CN103218976A - Led背光源驱动电路、led背光源及液晶显示器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种LED背光源驱动电路、LED背光源及液晶显示器。该LED背光源驱动电路包括：直流电压输入端，用于输入直流电压；升压电路，用于将直流电压输入端输入的直流电压进行升压并输出升压直流电压；LED串，包括串联的多个LED以及第一电阻器，LED串从升压电路接收升压直流电压，其中，LED串正常发光的直流电压小于等于升压电路输出的升压直流电压；恒流驱动电路，根据第一电阻器两端的电压以及三角波信号的电压，输出电平信号到升压电路。通过使驱动信号的频率在中心频率附近来回变化，分散驱动信号的频谱能量，在EMI测试过程中，不容易出现驱动信号的峰值超标情况，改善了EMI测试结果。
Description
技术领域
本发明属于液晶显示领域。更具体地讲，是涉及一种LED背光源驱动电路、LED背光源及液晶显示器。
背景技术
随着技术的不断进步，液晶显示器的背光技术不断得到发展。传统的液晶显示器的背光源采用冷阴极荧光灯（CCFL）。但是由于CCFL背光源存在色彩还原能力较差、发光效率低、放电电压高、低温下放电特性差、加热达到稳定灰度时间长等缺点，当前已经开发出使用LED背光源的背光源技术。
但在现有的LED背光源驱动电路中，恒流驱动电路输出的驱动信号的频率固定，其频谱能量集中在基波的谐波频率点上，在EMI（电磁干扰）测试中，很容易出现峰值超标的情况，不利于EMI测试结果。
发明内容
为了解决上述现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种LED背光源驱动电路，包括：直流电压输入端，用于输入直流电压，升压电路，用于将直流电压输入端输入的直流电压进行升压并输出升压直流电压，LED串，包括串联的多个LED以及第一电阻器，并且从升压电路接收升压直流电压，其中，LED串正常发光的直流电压小于等于升压电路输出的升压直流电压，恒流驱动电路，根据第一电阻器两端的电压以及三角波信号的电压，输出电平信号到升压电路。
此外，所述恒流驱动电路包括：三角波发生器，用于产生三角波信号，第三比较器，用于对三角波信号的电压与第一电阻器两端的电压进行比较，其中，第三比较器的负端接收三角波信号的电压，第三比较器的正端接收第一电阻器两端的电压，当三角波信号的电压大于第一电阻器两端的电压时，第三比较器的输出端输出第一电平信号到升压电路，当三角波信号的电压小于第一电阻器两端的电压时，第三比较器的输出端输出第二电平信号到升压电路。
此外，所述升压电路包括电感器、第三MOS晶体管、整流二极管及第二电容器，其中，电感器的一端用于接收所述直流电压，电感器的另一端连接于整流二极管的正极，第三MOS晶体管的漏极连接于电感器与整流二极管的正极之间，第二电容器的一端连接于整流二极管的负极，第二电容器的另一端连接于第三MOS晶体管的源极，第三MOS晶体管的栅极连接于恒流驱动电路。
此外，所述三角波发生器包括：可变电阻器、第一MOS晶体管、第一比较器、第二比较器、第一电容器、第二电阻器、第二MOS晶体管，其中，可变电阻器的一端接收输入电压，可变电阻器的另一端连接于第一MOS晶体管的漏极，第一MOS晶体管的源极连接第二电阻器的一端并连接于第三比较器的负端，第二电阻器的另一端连接于第二MOS晶体管的漏极，第二MOS晶体管的源极电性接地，第一MOS晶体管的栅极连接于第一比较器的输出端，第二MOS晶体管的栅极连接于第二比较器的输出端，第一比较器的负端连接第一电容器的一端并连接于第一MOS晶体管的源极，第一电容器的另一端电性接地，第一比较器的正端接收第一参考电压，第二比较器的负端连接于第一比较器的输出端，第二比较器的正端接收第二参考电压。
此外，可通过调节所述输入电压的大小来调节所述三角波信号的频率的大小，其中，当输入电压变大时，第一电容器的充电电流变大，第一电容器的充电电压变大，使得三角波信号的上升斜率变大，即三角波信号的频率变大，当输入电压变小时，第一电容器的充电电流变小，第一电容器的充电电压变小，使得三角波信号的上升斜率变小，即三角波信号的频率变小。
此外，也可通过调节可变电阻器的电阻的大小来调节所述三角波信号的频率的大小，其中，当可变电阻器的电阻变小时，第一电容器的充电电流变大，第一电容器的充电电压变大，使得三角波信号的上升斜率变大，即三角波信号的频率变大，当可变电阻器的电阻变大时，第一电容器的充电电流变小，第一电容器的充电电压变小，使得三角波信号的上升斜率变小，即三角波信号的频率变小。
此外，所述第一电平信号为低电平信号，所述第二电平信号为高电平信号。
此外，所述直流电压是由液晶显示器外部的交流电压转换成的。
本发明的另一目的还在于提供一种LED背光源，该LED背光源包括上述的LED背光源驱动电路。
本发明的另一目的还在于提供一种液晶显示器，包括液晶显示面板及上述的LED背光源，其中，液晶显示面板置于所述LED背光源之上。
根据本发明的LED背光源驱动电路、LED背光源及液晶显示器，通过使驱动信号的频率在中心频率附近来回变化，分散驱动信号的频谱能量，在EMI测试过程中，不容易出现驱动信号的峰值超标情况，改善了EMI测试结果。
附图说明
图1示出根据本发明的实施例的LED背光源驱动电路。
图2示出根据本发明的实施例的LED背光源驱动电路中的升压电路和恒流驱动电路。
图3示出根据本发明的实施例的三角波发生器。
图4示出根据本发明的实施例的液晶显示器。
具体实施方式
现在对本发明实施例进行详细的描述，其示例表示在附图中，其中，相同的标号始终表示相同部件。下面通过参照附图对实施例进行描述以解释本发明。在下面的描述中，为了避免公知结构和/或功能的不必要的详细描述所导致的本发明构思的混淆，可省略公知结构和/或结构的不必要的详细描述。
图1示出根据本发明的实施例的LED背光源驱动电路。
如图1所示，根据本发明的实施例的LED背光源驱动电路包括直流电压输入端11、升压电路12、LED串13和恒流驱动电路14。
直流电压输入端11用于输入直流电压（例如，24V），该直流电压是由交流市电压（例如，110V或220V）转换成的。例如，可利用现有技术的交流-直流转换电路来将交流市电压转化为直流电压。
升压电路12将直流电压输入端输入的直流电压进行升压并输出升压直流电压。
LED串13布置在液晶显示器的液晶显示面板的后方作为背光源，LED串13包括串联的多个LED以及第一电阻器R1。该LED串13从升压电路12接收升压直流电压。LED串13中的LED的数量N（N为大于零的整数）以如下方式被确定：
N×Vd≤Vs，
其中，Vd为每个LED的发光电压，Vs为升压电路12输出的升压直流电压。
例如，当Vd为5.5V，Vs=60V时，N≤10。
可选地，LED串13中可不包括第一电阻器R1。
恒流驱动电路14用于根据第一电阻器R1两端的电压（即LED串13负端的电压）以及三角波信号的电压，输出电平信号到升压电路12。该电平信号也就是驱动升压电路12向LED串13提供所述升压直流电压的驱动信号。
图2示出根据本发明的实施例的LED背光源驱动电路中的升压电路和恒流驱动电路。
如图2所示，根据本发明的实施例的升压电路12包括：电感器L、第三金属氧化物半导体（MOS）晶体管Q3、整流二极管D及第二电容器C2，其中，电感器L的一端用于接收所述直流电压，电感器L的另一端连接于整流二极管D的正极，第三MOS晶体管Q3的漏极连接于电感器L与整流二极管D的正极之间，第二电容器C2的一端连接于整流二极管D的负极，第二电容器C2的另一端连接于第三MOS晶体管Q3的源极，第三MOS晶体管Q3的栅极连接于恒流驱动电路14。
恒流驱动电路14输出的电平信号通过控制驱动第三MOS晶体管Q3的栅极，可以控制驱动升压电路12向LED串13提供所述升压直流电压。
根据本发明实施例的恒流驱动电路14包括三角波发生器15和第三比较器U3。
三角波发生器15用于产生三角波信号。第三比较器U3可对三角波信号的电压与第一电阻器R1两端的电压进行比较。其中，第三比较器U3的负端接收三角波信号的电压，第三比较器U3的正端接收第一电阻器R1两端的电压，当三角波信号的电压大于第一电阻器R1两端的电压时，第三比较器U3的输出端输出第一电平信号到升压电路12的第三MOS晶体管Q3的栅极，当三角波信号的电压小于第一电阻器R1两端的电压时，第三比较器U3的输出端输出第二电平信号到升压电路12的第三MOS晶体管Q3的栅极。
应该理解，第一电平信号可以为低电平信号，第二电平信号可以为高电平信号。或者，第一电平信号可以为高电平信号，第二电平信号可以为低电平信号。
图3示出根据本发明的实施例的三角波发生器。
如图3所示，根据本发明的实施例的三角波发生器15包括可变电阻器RT、第一MOS晶体管Q1、第一比较器U1、第二比较器U2、第一电容器C2、第二电阻器R2和第二MOS晶体管Q2。
可变电阻器RT的一端接收输入电压Va，可变电阻器RT的另一端连接于第一MOS晶体管Q1的漏极，第一MOS晶体管Q1的源极连接第二电阻器R2的一端并连接于第三比较器U3的负端，第二电阻器R2的另一端连接于第二MOS晶体管Q2的漏极，第二MOS晶体管Q2的源极电性接地，第一MOS晶体管Q1的栅极连接于第一比较器U1的输出端，第二MOS晶体管Q2的栅极连接于第二比较器U2的输出端，第一比较器U1的负端连接第一电容器C1的一端并连接于第一MOS晶体管Q1的源极，第一电容器C1的另一端电性接地，第一比较器U1的正端接收第一参考电压V1，第二比较器U2的负端连接于第一比较器U1的输出端，第二比较器U2的正端接收第二参考电压V2。
当恒流驱动电路14被通电后，其内部会产生一个基准电压Vref（例如，5V），基准电压Vref再通过电阻器分压，得到上述输入电压Va、第一参考电压V1和第二参考电压V2。
如上所述，恒流驱动电路14被通电后，得到输入电压Va，该输入电压Va给第一电容器C1充电，可变电阻器RT的电阻的大小决定了输入电压Va给第一电容器C1充电的电流的大小。第一电容器C1充电的电压以某一斜率（该斜率与第一电容器C1充电的电流大小有关）缓慢上升，当第一电容器C1充电的电压大于第一参考电压V1时，第一比较器U1的输出端输出低电平到第一MOS晶体管Q1的栅极，使得第一MOS晶体管Q1截止，输入电压Va停止对第一电容器C1充电，第一比较器U1的输出端输出的低电平小于第二参考电压V2，使得第二MOS晶体管Q2导通，第一电容器C1通过第二电阻器R2放电；当第一电容器C1充电的电压减小并小于第一参考电压V1时，第一比较器U1的输出端输出高电平，使得第一MOS晶体管Q1导通，第一比较器U1的输出端输出的低电平大于第二参考电压V2，使得第二MOS晶体管Q2截止，输入电压Va又开始对第一电容器C1进行充电，如此循环，第一电容器C1上的电压就形成了具有某一频率的三角波信号，该三角波信号输入到第三比较器U3的负端与第一电阻器R1两端的电压进行比较，第三比较器U3根据比较结果输出电平信号到升压电路12的第三MOS晶体管Q3的栅极。值得注意地是，该电平信号的频率大小与三角波信号的频率大小相等。
此外，可通过调节输入电压Va的大小来调节三角波信号的频率大小。当输入电压Va变大时，第一电容器C1的充电电流变大，第一电容器C1的充电电压变大，使得三角波信号的上升斜率变大，即三角波信号的频率变大，当输入电压Va变小时，第一电容器C1的充电电流变小，第一电容器C1的充电电压变小，使得三角波信号的上升斜率变小，即三角波信号的频率变小。
另外，在输入电压Va恒定时，也可通过调节可变电阻器RT的电阻的大小来调节三角波信号的频率大小。当可变电阻器RT的电阻变小时，第一电容器C1的充电电流变大，第一电容器C1的充电电压变大，使得三角波信号的上升斜率变大，即三角波信号的频率变大，当可变电阻器RT的电阻变大时，第一电容器C1的充电电流变小，第一电容器C1的充电电压变小，使得三角波信号的上升斜率变小，即三角波信号的频率变小。
尽管图3示出了根据本发明的一个实施例的三角波发生器15，但是本发明不限于此。也可以采用其他的输出的三角波信号的频率大小可被控制改变的三角波发生器。
图4示出根据本发明的实施例的液晶显示器。
如图4所示，液晶显示器1包括液晶显示面板111和LED背光源，液晶显示面板111置于LED背光源之上。LED背光源提供光源给液晶显示面板111，使液晶显示面板111显示影像。
综上所述，根据本发明的实施例的LED背光源驱动电路、LED背光源及液晶显示器，通过周期性地调节输入电压Va的大小或可变电阻器RT的电阻的大小，控制三角波信号的频率的大小周期性的变化，使得输入到第三MOS晶体管Q3的栅极的电平信号（即驱动信号）周期性地变化，进而使得驱动信号的频率在中心频率附近来回变化，分散驱动信号的频谱能量，在EMI测试过程中，不容易出现驱动信号的峰值超标情况，改善了EMI测试结果。
尽管已经参照其示例性实施例具体显示和描述了本发明，但是本领域的技术人员应该理解，在不脱离权利要求所限定的本发明的精神和范围的情况下，可以对其进行形式和细节上的各种改变。
Claims (10)
1.一种LED背光源驱动电路，其特征在于，包括：
直流电压输入端，用于输入直流电压，
升压电路，用于将直流电压输入端输入的直流电压进行升压并输出升压直流电压，
LED串，包括串联的多个LED以及第一电阻器，并且从升压电路接收升压直流电压，其中，LED串正常发光的直流电压小于等于升压电路输出的升压直流电压，
恒流驱动电路，根据第一电阻器两端的电压以及三角波信号的电压，输出电平信号到升压电路。
2.根据权利要求1所述的LED背光源驱动电路，其特征在于，所述恒流驱动电路包括：
三角波发生器，用于产生三角波信号，
第三比较器，用于对三角波信号的电压与第一电阻器两端的电压进行比较，
其中，第三比较器的负端接收三角波信号的电压，第三比较器的正端接收第一电阻器两端的电压，当三角波信号的电压大于第一电阻器两端的电压时，第三比较器的输出端输出第一电平信号到升压电路，当三角波信号的电压小于第一电阻器两端的电压时，第三比较器的输出端输出第二电平信号到升压电路。
3.根据权利要求1所述的LED背光源驱动电路，其特征在于，所述升压电路包括电感器、第三MOS晶体管、整流二极管及第二电容器，
其中，电感器的一端用于接收所述直流电压，电感器的另一端连接于整流二极管的正极，第三MOS晶体管的漏极连接于电感器与整流二极管的正极之间，第二电容器的一端连接于整流二极管的负极，第二电容器的另一端连接于第三MOS晶体管的源极，第三MOS晶体管的栅极连接于恒流驱动电路。
4.根据权利要求2所述的LED背光源驱动电路，其特征在于，所述三角波发生器包括：可变电阻器、第一MOS晶体管、第一比较器、第二比较器、第一电容器、第二电阻器、第二MOS晶体管，
其中，可变电阻器的一端接收输入电压，可变电阻器的另一端连接于第一MOS晶体管的漏极，第一MOS晶体管的源极连接第二电阻器的一端并连接于第三比较器的负端，第二电阻器的另一端连接于第二MOS晶体管的漏极，第二MOS晶体管的源极电性接地，第一MOS晶体管的栅极连接于第一比较器的输出端，第二MOS晶体管的栅极连接于第二比较器的输出端，第一比较器的负端连接第一电容器的一端并连接于第一MOS晶体管的源极，第一电容器的另一端电性接地，第一比较器的正端接收第一参考电压，第二比较器的负端连接于第一比较器的输出端，第二比较器的正端接收第二参考电压。
5.根据权利要求4所述的LED背光源驱动电路，其特征在于，通过调节所述输入电压的大小来调节所述三角波信号的频率的大小，
其中，当输入电压变大时，第一电容器的充电电流变大，第一电容器的充电电压变大，使得三角波信号的上升斜率变大，即三角波信号的频率变大，当输入电压变小时，第一电容器的充电电流变小，第一电容器的充电电压变小，使得三角波信号的上升斜率变小，即三角波信号的频率变小。
6.根据权利要求4所述的LED背光源驱动电路，其特征在于，通过调节可变电阻器的电阻的大小来调节所述三角波信号的频率的大小，
其中，当可变电阻器的电阻变小时，第一电容器的充电电流变大，第一电容器的充电电压变大，使得三角波信号的上升斜率变大，即三角波信号的频率变大，当可变电阻器的电阻变大时，第一电容器的充电电流变小，第一电容器的充电电压变小，使得三角波信号的上升斜率变小，即三角波信号的频率变小。
7.根据权利要求2所述的LED背光源驱动电路，其特征在于，所述第一电平信号为低电平信号，所述第二电平信号为高电平信号。
8.根据权利要求1所述的LED背光源驱动电路，其特征在于，所述直流电压是由液晶显示器外部的交流电压转换成的。
9.一种LED背光源，其特征在于，包括权利要求1至8任一项所述的LED背光源驱动电路。
10.一种液晶显示器，其特征在于，包括液晶显示面板及权利要求9所述的LED背光源，其中，液晶显示面板置于所述LED背光源之上。
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