CN103617782B - 一种led背光冗余备份电路及其控制方法 - Google Patents

一种led背光冗余备份电路及其控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种LED背光冗余备份电路及其控制方法，所述FPGA控制器分别与第一路线性恒流源和第二路线性恒流源相连，第一路线性恒流源分别连接第一路LED灯阵列和第一路背光工作状态反馈电路，第二路线性恒流源分别连接第二路LED灯阵列和第二路背光工作状态反馈电路，FPGA控制器分别连接第一路背光工作状态反馈电路和第二路背光工作状态反馈电路，FPGA控制器通过串口通讯和上位机相连。还公开了相应的控制方法，本发明采用两路背光电路交替工作，同一时间只有一路背光电路工作。并具有背光工作状态反馈电路来检测工作状态，以实现背光冗余备份的作用。增加反馈，实现对冗余电路的可控性加强，简单可靠。

Description

一种LED背光冗余备份电路及其控制方法
技术领域
本发明涉及一种液晶显示器，尤其涉及的是一种LED背光冗余备份电路及其控制方法。
背景技术
随着LED技术的成熟，各种LED背光驱动纷纷研发出来，同时成本也在大幅下降。目前LED驱动领域，对LED的驱动有升压、降压、集成芯片等多种方式。中国专利：CN102364569A，一种线性恒流驱动控制电路及其LED显示器，自制线性恒流源电路使LED灯串始终工作在恒流状态，从而维持了LED灯的亮度一致性。
LED背光源具有亮度高、色纯度高、寿命长、适应性强、成本低、易于产业化等多种优点。在此基础上，航空领域对LED背光又提出了更高的要求，如何提高电路的可靠性已经成为目前研究的热点问题。
目前对LED光源调光常使用PWM调光，以达到线性控制的目的，其驱动电路和控制电路主要部件只设置一个，当部件出现损坏时，背光源就不能正常使用，对于航空领域使用的LED背光驱动电路，这样的可靠性是不够的。中国专利：CN102231261A，一种LED背光源驱动电路及其控制方法中提到，将调整管、控制芯片等器件设置为两个，提高了系统的稳定性。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种LED背光冗余备份电路及其控制方法，实现两路背光电路交替工作。
本发明是通过以下技术方案实现的，本发明包括FPGA控制器、第一路背光工作状态反馈电路、第二路背光工作状态反馈电路、第一路线性恒流源、第二路线性恒流源、第一路LED灯阵列和第二路LED灯阵列，所述FPGA控制器分别与第一路线性恒流源和第二路线性恒流源相连，第一路线性恒流源分别连接第一路LED灯阵列和第一路背光工作状态反馈电路，第二路线性恒流源分别连接第二路LED灯阵列和第二路背光工作状态反馈电路，FPGA控制器分别连接第一路背光工作状态反馈电路和第二路背光工作状态反馈电路，FPGA控制器通过串口通讯和上位机相连。
所述第一路背光工作状态反馈电路和第二路背光工作状态反馈电路结构相同，均包括监控芯片和比较器，比较器的6脚连接对应的线性恒流源的驱动端，比较器的5脚连接基准电压，比较器的7脚连接监控芯片的6脚，监控芯片的8脚连接FPGA控制器。
作为本发明的优选方式之一，所述监控芯片为ADM706RAR芯片。
作为本发明的优选方式之一，所述比较器为LM2903IM。
作为本发明的优选方式之一，所述第一路LED灯阵列和第二路LED灯阵列交替设置于背光灯板上。
一种所述的LED背光冗余备份电路的控制方法，包括以下步骤：
（1）FPGA控制器对两路背光电路设置频率可调的时基脉冲波形，通过增减时基脉冲的频率，两路背光电路交替工作，实现调整总亮度；
（2）每个背光工作状态反馈电路通过监控芯片检测比较器进行比较整形后的时基脉冲波形，并将检测结果输出给FPGA控制器，反馈背光电路的工作状态；
（3）FPGA控制器检测到其中一路背光电路工作不正常时，切断工作不正常的背光电路，对另一路背光电路进行时基脉冲控制。
本发明相比现有技术具有以下优点：本发明采用两路背光电路交替工作，同一时间只有一路背光电路工作。并具有背光工作状态反馈电路来检测工作状态，当一路背光电路工作不正常时，完全启用另外一路背光电路，以实现背光冗余备份的作用。本电路增加反馈，实现对冗余电路的可控性加强，简单可靠。
附图说明
图1是本发明的原理框图；
图2是监控芯片检测及结果输出波形图解；
图3是背光工作状态反馈电路的结构示意图。
具体实施方式
下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
如图1所示，本实施例的LED背光冗余备份电路包括FPGA控制器1、第一路背光工作状态反馈电路2、第二路背光工作状态反馈电路3、第一路线性恒流源4、第二路线性恒流源5、第一路LED灯阵列6和第二路LED灯阵列7，所述FPGA控制器1分别与第一路线性恒流源4和第二路线性恒流源5相连，第一路线性恒流源4分别连接第一路LED灯阵列6和第一路背光工作状态反馈电路2，第二路线性恒流源5分别连接第二路LED灯阵列7和第二路背光工作状态反馈电路3，FPGA控制器1分别连接第一路背光工作状态反馈电路2和第二路背光工作状态反馈电路3，FPGA控制器1通过串口通讯和上位机8相连。
如图3所示，所述第一路背光工作状态反馈电路2和第二路背光工作状态反馈电路3结构相同，均包括监控芯片21和比较器22，比较器22的6脚连接对应的线性恒流源的驱动端，比较器22的5脚连接基准电压，比较器22的7脚连接监控芯片21的6脚，监控芯片21的8脚连接FPGA控制器1。当背光电路正常工作时，线性恒流源的驱动端为0～2V的脉冲波形，通过比较器22和基准电压1V进行比较，输出0～3.3V的脉冲波形。监控芯片21的6脚接收到非常高电平或常低电平的信号时，监控芯片21的8脚会输出一个高电平，代表背光电路正常工作。本实施例的监控芯片21为ADM706RAR芯片。比较器22为LM2903IM。
如图2所示，监控芯片21的输入WDI为周期小于1.6s（tWD）的脉冲时，WDO输出始终为高电平。当输入WDI的脉冲消失后1.6s（tWD），WDO输出为低电平。
所述第一路LED灯阵列6和第二路LED灯阵列7交替设置于背光灯板上。采用LED灯作为彩色平板液晶显示器的背光源；采用两路线性恒流源LED灯的驱动电路，每路线性恒流源分别设置1A的电流，每路LED灯阵列有10串LED灯，保证每串LED灯的电流是其典型电流20mA，每路线性恒流源独立采用调频调光信号，两路背光LED灯交替工作，同一时间只有一路背光电路工作。
一种LED背光冗余备份电路的控制方法，包括以下步骤：
（1）FPGA控制器1对两路背光电路设置频率可调的时基脉冲波形，通过增减时基脉冲的频率，两路背光电路交替工作，实现调整总亮度，调频时基波形的最高频率为理论最低频率可以小至50Hz，实际设置在210Hz，在此最高频率与最低频率之比是476；
（2）每个背光工作状态反馈电路通过监控芯片21检测比较器22进行比较整形后的时基脉冲波形，并将检测结果输出给FPGA控制器1，反馈背光电路的工作状态；
（3）FPGA控制器1检测到其中一路背光电路工作不正常时，切断工作不正常的背光电路，对另一路背光电路进行时基脉冲控制。

Claims (3)

1.一种LED背光冗余备份电路的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)FPGA控制器(1)对两路背光电路设置频率可调的时基脉冲波形，通过增减时基脉冲的频率，两路背光电路交替工作，实现调整总亮度；
(2)每个背光工作状态反馈电路通过监控芯片(21)检测比较器(22)进行比较整形后的时基脉冲波形，并将检测结果输出给FPGA控制器(1)，反馈背光电路的工作状态；
(3)FPGA控制器(1)检测到其中一路背光电路工作不正常时，切断工作不正常的背光电路，对另一路背光电路进行时基脉冲控制；
所述的LED背光冗余备份电路包括FPGA控制器(1)、第一路背光工作状态反馈电路(2)、第二路背光工作状态反馈电路(3)、第一路线性恒流源(4)、第二路线性恒流源(5)、第一路LED灯阵列(6)和第二路LED灯阵列(7)，所述FPGA控制器(1)分别与第一路线性恒流源(4)和第二路线性恒流源(5)相连，第一路线性恒流源(4)分别连接第一路LED灯阵列(6)和第一路背光工作状态反馈电路(2)，第二路线性恒流源(5)分别连接第二路LED灯阵列(7)和第二路背光工作状态反馈电路(3)，FPGA控制器(1)分别连接第一路背光工作状态反馈电路(2)和第二路背光工作状态反馈电路(3)，FPGA控制器(1)通过串口通讯和上位机相连。
2.根据权利要求1所述的LED背光冗余备份电路的控制方法，其特征在于，所述第一路背光工作状态反馈电路(2)和第二路背光工作状态反馈电路(3)结构相同，均包括监控芯片(21)和比较器(22)，比较器(22)的6脚连接对应的线性恒流源的驱动端，比较器(22)的5脚连接基准电压，比较器(22)的7脚连接监控芯片(21)的6脚，监控芯片(21)的8脚连接FPGA控制器(1)；所述监控芯片(21)为ADM706RAR芯片；所述比较器(22)为LM2903IM。
3.根据权利要求1所述的LED背光冗余备份电路的控制方法，其特征在于，所述第一路LED灯阵列(6)和第二路LED灯阵列(7)交替设置于背光灯板上。
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