CN101389176B - 背光控制电路及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种背光控制电路及其控制方法。该背光控制电路包括一灯管、一变压器和一灯管驱动电路，该灯管驱动电路包括一占空比调节单元、一占空比判断单元和一输出单元，该输出单元输出两个脉冲信号到该变压器，该变压器产生一交流电压驱动该灯管，该占空比调节单元用来调节该两个脉冲信号的占空比以调节该灯管的亮度，该占空比判断单元保证该两个脉冲信号的占空比在一限定范围内。

Description

背光控制电路及其控制方法
技术领域
本发明涉及一种背光控制电路及其控制方法。
背景技术
液晶显示器具有轻薄，低耗电和辐射少等特点，并被广泛用于液晶电视、手机和笔记本电脑等电子设备。通常，液晶显示器包括一液晶面板和用于提供光源到该液晶面板的背光模组。该背光模组包括一背光控制电路，其控制提供到该液晶面板的光源的亮度。
请参阅图1，是一种现有技术背光控制电路的示意图。该背光控制电路100包括一灯管驱动电路110、一变压器120、一灯管130和一反馈电路140。该灯管130为冷阴极射线管(cold cathodefluorescent lamp，CCLF)。
该灯管驱动电路110与该变压器120构成一换流器以提供驱动该灯管130的交流电压。该反馈电路140连接于该灯管130与该灯管驱动电路110之间。该灯管驱动电路110根据该灯管130的亮度调节驱动该灯管130的交流电压。
该灯管驱动电路110包括一亮度判断单元112、一占空比调节单元114和一输出单元118。该亮度判断单元112连接该占空比调节单元114和该输出单元118，该占空比调节单元114连接该输出单元118。该变压器120包括一初级线圈122和一次级线圈124。该初级线圈122耦接到该灯管驱动电路110的输出单元118，该次级线圈124的一端经由该灯管130接地，另一端经由该反馈电路140接地。该反馈电路140连接该亮度判断单元112。
该背光控制电路100的工作原理如下：
该灯管驱动电路100的输出单元118分别输出两个脉冲信号(DR1和DR2)到该变压器120的初级线圈122的两端。请参阅图2，是该两个脉冲信号的信号波形图。该两个脉冲信号的相位相反，占空比相等。该两个脉冲信号使该初级线圈122产生方向交替变化的电流，从而该次级线圈124感应产生一交流电压驱动该灯管130。
该反馈电路140采样该灯管120的电流，根据该电流产生一亮度信号，并输出该亮度信号到该亮度判断单元112。该亮度信号通常为一电压信号。
该亮度判断单元112具有一参考亮度，该亮度判断单元112接收该亮度信号后比较该亮度信号值与该参考亮度值，并根据不同的比较结果输出不同的控制信号。
当该亮度信号值大于或等于该参考亮度值时，该亮度判断单元112输出一保持信号到该输出单元118，该输出单元118根据该保持信号维持该两个脉冲信号不变。
当该亮度信号值小于该参考亮度值时，该亮度判断单元112输出一触发信号到该占空比调节单元114，该占空比调节单元114根据该触发信号输出一占空比调节信号到该输出单元118，该输出单元118根据该占空比调节信号将输出的两个脉冲信号的占空比调高一定范围(如调高1％)，进而驱动该灯管130的电流增大，亮度提高。
其中，该参考亮度的设定是使用者根据灯管尺寸和一般背光控制电路的特性确定，然而，应用不同的背光控制电路时，由于不同背光控制电路的特性和参数的差异，可能会发生该背光控制电路200无法达到该参考亮度的状况。
通常，若该灯管130的亮度一直未达到该参考亮度，该占空比调节单元114将持续输出该占空比调节信号到该输出单元118，使该输出单元118不断调高该两个脉冲信号的占空比。然而，当该两个脉冲信号的占空比超过其上限值50％，不仅该灯管130的亮度无法达到该参考亮度，而且该背光控制电路100会启动自动保护而关闭，影响该灯管130的正常工作。
发明内容
为解决现有技术中背光控制电路调节亮度时影响灯管的正常工作的问题，有必要提供一种调节亮度时不影响灯管的正常工作的背光控制电路。
另外，还有必要提供一种上述背光控制电路的控制方法。
一种背光控制电路，其包括一灯管、一变压器和一灯管驱动电路，该灯管驱动电路包括一占空比调节单元、一占空比判断单元和一输出单元，该输出单元输出两个脉冲信号到该变压器，该变压器产生一交流电压驱动该灯管，该占空比调节单元用来调节该两个脉冲信号的占空比以调节该灯管的亮度，该占空比判断单元保证该两个脉冲信号的占空比在一限定范围内。
一种背光控制电路的控制方法，该背光控制电路包括一灯管和一变压器，该变压器根据两个脉冲信号产生一交流电压驱动该灯管，该控制方法如下：调节该灯管的亮度时，判断该两个脉冲信号的占空比是否在一限定范围内，当该两个脉冲信号的占空比在该限定范围内，则调节占空比；当该两个脉冲信号的占空比达到该限定范围的上限值或下限值，则维持该两个脉冲信号的占空比不变。
相对于现有技术，该背光控制电路及其控制方法中，调节亮度时，判断该两个脉冲信号的占空比以保证该两个脉冲信号的占空比在该限定范围内，避免发生该两个脉冲信号的占空比超过限值而导致该背光驱动电路关闭的现象，从而该灯管可以正常工作。
附图说明
图1是一种现有技术背光控制电路的示意图。
图2是图1所示背光控制电路的两个脉冲信号的信号波形图。
图3是本发明背光控制电路第一实施方式的示意图。
图4是冷阴极射线管的阻抗与其驱动频率的关系示意图。
图5是图3所示背光控制电路的两个脉冲信号的信号波形图。
图6是本发明背光控制电路第二实施方式的示意图。
图7是本发明背光控制电路第三实施方式的示意图。
图8是本发明背光控制电路第四实施方式的示意图。
具体实施方式
请参阅图3，是本发明背光控制电路第一实施方式的示意图。该背光控制电路200包括一灯管驱动电路210、一变压器220、一灯管230和一反馈电路240。
该灯管驱动电路210与该变压器220构成一换流器以提供驱动该灯管230的交流电压。该反馈电路240连接于该灯管230与该灯管驱动电路210之间。该灯管驱动电路210根据该灯管230的亮度调节驱动该灯管230的交流电压。该灯管230为冷阴极射线管。
请参阅图4，是冷阴极射线管的阻抗与该交流电压的频率的关系示意图。其中，驱动冷阴极射线管的交流电压的频率为f0时，其阻抗最小。该背光控制电路200选择驱动该灯管230的交流电压的频率在该f0的左侧，即该交流电压的频率小于f0。
请再次参阅图3，该灯管驱动电路210包括一亮度判断单元212、一占空比判断单元213、一占空比调节单元214、一频率调节单元216和一输出单元218。该亮度判断单元212连接该占空比判断单元213和输出单元218，该占空比判断单元213连接该占空比调节单元214和该频率调节单元216，该占空比调节单元214连接该输出单元218，该频率调节单元216连接该输出单元218。
该变压器220包括一初级线圈222和一次级线圈224，该初级线圈222耦接到该灯管驱动电路210的输出单元，该次级线圈224的一端经由该灯管230接地，另一端经由该反馈电路240接地。该反馈电路240连接该亮度判断单元212。
该背光控制电路200的工作原理如下：
该输出单元218输出两个脉冲信号(DR1和DR2)分别到该变压器的初级线圈222的两端。请参阅图5，是该两个脉冲信号的信号波形图。该两个脉冲信号的相位相反，占空比相等。该两个脉冲信号使该初级线圈222产生方向交替变化的电流，从而该次级线圈224感应产生一交流电压驱动该灯管230。
该反馈电路240采样该灯管230的电流，根据该电流产生一亮度信号，并输出该亮度信号到该亮度判断单元212。该亮度信号通常为一电压信号。
该亮度判断单元212具有一参考亮度，其接收该亮度信号后比较该亮度信号值与该参考亮度值，并根据不同的比较结果输出不同的控制信号。
当该亮度信号值等于该参考亮度值，则该亮度判断单元212输出一保持信号到该输出单元218，该输出单元218根据该保持信号维持该两个脉冲信号不变。
当该亮度信号值小于该参考亮度值，该亮度判断单元212输出一第一触发信号到该占空比判断单元213。当该亮度信号值大于该参考亮度值，该亮度判断单元212输出一第二触发信号到该占空比判断单元213。
该占空比判断单元213接收该第一触发信号，先判断当前该两个脉冲信号的占空比是否小于或等于一上限值(如50％)。
当该两个脉冲信号的占空比小于该上限值，则该占空比判断单元213输出一第一占空比触发信号到该占空比调节单元214，该占空比调节单元214根据该第一占空比触发信号输出一第一占空比调节信号到该输出单元218，该输出单元218根据该第一占空比调节信号将该两个脉冲信号(DR1和DR2)的占空比调高一定范围(如调高1％)，使该灯管230的亮度提高。
当该两个脉冲信号的占空比等于该上限值，则该占空比判断单元214输出一第一频率触发信号到该频率调节单元216，该频率调节单元216根据该第一频率触发信号输出一第一频率调节信号到该输出单元，该输出单元218根据该第一频率调节信号将该两个脉冲信号(DR1和DR2)的频率调高，使该灯管230的亮度提高。
该占空比判断单元213接收该第二触发信号，先判断当前该两个脉冲信号的占空比是否大于或等于一下限值(可以根据实际情况自定，如25％)。
当该两个脉冲信号的占空比大于该下限值，该占空比判断单元213输出一第二占空比触发信号到该占空比调节单元214，该占空比调节单元214根据该第二占空比触发信号输出一第二占空比调节信号到该输出单元218，该输出单元218根据该第二占空比调节信号将两个脉冲信号(DR1和DR2)的占空比调低一定范围(如调低1％)，使该灯管230的亮度降低。
当该两个脉冲信号的占空比等于该下限值，则该占空比判断单元214输出一第二频率触发信号到该频率调节单元216，该频率调节单元216根据该第二频率触发信号输出一第二频率调节信号到该输出单元218，该输出单元218根据该第二频率调节信号将该两个脉冲信号(DR1和DR2)的频率调低，使该灯管230的亮度降低。
相对于现有技术，该背光控制电路200的灯管驱动电路210包括该占空比判断单元214，调高该灯管230的亮度时，其判断该两个脉冲信号的占空比是否达到该上限值，当该两个脉冲信号的占空比已达到该上限值，则不再继续提高该两个脉冲信号的占空比，避免发生该两个脉冲信号的占空比超过其上限值而导致该背光驱动电路200关闭的现象，从而该灯管230可以正常工作。
另外，该背光控制电路200的灯管驱动电路210还包括该频率调节单元216，调节该灯管230的亮度时，当该两个脉冲信号的占空比已达到该上限值或下限值，可以启动该频率调节单元216调节该两个脉冲信号的频率，进一步调节该灯管230的亮度，使该灯管230到达该参考亮度。
请参阅图6，是本发明背光控制电路第二实施方式的示意图。该背光控制电路300与第一实施方式的背光控制电路的区别在于：占空比调节单元314连接频率调节单元316，调节灯管330的亮度时，当占空比判断单元313判断该两个脉冲信号的占空比在该下限值与上限值的限定范围的内时，该占空比调节单元314接收该第一或第二占空比触发信号控制该输出单元318调节该两个脉冲信号的占空比后，进一步输出一第一或第二频率触发信号触发该频率调节单元316启动，从而该频率调节单元216输出第一或第二频率调节信号到该输出单元318，该输出单元318根据该第一或第二频率调节信号调节该两个脉冲信号的频率。
请参阅图7，是本发明背光控制电路第三实施方式的示意图。该背光控制电路400与第一实施方式的背光控制电路的区别在于：灯管驱动电路410进一步包括一频率判断单元415。占空比判断单元413连接该频率判断单元415，该频率判断单元415连接该输出单元418和该频率调节单元416。该频率调节单元416连接该输出单元418。
当该占空比判断单元413判断该两个脉冲信号的占空比已达到该限定范围的上限值或下限值，其输出该第三或第四频率触发信号触发该频率判断单元415，该频率判断单元415被触发后先判断此时该两个脉冲信号的频率是否在另一限定范围内，当该两个脉冲信号的频率在该另一限定范围内，该频率判断单元415输出第一或第二频率触发信号到该频率调节单元416，该频率调节单元416根据该第一或第二频率触发信号输出第一或第二频率调节信号到该输出单元418，该输出单元418根据该第一或第二频率调节信号调节该两个脉冲信号的频率；当该两个脉冲信号的频率已达到该另一限定范围的上限值或下限值，则该频率判断单元415输出一保持信号到该输出单元418，该输出单元418根据该保持信号维持该两个脉冲信号不变。
相对于现有技术，背光控制电路400不仅在调节亮度时可以使灯管430正常工作和达到参考亮度，而且进一步增加该频率判断单元415，可以保证该两个脉冲信号的频率限定在该另一限定范围内，避免该灯管430工作在较低或较高频率而降低该灯管430的工作寿命。
请参阅图8，是本发明背光控制电路第四实施方式的示意图。该背光控制电路500与第三实施方式的背光控制电路的区别在于：亮度判断单元512连接频率判断单元515，该频率判断单元515连接频率调节单元516和占空比判断单元513，该频率调节单元516连接该输出单元518，该占空比判断单元513连接占空比调节单元514和输出单元518，该占空比调节单元514连接该输出单元518。
调节灯管530的亮度时，该亮度判断单元512输出第一或第二触发信号到该频率判断单元515，该频率判断单元515根据该第一或第二触发信号判断两个脉冲信号的频率是否在该另一限定范围内，当该两个脉冲信号的频率在该另一限定范围内，则该频率判断单元515输出第一或第二频率触发信号到该频率调节单元516，该频率调节单元516根据该第一或第二频率触发信号输出第一或第二频率调节信号到该输出单元518，该输出单元518根据该第一或第二频率调节信号调节该两个脉冲信号的频率。
当该两个脉冲信号的频率达到该另一限定范围的上限值或下限值，该频率判断单元515输出一第三或第四触发信号到该占空比判断单元513，该占空比判断单元513先判断该两个脉冲信号的占空比是否在限定范围内，当该两个脉冲信号的占空比在该限定范围内，则该占空比判断单元513输出第一或第二占空比触发信号到该占空比调节单元514，该占空比调节单元514根据该第一或第二占空比触发信号输出第一或第二占空比调节信号到该输出单元518，该输出单元518根据该第一或第二占空比调节信号调节该两个脉冲信号的占空比。
本发明背光控制电路及其控制方法并不限于上述实施方式所述，如：第一实施方式中，若该背光控制电路200选择驱动该灯管230的交流电压的频率在该f0的右侧，该输出单元218接收该第一频率调节信号，调低该两个脉冲信号的频率以调高该灯管230的亮度；该输出单元218接收该第二频率调节信号，调高该两个脉冲信号的频率以调低该灯管230的亮度。
另外，第一实施方式中，可以进一步增加一调光控制器，其连接该亮度判断单元212，当使用者或者外界需要调节亮度时，则控制该调光控制器输出一参考亮度改变信号到该亮度判断单元212，该亮度判断单元212根据该参考亮度改变信号改变参考亮度，从而调节该背光控制电路200的亮度。

Claims (9)

1.一种背光控制电路，其包括一灯管、一变压器和一灯管驱动电路，该灯管驱动电路包括一占空比调节单元与一输出单元，该输出单元输出两个占空比相等、相位相反的脉冲信号到该变压器，该变压器产生一交流电压驱动该灯管，该占空比调节单元用来调节该两个脉冲信号的占空比以调节该灯管的亮度，其特征在于：该灯管驱动电路还包括一占空比判断单元，该占空比判断单元用来判断该两个脉冲信号的占空比并保证该两个脉冲信号的占空比在一限定范围内，其中该限定范围的上限值为50％。
2.如权利要求1所述的背光控制电路，其特征在于：该灯管驱动电路进一步包括一亮度判断单元，用来判断该灯管的亮度是否达到一参考亮度。
3.如权利要求2所述的背光控制电路，其特征在于：该背光控制电路进一步包括一反馈电路，该反馈电路采样该灯管的电流并输出一亮度信号到该亮度判断单元。
4.如权利要求2所述的背光控制电路，其特征在于：该灯管驱动电路还包括一频率调整单元，用来调节该两个脉冲信号的频率以调节该灯管的亮度。
5.如权利要求4所述的背光控制电路，其特征在于：该灯管驱动电路进一步包括一频率判断单元，用来判断该两个脉冲信号的频率是否在另一限定范围内，并保证该两个脉冲信号的频率在该另一限定范围内。
6.如权利要求1所述的背光控制电路，其特征在于：该变压器包括一初级线圈及一次级线圈，该初级线圈接收该两个脉冲信号，该次级线圈产生该交流电压。
7.一种背光控制电路的控制方法，该背光控制电路包括一灯管和一变压器，该变压器根据两个占空比相等、相位相反的脉冲信号产生一交流电压驱动该灯管，该控制方法如下：
调节该灯管的亮度时，判断该两个脉冲信号的占空比是否在一限定范围内，其中，该限定范围的上限值为50％，当该两个脉冲信号的占空比在该限定范围内，则调节占空比；当该两个脉冲信号的占空比达到该限定范围的上限值或下限值，则维持该两个脉冲信号的占空比不变。
8.如权利要求7所述的背光控制电路的控制方法，其特征在于：该控制方法进一步包括一步骤：当该两个脉冲信号的占空比达到该限定范围的上限值或下限值，则调节该两个脉冲信号的频率以调节该灯管的亮度。
9.如权利要求8所述的背光控制电路的控制方法，其特征在于：该控制方法还包括一步骤：将该两个脉冲信号的频率限定在另一限定范围内。
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