CN102982770A - 平板电视led背光驱动输出短路保护电路 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电子电路技术，具体的说是涉及一种具有LED输出短路保护的LED背光驱动输出短路保护电路。该平板电视LED背光驱动输出短路保护电路，包括LED驱动控制模块、LED灯串开路保护模块、LED背光模块和LED调光控制模块，所述LED驱动控制模块与LED灯串开路包括模块连接，所述LED灯串开路保护模块与LED背光模块连接，所述LED背光模块与LED调光控制模块连接，其特征在于，还包括LED灯串短路保护模块，所述LED灯串短路保护模块分别与LED背光模块和LED调光控制模块连接。本发明的有益效果为，对LED灯串短路时保护响应速度快，同时能够在平板电视LED背光调光时对LED正极和负极对电源短路的保护，具有较高的可靠性。本发明尤其适用于平板电视LED背光驱动输出短路保护电路。

Description

平板电视LED背光驱动输出短路保护电路

技术领域

本发明涉及电子电路技术，具体的说是涉及一种具有LED输出短路保护的LED背光驱动输出短路保护电路。

背景技术

近年来，平板电视LED背光技术正逐渐在行业内被普遍采用，这是因为LED背光具有环保节能优点的同时，还具有LED光通量和出光效率逐渐提高等被业界普遍接受和认同的优势。随着半导体材料和封装工艺的提高，平板电视使用LED背光技术的成本优势也日趋凸显，与之相适应的LED驱动技术也随着LED应用技术的发展而逐步得到发展。

LED是一种随着LED电流值的变化而变化光通亮的发光源，因此如果需要LED发光恒定，则必须通过控制LED的电流值恒定。通常采用的LED驱动恒流的方法有线性调节式和开关调节式两种方法。线性调节式的核心技术是利用工作于线性区域的开关管作为一个动态可调电阻来控制负载，根据输入电压变化，调整开关管负荷，从而保证LED负载电流基本维持不变。这种技术的缺陷是受输入电压范围的限制，损耗高，效率低，调整管、电路板发热问题严重，可靠性低。而开关式调节电路是能力变换中效率较高的，理想状态可达90%以上。这种驱动核心技术是将快速通断的开关管置于输入与输出之间，通过调节通断比例实现控制直流电压的平均值，LED输出通过LC滤波平滑成低纹波直流输出。整个开关电路采用的是负反馈电路，常用的开关电路拓扑方式有降压式（BUCK）、升压式(BOOST)、升降压式（BUCK-BOOST）的开关调节式电路，具体到开关电源应用拓扑上还有反激式、半桥式、LC谐振式等。

目前平板电视LED背光驱动模块在生产、安装过程容易发生短路，或者当LED负载线接错、LED驱动电源制程上出现焊接短路等故障时，会导致整个LED驱动模块损坏失效，严重时还会引起安全事故。因此，现在平板电视采用LED背光驱动电源开发中都要求LED驱动电源必须具备LED输出短路保护的功能。传统的短路保护方案是给LED负载输出串联保险丝，当发生短路保护时，保险丝迅速烧掉，断开负载回路。这样做的缺点是一旦发生短路，就要更换保险丝，使用不方便，导致整个电源报废失效，还有的使用PTC自恢复保险丝的，但是会影响效率，导致驱动部分发热，有不安全因素且成本较高。因此目前的LED驱动输出保护电路已经不能满足当前安全和高效并重的需求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题，就是针对现有平板电视LED背光驱动输出短路保护电路的不足，提出一种能对电源短路进行快速响应保护的平板电视LED背光驱动输出短路保护电路。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：平板电视LED背光驱动输出短路保护电路，包括LED驱动控制模块、LED灯串开路保护模块、LED背光模块和LED调光控制模块，所述LED驱动控制模块与LED灯串开路包括模块连接，所述LED灯串开路保护模块与LED背光模块连接，所述LED背光模块与LED调光控制模块连接，其特征在于，还包括LED灯串短路保护模块，所述LED灯串短路保护模块分别与LED背光模块和LED调光控制模块连接；

所述LED驱动控制模块用于控制驱动LED背光模块，为LED背光模块的工作提供稳定的激励源；

所述LED灯串开路保护模块用于检测LED正极是否过压，实现对LED背光模块进行过压保护；

所述LED背光模块为LED灯串的发光模块，包括LED正极和LED负极；

所述LED灯串短路保护模块用于检测LED负极是否被高电压击穿，实现对LED背光模块进行开路保护；

所述LED调光控制模块用于对LED调光信号进行转换，实现LED调光。

具体的，所述LED灯串短路保护模块包括第一场效应晶体管Q1、第二场效应晶体管Q2、第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3、第一电阻R1、第二电阻R2和电容C；

第一场效应晶体管Q1的漏极与LED负极和第一二极管D1的负极连接、源极与LED调光控制模块连接、栅极与第二场效应晶体管Q2的漏极连接，第一二极管D1的正极与第二二极管D2的负极连接，第二二极管D2的正极与第一电阻R1的一端连接，第一电阻R1的另一端与第二电阻R2、电容C的一端、第三二极管D3的负极和第二场效应晶体管Q2的栅极连接，第二电阻R2的另一端、电容C的另一端、第三二极管D3的正极和第二场效应晶体管Q2的源极均接地。

本发明的有益效果为，对LED灯串短路时保护响应速度快，同时能够在平板电视LED背光调光时对LED正极和负极对电源短路的保护，具有较高的可靠性。

附图说明

图1为本发明的平板电视LED背光驱动输出短路保护电路的逻辑框图；

图2为实施例1的电路工作原理示意图；

图3为实施例2的电路工作原理示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明作进一步的描述。

如图1所示，本发明针对传统技术的不足，提出一种新型的平板电视LED背光驱动输出短路保护电路，包括LED驱动控制模块，LED驱动控制模块用于控制驱动LED背光模块，为LED背光模块的工作提供稳定的激励源，LED灯串开路保护模块，LED灯串开路保护模块用于检测LED正极是否过压，实现对LED背光模块进行过压保护，LED背光模块，LED背光模块为LED灯串的发光模块，包括LED正极和LED负极，LED调光控制模块，LED调光控制模块用于对LED调光信号进行转换，实现LED调光，LED灯串短路保护模块，LED灯串短路保护模块用于检测LED负极是否被高电压击穿，实现对LED背光模块进行开路保护，LED驱动控制模块与LED灯串开路包括模块连接，LED灯串开路保护模块与LED背光模块连接，LED背光模块与LED调光控制模块连接，LED灯串短路保护模块分别与LED背光模块和LED调光控制模块连接。

一种具体的LED灯串短路保护模块包括第一场效应晶体管Q1、第二场效应晶体管Q4、第一二极管D2、第二二极管D3、第三二极管D4、第一电阻R13、第二电阻R14和电容C3；

其中，第一场效应晶体管Q1的漏极与LED负极和第一二极管D1的负极连接、源极与LED调光控制模块连接、栅极与第二场效应晶体管Q2的漏极连接，第一二极管D1的正极与第二二极管D2的负极连接，第二二极管D2的正极与第一电阻R1的一端连接，第一电阻R1的另一端与第二电阻R2、电容C的一端、第三二极管D3的负极和第二场效应晶体管Q2的栅极连接，第二电阻R2的另一端、电容C的另一端、第三二极管D3的正极和第二场效应晶体管Q2的源极均接地。、

实施例1：

如图2所示，为平板电视LED背光驱动输出短路保护电路的电路工作原理示意图，包括LED驱动模块输入端、LED正极、LED负极、LED背光模块、第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9、第十电阻R10、第十一电阻R11、第十二电阻R12、第十三电阻R13、第十四电阻R14、第十五电阻R15、第一稳压二极管ZD1、第二稳压二极管ZD2、第三稳压二极管ZD3、第四稳压二极管ZD4、第一场效应晶体管Q1、第二场效应晶体管Q2、第三场效应晶体管Q3、三极管Q4、电源VCC、控制调节端FB和脉冲输入端PWM；

其中，LED驱动模块输入端正极连接第一极性电容C1的正极、第五电阻R5的一端LED正极和LED背光模块，第一极性电容C1的负极和第五电阻R5的另一端接地，第一场效应晶体管Q1的漏极与LED负极和第一稳压二极管ZD2的负极连接、源极与第一稳压二极管ZD1的正极、第一电阻R1的一端、第二电阻R2的一端、第三电阻R3的一端、第四电阻R4的一端、第六电阻R6的一端和控制调节端FB连接、栅极通过第七电阻R7与第二场效应晶体管Q3的漏极连接，第一稳压二极管ZD2的正极与第二稳压二极管ZD3的负极连接，第二稳压二极管ZD3的正极与第十四电阻R14的一端连接，第十四电阻R14的另一端与第十五电阻R15的一端、第三电容C3的一端、第三稳压二极管ZD4的负极和第二场效应晶体管Q3的栅极连接，第十五电阻R15的另一端、第三电容C3的另一端、第三稳压二极管ZD4的正极和第二场效应晶体管Q3的源极均接地，第一稳压二极管ZD1的负极、第六电阻R6的另一端和第七电阻R7的一端与第二电容C2的一端连接，第一电阻R1的另一端、第二电阻R2的另一端、第三电阻R3的另一端、第四电阻R4的另一端和第二电容C2的另一端均接地，第七电阻R7的另一端和第八电阻R8的一端、第二场效应晶体管Q2的源极连接，第二场效应晶体管Q2的栅极和第十电阻R10的一端和第九电阻R9的一端连接，第八电阻R8的另一端和第十一电阻R11的一端与电源VCC连接，第九电阻R9的另一端和第十一电阻R11的另一端与三极管Q4的集电极连接，三极管Q4的基极与第十二电阻R12的一端和第十三电阻R13的一端连接，第十三电阻R13的另一端与脉冲输入端PWM连接，第二场效应晶体管Q2的漏极、第十电阻R10的另一端、三极管Q4的发射极和第十二电阻R12的另一端均接地。

本电路的工作原理为：LED背光驱动电路正常工作时，第一场效应晶体管Q1导通，LED电流通过检测第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4上产生的压降给LED专用控制芯片的控制调节端FB进行控制调节。此时，LED负极电压很低，LED灯串短路保护电路中第二稳压二极管ZD2和第三稳压二极管ZD3没被击穿，电路工作正常，LED驱动电源效率不受影响。当LED“+”与LED“-”短路时，LED”-”电压此刻等于LED输出滤波电容C1上正极电压。齐纳管第而稳压二极管ZD2和第三稳压二极管ZD3被击穿，击穿电流通过第十四电阻R14与第十五电阻R15分压，第三电容C3滤波将第三场效应晶体管Q3的栅极电压超过导通门槛电压Vth使第三场效应晶体管Q3导通，将第一场效应晶体管Q1的栅极电荷快速释放，将Q1关断。从而LED电流没有回路，转变成LED过压保护，LED控制模块接受到LED开路过压保护信号，停止输出，实现保护目的。

实施例2：

实施例2在实施例1的基础上做了以下改进，增加了二极管D1和氧化膜电阻R_o2，其中二极管D1与第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3和第四电阻R4并联，正极与控制调节端FB连接，氧化膜电阻R_o2的一端与并联的二极管D1、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3和第四电阻R4的一端连接，另一端与第一场效应晶体管的源极和第一稳压二极管ZD1的正极连接。其实现短路保护的原理与实施例1相同，比实施例1对整个电路的保护更全面。

以上实施例只是例举了典型的电路实施方式，并非是对本发明的限定，本领域内的技术人员在不改变本发明技术思想的前提下所做的改变和替换，均属于本发明的保护范围。

Claims (2)

1.平板电视LED背光驱动输出短路保护电路，包括LED驱动控制模块、LED灯串开路保护模块、LED背光模块和LED调光控制模块，所述LED驱动控制模块与LED灯串开路包括模块连接，所述LED灯串开路保护模块与LED背光模块连接，所述LED背光模块与LED调光控制模块连接，其特征在于，还包括LED灯串短路保护模块，所述LED灯串短路保护模块分别与LED背光模块和LED调光控制模块连接；

所述LED驱动控制模块用于控制驱动LED背光模块，为LED背光模块的工作提供稳定的激励源；

所述LED灯串开路保护模块用于检测LED正极是否过压，实现对LED背光模块进行过压保护；

所述LED背光模块为LED灯串的发光模块，包括LED正极和LED负极；

所述LED灯串短路保护模块用于检测LED负极是否被高电压击穿，实现对LED背光模块进行开路保护；

所述LED调光控制模块用于对LED调光信号进行转换，实现LED调光。

2.根据权利要求1所述的平板电视LED背光驱动输出短路保护电路，其特征在于，所述LED灯串短路保护模块包括第一场效应晶体管Q1、第二场效应晶体管Q2、第一二极管D1、第二二极管D 2、第三二极管D3、第一电阻R1、第二电阻R2和电容C；

第一场效应晶体管Q1的漏极与LED负极和第一二极管D1的负极连接、源极与LED调光控制模块连接、栅极与第二场效应晶体管Q2的漏极连接，第一二极管D1的正极与第二二极管D2的负极连接，第二二极管D2的正极与第一电阻R1的一端连接，第一电阻R1的另一端与第二电阻R2、电容C的一端、第三二极管D3的负极和第二场效应晶体管Q2的栅极连接，第二电阻R2的另一端、电容C的另一端、第三二极管D3的正极和第二场效应晶体管Q2的源极均接地。

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