CN103165082B - 双路led驱动电路及显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种双路LED驱动电路及显示装置，所述驱动电路包括第一LED灯串和第二LED灯串；变压器，包括与电源串联的初级线圈和与所述初级线圈耦合的次级线圈；变压器控制电路，与所述变压器的初级线圈串联；均流电容，第一端与所述变压器次级线圈的电压输出端连接；第一整流二极管，串联在所述第一LED灯串的一端和所述均流电容的第二端之间；第二整流二极管，串联在所述第二LED灯串的一端和所述均流电容的第二端之间；第三整流二极管，串联在所述第一LED灯串的另一端与所述均流电容的第一端之间；所述第二LED灯串的另一端接地设置。本发明以结构简单、成本低的电路实现了两路LED灯串的驱动，并且降低了变压器的反压，使得驱动电路更加稳定可靠。

Description

双路LED驱动电路及显示装置

技术领域

本发明涉及液晶显示技术领域，尤其涉及一种双路LED驱动电路及显示装置。

背景技术

发光二极管(Light Emitting Diode，LED)在液晶电视等液晶显示装置中得到了广泛的应用，LED驱动也得到了比较快速的发展。随着技术的日益成熟，降低成本成为当前液晶显示技术要解决的问题之一。大尺寸液晶电视由于其的结构特点，LED灯串基本为2路或者以上。针对2路LED灯串的驱动，往往寻找不到一个合适的低成本的驱动架构。针对这种情况，如图1a所示，现有技术(中国专利文献CN102750906 A是本发明最接近的现有技术)中一般采用两路LED灯串110、120串联的方式驱动。但是由于每路LED灯串中的LED颗数较多，因此导致LED驱动电路的输出电压较高，而造成一定的设计困难。如图1b所示，如果为了克服输出电压较高的问题，现有技术中还可以采用LLC拓扑(含有电感、电容和电阻元件的谐振电路)加电容平衡的方式作为输出架构，其工作原理如下：图1b所述的电路中前端由两个开关管、变压器150初级线圈及与其串联的电容构成LLC拓扑结构，控制器130产生的脉宽调制信号轮流导通第一开关管141和第二开关管142，使得整个电路处于一个谐振工作状态，此时变压器150的初级线圈的电流在半周期内正向流动，另外半周期内负向流动，例如，在第一个半周期内第一开关管141导通，变压器150的初级线圈的电流由上向下正向流动，此时在次级线圈上感应出从下向上的电流，使得电荷经第三二极管173、均流电容180、次级线圈、第二二极管172到第一灯串161的回路释放；在下一个半周期内，第一开关管141截止，第二开关管142导通，在初级线圈上的电流由下向上负向流动，并且在次级线圈上感应出由上向下的电流，使得电荷经过第一二极管171、次级线圈、第四二极管174以及第二灯串162构成的回路释放；均流电容180使得分别经过两个灯串的电流相等。由上可以看出，这样的输出架构驱动复杂又会造成成本提高。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题是如何提供一种结构简单、成本低并且输出电压较低、性能更加可靠的双路LED驱动电路及显示装置。

(二)技术方案

为解决上述问题，一方面，本发明提供了一种双路发光二极管LED驱动电路，包括：

第一LED灯串和第二LED灯串；

变压器，包括与电源串联的初级线圈和与所述初级线圈耦合的次级线圈；

变压器控制电路，与所述变压器的初级线圈串联，用于控制所述变压器初级线圈电路的通断；

均流电容，第一端与所述变压器次级线圈的电压输出端连接；

第一整流二极管，串联在所述第一LED灯串的第一极性端和所述均流电容的第二端之间，导通方向与所述第一LED灯串的导通方向相同；

第二整流二极管，串联在所述第二LED灯串的第二极性端和所述均流电容的第二端之间，导通方向与所述第二LED灯串的导通方向相同；

第三整流二极管，串联在所述第一LED灯串的第二极性端与所述均流电容的第一端之间，导通方向与所述第一LED灯串的导通方向相同；

所述第二LED灯串的另一端接地设置。

优选地，所述变压器的初级线圈导通时，所述第一整流二极管、第三整流二极管以及第一LED灯串导通，在所述第一整流二极管和所述均流电容的第二端之间还串联有限流电感。

优选地，所述第一整流二极管与所述第一LED灯串连接的一端与地之间串联有第一滤波电容。

优选地，所述第二整流二极管与所述第二LED灯串连接的一端与地之间串联有第二滤波电容；

优选地，所述第三整流二极管与所述第一LED灯串连接的一端与地之间串联有第三滤波电容。

优选地，所述变压器控制电路包括：

开关器件，与所述初级线圈串联；

脉宽调制信号产生器，脉宽调制信号输出端与所述开关器件的开关控制端连接，用于控制所述开关器件的通断。

优选地，所述变压器控制电路还包括采样反馈电路，用于采集所述第一LED灯串或第二LED灯串的电流信号并反馈给所述脉宽调制信号产生器，所述脉宽调制信号产生器根据所述反馈的电流信号调整输出的脉宽调制信号。

优选地，所述变压线圈的电压输出端为正压输出端，所述变压线圈的另一端接地设置。

优选地，所述第一整流二极管的阴极端与所述均流电容的第二端连接，阳极端与所述第一LED灯串的阴极端连接；

所述第二整流二极管的阳极端与所述均流电容的第二端连接，阴极端与所述第二LED灯串的阳极端连接；

所述第三整流二极管的阳极端与所述均流电容的第一端连接，阴极端与所述第一LED灯串的阳极端连接。

另一方面，本发明还提供了一种显示装置，包括上述的驱动电路。

(三)有益效果

上述技术方案中的一个技术方案具有如下的优点：本技术方案的驱动电路通过在第一LED灯串的第一极性端与均流电容的第二端之间与第一LED灯串导通方向相同的串联第一整流二极管，在第二LED灯串的第二极性端与所述均流电容的第二端之间与第二LED灯串导通方向相同的串联第二整流二极管，使得本技术方案可以以电容平衡的方式实现两路LED灯串的均流；并且，与现有技术中将两路LED灯串的另一端接地、进而其中一路LED灯串只能通过反压驱动的方案不同，在本技术方案中在第一LED灯串的第二极性端与所述均流电容的第一端之间串联与所述第一LED灯串导通方向相同的第三整流二极管，使得本技术方案可以实现第一LED灯串的正压驱动，进而使得本技术方案的两路LED灯串都为正压驱动，与现有技术中对双路LED灯串进行驱动时其中一路LED灯串需要采用负压驱动相比，本技术方案减小了变压器次级线圈的反压(这里的反压为当开关器件关断时，反射到开关器件上的电压)，大大减轻了变压器控制电路的耐压压力，提高了驱动电路的性能的可靠性，同时结构简单、成本低。

上述技术方案中的另一个技术方案具有如下的优点：本技术方案的显示装置由于采用了上述技术方案记载的驱动电路，使得显示装置的性能更加稳定可靠并且成本降低。

附图说明

图1a为现有技术中一种双路LED驱动电路的结构示意图；

图1b为现有技术中另一种双路LED驱动电路的结构示意图；

图2为根据本发明实施例的一种双路LED驱动电路结构示意图。

其中：110：LED灯串；120：LED灯串；210：变压器；220：开关器件；230：脉宽调制信号产生器；240：均流电容；250：第一LED灯串；260：第二LED灯串；270：采样反馈电路；D1：第一整流二极管；D2：第二整流二极管；D3：第三整流二极管；L：限流电感；C1：第一滤波电容；C2：第二滤波电容；C3：第三滤波电容。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明进行详细说明如下。

实施例一：

本实施例记载了一种双路发光二极管LED驱动电路，包括：

第一LED灯串和第二LED灯串；

变压器，包括与电源串联的初级线圈和与所述初级线圈耦合的次级线圈；

变压器控制电路，与所述变压器的初级线圈串联，用于控制所述变压器初级线圈电路的通断；

均流电容，第一端与所述变压器次级线圈的电压输出端连接；

第一整流二极管，串联在所述第一LED灯串的第一极性端和所述均流电容的第二端之间，导通方向与所述第一LED灯串的导通方向相同；

第二整流二极管，串联在所述第二LED灯串的第二极性端和所述均流电容的第二端之间，导通方向与所述第二LED灯串的导通方向相同；其中LED灯串的第一极性端和第二极性端分别为阴极端和阳极端中的一个；

第三整流二极管，串联在所述第一LED灯串的第二极性端与所述均流电容的第一端之间，导通方向与所述第一LED灯串的导通方向相同；

所述第二LED灯串的另一端接地设置。

本实施例在第一LED灯串的第一极性端与均流电容的第二端之间与第一LED灯串导通方向相同的串联第一整流二极管，在第二LED灯串的第二极性端与所述均流电容的第二端之间与第二LED灯串导通方向相同的串联第二整流二极管，使得本技术方案可以以电容平衡的方式实现两路LED灯串的均流。例如，在上述的电路结构中，变压器的初级线圈在变压器控制电路的控制下导通和断开时，均流电容分别进行充电和放电过程，其中，在均流电容充电时，电流由均流电容的第二端向第一端流动，第一整流二极管导通，均流电容中的电量经过第一LED灯串的回路释放；在均流电容放电时，电流由均流电容的第一端向第二端流动，第二整流二极管导通，均流电容中的电量经过第二LED灯串的回路释放；由于均流电容充电和放电的过程中电荷总数是相等的，因此分别流过两路LED灯串的电荷相等，进而使得两路LED灯串的电流相等，从而实现了两路LED灯串的均流。

此外，在本实施例中在第一LED灯串的第二极性端与所述均流电容的第一端之间串联与所述第一LED灯串导通方向相同的第三整流二极管，而不是与图1a所示的现有技术一样将第一LED灯串的第二极性端接地，因此使得本技术方案实现第一LED灯串的正压驱动，因此变压器的次级线圈的压降仅为一路LED灯串的压降即可，降低了次级线圈的反压，减小了变压器控制电路的耐压压力，提高了驱动电路的可靠性。同时与图1b所示的现有技术相比，本实施例的驱动电路结构更加简单、成本低。

实施例二：

本实施例记载的双路LED驱动电路包括实施例一记载的驱动电路，但是由于第一LED灯串的第二极性端通过第三整流二极管连接在了变压器次级线圈的电压输出端，在所述变压器初级线圈通电后储存能量时，电压输出端感应出的输出电压使得第一LED灯串被导通，若此时感应出的输出电压太大的话，第一LED灯串会容易被损坏，因此在本实施例中，进一步的，在所述第一整流二极管和所述均流电容的第二端之间还串联有限流电感。

由于流经电感的电流只能以电感两端的电压差与电感的电感值的比值的斜率增加，因此本实施例在第一LED灯串与均流电容之间串联了限流电感后，第一LED灯串中的电流就不能突变，从而保护LED灯串不被轻易损坏。

实施例三：

本实施例记载的双路LED驱动电路包括实施例一或实施例二记载的驱动电路，但是在本实施例中，进一步的：

所述第一整流二极管与所述第一LED灯串连接的一端与地之间串联有第一滤波电容。

所述第二整流二极管与所述第二LED灯串连接的一端与地之间串联有第二滤波电容；

所述第三整流二极管与所述第一LED灯串连接的一端与地之间串联有第三滤波电容。

本实施例通过在整流二极管与LED灯串之间设置滤波电容，使得流经LED灯串的电流更加平缓，纹波减小，对LED灯串起到保护作用。

实施例四：

图2所示为本实施例记载的一种双路LED驱动电路的结构示意图，所述驱动电路包括：

变压器210，其初级线圈串联在电源输入端和地之间，次级线圈串联在负载电路和地之间，当所述初级线圈流过电流时，在所述次级线圈与负载电路连接的电压输出端会根据初级线圈和次级线圈的匝数感应出对应的输出电压；

变压器控制电路，包括开关器件220以及脉宽调制信号产生器230，所述开关器件220串联在所述变压器210的初级线圈和地之间，所述脉宽调制信号产生器230的脉宽调制信号输出端与所述开关器件220的开关控制端连接，用于根据输出的脉宽调制信号的波形控制所述开关器件的通断；在本实施例中，所述开关器件220为场效应管(MOS管)，所述脉宽调制信号产生器230的脉宽调制信号输出端与所述场效应管的栅极连接，所述场效应管的漏极和源极分别与所述初级线圈和地连接；

均流电容240，第一端与所述变压器210的次级线圈的电压输出端以及第三整流二极管D3的阳极端连接，第二端分别与第二整流二极管D2的阳极端以及限流电感L的一端连接；

第三整流二极管D3，阴极端与第一LED灯串250的阳极端连接，使得所述第一LED灯串250可以通过正压驱动；

第一LED灯串250，阴极端与第一整流二极管D1的阳极端连接；

第一整流二极管D1；

限流电感L，另一端与所述第一整流二极管D1的阴极端连接；

第二整流二极管D2，阴极端与第二LED灯串260的阳极端连接，所述第一整流二极管D1和第二整流二极管D2将所述均流电容240的充电和放电途径分开；

第二LED灯串260，阴极端接地设置；

第一滤波电容C1，连接在所述第一整流二极管D1的阳极端与地之间；

第二滤波电容C2，连接在所述第二整流二极管D2的阴极端与地之间；

第三滤波电容C3，连接在所述第三整流二极管D3的阴极端与地之间；通过上述的三个滤波电容可以对第一LED灯串250和第二LED灯串260的LED进行保护；

采样反馈电路270，连接在所述第二LED灯串260的阴极端与地之间，采集所述第二LED灯串260的电流信号并反馈给所述脉宽调制信号产生器230的反馈输入端；所述脉宽调制信号产生器根据所述反馈的电流信号调整输出的脉宽调制信号，例如：若第二LED灯串250的电流没有达到预设的电流值，则采样反馈电路会增大脉宽调制信号产生器输出的脉宽调制信号的占空比，使开关器件的开通时间增大，从而初级线圈存储更大的能量，传送到次级线圈，从而达到增大电流的效果。

在本实施例中，所述开关器件220、脉宽调制信号产生器230、变压器210以及采样反馈电路构成了类似反激拓扑的结构；其中，所述变压器210可以参考反激变压器设计方法来设计参数；所述脉宽调制信号产生器230采用反激拓扑的脉宽调制信号产生器，价格便宜，性能稳定。

本实施例驱动电路的工作原理为：

启动脉宽调制信号产生器230，由于一般脉宽调制信号生器都具有缓起功能，因此开关器件220的开通占空比由零逐渐增大。

当开关器件220开通时，变压器210的初级线圈导通，有电流通过，变压器210储存能量；同时在变压器210的次级线圈感应出感应电压，当所述感应电压大到使得第一LED灯串250有电流通过时，由于第一整流二极管D1和第二整流二极管D2的存在，所述均流电容240的电荷在该过程中只朝向第一端移动，经过所述第一LED灯串250，并且由于限流电感L的存在，使得第一LED灯串250的电流以与限流电感L对应的斜率增加，避免第一LED灯串250损坏；

当开关器件220关闭时，变压器210释放存储的能量，此时均流电容240的电荷朝向第二端移动，经过所述第二LED灯串260释放；

由于均流电容240充电过程和放电过程的电荷数要相等，因此经过若干开关器件220的开关周期之后，分别经过第一LED灯串250所在回路和第二LED灯串260所在回路的电量相等(其中第一LED灯串250所在回路包括第三整流二极管D3、第三滤波电容C3、第一LED灯串250、第一滤波电容C1、第一整流二极管D1以及限流电感L；第二LED灯串260所在回路包括第二整流二极管D2、第二滤波电容C2、第二LED灯串260以及采样反馈电路270)，电流流过的时间相同，由于电流的值为电量与时间的比值，因此第一LED灯串250的电流与第二LED灯串260的电流也相等。若一旦两路LED灯串的电流不相等，则必然在均流电容240上产生电压差，从而使第一LED灯串250和第二LED灯串260的环路压降相同，即：平衡了阻抗，若干周期后，电流又达到相等的平衡状态。因此，在长时间的过程中，两路LED灯串的电流时相等的。

综上所述，本实施例通过上述方案，以结构简单、成本低的电路实现了两路LED灯串的驱动，变压器的反压仅为一个LED灯串的压降，降低了开关器件的耐压压力，使得驱动电路更加稳定可靠。

实施例五：

本实施例记载了一种显示装置，包括显示面板和驱动电路，所述驱动电路为实施例一、实施例二、实施例三或实施例四中记载的驱动电路。

本实施例由于采用了上述的驱动电路，降低了显示装置的成本并提高了性能。以上实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本发明的范畴，本发明的专利保护范围应由权利要求限定。

Claims (10)

1.一种双路发光二极管LED驱动电路，包括第一LED灯串和第二LED灯串，其特征在于，还包括：

变压器，包括与电源串联的初级线圈和与所述初级线圈耦合的次级线圈；

变压器控制电路，与所述变压器的初级线圈串联，用于控制所述变压器初级线圈电路的通断；

均流电容，第一端与所述变压器次级线圈的电压输出端连接；

第一整流二极管，串联在所述第一LED灯串的第一极性端和所述均流电容的第二端之间，导通方向与所述第一LED灯串的导通方向相同；

第二整流二极管，串联在所述第二LED灯串的第二极性端和所述均流电容的第二端之间，导通方向与所述第二LED灯串的导通方向相同；

第三整流二极管，串联在所述第一LED灯串的第二极性端与所述均流电容的第一端之间，导通方向与所述第一LED灯串的导通方向相同；

所述第二LED灯串的另一端接地设置。

2.如权利要求1所述的驱动电路，其特征在于，所述变压器的初级线圈导通时，所述第一整流二极管、第三整流二极管以及第一LED灯串导通；在所述第一整流二极管和所述均流电容的第二端之间还串联有限流电感。

3.如权利要求1所述的驱动电路，其特征在于，所述第一整流二极管与所述第一LED灯串连接的一端与地之间串联有第一滤波电容。

4.如权利要求1所述的驱动电路，其特征在于，所述第二整流二极管与所述第二LED灯串连接的一端与地之间串联有第二滤波电容。

5.如权利要求1所述的驱动电路，其特征在于，所述第三整流二极管与所述第一LED灯串连接的一端与地之间串联有第三滤波电容。

6.如权利要求1所述的驱动电路，其特征在于，所述变压器控制电路包括：

开关器件，与所述初级线圈串联；

脉宽调制信号产生器，脉宽调制信号输出端与所述开关器件的开关控制端连接，用于控制所述开关器件的通断。

7.如权利要求6所述的驱动电路，其特征在于，所述变压器控制电路还包括采样反馈电路，用于采集所述第一LED灯串或第二LED灯串的电流信号并反馈给所述脉宽调制信号产生器，所述脉宽调制信号产生器根据所述反馈的电流信号调整输出的脉宽调制信号。

8.如权利要求1所述的驱动电路，其特征在于，所述变压线圈的电压输出端为正压输出端，所述变压线圈的另一端接地设置。

9.如权利要求8所述的驱动电路，其特征在于，

所述第一整流二极管的阴极端与所述均流电容的第二端连接，阳极端与所述第一LED灯串的阴极端连接；

所述第二整流二极管的阳极端与所述均流电容的第二端连接，阴极端与所述第二LED灯串的阳极端连接；

所述第三整流二极管的阳极端与所述均流电容的第一端连接，阴极端与所述第一LED灯串的阳极端连接。

10.一种显示装置，其特征在于，包括权利要求1-9中任一项所述的驱动电路。