R представляет электрическое сопротивление второго резистора 250. Исток второго МОП-транзистора 2421 электрически заземлен, так что вывод EN модуля управления напряжением 230 передает сигналы низкого уровня. Также вывод EN модуля управления напряжением 230 принимает вторые управляющие сигналы, т.е. сигналы низкого уровня, для остановки его работы. При этом первый МОП-транзистор 214 и второй резистор 250 защищены от повреждения током 12, проходящим через первый МОП-транзистор 214 и второй резистор 250.
[0039] Ниже будет описано жидкокристаллическое устройство, включающее схему возбуждения светодиодной подсветки с Фиг. 3. На Фиг. 4 схематически показано жидкокристаллическое устройство, включающее схему возбуждения светодиодной подсветки с Фиг. 3.
[0040] Со ссылкой на Фиг. 4, жидкокристаллическое устройство включает жидкокристаллическую панель 10 и источник светодиодной подсветки 20, расположенный напротив жидкокристаллической панели 10. Источник светодиодной подсветки 20 является источником света 20 для жидкокристаллической панели 10, чтобы жидкокристаллическая панель 10 могла отображать изображения. Источник света 20 включает схему возбуждения светодиодной подсветки с Фиг. 3.
[0041] Полагаем, что описанные варианты осуществления и их преимущества будут поняты из вышеприведенного описания, и при этом будет очевидно, что в них могут быть внесены разные изменения, но без нарушения сущности и объема изобретения или без ущерба для всех его материальных преимуществ, причем описанные выше примеры являются просто предпочтительными вариантами осуществления изобретения.