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【发明授权】切换电路以及背光驱动电路_昆山龙腾光电股份有限公司_201910121102.1 

申请/专利权人:昆山龙腾光电股份有限公司

申请日:2019-02-19

公开(公告)日:2021-11-23

公开(公告)号:CN109686322B

主分类号:G09G3/34(20060101)

分类号:G09G3/34(20060101);G09G3/36(20060101)

优先权:

专利状态码:有效-授权

法律状态:2021.11.23#授权;2019.05.21#实质审查的生效;2019.04.26#公开

摘要:本发明公开了一种切换电路以及背光驱动电路,其中,切换电路包括:开关电路,开关电路的通断由开关管控制,开关电路用于接收输入电压,并通过开关管导通以根据输入电压提供第一输出电压;使能电路,用于接收输入电压,并在输入电压大于预设电压值时产生使能信号;降压电路,与使能电路相连,用于在接收到使能信号时,根据输入电压与采样信号提供第二输出电压;采样电路,与降压电路相连,用于对第二输出电压进行采样以提供采样信号;以及升压电路,分别与降压电路和开关电路相连,用于在接收到第二输出电压时,根据第二输出电压提供升压电压,并通过升压电压关断开关管,增大切换电路的输入电压范围,并在输入电压变化时实现无空档切换。

主权项:1.一种切换电路,其特征在于,包括:开关电路,所述开关电路的通断由开关管控制,所述开关电路用于接收输入电压,并通过所述开关管导通以根据所述输入电压提供第一输出电压,其中,所述开关管的输入端接收所述输入电压,所述开关管的控制端与所述输入电压的分压输出端连接;使能电路,用于接收所述输入电压,并在所述输入电压大于预设电压值时产生使能信号;降压电路,与所述使能电路相连,用于在接收到所述使能信号时,根据所述输入电压与采样信号提供第二输出电压;采样电路,与所述降压电路相连,用于对所述第二输出电压进行采样以提供所述采样信号;以及,升压电路,分别与所述降压电路和所述开关电路相连,用于在接收到所述第二输出电压时,根据所述第二输出电压提供高于所述输入电压的升压电压,并将所述升压电压输入到所述开关管的控制端以通过所述升压电压关断所述开关管。

全文数据:切换电路以及背光驱动电路技术领域本发明涉及液晶显示技术领域,更具体地涉及一种切换电路以及背光驱动电路。背景技术液晶显示装置具有轻薄、节能、低功耗等优点,已被广泛应用于电视、电脑、手机等电子设备中。液晶显示装置作为被动显示装置,需要驱动电路给其背光灯供电,目前使用适配器或电池向驱动电路提供电能,由于适配器和电池电压大小不同,因而需要在驱动电路前加切换电路。图1示出一种现有切换电路的结构示意图,如图1所示,切换电路100包括第一使能电路110、负载开关电路120、第二使能电路130、降压电路140以及采样电路150。负载开关电路120包括负载开关芯片121以及与其连接的外围电路,其中,负载开关芯片121可以使用单通道负载开关芯片TPS22810。降压电路140包括降压转换芯片141以及与其连接的外围电路,其中,降压转换芯片141可以使用同步降压转换芯片TPS54202。第一使能电路110包括第一电阻R1与第二电阻R2组成的分压电路、第三电阻R3、第四电阻R4以及第一开关管M1。第一电阻R1和第二电阻R2串联于输入电压Vin与地之间。第四电阻R4与第一开关管M1串联于电源电压Vcc与地之间,第三电阻R3的一端与第一电阻R1和第二电阻R2的中间节点相连,第三电阻R3的另一端和第一开关管M1的控制端相连,第一开关管M1的第一通路端与第四电阻R4的中间节点与负载开关芯片121的使能端EN相连,用于提供第一使能信号。第二使能电路130包括串联于输入电压Vin与地之间的第七电阻R7和第八电阻R8,第七电阻R7和第八电阻R8的中间节点与降压转换芯片141的使能端EN相连,用于将输入电压Vin分压以得到第二使能信号。采样电路150包括串联于降压转换芯片141输出端与地之间的第九电阻R9和第十电阻R10,第九电阻R9和第十电阻R10的中间节点与降压转换芯片141的反馈端FB相连。现有技术的切换电路100包括第一使能电路110与第二使能电路130,通过对输入电压Vin进行电阻分压来选择是通过负载开关电路120还是降压电路140,且负载开关电路120工作时的输入电压小于降压电路140工作时的输入电压。但是对于现有技术的切换电路100,负载开关芯片121和降压转换芯片141的启动电压导致电阻分压存在中间区域的空档;并且负载开关芯片121的电源电压输入端VIN存在最大承受电压,该最大承受电压小于切换电路输入电压现有规格范围的最大值,因而负载开关芯片121限制了降压电路140工作时的输入电压范围,即使得切换电路100的输入电压范围受限。因此,有必要对现有技术的切换电路进行改进,以增大切换电路的输入电压范围,并在输入电压变化时实现无空档切换。发明内容有鉴于此,本发明的目的在于提供一种切换电路以及包括该切换电路的背光驱动电路,可以增大切换电路的输入电压范围,并在输入电压变化时实现无空档切换。根据本发明的一方面提供的一种切换电路,包括:开关电路,所述开关电路的通断由开关管控制,所述开关电路用于接收输入电压,并通过所述开关管导通以根据所述输入电压提供第一输出电压;使能电路,用于接收所述输入电压,并在所述输入电压大于预设电压值时产生使能信号;降压电路,与所述使能电路相连,用于在接收到所述使能信号时,根据所述输入电压与采样信号提供第二输出电压;采样电路,与所述降压电路相连,用于对所述第二输出电压进行采样以提供所述采样信号;以及,升压电路,分别与所述降压电路和所述开关电路相连,用于在接收到所述第二输出电压时,根据所述第二输出电压提供升压电压,并通过所述升压电压关断所述开关管。可选地,所述开关电路包括:串联于所述输入电压与所述开关管控制端之间的第一电阻、第一二极管和第二电阻,且所述第一二极管的正极和所述第一电阻相连,所述第一二极管的负极和所述第二电阻相连;并联于所述开关管控制端与地之间的第三电阻、第一电容和第二电容。可选地,所述使能电路包括:串联于所述输入电压与地之间的第四电阻和第五电阻,所述第四电阻和所述第五电阻的中间节点提供所述使能信号。可选地,所述降压电路包括:第三电容;降压转换芯片,所述降压转换芯片的电源电压输入端接收所述输入电压,使能信号端与所述使能电路相连以接收所述使能信号,反馈信号输入端接收所述采样信号,第一输出端和第二输出端经由所述第三电容相连;电感线圈,所述电感线圈的第一端与所述降压转换芯片的所述第二输出端相连,第二端提供所述第二输出电压。可选地,所述采样电路包括:串联于所述电感线圈第二端与地之间的第六电阻和第七电阻,所述第六电阻和所述第七电阻之间的节点与所述降压转换芯片的反馈信号输入端相连以提供所述采样信号。可选地,所述升压电路包括:串联于所述电感线圈第二端与所述开关管的控制端之间的第二二极管和第三二极管,且所述第二二极管的正极和所述电感线圈第二端连接,所述第三二极管的负极和所述开关管的控制端相连;第四电容,串联于所述第二二极管和所述第三二极管之间节点与所述降压转换芯片的所述第二输出端之间。可选地,还包括:第一输出电路,连接到所述开关电路,用于输出由所述开关电路提供的所述第一输出电压;和或,第二输出电路,连接到所述降压电路,用于输出所述降压电路的所述第二输出电压。可选地,所述第一输出电路包括:第五电容,所述第五电容的第一端和地连接,第二端与所述第一输出电路的输入端和输出端之间的节点连接。可选地,所述第二输出电路包括:第四二极管,所述第四二极管的正极和所述第二输出电路的输入端相连,负极和所述第二输出电路的输出端相连;第六电容,所述第六电容的第一端和地连接,第二端与所述第四二极管和所述降压电路之间的节点相连。根据本发明的另一方面提供一种背光驱动电路,包括:上述的切换电路,以及与之相连的后级驱动电路,所述驱动电路接收所述切换电路提供的输出电压,根据所述输出电压驱动背光显示。本发明提供的切换电路以及背光驱动电路的有益效果在于可在降压电路启动时,由升压电路提供升压电压,并通过升压电压关断开关管以切断开关电路,从而实现无中间区域空档的切换。并且,对于本发明提供的切换电路,开关电路的通断由开关管控制,通过开关管导通以根据输入电压提供第一输出电压,由于在输入电压现有规格范围中的最大电压下,开关管都可以正常工作,从而使得切换电路的输入电压范围不再受负载开关芯片的最大承受电压限制,增大了切换电路的输入电压范围。附图说明通过以下参照附图对本发明实施例的描述,本发明的上述以及其他目的、特征和优点将更为清楚。图1示出现有的切换电路的结构示意图;图2示出本发明实施例的切换电路的结构示意图;图3示出本发明实施例的切换电路的电路示意图;图4示出本发明实施例的开关电路在低输入电压时的输出电压测试电路图;图5为图4所示测试电路图测得的输出电压的显示界面图;图6示出本发明实施例的开关电路在高输入电压时的输出电压测试电路图;图7为图6所示测试电路图测得的输出电压的显示界面图。具体实施方式以下将参照附图更详细地描述本发明。在各个附图中,相同的元件采用类似的附图标记来表示。为了清楚起见,附图中的各个部分没有按比例绘制。此外,在图中可能未示出某些公知的部分。在下文中描述了本发明的许多特定的细节,例如部件的结构、材料、尺寸、处理工艺和技术,以便更清楚地理解本发明。但正如本领域的技术人员能够理解的那样,可以不按照这些特定的细节来实现本发明。图2示出本发明的切换电路200的结构示意图,如图2所示,本发明提供的切换电路200包括开关电路210、使能电路220、降压电路230、采样电路240和升压电路250。开关电路210的通断由开关管控制,开关电路210用于接收输入电压Vin,并通过开关管导通以根据输入电压Vin提供第一输出电压。使能电路220,用于接收输入电压Vin,并在输入电压Vin大于预设电压值时产生使能信号;降压电路230,与使能电路220相连,用于在接收到使能信号时,根据输入电压Vin与采样信号提供第二输出电压;采样电路240,与降压电路230相连,用于对第二输出电压进行采样以提供采样信号;以及,升压电路250,分别与降压电路230和开关电路210相连,用于在接收到第二输出电压时,根据第二输出电压提供升压电压,并通过升压电压关断开关管,从而使开关电路210无法提供第一输出电压。图3示出本发明实施例的切换电路的电路示意图,如图3所示,降压电路230包括降压转换芯片231以及与其连接的外围电路,其中,降压转换芯片231可以使用同步降压转换芯片TPS54202。当然,本发明的降压转换芯片231并不以此为限制,本领域的技术人员可以根据具体情况选择芯片的类型。开关电路210包括:串联于输入电压Vin与开关管M1控制端之间的第一电阻R1、第一二极管D1和第二电阻R2,且第一二极管D1的正极和第一电阻R1相连,第一二极管D1的负极和第二电阻R2相连;以及,并联于开关管M1控制端与地之间的第三电阻R3、第一电容C1和第二电容C2。使能电路220包括:串联于输入电压Vin与地之间的第四电阻R4和第五电阻R5,第四电阻R4和第五电阻R5的中间节点提供使能信号。降压电路230包括:第三电容C3;降压转换芯片231,降压转换芯片231的电源电压输入端VIN接收输入电压Vin,使能信号端EN与使能电路220相连以接收使能信号,反馈信号输入端FB接收采样信号,第一输出端BOOT和第二输出端SW经由第三电容C3相连;电感线圈L1,电感线圈L1的第一端与降压转换芯片231的第二输出端SW相连,第二端提供第二输出电压。采样电路240包括:串联于电感线圈L1第二端与地之间的第六电阻R6和第七电阻R7,第六电阻R6和第七电阻R7之间的节点与降压转换芯片的反馈信号输入端相连以提供采样信号。升压电路250包括:串联于电感线圈L1第二端与开关管M1的控制端之间的第二二极管D2和第三二极管D3,且第二二极管D2的正极和电感线圈L1第二端连接,第三二极管D3的负极和开关管M1的控制端相连;第四电容C4,串联于第二二极管D2和第三二极管D3之间节点与降压转换芯片的第二输出端之间。该升压电路250对第二输出电压进行二倍升压,并结合同步降压转换芯片TPS54202使得升压电压高于输入电压Vin,从而开关管处于不工作状态,开关电路切断。切换电路200还包括:第一输出电路260,连接到开关电路210,用于输出由开关电路210提供的第一输出电压。第一输出电路260包括:第五电容C5,第五电容C5的第一端和地连接,第二端与第一输出电路260的输入端和输出端之间的节点连接。切换电路200还包括:第二输出电路270,连接到降压电路230,用于输出降压电路230提供的第二输出电压。第二输出电路270包括:第四二极管D4,第四二极管D4的正极和第二输出电路270的输入端相连,负极和第二输出电路270的输出端相连;第六电容C6,第六电容C6的第一端和地连接,第二端与第四二极管D4和降压电路230之间的节点相连。例如,在开关管M1为P型MOS管的情况下:若输入电压Vin不大于预设电压值,由于第一电阻R1、第二电阻R2和第三电阻R3之间的分压,该P型MOS管的栅极电压低于源极,因而,P型MOS管工作,开关电路210导通以提供第一输出电压;若输入电压Vin大于预设电压值,使能电路220产生使能信号,降压转换芯片231启动,降压电路230提供第二输出电压,上述升压电路250对第二输出电压进行二倍升压后得到升压电压,该升压电压大于输入电压,从而使得P型MOS管的栅极电压高于源极,因而,P型MOS管不工作,开关电路210切断。在本发明的预设电压值为12V的情况下:1图4所示为输入电压Vin=12V的开关电路210输出电压测试电路图,图5为图4所示测试电路图测得的输出电压的显示界面图,从图5可以看出输出电压为12V,即此时开关电路210导通以提供了第一输出电压。2图6所示为输入电压Vin=21V的开关电路210输出电压测试电路图,图7为图6所示测试电路图测得的输出电压的显示界面图,从图7可以看出输出电压为1.084mV,即开关电路210切断而不提供输出电压,此时切换电路由降压电路230提供第二输出电压。根据本发明的另一方面提供一种背光驱动电路,包括上述的切换电路以及与之相连的后级驱动电路,驱动电路用于接收切换电路提供的输出电压,根据该输出电压驱动背光显示。综上所述,本发明对图1中现有切换电路的第一使能电路110和负载开关电路120进行改进,提供了一种新型的切换电路。本发明提供的切换电路,在输入电压不能使降压转换芯片231启动时,由开关电路210提供第一输出电压;在输入电压增大到使降压转换芯片231启动时,由降压电路230提供第二输出电压。本发明提供的切换电路可在降压电路启动时,由升压电路提供升压电压,并通过升压电压关断开关管以切断开关电路,从而实现无中间区域空档的切换。并且,对于本发明提供的切换电路,开关电路的通断由开关管控制,通过开关管导通以根据输入电压提供第一输出电压,由于在输入电压现有规格范围中的最大电压下,开关管都可以正常工作,因而开关管没有限制降压电路230工作时的输入电压范围,即,切换电路可以在输入电压现有规格范围中的任一电压下进行工作,从而增大了切换电路的输入电压范围。应当说明的是,在本文中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。依照本发明的实施例如上文所述,这些实施例并没有详尽叙述所有的细节,也不限制该发明仅为所述的具体实施例。显然,根据以上描述,可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例,是为了更好地解释本发明的原理和实际应用,从而使所属技术领域技术人员能很好地利用本发明以及在本发明基础上的修改使用。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

权利要求:1.一种切换电路,其特征在于,包括:开关电路,所述开关电路的通断由开关管控制,所述开关电路用于接收输入电压,并通过所述开关管导通以根据所述输入电压提供第一输出电压;使能电路,用于接收所述输入电压,并在所述输入电压大于预设电压值时产生使能信号;降压电路,与所述使能电路相连,用于在接收到所述使能信号时,根据所述输入电压与采样信号提供第二输出电压;采样电路,与所述降压电路相连,用于对所述第二输出电压进行采样以提供所述采样信号;以及,升压电路,分别与所述降压电路和所述开关电路相连,用于在接收到所述第二输出电压时,根据所述第二输出电压提供升压电压,并通过所述升压电压关断所述开关管。2.根据权利要求1所述的切换电路,其特征在于,所述开关电路包括:串联于所述输入电压与所述开关管控制端之间的第一电阻、第一二极管和第二电阻,且所述第一二极管的正极和所述第一电阻相连,所述第一二极管的负极和所述第二电阻相连;并联于所述开关管控制端与地之间的第三电阻、第一电容和第二电容。3.根据权利要求1所述的切换电路,其特征在于,所述使能电路包括:串联于所述输入电压与地之间的第四电阻和第五电阻,所述第四电阻和所述第五电阻的中间节点提供所述使能信号。4.根据权利要求1所述的切换电路,其特征在于,所述降压电路包括:第三电容;降压转换芯片,所述降压转换芯片的电源电压输入端接收所述输入电压,使能信号端与所述使能电路相连以接收所述使能信号,反馈信号输入端接收所述采样信号,第一输出端和第二输出端经由所述第三电容相连;电感线圈,所述电感线圈的第一端与所述降压转换芯片的所述第二输出端相连,第二端提供所述第二输出电压。5.根据权利要求4所述的切换电路,其特征在于,所述采样电路包括:串联于所述电感线圈第二端与地之间的第六电阻和第七电阻,所述第六电阻和所述第七电阻之间的节点与所述降压转换芯片的反馈信号输入端相连以提供所述采样信号。6.根据权利要求4所述的切换电路,其特征在于,所述升压电路包括:串联于所述电感线圈第二端与所述开关管的控制端之间的第二二极管和第三二极管,且所述第二二极管的正极和所述电感线圈第二端连接,所述第三二极管的负极和所述开关管的控制端相连;第四电容,串联于所述第二二极管和所述第三二极管之间节点与所述降压转换芯片的所述第二输出端之间。7.根据权利要求1所述的切换电路,其特征在于,还包括:第一输出电路,连接到所述开关电路,用于输出由所述开关电路提供的所述第一输出电压;和或,第二输出电路,连接到所述降压电路,用于输出所述降压电路提供的所述第二输出电压。8.根据权利要求7所述的切换电路,其特征在于,所述第一输出电路包括:第五电容,所述第五电容的第一端和地连接,第二端与所述第一输出电路的输入端和输出端之间的节点连接。9.根据权利要求7所述的切换电路,其特征在于,所述第二输出电路包括:第四二极管,所述第四二极管的正极和所述第二输出电路的输入端相连,负极和所述第二输出电路的输出端相连;第六电容,所述第六电容的第一端和地连接,第二端与所述第四二极管和所述降压电路之间的节点相连。10.一种背光驱动电路,其特征在于,包括:权利要求1-9任一项所述的切换电路,以及与之相连的后级驱动电路,所述驱动电路接收所述切换电路的输出端提供的输出电压,根据所述输出电压驱动背光显示。

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