CN101427295B - 控制发光聚合物的驱动器及其方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种驱动LEP板的驱动器及驱动方法。本发明用于控制发光聚合物显示器的驱动器将交流电源转化为电压为130V-140V的直流电源,并以750KHz-850KHz的频率将其提供给发光聚合物显示器(LEP)板,所述频率由PWM方法调制。相应地,由本发明所提供的电压和电流将LEP板的亮度增强到最大值,因而增加了其实用性。
Description
技术领域
本发明涉及一种控制发光聚合物显示器的驱动器及控制所述显示器的方法。
背景技术
通常,利用安装广告板的方式来吸引顾客的眼球,并将广告人想要告知的信息提供给顾客。因此,广告板上用独特的字符、图形和颜色来吸引顾客的注意。现有技术中的期望字符和图形主要用书写或者印刷在压克力板或者合成树脂板上,可是夜晚的视觉识别效果很差。因而,近来都在广告板上使用一种诸如氖灯、荧光灯或者冷阴极荧光灯(CCFL)的背光源来使得广告内容在夜晚可见。
此外,最近发展起一种有自发光特性的电发光(EL)板作为表面发光体,其中荧光层和绝缘层顺次形成于透明导电薄膜和背电极之间并形成荧光粉层,用来保护所述电发光板的保护膜***到绝缘层和背电极之间。在操作过程中,给荧光粉层加上交变电压的情况下,荧光层发出的光通过透明导电层被辐射。此外,电发光板形成为不超过2mm厚的超薄膜,在5-70℃的工作温度下,具有400-2000Hz的工作频率。
此外,电板发光单元分为ELD和LEP。关于ELD,包括前电极层、形成于所述前电极层背面的荧光层、形成于所述荧光层背面的有机介电层、背电极层以及形成于所述背电极层背面的保护层,其中所述前电极层由聚酯透明薄膜构成,所述聚酯透明薄膜为一种聚合物薄膜具备优良的弹性、渗透性以及抗热性,铟锡氧化物(ITO)贴于所述聚酯透明薄膜背面,具备导电性能以及优良的透光性能。
而且,通过加预定外部电压到所述前电极层以及所述背电极层, 操作ELD来照亮特定像素的荧光体。关于其操作更加详细的描述,所述聚酯透明薄膜按要求挤压到50-150D,其一侧经放电处理。此外,所述聚酯透明薄膜由在150℃时热处理30分钟形成,用来减小在制造无机电致发光单元的热处理过程中由于热应力造成的收缩。
考虑到放电表面的透光性,所述前电极层通过将铟锡氧化物喷镀到厚度为几百至几千埃而形成。在这种情况下,铟锡氧化物的表面阻抗值优选地设定为几十至几百欧姆/平方。所述有机介电层由以下步骤形成:在溶剂中溶解基于聚酯树脂的聚合物树脂;将糊剂作成可塑剂;将其压印为30-70D;在100-140℃下干燥30分钟。在这种情况下,所述有机介电层的透光度优选地设定为70-80%。
此外,如图1所示的发光聚合物(LEP),包括荧光层、介电层、背电极层以及特殊合成树脂层。所述荧光层是氟化物组合粘合剂,其介电常数大于30D、优秀的耐久性及防潮能力、与母层良好的粘合性以及高亮度。母层包括导电聚合层及导电网格层,被构造为具有大约10Ω/m2的低阻抗。此外,上述母层由于其优秀的紫外线屏蔽效果和光散射能力而具有广泛的用途。同时,所述介电层具备良好的光散射能力和光反射性能而被设计为介电常数大于30D。所述背电极层被处理在其上形成Al或Cu的薄膜,阻抗大约为10Ω/m2,而且被制作为大面积。所述保护层用来保护元件免受紫外线或者红外线,被处理为在其上形成有弹性薄膜,而且具备良好的防潮能力。
同时,用于LEP或ELD的驱动器或者逆变器基于多种用途被开发出来,但是其亮度和安全性还没有达到理论预测水平。比如,需要增加施加到荷载端的频率来提高LEP或者ELD的亮度,然而,缺陷是频率的增加导致能耗增加而且由于高频率形成了电磁波。相应地,用来驱动LEP或者ELD的驱动器的安全性降低,因而减小了其使用范围。
发明内容
技术问题
本发明的目的是解决上述缺陷,提供一种用来控制LEP的驱动器及其控制方法,通过所述控制方法使得LEP的亮度增加、能耗减少。
技术方案
为了达到上述目的,根据本发明的一个方面,一种用于控制发光聚合物显示器的驱动器,其特征是能够将交流电源转化为电压在130V-140V之间的直流电源,而且以750KHz-850KHz的频率将其提供给发光聚合物显示单元(LEP),所述频率由PWM方法调制。
优选地,控制发光聚合物显示器的驱动器,其特征在于,包括:电源输入单元,包括用于将电压降至预定水平及消除电压降落噪音的电源滤波器;用于接收来源于电源输入单元的输出电压以及产生额定电压来驱动电路的直流整流单元;用于将电源输入单元输出的电压调整为LEP驱动电压的电压调整单元;用于平滑由所述电压调整单元调整过的电压、将其转化为预定的直流信号并输出的直流电输出单元;用于接收来源于所述直流整流单元的额定电压并提供LEP板的开关控制信号来响应用户选择信号的控制单元;用于根据来源于控制单元的开关控制信号产生PWM信号的脉宽调制(PWM)驱动电路单元;用来在预定频率区段给LEP板提供来源于直流输出单元的输出电压来响应所述PWM信号的高频转换电路单元;以及用于去除在高频转换电路单元运作过程中产生的电磁波的防电磁波电路单元。
根据本发明的第二个方面,提供了一种控制发光聚合物显示器的控制方法,其特征在于,该方法包括以下几个步骤:a)将交流电源转化为电压在130V-140V之间的直流电源;b)输出频率在750KHz-850KHz之间的直流电源;以及c)去除直流电源的有害电磁波,并将其提供给发光聚合物显示器。
优选地,所述的频率为800KHz。
优选地,所述频率由PWM方法产生;所述LEP的亮度利用PWM方法控制。
此外,优选地,所述LEP的亮度的控制包括开、关、淡入、淡出的控制中的至少一个。
附图说明
附图构成本说明书的一部分,用来对本发明进一步解释,阐述本发明的实施方案,且用于与文字描述一起解释本发明的原理。其中,
图1是描述传统发光聚合物显示器的横截面图;
图2是根据本发明的一个实施例用来控制LEP的驱动器的视图;
图3-图5是描述图2所示驱动器中电路实例的视图;
图6是描述由图5所示驱动器输出驱动信号到LEP的波形视图;
图7是图2所示驱动器的工作流程图。
具体实施方式
下面将结合附图详细地介绍上述发明。很明显,本领域技术人员可以对本发明的实施方案作出各种改进和变化,且本发明的保护范围不应解释为限制于下述具体描述的实施方案。本发明的实施方案旨在为本领域技术人员大体解释本发明。因此,放大附图中的构件形状来清楚地描述其构造,并利用相同的附图标记来表示相同的部件。
图2是根据本发明的一个实施例的用来控制LEP的驱动器的视图。
参考图2,所述驱动器包括电源输入单元213,所述电源输入单元213包括用于输入普通电流(AC)、降低电压到预定值以及去除降落电压的噪音的电源滤波器;用于接收由电源输入单元213输出的电压并产生额定电压来驱动电路的直流整流单元215;用于将电源输入单元213的输出电压调整为LEP的驱动电压的电压调整单元205;用于平滑由所述电压调整单元205调整过的电压、将其转化为预定的直流信号并输出的直流输出单元217;用于接收所述直流整流单元215的额定电压,并提供LEP板的开关控制信号来响应用户所选择信号的控制单元201;用于根据来源于控制单元201的开关控制信号产生PWM信号 的脉宽调制(PWM)驱动电路单元203;用来在预定频率区段给LEP板提供来源于直流输出单元217的输出电压来响应所述PWM信号的高频转换电路单元209;以及用来去除在高频转换电路单元209运作过程中产生的电磁波的防电磁波电路单元211。
此外,用于检测由直流输出单元217输出电压的异常状态的异常电压输出检测电路221连接到直流输出单元217的输出端,异常电压输出检测电路221的检测结果提供给控制单元201。此外,直流输出单元217的输入端包括根据所述检测结果关闭电源的过电压防止电路227,所述过电压防止电路227依据所述控制单元201的指令开启/关闭。
此外,电压调整单元205的输入端包括用于控制来源于电源输入单元213的电源电压关闭的电源转换电路207,当LEP板被控制关闭时,控制单元201启动所述电源转换电路207。此外,控制单元201的开关控制操作包括LEP板的开、关、淡入、淡出模式。
同时,用于测量发光强度的亮度检测电路223连接到所述控制单元201的输入端,所述控制单元根据亮度检测电路223的亮度检测信号来控制LEP板的开关。在这种情况下,亮度检测电路223的检测装置包括镉传感器、光电二极管或光电晶体管。
此外,提供给所述高频转换电路单元209的LEP驱动信号具有130V-140V的电压,以及750KHz-850KHz的频率,优选800KHz。
下面,将结合附图详细介绍本发明的操作过程。
图3至图5是描述操作用于控制图2中所示LEP的驱动器的电路的视图。
首先,根据本发明普通电流(AC)的电源施加到LEP驱动器上。也就是说,具有220V交变电流的电源通过连接器(CN4)施加给电源输入单元213,其噪音由滤波器(F)移除。所述噪音可能包括普通电流(AC)所带的噪音或者施加于载荷的高频信号失真的输入电源噪音。此外,滤波器(F)包括电容(C17)和阻抗(R32),并形成为 线圈。
接下来,普通电流(AC)电源通过若干电容(C22、C23、C15)降低,并通过所述滤波器(F1)(S1)提供给所述电源转换电路217。
此外,电源转换电路217包括晶体管(Q6)和用来驱动继电器(K2)来响应控制单元201的控制信号的二极管(D10)。随后,普通电流(AC)的电源通过所述继电器(K2)施加到电压调整单元205上,限制了施加到所述LEP板上的电压。在本发明中,施加于载荷(LEP单元)的电压限制在130V-140V之间;因而,启动所述电压调整单元205来切断大于150V的电压。针对这些,图中的可变电阻(VR1)设定了这个水平的电压限制。
此外,由电压调整单元205输出的电压施加到包括晶体管(Q1)、二极管(D3)和继电器(K1)的过电压防止电路227。过电压防止电路227根据输出检测电路221的检测结果在控制单元201的控制之下工作,下面将会描述。关于过电压,是指超出基准值的输出电压或者指瞬时峰值电压。在这种情况下,当出现异常电压或者瞬时电压产生的时候,继电器(K1)是一种物理上切断电源供电的装置。
此外,通过过电压防止电路227提供的交流电施加到直流输出单元217上,并通过桥二极管和电容转化为直流电源。这里,直流电源优选130V-140V。
同时,输出检测电路221平行连接到直流输出电路217的输出端,从而来检测直流输出单元217的输出电压的不同状态。在这种情况下,输出检测电路221可通过噪音检测集成电路和稳压二极管检测电压变化状态,由此产生的检测结果被传输至光电耦合器的信号输入端。此外,光电耦合器的信号输出端连接到所述控制单元201的输入端,来根据光电耦合器的输出信号控制过电压防止电路227的开关。
此外,变压器(T)平行连接到所述电源输入单元213的输出端,交流电源加于其上。此处,变压器(T)分别输出用来驱动所述控制 单元201的电压和用来驱动所述PWM驱动电路单元203的直流额定电压。在这种情况下,用来驱动控制单元201的额定电压通过连接于所述变压器(T)的桥二极管波形矫正,而且波形矫正信号由电容(C18)平滑。经平滑的信号可通过调节器产生直流额定电压并将其提供给所述控制单元201。
此外,连接到变压器(T)一端的直流整流单元215通过桥二极管和电容产生预定直流电压,并将其提供给所述PWM驱动电路单元203。此处,所述控制单元201包括微计算机和用来选择微计算机开关的模式选择开关(S1,S2)。此外,发光二极管被连接到所述微计算机的输出端。特别地,在附图中所示的电路框图中,大量发光二极管和模式选择开关通过连接器(CN6)连接,旨在从LEP驱动壳外部配置发光二极管和选择开关。相应地,大量发光二极管可协助用户在视觉上识别驱动器的操作状态,并通过模式选择开关(S2)执行开关控制。
如上所述,开关控制包括LEP的开、关、淡入和淡出,所述模式选择开关选择LEP的开和关。比如,当用户利用模式选择开关(S2)执行关闭控制的时候,所述微计算机改变电源转换电路217到关闭模式并切断对LEP板的电源供应。另一方面,当用户利用模式选择开关(S2)执行开通控制的时候,所述微计算机改变电源转换电路217到开通模式,并设定脉宽调制信号与最大值的占空比。针对于此,微计算机产生所述占空比并将其提供给所述PWM驱动电路单元203。
同时,所述PWM驱动电路单元203产生PWM信号,也就是说,相应于来自微计算机空占比设定信号的脉宽调制信号。为了这个目的,所述PWM驱动电路单元203包括连接到微计算机输出端的光电耦合器和大量与非门。这里,所述PWM驱动电路单元203是取决于所述高频转换电路单元209的电路结构的接口电路组。相应地,很明显所述PWM驱动电路单元203能够根据所述高频转换电路单元209的电路 结构进行修改。
图4是显示所述控制单元201中开关控制信号的电路框图,所述开关控制信号具有750KHz-850KHz的频率,优选频率为800KHz。所述微计算机可基于上述频率控制开、关、淡入和淡出模式。如图所示,淡出模式通过将占空比降低到预定时间单元而达到,淡入模式通过将占空比增加到预定时间单元而达到。
此外,所述PWM驱动电路单元203根据微计算机的开关控制信号操作光电耦合器,通过光电耦合器传输的所述开关控制信号被施加于所述高频转换电路单元209。在这种情况下,所述高频转换电路单元209包括两个转换驱动集成电路,所述集成电路用作高驱动器和低驱动器(high and low driver)。在本发明的该实施例中,利用“IR2104”集成电路,显然也可使用其他有相同功能的设备。此外,所述高频转换电路单元209利用大量高功率非接触转换设备提供给LEP板相应于所述脉宽调制信号的高电压。
换句话说,所述高频转换电路单元209将所述直流输出单元217的直流电压提供给载荷,也就是说,130V-140V之间的额定电压,响应所述PWM驱动电路单元203输出的脉宽调制控制信号。在这种情况下,由于所述输出电压的频率是800KHz,因此产生电磁波的概率很大;因此防电磁波电路单元211连接到高频转换电路单元209的输出端。此外,所述防电磁波电路单元211形成为线路滤波器,并包括电容(C13)和电阻(R27)。
此外,所述防电磁波电路单元211仅通过包括滤波器和电容的线圈传递频率信号,去除高频信号,所述高频信号包括频率信号并阻止高频信号的逆转。相应地,在800KHz的频率下提供130V-140V的电压给LEP板,从而控制LEP板的开关。
因此,当相应于上述构造的驱动器来驱动LEP板的时候,其能耗大约是2W/m2,亮度为200-320Lux,寿命超过10000小时。
如上所述,根据本发明,提供了用来控制LEP的驱动器和控制所述LEP的方法,通过所述驱动器及其驱动方法,LEP的发光亮度增加且能耗最小化。
虽然本发明通过特定实施例来描述和展示,应该理解为,本领域的技术人员可以在不脱离由权利要求限定的范围和精神实质的情况下对其形式和细节进行各种变化。
Claims (9)
1.一种用来控制发光聚合物显示器的驱动器,其特征在于,所述驱动器将交流电的电源转换为电压在130V-140V范围内的直流电源,并以通过PWM方法调制的750KHz-850KHz范围内的频率,将所述直流电源提供给所述发光聚合物显示器;
所述驱动器包括:
电源输入单元,包括用于降低电压到预定水平并移除降落电压噪音的电源滤波器;
直流整流单元,用于接收电源输入单元的输出电压并产生驱动电路的额定电压;
电压调整单元,用于将所述电源输入单元的输出电压调节为LEP的驱动电压;
直流输出单元,用于平滑所述电压调整单元调整后的电压,将其转化为预定水平的直流信号并输出;
控制单元,用于接收所述直流整流单元的额定电压,并提供LEP板的开关控制信号来响应用户选择的信号;
脉宽调制PWM驱动电路单元,用于根据所述控制单元的开关控制信号产生PWM信号;
高频转换电路单元,用于在相应于所述PWM信号的预定频率区段内为LEP板提供直流输出单元的输出电压;以及
防电磁波电路单元,用于去除在高频转换电路单元的运行过程中产生的电磁波。
2.如权利要求1所述的用来控制发光聚合物显示器的驱动器,其特征在于,所述频率设定为800KHz。
3.如权利要求1所述的用来控制发光聚合物显示器的驱动器,其特征在于,异常电压输出检测电路连接到所述直流输出单元的输出端,用于检测直流输出单元的输出电压的异常状态,异常电压输出检 测电路的检测结果被提供给所述控制单元;并且
所述直流输出单元的输入端包括用于根据检测结果执行电源关断控制的过电压防止电路,根据相应于所述控制单元的检测结果的指令控制所述过电压防止电路。
4.如权利要求1所述的用来控制发光聚合物显示器的驱动器,其特征在于,所述电压调整单元的输入端包括用于控制所述电源输入单元的供电关断的电源转换电路,所述控制单元在当LEP板被控制为关断的情况下启动所述电源转换电路。
5.如权利要求1所述的用来控制发光聚合物显示器的驱动器,其特征在于,所述控制单元的开关操作包括LEP板的开、关、淡入和淡出模式中的至少一种。
6.如权利要求1所述的用来控制发光聚合物显示器的驱动器,其特征在于,所述控制单元与亮度检测电路相连,所述亮度检测电路用于测量环境的发光强度,所述控制单元根据亮度检测电路的亮度检测信号控制LEP板的开关操作。
7.如权利要求6所述的用来控制发光聚合物显示器的驱动器,其特征在于,所述亮度检测电路的检测装置包括镉传感器、光电二极管及光电晶体管中的至少一个。
8.一种控制发光聚合物显示器的方法,包括以下步骤:
将普通电流的电源转换为电压值在130V-140V范围内的直流电源;
以750KHz-850KHz的频率输出所述直流电源;以及
移除直流电源的有害电磁波,并将其提供给所述发光聚合物显示器;
所述频率由PWM方法产生,所述LEP的亮度由所述PWM控制,所述LEP的亮度控制包括开、关、淡入和淡出中的至少一种。
9.如权利要求8所述的控制发光聚合物显示器的方法,其特征 在于,所述频率为800KHz。
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