CN105307305B - 一种led电源控制装置及电视机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种LED电源控制装置及电视机，LED电源控制装置用于对LED和主板供电，包括：前级模块、整流模块、恒流模块和驱动芯片；所述前级模块对交流市电进行直流转换后输出第一直流电压和第二直流电压，整流模块对所述第一直流电压整流后输出给供电，恒流模块对第二直流电压整流、恒压后输出给主板供电；驱动芯片根据对LED和主板的采样电压反馈控制前级模块的工作状态；只采用一级AC‑DC转换电路和一个驱动芯片，就可保证LED和主板供电稳定。与现有技术相比，因减少了一个AC‑DC转换电路或专用的DC‑DC恒流转换器，从而实现了提高效率及降低成本的作用。

Description

一种LED电源控制装置及电视机

技术领域

本发明涉及LED驱动领域，特别涉及一种LED电源控制装置及电视机。

背景技术

目前的液晶电视屏幕通常使用LED灯作为背光材料（即LED-TV）。为了确保良好的观看效果，对LED的恒流驱动要求较高。常见的LED电源驱动有如下两种方式。

如图1所示，第一种LED-TV电源采用AC-DC转换电路，输出一路给主板供电；另一路通过专用的DC-DC恒流转换器给LED供电，以提供稳定电流保证LED稳定工作。通过驱动芯片从主板采样并反馈给AC-DC转换电路，以保证主板供电稳定。此LED -TV电源架构的缺点是：需要进行二级能量转换（AC-DC为一级能量转换，DC-DC为二级能量转换），效率较低，成本相对较高。另外， LED和主板供用同一个AC-DC转换电路时，由于LED需要一个相对稳定的工作电流，当背光亮度在变化或LED进行PWM调光变化时，反馈到AC-DC转换电路时会引起主板供电不稳，从而不能稳定工作。

如图2所示，第二种LED-TV电源虽然省去了专用的DC-DC恒流控制转换电路，但要另增加一级AC-DC转换（增加一个AC-DC变换电路和变压器T）单独给主板供电，才能保证LED供电和主板供电稳定；同样存在电源成本高，效率会损失的缺点。

因此，有必要对现有技术进行改进。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足之处，本发明的目的在于提供一种LED电源控制装置及电视机，以解决现有LED电源成本较高、效率低的问题。

为了达到上述目的，本发明采取了以下技术方案：

一种LED电源控制装置，用于对LED和主板供电，其包括：前级模块、整流模块、恒流模块和驱动芯片；

所述前级模块对交流市电进行直流转换后输出第一直流电压和第二直流电压，整流模块对所述第一直流电压整流后输出给LED供电，恒流模块对第二直流电压整流、恒压后输出给主板供电；驱动芯片根据对LED和主板的采样电压反馈控制前级模块的工作状态。

所述的LED电源控制装置中，所述前级模块包括交流输入电路、AC-DC转换电路、第一变压器和第二变压器；

所述交流输入电路连接AC-DC转换电路；第一变压器的初级绕组连接AC-DC转换电路，第一变压器的次级绕组的第1端连接整流模块，次级绕组的第2端连接恒流模块，次级绕组的第3端接地；第二变压器的初级绕组连接AC-DC转换电路，第二变压器的次级绕组连接驱动芯片。

所述的LED电源控制装置中，所述整流模块包括第一二极管和第一电阻；

所述第一二极管的正极连接第一变压器的次级绕组的第1端，第一二极管的负极连接第一电阻的一端和驱动芯片的I-S端；所述第一电阻的另一端连接LED的供电端。

所述的LED电源控制装置中，所述恒流模块包括第二二极管、第一电容、第一电感和第一MOS管；

所述第二二极管的正极连接第一变压器的次级绕组的第2端，第二二极管的负极连接第一电容的正极和第一电感的一端，第一电容的负极接地，第一电感的另一端连接第一MOS管的漏极，第一MOS管的栅极连接驱动芯片的N脚；第一MOS管的源极连接驱动芯片的V-S脚和主板。

所述的LED电源控制装置中，所述驱动芯片包括第一比较器，第二比较器，运算放大器和驱动控制器；所述第一比较器的反相输入端连接第一MOS管的源极，第一比较器的输出端连接运算放大器的正相输入端，第二比较器的反相输入端连接第一二极管的负极，第二比较器的输出端连接驱动控制器的输入脚，运算放大器的反相输入端连接驱动控制器的第一输出脚，运算放大器的输出端连接第一MOS管的栅极，驱动控制器的第二输出脚连接第二变压器的次级绕组的第3端，驱动控制器的第三输出脚连接第二变压器的次级绕组的第4端。

一种电视机，其包括所述的LED电源控制装置。

相较于现有技术，本发明提供的LED电源控制装置及电视机，通过前级模块对交流市电进行直流转换后输出第一直流电压和第二直流电压，整流模块对所述第一直流电压整流后输出给LED供电，恒流模块对第二直流电压整流、恒压后输出给主板供电；驱动芯片根据对LED和主板的采样电压反馈控制前级模块的工作状态；只采用一级AC-DC转换电路和一个驱动芯片，就可保证LED和主板供电稳定。与现有技术相比，因减少了一个AC-DC转换电路或专用的DC-DC恒流转换器，从而实现了提高效率及降低成本的作用。

附图说明

图1为现有LED-TV电源一实施例的电路图；

图2为现有LED-TV电源另一实施例的电路图；

图3为本发明实施例提供的LED电源控制装置的结构框图；

图4为本发明实施例提供的LED电源控制装置的电路图；

图5为本发明实施例提供的LED电源控制装置中驱动芯片的电路图。

具体实施方式

本发明提供一种LED电源控制装置及电视机，主要用于电视领域的LED-TV电源架构，还可以应用于以LED为背光源的产品，如监视器、显示屏等。只采用一级AC-DC转换电路和一个驱动芯片，就可保证LED和主板供电稳定。与现有技术相比，因减少了一个AC-DC转换电路或专用的DC-DC恒流转换器，从而实现了提高效率及降低成本的作用。为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

请参阅图3和图4，本发明实施例提供的电视机包括LED电源控制装置，其用于对主板和背光模组中的LED供电，其包括前级模块100、整流模块200、恒流模块300和驱动芯片400。所述前级模块100对交流市电进行直流转换后输出第一直流电压和第二直流电压，整流模块200对所述第一直流电压整流后输出给LED供电，恒流模块300对第二直流电压整流、恒压后输出给主板供电；驱动芯片400根据对LED和主板的采样电压反馈控制前级模块100的工作状态。

所述前级模块100包括交流输入电路101、AC-DC转换电路102、第一变压器T1和第二变压器T2。所述交流输入电路101连接AC-DC转换电路102；第一变压器T1的初级绕组连接AC-DC转换电路102，第一变压器T1的次级绕组的第1端（输出第一直流电压）连接整流模块200，次级绕组的第2端（输出第二直流电压）连接恒流模块300，次级绕组的第3端接地；第二变压器T2的初级绕组（第1端和第2端）连接AC-DC转换电路102，第二变压器T2的次级绕组（第3端和第4端）连接驱动芯片400。

交流输入电路101将输入的交流电整流后传输给AC-DC转换电路102转换成直流电压。其中，交流输入电路101、AC-DC转换电路102为现有技术，本实施例的改进点在于，增加第二变压器T2、通过驱动芯片400的控制形成反馈控制回路，以调整AC-DC转换电路102的输出。所述第一变压器T1的次级绕组上设置有2个输出端以实现第一直流电压和第二直流电压的两路输出；在具体实施时还可设置多个输出端实现多路输出，给其他模块供电。

所述整流模块200包括第一二极管D1和第一电阻R1；所述第一二极管D1的正极连接第一变压器T1的次级绕组的第1端，第一二极管D1的负极连接第一电阻R1的一端和驱动芯片的I-S端；所述第一电阻R1的另一端为LED电源控制装置的第一供电端，连接LED的供电端。

其中，所述第一二极管D1为整流二极管，第一电阻R1为采样电阻。次级绕组的第1端输出的第一直流电压经过第一二极管D1整流后输出第一供电电压给LED供电。工作时，LED通过第一电阻R1检测其工作电流，即第一电阻R1对第一供电电压进行采样，并反馈至驱动芯片400的I-S端，驱动芯片400反馈到AC-DC转换电路以控制次级绕组的第1端输出的电压大小，从而稳定LED的工作电流，保护LED工作正常。

特别地，当LED 进行PWM调光时，第一供电电压会对应变化。如PWM信号ON（高电平）时，LED有供电，通过第一电阻R1采样输出高电平给驱动芯片的I-S端，LED与前级模块100闭环形成回路。PWM信号OFF（低电平）时，LED无供电，驱动芯片的I-S端断开与第一电阻R1的连接，此时，LED与前级模块100开环，没有形成回路，需要通过恒流模块300、驱动芯片400与前级模块100形成回路以确保电路正常工作。

所述恒流模块300包括第二二极管D2、第一电容C1、第一电感L1和第一MOS管Q1；所述第二二极管D2的正极连接第一变压器T1的次级绕组的第2端，第二二极管D2的负极连接第一电容C1的正极和第一电感L1的一端，第一电容C1的负极接地，第一电感L1的另一端连接第一MOS管Q1的漏极，第一MOS管Q1的栅极连接驱动芯片400的N脚；第一MOS管Q1的源极为LED电源控制装置的第二供电端，连接驱动芯片400的V-S脚和主板的供电端。

如图5所示，所述驱动芯片400包括第一比较器EA-V，第二比较器EA-I，运算放大器CMP和驱动控制器410；所述第一比较器EA-V的反相输入端连接第一MOS管Q1的源极，第一比较器EA-V的输出端连接运算放大器CMP的正相输入端，第二比较器EA-I的反相输入端连接第一二极管D1的负极，第二比较器EA-I的输出端连接驱动控制器410的输入脚in，运算放大器CMP的反相输入端连接驱动控制器410的第一输出脚out1，运算放大器CMP的输出端连接第一MOS管Q1的栅极，驱动控制器410的第二输出脚out2连接第二变压器T2的次级绕组的第3端，驱动控制器410的第三输出脚out3连接第二变压器T2的次级绕组的第4端。其中，第一比较器EA-V的正相输入端、第二比较器EA-I的正相输入端均输入基准电压Vref。

第一变压器T1的次级绕组的第2端输出的第二直流电压依次经过第二二极管D2整流，第一电容C1滤波，第一电感L1和第一MOS管Q1组成的恒压电路恒压后、输出第二供电电压给主板供电。当LED的电流变小或变大时（即进行PWM调光），通过主板检测第二供电电压并反馈给驱动芯片的V-S脚。第二比较器EA-I将第一电阻R1采样输出的高电平与基准电压Vref比较后输入驱动控制器。第一比较器EA-V将第二供电电压与基准电压Vref比较后输入运算放大器CMP，与驱动控制器的第一输出脚out1输出的电压进行比较，使驱动芯片的N脚输出对应的导通信号来控制第一MOS管Q1的导通时间的长短、以稳定主板的工作电压。例如，当驱动芯片通过其V-S脚检测LED的电流变小（PWM信号OFF）时，其N脚输出第一导通信号增加第一MOS管Q1的导通状态，以增加输出的电流，从而增大第二供电电压。当检测LED的电流变大（PWM信号ON）时，驱动芯片输出第二导通信号减小第一MOS管Q1的导通状态，以减少输出的电流，从而减小第二供电电压。需要理解的是，第一MOS管Q1是一直保持为导通状态的，本实施例只是通过对应的导通信号来控制其导通状态的大小，从而控制第一MOS管Q1输出的电流的大小，以实现主板供电的稳定性。

当PWM信号OFF时，LED与前级模块100之间没有回路，此时通过主板、驱动芯片、AC-DC转换电路形成回路。驱动芯片根据其V-S脚的对第二供电电压的采样判断需要前级模块100升、降压时，驱动控制器的第二输出脚out2和第三输出脚out3输出对应的电压、通过第二变压器T2反馈控制AC-DC转换电路，即可改变第一变压器T1的次级绕组输出的直流电压的大小。同时还能确保与前级模块100形成回路，以保证整个LED电源控制装置能正常工作。

综上所述，本发明提供的LED电源控制装置及电视机，通过一级AC-DC转换电路和一个驱动芯片，就可保证LED和主板供电稳定，还能在LED进行PWM调光变化时形成回路确保工作正常、稳定；与现有技术相比，因减少了一个AC-DC转换电路或专用的DC-DC恒流转换器，从而实现了提高效率及降低成本的作用。

可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (5)

1.一种LED电源控制装置，用于对LED和主板供电，其特征在于，包括：前级模块、整流模块、恒流模块和驱动芯片；

所述前级模块对交流市电进行直流转换后输出第一直流电压和第二直流电压，整流模块对所述第一直流电压整流后输出给LED供电，恒流模块对第二直流电压整流、恒压后输出给主板供电；驱动芯片根据对LED和主板的采样电压反馈控制前级模块的工作状态；

所述前级模块包括交流输入电路、AC-DC转换电路、第一变压器和第二变压器；

所述交流输入电路连接AC-DC转换电路；第一变压器的初级绕组连接AC-DC转换电路，第一变压器的次级绕组的第1端连接整流模块，次级绕组的第2端连接恒流模块，次级绕组的第3端接地；第二变压器的初级绕组连接AC-DC转换电路，第二变压器的次级绕组连接驱动芯片；

通过第二变压器反馈控制AC-DC转换电路，改变第一变压器的次级绕组输出直流电压的大小。

2.根据权利要求1所述的LED电源控制装置，其特征在于，所述整流模块包括第一二极管和第一电阻；

所述第一二极管的正极连接第一变压器的次级绕组的第1端，第一二极管的负极连接第一电阻的一端和驱动芯片的I-S端；所述第一电阻的另一端连接LED的供电端。

3.根据权利要求2所述的LED电源控制装置，其特征在于，所述恒流模块包括第二二极管、第一电容、第一电感和第一MOS管；

所述第二二极管的正极连接第一变压器的次级绕组的第2端，第二二极管的负极连接第一电容的正极和第一电感的一端，第一电容的负极接地，第一电感的另一端连接第一MOS管的漏极，第一MOS管的栅极连接驱动芯片的N脚；第一MOS管的源极连接驱动芯片的V-S脚和主板。

4.根据权利要求3所述的LED电源控制装置，其特征在于，所述驱动芯片包括第一比较器，第二比较器，运算放大器和驱动控制器；所述第一比较器的反相输入端连接第一MOS管的源极，第一比较器的输出端连接运算放大器的正相输入端，第二比较器的反相输入端连接第一二极管的负极，第二比较器的输出端连接驱动控制器的输入脚，运算放大器的反相输入端连接驱动控制器的第一输出脚，运算放大器的输出端连接第一MOS管的栅极，驱动控制器的第二输出脚连接第二变压器的次级绕组的第3端，驱动控制器的第三输出脚连接第二变压器的次级绕组的第4端。

5.一种电视机，其特征在于，包括如权利要求1-4任一项所述的LED电源控制装置。