CN107464533A - 一种恒流驱动电路及电视机 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种恒流驱动电路及电视机，所述恒流驱动电路包括设置于电源板上的供电模块和电源反馈模块，以及设置于恒流板上的驱动模块；交流市电经所述供电模块处理后产生第一直流电压给LED灯条组供电，并将第一直流电压输出至电源反馈模块，使电源反馈模块产生基准电压，同时所述供电模块还产生第二直流电压给所述主板供电；在LED灯条组得电后，所述驱动模块根据对LED灯条组的采样电压发送调压信号至电源反馈模块，改变电源反馈模块产生的基准电压值，使第一直流电压的电压值改变。本发明通过恒流驱动电路直接控制电源输出电压，省去恒流板DC‑DC电路，动态调整电压，实时满足LED对电压的需求的同时大幅压缩恒流板占用空间提升效率。

Description

一种恒流驱动电路及电视机
技术领域
本发明涉及电源技术领域，特别涉及一种恒流驱动电路及电视机。
背景技术
在LED液晶显示领域，LED背光显示技术是通过点亮液晶屏背后的LED灯，通过灯光的照射将液晶面板显示的色彩画面展示，其在画质色彩、对比度等方面的表现能力一般。随着技术的更新迭代，新一代液晶显示技术，矩阵背光（Local Dimming）将传统的LED背光划分为若干区域，可以根据图像的亮度信息，智能调节各区背光亮度，从而提升画质的表现能力，使得传统LED显示技术引起的画面泛白，对比度不高等缺陷得到大幅度改善，并且背光划分的区域越多，其画质表现就越为娇艳细腻，可媲美时下昂贵的OLED画质体验，但其亲民的价格却是目前OLED技术所不能及。
OLED技术的另一优势在于其纤薄的结构造型上，而矩阵背光技术想要追求OLED的画质体验，模组背光就要划分出更多区域，从64区到128区，再到256区，甚至达到了380区。背光区域增多，意味着恒流驱动电路以及电源电路的设计更为复杂。尤其上百吋天幕电视，划分256区的情况下，其背光消耗的最大功率就达到了上千瓦。传统的设计方式是通过电源将交流的市电转换成几路低压恒定的直流，分别给恒流驱动电路和主电子电路供电，由于背光不同区域LED灯的压降不同，恒流驱动电路为得到恒定的电流，需要将电源电压二次转换，降压后自适应匹配各区域，如图1和图2所示，现有的显示装置中的恒流板上均设置有多个DC-DC转换模块，这种方式不仅降低了电源效率，增加热损耗的同时，恒流驱动电路和电源电路设计也更为复杂，最终使得整机结构造型显得臃肿异常，得不到消费者青睐。
因而现有技术还有待改进和提高。
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恒流驱动电路及电视机，可省去恒流板DC-DC电路，大幅压缩恒流板占用空间，最大程度降低恒流板热损耗，提升效率。
为了达到上述目的，本发明采取了以下技术方案：
一种恒流驱动电路，用于给LED灯条组和主板供电，所述恒流驱动电路包括设置于电源板上的供电模块和电源反馈模块，以及设置于恒流板上的驱动模块；交流市电经所述供电模块处理后产生第一直流电压给LED灯条组供电，并将第一直流电压输出至电源反馈模块，使电源反馈模块产生基准电压，同时所述供电模块还产生第二直流电压给所述主板供电；在LED灯条组得电后，所述驱动模块根据对LED灯条组的采样电压发送调压信号至电源反馈模块，改变电源反馈模块产生的基准电压值，使第一直流电压的电压值改变。
所述的恒流驱动电路中，所述供电模块包括交流输入电路、PFC电路、待机电路和LLC电路，所述PFC电路同时连接所述待机电路、交流输入电路和LLC电路，所述LLC电路还连接所述电源反馈模块、主板和LED灯条组的正极，所述LED灯条组的负极连接驱动模块。
所述的恒流驱动电路中，所述LLC电路包括LLC控制器和复合变压器，由所述LLC控制器启动复合变压器，复合变压器将PFC电路输出的高压直流转换为第一电压后给LED灯条组供电，并将第一直流电压输出至电源反馈模块产生基准电压，同时复合变压器还将PFC电路输出的高压直流转换为第二电压后给所述主板供电。
所述的恒流驱动电路中，所述复合变压器的次级绕组均分绕于所述复合变压器的两侧，所述复合变压器的初级绕组绕置于所述复合变压器的中间。
所述的恒流驱动电路中，所述电源反馈模块包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第一光耦和第一分流基准源；所述第三电阻的一端连接驱动模块，所述第三电阻的另一端连接所述第一电阻的一端、第二电阻的一端和第一分流基准源的反馈脚，所述第二电阻的另一端接地、也连接所述第一分流基准源的正极，所述第一电阻的另一端输入第一电压、也通过所述第四电阻连接第一光耦的第1脚，所述第一光耦的第2脚连接所述第一分流基准源的负极，所述第一光耦的第3脚接地，所述第一光耦的第4脚连接所述供电模块。
所述的恒流驱动电路中，所述驱动模块包括恒流芯片、二极管、第五电阻和第一MOS管，所述第三电阻的一端连接所述二极管的正极，所述二极管的负极连接所述恒流芯片，所述第一MOS管的漏极连接所述恒流芯片，所述第一MOS管的栅极通过所述第五电阻接地，所述第一MOS管的源极连接所述LED灯条组的负极。
所述的恒流驱动电路中，所述恒流芯片包括第六电阻、第七电阻、三极管和驱动控制器，所述三极管的集电极连接所述二极管的负极、也通过所述第六电阻连接VCC供电端，所述三极管的发射极接地，所述三极管的基极连接驱动控制器的OUT端、也通过所述第七电阻接地，所述驱动控制器的IN端连接第一MOS管的漏极。
所述的恒流驱动电路中，所述第一MOS管为P沟道MOS管。
所述的恒流驱动电路中，所述三极管为NPN型三极管。
一种电视机，包括如上所述的恒流驱动电路。
相较于现有技术，本发明提供的恒流驱动电路及电视机中，所述恒流驱动电路包括设置于电源板上的供电模块和电源反馈模块，以及设置于恒流板上的驱动模块；交流市电经所述供电模块处理后产生第一直流电压给LED灯条组供电，并将第一直流电压输出至电源反馈模块，使电源反馈模块产生基准电压，同时所述供电模块还产生第二直流电压给所述主板供电；在LED灯条组得电后，所述驱动模块根据对LED灯条组的采样电压发送调压信号至电源反馈模块，改变电源反馈模块产生的基准电压值，使第一直流电压的电压值改变。本发明通过恒流驱动电路直接控制电源输出电压，省去恒流板DC-DC电路，动态调整电压，实时满足LED对电压的需求的同时大幅压缩恒流板占用空间，最大程度降低恒流板热损耗，提升效率，而且电源利用新型复合变压器结构，提升转换效率的同时，减小电源板的体积，解决结构造型臃肿的问题。
附图说明
图1为现有技术中单电源驱动的电视结构框图。
图2为现有技术中双电源驱动的电视结构框图。
图3为本发明提供的恒流驱动电路的结构框图。
图4为本发明提供的恒流驱动电路中，所述供电模块的结构框图。
图5为本发明提供的恒流驱动电路中，所述复合变压器的结构图。
图6为本发明采用双电源驱动的电视结构框图。
图7为本发明提供的恒流驱动电路中，所述电源反馈模块和驱动模块的电路原理图。
具体实施方式
本发明提供一种恒流驱动电路及电视机，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，本发明提供的恒流驱动电路，用于给LED灯条组和主板供电，所述恒流驱动电路包括设置于电源板上的供电模块11和电源反馈模块12以及设置于恒流板上的驱动模块13，所述供电模块11连接LED灯条组的正极和主板、也通过电源反馈模块12连接驱动模块13，所述驱动模块13连接所述LED灯条组的负极。
具体来说，交流市电经所述供电模块11处理后产生第一直流电压给LED灯条供电，并将第一直流电压输出至电源反馈模块12，使电源反馈模块12产生基准电压，同时所述供电模块11还产生第二直流电压给所述主板供电；在LED灯条组得电后，所述驱动模块13根据对LED灯条组的采样电压发送调压信号至电源反馈模块，改变电源反馈模块12产生的基准电压值，使第一直流电压的电压值改变。
本发明通过设置电源反馈模块12，在当某一区域的LED灯条组的电压最低时，将拉低基准电压，使得第一直流电压的电压值升高；在某一当某一区域的LED灯条组的电压升高时，基准电压值升高，使得第一直流电压的电压值降低，通过电源反馈模块12来动态调整电压，省去恒流板的DC-DC模块，实时满足LED对电压的需求的同时，最大程度降低恒流板热损耗，提升效率。
其中所述恒流驱动电路可应用在多领域的不同的适配于采用矩阵背光显示方案的电源电路上，例如LCD、LED-TV等电源电路、电视机电源、监视器，电教，背投，等离子等等领域，能将恒流板面积和厚度压缩，使其能充分利用大背板所覆盖的面积，而且能在一定程度上节约硬件成本，且提高了电源的转换效率和系统的稳定性，在正常观看视频时整机消耗功率约为400W，将亮度调至最亮时整机功耗也只有800W左右。
请继续参阅图3和图4，所述供电模块11包括交流输入电路110、PFC电路111、待机电路112和LLC电路113，所述PFC电路111同时连接所述待机电路112、交流输入电路110和LLC电路113，所述LLC电路113还连接所述电源反馈模块12、主板和LED灯条组的正极，所述LED灯条组的负极连接驱动模块13。
具体来说，接通电源后待机电路112输出3.3V电源给主板供电，再根据主板正常工作后输出的开关信号启动PFC电路111，由PFC电路输出高压直流至LLC电路113，所述LLC电路113将高压直流转换为第二直流电压给主板供电，同时所述LLC电路113还将高压直流转换为第一直流电压给LED灯条组供电，同时所述LLC电路113还将第一直流电压输出至电源反馈模块产生基准电压，所述驱动模块13根据对LED灯条组的采样电压发送调压信号至电源反馈模块12，改变电源反馈模块12产生的基准电压值，使第一直流电压的电压值改变，从而实现动态调整电压，其中所述交流输入电路110包括保险丝、EMI滤波电路和整流电路，其均为现有技术，此处对其功能和连接方式不作详述，所述PFC电路111和待机电路112也为现有技术，在此不再赘述。
同时在主板得到第一电压供电后，所述LLC电路113输出12V_TC给到T-C0N板（液晶驱动板），液晶驱动板正常工作后，主板开始传输画面数据，同时通过SPI将画面亮度信息传输给恒流板，恒流板接收数据后开始点亮背光，同时根据亮度信息调整各区电流。
本发明的创新之处在于在恒流板上取消了DC-DC模块，动态调整电压，实时满足LED对电压的需求的同时，最大程度降低恒流板热损耗，提升效率。
进一步来说，优选的实施例中，所述电源板上设置有两路LLC电路，所述电源反馈模块12的数量也为2个，从而可以满足功耗最大可达1KW左右，且采用了256分区的矩阵背光技术的百吋电视的功能需求。
请参阅图4和图5，所述LLC电路113包括LLC控制器和复合变压器，由所述LLC控制器启动复合变压器1131，复合变压器1131将PFC电路111输出的高压直流转换为第一电压后给LED灯条组供电，并将第一直流电压输出至电源反馈模块12产生基准电压，同时复合变压器1131还将PFC电路输出的高压直流转换为第二电压后给所述主板供电。
具体来说，在大功率大尺寸电视上，电源变压器通常采用多个超薄结构串并联方式，以解决大功率温升等问题，这种方式通常需要占用很大面积，本发明提供的复合变压器1131不同于传统的变压器，请参阅图5，所述复合变压器1131的次级绕组均分绕于所述复合变压器1131的两侧，所述复合变压器1131的初级绕组绕置于所述复合变压器1131的中间，与传统的变压器相比，本发明的复合变压器无需再采用多个超薄结构串并联方式，传统需要两个变压器并联达到的输出功率，只需采用1个复合变压器即可，从而可有效减小漏感，提升谐振频率，实现小体积大功率输出，保证电源系统的稳定，，有效解决变压器啸叫问题，而且同时由于采用复合变压器，在将变压器、散热片、电解电容等高度较高的器件安装在小背板时，能减小电源面积，使得小背板面积得到进一步压缩，整体造型上显得更简洁大方，更容易得到消费者的青睐，同时还可提升转换效率，有效的解决了结构造型臃肿的问题。
优选的实施例中，在采用了256分区的矩阵背光技术的百吋电视中，还可以采用双电源联动结构，如图6所示，接通交流电后，第一电源板直接输出+3.3V电压给主板供电，主板正常工作后，给两块电源板提供一个开关ON/OFF信号，使得第一电源板正常工作并输出+12V_MB电压给主板和恒流板供电，进一步使主板和恒流板初始化完成，在初始化完成后，由主板输出控制信号VDD_ON/OFF至第二电源板，为避免外部走线复杂化，VDD_ON/OFF和ON/OFF信号都经两块恒流板转接后给到第二电源板，其中VDD_ON/OFF信号只作用于第二电源板。在第二电源板接收到VDD_ON/OFF信号后输出12V_TC给到T-CON板（液晶驱动板），液晶驱动板正常工作后，主板开始传输画面数据，同时通过SPI将画面亮度信息传输给两块恒流板，两块恒流板接收数据后开始点亮背光，同时根据亮度信息调整各区电流。
通过采用双电源联动工作，可在解决大功率集中散热问题的同时，提高系统的稳定性，而且由于恒流板上未设置有DC-DC模块，使得整体结构也不显得臃肿，同时还可提升转换效率。
请参阅图7，所述电源反馈模块12包括第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第一光耦U1和第一分流基准源T1；所述第三电阻R3的一端连接驱动模块13，所述第三电阻R3的另一端连接所述第一电阻R1的一端、第二电阻R2的一端和第一分流基准源T1的反馈脚，所述第二电阻R2的另一端接地、也连接所述第一分流基准源T1的正极，所述第一电阻R1的另一端输入第一电压、也通过所述第四电阻R4连接第一光耦U1的第1脚，所述第一光耦U1的第2脚连接所述第一分流基准源T1的负极，所述第一光耦U1的第3脚接地，所述第一光耦U1的第4脚连接供电模块11，具体的，所述第一光耦U1的第4脚连接所述LLC控制器1131。
具体来说，电源板上输出电压经过第一电阻R1和第二电阻R2分压得到基准电压2.5V，通过第三电阻R3经FB连线连接驱动模块13，驱动模块13给出对应的模拟电压值，当某一通道在该电压下达不到设定的电流时，对应的FB脚电压将低于设定的电压值，使得电源输出电压升高，达到动态调整的目的。
请继续参阅图7，所述驱动模块13包括恒流芯片U2、二极管D1、第五电阻R5和第一MOS管Q1，所述第三电阻R3的一端连接所述二极管D1的正极，所述二极管D1的负极连接所述恒流芯片U2，所述第一MOS管Q1的漏极连接所述恒流芯片U2，所述第一MOS管Q1的栅极通过所述第五电阻R5接地，所述第一MOS管Q1的源极连接所述LED灯条组的负极。
请继续参阅图7，所述恒流芯片U2包括第六电阻R6、第七电阻R7、三极管Q2和驱动控制器130，所述三极管Q2的集电极连接所述二极管D1的负极、也通过所述第六电阻R6连接VCC供电端，所述三极管Q2的发射极接地，所述三极管Q2的基极连接驱动控制器130的OUT端、也通过所述第七电阻R7接地，所述驱动控制器130的IN端连接第一MOS管Q1的漏极。
具体来说，背光LED灯参数有差异，单区域灯条电压在11.4V-13.7V之间，当提供的电压不能满足灯条电压需求时，灯条的亮度将达不到要求。在采用Local Dimming（矩阵背光）的百吋天幕电视中，共有256个区域，常规的做法是将电源输入的电压在每8个区域经过DC-DC降压得到该8区域所需的最高电压（恒流板上每个恒流IC控制16个区域），其中，电源输出的电压为恒定值，本发明电源输出初始直流电压为12V，省去恒流板的DC-DC模块，12V直接给背光LED灯条组供电，对应的恒流芯片内部经数模转换（DAC）后在FB脚给出对应的模拟电压值，当某一通道在该电压下达不到设定的电流时，对应的FB脚电压将低于设定的电压值，电源板上输出电压经过第一电阻R1和第二电阻R2分压得到基准电压2.5V，通过第三R3经FB连线与恒流板上二极管D1相连，D1与恒流芯片相连，当某一区域电压最低时，将拉低电源基准电压，使得电源输出电压升高，从而达到省去恒流板的DC-DC模块，动态调整电压，实时满足LED对电压的需求的同时，最大程度降低恒流板热损耗，提升效率的目的，优选的实施例中，所述第一MOS管Q1为P沟道MOS管，所述三极管Q2为NPN型三极管。
在进一步地实施例中，所述二极管的数量可以为多个，例如在采用Local Dimming（矩阵背光）的百吋天幕电视中，所述二极管的数量可设置为8个，从而满足电视的256区的驱动要求，所述恒流芯片、二极管、第五电阻和第一MOS管的数量与所述二极管的数量相同，每一个二极管的正极均连接所述第三电阻，每一个二极管的负极均连接所述恒流芯片，从而使得百吋天幕电视的256个区均不需在设置DC-DC模块，减小恒流板的面积。
基于上述恒流驱动电路，本发明还相应的提供一种电视机，包括如上所述的恒流驱动电路，由于上文已对恒流驱动电路进行详细描述，在此不再赘述。
综上所述，本发明通过恒流驱动电路直接控制电源输出电压，省去恒流板DC-DC电路，动态调整电压，实时满足LED对电压的需求的同时大幅压缩恒流板占用空间，最大程度降低恒流板热损耗，提升效率，而且电源利用新型复合变压器结构，提升转换效率的同时，减小电源板的体积，解决结构造型臃肿的问题。
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 (10)

1.一种恒流驱动电路，用于给LED灯条组和主板供电，其特征在于，所述恒流驱动电路包括设置于电源板上的供电模块和电源反馈模块，以及设置于恒流板上的驱动模块；交流市电经所述供电模块处理后产生第一直流电压给LED灯条组供电，并将第一直流电压输出至电源反馈模块，使电源反馈模块产生基准电压，同时所述供电模块还产生第二直流电压给所述主板供电；在LED灯条组得电后，所述驱动模块根据对LED灯条组的采样电压发送调压信号至电源反馈模块，改变电源反馈模块产生的基准电压值，使第一直流电压的电压值改变。
2.根据权利要求1所述的恒流驱动电路，其特征在于，所述供电模块包括交流输入电路、PFC电路、待机电路和LLC电路，所述PFC电路同时连接所述待机电路、交流输入电路和LLC电路，所述LLC电路还连接所述电源反馈模块、主板和LED灯条组的正极，所述LED灯条组的负极连接驱动模块。
3.根据权利要求2所述的恒流驱动电路，其特征在于，所述LLC电路包括LLC控制器和复合变压器，由所述LLC控制器启动复合变压器，复合变压器将PFC电路输出的高压直流转换为第一电压后给LED灯条组供电，并将第一直流电压输出至电源反馈模块产生基准电压，同时复合变压器还将PFC电路输出的高压直流转换为第二电压后给所述主板供电。
4.根据权利要求3所述的恒流驱动电路，其特征在于，所述复合变压器的次级绕组均分绕于所述复合变压器的两侧，所述复合变压器的初级绕组绕置于所述复合变压器的中间。
5.根据权利要求1所述的恒流驱动电路，其特征在于，所述电源反馈模块包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第一光耦和第一分流基准源；所述第三电阻的一端连接驱动模块，所述第三电阻的另一端连接所述第一电阻的一端、第二电阻的一端和第一分流基准源的反馈脚，所述第二电阻的另一端接地、也连接所述第一分流基准源的正极，所述第一电阻的另一端输入第一电压、也通过所述第四电阻连接第一光耦的第1脚，所述第一光耦的第2脚连接所述第一分流基准源的负极，所述第一光耦的第3脚接地，所述第一光耦的第4脚连接所述供电模块。
6.根据权利要求5所述的恒流驱动电路，其特征在于，所述驱动模块包括恒流芯片、二极管、第五电阻和第一MOS管，所述第三电阻的一端连接所述二极管的正极，所述二极管的负极连接所述恒流芯片，所述第一MOS管的漏极连接所述恒流芯片，所述第一MOS管的栅极通过所述第五电阻接地，所述第一MOS管的源极连接所述LED灯条组的负极。
7.根据权利要求6所述的恒流驱动电路，其特征在于，所述恒流芯片包括第六电阻、第七电阻、三极管和驱动控制器，所述三极管的集电极连接所述二极管的负极、也通过所述第六电阻连接VCC供电端，所述三极管的发射极接地，所述三极管的基极连接驱动控制器的OUT端、也通过所述第七电阻接地，所述驱动控制器的IN端连接第一MOS管的漏极。
8.根据权利要求6-7任意一项所述的恒流驱动电路，其特征在于，所述第一MOS管为P沟道MOS管。
9.根据权利要求7所述的恒流驱动电路，其特征在于，所述三极管为NPN型三极管。
10.一种电视机，其特征在于，包括如权利要求1-9任意一项所述的恒流驱动电路。
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