CN108831361A - 一种led背光驱动电路 - Google Patents

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Abstract

本发明提出一种LED背光驱动电路，包括过流保护启动电路、参考电压生成模块和具有短路侦测模块的LED驱动芯片，过流保护启动电路包括滤波延时输入模块、参考电压生成模块，参考电压生成模块的输入端接入背光调节信号，滤波延时输入模块、参考电压生成模块均与比较控制模块的输入端连接，比较控制模块的输出端与LED驱动芯片连接。本发明根据LED背光电路中的负载变化来提供过流保护电路启动的参考电压，从而开启LED驱动芯片的过流保护模块，能够精确检测LED背光单元的电路短路异常情况，避免开机时短暂大电流的冲击影响液晶显示器的正常工作。

Description

一种LED背光驱动电路
技术领域
本发明属于液晶显示技术领域，尤其是一种LED背光驱动电路。
背景技术
市场上的液晶显示装置大部分为背光型液晶显示装置，其包括液晶显示面板及背光模组(Backlight Module)。液晶显示面板的工作原理是在薄膜晶体管阵列基板(ThinFilm Transistor Array Substrate，TFT Array Substrate)与彩色滤光片基板(ColorFilter，CF)之间灌入液晶分子，并在两片基板上施加驱动电压来控制液晶分子的旋转方向，以将背光模组的光线折射出来产生画面。
由于发光二极管(Light-Emitting Diode，简称LED)背光电路具有轻薄、功耗低、发光效率高、色彩表现力强等优点，目前LED背光电路已经成为背光技术发展的一个新趋势，液晶显示器(Liquid Crystal Display，简称LCD)等显示装置的背光电路也越来越多地选取LED背光电路。
LED背光源的背光源技术：在液晶显示设备中，LED背光源与液晶显示面板相对设置，以使LED背光源提供显示光源给液晶显示面板。
背光模组中每一个LED背光电路中设置有多路LED背光单元，每一路背光单元由多个LED串联。为保证LED背光电路可以正常工作，驱动LED背光模组的LED背光驱动电路中包括用于侦测LED背光单元的短路异常的短路侦测模块。LED背光单元的供电电压为恒压高电位，当其中一路发生短路后，由于LED背光驱动电路的短路侦测模块侦测到该路LED背光单元中有增大的电流通过。LED背光驱动电路中的LED驱动芯片就会触发开启过流保护功能。但是由于LED背光单元亮度可调，在调整过程中电流可变，无法准确判断短路产生状态。同时快速开关机等因素也会产生短时大电流，但不影响背光模组及液晶显示装置的正常工作，也能导致LED背光驱动电路中短路侦测模块将其侦测为LED背光单元的短路异常。
发明内容
本发明所解决的技术问题在于提供一种LED背光驱动电路，根据LED背光电路中的负载变化来提供过流保护电路启动的参考电压，从而开启LED驱动芯片的过流保护模块，能够精确检测LED背光单元的电路短路异常情况，避免开机时短暂大电流的冲击影响液晶显示器的正常工作。
实现本发明目的的技术解决方案为：
一种LED背光驱动电路，包括：
滤波延时输入模块，用于对输入的VIN高电位进行滤波、分压和延时处理；
参考电压生成模块，用于根据背光调节信号和LED背光单元的电流变化来产生参考电压；
比较控制模块，用于比较参考电压生成模块产生的随LED背光单元电流变化的电压和经过滤波延时输入模块滤波、分压和延时的VIN高电压并处罚LED驱动芯片的短路侦测模块；
具有短路侦测模块的LED驱动芯片，用于为LED背光单元提供恒压高电位；
参考电压生成模块的输入端接入背光调节信号，滤波延时输入模块、参考电压生成模块均与比较控制模块的输入端连接，比较控制模块的输出端与LED驱动芯片连接。
进一步的，本发明的LED背光驱动电路，滤波延时输入模块包括第一二极管、第一电阻、第二电阻、第三电阻和第一电容，其中第一二极管的正极端接入高电位VIN，负极端电性连接第一电阻的一端，第一电阻的另一端连接第二电阻、第三电阻和第一电容，第三电阻的另一端与第一电容的另一端相连并接地，第二电阻的另一端作为滤波延时输入模块的输出端且与比较控制模块连接。
进一步的，本发明的LED背光驱动电路，参考电压生成模块包括第二二极管、积分电路、第七电阻和第八电阻，其中，第二二极管的正极端接入背光调节信号，负极端电性连接积分电路的输入端，积分电路的输出端电性连接第七电阻的一端，第七电阻的另一端电性连接第八电阻的一端，第八电阻的另一端接地，第七电阻和第八电阻的共接端作为参考电压生成模块的输出端且与比较控制模块连接。
进一步的，本发明的LED背光驱动电路，积分电路包括第五电阻、第六电阻、第二电容和运算放大器，第五电阻的一端连接第二二极管的负极端，第五电阻的另一端与第二电容的一端电性连接，且第五电阻与第二电容的共接端连接运算放大器的同相输入端，第六电阻的一端连接运算放大器的反相输入端，另一端接地，第二电容的另一端连接运算放大器的输出端且作为积分电路的输出端与第七电阻连接。
进一步的，本发明的LED背光驱动电路，比较控制模块包括比较器、开关管和第四电阻，其中，比较器的同相输入端连接滤波延时输入模块的输出端，反相输入端连接参考电压生成模块的输出端，比较器的供电正极接高电位，供电负极接低电位，输出端电性连接开关管的第一端控制端，开关管的第三端接地，第二端电性连接第四电阻的一端，第四电阻的另一端作为比较控制模块的输出端。
进一步的，本发明的LED背光驱动电路，开关管为n型金属氧化物半导体场效应晶体管，其栅极作为开关管的第一端控制端，源极作为开关管的第三端，漏极作为开关管的第二端。
本发明还提出一种LED背光模组，包括前述任一的LED背光驱动电路。
本发明还提出一种LED背光液晶显示装置，包括若干个前述的LED背光模组。
本发明采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：
1、本发明的LED背光驱动电路能够根据LED背光电路中的负载变化来提供过流保护电路启动的参考电压，从而开启LED驱动芯片的过流保护模块；
2、本发明的LED背光驱动电路能够精确检测LED背光单元的短路异常现象，能够避免开机时短暂大电流和其他因素冲击影响液晶显示装置的正常工作；
3、本发明的LED背光驱动电路解决了LED驱动芯片中的短路侦测模块由于开机等因素产生瞬时大电流导致误侦测的技术问题。
附图说明
图1是本发明的LED背光驱动电路的结构框图；
图2是本发明的LED背光驱动电路的电路结构图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。
一种LED背光驱动电路，用于驱动LED背光电路中的LED背光单元，如图1、图2所示，包括过流保护启动电路、参考电压生成模块和具有短路侦测模块的LED驱动芯片，过流保护启动电路包括滤波延时输入模块、参考电压生成模块，参考电压生成模块的输入端接入背光调节信号，滤波延时输入模块、参考电压生成模块均与比较控制模块的输入端连接，比较控制模块的输出端与LED驱动芯片连接，LED驱动芯片能够通过开关电源电路为LED背光电路中的多路LED背光单元提供恒定高电压。
滤波延时输入模块，用于对输入的VIN高电位进行滤波、分压和延时处理。滤波延时输入模块包括第一二极管D1、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3和第一电容C1。其中第一二极管D1的正极端接入高电位VIN，为过流保护电路的开启提供所需电压；负极端电性连接第一电阻R1的一端，对输入信号进行滤波；第一电阻R1的另一端连接第二电阻R2、第三电阻R3和第一电容C1；第三电阻R3的另一端与第一电容R1的另一端相连并接地，对输入进行分压；第一电容C1对输入信号进行延时；第二电阻R2的另一端作为滤波延时输入模块的输出端且与比较控制模块连接。
参考电压生成模块，用于根据背光调节信号和LED背光单元的电流变化为基准来产生参考电压VREF。参考电压生成模块包括第二二极管D2、积分电路、第七电阻R7和第八电阻R8。其中，第二二极管D2的正极端接入背光调节信号，对输入信号进行滤波并在放电过程进行信号隔离；负极端电性连接积分电路的输入端，积分电路的输出端电性连接第七电阻R7的一端，第七电阻R7的另一端电性连接第八电阻R8的一端，第八电阻R8的另一端接地，第七电阻R7和第八电阻R8的共接端作为参考电压生成模块的输出端且与比较控制模块连接。
其中积分电路包括第五电阻R5、第六电阻R6、第二电容C2和运算放大器，所述积分电路的信号采集单元为第五电阻R5。第五电阻R5的一端连接第二二极管D2的负极端，接入输入信号；第五电阻R5的另一端与第二电容C2的一端电性连接，且第五电阻R5与第二电容C2的共接端连接运算放大器的同相输入端，第六电阻R6的一端连接运算放大器的反相输入端，另一端接地，第二电容C2的另一端连接运算放大器的输出端且作为积分电路的输出端与第七电阻R7连接。所述积分电路通过采集背光调节信号的变化，进行波形信号变换，经过采集单元第七电阻R7输出连接至所述比较器的反相输入端，需要说明的是，第七电阻R7与第八电阻R8对积分后的信号进行分压后，作为过流电路开启的参考电压VREF。所述背光调节信号的作用是通过LED驱动芯片来驱动控制LED背光电路中LED背光单元的亮度调节，LED背光电路中多路LED背光单元正极接恒压高电位，多路LED背光单元亮度的变化会导致电流产生波动，为避免正常范围内电流增大而触发过流保护电路，需通过背光调节信号作为基准来生成参考电压。
比较控制模块，用于比较参考电压生成模块产生的随LED背光单元电流变化的电压和经过滤波延时输入模块滤波、分压和延时的VIN高电压并处罚LED驱动芯片的短路侦测模块。比较控制模块包括比较器、开关管M和第四电阻R4，其中，比较器的同相输入端连接滤波延时输入模块的输出端，反相输入端连接参考电压生成模块的输出端，比较器的供电正极接高电位，供电负极接低电位，输出端电性连接开关管M的第一端控制端，开关管M的第三端接地，第二端电性连接第四电阻R4的一端，第四电阻R4的另一端作为比较控制模块的输出端。开关管M为n型金属氧化物半导体场效应晶体管，其栅极作为开关管M的第一端控制端，源极作为开关管M的第三端，漏极作为开关管M的第二端。
具有短路侦测模块的LED驱动芯片，用于为LED背光单元提供恒压高电位，其中的短路侦测模块用于侦测LED背光单元短路异常，开启过流保护功能。
在液晶显示装置正常工作的情况下，比较控制模块的比较器同相输入端电压小于参考电压VREF，比较器输出为低电平，开关管M处于截止状态。分压单元第四电阻R4处于开路状态，LED驱动芯片侦测端检测不到信号，就不会触发LED驱动芯片的过流保护功能。在液晶显示装置背光模块出现短路的情况下，LED背光单元电流增大，驱动电路的输入端电位升高，信号经过滤波延时输入模块延时一端时间后，比较器的同相输入端电压仍增大至大于参考电压VREF。此时，比较器输出为高电平，接入开关管M的栅极控制端为高电位，此时开关管M处于导通状态。开关管M的第二端为漏极电性连接第四电阻R4，第四电阻R4经导通的MOS管M接地，从而使LED驱动芯片侦测端接地，LED驱动芯片开启过流保护功能。
由于滤波延时输入模块以及积分电路的延时作用，短时间内，比较器的同相输入端电压不会大于参考电压VREF。因此，短时间的大电流不会触发LED驱动芯片开启过流保护功能，LED背光单元可以正常工作，不影响显示装置的正常运行。
本方案的LED背光驱动电路能够精确检测LED背光单元的电路短路异常现象，避免开机时短暂大电流及其他因素冲击影响液晶显示装置的正常工作，解决短路侦测模块由于开机等因素产生瞬时大电流导致误侦测的技术问题。
本方案还提出一种LED背光模组，包括前述任一的LED背光驱动电路、LED背光单元，还包括导光板、扩散板、反射片等结构，为显示模组提供显示所需背光。。
本方案还提出一种LED背光液晶显示装置，包括若干个前述的LED背光模组。手机、平板电脑、液晶显示器均可作为上述液晶显示装置。
以上所述仅是本发明的部分实施方式，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，还可以做出若干改进，这些改进应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种LED背光驱动电路，其特征在于，包括：
滤波延时输入模块，用于对输入的VIN高电位进行滤波、分压和延时处理；
参考电压生成模块，用于根据背光调节信号和LED背光单元的电流变化来产生参考电压；
比较控制模块，用于比较参考电压生成模块产生的随LED背光单元电流变化的电压和经过滤波延时输入模块滤波、分压和延时的VIN高电压并触发LED驱动芯片的短路侦测模块；
具有短路侦测模块的LED驱动芯片，用于为LED背光单元提供恒压高电位；
参考电压生成模块的输入端接入背光调节信号，滤波延时输入模块、参考电压生成模块均与比较控制模块的输入端连接，比较控制模块的输出端与LED驱动芯片连接。
2.根据权利要求1所述的LED背光驱动电路，其特征在于，滤波延时输入模块包括第一二极管、第一电阻、第二电阻、第三电阻和第一电容，其中第一二极管的正极端接入高电位VIN，负极端电性连接第一电阻的一端，第一电阻的另一端连接第二电阻、第三电阻和第一电容，第三电阻的另一端与第一电容的另一端相连并接地，第二电阻的另一端作为滤波延时输入模块的输出端且与比较控制模块连接。
3.根据权利要求1所述的LED背光驱动电路，其特征在于，参考电压生成模块包括第二二极管、积分电路、第七电阻和第八电阻，其中，第二二极管的正极端接入背光调节信号，负极端电性连接积分电路的输入端，积分电路的输出端电性连接第七电阻的一端，第七电阻的另一端电性连接第八电阻的一端，第八电阻的另一端接地，第七电阻和第八电阻的共接端作为参考电压生成模块的输出端且与比较控制模块连接。
4.根据权利要求3所述的LED背光驱动电路，其特征在于，积分电路包括第五电阻、第六电阻、第二电容和运算放大器，第五电阻的一端连接第二二极管的负极端，第五电阻的另一端与第二电容的一端电性连接，且第五电阻与第二电容的共接端连接运算放大器的同相输入端，第六电阻的一端连接运算放大器的反相输入端，另一端接地，第二电容的另一端连接运算放大器的输出端且作为积分电路的输出端与第七电阻连接。
5.根据权利要求1所述的LED背光驱动电路，其特征在于，比较控制模块包括比较器、开关管和第四电阻，其中，比较器的同相输入端连接滤波延时输入模块的输出端，反相输入端连接参考电压生成模块的输出端，比较器的供电正极接高电位，供电负极接低电位，输出端电性连接开关管的第一端控制端，开关管的第三端接地，第二端电性连接第四电阻的一端，第四电阻的另一端作为比较控制模块的输出端。
6.根据权利要求5所述的LED背光驱动电路，其特征在于，开关管为n型金属氧化物半导体场效应晶体管，其栅极作为开关管的第一端控制端，源极作为开关管的第三端，漏极作为开关管的第二端。
7.一种LED背光模组，其特征在于，包括前述任一的LED背光驱动电路。
8.一种LED背光液晶显示装置，其特征在于，包括若干个前述的LED背光模组。
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