专利名称：光源驱动装置及其信号转换电路及脉冲控制电路的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种光源驱动装置及其信号转换电路及脉沖控制电路。
技术背景由于液晶显示(LCD)器相较于传统的阴极射线管(CRT)显示器具有体 积小、低耗电量、低辐射，且液晶显示器的工艺技术能与半导体工艺技术兼 容等优点。因此，液晶显示器逐渐取代阴极射线管显示器，成为近年来显示 器的主流。液晶显示器并非自发光性的显示装置，其必须通过外部光源以提供一显 示画面所需的光源。 一般而言，液晶显示器包括一背光模块以提供显示面板 均匀的光源。此外，冷阴极荧光灯管(CCFL)具有寿命长、高辉度及管径细 等优点，使得冷阴极荧光灯管广泛地应用于该背光模块。在已知技术中，半桥驱动电路以及全桥驱动电路常常被用以驱动背光模 块的冷阴极荧光灯管。其中，半桥驱动电路以及全桥驱动电路通过调制晶体 管的导通相位，以控制冷阴极荧光灯管的电压及电流，并进而调整冷阴极荧 光灯管的亮度。在实际应用上，半桥驱动电路仅需要两组控制信号即能产生 所需的驱动信号，而全桥驱动电路则需要四组控制信号才能够产生所需的驱 动信号。然而，全桥驱动电路则能够提供较大的功率以驱动与其电性连接的 负载。以下将简述全桥驱动电路的架构，请参考图l所示，已知的全桥驱动电 路l包括一全桥架构单元11、 一隔离变压单元13以及一控制单元12。其中 该全桥架构单元11包括四个晶体管Q01 ~Q04,而该控制单元l2输出四个控 制信号，以分别控制所述晶体管Q01 ~Q04导通(turn on)或截止(turn off )， 并通过所述晶体管Q01-Q04的导通、关闭而将一功率信号传送至该隔离变 压单元13。该隔离变压单元13将该功率信号转换成一驱动信号以驱动与其 电性连接的冷阴极荧光灯管L。承上所述，半桥驱动电路的架构则是仅具有两个晶体管，且控制单元仅需输出两组控制信号即可驱动负载。虽然，半桥驱动电路具有较简单的电路 构成，然而其驱动能力则较全桥驱动电路为差。因此如何取其优点以降低成 本且能具有较佳的驱动能力，是当前重要课题之一。发明内容有鉴于上述课题，本发明的目的为提供一种可简化控制方式的光源驱动 装置及其信号转换电路及脉冲控制电路。于是，为达上述目的，本发明提供一种光源驱动装置。该光源驱动装置 包括一脉冲控制电路、 一信号调整电路及一驱动电路。'其中，该脉冲控制电 路产生一第一控制信号及一第二控制信号。该信号调整电路接收该第一控制 信号及该第二控制信号，以分别输出一第一切换信号、 一第二切换信号、一 第三切换信号及一第四切换信号。该驱动电路分别耦接至该信号调整电路及 至少一发光单元，并依据该第一切换信号、该第二切换信号、该第三切换信 号及该第四切换信号，以产生一驱动信号来驱动该发光单元。为达上述目的，本发明提供一种脉冲控制电路，其包括一可程序频率产 生单元、 一比较单元、 一反馈控制单元以及一脉冲产生单元。其中，该可程 序频率产生单元产生一脉宽调制信号并传送至该比较单元。而该比较单元依 据该脉宽调制信号及一参考信号，以产生一第一比较信号和一第二比较信 号。该反馈控制单元接收一反馈信号。该脉冲产生单元耦接至该比较单元和 该反馈控制单元，并依据该反馈信号、该第一比较信号以及该第二比较信号， 以分别输出 一 第 一控制信号和 一 第二控制信号。 '为达上述目的，本发明提供一种信号转换电路，其包括一信号调整电路 及一驱动电路。其中，该信号调整电路接收一第一控制信号及一第二控制信 号，以分别输出一第一切换信号、 一第二切换信号、 一第三切换信号及一第 四切换信号。而该驱动电路耦接至该信号调整电路，并依据该第一切换信号、 该第二切换信号、该第三切换信号及该第四切换信号，以产生一驱动信号。承上所述，本发明的光源驱动装置及其信号转换电路及脉沖控制电路通 过该信号调整电路将该第一控制信号及该第二控制信号转换为该第一切换 信号、该第二切换信号、该第三切换信号及该第四切换信号，以驱动该驱动 单元所包括的所述晶体管。因此，本发明在不降低驱动能力的前提下，可以 通过较简易的控制方式来驱动光源驱动装置及其信号转换电路及脉冲控制电路。
图1为显示已知全桥驱动电路的示意图。图2为显示本发明较佳实施例的光源驱动装置的示意图。图3为显示依据图2所示的脉沖控制电路的示意图。图4 (a) - (d)为显示脉沖控制电路及切换单元的输出波形的示意图。附图符号说明1:全桥驱动电路11:全桥架构单元12:控制单元13:隔离变压单元2:光源驱动装置21:脉冲控制电路211:可程序频率产生单元212:比较单元213:反馈控制单元214:脉沖产生单元0P1、 0P2:比较器23:信号调整电路231、 232:信号调整单元22:马区动电路221:切换单元222:升压单元Tl:变压器24:发光单元Dll、 D12:齐纳二极管Rll、R12:电阻器Sl:脉宽调制信号S2:驱动信号Va、 Vb:比较信号Fbl:反馈信号L:负载VI-V6:控制信号C11 C14:电容器Q01 ~Q04、 Qll Q14:晶体管具体实施方式
以下将参照相关附图，说明依据本发明较佳实施例的光源驱动装置及其 脉冲控制电路及信号转换电路。请参考图2所示，本发明较佳实施例的一光源驱动装置2包括一脉冲控 制电路21、 一信号调整电路23以及一驱动电路22。其中该信号调整电路23 配置并电性连接于该驱动电路22和该脉冲控制电路21之间。另外，该信号调整电路23以及该驱动电路22可整合为一信号转换电路。以下，请先参考图3所示，以就该脉冲控制电路21先进行说明。该脉 冲控制电路21包括一可程序频率产生单元211、 一比较单元212、 一反馈控 制单元213以及一脉冲产生单元214。其中该脉冲产生单元214分别耦接至 该反馈控制单元213及该比较单元212，而该比较单元212耦接至该可程序 频率产生单元211。该可程序频率产生单元211产生一脉宽调制信号Sl,并传送至该比较单 元212。其中该脉宽调制信号S1 (如图4 ( a )所示)的工作周期(duty cyc 1 e ) 例如为50% ,当然在不同的实施态样中，其工作周期可依据需要而任意调整。 需注意的是，该脉宽调制信号Sl可为可程序的定频率输出。该比较单元212包括一第一比较器0P1和一第二比较器0P2。该第一比 较器0P1的一正输入端接收该脉宽调制信号Sl,而其一负输入端接收一参考 信号Vref。该第一比较器0P1的一输出端系依据该脉宽调制信号Sl和该参 考信号Vref以输出一第一比较信号Va,并传送至该脉冲产生单元214。该第二比较器0P2的一正输入端接收一参考信号Vref ，而其一负输入端 接收该脉宽调制信号S1。该第二比较器0P2的一输出端依据该参考信号Vref 和该脉宽调制信号Sl以输出一第二比较信号Vb,并传送至该脉冲产生单元 214。在本实施例中，该第一比较器0P1由该正输入端接收该脉宽调制信号 Sl,而该第二比较器0P2由该负输入端接收该脉宽调制信号S1。因此，该第 一比较信号Va和该第二比较信号Vb具有一相位差。在本实施例中，该相位 差可以是180。。请继续参考图3所示，该反馈控制单元213接收由该驱动电路22或一 发光单元24所传回的至少一反馈信号Fbl,并将该反馈信号Fbl传送至该脉 沖产生单元214。在本实施例中，该反馈信号Fbl可以是一电压信号或是一 电流信号。该脉沖产生单元214依据该反馈信号Fbl及该第一比较信号Va,以输出 如图4 (b)所示的一第一控制信号VI。类似地，该脉冲产生单元214依据 该反馈信号Fbl及该第二比较信号Vb,以输出如图4 (c)所示的一第二控 制信号V2。其中由于该第 一 比较信号Va和该第二比较信号Vb具有一相位差， 使得该第一控制信号VI和该第二控制信号V2也具有一相位差。请参考图4(a)-(d)，若该脉宽调制信号Sl在正缘上升时，则该第一控 制信号V1为逻辑高电平，而该第二控制信号V2为逻辑低电平。若该脉宽调 制信号S1在负缘下降时，则该第二控制信号V2为逻辑高电平，而该第一控 制信号VI为逻辑低电平。其中该第一控制信号VI和该第二控制信号V2的 工作周期与该反馈信号Fbl有关。以下说明该第一控制信号VI和该第二控制信号V2的工作周期与该反馈 信号Fbl的关系。请同时参考图2和图3所示，若该驱动电路22或该发光 单元24所传回的该电流信号(或该电压信号)过大，则会使得该反馈信号 Fbl过大。此时可以通过该^0中产生单元214降低该第一控制信号VI或该第 二控制信号V2的工作周期，以使得该驱动电路22或该发光单元24的该电 流信号(或该电压信号)回复至一设定值。相对地，若该驱动电路22或该 发光单元24的该电流信号(或该电压信号)过小，因而造成该反馈信号Fbl 过低。此时，则可以通过该脉冲产生单元214增加该第一控制信号VI或该 第二控制信号V2的工作周期，以使得该驱动电路22或该发光单元24的该 电流信号(或该电压信号)回复至该设定值。此外，考虑实际电路的运作而为了保护电路的可靠性，在逻辑高电平和 逻辑低电平切换时需要緩冲时间(dead time )。因此，在本实施例中，若该 脉宽调制信号的工作周期为50%时，则该第一控制信号VI和该第二控制信 号V2的工作周期会小于48°/。，以避免光源驱动装置2产生误操作。请参考图2所示，该信号调整电路23包括一第一信号调整单元231及 一第二信号调整单元232。其中该第一信号调整单元231依据该第一控制信 号Vl,以产生一第一切换信号V3及一第二切换信号V4。该第一信号调整单 元231包括一第一齐纳二极管D11、一第一电阻器R11以及一第一电容器C11。 该第一齐纳二极管Dll的一第一端耦接至一第一电压(例如是电源电压 Vcc)，而该第一电阻器Rll耦接至该第一齐纳二极管Dll的两端。该第二信号调整单元232依据该第二控制信号V2,以产生一第三切换信 号V5及一第四切换信号V6。该第二信号调整单元232包括一第二齐纳二极 管D12、 一第二电阻器R12以及一第二电容器Cl2。其中该第二电阻器Rl2 的一第一端耦接至该第一电压，而该第二齐纳二极管D12耦接至该第二电阻 器R12的两端。在本发明中，该第 一切换信号V3和该第三切换信号V5的相位差为180。，该第二切换信号V4和该第四切换信号V6的相位差为180° 。请继续参考图2所示，该驱动电路22包括一切换单元221及一升压单 元2"。其中该切换单元221分别耦接至该信号调整电路23及该升压单元 222。该切换单元221依据该第一切换信号V3、该第二切换信号V4、该第三 切换信号V5及该第四切换信号V6以控制导通或关闭。此外，该升压单元222 依据该切换单元221的导通或关闭而产生一驱动信号S2。该切换单元221包括一第一晶体管Qll、 一第二晶体管Q12、 一第三晶 体管Q13以及一第四晶体管Q14。在本实施例中，该第一晶体管Q11和该第 三晶体管Q13为NM0S晶体管，而该第二晶体管Q12和该第四晶体管Q14为 PM0S晶体管。该第一晶体管Qll的栅极接收该第一切换信号V3，其源极耦接至一第二 电压(例如是该接地电压)。该第二晶体管Q12的栅极接收该第二切换信号 V4,其源极耦接至该第一电压，其漏极耦接至该第一晶体管Qll的漏极。该第三晶体管Q13的栅极接收该第三切换信号V5,其源极耦接至该第二 电压。该第四晶体管Q14的栅极接收该第四切换信号V6,其源极耦接至该第 一电压，其漏极耦接至该第三晶体管Q13的漏极。在本实施例中，该第一齐纳二极管Dll、该第一电阻器Rll以及该第一 电容器Cll为该第二晶体管Q12的一电平转换电路(level shift circuit )。 该第二齐納二极管D12、该第二电阻器R12以及该第二电容器C12为该第四 晶体管Q14的一电平转换电路。以下将说明该电平转换电路的作用。请同时参考图2和图4(a)-(d)所示，若该第一控制信号VI为正脉冲时， 该第一信号调整单元231产生正脉沖的该第二切换信号V4，以使该第二晶体 管Q12关闭。相对地，若该第一控制信号VI为负脉冲时，该第一信号调整 单元231产生负脉冲的该第二切换信号V4,以使该第二晶体管Q12导通。该第一控制信号VI会使得该第一晶体管Qll及该第二晶体管Q12的导 通状态相反，即该第一晶体管Qll导通时，则该第二晶体管Q12为关闭。依 据上述的说明，该切换单元221的输出如图4(d)所示，而该信号在经过该 升压单元222之后则会产生交流型态的驱动信号S2。需注意的是，在本实施例中，只需使用一个控制信号即可控制一组NMOS 晶体管和PM0S晶体管。因此，本发明可以通过二个控制信号同时控制二组 丽0S晶体管和PM0S晶体管。10请继续参照图2,该升压单元222包括一变压器Tl。该变压器Tl的初 级耦接至该切换单元221,其次级耦接至一发光单元24,且该变压器T1依 据该切换单元221的输出而产生该驱动信号S2来驱动该发光单元24。在本 实施例中，该发光单元24以一冷阴极焚光灯管为例。本发明的该升压单元222还包括一第三电容器C13,该第三电容器C13 耦接于该切换单元221和该变压器Tl的该初级之间，以作为稳流之用。另外，本发明的光源驱动装置2还包括一第四电容器C14,其耦接于该 第二齐纳二极管D12的一第一端及该第二电压之间，以稳定该升压单元222 所输出的该驱动信号S2。综上所述，本发明的光源驱动装置及其信号转换电路与脉冲控制电路通 过该信号调整电路将该第一控制信号及该第二控制信号转换为该第一切换 信号、该第二切换信号、该第三切换信号及该第四切换信号，以驱动该驱动 单元所包括的所述晶体管。因此，本发明在不降低驱动能力的前提下，可以 通过较简易的控制方式来驱动该发光单元，且可有效地控制成本。以上所述仅为举例性，而并非用以限制本发明。任何未脱离本发明的精 神与范围，而对其进行的等效修改或变更，均应包括在本申请的权利要求中。
权利要求
1、一种光源驱动装置，包括一脉冲控制电路，产生一第一控制信号及一第二控制信号；一信号调整电路，耦接至该脉冲控制电路，该信号调整电路依据该第一控制信号及该第二控制信号，以分别输出一第一切换信号、一第二切换信号、一第三切换信号及一第四切换信号；以及一驱动电路，分别耦接至该信号调整电路及至少一发光单元，并依据该第一切换信号、该第二切换信号、该第三切换信号及该第四切换信号，以产生一驱动信号来驱动该发光单元。
2、 如权利要求1所述的光源驱动装置，其中该脉冲控制电路包括 一可程序频率产生单元，产生一脉宽调制信号；一比较单元，耦接至该可程序频率产生单元，并侬据该脉宽调制信号及 一参考信号，以产生一第一比较信号和一第二比较信号； 一反馈控制单元，接收一反馈信号；以及一脉沖产生单元，耦接至该比较单元和该反馈控制单元，并依据该反馈 信号、该第一比较信号以及该第二比较信号，以分别输出该第一控制信号和 该第二控制信号。
3、 如权利要求2所述的光源驱动装置，其中该比较单元包括 一第一比较器，其一正输入端耦接至该可程序频率产生单元，其一负输入端接收一参考信号，其一输出端耦接至该脉冲产生单元；以及一第二比较器，其一正输入端接收该参考信号，其一负输入端耦接至该 可程序频率产生单元，其一输出端耦接至该脉沖产生单元。
4、 如权利要求2所述的光源驱动装置，其中该第一控制信号及该第二 控制信号的工作周期值小于该脉宽调制信号的工作周期。
5、 如权利要求2所述的光源驱动装置，其中该反馈信号为该驱动单元 或该发光单元的电压信号或电流信号。
6、 如权利要求1所述的光源驱动装置，其中该第一切换信号和该第三 切换信号的相位差为180° ，该第二切换信号和该第四切换信号的相位差为 180。。
7、 如权利要求1所述的光源驱动装置，其中该第一控制信号和该第二控制信号具有一相位差。
8、 如权利要求1项所述的光源驱动装置，其中该驱动电路包括一切换单元，耦接至该信号调整电路，该切换单元依据该第一切换信号、该第二切换信号、该第三切换信号及该第四切换信号以导通或关闭；以及一升压单元，耦接该切换单元并依据该切换单元的导通或关闭而产生该 驱动信号。
9、 如权利要求8所述的光源驱动装置，其中该切换单元包括 一第一晶体管，具有一栅极接收该第一切换信号，以及一源/漏极耦接至一第二电压；一第二晶体管，具有一栅极接收该第二切换信号，以及一源/漏极耦接 至一第一电压，以及一漏/源极耦接至该第一晶体管的一漏/源极；一第三晶体管，具有一栅极接收该第三切换信号，以及一源/漏极耦接 至该第二电压；以及一第四晶体管，具有一栅极接收该第四切换信号，以及一源/漏极耦接 至该第一电压，以及一漏/源极耦接至该第三晶体管的一漏/源极。
10、 如权利要求9所述的光源驱动装置，其中该第一晶体管和该第三晶 体管为画0S晶体管，而该第二晶体管和该第四晶体管为PM0S晶体管。
11、 如权利要求8所述的光源驱动装置，其中该升压单元包括一变压器， 该变压器的初级耦接至该切换单元，该变压器的次级耦接至该发光单元。
12、 如权利要求11所述的光源驱动装置，其中该升压单元还包括一第 一电容器，该第一电容器耦接至该切换单元和该变压器的初级之间。
13、 如权利要求1所述的光源驱动装置，其中该信号调整电路包括 一第一信号调整单元，耦接至该脉冲控制电路，并依据该第一控制信号，以产生该第一切换信号及该第二切换信号；以及一第二信号调整单元，耦接至该脉沖控制电路，并依据该第二控制信号， 以产生该第三切换信号及该第四切换信号。
14、 如权利要求13所述的光源驱动装置，其中该第一信号调整单元包 括 一第一齐纳二极管，其一第一端耦接至该第一电压； 一第一电阻器，耦接至该第一齐纳二极管的两端；以及 一第二电容器，其一第一端接收该第一控制信号，其一第二端分别耦接至该第一齐纳二极管的一第二端和该驱动电^ 各。
15、 如权利要求14所述的光源驱动装置，其还包括一第四电容器，耦 接至该第一齐纳二极管的该第一端及一第二电压之间。
16、 如权利要求13所述的光源驱动装置，其中该第二信号调整单元包括一第二齐纳二极管，其一第一端耦接至该第一电压； 一第二电阻器，耦接至该第二齐纳二极管的两端；.以及一第三电容器，其一第一端接收该第二控制信号，其一第二端分別耦接 至该第二齐纳二极管的 一 第二端和该驱动电路。
17、 如权利要求1所述的光源驱动装置，其中该发光单元为一冷阴极荧 光灯管。
18、 一种脉冲控制电路，包括 一可程序频率产生单元，产生一脉宽调制信号；一比较单元，耦接至该可程序频率产生单元，并依据该脉宽调制信号及 一参考信号，以产生一第一比较信号和一第二比较信号； 一反馈控制单元，接收一反馈信号；以及一脉沖产生单元，耦接至该比较单元和该反馈控制单元，并依据该反馈 信号、该第一比较信号以及该第二比较信号，以分别输出一第一控制信号和 一第二控制信号。 .
19、 一种信号转换电路，包括一信号调整电路，接收一第一控制信号及一第二控制信号，以分别输出 一第一切换信号、 一第二切换信号、 一第三切换信号及一第四切换信号；以 及一驱动电路，耦接至该信号调整电路，并依据该第一切换信号、该第二 切换信号、该第三切换信号及该第四切换信号，以产生一驱动信号。
全文摘要
一种光源驱动装置包括一脉冲控制电路、一信号调整电路以及一驱动电路。该脉冲控制电路产生一第一控制信号及一第二控制信号。该信号调整电路耦接至该脉冲控制电路，并依据该第一控制信号及该第二控制信号，以分别输出一第一切换信号、一第二切换信号、一第三切换信号及一第四切换信号。该驱动电路分别耦接至该信号调整电路及至少一发光单元，并依据该第一切换信号、该第二切换信号、该第三切换信号及该第四切换信号，以产生一驱动信号来驱动该发光单元。
文档编号G09G3/36GK101325033SQ200710109008
公开日2008年12月17日 申请日期2007年6月12日 优先权日2007年6月12日
发明者强 丁, 柏台生 申请人:台达电子工业股份有限公司