CN102883512B - Led背光源控制电路 - Google Patents
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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
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背光源的电压信号,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的电压信号,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 (9)
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背光源的电压信号,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;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。
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。
5.根据权利要求4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。
6.根据权利要求4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。
7.根据权利要求4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。
8.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的电流测定端与电阻R9的一端连接,电阻R9的另一端与MOS管Q1的源极连接。
9.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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照明LED驱动电源的研究与设计;徐云丽;《中国优秀硕士学位论文全文数据库信息科技辑》;20120630;第13-35页 * |
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