CN103151000B - 一种背光驱动电路及其驱动方法和一种液晶显示装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种背光驱动电路及其驱动方法和一种液晶显示装置。所述背光驱动电路包括变压器,与变压器原边串接的可控开关,所述背光驱动电路还包括采集变压器原边电压的电压采集模块,与电压采集模块耦合的比较模块;当所述电压采集模块的输出电压低于预设的基准电压时,所述比较模块驱动所述可控开关导通。本发明提高了可控开关的使用寿命,并能改善电磁干扰。
Description
技术领域
本发明涉及液晶显示领域,更具体的说,涉及一种背光驱动电路及其驱动方法和一种液晶显示装置。
背景技术
液晶显示装置包括液晶面板和背光模组,背光模组包括LED灯条及其背光驱动电路。当每串LED的颗数较多时,背光驱动电路所要提供的输出电压就很大,通常都是在100V以上,需要使用图1所示的隔离式升压电路。驱动信号控制可控开关MOS管Q1的导通与关断,选取变压器T的初、次级线圈匝比数(1:N)来提升输出电压值,假设变压器T的输入电压是Vin,输出电压是Vo,则Vo=Vin*N*D/(1-D)。
MOS管Q1关断后,漏极承载着较高的电压,当MOS管Q1再次导通时,MOS管Q1上损耗的功率较大,MOS管Q1温度上升,影响元器件寿命。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种能提高可控开关使用寿命的背光驱动电路及其驱动方法和一种液晶显示装置。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的:
一种背光驱动电路,包括变压器,与变压器原边串接的可控开关,所述背光驱动电路还包括采集变压器原边电压的电压采集模块,与电压采集模块耦合的比较模块;
当所述电压采集模块的输出电压低于预设的基准电压时,所述比较模块驱动所述可控开关导通。
进一步的,所述电压采集模块包括与所述变压器原边耦合的线圈匝数小于所述变压器原边的检测绕组,与检测绕组并联的第一电阻,所述第一电阻两端的电压耦合到所述比较模块。采用检测绕组,通过电磁耦合的方式采集变压器原边的电压,一方面不需要在变压器原边电路串接额外的负载,实现采集电路和主电路的隔离,即采集电路损坏不会影响到主电路的正常运行,提高主电路的可靠性;另一方面通过检测绕组将变压器原边的高电压等比例缩小,然后再通过第一电阻分压后得到较小的采集电压,小电压相对安全,对器件的耐压要求也比较低,有利于降低采集电路及后面的比较电路的硬件成本。
进一步的,所述比较模块包括比较器,所述比较器的同向输入端连接有所述预设的基准电压,其反向输入端耦合到所述电压采集模块;
当所述电压采集模块的输出电压低于所述基准电压时,所述比较器驱动所述可控开关导通。此为一种具体的比较模块的电路结构。
进一步的,所述比较模块还包括第二电阻和滤波电容,所述比较器的反向输入端通过所述第二电阻耦合到所述电压采集模块,所述滤波电容连接在所述比较器的反向输入端和背光驱动电路的接地端之间。经研究,变压器原边电压最低点和可控开关漏极电压振荡波形的最低值在时间上有一定的延迟,因此为了在降低可控开关的损耗的同时,尽可能的消除振荡,进一步降低电磁干扰,在比较器的反向端和采集模块之间增加RC滤波电路,这样就可以通过调节第二电阻和滤波电容的参数来调整延迟时间,使可控开关漏极电压第一次谐振达到最低值时,将第三绕组线路中侦测到的零电压信号输送到比较器的反向输入端,比较器输出高电平,控制可控开关再次导通,导通瞬间可控开关源、漏极间电压较小,损耗降低,同时漏极电压迅速变为零,不再振荡,即可以改善电磁干扰(EMI)。
进一步的,所述电压采集模块包括与所述变压器原边耦合的线圈匝数小于所述变压器原边的检测绕组,与检测绕组并联的第一电阻,所述比较模块包括比较器、第二电阻和滤波电容,所述比较器的同向输入端连接有所述预设的基准电压,所述比较器的反向输入端通过所述第二电阻耦合到所述检测绕组电流流出的一端;所述滤波电容连接在所述比较器的反向输入端和背光驱动电路的接地端之间。此为一种具体的背光驱动电路,采用检测绕组,通过电磁耦合的方式采集变压器原边的电压,一方面不需要在变压器原边电路串接额外的负载,实现采集电路和主电路的隔离,即采集电路损坏不会影响到主电路的正常运行,提高主电路的可靠性;另一方面通过检测绕组将变压器原边的高电压等比例缩小,然后再通过第一电阻分压后得到较小的采集电压,小电压相对安全,对器件的耐压要求也比较低,有利于降低采集电路及后面的比较电路的硬件成本。经研究,变压器原边电压最低点和可控开关漏极电压振荡波形的最低值在时间上有一定的延迟,因此为了在降低可控开关的损耗的同时,尽可能的消除振荡,进一步降低电磁干扰,在比较器的反向端和采集模块之间增加RC滤波电路,这样就可以通过调节第二电阻和滤波电容的参数来调整延迟时间,使可控开关漏极电压第一次谐振达到最低值时,将第三绕组线路中侦测到的零电压信号输送到比较器的反向输入端,比较器输出高电平,控制可控开关再次导通,导通瞬间可控开关源、漏极间电压较小,损耗降低,同时漏极电压迅速变为零,不再振荡,即可以改善电磁干扰(EMI)。
进一步的,所述背光驱动电路包括LED灯条,所述LED灯条耦合到所述变压器副边的两端。此为一种采用LED作为光源的背光驱动电路。
进一步的,所述背光驱动电路还包括串接在所述变压器副边和LED灯条之间的整流二极管,所述整流二极管的负极耦合到所述LED灯条的输入端,其正极耦合到所述变压器的副边。整流二极管可以控制电流的流动方向,避免电流返灌回变压器的副边。
进一步的,所述背光驱动电路还包括电解电容,所述电解电容与所述LED灯条并联设置。电解电容可以在变压器的副边输出电流不足的时候将储存的电量输出到LED灯条,维持LED灯条的亮度。
一种本发明所述背光驱动电路的驱动方法,包括步骤:
A、预设一基准电压;
B、采集变压器原边的输出电压;
C、比较变压器原边的输出电压和基准电压;当输出电压小于基准电压时,控制可控开关导通;否则,控制可控开关关断。
一种液晶显示装置,包括本发明所述的背光驱动电路。
本发明由于采用了电压采集模块和比较模块,并设立一个电压较小的基准电压,当比较变压器原边的输出电压小于预设的基准电压时,控制可控开关导通,此时由于电压较小甚至为零,流经可控开关的电流也很小,减少了可控开关导通时损耗的功率,提高可控开关的使用寿命。另外,可控开关的源、漏极存在寄生电容(如图1的C1所示),当可控开关关断时,输入电压会继续给寄生电容充电,储存能量,当变压器初级线圈中能量释放完全后,寄生电容又将能量释放给初级线圈,如此反复,初级线圈和寄生电容C1产生谐振,导致可控开关Q1漏极电压正弦振荡,会影响电磁干扰(EMI)指标。而采用本发明的技术方案,可控开关在电压接近为零的时候导通,可控开关漏极电压不再产生振荡,从而改善电磁干扰。
附图说明
图1a是现有的背光驱动电路的原理示意图;
图1b是现有的背光驱动电路的原理示意图;
图2是本发明背光驱动电路的原理示意图;
图3a是本发明实施例一背光驱动电路的原理示意图;
图3b是本发明实施例一背光驱动电路的波形示意图;
图4是本发明实施例二背光驱动电路的驱动方法示意图。
其中:10、变压器;11、原边;12、副边;20、可控开关;30、电压采集模块;40、比较模块。
具体实施方式
如图2所示,一种液晶显示装置,包括背光驱动电路,背光驱动电路包括变压器10,与变压器10原边11串接的可控开关20,所述背光驱动电路还包括采集变压器原边电压的电压采集模块30,与电压采集模块30耦合的比较模块40;变压器10的副边12耦合到LED灯条50;
当所述电压采集模块30的输出电压低于预设的基准电压时,所述比较模块40驱动所述可控开关20导通。可控开关20可以选择MOS管等半导体功率器件。
本发明由于采用了电压采集模块和比较模块,并设立一个电压较小的基准电压,当比较变压器原边的输出电压小于预设的基准电压时,控制可控开关导通,此时由于电压较小甚至为零,流经可控开关的电流也很小,减少了可控开关导通时损耗的功率,提高可控开关的使用寿命。另外,可控开关的源、漏极存在寄生电容(如图1的C1所示),当可控开关关断时,输入电压会继续给寄生电容充电,储存能量,当变压器初级线圈中能量释放完全后,寄生电容又将能量释放给初级线圈,如此反复,初级线圈和寄生电容C1产生谐振,导致可控开关Q1漏极电压正弦振荡,会影响电磁干扰(EMI)指标。而采用本发明的技术方案,可控开关在电压接近为零的时候导通,可控开关漏极电压不再产生振荡,从而改善电磁干扰。
下面结合附图和较佳的实施例对本发明作进一步说明。
实施例一
如图3a、3b所示,本实施例的背光驱动电路包括变压器T1,与变压器T1原边11串接的可控开关Q1,所述背光驱动电路还包括采集变压器T1原边11电压的电压采集模块,与电压采集模块耦合的比较模块;变压器T1的副边12耦合到LED灯条50;
当所述电压采集模块的输出电压低于预设的基准电压时,所述比较模块驱动所述可控开关Q1导通。
所述电压采集模块包括与所述变压器T1原边11耦合的线圈匝数小于所述变压器T1原边11的检测绕组T2,与检测绕组T2并联的第一电阻R1,所述比较模块包括比较器OP1、第二电阻R2和滤波电容C0,所述比较器OP1的同向输入端连接有所述预设的基准电压V0,所述比较器OP1的反向输入端通过所述第二电阻R2耦合到所述检测绕组T2电流流出的一端;所述滤波电容C0连接在所述比较器OP1的反向输入端和背光驱动电路的接地端之间。
所述背光驱动电路还包括电解电容C2,以及串接在所述变压器T1副边12和LED灯条50之间的整流二极管D1,所述整流二极管D1的负极耦合到所述LED灯条50的输入端,其正极耦合到所述变压器T1的副边12。所述电解电容C2与所述LED灯条50并联设置。整流二极管D1可以控制电流的流动方向,避免电流返灌回变压器T1的副边12;电解电容C2可以在变压器T1的副边12输出电流不足的时候将储存的电量输出到LED灯条50,维持LED灯条50的亮度。
本实施方法通过电磁耦合的方式采集变压器T1原边11的电压,一方面不需要在变压器T1原边11电路串接额外的负载,实现采集电路和主电路的隔离,即采集电路损坏不会影响到主电路的正常运行,提高主电路的可靠性;另一方面通过检测绕组T2将变压器T1原边11的高电压等比例缩小,然后再通过第一电阻R1分压后得到较小的采集电压,小电压相对安全,对器件的耐压要求也比较低,有利于降低采集电路及后面的比较电路的硬件成本。经研究,变压器T1原边11电压最低点和可控开关Q1漏极电压振荡波形的最低值在时间上有一定的延迟,因此为了在降低可控开关Q1的损耗的同时,尽可能的消除振荡,进一步降低电磁干扰,在比较器OP1的反向端和采集模块之间增加RC滤波电路,这样就可以通过调节第二电阻R2和滤波电容C0的参数来调整延迟时间,使可控开关Q1漏极电压第一次谐振达到最低值时,将第三绕组线路中侦测到的零电压信号输送到比较器OP1的反向输入端,比较器OP1输出高电平,控制可控开关Q1再次导通,导通瞬间可控开关Q1源、漏极间电压较小,损耗降低,同时漏极电压迅速变为零,不再振荡,即可以改善电磁干扰(EMI)。
实施例二
如图4所示,本实施方式公开了一种本发明所述背光驱动电路的驱动方法,包括步骤:
A、预设一基准电压V0;
B、采集变压器原边的输出电压V1;
C、比较变压器原边的输出电压和基准电压;当输出电压小于基准电压时,控制可控开关导通;否则,控制可控开关关断。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明,不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干简单推演或替换,都应当视为属于本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种背光驱动电路,包括变压器,与变压器原边串接的可控开关,其特征在于,所述背光驱动电路还包括采集变压器原边电压的电压采集模块,与电压采集模块耦合的比较模块;
当所述电压采集模块的输出电压低于预设的基准电压时,所述比较模块驱动所述可控开关导通;
所述电压采集模块包括与所述变压器原边耦合的线圈匝数小于所述变压器原边的检测绕组,与检测绕组并联的第一电阻,所述第一电阻两端的电压耦合到所述比较模块。
2.如权利要求1所述的背光驱动电路,其特征在于,所述比较模块包括比较器,所述比较器的同向输入端连接有所述预设的基准电压,其反向输入端耦合到所述电压采集模块;
当所述电压采集模块的输出电压低于所述基准电压时,所述比较器驱动所述可控开关导通。
3.如权利要求2所述的背光驱动电路,其特征在于,所述比较模块还包括第二电阻和滤波电容,所述比较器的反向输入端通过所述第二电阻耦合到所述电压采集模块,所述滤波电容连接在所述比较器的反向输入端和背光驱动电路的接地端之间。
4.如权利要求1所述的背光驱动电路,其特征在于,所述电压采集模块包括与所述变压器原边耦合的线圈匝数小于所述变压器原边的检测绕组,与检测绕组并联的第一电阻,所述比较模块包括比较器、第二电阻和滤波电容,所述比较器的同向输入端连接有所述预设的基准电压,所述比较器的反向输入端通过所述第二电阻耦合到所述检测绕组电流流出的一端;所述滤波电容连接在所述比较器的反向输入端和背光驱动电路的接地端之间。
5.如权利要求1~4任一所述的背光驱动电路,其特征在于,所述背光驱动电路包括LED灯条,所述LED灯条耦合到所述变压器副边的两端。
6.如权利要求5所述的背光驱动电路,其特征在于,所述背光驱动电路还包括串接在所述变压器副边和LED灯条之间的整流二极管,所述整流二极管的负极耦合到所述LED灯条的输入端,其正极耦合到所述变压器的副边。
7.如权利要求5所述的背光驱动电路,其特征在于,所述背光驱动电路还包括电解电容,所述电解电容与所述LED灯条并联设置。
8.一种如权利要求1~7任一所述背光驱动电路的驱动方法,包括步骤:
A、预设一基准电压;
B、采集变压器原边的输出电压;
C、比较变压器原边的输出电压和基准电压;当输出电压小于基准电压时,控制可控开关导通;否则,控制可控开关关断。
9.一种液晶显示装置,包括如权利要求1~7任一所述的背光驱动电路。
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一种适用于准谐振AC/DC控制芯片的波谷检测电路;张伟东等;《电子器件》;20081220;第31卷(第06期);1786-1789 * |
反激式准谐振开关电源工作频率确定及电源研制;汪洋等;《电力电子技术》;20050625;第39卷(第03期);93-94 * |
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Publication number | Publication date |
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WO2014153883A1 (zh) | 2014-10-02 |
CN103151000A (zh) | 2013-06-12 |
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