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CN103715889B - Dc‑dc转换器控制电路、使用其的图像显示设备及其驱动方法 - Google Patents

Dc‑dc转换器控制电路、使用其的图像显示设备及其驱动方法 Download PDF

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CN103715889B CN201210581655.3A CN201210581655A CN103715889B CN 103715889 B CN103715889 B CN 103715889B CN 201210581655 A CN201210581655 A CN 201210581655A CN 103715889 B CN103715889 B CN 103715889B
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Abstract

本发明涉及DC‑DC转换器控制电路、使用其的图像显示设备及其驱动方法。公开了能够通过根据负荷改变脉冲模式的开/关占空比，在DC‑DC转换器的轻负荷驱动期间在实现DC‑DC转换器的驱动效率的增加同时确保电路稳定性的DC‑DC转换器控制电路、以及使用其的图像显示设备及其驱动方法。控制电路包括：检测单元，其用于检测在DC‑DC转换器的输出级处的电压，并根据检测的电压的电平生成并输出差分电压；比较单元，其用于将来差分电压与具有三角波形或锯齿波形的基准电压进行比较，由此生成占空信号；以及转换器控制器，其用于生成与占空信号的占空比相对应的开/关控制信号，并向DC‑DC转换器提供开/关控制信号，以控制DC‑DC转换器的开启/关闭。

Description

DC-DC转换器控制电路、使用其的图像显示设备及其驱动方法
技术领域
本发明涉及能够通过根据负荷改变脉冲模式的开/关占空比来在DC-DC转换器的轻负荷驱动期间在实现DC-DC转换器的驱动效率提高的同时确保电路稳定性的DC-DC转换器控制电路、以及使用该DC-DC转换器控制电路的图像显示设备及其驱动方法。
背景技术
一般来说，DC-DC转换器起到在接收到恒定电压输入时输出特定的恒定电压。这样的DC-DC转换器具有驱动效率根据输出级的负荷条件而变化的特征。
即，DC-DC转换器具有驱动效率在高功率重负荷驱动条件下增加而驱动效率在轻负荷驱动条件下降低的特征。由于在开关的开关操作期间产生的电压损失，展现这样的特征。具体地说，在轻负荷驱动条件下，DC-DC转换器受开关电压损失的影响极大，使得驱动效率进一步降低。
为了解决上面提到的问题，在常规情况中，使用误差放大器。即，误差放大器检测DC-DC转换器的输出级处的负荷。当检测的负荷是等于或小于基准负荷的轻负荷时，执行脉冲模式（burst mode）以关闭DC-DC转换器。
但是，在使用误差放大器的常规负荷检测系统中，DC-DC转换器的开启/关闭基准根据DC-DC转换器的输出级处的负荷而变化。此外，开启/关闭基准的变化大。由于该原因，不可能容易地控制DC-DC转换器的开启/关闭定时。
另外，当DC-DC转换器在脉冲模式下开启和关闭时，其驱动效率根据DC-DC转换器的输出级处的负荷和DC-DC转换器的输出频带二者的变化而变化。但是，在用于以脉冲模式驱动DC-DC转换器的常规系统中，不可能控制满足输出级处的负荷或频带的开启/关闭占空比。由于该原因，系统效率低。
发明内容
因此，本发明致力于基本上消除了由于相关技术的限制和缺点所导致的一个或更多个问题的DC-DC转换器控制电路、使用该DC-DC转换器控制电路的图像显示设备及其驱动方法。
本发明的目的是提供能够通过根据负荷改变脉冲模式的开/关占空比来在DC-DC转换器的轻负荷驱动期间在获得DC-DC转换器的驱动效率增加的同时确保电路稳定性的DC-DC转换器控制电路、以及使用该DC-DC转换器控制电路的图像显示设备及DC-DC转换器控制电路的驱动方法。
本发明的其他优点、目的以及特征的一部分将在随后的说明中进行阐述，而一部分在由本领域普通技术人员研究了下面的内容后会变得清楚，或者可以通过实施本发明而获知。本发明的上述目的和其他优点可以由说明书及其权利要求书以及附图中具体指出的结构而实现并获得。
为了实现这些目的和其他优点，并且根据本文中所具体体现和广泛描述的发明宗旨，DC-DC转换器控制电路包括：检测单元，其用于检测在DC-DC转换器的输出级处的电压，并根据检测到的电压的电平生成并输出差分电压；比较单元，其用于将来自检测单元的差分电压与具有三角波形或锯齿波形的基准电压进行比较，由此生成占空信号；以及转换器控制器，其用于生成与占空信号的占空比对应的开/关控制信号，并向DC-DC转换器提供开/关控制信号以控制DC-DC转换器的开启/关闭。
检测单元可以包括：检测电阻器，其串联地连接到DC-DC转换器的输出级；以及差分放大器，其用于检测并放大所述检测电阻器两端的电压差，由此生成差分电压。
比较单元可以包括：比较器，其用于将来自检测单元的差分电压与三角波或锯齿波的基准电压进行比较，由此生成占空信号；和开关晶体管，根据来自比较器的占空信号而导通或截止。
转换器控制器可以包括至少一个光电耦合器，其包括：连接在高电平电压源和开关晶体管之间的光电二极管；和设置为与光电二极管相对应的双极结晶体管。
在本发明的另一方面中，图像显示设备包括：图像显示面板，其具有多个像素区域以显示图像；选通驱动器和数据驱动器，其用于驱动图像显示面板；定时控制器，其用于排列从外部输入的图像数据，将排列后的图像数据提供给数据驱动器，并生成调光控制信号、以及选通控制信号和数据控制信号以控制选通驱动器和数据驱动器；背光单元，其用于控制背光的开启和关闭时间，背光单元包括如上面描述的DC-DC转换器控制电路，以控制设置在背光单元内部的DC-DC转换器的开启/关闭状态。
在本发明的另一方面中，一种DC-DC转换器控制电路的驱动方法包括以下步骤：通过检测单元检测DC-DC转换器的输出级处的电压，并根据检测到的电压的电平生成并输出差分电压；通过比较单元将来自所述检测单元的差分电压与具有三角波形或锯齿波形的基准电压进行比较，由此生成占空信号；以及通过转换器控制器生成与占空信号的占空比对应的开/关控制信号，并向DC-DC转换器提供开/关控制信号以控制DC-DC转换器的开启/关闭。
生成并输出差分电压的步骤可以包括：通过差分放大器检测并放大检测电阻器两端的电压差从而生成差分电压的步骤，所述检测电阻器串联地连接到DC-DC转换器的输出级。
生成占空信号的步骤可以包括以下步骤：通过比较器将来自检测单元的差分电压与三角波或锯齿波的基准电压进行比较，由此生成占空信号；以及根据占空信号使开关晶体管导通或截止。
控制DC-DC转换器的开启/关闭的步骤可以包括通过至少一个光电耦合器向DC-DC转换器提供开/关控制信号的步骤，所述至少一个光电耦合器包括：光电二极管，其连接在高电平电压源和开关晶体管之间；以及双极结晶体管，其设置为与光电二极管相对应。
应当理解，上文对本发明的概述与下文对本发明的详述都是示例性和解释性的，旨在提供对所要求保护的本发明的进一步解释。
附图说明
附图被包括进来以提供对本发明的进一步的理解并被并入且构成本申请的一部分，附图示出了本发明的实施方式，并且与说明书一起用于解释本发明的原理。在附图中：
图1是示出了根据本发明的示例性实施方式的DC-DC转换器控制电路的电路图；
图2A至图2C是在图1中示出的DC-DC转换器控制电路的输入信号和输出信号的波形图；
图3是示出包括图1和图2A至图2C中示出的DC-DC转换器控制电路的液晶显示设备的构造的图；以及
图4是示出在图3中示出的背光控制器的详细构造的电路图。
具体实施方式
现在将详细地描述与DC-DC转换器控制电路和使用其的图像显示设备及其驱动方法有关的本发明的优选实施方式，其示例示出在附图中。
图1是示出了根据本发明的示例性实施方式的DC-DC转换器控制电路的电路图。
图1中示出的DC-DC转换器控制电路包括：检测单元11，其用于检测DC-DC转换器2的输出级处的电压和电流的量，并根据检测到的电压的电平生成并输出差分电压；以及比较单元13，其用于将来自检测单元11的差分电压与具有三角波形或锯齿波形的基准电压Pwave进行比较，由此生成占空信号Duty。DC-DC转换器控制电路还包括转换器控制器10，转换器控制器10用于生成与占空信号Duty的占空比相对应的开/关控制信号CCS，并向DC-DC转换器2提供开/关控制信号CCS，以控制DC-DC转换器2的开启/关闭。
为了检测DC-DC转换器2的输出级处的电流量和电压，检测单元11包括：检测电阻器Rs，其串联地连接到DC-DC转换器2的输出级；以及差分放大器4，其用于检测并放大检测电阻器Rs两端的电压差，由此生成差分电压Vdif。
为了检测DC-DC转换器2的输出级处的电流量的变化和电压的变化，检测电阻器Rs串联地连接到DC-DC转换器2的输出级。如果与输出级处的电流量和电压相比，检测电阻器Rs的电阻过大，则可能存在发热和效率降低的问题。在这点上，检测电阻器Rs的电阻优选地设置为对DC-DC转换器2的驱动没有影响的低值。
差分放大器4实时地接收检测电阻器Rs两端的电压差，并放大该电压差，以生成并输出差分电压Vdif。
比较单元13将来自检测单元11的差分电压Vdif与从比较单元13生成或从外部输入的基准电压Pwave进行比较。基于比较的结果，比较单元13输出占空信号Duty。针对该功能，比较单元13包括：比较器8，其用于将来自检测单元11的差分电压Vdif与三角波形或锯齿波形的基准电压Pwave进行比较，由此生成占空信号Duty；以及开关晶体管Tr1，其根据来自比较器8的占空信号Duty而导通或截止。
比较单元13包括三角波发生器6，以生成具有三角波形或锯齿波形的基准电压Pwave。比较器8把差分电压Vdif与基准电压Pwave进行比较。在比较单元13中不包括三角波发生器6的情况下，比较单元13从外部三角波发生器接收三角波或锯齿波的基准电压Pwave，接着将差分电压Vdif与基准电压Pwave进行比较。接着，比较器8基于来自检测单元11的差分电压Vdif和来自外部的基准电压Pwave之间的比较结果来输出占空信号Duty。
开关晶体管Tr1包括栅极端子、漏极端子和源极端子，栅极端子连接到输出占空信号Duty的比较器8的输出端子，漏极端子连接到转换器控制器10的高电平电压输出节点，源极端子连接到低电平电压端子。根据从比较器8输入到栅极端子的占空信号Duty，开关晶体管Tr1导通或截止，以控制转换器控制器10的高电平电压输出。作为开关晶体管Tr1，可以采用NMOS或PMOS晶体管。当采用PMOS晶体管时，其源极端子连接到转换器控制器10的高电平电压输出节点，并且其漏极端子连接到低电平电压端子。
比较单元13和转换器控制器10根据以下构造以单独方式操作：来自比较器8的占空信号Duty用于开关开关晶体管Tr1，而不直接提供给转换器控制器10，即，根据开关晶体管Tr1的开关操作而驱动转换器控制器10的构造。因此，可以确保比较单元13和转换器控制器10的驱动可靠性。
控制DC-DC转换器2的开启/关闭的转换器控制器10包括至少一个光电耦合器。根据比较单元13中包括的开关晶体管Tr1的开关操作来驱动光电耦合器，以生成并输出与占空信号Duty的占空比相对应的开/关控制信号CCS。即，根据比较单元13中的开关晶体管Tr1的导通/截止操作来控制光电耦合器的光电二极管。根据光电二极管的操作，光电耦合器的双极结晶体管（BJT）导通或截止，由此输出在高电压电平和低电压电平之间摆动的开/关控制信号CCS。
DC-DC转换器2控制为响应于来自转换器控制器10的开/关控制信号CCS而开启或关闭。同时，在检测单元11的输出端子、比较器8的输出端子、以及转换器控制器10的输入和输出端子各个处设置至少一个电阻器，使整个电路稳定。在例示的情况中，设置了电阻器R1至R5。
图2A至图2C是图1中示出的DC-DC转换器控制电路的输入和输出信号的波形图。
图2A示出了在重负荷条件下驱动DC-DC转换器2的情况下的输入和输出信号。在重负荷条件下，因为在DC-DC转换器2的输出级处检测到的差分信号Vdif高于具有锯齿波形的基准电压Pwave，所以不以脉冲模式驱动DC-DC转换器2，而是以标准模式驱动DC-DC转换器2。
详细地说，比较单元13把检测单元11根据在DC-DC转换器2的输出级处检测电阻器Rs两端的电压差的放大而生成的差分电压Vdif与锯齿波的基准电压Pwave进行比较。当确定差分电压Vdif高于基准电压Pwave时，比较单元13输出具有第一逻辑电平（高逻辑电平）的占空信号Duty。即，当来自比较器8的占空信号Duty保持在第一逻辑状态（即，高逻辑状态）下时，开关晶体管Tr1保持在导通状态下。在该情况中，光电耦合器10的光电二极管和BJT二者也保持在导通状态下。结果，输出使DC-DC转换器2保持在开启状态的开/关控制信号CCS。
当在DC-DC转换器2的输出级处检测到的差分电压Vdif保持在比基准电压Pwave高的电平时，该状态被确定为重负荷驱动条件。在该情况下，DC-DC转换器2被控制为以标准模式被驱动。当在高负荷驱动条件下驱动DC-DC转换器2时，因为获得了高的驱动效率和高的精度，所以不必将DC-DC转换器2的操作模式改变为脉冲模式。
图2B示出了在轻负荷条件下驱动DC-DC转换器2并且在轻负荷条件下的输出负荷接近在重负荷条件下的输出负荷的情况下的输入和输出信号。当在DC-DC转换器2的输出级处检测到的差分信号Vdif以高的比率高于锯齿波的基准电压Pwave时，以高占空比的脉冲模式驱动DC-DC转换器2。
详细地说，当从检测单元11生成的差分信号Vdif高于锯齿波的基准电压Pwave的比率高时，比较单元13输出以高比率保持在第一逻辑（高逻辑）状态下的占空信号Duty。即，当来自比较器8的占空信号Duty保持在高逻辑状态下的比率高时，开关晶体管Tr1以使得开关晶体管Tr1保持在开启状态较长时间（脉冲模式保持在较高占空比）的高占空比摆动。在该情况中，光电耦合器10的光电二极管和BJT二者也以使得开启状态保持较长时间的高占空比导通和截止。结果，输出使DC-DC转换器2保持在开启状态较长时间的开/关控制信号CCS。
当从检测单元11生成的差分信号Vdif高于锯齿波的基准电压Pwave的比率高时，该状态被确定为轻负荷驱动条件，尤其是，比其他轻负荷驱动条件更轻的负荷下的轻负荷驱动条件。在该情况下，控制DC-DC转换器2，以脉冲模式按照使DC-DC转换器2保持在开启状态较长时间的较高占空比驱动DC-DC转换器2。当在轻负荷条件下驱动DC-DC转换器2时，其驱动效率降低。但是，在轻负荷条件下的驱动效率降低根据负荷以差分方式发生。为此，必须根据负荷以差分方式调整DC-DC转换器2的驱动效率。
图2C示出了在轻负荷条件下驱动DC-DC转换器2并且在轻负荷条件下的输出负荷近于最轻输出负荷的情况下的输入和输出信号。当在DC-DC转换器2的输出级处检测到的差分信号Vdif低于锯齿波的基准电压Pwave的比率高时，以低占空比的脉冲模式驱动DC-DC转换器2。
详细地说，当从检测单元11生成的差分信号Vdif低于锯齿波的基准电压Pwave的比率高时，比较单元13输出以低比率保持在第一逻辑（高逻辑）状态下的占空信号Duty。即，当来自比较器8的占空信号Duty保持在低逻辑状态下的比率高时，开关晶体管Tr1以使得开关晶体管Tr1保持在关闭状态较长时间（脉冲模式保持在较低占空比）的低占空比摆动。在该情况下，光电耦合器10的光电二极管和BJT二者也以使得关闭状态保持较长时间的低的占空比导通和截止。结果，输出使DC-DC转换器2保持在关闭状态较长时间的开/关控制信号CCS。
当从检测单元11生成的差分信号Vdif保持比锯齿波的基准电压Pwave低的比率高时，该状态被确定为轻负荷驱动条件，尤其是，最轻负荷驱动条件。在该情况下，控制DC-DC转换器2，以在脉冲模式下按照使得DC-DC转换器2保持在关闭状态较长时间的较低占空比驱动DC-DC转换器2。当在最轻负荷条件下驱动DC-DC转换器2时，其驱动效率显著降低。为此，当在轻负荷条件下的负荷仍进一步降低时，需要仍进一步提高DC-DC转换器2的驱动效率。
当以脉冲模式驱动DC-DC转换器2时，其驱动效率或波纹电压可以根据脉冲频率而变化。具体地说，在较低脉冲频率下，驱动效率增加率增大，但输出级处的电压波纹增加。另一方面，在较高脉冲频率下，输出电压稳定化，但驱动效率增加率相对降低。关于该点，需要把DC-DC转换器2的驱动效率和脉冲频率考虑进来，设置最有效的基准频率（通过三角波发生器生成的三角波或锯齿波的基准频率）。
同时，当DC-DC转换器2的脉冲驱动占空比高时，DC-DC转换器2的开启时间长，由此增加了开关损失。因此在该情况下，驱动效率增加率被降低。另一方面，当DC-DC转换器2的脉冲驱动占空比低时，DC-DC转换器2的开启时间短，由此开关损失被降低。因此，在该情况下，驱动效率增加率被增加。
在这点上，在脉冲模式下需要在波纹电压的容许范围内设置开/关占空比或通过三角波发生器生成的三角波或锯齿波的占空比。即，在相对高负荷处，因为在关闭时间期间可能发生波纹的增加，所以需要增加脉冲模式的占空比以使波纹电压最小化，。另一方面，在相对低负荷处，因为波纹降低，所以需要降低脉冲模式的占空比以增加驱动效率增加率。
在具有以上所述的各种技术特征的根据本发明的例示实施方式的DC-DC转换器控制电路和使用该DC-DC转换器控制电路的图像显示设备以及其驱动方法中，可以通过当在轻负荷条件下的负荷相对高时相对增加占空比，而当在轻负荷条件下的负荷相对低时相对降低占空比，使得当在轻负荷条件下的负荷仍进一步降低时仍进一步降低占空比，实现当在轻负荷条件下以脉冲模式驱动DC-DC转换器时，脉冲模式下的最优效率增加。具体地说，可以通过根据负荷改变脉冲模式的开/关占空比，在DC-DC转换器的轻负荷驱动期间在实现驱动效率增强的同时确保电路稳定性。
另外，通过改变作为针对与DC-DC转换器的输出级处的负荷进行比较的基准的锯齿波的频率，可以容易地改变DC-DC转换器的开/关占空比。另外，通过优化频率，可以解决在以脉冲模式驱动DC-DC转换器期间发生的噪声问题。另外，通过借助光电耦合器使DC-DC转换器的输出级与开/关控制信号生成电路电绝缘，可以安全地保护控制电路免受电应力（electrical stree）的影响。
图3是示出了包括图1和图2A至图2C中示出的DC-DC转换器控制电路的液晶显示设备的构造的图。
图1中示出的DC-DC转换器控制电路可以应用于诸如液晶显示设备、有机发光二极管显示设备、场发射显示设备和等离子体显示面板的各种图像显示设备。但是，为了方便描述，将结合根据本发明的DC-DC转换器控制电路应用于液晶显示设备的示例给出以下描述。
图3中示出的液晶显示设备包括：液晶面板12，其具有多个像素区域；数据驱动器14，其用于驱动液晶面板12的数据线DL1至DLm；选通驱动器16，其用于驱动液晶面板12的选通线GL1至GLn；和定时控制器18，其用于排列从外部输入的图像数据RGB，将排列后的图像数据RGB提供给数据驱动器14，并生成调光控制信号Dim以及选通控制信号GCS和数据控制信号DCS，以控制选通驱动器16和数据驱动器14。液晶显示设备还包括用于控制背光24的开启时间和关闭时间的背光单元22。背光单元22包括如图1中示出的DC-DC转换器控制电路，以在内部控制DC-DC转换器的开启/关闭状态。
液晶面板12包括分别形成在像素区域处的薄膜晶体管（TFT）和分别连接到TFT的液晶电容器Clc，像素区域由多条选通线GL1至GLn和多条数据线DL1至DLm限定。液晶电容器Clc各包括连接到相应TFT的像素电极、和在液晶夹在公共电极和像素电极之间的状态下面对像素电极的公共电极。各TFT响应于来自选通线GL1至GLn中的相应一条选通线的扫描脉冲，将来自数据线DL1至DLm中的相应一条数据线的图像信号提供给相应的像素电极。各液晶电容器Clc利用在提供给该液晶电容器Clc的像素电极的图像信号和提供给该液晶电容器Clc的公共电极的公共电压之间的差电压来进行充电。液晶电容器Clc根据该差电压来改变液晶的分子取向，以调整液晶的透光率，因而呈现希望的灰度。存储电容器Cst并联地连接到各液晶电容器Clc，以保持在液晶电容器Clc中充入的电压，直到提供下一数据信号。
数据驱动器14使用来自定时控制器18的例如源起始脉冲（SSP）、源移位时钟（SSC）和源输出使能（SOE）信号的数据信号DCS，将从定时控制器18输出的数据Data转换为模拟电压、即图像信号。在该情况下，数据驱动器14选择具有与排列后的输入图像数据Data的灰度值相对应的电平的正伽马电压或负伽马电压，并将所选的伽马电压作为图像信号提供给数据线DL1至DLm。
选通驱动器16响应于来自定时控制器18的例如选通起始脉冲（GSP）、选通移位时钟（GSC）和选通输出使能（GOE）信号的选通控制信号GCS，顺序地生成扫描脉冲，并顺序地向各选通线GL1至GLn提供扫描脉冲。
定时控制器18排列从外部输入的图像数据RGB，以匹配液晶面板12的驱动，并以至少一个水平行为单位向数据驱动器14提供排列后的图像数据Data。定时控制器18还使用从外部输入的同步信号（即点时钟DCLK、数据使能信号DE、水平同步信号Hsync和垂直同步信号Vsync）中的至少一个来生成选通控制信号GCS和数据控制信号DCS，并将生成的选通控制信号GCS和数据控制信号GCS分别提供给选通驱动器16和数据驱动器14，以控制选通驱动器16和数据驱动器14。另外，定时控制器18根据排列后的图像数据Data的亮度或明度信息通过使用所述同步信号中的至少一个而生成调光控制信号Dim，并将调光控制信号Dim提供给背光单元22以控制背光单元22。
背光单元22包括背光24和光学装置，背光24包括产生光的多个发光二极管（LED）阵列，光学装置用于增强从LED阵列入射的光的效率。背光单元22还包括背光控制器26，背光控制器26用于根据来自定时控制器18的调光控制信号Dim生成控制电流Icon和控制电压Vled，以控制背光24的开启时间和关闭时间。
背光24中所包括的多个LED阵列串联或并联地连接。各LED阵列的LED同时或顺序地由提供给LED阵列的控制电压Vled开启/关闭，以产生光。
根据来自外部或定时控制器18的调光控制信号Dim，针对每个帧周期，背光控制器26设置背光24（即，各LED阵列）的开启时间和关闭时间，以控制从LED阵列发出的光量。详细地说，背光控制器26使用至少一个控制IC来生成与从外部或定时控制器18输入的调光控制信号Dim的占空比相对应的脉宽调制（PWM）信号。背光控制器26还根据PWM信号、使用与控制IC对应地设置的DC-DC转换器来控制背光24的LED控制电流Icon。这里，PWM信号是用于根据调光控制信号Dim的占空比信息来改变各LED阵列的开启/关闭时间（例如，各LED阵列的高/低时间）的信号。因此，背光控制器26中包括的所述至少一个控制IC和DC-DC转换器通过根据PWM信号控制用于背光24的LED控制电流的输出时间，控制各LED阵列，以脉冲模式驱动各LED阵列。
图4是示出了在图3中示出的背光控制器的详细构造的电路图。
图4的背光控制器26包括：至少一个控制IC（未示出），其用于生成并输出与调光控制信号Dim相对应的PWM信号；和DC-DC转换器2，其用于根据从控制IC输入的PWM信号输出用于背光24的LED控制电流和LED控制电压。背光控制器26还包括DC-DC转换器控制电路，DC-DC转换器控制电路用于检测在DC-DC转换器2的输出级处的电压和电流的量，并将检测结果与具有三角波形或锯齿波形的基准电压Pwave进行比较，由此生成占空信号Duty，以控制DC-DC转换器2的开启/关闭。
详细地说，图4的DC-DC转换器控制电路包括：检测单元11，其用于检测在DC-DC转换器2的输出级处的电压和电流的量，并根据检测到的电压的电平生成并输出差分电压Vdif；和比较单元13，其用于将来自检测单元11的差分电压Vdif与具有三角波形或锯齿波形的基准电压Pwave进行比较，由此生成占空信号Duty。DC-DC转换器控制电路还包括转换器控制器10，换器控制器10用于生成与占空信号Duty的占空比相对应的开/关控制信号CCS，并向DC-DC转换器2提供开/关控制信号CCS，以控制DC-DC转换器2的开启/关闭。
图4的DC-DC转换器控制电路可以是参照图1和图2A至图2C描述的DC-DC转换器控制电路，同样，DC-DC转换器控制电路及其驱动方法的构造和描述可以参考参照图1和图2A至图2C给出的描述。
图4的DC-DC转换器控制电路的检测单元11包括：检测电阻器Rs，该检测电阻器Rs串联地连接到DC-DC转换器2的输出级；以及差分放大器4，该差分放大器4用于检测并放大检测电阻器Rs两端的电压差，由此生成差分电压Vdif。
比较单元13包括：比较器8，其用于将来自检测单元11的差分电压Vdif与具有三角波形或锯齿波形的基准电压Pwave进行比较，由此生成占空信号Duty；以及开关晶体管Tr1，其根据来自比较器8的占空信号Duty而导通或截止。
控制DC-DC转换器2的开启/关闭的转换器控制器10包括至少一个光电耦合器。光电耦合器根据比较单元13中包括的开关晶体管Tr1的开关操作而被驱动，以生成并输出与占空信号Duty的占空比相对应的开/关控制信号CCS。
接着，控制DC-DC转换器2，以响应于来自转换器控制器10的开/关控制信号CCS而开启或关闭。
如根据上面的描述所了解的，在具有如上所述的各种技术特征的、根据本发明的例示实施方式的DC-DC转换器控制电路、使用该DC-DC转换器控制电路的图像显示设备以及其驱动方法中，通过当在轻负荷条件下的负荷相对高时相对增加占空比，而当在轻负荷条件下的负荷相对低时相对降低占空比，使得当在轻负荷条件下的负荷仍进一步降低时仍进一步降低占空比，可以实现当在轻负荷条件下以脉冲模式驱动DC-DC转换器时，脉冲模式下的最优效率增加。具体地说，可以通过根据负荷改变脉冲模式的开/关占空比，在DC-DC转换器的轻负荷驱动期间在实现驱动效率增强的同时确保电路稳定性。
另外，可以通过改变作为与DC-DC转换器的输出级处的负荷进行比较的基准的锯齿波的频率，容易地改变DC-DC转换器的开/关占空比。另外，可以通过优化频率，解决在脉冲模式下驱动DC-DC转换器期间发生的噪声问题。另外，通过借助光电耦合器使DC-DC转换器的输出级与开/关控制信号生成电路电绝缘，可以安全地保护控制电路免于电应力的影响。
显然，对于本领域技术人员来说，在不偏离本发明的精神或范围的情况下，可以做出各种变型和修改。因此，本发明旨在涵盖落入所附权利要求书及其等同物的范围内的本发明的这些变型和修改。
相关申请的交叉参考
本申请要求2012年9月28日提交的韩国专利申请No.10-2012-0108906的优先权，以引用的方式将其并入本文，如同在此进行了完整阐述一样。

Claims (9)

1.一种DC-DC转换器控制电路，该DC-DC转换器控制电路包括：
检测单元，其用于检测在DC-DC转换器的输出级处的电压，并根据所检测到的电压的电平生成并输出差分电压；
比较单元，其用于将来自所述检测单元的差分电压与具有三角波形或锯齿波形的基准电压进行比较，由此根据所述DC-DC转换器的负荷条件生成占空比不同的占空信号，所述负荷条件是基于所述差分电压与所述基准电压的比较得到的；以及
转换器控制器，该转换器控制器响应于所述DC-DC转换器在标准模式和脉冲模式下根据脉宽调制信号PWM在输出级处生成的输出电压，来生成与所述占空信号的占空比相对应的开/关控制信号，并向所述DC-DC转换器提供所述开/关控制信号，以控制所述DC-DC转换器的开启/关闭，所述开/关控制信号与PWM信号分离，其中，所述脉冲模式是具有在轻负荷条件下驱动所述DC-DC转换器的开/关占空比的模式，
其中，所述标准模式是具有在重负荷条件下将所述DC-DC转换器保持在开启状态的模式，
其中，所述轻负荷条件是所述差分电压保持在比所述基准电压低的电平时的状态，并且所述重负荷条件是所述差分电压保持在比所述基准电压高的电平时的状态。
2.根据权利要求1所述的DC-DC转换器控制电路，其中所述检测单元包括：
检测电阻器，其串联地连接到所述DC-DC转换器的所述输出级；以及
差分放大器，其用于检测并放大所述检测电阻器两端的电压差，由此生成所述差分电压。
3.根据权利要求2所述的DC-DC转换器控制电路，其中所述比较单元包括：
比较器，其用于将来自所述检测单元的差分电压与三角波或锯齿波的所述基准电压进行比较，由此生成所述占空信号；以及
开关晶体管，其根据来自所述比较器的占空信号而导通或截止。
4.根据权利要求3所述的DC-DC转换器控制电路，其中所述转换器控制器包括：
至少一个光电耦合器，其包括：连接在高电平电压源和所述开关晶体管之间的光电二极管；以及与所述光电二极管相对应地设置的双极结晶体管。
5.一种图像显示设备，该图像显示设备包括：
图像显示面板，其具有多个像素区域，以显示图像；
选通驱动器和数据驱动器，其用于驱动所述图像显示面板；
定时控制器，其用于排列从外部输入的图像数据，将排列后的图像数据提供给所述数据驱动器，以及生成调光控制信号、选通控制信号和数据控制信号，以控制所述选通驱动器和所述数据驱动器；
背光单元，其用于控制背光的开启时间和关闭时间，该背光单元包括根据权利要求1至4中任一项所述的DC-DC转换器控制电路，以控制设置于所述背光单元内部的DC-DC转换器的开启/关闭状态。
6.一种DC-DC转换器控制电路的驱动方法，该驱动方法包括以下步骤：
通过检测单元检测在DC-DC转换器的输出级处的电压，并根据所检测到的电压的电平生成并输出差分电压；
通过比较单元将来自所述检测单元的差分电压与具有三角波形或锯齿波形的基准电压进行比较，由此根据所述DC-DC转换器的负荷条件生成占空比不同的占空信号，所述负荷条件是基于所述差分电压与所述基准电压的比较得到的；以及
响应于所述DC-DC转换器在标准模式和脉冲模式下根据脉宽调制信号PWM在输出级处生成的输出电压，来通过转换器控制器生成与所述占空信号的占空比相对应的开/关控制信号，并向所述DC-DC转换器提供所述开/关控制信号，以控制所述DC-DC转换器的开启/关闭，所述开/关控制信号与PWM信号分离，
其中，所述脉冲模式是具有在轻负荷条件下驱动所述DC-DC转换器的开/关占空比的模式，其中，所述标准模式是具有在重负荷条件下将所述DC-DC转换器保持在开启状态的模式，
其中，所述轻负荷条件是所述差分电压保持在比所述基准电压低的电平时的状态，并且所述重负荷条件是所述差分电压保持在比所述基准电压高的电平时的状态。
7.根据权利要求6所述的驱动方法，其中，生成并输出差分电压的步骤包括以下步骤：
通过差分放大器检测并放大检测电阻器两端的电压差，由此生成所述差分电压，所述检测电阻器串联地连接到所述DC-DC转换器的所述输出级。
8.根据权利要求7所述的驱动方法，其中,生成占空信号的步骤包括以下步骤：
通过比较器将来自所述检测单元的差分电压与三角波或锯齿波的所述基准电压进行比较，由此生成所述占空信号；以及
根据所述占空信号，使开关晶体管导通或截止。
9.根据权利要求8所述的驱动方法，其中，控制所述DC-DC转换器的开启/关闭的步骤包括以下步骤：
通过至少一个光电耦合器向所述DC-DC转换器提供所述开/关控制信号，所述至少一个光电耦合器包括：连接在高电平电压源和所述开关晶体管之间的光电二极管；以及与所述光电二极管相对应地设置的双极结晶体管。
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