CN106604458B - 可检测led灯串开短路的恒流源驱动装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可检测LED灯串开短路的恒流源驱动装置，包括配置模块、电源控制模块、电压采集模块、开短路判断模块和恒流源驱动模块。本发明适用于所有液晶模组背光板的检测，既能满足模组厂商常规的点亮灯条的检测方式，也能进一步检测出有开短路问题的灯串，并将灯串问题状态按一定协议方式显示出来。同时也规避了异常灯串对点灯设备的不良影响，具有容易实现、成本低、实用性高的特点。

Description

可检测LED灯串开短路的恒流源驱动装置及方法

技术领域

本发明涉及液晶模组背光板的检测技术领域，具体涉及一种可检测LED灯串开短路的恒流源驱动装置及方法。

背景技术

目前液晶模组厂商的背光板检测手段，一般是通过恒流源模块来驱动LED灯串，通过点灯效果来判断LED灯串的好坏。该方式有三个弊端，一是对两个灯串的阳极和阴极分别加载时，若灯串的阴极之间短路，灯串也可以正常点亮，不能排查出灯串的阴极端的短路；二是对点不亮的灯串无法判断其原因；三是不能有效防止灯串损坏对设备造成的不良影响。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种可检测LED灯串开短路的恒流源驱动装置，实现了在点亮灯串前，预先对灯串的阳极和阴极进行开路、短路检测，可快速甄别出有异常的灯串，识别灯串的异常情况；同时对于正常的灯串，可配置灯串数和驱动电流，点亮灯串，供使用人员观察LED灯珠亮度，完成背光板的检测。

为实现上述目的，本发明所设计的可检测LED灯串开短路的恒流源驱动装置，其特殊之处在于，包括配置模块、电源控制模块、电压采集模块、开短路判断模块和恒流源驱动模块；

所述配置模块：用于配置驱动电流和灯串数；

所述电源控制模块：用于生成阳极加载电源V1和阴极加载电源V2；

所述电压采集模块：用于切换灯串导通的通道和采集灯串阳/阴极电压；

所述开短路判断模块：用于根据所述采集灯串阳/阴极电压和内部设定的判断阀值作比较，判断灯串开短路，未检测出开短路问题时，下发开电命令；

所述恒流源驱动模块：用于根据所述开电命令生成灯串所需的恒流源。

进一步地，所述配置模块为拨码开关或者用户交互界面。

更进一步地，所述电源控制模块为BUCK拓扑结构的电源模块。

更进一步地，所述电压采集模块包括通道切换装置和ADC装置；所述通道切换装置用于采集电压时切换各灯串通道；所述ADC装置用于将采集的模拟电压转换为数字电压。

更进一步地，所述恒流源驱动模块包括驱动电源和限流装置；所述驱动电源采用BOOST拓扑，用于生成点灯串所需的电源；所述限流装置用于根据灯串所需的电源限流。

一种用于上述可检测LED灯串开短路的恒流源驱动装置的方法，包括如下步骤：

1)生成两组不同电压值的阳极加载电源V1和阴极加载电源V2且V1＞V2，并按依次加载到LED灯串的阳极和阴极上，每次只对单一灯串进行加载；

2)每当对单一灯串加载阳极加载电源V1或者阴极加载电源V2时，采集所有LED灯串的阳极和阴极的电压值，并记录灯串与电压的对应关系数据；

3)将所述灯串与电压的对应关系数据，与内部设置阳极判断电压V1＇和阴极判断电压V2＇做比较，同时不同灯串间的电压值也同步进行比较，通过比较结果组合判断是否存在开路或短路的问题；

4)若检测出灯串存在开路或短路的问题，终止开电流程，同时将异常状态按既定协议显示出来；若未检测出问题，下发开电命令；

5)生成恒流源，分别将恒流源加载到灯串的阳极和阴极，点亮灯串。

优选地，所述步骤3)中开路或短路的问题包括：灯串阳极对阳极短路、阳极对地短路、阳极对阴极短路、阴极对阴极短路、阴极对地短路。

优选地，所述灯串阳极对阳极短路的判断条件为：Vai>V1＇，Van>V1＇，其中Vai为当前加载灯串的阳极电压，Van为其他灯串的阳极电压；所述灯串阳极对地短路的判断条件为：Vai＝0；所述灯串阳极对阴极断路的判断条件为：Vai<V1＇，Vki>V2＇或者Vai<V1＇，Vkn>V2＇或者Van<V1＇，Vki>V2＇，其中Vki为当前加载灯串的阴极电压，Vkn为其他灯串的阴极电压。

优选地，所述灯串阴极对阴极短路的判断条件为：V2＇>Vki>2V，V2＇>Vkn>2V，其中Vki为当前加载灯串的阴极电压，Vkn为其他灯串的阴极电压；所述灯串阴极对地短路的判断条件为：Vki＝0。

优选地，所述阳极加载电源V1、阳极判断电压V1＇的范围为8～10V；所述阴极加载电源V1、阴极判断电压V1＇的范围为2～6V。

本发明较现有技术的有益之处在于：本发明适用于所有液晶模组背光板的检测，既能满足模组厂商常规的点亮灯条的检测方式，也能进一步检测出有开短路问题的灯串，并将灯串问题状态按一定协议方式显示出来。同时也规避了异常灯串对点灯设备的不良影响，具有容易实现、成本低、实用性高的特点。

附图说明

图1为本发明可检测LED灯串开短路的恒流源驱动装置的电路方框图。

图中：配置模块1，电源控制模块2，电压采集模块3，通道切换装置31，ADC装置32，开短路判断模块4，恒流源驱动模块5，驱动电源51，限流装置52，灯串6。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细描述。

如图1所示，本发明所提供的一种可检测LED灯串开短路的恒流源驱动装置，包括配置模块1、电源控制模块2、电压采集模块3、开短路判断模块4和恒流源驱动模块5。

配置模块1：用于配置驱动电流和灯串6数。目前有两种实现方式：拨码开关或者用户交互界面。采用两个8PIN拨码开关。通过拨码开关的ON/OFF设置驱动电流和灯串6数。拨码开关的串数控制拨码为1-8。采用精测研发的TEMS上层，通过用户交互界面UI配置驱动电流和灯串6数，并下发给开短路判断模块4。

电源控制模块2：用于检测开短路时，生成两组电源。电源控制模块2为BUCK拓扑结构的电源模块LM22676，生成给灯串6的阳极和阴极加载的阳极加载电源V1和阴极加载电源V2。

电压采集模块3：用于切换灯串6导通的通道和采集灯串6阳/阴极电压并发送至开短路判断模块4。电压采集模块3包括通道切换装置31和ADC装置32；通道切换装置31用于采集电压时切换各灯串6通道；ADC装置32用于将采集的各通道的模拟电压转换为数字电压。

开短路判断模块4：用于根据采集灯串6阳/阴极电压和内部设定的判断阀值作比较，判断灯串6开短路，未检测出开短路问题时，下发开电命令。

恒流源驱动模块5：用于根据开电命令精确的生成灯串6所需的恒流源。恒流源驱动模块5包括驱动电源51和限流装置52；驱动电源51采用BOOST拓扑，使用电源管理芯片TPS40210，用于生成点灯串6所需的电源；限流装置52用于根据灯串6所需的电源限流，将灯串6电流与基准电流比较生成一个PWM波形，用于控制MOSFET达到限流作用。

利用本发明装置给待测液晶模组背光板进行点屏测试的步骤如下：

步骤1，配置模块1包括但不限于UI上层和拨码开关，配置当前要检测的LED灯串6串数和所需驱动电流大小，并将其下发给恒流源驱动模块5。本实施例中LED灯串6串数为8串，驱动电流设置为400mA。

步骤2，电源控制模块2收到开电命令后，生成两组不同电压值的阳极加载电源V1和阴极加载电源V2且V1＞V2，并按依次加载到LED灯串6的阳极和阴极上，每次只对单一灯串6进行加载。本实施例中阳极加载电源V1取12V、阴极加载电源V2取3V，电源控制模块2生成2组电源12V和3V。

步骤3，每当电源控制模块2对单一灯串6加载电压时，电压采集模块3采集所有LED灯串6的阳极和阴极的电压值，并将灯串6与电压的对应关系数据发送给开短路判断模块4。收到开电命令后，电压采集模块3的通道切换装置31，将12V加载到第一灯串6的阳极，ADC装置32将采集的各通道的模拟电压转换为数字电压。采集到的8个LED灯串6的阳极和阴极的电压值，得到电压数据表1，单位V。

电压数据表1

	灯串1	灯串2	灯串3	灯串4	灯串5	灯串6	灯串7	灯串8
									阳极电压	11.9	11.8	0	0	0	0	0	0
阴极电压	0	0	0	0	0	0	0	0

步骤4，开短路判断模块4在收到电压采集模块3发送的电压采集数据后，与内部设置阳极和阴极判断电压V1＇和V2＇做比较，同时不同灯串6间的电压值也同步进行比较。通过不同的比较结果组合来判断是否存在灯串6阳极对阳极短路、阳极对地短路、阳极对阴极短路、阴极对阴极短路、阴极对地短路。

灯串6阳极对阳极短路的判断条件为：Vai>V1＇，Van>V1＇，其中Vai为当前加载灯串6的阳极电压，Van为其他灯串6的阳极电压；灯串6阳极对地短路的判断条件为：Vai＝0；灯串6阳极对阴极断路的判断条件为：Vai<V1＇，Vki>V2＇或者Vai<V1＇，Vkn>V2＇或者Van<V1＇，Vki>V2＇，其中Vki为当前加载灯串6的阴极电压，Vkn为其他灯串6的阴极电压。

灯串6阴极对阴极短路的判断条件为：V2＇>Vki>2V，V2＇>Vkn>2V，其中Vki为当前加载灯串6的阴极电压，Vkn为其他灯串6的阴极电压；灯串6阴极对地短路的判断条件为：Vki＝0。

本实施例中阳极判断电压V1＇取10V阴极判断电压V2＇取5V。

此时，正常情况为Va1>10V，其他电压为0。电压数据表1中显示Va2>10V，说明是第一灯串6的电压串接到第二灯串6，第一和第二灯串6的阳极和阳极短路。

同理，电压采集模块3的通道切换装置31，将3V电压加载到第一灯串6的阴极，ADC装置32将采集的各通道的模拟电压转换为数字电压。采集到的8个LED灯串6的阳极和阴极的电压值，得到电压数据表2，单位V。

电压数据表2

	灯串1	灯串2	灯串3	灯串4	灯串5	灯串6	灯串7	灯串8
									阳极电压	0	0	0	0	0	0	0	0
阴极电压	0	0	0	0	0	0	0	0

此时，正常情况为5V>Vk1>2V，其他电压为0。Vk1＝0V，说明第一灯串6的阴极与地短路。

开短路判断条件对照表3中列出了判断LED灯串6是否存在开短路问题的判断条件，其中当前加载灯串6为i，其他灯串6为n(1,2,…,n；i≠n)。灯串6阳极电压为Vai，灯串6阴极电压为Vki。

若检测出灯串6有开路或短路的问题，开短路判断模块4会终止开电流程，同时将异常状态按既定协议显示出来；若未检测出问题，开短路判断模块4将开电命令下发给恒流源驱动模块5。

步骤5，当收到开短路判断模块4送来的开电指令，恒流源驱动模块5按配置模块1下发的配置生成恒流源驱动，分别加载到灯串6的阳极和阴极，点亮灯串6。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以设计出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。

本说明书未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

Claims (5)

1.一种可检测LED灯串开短路的恒流源驱动装置的驱动方法，其特征在于：所述装置包括配置模块(1)、电源控制模块(2)、电压采集模块(3)、开短路判断模块(4)和恒流源驱动模块(5)；

所述配置模块(1)：用于配置驱动电流和灯串(6)数；

所述电源控制模块(2)：用于生成阳极加载电源V1和阴极加载电源V2；

所述电压采集模块(3)：用于切换灯串(6)导通的通道和采集灯串(6)阳/阴极电压；

所述开短路判断模块(4)：用于将所述采集灯串(6)阳/阴极电压和内部设定的判断阀值作比较，判断灯串(6)开短路，未检测出开短路问题时，下发开电命令；

所述恒流源驱动模块(5)：用于根据所述开电命令生成灯串(6)所需的恒流源；

所述方法包括如下步骤：

1)生成两组不同电压值的阳极加载电源V1和阴极加载电源V2且V1＞V2，并依次加载到LED灯串(6)的阳极和阴极上，每次只对单一灯串(6)进行加载；

2)每当对单一灯串加载阳极加载电源V1或者阴极加载电源V2时，采集所有LED灯串(6)的阳极和阴极的电压值，并记录灯串(6)与电压的对应关系数据；

3)将所述灯串(6)与电压的对应关系数据，与内部设置阳极判断电压V1＇和阴极判断电压V2＇做比较，同时不同灯串(6)间的电压值也同步进行比较，通过比较结果组合判断是否存在开路或短路的问题；

4)若检测出灯串(6)存在开路或短路的问题，终止开电流程，同时将异常状态按既定协议显示出来；若未检测出问题，下发开电命令；

5)根据开电命令生成恒流源，分别将恒流源加载到灯串(6)的阳极和阴极，点亮灯串(6)。

2.根据权利要求1所述的可检测LED灯串开短路的恒流源驱动装置的驱动方法，其特征在于：所述步骤3)中短路的问题包括：灯串(6)阳极对阳极短路、阳极对地短路、阳极对阴极短路、阴极对阴极短路、阴极对地短路。

3.根据权利要求2所述的可检测LED灯串开短路的恒流源驱动装置的驱动方法，其特征在于：所述灯串(6)阳极对阳极短路的判断条件为：Vai>V1＇，Van>V1＇，其中Vai为当前加载灯串(6)的阳极电压，Van为其他灯串(6)的阳极电压；所述灯串(6)阳极对地短路的判断条件为：Vai＝0；所述灯串(6)阳极对阴极短路的判断条件为：Vai<V1＇，Vki>V2＇或者Vai<V1＇，Vkn>V2＇或者Van<V1＇，Vki>V2＇，其中Vki为当前加载灯串(6)的阴极电压，Vkn为其他灯串(6)的阴极电压。

4.根据权利要求2所述的可检测LED灯串开短路的恒流源驱动装置的驱动方法，其特征在于：所述灯串(6)阴极对阴极短路的判断条件为：V2＇>Vki>2V，V2＇>Vkn>2V，其中Vki为当前加载灯串(6)的阴极电压，Vkn为其他灯串(6)的阴极电压；所述灯串(6)阴极对地短路的判断条件为：Vki＝0。

5.根据权利要求3或者4所述的可检测LED灯串开短路的恒流源驱动装置的驱动方法，其特征在于：所述阳极加载电源V1、阳极判断电压V1＇的范围为8～10V；所述阴极加载电源V2、阴极判断电压V2＇的范围为2～6V。