СВЕТОДИОДНЫЕ ИСТОЧНИКИ ПОДСВЕТКИ ДЛЯ ЖИДКОКРИСТАЛЛИЧЕСКИХ УСТРОЙСТВ И ЖИДКОКРИСТАЛЛИЧЕСКИЕ УСТРОЙСТВА Российский патент 2018 года по МПК G09G3/34 

1. ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

[0001] Настоящее изобретение относится к технологиям жидкокристаллических дисплеев, и в частности к светодиодному (LED) источнику подсветки для жидкокристаллических устройств (LCD) и к жидкокристаллическим устройствам (LCD).

2. ОБСУЖДЕНИЕ СУЩЕСТВУЮЩЕГО УРОВНЯ ТЕХНИКИ

[0002] С развитием технологий отображений решения для подсветки существенно улучшились. Одним из распространенных источников подсветки жидкокристаллических устройств (ЖК-устройств) является флуоресцентная лампа с холодным катодом (CCFL). Однако, поскольку CCFL характеризуется снижением цветности, снижением КПД освещенности, высокими напряжением разряда, плохими характеристиками разряда при низкой температуре, а кроме того, поскольку CCFL требуется длительное время для достижения стабильной шкалы серого, недавно разработана технология источника светодиодной подсветки.

[0003] На фиг.1 показана принципиальная схема одного обычного источника светодиодной подсветки ЖК-устройств. Как показано, источник светодиодной подсветки включает цепь усиления, цепь управления подсветкой и светодиодную строку. Цепь усиления включает индуктивность (L), выпрямительный диод (D1), первый МОП-транзистор (Q1), конденсатор (С) и первый резистор (R1). На один вывод индуктивности (L) подается входное напряжение (Vin). Другой вывод индуктивности (L) подсоединяется к положительному выводу выпрямительного диода (D1) и к стоку первого МОП-транзистора (Q1). Затвор первого МОП-транзистора (Q1) управляется посредством первого меандра (PWM1), обеспечиваемого цепью управления подсветкой. Исток первого МОП-транзистора (Q1) заземлен через первый резистор (R1). На отрицательный вывод выпрямительного диода (D1) подается выходное напряжение (Vout) и обеспечивается выходное напряжение (Vout) для светодиодной строки. Отрицательный вывод выпрямительного диода (D1) заземлен через конденсатор (С). Отрицательный вывод светодиодной строки также подсоединяется к второму МОП-транзистору (Q2). Сток второго МОП-транзистора (Q2) подсоединяется к отрицательному выводу светодиодной строки. Исток второго МОП-транзистора (Q2) заземлен через третий резистор (R3). Затвор второго МОП-транзистора (Q2) управляется посредством второго меандра (PWM2), обеспечиваемого цепью управления подсветкой. Рабочий ток светодиодной строки может быть увеличен или уменьшен посредством изменения коэффициента заполнения второго меандра (PWM2). Кроме того, цепь управления подсветкой также включает второй резистор (R2) для обеспечения управляющей частоты первого меандра (PWM1), подаваемого на затвор первого МОП-транзистора (Q1).

[0004] Когда электропитание ЖК-устройства отключается, входное напряжение (Vin) источника светодиодной подсветки уменьшается до нуля. Цепь управления подсветкой может не завершать работу мгновенно благодаря конденсатору и более широкому диапазону напряжений питания цепи управления подсветкой. Однако в этот период времени выходное напряжение (Vout) светодиодной строки не меняется. Это может привести к тому, что коэффициент заполнения первого меандра (PWM1), подаваемого на затвор первого МОП-транзистора (Q1), может увеличиться, хотя входное напряжение (Vin) уменьшилось. По этой причине период накопления энергии (D×T) в пределах рабочего периода (Т) первого меандра (PWM1) для индуктивности (L) увеличивается, что приводит к увеличению максимального тока для индуктивности (L) и увеличения входного тока (Iin) источника светодиодной подсветки. По этой причине скачкообразно увеличенный входной ток может повредить электрические компоненты источника светодиодной подсветки.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0005] В одном аспекте модуль подсветки включает: светопроводящую панель, включающую по меньшей мере одну поверхность, на которую падает освещение; модуль источник света, расположенный близко от поверхности, на которую падает освещение; модуль преобразования света, зафиксированный между модулем источника света и поверхностью, на которую падает освещение, и модуль преобразования света преобразует световые лучи, испускаемые модулем источника света, в белые световые лучи.

[0006] В одном аспекте источник светодиодной подсветки для ЖК-устройств включает: цепь усиления для повышения входного напряжения до рабочего напряжения, необходимого для светодиодной строки; модуль контроля тока, подсоединяющийся к отрицательному выводу светодиодной строки для регулировки рабочего тока светодиодной строки; цепь детектирования напряжения, детектирующая, уменьшилось ли входное напряжение, и обеспечивающая управляющие сигналы для цепи управления подсветкой, если определено, что входное напряжение уменьшилось; и цепь управления подсветкой выполнена с возможностью обеспечения первого меандра для цепи усиления для повышения напряжения, чтобы обеспечить второй меандр для модуля контроля тока с целью регулировки тока и с целью уменьшения входного тока при приеме управляющих сигналов от цепи детектирования напряжения.

[0007] Отличающийся тем, что цепь детектирования напряжения включает: делитель, выполненный с возможностью деления входного напряжения для генерации сравнивающего напряжения; компаратор, выполненный с возможностью сравнивать сравнивающее напряжение и опорное напряжение; и цепь регулировки частоты, выполненную с возможностью управлять цепью управления подсветкой, чтобы увеличить частоту первого меандра, подаваемого в цепь усиления, если определено, что сравнивающее напряжение меньше, чем опорное напряжение, для уменьшения входного тока.

[0008] Отличающийся тем, что делитель включает первый резистор и как второй резистор, один вывод первого резистора принимает входное напряжение, другой вывод первого резистора подсоединяется к одному выводу второго резистора и к отрицательному вводу компаратора, и другой вывод второго резистора заземлен.

[0009] Отличающийся тем, что цепь регулировки частоты включает второй МОП-транзистор, третий резистор и четвертый резистор, затвор второго МОП-транзистора подсоединяется к выводу компаратора, сток второго МОП-транзистора подсоединяется к одному выводу третьего резистора и к цепи управления подсветкой, исток второго МОП-транзистора подсоединяется к одному выводу четвертого резистора, и другой вывод третьего резистора и другой вывод четвертого резистора заземлены.

[0010] Отличающийся тем, что цепь регулировки частоты включает второй МОП-транзистор, третий резистор и четвертый резистор, затвор второго МОП-транзистора подсоединяется к выводу компаратора, сток второго МОП-транзистора подсоединяется к одному выводу третьего резистора и к цепи управления подсветкой, исток второго МОП-транзистора подсоединяется к одному выводу четвертого резистора и другой вывод третьего резистора и другой вывод четвертого резистора заземлены.

[0011] Отличающийся тем, что цепь детектирования напряжения включает: делитель, выполненный с возможностью деления входного напряжения для генерации сравнивающего напряжение; а блок микроконтроллера (MCU), выполненный с возможностью детектирования, уменьшилось ли сравнивающее напряжение; и блок микроконтроллера управляет цепью управления подсветкой для уменьшения коэффициента заполнения второго меандра, подаваемого на модуль контроля тока, если определено, что сравнивающее напряжение уменьшилось, чтобы уменьшить рабочий ток светодиодной строки и входной ток.

[0012] Отличающийся тем, что делитель включает первый резистор и второй резистор, один вывод первого резистора предназначен для приема входного напряжения, другой вывод первого резистора подсоединяется к одному выводу второго резистора и к блоку микроконтроллера, и другой вывод второго резистора заземлен.

[0013] Отличающийся тем, что 1цепь усиления включает: индуктивность, первый МОП-транзистор, выпрямительный диод и конденсатор; и отличающийся тем, что один вывод индуктивность выполнен с возможностью принимать входное напряжение, и другой вывод индуктивности подсоединяется к положительному выводу выпрямительного диода и к стоку первого МОП-транзистора, а отрицательный вывод выпрямительного диода подсоединяется к положительному выводу светодиодной строки и к одному выводу конденсатора, затвор первого МОП-транзистора подсоединяется к цепи управления подсветкой, и исток первого МОП-транзистора и другой вывод конденсатора заземлены.

[0014] Отличающийся тем, что модуль контроля тока включает третий МОП-транзистор и пятый резистор, затвор третьего МОП-транзистора подсоединяется к цепи управления подсветкой, сток третьего МОП-транзистора подсоединяется к отрицательному выводу светодиодной строки, исток третьего МОП-транзистора подсоединяется к одному выводу пятого резистора 122, и другой вывод пятого резистора заземлен.

[0015] Отличающийся тем, светодиодная строка включает заданное количество светодиодов.

[0016] В другом аспекте ЖК-устройство включает жидкокристаллическую панель и модуль подсветки, расположенный напротив жидкокристаллической панели; модуль подсветки обеспечивает источник света дисплея жидкокристаллической панели для обеспечения жидкокристаллической панели возможности отображать изображения, модуль подсветки включает указанный выше светодиодный источник подсветки.

[0017] Ввиду вышесказанного входной ток источника светодиодной подсветки уменьшается, когда подача питания на ЖК-устройство прекращается. Таким образом электрические компоненты защищены от повреждения скачкообразно увеличенным входным током.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

[0018] На фиг. 1 представлена схема одного обычного источника светодиодной подсветки ЖК-устройств.

[0019] На фиг. 2 представлена блок-схема источника светодиодной подсветки ЖК-устройства в соответствии с первым вариантом осуществления изобретения.

[0020] На фиг. 3 представлена принципиальная схема источника светодиодной подсветки ЖК-устройства в соответствии с первым вариантом осуществления изобретения.

[0021] На фиг. 4 представлена блок-схема источника светодиодной подсветки ЖК-устройства в соответствии со вторым вариантом осуществления изобретения.

[0022] На фиг. 5 представлена принципиальная схема источника светодиодной подсветки ЖК-устройства в соответствии со вторым вариантом осуществления изобретения.

[0023] На фиг. 6 представлена схема ЖК-устройства в соответствие с одним из вариантов осуществления изобретения.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0024] Далее более подробно описаны примеры осуществления настоящего изобретения со ссылками на чертежи, на которых показаны некоторые из вариантов осуществления. На чертежах толщина слоев и областей может быть для ясности понимания преувеличена. Чтобы избежать путаницы, связанной с детальным описанием хорошо известных структур и/или функций в последующем описании настоящего изобретения, хорошо известные структуры могут быть опущены, а функции описаны без детализации.

[0025] На фиг. 2 представлена блок-схема источника светодиодной подсветки ЖК-устройства в соответствии с первым вариантом осуществления изобретения. На фиг. 3 показана принципиальная схема источника светодиодной подсветки ЖК-устройства в соответствии с первым вариантом осуществления изобретения.

[0026] Как показано на фиг. 2 и 3, источник светодиодной подсветки включает цепь усиления 110, модуль контроля тока 120, цепь детектирования напряжения 130, цепь управления подсветкой 140 и светодиодную строку 150.

[0027] В частности, цепь усиления 110 может быть индуктивной цепью усиления для повышения входного напряжения (Vin) до рабочего напряжения, необходимого для светодиодной строки 150. Цепь усиления 110 включает индуктивность 111, первый МОП-транзистор 112, выпрямительный диод 113 и конденсатор 114. В этом варианте осуществления изобретения один вывод индуктивности 111 выполнен с возможностью принимать входное напряжение (Vin), а другой вывод индуктивности 111 подсоединяется к положительному выводу выпрямительного диода 113 и к стоку первого МОП-транзистора 112. Отрицательный вывод выпрямительного диода 113 подсоединяется к положительному выводу светодиодной строки 150 и к одному выводу конденсатора 114. Затвор первого МОП-транзистора 112 подсоединяется к цепи управления подсветкой 140. Исток первого МОП-транзистора 112 и другой вывод конденсатора 114 заземлены. Следует понимать, что цепь усиления не ограничивается представленной на фиг.3 цепью 110.

[0028] В цепи усиления 110 индуктивность 111 является компонентом преобразования энергии для конвертации электрической и магнитной энергии. Затвор первого МОП-транзистора 112 получает высокоуровневые сигналы первого меандра (PWM1), обеспечиваемого цепью управления подсветкой 140, и затем индуктивность 111 преобразует электрическую энергию в магнитную энергию и сохраняет магнитную энергию. Кроме того, электрическая энергия и входное напряжение (Vin) перекрываются, и затем фильтруются выпрямительным диодом 113 и конденсатором 114 для получения напряжения постоянного тока (DC), работающего в качестве рабочего напряжения, необходимого для светодиодной строки 150. Поскольку напряжение постоянного тока перекрывается электрической энергией, преобразованной из магнитной энергии входного напряжения (Vin) и индуктивности 111, напряжение постоянного тока превышает входное напряжение (Vin).

[0029] Светодиодная строка 150 работает как источник светодиодной подсветки ЖК-устройства. Светодиодная строка 150 включает заданное количество светодиодов, соединенных последовательно. Светодиодная строка 150 получает необходимое рабочее напряжение от цепи усиления 110. Число светодиодов в светодиодной строке 150 (N) удовлетворяет уравнению ниже, причем N-целое положительное число.

N×Vd≤Vs;

[0030] Причем Vd представляет напряжение испускания света для каждого из светодиодов, и Vs представляет необходимое рабочее напряжение светодиодной строки 150, получаемое от цепи усиления 110.

[0031] К примеру, когда Vd равно 6.5 V, Vs равно 24 V, N≤3.

[0032] Модуль контроля тока 120 подсоединяется к отрицательному выводу светодиодной строки 150 для регулировки рабочего тока светодиодной строки 150. Модуль контроля тока 120 включает третий МОП-транзистор 121 и пятый резистор 122. Затвор третьего МОП-транзистора 121 подсоединяется к цепи управления подсветкой 140. Сток третьего МОП-транзистора 121 подсоединяется к отрицательному выводу светодиодной строки 150. Исток третьего МОП-транзистора 121 подсоединяется к одному выводу пятого резистора 122. Другой вывод пятого резистора 122 заземлен.

[0033] На затвор третьего МОП-транзистора 121 подается второй меандр (PWM2). Цепь управления подсветкой 140 увеличивает или уменьшает рабочий ток светодиодной строки 150 посредством изменения коэффициента заполнения второго меандра (PWM2). В рассматриваемом варианте осуществления изобретения рабочий ток светодиодной строки 150 не меняется.

[0034] Цепь детектирования напряжения 130 выполнена с возможностью детектировать, уменьшилось ли входное напряжение (Vin), например, когда электропитание ЖК-устройства отключается, входное напряжение (Vin), подаваемое на источник светодиодной подсветки, уменьшается до нуля. Цепь детектирования напряжения 130 обеспечивает управляющие сигналы, если определено, что входное напряжение (Vin) уменьшилось. В рассматриваемом варианте осуществления изобретения цепь детектирования напряжения 130 включает делитель 131, компаратор 132 и цепь регулировки частоты 133.

[0035] Делитель 131 выполнен с возможностью деления входного напряжения (Vin) для генерации сравнивающего напряжения (Vc). Делитель 131 включает первый резистор 1311 и второй резистор 1312. Один вывод первого резистора 1311 предназначен для приема входного напряжения (Vin). Другой вывод первого резистора 1311 подсоединяется к одному выводу второго резистора 1312 и к отрицательному вводу компаратор 132. Другой вывод второго резистора 1312 заземлен.

[0036] Компаратор 132 выполнен с возможностью сравнивать сравнивающее напряжение (Vc) и опорное напряжение (Vref). Отрицательный ввод компаратора 132 подсоединяется к другому выводу первого резистора 1311. Положительный ввод компаратора 132 выполнен с возможностью принимать опорное напряжение (Vref). Вывод компаратора 132 подсоединяется к затвору второго МОП-транзистора 1331 цепи регулировки частоты 133. Необходимо отметить, что при нормальной работе ЖК-устройства опорное напряжение (Vref) равно сравнивающему напряжению (Vc).

[0037] Цепь регулировки частоты 133 выполнена с возможностью управлять цепью управления подсветкой 140. Когда сравнивающее напряжение (Vc) меньше опорного напряжения (Vref), цепь управления подсветкой 140 увеличивает частоту первого меандра (PWM1), подаваемого на затвор первого МОП-транзистора 112 цепи усиления 110. Вследствие этого входной ток (Iin) уменьшается. Цепь регулировки частоты 133 включает второй МОП-транзистор 1331, третий резистор 1332 и четвертый резистор 1333. Затвор второго МОП-транзистора 1331 подсоединяется к выводу компаратора 132. Сток второго МОП-транзистора 1331 подсоединяется к одному выводу третьего резистора 1332 и к цепи управления подсветкой 140. Исток второго МОП-транзистора 1331 подсоединяется к одному выводу четвертого резистора 1333. Другой вывод третьего резистора 1332 и другой вывод четвертого резистора 1333 заземлены.

[0038] Далее будет описан процесс увеличения частоты первого меандра (PWM1) в соответствии со сказанным выше.

[0039] При нормальной работе входное напряжение (Vin) и сравнивающее напряжение (Vc) не меняется, то есть стабильно, и отличается тем, что Vc=Vin×R2/ (R1+R2). R1 представляет значение сопротивления первого резистора 1311, R2 представляет значение сопротивления второго резистора 1312. Поскольку опорное напряжение (Vref) равно сравнивающему напряжению (Vc), выходное напряжение на выводе компаратора 132 равно нулю. Частота первого меандра (PWM1) обратно пропорциональная значению сопротивления (R3) третьего резистора 1332. Первый меандр (PWM1) подается на цепь управления подсветкой 140 к затвору первого МОП-транзистора 112 цепи усиления 110. Когда затвор второго МОП-транзистора 1331 получает низкоуровневые сигналы, второй МОП-транзистор 1331 закрывается. Кроме того, значение сопротивления (R3) третьего резистор 1332, частота первого меандра (PWM1) и входной ток (Iin) не меняются.

[0040] В одном из вариантов осуществления изобретения, когда ЖК-устройство выключается, источник светодиодной подсветки вынужденно работает с постоянной мощностью, таким образом входное напряжение (Vin) и сравнивающее напряжение (Vc) уменьшается, где V_c=Vin×R2/(R1+R2). В этот момент опорное напряжение (Vref) больше, чем сравнивающее напряжение (Vc). Вывод компаратора 132 выводит высокое напряжение. Затвор второго МОП-транзистора 1331 получает высокоуровневые сигналы для включения второго МОП-транзистора 1331. Третий резистор 1332 и четвертый резистор 1333 подсоединены параллельно. Частота первого меандра (PWM1) обратно пропорционально значению сопротивления (R3×R4/(R3+R4)) третьего резистора 1332 и четвертого резистора 1333, соединенных параллельно, причем R4 представляет значение сопротивления четвертого резистора 1333. Поскольку значение сопротивления (R3×R4/(R3+R4)) больше, чем значение сопротивления (R3), частота первого меандра (PWM1) увеличится. Другими словами, рабочий период (Т) первого меандра (PWM1) уменьшится. Период накопления энергии (D×T) индуктивностью 111 в пределах рабочего периода (Т) первого меандра (PWM1) уменьшится. Также существенно снизится максимальный ток индуктивности 111, и снизится входной ток (Iin), что сбережет электрические компоненты от повреждения скачкообразно увеличенным входным током.

[0041] На фиг. 4 представлена блок-схема источника светодиодной подсветки ЖК-устройства в соответствии со вторым вариантом осуществления изобретения. На фиг. 5 показана принципиальная схема источника светодиодной подсветки ЖК-устройства в соответствии со вторым вариантом осуществления изобретения.

[0042] Как показано на фиг. 4 и 5, источник светодиодной подсветки по второму варианту осуществления изобретения включает цепь усиления 110, модуль контроля тока 120, цепь детектирования напряжения 130, цепь управления подсветкой 140 и светодиодную строку 150.

[0043] В частности, цепь усиления 110 может быть индуктивной цепью усиления для повышения входного напряжения (Vin) до рабочего напряжения, необходимого для светодиодной строки 150. Цепь усиления 110 включает индуктивность 111, первый МОП-транзистор 112, выпрямительный диод 113 и конденсатор 114. В рассматриваемом варианте осуществления изобретения один вывод индуктивности 111 выполнен с возможностью принимать входное напряжение (Vin), а другой вывод индуктивности 111 подсоединяется к положительному выводу выпрямительного диода 113 и к стоку первого МОП-транзистора 112. Отрицательный вывод выпрямительного диода 113 подсоединяется к положительному выводу светодиодной строки 150 и к одному выводу конденсатор 114. Затвор первого МОП-транзистора 112 подсоединяется к цепи управления подсветкой 140. Сток первого МОП-транзистор 112 и другой вывод конденсатора 114 заземлены. Следует понимать, что цепь усиления не ограничивается цепью усиления 110, показанной на фиг. 3.

[0044] В цепи усиления 110 the индуктивность 111 является компонентом преобразования энергии для конвертации электрической и магнитной энергии. Затвор первого МОП-транзистора 112 получает высокоуровневые сигналы первого меандра (PWM1), обеспечиваемого цепью управления подсветкой 140, и затем индуктивность 111 преобразует электрическую энергию в магнитную энергию и запасает магнитную энергию. Кроме того, электрическая энергия и входное напряжение (Vin) перекрываются и затем фильтруются выпрямительным диодом 113 и конденсатором 114, чтобы получить напряжение постоянного тока, работающее как рабочее напряжение, необходимое для светодиодной строки 150. Поскольку напряжение постоянного тока перекрывается электрической энергией, конвертированной из магнитной энергии входного напряжения (Vin) и индуктивности 111, напряжение постоянного тока будет больше, чем входное напряжение (Vin).

[0045] Светодиодная строка 150 работает как источник подсветки ЖК-устройства. Светодиодная строка 150 включает заданное количество светодиодов, соединенных последовательно. Светодиодная строка 150 получает необходимое рабочее напряжение от цепи усиления 110. Число светодиодов в одной светодиодной строке 150 (N) удовлетворяет уравнению ниже, причем N - положительное целое число:

N×Vd≤Vs;

[0046] Причем Vd представляет напряжение испускания света для каждого из светодиодов, a Vs представляет необходимое рабочее напряжение светодиодной строки 150, получаемое от цепи усиления 110.

[0047] Например, если Vd равно 6.5 V, Vs равно 24 V, N≤3.

[0048] Модуль контроля тока 120 подсоединяется к отрицательному выводу светодиодной строки 150 для регулировки рабочего тока светодиодной строки 150. Модуль контроля тока 120 включает третий МОП-транзистор 121 и пятый резистор 122. Затвор третьего МОП-транзистора 121 подсоединяется к цепи управления подсветкой 140. Сток третьего МОП-транзистора 121 подсоединяется к отрицательному выводу светодиодной строки 150. Исток третьего МОП-транзистора 121 подсоединяется к одному выводу пятого резистора 122. Другой вывод пятого резистора 122 заземлен.

[0049] На затвор третьего МОП-транзистора 121 подается второй меандр (PWM2). Цепь управления подсветкой 140 увеличивает или уменьшает рабочий ток светодиодной строки 150 посредством изменения коэффициента заполнения второго меандра (PWM2). В данном варианте осуществления изобретения рабочий ток светодиодной строки 150 остается постоянным.

[0050] Цепь детектирования напряжения 130 выполнена с возможностью детектировать, уменьшилось ли входное напряжение (Vin). Например, когда электропитание ЖК-устройства отключается, входное напряжение (Vin), обеспечиваемое источнику светодиодной подсветки, уменьшается до нуля. Цепь детектирования напряжения 130 обеспечивает управляющие сигналы, если определено, что входное напряжение (Vin) уменьшилось. В данном варианте осуществления изобретения цепь детектирования напряжения 130 включает делитель 131 и блок микроконтроллера (MCU) 134.

[0051] Делитель 131 выполнен с возможностью деления входного напряжения (Vin) для генерации сравнивающего напряжения (Vc). Делитель 131 включает первый резистор 1311 и второй резистор 1312. Один вывод первого резистора 1311 предназначен для приема входного напряжения (Vin). Другой вывод первого резистора 1311 подсоединяется к одному выводу второго резистора 1312 и к блоку микроконтроллера 134. Другой вывод второго резистора 1312 заземлен.

[0052] Блок микроконтроллера 134 выполнен с возможностью детектировать, уменьшилось ли сравнивающее напряжение (Vc). Блок микроконтроллера 134 управляет цепью управления подсветкой 140 для уменьшения коэффициента заполнения второго меандра (PWM2), подаваемого на модуль контроля тока 120. Таким образом, рабочий ток светодиодной строки 150 уменьшается для уменьшения входного тока (Iin).

[0053] Далее описывается процесс увеличения частоты второго меандра (PWM2) в соответствии со сказанным выше.

[0054] При нормальной работе входное напряжение (Vin) и сравнивающее напряжение (Vc) не меняется, или стабильно, причем Vc=Vin×R2/R1+R2. Здесь R1 представляет значение сопротивления первого резистора 1311, R2 представляет значение сопротивления второго резистора 1312. В этот момент коэффициент заполнения второго меандра (PWM2) модуля контроля тока 120, обеспечиваемого цепью управления подсветкой 140, поддерживается так, чтобы быть тем же самым, что и в цепи управления подсветкой 140, управляемой блоком микроконтроллера 134. Кроме того, рабочий ток светодиодной строки 150 и входной ток (Iin) не меняются.

[0055] В одном из вариантов осуществления изобретения, когда электропитание ЖК-устройства отключается, источник светодиодной подсветки вынужден работать с постоянной мощностью, и таким образом входное напряжение (Vin) и сравнивающее напряжение (Vc) уменьшается, причем Vc=Vin×R2/(R1+R2). В этот момент коэффициент заполнения второго меандра (PWM2) модуля контроля тока 120, обеспечиваемого цепью управления подсветкой 140, уменьшается в ответ на управление блоком микроконтроллера 134. Таким образом, рабочий ток светодиодной строки 150 и входной ток (Iin) уменьшаются, что предотвращает повреждение электрических компонентов скачкообразно увеличенным входным током.

[0056] На фиг. 6 схематически показано ЖК-устройство в соответствии с одним из вариантов осуществления изобретения.

[0057] Как показано на фиг. 6, жидкокристаллическое устройство включает жидкокристаллическую панель 200 и модуль подсветки 100, расположенный напротив жидкокристаллической панели 200. Модуль подсветки 100 обеспечивает источник света дисплея для жидкокристаллической панели 200 таким образом, что жидкокристаллическая панель 200 отображает изображения. Модуль подсветки 100 может быть источником светодиодной подсветки в соответствии с первым или вторым вариантом осуществления изобретения.

[0058] Предполагается, что рассмотренные варианты осуществления изобретения и их преимущества понятны из представленного описания, и очевидно, что при осуществлении изобретения могут быть внесены различные изменения без выхода за объем и сущность изобретения и без ущерба для обеспечиваемых изобретением материальных преимуществ, а приведенные выше примеры описывают лишь предпочтительные или примерные варианты осуществления изобретения.

Изобретение относится к технологиям жидкокристаллических дисплеев. Техническим результатом является обеспечение защиты электрических компонентов от повреждения скачкообразно увеличенным входным током. Источник светодиодной подсветки включает цепь усиления, модуль контроля тока, цепь детектирования напряжения и цепь управления подсветкой. Цепь усиления повышает входное напряжение до рабочего напряжения светодиодной строки. Модуль контроля тока подсоединен к отрицательному выводу светодиодной строки для регулировки рабочего тока светодиодной строки. Цепь детектирования напряжения детектирует, уменьшилось ли входное напряжение, и обеспечивает управляющие сигналы для цепи управления подсветкой, если определено, что входное напряжение уменьшилось. Цепь управления подсветкой выполнена с возможностью обеспечения первого меандра для цепи усиления для повышения напряжения, обеспечения второго меандра для модуля контроля тока с целью регулировки тока и для уменьшения входного тока при приеме управляющих сигналов от цепи детектирования напряжения. 2 н. и 14 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Источник светодиодной подсветки для жидкокристаллического устройства, включающий:

цепь усиления для повышения входного напряжения до рабочего напряжения, требуемого светодиодной строкой;

модуль контроля тока, подсоединяющийся к отрицательному выводу светодиодной строки для регулировки рабочего тока светодиодной строки;

цепь детектирования напряжения, детектирующую, уменьшилось ли входное напряжение, и обеспечивающую управляющие сигналы для цепи управления подсветкой, если определено, что входное напряжение уменьшилось; и

цепь управления подсветкой, выполненную с возможностью обеспечения первого меандра для цепи усиления для повышения напряжения с обеспечением второго меандра для модуля контроля тока с целью регулировки тока и для уменьшения входного тока при приеме управляющих сигналов от цепи детектирования напряжения,

отличающийся тем, что цепь детектирования напряжения включает:

делитель, выполненный с возможностью деления входного напряжения для генерации сравнивающего напряжения;

компаратор, выполненный с возможностью сравнивать сравнивающее напряжение и опорное напряжение; и

цепь регулировки частоты, выполненную с возможностью управлять цепью управления подсветкой, чтобы увеличить частоту первого меандра, подаваемого на цепь усиления, если определено, что сравнивающее напряжение меньше, чем опорное напряжение, чтобы уменьшить входной ток,

причем цепь регулировки частоты включает второй МОП-транзистор, третий резистор и четвертый резистор, затвор второго МОП-транзистора подсоединяется к выводу компаратора, сток второго МОП-транзистора подсоединяется к одному выводу третьего резистора и к цепи управления подсветкой, исток второго МОП-транзистора подсоединяется к одному выводу четвертого резистора, и другой вывод третьего резистора и другой вывод четвертого резистора заземлены.

2. Источник светодиодной подсветки по п. 1, отличающийся тем, что делитель включает первый резистор и второй резистор, один вывод первого резистора предназначен для приема входного напряжения, другой вывод первого резистора подсоединен к одному выводу второго резистора и к отрицательному вводу компаратора и другой вывод второго резистора заземлен.

3. Источник светодиодной подсветки по п. 2, отличающийся тем, что цепь регулировки частоты включает второй МОП-транзистор, третий резистор и четвертый резистор, затвор второго МОП-транзистора подсоединяется к выводу компаратора, сток второго МОП-транзистора подсоединяется к одному выводу третьего резистора и к цепи управления подсветкой, исток второго МОП-транзистора подсоединяется к одному выводу четвертого резистора и другой вывод третьего резистора и другой вывод четвертого резистора заземлены.

4. Источник светодиодной подсветки по п. 1, отличающийся тем, что цепь детектирования напряжения включает:

делитель, выполненный с возможностью деления входного напряжения для генерации сравнивающего напряжения;

блок микроконтроллера (MCU), выполненный с возможностью детектирования, уменьшилось ли сравнивающее напряжение; и причем

блок микроконтроллера управляет цепью управления подсветкой для уменьшения коэффициента заполнения второго меандра, подаваемого на модуль контроля тока, если определено, что сравнивающее напряжение уменьшилось, чтобы уменьшить рабочий ток светодиодной строки и входной ток.

5. Источник светодиодной подсветки по п. 4, отличающийся тем, что делитель включает первый резистор и второй резистор, один вывод первого резистора предназначен для приема входного напряжения, другой вывод первого резистора подсоединяется к одному выводу второго резистора и к блоку микроконтроллера и другой вывод второго резистора заземлен.

6. Источник светодиодной подсветки по п. 1, отличающийся тем, что цепь усиления включает:

индуктивность, первый МОП-транзистор, выпрямительный диод и конденсатор; и

причем один вывод индуктивности выполнен с возможностью принимать входное напряжение и другой вывод индуктивности подсоединяется к положительному выводу выпрямительного диода и к стоку первого МОП-транзистора, отрицательный вывод выпрямительного диода подсоединяется к положительному выводу светодиодной строки и к одному выводу конденсатора, а затвор первого МОП-транзистора подсоединяется к цепи управления подсветкой и исток первого МОП-транзистора и другой вывод конденсатора заземлены.

7. Источник светодиодной подсветки по п. 1, отличающийся тем, что модуль контроля тока включает третий МОП-транзистор и пятый резистор, затвор третьего МОП-транзистора подсоединяется к цепи управления подсветкой, сток третьего МОП-транзистора подсоединяется к отрицательному выводу светодиодной строки, исток третьего МОП-транзистора подсоединяется к одному выводу пятого резистора 122 и другой вывод пятого резистора заземлен.

8. Источник светодиодной подсветки по п. 1, отличающийся тем, что светодиодная строка включает заданное количество светодиодов.

9. Жидкокристаллическое устройство, включающее:

жидкокристаллическую панель и модуль подсветки, расположенный напротив жидкокристаллической панели, модуль подсветки обеспечивает источник света дисплея для жидкокристалличекой панели так, что жидкокристаллическая панель отображает изображения, модуль подсветки включает источник светодиодной подсветки, причем источник светодиодной подсветки включает:

цепь усиления для повышения входного напряжения до рабочего напряжения, требуемого светодиодной строкой;

модуль контроля тока, подсоединяющийся к отрицательному выводу светодиодной строки для регулировки рабочего тока светодиодной строки;

цепь детектирования напряжения, детектирующую, уменьшилось ли входное напряжение, и обеспечивающую управляющие сигналы для цепи управления подсветкой, если определено, что входное напряжение уменьшилось; и

цепь управления подсветкой, выполненную с возможностью обеспечения первого меандра для цепи усиления для повышения напряжения с обеспечением второго меандра для модуля контроля тока с целью регулировки тока и для уменьшения входного тока при приеме управляющих сигналов от цепи детектирования напряжения,

отличающееся тем, что цепь детектирования напряжения включает:

делитель, выполненный с возможностью деления входного напряжения для генерации сравнивающего напряжения;

компаратор, выполненный с возможностью сравнивать сравнивающее напряжение и опорное напряжение; и

цепь регулировки частоты, выполненную с возможностью управлять цепью управления подсветкой, чтобы увеличить частоту первого меандра, подаваемого на цепь усиления, если определено, что сравнивающее напряжение меньше, чем опорное напряжение, чтобы уменьшить входной ток,

причем цепь регулировки частоты включает второй МОП-транзистор, третий резистор и четвертый резистор, затвор второго МОП-транзистора подсоединяется к выводу компаратора, сток второго МОП-транзистора подсоединяется к одному выводу третьего резистора и к цепи управления подсветкой, исток второго МОП-транзистора подсоединяется к одному выводу четвертого резистора и другой вывод третьего резистора и другой вывод четвертого резистора заземлены.

10. Жидкокристаллическое устройство по п. 9, отличающееся тем, что делитель включает первый резистор и второй резистор, один вывод первого резистора предназначен для приема входного напряжения, другой вывод первого резистора подсоединен к одному выводу второго резистора и к отрицательному вводу компаратора и другой вывод второго резистора заземлен.

11. Жидкокристаллическое устройство по п. 10, отличающееся тем, что цепь регулировки частоты включает второй МОП-транзистор, третий резистор и четвертый резистор, затвор второго МОП-транзистора подсоединяется к выводу компаратора, сток второго МОП-транзистора подсоединяется к одному выводу третьего резистора и к цепи управления подсветкой, исток второго МОП-транзистора подсоединяется к одному выводу четвертого резистора и другой вывод третьего резистора и другой вывод четвертого резистора заземлены.

12. Жидкокристаллическое устройство по п. 9, отличающееся тем, что цепь детектирования напряжения включает:

делитель, выполненный с возможностью деления входного напряжения для генерации сравнивающего напряжения;

блок микроконтроллера (MCU), выполненный с возможностью детектирования, уменьшилось ли сравнивающее напряжение; и причем

блок микроконтроллера управляет цепью управления подсветкой для уменьшения коэффициента заполнения второго меандра, подаваемого на модуль контроля тока, если определено, что сравнивающее напряжение уменьшилось, чтобы уменьшить рабочий ток светодиодной строки и входной ток.

13. Жидкокристаллическое устройство по п. 12, отличающееся тем, что делитель включает первый резистор и второй резистор, один вывод первого резистора предназначен для приема входного напряжения, другой вывод первого резистора подсоединяется к одному выводу второго резистора и к блоку микроконтроллера и другой вывод второго резистора заземлен.

14. Жидкокристаллическое устройство по п. 9, отличающееся тем, что цепь усиления включает:

индуктивность, первый МОП-транзистор, выпрямительный диод и конденсатор; и

причем один вывод индуктивности выполнен с возможностью принимать входное напряжение и другой вывод индуктивности подсоединяется к положительному выводу выпрямительного диода и к стоку первого МОП-транзистора, отрицательный вывод выпрямительного диода подсоединяется к положительному выводу светодиодной строки и к одному выводу конденсатора, а затвор первого МОП-транзистора подсоединяется к цепи управления подсветкой и исток первого МОП-транзистора и другой вывод конденсатора заземлены.

15. Жидкокристаллическое устройство по п. 9, отличающееся тем, что модуль контроля тока включает третий МОП-транзистор и пятый резистор, затвор третьего МОП-транзистора подсоединяется к цепи управления подсветкой, сток третьего МОП-транзистора подсоединяется к отрицательному выводу светодиодной строки, исток третьего МОП-транзистора подсоединяется к одному выводу пятого резистора 122 и другой вывод пятого резистора заземлен.

16. Жидкокристаллическое устройство по п. 9, отличающееся тем, что светодиодная строка включает заданное количество светодиодов.