CN108124348A - 一种led灯条网络过欠压保护电路、驱动电源和电视机 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种LED灯条网络过欠压保护电路、驱动电源和电视机,其中,所述LED灯条网络过欠压保护电路包括正压采样单元、负压采样单元和控制信号输出单元;正压采样单元对各个LED灯条组进行正压采样并转换为第一电流,负压采样单元对各个LED灯条组进行负压采样转换为并第二电流,根据第一电流和第二电流输出第三电流至控制信号输出单元,由控制信号输出单元将所述第三电流转换为控制电压,当所述控制电压大于第一电压阈值或者小于第二电压阈值时,输出驱动停止指令,控制LED灯条停止工作。通过简单的保护电路即可在LED灯条发生过压或欠压现象时输出驱动停止指令,有效保护LED灯条,防止屏体烧坏,降低整机设备的维修成本。

Description

一种LED灯条网络过欠压保护电路、驱动电源和电视机
技术领域
本发明涉及电器电源技术领域,特别涉及一种LED灯条网络过欠压保护电路、驱动电源和电视机。
背景技术
随着技术的发展,电路的安全保护性越来越受关注,目前大尺寸的LED电视机在工作时,采用高效电源直驱供电电路,但目前其还未有完善的保护电路,尤其是LED灯条的过欠压保护电路,及灯条的开短路保护电路,没有这些保护,在某些异常状态下会造成屏灯条的损坏,进而造成屏体维修成本的高昂,而目前已提出的保护电路比较复杂,取样电路多且需要复杂的转换,占PCB面积大,容易引起误动作。
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LED灯条网络过欠压保护电路、驱动电源和电视机,通过简单的保护电路即可在LED灯条工作电压异常,发生过压或欠压现象时输出驱动停止指令,控制LED灯条停止工作,有效保护LED灯条,防止屏体烧坏,降低整机设备的维修成本。
为了达到上述目的,本发明采取了以下技术方案:
一种LED灯条网络过欠压保护电路,与LED灯条网络连接,所述LED灯条网络包括若干组并联的LED灯条组,所述LED灯条网络过欠压保护电路包括若干数量与LED灯条组对应的保护模块,每个保护模块包括正压采样单元、负压采样单元和控制信号输出单元;由正压采样单元对各个LED灯条组进行正压采样并转换为第一电流,由负压采样单元对各个LED灯条组进行负压采样转换为并第二电流,根据所述第一电流和第二电流输出第三电流至控制信号输出单元,由控制信号输出单元将所述第三电流转换为控制电压,当所述控制电压大于第一电压阈值或者小于第二电压阈值时,输出驱动停止指令,控制LED灯条停止工作。
所述的LED灯条网络过欠压保护电路中,每个保护模块还包括用于对采样信号进行滤波的第一滤波单元,所述第一滤波单元与所述LED灯条组并联。
所述的LED灯条网络过欠压保护电路中,所述正压采样单元包括第一采样电阻,所述第一采样电阻的一端连接所述LED灯条组的正极和第一滤波单元的第1端,所述第一采样电阻的另一端连接所述负压采样单元和控制信号输出单元。
所述的LED灯条网络过欠压保护电路中,所述负压采样单元包括第二采样电阻,所述第二采样电阻的一端连接所述正压采样单元和控制信号输出单元,所述第二采样电阻的另一端连接所述LED灯条组的负极和第一滤波单元的第2端。
所述的LED灯条网络过欠压保护电路中,所述控制信号输出单元包括转换电阻,所述转换电阻的一端为控制电压输出端,连接所述正压采样单元和负压采样单元,所述转换电阻的另一端接地。
所述的LED灯条网络过欠压保护电路中,所述第一滤波单元包括滤波电容,所述滤波电容的一端连接所述LED灯条组的正极,所述滤波电容的另一端连接所述LED灯条组的负极。
一种LED灯条网络的驱动电源,与LED灯条网络连接,其包括用于为LED灯条网络提供电流方向交替变化的恒定电流的恒流源模块,以及如上所述的LED灯条网络过欠压保护电路,所述LED灯条网络过欠压保护电路与恒流源模块连接。
所述的LED灯条网络的驱动电源中,所述恒流源模块包括驱动单元、恒流控制单元、检测单元和整流单元,LED灯条网络包括若干组通过整流单元并联的LED灯条组,每组LED灯条组包括若干条串联的LED灯条;
每个驱动周期中,驱动单元在前半周期和后半周期依次交替输出正向供电电流和反向供电电流,经整流单元整流后输出至LED灯条,由检测单元检测LED灯条的电流,并将检测到的电流转换为电压信号输出至恒流控制单元,由恒流控制单元根据所述电压信号控制驱动单元的工作频率,使供电电流的大小始终保持恒定。
所述的LED灯条网络的驱动电源中,所述恒流源模块还包括第二滤波单元,由所述第二滤波单元对接收到的电流调整信号进行滤波处理后输出至恒流控制单元,进而调节驱动单元输出的供电电流大小。
一种电视机,其包括如上所述的串并联LED灯条网络的驱动电源。
相较于现有技术,本发明提供的LED灯条网络过欠压保护电路、驱动电源和电视机中,所述LED灯条网络过欠压保护电路,与LED灯条网络连接,所述LED灯条网络包括若干组并联的LED灯条组,所述LED灯条网络过欠压保护电路包括正压采样单元、负压采样单元和控制信号输出单元;由正压采样单元对各个LED灯条组进行正压采样并转换为第一电流,由负压采样单元对各个LED灯条组进行负压采样转换为并第二电流,根据所述第一电流和第二电流输出第三电流至控制信号输出单元,由控制信号输出单元将所述第三电流转换为控制电压,当所述控制电压大于第一电压阈值或者小于第二电压阈值时,输出驱动停止指令,控制LED灯条停止工作。通过简单的保护电路即可在LED灯条工作电压异常,发生过压或欠压现象时输出驱动停止指令,控制LED灯条停止工作,有效保护LED灯条,防止屏体烧坏,降低整机设备的维修成本。
附图说明
图1 为本发明提供的LED灯条网络的驱动电源的结构框图;
图2 为本发明提供的LED灯条网络过欠压保护电路的结构框图;
图3 为本发明提供的LED灯条网络过欠压保护电路的电路图;
图4为本发明提供的LED灯条网络的驱动电源中恒流源模块的电路图。
具体实施方式
本发明提供一种LED灯条网络过欠压保护电路、驱动电源和电视机,通过简单的保护电路即可在LED灯条工作电压异常,发生过压或欠压现象时输出驱动停止指令,控制LED灯条停止工作,有效保护LED灯条,防止屏体烧坏,降低整机设备的维修成本。
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1,本发明提供的LED灯条网络的驱动电源,与LED灯条网络连接,其包括LED灯条网络过欠压保护电路10,优选地,所述LED灯条网络的驱动电源还包括滤波电路20、PFC电路30、恒压源模块40和恒流源模块50,所述滤波电路20连接PFC电路30,所述PFC电路30的第一输出端连接恒流源模块50,所述PFC电路30的第二输出端连接恒压源模块40,所述恒压源模块40还连接主板为其供电,所述恒流源模块50还连接所述LED灯条网络,为其提供恒流源,所述恒流源模块50还连接所述LED灯条网络过欠压保护电路10,由所述LED灯条网络过欠压保护电路10为LED灯条网络提供过欠压保护。需理解的是,所述滤波电路20和PFC电路30均为现有技术,此处对其功能和连接方式不作详述。
具体地,输入交流电源经电压转换后转换为直流电,直流电经所述滤波电路20进行低通滤波处理后输出至PFC电路30,经PFC电路30进行功率因数校正后分别输出至恒压源模块40和恒流源模块50,由恒压源模块40根据待机信号为主板提供相应的恒定电压;由恒流源模块50为串并联LED灯条网络提供电流方向交替变化的恒定电流,同时,本发明还通过述LED灯条网络过欠压保护电路10在LED灯条工作电压异常,发生过压或欠压现象时输出驱动停止指令,控制LED灯条停止工作,防止LED灯条被烧坏,提高电路安全性。
所述恒压源模块40包括PWM控制电路41和反激变压器42,所述PWM控制电路41连接反激变压器42,所述反激变压器42连接PFC电路30的第二输出端和主板,所述PWM控制电路41根据接收到的待机信号控制反激变压器42输出相应的恒定电压至主板,具体为当待机信号为高电平时,PWM控制电路41控制反激变压器42输出主板所需的工作额定电压,使主板正常工作;当待机信号为低电平时,则PWM控制电路41控制反激变压器42输出主板所需的待机电压,其远低于工作额定电压,根据不同待机信号输出相应的恒定电压,降低了系统的整体功耗。需理解的是,所述PWM控制电路41和反激变压器42为现有技术,此处对其功能和连接方式不作详述。
进一步地,所述恒流源模块50包括驱动单元51、恒流控制单元52、检测单元53和整流单元54,所述驱动单元51连接PFC电路30的第一输出端和整流单元54,所述恒流控制单元52连接所述驱动单元51和检测单元53,LED灯条网络包括若干组通过整流单元并联的LED灯条组,每组LED灯条组包括若干条串联的LED灯条,即如图1所示,LED1、LED2、LED3和LED4表示四条灯条,其中LED3灯条通和LED1灯条串联作为一组LED灯条组,LED4灯条通过检测单元53和LED2灯条串联作为另外一组LED灯条组,这两组LED 灯条组通过整流单元54并联,可以理解的是,本发明对LED灯条的数量不作限定,厂家可根据具体产品需要进行灵活选择,以下较佳实施例中,LED灯条数量均以四个来进行解释说明。
在驱动LED灯条工作时,每个驱动周期中,驱动单元51在前半周期和后半周期依次交替输出正向供电电流和反向供电电流,经整流单元54整流后输出至LED灯条,由检测单元53检测LED灯条的电流,并将检测到的电流转换为电压信号输出至恒流控制单元52,由恒流控制单元52根据所述电压信号控制驱动单元51的工作频率,使供电电流的大小始终保持恒定,实现恒流驱动。由于所有灯条的供电电流均在驱动单元51的振荡控制下,驱动单元51在每个周期内依次交替的提供方向相反的供电电流,使得部分LED灯条在前半周期被点亮,其余部分LED灯条在后半周期被点亮,当驱动单元51的工作频率足够高、使驱动周期小于人眼的视觉暂留时间时(例如50Hz),则从人眼视觉上看到的LED灯条为常亮状态满足了多通道LED灯条的恒流需求,且提高了电源转换效率。
由于并联的灯条电压差较大,虽然通过驱动单元51能在LED灯条存在压差的情况下使得电流保持恒定,但当灯条压差过大时,则会触发所述LED灯条网络过欠压保护电路10进行电压保护,具体地,请一并参阅图2,所述LED灯条网络过欠压保护电路10包括若干数量与LED灯条组对应的保护模块11,即图2中包括两组LED灯条组,因此所述LED灯条网络过欠压保护电路10包括与两组LED灯条组分别连接的两个保护模块11,其中,每个保护模块11均包括正压采样单元111、负压采样单元112和控制信号输出单元113,所述正压采样单元111连接所述LED灯条组、负压采样单元112和控制信号输出单元113,所述负压采样单元112还连接所述LED灯条组,所述控制信号输出单元113连接所述恒流控制单元52;在进行电压保护时,由正压采样单元111对各个LED灯条组进行正压采样并转换为第一电流,由负压采样单元112对各个LED灯条组进行负压采样转换为并第二电流,根据所述第一电流和第二电流输出第三电流至控制信号输出单元113,由控制信号输出单元113将所述第三电流转换为控制电压,当所述控制电压大于第一电压阈值或者小于第二电压阈值时,输出驱动停止指令至恒流控制单元52,控制LED灯条停止工作。能根据LED灯条的正压采样和负压采样输出相应的控制电压,实现对LED灯条的过欠压保护,同时由于LED灯条短路或开路时同样能改变控制电压的值,因此所述LED灯条网络过欠压保护电路10还可实现开短路保护,有效避免LED灯条被烧坏,降低整机设备的维修成本。
进一步地,请一并参阅图3,每个保护模块11还包括用于对采样信号进行滤波的第一滤波单元114,所述第一滤波单元114与所述LED灯条组并联,通过所述第一滤波单元114使得正压采样单元111和负压采样单元112能获取稳定无干扰的采样信号,提高保护电路的准确性。
具体地,请继续参阅图3,本实施例的LED灯条网络中,若干个发光二极管LED11…LED19组成LED1灯条,若干个发光二极管LED21…LED29组成LED2灯条,若干个发光二极管LED31…LED39组成LED3灯条,若干个发光二极管LED41…LED49组成LED4灯条,如上所述,LED3灯条通和LED1灯条串联作为第一LED灯条组,LED4灯条通过检测单元53和LED2灯条串联作为第二LED灯条组。因此本实施例中,正压采样单元111、负压采样单元112、控制信号输出单元113和第一滤波单元114的数量均为两个,第一LED灯条组和第二LED灯条组均对应连接有正压采样单元111、负压采样单元112、控制信号输出单元113和第一滤波单元114,且对应的连接关系相同,以下以与第一LED灯条组连接的单元进行解释说明。
其中,所述正压采样单元111包括第一采样电阻R31,所述第一采样电阻R31的一端连接所述LED灯条组的正极(LED3灯条的正极)和第一滤波单元114的第1端,所述第一采样电阻R31的另一端连接所述负压采样单元112和控制信号输出单元113;所述负压采样单元112包括第二采样电阻R32,所述第二采样电阻R32的一端连接所述正压采样单元111和控制信号输出单元113,具体连接所述第一采样电阻R31的另一端,所述第二采样电阻R32的另一端连接所述LED灯条组的负极(LED1灯条的负极)和第一滤波单元114的第2端;所述控制信号输出单元113包括转换电阻R33,所述转换电阻R33的一端为控制电压输出端,连接所述正压采样单元111、负压采样单元112和恒流控制单元52,具体所述转换电阻R33的一端连接第一采样电阻R31的另一端和第二采样电阻R32的一端,所述转换电阻R33的另一端接地;所述第一滤波单元114包括滤波电容C31,所述滤波电容C31的一端连接所述LED灯条组的正极,所述滤波电容C31的另一端连接所述LED灯条组的负极。
正压保护电路中LED3灯条由第一采样电阻R31做正压取样,负压保护电路中LED1灯条由第二采样电阻R32做负压取样,LED3灯条和LED1灯条串联,其灯条的首尾正负端并联由第一采样电阻R31和第二采样电阻R32串联而成的取样电路,再并联滤波电容C31C92,取样电阻的中点通过转换电阻R33接地,则通过第一采样电阻R31的总电流I1分流一部分通过转换电阻R33到地即I2,另一部分通过第二采样电阻R32到LED1灯条的负极(LED1-)即I3,由I1=I2+I3知,当LED3电压增大,I1增大,I2也增大,使得OVP1信号即控制电压也增大,当大于第一电压阈值时(本实施例中为3V),将反馈至恒流控制单元52,触发IC保护,停止工作,进而保护LED3灯条避免因过压而损坏。当LED1-电压反方向增大,I3增大,I2减小,使得OVP1信号即控制电压也减小,当小于第二电压阈值时(本实施例中为0.4V),将反馈至恒流控制单元52,触发IC保护,停止工作,进而保护LED1灯条避免因反方向过压而损坏。
而当LED3灯条开路时,I1电流减小,I2减小,使得OVP1信号电压也减小,当小于第二电压阈值0.4V时,将反馈至恒流控制单元52,触发IC保护,停止工作;当LED1灯条开路,LED1-反向电压减小,则I3电流减小,I2增大,使得OVP1信号电压也增大,当大于第一电压阈值3V时,将反馈至恒流控制单元52,触发IC保护,停止工作。
当LED3灯条短路时,LED3+电压减小,则I1电流减小,I2减小,使得OVP1信号电压也减小,当小于第二电压阈值0.4V时,将反馈至恒流控制单元52,触发IC保护,停止工作;当LED1灯条短路时,LED1-反向电压减小,则I3电流减小,I2增大,使得OVP1信号电压也增大,当大于第一电压阈值3V时,将反馈至恒流控制单元52,触发IC保护,停止工作。
同理,第二灯条组同样也通过所述正压采样单元111、负压采样单元112、控制信号输出单元113实现过压保护、欠压保护、短路保护和开路保护,由于电路连接以及工作原理与第一灯条组完全相同,此处不再赘述。本发明提供的LED灯条网络过欠压保护电路不仅具备过压欠压保护,同时还可实现开路以及短路保护,电路结构简单,取样电路简洁,无需经过复杂的转换,在实现LED灯条保护的同时也有效降低了生产成本,提高电路可靠性。
优选地,上述第二灯条组中,LED4灯条和LED2灯条通过检测单元串联,通过采样LED4和LED2通道的电流并反馈至恒流控制单元52,由恒流控制单元52恒定该通道的电流,进而使得流过LED4灯条和LED2灯条恒定。此外,因LED4灯条和LED2灯条通道与LED3灯条和LED1灯条通道并联,电流交替工作,使得正半周期的电流等于负半周期的电流,使得另一通道LED3和LED1和该通道电流相同,实现了所有灯条的电流恒定,进一步简化了电路。
具体实施时,请一并参阅图4,所述恒流源模块50还包括隔离变压器55,所述驱动单元51包括LLC谐振桥511、LLC变压器512和平衡器513,所述恒流控制单元52通过隔离变压器55连接所述LLC谐振桥511,所述LLC谐振桥511还连接PFC电路30的第一输出端和LLC变压器512,所述LLC变压器512还通过平衡器513连接整流单元54。
所述驱动单元51在接收到检测单元53输出的电压信号后,根据所述电压信号输出驱动信号至隔离变压器55,由隔离变压器55驱动LLC谐振桥511以相应的工作频率进行振荡控制,控制LLC变压器512输出的供电电流的大小始终保持恒定,同时由LLC变压器512在前半周期和后半周期依次交替输出正向供电电流和反向供电电流,经平衡器513分压后输出至第二整流单元54,进而输出至相应的LED灯条,在不同的时间给相应的LED灯条提供恒定电流,满足了大尺寸电视多通道灯条的恒流需求,提高电源转换效率,同时在LLC变压器512输出后串联一个平衡器513,将并联的LED灯条的压差分压在平衡器513两端,使得流过LED灯条的电流始终位置在恒定状态,解决了多通道LED灯条电压不一致的恒流供电问题。
优选地,所述恒流源模块50还包括第二滤波单元56,由所述第二滤波单元56对接收到的电流调整信号进行滤波处理后输出至恒流控制单元52,进而调节驱动单元51输出的供电电流大小,实现驱动电流调节。
其中,所述LLC谐振桥511包括第一MOS管M1、第二MOS管M2、电感L1和第一电容C1,所述平衡器513包括第二电容C2;所述第一MOS管M1的漏极连接PFC电路30的第一输出端,所述第一MOS管M1的栅极连接隔离变压器55的第5脚,所述第一MOS管M1的源极连接隔离变压器55的第4脚、第二MOS管M2的漏极和LLC变压器512的第1脚;所述第二MOS管M2的栅极连接隔离变压器55的第1脚,所述第二MOS管M2的源极连接LLC变压器512的第2脚和地;所述第一电容C1的一端通过电感L1连接LLC变压器512的第2脚,所述第一电容C1的另一端接地;所述LLC变压器512的第3脚通过平衡器513连接第二整流单元54的第1端,所述LLC变压器512的第4脚连接第二整流单元54的第2端。本实施例中,所述第一MOS管M1和第二MOS管M2均为N沟道MOS管。
具体实施时,因并联的LED3灯条,LED1灯条和LED4灯条,LED2灯条的电压差较大,会使得LLC变压器512输出的电压不一致,进而导致流过两大串灯的电流不一致,因此本发明在LLC变压器512输出后串联一个平衡器513,即第二电容C2,将LED灯条的电压差分压在平衡器513两端,使得整流桥输出接的LED灯压差即使较大,而流过灯条的电流仍维持在恒定电流状态,但当灯条压差过大时,则触发上述LED灯条网络过欠压保护电路10进行灯条保护,即解决了多通道灯条电压不一致的供电恒流问题,也实现了灯条保护。
进一步地,所述检测单元53包括第一电阻R1和第二电阻R2,所述第一电阻R1的一端连接LED4灯条的负极和第二电阻R2的一端,所述第一电阻R1的另一端连接LED2灯条的正极;所述第二电阻R2的另一端连接恒流控制单元52。通过第一电阻R1检测LED灯条的电流并请将其转换为电压信号,之后通过第二电阻R2将电压信号输出至恒流控制单元52,恒流控制单元52根据所述电压信号相应调整LLC谐振桥511的工作频率,使LLC变压器512始终保持恒流输出。
进一步地,所述整流单元54包括第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3和第四二极管D4;所述第一二极管D1的正极连接第二二极管D2的负极、还通过平衡器513连接所述LLC变压器512的第3脚,所述第一二极管D1的负极连接LED3灯条的正极;所述第二二极管D2的正极连接LED2灯条的负极;所述第三二极管D3的正极连接所述LLC变压器512的第4脚和第四二极管D4的负极,所述第三二极管D3的负极连接LED4灯条的正极;所述第四二极管D4的正极连接LED1灯条的负极。
在LLC谐振桥511的振荡控制下,LLC变压器512输出依次交替的正向供电电流和反向供电电流,其中,LLC变压器512前半周期输出正向供电电流,即此时LLC变压器512的第3脚为正,供电电流通过第二电容C2、第一二极管D1和第四二极管D4为LED3灯条和LED1灯条供电,此时的电流路径为由LLC变压器512的第3脚流经第二电容C2、第一二极管D1输出至LED3灯条,之后通过第一电阻R1和LED1灯条后再流经第四二极管D4回到LLC变压器512的第4脚,此时LED1灯条和LED3灯条点亮,而在第二整流单元54的流向限制下,LED2灯条和LED4灯条中没有电流通过,为熄灭状态;之后LLC变压器512后半周期输出反向供电电流,即此时LLC变压器512的第4脚为正,供电电流通过第三二极管D3、第二二极管D2和第二电容C2为LED4灯条和LED2灯条供电,此时的电流路径为由LLC变压器512的第4脚流经第三二极管D3输出至LED4灯条,之后通过第一电阻R1和LED2灯条后再流经第二二极管D2、第二电容C2回到LLC变压器512的第3脚,此时LED2灯条和LED4灯条点亮,而在第二整流单元54的流向限制下,LED1灯条和LED3灯条中没有电流通过,为熄灭状态。因此所有LED灯条的供电电流在振荡控制下交替点亮和熄灭,在LLC谐振桥511的工作频率大于预设值时,人眼视觉看到的LED为常亮状态,提高了驱动电源转换效率,降低系统成本。
进一步地,所述恒流控制单元52包括恒流控制芯片U1,所述恒流控制芯片U1的ENA端连接ENA信号端,所述恒流控制芯片U1的PWM端连接PWM信号端,所述恒流控制芯片U1的ISEN端连接所述检测单元53,所述恒流控制芯片U1的DRV1端连接隔离变压器55的第6脚,所述恒流控制芯片U1的DRV2端连接隔离变压器55的第7脚,所述恒流控制芯片U1的OPV1端连接与第一LED灯条组连接的转换电阻R33的一端,所述恒流控制芯片U1的OPV2端连接与第二LED灯条组连接的转换电阻R33的一端,所述控制芯片U1的ADIM端连接所述第二滤波单元56。优选地,在恒流控制芯片U1和隔离变压器55之间还设置有第三电阻R3、第四电阻R4和第三电容C3,所述第三电阻R3的一端连接隔离变压器55的第7脚,所述第三电阻R3的另一端通过第三电容C3连接恒流控制芯片U1的第DRV2端;所述第四电阻R4的一端连接隔离变压器55的第6脚,所述第四电阻R4的另一端连接恒流控制芯片U1的第DRV1端。所述第三电阻R3、第四电阻R4和第三电容C3主要起限流滤波作用。本实施例中,所述恒流驱动芯片采用凹凸的OZ9976芯片,当然也可选用其他具有相同功能的控制芯片,本发明对此不作限定。
第一电阻R1将检测到的电流转换为电压信号后,通过第二电阻R2输出至恒流控制芯片U1的ISEN端,恒流控制芯片U1通过DRV1端和DRV2端输出驱动信号至隔离变压器55,通过隔离变压器55驱动原边的LLC谐振桥511,控制LLC变压器512的工作频率,进而控制LLC变压器512输出恒定电流,同时恒流控制芯片U1还通过OPV1端和OPV2端接收两个控制信号输出单元113输出的控制电压,在控制电压大于第一电压阈值或者小于第二电压阈值时输出驱动停止指令,停止LED驱动以保证电路安全。
进一步地,所述第二滤波单元56包括第四电容、第十一电阻R11和第十二电阻R12,所述第十一电阻R11的一端连接ADIM信号端,所述第十一电阻R11的另一端连接所述第十二电阻R12的一端、第四电容的一端和所述恒流控制芯片U1的ADIM端;所述第十二电阻R12的另一端和第四电容的另一端均接地。本实施例中,ADIM信号为电流大小调整信号,通过第四电容、第十一电阻R11和第十二电阻R12构成的滤波电路进行滤波后输送至恒流控制芯片U1的的ADIM端,用于设置背光电流大小,改ADIM信号由机芯板提供,使得通过软件输出的ADIM信号即可设置背光电流大小。
优选地,在隔离变压器55和LLC谐振桥511之间还连接有用于驱动所述LLC谐振桥511的驱动电路,所述驱动电路包括第五二极管D5、第六二极管D6、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9、第十电阻R10、第一三极管Q1和第二三极管Q2;根据隔离变压器55输出管脚的电平信号,控制第一三极管Q1和第二三极管Q2的导通截止状态,进而控制第一MOS管M1和第二MOS管M2的工作状态来实现LLC振荡控制。
其中,所述第五二极管D5的正极连接第五电阻R5的一端和隔离变压器55的第5脚,所述第五二极管D5的负极通过第六电阻R6连接第七电阻R7的一端和第一MOS管M1的栅极;所述第五电阻R5的另一端连接第一三极管Q1的基极;所述第七电阻R7的另一端连接第一三极管Q1的发射极;所述第一三极管Q1的集电极连接隔离变压器55的第4脚;所述第六二极管D6的正极连接第八电阻R8的一端和隔离变压器55的第1脚,所述第六二极管D6的负极通过第九电阻R9连接第十电阻R10的一端和第二MOS管M2的栅极;所述第八电阻R8的另一端连接第二三极管Q2的基极;所述第十电阻R10的另一端连接第二三极管Q2的发射极;所述第一三极管Q1的集电极接地。
下面介绍LLC谐振桥511的驱动过程:当隔离变压器55的5脚为低电平时第一三极管Q1导通,第一三极管Q1,第五电阻R5,第七电阻R7构成第一MOS管M1的关断回路,第一MOS管M1的GS电压为0,第一MOS管M1关断;隔离变压器55 的1脚为高电平,第二三极管Q2截止,信号通过第六二极管D6,第九电阻R9控制第二MOS管M2的GS电压为高电平,第二MOS管M2开通。当隔离变压器55 的5脚为高电平时第一三极管Q1截止,信号通过第五二极管D5,第六电阻R6控制第一MOS管M1的GS电压为高电平,第一MOS管M1开通;隔离变压器55 的1脚为低电平,第二三极管Q2开通,第二三极管Q2,第八电阻R8,第十电阻R10构成第二MOS管M2的关断回路,第二MOS管M2的GS电压为0,第二MOS管M2关断。即恒流控制芯片U1通过控制隔离变压器55驱动LLC谐振桥511中的开关管,进而控制输出电流。
进一步地,谐振桥在第一MOS管M1即将导通时, 第一MOS管M1结电容上的电压下降到零,第一MOS管M1的体二极管开始导通,使得第一MOS管M1的漏源(DS)极间电压为零,为第一MOS管M1的ZVS创造了条件。当第一MOS管M1的体二极管导通时,谐振电流iL2开始以正弦形式增加,此阶段电感L1中的电流大于Lm中的电流,两者差值流过LLC变压器512的初级,次级整流二极管第一二极管D1开始导通,Lm在此过程中充电,只有电感L1和第一电容C1参与谐振。
到第一MOS管M1导通时刻,第一MOS管M1的栅极信号为高电平。第一MOS管M1零电压导通。 此时电感L1中的电流上升, 仍然大于Lm中的电流, 二者差值流过变压器初级,整流二极管第一二极管D1保持导通。
当电感L1中的电流增大到与Lm中的电流相等,没有电流流过LLC变压器512的初级,第一二极管D1的电流为零,零电流关断,因此第一二极管D1几乎没有反向恢复过程。此时Lm参与到谐振中,Lm和电感L1、第一电容C1组成一个串联谐振回路。
到第一MOS管M1关断时,第二MOS管M2仍维持关断的,这时进入死区时间。谐振电流给第一MOS管M1的结电容充电,同时给第二MOS管M2的结电容放电。此时Lm中的电流大于电感L1中的电流,两者差值流过LLC变压器512的初级,第三二极管D3导通,到第二MOS管M2的结电容放电结束,之后的几个阶段,第二MOS管M2工作模式与前几个阶段中第一MOS管M1类似,这里不再复述。由以上分析可知,开关管第一MOS管M1、第二MOS管M2导通时,其DS间电压均接近于零,而开关管关断时是容性关断的,因此开关管工作在零电压开关(ZVS)状态。
基于上述LED灯条网络的驱动电源,本发明还相应提供一种LED灯条网络过欠压保护电路,由于上文已对所述LED灯条网络过欠压保护电路进行了详细描述,此处不作详述。
本发明还相应提供一种电视机,其包括如上所述的LED灯条网络的驱动电源,由于上文已对所述LED灯条网络的驱动电源进行了详细说明,此处不作详述。
综上所述,本发明提供的LED灯条网络过欠压保护电路、驱动电源和电视机中,所述LED灯条网络过欠压保护电路,与LED灯条网络连接,所述LED灯条网络包括若干组并联的LED灯条组,所述LED灯条网络过欠压保护电路包括正压采样单元、负压采样单元和控制信号输出单元;由正压采样单元对各个LED灯条组进行正压采样并转换为第一电流,由负压采样单元对各个LED灯条组进行负压采样转换为并第二电流,根据所述第一电流和第二电流输出第三电流至控制信号输出单元,由控制信号输出单元将所述第三电流转换为控制电压,当所述控制电压大于第一电压阈值或者小于第二电压阈值时,输出驱动停止指令,控制LED灯条停止工作。通过简单的保护电路即可在LED灯条工作电压异常,发生过压或欠压现象时输出驱动停止指令,控制LED灯条停止工作,有效保护LED灯条,防止屏体烧坏,降低整机设备的维修成本。
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LED灯条网络过欠压保护电路,与LED灯条网络连接,所述LED灯条网络包括若干组并联的LED灯条组,其特征在于,所述LED灯条网络过欠压保护电路包括若干数量与LED灯条组对应的保护模块,每个保护模块包括正压采样单元、负压采样单元和控制信号输出单元;由正压采样单元对各个LED灯条组进行正压采样并转换为第一电流,由负压采样单元对各个LED灯条组进行负压采样转换为并第二电流,根据所述第一电流和第二电流输出第三电流至控制信号输出单元,由控制信号输出单元将所述第三电流转换为控制电压,当所述控制电压大于第一电压阈值或者小于第二电压阈值时,输出驱动停止指令,控制LED灯条停止工作。
2.根据权利要求1所述的LED灯条网络过欠压保护电路,其特征在于,每个保护模块还包括用于对采样信号进行滤波的第一滤波单元,所述第一滤波单元与所述LED灯条组并联。
3.根据权利要求2所述的LED灯条网络过欠压保护电路,其特征在于,所述正压采样单元包括第一采样电阻,所述第一采样电阻的一端连接所述LED灯条组的正极和第一滤波单元的第1端,所述第一采样电阻的另一端连接所述负压采样单元和控制信号输出单元。
4.根据权利要求2所述的LED灯条网络过欠压保护电路,其特征在于,所述负压采样单元包括第二采样电阻,所述第二采样电阻的一端连接所述正压采样单元和控制信号输出单元,所述第二采样电阻的另一端连接所述LED灯条组的负极和第一滤波单元的第2端。
5.根据权利要求1所述的LED灯条网络过欠压保护电路,其特征在于,所述控制信号输出单元包括转换电阻,所述转换电阻的一端为控制电压输出端,连接所述正压采样单元和负压采样单元,所述转换电阻的另一端接地。
6.根据权利要求2所述的LED灯条网络过欠压保护电路,其特征在于,所述第一滤波单元包括滤波电容,所述滤波电容的一端连接所述LED灯条组的正极,所述滤波电容的另一端连接所述LED灯条组的负极。
7.一种LED灯条网络的驱动电源,与LED灯条网络连接,其特征在于,包括用于为LED灯条网络提供电流方向交替变化的恒定电流的恒流源模块,以及如权利要求1-6任意一项所述的LED灯条网络过欠压保护电路,所述LED灯条网络过欠压保护电路与恒流源模块连接。
8.根据权利要求6所述的LED灯条网络的驱动电源,其特征在于,所述恒流源模块包括驱动单元、恒流控制单元、检测单元和整流单元,LED灯条网络包括若干组通过整流单元并联的LED灯条组,每组LED灯条组包括若干条串联的LED灯条;
每个驱动周期中,驱动单元在前半周期和后半周期依次交替输出正向供电电流和反向供电电流,经整流单元整流后输出至LED灯条,由检测单元检测LED灯条的电流,并将检测到的电流转换为电压信号输出至恒流控制单元,由恒流控制单元根据所述电压信号控制驱动单元的工作频率,使供电电流的大小始终保持恒定。
9.根据权利要求7所述的LED灯条网络的驱动电源,其特征在于,所述恒流源模块还包括第二滤波单元,由所述第二滤波单元对接收到的电流调整信号进行滤波处理后输出至恒流控制单元,进而调节驱动单元输出的供电电流大小。
10.一种电视机,其特征在于,包括如权利要求7-9任意一项所述的串并联LED灯条网络的驱动电源。
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