CN201690647U - Led灯管突发模式调光驱动电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种LED灯管突发模式调光驱动电路，包括DC-DC升压电路、PWMIC、调光控制电路、LED输出均流电路，DC-DC升压电路的一输入端输入低压直流，另一控制信号输入端连接PWMIC脉宽调制信号输出端，DC-DC升压电路的输出端连接直流滤波电路的输入端；在直流滤波电路输出端与并联的LED灯管输入端之间连接有一开关管，开关管的控制端信号输入端连接于调光控制电路的信号输出端。本实用新型解决了目前采用通用的PWMIC设计成LED灯管输出端连接有均流电路的LED驱动电路中调光控制开关管数目多，造成的PCB板布线繁杂，电源板可靠性变差，设计成本上升的问题。

Description

LED灯管突发模式调光驱动电路

技术领域

本实用新型涉及一种LED灯管突发模式调光驱动电路。

背景技术

[0002] 目前液晶显示产品足渐开始使用LED灯管作为液晶显示面板的背光源，该LED灯管的发光二极管通常采用串并联方式排列，例如：SAMSUNG LTM230HT04型号的液晶面板中的每条LED灯管采用4组并联，每一组由22颗发光二极管串联组成；CMO M220Z3-L07型号的液晶面板中的每条LED灯管采用6组并联，每一组由9颗发光二极管串联组成；AUO M185XW01 V6型号的面板中的每条LED灯管采用6组并联，每一组由12颗发光二极管串联组成；AUO M240HW01V6型号的液晶面板中的每条LED灯管采用8组并联，每一组由13颗发光二极管串联组成等等。驱动LED灯管的电路通常采用 DC-DC升压电路,升压电路的PWM IC通常可选用专用的PWM IC（如：OZ9690、OZ9961,MP3389等）和通用的PWM IC（如:TL494,AZ7500等），由于目前升压电路采用专用的PWM IC控制器价格比现有通用PWM IC控制器价格昂贵得多，另专用的PWM IC已将输出均流电路集成在PWM IC内部，而目前不同厂家不同尺寸液晶显示产品并联数目各不相同，使得采用专用PWM IC设计的升压驱动电路通用性差。因此，许多电源工程师开始采用通用的PWM IC控制器来设计DC-DC升压电路来驱动LED灯管，而目前采用通用的PWM IC设计的DC-DC升压电路的突发模式（Burst-mode）调光控制方式通常采用如附图1所示的连接方式，每一串LED发光二极管输出端与均流电路之间串接一个由突发模式调光控制的开关管来调节控制液晶显示产品平均亮度，即L1’串（第1串）LED输出端 1301与N沟道 MOS开关管Q11的漏极端相连接,LED输出均流电路一输入端1401与N沟道 MOS开关管Q11的源极相连接, 调光控制电路控制信号输出端连接N沟道 MOS开关管Q11栅极端; L2’串（第2串）LED 输出端1302与N沟道 MOS开关管Q12的漏极端相连接,输出均流电路一输入端1402与N沟道 MOS开关管Q12的源极相连接, 调光控制电路控制信号输出端连接N沟道 MOS开关管Q12栅极端; Ln’串（第n串）LED 输出端130n与N沟道 MOS开关管Q1n的漏极端相连接,输出均流电路一输入端140n与N沟道 MOS开关管Q1n的源极相连接, 调光控制电路控制信号输出端连接N沟道 MOS开关管Q1n栅极端。但上述这种电路存在这些问题： LED灯管并联数增多，所需的突发模式调光控制开关管数目也增多，从而需要更多的PCB板布线的空间，增大了PCB板布线的难度，同时电路所需的零件数增多，造成电源板可靠性变差，设计成本上升。

发明内容

本实用新型提供了一种LED灯管突发模式调光驱动电路，解决了目前采用的驱动电路中调光控制开关管数目多，造成的PCB板布线繁杂，电源板可靠性变差，设计成本上升的问题。

本实用新型一种LED灯管突发模式调光驱动电路，DC-DC升压电路的一输入端输入低压直流，另一控制信号输入端连接PWM IC脉宽调制信号输出端, DC-DC升压电路的输出端连接直流滤波电路的输入端；在直流滤波电路输出端与并联的LED灯管输入端之间连接有一开关管，所述开关管的控制端信号输入端连接于调光控制电路的信号输出端；LED灯管的输出端连接LED输出均流电路，LED输出均流电路的输出端接输出电流反馈电路，输出电流反馈电路的输出端及调光控制电路用来控制PWM IC是否要输出脉宽调制方波信号给DC-DC升压电路的输出端均连接至PWM IC反馈信号输入端。

本实用新型减少了调光控制开关管的数量，且不随着LED灯管并联数的增多而增加调光控制开关管的数量，避免增加PCB板布线的繁杂度，缩短设计时间，但同样能达到调节各LED灯管亮度的目的。

附图说明

图1现有LED灯管突发模式调光驱动电路。

图2本实用新型电路图。  

图3本实用新型的调光控制电路图。

图4本实用新型突发模式调光控制时序图。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例进一步说明本实用新型。

参照图2，本实用新型一种LED灯管突发模式调光驱动电路，包括DC-DC升压电路、PWM IC、调光控制电路、LED输出均流电路，DC-DC升压电路的一输入端输入低压直流，另一控制信号输入端139连接PWM IC的脉宽调制信号输出端, DC-DC升压电路的输出端连接直流滤波电路的输入端；直流滤波电路的输出端1201与P沟道MOS管Q4源极端131连接,P沟道MOS管Q4漏极132与LED灯管L1,L2……Ln的输入端1202相连接,P沟道MOS管Q4的栅极133连接于调光控制电路的信号输出端，LED灯管的输出端连接LED输出均流电路，LED输出均流电路的输出端1204接输出电流反馈电路输入端，输出电流反馈电路的输出端和调光控制电路用来控制PWM IC是否要从139端输出脉宽调制方波信号给DC-DC升压电路的输出端均连接至PWM IC 的反馈信号输入端138。

另外，P沟道MOS管Q4的栅极133与电阻R7一端连接，P沟道MOS管Q4的源极131与电阻R7另一端连接，直流滤波电路的输出端1201还连接有过压保护电路，过压保护电路的输出端接PWM IC的一输入信号端141；LED输出均流电路通过1203端连接LED短路保护电路，LED短路保护电路通过侦测LED输出均流电流的输入端电压来决定LED灯管是否要被保护,LED短路保护电路的输出端接PWM IC的一输入信号端142。

该LED灯管突发模式调光驱动电路中的调光控制电路包括电阻R1、R2、R3、R4、R5、R6、R8，N沟道 MOS开关管Q1、Q2、Q3和电容C1、C2。电阻R1的一端140输入突发模式调光控制信号，电阻R1另一端与N沟道 MOS开关管Q1的栅极136相连接，即电阻R1作为N沟道 MOS开关管Q1的栅极电阻。N沟道 MOS开关管Q1的源极接地，N沟道 MOS开关管Q1的漏极与N沟道MOS管Q2的栅极135相连接， N沟道MOS管Q2的漏极连接N沟道MOS管Q3的栅极134， N沟道 MOS开关管Q3的源极接地，N沟道 MOS开关管Q3的漏极连接电阻R6的一端，电阻R6的另一端连接开关管Q4的栅极133。

N沟道MOS管Q1的漏极还与电阻R2、电阻R3、电容C1一端连接，R2另一端与参考电压Vref相连接，电阻R3另一端分别与二极管D1正极137和电阻R4一端相连接，电阻R4另一端及电容C1另一端接地，二极管D1负端与电流反馈电路输出端相连接。电容C1用来滤除N沟道MOS管Q2栅极高频的杂讯干扰。

N沟道MOS管Q2的漏极还与电阻R5、电阻R8一端连接，电阻R5另一端与参考电压Vref相连接，电阻R8另一端接地，电阻R5、R8为N沟道MOS管Q3栅极134的分压电阻，电阻R8与电容C2并联，电容C2用来滤除N沟道MOS管Q3栅极高频的杂讯干扰。

当N沟道 MOS管Q1关断时，N沟道MOS管Q2栅极135电压须满足：Vref*(R3+R4)/(R2+R3+R4)>Vgs2(th) , Vref*(R3+R4)/(R2+R3+R4)<Vgss2其中Vgs2(th)是N沟道MOS管Q2的N沟道栅极的门槛电压最大值,Vgss2是N沟道MOS管Q2栅极与源极之间所能承受的最大值电压; 即：当N沟道MOS管Q1关断时， N沟道MOS管Q2栅极135电压即要大于N沟道MOS管Q2门槛电压最大值,又要小于N沟道MOS管Q2栅极与源极之间所能承受的最大值电压，以确保N沟道MOS管Q1关断时N沟道MOS管Q2同时被安全的打开。

当N沟道MOS管Q1关断时，二极管D1正极137电压须满足：Vref*R4/(R2+R3+R4)>(Vf+Vfb)，其中Vf是二极管D1的正向导通电压，Vfb是LED灯管工作时PWM IC 的反馈信号输入端138电压。

当N沟道MOS管Q2关断时， N沟道MOS管Q3栅极134电压须满足：Vref*R8/(R5+R8)>Vgs3(th)，Vref*R8/(R5+R8)<Vgss3;Vgs3(th)是N沟道MOS管Q3栅极门槛电压最大值，Vgss3是N沟道MOS管Q3栅极与源极之间所能承受的最大值电压;即：当N沟道MOS管Q2关断时， N沟道MOS管Q3栅极134电压既要大于N沟道MOS管Q3门槛电压最大值,又要小于N沟道MOS管Q3栅极与源极之间所能承受的最大值电压，以确保N沟道MOS管Q2关断时， N沟道MOS管Q3同时被安全的打开。

P沟道MOS管Q4栅极133电压Vg4=Vs4*R6/(R6+R7),要使P沟道MOS管Q4导通，其栅源之间电压须满足：|Vgs4|=Vs4-Vg4=Vs4*R7/(R6+R7)>Vgs4(th), |Vgs4|<|Vgss4|；Vs4是P沟道MOS管Q4源极131电压，Vg4是P沟道MOS管Q4栅极133电压，Vgs4是P沟道MOS管Q4栅源极之间电压，Vgs4(th)是 P沟道MOS管Q4栅源极的门槛电压最大绝对值,Vgss4 为P沟道MOS管Q4栅极与源极之间所能承受的最大值电压;即：当N沟道MOS管Q3打开时， P沟道MOS管Q4栅极133端与源极131端绝对值电压即要大于P沟道MOS管Q4门槛电压最大绝对值,又要小于P沟道MOS管Q4栅极与源极之间所能承受的最大绝对值电压，以确保N沟道MOS管Q3打开时， P沟道MOS管Q4同时被安全的打开。

参照图3，在t1时间内，当输入突发模式调光控制信号为高电平时， N沟道MOS管Q1导通， N沟道MOS管Q2栅极135与D1二极管正极137为低电平，此时， N沟道MOS管Q2被关断，二极管D1截止; N沟道MOS管Q2关断时，Q3 N沟道MOS管栅极电压Vgs3=Vref*R8/(R8+R5)>Vgs3(th),即Q3 N沟道MOS管被打开，则Q4 P沟道MOS管栅极133和源极131之间电压|Vgs4|=Vs4*R7/(R6+R7)>Vgs4(th),即P沟道MOS管Q4栅源极之间电压大于门槛电压最大绝对值，P沟道MOS管Q4被打开，此时LED灯管（L1，L2……Ln）开始工作。在t2时间内, 输入突发模式调光控制信号为低电平时， N沟道晶体管Q1被关断，则此时 N沟道MOS管Q2栅极135电压Vgs2=Vref*(R3+R4)/(R2+R3+R4)>Vgs2(th),即N沟道MOS管Q2被打开，二极管D1正极137端电压V137=Vref*R4/(R2+R3+R4)>(Vf+Vfb),即此时二极管D1传送一个大于LED灯管工作时PWM IC反馈输入端138 的电压Vfb，则PWM IC输出139端停止输出PWM; N沟道MOS管Q2被打开时， N沟道MOS管Q3栅极134为低电平，即N沟道MOS管Q3被关断; 则Q4 P沟道MOS管也被关断，此时LED灯管（L1，L2……Ln）停止工作。

液晶显示产品中使用突发模式调光控制信号为方波信号，其频率一般被设置在在150Hz到500Hz之间。通过调整突发模式调光控制信号方波的占空比大小经调光控制电路来控制P沟道MOS管Q4的导通和关断的时间，进而控制LED灯管亮暗的时间，从而达到调节液晶显示产品画面亮度的目的，使之符合终端客户的需求。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (3)

1.一种LED灯管突发模式调光驱动电路，包括DC-DC升压电路、PWM IC、调光控制电路、LED输出均流电路，其特征在于：DC-DC升压电路的一输入端输入低压直流，另一控制信号输入端连接PWM IC脉宽调制信号输出端, DC-DC升压电路的输出端连接直流滤波电路的输入端；在直流滤波电路输出端与并联的LED灯管输入端之间连接有一开关管，所述开关管的控制端信号输入端连接于调光控制电路的信号输出端；LED灯管的输出端连接LED输出均流电路，LED输出均流电路的输出端接输出电流反馈电路，用来控制PWM IC是否要输出脉宽调制方波信号给DC-DC升压电路的调光控制电路的输出端和输出电流反馈电路的输出端均连接至PWM IC 反馈信号输入端。

2.根据权利要求1所述一种LED灯管突发模式调光驱动电路，其特征在于：所述调光控制电路包括电阻R1、R2、R3、R4、R5、R6、R8，N沟道 MOS开关管Q1、Q2、Q3和电容C1、C2；电阻R1的一端为输入调光控制信号输入端，电阻R1另一端与N沟道 MOS开关管Q1的栅极相连接， N沟道 MOS开关管Q1的源极接地，N沟道 MOS开关管Q1的漏极与N沟道MOS管Q2的栅极相连接，N沟道MOS管Q2的漏极连接N沟道MOS管Q3的栅极，N沟道 MOS开关管Q3的源极接地，N沟道 MOS开关管Q3的漏极经电阻R6连接所述开关管的控制信号输入端；N沟道MOS管Q1的漏极还与电阻R2、电阻R3、电容C1一端连接，电阻R2另一端与参考电压Vref相连接，电阻R3另一端分别与二极管D1正端和电阻R4一端相连接，电阻R4另一端及电容C1另一端均接地，二极管D1负端是调光控制电路用来控制PWM IC是否要输出脉宽调制方波信号给DC-DC升压电路的输出端， N沟道MOS管Q2的漏极还与电阻R5、电阻R8一端连接，电阻R5另一端与参考电压Vref相连接，电阻R8另一端接地，电阻R8还与电容C2并联。

3.根据权利要求1和2所述一种LED灯管突发模式调光驱动电路，其特征在于：所述开关管是P沟道MOS管Q4，直流滤波电路输出端连接P沟道MOS管Q4的源极，所述N沟道 MOS开关管Q3的漏极经电阻R6与P沟道MOS管Q4的栅极端连接， P沟道MOS管Q4的漏极接LED灯管输入端。

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