CN102376273A - Led背光源驱动装置 - Google Patents

Abstract

一种LED背光源驱动装置用以驱动多路LED灯串，其包括电源电路以及控制电路。电源电路包括输出第一电源电压的第一电源输出模块和输出第二电源电压至LED灯串的电压可调整的第二电源输出模块。控制电路包括通信控制模块以及多个恒流控制模块。通信控制模块由第一电源电压供电，并产生第一类型控制信号以及多个第二类型控制信号。每个恒流控制模块分别电性连接通信控制模块以及一路对应的LED灯串。其中，通信控制模块利用第一类型控制信号控制第二电源输出模块所输出的该第二电源电压，并且配合第二类型控制信号来分别控制恒流控制模块，从而控制这些LED灯串中的电流恒定并逐行扫描这些LED灯串。

Description

LED背光源驱动装置

技术领域

本发明涉及显示技术领域，特别是涉及一种用于液晶显示装置的LED背光源驱动装置。

背景技术

平面显示装置，例如液晶显示装置(liquid crystal display, LCD)具有轻薄、节能、无辐射等诸多优点，因此其已经逐渐取代传统的阴极射线管(cathode ray tube, CRT)显示装置，成为显示装置的主流。目前液晶显示装置已经广泛地应用在数字电视、计算机、个人数字助理、移动电话以及数码相机等各类电子设备中。

现有的液晶显示装置大都以发光二极管(light-emitting diode, LED)作为背光源以为液晶显示装置提供光源。目前，具有3D显示效果的液晶显示装置中的LED背光源通常具有多条LED灯串，其可利用驱动装置逐个地开启LED背光源中的该些LED灯串，即逐行扫描LED背光源。而LED背光源的扫描特征是影响液晶显示装置的3D显示效果的重要因素，因此LED背光源驱动装置是影响液晶显示装置的特性的重要元件。

图1为现有的LED背光源驱动装置的示意图。如图1所示，现有的LED背光源驱动装置10一般包括整流滤波模块11、待机电源12、供电电源13所组成的电源部分，以及DC-DC转换器14、通信控制模块15、专用的LED驱动控制芯片16所组成的控制部分，来驱动多路LED灯串17。

其中，在电源部分中，整流滤波模块11接收市电19并对其执行整流滤波操作。待机电源12与供电电源13分别电性连接整流滤波模块11，待机电源12用以在液晶显示装置处于待机状态时提供待机电压，而供电电源13用以在液晶显示装置处于工作状态时提供供电电压以驱动这些LED灯串17。

在控制部分中，专用的LED驱动控制芯片16电性连接在通信控制模块15与DC-DC转换器14之间，而这些LED灯串17分别电性连接DC-DC转换器。现有的LED背光源驱动装置10利用通信控制模块15和专用的LED驱动控制芯片16来调节DC-DC转换器的输出电压，从而驱动这些LED灯串17。

现有的LED背光源驱动装置10并不能直接利用通信控制模块15来对电源部分中的供电电源13的输出电压进行更改，其需要设置专门的DC-DC转换器14来调整驱动这些LED灯串17的电压，因此其电路比较复杂。

另，现有的LED背光源驱动装置10需要作为供电电源13的AC-DC转换器以及DC-DC转换器14对市电19进行两级转换才能获得驱动该些LED灯串17所需要的电压，因此其效率较低，成本较低。且现有的LED背光源驱动装置10对于每一路LED灯串17均需要设置一个专用的LED驱动控制芯片16，例如专用的LED恒流控制芯片。因此其成本较高，拓展性和继承性不高。

发明内容

本发明的目的在于，克服现有LED背光源驱动装置所存在的缺陷，而提供一种新的LED背光源驱动装置，所要解决的技术问题是减少电路复杂程度、提高效率以及降低成本。

本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。

本发明提供一种LED背光源驱动装置，用以驱动多路LED灯串，其中该LED背光源驱动装置包括电源电路以及控制电路。电源电路包括第一电源输出模块以及第二电源输出模块。该第一电源输出模块用以输出第一电源电压，第二电源输出模块用以输出第二电源电压至该多路LED灯串。控制电路包括通信控制模块以及多个恒流控制模块。该通信控制模块由该第一电源电压供电，并产生第一类型控制信号以及多个第二类型控制信号。每个恒流控制模块由该第一电源电压供电，且每个恒流控制模块分别电性连接该通信控制模块以及一路对应的LED灯串。其中，该第二电源输出模块是输出电压可调的AC-DC转换器，该通信控制模块利用该第一类型控制信号控制该第二电源输出模块从而调节其所输出的该第二电源电压，并且配合这些第二类型控制信号来分别控制该些恒流控制模块，从而控制这些LED灯串中的电流恒定并逐行扫描这些LED灯串。

优选地，每个恒流控制模块分别包括恒流控制三极管、取样电阻以及比较放大器。该恒流控制三极管电性连接该路对应的LED灯串，该取样电阻电性连接该该恒流控制三极管以取样流经开启的该路对应的LED灯串中的电流从而产生第一反馈信号，而该比较放大器接收一个对应的第二类型控制信号以及该第一反馈信号，并电性连接该恒流控制三极管。

优选地，该恒流控制三极管进一步电性连接该通信控制模块，以输出第二反馈信号至该通信控制模块。

优选地，该输出电压可调的该AC-DC转换器选自LLC拓扑结构的AC-DC转换器或者反激拓扑结构的AC-DC转换器。

优选地，该电源电路进一步包括整流滤波模块，其接收市电以对市电进行整流滤波，并分别电性连接该第一电源输出模块和该第二电源输出模块。

优选地，在待机时，该第一电源输出模块所输出的该第一电源电压为待机电源电压；而在正常工作时，该第一电源输出模块所输出的该第一电源电压为正常工作电压。

优选地，该电源电路与该控制电路之间设置连接器。

优选地，该电源电路为单层的印刷电路板，该控制电路为双层的印刷电路板。

优选地，该控制电路进一步包括线形稳压器，该通信控制模块通过该线形稳压器和该连接器电性连接该第一电源输出模块。

优选地，该通信控制模块选自微控制器或者现场可编程门阵列集成电路。

本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。

借由上述技术方案，本发明LED背光源驱动装置至少具有下列优点及有益效果：

本发明的LED背光源的驱动装置中，电源电路中的第二电源输出模块采用的是输出电压可调的AC-DC转化器，因此可直接利用通信控制模块所输出的第一类型控制信号来调整第二电源输出模块的输出电压，并可同时配合通信控制模块所输出的第二类型控制信号来控制这些恒流控制模块，从而控制这些LED灯串中的电流恒定并逐行扫描这些LED灯串，因此其电路较为简单，效率较高，成本较低。

此外，本发明的LED背光源的驱动装置还可直接利用通信控制模块所输出的第一类型控制信号来调整电压可调整的AC-DC转换器所输出的第二电源电压，从而给这些LED灯串进行供电，并不需要增加一个DC-DC转换器来实现对这些LED灯串的驱动电压的控制。因此，本发明的LED背光源的驱动装置只需要一级的电压转换即可获得这些LED灯串所需要的驱动电压，其提高了效率，并降低了成本。且本发明的电源电路为单层的印刷电路板，而控制电路为双层的印刷电路板，并藉由连接器实现电源电路与控制电路的电性连接，因此其连接方式简单，成本较低。

另，本发明是以三极管、电阻以及比较放大器这些通用的元器件来构成恒流控制模块，而不需要使用专用的、昂贵的LED恒流控制芯片，因此其成本较低，且可随意改变恒流控制模块以及LED灯串的数量，因此增加了LED背光源的驱动装置的拓展性以及继承性。

本发明的LED背光源的驱动装置还可利用通信控制模块来侦测这些LED灯串是否发生故障，从而实现系统异常状态时的全面保护，并能通过数字通信技术将故障反馈至主板等电路，方便了用户的查询和调试。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图,详细说明如下。

附图说明

图1为现有的LED背光源驱动装置的示意图。

图2为本发明一较佳实施例所揭示的一种LED背光源驱动装置的示意图。

图3为图2所示的LED背光源驱动装置的具体示意图。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效,以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的LED背光源驱动装置其具体实施方式、方法、步骤、结构、特征及其功效，详细说明如下。

有关本发明的前述及其他技术内容、特点及功效,在以下配合参考图式的较佳实施例的详细说明中将可清楚呈现。通过具体实施方式的说明,当可对本发明为达成预定目的所采取的技术手段及功效得以更加深入且具体的了解，然而所附图式仅是提供参考与说明之用,并非用来对本发明加以限制。

图2为本发明一较佳实施例所揭示的一种LED背光源驱动装置的示意图。上述LED背光源可应用在液晶显示装置，例如3D液晶显示装置中，从而为液晶显示装置提供光源。

如图2所示，LED背光源驱动装置100用于驱动多路LED灯串140，其包括电源电路110以及控制电路120。其中，电源电路110用以驱动多路LED灯串140，并提供电源至控制电路120给控制电路120供电。而控制电路120用于调整驱动这些LED灯串140的电压，并控制这些LED灯串140中的电流恒定以及逐行扫描这些LED灯串140。

具体地，电源电路110包括第一电源输出模块111以及第二电源输出模块112。第一电源输出模块111用以输出第一电源电压Vout1至控制电路120以对控制电路120进行供电，而第二电源输出模块112用以输出第二电源电压Vout2至这些LED灯串140以给这些LED灯串140供电。

电源电路120包括通信控制模块121以及多个恒流控制模块122。其中通信控制模块121由第一电源输出模块111所输出的第一电源电压Vout1供电，从而产生第一类型控制信号CS1以及多个第二类型控制信号CS2。而每个恒流控制模块122分别由第一电源输出模块111所输出的第一电源电压Vout1供电，且每个恒流控制模块122分别电性连接通信控制模块121以及一路对应的LED灯串140，以接收一路对应的第二类型控制信号CS2并受对应的第二类型控制信号CS2的控制而控制其所对应的LED灯串140。

此外，第二电源输出模块112采用输出电压可调的AC-DC转化器，且输出电压可调的AC-DC转化器112受通信控制模块121所产生的第一类型控制信号CS1的直接控制而可调节其所输出的第二电源电压Vout2。

因此，本发明的LED背光源驱动装置100利用通信控制模块121所输出的第一类型控制信号CS1来直接控制第二电源输出模块11，从而调整驱动这些LED灯串140的第二电源电压Vout2，并且还可配合通信控制模块121所输出的第二类型控制信号CS2来分别控制这些恒流控制模块122，从而控制这些LED灯串140中的电流恒定并逐行扫描这些LED灯串140。

图3为图2所示的LED背光源驱动装置的具体示意图。如图2-3所示，电源电路110包括进一步包括整流滤波模块113。其中，整流滤波模块113接收市电130以对市电130进行整流滤波操作从而产生对市电整流后的交流电压。另，整流滤波模块113可根据实际需要而进一步增加功率因数调整(power factor correction, PFC)模组以调整整流后的交流电压的功率。

第一电源输出模块111电性连接整流滤波模块113以接收整流后的交流电压，并输出第一电源电压Vout1至控制电路120以给控制电路120供电。在本实施中，第一电源输出模块111可为一个AC-DC(交流-直流)转换器，以将整流滤波模块113所输出的整流后的交流电压转换成直流电压。

由于控制电路120可根据液晶显示装置的状态而分别处于待机状态以及正常工作状态，因此，在待机时，第一电源输出模块111所输出的第一电源电压Vout1为待机电源电压，例如5V；而在正常工作时，第一电源输出模块111所输出的第一电源电压Vout1为正常工作电压，例如12V，以使控制电路120进行正常的工作。在本实施中，第一电源输出模块111是通过连接器150而电性连接控制电路120从而藉由连接器150而将第一电源电压Vout1输出至控制电路120。

第二电源输出模块112也电性连接整流滤波模块113以接收整流后的交流电压，并输出第二电源电压Vout2至该些LED灯串140，以驱动这些LED灯串140。在本实施例中，第二电源输出模块112为输出电压可调整的AC-DC转换器，例如LLC拓扑结构的AC-DC转换器或者反激拓扑结构的AC-DC转换器，受控制电路120的控制信号的控制而调整驱动这些LED灯串140的第二电源电压Vout2。在本实施例中，第二电源输出模块112直接电性连接该些LED灯串140以利用第二电源电压Vout2直接驱动这些LED灯串140。当然，本领域技术人员可以理解的是，第二电源输出模块112也可通过连接器150而电性连接这些LED灯串140以藉由连接器150而将第二电源电压Vout2输出至该些LED灯串140。

控制电路120可进一步包括线形稳压器123，例如低压差线性稳压器(low dropout regulator， LDO)，而通信控制模块121通过低压差线形稳压器123以及连接器150而电性连接第一电源输出模块112从而接收稳定的工作电压。

通信控制模块121可选自微控制器(micro controller unit, MCU)或者现场可编程门阵列集成电路(field programmable gate array, FPGA)，其电性连接作为第二电源输出模块的输出电压可调整的AC-DC转换器112，因此输出电压可调整的AC-DC转换器112受第一类型控制信号CS1控制而调节第二电源电压Vout2。此外，通信控制模块121也分别电性连接该些恒流控制模块122以分别将这些第二类型控制信号CS2输出至对应的每个恒流控制模块122。

每个恒流控制模块122分别对应于每路LED灯串140，即每个恒流控制模块122分别电性连接一路对应的LED灯串140。且每个恒流控制模块122分别包括恒流控制三极管1221、取样电阻1222以及比较放大器1223。其中，恒流控制三极管1221电性连接该路对应的LED灯串140，而取样电阻1222电性连接在恒流控制三极管1221与地之间，即该路对应的LED灯串140、恒流控制三极管1221以及取样电阻1222串联在一起，因此流经该路对应的LED灯串140的电流也会流经恒流控制三极管1221以及取样电阻1222，则取样电阻1222可取样流经该路对应的LED灯串140的电流，从而产生第一反馈信号FS1。在本实施例中，第一反馈信号FS1可为取样电阻1222上的电压。

比较放大器1223的正电源端电性连接第一电源输出模块111以接收第一电源电压Vout1，其负电源端接地，其一输入端电性连接通信控制模块121以接收一个对应的第二类型控制信号CS2，其另一输入端电性连接取样电阻1222以接收第一反馈信号FS1，而其输出端电性连接恒流控制三极管1221的控制端(即基极)。因此，通过第一反馈信号FS1与第二类型控制信号CS2的比较可判断出流经此恒流控制三级管1221的电流(即流经该路对应的LED灯串140的电流)是否恒定，因此可藉由比较放大器1223的输出电压来控制恒流控制三级管1221的电流，并配合第一类型控制信号CS1调节驱动这些LED灯串140的第二电源电压Vout2，从而使流经该路对应的LED灯串140的电流恒定。

另，当液晶显示装置显示3D画面，LED背光源处于扫描模式时，通信控制模块121所输出的这些类型控制信号CS2来分别控制每个恒流控制模块122中的恒流控制三极管1221是否开启，从而决定是否开启每个恒流控制模块122所对应的LED灯串140，并相应配合第一类型控制信号CS1调节驱动这些LED灯串140的第二电源电压Vout2。因此，本发明的LED背光源驱动装置可利用时序控制的方法来逐个地开启这些LED灯串140，并设置每路LED灯串140的开启时间和相位差，从而逐行地开启这些LED灯串140，即逐行扫描这些LED灯串。

此外，每个恒流控制模块122中的恒流控制三极管1221也分别电性连接通信控制模块121，以产生第二反馈信号FS2并将第二反馈信号FS2输出至通信控制模块121。因此通信控制模块121可根据接收的第二反馈信号FS2而判断出这个恒流控制模块122所电性连接的该路对应的LED灯串140是否发生故障。如果发生故障，则通信控制模块121可利用第二类型控制信号CS2而关闭这个恒流控制模块122中的恒流控制三极管1221，从而关闭该路对应的LED灯串140，并可调节第二电源输出模块112所输出的第二电源电压Vout2，从而避免整个系统受到进一步的损坏。当然，本领域技术人员可以理解的是，当发生故障时，通信控制模块121也可利用第一类型控制信号CS1关闭第二电源输出模块112，使整个系统停止工作。此外，本实施的LED背光源的驱动装置100还能通过数字通信技术将故障反馈至主板等电路，方便了用户的查询和调试。

另，在本发明中，电源电路110可以采用单层的印刷电路板(printed circuit board, PCB)来实现，而控制电路120可以采用多层的印刷电路板来实现，例如双层的印刷电路板。另，电源电路110与控制电路120之间可设置连接器150，从而实现电源电路110与控制电路120之间的电性连接。而连接器150可为插座、连接线或者板板连接器等等。因此，本发明中电源电路110与控制电路120之间连接方式较为简单，成本较低。

综上所述，本发明的LED背光源的驱动装置中，电源电路中的第二电源输出模块采用的是输出电压可调的AC-DC转化器，因此可直接利用通信控制模块所输出的第一类型控制信号来调整第二电源输出模块的输出电压，并可同时配合通信控制模块所输出的第二类型控制信号来控制这些恒流控制模块，从而控制这些LED灯串中的电流恒定并逐行扫描这些LED灯串，因此其电路较为简单，效率较高，成本较低。

此外，本发明的LED背光源的驱动装置可直接利用通信控制模块所输出的第一类型控制信号来调整第二电源输出模块所输出的第二电源电压，从而给这些LED灯串进行供电，并不需要增加一个DC-DC转换器来实现对这些LED灯串的驱动电压的控制。因此，本发明的LED背光源的驱动装置只需要一级的电压转换即可获得这些LED灯串所需要的驱动电压，其提高了效率，并降低了成本。且本发明的电源电路为单层的印刷电路板，而控制电路为双层的印刷电路板，并藉由连接器实现电源电路与控制电路的电性连接，因此其连接方式简单，成本较低。

另，本发明是以三极管、电阻以及比较放大器这些通用的元器件来构成恒流控制模块，而不需要使用专用的、昂贵的LED恒流控制芯片，因此其成本较低，且可随意改变恒流控制模块以及LED灯串的数量，因此增加了LED背光源的驱动装置的拓展性以及继承性。

本发明的LED背光源的驱动装置还可利用通信控制模块来侦测这些LED灯串是否发生故障，从而实现系统异常状态时的全面保护，并能通过数字通信技术将故障反馈至主板等电路，方便了用户的查询和调试。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明,任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内,当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例,但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰,均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种LED背光源驱动装置，用以驱动多路LED灯串，其特征在于：该LED背光源驱动装置包括：

电源电路，包括：

    第一电源输出模块，用以输出第一电源电压；以及

    第二电源输出模块，用以输出第二电源电压至该多路LED灯串；以及

控制电路，包括：

    通信控制模块，由该第一电源电压供电，并产生第一类型控制信号以及多个第二类型控制信号；

    多个恒流控制模块，其中，每个恒流控制模块由该第一电源电压供电，且每个恒流控制模块分别电性连接该通信控制模块以及一路对应的LED灯串；

其中，该第二电源输出模块是输出电压可调的AC-DC转换器，该通信控制模块利用该第一类型控制信号控制该第二电源输出模块从而调节其所输出的该第二电源电压，并且配合这些第二类型控制信号来分别控制该些恒流控制模块，从而控制这些LED灯串中的电流恒定并逐行扫描这些LED灯串。

2.如权利要求1所述的LED背光源驱动装置，其特征在于：每个恒流控制模块分别包括：

恒流控制三极管，电性连接该路对应的LED灯串；

取样电阻，电性连接该该恒流控制三极管以取样流经开启的该路对应的LED灯串中的电流从而产生第一反馈信号；

比较放大器，接收一个对应的第二类型控制信号以及该第一反馈信号，并电性连接该恒流控制三极管。

3.如权利要求2所述的LED背光源驱动装置，其特征在于：该恒流控制三极管进一步电性连接该通信控制模块，以输出第二反馈信号至该通信控制模块。

4.如权利要求1所述的LED背光源驱动装置，其特征在于：该输出电压可调的该AC-DC转换器选自LLC拓扑结构的AC-DC转换器或者反激拓扑结构的AC-DC转换器。

5.如权利要求1所述的LED背光源驱动装置，其特征在于：该电源电路进一步包括整流滤波模块，其接收市电以对市电进行整流滤波，并分别电性连接该第一电源输出模块和该第二电源输出模块。

6.如权利要求1所述的LED背光源驱动装置，其特征在于：在待机时，该第一电源输出模块所输出的该第一电源电压为待机电源电压；而在正常工作时，该第一电源输出模块所输出的该第一电源电压为正常工作电压。

7.如权利要求1所述的LED背光源驱动装置，其特征在于：该电源电路与该控制电路之间设置连接器。

8.如权利要求7所述的LED背光源驱动装置，其特征在于：该电源电路为单层的印刷电路板，该控制电路为双层的印刷电路板。

9.如权利要求7所述的LED背光源驱动装置，其特征在于：该控制电路进一步包括线形稳压器，该通信控制模块通过该线形稳压器和该连接器电性连接该第一电源输出模块。

10.如权利要求1所述的LED背光源驱动装置，其特征在于：该通信控制模块选自微控制器或者现场可编程门阵列集成电路。

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