ИСТОЧНИК СД-ПОДСВЕТКИ И ЖИДКОКРИСТАЛЛИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО
SOURCE OF LED BACKLIGHT AND LCD DEVICE

1. ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
[0001] Настоящее раскрытие относится к технологии изготовления жидкокристаллических дисплеев и, более конкретно, к источнику СД-подсветки и жидкокристаллическому устройству (ЖК-дисплею).
2. ОПИСАНИЕ 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, 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] Что касается источника СД-подсветки, то за жидкокристаллической панелью расположено некоторое число цепочек светодиодов. Каждая из цепочек светодиодов включает некоторое число светодиодов, соединенных последовательно. Для подачи напряжения возбуждения на цепочки светодиодов необходимы специфические формирователи.
[0004] На Фиг. 1 схематически показан известный источник СД-подсветки, применяемый в ЖК-дисплеях. Как показано, источник СД-подсветки включает ИС формирователя 110 подсветки, инвертор 120, некоторое число цепочек 130 светодиодов. Каждая цепочка 130 включает некоторое число светодиодов и резистор R1.
[0005] Инвертор 120 предназначен для повышения подводимого напряжения постоянного тока (DC), чтобы запускать цепочки 130 светодиодов. ИС формирователя 110 подсветки управляет рабочим циклом сигналов запуска, подаваемых на инвертор 120 согласно напряжению на двух выводах резистора R1 одной из цепочек 130 светодиодов. Таким образом регулируется напряжение, подаваемое от инвертора 120 на каждую из цепочек 130 светодиодов.
[0006] Помимо этого, схема защиты от перегрузки по току ИС формирователя 110 подсветки подсоединена между инвертором 120 и резистором R2, чтобы выполнять функцию защиты от перегрузки по току. Если один из резисторов R1 цепочек 130 светодиодов будет короткозамкнут, ток в одной цепочке 130 светодиодов может быть чрезмерно высоким, и выходная мощность инвертора 120 может резко возрасти. В таком случае электрические детали формирователя могут перегореть и даже вызвать пожар. Таким образом, выходная мощность инвертора 120 должна быть снижена, когда резистор R1 цепочки 130 светодиодов короткозамкнут, чтобы повысить безопасность и надежность.
РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0007] В одном аспекте источник СД-подсветки для жидкокристаллического устройства включает: инвертор для повышения напряжения постоянного тока и для вывода повышенного напряжения постоянного тока; некоторое число цепочек светодиодов, соединенных параллельно, причем каждая из цепочек светодиодов включает некоторое число последовательно соединенных светодиодов и первый резистор, и каждая из цепочек светодиодов получает повышенное напряжение постоянного тока от инвертора; схема защиты от перегрузки по току для управления выходной мощностью инвертора согласно детектированному сопротивлению и схема защиты от короткого замыкания для регулировки сопротивления, детектированного схемой защиты от перегрузки по току согласно напряжению на двух выводах первого резистора.
[0008] При этом, когда напряжение на двух выводах первого резистора одной из цепочек светодиодов меньше чем первое опорное напряжение, схема защиты от короткого замыкания увеличивает сопротивление, детектированное схемой защиты от перегрузки по току, чтобы снизить выходную мощность инвертора, и когда напряжение на двух выводах первого резистора одной из цепочек светодиодов больше чем первое опорное напряжение, схема защиты от короткого замыкания уменьшает сопротивление, детектированное схемой защиты от перегрузки по току, чтобы повысить выходную мощность инвертора.
[0009] При этом схема защиты от короткого замыкания включает: схему детектирования для сравнения напряжения на двух выводах первого резистора каждой из цепочек светодиодов с первым опорным напряжением и для вывода сигналов разного уровня на основании результата сравнения; переключающую схему для регулировки сопротивления, детектированного схемой защиты от перегрузки по току согласно уровням сигналов, выведенных схемой детектирования; и при этом, когда напряжение на двух выводах первого резистора каждой из цепочек светодиодов больше чем первое опорное напряжение, схема детектирования выводит сигналы низкого уровня, и когда напряжение на двух выводах первого резистора цепочек светодиодов меньше чем первое опорное напряжение, схема детектирования выводит сигналы высокого уровня, и переключающая схема увеличивает сопротивление, детектированное схемой защиты от перегрузки по току.
[0010] При этом схема детектирования включает: некоторое число компараторов для сравнения напряжения на двух выводах соответствующего первого резистора цепочек светодиодов с первым опорным напряжением; схему ИЛИ для вывода сигналов разного уровня согласно уровням сигналов, выведенных каждым из компараторов; и при этом, когда напряжение на двух выводах первого резистора каждой из цепочек светодиодов больше чем первое опорное напряжение, каждый компаратор и схема ИЛИ выводят сигнал низкого уровня, и когда напряжение на двух выводах первого резистора одной из цепочек светодиодов меньше чем первое опорное напряжение, компаратор, соответствующий одной из цепочек светодиодов, и схема ИЛИ выводят сигнал высокого уровня.
[0011] При этом, переключающая схема включает второй резистор, третий резистор, второй МОП-транзистор, и третий МОП-транзистор; и при этом один вывод второго резистора соединен с одним выводом четвертого резистора, другой вывод второго резистора соединен со стоком второго МОП-транзистора, исток второго МОП-транзистора соединен с другим выводом четвертого резистора, затвор второго МОП-транзистора соединен со стоком третьего МОП-транзистора, исток третьего МОП-транзистора заземлен, и затвор третьего МОП-транзистора соединен с выходом схемы ИЛИ.
[0012] При этом, схема защиты от короткого замыкания кроме того включает схему усиления сигнала для повышения уровня сигналов, выводимых схемой ИЛИ, и для вывода усиленных сигналов на переключающую схему.
[0013] При этом, схемой усиления сигнала может быть двухтактная схема.
[0014] При этом, схема усиления сигнала включает первый триод и второй триод, и при этом эмиттер первого триода соединен с эмиттером второго триода и с переключающей схемой, база первого транзистора соединена с базой второго транзистора и затем соединяется с выходом схемы ИЛИ, на коллектор первого триода поступает третье опорное напряжение, и коллектор второго триода заземлен.
[0015] В еще одном аспекте жидкокристаллическое устройство включает источник СД-подсветки и жидкокристаллическую панель, расположенную напротив источника СД-подсветки, источник СД-подсветки создает источник света для жидкокристаллической панели, так что жидкокристаллическая панель способна отображать изображения, причем источник СД-подсветки включает: инвертор для повышения для повышения подводимого напряжения постоянного тока и для вывода повышенного напряжения постоянного тока; некоторое число цепочек светодиодов, соединенных параллельно, при этом каждая из цепочек светодиодов включает некоторое число последовательно соединенных светодиодов и первый резистор, и каждая из цепочек светодиодов получает повышенное напряжение постоянного тока о т инвертора; схему защиты от перегрузки по току для управления выходной мощностью инвертора согласно детектированному сопротивлению и схему защиты от короткого замыкания для регулировки сопротивления детектированного схемой защиты от перегрузки по току согласно напряжению на двух выводах первого резистора.
[0016] При этом, когда напряжение на двух выводах первого резистора одной из цепочек светодиодов меньше чем первое опорное напряжение, схема защиты от короткого замыкания увеличивает сопротивление, детектированное схемой защиты от перегрузки по току, чтобы снизить выходную мощность инвертора, и когда напряжение на двух выводах первого резистора одной из цепочек светодиодов больше чем первое опорное напряжение, схема защиты от короткого замыкания уменьшает сопротивление, детектированное схемой защиты от перегрузки по току, чтобы повысить выходную мощность инвертора.
[0017] При этом схема защиты от короткого замыкания включает: схему детектирования для сравнения напряжения на двух выводах первого резистора каждой из цепочек светодиодов с первым опорным напряжением и для вывода сигналов разного уровня на основании результата сравнения; переключающую схему для регулировки сопротивления, детектированного схемой защиты от перегрузки по току, согласно уровням сигналов, выведенных схемой детектирования; и при этом, когда напряжение на двух выводах первого резистора каждой из цепочек светодиодов больше чем первое опорное напряжение, схема детектирования выводит сигналы низкого уровня, и когда напряжение на двух выводах первого резистора цепочек светодиодов меньше чем первое опорное напряжение, схема детектирования выводит сигналы высокого уровня, и переключающая схема увеличивает сопротивление, детектированное схемой защиты от перегрузки по току.
[0018] При этом, схема детектирования включает: некоторое число компараторов для сравнения напряжения на двух выводах соответствующего первого резистора цепочек светодиодов с первым опорным напряжением; схему ИЛИ для вывода сигналов разного уровня согласно уровням сигналов, выведенных каждым из компараторов; и при этом, когда напряжение на двух выводах первого резистора каждой из цепочек светодиодов больше чем первое опорное напряжение, каждый компаратор и схема ИЛИ выводят сигнал низкого уровня, и когда напряжение на двух выводах первого резистора одной из цепочек светодиодов меньше чем первое опорное напряжение, компаратор соответствующий одной из цепочек светодиодов и схема ИЛИ выводят сигнал высокого уровня.
[0019] При этом переключающая схема включает второй резистор, третий резистор, второй МОП-транзистор и третий МОП-транзистор; и при этом один вывод второго резистора соединен с одним выводом четвертого резистора, другой вывод второго резистора соединен со стоком второго МОП-транзистора, исток второго МОП-транзистора соединен с другим выводом четвертого резистора, затвор второго МОП-транзистора соединен со стоком третьего МОП-транзистора, исток третьего МОП-транзистора заземлен, и затвор третьего МОП-транзистора соединен с выходом схемы ИЛИ.
[0020] При этом, инвертор включает индуктор, первый МОП-транзистор и выпрямительный диод, при этом на один вывод индуктора поступает напряжение постоянного тока, и другой вывод индуктора соединен с анодом выпрямительного диода, анод выпрямительного диода соединен с каждой из цепочек светодиодов, сток первого МОП-транзистора подсоединен между индуктором и анодом выпрямительного диода, исток первого МОП-транзистора соединен с одним выводом четвертого резистора, и затвор первого МОП-транзистора соединен с формирователем подсветки.
[0021] При этом схема защиты от короткого замыкания кроме того включает схему усиления сигнала для повышения уровня сигналов, выводимых схемой ИЛИ и для вывода усиленных сигналов на переключающую схему.
[0022] При этом схемой усиления сигнала может быть двухтактная схема.
[0023] При этом схема усиления сигнала включает первый триод и второй триод, и при этом эмиттер первого триода соединен с эмиттером второго триода и с переключающей схемой, база первого транзистора соединена с базой второго транзистора и затем соединяется с выходом схемы ИЛИ, на коллектор первого триода поступает третье опорное напряжение, и коллектор второго триода заземлен.
[0024] В свете вышеизложенного, когда один из резисторов цепочки светодиодов будет короткозамкнут, выходная мощность инвертора снижается, чтобы предотвратить перегорание электронных деталей формирователя и, таким образом, повысить безопасность и надежность.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
[0025] Фиг. 1 - схематический вид известного источника СД-подсветки, применяемого в ЖК-дисплеях.
[0026] Фиг. 2 - схематический вид источника СД-подсветки, применяемого в ЖК-дисплеях, в соответствии с одним вариантом осуществления.
[0027] Фиг. 3 - схема, показывающая инвертор и схему защиты от перегрузки по току в соответствии с одним вариантом осуществления.
[0028] Фиг. 4 - схема, показывающая переключающую схему в соответствии с одним вариантом осуществления.
[0029] Фиг. 5 - схема, показывающая схему усиления сигнала в соответствии с одним вариантом осуществления.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
[0030] Теперь варианты осуществления изобретения будут описаны более подробно со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых показаны варианты осуществления изобретения.
[0031] На Фиг. 2 приведен схематический вид источника СД-подсветки, применяемого в ЖК-дисплеях, в соответствии с одним вариантом осуществления.
[0032] Как показано на Фиг. 2, источник СД-подсветки включает инвертор 210, некоторое число цепочек светодиодов 220, соединенных параллельно, схему защиты от перегрузки по току 230 и схему защиты от короткого замыкания 240.
[0033] Инвертор 210 предназначен для повышения подводимого напряжения постоянного тока (Vin) и вывода повышенного напряжения постоянного тока.
[0034] Цепочки светодиодов 220 расположены за жидкокристаллической панелью ЖК-дисплея, чтобы работать в качестве подсветки. Каждая из цепочек светодиодов 220 включает некоторое число светодиодов, соединенных последовательно, и первый резистор 221. Помимо этого, каждая из цепочек светодиодов 220 получает повышенное напряжение постоянного тока от инвертора 210, чтобы нормально излучать свет.
[0035] Цепь защиты от перегрузки по току 230 регулирует выходную мощность инвертора 210 согласно детектированному сопротивлению. Цепь защиты от перегрузки по току 230 может быть интегрирована в ИС формирователя 200 подсветки. Формирователь 200 подсветки изменяет рабочий цикл сигналов запуска, выводимых на инвертор 210, согласно управляющим сигналам, выводимым схемой защиты от перегрузки по току 230. Как таковая, регулируется выходная мощность инвертора 120.
[0036] Цепь защиты от короткого замыкания 240 регулирует сопротивление, детектируемое схемой защиты от перегрузки по току 230, согласно напряжению на двух выводах первого резистора 221. Следует сказать, что напряжение на двух выводах первого резистора 221 относится к разнице потенциалов между двумя выводами первого резистора 221.
[0037] Цепь защиты от короткого замыкания 240 сравнивает напряжение на двух выводах первого резистора 221 цепочек светодиодов 220 с первым опорным напряжением (Vref1 на Фиг. 3). Когда напряжение на двух выводах первого резистора 221 цепочек светодиодов 220 меньше чем первое опорное напряжение, схема защиты от короткого замыкания 240 увеличивает сопротивление, детектированное схемой защиты от перегрузки по току 230, чтобы снизить выходную мощность инвертора 210. Когда напряжение на двух выводах первого резистора 221 цепочек светодиодов 220 больше чем первое опорное напряжение, схема защиты от короткого замыкания 240 уменьшает сопротивление, детектированное схемой защиты от перегрузки по току 230, чтобы повысить выходную мощность инвертора 210.
[0038] На Фиг. 3 представлена схема, показывающая инвертор и схему защиты от перегрузки по току в соответствии с одним вариантом осуществления.
[0039] Как показано на Фиг. 3, инвертор 210 включает индуктор 211, первый МОП-транзистор 212 и выпрямительный диод 213.
[0040] На один вывод индуктора 211 поступает напряжение постоянного тока (Vin), и другой вывод индуктора 211 соединен с анодом выпрямительного диода 213. Анод выпрямительного диода 213 соединен с каждой из цепочек светодиодов 220. Сток первого МОП-транзистора 212 подсоединен между индуктором 211 и анодом выпрямительного диода 213. Исток первого МОП-транзистора 212 соединен с одним выводом четвертого резистора 250. Затвор первого МОП-транзистора 212 соединен с формирователем 200 подсветки.
[0041] Цепь защиты от короткого замыкания 240 включает схему детектирования 245 и переключающую схему 243. Цепь детектирования 245 сравнивает напряжение на двух выводах первого резистора 221 каждой из цепочек светодиодов 220 с первым опорным напряжением и затем выводит сигналы разного уровня на основании результата сравнения. Переключающая схема 243 регулирует сопротивление, детектированное схемой защиты от перегрузки по току 230, согласно уровням сигналов, выведенных схемой детектирования 245.
[0042] Более конкретно, схема детектирования 245 включает некоторое число компараторов 241 и схему ИЛИ 242. Каждый из компараторов 241 сравнивает напряжение на двух выводах соответствующего первого резистора 221 цепочек светодиодов 220 с первым опорным напряжением (Vref1). Когда напряжение на двух выводах первого резистора 221 каждой из цепочек светодиодов 220 больше чем первое опорное напряжение (Vref1), каждый из компараторов 241 выводит сигналы низкого уровня. Когда напряжение на двух выводах первого резистора 221 цепочек светодиодов 220 меньше чем первое опорное напряжение (Vref1), каждый из компараторов 241 выводит сигналы высокого уровня. Цепь ИЛИ 242 выводит сигналы низкого уровня, когда один из компараторов 241 выводит сигналы низкого уровня, и схема ИЛИ 242 выводит сигналы высокого уровня, когда один из компараторов 241 выводит сигналы высокого уровня. Переключающая схема 243 уменьшает сопротивление, детектированное схемой защиты от перегрузки по току 230, в ответ на сигналы низкого уровня, выводимые схемой ИЛИ 242. Переключающая схема 243 увеличивает сопротивление, детектированное схемой защиты от перегрузки по току 230, в ответ на сигналы высокого уровня, выводимые схемой ИЛИ 242.
[0043] На Фиг. 4 представлена схема, показывающая переключающую схему в соответствии с одним вариантом осуществления.
[0044] Как показано на Фиг. 4, переключающая схема 243 включает второй резистор 2431, третий резистор 2432, второй МОП-транзистор 2433 и третий МОП-транзистор 2434.
[0045] Один вывод второго резистора 2431 соединен с одним выводом четвертого резистора 250. Другой вывод второго резистора 2431 соединен со стоком второго МОП-транзистора 2433. Исток второго МОП-транзистора 2433 соединен с другим выводом четвертого резистора 250. Затвор второго МОП-транзистора 2433 соединен со стоком третьего МОП-транзистора 2434. На один вывод третьего резистора 2432 поступает второе опорное напряжение (Vref2), например, 5 В. Другой вывод третьего резистора 2432 соединен со стоком третьего МОП-транзистора 2434. Исток третьего МОП-транзистора 2434 заземлен. Затвор третьего МОП-транзистора 2434 соединен с выходом схемы ИЛИ 242.
[0046] Когда формирователь источника СД-подсветки работает нормально, каждый компаратор 241 выводит сигналы низкого уровня, и схема ИЛИ 242 выводит сигналы низкого уровня. Третий МОП-транзистор 2434 отключен, и второй МОП-транзистор 2433 включен. Сопротивление, детектируемое схемой защиты от перегрузки по току 230, является сопротивлением, формируемым вторым резистором 2431 и четвертым резистором 250, соединенными параллельно. При работе формирователя источника СД-подсветки с отклонением от нормального режима, первый резистор 221 одной из цепочек светодиодов 220 будет короткозамкнут, соответствующий компаратор 241 цепочек светодиодов 220 выводит сигналы высокого уровня, и схема ИЛИ 242 выводит сигналы высокого уровня. Третий МОП-транзистор 2434 включается, и второй МОП-транзистор 2433 отключается. Сопротивление, детектируемое схемой защиты от перегрузки по току 230, является сопротивлением четвертого резистора 250. Когда сопротивление четвертого резистора 250 больше чем сопротивление, сформированное вторым резистором 2431 и четвертым резистором 250, соединенными параллельно, формирователь 200 подсветки уменьшает рабочий цикл сигналов запуска, выводимых на первый МОП-транзистор 212 до того, как схема защиты от перегрузки по току 230 достигнет номинального напряжения. Как таковой, ток, проходящий по ветви первого МОП-транзистора 212 уменьшается. Ток, подводимый к формирователю источника СД-подсветки, положительно зависит от тока, проходящего по ветви первого МОП-транзистора 212. Когда ток, подводимый к формирователю источника СД-подсветки уменьшен, и напряжение постоянного тока (Vin) остается прежним, подвод энергии к формирователю источника СД-подсветки снижается, и снижается выходная мощность инвертора 210.
[0047] На Фиг. 5 представлена схема, показывающая схему усиления сигнала в соответствии с одним вариантом осуществления.
[0048] Как показано на Фиг. 5, чтобы повысить способность схемы ИЛИ 242 к повышению, схема защиты от короткого замыкания 240 кроме того включает схему усиления сигнала 244 для повышения уровня сигналов, выводимых схемой ИЛИ 242. Также, схема защиты от короткого замыкания 240 предназначена для вывода усиленных сигналов на переключающую схему 243.
[0049] В одном варианте осуществления схемой усиления сигнала 244 может быть двухтактная схема. Цепь усиления сигнала 244 включает первый триод 2441 и второй триод 2442. Эмиттер первого триода 2441 соединяется с эмиттером второго триода 2442 и затем с затвором третьего МОП-транзистора 2434 переключающей схемы 243. База первого транзистора 2441 соединяется с базой второго транзистора 2442 и затем с выходом схемы ИЛИ 242. На коллектор первого триода 2441 поступает третье опорное напряжение (Vref3), например, 5 В, и коллектор второго триода 2442 заземлен.
[0050] В свете вышеизложенного, когда один из резисторов цепочки светодиодов будет короткозамкнут, выходная мощность инвертора снижается, чтобы предотвратить перегорание электронных деталей формирователя, и таким образом, повысить безопасность и надежность.
[0051] Полагаем, что данные варианты осуществления и их преимущества будут поняты из вышеприведенного описания, и что 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, при этом описанные выше примеры являются только предпочтительными или иллюстрируют варианты осуществления изобретения.