CN102842893B - 一种led灯条短路保护控制电路 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种LED灯条短路保护控制电路，包括LED定电流采样控制电路、开关电路和LED短路保护电路，开关电路、LED定电流采样控制电路分别连接在LED灯条供电回路中，开关电路的控制端连接背光控制信号，LED短路保护电路连接在LED定电流采样控制电路与开关电路的控制端之间，LED短路保护电路包括有比较器，比较器的同相输入端接LED定电流采样控制电路，比较器的反相输入端接预置的阈值信号，LED短路保护电路向开关电路输出控制信号，以控制供电。采用该结构后，本发明具有电路构简单，响应及时，生产成本低的特点，并可以根据不同的灯条参数，调整定电流控制电路，灵活设定保护点参考电压，保证产品正常可靠稳定工作。
Description
技术领域
本发明涉及背光控制技术，特别是涉及一种用于背光控制的具有单路或多路LED灯条短路保护功能的控制电路。
背景技术
目前液晶显示屏的使用非常广泛，例如在电视机、平板电脑、笔记本电脑、台式电脑的显示器、手机等电子产品中都使用到了液晶显示模组，在所有的显示模组中都用到了一个叫背光片的材料，在背光片中一般都会均匀的放置一些高亮度的发光二极管，要让这些显示模组能够正常工作，就需要让这些发光二极管即LED灯条能够同时发出同样亮度的光，经过背光片的导光作用，才会让整个液晶模组发出柔和、均匀的光，实现显示效果。在现有技术中，通常都设有LED短路保护电路，以实现对LED灯条的保护，但是，现有技术的这些LED短路保护电路存在着电路结构复杂，响应不及时，生产成本较高的弊端。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术之不足，提供一种LED灯条短路保护控制电路，可以对单路或多路的LED灯条的短路行为进行检测和保护控制，并具有电路结构简单，响应及时，生产成本低的特点。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种LED灯条短路保护控制电路，包括：
一LED定电流采样控制电路，连接在LED灯条供电回路中，实现定电流控制；
一开关电路，连接在LED灯条供电回路中，且是设LED灯条与供电电源之间，开关电路的控制端连接背光控制信号；
一LED短路保护电路，该LED短路保护电路连接在LED定电流采样控制电路与开关电路的控制端之间，该LED短路保护电路包括有比较器，比较器的同相输入端接至LED定电流采样控制电路，比较器的反相输入端连接预置的阈值信号，当所述比较器的同相输入端的信号的数值大于所述比较器的反相输入端的阈值信号的数值时，该LED短路保护电路向开关电路的控制端输出控制信号，由开关电路切断供电电源向LED灯条供电。
所述LED定电流采样控制电路为多个，各个LED定电流采样控制电路分别与对应的一条LED灯条相连接，所述比较器的同相输入端分别与各个LED定电流采样控制电路相连接。
所述LED定电流采样控制电路由第一三极管、第二三极管、第一电阻、第二电阻和第三电阻构成，第一三极管的发射极接至第一电阻的一端，第一电阻的另一端接地，第一三极管的集电极接至LED灯条的负极端，LED灯条的正极端接至开关电路，第二电阻的一端接至LED灯条的正极端，第二电阻的另一端接至第二三极管的集电极，第二三极管的发射极接地，第二三极管的基极接至第一三极管的发射极，第三电阻的一端接至第二三极管的集电极，第三电阻的另一端接至第一三极管的基极。
所述LED短路保护电路还包括第三三极管、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第一二极管和第一电容，第一二极管的正极端接至所述第一三极管的集电极，第一二极管的负极端接至所述比较器的同相输入端，第三三极管的集电极接至所述开关电路的控制端，第三三极管的发射极接地，第四电阻的一端接至第三三极管的基极，第四电阻的另一端接地，第五电阻的一端接至第三三极管的基极，第五电阻的另一端接比较器的输出端，第六电阻的一端接比较器的输出端，第六电阻的另一端接比较器的接电源端，第七电阻的一端接比较器的同相输入端，第七电阻的另一端接比较器的接地端，第一电容的一端接比较器的同相输入端，第一电容的另一端接比较器的接地端。
所述开关电路包括MOS管、第四三极管、第八电阻、第九电阻、第十电阻和第十一电阻，MOS管的源极接至所述供电电源，MOS管的漏极接至所述LED灯条的正极端，第八电阻的一端分别接背光控制信号和第三三极管的集电极，第八电阻的另一端接至第四三极管的基极，第九电阻的一端接第四三极管的基极，第九电阻的另一端接地，第四三极管的发射极接地，第四三极管的集电极接至第十电阻的一端，第十电阻的另一端接至MOS管的栅极，第十一电阻的一端接MOS管的源极，第十一电阻的另一端接MOS管的栅极。
本发明的一种LED灯条短路保护控制电路，是对流过LED灯条的电流进行控制，把电流信号转换成电压信号，实现定电流，保障LED的使用寿命。通过检测第一三极管集电级的电压，送到比较器的同相输入端，与反相输入端的参考设定电压即预置的阈值信号进行比较，当LED灯发生短路故障时，第一三极管集电级的电压上升，比较器输出信号翻转，控制背光开关信号，切断LED供电，达到LED保护的功能。对于多路的LED灯，通过多个第一二极管，让多个第一三极管集电级电压构成与的逻辑关系，达到多路LED灯保护功能。
本发明的一种LED灯条短路保护控制电路，其中，LED定电流采样控制电路通过检测流过电阻的电压，把电流信号转换电压信号，控制三极管工作在放大区，实现定电流控制，外围器件简单，只需两个三极管和三个电阻；LED短路保护电路通过检测第一三极管上集电级的电压，送到比较器的同相输入端，与反相输入端的参考设定电压比较，当LED灯发生短路故障时，三极管集电级的电压上升，比较器输出信号翻转，控制背光开关信号，切断LED供电，达到LED保护的功能；当有多路LED灯条需要短路保护时，采用分立第一二极管，把多路的LED定电流采样控制电路的第一三极管上集电级电压构成与的逻辑关系，达到保护多路LED功能，任何一路LED灯条出现故障，都可以控制背光控制信号，在背光控制信号为低电平时，切断LED供电。
本发明的一种LED灯条短路保护控制电路，对LED电流采样，电流信号转换成电压信号，电流检测的第一电阻流过的电流=第二三极管的Vbe电压/检测电阻（即第一电阻）的阻值，实现定电流；对第一三极管集电极电压进行检测，与设定的参考电压进行比较，由于第一三极管工作在放大区，流过第一三极管集电级的电流I_LED在保持不变的情况下，第一三极管集电极的电压会跟随LED灯条的状态变化，一般一颗LED灯的导通电压为3.3V(Typ),因此LED灯条每短路一颗LED，第一三极管集电极会上升3.3V(Typ)。因此可以灵活地设定比较器的参考电压，设定短路几颗灯保护电路开始起控。
本发明的有益效果是，由于采用了LED定电流采样控制电路、开关电路和LED短路保护电路来构成LED灯条短路保护控制电路，且LED定电流采样控制电路连接在LED灯条供电回路中，实现定电流控制，开关电路连接在LED灯条供电回路中，且开关电路是设LED灯条与供电电源之间，开关电路的控制端连接背光控制信号，LED短路保护电路则连接在LED定电流采样控制电路与开关电路的控制端之间，该LED短路保护电路包括有比较器，比较器的同相输入端接至LED定电流采样控制电路，比较器的反相输入端连接预置的阈值信号，当所述比较器的同相输入端的信号的数值大于所述比较器的反相输入端的阈值信号的数值时，该LED短路保护电路向开关电路的控制端输出控制信号，由开关电路切断供电电源向LED灯条供电。采用该结构后，本发明具有电路构简单，响应及时，生产成本低的特点，并可以根据不同的灯条参数，调整定电流控制电路，灵活设定保护点参考电压，保证产品正常可靠稳定工作。
以下结合附图及实施例对本发明作进一步详细说明；但本发明的一种LED灯条短路保护控制电路不局限于实施例。
附图说明
图1是实施例一本发明的原理框图；
图2是实施例一本发明的电路原理图；
图3是实施例二本发明的原理框图；
图4是实施例二本发明的电路原理图。
具体实施方式
实施例一，
参见图1、图2所示，本发明的一种LED灯条短路保护控制电路，包括：
一LED定电流采样控制电路1，连接在LED灯条供电回路中，实现定电流控制；
一开关电路2，连接在LED灯条供电回路中，且是设LED灯条10与供电电源V_LED之间，开关电路2的控制端连接背光控制信号BACKLIGHT_ON；
一LED短路保护电路3，该LED短路保护电路3连接在LED定电流采样控制电路1与开关电路2的控制端之间，该LED短路保护电路3包括有比较器，比较器的同相输入端接至LED定电流采样控制电路1，比较器的反相输入端连接预置的阈值信号，当所述比较器的同相输入端的信号的数值大于所述比较器的反相输入端的阈值信号的数值时，该LED短路保护电路3向开关电路2的控制端输出控制信号，由开关电路2切断供电电源向LED灯条10供电。
所述LED定电流采样控制电路1由第一三极管V5、第二三极管V4、第一电阻R11、第二电阻R9和第三电阻R10构成，第一三极管V5的发射极接至第一电阻R11的一端，第一电阻R11的另一端接地，第一三极管V5的集电极接至LED灯条的负极端，LED灯条的正极端接至开关电路，第二电阻R9的一端接至LED灯条的正极端，第二电阻R9的另一端接至第二三极管V4的集电极，第二三极管V4的发射极接地，第二三极管V4的基极接至第一三极管V5的发射极，第三电阻R10的一端接至第二三极管V4的集电极，第三电阻R10的另一端接至第一三极管V5的基极。
所述LED短路保护电路2还包括第三三极管V3、第四电阻R5、第五电阻R6、第六电阻R7、第七电阻R8、第一二极管D1和第一电容C1，第一二极管D1的正极端接至所述第一三极管V5的集电极，第一二极管D1的负极端接至所述比较器的同相输入端，第三三极管V3的集电极接至所述开关电路的控制端，第三三极管V3的发射极接地，第四电阻R5的一端接至第三三极管V3的基极，第四电阻R5的另一端接地，第五电阻R6的一端接至第三三极管V3的基极，第五电阻R6的另一端接比较器的输出端，第六电阻R7的一端接比较器的输出端，第六电阻R7的另一端接比较器的接电源端，第七电阻R8的一端接比较器的同相输入端，第七电阻R8的另一端接比较器的接地端，第一电容C1的一端接比较器的同相输入端，第一电容C1的另一端接比较器的接地端。
所述开关电路3包括MOS管V1、第四三极管V2、第八电阻R4、第九电阻R3、第十电阻R2和第十一电阻R1，MOS管V1的源极接至所述供电电源V_LED，MOS管V1的漏极接至所述LED灯条的正极端，第八电阻R4的一端分别接背光控制信号BACKLIGHT_ON和第三三极管V3的集电极，第八电阻R4的另一端接至第四三极管V2的基极，第九电阻R3的一端接第四三极管V2的基极，第九电阻R3的另一端接地，第四三极管V2的发射极接地，第四三极管V2的集电极接至第十电阻R2的一端，第十电阻R2的另一端接至MOS管V1的栅极，第十一电阻R1的一端接MOS管V1的源极，第十一电阻R1的另一端接MOS管V1的栅极。
当控制信号BACKLIGHT_ON为高电平时，MOS管V1导通，LED供电V_LED开始使LED灯条流过电流，I_LED电流逐渐增加，I_LED设定值=第二三极管V4的Vbe电压值/第一电阻R11的电阻值，一般第二三极管V4的Vbe电压值为0.6V,当I_LED达到设定值时，如果I_LED继续增大，第二三极管V4的Ib电流增加，因此第二三极管V4的IC电流增加，第一三极管V5工作在放大区，第一三极管V5的Ib电流减少，第一三极管V5的IC电流减小，也就是使I_LED减小，整个电路闭环，起负反馈的作用，实现定电流控制。
在正常工作的情况下，第一三极管V5集电级电压Vc=V_LED-灯条的导通压降，一般情况下，为了保证LED灯条导通，V_LED电压设计值会比灯条的导通压降高1V左右，因此第一三极管V5集电级电压Vc在1V左右。
一般一颗LED灯的导通电压为3.3V(Typ),同时第一三极管V5工作在放大区，因此LED灯条每短路一颗LED，第一三极管V5集电级电压Vc会上升3.3V(Typ)。第一三极管V5集电级电压Vc送到比较器的同相输入端，与比较器的反相输入端设定的保护阀值电压进行比较，如果Vc电压高于参考V_Reference电压，比较器输出高电平，把BACKLIGHT_ON控制信号下拉到低电平，MOS管V1截止，LED灯条保护。
实施例二，
参见图3、图4所示，本发明的一种LED灯条短路保护控制电路，与实施例一的不同之处在于，所述LED定电流采样控制电路2为多个，各个LED定电流采样控制电路2分别与对应的一条LED灯条相连接；所述比较器的同相输入端分别与各个LED定电流采样控制电路1相连接，通过多个第一二极管，让多个LED定电流采样控制电路1的第一三极管集电级电压构成与的逻辑关系。
比如，另一个LED定电流采样控制电路1由第一三极管V7、第二三极管V6、第一电阻R14、第二电阻R12和第三电阻R13构成，则LED短路保护电路2的第一二极管也为多个，其中，第一二极管D1用来连接由第一三极管V5、第二三极管V4、第一电阻R11、第二电阻R9和第三电阻R10构成的LED定电流采样控制电路1，第一二极管D2用来连接由第一三极管V7、第二三极管V6、第一电阻R14、第二电阻R12和第三电阻R13构成的LED定电流采样控制电路1，依此类推。
本发明的一种LED灯条短路保护控制电路，是对流过LED灯条的电流进行控制，把电流信号转换成电压信号，实现定电流，保障LED的使用寿命。通过检测第一三极管集电级的电压，送到比较器的同相输入端，与反相输入端的参考设定电压即预置的阈值信号进行比较，当LED灯发生短路故障时，第一三极管集电级的电压上升，比较器输出信号翻转，控制背光开关信号，切断LED供电，达到LED保护的功能。对于多路的LED灯，通过多个第一二极管，让多个第一三极管集电级电压构成与的逻辑关系，达到多路LED灯保护功能。
本发明的一种LED灯条短路保护控制电路，其中，LED定电流采样控制电路通过检测流过电阻的电压，把电流信号转换电压信号，控制三极管工作在放大区，实现定电流控制，外围器件简单，只需两个三极管和三个电阻；LED短路保护电路通过检测第一三极管上集电级的电压，送到比较器的同相输入端，与反相输入端的参考设定电压比较，当LED灯发生短路故障时，三极管集电级的电压上升，比较器输出信号翻转，控制背光开关信号，切断LED供电，达到LED保护的功能；当有多路LED灯条需要短路保护时，采用分立第一二极管，把多路的LED定电流采样控制电路的第一三极管上集电级电压构成与的逻辑关系，达到保护多路LED功能，任何一路LED灯条出现故障，都可以控制背光控制信号，在背光控制信号为低电平时，切断LED供电。
本发明的一种LED灯条短路保护控制电路，对LED电流采样，电流信号转换成电压信号，电流检测的第一电阻流过的电流=第二三极管的Vbe电压/检测电阻（即第一电阻）的阻值，实现定电流；对第一三极管集电极电压进行检测，与设定的参考电压进行比较，由于第一三极管工作在放大区，流过第一三极管集电级的电流I_LED在保持不变的情况下，第一三极管集电极的电压会跟随LED灯条的状态变化，一般一颗LED灯的导通电压为3.3V(Typ),因此LED灯条每短路一颗LED，第一三极管集电极会上升3.3V(Typ)。因此可以灵活地设定比较器的参考电压，设定短路几颗灯保护电路开始起控。
上述实施例仅用来进一步说明本发明的一种LED灯条短路保护控制电路，但本发明并不局限于实施例，凡是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，均落入本发明技术方案的保护范围内。
Claims (4)
1.一种LED灯条短路保护控制电路，其特征在于：包括：
一LED定电流采样控制电路，连接在LED灯条供电回路中，实现定电流控制；
一开关电路，连接在LED灯条供电回路中，且是设LED灯条与供电电源之间，开关电路的控制端连接背光控制信号；
一LED短路保护电路，该LED短路保护电路连接在LED定电流采样控制电路与开关电路的控制端之间，该LED短路保护电路包括有比较器，比较器的同相输入端接至LED定电流采样控制电路，比较器的反相输入端连接预置的阈值信号，当所述比较器的同相输入端的信号的数值大于所述比较器的反相输入端的阈值信号的数值时，该LED短路保护电路向开关电路的控制端输出控制信号，由开关电路切断供电电源向LED灯条供电；
所述LED定电流采样控制电路由第一三极管、第二三极管、第一电阻、第二电阻和第三电阻构成，第一三极管的发射极接至第一电阻的一端，第一电阻的另一端接地，第一三极管的集电极接至LED灯条的负极端，LED灯条的正极端接至开关电路，第二电阻的一端接至LED灯条的正极端，第二电阻的另一端接至第二三极管的集电极，第二三极管的发射极接地，第二三极管的基极接至第一三极管的发射极，第三电阻的一端接至第二三极管的集电极，第三电阻的另一端接至第一三极管的基极。
2.根据权利要求1所述的LED灯条短路保护控制电路，其特征在于：所述LED定电流采样控制电路为多个，各个LED定电流采样控制电路分别与对应的一条LED灯条相连接，所述比较器的同相输入端分别与各个LED定电流采样控制电路相连接。
3.根据权利要求1所述的LED灯条短路保护控制电路，其特征在于：所述LED短路保护电路还包括第三三极管、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第一二极管和第一电容，第一二极管的正极端接至所述第一三极管的集电极，第一二极管的负极端接至所述比较器的同相输入端，第三三极管的集电极接至所述开关电路的控制端，第三三极管的发射极接地，第四电阻的一端接至第三三极管的基极，第四电阻的另一端接地，第五电阻的一端接至第三三极管的基极，第五电阻的另一端接比较器的输出端，第六电阻的一端接比较器的输出端，第六电阻的另一端接比较器的接电源端，第七电阻的一端接比较器的同相输入端，第七电阻的另一端接比较器的接地端，第一电容的一端接比较器的同相输入端，第一电容的另一端接比较器的接地端。
4.根据权利要求3所述的LED灯条短路保护控制电路，其特征在于：所述开关电路包括MOS管、第四三极管、第八电阻、第九电阻、第十电阻和第十一电阻，MOS管的源极接至所述供电电源，MOS管的漏极接至所述LED灯条的正极端，第八电阻的一端分别接背光控制信号和第三三极管的集电极，第八电阻的另一端接至第四三极管的基极，第九电阻的一端接第四三极管的基极，第九电阻的另一端接地，第四三极管的发射极接地，第四三极管的集电极接至第十电阻的一端，第十电阻的另一端接至MOS管的栅极，第十一电阻的一端接MOS管的源极，第十一电阻的另一端接MOS管的栅极。
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