CN103247269B - Led背光源及液晶显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种LED背光源，包括：升压电路，将输入的直流电压进行升压并输出升压后的直流电压；并联的N个LED串，每个LED串包括串联的多个LED并从升压电路接收升压后的直流电压；背光驱动集成电路，控制升压电路的通断，并且根据任意一个LED串的负端电压是否为零，判断是否关闭该任意一个LED串以外的其它LED串；N个控制电路，每个控制电路控制其对应的一个LED串的负端电压不为零，以使背光驱动集成电路不能关闭该一个LED串以外的其它LED串。本发明的LED背光源，当任意一个LED串发生断路时，背光驱动集成电路不能将该任意一个LED串以外的其它LED串关闭，避免该N个LED串全部熄灭，该LED背光源可继续提供显示光源。本发明还公开一种具有该LED背光源的液晶显示装置。

Description

LED背光源及液晶显示装置
技术领域
本发明涉及液晶显示领域。具体地讲，是涉及一种LED背光源及液晶显示装置。
背景技术
随着技术的不断进步，液晶显示装置的背光技术不断得到发展。传统的液晶显示装置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。
在液晶显示装置中，LED背光源与液晶显示面板相对设置，以使LED背光源提供显示光源给液晶显示面板，其中，LED背光源包括多个LED串，每个LED串包括串联的多个LED。为了驱动每个LED串，需要通过专门的驱动电路来为每串LED提供驱动电压。
图1是现有的一种用于液晶显示装置的LED背光源电路图。如图1所示，该LED背光源包括升压电路110、并联的多个LED串120和背光驱动集成电路130。
升压电路1用于将输入的直流电压进行升压，以满足驱动每个LED串的需要；背光驱动集成电路130控制升压电路110的通断，并且根据任意一个LED串中的电阻器R1两端的电压(即该任意一个LED串中串联的多个LED的负端电压)是否为零，判断是否全部关闭该任意一个LED串以外的其它LED串。
当任意一个LED串发生断路时，流过该任意一个LED串的电流为零，则该任意一个LED串中多个LED的负端电压为零。当背光驱动集成电路130检测到该任意一个LED串中多个LED的负端电压为零时，背光驱动集成电路130会控制将该任意一个LED串以外的其它LED串全部关闭掉，使得多个LED串120全部熄灭，进而使得LED背光源不能够提供显示光源给液晶显示面板，影响液晶显示装置的显示。
发明内容
为了解决上述现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种LED背光源以及具有该LED背光源的液晶显示装置。
根据本发明的一方面，提供了一种LED背光源，用于液晶显示装置中，该LED背光源包括：升压电路，将输入的直流电压进行升压并输出升压后的直流电压；并联的N个LED串，其中，每个LED串包括串联的多个LED并且从升压电路接收升压后的直流电压，N为自然数；背光驱动集成电路，控制升压电路的通断，并且根据任意一个LED串的负端电压是否为零，判断是否关闭该任意一个LED串以外的其它LED串；N个控制电路，其中，每个控制电路控制其对应的一个LED串的负端电压不为零，以使背光驱动集成电路不能关闭该对应的一个LED串以外的其它LED串。
此外，每个控制电路包括：开路检测单元，检测其对应的一个LED串中是否存在开路；开路触发保护单元，在开路检测单元检测到其对应的一个LED串中存在开路时，开路触发保护单元控制该对应的一个LED串的负端电压不为零。
此外，在每个LED串中，所述多个LED的正端连接到升压电路，所述多个LED的负端连接到第一MOS晶体管的漏极并连接到开路触发保护单元，第一MOS晶体管的源极连接第一电阻器的一端并连接到背光驱动集成电路，第一电阻器的一端连接到开路检测单元，第一电阻器的另一端电性接地，第一MOS晶体管的栅极连接到背光驱动集成电路。
此外，所述开路检测单元包括第一运算放大器，所述开路触发保护单元包括第二MOS晶体管和备用电路，其中，第一运算放大器的负端连接到第一电阻器的一端，第一运算放大器的正端电性接地，第一运算放大器的输出端连接到第二MOS晶体管的栅极，第二MOS晶体管的源极连接到第一MOS晶体管的漏极，备用电路的一端连接到所述多个LED的正端，备用电路的另一端连接到第二MOS晶体管的漏极。
此外，所述备用电路包括一个电阻器，其中，该电阻器的一端连接到所述多个LED的正端，该电阻器的另一端连接到第二MOS晶体管的漏极。
此外，所述备用电路包括至少两个并联的电阻器，其中，每个电阻器的一端连接到所述多个LED的正端，每个电阻器的另一端连接到第二MOS晶体管的漏极。
此外，所述开路检测单元包括第二运算放大器，所述开路触发保护单元包括第三MOS晶体管，其中，在每个控制电路中，第二运算放大器的正端接地，第二运算放大器的输出端连接第三MOS晶体管的栅极，第三MOS晶体管的漏极连接第一个LED串中的第一MOS晶体管的漏极；在第一个控制电路中，第二运算放大器的负端连接到第一个LED串中的第一MOS晶体管的源极，第三MOS晶体管的源极连接到第二个LED串中的第一MOS晶体管的漏极；在第二个控制电路至第N个控制电路中，每个控制电路的第二运算放大器的负端依次分别连接到第二个LED串至第N个LED串中的第一MOS晶体管的源极，每个控制电路的第三MOS晶体管的源极依次分别连接到第二个LED串至第N个LED串中的第一MOS晶体管的漏极。
此外，所述升压电路包括电感器，整流二极管和第四MOS晶体管，其中，电感器的一端接收所述输入的直流电压，电感器的另一端连接到整流二极管的正端并连接到第四MOS晶体管的漏极，第四MOS晶体管的栅极连接到背光驱动集成电路，整流二极管的负端连接到所述多个LED的正端。
此外，所述LED背光源还包括第五电阻器，其中，第四MOS管的源极连接到第五电阻器的一端，第五电阻器的另一端电性接地。
根据本发明的另一方面，提供了一种液晶显示装置，包括液晶显示面板以及与该液晶显示面板相对设置的LED背光源，该LED背光源提供显示光源给液晶显示面板，其中，该LED背光源为上述的LED背光源。
本发明的LED背光源及液晶显示装置，当并联的多个LED串中的任意一个LED串发生断路时，背光驱动集成电路不会控制将该任意一个LED串以外的其它LED串关闭，避免了并联的多个LED串全部熄灭，则LED背光源可继续提供显示光源给液晶显示面板，使得液晶显示面板显示影像。
附图说明
图1示出现有的一种用于液晶显示装置的LED背光源电路图。
图2示出根据本发明的实施例1的用于液晶显示装置的LED背光源电路图。
图3示出根据本发明的实施例2的用于液晶显示装置的LED背光源电路图。
具体实施方式
现在对本发明的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/或功能的不必要的详细描述。
实施例1
图2示出根据本发明的实施例1的用于液晶显示装置的LED背光源电路图。
如图2所示，根据本发明的实施例1的用于液晶显示装置的LED背光源与液晶显示面板相对设置，该LED背光源提供显示光源给液晶显示面板，以使液晶显示面板显示影像，该LED背光源包括升压电路210、并联的N个LED串A1，……，An，背光驱动集成电路220和N个控制电路230，其中，N为大于零的整数。
升压电路210用于将输入的直流电压Vin进行升压，并输出升压后的直流电压。
N个LED串A1，……，An用于提供显示光源给液晶显示面板，每个LED串包括串联的多个LED。该N个LED串A1，……，An从升压电路210接收升压后的直流电压。
每个LED串中的LED的数量M(M为大于零的整数)以如下方式被确定：
M×Vd≤Vs，
其中，Vd为每个LED的发光电压，Vs为升压电路210的输出电压。
例如，当Vd为6.5V，Vs＝48V时，M≤7。
背光驱动集成电路220用于控制升压电路210的通断，并且根据任意一个LED串中多个LED的负端电压是否为零，来判断是否关闭该任意一个LED串以外的其它LED串。例如，当第一个LED串A1中出现断路时，背光驱动集成电路220侦测到第一个LED串A1中多个LED的负端电压为零，从而控制将并联的N个LED串A1，……，An全部关闭。
N个控制电路230，每个控制电路230控制其对应的一个LED串中多个LED的负端电压不为零，以使背光驱动集成电路220不能将该对应的一个LED串以外的其它LED串关闭，进而避免了并联的N个LED串A1，……，An全部熄灭。例如，当第一个LED串A1中出现断路时，与其对应的控制电路230控制该第一个LED串A1中多个LED的负端电压不为零，背光驱动集成电路220侦测到该第一个LED串A1中多个LED的负端电压不为零，从而不会将第一个LED串A1以外的其它LED串关闭，避免了并联的N个LED串A1，……，An全部熄灭。
此外，每个控制电路230进一步包括开路检测单元231和开路触发保护单元232。开路检测单元231检测其对应的一个LED串中是否存在开路；当开路检测单元231检测到其对应的一个LED串中存在开路时，开路触发保护单元232控制该对应的一个LED串中多个LED的负端电压不为零，以使背光驱动集成电路220不能将该对应的一个LED串以外的其它LED串关闭，进而避免了并联的N个LED串A1，……，An全部熄灭。例如，当第一个LED串A1中出现断路时，与其对应的开路检测单元231检测到该第一个LED串A1中出现开路，此时，对应的开路触发保护单元232控制该第一个LED串A1中多个LED的负端电压不为零，背光驱动集成电路220侦测到该第一个LED串A1中多个LED的负端电压不为零，从而不会将第一个LED串A1以外的其它LED串关闭。
另外，为了避免每个LED串中的电流过大，将每个LED串中的LED烧坏，可在每个LED串的多个LED的负端串联第一电阻器R1，应当理解，每个LED串中多个LED的负端电压即为第一电阻器R1两端的电压。此外，在每个LED串的多个LED的负端和第一电阻器R1之间连接有金属氧化物半导体(MOS)晶体管Q1，具体为，MOS晶体管Q1的漏极连接于每个LED串的多个LED的负端，MOS晶体管Q1的源极连接于第一电阻器R1的一端，第一电阻器R1的另一端电性接地，MOS晶体管Q1的栅极连接于背光驱动集成电路220。背光驱动集成电路220通过控制MOS晶体管Q1的状态，以控制每个LED串中电流的大小。
本实施例的LED背光源的升压电路210包括电感器L，整流二极管D和MOS晶体管Q4。
电感器L的一端接收输入的直流电压Vin，电感器L的另一端连接于整流二极管D的正端并连接于MOS晶体管Q4的漏极，MOS晶体管Q4的栅极连接于背光驱动集成电路220，整流二极管D的负端连接于每个LED串中的多个LED的正端。
为了使得整个LED背光源有足够的功率来满足并联的N个LED串A1，……，An发光，还进一步包括第五电阻器R5，其中，MOS晶体管Q4的源极连接到第五电阻器R5的一端，第五电阻器R5的另一端电性接地。
当背光驱动集成电路220输出高电平到MOS晶体管Q4的栅极，将MOS晶体管Q4导通，进而电感器L存储能量；当背光驱动集成电路220输出低电平到MOS晶体管Q4的栅极，将MOS晶体管Q4关闭，进而电感器L释放能量。背光驱动集成电路220通过控制MOS晶体管Q4的导通或关闭状态，来使得升压电路210进行工作，使得升压电路将输入的直流电压Vin进行升压，并将升压后的直流电压输出到每个LED串中。
本实施例的开路检测单元231包括运算放大器OP1，开路触发保护单元232包括MOS晶体管Q2和备用电路233。
运算放大器OP1的负端连接于MOS晶体管Q1的源极，运算放大器OP1的正端电性接地，运算放大器OP1的输出端连接于MOS晶体管Q2的栅极，MOS晶体管Q2的源极连接于MOS晶体管Q1的漏极，备用电路233的一端连接于每个LED串中的多个LED的正端，备用电路233的另一端连接于MOS晶体管Q2的漏极。
此外，在本实施例中，备用电路233包括第二电阻器R2、第三电阻器R3和第四电阻器R4。其中，第二电阻器R2、第三电阻器R3和第四电阻器R4并联，并且第二电阻器R2的一端连接于每个LED串中的多个LED的正端，第二电阻器R2的另一端连接于MOS晶体管Q2的漏极。这里，在备用电路233中，采用三个电阻并联，是为了有效地对流过备用电路233中的电流进行分流，避免功率过高烧坏元器件。应当理解，备用电路233中也可只包括一个电阻，该一个电阻的电阻值需要满足电路中的要求即可；当然，备用电路233也可使用两个电阻并联或者更多个电阻并联，本发明并不以此为限。
以下文中，将选取第一个LED串A1，对其对应的控制电路230的具体功能进行说明。应当理解，其余的LED串各自对应的控制电路230的功能作用与第一个LED串A1对应的控制电路230的功能作用相同。
当第一个LED串A1中正常发光时，流过第一个LED串A1的电流正常，则流过第一电阻器R1的电流正常，从而第一电阻器R1的两端电压不为零。此时，运算放大器OP1的正端电压为零，运算放大器OP1的负端电压不为零，则运算放大器OP1的输出低电平到MOS晶体管Q2的栅极，MOS晶体管Q2关闭，对应的控制电路230不起任何作用。
然而，当第一个LED串A1中发生断路时，流过第一个LED串A1的电流为零，则流过第一电阻器R1的电流为零，从而第一电阻器R1的两端电压为零。此时，在第一个LED串A1对应的控制电路230中，运算放大器OP1的正端和负端的电压都为零，则运算放大器OP1的输出将会发转，其输出高电平到MOS晶体管Q2的栅极，MOS晶体管Q2导通，则从升压电路210输出的升压后的直流电压经过并联的第二电阻器R2、R3和R4的分压，施加到第一电阻器R1两端的电压和第一个LED串A1正常发光时的电压一样。背光驱动集成电路220侦测到第一电阻器R1两端的电压和第一个LED串A1正常发光时的电压一样，则背光驱动集成电路220不会控制将第一个LED串A1以外的其它LED串关闭，进而并联的LED串还在正常发光，而只是第一个LED串A1不亮。
实施例2
在实施例2中，为了避免不必要的赘述，只说明实施例2与实施例1不同的内容。
图3示出根据本发明的实施例2的用于液晶显示装置的LED背光源电路图。
如图3所示，根据本发明的实施例2的LED背光源的每个控制电路中，开路检测单元331包括运算放大器OP2，开路触发保护单元332包括MOS晶体管Q3。
在每个控制电路中，运算放大器OP2的正端接地，运算放大器OP2的输出端连接MOS晶体管Q3的栅极，MOS晶体管Q3的漏极连接第一个LED串中的MOS晶体管Q1的漏极。
其中，在第一个控制电路B1中，运算放大器OP2的负端连接于第一个LED串A1中MOS晶体管Q1的源极，MOS晶体管Q3的源极连接于第二个LED串A2中MOS晶体管Q1的漏极。
在第二个控制电路B2至第N个控制电路Bn中，每个控制电路的运算放大器OP2的负端依次分别连接于第二个LED串A2至第N个LED串An中的MOS晶体管Q1的源极，每个控制电路的MOS晶体管Q3的源极依次分别连接于第二个LED串A2至第N个LED串An中的MOS晶体管Q1的漏极。
以下文中，将选取第一个LED串A1和第二个LED串A2，对第一个控制电路B1和第二个控制电路B2的具体功能进行说明。应当理解，第三个控制电路B3至第N个控制电路Bn的功能作用与第二个控制电路B2的功能作用相同。
对于第一个LED串A1来说，当第一个LED串A1正常发光时，流过第一个LED串A1的电流正常，则流过第一电阻器R1的电流正常，从而第一电阻器R1的两端电压不为零。此时，运算放大器OP2的正端电压为零，运算放大器OP2的负端电压不为零，则运算放大器OP2的输出低电平到MOS晶体管Q3的栅极，MOS晶体管Q3关闭，则第一个控制电路B1不起任何作用。
然而，当第一个LED串A1中发生断路时，流过第一个LED串A1的电流为零，则流过第一电阻器R1的电流为零，从而第一电阻器R1的两端电压为零。此时，在第一个控制电路B1中，运算放大器OP2的正端和负端的电压都为零，则运算放大器OP2的输出将会发转，其输出高电平到MOS晶体管Q3的栅极，MOS晶体管Q3导通，则从第二个LED串A2中分流出电流流过第一电阻器R1，该流过第一电阻器R1的电流与第一个LED串A1正常发光时流过第一电阻器R1的电流相同。从而背光驱动集成电路220侦测到第一电阻器R1两端的电压和第一个LED串A1正常发光时的电压一样，则背光驱动集成电路220不会控制将第一个LED串A1以外的其它LED串关闭，即其它并联的LED串A2，……，An正常发光，而只是第一个LED串A1不亮。
对于第二个LED串A2来说，当第二个LED串A2正常发光时，流过第二个LED串A2的电流正常，则流过第二个LED串A2中的第一电阻器R1的电流正常，从而该第一电阻器R1的两端电压不为零。此时，运算放大器OP2的正端电压为零，运算放大器OP2的负端电压不为零，则运算放大器OP2的输出低电平到MOS晶体管Q3的栅极，MOS晶体管Q3关闭，则第二个控制电路B2不起任何作用。
然而，当第二个LED串A2中发生断路时，流过第二个LED串A2的电流为零，则流过第二个LED串A2中的第一电阻器R1的电流为零，从而该第一电阻器R1的两端电压为零。此时，在第二个控制电路B2中，运算放大器OP2的正端和负端的电压都为零，则运算放大器OP2的输出将会发转，其输出高电平到MOS晶体管Q3的栅极，MOS晶体管Q3导通，则从第一个LED串B1中分流出电流流过第一电阻器R1，该流过第一电阻器R1的电流与第二个LED串A2正常发光时流过第一电阻器R1的电流相同。从而背光驱动集成电路220侦测到第一电阻器R1两端的电压和第二个LED串A2正常发光时的电压一样，则背光驱动集成电路220不会控制将第二个LED串A2以外的其它LED串关闭，即其它并联的LED串正常发光，而只是第二个LED串A2不亮。
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 (9)

1.一种LED背光源，用于液晶显示装置中，其特征在于，包括：
升压电路，将输入的直流电压进行升压并输出升压后的直流电压；
并联的N个LED串，其中，每个LED串包括串联的多个LED并且从升压电路接收升压后的直流电压，N为自然数；
背光驱动集成电路，控制升压电路的通断，并且根据任意一个LED串的负端电压是否为零，判断是否关闭该任意一个LED串以外的其它LED串；
N个控制电路，其中，每个控制电路控制其对应的一个LED串的负端电压不为零，以使背光驱动集成电路不能关闭该对应的一个LED串以外的其它LED串；
在每个LED串中，所述多个LED的正端连接到升压电路，所述多个LED的负端连接到第一MOS晶体管的漏极并连接到对应的控制电路，第一MOS晶体管的源极连接第一电阻器的一端并连接到背光驱动集成电路，第一电阻器的一端连接到对应的控制电路，第一电阻器的另一端电性接地，第一MOS晶体管的栅极连接到背光驱动集成电路。
2.根据权利要求1所述的LED背光源，其特征在于，每个控制电路包括：
开路检测单元，检测其对应的一个LED串中是否存在开路；
开路触发保护单元，在开路检测单元检测到其对应的一个LED串中存在开路时，开路触发保护单元控制该对应的一个LED串的负端电压不为零。
3.根据权利要求2所述的LED背光源，其特征在于，在每个LED串中，所述多个LED的正端连接到升压电路，所述多个LED的负端连接到第一MOS晶体管的漏极并连接到开路触发保护单元，第一MOS晶体管的源极连接第一电阻器的一端并连接到背光驱动集成电路，第一电阻器的一端连接到开路检测单元，第一电阻器的另一端电性接地，第一MOS晶体管的栅极连接到背光驱动集成电路。
4.根据权利要求3所述的LED背光源，其特征在于，所述开路检测单元包括第一运算放大器，所述开路触发保护单元包括第二MOS晶体管和备用电路，
其中，第一运算放大器的负端连接到第一电阻器的一端，第一运算放大器的正端电性接地，第一运算放大器的输出端连接到第二MOS晶体管的栅极，第二MOS晶体管的源极连接到第一MOS晶体管的漏极，备用电路的一端连接到所述多个LED的正端，备用电路的另一端连接到第二MOS晶体管的漏极。
5.根据权利要求4所述的LED背光源，其特征在于，所述备用电路包括一个电阻器，其中，该电阻器的一端连接到所述多个LED的正端，该电阻器的另一端连接到第二MOS晶体管的漏极。
6.根据权利要求4所述的LED背光源，其特征在于，所述备用电路包括至少两个并联的电阻器，其中，每个电阻器的一端连接到所述多个LED的正端，每个电阻器的另一端连接到第二MOS晶体管的漏极。
7.根据权利要求3所述的LED背光源，其特征在于，所述开路检测单元包括第二运算放大器，所述开路触发保护单元包括第三MOS晶体管，
其中，在每个控制电路中，第二运算放大器的正端接地，第二运算放大器的输出端连接第三MOS晶体管的栅极，第三MOS晶体管的漏极连接第一个LED串中的第一MOS晶体管的漏极；
在第一个控制电路中，第二运算放大器的负端连接到第一个LED串中的第一MOS晶体管的源极，第三MOS晶体管的源极连接到第二个LED串中的第一MOS晶体管的漏极；
在第二个控制电路至第N个控制电路中，每个控制电路的第二运算放大器的负端依次分别连接到第二个LED串至第N个LED串中的第一MOS晶体管的源极，每个控制电路的第三MOS晶体管的源极依次分别连接到第二个LED串至第N个LED串中的第一MOS晶体管的漏极。
8.根据权利要求3所述的LED背光源，其特征在于，所述升压电路包括电感器，整流二极管和第四MOS晶体管，
其中，电感器的一端接收所述输入的直流电压，电感器的另一端连接到整流二极管的正端并连接到第四MOS晶体管的漏极，第四MOS晶体管的栅极连接到背光驱动集成电路，整流二极管的负端连接到所述多个LED的正端；
所述LED背光源还包括第五电阻器，其中，第四MOS管的源极连接到第五电阻器的一端，第五电阻器的另一端电性接地。
9.一种液晶显示装置，包括液晶显示面板和该液晶显示面板相对设置的LED背光源，LED背光源提供显示光源给液晶显示面板，其特征在于，所述LED背光源为权利要求1至8任一项所述的LED背光源。
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