CN112333889A - 一种双直驱led电源电路和电视机 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种双直驱LED电源电路和电视机,双直驱LED电源电路包括主板、恒流控制模块、第一直驱恒流模块和第二直驱恒流模块;由主板输出使能信号和调光信号至恒流控制模块;由恒流控制模块根据使能信号启动后,根据调光信号输出第一驱动信号至第一直驱恒流模块,并输出第二驱动信号至第二直驱恒流模块;由第一直驱恒流模块根据第一驱动信号为第一LED灯条模块提供电流方向交替变化的恒定电流;由第二直驱恒流模块根据第二驱动信号为第二LED灯条模块提供电流方向交替变化的恒定电流;本发明能够有效实现大功率、高电压、大电流及多通道的恒流控制,解决模组灯条功率大的热设计问题。
Description
技术领域
本发明涉及电器电源技术领域,特别涉及一种双直驱LED电源电路和电视机。
背景技术
目前,LED电视越来越向大尺寸方向发展,随着8K显示技术的普及应用,与之匹配的大尺寸LED(75寸以上)背光模组有以下特点:
1)模组背光功率大,模组灯条功率多为300W以上;
2)模组灯条一般电压较高(100V以上),电流较大(350mA以上);
3)模组灯条通道数多,一般多为4通道以上。
匹配大尺寸8K电视,目前传统电源及恒流方案中,对匹配多通道大功率背光模组而言,恒流电路功率器件损耗大,背光电路转换效率较低,不利于电路的热设计。
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双直驱LED电源电路和电视机,能够有效实现大功率、高电压、大电流及多通道的恒流控制,解决模组灯条功率大的热设计问题。
为了达到上述目的,本发明采取了以下技术方案:
一种双直驱LED电源电路,包括主板、恒流控制模块、第一直驱恒流模块和第二直驱恒流模块;由所述主板输出使能信号和调光信号至所述恒流控制模块;由所述恒流控制模块根据所述使能信号启动后,根据所述调光信号输出第一驱动信号至所述第一直驱恒流模块,并输出第二驱动信号至所述第二直驱恒流模块;由所述第一直驱恒流模块根据所述第一驱动信号为第一LED灯条模块提供电流方向交替变化的恒定电流;由所述第二直驱恒流模块根据所述第二驱动信号为第二LED灯条模块提供电流方向交替变化的恒定电流。
所述的双直驱LED电源电路中,所述第一直驱恒流模块包括第一驱动单元、第一检测单元和第一整流单元,第一LED灯条模块包括若干组通过第一整流单元并联的LED灯条组,每组LED灯条组包括若干条通过第一检测单元串联的LED灯条;
每个驱动周期中,第一驱动单元根据第一驱动信号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,经第一整流单元整流后输出至LED灯条,由第一检测单元检测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模块,由恒流控制模块根据所述电压信号控制第一驱动单元的工作频率,使供电电流的大小始终保持恒定。
所述的双直驱LED电源电路中,第二直驱恒流模块包括第二驱动单元、第二检测单元、第二整流单元;第二LED灯条模块包括若干组通过第二整流单元并联的LED灯条组,每组LED灯条组包括若干条通过第二检测单元串联的LED灯条;
每个驱动周期中,第二驱动单元根据第二驱动信号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,经第二整流单元整流后输出至LED灯条,由第二检测单元检测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模块,由恒流控制模块根据所述电压信号控制第二驱动单元的工作频率,使供电电流的大小始终保持恒定。
所述的双直驱LED电源电路中,所述第二直驱恒流模块还包括与LED灯条组数目对应的灯条调节单元,所述灯条调节单元用于调节每组LED灯条组中LED灯条的数目。
所述的双直驱LED电源电路中,所述第一驱动单元包括第一LLC谐振桥、第一LLC变压器、第一平衡器和第一隔离变压器,由第一隔离变压器根据第一驱动信号驱动第一LLC谐振桥工作,由第一LLC变压器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,经第一平衡器分压后输出至第一整流单元,由恒流控制模块根据所述电压信号控制第一LLC谐振桥的工作频率,使第一LLC变压器输出的供电电流的大小始终保持恒定。
所述的双直驱LED电源电路中,所述第二驱动单元包括第二LLC谐振桥、第二LLC变压器、第二平衡器和第二隔离变压器,由第二隔离变压器根据第二驱动信号驱动第二LLC谐振桥工作,由第二LLC变压器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,经第二平衡器分压后输出至第二整流单元,由恒流控制模块根据所述电压信号控制第二LLC谐振桥的工作频率,使第二LLC变压器输出的供电电流的大小始终保持恒定。
所述的双直驱LED电源电路中,所述灯条调节单元包括第一电阻和第二电阻;所述第一电阻的一端连接其中一个LED灯条的负极和第二整流单元,所述第一电阻的另一端连接所述第二电阻的一端和接地,所述第二电阻的另一端连接所述第二LED灯条模块中的LED灯条的正极。
所述的双直驱LED电源电路中,所述第一LLC谐振桥包括第一MOS管、第二MOS管和第一电容,所述第一平衡器包括第二电容;所述第一MOS管的漏极连接电源输入端,所述第一MOS管的栅极连接隔离变压器的第2脚,所述第一MOS管的源极连接第一隔离变压器的第1脚、第二MOS管的漏极和第一LLC变压器的第1脚;所述第二MOS管的栅极连接第一隔离变压器的第4脚,所述第二MOS管的源极连接第一LLC变压器的第4脚和地;所述第一电容的一端连接第一LLC变压器的第4脚,所述第一电容的另一端接地;所述第一LLC变压器的第12脚和第13脚均通过第二电容连接第一整流单元的第1端,所述第一LLC变压器的第5脚和第6脚均连接第一整流单元的第2端。
所述的双直驱LED电源电路中,所述第二LLC谐振桥包括第三MOS管、第四MOS管和第三电容,所述第二平衡器包括第四电容;所述第三MOS管的漏极连接电源输入端,所述第三MOS管的栅极连接第二隔离变压器的第2脚,所述第三MOS管的源极连接第二隔离变压器的第1脚、第四MOS管的漏极和第二LLC变压器的第1脚;所述第四MOS管的栅极连接第二隔离变压器的第4脚,所述第四MOS管的源极连接第二LLC变压器的第4脚和地;所述第三电容的一端连接第二LLC变压器的第4脚,所述第三电容的另一端接地;所述第二LLC变压器的第12脚和第13脚均通过第四电容连接第二整流单元的第1端,所述第二LLC变压器的第5脚和第6脚均连接第二整流单元的第2端。
一种电视机,包括上述的双直驱LED电源电路。
相较于现有技术,本发明提供的一种双直驱LED电源电路和电视机,双直驱LED电源电路包括主板、恒流控制模块、第一直驱恒流模块和第二直驱恒流模块;由主板输出使能信号和调光信号至恒流控制模块;由恒流控制模块根据使能信号启动后,根据调光信号输出第一驱动信号至第一直驱恒流模块,并输出第二驱动信号至第二直驱恒流模块;由第一直驱恒流模块根据第一驱动信号为第一LED灯条模块提供电流方向交替变化的恒定电流;由第二直驱恒流模块根据第二驱动信号为第二LED灯条模块提供电流方向交替变化的恒定电流;本发明能够有效实现大功率、高电压、大电流及多通道的恒流控制,解决模组灯条功率大的热设计问题。
附图说明
图1为本发明提供的双直驱LED电源电路的结构框图;
图2为本发明提供的双直驱LED电源电路中第一直驱恒流模块和第二直驱恒流模块的结构框图;
图3为本发明提供的双直驱LED电源电路中第一直驱恒流模块的电路原理图;
图4为本发明提供的双直驱LED电源电路中恒流控制器的电路原理图;
图5为本发明提供的双直驱LED电源电路中第二直驱恒流模块的电路原理图。
具体实施方式
本发明提供一种双直驱LED电源电路和电视机,能够有效实现大功率、高电压、大电流及多通道的恒流控制,解决模组灯条功率大的热设计问题。
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。
本发明提供的串并联LED灯条网络的驱动电源可应用在多领域的不同电源上,例如电视机电源、显示器电源、LED照明电源、投影仪以及医疗器械等等领域,有效提高电源系统效率,降低成本。
请参阅图1,本发明提供的双直驱LED电源电路包括供电模块10、主板20、恒流控制模块30、第一直驱恒流模块40和第二直驱恒流模块50;供电模块10分别与主板20、恒流控制模块30、第一直驱恒流模块40和第二直驱恒流模块50连接,主板20还与恒流控制模块30连接,恒流控制模块30还分别与第一直驱恒流模块40和第二直驱恒流模块50连接。
具体实施时,供电模块10将输入交流电源转换成直流电,并将直流电进行低通滤波处理,然后经滤波后的直流电进行功率因数校正后分别输出至主板20、恒流控制模块30、第一直驱恒流模块40和第二直驱恒流模块50,为主板20、恒流控制模块30、第一直驱恒流模块40和第二直驱恒流模块50提供电能,由恒流控制模块30根据使能信号启动后,根据调光信号输出第一驱动信号至第一直驱恒流模块40,并输出第二驱动信号至第二直驱恒流模块50;由第一直驱恒流模块40根据第一驱动信号为第一LED灯条模块60提供电流方向交替变化的恒定电流;由第二直驱恒流模块50根据第二驱动信号为第二LED灯条模块70提供电流方向交替变化的恒定电流。
需理解的是,本实施例中供电模块10包括EMI滤波单元、整流桥、PFC电路单元、PFC和LLC控制单元、谐振单元、输出整流单元和反馈单元,其中,EMI滤波单元、整流桥和PFC电路单元依次连接,PFC控制单元与PFC电路单元连接,PFC电路单元还与谐振单元连接,谐振单元还与输出整流单元连接;输入交流电源经EMI滤波单元和滤波单元滤波整流之后输出直流电至PFC电路单元,经PFC电路单元进行功率因数效正之后输出PFC电压至谐振单元、第一直驱恒流模块40和第二直驱恒流模块50,谐振单元将PFC电压进行转换后经输出整流单元进行滤波处理后,输出+12V电压为恒流控制模块30和主板20供电,反馈单元用于对输出+12V电压进行采样后反馈至PFC和LLC控制单元,以便于PFC和LLC控制单元根据反馈信号对输出电压进行调节,确保供电安全性;此处,EMI滤波单元、整流桥、PFC电路单元、PFC和LLC控制单元、谐振单元、输出整流单元和反馈单元均为现有技术,因此对其连接方式和具体工作原理不作详述。
本发明中通过设置两个直驱恒流模块,相当于采用双直驱式电源及恒流架构,可灵活通过调整变压器大小、整流管规格等功率器件,实现了大功率、高电压、大电流及多通道的恒流控制,解决了模组灯条功率大的热设计问题;,同时由于省去了一级恒流转换电路,整个电源及恒流系统效率高,提高了整机能效,节能省电。
具体地,请参阅图2,第一直驱恒流模块40包括第一驱动单元41、第一检测单元42和第一整流单元43,第一驱动单元41分别连接恒流控制模块30和第一整流单元43,恒流控制模块30连接第一检测单元42,其中,第一LED灯条模块60包括若干组通过第一整流单元43并联的LED灯条组,每组LED灯条组包括若干条通过第一检测单元42串联的LED灯条;即如图2所示,LED1、LED2、LED3和LED4表示四条灯条,其中LED3灯条通过检测单元和LED1灯条串联作为一组LED灯条组,LED4灯条通过第一检测单元42和LED2灯条串联作为另外一组LED灯条组,这两组LED灯条组通过第一整流单元43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,以每个直驱恒流模块中LED灯条数量均以四个来进行解释说明。
在恒流驱动模块的控制下,每个驱动周期中,第一驱动单元41根据第一驱动信号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,经第一整流单元43整流后输出至LED灯条,即第一驱动单元41在前半周期驱动部分LED灯条,在后半周期驱动其余部分LED灯条,同时在驱动过程中,由第一检测单元42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模块30,由恒流控制模块30根据电压信号控制第一驱动单元41的工作频率,使供电电流的大小始终保持恒定。
进一步地,第二直驱恒流模块50包括第二驱动单元51、第二检测单元52、第二整流单元53,第二驱动单元51分别连接恒流控制模块30和第二整流单元53,恒流控制模块30连接第二检测单元52;同样,本发明的第二直驱恒流模块50中的第二LED灯条模块70包括若干组通过第二整流单元53并联的LED灯条组,每组LED灯条组包括若干条通过第二检测单元52串联的LED灯条;与第一直驱恒流模块40不同的是,第二直驱恒流模块50中还包括与LED灯条组数目对应的灯条调节单元54,灯条调节单元54用于调节每组LED灯条组中LED灯条的数目;也就是说第二直驱恒流模块50中每组LED灯条组对应设置有一个灯条调节单元54,该灯条调节单元54用于设置灯条接入电路的灯条数目,由此可灵活改变该电源电路控制的灯条数目,兼容多个通道灯条的控制。
同样,在恒流驱动模块的控制下,每个驱动周期中,第二驱动单元51根据第二驱动信号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,经第二整流单元53整流后输出至LED灯条,由第二检测单元52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模块30,由恒流控制模块30根据电压信号控制第二驱动单元51的工作频率,使供电电流的大小始终保持恒定。
具体来说,第一驱动单元41包括第一LLC谐振桥411、第一LLC变压器412、第一平衡器413和第一隔离变压器414,恒流控制模块30通过第一隔离变压器414连接第一LLC谐振桥411,第一LLC谐振桥411还连接供电模块10和第一LLC变压器412,第一LLC变压器412还通过第一平衡器413连接第一整流单元43;同时,由第一隔离变压器414根据第一驱动信号驱动第一LLC谐振桥411工作,由第一LLC变压器412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,经第一平衡器413分压后输出至第一整流单元43,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;同时在第一LLC变压器412输出后串联一个平衡器,将并联的LED灯条的压差分压在平衡器两端,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。
其中,请参阅图3,第一LLC谐振桥411包括第一MOS管、第二MOS管和第一电容C1,第一平衡器413包括第二电容C2;第一MOS管的漏极连接电源输入端,第一MOS管的栅极连接隔离变压器的第2脚,第一MOS管的源极连接第一隔离变压器414的第1脚、第二MOS管的漏极和第一LLC变压器412的第1脚;第二MOS管的栅极连接第一隔离变压器414的第4脚,第二MOS管的源极连接第一LLC变压器412的第4脚和地;第一电容C1的一端连接第一LLC变压器412的第4脚,第一电容C1的另一端接地;第一LLC变压器412的第12脚和第13脚均通过第二电容C2连接第一整流单元43的第1端,第一LLC变压器412的第5脚和第6脚均连接第一整流单元43的第2端。
第一检测单元42包括第三电阻R3和第四电阻R4,每组LED灯条组包括第一灯条单元和第二灯条单元,例如本实施例中,LED1灯条和LED3灯条为一组LED灯条组,LED2灯条和LED4灯条为另外一组灯条组,两组灯条组中均包括第一灯条单元和第二灯条单元,其中,LED1灯条和LED2灯条分别作为两个LED灯条组中的第一灯条单元,LED3灯条和LED4灯条分别作为两个LED灯条组中的第二灯条单元,第三电阻R3的一端连接所有第一灯条单元的负极和第四电阻R4的一端,第三电阻R3的另一端连接所有第二灯条单元的正极;第四电阻R4的另一端连接恒流控制模块30。通过第三电阻R3检测LED灯条的电流并请将其转换为电压信号,之后通过第四电阻R4将电压信号输出至恒流控制模块30,恒流控制模块30根据电压信号相应调整第一LLC谐振桥411的工作频率,使第一LLC变压器412始终保持恒流输出。
进一步地,第一整流单元43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;LED灯条组包括第一部分灯条组和第二部分灯条组,第一部分灯条组和第二灯条组通过第一整流单元43并联,例如本实施例中,第一部分灯条组由LED1灯条和LED3灯条组成,第二部分灯条组由LED2灯条和LED4灯条组成,第一二极管D1的正极连接第二二极管D2的负极、还通过第一平衡器413连接第一LLC变压器412的第11脚和第12脚,第一二极管D1的负极连接第一部分灯条组的正极;第二二极管D2的正极连接第二部分灯条组的负极;第三二极管D3的正极连接第一LLC变压器412的第5脚、第6脚和第四二极管D4的负极,第三二极管D3的负极连接第二部分灯条组的正极;第四二极管D4的正极连接第一部分灯条组的负极。
第一整流单元43还包括第五电容C5、第六电容C6、第七电容C7、第八电容C8、第九电容C9和第十电容C10;第九电容C9的一端连接第一二极管D1的负极、第十电容C10的一端和第一部分灯条组的正极(LED1灯条的正极),第九电容C9的另一端接地,第十电容C10的另一端连接第五电容C5的一端和第一部分灯条组的负极(LED3灯条的负极),第五电容C5的另一端接地,第六电容C6的一端连接第三二极管D3的负极、第七电容C7的一端和第二部分灯条组的正极(LED4灯条的正极),第六电容C6的另一端接地,第七电容C7的另一端连接第二二极管D2的正极、第八电容C8的一端和第二部分灯条组的负极(LED2灯条的负极),第八电容C8的另一端接地;通过第九电容C9、第十电容C10、第五电容C5、第六电容C6、第七电容C7和第八电容C8为各LED灯条电压滤波,减少LED灯条的纹波电压。
进一步地,请参阅图4,恒流控制模块30包括恒流控制器U1,恒流控制器U1的第1脚用于输出第一驱动信号DRV1;恒流控制器U1的第2脚用于输出第二驱动信号DRV3,恒流控制器U1的第3脚为模拟地参考脚,恒流控制器U1的第4脚为供电脚,恒流控制器U1的第5脚为使能脚,恒流控制器U1的第6脚为内部电压参考脚,恒流控制器U1的第7脚为双直驱恒流控制频率设定脚,恒流控制器U1的第8脚为直驱恒流控制器U1电路异常工作状态脚,可外接电路实现异常时的保护;恒流控制器U1的第9脚ADIM调光脚;恒流控制器U1的第10脚为外接PWM1调光引脚;恒流控制器U1的第11脚为外接PWM2调光引脚;恒流控制器U1的第12脚为电流检测脚2;恒流控制器U1的第13脚为电流检测脚1;恒流控制器U1的第14脚为灯条过压保护脚4,在外接灯条电压过压时,关闭恒流控制器U1;恒流控制器U1的第15脚为灯条过压保护脚3,在外接灯条电压过压时,关闭恒流控制器U1;恒流控制器U1的第16脚为灯条过压保护脚2,在外接灯条电压过压时,关闭恒流控制器U1;恒流控制器U1的第17脚为灯条过压保护脚1,在外接灯条电压过压时,关闭恒流控制器U1;恒流控制器U1的第18脚为PWM调光时LLC工作频率包络的上升沿和下降沿变化率设定脚;恒流控制器U1的第19脚为软起动和补偿脚;恒流控制器U1的第20脚为功率地参考脚;恒流控制器U1的第21脚用于输出第二驱动信号DRV4;恒流控制器U1的第22脚用于输出第一驱动信号DRV2。
上电后,供电模块10为主板20供电,由主板20控制恒流控制模块30启动,恒流模块启动之后输出第一驱动信号(分别为DRV1和DRV2),经第一隔离变压器414后,分别依次打开第一MOS管和第二MOS管,经第一LLC变压器412输出绕组输出第一LED灯条模块60所需的电能。
在第一LLC变压器412输出的正半周期,输出波形经第二电容C2耦合至第一二极管D1,再经滤波电容第九电容C9和第十电容C10,送至LED1灯条的正极,其中,LED1(1,n)表示灯条1,灯数从1到n,n为正整数。LED1灯条的负极接至第三电阻R3,通过第四电阻R4送至恒流控制模块30,从而设置在调光PWM占空比为100%时的灯条电流。同时,LED1(1,n)通过第三电阻R3的地连接至LED3灯条的正极(LED3+),给LED3灯条供电,经第五电阻R5滤波后,送至第四二极管D4,经第四二极管D4后回到第一LLC变压器412的绕组,至此第一LLC变压器412正半周工作结束。
在第一LLC变压器412输出的负半周,输出波形经第三二极管D3,再经滤波电容第六电容C6和第七电容C7,送至LED4灯条的正极,LED4灯条的负极接至地端,通过地连接至LED2灯条的正极,给LED2灯条供电,经第八电容C8滤波后,送至第二二极管D2,经第二二极管D2后回到第一LLC变压器412的绕组,至此第一LLC变压器412负半周工作结束。此后,正负半周交替工作,实现给4个LED灯条供电,从而点亮模组背光灯条。
要说明的是,由于模组内部为4个独立的灯条设计,在恒流设计上,采用LED1灯条和LED3灯条经地线串联,与LED4灯条和LED2灯条经地线串联方式,组成整个系统恒流灯条连接方式,通过恒流控制器U1的ISEN1信号端检测起到灯条电流恒流的目的,实现4通道灯条的控制。
进一步地,请继续参阅图2,第二驱动单元51包括第二LLC谐振桥511、第二LLC变压器512、第二平衡器513和第二隔离变压器514,恒流控制模块30通过第二隔离变压器514连接第二LLC谐振桥511,第二LLC谐振桥511还连接供电模块10和第二LLC变压器512,第二LLC变压器512还通过第二平衡器513连接第二整流单元53;由第二隔离变压器514根据第二驱动信号驱动第二LLC谐振桥511工作,由第二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,经第二平衡器513分压后输出至第二整流单元53,进而输出至相应的LED灯条;由恒流控制模块30根据电压信号控制第二LLC谐振桥511的工作频率,使第二LLC变压器512输出的供电电流的大小始终保持恒定。
其中,请参阅图5,第二LLC谐振桥511包括第三MOS管、第四MOS管和第三电容C3,第二平衡器513包括第四电容C4;第三MOS管的漏极连接电源输入端,第三MOS管的栅极连接第二隔离变压器514的第2脚,第三MOS管的源极连接第二隔离变压器514的第1脚、第四MOS管的漏极和第二LLC变压器512的第1脚;第四MOS管的栅极连接第二隔离变压器514的第4脚,第四MOS管的源极连接第二LLC变压器512的第4脚和地;第三电容C3的一端连接第二LLC变压器512的第4脚,第三电容C3的另一端接地;第二LLC变压器512的第12脚和第13脚均通过第四电容C4连接第二整流单元53的第1端,第二LLC变压器512的第5脚和第6脚均连接第二整流单元53的第2端。
第二检测单元52包括第五电阻R5和第六电阻R6,每组LED灯条组包括第一灯条单元和第二灯条单元,例如本实施例中,LED5灯条和LED7灯条为一组LED灯条组,LED6灯条和LED8灯条为另外一组灯条组,两组灯条组中均包括第三灯条单元和第四灯条单元,其中,LED5灯条和LED8灯条分别作为两个LED灯条组中的第三灯条单元,LED6灯条和LED7灯条分别作为两个LED灯条组中的第四灯条单元,第五电阻R5的一端连接所有第三灯条单元的负极和第六电阻R6的一端,第五电阻R5的另一端连接所有第四灯条单元的正极;第六电阻R6的另一端连接恒流控制模块30。通过第五电阻R5检测LED灯条的电流并请将其转换为电压信号,之后通过第六电阻R6将电压信号输出至恒流控制模块30,恒流控制模块30根据电压信号相应调整第二LLC谐振桥511的工作频率,使第二LLC变压器512始终保持恒流输出。
其中,第二整流单元53包括第五二极管D5、第六二极管D6、第七二极管D7和第八二极管D8;LED灯条组包括第三部分灯条组和第四部分灯条组,第三部分灯条组和第四部分灯条组通过第二整流单元53并联,例如本实施例中,第一部分灯条组由LED5灯条和LED7灯条组成,第二部分灯条组由LED6灯条和LED8灯条组成,第五二极管D5的正极连接第六二极管D6的负极、还通过第二平衡器513连接第二LLC变压器512的第11脚和第12脚,第五二极管D5的负极连接第三部分灯条组的正极;第六二极管D6的正极连接第四部分灯条组的负极;第七二极管D7的正极连接第二LLC变压器512的第5脚、第6脚和第八二极管D8的负极,第七二极管D7的负极连接第四部分灯条组的正极;第八二极管D8的正极连接第三部分灯条组的负极。
第二整流单元53还包括第十一电容C11、第十二电容C12、第十三电容C13、第十四电容C14、第十五电容C15和第十六电容C16;第十一电容C11的一端连接第五二极管D5的负极、第十二电容C12的一端和第三部分灯条组的正极(LED5灯条的正极),第十一电容C11的另一端接地,第十二电容C12的另一端连接第十四电容C14的一端和第三部分灯条组的负极(LED7灯条的负极),第十四电容C14的另一端接地,第十五电容C15的一端连接第七二极管D7的负极、第十三电容C13的一端和第四部分灯条组的正极(LED6灯条的正极),第十三电容C13的另一端接地,第十五电容C15的另一端连接第二二极管D2的正极、第十六电容C16的一端和第四部分灯条组的负极(LED8灯条的负极),第十六电容C16的另一端接地;通过第十一电容C11、第十二电容C12、第十三电容C13、第十四电容C14、第十五电容C15和第十六电容C16各第二LED灯条模块70中各个LED灯条电压滤波,减少LED灯条的纹波电压。
进一步地,灯条调节单元54包括第一电阻和第二电阻;第一电阻的一端连接其中一个LED灯条的负极和第二整流单元53,第一电阻的另一端连接第二电阻的一端和接地,第二电阻的另一端连接第二LED灯条模块70中的LED灯条的正极;本实施例中设置两组LED灯条度,对应的灯条调节单元54包括两个,其中第一灯条单元中的灯条调节单元54包括第一电阻R01和第二电阻R02,第一灯条单元中的灯条调节单元54包括第一电阻R03和第二电阻R04。
同步地,开机后,恒流控制器U1输出第二驱动信号(分别为DRV3和DRV4),经第二隔离变压器514后,分别依次打开第三MOS管和第四MOS管,经第二LLC变压器512输出绕组输出第二LED灯条模块70所需的电压。
同样地,在第二LLC变压器512输出的正半周期,输出波形经第四电容C4耦合至第五二极管D5,再经滤波电容第十一电容C11和第十二电容C12,送至LED5灯条的正极,LED5灯条的负极接至第五电阻R5,通过第六电阻R6送至恒流控制器U1的检测脚,从而设置在调光PWM占空比为100%时的灯条电流。同时,LED5灯条通过地连接至LED7灯条的正极,当电阻R04接通时(R03不接),给LED7灯条供电,经第十四电容C14滤波后,送至第八二极管D8,经第八二极管D8后回到第二LLC变压器512的绕组,至此第二LLC变压器512正半周期工作结束。
此后,在第二LLC变压器512输出的负半周期,输出波形经第七二极管D7,再经滤波电容第十三电容C13和第十五电容C15,送至LED6灯条的正极,LED6灯条的负极接至地端,通过地连接至LED8灯条的正极,当电阻R02接通时(R01不接)给LED8灯条供电,经第十六电容C16滤波后,送至第六二极管D6,经第六二极管D6后回到第二LLC变压器512的绕组,至此第二LLC变压器512负半周工作结束。此后,正负半周交替工作,实现给4个LED灯条供电,从而点亮模组背光灯条。
需要说明的是,在第二直驱恒流模块50中,当R02和R04接通时,R01和R03不接时,由于模组内部为4个独立的灯条设计,在恒流设计上,采用LED5灯条和LED7灯条经地线串联,与LED6灯条和LED8灯条经地线串联方式,组成整个系统恒流灯条连接方式,通过恒流控制器U1的ISEN2信号端检测起到灯条电流恒流的目的,实现四通道灯条控制。此时结合第一LLC变压器412的周期控制,该双直驱LED电源电路实现了八通道灯条控制。
而当R01和R03接通,R02和R04不接时,由于模组内部为2个独立的灯条设计,在恒流设计上,LED5灯条与LED6灯条组成整个系统恒流灯条连接方式,通过恒流控制器U1的ISEN2信号端检测起到灯条电流恒流的目的,实现两通道灯条控制。那么此时结合第一LLC变压器412的周期控制,该双直驱LED电源电路实现了六通道灯条控制。
由此,本发明中的采用双直驱式电源及恒流架构,可灵活通过调整变压器大小、整流管规格等功率器件,通过电路兼容设计,实现匹配不同模组功率、灯条电压、大电流情况下的六通道或八通道的恒流控制,解决模组灯条功率大的热设计问题,系统效率高,同时提高了整机能效,节能省电。
本发明还相应提供一种电视机,其包括如上的双直驱LED电源电路,由于上文已对双直驱LED电源电路进行了详细说明,此处不作详述。
综上所述,本发明提供的一种双直驱LED电源电路和电视机,双直驱LED电源电路包括主板、恒流控制模块、第一直驱恒流模块和第二直驱恒流模块;由主板输出使能信号和调光信号至恒流控制模块;由恒流控制模块根据使能信号启动后,根据调光信号输出第一驱动信号至第一直驱恒流模块,并输出第二驱动信号至第二直驱恒流模块;由第一直驱恒流模块根据第一驱动信号为第一LED灯条模块提供电流方向交替变化的恒定电流;由第二直驱恒流模块根据第二驱动信号为第二LED灯条模块提供电流方向交替变化的恒定电流;本发明能够有效实现大功率、高电压、大电流及多通道的恒流控制,解决模组灯条功率大的热设计问题。
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)
1.一种双直驱LED电源电路,其特征在于,包括主板、恒流控制模块、第一直驱恒流模块和第二直驱恒流模块;由所述主板输出使能信号和调光信号至所述恒流控制模块;由所述恒流控制模块根据所述使能信号启动后,根据所述调光信号输出第一驱动信号至所述第一直驱恒流模块,并输出第二驱动信号至所述第二直驱恒流模块;由所述第一直驱恒流模块根据所述第一驱动信号为第一LED灯条模块提供电流方向交替变化的恒定电流;由所述第二直驱恒流模块根据所述第二驱动信号为第二LED灯条模块提供电流方向交替变化的恒定电流。
2.根据权利要求1所述的双直驱LED电源电路,其特征在于,所述第一直驱恒流模块包括第一驱动单元、第一检测单元和第一整流单元,第一LED灯条模块包括若干组通过第一整流单元并联的LED灯条组,每组LED灯条组包括若干条通过第一检测单元串联的LED灯条;
每个驱动周期中,第一驱动单元根据第一驱动信号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,经第一整流单元整流后输出至LED灯条,由第一检测单元检测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模块,由恒流控制模块根据电压信号控制第一驱动单元的工作频率,使供电电流的大小始终保持恒定。
3.根据权利要求1所述的双直驱LED电源电路,其特征在于,第二直驱恒流模块包括第二驱动单元、第二检测单元、第二整流单元;第二LED灯条模块包括若干组通过第二整流单元并联的LED灯条组,每组LED灯条组包括若干条通过第二检测单元串联的LED灯条;
每个驱动周期中,第二驱动单元根据第二驱动信号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,经第二整流单元整流后输出至LED灯条,由第二检测单元检测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模块,由恒流控制模块根据电压信号控制第二驱动单元的工作频率,使供电电流的大小始终保持恒定。
4.根据权利要求3所述的双直驱LED电源电路,其特征在于,所述第二直驱恒流模块还包括与LED灯条组数目对应的灯条调节单元,所述灯条调节单元用于调节每组LED灯条组中LED灯条的数目。
5.根据权利要求2所述的双直驱LED电源电路,其特征在于,所述第一驱动单元包括第一LLC谐振桥、第一LLC变压器、第一平衡器和第一隔离变压器,由第一隔离变压器根据第一驱动信号驱动第一LLC谐振桥工作,由第一LLC变压器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,经第一平衡器分压后输出至第一整流单元,由恒流控制模块根据电压信号控制第一LLC谐振桥的工作频率,使第一LLC变压器输出的供电电流的大小始终保持恒定。
6.根据权利要求3所述的双直驱LED电源电路,其特征在于,所述第二驱动单元包括第二LLC谐振桥、第二LLC变压器、第二平衡器和第二隔离变压器,由第二隔离变压器根据第二驱动信号驱动第二LLC谐振桥工作,由第二LLC变压器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,经第二平衡器分压后输出至第二整流单元,由恒流控制模块根据电压信号控制第二LLC谐振桥的工作频率,使第二LLC变压器输出的供电电流的大小始终保持恒定。
7.根据权利要求4所述的双直驱LED电源电路,其特征在于,所述灯条调节单元包括第一电阻和第二电阻;所述第一电阻的一端连接其中一个LED灯条的负极和第二整流单元,所述第一电阻的另一端连接所述第二电阻的一端和接地,所述第二电阻的另一端连接所述第二LED灯条模块中的LED灯条的正极。
8.根据权利要求5所述的双直驱LED电源电路,其特征在于,所述第一LLC谐振桥包括第一MOS管、第二MOS管和第一电容,所述第一平衡器包括第二电容;所述第一MOS管的漏极连接电源输入端,所述第一MOS管的栅极连接隔离变压器的第2脚,所述第一MOS管的源极连接第一隔离变压器的第1脚、第二MOS管的漏极和第一LLC变压器的第1脚;所述第二MOS管的栅极连接第一隔离变压器的第4脚,所述第二MOS管的源极连接第一LLC变压器的第4脚和地;所述第一电容的一端连接第一LLC变压器的第4脚,所述第一电容的另一端接地;所述第一LLC变压器的第12脚和第13脚均通过第二电容连接第一整流单元的第1端,所述第一LLC变压器的第5脚和第6脚均连接第一整流单元的第2端。
9.根据权利要求6所述的双直驱LED电源电路,其特征在于,所述第二LLC谐振桥包括第三MOS管、第四MOS管和第三电容,所述第二平衡器包括第四电容;所述第三MOS管的漏极连接电源输入端,所述第三MOS管的栅极连接第二隔离变压器的第2脚,所述第三MOS管的源极连接第二隔离变压器的第1脚、第四MOS管的漏极和第二LLC变压器的第1脚;所述第四MOS管的栅极连接第二隔离变压器的第4脚,所述第四MOS管的源极连接第二LLC变压器的第4脚和地;所述第三电容的一端连接第二LLC变压器的第4脚,所述第三电容的另一端接地;所述第二LLC变压器的第12脚和第13脚均通过第四电容连接第二整流单元的第1端,所述第二LLC变压器的第5脚和第6脚均连接第二整流单元的第2端。
10.一种电视机,其特征在于,包括如权利要求1-9任意一项所述的双直驱LED电源电路。
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