CN103687222B - 背光驱动电路和电视机 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种背光驱动电路和电视机，其中背光驱动电路包括至少两个灯条，还包括驱动控制器和开关器件；各所述灯条并联，且至少一个所述灯条串接所述开关器件；所述驱动控制器的脉冲信号输出端与所述开关器件的控制端连接，采用脉宽调制方式控制各所述灯条的电流以使各所述灯条的电流幅值保持一致。本发明提供的背光驱动电路和电视机能够解决现有背光模组所需的电压较高而导致安全保护方式较复杂的问题，以简化背光模组的安全保护方式。

Description

背光驱动电路和电视机

技术领域

本发明涉及电路技术，尤其涉及一种背光驱动电路和电视机。

背景技术

液晶电视的背光光源通常分为冷阴极荧光灯管（Cold CathodeFluorescentLamp，简称CCFL）、发光二级管（Light-Emitting Diode，简称LED）以及热阴极荧光灯管（HotCathode Fluorescent Lamp，简称HCFL）等。其中，背光光源为LED的液晶电视（称之为LED液晶电视）通常包括主板和电源板，主板和电源板都设置在背板上，其中，电源板上设置有电源驱动电路和LED驱动电路。

现有的液晶电视的LED驱动电路通常包括由多个LED灯条构成背光模组，每个LED灯条中的LED是串联的，各LED灯条之间也是串联结构。其控制方式采用LED恒流控制。为了使各LED都保持稳定的亮度，LED驱动电路需将电源板输出的60V-100V电压升高至100V-200V提供给背光模组。

由于加载在背光模组的100V-200V电压相对较高，需要对背光模组进行安全保护设计，其方式较复杂，例如LED驱动电路所在的电源板与背板之间需要保持至少10mm的安全距离，即使增加绝缘垫片也需要至少4mm左右的距离，另外还需要考虑散热等因素，使得电源板与背板之间的距离较大，直接造成了液晶电视在厚度方向的尺寸较大。

发明内容

本发明提供一种背光驱动电路和电视机，用于解决现有背光模组所需的电压较高而导致安全保护方式较复杂的问题，以简化背光模组的安全保护方式。

本发明实施例提供一种背光驱动电路，包括至少两个灯条，还包括驱动控制器和开关器件；

各所述灯条并联，且至少一个所述灯条串接所述开关器件；

所述驱动控制器的脉冲信号输出端与所述开关器件的控制端连接，采用脉宽调制方式控制各所述灯条的电流，以使各所述灯条的电流幅值保持一致。

如上所述的背光驱动电路，所述灯条包括电阻和串联的至少两个光源；

所述串联的至少两个光源的正极接收驱动电压，所述串联的至少两个光源的负极与所述电阻的第一连接端连接，所述电阻的第二连接端接地；

所述电阻的第一连接端还与所述驱动控制器的数据采集端连接；

所述开关器件与所述串联的至少两个光源串接。

如上所述的背光驱动电路，所述开关器件的两个数据端中的一个与所述串联的至少两个光源的负极连接，另一个与所述电阻的第一连接端连接。

如上所述的背光驱动电路，所述开关器件为场效应管。

如上所述的背光驱动电路，所述光源为发光二极管。

本发明另一实施例还提供一种电视机，包括主板，所述主板上设置有背光驱动电路；

所述背光驱动电路包括驱动控制器、开关器件和至少两个灯条；

各所述灯条并联，且至少一个所述灯条串接所述开关器件；

所述驱动控制器的脉冲信号输出端与所述开关器件的控制端连接，采用脉宽调制方式控制各所述灯条的电流，以使各所述灯条的电流幅值保持一致。

如上所述的电视机，所述主板的电源输入端与一电源适配器连接，以通过所述电源适配器为所述主板供电。

如上所述的电视机，所述灯条包括电阻和串联的至少两个光源；

所述串联的至少两个光源的正极接收驱动电压，所述串联的至少两个光源的负极与所述电阻的第一连接端连接，所述电阻的第二连接端接地；

所述电阻的第一连接端还与所述驱动控制器的数据采集端连接；

所述开关器件与所述串联的至少两个光源串接。

如上所述的电视机，所述开关器件的两个数据端中的一个与所述串联的至少两个光源的负极连接，另一个与所述电阻的第一连接端连接。

如上所述的电视机，所述光源为发光二极管。

本发明实施例的技术方案通过采用并联的至少两个灯条，在灯条中串接开关器件，采用脉宽调制方式控制各灯条的电流，以使各灯条的电流幅值保持一致，使得背光模组所需的电压可以大幅度降低，因此能够简化安全保护方式，例如可减少绝缘垫片的厚度，甚至不需要设置绝缘垫片，背光模组、主板与背板的绝缘等级可以降低很多，进而降低了制造工艺的复杂长度。另外，背光模组与背板和后壳的距离可以大幅度缩短，也能够减小液晶电视的厚度，实现真正的超薄设计，减少空间的占用，也提升了美观程度。并且采用本实施例的技术方案不会产生电流效率的降低，能够保证液晶电视电源整体系统的效率。另外，本实施例提供的技术方案对每个灯条中进行单独调整，能够避免由于各光源工作电阻不同而导致各灯条电流不一致的问题。

另外，面对电视机功能的多样化设计，本实施例的技术方案将灯条设置为并联方式，既能够实现Blink3D模式，又能够实现SG3D模式，解决了传统灯条串联方式造成的3D模式较单一的问题。

附图说明

图1为本发明实施例一提供的背光驱动电路的结构示意图；

图2为本发明实施例二提供的背光驱动电路的结构示意图；

图3为本发明实施例二提供的灯条中电流的波形图一；

图4为本发明实施例二提供的灯条中电流的波形图二；

图5为本发明实施例三提供的电视机的结构示意图。

具体实施方式

实施例一

图1为本发明实施例一提供的背光驱动电路的结构示意图。该背光驱动电路可以应用在液晶电视中，具体可以设置在电源板上，也可以集成设置在主板上。如图1所示，该背光驱动电路可以包括驱动控制器1、开关器件21以及至少两个灯条2。

其中，各灯条2并联，且至少一个灯条2串接开关器件21。驱动控制器1的脉冲信号输出端与开关器件21的控制端连接，采用脉宽调制方式控制各灯条2的电流，以使各灯条2的电流幅值保持一致。

具体的，驱动控制器1的脉冲信号输出端输出脉冲信号给开关器件21的控制端，以使开关器件21实现导通和关断，由于开关器件21是串接在灯条2中，因此，当开关器件21导通时，灯条2中有电流流过，当开关器件21关断时，灯条2中没有电流流过。驱动控制器1输出的脉冲信号的占空比对应于灯条2中有电流流过的时间。

驱动控制器1可以为现有技术中常用的处理器芯片，可以为单独设置的芯片，也可以集成在液晶电视的主控制器中，以使主控制器的信号输出端与各开关器件21的控制端连接，用于发送脉冲信号。

采用脉宽调制方式来控制各灯条2的电流，使得各灯条2中的电流幅值保持一致，以使整个液晶电视中的背光光源亮度保持一致。光源可以理解为一个发光物体，例如一个灯泡、一个LED等。若本实施例中背光光源采用LED，每个灯条2中设置有5颗LED，假设该灯条2需要120mA电流能够使得5颗LED处于最佳发光强度的状态。但实际施加在灯条2两端的电压为19V，若灯条2实际通过的电流为240mA，该电流较大，使得灯条2上的LED的发光强度与背光光源整体的亮度不匹配，因此，驱动控制器1可输出占空比为50%的脉冲信号，以降低灯条2中实际通过的电流至120mA。驱动控制器1通过调节脉冲信号的占空比，对各灯条2电流流过的时间进行调节，能使各灯条2中的电流保持一致，使得整个背光光源中的LED的亮度保持一致，提升了液晶电视的视觉效果。

且由于各灯条2之间为并联结构，加载在灯条2上的电压相比于现有的串联结构，所需的电压大大降低了，因此，在电路的安全性设计上可降低安全保护方式的复杂程度。例如，现有的串联结构的背光模组所需的电压为100V-200V，需将背光模组所在的电源板下表面与电视机背板之间至少保持6-10mm的距离，在电源板下表面与背板之间还需要贴一定厚度的绝缘垫片，另外，电源板上表面与液晶电视的后壳至少保持4mm的距离，电源板上各器件的高度至少需要12mm。

而本实施例的技术方案通过采用并联的至少两个灯条，在至少一个灯条中串接开关器件，采用脉宽调制方式控制各灯条的电流，以使各灯条的电流幅值保持一致，使得背光模组所需的电压可以大幅度降低，因此能够简化安全保护方式，例如可减少绝缘垫片的厚度，甚至不需要设置绝缘垫片，背光模组、主板与背板的绝缘等级可以降低很多，进而降低了制造工艺的复杂长度。另外，背光模组与背板和后壳的距离可以大幅度缩短，也能够减小液晶电视的厚度，实现真正的超薄设计，减少空间的占用，也提升了美观程度。并且采用本实施例的技术方案不会产生电流效率的降低，能够保证液晶电视电源整体系统的效率。另外，本实施例提供的技术方案对每个灯条中进行单独调整，能够避免由于各光源工作电阻不同而导致各灯条电流不一致的问题。

实施例二

对于上述技术方案中的灯条2和驱动控制器1，本领域技术人员可以设计多种电路结构来实现，本实施例提供一种可实现的具体结构，可参照图2，图2为本发明实施例二提供的背光驱动电路的结构示意图。

灯条2可以包括电阻22和串联的至少两个光源23，其中，串联的至少两个光源23的正极接收驱动电压，串联的至少两个光源23的负极与电阻22的第一连接端连接，电阻22的第二连接端接地。以两个光源23为例，第一个光源23的负极与第二个光源23的正极连接，形成灯串，第一个光源23的正极和第二个光源23的负极分别作为该灯串的正极和负极，该灯串的正极接收驱动电压，灯串的负极与电阻22的第一连接端连接。

电阻22的第一连接端还与驱动控制器1的数据采集端连接，通过该电阻22的分压作用，驱动控制器1可以从电阻22的第一连接端检测得到灯条2中的流过的电流值，然后根据该电流值计算得到相应的占空比，驱动控制器1的脉冲信号输出端发出相应占空比的脉冲信号，提供给开关器件21的控制端，当脉冲信号的高电位到达开关器件21的控制端时，开关器件21导通，灯条2中有电流流过，各光源23发光；当脉冲信号的低电位到达开关器件21的控制端时，开关器件21关断，灯条2中没有电流流过，各光源23不发光。通过驱动控制器1不断地对输出脉冲信号的占空比进行调节，可以调节各灯条2中流过的电流，以使各灯条2的电流幅值保持一致。

另外，由于液晶电视的供电电压有可能出现电压不稳定的现象，为了实现精确调节，减少调节时间，驱动控制器1可以在一个周期内采集多个灯条2中的电流值，根据各电流值的平均值计算占空比。

上述开关器件21可以为现有技术中常用的开关器件，例如三极管、场效应管等。本实施例以场效应管为例，具体可采用n沟道场效应管，其控制端（栅极）接收到高电平时，该场效应管导通，即两个数据端（源极和漏极）导通，控制端接收到低电平时，该场效应管截止，即两个数据端断开。

本实施例所提到的光源23均以发光二级管LED为例来说明，本领域技术人员也可以将现有技术中的其它发光器件应用到本实施例提供的技术方案中，本实施例均不作限定。

开关器件21与串联的至少两个光源23串接，其连接方式可以有多种。至少两个光源23串联，形成一个灯串，开关器件21可以串接在该灯串中的光源23之间，也可以连接在该灯串的正极或负极。对于LED而言，至少两个LED串联，则第一个LED的正极作为整个灯串的正极，最后一个LED的负极作为整个灯串的负极。

具体的，可采用如图2所示的结构，开关器件21的两个数据端中的一个（例如场效应管的漏极）与串联的至少两个光源23的负极连接，两个数据端中的另一个（例如场效应管的源极）与电阻22的第一连接端连接，也即开关器件21串接在至少两个电源23的末端。

假设背光光源包括40颗LED，平均分在8个灯条上，则每个灯条中有5颗LED。通常一颗LED的驱动电压为3.0V-3.6V，则每个灯条所需的驱动电压为15V-18V。由于LED本身的材料和制造工艺的影响使得各LED的工作电阻不同，因此，当各灯条加载相同的驱动电压时，每个灯条的实际电流都是不同的。例如灯条A上产生的电流值为240mA，灯条B上产生的电流值为360mA，根据整个背光光源发光强度的要求，需保持每个灯条的电流值为120mA，因此，对于灯条A，可将占空比设置为50%，以使灯条A中通过的电流值调整为120mA；对于灯条B，可将占空比设置为33.3%，以使灯条B中通过的电流至调整为120mA，具体可参考图3和图4，图3为本发明实施例提供的灯条中电流的波形图一，图4为本发明实施例提供的灯条中电流的波形图二。

本实施例的技术方案通过采用并联的至少两个灯条，在至少一个灯条中串接开关器件，采用脉宽调制方式控制各灯条的电流，以使各灯条的电流幅值保持一致，使得背光模组所需的电压可以大幅度降低，因此能够简化安全保护方式，例如可减少绝缘垫片的厚度，甚至不需要设置绝缘垫片，背光模组、主板与背板的绝缘等级可以降低很多，进而降低了制造工艺的复杂长度。另外，背光模组与背板和后壳的距离可以大幅度缩短，也能够减小液晶电视的厚度，实现真正的超薄设计，减少空间的占用，也提升了美观程度。并且采用本实施例的技术方案不会产生电流效率的降低，能够保证液晶电视电源整体系统的效率。另外，本实施例提供的技术方案对每个灯条中进行单独调整，能够避免由于各光源工作电阻不同而导致各灯条电流不一致的问题。

另外，面对电视机功能的多样化设计，电视机引入了3D技术。3D技术通常有Blink3D模式和SG3D模式两种，其中，Blink3D模式为整屏扫描方式，SG3D模式采用单路控制扫描方式。现有的电视机由于其背光模组中的灯条是串联的，只能采用Blink3D模式，而无法采用SG3D模式。而本实施例的技术方案将灯条设置为并联方式，能对每一个灯条进行控制，相当于单路控制。因此，本实施例采用的技术方案既能够实现Blink3D模式，又能够实现SG3D模式，解决了传统灯条串联方式造成的3D模式较单一的问题。

实施例三

现有的电视机的主板和电源板通常都安装在背板上，其中，电源板上设置有电源驱动电路和背光驱动电路，分别用于为主板供电以及驱动背光模组，各电路板之间需保持一定的安全距离，使得电视机在厚度方向上的尺寸较大。

本实施例提供一种新型的电视机，不再采用电源板，而是将电源板中的背光驱动电路集成设置在主板中，将电源驱动电路设置成外接电源适配器的形式，能够缩小电路板所占的空间，进而减小电视机的厚度。

图5为本发明实施例三提供的电视机的结构示意图。如图5所示，本实施例提供的电视机包括主板，主板上设置有背光驱动电路，该背光驱动电路可以采用上述任一实施例所提供的技术方案，具体的，背光驱动电路包括驱动控制器和至少两个灯条，各灯条并联，且至少一个灯条串接开关器件。驱动控制器的脉冲信号输出端与开关器件的控制端连接，采用脉宽调制方式控制各灯条的电流以使各灯条的电流幅值保持一致。其中，灯条具体可包括电阻和串联的至少两个光源，该串联的至少两个光源的正极接收驱动电压，负极与电阻的第一连接端连接，电阻的第二连接端接地。另外，电阻的第一连接端还与驱动控制器的数据采集端连接，通过该电阻的分压作用，驱动控制器可以从电阻的第一连接端检测得到灯条中的流过的电流值，然后根据该电流值计算得到相应的占空比。开关器件与串联的至少两个光源串接，具体的，开关器件的两个数据端中的一个与串联的至少两个光源的负极连接，另一个与电阻的第一连接端连接。背光驱动电路的具体实现方式及技术效果可参见上述实施例，此处不再赘述。上述任一实施例所提供的背光驱动电路都可以用在本实施例所提供的电视机中。

将背光驱动电路集成设置在主板上，其电路连接方式可由本领域技术人员根据上述实施例所提供的技术方案设计实现。

主板的电源输入端与一电源适配器连接，以通过电源适配器供电。该电源适配器用于将市电（例如220V50Hz交流电）转换为主板电路所需的工作电压（例如19V直流电），其具体的电路结构可采用本领域技术人员熟知的技术方案来实现。现有技术中主板的电源输入端是与电源板的输出端连接，而本实施例的技术方案中主板的电源输入端可以与电源适配器的输出端连接。且背光驱动电路的电源输入端可以直接与电源适配器连接，也可以从主板中获取电压。

本实施例提供的电视机，能够在采用上述实施例提供的背光驱动电路的基础上，去掉了电源驱动部分电路，而改为通过外置电源适配器供电的方式，能够进一步降低电视机的厚度。并且电视机主板由外接的电源适配器供电，有利于电视机电源设计的标准化，以及能够实现电视机的设计、采购、物料、生产以及维修的通用化，提高生产效率和产能，降低制造成本。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (5)

1.一种背光驱动电路，包括至少两个灯条，其特征在于，还包括驱动控制器和开关器件；

各所述灯条并联，且至少一个所述灯条串接所述开关器件；

所述驱动控制器的脉冲信号输出端与所述开关器件的控制端连接，采用脉宽调制方式控制各所述灯条的电流，以使各所述灯条的电流幅值保持一致；

所述灯条包括电阻和串联的至少两个光源；

所述串联的至少两个光源的正极接收驱动电压，所述串联的至少两个光源的负极与所述电阻的第一连接端连接，所述电阻的第二连接端接地；

所述电阻的第一连接端还与所述驱动控制器的数据采集端连接；

所述开关器件与所述串联的至少两个光源串接；

所述开关器件的两个数据端中的一个与所述串联的至少两个光源的负极连接，另一个与所述电阻的第一连接端连接。

2.根据权利要求1所述的背光驱动电路，其特征在于，所述开关器件为场效应管。

3.根据权利要求1所述的背光驱动电路，其特征在于，所述光源为发光二极管。

4.一种电视机，其特征在于，包括主板，所述主板上设置有背光驱动电路；

所述背光驱动电路包括驱动控制器、开关器件和至少两个灯条；

各所述灯条并联，且至少一个所述灯条串接所述开关器件；

所述驱动控制器的脉冲信号输出端与所述开关器件的控制端连接，采用脉宽调制方式控制各所述灯条的电流，以使各所述灯条的电流幅值保持一致；

所述主板的电源输入端与一电源适配器连接，以通过所述电源适配器为所述主板供电；

所述灯条包括电阻和串联的至少两个光源；

所述串联的至少两个光源的正极接收驱动电压，所述串联的至少两个光源的负极与所述电阻的第一连接端连接，所述电阻的第二连接端接地；

所述电阻的第一连接端还与所述驱动控制器的数据采集端连接；

所述开关器件与所述串联的至少两个光源串接；

所述开关器件的两个数据端中的一个与所述串联的至少两个光源的负极连接，另一个与所述电阻的第一连接端连接。

5.根据权利要求4所述的电视机，其特征在于，所述光源为发光二极管。