CN202217486U - 保护电路、背光源模块及液晶显示装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种保护电路、背光源模块及液晶显示装置。本实用新型保护电路至少包括保护锁定模块和分压模块；其中，保护锁定模块至少包括第一信号输入端和信号输出端；所述分压模块连接所述第一信号输入端，用于使保护锁定模块的信号输出端输出第一状态信号；在所述第一信号输入端接收到过压或过流信号后，保护锁定模块维持输出第二状态信号。还包括过流采样模块和过压检测模块。本实用新型提供了一种包括上述过压过流保护电路的背光源模块，还提供了一种包括上述背光源模块的液晶显示装置。

Description

保护电路、背光源模块及液晶显示装置

技术领域

本实用新型涉及一种显示装置，尤其涉及一种LED驱动电路的过压或过流保护电路。 

背景技术

LED灯是液晶电视中常用的背光源照明元件。为满足光学特性要求，在LED背光源驱动电路中必须对LED灯的供电电压和电流加以控制。但其在生产装配中常会遇到LED灯条的连接不良等原因导致通电时产生过压过流问题，影响LED灯的性能以及驱动电路的稳定。 

针对此问题，目前，多采用结合驱动芯片添加保护电路的方式加以解决。发明人发现该方法存在如下问题：每种芯片都需要针对性的设计保护功能电路，致使保护功能电路可移植性差。甚至有些芯片保护功能不完整，不能满足保护功能的需求。 

另外一种解决方案是在LED灯上并联稳压二极管的措施实现开路状态下的电路工作。发明人发现该方法存在如下问题：没有进行过压或过流检测判断；而且整个驱动电路不能发现灯条电路已经开路，不能实现通过关闭驱动电路达到安全保护的要求。 

实用新型内容

为了克服上述的缺陷，本实用新型提供一种可移植性好的过压/过流保护电路、背光源模块和液晶显示装置。 

为达到上述目的，一方面，本实用新型提供了一种保护电路，至少包括保护锁定模块和分压模块；其中，保护锁定模块至少包括第一信号输入端和信号输出端；所述分压模块连接所述第一信号输入端，用于使保护锁定模块的信号输出端输出第一状态信号；在所述第一信号输入端接收到过压或过流信号后，保护锁定模块维持输出第二状态信号。 

特别是，所述保护锁定模块还包括第二信号输入端，所述分压模块连接所述第二信号输入端，用于使保护锁定模块的信号输出端输出第一状态信号；在所述第二信号输入端接收到过压或过流信号后，保护锁定模块维持输出第二状态信号。 

特别是，所述保护锁定模块包括： 

比较器，所述比较器的反相输入端形成第一信号输入端，同相输入端形成第二信号输入端，输出端形成所述保护锁定模块的信号输出端； 

第五电阻：一端接比较器输出端，另一端接第二电子开关的控制端； 

第二电子开关：第一受控端接比较器同相输入端，第二受控端接低电平。 

特别是，所述分压模块包括： 

第二电阻，一端连接参考电压，另一端接第二信号输入端； 

第六电阻，一端连接第二信号输入端，另一端连接低电压； 

第三电阻，一端连接参考电压，另一端接第一信号输入端； 

第七电阻，一端连接第一信号输入端，另一端连接低电压； 

第一电容，一端连接第一信号输入端，另一端连接低电压。 

特别是，还包括过流采样模块，在被检测电路的电流超过设定值时向保护锁定模块的第一信号输入端输出触发信号。 

进一步，所述过流采样模块包括： 

第一电阻，一端形成检测电流输入端，另一端形成检测电流输出端； 

第一电子开关，控制端接第一电阻的检测电流输入端，第一受控端接参考电平，第二受控端接第一信号输入端。 

特别是，还包括过压检测模块，在被检测电路的电压超过设定值时向保护锁定模块的第二信号输入端输出触发信号。 

进一步，所述过压检测模块包括： 

第四电阻，一端形成检测电压输入端，另一端接稳压二极管的负极； 

第八电阻，一端接稳压二极管的负极，另一端接低电平； 

稳压二极管，正极接第三电子开关的控制端； 

第三电子开关，第一受控端接低电平，第二受控端接第一二极管的负极； 

第一二极管，正极接第二信号输入端。 

另一方面，提供了一种背光源模块，包括上述过压过流保护电路。 

再一方面，提供了一种液晶显示装置，包括上述背光源模块。 

上述技术方案中，保护电路包括可接收过流过压触发信号后发出相应驱动电路控制信号的保护锁定模块，可适用于多种环境中，无须针对具体驱动电路重新设计保护电路，可移植性强。使用上述过压过流保护电路的背光源模块的LED灯工作状态更加稳定，可靠地实现对LED灯条的过流过压保护。使用上述背光源模块的液晶显示装置性能更加稳定。 

附图说明

图1为本实用新型优选实施例电路原理示意图。 

图2为本实用新型优选实施例在无触发信号时的输入电平。 

图3为本实用新型优选实施例过流采样信号输入端电压与输出电压的对应关系示意图。 

图4为本实用新型优选实施例过压检测信号输入端电压与输出电压的对应关系示意图。 

具体实施方式

下面结合说明书附图和实施例对本实用新型做详细描述。 

如图1所示，为解决现有包括驱动芯片在内的驱动电路的保护电路移植性差的问题，本实用新型过压过流保护电路设计成为多种环境下通用的过流过压检测并相应控制驱动电路开启或关闭的模块，其结构中至少包括保护锁定模块4和分压模块1。 

保护锁定模块4至少包括第一信号输入端和信号输出端。分压模块1连接在保护锁定模块的信号输入端，用于使保护锁定模块的信号输出端输出第一状态信号；在第一信号输入端接收到过压或过流信号后，保护锁定模块4维持输出第二状态信号。 

保护锁定模块4只包括一个信号输入端即可实现接收过压或过流触发信号并输出状态信号的功能，但是优选实施例为包括两个信号输入端的结构，这样可以同时对过流和过压情况进行监控，更好保护后续电路。 

目前常用的驱动电路存在有一个引脚或输入端，当接收到一个外界的控制信号后可以开启或关闭。本实用新型保护锁定模块4信号输出端发出的正是这样的控制信号，正常工作状态下控制信号令驱动电路开启，在检测到LED灯串回路中存在过流和/或过压情况后就关闭LED灯的驱动电路。 

优选实施例一：保护锁定模块由比较器N1、PNP型三极管V2和第五电阻R5构成。比较器N1的反相输入端“-”和同相输入端“+”分别形成第一信号输入端和第二信号输入端。正常工作时两个输入端接分压模块的输出端以维持输出正常状态信号，比较器N1的输出端Vprotect接LED驱动芯片的一个引脚，通过该引脚可以高电平开启电路、低电平关闭电路，以实现驱动电路的保护功能。PNP型三极管V2的基极通过反馈电阻R5接到比较器N1的输出端，集电极接地，发射极接比较器N1的同相输入端“+”，以实现锁定功能。 

分压模块由第二电阻R2、第三电阻R3、第六电阻R6、第七电阻R7和第一电容C1组成。其中，第二电阻R2和第六电阻R6串联在参考电压Vref和地之间，用来给比较器N1的同相输入端“+”提供正常状态电平；第三电阻R3和第七电阻R7串联在参考电压Vref和地之间，用来给比较器N1的反相输入端“-”提供正常状态电平；第一电容C1接在比较器N1的反相输入端“-”和地之间，用来缓冲比较器N1的反相输入端“-”刚上电时的尖峰电平干扰，避免电路的误动作。 

其中，比较器N1可以是有比较功能的运算放大器，也可以是有比较功能的电路。比较器N1的输出端Vprotect需要连接在LED驱动芯片的某一引脚，该引脚应具有高电平时使芯片正常工作，低电平时使芯片不能工作的功能，比如某些芯片的EN脚。Vref为电路板上的稳定电源，在液晶显示系统的背光源中较易得到的是电压为5V或者12V。 

过流和/或过压触发信号来自现有电流采样模块和电压检测模块。 

如图2所示，本实用新型通过分压模块，将比较器N1的同相输入端“+”的电平2设置为比反相输入端“-”的电平1稍高一点(0.1V-0.7V)。当电路通电时，第一电容C1会有瞬时的充电，使反相输入端“-”的电平1一直低于同相输入端“+”的电平2，因而比较器N1输出高电平使电路处于不保护工作状态。 

如图3所示，当过流时，电流采样模块向比较器N1的反相输入端“-”输出触发信号，将比较器N1的反相输入端“-”的电平1拉高，使其高于同相输入端电平，比较器N1输出电平3为低电平。比较器N1输出的低电平经过保护锁定模块中的电阻R5反馈到PNP型三极管V2的基极，使V2导通将比较器N1的同相输入端“+”拉低，使其一直低于反相输入端“-”，比较器N1则一直输出低电平，控制芯片停止工作，实现过流保护锁定功能。 

如图4所示，当过压时，电压检测模块向比较器N1的同相输入端“+”输出触发信号，将比较器N1的同相输入端“+”的电平2拉低，比较器N1输出的电平3为低电平。比较器N1输出的低电平经过保护锁定模块中的电阻R5反馈到PNP型三极管V2的基极，使V2导通将比较器N1的同相输入端“+”拉低，使其一直低于反相输入端“-”，比较器N1则一直输出低电平，控制芯片停止工作，实现过流保护锁定功能。此时，比较器N1一直输出低电平去拉低LED驱动芯片的某个引脚，使LED驱动芯片停止工作，实现过压保护锁定功能。 

优选实施例二：保护锁定模块由比较器N1、N型场效应晶体管V2和第五电阻R5构成。比较器N1的反相输入端“-”和同相输入端“+”分别形成第一信号 输入端和第二信号输入端。正常工作时两个输入端接分压模块的输出端以维持输出正常状态信号，比较器N1的输出端Vprotect接LED驱动芯片的一个引脚，通过该引脚可以高电平开启电路、低电平关闭电路，以实现驱动电路的保护功能。N型场效应晶体管V2的栅极通过反馈电阻R5接到比较器N1的输出端，漏极接地，源极接比较器N1的同相输入端“+”，以实现锁定功能。 

分压模块由第二电阻R2、第三电阻R3、第六电阻R6、第七电阻R7和第一电容C1组成。其中，第二电阻R2和第六电阻R6串联在参考电压Vref和地之间，用来给比较器N1的同相输入端“+”提供正常状态电平；第三电阻R3和第七电阻R7串联在参考电压Vref和地之间，用来给比较器N1的反相输入端“-”提供正常状态电平；第一电容C1接在比较器N1的反相输入端“-”和地之间，用来缓冲比较器N1的反相输入端“-”刚上电时的尖峰电平干扰，避免电路的误动作。 

其中，比较器N1可以是有比较功能的运算放大器，也可以是有比较功能的电路。比较器N1的输出端Vprotect需要连接在LED驱动芯片的某一引脚，该引脚应具有高电平时使芯片正常工作，低电平时使芯片不能工作的功能，比如某些芯片的EN脚。Vref为电路板上的稳定电源，在液晶显示系统的背光源中较易得到的是电压为5V或者12V。 

过流和/或过压触发信号来自现有电流采样模块和电压检测模块。 

本实用新型通过分压模块，将比较器N1的同相输入端“+”的电位设置为比反相输入端“-”的电位稍高一点(0.1V-0.7V)。当电路通电时，第一电容C1会有瞬时的充电，使反相输入端“-”的电平一直低于同相输入端“+”的电平，因而比较器N1输出高电平使电路处于不保护工作状态。 

当过流时，电流采样模块向比较器N1的反相输入端“-”输出触发信号，将比较器N1的反相输入端“-”的电平拉高，使其高于同相输入端“+”电平，比较器N1输出低电平。比较器N1输出的低电平经过保护锁定模块中的电阻R5反馈到N型场效应晶体管V2的栅极，使V2导通将比较器N1的同相输入端“+”拉低，使其一直低于反相输入端“-”，比较器N1则一直输出低电平，控制芯片停止工作，实现过流保护锁定功能。 

当过压时，电压检测模块向比较器N1的同相输入端“+”输出触发信号，将比较器N1的同相输入端“+”的电平拉低。比较器N1输出的低电平经过保护锁定模块中的电阻R5反馈到N型场效应晶体管V2的基极，使V2导通将比较器N1的同相输入端“+”拉低，使其一直低于反相输入端“-”，比较器N1则一直输出 低电平，控制芯片停止工作，实现过流保护锁定功能。此时，比较器N1一直输出低电平去拉低LED驱动芯片的某个引脚，使LED驱动芯片停止工作，实现过压保护锁定功能。 

优选实施例三：保护锁定模块由比较器N1、PNP型三极管V2和第五电阻R5构成。比较器N1的反相输入端“-”和同相输入端“+”分别形成第一信号输入端和第二信号输入端。正常工作时两个输入端接分压模块的输出端以维持输出正常状态信号，比较器N1的输出端Vprotect接LED驱动芯片的一个引脚，通过该引脚可以高电平开启电路、低电平关闭电路，以实现驱动电路的保护功能。PNP型三极管V2的基极通过反馈电阻R5接到比较器N1的输出端，集电极接地，发射极接比较器N1的同相输入端“+”，以实现锁定功能。 

分压模块由第二电阻R2、第三电阻R3、第六电阻R6、第七电阻R7和第一电容C1组成。其中，第二电阻R2和第六电阻R6串联在参考电压Vref和地之间，用来给比较器N1的同相输入端“+”提供正常状态电平；第三电阻R3和第七电阻R7串联在参考电压Vref和地之间，用来给比较器N1的反相输入端“-”提供正常状态电平；第一电容C1接在比较器N1的反相输入端“-”和地之间，用来缓冲比较器N1的反相输入端“-”刚上电时的尖峰电平干扰，避免电路的误动作。 

其中，比较器N1可以是有比较功能的运算放大器，也可以是有比较功能的电路。比较器N1的输出端Vprotect需要连接在LED驱动芯片的某一引脚，该引脚应具有高电平时使芯片正常工作，低电平时使芯片不能工作的功能，比如某些芯片的EN脚。Vref为电路板上的稳定电源，在液晶显示系统的背光源中较易得到的是电压为5V或者12V。 

在保护锁定模块和分压模块的外围增加过流采样模块，该模块由NPN型三极管V1和第一电阻R1组成。过流现象的检测是通过将过高的电流转化为电压的形式加以采样获得，电阻R1即实现将过高的电流转化为电压的功能。本电路中，将电阻R1串接在需要进行电流检测的LED灯串中即可，Iin接电流的输入，Iout接电流的输出。三极管V1的基极接过流采样电阻R1的电流输入端，V1集电极接参考电压Vref，V1发射极接比较器N1的反相输入端“-”，用来实现触发保护锁定模块。 

过压触发信号来自现有电压检测模块。 

本实用新型通过分压模块，将比较器N1的同相输入端“+”的电位设置为比反相输入端“-”的电位稍高一点(0.1V-0.7V)。当电路通电时，第一电容C1会有 瞬时的充电，使反相输入端“-”的电平一直低于同相输入端“+”的电平，因而比较器N1输出高电平使电路处于不保护工作状态。 

当过流时，过流采样模块的R1电阻上端的分压电平大于三极管V1的发射极电平0.7V以上时，三极管V1饱和导通，参考电压Vref通过V1(约0.1V的管压降)输入到比较器N1的反相输入端“-”，使反相输入端“-”的电平高于同相输入端“+”电平，比较器N1输出低电平。比较器N1输出的低电平经过保护锁定模块中的电阻R5反馈到N型场效应晶体管V2的栅极，使V2导通将比较器N1的同相输入端“+”拉低，使其一直低于反相输入端“-”，比较器N1则一直输出低电平，控制芯片停止工作，实现过流保护锁定功能。 

当过压时，电压检测模块向比较器N1的同相输入端“+”输出触发信号，将比较器N1的同相输入端“+”的电平拉低。比较器N1输出的低电平经过保护锁定模块中的电阻R5反馈到N型场效应晶体管V2的基极，使V2导通将比较器N1的同相输入端“+”拉低，使其一直低于反相输入端“-”，比较器N1则一直输出低电平，控制芯片停止工作，实现过流保护锁定功能。此时，比较器N1一直输出低电平去拉低LED驱动芯片的某个引脚，使LED驱动芯片停止工作，实现过压保护锁定功能。 

优选实施例四：保护锁定模块由比较器N1、PNP型三极管V2和第五电阻R5构成。比较器N1的反相输入端“-”和同相输入端“+”分别形成第一信号输入端和第二信号输入端。正常工作时两个输入端接分压模块的输出端以维持输出正常状态信号，比较器N1的输出端Vprotect接LED驱动芯片的一个引脚，通过该引脚可以高电平开启电路、低电平关闭电路，以实现驱动电路的保护功能。PNP型三极管V2的基极通过反馈电阻R5接到比较器N1的输出端，集电极接地，发射极接比较器N1的同相输入端“+”，以实现锁定功能。 

分压模块由第二电阻R2、第三电阻R3、第六电阻R6、第七电阻R7和第一电容C1组成。其中，第二电阻R2和第六电阻R6串联在参考电压Vref和地之间，用来给比较器N1的同相输入端“+”提供正常状态电平；第三电阻R3和第七电阻R7串联在参考电压Vref和地之间，用来给比较器N1的反相输入端“-”提供正常状态电平；第一电容C1接在比较器N1的反相输入端“-”和地之间，用来缓冲比较器N1的反相输入端“-”刚上电时的尖峰电平干扰，避免电路的误动作。 

其中，比较器N1可以是有比较功能的运算放大器，也可以是有比较功能的电路。比较器N1的输出端Vprotect需要连接在LED驱动芯片的某一引脚，该引脚 应具有高电平时使芯片正常工作，低电平时使芯片不能工作的功能，比如某些芯片的EN脚。Vref为电路板上的稳定电源，在液晶显示系统的背光源中较易得到的是电压为5V或者12V。 

在保护锁定模块和分压模块的外围增加过压检测模块，过压检测模块由第四电阻R4、第八电阻R8、稳压二极管VD2、NPN型三极管V3和第一二极管VD1组成。电阻R4和R8串联形成分压网络，电阻R4上端接在需要进行过压检测的LED供电电路中。稳压二极管VD2的稳压端即阴极接串联网络R4和R8的中间，阳极接三极管V3的基极，用来设定过压采样点和进行过压采样。NPN型三极管V3的基极接稳压二极管，V3的集电极接二极管VD1的阴极，V3的发射极接地，用以反馈过压信号触发保护锁定模块。 

过流触发信号来自现有电流采样模块。 

本实用新型通过分压模块，将比较器N1的同相输入端“+”的电位设置为比反相输入端“-”的电位稍高一点(0.1V-0.7V)。当电路通电时，第一电容C1会有瞬时的充电，使反相输入端“-”的电平一直低于同相输入端“+”的电平，因而比较器N1输出高电平使电路处于不保护工作状态。 

当过流时，电流采样模块向比较器N1的反相输入端“-”输出触发信号，将比较器N1的反相输入端“-”的电平拉高，使其高于同相输入端电平，比较器N1输出低电平。比较器N1输出的低电平经过保护锁定模块中的电阻R5反馈到N型场效应晶体管V2的栅极，使V2导通将比较器N1的同相输入端“+”拉低，使其一直低于反相输入端“-”，比较器N1则一直输出低电平，控制芯片停止工作，实现过流保护锁定功能。 

当过压时，过压检测模块的电阻R8上会有较大的压降，超过稳压二极管VD2的稳压值，使三极管V3的基极有高电平输入，使得三极管V3饱和导通，通过二极管VD1将比较器N1的同相输入端“+”的电位拉低到低于反相输入端“-”的电位，比较器N1输出低电平，实现过压检测功能。此时，比较器输出低压后通过电阻R5将PNP型三极管V2打开，比较器的高压输入端被一直拉低，进入锁定状态，比较器一直输出低电平去拉低LED驱动芯片的某个引脚，使LED驱动芯片停止工作，实现过压保护锁定功能。 

优选实施例五：综合上述四个优选实施例，使用保护锁定模块、分压模块、过流采样模块和过压检测模块共同工作实现对LED灯驱动电路的保护作用。 

一种背光源模块，在LED灯的驱动电路上连接如前所述的过压过流保护电路， 确保LED灯及其驱动电路工作性能的稳定。一种液晶显示装置，在显示面板上连接如前所述的背光源模块，确保显示装置的性能稳定。 

以上，仅为本实用新型的较佳实施例，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求所界定的保护范围为准。 

Claims (10)

1.一种保护电路，其特征在于，至少包括保护锁定模块和分压模块；其中，保护锁定模块至少包括第一信号输入端和信号输出端；所述分压模块连接所述第一信号输入端，用于使保护锁定模块的信号输出端输出第一状态信号；在所述第一信号输入端接收到过压或过流信号后，保护锁定模块维持输出第二状态信号。

2.根据权利要求1所述的保护电路，其特征在于，所述保护锁定模块还包括第二信号输入端，所述分压模块连接所述第二信号输入端，用于使保护锁定模块的信号输出端输出第一状态信号；在所述第二信号输入端接收到过压或过流信号后，保护锁定模块维持输出第二状态信号。

3.根据权利要求2所述的保护电路，其特征在于，所述保护锁定模块包括：

比较器，所述比较器的反相输入端形成第一信号输入端，同相输入端形成第二信号输入端，输出端形成所述保护锁定模块的信号输出端；

第五电阻：一端接比较器输出端，另一端接第二电子开关的控制端；

第二电子开关：第一受控端接比较器同相输入端，第二受控端接低电平。

4.根据权利要求2所述的保护电路，其特征在于，所述分压模块包括：

第二电阻，一端连接参考电压，另一端接第二信号输入端；

第六电阻，一端连接第二信号输入端，另一端连接低电压；

第三电阻，一端连接参考电压，另一端接第一信号输入端；

第七电阻，一端连接第一信号输入端，另一端连接低电压；

第一电容，一端连接第一信号输入端，另一端连接低电压。

5.根据权利要求2所述的保护电路，其特征在于，还包括过流采样模块，在被检测电路的电流超过设定值时向保护锁定模块的第一信号输入端输出触发信号。

6.根据权利要求5所述的保护电路，其特征在于，所述过流采样模块包括：

第一电阻，一端形成检测电流输入端，另一端形成检测电流输出端；

第一电子开关，控制端接第一电阻的检测电流输入端，第一受控端接参考电平，第二受控端接第一信号输入端。

7.根据权利要求2所述的保护电路，其特征在于，还包括过压检测模块，在被检测电路的电压超过设定值时向保护锁定模块的第二信号输入端输出触发信号。

8.根据权利要求7所述的保护电路，其特征在于，所述过压检测模块包括：

第四电阻，一端形成检测电压输入端，另一端接稳压二极管的负极；

第八电阻，一端接稳压二极管的负极，另一端接低电平；

稳压二极管，正极接第三电子开关的控制端；

第三电子开关，第一受控端接低电平，第二受控端接第一二极管的负极；

第一二极管，正极接第二信号输入端。

9.一种背光源模块，其特征在于，包括如前权利要求1至8任一所述的保护电路。

10.一种液晶显示装置，其特征在于，包括如权利要求9所述的背光源模块。

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