CN102883512A - Led背光源控制电路 - Google Patents

Abstract

本发明涉及LED背光源技术领域，尤其涉及一种LED背光源控制电路，包括反激式变压器、脉冲调制电路、电源电路、稳压电路、电压反馈电路、电流反馈电路，脉冲调制电路调制PWM信号，该PWM信号控制反激式变压器将电能传递至安装有LED背光源的负载端，通过稳压电路进行稳压，并检测LED背光源的电压、电流信息，将该信息反馈至脉冲调制电路，从而可以对LED背光源进行控制，实现对LED背光源进行调光，且LED背光源发光时的电流为恒流，避免电流过大，本发明结构科学，可以通过PWM信号直接控制背光源，效率较高，成本较低。

Description

LED背光源控制电路

技术领域

本发明涉及LED背光源技术领域，特别是涉及一种可用于液晶电视的LED背光源控制电路。

背景技术

随着技术的发展，液晶电视已经成为平板电视的主流，采用LED为液晶电视的背光源，可以提升画质，特别是对于色彩饱和度，LED背光技术的显示屏可以取得足够宽的色域，弥补液晶显示设备显示色彩数量不足的缺陷，使之能达到甚至超过Adobe RGB和NTSC色彩标准要求，另一方面，因为LED的平面光源特性，使LED背光还能实现分区域的色彩和色度调节功能，从而实现更加精确的色彩还原性，以适应平面出版和图形设计工作的需要，画面的动态调整可以使得在显示不同画面时，亮度与对比可以动态修正，以达到更好的画质。

现有技术的LED驱动方式主要有两种：恒定电压驱动和恒定电流驱动。由于LED的亮度随着自身的电流的增大而增强，LED的内阻也会在点亮发热的过程中发生微小的变化，因此恒定电流驱动比恒定电压驱动更为稳定。使用市电提供电源时，市场上常用的恒定电流驱动方式是通过两步完成，市电经整流滤波后与反激电路连接，反激电路与升压驱动电路连接，反激电路向升压驱动电路提供一恒定电压源，升压驱动电路向LED输出恒定电流。该方案电路复杂，成本较高，效率较低。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，而提供一种LED背光源控制电路，其通过将LED背光源的电压、电流信息反馈至脉冲调制电路，从而可以通过PWM信号直接控制背光源，效率较高，成本较低。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种LED背光源控制电路，其包括反激式变压器、脉冲调制电路、电源电路、稳压电路，其中，

电源电路设置有正极输出端、负极输出端，负极输出端接地；

反激式变压器的原边设置有原边绕组T1，副边设置有第一副边绕组T2，第一副边绕组T2的一端接地，另一端与稳压电路连接，稳压电路设置有用于为LED背光源提供电源的负载接线端；

脉冲调制电路，包括反激芯片U1、MOS管Q1，反激芯片U1的引脚包括电源端、接地端、反馈端、电流测定端、输出PWM信号的输出端以及过温保护端，脉冲调制电路的输出端与电阻R8的一端连接，电阻R8的另一端与MOS管Q1的栅极连接，原边绕组T1的一端与正极输出端连接，原边绕组T1的另一端与MOS管Q1的漏极连接，MOS管Q１的源极与电阻R13的一端连接，电阻R13的另一端接地，反激芯片U1的电源端连接有第二电源；

还包括用于采集LED背光源的电压信息，并将该电压信号反馈至反激芯片U1的电压反馈电路，电压反馈电路与负载接线端连接，电压反馈电路与反激芯片U1的电流测定端连接；

还包括用于采集LED背光源的电流信息，并将该电流信息反馈至反激芯片U1的电流反馈电路，电流反馈电路与LED背光源连接，电流反馈电路与反激芯片U1的反馈端连接。

MOS管Q1的源极与二极管D1的正极连接，二极管D1的负极分别与电阻R7、电容C2的一端连接，电阻R7、电容C2的另一端分别与正极输出端连接。

反激芯片U1的电源端与电阻R6的一端连接，电阻R6的另一端与电阻R5的一端连接，电阻R5的另一端与正极输出端连接。

反激芯片U1的反馈端与光电耦合器PC1的受光器的一端连接，光电耦合器PC1的受光器的另一端接地，电容C3的一端与反激芯片U1的反馈端连接，电容C3的另一端接地；

电流反馈电路包括MOS管Q3、运算放大器Q6、与外部接口连接的控制端口Port，MOS管Q3的栅极分别与电阻R17、电阻R19和电容C7的一端连接，电阻R17的另一端与控制端口Port连接，电阻R19、电容C7另一端分别接地，LED背光源的一端与负载接线端连接，另一端与MOS管Q3的漏极连接，MOS管Q3的源极分别与电阻R18、电阻R14的一端连接，电阻R14的另一端接地，电阻R18的另一端与运算放大器Q6的同相输入端连接，运算放大器Q6的反相输入端与电阻R33的一端连接，电阻R33的另一端与电容C10的一端连接，电容C10的另一端与运算放大器Q6的输出端连接，运算放大器Q6的输出端与电阻R32的一端连接，电阻R32的另一端与光电耦合器PC1的发光源的一端连接，光电耦合器PC1的发光源的另一端、运算放大器Q6的电源正极分别与第三电源连接，运算放大器Q6的电源负极接地，运算放大器Q6的反相输入端与一基准电压连接。

反激芯片U1的电流测定端与光电耦合器PC2的受光器的一端连接，光电耦合器PC2的受光器的另一端与电阻R15的一端连接，电阻R15的另一端与第二电源连接，反激芯片U1的电流测定端与电容C4的一端连接，电容C4的另一端接地，反激芯片U1的电流测定端与电阻R9的一端连接，电阻R9的另一端与电阻R13的一端连接，电阻R13的另一端接地；

电压反馈电路包括MOS管Q4、Q5、稳压管Z2，稳压管Z2的正极与MOS管Q5的栅极连接，稳压管Z2的负极与电阻R23的一端连接，电阻R23的另一端与电阻R22的一端连接，电阻R22的另一端与负载接线端连接，稳压管Z2的负极与电阻R26的一端连接，电阻R26的另一端与MOS管Q4的漏极连接，MOS管Q4的源极接地，MOS管Q4的栅极与电阻R20的一端连接，R20的另一端与反激芯片U1的输出端连接，MOS管Q4的栅极分别与电容C8、电阻R21的一端连接，电容C8、电阻R21的另一端分别接地，稳压管Z2的负极与电阻R24的一端连接，电阻R24的另一端接地，稳压管Z2的正极分别与电阻R28、电容C11的一端连接，电阻R28、电容C11的另一端接地，MOS管Q5的源极接地，MOS管Q5的漏极与光电耦合器PC2的发光源的一端连接，光电耦合器PC2的发光源的另一端与电阻R25的一端连接，R25的另一端与第三电源连接。

第三电源包括设置于反激式变压器副边的第二副边绕组T3、第二稳压电路，第二副边绕组T3的一端接地，另一端与第二稳压电路连接，第二稳压电路设置有电源输出端VCC3。

其中，第二电源为外接直流电源。

或者，第二电源包括设置于反激式变压器副边的第三副边绕组，第三副边绕组的一端与二极管D4的正极连接，二极管D4的负极与电解电容EC5的正极连接，电解电容EC5的负极接地，电解电容EC5的正极为第二电源的电源输出端VCC2。

反激芯片U1的电流测定端与电阻R9的一端连接，电阻R9的另一端与MOS管Q1的源极连接。

稳压电路包括二极管D2、二极管D3、电阻R10、电容C5、电感L2、电解电容EC2、电解电容EC3、电解电容EC4，第一副边绕组T2的一端接地，另一端与二极管D2、D3的正极连接，二极管D2、D3的负极与电解电容EC2、电解电容EC3正极连接，电解电容EC2、电解电容EC3的负极接地，电感L2的一端与电解电容EC3的正极连接，另一端与电解电容EC4的正极连接，电解电容EC4的正极为负载接线端，电解电容EC4的负极接地，电阻R10的一端与二极管D2的正极连接，电阻R10的另一端与电容C5的一端连接，电容C5的另一端与电解电容EC3的正极连接。

本发明的有益效果是：一种LED背光源控制电路，其包括反激式变压器、脉冲调制电路、电源电路、稳压电路、电压反馈电路、电流反馈电路，脉冲调制电路调制PWM信号，该PWM信号控制反激式变压器将电能传递至安装有LED背光源的负载端，通过稳压电路进行稳压，并检测LED背光源的电压、电流信息，将该信息反馈至脉冲调制电路，从而可以对LED背光源的电流进行控制对LED背光源进行调光，本发明结构科学，可以通过PWM信号直接控制背光源，效率较高，成本较低。

附图说明

图1是本发明的LED背光源控制电路的原理方框图。

图2是本发明的LED背光源控制电路的电路图。

图3是图2中脉冲调制电路、反激式变压器、稳压电路的电路图。

图4是图2中电压反馈电路的电路图。

图5是图2中电流反馈电路的电路图。

图6是图2中电源电路的电路图。

图7是本发明的基准电压电路的电路图。

附图标记说明：

1——反激式变压器           2——脉冲调制电路

3——电源电路               4——稳压电路

5——电压反馈电路           6——电流反馈电路

7——第二电源               8——第三电源

9——LED背光源。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细的说明，并不是把本发明的实施范围限制于此。

如图1、图2所示，本实施例的LED背光源控制电路，其包括反激式变压器1、脉冲调制电路2、电源电路3、稳压电路4，其中，电源电路3设置有正极输出端、负极输出端，负极输出端接地，电源电路3用于向反激式变压器1提供电能。

反激式变压器1的原边设置有原边绕组T1，副边设置有第一副边绕组T2，第一副边绕组T2的一端接地，另一端与稳压电路4连接，稳压电路4设置有用于为LED背光源9（图2中的m2、m3、m4）提供电源的负载接线端，该负载接线端的输出电压为vout。

如图3所示，脉冲调制电路2，包括反激芯片U1、MOS管Q1，本发明中反激芯片U１的型号为LD7536R，其引脚分别为电源端（引脚５）、接地端（引脚１）、反馈端（引脚２）、电流测定端（引脚４）、输出PWM信号的输出端（引脚６）以及过温保护端（引脚３）。脉冲调制电路2的输出端与电阻R8的一端连接，电阻R8的另一端与MOS管Q1的栅极连接，原边绕组T1的一端与正极输出端连接，原边绕组T1的另一端与MOS管的漏极连接，MOS管的源极与电阻R13的一端连接，电阻R13的另一端接地，反激芯片U1的电源端连接有第二电源7，第二电源7用于为反激芯片U1提供电能。

本发明还包括用于采集LED背光源9的电压信息，并将该电压信号反馈至反激芯片U1的电压反馈电路5，电压反馈电路5与负载接线端连接，电压反馈电路5与反激芯片U1的电流测定端连接，还包括用于采集LED背光源9的电流信息，并将该电流信息反馈至反激芯片U1的电流反馈电路6，电流反馈电路6与LED背光源9连接，电流反馈电路6与反激芯片U1的反馈端连接。通过电压反馈电路5、电流反馈电路6，可以判断LED背光源9的电压、电流是否过大，从而进行调整，使得稳压电路4的输出电压vout为稳定电压。

进一步的，MOS管Q1的源极与二极管D1的正极连接，二极管D1的负极分别与电阻R7、电容C2的一端连接，电阻R7、电容C2的另一端分别与正极输出端连接。

进一步的，反激芯片U1的电源端与电阻R6的一端连接，电阻R6的另一端与电阻R5的一端连接，电阻R5的另一端与正极输出端连接，电阻R5用于启动反激芯片，当设备启动时，电源电路输出的电压vcc1逐渐变大，当该电压达到反激芯片U1的启动电压阀值时，反激芯片U1启动，输出端输出高低电压脉冲。

进一步的，如图3、图4所示，反激芯片U1的反馈端与光电耦合器PC1的受光器的一端连接，光电耦合器PC1的受光器的另一端接地，电容C3的一端与反激芯片U1的反馈端连接，电容C3的另一端接地；电流反馈电路6包括MOS管Q3、运算放大器Q6、与外部接口连接的控制端口Port，MOS管Q3的栅极分别与电阻R17、电阻R19和电容C7的一端连接，电阻R17的另一端与控制端口Port连接。电阻R19、电容C7另一端分别接地，LED背光源9的一端与负载接线端连接，另一端与MOS管Q3的漏极连接，MOS管Q3的源极分别与电阻R18、电阻R14的一端连接，电阻R14的另一端接地，电阻R18的另一端与运算放大器Q6的同相输入端连接，运算放大器Q6的反相输入端与电阻R33的一端连接，电阻R33的另一端与电容C10的一端连接，电容C10的另一端与运算放大器Q6的输出端连接，运算放大器Q6的输出端与电阻R32的一端连接，电阻R32的另一端与光电耦合器PC1的发光源的一端连接，光电耦合器PC1的发光源的另一端、运算放大器Q6的电源正极分别与第三电源8连接，运算放大器Q6的电源负极接地，运算放大器Q6的反相输入端与一基准电压连接。

如图3、图5所示，反激芯片U1的电流测定端与光电耦合器PC2的受光器的一端连接，光电耦合器PC2的受光器的另一端与电阻R15的一端连接，电阻R15的另一端与第二电源7连接，反激芯片U1的电流测定端与电容C4的一端连接，电容C4的另一端接地，反激芯片U1的电流测定端与电阻R9的一端连接，电阻R9的另一端与电阻R13的一端连接，电阻R13的另一端接地；电压反馈电路5包括MOS管Q4、Q5、稳压管Z2，稳压管Z2的正极与MOS管Q5的栅极连接，稳压管Z2的负极与电阻R23的一端连接，电阻R23的另一端与电阻R22的一端连接，电阻R22的另一端与负载接线端连接，稳压管Z2的负极与电阻R26的一端连接，电阻R26的另一端与MOS管Q4的漏极连接，MOS管Q4的源极接地，MOS管Q4的栅极与电阻R20的一端连接，R20的另一端与反激芯片U1的输出端连接，MOS管Q4的栅极分别与电容C8、电阻R21的一端连接，电容C8、电阻R21的另一端分别接地，稳压管Z2的负极与电阻R24的一端连接，电阻R24的另一端接地，稳压管Z2的正极分别与电阻R28、电容C11的一端连接，电阻R28、电容C11的另一端接地，MOS管Q5的源极接地，MOS管Q5的漏极与光电耦合器PC2的发光源的一端连接，光电耦合器PC2的发光源的另一端与电阻R25的一端连接，R25的另一端与第三电源8连接。

本发明中，MOS管Q1为反激式变压器1的开关管，当MOS管Q1接通时，反激式变压器1在原边将电能转化为磁能，当MOS管断开时，反激式变压器1在副边将磁能转化为电能，设置于副边的各个绕组中有电流。通过电压反馈电路5调整PWM信号的占空比，从而调整输出电压，使得vout为稳定值。

控制端口Port与外接的控制信号连接，当Port为高电平时，MOS管Q3导通, LED背光源通电发光，LED背光源的电流发生变化时，R14的电压发生变化。R14的电压变大，运算放大器Q6同相输入端的电压大于反向输入端的电压（基准电压ref），使光电耦合器PC1的发光源（PC1B）导通, 光电耦合器PC1的受光器（PC2A）导通，从而使得反激芯片U1的的反馈端（2脚）的为低电平，从而调整PWM信号的占空比，MOS管Q1的导通的时间缩短，从而降低负载接线端的电压，进而降低LED背光源的电流，使LED背光源的电流为恒定电流。当Port为低电平时，LED背光源不发光。

作为一种优选的实施方式，如图1所示，第三电源8包括设置于反激式变压器1副边的第二副边绕组T3、第二稳压电路，第二副边绕组T3的一端接地，另一端与第二稳压电路，第二稳压电路设置有电源输出端VCC3，电源输出端VCC3与反激芯片U1的电源端连接。当然，作为另一种实施方式，第三电源8也可以为外接直流电源，第三电源8通过电源输出端VCC3与反激芯片U1的电源端连接。基准电压也可由第三电源7提供，图7给了一种利用第三电源7提供基准电压的电路。

第二电源7包括设置于反激式变压器副边的第三副边绕组T4，第三副边绕组T4的一端与二极管D4的正极连接，二极管D4的负极与电解电容EC5的正极连接，电解电容EC5的负极接地，电解电容EC5的正极为第二电源7的电源输出端VCC2。当然，第二电源7也可以为外接的直流电源。

进一步的，反激芯片U1的电流测定端与电阻R9的一端连接，电阻R9的另一端与MOS管Q1的源极连接。

本实施例给出了稳压电路4的一种实施方式，如图3所示，稳压电路4包括二极管D2、二极管D3、电阻R10、电容C5、电感L2、电解电容EC2、电解电容EC3、电解电容EC4，第一副边绕组T2的一端接地，另一端与二极管D2、D3的正极连接，二极管D2、D3的负极与电解电容EC2、电解电容EC3的正极连接，电解电容EC2、电解电容EC3的负极接地，电感L2的一端与电解电容EC3的正极连接，另一端与电解电容EC4的正极连接，电解电容EC4的正极为负载接线端，电解电容EC4的负极接地，电阻R10的一端与二极管D2的正极连接，电阻R10的另一端与电容C5的一端连接，电容C5的另一端与电解电容EC3的正极连接。

第二稳压电路的原理与稳压电路4的原理相同，在此不再赘述。

图6给出了本实施例的电源电路3的一种实施方式，其通过滤波、整流将市电转变为直流电，从而为本发明的电路提供电能。

最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (10)

1.LED背光源控制电路，其特征在于：其包括反激式变压器、脉冲调制电路、电源电路、稳压电路，其中，

电源电路设置有正极输出端、负极输出端，负极输出端接地；

反激式变压器的原边设置有原边绕组T1，副边设置有第一副边绕组T2，第一副边绕组T2的一端接地，另一端与稳压电路连接，稳压电路设置有用于为LED背光源提供电源的负载接线端；

脉冲调制电路，包括反激芯片U1、MOS管Q1，反激芯片U1的引脚包括电源端、接地端、反馈端、电流测定端、输出PWM信号的输出端以及过温保护端，脉冲调制电路的输出端与电阻R8的一端连接，电阻R8的另一端与MOS管Q1的栅极连接，原边绕组T1的一端与正极输出端连接，原边绕组T1的另一端与MOS管Q1的漏极连接，MOS管Q１的源极与电阻R13的一端连接，电阻R13的另一端接地，反激芯片U1的电源端连接有第二电源；

还包括用于采集LED背光源的电压信息，并将该电压信号反馈至反激芯片U1的电压反馈电路，电压反馈电路与负载接线端连接，电压反馈电路与反激芯片U1的电流测定端连接；

还包括用于采集LED背光源的电流信息，并将该电流信息反馈至反激芯片U1的电流反馈电路，电流反馈电路与LED背光源连接，电流反馈电路与反激芯片U1的反馈端连接。

2.根据权利要求1所述的LED背光源控制电路，其特征在于：MOS管Q1的源极与二极管D1的正极连接，二极管D1的负极分别与电阻R7、电容C2的一端连接，电阻R7、电容C2的另一端分别与正极输出端连接。

3.根据权利要求1所述的LED背光源控制电路，其特征在于：反激芯片U1的电源端与电阻R6的一端连接，电阻R6的另一端与电阻R5的一端连接，电阻R5的另一端与正极输出端连接。

4.根据权利要求1所述的LED背光源控制电路，其特征在于：反激芯片U1的反馈端与光电耦合器PC1的受光器的一端连接，光电耦合器PC1的受光器的另一端接地，电容C3的一端与反激芯片U1的反馈端连接，电容C3的另一端接地；

电流反馈电路包括MOS管Q3、运算放大器Q6、与外部接口连接的控制端口Port，MOS管Q3的栅极分别与电阻R17、电阻R19和电容C7的一端连接，电阻R17的另一端与控制端口Port连接，电阻R19、电容C7另一端分别接地，LED背光源的一端与负载接线端连接，另一端与MOS管Q3的漏极连接，MOS管Q3的源极分别与电阻R18、电阻R14的一端连接，电阻R14的另一端接地，电阻R18的另一端与运算放大器Q6的同相输入端连接，运算放大器Q6的反相输入端与电阻R33的一端连接，电阻R33的另一端与电容C10的一端连接，电容C10的另一端与运算放大器Q6的输出端连接，运算放大器Q6的输出端与电阻R32的一端连接，电阻R32的另一端与光电耦合器PC1的发光源的一端连接，光电耦合器PC1的发光源的另一端、运算放大器Q6的电源正极分别与第三电源连接，运算放大器Q6的电源负极接地，运算放大器Q6的反相输入端与一基准电压连接。

5.根据权利要求4所述的LED背光源控制电路，其特征在于：反激芯片U1的电流测定端与光电耦合器PC2的受光器的一端连接，光电耦合器PC2的受光器的另一端与电阻R15的一端连接，电阻R15的另一端与第二电源连接，反激芯片U1的电流测定端与电容C4的一端连接，电容C4的另一端接地，反激芯片U1的电流测定端与电阻R9的一端连接，电阻R9的另一端与电阻R13的一端连接，电阻R13的另一端接地；

电压反馈电路包括MOS管Q4、Q5、稳压管Z2，稳压管Z2的正极与MOS管Q5的栅极连接，稳压管Z2的负极与电阻R23的一端连接，电阻R23的另一端与电阻R22的一端连接，电阻R22的另一端与负载接线端连接，稳压管Z2的负极与电阻R26的一端连接，电阻R26的另一端与MOS管Q4的漏极连接，MOS管Q4的源极接地，MOS管Q4的栅极与电阻R20的一端连接，R20的另一端与反激芯片U1的输出端连接，MOS管Q4的栅极分别与电容C8、电阻R21的一端连接，电容C8、电阻R21的另一端分别接地，稳压管Z2的负极与电阻R24的一端连接，电阻R24的另一端接地，稳压管Z2的正极分别与电阻R28、电容C11的一端连接，电阻R28、电容C11的另一端接地，MOS管Q5的源极接地，MOS管Q5的漏极与光电耦合器PC2的发光源的一端连接，光电耦合器PC2的发光源的另一端与电阻R25的一端连接，R25的另一端与第三电源连接。

6.根据权利要求5所述的LED背光源控制电路，其特征在于：第三电源包括设置于反激式变压器副边的第二副边绕组T3、第二稳压电路，第二副边绕组T3的一端接地，另一端与第二稳压电路连接，第二稳压电路设置有电源输出端VCC3。

7.根据权利要求5所述的LED背光源控制电路，其特征在于：第二电源为外接直流电源。

8.根据权利要求5所述的LED背光源控制电路，其特征在于：第二电源包括设置于反激式变压器副边的第三副边绕组，第三副边绕组的一端与二极管D4的正极连接，二极管D4的负极与电解电容EC5的正极连接，电解电容EC5的负极接地，电解电容EC5的正极为第二电源的电源输出端VCC2。

9.根据权利要求5所述的LED背光源控制电路，其特征在于：反激芯片U1的电流测定端与电阻R9的一端连接，电阻R9的另一端与MOS管Q1的源极连接。

10.根据权利要求1所述的LED背光源控制电路，其特征在于：稳压电路包括二极管D2、二极管D3、电阻R10、电容C5、电感L2、电解电容EC2、电解电容EC3、电解电容EC4，第一副边绕组T2的一端接地，另一端与二极管D2、D3的正极连接，二极管D2、D3的负极与电解电容EC2、电解电容EC3正极连接，电解电容EC2、电解电容EC3的负极接地，电感L2的一端与电解电容EC3的正极连接，另一端与电解电容EC4的正极连接，电解电容EC4的正极为负载接线端，电解电容EC4的负极接地，电阻R10的一端与二极管D2的正极连接，电阻R10的另一端与电容C5的一端连接，电容C5的另一端与电解电容EC3的正极连接。

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