适应式的背光装置、背光系统及其控制方法与流程

本发明涉及一种背光装置，特别是涉及一种适应式的背光装置及其控制方法。

背景技术：

请参阅图1，图1为相关的背光装置的方块图。背光装置100具有电源供应器110、发光串行120、晶体管130、脉宽调变控制器160及电阻r。其中晶体管130、脉宽调变控制器160及电阻r设置于一芯片。由于制程偏移，发光串行120中的每一发光二极管可能并不相同，当发光串行120的发光跨压过低时，会造成晶体管130的跨压过高，导致晶体管130产生过热现象而损坏芯片上的电子组件。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题在于，针对现有技术的不足提供一种适应式的背光装置及其控制方法。

为了解决上述的技术问题，本发明实施例提供一种适应式的背光装置，用于控制多个发光串行，电源供应器耦接各发光串行的一端，电源供应器用于提供电源电压至各发光串行，电源电压用于控制各发光串行的亮度，各发光串行具有多个发光二极管，各发光串行具有发光跨压。适应式背光装置还包括晶体管、电压检测器及适应式控制器。晶体管具有第一端、第二端及控制端，第一端耦接发光串行的另一端，晶体管用于控制流经发光串行的电流，由第一端的电压及第二端的电压的差值产生晶体管的跨压。电压检测器具有第一输入端及第二输入端，第一输入端耦接第一端并接收第一电压信号，第二输入端耦接第二端并接收第二电压信号，电压检测器根据第一电压信号及第二电压信号产生电压差信号。适应式控制器，耦接于电压检测器及晶体管的控制端，适应式控制器接收电压检测器所传送的电压差信号，适应式控制器具有计数器。其中，当适应式控制器检测到电压差信号高于或等于默认值时，适应式控制器通过晶体管的控制端至少一次提高流经发光串行的电流，用于提高发光串行的发光跨压并降低晶体管的跨压。其中，计数器计算电压差信号高于或等于默认值且超过时间范围时，计数值加1，适应式控制器通过晶体管的控制端阶段性提高流经发光串行的电流。计数器计算电压差信号低于默认值且/或超过时间范围时，初始化该计数值为零。

更进一步地，当适应式控制器检测到电压差信号低于所述默认值时，适应式控制器通过晶体管的控制端维持流经发光串行的电流。

更进一步地，适应式控制器还包括电压决定电路，耦接于电压检测器及计数器，用于接收电压差信号，电压决定电路通过电压差信号计算出晶体管的跨压。

更进一步地，背光装置还进一步包括：脉宽调变控制器，耦接适应式控制器及晶体管的控制端，其中当电压差信号高于所述默认值时，适应式控制器产生脉宽调变控制信号，脉宽调变控制器接收适应式控制器所传送的脉宽调变控制信号，脉宽调变控制器传送脉宽调变信号至晶体管的控制端，其中电流及脉宽调变信号的乘积为定值。

更进一步地，背光装置还进一步包括：运算放大器，具有反相端、非反相端及输出端，非反相端耦接数字模拟转换器并接收模拟电流信号，反相端耦接晶体管的第二端并接收回授信号，输出端用于耦接晶体管的控制端，运算放大器根据模拟电流信号及回授信号产生电流控制信号，电流控制信号用于通过控制端来控制流经晶体管的电流。

更进一步地，背光装置还进一步包括：电阻，一端耦接晶体管的第二端及运算放大器的反相端，另一端接地。

更进一步地，其中晶体管、电压检测器、适应式控制器、脉宽调变控制器、数字模拟转换器、运算放大器及电阻设置于芯片。

本发明实施例提供一种背光装置的控制方法，适用于适应式的背光装置，具有电源供应器、多个发光串行、晶体管、电压检测器及适应式控制器，晶体管具有第一端、第二端及控制端，电压检测器具有第一输入端及第二输入端，适应式控制器具有计数器，控制方法包括：由晶体管控制流经发光串行的电流；由第一端的电压及第二端的电压的差值产生晶体管的跨压；由第一输入端接收第一电压信号，由第二输入端接收第二电压信号；由电压检测器根据第一电压信号及第二电压信号产生电压差信号；以及由适应式控制器接收电压检测器所传送的电压差信号；其中，当适应式控制器检测到电压差信号高于或等于默认值时，适应式控制器通过晶体管的控制端至少一次提高流经发光串行的电流，用于提高发光串行的发光跨压并降低晶体管的跨压；其中，当计数器计算电压差信号高于或等于默认值且超过时间范围时，计数值加1，适应式控制器通过晶体管的控制端阶段性提高流经发光串行的电流；计数器计算电压差信号低于所述默认值且/或超过时间范围时，初始化计数值为零。

更进一步地，当适应式控制器检测到电压差信号低于默认值时，适应式控制器通过晶体管的控制端维持流经发光串行的电流。

更进一步地，适应式控制器还包括电压决定单元，耦接于电压检测器及计数器，控制方法包括：由电压决定单元接收电压差信号并计算出晶体管的跨压。

更进一步地，其中适应式背光装置还包括脉宽调变控制器，耦接适应式控制器，控制方法包括：当电压差信号高于默认值时，适应式控制器产生脉宽调变控制信号；由脉宽调变控制器接收适应式控制器所传送的脉宽调变控制信号；由脉宽调变控制器传送脉宽调变信号至晶体管的控制端；其中电流及脉宽调变信号的乘积为定值。

更进一步地，其中适应式背光装置还包括数字模拟转换器，控制方法包括：由数字模拟转换器接收适应式控制器所传送的数字电流信号；由数字模拟转换器将数字电流信号转换为模拟电流信号。

更进一步地，其中适应式背光装置还包括运算放大器，具有反相端、非反相端及输出端，控制方法包括：由非反相端接收模拟电流信号；由反相端接收晶体管回授信号；由运算放大器根据模拟电流信号及回授信号产生电流控制信号；由电流控制信号控制流经晶体管的电流。

本发明实施例提供一种适应式的背光系统，包括电源供应器、多个发光串行及适应式背光装置。电源供应器耦接各发光串行的一端，电源供应器用于提供电源电压至各发光串行，电源电压用于控制各发光串行的亮度，各发光串行具有多个发光二极管，各发光串行具有发光跨压。适应式背光装置还包括晶体管、电压检测器及适应式控制器。晶体管具有第一端、第二端及控制端，第一端耦接发光串行的另一端，晶体管用于控制流经发光串行的电流，由第一端的电压及第二端的电压的差值产生晶体管的跨压。电压检测器具有第一输入端及第二输入端，第一输入端耦接第一端并接收第一电压信号，第二输入端耦接第二端并接收第二电压信号，电压检测器根据第一电压信号及第二电压信号产生电压差信号。适应式控制器耦接于电压检测器及晶体管的控制端，适应式控制器接收电压检测器所传送的电压差信号，适应式控制器具有计数器。其中，当适应式控制器检测到电压差信号高于或等于默认值时，适应式控制器通过晶体管的控制端至少一次提高流经发光串行的电流，用于提高发光串行的发光跨压并降低晶体管的跨压。其中，计数器计算电压差信号高于或等于默认值且超过时间范围时，计数值加1，适应式控制器通过晶体管的控制端阶段性提高流经发光串行的电流。计数器计算电压差信号低于默认值且/或超过时间范围时，初始化计数值为零。

本发明的有益效果在于，本发明技术方案所提供的背光装置能通过“电压检测器来检测晶体管的跨压，并由适应式控制器来决定晶体管的跨压是否高于或等于默认值，当晶体管的跨压高于或等于默认值时，适应式控制器提高流经发光串行的电流”这一技术特征，提高发光串行的发光跨压并降低晶体管的跨压，有效降低晶体管的发热现象。另外，当提高流经发光串行的电流时，降低脉宽调变信号，以使画面达到亮度匹配。

为使能更进一步了解本发明的特征及技术内容，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，然而所提供的附图仅提供参考与说明用，并非用来对本发明加以限制。

附图说明

图1为相关的背光装置的方块图。

图2为本发明一实施例的适应性的背光系统的方块图。

图3为本发明一实施例的背光装置的控制方法的方法流程图。

图4为本发明另一实施例的背光装置的控制方法的方法流程图。

图5为本发明又一实施例的背光装置的控制方法的方法流程图。

图6为本发明再一实施例的背光装置的控制方法的方法流程图。

具体实施方式

请参阅图2所示，图2为本发明一实施例的适应性的背光系统的方块图。背光系统201包括电源供应器210、多个发光串行220及适应性的背光装置200。电源供应器210接收输入电压vin。背光装置200包括晶体管230、电压检测器240、适应式控制器250、脉宽调变控制器260、数字模拟转换器270、比较放大器280及电阻r。

电源供应器210耦接各发光串行220的一端，电源供应器210接收输入电压vin，并对输入电压vin进行升压、降压或升降压。电源供应器210用于提供电源电压vled至各发光串行220，在本实施例中，背光装置200具有多个发光串行220，图2仅示出一个发光串行220及其周边电路以示说明。电源电压vled用于控制发光串行220的亮度，各发光串行220具有多个发光二极管，各发光串行220具有发光跨压，本领域所属技术人员可以知道，任一发光二极管具有导通电压，约在0.65～0.7伏特，当任一发光二极管的跨压超过其导通电压时，即可发出光线，由多个导通跨压加总形成发光串行的发光跨压。

晶体管230具有第一端、第二端及控制端。第一端耦接发光串行220的另一端。晶体管230的控制端用于控制流经发光串行220的电流，由第一端的电压及第二端的电压的差值产生晶体管230的跨压。举例来说，晶体管230可以为金属氧化物半导体场效晶体管(metal-oxide-semiconductorfield-effecttransistor,mosfet)或双极性结型晶体管(bipolarjunctiontransistor,bjt)。当晶体管230为mosfet时，第一端为漏极，第二端为源极，控制端为栅极。当晶体管230为bjt时，第一端为集电极，第二端为发射极，控制端为基极。

电压检测器240具有第一输入端及第二输入端，电压检测器240的第一输入端耦接晶体管230的第一端并接收第一电压信号1vs，电压检测器240的第二输入端耦接晶体管230的第二端并接收第二电压信号2vs，电压检测器240根据第一电压信号1vs及第二电压信号2vs产生电压差信号vds。

适应式控制器250耦接于电压检测器240及晶体管230的控制端，适应式控制器250接收电压检测器240所传送的电压差信号vds。进一步来说，适应式控制器250还包括电压决定电路251及计数器253。电压决定电路251耦接于电压检测器240及计数器253，电压决定电路251用于接收电压差信号vds并计算出晶体管230的跨压。晶体管230的跨压可以决定发热程度。数字模拟转换器270耦接适应式控制器250的计数器253，数字模拟转换器270接收适应式控制器250的计数器253所传送的数字电流信号ds，数字模拟转换器270将数字电流信号ds转换为模拟电流信号as。举例来说，数字电流信号ds的位数可以为3bit，3bit所代表的数字码0～7，模拟电流信号as可以控制晶体管230输出100max(1+0％)～100max(1+7％)的电流。当适应式控制器250的电压决定电路251检测到电压差信号vds高于或等于默认值时，默认值例如为1.5伏特，晶体管230的温度会过高。

运算放大器280具有反相端、非反相端及输出端。运算放大器280的非反相端耦接数字模拟转换器270并接收模拟电流信号as。运算放大器280的反相端耦接晶体管230的第二端，运算放大器280的反相端接收晶体管230的第二端传送的回授信号fs，运算放大器280的输出端用于耦接晶体管230的控制端，运算放大器280根据模拟电流信号as及回授信号fs产生电流控制信号igs，电流控制信号igs用于通过晶体管230的控制端来控制流经晶体管230的电流。当晶体管230为mosfet时，增加栅极的电压可以增加流经晶体管230的电流。当晶体管230为bjt时，增加基极的电压可以增加流经晶体管230的电流。电阻r的一端耦接晶体管230的第二端及运算放大器280的反相端，电阻r的另一端接地。其中晶体管230、电压检测器240、适应式控制器250、脉宽调变控制器260、数字模拟转换器270、运算放大器280及电阻r设置于一芯片。

适应式控制器250通过晶体管230的控制端至少一次提高流经发光串行220的电流，用于提高发光串行220的发光跨压并降低晶体管230的跨压。举例来说，当晶体管230的跨压为1.8伏特时，模拟电流信号as可以逐次提高晶体管230输出100max(1+0％)、100max(1+1％)、100max(1+2％)、100max(1+3％)的电流，由于发光串行220中的发光二极管的总阻值为相同，提高发光串行220的电流可以提高发光跨压，而相对减低晶体管230的跨压，以降低晶体管230的发热。

另外，当适应式控制器250的计数器253计算电压差信号vds高于或等于默认值且超过时间范围时，计数值加1，适应式控制器250通过晶体管230的控制端阶段性提高流经发光串行220的电流。相反地，当适应式控制器250的计数器253计算电压差信号vds低于所述默认值且/或超过时间范围时，初始化计数值为零，适应式控制器250通过晶体管230的控制端维持流经发光串行220的电流。

脉宽调变控制器260耦接适应式控制器250的计数器253及晶体管230的控制端，其中当电压差信号vds高于默认值且超过时间范围时，适应式控制器250的计数器253产生脉宽调变控制信号pcs，脉宽调变控制器260接收适应式控制器250的计数器253所传送的脉宽调变控制信号pcs，脉宽调变控制器260根据脉宽调变控制信号pcs传送脉宽调变信号ps至晶体管230的控制端，其中流经发光串行220的电流及脉宽调变信号ps的乘积为定值，用于使每一发光串行220亮度匹配。举例来说，当晶体管230输出100max(1+5％)的电流时，脉宽调变信号ps乘以1/(1+5％)。

请同时参阅图2及图3，图3为本发明一实施例的背光装置的控制方法的方法流程图。在步骤s305中，由晶体管230控制流经发光串行220的电流。在步骤s310中，由第一端的电压及第二端的电压的差值产生晶体管230的跨压。在步骤s315中，由第一输入端接收第一电压信号1vs，由第二输入端接收第二电压信号2vs。在步骤s320中，由电压检测器240根据第一电压信号1vs及第二电压信号2vs产生电压差信号vds，其中，由适应式控制器250的电压决定电路251接收电压差信号vds并计算晶体管230的跨压。在步骤s325中，由适应式控制器250判断电压差信号vds是否低于默认值，若是，进入步骤s330，若否，进入步骤s335。在步骤s330中，适应式控制器250维持发光串行220的电流，计数值为零。在步骤s335中，由适应式控制器250判断是否超过时间范围，若是，进入步骤s350，若否，进入步骤s330。在步骤s350中，由适应式控制器250提高发光串行220的电流，计数值加1。

请同时参阅图2及图4，图4为本发明另一实施例的背光装置的控制方法的方法流程图。在步骤s405中，由适应式控制器250判断电压差信号vds是否高于默认值，若是，进入步骤s415，若否，进入步骤s410。在步骤s410中，适应式控制器250不产生pwm(pulsewidthmodulation，脉宽调变)控制信号。在步骤s415中，适应式控制器250产生pwm控制信号。在步骤s420中，由脉宽调变控制器260接收适应式控制器250所传送的脉宽调变控制信号pcs。在步骤s425中，由脉宽调变控制器260传送脉宽调变信号ps至晶体管230的控制端。其中电流及脉宽调变信号ps的乘积为定值。

请同时参阅图2及图5，图5为本发明又一实施例的背光装置的控制方法的方法流程图。在步骤s505中，由数字模拟转换器270接收适应式控制器250所传送的数字电流信号ds。在步骤s510中，由数字模拟转换器270将数字电流信号ds转换为模拟电流信号as。

请同时参阅图2及图6，图6为本发明再一实施例的背光装置的控制方法的方法流程图。在步骤s605中，由运算放大器280的非反相端接收模拟电流信号as。在步骤s610中，由运算放大器280的反相端接收晶体管230回授信号fs。在步骤s615中，由运算放大器280根据模拟电流信号as及回授信号fs产生电流控制信号ics。在步骤s620中，由电流控制信号ics控制流经晶体管230的电流。

综上所述，本发明提出一种适应性的背光装置，通过电压检测器来检测晶体管的跨压，并由适应式控制器来决定晶体管的跨压是否高于或等于默认值，当晶体管的跨压低于默认值时，适应式控制器维持流经发光串行的电流，当晶体管的跨压高于或等于默认值时，适应式控制器提高流经发光串行的电流，以提高发光串行的发光跨压并降低晶体管的跨压，可有效降低晶体管的发热现象。另外，当提高流经发光串行的电流时，降低脉宽调变信号，以使画面达到亮度匹配。

以上所述仅为本发明的实施例，其并非用以限定本发明的专利保护范围。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神与范围内，所作的更动及润饰的等效替换，仍为本发明的专利保护范围内。