CN1691865A - 灯驱动方法及其驱动电路 - Google Patents

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Abstract

灯驱动方法及其驱动电路。一种灯驱动方法，包括以下步骤：接收从电源输出的源电力；产生第一控制信号；基于第一控制信号对接收到的源电力的至少一个属性进行调节，以产生第一灯驱动电力，第一灯驱动电力在灯内引起具有第一管电流值的第一管电流；在产生第一控制信号之后，产生与第一控制信号不同的第二控制信号；以及基于第二控制信号对接收到的源电力的至少一个属性进行调节，以产生第二灯驱动电力，第二灯驱动电力在灯内引起具有第二管电流值的第二管电流，其中第二管电流值与第一管电流值不同。

Description

灯驱动方法及其驱动电路
技术领域
本发明涉及液晶显示(LCD)装置。更具体来说，本发明涉及一种液晶显示(LCD)装置中使用的背光单元的驱动电路以及利用这种驱动电路的驱动方法。
背景技术
液晶显示(LCD)装置具有重量轻、尺寸小的优点，并且在操作过程中功耗量相对较低。因此，LCD装置被广泛地用作办公自动化和音频/视频设备中的显示器。
通常，LCD装置包括图像显示单元，例如具有排列为矩阵图案的多个像素的LCD板。当把图像信号施加给多个像素时，改变了包含在LCD装置中的液晶分子的取向。当液晶分子的取向改变时，控制多个像素的透光特性，并显示图像。
LCD板本身并不发光。因此，必须使用光源(例如，冷阴极荧光灯或发光二极管)来显示形成在LCD板上的图像。由于冷阴极荧光灯的发热低、亮度高、使用期限长以及全彩色显示能力，因此它们得到广泛应用，并且比发光二极管更适合于作为LCD装置中使用的光源。
图1示出了包括现有技术的灯驱动电路的LCD装置的原理图。
参照图1，灯130向图像显示单元140发光。随后，发出的光由图像显示单元140选择性地透射，由此显示图像。灯130在从逆变器(inverter)单元120输出交流电P时发光。交流电P引起管电流(tubecurrent)IL在灯130内流动并帮助发光。通常，逆变器单元120通过把从电源单元110输出的低压直流(DC)电升压为高压交流电P来输出交流电P。因此，逆变器单元120典型地包括开关元件和变压器。
图2示出了在现有技术的灯驱动电路中的管电流和由灯发出的光的亮度与时间的关系。
参照图2，管电流IL随着输入时间t前进而快速增大，直到第一时段t1的终止为止，管电流IL饱和并保持在IL1值(即，6mA)。当由灯130所发出的光的亮度受到管电流IL的影响时，由灯130所发出的光的亮度随着输入时间t的前进而缓慢地增大。因此，在管电流IL饱和并保持在IL1值之后，由灯130所发出的光的亮度增大，直到第二时段t2(典型地约5分钟)的终止为止，灯发出的光的亮度达到可接受值Y。
由于现有技术的灯130只有向灯130加电P之后直到第二时段t2终止时才达到可接受亮度值Y，所以由图像显示单元140显示的图像质量在第二时段t2的终止之前是不令人满意的。
发明内容
因此，本发明旨在提出一种用于液晶显示(LCD)装置的背光单元驱动电路以及利用该背光单元驱动电路的驱动方法，其基本消除了由于现有技术的限制和缺点而导致的一个或更多个问题。
本发明的优点是提供了一种LCD装置的背光单元驱动电路以及利用该背光单元驱动电路的驱动方法，其改进由LCD板显示的图像的质量。
在下面的说明中将阐述本发明的其它特征和优点，其部分地根据说明即可显见，或者可以通过对本发明的实践来获知。通过下述说明及其权利要求以及附图中具体指出的结构，可以实现并获得本发明的这些和其它优点。
为实现这些和其他优点，并且根据本发明的目的，如具体实现和广泛描述的，驱动灯的方法例如可以包括以下步骤：接收从电源输出的源电力；产生第一控制信号；基于第一控制信号来调节接收到的源电力的至少一个属性，以产生第一灯驱动电力，该第一灯驱动电力在灯内引起具有第一管电流值的第一管电流；在产生第一控制信号之后，产生与第一控制信号不同的第二控制信号；以及，基于第二控制信号来调节接收到的源电力的至少一个属性，以产生第二灯驱动电力，该第二灯驱动电力在灯内引起具有第二管电流值的第二管电流，其中第二管电流值与第一管电流值不同。
根据本发明的原理，液晶显示装置例如可以包括：图像显示单元；向图像显示单元发光的灯；向灯供电的电源单元；连接到电源单元的输出和灯的逆变器单元，该逆变器单元改变电源单元输出的电力，并把经改变的电力输出给灯；以及连接到逆变器单元的逆变器控制单元，该逆变器控制单元产生用于控制逆变器单元的改变操作的基准信号。
应当明白，本发明的以上一般性描述和以下详细描述都是示例性和说明性的，旨在为如权利要求所述的本发明提供进一步说明。
附图说明
附图示出了本发明的实施例并与说明书一起用于阐述本发明的原理，其被包括以提供对本发明的进一步理解，并被并入且构成说明书的一部分。
在附图中：
图1示出了包括现有技术的灯驱动电路的LCD装置的原理图；
图2示出了在现有技术的灯驱动电路中的管电流和由灯发出的光的亮度与时间的关系；
图3示出了根据本发明原理的LCD装置的原理图；
图4示出了一查询表，其表示根据本发明原理的作为输入时间的函数的管电流基准信号的值；以及
图5示出了根据本发明原理的管电流和由灯发出的光的亮度与时间的关系。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，其示例示出在附图中。
图3示出了根据本发明的原理的LCD装置的原理图。
参照图3，可以由灯驱动电路来驱动灯500，以向图像显示单元600(例如，LCD板)发光。然后由图像显示单元600选择性地透射发出的光，由此显示图像。灯500例如可以被设置为卤阴极荧光灯(halogencathode fluorescent lamp)、冷阴极荧光灯等。尽管未示出，但是图像显示单元600的液晶板例如可以包括：第一基板和第二基板、以及***在第一基板与第二基板之间的液晶层。在本发明的一方面，液晶显示板可以包括排列为矩阵图案的多个像素。
根据本发明的原理，灯驱动电路例如可以包括：电源单元200，用于向灯500提供电力；逆变器单元300，用于改变由电源单元200输出的电力；以及逆变器控制单元400(例如微控制器)，用于控制逆变器单元300的操作。
根据本发明的原理，电源单元200可以向逆变器单元300施加交流电或直流电，而逆变器单元300可以把由电源单元200输出的电力变(例如，升压)为适于驱动灯500。例如，电源单元200可以输出低压直流电，而逆变器单元300可以把该低压直流电变为具有交流波形的高压灯驱动电力P。因此，本发明的逆变器单元300例如可以包括逆变器电路310和反馈电路320。
根据本发明的原理，逆变器电路310例如可以包括开关元件和变压器(两者皆未示出)。在本发明的一个方面，该开关元件可以根据由反馈电路320输出的控制信号来向变压器选择性地施加(例如，开关)由电源单元200输出的源电力。在本发明的另一方面，变压器可以根据初级线圈和次级线圈的匝数比来对由开关元件所开关的源电力进行升压。例如，可以通过逆变器电路310的开关元件将交流波形提供给初级线圈，并且由于所述变压器的匝数比而对交流波形升压，以在次级线圈处感生出高压交流电(即，灯驱动电力P)。接着可以将灯驱动电力P输出以驱动灯500。
在本发明的一个方面，反馈电路320例如可以向逆变器电路310输出控制信号，其中输出的控制信号可以对逆变器电路310内的开关元件的开关频率和/或开关占空比(duty cycle)进行控制。通过控制开关元件的开关频率，可以从逆变器电路310向灯500输出基本上恒定的灯驱动电力P。在本发明的另一方面，反馈电路320可以连接到灯500并接收在灯500内流动的管电流IL，并将从逆变器控制单元400(将在下文中详细论述)输出的管电流基准信号OP与接收到的输出管电流IL、或者与对应于灯500内流动的管电流IL的信号进行比较。如果基于所述比较，管电流IL小于与例如输出的管电流基准信号OP对应的预定值，则反馈电路320可以向逆变器电路310输出适当的控制信号，以调节逆变器电路310内的开关元件的开关频率和/或开关占空比。因此，逆变器电路310可以对电源单元200输出的电力的至少一个属性(例如，时段、平均电压、占空比等)进行调节，以调节(例如，增大)电源单元200输出的源电力并把经调节的源电力输出为灯驱动电力P。如果基于所述比较，管电流IL等于或大于与例如输出的管电流基准信号OP对应的预定值，则反馈电路320可以向逆变器电路310输出适当的控制信号，以调节逆变器电路310内的开关元件的开关频率和/或开关占空比。因此，逆变器电路310可以对电源单元200输出的源电力的至少一个属性(例如，时段、平均电压、占空比等)进行调节，以调节(例如，减小)电源单元200输出的源电力并把经调节的源电力输出为灯驱动电力P。在本发明的一个方面，可以向灯500连续地(例如，无中断地)提供逆变器电路310输出的灯驱动电力P，以在灯500内引起基本均匀的管电流IL。当从逆变器电路310输出基本恒定的灯驱动电力P时，灯500内可以流动有具有希望值的基本均匀的管电流IL。
根据本发明的原理，逆变器控制单元400可以控制逆变器单元300的操作，因此，可以用于调节由逆变器单元300输出的灯驱动电力P。在本发明的一个方面，逆变器控制单元400可以通过向反馈电路320输出前述的管电流基准信号OP，来对逆变器单元300进行控制。反馈电路320在接收到管电流基准信号OP时，可以向逆变器电路310输出适当的控制信号，以调节逆变器电路310内的开关元件的开关频率。如上所述，可以通过调节逆变器电路310内的开关元件的开关频率来调节灯驱动电力P。因此，可以基于管电流基准信号OP来改变灯驱动电力P。如上所述，可以向灯500连续地(例如，无中断地)提供逆变器单元300输出的灯驱动电力P，以引起基本均匀的管电流IL。因此，可以在灯500内保持与管电流基准信号OP对应的基本均匀的管电流IL。
根据本发明的原理，逆变器控制单元400例如可以根据其间灯500被驱动的输入时间t来附加地输出特定的管电流基准信号OP。例如，逆变器控制单元400可以利用查询表来调节管电流基准信号OP。在本发明的一个方面，所述查询表可以包括作为输入时间t的函数的管电流基准信号OP的多个值。本发明的一个方面中，所述查询表可以存储于包括在逆变器控制单元400内的存储装置中。该存储装置例如可以包括：诸如只读存储器(ROM)等的非易失性存储器，或诸如随机存取存储器(RAM)等的易失性存储器等。
图4示出了表示根据本发明原理将管电流基准信号作为输入时间的函数的查询表。
参照图4，当tj≤t≤ti时，可以从逆变器控制单元400向反馈电路320输出管电流基准信号OPj。反馈电路320在接收到管电流基准信号OPj时，可以向逆变器电路310输出控制信号，以将电源单元200输出的源电力调节为如下的灯驱动电力P：该灯驱动电力P足以在灯500内引起具有与输出的管电流基准信号OPj的值对应的值的管电流IL。在经过预定时间量之后，例如，当tc≤t时，可以连续地输出管电流基准信号OPc，并且可以有基本恒定的管电流IL在灯500内流动。
对根据本发明的原理的背光单元驱动电路进行说明之后，以下将更详细地描述LCD装置的灯的驱动方法。
图5示出了根据本发明原理的管电流和由灯发出的光的亮度与时间的关系。
总体上参照图5，管电流IL随着输入时间t前进而快速增大，直到第一时段t1的终止为止，管电流IL达到第一管电流值IL1(例如，约9mA)。随着输入时间t继续前进超出第一时段t1的终点，管电流IL的值下降，直到第二时段t2的终止为止，所述管电流被保持在第二(即，正常)管电流值IL2(例如，大约6mA)。在本发明的一个方面，第二时段t2的终止可以在初始驱动灯500的约一分钟之内。因此，逆变器控制单元400可以输出与已经过的输入时间t的特定量对应的特定管电流基准信号OP，以对管电流IL产生例如从0到IL1到IL2的变化。
例如，逆变器控制单元400可以接收输入时间信号t＜t1，并且，利用所述查询表，可以输出具有与输入时间信号t＜t1对应的特定值的第一管电流基准信号OP1。反馈电路320可以根据第一管电流基准信号OP1的特定值，对逆变器电路310的开关元件的开关操作进行控制以调节逆变器电路310的开关频率和/或开关占空比。因此，逆变器电路310可以按与第一管电流基准信号OP1的特定值对应的方式，对电源单元200输出的源电力的至少一个属性(例如，时段、平均电压、占空比等)进行调节，并将经调节的源电力作为灯驱动电P输出给灯500，以使管电流IL增大到第一管电流值IL1。由于管电流IL在初始驱动灯500时就增大到IL1，所以与从针对现有技术所述的灯发出的光的亮度相比，从灯500发出的光的亮度增大得更快。
接下来，随着输入时间t从t1前进到t2，流过灯500的管电流IL的值从IL1减小到IL2。当管电流IL达到第二管电流值IL2时，灯500发出的光的亮度具有值Y，这是适于图像显示单元600显示正常图像的正常亮度。为把管电流IL从IL1减小到IL2，逆变器控制单元400可以利用查询表来输出第二管电流基准信号OP2，其与第一管电流基准信号OP1不同并具有与输入时间信号t＝t2对应的特定值。反馈电路320可以根据第二管电流基准信号OP2的特定值，对逆变器电路310的开关元件的开关操作进行控制，以调节逆变器电路310的开关频率和/或开关占空比。因此，逆变器电路310可以按与第二管电流基准信号OP2的特定值对应的方式，来对电源单元200输出的源电力的至少一个属性(例如，时段、平均电压、占空比等)进行调节，并将经调节的源电力作为灯驱动电力P输出给灯500，以将管电流IL从值IL1减小到值IL2。
接下来，随着输入时间t前进超出第二时段t2的终止时刻，逆变器控制单元400可以继续输出第二管电流基准信号OP2，确保基本保持在灯500内流动的第二管电流值IL2。由于当t＝t2时灯500发出的光为正常亮度Y，所以将流动在灯500内的管电流IL基本保持在值IL2。
如上所述，逆变器控制单元400至少部分地使用查询表来控制管电流IL，所述查询表包含有作为输入时间的函数的管电流基准信号的多个值。然而，本发明的原理也可以扩展到多个其它***。例如，可以由亮度检测***来确定灯500发出的光的亮度；可以生成对应的亮度信号；并且，连接到亮度检测***的逆变器控制单元400可以至少部分地使用查询表来控制管电流IL，该查询表包含有作为亮度值的函数的管电流基准信号的多个值。
根据本发明的原理，当初始驱动灯时，逆变器控制单元400可以将在灯内流动的管电流控制得大于流过针对现有技术所述的灯的管电流。由此，可以减少在正常亮度值发光所需的时间量。另外，由于可以在灯的整个操作过程中施加具有与正常亮度值对应的基本恒定值的管电流，所以灯可以以基本恒定的亮度级来发光。
对于本领域的技术人员，很明显，可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下对本发明进行各种变化和各种修改。由此，本发明旨在覆盖本发明的变型和修改，只要它们落在所附权利要求及其等同物的范围内。
本申请要求2004年4月20日提交的韩国专利申请No.2004-0027031的优先权，通过引用将其并入于此，如同在此对其进行全面阐述一样。

Claims (21)

1、一种灯驱动方法，其包括以下步骤：
接收从电源输出的源电力；
产生第一控制信号；
基于第一控制信号调节接收到的源电力的至少一个属性，以产生第一灯驱动电力，该第一灯驱动电力在灯内引起具有第一管电流值的第一管电流；
在产生第一控制信号之后，产生与第一控制信号不同的第二控制信号；以及
基于第二控制信号调节接收到的源电力的至少一个属性，以产生第二灯驱动电力，该第二灯驱动电力在灯内引起具有第二管电流值的第二管电流，其中第二管电流值与第一管电流值不同。
2、如权利要求1所述的方法，其中，第一管电流值大于第二管电流值。
3、如权利要求1所述的方法，其中，第二管电流值大于第一管电流值。
4、如权利要求1所述的方法，其中，第一管电流值约为9mA。
5、如权利要求1所述的方法，其中，第一管电流值约为6mA。
6、如权利要求1所述的方法，其中，产生第一控制信号的步骤包括以下步骤：确定其间接收到了源电力的时间量；以及基于所述确定产生第一管电流基准信号。
7、如权利要求6所述的方法，还包括以下步骤：
从灯输出第一管电流；
对所输出的第一管电流的第一管电流值与第一管电流基准信号的值进行比较；
基于所述比较步骤产生第二控制信号。
8、如权利要求1所述的方法，其中，产生第一控制信号的步骤包括以下步骤：
检测灯发出的光的亮度；以及
基于所述检测步骤产生第一管电流基准信号。
9、如权利要求1所述的方法，其中，产生第二控制信号的步骤包括以下步骤：
确定其间接收到了源电力的时间量；以及
基于所述确定步骤产生第二管电流基准信号。
10、如权利要求9所述的方法，还包括以下步骤：在接收到源电力输出之后的约一分钟之内，产生第二管电流基准信号。
11、如权利要求1所述的方法，其中，产生第二控制信号的步骤包括以下步骤：
检测灯发出的光的亮度；以及
基于所述检测产生第二管电流基准信号。
12、如权利要求1所述的方法，其中，基于第一控制信号调节接收到的源电力的至少一个属性的步骤包括：调节源电力的周期、平均电压以及占空比中的至少一个。
13、如权利要求1所述的方法，其中，基于第二控制信号调节接收到的源电力的至少一个属性的步骤包括：调节源电力的周期、平均电压以及占空比中的至少一个。
14、一种液晶显示装置，其包括：
图像显示单元；
向图像显示单元发光的灯；
向灯供电的电源单元；
连接到电源单元的输出和灯的逆变器单元，该逆变器单元改变电源单元输出的电力，并把经改变的电力输出给灯；以及
连接到逆变器单元的逆变器控制单元，该逆变器控制单元产生至少部分地控制逆变器单元的改变操作的至少两个基准信号。
15、如权利要求14所述的液晶显示装置，其中，所述逆变器单元包括：
逆变器电路，连接在电源单元与灯之间，所述逆变器电路具有开关元件和变压器，并改变电源单元所输出的电力并把经改变的电力输出给灯；以及
反馈电路，连接到逆变器控制单元和逆变器电路，所述反馈电路产生控制信号以控制开关元件的开关操作。
16、如权利要求15所述的液晶显示装置，其中，所述控制信号对开关元件的开关频率和开关占空比中的至少一个进行控制。
17、如权利要求15所述的液晶显示装置，其中，所述反馈电路连接到灯的输出，并将流过灯的电流的值与基准信号的值进行比较，以产生控制信号。
18、如权利要求14所述的液晶显示装置，其中，所述逆变器控制单元包括一查询表，该查询表包含有作为其间向灯供电的时间的函数的多个基准信号值。
19、如权利要求14所述的液晶显示装置，还包括用于检测灯发出的光的亮度的亮度检测单元。
20、如权利要求19所述的液晶显示装置，其中：
亮度检测单元连接到逆变器控制单元；并且
其中逆变器控制单元包括一查询表，该查询表包含作为灯发出的光的亮度的函数的多个基准信号值。
21、如权利要求14所述的液晶显示装置，其中所述至少两个基准信号包括：
第一基准信号，其至少部分地控制逆变器单元的改变操作，以输出具有第一电流值的经改变的电力；以及
第二基准信号，其至少部分地控制逆变器单元的改变操作，以输出具有第二电流值的经改变的电力，其中第二电流值小于第一电流值。
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