CN106448577A - 一种背光恒流驱动板及液晶电视机 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种背光恒流驱动板及液晶电视机，所述背光恒流驱动板包括Boost升压电路、恒流控制电路、切换开关电路和灯条插座；背光恒流驱动板通过灯条插座与背光灯条连接；所述Boost升压电路将输入电压升压后输出输出电压，通过灯条插座传输给背光灯条供电；切换开关电路根据PWM信号和供电电压控制流过背光灯条的电流与地之间的回路的通断；恒流控制电路根据PWM信号和EAN信号监控切换开关电路中背光灯条的电流大小并使其恒定。通过切换开关电路在系统待机时，使背光灯条的电流无法与地之间形成回路，则背光灯条不发光；从而解决了现有液晶电视机待机或恒流驱动控制芯片不工作时，屏幕出现微亮的问题。

Description

一种背光恒流驱动板及液晶电视机
技术领域
本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种背光恒流驱动板及液晶电视机。
背景技术
微利时代、成本至胜已不再是口号了，其已全方位落实到实际的工作中。大到液晶屏，小到元器件，随着不断的成本优化，高性价比已成为电源发展的一个永恒主题。在恒流驱动控制芯片发展中常见的封装有QFP（方型扁平式封装技术，Quad Flat Package）-44、SOP（Small Out-Line Package，小外形封装）-32、SOP-24、SOP-16、SOP-8、TSOP（Thin SmallOutline Package，薄型小尺寸封装）-6等。芯片的封装和价格有很大的关系，封装越小，引脚数就越少，价格就越便宜。
随着TV视听产品屏体的发展，背光的技术逐渐成熟，背光的LED灯在不断的优化。在中小尺寸的液晶电视机中，背光驱动电路的芯片往往采用SOP-8或TSOP-6的封装。虽然在价格上有一定的优势，但在性能上也有不足之处，比如工作频率不可调、无软启动功能等。因引脚数较少，该芯片内部没有集成MOSFET，如图1所示。假设输入电压Vin为24V，其依次经过电感L储能，二极管D整流，电容C滤波，通过灯条插座N输出给背光LED灯串（假设有8颗LED灯，每颗LED灯的VF值为3.3V，背光电压为26.4V)。这样输入电压Vin和输出电压Vout接近，在其Boost升压电路（由恒流驱动控制芯片U及其外围电路组成， ENA信号用于控制恒流驱动控制芯片U启动，PWM信号用于控制输出电压的大小）的占空比较小；占空比计算公式：Duty=1-（Vin/Vou）。在系统待机或恒流驱动控制芯片U不工作时，在输出电压Vout与地之间形成回路，会出现由较小的电流流过背光LED灯串，导致屏幕出现微亮，使LED光衰，还会影响显示效果。
因此，现有技术还有待于改进和发展。
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背光恒流驱动板及液晶电视机，以解决现有液晶电视机待机或恒流驱动控制芯片不工作时，屏幕出现微亮的问题。
为了达到上述目的，本发明采取了以下技术方案：
一种背光恒流驱动板，其包括Boost升压电路、恒流控制电路、切换开关电路和灯条插座；背光恒流驱动板通过灯条插座与背光灯条连接；
所述Boost升压电路将输入电压升压后输出输出电压，通过灯条插座传输给背光灯条供电；切换开关电路根据PWM信号和供电电压控制流过背光灯条的电流与地之间的回路的通断；恒流控制电路根据PWM信号和EAN信号监控切换开关电路中背光灯条的电流大小并使其恒定。
所述的背光恒流驱动板中，所述切换开关电路在PWM信号为高电平时导通，使流过背光灯条的电流与地之间形成回路，实现背光灯条的正常点亮；切换开关电路在PWM信号为低电平时断开，电流没有到地回路，背光灯条熄灭。
所述的背光恒流驱动板中，所述切换开关电路包括控制单元和开关单元；
所述控制单元根据PWM信号的高低电平控制供电电压是否转换为开通阀值电压输出；开关单元根据开通阀值电压的输出状态控制背光灯条的电流的输出状态。
所述的背光恒流驱动板中，所述控制单元包括第一三极管、第二三极管、第一电阻和第二电阻；
所述第一三极管的基极连接第一电阻的一端，第一电阻的另一端连接主板，第一三极管的发射极接地，第一三极管的集电极连接第二电阻的一端和第二三极管的基极，第二三极管的发射极连接第二电阻的另一端和电源板，第二三极管的集电极连接开关单元。
所述的背光恒流驱动板中，所述控制单元还包括第三电阻、第四电阻和第五电阻；
所述第三电阻的一端连接第一三极管的集电极，第三电阻的另一端连接第二三极管的基极和第二电阻的一端，第四电阻的一端连接第二三极管的发射极和第二电阻的另一端，第四电阻的另一端连接电源板，第五电阻的一端连接第二三极管的集电极，第五电阻的另一端连接开关单元。
所述的背光恒流驱动板中，所述开关单元包括MOS管和第六电阻；
所述MOS管的栅极连接第六电阻的一端和第二三极管的集电极，MOS管源极连接第六电阻的另一端和恒流控制电路，MOS管的漏极连接灯条插座的第5脚和第6脚；灯条插座的第5脚和第6脚均连接背光灯条的负端。
所述的背光恒流驱动板中，所述Boost升压电路包括保险丝、电感、开关MOS管、第一电容、第二电容、第七电阻、第八电阻、第九电阻、第一二极管和第二二极管；
所述保险丝的一端连接电源板；保险丝的另一端连接恒流控制电路、第一电容的一端和电感的一端，第一电容的另一端接地，电感的另一端连接开关MOS管的漏极和第一二极管的正极；第一二极管的负极连接第二电容的一端、第八电阻的一端和灯条插座的第1脚和第2脚；第八电阻的另一端连接恒流控制电路、还通过第九电阻接地；第二电容的另一端接地，开关MOS管的栅极连接第二二极管的正极，第二二极管的负极连接恒流控制电路，开关MOS管的源极通过第七电阻连接恒流控制电路，灯条插座的第1脚和第2脚均连接背光灯条的正端。
所述的背光恒流驱动板中，所述恒流控制电路包括恒流驱动控制芯片、第十电阻、第十一电阻和第十二电阻；
所述恒流驱动控制芯片的VCC脚连接保险丝的另一端，恒流驱动控制芯片的OUT脚连接第二二极管的负极，恒流驱动控制芯片的CS脚通过第七电阻连接开关MOS管的源极，恒流驱动控制芯片的DIM/EN脚连接主板，恒流驱动控制芯片的OVP脚连接第八电阻的另一端，恒流驱动控制芯片的FB脚连接第十电阻的一端；第十二电阻的一端连接MOS管的源极、第十电阻的一端和第十一电阻的一端；第十电阻、第十一电阻和第十二电阻的另一端均接地。
一种液晶电视机，内置一电路板，所述电路板上集成了电源板、主板和背光灯条，其中，所述电路板上还集成了所述的背光恒流驱动板；
所述电源板输出供电电压和输入电压给背光恒流驱动板供电，主板输出PWM信号和EAN信号给背光恒流驱动板；背光恒流驱动板将输入电压升压后输出输出电压给背光灯条供电，根据PWM信号和EAN信号监控流过背光灯条中的电流并使其恒定，还根据PWM信号和供电电压控制背光灯条的电流与地之间的回路的通断。
相较于现有技术，本发明提供的一种背光恒流驱动板及液晶电视机，背光恒流驱动板通过灯条插座与背光灯条连接；通过Boost升压电路将输入电压升压后输出输出电压，通过灯条插座传输给背光灯条供电；切换开关电路根据PWM信号和供电电压控制流过背光灯条的电流与地之间的回路的通断；恒流控制电路根据PWM信号和EAN信号监控切换开关电路中背光灯条的电流大小并使其恒定。通过切换开关电路在系统待机时，使背光灯条的电流无法与地之间形成回路，则背光灯条不发光；从而解决了现有液晶电视机待机或恒流驱动控制芯片不工作时，屏幕出现微亮的问题。
附图说明
图1是现有背光恒流驱动电路中恒流驱动控制芯片采用SOP-8封装的拓扑结构图；
图2是本发明液晶电视机的结构框图；
图3是本发明背光恒流驱动板的电路图；
图4是本发明PWM信号和开关MOS管的栅极控制信号的波形图。
具体实施方式
本发明提供了一种背光恒流驱动板及液晶电视机，适用于LCD（Liquid CrystalDisplay，液晶显示器）、LED-TV（使用LED灯作为背光材料的液晶电视）等液晶电视领域的背光灯条微亮的处理，还可以应用于监视器，电教，背投，等离子等显示相关领域。通过增加一切换开关电路，在PWM信号为高电平时开启切换开关电路，使背光灯条正常点亮；PWM信号为低电平时关断切换开关电路，使背光灯条不发光。通过和PWM信号、Boost升压电路同步，解决屏出现微亮的问题。为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚、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仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图2所示，本实施例提供的解决背光灯条微亮的液晶电视机内设置一电路板，所述电路板上集成了电源板1、背光恒流驱动板2、主板3和背光灯条4。所述电源板1输出12V的供电电压和24V的输入电压Vin给背光恒流驱动板2供电。主板3输出PWM信号和EAN信号给背光恒流驱动板2。背光恒流驱动板2将输入电压Vin升压后输出输出电压Vout给背光灯条4供电，根据PWM信号和EAN信号监控流过背光灯条中的电流并使其恒定，还根据PWM信号和12V的供电电压控制背光灯条的电流与地之间的回路的通断。
所述背光恒流驱动板2上集成了Boost升压电路21、恒流控制电路22、切换开关电路23和灯条插座CN。背光恒流驱动板2通过灯条插座CN与背光灯条4连接。所述Boost升压电路21将输入电压Vin升压后输出输出电压Vout，通过灯条插座CN传输给背光灯条4供电。切换开关电路23根据PWM信号的高低电平和12V的供电电压控制流过背光灯条的电流与地之间的回路的通断。恒流控制电路22根据PWM信号和EAN信号监控切换开关电路23中背光灯条的电流大小并使其恒定。
其中，切换开关电路23在PWM信号为高电平时导通，使流过背光灯条的电流与地之间形成回路，从而实现背光灯条的正常点亮；切换开关电路23在PWM信号为低电平时断开，该电流没有到地回路，则背光灯条不会发光，从而解决背光灯条微亮的问题。
请一并参阅图3，所述切换开关电路23包括控制单元231和开关单元232；所述控制单元231根据PWM信号的高低电平控制供电电压是否转换为开通阀值电压输出。开关单元232根据开通阀值电压的输出状态控制背光灯条的电流的输出状态。
所述控制单元231包括第一三极管Q1、第二三极管Q2、第一电阻R1和第二电阻R2；所述第一三极管Q1的基极连接第一电阻R1的一端，第一电阻R1的另一端连接主板，第一三极管Q1的发射极接地，第一三极管Q1的集电极连接第二电阻R2的一端和第二三极管Q2的基极，第二三极管Q2的发射极连接第二电阻R2的另一端和电源板，第二三极管Q2的集电极连接开关单元232。
其中，所述第一三极管Q1为NPN三极管，第二三极管Q2为PNP三极管，第一电阻R1的阻值为10KΩ，第二电阻R2的阻值为22KΩ。电源板输出的12V供电电压传输至第二三极管Q2的发射极，主板输出的PWM信号传输至第二电阻R2的另一端。PWM信号为高电平时，第一三极管Q1导通使第二三极管Q2导通，输出开通阀值电压给开关单元232。PWM信号为低电平时，第一三极管Q1断开使第二三极管Q2断开，无开通阀值电压输出。
进一步实施例中，所述控制单元231还包括第三电阻R3、第四电阻R4和第五电阻R5；所述第三电阻R3的一端连接第一三极管Q1的集电极，第三电阻R3的另一端连接第二三极管Q的基极和第二电阻R2的一端，第四电阻R4的一端连接第二三极管Q2的发射极和第二电阻R2的另一端，第四电阻R4的另一端连接电源板。第五电阻R5的一端连接第二三极管Q2的集电极，第五电阻R5的另一端连接开关单元232。
其中，第三电阻R3用于保护第二三极管Q2和下拉作用。第四电阻R4用于限流保护第二三极管Q2，还和第二电阻R2组合为第二三极管Q2提供偏置电压。第五电阻R5用于限流。
所述开关单元232包括MOS管Q3和第六电阻R6；所述MOS管Q3的栅极连接第六电阻R6的一端和第二三极管Q2的集电极（或第五电阻R5的另一端），MOS管Q3源极连接第六电阻R6的另一端和恒流控制电路，MOS管Q3的漏极连接灯条插座CN的第5脚和第6脚。灯条插座CN的第5脚和第6脚均连接背光灯条的负端。
其中，MOS管Q3为NMOS管，第六电阻R6的阻值为10KΩ。MOS管Q3的栅极输入高电平时导通，将背光灯条的电流输出给恒流控制电路形成倒地回路。MOS管Q3的栅极输入低电平时截止，背光灯条的电流不会输出。
本实施例中，所述Boost升压电路21包括保险丝F1、电感L1、开关MOS管Q4、第一电容C1、第二电容C2、第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9、第一二极管D1和第二二极管D2；所述保险丝F1的一端连接电源板；保险丝F1的另一端连接恒流控制电路、第一电容C1的一端和电感L1的一端，第一电容C1的另一端接地，电感L1的另一端连接开关MOS管Q4的漏极和第一二极管D1的正极；第一二极管D1的负极连接第二电容C2的一端、第八电阻R8的一端和灯条插座CN的第1脚和第2脚；第八电阻R8的另一端连接恒流控制电路、还通过第九电阻R9接地；第二电容C2的另一端接地，开关MOS管Q4的栅极连接第二二极管D2的正极，第二二极管D2的负极连接恒流控制电路，开关MOS管Q4的源极通过第七电阻R7连接恒流控制电路，灯条插座CN的第1脚和第2脚均连接背光灯条的正端。
所述恒流控制电路22包括型号为PF7906BS的恒流驱动控制芯片U、第十电阻R10、第十一电阻R11和第十二电阻R12；所述恒流驱动控制芯片U的VCC脚连接保险丝F1的另一端，恒流驱动控制芯片U的OUT脚连接第二二极管D2的负极，恒流驱动控制芯片U的CS脚通过第七电阻R7连接开关MOS管Q4的源极，恒流驱动控制芯片U的DIM/EN脚连接主板，恒流驱动控制芯片U的OVP脚连接第八电阻R8的另一端，恒流驱动控制芯片U的FB脚连接第十电阻R10的一端；第十二电阻R12的一端连接MOS管Q3的源极、第十电阻R10的一端和第十一电阻R11的一端；第十电阻R10、第十一电阻R11和第十二电阻R12的另一端均接地。
请继续参阅图2至图3，所述背光恒流驱动板2的工作原理为：
接通交流电后，电源板输出12V的供电电压给背光恒流驱动板供电，主板给背光恒流驱动板提供ENA信号和PWM信号，恒流控制电路开始工作。
24V的输入电压Vin依次流过保险丝F1，第一电容C1滤波，电感L1储能，第一二级管D1整流，第二电容C2滤波后输出输出电压Vout，通过灯条插座CN的第1脚和第2脚输出至背光灯条的正端进行供电。若如现有技术没有切换开关电路，则灯条插座CN的第5脚和第6脚直接连接第十二电阻R12的一端，经第十电阻R10、第十一电阻R11和第十二电阻R12设置流过背光灯条的电流的大小并反馈给恒流驱动控制芯片U。恒流驱动控制芯片U通过调整接开关MOS管Q4的通断状态来改变输出电压Vout的大小，从而控制背光灯条的电流使其恒流稳定。但由于此时输入电压24V、背光灯条的电压为26.2V时，其占空比为9%，主板处于待机状态时没有提供PWM信号和EAN信号，恒流驱动控制芯片U不工作。在背光灯条的正端有24V，经过背光灯条会有较小的电流流过，LED灯微亮从而使屏幕微亮。
而本实施例增加切换开关电路后，当液晶电视机正常工作时，主板3输出的PWM信号（脉冲控制）分两路输入背光恒流驱动板2。一路用于控制恒流驱动控制芯片U，一路控制切换开关电路。该PWM信号为高电平时，经第一电阻R1提供第一三极管Q1的Ib电流，使其导通工作。第一三极管Q1的发射极被拉底到地。12V的供电电压经过第四电阻R4、第二电阻R2，给第二三极管Q2提供偏置电压。此时第一三极管Q1导通后偏置电压经第三电阻R3给第二三极管Q2提供Ib电流，第二三极管Q2导通工作，在其集电极有约11.4V的电压。该电压经第五电阻R5到 MOS管Q3的栅极，给其提供一个开通阀值电压，使MOS管Q3导通工作，背光灯条的电流流过MOS管Q3、第十电阻R10、第十一电阻R11、第十二电阻R12到地，形成回路，背光灯条发光。该切换开关电路达到开通的作用。
当系统待机时PWM信号为低电平，第一三极管Q1不导通，第二三极管Q2没有Ib电流不工作，12V就无法给MOS管Q3提供开通阀值电压，此时背光灯条的电流无法流过MOS管Q3，背光灯条不会发光。该切换开关电路达到关闭的作用。
因切换开关电路和恒流驱动控制芯片U共用一路PWM信号，切换开关电路的开关和Boost升压电路的开关是完全同步的，即切换开关电路中的MOS管Q3开通时，Boost升压电路中的开关MOS管Q4也开通。切换开关电路中的MOS管Q3关闭时，Boost升压电路中的开关MOS管Q4也关闭，达到同步的作用。如图4波形图所示，CH1为PWM信号，工作频率为1KHZ。 CH2为Boost升压电路中开关MOS管Q4的栅极控制信号，工作频率为100KHZ。从图4中可以看出PWM信号和开关MOS管Q4的栅极控制信号是同步的，即MOS管Q3和开关MOS管Q4同时导通，同时关闭。
综上所述，本发明所提供的一种背光恒流驱动板及液晶电视机，通过增加一切换开关电路，将切换开关电路和PWM信号、Boost升压电路同步控制，在PWM信号为高电平时开启切换开关电路，使背光电流与地之间形成回路控制背光灯条正常点亮；待机状态下PWM信号为低电平，关断切换开关电路，使背光电流无法流到地，从而完全熄灭背光灯条；可有效解决背光灯条微亮的问题。该切换开关电路结构简单，成本低、生产工艺简化。
应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (9)

1.一种背光恒流驱动板，其特征在于，包括Boost升压电路、恒流控制电路、切换开关电路和灯条插座；背光恒流驱动板通过灯条插座与背光灯条连接；
所述Boost升压电路将输入电压升压后输出输出电压，通过灯条插座传输给背光灯条供电；切换开关电路根据PWM信号和供电电压控制流过背光灯条的电流与地之间的回路的通断；恒流控制电路根据PWM信号和EAN信号监控切换开关电路中背光灯条的电流大小并使其恒定。
2.根据权利要求1所述的背光恒流驱动板，其特征在于，所述切换开关电路在PWM信号为高电平时导通，使流过背光灯条的电流与地之间形成回路，实现背光灯条的正常点亮；切换开关电路在PWM信号为低电平时断开，电流没有到地回路，背光灯条熄灭。
3.根据权利要求1或2所述的背光恒流驱动板，其特征在于，所述切换开关电路包括控制单元和开关单元；
所述控制单元根据PWM信号的高低电平控制供电电压是否转换为开通阀值电压输出；开关单元根据开通阀值电压的输出状态控制背光灯条的电流的输出状态。
4.根据权利要求3所述的背光恒流驱动板，其特征在于，所述控制单元包括第一三极管、第二三极管、第一电阻和第二电阻；
所述第一三极管的基极连接第一电阻的一端，第一电阻的另一端连接主板，第一三极管的发射极接地，第一三极管的集电极连接第二电阻的一端和第二三极管的基极，第二三极管的发射极连接第二电阻的另一端和电源板，第二三极管的集电极连接开关单元。
5.根据权利要求4所述的背光恒流驱动板，其特征在于，所述控制单元还包括第三电阻、第四电阻和第五电阻；
所述第三电阻的一端连接第一三极管的集电极，第三电阻的另一端连接第二三极管的基极和第二电阻的一端，第四电阻的一端连接第二三极管的发射极和第二电阻的另一端，第四电阻的另一端连接电源板，第五电阻的一端连接第二三极管的集电极，第五电阻的另一端连接开关单元。
6.根据权利要求4所述的背光恒流驱动板，其特征在于，所述开关单元包括MOS管和第六电阻；
所述MOS管的栅极连接第六电阻的一端和第二三极管的集电极，MOS管源极连接第六电阻的另一端和恒流控制电路，MOS管的漏极连接灯条插座的第5脚和第6脚；灯条插座的第5脚和第6脚均连接背光灯条的负端。
7.根据权利要求6所述的背光恒流驱动板，其特征在于，所述Boost升压电路包括保险丝、电感、开关MOS管、第一电容、第二电容、第七电阻、第八电阻、第九电阻、第一二极管和第二二极管；
所述保险丝的一端连接电源板；保险丝的另一端连接恒流控制电路、第一电容的一端和电感的一端，第一电容的另一端接地，电感的另一端连接开关MOS管的漏极和第一二极管的正极；第一二极管的负极连接第二电容的一端、第八电阻的一端和灯条插座的第1脚和第2脚；第八电阻的另一端连接恒流控制电路、还通过第九电阻接地；第二电容的另一端接地，开关MOS管的栅极连接第二二极管的正极，第二二极管的负极连接恒流控制电路，开关MOS管的源极通过第七电阻连接恒流控制电路，灯条插座的第1脚和第2脚均连接背光灯条的正端。
8.根据权利要求7所述的背光恒流驱动板，其特征在于，所述恒流控制电路包括恒流驱动控制芯片、第十电阻、第十一电阻和第十二电阻；
所述恒流驱动控制芯片的VCC脚连接保险丝的另一端，恒流驱动控制芯片的OUT脚连接第二二极管的负极，恒流驱动控制芯片的CS脚通过第七电阻连接开关MOS管的源极，恒流驱动控制芯片的DIM/EN脚连接主板，恒流驱动控制芯片的OVP脚连接第八电阻的另一端，恒流驱动控制芯片的FB脚连接第十电阻的一端；第十二电阻的一端连接MOS管的源极、第十电阻的一端和第十一电阻的一端；第十电阻、第十一电阻和第十二电阻的另一端均接地。
9.一种液晶电视机，内置一电路板，所述电路板上集成了电源板、主板和背光灯条，其特征在于，所述电路板上还集成了如权利要求1-8任一所述的背光恒流驱动板；
所述电源板输出供电电压和输入电压给背光恒流驱动板供电，主板输出PWM信号和EAN信号给背光恒流驱动板；背光恒流驱动板将输入电压升压后输出输出电压给背光灯条供电，根据PWM信号和EAN信号监控流过背光灯条中的电流并使其恒定，还根据PWM信号和供电电压控制背光灯条的电流与地之间的回路的通断。
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