专利名称：集成式液晶显示设备电源装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及液晶显示技术，特别涉及电能利用效率高、体积小、成本低的组合式冷阴极荧光管驱动技术及电源供应技术，为大屏幕液晶电视及液晶显示器提供高性价比的背光驱动及电源整体方案。
技术背景液晶显示设备一般都是以冷阴极荧光灯管(CCFL)作为背光源。点燃CCFL需要一个几百至几千伏特的交流电压，产生CCFL所需要的电压需要通过一个逆变器(Inverter)来实现。在传统的液晶显示设备中，整机的供电和CCFL驱动一般采用图2的电路方案。110-240V市电通过开关电源转变为低压直流电供应逆变器和其它电路，逆变器再将电源次级的低压直流电转换为CCFL所需要的交流高压电来点燃CCFL。
现有技术多个独立电源供电的方案中，主要利用开关型电-磁-电转换方式来实现电压转换、控制以及安全隔离。每一次转换都会产生变压器的铜损、铁损以及半导体器件的开关损耗等等电能损失。借用水利术语比喻，开关电源将高压交流市电转换到低压直流电的大落差过程，因转换效率的问题会产生一部分能量损失；而逆变器将低压直流转换为高压交流电的大扬程过程又会产生一部分能量损失。大尺寸的液晶显示设备中CCFL的电源消耗占据整机电源消耗的大部分，因此两次转换所造成的能量损失会非常大；这些能量损失还会产生热，影响液晶显示设备的可靠性。同时两次转换的做法也会使电路复杂，成本高昂。也有一些从电源初级产生振荡来驱动CCFI的方案，这些方案中CCFL接在电源初级，不通过光耦或磁耦合器来耦合电流取样信号和亮度控制和开、关灯的信号。而液晶显示设备中CCFL接在次级电路，并且控制亮度和开、关灯的信号也在电源次级。由于安全的需要，电子设备的初、次级部分需要严格地隔离。因此这些方案主要用于灯箱等其它场合。现有技术多个独立电源供电的方案无法解决体积大、电路复杂、转换效率低和可靠性差的问题。
现有技术存在的问题是两次开关型电-磁-电的转换效率低，能量损失大；现有技术中还存在的问题是CCFL电流反馈电路设置不合理，初、次级隔离要求太高。
发明内容
为了克服上述现有技术中的不足之处，本实用新型提出一种集成式液晶显示设备电源装置，将现有开关电源与冷阴极荧光灯管逆变器合二为一，通过减少一次电能转换，达到减少能量损耗和整机发热、降低成本，同时提高可靠性的目的。
本实用新型解决两次电-磁-电转换效率低问题的技术方案是在整流、滤波电路后紧接着设置一个高压变高压的交流产生电路供应CCFL，和一个高压变低压的直流供电电源电路供液晶显示设备的其它电路。
本实用新型进一步解决CCFL电流反馈电路设置不合理问题的技术方案是，采用符合安全隔离要求的CCFL激励变压器；在次级对CCFL进行电流取样，并与次级的亮度控制信号和开、关灯信号一起，通过光耦或磁耦合器耦合到初级控制CCFL驱动电路，达到在次级对灯管电流进行控制的目的。
本实用新型的目的可以这样达到设计、制造一种集成式液晶显示设备电源装置，尤其是该装置包括整流电路以及分别与所述整流电路相连的冷阴极荧光灯管驱动电路和直流供电电源。
为了达到更好的效果在整流电路和与之相连的冷阴极荧光灯管驱动电路和直流供电电源电路之间还可以设置一个升压型开关电源转换器(Boost Mode DC-DC Converter)将经过整流的脉动直流电转换为一个高压直流电，这部分电路可起到功率因数改善(PFC)的作用，同时可减少市电电压变化对于冷阴极荧光灯管驱动电路和直流供电电源电路的影响。
还设置一个直流供电电源电路，用来供应液晶显示设备其它部分电路。同时直流供电电源还向交流产生以及控制部分供电。直流供电电源从与CCFL驱动部分共用交流整流、升压型开关电源转换器等部分电路以降低成本。
采用本实用新型后所能获得的效果是，可以使液晶显示设备的整机用电效率大大提高，减少由于发热带来的可靠性降低；可减少电路的零件数量和体积，也减少加工工序，降低成本。
图1是本实用新型集成式液晶显示设备电源装置的整体框图；图2是现有技术液晶显示设备多次转换电源供电示意图；图3是本实用新型所述电源装置的整流及直流电压转换电路原理图；图4是本实用新型所述电源装置振荡、驱动与反馈等电路原理图；图5是本实用新型所述电源装置的直流供电电源电路原理图。
具体实施方式
以下结合附图详述本实用新型的具体实施例。
一种集成式液晶显示设备电源装置，尤其是该装置包括整流电路1，以及分别与所述整流电路1相连的冷阴极荧光灯管驱动电路3和辅助电源7。
所述整流电路1和与之相连的冷阴极荧光灯管驱动电路3和直流供电电源7之间可以设置一个升压型开关电源转换器(Boost Mode DC-DC Converter)，将经过整流的脉动直流电转换为高压直流电，这部分电路同时起到主动型功率因数改善(PFC)的作用。
所述冷阴极荧光灯管驱动电路3的输出经安全隔离型激励变压器4接冷阴极荧光灯管6；所述直流供电电源7的一组输出接所述冷阴极荧光灯管驱动电路3的工作电压端。设置的这个小功率的直流供电电源电路，用来供应液晶显示设备其它部分电路。同时直流供电电源还向交流产生以及控制部分供电。直流供电电源从与CCFL驱动部分共用交流整流、升压型开关电源转换器等部分电路以降低成本。
所述驱动电路3还连接光或磁耦合型灯管电流采样反馈控制以及亮度和开关灯控制电路5。
所述电源装置包括一个容纳所述整流电路1、直流电压转换器2、驱动电路3、激励变压器4、反馈电路5和辅助电源7的壳体。
实用中，图3至图5是具有所述特征的本实用新型集成式液晶显示设备电源装置二合一冷阴极荧光管逆变器及电源的实施例。
90-240V市电经过由T2、C1、C21、C22、C5构成的滤波网络加到整流桥堆D1上，经过D1整流在L1左端得到峰值为127-339V的半波脉动直流电压。U1是一颗专用的功率因数改善IC，它与MOS管Q1、电感L1、整流管D4、滤波电容C9等外围元件一同构成了一个完整的主动型功率因数改善电路。它的基本原理就是采用一个BOOST型直流升压转换电路，将低压脉动直流转换成稳定的相对高的直流恒定电压。本实施例中，此直流电压设定为385V。R13、R14、R15构成的分压网络完成对输出电压的取样。R11、C8是振荡器的定时电阻和电容，他们的值决定了功率因数改善器的工作频率。R2是电流取样电阻，当Q1导通时L1上的电流过大时，Q1会被截止，以防止电路因过流而损坏。
图4中，U4是一颗双端输出的脉宽调制驱动器，内含了电压基准、振荡产生、误差比较、输出驱动、软启动等功能。它与MOS管Q5、Q6，等共同构成半桥式功率驱动电路。能量通过变压器T4耦合到次级驱动冷阴极灯管LAMP1和LAMP2。C33、C34与T4次级构成谐波电路，使驱动CCFL的电压为近似正弦波。而且T4还具有初、次极隔离作用。U12和U13分别起恒流和恒压控制的作用，将电压和电流的误差信号通过光耦U11反馈到初级的U14，通过调整占空比使CCFL在恒定的电流下工作，并且在灯管开路时电压不致过高而损坏电路以及正常的灯管。
图5是一个常见的AC-DC电源电路，只是省略了整流、滤波部分。它从功率因数改善电路2的输出部分直接取电。经过U15、T5等将功率传输到次级并转变为稳定的12V和5V直流电压，供给整机的其它部分。同时由D21整流出的15V和D20整流出的12V直流电压分别向本逆变器电源的U1、U4、U11等初、次级部分供电。
权利要求1.一种集成式液晶显示设备电源装置，其特征在于该装置包括整流电路(1)，以及分别与所述整流电路(1)相连的冷阴极荧光灯管驱动电路(3)和直流供电电源(7)。
2.根据权利要求1所述的电源装置，其特征在于所述冷阴极荧光灯管驱动电路(3)的输出经安全隔离型激励变压器(4)接冷阴极荧光灯管(6)；所述直流供电电源(7)的一组输出接所述冷阴极荧光灯管驱动电路(3)的工作电压端。
3.根据权利要求2所述的电源装置，其特征在于所述驱动电路(3)还连接耦合型灯管电流采样反馈控制电路(5)。
4.根据权利要求3所述的电源装置，其特征在于所述灯管电流采样反馈控制电路(5)是光耦合型。
5.根据权利要求3所述的电源装置，其特征在于所述灯管电流采样反馈控制电路(5)是磁耦合型。
6.根据权利要求4或5所述的电源装置，其特征在于所述整流电路(1)和与之相连的冷阴极荧光灯管驱动电路(3)和直流供电电源(7)之间还接有升压型直流电压转换器(2)。
7.根据权利要求4所述的电源装置，其特征在于所述电源装置包括一个容纳所述整流电路(1)、直流电压转换器(2)、驱动电路(3)、激励变压器(4)、反馈电路(5)和直流供电电源(7)的壳体。
专利摘要一种集成式液晶显示设备电源装置，尤其是该装置包括整流电路(1)，以及分别与所述整流电路(1)相连的冷阴极荧光灯管驱动电路(3)和直流供电电源(7)。本实用新型提出一种集成式液晶显示设备电源装置，将现有开关电源与冷阴极荧光灯管逆变器合二为一，通过减少一次电能转换，达到减少能量损耗和整机发热、降低成本，同时提高可靠性的目的。采用本实用新型后所能获得的效果是，可以使液晶显示设备的整机用电效率大大提高，减少由于发热带来的可靠性降低；可减少电路的零件数量和体积，也减少加工工序，降低成本。
文档编号G02F1/133GK2743863SQ200420095399
公开日2005年11月30日 申请日期2004年11月13日 优先权日2004年11月13日
发明者李亚平, 王晓峰, 谭志胜, 殷新祥 申请人:深圳市方向科技有限公司