CN113178171A - 一种背光驱动电路、液晶显示装置和背光驱动方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种背光驱动电路，该主题一包括若干LED灯串、驱动LED灯串的电源模块、控制LED灯串的恒流驱动芯片；恒流驱动芯片内设有侦测模块和LED灯串的短路保护寄存器，侦测模块用于监测LED灯串的负端电压，当某个LED灯串的负端电压达到负端设定阈值时，恒流驱动芯片对该LED灯串所对应的短路保护寄存器进行置位；当至少一个LED灯串的短路保护寄存器置位时，获取此时所述LED灯串的正极电压，将正极电压减去校准值得到驱动电压，将驱动电压设为所述LED灯串的正极电压。本发明的技术方案通过将驱动电压设为所述LED灯串的正极电压，修正后的驱动电压能使得所述LED灯串的正极电压下降，同时降低恒流驱动芯片的功率损耗和恒流驱动芯片温度。

Description

一种背光驱动电路、液晶显示装置和背光驱动方法

技术领域

本发明涉及显示技术领域，特别涉及一种背光驱动电路、液晶显示装置和背光驱动方法。

背景技术

液晶显示装置包括液晶面板和背光模组，现有背光模组多采用LED作为光源，为了降低背光的功耗，现有的背光调节技术通常采用LED背光驱动电路来驱动LED显示，可以大幅度降低LED的耗能以及提高显示质量。

在现有背光调节技术的LED背光驱动电路中，首先将SOC(系统级芯片)芯片的亮度数据通过SPI(Serial Perripheral Interface)总线传送到背光驱动的MCU(微控制单元)芯片，MCU芯片完成LED恒流驱动芯片的状态设置、时序控制及保护状态寄存器数值的读取等功能，同时将处理好的亮度数据通过SPI总线送到LED恒流驱动芯片，由LED恒流驱动芯片点亮LED灯串。为了保证LED恒流驱动芯片在各种条限下不会发生过温，LED恒流驱动芯片内部会监测LED的负端电压。当有LED短路时，LED的负端电压会升高到短路识别电压值而被LED恒流驱动芯片识别到，LED恒流驱动芯片会将该LED灯串的短路LED对应的短路保护寄存器的位状态进行置位，而短路保护寄存器的信息会被MCU芯片通过SPI总线识别到，为了防止LED恒流驱动芯片发生高温，现有技术利用MCU芯片将该灯串的LED置于开路状态，这样虽然可以避免LED恒流驱动芯片发生高温，但会影响显示效果。另外，当某个灯串中出现一颗LED短路时，会导致恒流驱动芯片温度上升，使得恒流驱动芯片的功率损耗增加，相应地会增加电源的消耗，导致电源的工作能效不高。

发明内容

本发明的主要目的是提出一种背光驱动电路、液晶显示装置和背光驱动方法，旨在解决因LED短路而导致恒流驱动芯片功率损耗增加以及电源的工作能效不高的技术问题。

为实现上述目的，本发明提出一种背光驱动电路，其包括若干LED灯串、驱动LED灯串的电源模块、控制LED灯串的恒流驱动芯片；恒流驱动芯片内设有侦测模块和LED灯串的短路保护寄存器，侦测模块用于监测LED灯串的负端电压，当某个LED灯串的负端电压达到负端设定阈值时，恒流驱动芯片对该LED灯串所对应的短路保护寄存器进行置位；

还包括控制单元，控制单元用于获取LED灯串的正极电压和短路保护寄存器信息，控制单元还用于控制电源模块驱动LED灯串的正极电压；

当至少一个LED灯串的短路保护寄存器置位时，控制单元获取此时LED灯串的正极电压，控制单元将正极电压减去校准值得到驱动电压，控制单元控制电源模块将驱动电压设为LED灯串的正极电压，驱动电压大于或等于LED灯串的额定工作电压，校准值为设定常数值。

可选地，以时间T为周期，每间隔T控制单元执行以下动作：控制单元控制电源模块驱动LED灯串的正极电压由当前工作电压开始逐渐升高，当前工作电压大于或等于LED灯串的额定工作电压。

可选地，还包括以下步骤：控制单元用于获取LED灯串的温度，当LED灯串的当前温度值与前一个周期的温度值之间的变化值超过变化设定阈值时，控制单元获取此时LED灯串的正极电压，控制单元将正极电压减去校准值得到驱动电压，控制单元控制电源模块将驱动电压设为LED灯串的正极电压；

和/或，还包括温度传感器，温度传感器用于检测LED灯串的温度，温度传感器向控制单元发送LED灯串的温度值。

可选地，当所有LED灯串的短路保护寄存器置位时，控制单元获取此时LED灯串的正极电压。

可选地，变化设定阈值为5摄氏度。

可选地，还包括电压传感器，电压传感器用于检测LED灯串的正极电压，电压传感器向控制单元发送LED灯串的正极电压。

可选地，控制单元和恒流驱动芯片通信连接，控制单元直接读取恒流驱动芯片的短路保护寄存器信息。

可选地，控制单元为MCU芯片。

可选地，负端设定阈值为M，恒流驱动芯片的输出端在正常工作时的最低电压值为N，校准值为L，则L＝M-N，M和N为常数，0＜N<M。

可选地，N值为1≤N<M。

可选地，N值为1，M值为6V。

本发明还提出一种液晶显示装置，其包括如上的背光驱动电路。

本发明还提出一种背光驱动方法，应用于上述的背光驱动电路，其包括以下步骤：

当至少一个LED灯串的负端电压达到负端设定阈值时，获得此时LED灯串的正极电压；

将正极电压减去校准值得到驱动电压；

将驱动电压设为LED灯串的正极电压，驱动电压大于或等于LED灯串的额定工作电压，校准值为设定常数值。

可选地，当所有LED灯串的负端电压达到负端设定阈值时，获得此时LED灯串的正极电压。

可选地，还包括步骤：以时间T为周期，每间隔T将LED灯串的正极电压由当前工作电压开始逐渐升高，当前工作电压大于或等于LED灯串的额定工作电压。

可选地，还包括步骤：检测LED灯串的温度值，当LED灯串的当前温度值与前一个周期的温度值之间的变化值超过变化设定阈值时，获得此时LED灯串的正极电压；

将正极电压减去校准值得到驱动电压，

将驱动电压设为LED灯串的正极电压。

可选地，负端设定阈值为M，恒流驱动芯片的输出端在正常工作时的最低电压值为N，校准值为L，则L＝M-N，M和N为常数，0<N<M。

可选地，N值为1≤N<M。

可选地，N值为1，M值为6。

可选地，变化设定阈值为5摄氏度。

本发明的技术方案中，在LED灯串的短路保护寄存器发生置位时，通过控制单元控制电源模块将驱动电压设为LED灯串的正极电压，修正后的驱动电压大于或等于LED灯串的额定工作电压，但小于当前LED灯串的正极电压，因此能使得LED灯串的正极电压下降，同时降低恒流驱动芯片的功率损耗和恒流驱动芯片温度；另外通过以LED灯串的负端电压达到负端设定阈值时的LED灯串的正极电压作为调节基础，在保证LED灯串正常工作的同时，优化电源模块的输出，从而提高电源的工作能效。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明主题一的结构示意图；

附图标号说明：

标号	名称	标号	名称
				10	LED灯串	40	控制单元
20	电源模块	50	电压传感器
				30	恒流驱动芯片	60	温度传感器

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，若全文中出现的“和/或”或者“及/或”，其含义包括三个并列的方案，以“A和/或B”为例，包括A方案、或B方案、或A和B同时满足的方案。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

请参考图1，本发明提出一种背光驱动电路，该主题一包括若干LED灯串10、驱动LED灯串10的电源模块20、控制LED灯串10的恒流驱动芯片30；恒流驱动芯片30内设有侦测模块和LED灯串10的短路保护寄存器，侦测模块用于监测LED灯串10的负端电压，当某个LED灯串10的负端电压达到负端设定阈值时，恒流驱动芯片30对该LED灯串10所对应的短路保护寄存器进行置位。

当某个LED灯串中出现一颗LED短路时，该LED灯串的负端就会有多余的电压加在侦测模块内部，导致恒流驱动芯片温度上升，影响整个驱动电路的稳定性。这个多余的电压达到负端设定阈值时，恒流驱动芯片对该LED灯串所对应的短路保护寄存器进行置位。

另外在本实施例中，在上述再作改进，还包括控制单元40，所述控制单元40用于获取所述LED灯串10的正极电压和所述短路保护寄存器信息，所述控制单元40还用于控制所述电源模块20驱动所述LED灯串10的正极电压；当至少一个LED灯串10的短路保护寄存器置位时，所述控制单元40获取此时所述LED灯串10的正极电压，所述控制单元40将正极电压减去校准值得到驱动电压，所述控制单元40控制所述电源模块20将驱动电压设为所述LED灯串10的正极电压，所述驱动电压大于或等于所述LED灯串的额定工作电压，所述校准值为设定常数值。

本发明增加了一个控制单元，本发明在LED灯串的短路保护寄存器发生置位时，通过所述控制单元控制所述电源模块将驱动电压设为所述LED灯串的正极电压，修正后的驱动电压大于或等于所述LED灯串的额定工作电压，但小于当前所述LED灯串的正极电压，因此能使得所述LED灯串的正极电压下降，LED灯串的负端电压就会减小，这样加载到侦测模块的电压也随之减小，则会降低恒流驱动芯片的功率损耗和恒流驱动芯片温度。因此，本发明可以在LED灯珠短路时降低恒流驱动芯片的功率损耗，提高了电路的稳定性。另外通过以LED灯串的负端电压达到负端设定阈值时的所述LED灯串的正极电压作为调节基础，在保证所述LED灯串正常工作的同时，优化电源模块的输出，从而提高电源的工作能效。

在本实施例中，以时间T为周期，每间隔T所述控制单元40执行以下动作：所述控制单元40控制所述电源模块20驱动所述LED灯串10的正极电压由当前工作电压开始逐渐升高，当前工作电压大于或等于所述LED灯串的额定工作电压。通过所述电源模块驱动所述LED灯串的正极电压由当前工作电压开始逐渐升高，在所述LED灯串的正极电压升高过程中，LED灯串的负端电压会达到负端设定阈值，利用所述控制单元获取此时所述LED灯串的正极电压，所述控制单元将正极电压减去校准值得到驱动电压，所述控制单元控制所述电源模块将驱动电压设为所述LED灯串的正极电压。也即是本实施例中，不仅是在LED灯串中出现一颗LED短路时才能优化所述LED灯串的正极电压，也可以周期性地主动优化所述LED灯串的正极电压。由于随着工作环境温度的变化，LED的正向电压会发生变化，所以定时的进行重复操作可以实时优化所述LED灯串的正极电压，以保证所述LED灯串的正极电压能够实时处于最佳驱动电压状态，同时进一步优化电源模块的输出，提高电源的工作能效。

在本实施例中，还包括以下步骤：所述控制单元用于获取所述LED灯串10的温度，当所述LED灯串10的当前温度值与前一个周期的温度值之间的变化值超过变化设定阈值时，所述控制单元40获取此时所述LED灯串10的正极电压，所述控制单元40将正极电压减去校准值得到驱动电压，所述控制单元40控制所述电源模块20将驱动电压设为所述LED灯串10的正极电压。随着工作环境温度的变化，LED的正向电压会发生变化，因此以LED灯串的温度作为依据调节所述LED灯串的正极电压，既可以解决LED灯串本身温度变化对驱动电路的影响，也可以在LED短路时通过LED灯串温度变化和短路保护寄存器置位的两种方式来调节所述LED灯串的正极电压，进一步保证了驱动电路的稳定性。具体地，在本实施例中，还包括温度传感器60，所述温度传感器60用于检测所述LED灯串10的温度，所述温度传感器60向所述控制单元40发送所述LED灯串10的温度值。

在本实施例中，当所有LED灯串10的短路保护寄存器置位时，所述控制单元40获取此时所述LED灯串10的正极电压。也即是当所有LED灯串的负端电压都达到负端设定阈值，控制单元获得此时所述LED灯串的正极电压。

在本实施例中，所述变化设定阈值为5摄氏度。也即是当所述LED灯串的温度变化值超过5摄氏度时，就调节所述LED灯串的正极电压。

还包括电压传感器50，所述电压传感器50用于检测所述LED灯串10的正极电压，所述电压传感器50向所述控制单元40发送所述LED灯串10的正极电压。

在本实施例中，所述控制单元40和所述恒流驱动芯片30通信连接，所述控制单元40直接读取所述恒流驱动芯片30的短路保护寄存器信息。

在本实施例中，所述控制单元40为MCU芯片。容易想到的是，所述控制单元也可以为其他类型的芯片以及常规的控制装置，也就是说本发明的控制单元的保护范围并不限定于为MCU芯片。

在本实施例中，所述负端设定阈值为M，所述恒流驱动芯片的输出端在正常工作时的最低电压值为N，所述校准值为L，则L＝M-N，M和N为常数，0<N<M。再进一步地，所述N值为1≤N<M。此时则L＝M-N，因此所述驱动电压至少大于所述LED灯串的额定工作电压1V及以上。具体地，在本实施例中，所述N值为1，所述M值为6V。实际使用时，所述恒流驱动芯片的输出端与所述LED灯串的负端连接。

本发明还提出一种液晶显示装置，该主题二包括主题一所述的背光驱动电路。该主题一的具体结构参照上述实施例，由于本主题二采用了上述主题一所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。

本发明还提出一种背光驱动方法，该主题三应用于上述主题一所述的背光驱动电路，其包括以下步骤：

当至少一个LED灯串的负端电压达到负端设定阈值时，获得此时所述LED灯串的正极电压；

将正极电压减去校准值得到驱动电压；

将驱动电压设为所述LED灯串的正极电压，所述驱动电压大于或等于所述LED灯串的额定工作电压，所述校准值为设定常数值。

本发明在LED灯串的负端电压达到负端设定阈值时，将驱动电压设为所述LED灯串的正极电压，修正后的驱动电压大于或等于所述LED灯串的额定工作电压，但小于当前所述LED灯串的正极电压，因此能使得所述LED灯串的正极电压下降，LED灯串的负端电压就会减小，这样加载到侦测模块的电压也随之减小，则会降低恒流驱动芯片的功率损耗和恒流驱动芯片温度。因此，本发明可以在LED灯珠短路时降低恒流驱动芯片的功率损耗，提高了电路的稳定性。另外通过以LED灯串的负端电压达到负端设定阈值时的所述LED灯串的正极电压作为调节基础，在保证所述LED灯串正常工作的同时，优化电源模块的输出，从而提高电源的工作能效。

在本实施例中，当所有LED灯串的负端电压达到负端设定阈值时，获得此时所述LED灯串的正极电压。

在本实施例中，还包括步骤：以时间T为周期，每间隔T将所述LED灯串的正极电压由当前工作电压开始逐渐升高，当前工作电压大于或等于所述LED灯串的额定工作电压。通过将所述LED灯串的正极电压由当前工作电压开始逐渐升高，在所述LED灯串的正极电压升高过程中，LED灯串的负端电压会达到负端设定阈值，获得此时所述LED灯串的正极电压，然后将正极电压减去校准值得到驱动电压，最后将驱动电压设为所述LED灯串的正极电压。也即是本实施例中，不仅是在LED灯串中出现一颗LED短路时才能优化所述LED灯串的正极电压，也可以周期性地主动优化所述LED灯串的正极电压。由于随着工作环境温度的变化，LED的正向电压会发生变化，所以定时的进行重复操作可以实时优化所述LED灯串的正极电压，以保证所述LED灯串的正极电压能够实时处于最佳驱动电压状态，同时进一步优化电源模块的输出，提高电源的工作能效。

在本实施例中，还包括步骤：检测所述LED灯串的温度值，当所述LED灯串的当前温度值与前一个周期的温度值之间的变化值超过变化设定阈值时，获得此时所述LED灯串的正极电压；

将正极电压减去校准值得到驱动电压，

将驱动电压设为所述LED灯串的正极电压。

随着工作环境温度的变化，LED的正向电压会发生变化，因此以LED灯串的温度作为依据调节所述LED灯串的正极电压，既可以解决LED灯串本身温度变化对驱动电路的影响，也可以在LED短路时通过LED灯串温度变化和短路保护寄存器置位的两种方式来调节所述LED灯串的正极电压，进一步保证了驱动电路的稳定性。

以上所述仅为本发明的可选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种背光驱动电路，包括若干LED灯串、驱动LED灯串的电源模块、控制LED灯串的恒流驱动芯片；恒流驱动芯片内设有侦测模块和LED灯串的短路保护寄存器，侦测模块用于监测LED灯串的负端电压，当某个LED灯串的负端电压达到负端设定阈值时，恒流驱动芯片对该LED灯串所对应的短路保护寄存器进行置位；

其特征在于，还包括控制单元，所述控制单元用于获取所述LED灯串的正极电压和所述短路保护寄存器信息，所述控制单元还用于控制所述电源模块驱动所述LED灯串的正极电压；

当至少一个LED灯串的短路保护寄存器置位时，所述控制单元获取此时所述LED灯串的正极电压，所述控制单元将正极电压减去校准值得到驱动电压，所述控制单元控制所述电源模块将驱动电压设为所述LED灯串的正极电压，所述驱动电压大于或等于所述LED灯串的额定工作电压，所述校准值为设定常数值。

2.如权利要求1所述的背光驱动电路，其特征在于，以时间T为周期，每间隔T所述控制单元执行以下动作：所述控制单元控制所述电源模块驱动所述LED灯串的正极电压由当前工作电压开始逐渐升高，当前工作电压大于或等于所述LED灯串的额定工作电压。

3.如权利要求1所述的背光驱动电路，其特征在于，还包括以下步骤：所述控制单元获取所述LED灯串的温度，当所述LED灯串的当前温度值与前一个周期的温度值之间的变化值超过变化设定阈值时，所述控制单元获取此时所述LED灯串的正极电压，所述控制单元将正极电压减去校准值得到驱动电压，所述控制单元控制所述电源模块将驱动电压设为所述LED灯串的正极电压；

和/或，还包括温度传感器，所述温度传感器用于检测所述LED灯串的温度，所述温度传感器向所述控制单元发送所述LED灯串的温度值。

4.如权利要求1所述的背光驱动电路，其特征在于，还包括电压传感器，所述电压传感器用于检测所述LED灯串的正极电压，所述电压传感器向所述控制单元发送所述LED灯串的正极电压。

5.如权利要求1所述的背光驱动电路，其特征在于，所述控制单元和所述恒流驱动芯片通信连接，所述控制单元直接读取所述恒流驱动芯片的短路保护寄存器信息。

6.如权利要求1所述的背光驱动电路，其特征在于，所述负端设定阈值为M，所述恒流驱动芯片的输出端在正常工作时的最低电压值为N，所述校准值为L，则L＝M-N，M和N为常数，0<N<M。

7.一种液晶显示装置，其特征在于，包括权利要求1至6任一所述的背光驱动电路。

8.一种背光驱动方法，应用于背光驱动电路，其包括以下步骤：

当至少一个LED灯串的负端电压达到负端设定阈值时，获得此时所述LED灯串的正极电压；

将正极电压减去校准值得到驱动电压；

将驱动电压设为所述LED灯串的正极电压，所述驱动电压大于或等于所述LED灯串的额定工作电压，所述校准值为设定常数值。

9.如权利要求8所述的背光驱动方法，其特征在于，还包括步骤：以时间T为周期，每间隔T将所述LED灯串的正极电压由当前工作电压开始逐渐升高，当前工作电压大于或等于所述LED灯串的额定工作电压。

10.如权利要求8所述的背光驱动方法，其特征在于，还包括步骤：检测所述LED灯串的温度值，当所述LED灯串的当前温度值与前一个周期的温度值之间的变化值超过变化设定阈值时，获得此时所述LED灯串的正极电压；

将正极电压减去校准值得到驱动电压，将驱动电压设为所述LED灯串的正极电压。

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