本發(fā)明涉及背光技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及背光驅(qū)動電路。

背景技術(shù)：

背光源是液晶模組的一個重要組成部分。背光源的主要工作模塊為LED(Light Emitting Diode(發(fā)光二極管))驅(qū)動器和LED燈，所以，主要影響背光源功耗的方面是LED燈的工作電壓和工作電流。

背光功耗的計算公式是：功耗＝電壓×電流。LED燈是PN結(jié)特性的物理元件，隨著工作時間的變長，同樣電壓下，流過LED的電流會隨著溫度升高而提高，這樣功耗也隨之增大。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種背光驅(qū)動電路，包括：電壓供給部，其被配置為提供第一驅(qū)動電壓；以及電壓調(diào)節(jié)部，其被配置為在發(fā)光元件的環(huán)境溫度低于預(yù)設(shè)閾值時，向發(fā)光元件輸出所述第一驅(qū)動電壓，以及在所述發(fā)光元件的環(huán)境溫度高于所述預(yù)設(shè)閾值時，向所述發(fā)光元件輸出低于所述第一驅(qū)動電壓的第二驅(qū)動電壓。

在本發(fā)明的實施例中，所述電壓調(diào)節(jié)部包括控制單元和輸出單元，其中，所述控制單元被配置為根據(jù)所述發(fā)光元件的環(huán)境溫度，控制所述輸出單元的輸出，所述輸出單元被配置為在所述控制單元的控制下，輸出所述第一驅(qū)動電壓或所述第二驅(qū)動電壓。

在本發(fā)明的實施例中，所述輸出單元包括第一輸出模塊和第二輸出模塊，其中，所述第一輸出模塊被配置為在所述發(fā)光元件的環(huán)境溫度低于所述預(yù)設(shè)閾值時，輸出所述第一驅(qū)動電壓，所述第二輸出模塊被配置為在所述發(fā)光元件的環(huán)境溫度高于所述預(yù)設(shè)閾值時，輸出所述第二驅(qū)動電壓。

在本發(fā)明的實施例中，所述控制單元包括溫度檢測模塊和比較模塊，其中所述溫度檢測模塊被配置為檢測所述發(fā)光元件的環(huán)境溫度，并且將檢測到的溫度輸入到所述比較模塊中，所述比較模塊被配置為將檢測到的溫度與所述預(yù)設(shè)閾值進行比較，當(dāng)檢測到的溫度低于所述預(yù)設(shè)閾值時，所述比較模塊的輸出選擇所述第一輸出模塊以輸出所述第一驅(qū)動電壓，當(dāng)檢測到的溫度高于所述預(yù)設(shè)閾值時，所述比較模塊的輸出選擇所述第二輸出模塊以輸出所述第二驅(qū)動電壓。

在本發(fā)明的實施例中，所述控制單元包括參考電阻、熱敏電阻、比較器，其中，所述熱敏電阻的一端與所述電壓供給部相連，所述熱敏電阻的另一端與與所述比較器的一個輸入相連，所述參考電阻的一端與所述電壓供給部相連，所述參考電阻的另一端與所述比較器的另一個輸入相連，所述比較器的輸出與所述輸出單元相連，所述參考電阻的電阻值是所述熱敏電阻在所述發(fā)光元件的環(huán)境溫度為所述預(yù)設(shè)閾值時的電阻值。

在本發(fā)明的實施例中，在所述熱敏電阻為正溫度系數(shù)熱敏電阻的情況下，當(dāng)所述熱敏電阻的電阻值低于所述參考電阻的電阻值時，所述比較器的輸出選擇所述第一輸出模塊以輸出所述第一驅(qū)動電壓，當(dāng)所述熱敏電阻的電阻值高于所述參考電阻的電阻值時，所述比較器的輸出選擇所述第二輸出模塊以輸出所述第二驅(qū)動電壓。

在本發(fā)明的實施例中，在所述熱敏電阻為負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻的情況下，當(dāng)所述熱敏電阻的電阻值高于所述參考電阻的電阻值時，所述比較器的輸出選擇所述第一輸出模塊以輸出所述第一驅(qū)動電壓，當(dāng)所述熱敏電阻的電阻值低于所述參考電阻的電阻值時，所述比較器的輸出選擇所述第二輸出模塊以輸出所述第二驅(qū)動電壓。

在本發(fā)明的實施例中，第二輸出模塊構(gòu)成第一輸出模塊的分壓電路。

在本發(fā)明的實施例中，第一輸出模塊包括第一開關(guān)元件、串聯(lián)的第一電阻和第二電阻，第二輸出模塊包括第二開關(guān)元件和第二電阻。

根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提供了一種背光裝置，包括：根據(jù)本發(fā)明的實施例的背光驅(qū)動電路；以及發(fā)光元件。

根據(jù)本發(fā)明的實施例的背光驅(qū)動電路根據(jù)LED的溫度-電壓-電流(T-V-I)特性，在確保發(fā)光元件的驅(qū)動電流以保證亮度的同時，在發(fā)光元件的溫度上升至預(yù)定的工作溫度的情況下，降低驅(qū)動電壓，從而降低LED背光功耗。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例的技術(shù)方案，下面將對示例性實施例的附圖作簡單的介紹。顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是示例性和示意性，而不意味著對本發(fā)明進行任何限制。對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，還可以根據(jù)這些附圖獲得其它附圖。當(dāng)結(jié)合附圖閱讀時，通過參照以下對說明性實施例的詳細(xì)描述，將更好地理解本發(fā)明實施例的各個方面及其進一步的目的和優(yōu)點，在附圖中：

圖1示出了LED的溫度-電壓-電流特性的示意圖。

圖2示出了示出了根據(jù)本發(fā)明的實施例的背光驅(qū)動電路的第一示例的示意性框圖。

圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的實施例的背光驅(qū)動電路的第二示例的示意性框圖。

圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的實施例的背光驅(qū)動電路的第三示例的示意性框圖。

圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的實施例的背光驅(qū)動電路的第四示例的示意性框圖。

圖6示出了根據(jù)本發(fā)明的實施例的背光驅(qū)動電路的第五示例的示意性電路圖。

具體實施方式

為使本發(fā)明實施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將參照附圖來詳細(xì)描述本發(fā)明的實施例。顯然，所描述的實施例僅是本發(fā)明的一部分實施例，而不是全部的實施例。

貫穿本說明書全文，談及特征、優(yōu)點或類似的措辭并非意味著可以利用本發(fā)明而實現(xiàn)的所有特征與優(yōu)點應(yīng)當(dāng)在或者是在本發(fā)明的任何單個的實施例中。相反，要理解涉及特征與優(yōu)點的措辭意味著結(jié)合實施例所描述的具體特征、優(yōu)點或特性包括在本發(fā)明的至少一個實施例中。因而，貫穿本說明書全文，對特征和優(yōu)點的討論以及類似的措辭可以指同一實施例，但卻不一定指同一實施例。此外，所描述的本發(fā)明的特征、優(yōu)點以及特性可以用任何合適的方式合并在一個或多個實施例中。相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)人員將會認(rèn)識到，可以在沒有特定實施例的一個或多個具體特征或優(yōu)點的情況下實踐本發(fā)明。在其它的示例中，可以在某些實施例中實現(xiàn)附加的特征和優(yōu)點，其不一定出現(xiàn)于本發(fā)明的所有實施例之中。

<LED的溫度特性>

LED是一種半導(dǎo)體二極管，它和所有二極管一樣具有伏安特性，與所有的半導(dǎo)體二極管一樣，該伏安特性具有溫度特性。

二極管為由P型半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)體形成的PN結(jié)，在其界面處兩側(cè)形成空間電荷層，并建有自建電場。當(dāng)不存在外加電壓時，由于PN結(jié)兩邊載流子濃度差引起的擴散電流和自建電場引起的漂移電流相等而處于電平衡狀態(tài)。當(dāng)外界有正向電壓偏置時，外界電場和自建電場的互相抑消作用使載流子的擴散電流增加而引起了正向電流。從P區(qū)注入到N區(qū)的空穴和由N區(qū)注入到P區(qū)的電子，在PN結(jié)附近數(shù)微米內(nèi)分別與N區(qū)的電子和P區(qū)的空穴復(fù)合，產(chǎn)生自發(fā)輻射的熒光。其特點就是當(dāng)溫度上升的時候，伏安特性左移。圖1示出了LED的溫度-電壓-電流特性(即伏安特性的溫度特性)的示意圖。

假定對LED以Io恒流供電，在結(jié)溫為T1時，電壓為V1，而當(dāng)結(jié)溫升高為T2時，整個伏安特性左移，電流Io不變，電壓變?yōu)閂2，而V2<V1。

<實施例>

本發(fā)明的實施例基于以上LED的伏安特性的溫度特性，提供了一種背光驅(qū)動電路。

圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的實施例的背光驅(qū)動電路的第一示例的示意性框圖。如圖2所示，背光驅(qū)動電路可包括電壓供給部10和電壓調(diào)節(jié)部20。電壓供給部10可以提供第一驅(qū)動電壓V1。電壓供給部10與電壓調(diào)節(jié)部20相連。電壓調(diào)節(jié)部20輸出第一驅(qū)動電壓V1或第二驅(qū)動電壓V2，其中第二驅(qū)動電壓V2小于第一驅(qū)動電壓V1。

具體而言，電壓調(diào)節(jié)部20可以在發(fā)光元件的環(huán)境溫度低于預(yù)設(shè)閾值時，向發(fā)光元件輸出第一驅(qū)動電壓V1，以及在發(fā)光元件的環(huán)境溫度高于預(yù)設(shè)閾值時，向發(fā)光元件輸出低于第一驅(qū)動電壓V1的第二驅(qū)動電壓V2。

圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的實施例的背光驅(qū)動電路的第二示例的示意性框圖。如圖3所示，背光驅(qū)動電路可包括電壓供給部10和電壓調(diào)節(jié)部20。電壓供給部10可以提供第一驅(qū)動電壓V1。電壓調(diào)節(jié)部20可包括控制單元210和輸出單元220。電壓供給部10與控制單元210和輸出單元220分別相連?？刂茊卧?10與輸出單元220相連。控制單元210根據(jù)發(fā)光元件的環(huán)境溫度，向輸出單元220輸出控制信號Ctrl來控制輸出單元220輸出相應(yīng)的驅(qū)動電壓，即第一驅(qū)動電壓V1或第二驅(qū)動電壓V2。

具體而言，在發(fā)光元件的環(huán)境溫度低于預(yù)設(shè)閾值時，即在發(fā)光元件的溫度(近似于發(fā)光元件的環(huán)境溫度)上升到預(yù)定的工作溫度(略高于預(yù)設(shè)閾值)之前，控制單元210輸出的控制信號Ctrl控制輸出單元220輸出第一驅(qū)動電壓V1；在發(fā)光元件的環(huán)境溫度高于預(yù)設(shè)閾值時，即在發(fā)光元件的溫度上升至預(yù)定的工作溫度之后，控制單元210輸出的控制信號Ctrl控制輸出單元220輸出低于第一驅(qū)動電壓V1的第二驅(qū)動電壓V2。

根據(jù)發(fā)光元件的溫度-電壓-電流特性，在確保發(fā)光元件的驅(qū)動電流的同時，在發(fā)光元件的溫度上升至預(yù)定的工作溫度的情況下，降低驅(qū)動電壓，以便降低功耗。

圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的實施例的背光驅(qū)動電路的第三示例的示意性框圖。如圖4所示，背光驅(qū)動電路可包括電壓供給部10和電壓調(diào)節(jié)部20。電壓供給部10可以提供第一驅(qū)動電壓V1。電壓調(diào)節(jié)部20可包括控制單元210和輸出單元220。電壓供給部10與控制單元210和輸出單元220分別相連?？刂茊卧?10與輸出單元220相連。輸出單元220可包括第一輸出模塊2210和第二輸出模塊2220。控制單元210根據(jù)發(fā)光元件的環(huán)境溫度，向輸出單元220輸出控制信號Ctrl來選擇第一輸出模塊2210輸出第一驅(qū)動電壓V1或選擇第二輸出模塊2220輸出第一驅(qū)動電壓V1的第二驅(qū)動電壓V2。

具體而言，在發(fā)光元件的環(huán)境溫度低于預(yù)設(shè)閾值時，即在發(fā)光元件的溫度(近似于發(fā)光元件的環(huán)境溫度)上升到預(yù)定的工作溫度(略高于預(yù)設(shè)閾值)之前，控制單元210輸出的控制信號Ctrl選擇第一輸出模塊2210以輸出第一驅(qū)動電壓V1；在發(fā)光元件的環(huán)境溫度高于預(yù)設(shè)閾值時，即在發(fā)光元件的溫度上升至預(yù)定的工作溫度之后，控制單元210輸出的控制信號Ctrl選擇第二輸出模塊2220以輸出低于第一驅(qū)動電壓V1的第二驅(qū)動電壓V2。這樣，在發(fā)光元件的溫度上升至預(yù)定的工作溫度的情況下，降低驅(qū)動電壓，以便降低功耗。

圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的實施例的背光驅(qū)動電路的第四示例的示意性框圖。如圖5所示，背光驅(qū)動電路可包括電壓供給部10和電壓調(diào)節(jié)部20。電壓供給部10可以提供第一驅(qū)動電壓V1。電壓調(diào)節(jié)部20可包括控制單元210和輸出單元220。電壓供給部10與控制單元210和輸出單元220分別相連?？刂茊卧?10與輸出單元220相連。控制單元210可包括溫度檢測模塊2110和比較模塊2120。輸出單元220可包括第一輸出模塊2210和第二輸出模塊2220。比較模塊2120根據(jù)溫度檢測模塊2110檢測到的發(fā)光元件的環(huán)境溫度與預(yù)設(shè)閾值的比較，向輸出單元220輸出控制信號Ctrl來選擇第一輸出模塊2210輸出第一驅(qū)動電壓V1或選擇第二輸出模塊2220輸出低于第一驅(qū)動電壓V1的第二驅(qū)動電壓V2。

具體而言，諸如溫度傳感器的溫度檢測模塊2110檢測發(fā)光元件的環(huán)境溫度并將檢測到的溫度輸入到比較模塊2120，比較模塊2120將檢測到的溫度與預(yù)設(shè)閾值進行比較，該預(yù)設(shè)閾值可以預(yù)先存儲在比較模塊2120中或從比較模塊2120的外部輸入。當(dāng)檢測到的溫度低于預(yù)設(shè)閾值時，比較模塊2120輸出的控制信號Ctrl選擇第一輸出模塊2210以輸出第一驅(qū)動電壓V1；當(dāng)檢測到的溫度高于預(yù)設(shè)閾值時，控制單元210輸出的控制信號Ctrl選擇第二輸出模塊2220以輸出低于第一驅(qū)動電壓V1的第二驅(qū)動電壓V2。這樣，在發(fā)光元件的溫度上升至預(yù)定的工作溫度的情況下，降低驅(qū)動電壓，以便降低功耗。

替代地，也可以通過設(shè)置熱敏電阻并且監(jiān)測其電阻值的變化來監(jiān)測發(fā)光元件的環(huán)境溫度，以便控制單元210根據(jù)發(fā)光元件的環(huán)境溫度，控制輸出單元220輸出相應(yīng)的驅(qū)動電壓，即第一驅(qū)動電壓V1或第二驅(qū)動電壓V2。

例如，控制單元210可以包括參考電阻、熱敏電阻、比較器。熱敏電阻的一端與電壓供給部10相連，熱敏電阻的另一端與與比較器的一個輸入相連，參考電阻的一端與電壓供給部10相連，參考電阻的另一端與比較器的另一個輸入相連，比較器的輸出與輸出單元相連，由此通過比較器的輸出信號來選擇第一輸出模塊2210輸出第一驅(qū)動電壓V1或選擇第二輸出模塊2220輸出低于第一驅(qū)動電壓V1的第二驅(qū)動電壓V2。熱敏電阻的電阻值隨溫度變化，參考電阻的電阻值是熱敏電阻在溫度為預(yù)設(shè)閾值時的電阻值。

在熱敏電阻的電阻值隨溫度升高而升高的情況下(即采用正溫度系數(shù)熱敏電阻時)，當(dāng)熱敏電阻的電阻值低于參考電阻的電阻值時(即，當(dāng)發(fā)光元件的環(huán)境溫度低于預(yù)設(shè)閾值時)，比較器的輸出信號(即，控制單元210的控制信號Ctrl)選擇第一輸出模塊2210輸出第一驅(qū)動電壓V1，當(dāng)熱敏電阻的電阻值高于參考電阻的電阻值時(即，當(dāng)發(fā)光元件的環(huán)境溫度高于預(yù)設(shè)閾值時)，比較器的輸出(即，控制單元210的控制信號Ctrl)選擇第二輸出模塊2220輸出低于第一驅(qū)動電壓V1的第二驅(qū)動電壓V2。

反之，在熱敏電阻的電阻值隨溫度升高而降低的情況下(即采用負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻時)，當(dāng)熱敏電阻的電阻值高于參考電阻的電阻值時(即，當(dāng)發(fā)光元件的環(huán)境溫度低于預(yù)設(shè)閾值時)，比較器的輸出(即，控制單元210的控制信號Ctrl)選擇第一輸出模塊2210輸出第一驅(qū)動電壓V1，當(dāng)熱敏電阻的電阻值低于參考電阻的電阻值時，比較器的輸出選擇第二輸出模塊2220輸出低于第一驅(qū)動電壓V1的第二驅(qū)動電壓V2。

如上所述，第二輸出模塊2220輸出的第二驅(qū)動電壓V2低于第一輸出模塊2210輸出的第一驅(qū)動電壓V1，因此，例如，第二輸出模塊2220可以構(gòu)成第一輸出模塊2210的分壓電路。

通過分壓電路可以提供較低驅(qū)動電壓，從而降低背光功耗。

例如，第一輸出模塊2210可以包括第一開關(guān)元件、串聯(lián)的第一電阻和第二電阻，第二輸出模塊2220包括第二開關(guān)元件和第二電阻。

開關(guān)元件例如為三極管、場效應(yīng)晶體管，等等。

為了便于理解本實施例，圖6示出了根據(jù)本發(fā)明的實施例的背光驅(qū)動電路的第五示例的示意性電路圖，但是，本實施例不限于此。

如圖6所示，背光驅(qū)動電路可包括電壓供給部10和電壓調(diào)節(jié)部20。電壓供給部10可以提供第一驅(qū)動電壓V1。電壓調(diào)節(jié)部20可包括控制單元210和輸出單元220。

控制單元210包括參考電阻Rp、比較器A、第三電阻R3、第四電阻R4。

具體而言，參考電阻Rp的一端連接至電壓供給部10的輸出，即參考電阻Rp的一端為高電位V1，參考電阻Rp的另一端連接至第三電阻R3的一端和比較器A的“+”端輸入，第三電阻R3的另一端接地。

熱敏電阻Rm的一端連接至電壓供給部10的輸出，即熱敏電阻Rm的一端為高電位V1，熱敏電阻Rm的另一端連接至第四電阻R4的一端和比較器A的“-”端輸入，第四電阻R4的另一端接地。

電壓調(diào)節(jié)部20的輸出單元220包括第一輸出模塊和第二輸出模塊。

輸出單元220的第一輸出模塊包括第一開關(guān)元件T1、第一電阻R1、第二電阻R2。

輸出單元220的第二輸出模塊包括第二開關(guān)元件T2、第二電阻R2，第二輸出模塊構(gòu)成第一輸出模塊的分壓電路。

具體而言，第一開關(guān)元件T1例如為PNP型三極管，第一開關(guān)元件T1的發(fā)射極連接至電壓供給部10的輸出和第一電阻R1的一端，即第一開關(guān)元件T1的發(fā)射極為高電位V1，第一開關(guān)元件T1的集電極與發(fā)光元件LED相連。

第二開關(guān)元件T2例如為NPN型三極管，第二開關(guān)元件T2的集電極連接至第一電阻R1的另一端和第二電阻R2的一端，第一電阻R1和第二電阻R2串聯(lián)，第二電阻R2的另一端接地，第二開關(guān)元件T2的發(fā)射極也與發(fā)光元件LED相連。

電壓調(diào)節(jié)部20的控制單元210中的比較器A的輸出分別連接至電壓調(diào)節(jié)部20的輸出單元220中的第一開關(guān)元件T1和第二開關(guān)元件T2的基極。

在電壓調(diào)節(jié)部20的控制單元210中，熱敏電阻Rm例如為正溫度系數(shù)熱敏電阻，參考電阻Rp的電阻值是熱敏電阻在溫度為預(yù)設(shè)閾值時的電阻值且保持恒定，第三電阻R3的電阻值與第四電阻R4的電阻值相等。

當(dāng)熱敏電阻Rm的電阻值低于參考電阻Rp的電阻值時(即，當(dāng)發(fā)光元件的環(huán)境溫度低于預(yù)設(shè)閾值時)，即熱敏電阻的電壓降小于參考電阻Rp的電壓降，因此，第四電阻R4的電壓大于第三電阻R3的電壓，即比較器A的“+”端輸入電壓小于“-”端輸入電壓，此時，比較器A輸出低電平信號，從而選通第一開關(guān)元件T1，則給發(fā)光元件施加的電壓為V1。

當(dāng)熱敏電阻Rm的電阻值高于參考電阻Rp的電阻值時(即，當(dāng)發(fā)光元件的環(huán)境溫度高于預(yù)設(shè)閾值時)，即熱敏電阻的電壓降大于參考電阻Rp的電壓降，因此，第四電阻R4的電壓小于第三電阻R3的電壓，即比較器A的“+”端輸入電壓大于“-”端輸入電壓，此時，比較器A輸出高電平信號，從而選通第二開關(guān)元件T2，則給發(fā)光元件施加的電壓近似等于V1×R2/(R1+R2)。

例如，電壓供給部10輸出的V1為3.3V，當(dāng)發(fā)光元件LED從例如25℃的室溫上升到例如85℃的預(yù)定工作溫度時，為了確保同樣的驅(qū)動電流以保持同樣的亮度，根據(jù)LED的伏安特性的溫度特性，在工作溫度85℃需要以2.8V的驅(qū)動電壓來驅(qū)動發(fā)光元件LED，為此，例如可以將R1設(shè)為50Ω，將R2設(shè)為280Ω，當(dāng)發(fā)光元件LED的溫度上升到例如85℃時，即當(dāng)發(fā)光元件LED的環(huán)境溫度上升到例如80℃時，給發(fā)光元件施加的電壓近似等于3.3V×280Ω/(50Ω+280Ω)＝2.8V。

例如，在發(fā)光元件為2個并聯(lián)(2通道)的LED串，每個LED串由5個LED串聯(lián)的情況下，當(dāng)對LED以20mA供電時，3.3V時，功耗：5×3.3V×20mA×2＝660mW；2.8V時，功耗：5×2.8V×20mA×2＝560mW，由此，通過計算可知會節(jié)省17％的功耗。

以上結(jié)合附圖描述了根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例，但這僅僅是為了說明和解釋本發(fā)明的構(gòu)思而采用的示例性和示意性說明，而不是對本發(fā)明的各方面進行限制。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該理解，在不脫離本發(fā)明的精神和本質(zhì)的情況下，可以做出各種修改和變型，這些修改和變型均落在本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。