專利名稱：一種顯示屏及其背光驅(qū)動方法
技術領域：
本發(fā)明涉及驅(qū)動電路領域，尤其涉及一種顯示屏及其背光驅(qū)動方法。
背景技術：
由于LED顯示屏具有亮度高、工作電壓低、功耗小、大型化、壽命長、耐沖擊和性能穩(wěn)定等優(yōu)點，已經(jīng)被廣泛的應用于人們生活和工作中。
LED顯示屏(LED display/LED Screen)又稱電子顯示屏或者飄字屏幕，是由LED點陣和LED PC面板組成，通過紅色、藍色、綠色LED燈的亮滅來顯示文字、圖片、動畫、視頻等，其內(nèi)容可以隨時更換，各部分組件都是模塊化結構的顯示器件。傳統(tǒng)的LED顯示屏通常是由顯示模塊、控制系統(tǒng)及電源系統(tǒng)組成。顯示模塊為LED·燈組成的點陣構成，負責發(fā)光顯示；控制系統(tǒng)則通過控制相應區(qū)域的亮滅，可以讓屏幕顯示文字、圖片、視頻等內(nèi)容，単色或雙色屏主要用來播放文字，而全彩屏則主要是播放動畫；電源系統(tǒng)負責將輸入電壓電流轉(zhuǎn)為顯示屏需要的電壓電流。目前，LED顯示屏的背光驅(qū)動技術主要采用包括降壓(BUCK)或升壓(BOOST)方案。圖I是本發(fā)明背景技術中BUCK電路的拓撲圖；如圖I所示，通過在直流轉(zhuǎn)直流(DC-DC)的芯片上電連接電感、電阻、電容、ニ極管及三極管等電路元器件，以形成輸出電壓小于輸入電壓的降壓電路。圖2是本發(fā)明背景技術中BOOST電路的拓撲圖；如圖2所示，通過在直流轉(zhuǎn)直流(DC-DC)的芯片上電連接電感、電阻、電容、ニ極管及三極管等電路元器件，以形成輸出電壓大于輸入電壓的降壓電路。中國專利(CN 201673655U)公開了用于液晶屏背光LED亮度調(diào)節(jié)的電路，包括一個三極管和L E D，還包括可產(chǎn)生P WM的控制芯片；所述三極管的集電極與電源連接，所述三極管的基極連接第二電阻后分成兩路，一路通過第一電阻接收所述控制芯片的信號，第二路通過第一電容接地，所述三極管的發(fā)射極連接L E D的正扱，L E D負極接地，三極管的發(fā)射極通過濾波電路接地；作為液晶背光LED驅(qū)動電路，雖然能通過PWM脈沖波調(diào)整輸出電壓，以控制供電電流，但其允許的輸入電壓范圍有限，不僅不具備同時進行降壓或升壓的功能，且其輸出電壓也不穩(wěn)定。由于工程機械電源通常是由蓄電池提供，而蓄電池的充電電量不同時，其輸出的電壓也不同，其輸出的電壓變化范圍從幾伏甚至到十幾伏，大大的超出LED顯示屏需要的電壓變化范圍，所以要通過電源系統(tǒng)將蓄電池的輸出電壓轉(zhuǎn)換為符合要求的電壓，即要求背光輸出的電壓在LED顯示屏需要的輸入電壓(Vin)范圍內(nèi)，這就需要該背光電源電路同時具備升壓和降壓的功能，而單純的BUCK電路或BOOST電路只能進行單獨的降壓或升壓功能，若在ー些極端的條件下，機械電源提供的輸入電壓可能超過背光電路允許的輸入電壓，從而導致顯示屏無法正常工作。圖3為本發(fā)明背景技術中傳統(tǒng)先降壓后升壓電路的拓撲圖；如圖3所示，采用兩級的DC-DC電路，其前級采用BUCK電路，以將電壓降到一個比較低的值，從而確保第一級的輸出電壓低于輸入電壓可能的最小值，而后級采用BOOST升壓電路，以進行升壓。雖然該方案能實現(xiàn)輸入電壓在較寬范圍內(nèi)的電壓調(diào)整，但是由于采用兩級DC-DC變換，其整體效率較低，發(fā)熱大。

發(fā)明內(nèi)容
現(xiàn)提供一種顯示屏及其背光驅(qū)動方法，通過設置的電源芯片和外圍電路，實現(xiàn)不論電路的輸入電壓大于或小于電路的輸出電壓，利用自動切換電路狀態(tài)實現(xiàn)電路的恒壓輸出。具體所采用的技術方案是
ー種顯示屏，包括LED顯示模組、電源、顯示模組背光驅(qū)動裝置，所述顯示模組背光驅(qū)動裝置包括
第一 MOS管、第二 MOS管、第一ニ極管、第二ニ極管、第六電阻器、ー電感線圈和ー控制模塊，所述控制模塊設置有方波輸出端和低電平輸出端；
所述第一 MOS管的漏極與所述電源的正極連接，柵極與所述方波輸出端連接，源級與所述第二ニ極管的陰極連接，上述源級還通過所述電感線圈分別與所述第二 MOS管的漏極和所述第一ニ極管的陽極連接；
所述第二 MOS管的柵極與所述低電平輸出端連接，源級接地；
所述第一ニ極管的陰極與所述LED顯示模組的正極連接；
所述第二ニ極管的陽極通過所述第六電阻器接地；
所述電源的負極、LED顯示模組的負極均接地。優(yōu)選的，還包括第一電容器、第二電容器、第六電容器、第七電容器和第九電容器；所述電源為直流電源，且所述直流電源的正負極間并聯(lián)有所述第一電容器和所述第二電容器；所述第六電阻器并聯(lián)有所述第九電容器；所述LED顯示模組的正極通過并聯(lián)的所述第六電容器和所述第七電容器接地；其中，所述第二電容器和所述第六電容器為有極性電容器，且其負極均接地。優(yōu)選的，所述第一電容器、第六電容器和第七電容器的額定工作電容/電壓均為22ii F/50V，所述第二電容器的額定工作電容/電壓為47ii F/50V，所述第六電阻器的額定工作電阻為100MQ。優(yōu)選的，所述電源的額定工作電壓為8-36V，所述第一 MOS管、所述第二 MOS管、第一二極管和第二ニ極管的額定工作電壓均為60V，所述電感線圈的額定工作電感為22ii H。優(yōu)選的，所述控制電路模塊包含LM5118芯片，所述低電平輸出端為LO引腳端，所述方波輸出端為HO引腳端。一種顯示屏背光驅(qū)動的方法，應用于上述權利要求I所述的顯示屏上，包括以下步驟
步驟SI :在輸入電壓的狀態(tài)下，當所述第一二極管的陰極電壓低于所述電源電壓吋，所述低電平輸出端恒定輸出低電平，所述方波輸出端輸出PWM方波；
步驟S2 :所述第二 MOS管截止，當所述第一 MOS管導通吋，電流從所述電源依次經(jīng)第一MOS管、電感線圈和第二ニ極管至所述LED顯示屏；當所述第一 MOS管截止時，在電感線圈的反壓作用下，所述第一ニ極管續(xù)流至所述LED顯示屏；
步驟S3 :當所述第一二極管的陰極電壓大于所述電源電壓時，所述低電平輸出端和所述方波輸出端輸出同步的PWM方波；
步驟S4 :所述第一 MOS管和所述第二 MOS管同時導通吋，電流經(jīng)所述第一ニ極管和所述第二ニ極管對所述電感線圈充電；當所述第一MOS管和所述第二MOS管同時截止時，所述電感線圈上產(chǎn)生反向高壓，所述第一ニ極管續(xù)流至所述LED顯示屏。優(yōu)選的，步驟SI中所述LED顯示屏的電壓值Vtjut=Vin-D;其中，Vin為電源電壓，D為方波輸出端輸出的方波信號占空比。優(yōu)選的，步驟S2中所述LED顯示屏的電壓值Vtjut=Vin-D;其中，Vin為電源電壓，D為方波輸出端輸出的方波信號占空比。優(yōu)選的，步驟SI中，當所述第一二極管的陰極電壓低于所述電源電壓的75%吋，所述低電平輸出端恒定輸出低電平，所述方波輸出端輸出PWM方波。 上述技術方案中具有如下優(yōu)點或有益效果
1、實現(xiàn)不論顯示屏驅(qū)動電路的輸入電壓大于或小于電路的輸出電壓，均能通過自動切換電路狀態(tài)實現(xiàn)電路的恒壓輸出；
2、顯不屏驅(qū)動電路的整體效率聞；
3、顯示屏驅(qū)動電路在工作時不會產(chǎn)生發(fā)熱現(xiàn)象。


通過閱讀參照如下附圖對非限制性實施例所作的詳細描述，本發(fā)明的其它特征、目的和優(yōu)點將會變得更明顯。圖I是本發(fā)明背景技術中BUCK電路的拓撲 圖2是本發(fā)明背景技術中BOOST電路的拓撲 圖3為本發(fā)明背景技術中傳統(tǒng)先降壓后升壓電路的拓撲 圖4為本發(fā)明顯示屏及其背光驅(qū)動方法的實施例的電路拓撲 圖5為本發(fā)明顯示屏的實施例中LM5118電源芯片的引腳功能結構示意 圖6為本發(fā)明顯不屏背光驅(qū)動方法的實施例中BUCK模式時的原理電路拓撲 圖7為本發(fā)明顯示屏背光驅(qū)動方法的實施例中BUCK-B00ST模式時的原理電路拓撲圖。
具體實施例方式下面結合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進ー步說明，但不作為本發(fā)明實施例的限定。請參見圖4-5所示，為本發(fā)明顯示屏實施例。本發(fā)明的顯示屏包括LED顯示模組、額定工作電壓為8-36V的工程機械直流電源(一般為蓄電池)和顯示模組背光驅(qū)動裝置，上述的顯示模組背光驅(qū)動裝置包括額定工作電壓均為60V的第一 MOS管Q1、第二 MOS管Q2、第一ニ極管Dl和第二ニ極管D2，及額定工作電感為22ii H的電感線圈LI、額定工作電阻為100MQ的第六電阻器R6和控制模塊；其中，第一 MOS管Ql的漏極與直流電源的正極Jl電連接，第一 MOS管Ql的源級與第二ニ極管D2的陰極連接，第二ニ極管D2的陽極通過第六電阻R6接地，且上述第一 MOS管Ql的源級還通過電感線圈LI分別與第二 MOS管Q2的漏極和第一ニ極管Dl的陽極連接，第一ニ極管Dl與LED顯示模組的正極J3連接，LED顯示模組的負極J4接地；其中，控制模塊的方波輸出端與第一 MOS管Ql的柵極連接，以控制第一MOS管Ql的開斷，控制模塊的低電平輸出端與第二 MOS管Q2的柵極連接，以控制第二 MOS管Q2的開斷。優(yōu)選的，第二 MOS管Q2的源級和直流電源的負極J2均接地，且直流電源的正極Jl通過并聯(lián)的第一電容器Cl和第二電容器C2接地，第二ニ極管D2的陽極還通過與第六電阻器R6并聯(lián)的第九電容器C9接地，LED顯示模組的負極J4通過電阻器R8接地，且LED顯示模組的正極J3通過并聯(lián)的第六電容C6和第七電容C7接地，上述的第二電容C2和第六電容C6均為有極性電容器，且其負極均接地；其中，第一電容器CI、第六電容器C6和第七電容器C7的額定工作電容/電壓均為22UF/50V，第二電容器C2的額定工作電容/電壓為47UF/50V，第八電阻器R8的額定工作電阻為27. 4 Q。優(yōu)選的，控制模塊包含LM5118電源芯片和與其電連接的外圍電路，LM5118電源芯片的各引腳序號、名稱及對應功能如下圖表所示
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其中，第一 MOS管Ql的柵極與LM5118電源芯片的HO輸出端引腳19(下文中的各引腳均為LM5118電源芯片的引腳)電連接，第一 MOS管Ql的柵極G端與引腳19電連接，第二MOS管Q2的柵極與LO輸出端引腳15電連接；LM5118電源芯片上連接有外圍電路，由于該外圍電路為現(xiàn)有技木，在此不再累述。參見圖6所示，本發(fā)明顯示屏背光驅(qū)動方法的實施例，應用于上述的顯示屏上，在輸入電壓的狀態(tài)下，當電壓輸出端(LED顯示模組的正極J3)的電壓Vwt小于電路的輸入端(直流電源的正極J1)W電壓Vin吋，LM5118電源芯片的LO引腳恒定輸出低電平，則第二 MOS管Q2處在斷開狀態(tài)，且HO引腳輸出為PWM方波，則第一 MOS管Ql隨著方波電壓不斷的重復導通、斷開狀態(tài)，此時電路處在BUCK電路狀態(tài)，以對電路輸入電壓進行降壓；當?shù)谝?MOS管Ql導通時，電路電流從直流電源的電壓輸出端通過第一 MOS管Q1，經(jīng)電感LI和第一ニ極管Dl至電路電壓輸出端V-，并對電感LI進行充電；當?shù)谝?MOS管Ql斷開時，電感LI產(chǎn)生反向電壓，并在該反壓作用下，第一ニ極管Dl續(xù)流至電路電壓輸出端Vwt ;此時，電路電壓輸出端輸出的電壓值Vtjut=Vil^D ;其中，Vin為輸入電壓，D為LM5118電源芯片HO引腳輸出方波信號的占空比。參見圖7所示，本發(fā)明顯示屏背光驅(qū)動方法的實施例，當電路的輸入端(直流電源的正極Jl)電壓Vin小于電路的輸出端(LED顯示模組的正極J3)電壓Vwt吋，LM5118電源芯片的L0、HO引腳同時輸出同步的PWM方波，第一 MOS管Ql和第二 MOS管Q2重復進行同步的導通、截止狀態(tài)，此時本實施例中的電路工作在BUCK-B0SST狀態(tài)；當?shù)谝?MOS管Ql和第二 MOS管Q2導通時，電路電流經(jīng)第一 MOS管Ql和第二 MOS管Q2對電感LI進行充電；當?shù)谝?MOS管Ql和第二 MOS管Q2截止時，在電感LI上產(chǎn)生ー個反向高壓，第一ニ極管Dl續(xù)流至電路電壓輸出端Vtjut ;此時，電路電壓輸出端輸出的電壓值Vtjut= Vin D/( D-1);其中，Vin為輸入電壓，D為LM5118電源芯片引腳19輸出方波信號的占空比。其中，優(yōu)選的選擇當電壓輸出端的電壓Vwt小于電路的輸入電壓Vin的75%時再選擇啟動電路的BUCK狀態(tài)，以避免本實施例中的電路頻繁的切換電路狀態(tài)。
·
綜上所述，本實施例的一種顯示屏及其背光驅(qū)動方法，通過LM5118電源芯片及與其電連接的BUCK-B00ST，當電路的輸入電壓高于輸出電壓時，將該電路轉(zhuǎn)換為BUCK狀態(tài)，當電路的輸入電壓低于輸出電壓時，將電路轉(zhuǎn)換為BUCK-B00ST狀態(tài)，并通過反饋電路將電路的輸出電壓反饋給LM5118電源芯片，從而實現(xiàn)不論電路的輸入電壓大于或小于電路的輸出電壓，本發(fā)明的電路和方法通過自動切換電路狀態(tài)實現(xiàn)電路的恒壓輸出，并優(yōu)選的在電路的輸入電壓小于輸出電壓的值75 %時再將電路調(diào)整為BUCK狀態(tài)，不僅實現(xiàn)輸入電壓的較寬范圍的調(diào)整，井能有效的避免電路的頻繁切換狀態(tài)，且電路的整體效率較高，還不會產(chǎn)生發(fā)熱現(xiàn)象。以上對本發(fā)明的具體實施例進行了描述。需要理解的是，本發(fā)明并不局限于上述特定實施方式，其中未盡詳細描述的設備和結構應該理解為用本領域中的普通方式予以實施；本領域技術人員可以在權利要求的范圍內(nèi)做出各種變形或修改，這并不影響本發(fā)明的實質(zhì)內(nèi)容。
權利要求
1.ー種顯示屏，包括LED顯示模組、電源、顯示模組背光驅(qū)動裝置，其特征在于，所述顯示模組背光驅(qū)動裝置包括 第一 MOS管、第二 MOS管、第一ニ極管、第二ニ極管、第六電阻器、ー電感線圈和ー控制模塊，所述控制模塊設置有方波輸出端和低電平輸出端； 所述第一 MOS管的漏極與所述電源的正極連接，柵極與所述方波輸出端連接，源級與所述第二ニ極管的陰極連接，上述源級還通過所述電感線圈分別與所述第二 MOS管的漏極和所述第一ニ極管的陽極連接； 所述第二 MOS管的柵極與所述低電平輸出端連接，源級接地； 所述第一ニ極管的陰極與所述LED顯示模組的正極連接； 所述第二ニ極管的陽極通過所述第六電阻器接地； 所述電源的負極、LED顯示模組的負極均接地。
2.根據(jù)權利要求I所述的顯示屏，其特征在于，還包括第一電容器、第二電容器、第六電容器、第七電容器和第九電容器；所述電源為直流電源，且所述直流電源的正負極間并聯(lián)有所述第一電容器和所述第二電容器；所述第六電阻器并聯(lián)有所述第九電容器；所述LED顯示模組的正極通過并聯(lián)的所述第六電容器和所述第七電容器接地；其中，所述第二電容器和所述第六電容器為有極性電容器，且其負極均接地。
3.根據(jù)權利要求2所述的顯示屏，其特征在于，所述第一電容器、第六電容器和第七電容器的額定工作電容/電壓均為22UF/50V，所述第二電容器的額定工作電容/電壓為47ii F/50V，所述第六電阻器的額定工作電阻為100MQ。
4.根據(jù)權利要求I所述的顯示屏，其特征在于，所述電源的額定工作電壓為8-36V，所述第一MOS管、所述第二MOS管、第一ニ極管和第二ニ極管的額定工作電壓均為60V，所述電感線圈的額定工作電感為22iiH。
5.根據(jù)權利要求I所述的顯示屏驅(qū)動的電路，其特征在于，所述控制電路模塊包含LM5118芯片，所述低電平輸出端為LO引腳端，所述方波輸出端為HO引腳端。
6.一種顯示屏背光驅(qū)動的方法，其特征在干，應用于上述權利要求I所述的顯示屏上，包括以下步驟 步驟SI :在輸入電壓的狀態(tài)下，當所述第一二極管的陰極電壓低于所述電源電壓吋，所述低電平輸出端恒定輸出低電平，所述方波輸出端輸出PWM方波； 步驟S2 :所述第二 MOS管截止，當所述第一 MOS管導通吋，電流從所述電源依次經(jīng)第一MOS管、電感線圈和第二ニ極管至所述LED顯示屏；當所述第一 MOS管截止時，在電感線圈的反壓作用下，所述第一ニ極管續(xù)流至所述LED顯示屏； 步驟S3 :當所述第一二極管的陰極電壓大于所述電源電壓時，所述低電平輸出端和所述方波輸出端輸出同步的PWM方波； 步驟S4 :所述第一 MOS管和所述第二 MOS管同時導通吋，電流經(jīng)所述第一ニ極管和所述第ニニ極管對所述電感線圈充電；當所述第一 MOS管和所述第二 MOS管同時截止時，所述電感線圈上產(chǎn)生反向高壓，所述第一ニ極管續(xù)流至所述LED顯示屏。
7.根據(jù)權利要求6所述的顯示屏背光驅(qū)動的方法，其特征在于，步驟SI中所述LED顯示屏的電壓值Vtjut=Vin D ;其中，Vin為電源電壓，D為方波輸出端輸出的方波信號占空比。
8.根據(jù)權利要求6所述的顯示屏背光驅(qū)動的方法，其特征在于，步驟S2中所述LED顯示屏的電壓值Vtjut=Vin D ;其中，Vin為電源電壓，D為方波輸出端輸出的方波信號占空比。
9.根據(jù)權利要求6所述的顯示屏背光驅(qū)動的方法，其特征在于，步驟SI中，當所述第一二極管的陰極電壓低于所述電源電壓的75%時，所述低電平輸出端恒定輸出低電平，所述方波輸出端輸出PWM方波。
全文摘要
本發(fā)明實施例公開了一種顯示屏及其背光驅(qū)動方法，屬于驅(qū)動電路領域，通過設置的電源芯片和外圍電路，當電路的輸入電壓高于輸出電壓時，該電路工作在BUCK狀態(tài)，當電路的輸入電壓低于輸出電壓時，該電路工作于BUCK-BOOST狀態(tài)，并將電路的輸出電壓反饋與負載并聯(lián)，從而實現(xiàn)不論電路的輸入電壓大于或小于電路的輸出電壓，本發(fā)明的電路和方法通過自動切換電路狀態(tài)實現(xiàn)電路的恒壓輸出，不僅整體效率高，且不會產(chǎn)生發(fā)熱現(xiàn)象。
文檔編號G09G3/20GK102842279SQ20121029290
公開日2012年12月26日 申請日期2012年8月17日 優(yōu)先權日2012年8月17日
發(fā)明者袁愛進, 楊國勛, 魏學勇 申請人:上海華興數(shù)字科技有限公司