CN103606354B - Led背光驱动电路以及液晶显示器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种LED背光驱动电路，包括：驱动模块,用于接收电压控制模块产生的控制电压和反馈电压模块产生的反馈电压，产生一驱动信号并提供给LED单元；侦测模块，用于侦测所述驱动信号的值并产生一调整信号提供给调整模块；调整模块，根据侦测模块产生的调整信号来控制所述反馈电压，以调整所述驱动信号。本发明能够精确的调节LED单元中的电流，既可以保证电源的稳定性同时还可以增加LED单元的使用寿命。本发明还公开了具备上述LED背光驱动电路的液晶显示器。

Description

LED背光驱动电路以及液晶显示器
技术领域
本发明涉及一种LED背光驱动电路，特别是一种能够精确调节LED单元中的电流的LED背光驱动电路，以及具备该LED背光驱动电路的液晶显示器。
背景技术
随着技术的不断进步，液晶显示设备的背光技术不断得到发展。传统的液晶显示设备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；在液晶显示设备中，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背光源包括至少一个LED串，每个LED串包括串联的多个LED。
附图1是现有的一种用于液晶显示器的LED背光源的驱动电路的电路图。如图1所示，该LED背光源驱动电路包括驱动模块1,用于向LED单元2提供一驱动电压,其中,驱动模块1接收来自电压控制模块3的控制电压,控制所产生的驱动电压的大小；同时,LED单元2与地之间还串联有一反馈电压模块4,反馈电压模块4产生一反馈电压输入到驱动模块1中,驱动模块通过监测反馈电压的值,从而监测都LED单元2中的电流的大小,驱动模块1可根据反馈电压的值来调整驱动电压的值，从而改变驱动电流的值。在LED背光驱动电路中，为了获得稳定的光源，对于驱动电流的精度要求是比较高的，如前所述，在如图1所示的电路中，驱动电流是根据电压控制模块3的控制电压和反馈电压模块4的反馈电压来设置的；电压控制模块3的电路如图2所示，控制电压Vd是由分压电阻Rc1和Rc2从电压Vcc分压得到的，分压电阻Rc1和Rc2的误差会影响控制电压Vd的大小，进而影响到驱动电流的精度；反馈电压模块4的电路如图3所示，其中第一场效应晶体管Q1的漏极连接到LED单元2的负端，栅极G由驱动模块1控制，源极通过一反馈电阻Rs与地连接，从反馈电阻Rs上分压得到的反馈电压Vs输入到驱动模块1中,驱动模块通过监测反馈电压Vs的值,从而监测到LED单元2中的电流的大小来调整得到适当的驱动电流值。在该电路中，设置驱动电流的两个参数控制电压Vd和反馈电压Vs都是通过电阻分压的方式获得，电阻的误差会影响到控制电压Vd和反馈电压Vs的误差，进而影响了电路中驱动电流的精度。
发明内容
鉴于现有技术存在的不足，本发明提供了一种能够提高LED单元中的电流精度的LED背光驱动电路。
为了实现上述目的，本发明采用了如下的技术方案：
一种LED背光驱动电路，包括：
驱动模块,接收电压控制模块产生的控制电压和反馈电压模块产生的反馈电压，产生一驱动信号并提供给LED单元；
侦测模块，用于侦测所述驱动信号的值并产生一调整信号提供给调整模块；
调整模块，根据侦测模块产生的调整信号来控制所述反馈电压，以调整所述驱动信号。
优选地，所述侦测模块中设定有一基准驱动信号，当侦测模块侦测到所述驱动信号的值小于所述基准驱动信号时产生第一调整信号，所述调整模块根据第一调整信号增大所述反馈电压，以增大所述驱动信号；当侦测模块侦测到所述驱动信号的值大于所述基准驱动信号时产生第二调整信号，所述调整模块根据第二调整信号减小所述反馈电压，以减小所述驱动信号。
优选地，所述侦测模块包括一精密电阻，所述精密电阻串联于所述LED单元与接地端之间，通过侦测所述精密电阻的驱动信号，得到整个电路的驱动信号的值。
优选地，所述侦测模块还包括第一放大器和第一比较器；其中，所述第一放大器的负端通过第二电阻连接到所述精密电阻的低电位端，其负端与接地端之间还连接有第一电阻；所述第一放大器的正端通过第三电阻连接到所述精密电阻的高电位端，其正端与输出端之间还连接有第四电阻；所述第一放大器的输出端连接到所述第一比较器的负端，所述第一比较器的正端连接所述基准驱动信号，第一比较器的输出端输出所述调整信号。
优选地，所述第一电阻、第二电阻、第三电阻和第四电阻具有相同的电阻值。
优选地，所述调整模块包括运算电路，所述运算电路具有两个输入端和一个输出端，其中一个输入端接收所述调整信号，另一个输入端接收反馈电压模块产生的反馈电压，输出端连接到所述反馈电压模块的反馈电压节点上；输出端信号和两个输入端信号的关系为：Vs=A*Vz+Vs0,式中，Vs为输出端信号电压值，也是反馈电压模块产生的反馈电压值，Vz为其中一个输入端的电压值，也就是所述调整信号的电压值，Vs0为另一个输入端的电压值，也是反馈电压模块上一时刻产生的反馈电压值，A为常数。
优选地，所述调整模块包括第二放大器和第三放大器,所述第二放大器的负端分别通过第五电阻和第六电阻接收所述调整信号和所述反馈电压，正端与地连接，输出端通过第八电阻连接到所述第三放大器的负端，所述第二放大器的负端与输出端之间还连接有第七电阻；所述第三放大器的正端与地连接，输出端连接到所述反馈电压模块的反馈电压节点上；所述第二放大器的负端与输出端之间还连接有第九电阻。
优选地，所述第六电阻与第七电阻具有相同的电阻值，所述第八电阻与第九电阻具有相同的阻值；所述第五电阻的阻值小于第七电阻的阻值。
优选地，所述驱动模块包括升压电路和驱动IC，所述升压电路用于将输入的电压信号转换成所需要的驱动信号提供给LED单元；所述驱动IC接收所述控制电压和所述反馈电压，并控制所述升压电路，以使升压电路能够将输入的电压信号转换成所需要的驱动信号提供给LED单元。
本发明的另一方面是提供一种液晶显示器，所述液晶显示器包括LED背光源，其中，所述LED背光源采用如上所述的LED背光驱动电路。
有益效果：
本发明提供的LED背光驱动电路通过驱动模块接收反馈电压模块产生的反馈电压对LED单元中的电流进行调节的同时，还利用侦测模块和调整模块对LED单元的电流进行精密调整。具体地，在侦测模块中设定一基准驱动信号，当侦测模块侦测到LED单元中的电流的值小于基准驱动信号时产生第一调整信号，调整模块根据第一调整信号增大反馈电压，从而增大LED单元中的电流；当侦测模块侦测到LED单元中的电流的值大于基准驱动信号时产生第二调整信号，调整模块根据第二调整信号减小所述反馈电压，从而减小LED单元中的电流。这样能够提高LED单元中的电流的精度，不仅可以使光源具有一定的稳定性，同时还可以增加LED单元的使用寿命。
附图说明
图1为现有的一种LED背光驱动电路的连接模块图。
图2为如图1所示的驱动电路中的电压控制模块的电路图。
图3为如图1所示的驱动电路中的反馈电压模块的电路图。
图4为本发明实施例中的LED背光驱动电路的连接模块图。
图5为如图4所示的驱动电路中的侦测模块的电路图。
图6为如图4所示的驱动电路中的调整模块的电路图。
图7为如图4所示的驱动电路的电路图。
具体实施方式
如前所述，本发明的目的是提供一种能够提高LED单元中电流的精度的LED背光驱动电路。该LED背光驱动电路包括：驱动模块,用于接收电压控制模块产生的控制电压和反馈电压模块产生的反馈电压，产生一驱动信号并提供给LED单元；侦测模块，用于侦测所述驱动信号的值并产生一调整信号提供给调整模块；调整模块，根据侦测模块产生的调整信号来控制所述反馈电压，以调整所述驱动信号。本发明能够将提高LED单元中的电流精度，不仅使得光源更加稳定，同时还可以增加LED单元的使用寿命。
下面将对结合附图用实施例对本发明做进一步说明。
图4为本实施例提供的LED背光驱动电路的连接模块图。该LED背光驱动电路包括:驱动模块1，用于接收电压控制模块3产生的控制电压和反馈电压模块4产生的反馈电压，产生一驱动信号Iled并提供给LED单元2；侦测模块5，用于侦测所述驱动信号Iled的值并产生一调整信号提供给调整模块6；调整模块6，根据侦测模块5产生的调整信号来控制所述反馈电压，以调整所述驱动信号Iled。
其中，在侦测模块5中设定有一基准驱动信号，该基准驱动信号代表驱动电路的额定驱动信号，当侦测模块5侦测到驱动信号Iled的值小于该基准驱动信号时产生第一调整信号的值，调整模块6根据第一调整信号增大反馈电压，以达到增大驱动信号Iled的目的，直到驱动信号Iled与该基准驱动信号相等；当侦测模块5侦测到驱动信号Iled的值大于基准驱动信号时产生第二调整信号的值，调整模块6根据第二调整信号减小反馈电压，以达到减小驱动信号Iled的目的，直到驱动信号Iled与该基准驱动信号相等。
图7为本实施例提供的LED背光驱动电路的电路图，如图7所示，该背光驱动电路包括驱动模块1、LED单元2、电压控制模块3、反馈电压模块4、侦测模块5、调整模块6。
驱动模块1包括升压电路11和驱动IC12，其中，升压电路11包括电感器L、整流二极管D、第二场效应晶体管Q2电容器C。所述电感器L的一端接收所述输入的电压信号Vin，电感器L的另一端连接到整流二极管D的正端并连接到第二场效应晶体管Q2的漏极，第二场效应晶体管Q2的栅极连接到驱动IC12，由驱动IC12的信号来控制第二场效应晶体管Q2导通或截止，第二场效应晶体管Q2的源极与地电性连接，整流二极管D的负端通过电容器C与地电性连接，所述整流二极管D的负端形成所述升压电路11的输出端连接到所述LED单元2。驱动IC12通过第一引脚接到反馈电压模块4中，用于监测反馈电压模块4产生的反馈电压Vs的变化，同时通过第二引脚接收电压控制模块3产生的控制电压Vd，并通过第三引脚来控制第二场效应晶体管Q2导通或截止，进而控制升压电路11，以使升压电路11能够将输入电压Vin转换成所需要的驱动信号Iled提供给LED单元2并实现恒流驱动所述LED单元2。
电压控制模块3用于给驱动模块1提供一个控制电压Vd，包括第一分压电阻Rc1和第二分压电阻Rc2，其中，第二分压电阻Rc2的一端接电压Vcc；第二分压电阻Rc2的另一端通过第一分压电阻Rc1与地电性连接，在第一分压电阻Rc1和第二分压电阻Rc2之间引出控制电压Vd，输入到驱动IC12中。
反馈电压模块4用于给驱动模块1提供一个反馈电压Vs，包括第一场效应晶体管Q1和反馈电阻Rs，其中，第一场效应晶体管Q1的漏极连接到LED单元2的负端；第一场效应晶体管Q1的栅极G与驱动IC12连接；第一场效应晶体管Q1的源极通过反馈电阻Rs与地电性连接。在反馈电阻Rs与第一场效应晶体管Q1的连接点之间引出反馈电压Vs，输入到驱动IC12中，通过监测反馈电阻Rs上的电压Vs,得到流过反馈电阻Rs的电流，从而得到驱动电路的驱动信号Iled的大小。
如前所述，本发明提供的LED背光驱动电路还包括侦测模块5和调整模块6，由侦测模块5侦测驱动电路的驱动信号Iled的大小，再通过调整模块6对驱动信号Iled进行调整，以提高驱动信号Iled的精度。图5和图6分别是本实施例中的侦测模块5和调整模块6的具体电路图。
参阅图5，所述侦测模块5用于侦测驱动信号Iled的值并产生一调整信号Vz提供给调整模块6。为了侦测驱动信号Iled的值，本实施例提供的侦测模块5的电路包括精密电阻RO、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第一放大器51和第一比较器52，其中，精密电阻RO串联于所述LED单元2与接地端之间；第一放大器51的负端通过第二电阻R2连接到精密电阻RO的低电位端，其负端与接地端之间还连接有第一电阻R1；第一放大器51的正端通过第三电阻R3连接到精密电阻RO的高电位端，其正端与输出端之间还连接有第四电阻R4；所述第一放大器51的输出端将第一输出信号VL输入到第一比较器52的负端；第一比较器52的正端连接基准电压Vref；第一比较器52的输出端将调整信号Vz输入到调整模块6中；需要说明的是，所述精密电阻是指电阻值的误差为0.5%以内的电阻。
如图5所示的侦测电路是通过侦查精密电阻RO两端的电位差，再与基准电压Vref进行比较，从而得出驱动信号Iled与基准驱动信号的大小关系。为了便于本领域的技术人员理解该侦测模块的电路，下面选取一些参数对该侦测模块的电路进行详细的说明。选取精密电阻RO的阻值为1Ω，选取第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3和第四电阻R4为具有相同的电阻值电阻，基准电压Vref的确定方式为：LED单元额定驱动信号（电流）与精密电阻RO的阻值的乘积。由此，精密电阻RO两端的电压分别为V11和V12，且V11>V12，这样驱动信号Iled=（V11-V12）/RO=V11-V12，而第一输出信号VL=V11-V12。当驱动信号Iled的值小于基准驱动信号时，VL小于Vref，第一比较器52输出的调整信号Vz大于0；当驱动信号Iled的值大于基准驱动信号时，VL大于Vref，第一比较器52输出的调整信号Vz小于0。
基于上述的比较结果，当Vz大于0时，驱动信号Iled的值小于基准驱动信号，此时需要增加驱动信号Iled的值；当Vz小于0时，驱动信号Iled的值大于基准驱动信号，此时需要减小驱动信号Iled的值。因此本实施例提供的调整模块6包括运算电路，该运算电路具有两个输入端和一个输出端，其中一个输入端接收调整信号Vz，另一个输入端接收反馈电压模块4产生的反馈电压Vs，输出端连接到所述反馈电压模块4的反馈电压节点上；输出端信号和两个输入端信号的关系为：Vs=A*Vz+Vs0,式中，Vs为输出端信号电压值，也是反馈电压模块4产生的反馈电压值Vs，Vz为其中一个输入端的电压值，也就是所述调整信号的电压值，Vs0为另一个输入端的电压值，也是反馈电压模块4上一时刻产生的反馈电压值，A为常数。参阅前述的反馈电压模块中，驱动信号Iled等于反馈电压Vs与反馈电阻Rs的比值，通过改变反馈电压Vs的值，可以达到调整驱动信号Iled的目的。
具体的，参阅图6，该调整模块6包括第二放大器61、第三放大器62、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8和第九电阻R9，其中，第二放大器61的负端分别通过第五电阻R5和第六电阻R6接收侦测模块5提供的调整信号Vz和反馈电压模块4提供的反馈电压Vs；第二放大器61的正端与地电性连接；第二放大器61的输出端Vs1通过第八电阻R8连接到第三放大器62的负端；第二放大器61的负端与输出端之间还连接有第七电阻R7；第三放大器62的正端与地电性连接，输出端连接到反馈电压模块4中；第二放大器61的负端与输出端之间还连接有第九电阻R9。为了便于本领域的技术人员理解该调整模块的电路，下面选取一些参数对该调整模块的电路进行详细的说明，选取第六电阻R6与第七电阻R7为具有相同的电阻值的电阻，选取第八电阻R8与第九电阻R9为具有相同的阻值的电阻，选取第五电阻R5的阻值小于第七电阻R7的阻值；该电路中，输出端信号和两个输入端信号的关系为：Vs=（R7/R5）*Vz+Vs0,即常数A为第七电阻R7的阻值与第五电阻R5的阻值的比值。
下面将对如图7所示的LED背光驱动电路的工作过程进行详细的说明。
1、当侦测模块5侦测到精密电阻RO两端的电压值小于基准电压Vref的值时，即驱动信号Iled的值小于基准驱动信号，侦测模块5产生的调节信号Vz为一个正值，由公式Vs=（R7/R5）*Vz+Vs0可以看出，通过调整模块6的调整，反馈电压Vs不断的增加，驱动信号Iled的值也随着增加；当驱动信号Iled的值增加到与基准驱动信号相等时，Vz=0，此时Vs=Vs0，即反馈电压Vs不再变化，驱动电路中获得与基准驱动信号相符合的稳定的驱动信号Iled；
2、当侦测模块5侦测到精密电阻RO两端的电压值大于基准电压Vref的值时，即驱动信号Iled的值大于基准驱动信号，侦测模块5产生的调节信号Vz为一个负值，由公式Vs=（R7/R5）*Vz+Vs0可以看出，通过调整模块6的调整，反馈电压Vs不断的减小，驱动信号Iled的值也随着减小；当驱动信号Iled的值减小到与基准驱动信号相等时，Vz=0，此时Vs=Vs0，即反馈电压Vs不再变化，驱动电路中获得与基准驱动信号相符合的稳定的驱动信号Iled。
本实施例中，LED单元2为多个LED串联形成的LED串。
综上所述，本发明提供的LED背光驱动电路通过驱动模块接收反馈电压模块产生的反馈电压对LED单元中的电流进行调节的同时，还利用侦测模块和调整模块对LED单元的电流进行精密调整。具体地，在侦测模块中设定一基准驱动信号，当侦测模块侦测到LED单元中的电流的值小于基准驱动信号时产生第一调整信号，调整模块根据第一调整信号增大反馈电压，从而增大LED单元中的电流；当侦测模块侦测到LED单元中的电流的值大于基准驱动信号时产生第二调整信号，调整模块根据第二调整信号减小所述反馈电压，从而减小LED单元中的电流。这样能够提高LED单元中的电流的精度，不仅可以使光源具有一定的稳定性，同时还可以增加LED单元的使用寿命。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上所述仅是本申请的具体实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。

Claims (4)

1.一种LED背光驱动电路，其特征在于，包括:
驱动模块(1)，接收电压控制模块(3)产生的控制电压和反馈电压模块(4)产生的反馈电压，产生一驱动信号并提供给LED单元(2)；
侦测模块(5)，用于侦测所述驱动信号的值并产生一调整信号提供给调整模块(6)；其中，所述侦测模块(5)包括一精密电阻，所述精密电阻串联于所述LED单元(2)与接地端之间，通过侦测所述精密电阻的驱动信号，得到整个电路的驱动信号的值，所述精密电阻是指电阻值的误差为0.5％以内的电阻；所述侦测模块(5)还包括第一放大器(51)和第一比较器(52)；其中，所述第一放大器(51)的负端通过第二电阻连接到所述精密电阻的低电位端，其负端与接地端之间还连接有第一电阻；所述第一放大器(51)的正端通过第三电阻连接到所述精密电阻的高电位端，其正端与输出端之间还连接有第四电阻；所述第一放大器(51)的输出端连接到所述第一比较器(52)的负端，所述第一比较器(52)的正端连接一基准驱动信号，第一比较器(52)的输出端输出所述调整信号；
调整模块(6)，根据侦测模块(5)产生的调整信号来控制所述反馈电压，以调整所述驱动信号；其中，所述调整模块(6)包括运算电路，所述运算电路具有两个输入端和一个输出端，其中一个输入端接收所述调整信号，另一个输入端接收反馈电压模块(4)产生的反馈电压，输出端连接到所述反馈电压模块(4)的反馈电压节点上；输出端信号和两个输入端信号的关系为：Vs＝A*Vz+Vs0，式中，Vs为输出端信号电压值，也是反馈电压模块(4)产生的反馈电压值，Vz为其中一个输入端的电压值，也就是所述调整信号的电压值，Vs0为另一个输入端的电压值，也是反馈电压模块(4)上一时刻产生的反馈电压值，A为常数；具体地，所述调整模块(6)包括第二放大器(61)和第三放大器(62)，所述第二放大器(61)的负端分别通过第五电阻和第六电阻接收所述调整信号和所述反馈电压，正端与地连接，输出端通过第八电阻连接到所述第三放大器(62)的负端，所述第二放大器(61)的负端与输出端之间还连接有第七电阻；所述第三放大器(62)的正端与地连接，输出端连接到所述反馈电压模块(4)的反馈电压节点上；所述第二放大器(61)的负端与输出端之间还连接有第九电阻；其中，所述第六电阻与第七电阻具有相同的电阻值，所述第八电阻与第九电阻具有相同的阻值；所述第五电阻的阻值小于第七电阻的阻值；
其中，所述侦测模块(5)中设定基准驱动信号，当侦测模块(5)侦测到所述驱动信号的值小于所述基准驱动信号时产生第一调整信号，所述调整模块(6)根据第一调整信号增大所述反馈电压，以增大所述驱动信号；当侦测模块(5)侦测到所述驱动信号的值大于所述基准驱动信号时产生第二调整信号，所述调整模块(6)根据第二调整信号减小所述反馈电压，以减小所述驱动信号。
2.根据权利要求1所述的LED背光驱动电路，其特征在于，所述第一电阻、第二电阻、第三电阻和第四电阻具有相同的电阻值。
3.根据权利要求1所述的LED背光驱动电路，其特征在于，所述驱动模块(1)包括升压电路(11)和驱动IC(12)，所述升压电路(11)用于将输入的电压信号转换成所需要的驱动信号提供给LED单元(2)；所述驱动IC(12)接收所述控制电压和所述反馈电压，并控制所述升压电路(11)，以使升压电路能够将输入的电压信号转换成所需要的驱动信号提供给LED单元(2)。
4.一种液晶显示器，包括LED背光源，其特征在于，所述LED背光源采用如权利要求1-3任一所述的驱动电路驱动。
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