应用于背光模块的电压转换器及其驱动方法技术

应用于背光模块的电压转换器使用单一电感来储存一输入电压的能量，再依此输出复数组输出电压。首先依据第一组输出电压的值来控制电感的充电路径，以让第一组输出电压维持恒定。接着分别依据其它组输出电压和第一组输出电压之间的差异来控制电感至其它组输出电压的放电路径，以让其它组输出电压皆能维持恒定。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术相关于一种电压转换器及其驱动方法，尤指一种应用于背光模块的电压转 换器及其驱动方法。
技术介绍
发光二极管(light-emitting diode, LED)具有低耗电、使用寿命长、色彩饱和度 高、反应速度快、耐震、耐压与体积小等多项优点，因此常被用来做为液晶显示器(liquid crystal display, IXD)、扫描仪、广告灯箱，或笔记型计算机等电子设备中的背光光源。依 据产品实际需求，现有技术的背光模块会选择使用包含白光发光二极管的白光背光光源， 或是使用包含红色、绿色及蓝色(简称RGB)发光二极管的RGB背光光源。请参考图1，图1现有技术中一背光模块的示意图，显示了一直流_直流电压转换 器100和一背光光源130。电压转换器100包含一升压电路110和一脉冲宽度调变(pulse width modulation, PWM)电路120，可将一输入电压Vin转换为一输出电压Vqut以驱动背光 光源130。背光光源130使用白色发光二极管Dwi Dwn来提供白色光源，再利用滤光片来 产生不同颜色。升压电路110包含一电感L、一功率开关QN、一二极管D、电阻Rl和R2，以 及一输出电容Co。功率开关QN是依据一控制信号NG来运作，其作用在于控制电感L的充 放电路径当功率开关QN导通时，输入电压Vin会对电感L充电；当功率开关QN关闭时，电 感L会透过导通的二极管D放电，将其内存能量传送至输出电容Co，进而提供背光光源130 运作所需的输出电压VQUT。电阻Rl和R2组成一回授电路，可对输出电压Vqut分压以提供一 相对应的回授电压VFB。升压控制电路120再依据回授电压Vfb来产生控制信号NG 当输出 电压Vqut太高，PWM电路120会调整控制信号NG的责任周期(duty cycle)以减少功率开关 QN的开启时间；当输出电压Vqut太低，升压控制电路120会调整控制信号NG的责任周期以 增加功率开关QN的开启时间。现有技术的电压转换器100能依据输出电压Vtm的变化来 调整电感L的充电能量，因此能让输出电压Vot维持恒定。现有技术的背光模块使用电压 转换器100来驱动白色背光光源130，其成本低廉且耗电量极小，但是影像的色彩饱和度相 当低，无法提供高质量影像。请参考图2，图2现有技术中一背光模块的示意图，显示了一直流_直流电压转换 器200和一背光光源230。直流-直流电压转换器200包含一升压电路110和一 PWM电路 120，可将一输入电压Vin转换为一输出电压Vqut以驱动背光光源230。背光光源230使用红 色发光二极管Dki DKn、绿色发光二极管Dei Den和蓝色发光二极管Dbi DBn来分别提供 红绿蓝三色光源，因此不需要使用滤光片，而是直接以混色方式来提供高色彩饱和度的影 像。由于RGB发光二极管的特性不同(例如红色发光二极管的压降一般较其它两种发光二 极管为低)，针对一特定值的输出电压Vot无法同时显示两种以上的颜色，且需要一段时间 才能在两种颜色之间做变换，因此会影响画面的视觉效果。请参考图3，图3现有技术中一背光模块的示意图，显示了一直流_直流电压转换 器300和一背光光源330。直流-直流电压转换器300包含三组升压电路111 113和三组PWM电路121 123，可将一输入电压Vin转换为三组输出电压Vquti Vqut3以分别驱动背光光源330中的红色发光二极管Dki DKn、绿色发光二极管Dei Den和蓝色发光二极管 Dbi DBn，因此不需要使用滤光片，而是直接以混色方式来提供高色彩饱和度的影像。针对 图3所示的升压电路111 113和升压控制电路121 123，其结构和运作和图1所示的升 压电路110和升压控制电路120相同，在此不另加赘述。针对RGB发光二极管的特性差异， 现有技术的直流_直流电压转换器300使用三组升压电路111 113来提供三组输出电压 Vouti Vott3，由于升压电路111 113共需使用3组电感L，不但体积庞大且价格昂贵，因此 会增加生产成本，且难以达到微型化的要求。
技术实现思路
本专利技术提供一种应用于背光模块的电压转换器，其包括一电感，用来储存一输入 电压的能量；一功率开关，其依据一开关控制信号来控制该电感的充电路径；一第一电容， 用来储存该电感的能量以提供一第一输出电压；一第二电容，用来储存该电感的能量以提 供一第二输出电压；一第一开关，其依据一第一控制信号来控制该电感和该第一电容之间 的信号传送路径；一第二开关，其依据一第二控制信号来控制该电感和该第二电容之间的 信号传送路径；一第一回授电路，用来提供对应于该第一输出电压的一第一回授电压；一 第二回授电路，用来提供对应于该第二输出电压的一第二回授电压；以及一升压控制电路， 其依据该第一回授电压的准位来产生该开关控制信号，依据该第一回授电压和该开关控制 信号的准位来产生该第一控制信号，以及依据该第一回授电压、该第二回授电压和该第一 控制信号的准位来产生该第二控制信号。依照本专利技术较佳实施例所述的电压转换器，其中该升压控制电路包括一误差放大器，用来比较该第一回授电压和一第一参考电压的差异，并依此产生 一相对应的第一比较信号；一第一比较器，其依据该第一比较信号和一第一斜波电压的准位来输出一相对应 的第一数字控制信号一开关控制单元，其依据该第一至第三回授电压来产生该第一控制信号至第三控 制信号；以及一第一正反器，其依据该第一数字控制信号来产生该开关控制信号。依照本专利技术较佳实施例所述的电压转换器，其中该开关控制单元包括一第一电流源至一第三电流源，分别用来提供一第一充电电流至一第三充电电 流；一第四电容至一第六电容，分别串接至该第一电流源至该第三电流源，分别用来 储存该第一充电电流至该第三充电电流的能量，并分别提供相对应的一第二斜波电压至一 第四斜波电压；一第四开关至一第六开关，分别并联于该第四电容至该第六电容，分别依据一第 四控制信号至一第六控制信号来控制该第四电容至该第六电容的充电路径；一第二比较器，其依据该第二斜波电压和一第二参考电位的准位来输出一相对应 的第二数字控制信号；一第三比较器，其依据该第三斜波电压和一第三参考电位的准位来输出一相对应的第三数字控制信号；一第四比较器，其依据该第四斜波电压和一第四参考电位的准位来输出一相对应 的第四数字控制信号；一第二正反器，其依据一第七控制信号和该第二数字控制信号的准位来输出该第 一控制信号，其中该第四控制信号和该第七控制信号彼此反相；一第三正反器，其依据该第五控制信号和该第三数字控制信号的准位来输出该第 二控制信号以及一第四正反器，其依据该第六控制信号和该第四数字控制信号的准位来输出该第 三控制信号。依照本专利技术较佳实施例所述的电压转换器，其中该第四控制信号为该开关控制信 号，该第一控制信号和该第五控制信号彼此反相，而该第二控制信号和该第六控制信号彼 此反相。依照本专利技术较佳实施例所述的电压转换器，其中该开关控制单元另 包括一第五比较器，其依据该第一回授电压和该第二参考电位的准位来输出一相对应 的第五数字控制信号；一第六比较器，其依据该第二回授电压和该第三参考电位的准位来输出一相对应 的第六数字控制信号；一第七比较本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种应用于背光模块的电压转换器，其特征在于，包括：一电感，用来储存一输入电压的能量；一功率开关，其依据一开关控制信号来控制该电感的充电路径；一第一电容，用来储存该电感的能量以提供一第一输出电压；一第二电容，用来储存该电感的能量以提供一第二输出电压；一第三电容，用来储存该电感的能量以提供一第三输出电压；一第一开关，其依据一第一控制信号来控制该电感和该第一电容之间的信号传送路径；一第二开关，其依据一第二控制信号来控制该电感和该第二电容之间的信号传送路径；一第三开关，其依据一第三控制信号来控制该电感和该第三电容之间的信号传送路径；一第一回授电路，用来提供对应于该第一输出电压的一第一回授电压；一第二回授电路，用来提供对应于该第二输出电压的一第二回授电压；一第三回授电路，用来提供对应于该第三输出电压的一第三回授电压；以及，一升压控制电路，其依据该第一回授电压的准位来产生该开关控制信号，依据该第一回授电压和该开关控制信号的准位来产生该第一控制信号，依据该第一回授电压、该第二回授电压和该第一控制信号的准位来产生该第二控制信号，以及依据该第一回授电压、该第三回授电压和该第二控制信号的准位来产生该第三控制信号。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陳科宏，陳契霖，楊耀沂，李菱，刘家麟，莫启能，
申请(专利权)人：华映视讯吴江有限公司，中华映管股份有限公司，
类型：发明
国别省市：32[中国|江苏]