CN103384436A - Led背光恒流电路 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种LED背光恒流电路，包括时序控制单元以及至少一个恒流电路单元，时序控制单元包括第一三极管Q1和第二三极管Q2，第一三极管Q1的发射极通过电阻R1连接到供电电压输入端，基极通过电阻R2连接到供电电压输入端，并同时通过电阻R3连接到第二三极管Q2的集电极；第二三极管Q2的基极通过电阻R4连接到控制端，发射极接地；每一恒流电路单元包括第三三极管Q3和第四三极管Q4；第三三极管Q3的基极通过电阻R6连接到第一三极管Q1的集电极，集电极连接到相应的LED负载，为相应的LED负载提供恒定的输出电流，发射极通过电阻R7接地；第四三极管Q4的基极通过电阻R8连接到第三三极管Q3的发射极，集电极连接到第一三极管Q1的集电极，发射极接地。

Description

LED背光恒流电路
技术领域
本发明涉及一种开关电源电路领域，更具体地涉及一种LED背光恒流电路。
背景技术
目前在开关电源的应用行业内，尤其是在LED背光的电视的应用领域内，主流的恒流方案为大多采用BOOST升压电路，即前级FLYBACK（或其它架构）输出12V（供功放）加24V（或其他电压等级），然后24V再次用第二级BOOST恒流升压的方式，结构图如图1所示：将AC输入先后通过EMI滤波电路和桥式整流后，再通过前级AC-DC稳压电路后输出供电电压和24V，然后通过专用IC的将输出的24V先升压再BOOST恒流的工作模式，实现为LED负载提供恒定的输出电流。
该方案成熟且可靠性高，但是价格偏贵,无法普及使用。
发明内容
本发明的目的是提供一种LED背光恒流电路，成本较低，电路简单，提出前级恒压之后直接线性恒流的方式以为LED负载提供恒定的输出电流。
为实现上述目的，本发明提供一种LED背光恒流电路，包括时序控制单元以及与所述时序控制单元连接的至少一个恒流电路单元，所述时序控制单元包括第一三极管Q1和第二三极管Q2，所述第一三极管Q1的发射极通过第一电阻R1连接到供电电压输入端，基极通过电阻R2连接到供电电压输入端，并同时通过电阻R3连接到第二三极管Q2的集电极；所述第二三极管Q2的基极通过电阻R4连接到控制端，发射极接地；每一所述恒流电路单元包括第三三极管Q3和第四三极管Q4；所述第三三极管Q3的基极通过电阻R6连接到第一三极管Q1的集电极，集电极连接到相应的LED负载，为相应的LED负载提供恒定的输出电流，发射极通过电阻R7接地；所述第四三极管Q4的基极通过电阻R8连接到第三三极管Q3的发射极，集电极连接到第一三极管Q1的集电极，发射极接地；藉由所述控制端输入高电平以使导通第一三极管Q1和第二三极管Q2导通，进而控制每一恒流电路单元的第三三极管Q3和第四三极管Q4导通，从而为相应的LED负载提供恒定的输出电流。
作为上述方案的改进，每一所述恒流电路单元的第三三极管Q3的集电极连接到相应的LED负载的负极，而相应的LED负载的正极连接到前级AC-DC稳压电路的LED恒流所需电压输出端。
作为上述方案的改进，还包括供电电压输入开关电路，包括串联在信号输入端和信号输出端之间的MOS管，以及通过RC延时网络与MOS管的栅极连接的控制信号端；所述信号输入端连接前级稳压电路的供电电压输出端，所述信号输出端连接所述时序控制单元的供电电压输入端；藉由所述控制信号端输入驱动信号以控制MOS管的开通/关断，从而控制是/否将前级稳压电路的12V输出电压传送到所述时序控制单元的供电电压输入端。
作为上述方案的改进，所述LED背光恒流电路还包括短路保护电路，所述短路保护电路包括第五三极管Q5、第六三极管Q6和第七三极管Q7，所述第五三极管Q5的发射极连接到相应的LED负载的负极，集电极通过串联的电阻R8和R9接地，且R8和R9的连接点连接第六三极管Q6的基极，基极连接第七三极管Q7的集电极；第六三极管Q6的集电极连接短路保护端，发射极接地；第七三极管Q7的基极连接所述控制信号端，发射极接地；所述短路保护端、控制端和控制信号端均连接到单片机上；当所述控制信号端和控制端输出高电平以使所述LED负载正常工作时，所述第五三极管Q5和第七三极管Q7导通，且所述第六三极管Q6截止，从而使所述短路保护端输出高电平；当所述LED负载发生短路时，所述第六三极管Q6导通，从而使所述短路保护端输出低电平，当单片机检测到所述短路保护端为低电平时，则向所述控制端和/或控制信号端输出低电平，实现隔离保护。
作为上述方案的改进，所述第一三极管Q1为PNP三极管，所述第二三极管Q2、第三三极管Q3和，所述第四三极管Q4为NPN三极管。
作为上述方案的改进，所述单片机通过向所述控制端输出PWM开关信号来调整所述LED负载的工作亮度。作为上述方案的改进，所述单片机通过向所述控制端输出直流电压信号来调整所述LED负载的工作亮度。
与现有技术相比，本发明LED背光恒流电路，通过前级恒压之后直接线性恒流的方式以为LED负载提供恒定的输出电流，电路简单，成本较低，且易于调试。
通过以下的描述并结合附图，本发明将变得更加清晰，这些附图用于解释本发明的实施例。
附图说明
图1为现有技术的LED背光的开关电源电路的电路框图；
图2为本发明LED背光恒流电路的第一实施例的电路图；
图3是图2所示的第一实施例的供电电压输入开关电路电路图；
图4是图2所示的第一实施例的短路保护电路电路图；
图5是本发明LED背光恒流电路的第二实施例的电路图。
具体实施方式
现在参考附图描述本发明的实施例，附图中类似的元件标号代表类似的元件。
请参考图2，为本发明LED背光恒流电路的第一实施例的电路图。所述LED背光恒流电路包括时序控制单元10以及与所述时序控制单元10连接的至少一个恒流电路单元20（例如，在本实施例中为两个，分别对应连接LED1和LED2）。所述时序控制单元10包括第一三极管Q1和第二三极管Q2，所述第一三极管Q1的发射极通过电阻R1连接到供电电压输入端VCC-Panel(连接前级AC-DC稳压电路，其输出供电电压，例如12V或5V,该电压具体值根据电视主板上的供电系统而设置)，基极通过电阻R2连接到供电电压输入端VCC-Panel，并同时通过电阻R3连接到第二三极管Q2的集电极；所述第二三极管Q2的基极通过电阻R4连接到控制端ADJ/VS-ON，发射极接地，并同时通过并联的电阻R5和电容C1连接到其基极。每一所述恒流电路单元20（本实施例有两个恒流电路单元，由于电路结构一致，只取其中一个恒流电路单元具体描述）包括第三三极管Q3和第四三极管Q4：所述第三三极管Q3的基极通过电阻R6连接到第一三极管Q1的集电极，集电极连接到相应的LED负载LED1（具体的，连接到相应的LED负载的负极，而相应的LED负载的正极连接到前级AC-DC稳压电路的LED恒流所需电压输出端），为相应的LED负载提供恒定的输出电流，发射极通过电阻R7接地；所述第四三极管Q4的基极通过并联的电阻R8和电容C2连接到第三三极管Q3的发射极，集电极连接到第一三极管Q1的集电极，发射极接地。
藉由所述控制端ADJ/VS-ON输入高电平以使导通第一三极管Q1和第二三极管Q2导通，进而控制每一恒流电路单元的第三三极管Q3和第四三极管Q4导通，从而为相应的LED负载提供恒定的输出电流。
其中，所述第一三极管Q1为PNP三极管，所述第二三极管Q2、第三三极管Q3和所述第四三极管Q4为NPN三极管。
另外，通过第四三极管Q4、电阻R8和电容C2构成的负反馈电路以抑制温漂条件下，由于第三三极管Q3放大倍数的漂移导致的恒流值的变化。
另外，所述单片机还可通过向所述控制端ADJ/VS-ON发送背光亮度调节信号，该控制信号可以为直流电压信号，也可以是PWM开关信号，若为PWM开关信号，则LED灯工作在开关状态，由于开关频率比较高，并且利用LED灯的余辉效应可以使得人眼看不出LED灯是出于闪烁状态的，通过调节PWM的占空比来实现调节背光的效果，当为直流电压调光时，通过调节控制端ADJ/VS-ON上的电压大小来控制第一三极管Q1集电极上的电压大小来实现调节LED灯亮度，此时LED灯的亮度是持续的，而不像PWM调光那样是一开一关的状态。
另外，参考图3，本实施例的LED背光恒流电路还包括供电电压输入开关电路30，包括串联在信号输入端INPUT（输入供电电压）和信号输出端OUTPUT（输出供电电压）之间的MOS管Q100，以及通过RC延时网络与MOS管的栅极连接的控制信号端POW-EN，所述信号输入端连接前级AC-DC稳压电路的供电电压输出端，所述信号输出端连接所述时序控制单元的供电电压输入端(即VCC-Panel)。具体的，所述MOS管Q100为P型MOS管，且所述P型MOS管的源极S连接所述信号输入端INPUT，漏极D连接所述信号输出端OUTPUT。所述控制信号端POW-EN通过由电阻R111和电容C31组成的RC延时网络连接到所述MOS管Q100的栅极G，通过是否发送驱动信号以控制MOS管Q100的开通/关断，且MOS管Q100在延时网络的作用下实现慢开快关。藉由所述控制信号端输入驱动信号以控制MOS管Q100的开通/关断，从而控制是/否将前级稳压电路的12V输出电压传送到所述时序控制单元的供电电压输入端。
另外，所述控制信号端POW-EN可以选择直接发送驱动信号到MOS管Q100的栅极G，或者通过一定的控制电路而产生驱动信号到MOS管Q100的栅极G，本实施例选择的为后面的方式。
参考图4，本实施例的LED背光恒流电路还包括短路保护电路40，所述短路保护电路包括第五三极管Q5、第六三极管Q6和第七三极管Q7，所述第五三极管Q5的发射极通过二极管对应连接到相应的LED负载的负极，集电极通过串联的电阻R8和R9接地，且R8和R9的连接点连接第六三极管Q6的基极，基极通过电阻连接第七三极管Q7的集电极。所述第六三极管Q6的集电极连接短路保护端LED_SHORT_AD，发射极接地。所述第七三极管Q7的基极连接所述控制信号端POW-EN，发射极接地。其中，所述短路保护端LED_SHORT_AD、控制端ADJ/VS-ON和控制信号端POW-EN均连接到单片机上。当所述控制信号端POW-EN和控制信号端ADJ/VS-ON输出高电平以使所述LED负载正常工作时，所述第五三极管Q5和第七三极管Q7导通，且所述第六三极管Q6截止（通过设置使没发生负载短路前，电阻R8和R9分压后得到的第六三极管Q6的基极电压总是小于0.7V），从而使所述短路保护端输出高电平；当LED（LED1和/或LED2）负载发生短路时，伴随着LED负载（LED1和/或LED2）点的电压升高，所述第六三极管Q6导通，从而使所述短路保护端LED_SHORT_AD输出低电平，当单片机检测到所述短路保护端LED_SHORT_AD为低电平时，则向所述控制端ADJ/VS-ON和控制信号端POW-EN输出低电平，使得LED背光关闭，然后控制单片机进入待机保护状态，进入待机后只有重新开机才会使单片机和其他保护电路恢复工作，实现隔离保护。
优选的，在本实施例中，所述第六三极管Q6的发射极还通过滤波电容连接到其基极；所述第七三极管Q7的发射极还通过滤波电容连接到其基极。
图5是本发明LED背光恒流电路的第二实施例的电路图。本实施例的LED背光恒流电路结构与图2所示的电路结构相似，包括时序控制单元10以及与所述时序控制单元10连接的至少一个恒流电路单元20，不同的是，本实施例的恒流电路单元20包括四个，对应为LED负载（LED1～LED4）提供恒定的输出电流。同样，本实施例的LED背光恒流电路也可包括图3所示的供电电压输入开关电路30和图4所示的短路保护电路，在此不再详细描述。
因此，可以理解的，本发明LED背光恒流电路可以包括多个恒流电路单元20以对应为不同数量的LED负载提供恒定的输出电流，并不局限于图2和图5所示的实施例。
以上结合最佳实施例对本发明进行了描述，但本发明并不局限于以上揭示的实施例，而应当涵盖各种根据本发明的本质进行的修改、等效组合。

Claims (7)

1.一种LED背光恒流电路，其特征在于：包括时序控制单元以及与所述时序控制单元连接的至少一个恒流电路单元；
所述时序控制单元包括第一三极管Q1和第二三极管Q2，所述第一三极管Q1的发射极通过电阻R1连接到供电电压输入端，基极通过电阻R2连接到供电电压输入端，并同时通过电阻R3连接到第二三极管Q2的集电极；所述第二三极管Q2的基极通过电阻R4连接到控制端，发射极接地；
每一所述恒流电路单元包括第三三极管Q3和第四三极管Q4；所述第三三极管Q3的基极通过电阻R6连接到第一三极管Q1的集电极，集电极连接到相应的LED负载，为相应的LED负载提供恒定的输出电流，发射极通过电阻R7接地；所述第四三极管Q4的基极通过电阻R8连接到第三三极管Q3的发射极，集电极连接到第一三极管Q1的集电极，发射极接地；
藉由所述控制端输入高电平以使导通第一三极管Q1和第二三极管Q2导通，进而控制每一恒流电路单元的第三三极管Q3和第四三极管Q4导通，从而为相应的LED负载提供恒定的输出电流。
2.如权利要求1所述的LED背光恒流电路，其特征在于：每一所述恒流电路单元的第三三极管Q3的集电极连接到相应的LED负载的负极，而相应的LED负载的正极连接到前级AC-DC稳压电路的LED恒流所需电压输出端。
3.如权利要求1所述的LED背光恒流电路，其特征在于：还包括供电电压输入开关电路，包括串联在信号输入端和信号输出端之间的MOS管，以及通过RC延时网络与MOS管的栅极连接的控制信号端；所述信号输入端连接前级稳压电路的供电电压输出端，所述信号输出端连接所述时序控制单元的供电电压输入端；藉由所述控制信号端输入驱动信号以控制MOS管的开通/关断，从而控制是/否将前级稳压电路的12V输出电压传送到所述时序控制单元的供电电压输入端。
4.如权利要求3所述的LED背光恒流电路，其特征在于：所述LED背光恒流电路还包括短路保护电路，所述短路保护电路包括第五三极管Q5、第六三极管Q6和第七三极管Q7，所述第五三极管Q5的发射极连接到LED负载的负极，集电极通过串联的电阻R8和R9接地，且R8和R9的连接点连接第六三极管Q6的基极，基极连接第七三极管Q7的集电极；第六三极管Q6的集电极连接短路保护端，发射极接地；第七三极管Q7的基极连接所述控制信号端，发射极接地；所述短路保护端、控制端和控制信号端均连接到单片机上；当所述控制信号端和控制端输出高电平以使所述LED负载正常工作时，所述第五三极管Q5和第七三极管Q7导通，且所述第六三极管Q6截止，从而使所述短路保护端输出高电平；当所述LED负载发生短路时，所述第六三极管Q6导通，从而使所述短路保护端输出低电平，当单片机检测到所述短路保护端为低电平时，则向所述控制端和/或控制信号端输出低电平，实现隔离保护。
5.如权利要求1所述的LED背光恒流电路，其特征在于：所述第一三极管Q1为PNP三极管，所述第二三极管Q2、第三三极管Q3和所述第四三极管Q4为NPN三极管。
6.如权利要求4所述的LED背光恒流电路，其特征在于：所述单片机通过向所述控制端输出PWM开关信号来调整所述LED负载的工作亮度。
7.如权利要求4所述的LED背光恒流电路，其特征在于：所述单片机通过向所述控制端输出直流电压信号来调整所述LED负载的工作亮度。
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