产生pwm信号的电路和方法及led驱动电路的制作方法
专利名称：产生pwm信号的电路和方法及led驱动电路的制作方法
技术领域：
下面的描述涉及一种用于背光的发光二极管(LED)驱动电路，更具体地讲，涉及一种使用变暗信号为DC-DC转换器产生脉冲宽度调制(PWM)信号的电路和方法，以及具有所述电路和方法的用于背光的LED驱动电路。
背景技术：
液晶显示器(IXD)，作为典型的平板显示设备，使用液晶的电学和光学特性来显示图像。因为与其他显示设备相比，LCD具有很多优点(比如具有厚度薄、重量轻、功耗低以及驱动电压低)，因此，LCD被广泛地使用。然而，由于在LCD中使用的LCD面板是自身不能发射光的非发射性的元件，因此，LCD需要附加的背光单元以向LCD面板提供光。冷阴极荧光灯(CCFL)和发光二极管(LED)被用作这样的附加的背光单元。由于使用CCFL的背光单元使用水银，背光单元可引起环境污染问题并且响应速度低。另外，CCFL 的背光单元具有这样的缺点颜色再现差并产生预设的白光。另一方面，使用LED的背光单元没有使用有害于环境的材料，并能够实现高速响应和脉冲驱动。另外，LED背光单元具有颜色再现良好的优点，并具有通过调整红、蓝和绿 LED的光的量来调整光的颜色坐标和亮度的能力。LED光单元通过将红光、蓝光和绿光适当地混合产生白光。因此，LED背光单元包括多个用于发射红光的红LED阵列、多个用于发射蓝光的蓝LED阵列和多个用于发射绿光的绿LED阵列。LED背光单元使用变暗方法调整LED的亮度。变暗方法包括模拟变暗方法和数字变暗方法。所述模拟变暗方法通过调整提供给每个LED的电流量来调整LED的亮度。换句话说，根据模拟变暗方法，如果每个LED的电流量减少一半，则每个LED的亮度减小一半。脉冲宽度调制(PWM)变暗方法作为数字变暗方法，通过根据PWM信号调整每个LED的导通截止时间比来调整LED的亮度。例如，如果向每个LED提供导通截止时间比为4 1的PWM 信号，则LED的亮度达到最大亮度的80%。为了按上述数字变暗方法调整LED的亮度，分开提供向LED供电的DC-DC转换器的时钟信号和用于调整LED中的电流量的变暗信号。通常，DC-DC转换器的时钟信号的频率相对长，而变暗信号的频率相对短，DC-DC转换器的时钟信号和变暗信号彼此不同步。随着变暗信号的导通时间段越短，DC-DC转换器越难于保持如所期望的足够的驱动LED的输出电压。图1是示出解释基于现有技术的变暗信号产生PWM信号的操作的波形的示例的示图。参照图1，“CK”表示DC-DC转换器的时钟信号。“DM_H”和“DM_L”表示变暗信号。“DM_ H”是有相对长的导通时间段的变暗信号，而“DM_L”是有相对短的导通时间段的变暗信号。 “PWM_H”和“PWM_L”表示提供给DC-DC转换器的P丽信号。“PWM_H”是基于变暗信号(DM_H)获得的PWM信号，而“PWM_L”是基于变暗信号(DM_L)获得的PWM信号。在具有长的导通时间段的变暗信号(DM_H)情况下，在导通时间段期间产生多个 PWM信号(PWM_H)，并且所述多个PWM信号被提供给DC-DC转换器，从而DC-DC转换器保持稳定的输出电压。然而，在具有短的导通时间段的变暗信号(DM_L)情况下，在导通时间段期间，不产生PWM信号(PWM_L)。换句话说，由于在该变暗信号的一个周期(IT(DM))期间不产生PWM信号，DC-DC转换器不能保持稳定的输出电压
发明内容
本发明总的方面涉及一种用于为DC-DC转换器产生PWM信号的电路和方法以及使用所述电路和方法的用于背光的LED驱动电路，所述电路和方法用于使用变暗信号产生补偿PWM信号，从而允许DC-DC转换器保持稳定的输出。根据本发明总的一方面，提供了一种脉冲宽度调制(PWM)信号产生电路，PWM信号产生电路用于使用变暗信号为DC-DC转换器产生PWM信号。所述PWM信号产生电路包括 正常PWM信号产生器，用于基于向DC-DC转换器提供的时钟信号产生正常PWM信号；补偿 PWM信号产生器，用于基于时钟信号和变暗信号来产生补偿PWM信号。所述PWM信号产生电路可包括正常PWM信号产生器还用于在变暗信号的第一电平时间段期间产生正常PWM信号。所述PWM信号产生电路可包括变暗信号的第一电平时间段包括变暗信号的高电平时间段。所述PWM信号产生电路可包括补偿PWM信号产生器还用于在变暗信号的第二电平时间段期间产生至少一个补偿PWM信号。所述PWM信号产生电路可包括变暗信号的第二电平时间段包括低电平时间段。所述PWM信号产生电路可包括补偿PWM信号具有与正常PWM信号的脉冲宽度相同的脉冲宽度。所述PWM信号产生电路可包括补偿PWM信号具有与时钟信号的脉冲宽度相同的脉冲宽度。所述PWM信号产生电路可包括补偿PWM信号产生器包括信号检测器和信号产生器，其中，信号检测器用于检测变暗信号的低电平时间段并产生检测信号，信号产生器用于从信号检测器接收检测信号并产生补偿PWM信号。所述PWM信号产生电路可包括信号检测器包括触发器，所述触发器用于在时钟信号的上升沿检测变暗信号的低电平时间段并产生检测信号。所述PWM信号产生电路可包括信号产生器包括触发器，所述触发器用于从信号检测器接收检测信号并产生补偿PWM信号。所述PWM信号产生电路可包括在时钟信号的下降沿重置信号产生器的触发器。所述PWM信号产生电路可包括补偿PWM信号具有与正常PWM信号的脉冲宽度相同的脉冲宽度。所述PWM信号产生电路还可包括输出单元，用于从正常PWM信号产生器接收正常 PWM信号，以及从补偿PWM信号产生器接收补偿PWM信号；并向DC-DC转换器提供正常PWM 信号和补偿PWM信号。
所述PWM信号产生电路可包括输出单元包括加法器，用于将从正常PWM信号产生器接收的正常PWM信号和从补偿PWM信号产生器接收的补偿PWM信号相加，并向DC-DC 转换器提供相加的PWM信号作为PWM信号。根据本发明的另一总的方面，提供了一种用于背光的发光二极管(LED)驱动电路。所述用于背光的LED驱动电路包括PWM信号产生器，用于使用时钟信号和变暗信号产生PWM信号；DC-DC转换器，用于基于PWM信号产生器产生的PWM信号向用于背光的LED阵列的LED提供输出电压；LED驱动单元，用于使用变暗信号产生用于驱动LED的驱动信号。所述LED驱动电路可包括PWM信号产生器包括正常PWM信号产生器和补偿PWM信号产生器，其中，正常PWM信号产生器用于在变暗信号的高电平时间段区间基于时钟信号产生正常PWM信号，补偿PWM信号产生器用于在变暗信号的低电平时间段期间基于时钟信号产生补偿PWM信号。所述LED驱动电路可包括补偿PWM信号具有与正常PWM信号的脉冲宽度相同的脉冲宽度。所述LED驱动电路可包括补偿PWM信号具有与时钟信号的脉冲宽度相同的脉冲宽度。所述LED驱动电路可包括补偿PWM信号产生器包括RS触发器和D触发器，RS触发器用于在时钟信号的上升沿产生变暗信号的低电平时间段，并产生检测信号，D触发器用于基于检测信号在时钟信号的上升沿产生输出信号，在时钟信号的下降沿所述D触发器被重置以产生补偿PWM信号。所述LED驱动电路还可包括加法器，用于将从正常PWM信号产生器接收的正常 PWM信号与从补偿PWM信号产生器接收的补偿PWM信号相加，并向DC-DC转换器提供相加的 PWM信号。根据本发明另一总的方面，提供了一种使用变暗信号为DC-DC转换器产生PWM信号的方法。所述方法包括在变暗信号的第一时间段期间基于时钟信号产生正常PWM信号； 向DC-DC转换器提供正常PWM信号；在变暗信号的第二时间段期间基于时钟信号产生补偿 PWM信号。所述方法可包括产生正常PWM信号的步骤包括在变暗信号的高电平时间段期间产生正常PWM信号。所述方法可包括产生补偿PWM信号的步骤包括在变暗信号的低电平时间段期间产生补偿PWM信号。所述方法可包括补偿PWM信号具有与正常PWM信号的脉冲宽度相同的脉冲宽度。从下面的详细描述、附图和权利要求中，其他特征和方面将是明显的。
图1是示出用于解释基于现有技术的变暗信号产生PWM信号的操作的波形的示例的示图；图2是示出用于背光的LED驱动电路的示例的框图；图3是示出图2的补偿PWM信号产生器的示例的示图；图4是示出用于解释基于变暗信号产生PWM信号的操作的波形的示例的示图。
具体实施例方式下面，将参照附图详细描述本发明的总的方面。图2是示出使用变暗信号的用于背光的LED驱动电路的示例的框图。参照图2， LED驱动电路可包括脉冲宽度调制(PWM)信号产生器100、DC-DC转换器200、LED驱动单元 300 和 LED 阵列 400。PWM信号产生器100可通过接收具有相对短的一个周期(IT(CK))的时钟信号和具有比时钟信号(CK)长的相对长的一个周期(IT(DM))的变暗信号。PffM信号产生器可将 PWM信号(PWM)发送到DC-DC转换器200。所述DC-DC转换器200可从PWM信号产生器100 接收PWM信号(PWM)，并向用于背光的LED阵列400提供用于驱动LED(未示出)的输出电压。所述LED驱动单元300可使用变暗信号(DM)向LED阵列400提供用于调整LED的亮度的驱动信号。PWM信号产生器100可包括正常PWM信号产生器110，所述正常PWM信号产生器110 用于基于时钟信号(CK)和变暗信号(DM)在变暗信号的导通时间段(高电平时间段)期间产生正常PWM信号(PWM_N)。另外，PWM信号产生器100可包括补偿PWM信号产生器130， 所述补偿PWM信号产生器130用于基于时钟信号(CK)和变暗信号(DM)在变暗信号的截止时间段(低电平时间段)期间产生至少一个补偿PWM信号(PWM_C)。正常PWM信号产生器 110可具有与用于DC-DC转换器的一般PWM信号产生器的结构相同的结构。PWM信号产生器100还可包括输出单元150，所述输出单元150用于接收由正常 PWM信号产生器110产生的正常PWM信号(PWM_N)和由补偿PWM信号产生器130产生的补偿 P丽信号(PWM_C)，并向DC-DC转换器200提供P丽信号(P丽)。输出单元150还可包括加法器，所述加法器用于将正常PWM信号(PWM_N)和补偿PWM信号(PWM_C)相加，并向DC-DC 转换器200提供PWM信号(PWM)。下面将参照图4解释PWM信号产生器100的操作的示例。参照图4，如果施加了具有长的导通时间段的变暗信号(DM_H)，则正常PWM信号产生器110可作为一般PWM信号产生器为DC-DC转换器200产生正常PWM信号(PWM_N)。换句话说，正常PWM信号产生器110 可在变暗信号(DM)的导通时间段期间基于时钟信号(CK)产生正常PWM信号(PWM_N)。换句话说，补偿PWM信号产生器130可在变暗信号(DM)的截止时间段期间基于时钟信号(CK)产生补偿PWM信号(PWM_C)。可通过输出单元150的加法器将正常PWM信号 (PWM_N)和补偿PWM信号(PWM_C)彼此相加，从而产生PWM信号(PWM_H)。可向DC-DC转换器200提供P丽信号(PWM_H)。因此，DC-DC转换器200可基于P丽信号(PWM_H)向LED阵列400的LED提供稳定的输出电压。LED驱动单元300可使用变暗信号(DM)提供用于调整LED阵列400的LED的亮度的驱动信号。因此，LED阵列400的LED可发射预定量的光。虽然没有示出，但是LED驱动单元300可从PWM信号产生器100的补偿PWM信号产生器130接收预定信号，从而产生用于调整LED阵列400的LED的亮度的驱动信号。在另一方面，如果施加了具有短的导通时间段的变暗信号(DM_L)，具体地讲，如果变暗信号(DM)的周期(IT(DM))短于时钟信号(CK)的周期(IT(CK))，则正常PWM信号产生器110不能产生正常PWM信号(PWM_N)。换句话说，正常PWM信号产生器110不能在变暗信号(DM)的导通时间段期间基于时钟信号(CK)产生正常PWM信号(PWM_N)。在现有技术中，由于PWM信号产生器100只在变暗信号(DM)的导通时间段期间向 DC-DC转换器200提供PWM信号(PWM)，因此，如果变暗信号具有短的导通时间段(DM_L)，则 PWM信号产生器100不能向DC-DC转换器200提供PWM信号(PWM)。然而，补偿PWM信号产生器130可在变暗信号(DM)的截止时间段期间基于时钟信号(CK)产生补偿PWM信号(PWM_C)。输出单元150可向DC-DC转换器200提供补偿PWM信号(PWM_C)作为PWM信号(PWM_L)。因此，由于补偿PWM信号产生器130即使在变暗信号 (DM)的截止时间段期间也可产生至少一个补偿PWM信号(PWM_C)，因此DC-DC转换器200 可基于PWM信号(PWM_L)向LED阵列400的LED提供稳定的输出电压。图3是示出图2的补偿PWM信号产生器130的示例的示图。参照图3，补偿PWM信号产生器130可包括信号检测器131和信号产生器135，所述信号检测器131用于基于时钟信号(CK)检测变暗信号(DM)截止时间段，所述信号产生器135用于基于信号检测器131 的检测信号(DEC)产生补偿PWM信号(PWM_C)。信号检测器131可包括复位置位(旧)触发器(RSF)，所述RS触发器(RSF)用于在时钟信号(CK)的上升沿检测变暗信号的截止时间段并产生检测信号(DEC)。信号产生器 135可包括D触发器(DF)，所述D触发器(DF)用于在时钟信号(CK)的上升沿基于检测信号(DEC)产生补偿PWM信号(PWM_C)。在时钟信号(CK)的上升沿的检测信号(DEC)是RS
触发器(RSF)的反向输出信号(G)。信号产生器135的D触发器(DF)的重置端(R)设置有
时钟信号(CK)，用于在时钟信号(CK)的下降沿重置D触发器(DF)。参照图4，下面将详细解释补偿PWM信号产生器130的操作的示例。在变暗信号(DM_H、DM_L)的导通时间段期间，在时钟信号(CK)的下降沿，RS触发
器(RSF)的输出信号(Q)和反向输出信号(G)分别是高电平和低电平，从而信号检测器131
不产生检测信号。由于在时钟信号(CK)的上升沿输出信号(Q)是低电平，从信号检测器 131接收检测信号(DEC)作为输入信号的D触发器(DF)，不允许信号产生器135产生补偿 PWM信号(PWM_C)。换句话说，由于与门(AG)从D触发器(DF)接收输出信号作为一个输入信号，所以不产生补偿PWM信号(PWM_C)。换句话说，在变暗信号(DM_H、DM_L)的截止时间段期间，在时钟信号(CK)的上升沿，RS触发器(RSF)的输出信号(Q)和反向输出信号(。)分别是低电平和高电平。另外，在
时钟信号(CK)的下降沿，RS触发器(RSF)的输出信号(Q)和反向输出信号(。)分别是高电
平和低电平，从而产生具有与时钟信号(CK)的导通时间段相同的导通时间段的检测信号 (DEC)。在示例中，检测信号(DEC)可具有与时钟信号(CK)的导通时间段相同的导通时间段。在时钟信号(CK)的上升沿，从信号检测器131接收检测信号(DEC)作为输入信号的D触发器(DF)产生高电平的输出信号⑴)，并在时钟信号(CK)的下降沿被重置以输出低电平的输出信号⑴)。因此，D触发器(DF)产生具有与正常PWM信号(PWM_N)的周期相同的周期的补偿PWM信号(PWM_C)作为通过输出端的输出信号。
换句话说，信号产生器135产生具有与时钟信号(CK)的导通时间段相同的导通时间段的补偿PWM信号(PWM_C)。在一个示例中，补偿PWM信号产生器130可产生与时钟信号(CK)的导通时间段相同的导通时间段的补偿PWM信号(PWM_C)，从而产生与正常PWM信号(PWM_N)的导通时间段相同的导通时间段的补偿PWM信号(PWM_C)。可通过改变信号产生器135的结构来改变所述补偿PWM信号(PWM_C)的脉冲宽度。另外，在图4中，可通过补偿PWM信号产生器135来产生一个补偿PWM信号(PWM_ C)。在另一示例中，如果在变暗信号ΦΜ)的一个周期(IT(DM))内的截止时间段期间施加了多个时钟信号(CK)，则在每个时钟信号(CK)的每个上升沿由信号检测器131的RS触发器(RSF)产生检测信号(DEC)。因此，可在变暗信号(DM)的截止时间段期间产生多个补偿 PWM信号(PWM_C)。另外，可如图4所示，可通过改变信号产生器135的结构来产生一个补偿 PWM 信号(PWM_C)。尽管上面已经描述了多个示例，但是，对本领域的技术人员来说，显然的是，可进行各种改变和修改，并且其他实施方式在权利要求的范围内。
权利要求
1.一种脉冲宽度调制PWM信号产生电路，所述PWM信号产生电路用于使用变暗信号为 DC-DC转换器产生PWM信号，所述PWM信号产生电路包括正常PWM信号产生器，用于基于向DC-DC转换器提供的时钟信号产生正常PWM信号；补偿PWM信号产生器，用于基于时钟信号和变暗信号来产生补偿PWM信号。
2.如权利要求1所述的PWM信号产生电路，其中，正常PWM信号产生器还用于在变暗信号的第一电平时间段期间产生正常PWM信号。
3.如权利要求2所述的PWM信号产生电路，其中，变暗信号的第一电平时间段包括变暗信号的高电平时间段。
4.如权利要求1所述的PWM信号产生电路，其中，补偿PWM信号产生器还用于在变暗信号的第二电平时间段期间产生至少一个补偿PWM信号。
5.如权利要求4所述的PWM信号产生电路，其中，变暗信号的第二电平时间段包括低电平时间段。
6.如权利要求1所述的P丽信号产生电路，其中，补偿PWM信号具有与正常P丽信号的脉冲宽度相同的脉冲宽度。
7.如权利要求6所述的PWM信号产生电路，其中，补偿PWM信号具有与时钟信号的脉冲宽度相同的脉冲宽度。
8.如权利要求1所述的PWM信号产生电路，其中，补偿PWM信号产生器包括信号检测器，用于检测变暗信号的低电平时间段并产生检测信号；信号产生器，用于从信号检测器接收检测信号并产生补偿PWM信号。
9.如权利要求8所述的PWM信号产生电路，其中，信号检测器包括触发器，用于在时钟信号的上升沿检测变暗信号的低电平时间段并产生检测信号。
10.如权利要求8所述的PWM信号产生电路，其中，信号产生器包括触发器，用于从信号检测器接收检测信号并产生补偿PWM信号。
11.如权利要求10所述的PWM信号产生电路，其中，在时钟信号的下降沿重置信号产生器的触发器。
12.如权利要求11所述的PWM信号产生电路，其中，补偿PWM信号具有与正常PWM信号的脉冲宽度相同的脉冲宽度。
13.如权利要求1所述的PWM信号产生电路，还包括输出单元，用于从正常P丽信号产生器接收正常PWM信号，以及从补偿PWM信号产生器接收补偿PWM信号；并向DC-DC转换器提供正常PWM信号和补偿PWM信号。
14.如权利要求13所述的PWM信号产生电路，其中，输出单元包括加法器，用于将从正常PWM信号产生器接收的正常PWM信号和从补偿PWM信号产生器接收的补偿PWM信号相加，并向DC-DC转换器提供相加的PWM信号作为PWM信号。
15.一种用于背光的发光二极管LED驱动电路，包括PWM信号产生器，用于使用时钟信号和变暗信号产生PWM信号；DC-DC转换器，用于基于PWM信号产生器产生的PWM信号向用于背光的LED阵列的LED 提供输出电压；LED驱动单元，用于使用变暗信号产生用于驱动LED的驱动信号。
16.如权利要求15所述的LED驱动电路，其中，PWM信号产生器包括正常PWM信号产生器，用于在变暗信号的高电平时间段区间基于时钟信号产生正常 PWM信号；补偿PWM信号产生器，用于在变暗信号的低电平时间段期间基于时钟信号产生补偿 PWM信号。
17.如权利要求16所述的LED驱动电路，其中，补偿PWM信号具有与正常PWM信号的脉冲宽度相同的脉冲宽度。
18.如权利要求17所述的LED驱动电路，其中，补偿PWM信号具有与时钟信号的脉冲宽度相同的脉冲宽度。
19.如权利要求16所述的LED驱动电路，其中，补偿PWM信号产生器包括RS触发器，用于在时钟信号的上升沿产生变暗信号的低电平时间段，并产生检测信号；D触发器，用于基于检测信号在时钟信号的上升沿产生输出信号，在时钟信号的下降沿所述D触发器被重置以产生补偿PWM信号。
20.如权利要求16所述的LED驱动电路，还包括加法器，用于将从正常PWM信号产生器接收的正常PWM信号与从补偿PWM信号产生器接收的补偿PWM信号相加，并向DC-DC转换器提供相加的PWM信号。
21.一种使用变暗信号为DC-DC转换器产生PWM信号的方法，所述方法包括 在变暗信号的第一时间段期间基于时钟信号产生正常PWM信号；向DC-DC转换器提供正常PWM信号；在变暗信号的第二时间段期间基于时钟信号产生补偿PWM信号。
22.如权利要求21所述的方法，其中，产生正常PWM信号的步骤包括在变暗信号的高电平时间段期间产生正常PWM信号。
23.如权利要求21所述的方法，其中，产生补偿PWM信号的步骤包括在变暗信号的低电平时间段期间产生补偿PWM信号。
24.如权利要求21所述的方法，其中，补偿PWM信号具有与正常PWM信号的脉冲宽度相同的脉冲宽度。
全文摘要
提供了一种产生PWM信号的电路和方法及LED驱动电路。提供了一种脉冲宽度调制(PWM)信号产生电路，所述PWM信号产生电路使用变暗信号为DC-DC转换器产生PWM信号。所述PWM信号产生电路包括正常PWM信号产生器，用于基于向DC-DC转换器提供的时钟信号产生正常PWM信号；补偿PWM信号产生器，用于基于时钟信号和变暗信号来产生补偿PWM信号。
文档编号G09G3/32GK102201198SQ20111006920
公开日2011年9月28日 申请日期2011年3月18日 优先权日2010年3月18日
发明者任昌植, 白承凡, 金应宣, 韩晋燮 申请人:美格纳半导体有限公司
技术领域：
下面的描述涉及一种用于背光的发光二极管(LED)驱动电路，更具体地讲，涉及一种使用变暗信号为DC-DC转换器产生脉冲宽度调制(PWM)信号的电路和方法，以及具有所述电路和方法的用于背光的LED驱动电路。
背景技术：
液晶显示器(IXD)，作为典型的平板显示设备，使用液晶的电学和光学特性来显示图像。因为与其他显示设备相比，LCD具有很多优点(比如具有厚度薄、重量轻、功耗低以及驱动电压低)，因此，LCD被广泛地使用。然而，由于在LCD中使用的LCD面板是自身不能发射光的非发射性的元件，因此，LCD需要附加的背光单元以向LCD面板提供光。冷阴极荧光灯(CCFL)和发光二极管(LED)被用作这样的附加的背光单元。由于使用CCFL的背光单元使用水银，背光单元可引起环境污染问题并且响应速度低。另外，CCFL 的背光单元具有这样的缺点颜色再现差并产生预设的白光。另一方面，使用LED的背光单元没有使用有害于环境的材料，并能够实现高速响应和脉冲驱动。另外，LED背光单元具有颜色再现良好的优点，并具有通过调整红、蓝和绿 LED的光的量来调整光的颜色坐标和亮度的能力。LED光单元通过将红光、蓝光和绿光适当地混合产生白光。因此，LED背光单元包括多个用于发射红光的红LED阵列、多个用于发射蓝光的蓝LED阵列和多个用于发射绿光的绿LED阵列。LED背光单元使用变暗方法调整LED的亮度。变暗方法包括模拟变暗方法和数字变暗方法。所述模拟变暗方法通过调整提供给每个LED的电流量来调整LED的亮度。换句话说，根据模拟变暗方法，如果每个LED的电流量减少一半，则每个LED的亮度减小一半。脉冲宽度调制(PWM)变暗方法作为数字变暗方法，通过根据PWM信号调整每个LED的导通截止时间比来调整LED的亮度。例如，如果向每个LED提供导通截止时间比为4 1的PWM 信号，则LED的亮度达到最大亮度的80%。为了按上述数字变暗方法调整LED的亮度，分开提供向LED供电的DC-DC转换器的时钟信号和用于调整LED中的电流量的变暗信号。通常，DC-DC转换器的时钟信号的频率相对长，而变暗信号的频率相对短，DC-DC转换器的时钟信号和变暗信号彼此不同步。随着变暗信号的导通时间段越短，DC-DC转换器越难于保持如所期望的足够的驱动LED的输出电压。图1是示出解释基于现有技术的变暗信号产生PWM信号的操作的波形的示例的示图。参照图1，“CK”表示DC-DC转换器的时钟信号。“DM_H”和“DM_L”表示变暗信号。“DM_ H”是有相对长的导通时间段的变暗信号，而“DM_L”是有相对短的导通时间段的变暗信号。 “PWM_H”和“PWM_L”表示提供给DC-DC转换器的P丽信号。“PWM_H”是基于变暗信号(DM_H)获得的PWM信号，而“PWM_L”是基于变暗信号(DM_L)获得的PWM信号。在具有长的导通时间段的变暗信号(DM_H)情况下，在导通时间段期间产生多个 PWM信号(PWM_H)，并且所述多个PWM信号被提供给DC-DC转换器，从而DC-DC转换器保持稳定的输出电压。然而，在具有短的导通时间段的变暗信号(DM_L)情况下，在导通时间段期间，不产生PWM信号(PWM_L)。换句话说，由于在该变暗信号的一个周期(IT(DM))期间不产生PWM信号，DC-DC转换器不能保持稳定的输出电压
发明内容
本发明总的方面涉及一种用于为DC-DC转换器产生PWM信号的电路和方法以及使用所述电路和方法的用于背光的LED驱动电路，所述电路和方法用于使用变暗信号产生补偿PWM信号，从而允许DC-DC转换器保持稳定的输出。根据本发明总的一方面，提供了一种脉冲宽度调制(PWM)信号产生电路，PWM信号产生电路用于使用变暗信号为DC-DC转换器产生PWM信号。所述PWM信号产生电路包括 正常PWM信号产生器，用于基于向DC-DC转换器提供的时钟信号产生正常PWM信号；补偿 PWM信号产生器，用于基于时钟信号和变暗信号来产生补偿PWM信号。所述PWM信号产生电路可包括正常PWM信号产生器还用于在变暗信号的第一电平时间段期间产生正常PWM信号。所述PWM信号产生电路可包括变暗信号的第一电平时间段包括变暗信号的高电平时间段。所述PWM信号产生电路可包括补偿PWM信号产生器还用于在变暗信号的第二电平时间段期间产生至少一个补偿PWM信号。所述PWM信号产生电路可包括变暗信号的第二电平时间段包括低电平时间段。所述PWM信号产生电路可包括补偿PWM信号具有与正常PWM信号的脉冲宽度相同的脉冲宽度。所述PWM信号产生电路可包括补偿PWM信号具有与时钟信号的脉冲宽度相同的脉冲宽度。所述PWM信号产生电路可包括补偿PWM信号产生器包括信号检测器和信号产生器，其中，信号检测器用于检测变暗信号的低电平时间段并产生检测信号，信号产生器用于从信号检测器接收检测信号并产生补偿PWM信号。所述PWM信号产生电路可包括信号检测器包括触发器，所述触发器用于在时钟信号的上升沿检测变暗信号的低电平时间段并产生检测信号。所述PWM信号产生电路可包括信号产生器包括触发器，所述触发器用于从信号检测器接收检测信号并产生补偿PWM信号。所述PWM信号产生电路可包括在时钟信号的下降沿重置信号产生器的触发器。所述PWM信号产生电路可包括补偿PWM信号具有与正常PWM信号的脉冲宽度相同的脉冲宽度。所述PWM信号产生电路还可包括输出单元，用于从正常PWM信号产生器接收正常 PWM信号，以及从补偿PWM信号产生器接收补偿PWM信号；并向DC-DC转换器提供正常PWM 信号和补偿PWM信号。
所述PWM信号产生电路可包括输出单元包括加法器，用于将从正常PWM信号产生器接收的正常PWM信号和从补偿PWM信号产生器接收的补偿PWM信号相加，并向DC-DC 转换器提供相加的PWM信号作为PWM信号。根据本发明的另一总的方面，提供了一种用于背光的发光二极管(LED)驱动电路。所述用于背光的LED驱动电路包括PWM信号产生器，用于使用时钟信号和变暗信号产生PWM信号；DC-DC转换器，用于基于PWM信号产生器产生的PWM信号向用于背光的LED阵列的LED提供输出电压；LED驱动单元，用于使用变暗信号产生用于驱动LED的驱动信号。所述LED驱动电路可包括PWM信号产生器包括正常PWM信号产生器和补偿PWM信号产生器，其中，正常PWM信号产生器用于在变暗信号的高电平时间段区间基于时钟信号产生正常PWM信号，补偿PWM信号产生器用于在变暗信号的低电平时间段期间基于时钟信号产生补偿PWM信号。所述LED驱动电路可包括补偿PWM信号具有与正常PWM信号的脉冲宽度相同的脉冲宽度。所述LED驱动电路可包括补偿PWM信号具有与时钟信号的脉冲宽度相同的脉冲宽度。所述LED驱动电路可包括补偿PWM信号产生器包括RS触发器和D触发器，RS触发器用于在时钟信号的上升沿产生变暗信号的低电平时间段，并产生检测信号，D触发器用于基于检测信号在时钟信号的上升沿产生输出信号，在时钟信号的下降沿所述D触发器被重置以产生补偿PWM信号。所述LED驱动电路还可包括加法器，用于将从正常PWM信号产生器接收的正常 PWM信号与从补偿PWM信号产生器接收的补偿PWM信号相加，并向DC-DC转换器提供相加的 PWM信号。根据本发明另一总的方面，提供了一种使用变暗信号为DC-DC转换器产生PWM信号的方法。所述方法包括在变暗信号的第一时间段期间基于时钟信号产生正常PWM信号； 向DC-DC转换器提供正常PWM信号；在变暗信号的第二时间段期间基于时钟信号产生补偿 PWM信号。所述方法可包括产生正常PWM信号的步骤包括在变暗信号的高电平时间段期间产生正常PWM信号。所述方法可包括产生补偿PWM信号的步骤包括在变暗信号的低电平时间段期间产生补偿PWM信号。所述方法可包括补偿PWM信号具有与正常PWM信号的脉冲宽度相同的脉冲宽度。从下面的详细描述、附图和权利要求中，其他特征和方面将是明显的。
图1是示出用于解释基于现有技术的变暗信号产生PWM信号的操作的波形的示例的示图；图2是示出用于背光的LED驱动电路的示例的框图；图3是示出图2的补偿PWM信号产生器的示例的示图；图4是示出用于解释基于变暗信号产生PWM信号的操作的波形的示例的示图。
具体实施例方式下面，将参照附图详细描述本发明的总的方面。图2是示出使用变暗信号的用于背光的LED驱动电路的示例的框图。参照图2， LED驱动电路可包括脉冲宽度调制(PWM)信号产生器100、DC-DC转换器200、LED驱动单元 300 和 LED 阵列 400。PWM信号产生器100可通过接收具有相对短的一个周期(IT(CK))的时钟信号和具有比时钟信号(CK)长的相对长的一个周期(IT(DM))的变暗信号。PffM信号产生器可将 PWM信号(PWM)发送到DC-DC转换器200。所述DC-DC转换器200可从PWM信号产生器100 接收PWM信号(PWM)，并向用于背光的LED阵列400提供用于驱动LED(未示出)的输出电压。所述LED驱动单元300可使用变暗信号(DM)向LED阵列400提供用于调整LED的亮度的驱动信号。PWM信号产生器100可包括正常PWM信号产生器110，所述正常PWM信号产生器110 用于基于时钟信号(CK)和变暗信号(DM)在变暗信号的导通时间段(高电平时间段)期间产生正常PWM信号(PWM_N)。另外，PWM信号产生器100可包括补偿PWM信号产生器130， 所述补偿PWM信号产生器130用于基于时钟信号(CK)和变暗信号(DM)在变暗信号的截止时间段(低电平时间段)期间产生至少一个补偿PWM信号(PWM_C)。正常PWM信号产生器 110可具有与用于DC-DC转换器的一般PWM信号产生器的结构相同的结构。PWM信号产生器100还可包括输出单元150，所述输出单元150用于接收由正常 PWM信号产生器110产生的正常PWM信号(PWM_N)和由补偿PWM信号产生器130产生的补偿 P丽信号(PWM_C)，并向DC-DC转换器200提供P丽信号(P丽)。输出单元150还可包括加法器，所述加法器用于将正常PWM信号(PWM_N)和补偿PWM信号(PWM_C)相加，并向DC-DC 转换器200提供PWM信号(PWM)。下面将参照图4解释PWM信号产生器100的操作的示例。参照图4，如果施加了具有长的导通时间段的变暗信号(DM_H)，则正常PWM信号产生器110可作为一般PWM信号产生器为DC-DC转换器200产生正常PWM信号(PWM_N)。换句话说，正常PWM信号产生器110 可在变暗信号(DM)的导通时间段期间基于时钟信号(CK)产生正常PWM信号(PWM_N)。换句话说，补偿PWM信号产生器130可在变暗信号(DM)的截止时间段期间基于时钟信号(CK)产生补偿PWM信号(PWM_C)。可通过输出单元150的加法器将正常PWM信号 (PWM_N)和补偿PWM信号(PWM_C)彼此相加，从而产生PWM信号(PWM_H)。可向DC-DC转换器200提供P丽信号(PWM_H)。因此，DC-DC转换器200可基于P丽信号(PWM_H)向LED阵列400的LED提供稳定的输出电压。LED驱动单元300可使用变暗信号(DM)提供用于调整LED阵列400的LED的亮度的驱动信号。因此，LED阵列400的LED可发射预定量的光。虽然没有示出，但是LED驱动单元300可从PWM信号产生器100的补偿PWM信号产生器130接收预定信号，从而产生用于调整LED阵列400的LED的亮度的驱动信号。在另一方面，如果施加了具有短的导通时间段的变暗信号(DM_L)，具体地讲，如果变暗信号(DM)的周期(IT(DM))短于时钟信号(CK)的周期(IT(CK))，则正常PWM信号产生器110不能产生正常PWM信号(PWM_N)。换句话说，正常PWM信号产生器110不能在变暗信号(DM)的导通时间段期间基于时钟信号(CK)产生正常PWM信号(PWM_N)。在现有技术中，由于PWM信号产生器100只在变暗信号(DM)的导通时间段期间向 DC-DC转换器200提供PWM信号(PWM)，因此，如果变暗信号具有短的导通时间段(DM_L)，则 PWM信号产生器100不能向DC-DC转换器200提供PWM信号(PWM)。然而，补偿PWM信号产生器130可在变暗信号(DM)的截止时间段期间基于时钟信号(CK)产生补偿PWM信号(PWM_C)。输出单元150可向DC-DC转换器200提供补偿PWM信号(PWM_C)作为PWM信号(PWM_L)。因此，由于补偿PWM信号产生器130即使在变暗信号 (DM)的截止时间段期间也可产生至少一个补偿PWM信号(PWM_C)，因此DC-DC转换器200 可基于PWM信号(PWM_L)向LED阵列400的LED提供稳定的输出电压。图3是示出图2的补偿PWM信号产生器130的示例的示图。参照图3，补偿PWM信号产生器130可包括信号检测器131和信号产生器135，所述信号检测器131用于基于时钟信号(CK)检测变暗信号(DM)截止时间段，所述信号产生器135用于基于信号检测器131 的检测信号(DEC)产生补偿PWM信号(PWM_C)。信号检测器131可包括复位置位(旧)触发器(RSF)，所述RS触发器(RSF)用于在时钟信号(CK)的上升沿检测变暗信号的截止时间段并产生检测信号(DEC)。信号产生器 135可包括D触发器(DF)，所述D触发器(DF)用于在时钟信号(CK)的上升沿基于检测信号(DEC)产生补偿PWM信号(PWM_C)。在时钟信号(CK)的上升沿的检测信号(DEC)是RS
触发器(RSF)的反向输出信号(G)。信号产生器135的D触发器(DF)的重置端(R)设置有
时钟信号(CK)，用于在时钟信号(CK)的下降沿重置D触发器(DF)。参照图4，下面将详细解释补偿PWM信号产生器130的操作的示例。在变暗信号(DM_H、DM_L)的导通时间段期间，在时钟信号(CK)的下降沿，RS触发
器(RSF)的输出信号(Q)和反向输出信号(G)分别是高电平和低电平，从而信号检测器131
不产生检测信号。由于在时钟信号(CK)的上升沿输出信号(Q)是低电平，从信号检测器 131接收检测信号(DEC)作为输入信号的D触发器(DF)，不允许信号产生器135产生补偿 PWM信号(PWM_C)。换句话说，由于与门(AG)从D触发器(DF)接收输出信号作为一个输入信号，所以不产生补偿PWM信号(PWM_C)。换句话说，在变暗信号(DM_H、DM_L)的截止时间段期间，在时钟信号(CK)的上升沿，RS触发器(RSF)的输出信号(Q)和反向输出信号(。)分别是低电平和高电平。另外，在
时钟信号(CK)的下降沿，RS触发器(RSF)的输出信号(Q)和反向输出信号(。)分别是高电
平和低电平，从而产生具有与时钟信号(CK)的导通时间段相同的导通时间段的检测信号 (DEC)。在示例中，检测信号(DEC)可具有与时钟信号(CK)的导通时间段相同的导通时间段。在时钟信号(CK)的上升沿，从信号检测器131接收检测信号(DEC)作为输入信号的D触发器(DF)产生高电平的输出信号⑴)，并在时钟信号(CK)的下降沿被重置以输出低电平的输出信号⑴)。因此，D触发器(DF)产生具有与正常PWM信号(PWM_N)的周期相同的周期的补偿PWM信号(PWM_C)作为通过输出端的输出信号。
换句话说，信号产生器135产生具有与时钟信号(CK)的导通时间段相同的导通时间段的补偿PWM信号(PWM_C)。在一个示例中，补偿PWM信号产生器130可产生与时钟信号(CK)的导通时间段相同的导通时间段的补偿PWM信号(PWM_C)，从而产生与正常PWM信号(PWM_N)的导通时间段相同的导通时间段的补偿PWM信号(PWM_C)。可通过改变信号产生器135的结构来改变所述补偿PWM信号(PWM_C)的脉冲宽度。另外，在图4中，可通过补偿PWM信号产生器135来产生一个补偿PWM信号(PWM_ C)。在另一示例中，如果在变暗信号ΦΜ)的一个周期(IT(DM))内的截止时间段期间施加了多个时钟信号(CK)，则在每个时钟信号(CK)的每个上升沿由信号检测器131的RS触发器(RSF)产生检测信号(DEC)。因此，可在变暗信号(DM)的截止时间段期间产生多个补偿 PWM信号(PWM_C)。另外，可如图4所示，可通过改变信号产生器135的结构来产生一个补偿 PWM 信号(PWM_C)。尽管上面已经描述了多个示例，但是，对本领域的技术人员来说，显然的是，可进行各种改变和修改，并且其他实施方式在权利要求的范围内。
权利要求
1.一种脉冲宽度调制PWM信号产生电路，所述PWM信号产生电路用于使用变暗信号为 DC-DC转换器产生PWM信号，所述PWM信号产生电路包括正常PWM信号产生器，用于基于向DC-DC转换器提供的时钟信号产生正常PWM信号；补偿PWM信号产生器，用于基于时钟信号和变暗信号来产生补偿PWM信号。
2.如权利要求1所述的PWM信号产生电路，其中，正常PWM信号产生器还用于在变暗信号的第一电平时间段期间产生正常PWM信号。
3.如权利要求2所述的PWM信号产生电路，其中，变暗信号的第一电平时间段包括变暗信号的高电平时间段。
4.如权利要求1所述的PWM信号产生电路，其中，补偿PWM信号产生器还用于在变暗信号的第二电平时间段期间产生至少一个补偿PWM信号。
5.如权利要求4所述的PWM信号产生电路，其中，变暗信号的第二电平时间段包括低电平时间段。
6.如权利要求1所述的P丽信号产生电路，其中，补偿PWM信号具有与正常P丽信号的脉冲宽度相同的脉冲宽度。
7.如权利要求6所述的PWM信号产生电路，其中，补偿PWM信号具有与时钟信号的脉冲宽度相同的脉冲宽度。
8.如权利要求1所述的PWM信号产生电路，其中，补偿PWM信号产生器包括信号检测器，用于检测变暗信号的低电平时间段并产生检测信号；信号产生器，用于从信号检测器接收检测信号并产生补偿PWM信号。
9.如权利要求8所述的PWM信号产生电路，其中，信号检测器包括触发器，用于在时钟信号的上升沿检测变暗信号的低电平时间段并产生检测信号。
10.如权利要求8所述的PWM信号产生电路，其中，信号产生器包括触发器，用于从信号检测器接收检测信号并产生补偿PWM信号。
11.如权利要求10所述的PWM信号产生电路，其中，在时钟信号的下降沿重置信号产生器的触发器。
12.如权利要求11所述的PWM信号产生电路，其中，补偿PWM信号具有与正常PWM信号的脉冲宽度相同的脉冲宽度。
13.如权利要求1所述的PWM信号产生电路，还包括输出单元，用于从正常P丽信号产生器接收正常PWM信号，以及从补偿PWM信号产生器接收补偿PWM信号；并向DC-DC转换器提供正常PWM信号和补偿PWM信号。
14.如权利要求13所述的PWM信号产生电路，其中，输出单元包括加法器，用于将从正常PWM信号产生器接收的正常PWM信号和从补偿PWM信号产生器接收的补偿PWM信号相加，并向DC-DC转换器提供相加的PWM信号作为PWM信号。
15.一种用于背光的发光二极管LED驱动电路，包括PWM信号产生器，用于使用时钟信号和变暗信号产生PWM信号；DC-DC转换器，用于基于PWM信号产生器产生的PWM信号向用于背光的LED阵列的LED 提供输出电压；LED驱动单元，用于使用变暗信号产生用于驱动LED的驱动信号。
16.如权利要求15所述的LED驱动电路，其中，PWM信号产生器包括正常PWM信号产生器，用于在变暗信号的高电平时间段区间基于时钟信号产生正常 PWM信号；补偿PWM信号产生器，用于在变暗信号的低电平时间段期间基于时钟信号产生补偿 PWM信号。
17.如权利要求16所述的LED驱动电路，其中，补偿PWM信号具有与正常PWM信号的脉冲宽度相同的脉冲宽度。
18.如权利要求17所述的LED驱动电路，其中，补偿PWM信号具有与时钟信号的脉冲宽度相同的脉冲宽度。
19.如权利要求16所述的LED驱动电路，其中，补偿PWM信号产生器包括RS触发器，用于在时钟信号的上升沿产生变暗信号的低电平时间段，并产生检测信号；D触发器，用于基于检测信号在时钟信号的上升沿产生输出信号，在时钟信号的下降沿所述D触发器被重置以产生补偿PWM信号。
20.如权利要求16所述的LED驱动电路，还包括加法器，用于将从正常PWM信号产生器接收的正常PWM信号与从补偿PWM信号产生器接收的补偿PWM信号相加，并向DC-DC转换器提供相加的PWM信号。
21.一种使用变暗信号为DC-DC转换器产生PWM信号的方法，所述方法包括 在变暗信号的第一时间段期间基于时钟信号产生正常PWM信号；向DC-DC转换器提供正常PWM信号；在变暗信号的第二时间段期间基于时钟信号产生补偿PWM信号。
22.如权利要求21所述的方法，其中，产生正常PWM信号的步骤包括在变暗信号的高电平时间段期间产生正常PWM信号。
23.如权利要求21所述的方法，其中，产生补偿PWM信号的步骤包括在变暗信号的低电平时间段期间产生补偿PWM信号。
24.如权利要求21所述的方法，其中，补偿PWM信号具有与正常PWM信号的脉冲宽度相同的脉冲宽度。
全文摘要
提供了一种产生PWM信号的电路和方法及LED驱动电路。提供了一种脉冲宽度调制(PWM)信号产生电路，所述PWM信号产生电路使用变暗信号为DC-DC转换器产生PWM信号。所述PWM信号产生电路包括正常PWM信号产生器，用于基于向DC-DC转换器提供的时钟信号产生正常PWM信号；补偿PWM信号产生器，用于基于时钟信号和变暗信号来产生补偿PWM信号。
文档编号G09G3/32GK102201198SQ20111006920
公开日2011年9月28日 申请日期2011年3月18日 优先权日2010年3月18日
发明者任昌植, 白承凡, 金应宣, 韩晋燮 申请人:美格纳半导体有限公司
最新回复(0)