[发明专利]临界导电谐振转换升压功率电路

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2009年3月6日提交的美国临时申请第61/158,288号(名称为CRITICAL CONDUCTION RESONANT TRANSITION BOOST POWERCIRCUIT)的优先权，其全部内容通过引用并入本文。

技术领域

本发明的实施例涉及使用升压调整器电路(boost regulator circuit)提供功率管理的电路和方法。更具体地，本发明的实施例涉及用于设备驱动器电路(包括但不限于可以应用于液晶显示(LCD)显示器的升压LED驱动器，所述LCD显示器内置于电视、视频显示器、监视器和其它可视显示设备中)的功率管理，以及用于监视器、电子设备和自动应用中的功率管理电源。

背景技术

目前，许多监视器、电视机和图形或视频显示单元使用等离子或LCD显示器来取代阴极射线管。基于等离子的显示器发射可视的可见光，因此图像可被用户看到。相反地，LCD显示器不能发射光，因此需要背光或在这种LCD显示器后面安置的光源，使得用户可观看正在显示的图像、画面或信息。冷阴极荧光灯(CCFL)用于为LCD显示器提供背光。对大型LCD显示器来说，可将10到25个左右的CCFL并行排列在该LCD显示器背后，提供充足和一致的背光以利于用户观看。共同运行的一个或多个CCFL需要特殊的高压电路，例如具有CCFL专用驱动器电路的高压变压器或倍压电路。与10到25个CCFL连接的该专用电路，与使用多个白光或超高亮度发光二极管(LED)提供同样数量的流明相比能量效率不高。

CCFL背光的另一个缺陷是CCFL包括汞。汞是公知的有毒金属，如果处置不正确对环境有不利影响。CCFL具有10,000到20,000小时之间的有限平均预期使用寿命。因此，如果使用CCFL背光的监视器处于接通状态达到大约2又1/3年(持续使用约20,000小时)，监视器中的一个或多个CCFL管很有可能失效。而且，随着CCFL老化，它们产生的流明减少(即，随着时间的过去，CCFL变得昏暗)。另一个CCFL老化的问题是在CCFL管的各部分中可能出现暗点。经过像2.3年这样短的时间，CCFL背光LCD电视或监视器的图像质量可能包括暗屏部分和整体较低品质的图像。

使用CCFL的另一个缺陷是CCFL必须放置在离LCD屏的背部一定距离处，使得从多个间隔的CCFL管发射的光可分散开来，以便跨整个LCD屏提供基本上均匀的亮度。CCFL与LCD屏的背部相间隔的要求使得大型LCD屏监视器或电视机的最小厚度为至少3英寸或更厚，以适应安置CCFL背光所需的腔体空间。

最近随着白光LED的发现和改进，已经确定这种LED适合为液晶显示器提供背光。白光LED通常使用包括其上有荧光涂层的蓝光LED。当接通蓝光LED时，荧光涂层发出微黄色的光，结合来自该LED的蓝光。通常，LED的蓝光和荧光产生的微黄色光的结合产生了整体上白光输出。

白光LED(WLED)可沿着液晶显示屏的边缘放置，使得它们将光发射到特别设计的光导中。该光导基本上是位于该LCD显示器后面的一大片塑料，其将从WLED发射的光子接收到光导的边缘，而且随后以基本上均匀的形式在垂直于和朝向整个LCD屏的背部的方向上分布这些光子。采用这种类型的光导结构，使用WLED作背光(或侧光)的LCD显示器、监视器或TV可制造成比结合CCFL背光技术的LCD显示器薄得多。

对于从中型到大型LCD监视器或屏幕来说，在监视器的光导的边缘附近有50到多于200个WLED连接在一个或多个串联电路中。通常基本上有两种方法，用于为LCD显示器中的背光应用中采用的WLED设计驱动器电路。第一种方法包括设计升压电路或跟有多个电流吸收器的类似的开关调整器预调整器级，该电流吸收器调节一个或多个LED串中的电流。尽管从驱动器电路成本的角度来看，第一种方法是最佳的，然而该方法要求在任何这种驱动器电路中使用的LED前向电压密切匹配以避免该电流调整吸收器中的高热耗散。在许多LED必须串联连接的电视机显示器和监视器应用中，该问题变得重要。