CN202549254U - 大功率led背光源驱动电路 - Google Patents

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本实用新型涉及一种大功率LED背光源驱动电路，包括LED升压恒流驱动模块，LED升压恒流驱动模块输出端连接LED背光源，其特征是：所述的LED升压恒流驱动模块的输入端连接有输入电源反接保护模块、变阻模拟调光模块和微控制器PWM数字调光模块，在LED升压恒流驱动模块与LED背光源之间连接有扩流输出模块。该电路输出功率可达150W，效率可达93%，亮度调节范围宽并且精度高，采用变阻模拟调光和PWM数字调光相结合方式，同时具有输入电源反接保护功能，广泛应用于大尺寸、大功率LED背光源中。

Description

大功率LED背光源驱动电路
技术领域
本实用新型涉及一种LED背光源驱动电路，尤其是一种具有电源反接保护功能的大功率LED背光源驱动电路。
背景技术
    背光源是液晶平板显示器的关键组件之一。以LED为背光源的液晶平板电视正朝着大尺寸低功耗方向发展。与传统的冷阴极荧光灯（CCFL）背光源相比，LED背光源色域范围宽、色彩还原性好、亮度调节范围大、寿命长、抗振动性能强、无汞绿色环保。LED背光源根据光源的位置不同分为直下式和侧光式。直下式背光源直接将LED光源放在出光面下面，光源发出的光经过导光板的扩散混合后成为面光源发射出来。侧光式背光源将LED晶粒配置在液晶屏幕的四周边缘，通过导光板将屏幕边缘发射的光输送到屏幕中央区域。两种方式各有优缺点，但均需要配以LED驱动控制电路。
现有的LED背光源驱动控制电路，有的存在效率不高，有的存在亮度调节范围小、精度低，有的存在输出功率较小等缺点，这些驱动控制电路通常只适用于中小尺寸、中小功率的背光源中。
发明内容
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种大功率LED背光源驱动控制电路，它具有输入电源反接保护功能，并且可在大尺寸、大功率LED背光源中广泛应用。
本实用新型解决其技术问题所采取的技术方案是：一种大功率LED背光源驱动电路，包括LED升压恒流驱动模块，LED升压恒流驱动模块输出端连接LED背光源，所述的LED升压恒流驱动模块的输入端连接有输入电源反接保护模块、变阻模拟调光模块和微控制器PWM数字调光模块，在LED升压恒流驱动模块与LED背光源之间连接有扩流输出模块。
进一步的所述的输入电源反接保护模块采用N沟道增强型MOS管。所述的LED升压恒流驱动模块采用集成芯片CT8482，用于将输入的直流电压升高，并以恒流方式驱动LED背光源。所述的微控制器PWM数字调光模块的PWM信号由微处理器的普通I/O口模拟产生，微处理器与调光驱动电路之间设有光电隔离电路。所述的LED背光源为直下式背光源或侧光式背光源。
进一步的所述的输入电源反接保护模块的电路为电解电容C1一端接电源另一端接地，电阻R1、R2串接在电源正极与地线之间，N沟道增强型MOS管Q1的漏极与电源负极相连，源极接地，栅极接于两电阻R1、R2之间。
进一步的所述的LED升压恒流驱动模块的电路为电源滤波电容C3接在集成芯片U1的电源输入引脚15与地之间，环路补偿电阻R8与电容C2串联后接在集成芯片U1的环路补偿引脚8与地之间，软起动电容C4接在集成芯片U1的软启动引脚11与地之间；能量存储及升压电感L1的一端与输入电源Vin相连，另一端与N沟道增强型MOS管Q2的漏极及肖特基二极管D1的阳极相连；输出稳压电容C6、输出滤波电容C7并联后一端与肖特基二极管D1的阴极相连，另一端接地；N沟道增强型MOS管Q2的栅极接到集成芯片U1的外部MOS管驱动引脚2，Q2的源极与集成芯片U1的外部MOS管电流检测引脚4及并联电阻R11和R12的一端相连，电阻R11和R12的另一端接地；电阻R13～R16并联后的一端接在肖特基二极管D1的阴极和集成芯片U1的输出电流检测“+”输入引脚6，另一端接在集成芯片U1的输出电流检测“-”输入引脚7；电阻R9与R10串联后接在电压输出端Vout+与地之间，电阻R9与R10的连接点与集成芯片U1的过压保护检测引脚14相连，电阻R10的另一端接地，电阻R9的另一端接电压输出端Vout+；偏压电容C5接在集成芯片U1的偏压引脚1与地之间，U1的引脚16接地，U1的引脚13接芯片工作使能电压信号，U1的引脚9接入变阻模拟调光模块的输出电压信号，U1的引脚10接入微控制器PWM数字调光模块的高低电平输出信号，U1的引脚3、5、12悬空不接。
进一步的所述的微控制器PWM数字调光模块电路为微处理器的一普通I/O口P1.0模拟产生PWM数字信号，接入到单路光电耦合器U2的引脚2，U2的引脚1接限流电阻R19，R19的另一端接+5V电源，U2的引脚4接另一路+2.5V电源，U2的引脚3输出PWM数字调光信号到集成芯片U1的10脚，+5V电源与+2.5V电源不共地。
进一步的所述的变阻模拟调光模块的电路为输入电源Vin通过限流电阻R3接在精密可调基准电压源U3的阴极和参考电压极，U3的阳极接地，U3的稳定输出电压经电阻R4和可调电阻Radj串联分压后接入到集成芯片U1的引脚9，可调电阻Radj的另一端接地。
进一步的所述的扩流输出模块的电路为N沟道增强型MOS 管Q2与Q3并联后的栅极接到集成芯片U1的偏压检测引脚2，源极接到U1的输出电流检测引脚4；二极管D1～D4并联，输出电流检测电阻R11与R12并联后接到Q2与Q3的源极，R11与R12的另一端接地。
本实用新型的有益效果是：该电路输出功率可达150W，效率可达93%，亮度调节范围宽并且精度高，采用变阻模拟调光和PWM数字调光相结合方式，同时具有输入电源反接保护功能，广泛应用于大尺寸、大功率LED背光源中。
附图说明
    图1为本实用新型的大功率LED背光源驱动电路模块图。
图2为一具体实例的输入电源反接保护电路图。
图3为一具体实例的LED升压恒流驱动模块电路图。
图4为一具体实例的微控制器PWM数字调光模块电路图。
图5为一具体实例的变阻模拟调光模块电路图。
图6为一具体实例的扩流输出模块电路图。
具体实施方式
以下结合附图对大功率LED背光源驱动电路进行进一步说明。
如图1所示一种大功率LED背光源驱动电路，包括LED升压恒流驱动模块，LED升压恒流驱动模块输出端连接LED背光源，所述的LED升压恒流驱动模块的输入端连接有输入电源反接保护模块、变阻模拟调光模块和微控制器PWM数字调光模块，在LED升压恒流驱动模块与LED背光源之间连接有扩流输出模块。
如图2所示为一具体实例的输入电源反接保护电路图，电解电容C1一端接电源另一端接地，电阻R1、R2串接在电源正极与地线之间，N沟道增强型MOS管Q1的漏极与电源负极相连，源极接地，栅极接于两电阻R1、R2之间。输入电源正常接入时VGS大于N沟道增强型MOS管Q1的开启电压，漏极与源极之间导通，电源正常接入。当输入电源正负极反接时，VGS小于N沟道增强型MOS管Q1的开启电压，漏极与源极之间断开，阻止输入电源接入电路，保护后续电路。
如图3所示为一具体实例的LED升压恒流驱动模块电路图，电源滤波电容C3接在集成芯片U1的电源输入引脚15与地之间，环路补偿电阻R8与电容C2串联后接在集成芯片U1的环路补偿引脚8与地之间，软起动电容C4接在集成芯片U1的软启动引脚11与地之间；能量存储及升压电感L1的一端与输入电源Vin相连，另一端与N沟道增强型MOS管Q2的漏极及肖特基二极管D1的阳极相连；输出稳压电容C6、输出滤波电容C7并联后一端与肖特基二极管D1的阴极相连，另一端接地；N沟道增强型MOS管Q2的栅极接到集成芯片U1的外部MOS管驱动引脚2，Q2的源极与集成芯片U1的外部MOS管电流检测引脚4及并联电阻R11和R12的一端相连，电阻R11和R12的另一端接地；电阻R13～R16并联后的一端接在肖特基二极管D1的阴极和集成芯片U1的输出电流检测“+”输入引脚6，另一端接在集成芯片U1的输出电流检测“-”输入引脚7；电阻R9与R10串联后接在电压输出端Vout+与地之间，电阻R9与R10的连接点与集成芯片U1的过压保护检测引脚14相连，电阻R10的另一端接地，电阻R9的另一端接电压输出端Vout+；偏压电容C5接在集成芯片U1的偏压引脚1与地之间，U1的引脚16接地，U1的引脚13接芯片工作使能电压信号，U1的引脚9接入变阻模拟调光模块的输出电压信号，U1的引脚10接入微控制器PWM数字调光模块的高低电平输出信号，U1的引脚3、5、12悬空不接。当集成芯片U1的引脚13接入5V～20V的高电平信号时，U1根据引脚9的电压信号或者引脚10的高低电平信号输出相应的电流；当U1的引脚13电压低于5V时，其输出端关闭。
如图4所示为一具体实例的微控制器PWM数字调光模块电路图，微处理器的一普通I/O口P1.0模拟产生PWM数字信号，接入到单路光电耦合器U2的引脚2，U2的引脚1接限流电阻R19，R19的另一端接+5V电源，U2的引脚4接另一路+2.5V电源，U2的引脚3输出PWM数字调光信号到集成芯片U1的10脚，+5V电源与+2.5V电源不共地。
如图5所示为一具体实例的变阻模拟调光模块电路图，利用可调电阻改变LED恒流驱动集成芯片输出电流控制端的直流电压大小，以此线性改变驱动输出电流大小。输入电源Vin通过限流电阻R3接在精密可调基准电压源U3的阴极和参考电压极，U3的阳极接地，U3的稳定输出电压经电阻R4和可调电阻Radj串联分压后接入到集成芯片U1的引脚9，可调电阻Radj的另一端接地。通过调节Radj的阻值，改变U1引脚9的电压，控制输出电流大小，以此实现模拟调光。引脚9的电压小于0.2V时输出电流为0，电压大于1.2V时输出电流达到设定最大值。
如图6所示为一具体实例的扩流输出模块电路图，结合所用集成驱动芯片的输出电流采样特性，通过并联若干输出回路二极管和大功率采样电阻，实现输出电流扩展。N沟道增强型MOS 管Q2与Q3并联后的栅极接到集成芯片U1的偏压检测引脚2，源极接到U1的输出电流检测引脚4；二极管D1～D4并联，输出电流检测电阻R11与R12并联后接到Q2与Q3的源极，R11与R12的另一端接地。实际应用中，R11与R12的两端压差固定，通过增加外扩MOS管、输出通路上二极管的并联及输出电流检测电阻的小电阻并联，可以实现扩流输出。
以上所述仅表达了本实用新型的较佳实现方式，并不能以此来限制本实用新型，本技术领域中的普通技术人员在不脱离本实用新型构思前提下，对其所做的任何等同替换或微小变化均属于本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种大功率LED背光源驱动电路，包括LED升压恒流驱动模块，LED升压恒流驱动模块输出端连接LED背光源，其特征是：所述的LED升压恒流驱动模块的输入端连接有输入电源反接保护模块、变阻模拟调光模块和微控制器PWM数字调光模块，在LED升压恒流驱动模块与LED背光源之间连接有扩流输出模块。
2.根据权利要求1所述的大功率LED背光源驱动电路，其特征是：所述的输入电源反接保护模块采用N沟道增强型MOS管。
3.根据权利要求2所述的大功率LED背光源驱动电路，其特征是：所述的输入电源反接保护模块的电路为电解电容C1一端接电源另一端接地，电阻R1、R2串接在电源正极与地线之间，N沟道增强型MOS管Q1的漏极与电源负极相连，源极接地，栅极接于两电阻R1、R2之间。
4.根据权利要求1所述的大功率LED背光源驱动电路，其特征是：所述的LED升压恒流驱动模块采用集成芯片CT8482。
5.根据权利要求4所述的大功率LED背光源驱动电路，其特征是：所述的LED升压恒流驱动模块的电路为电源滤波电容C3接在集成芯片U1的电源输入引脚15与地之间，环路补偿电阻R8与电容C2串联后接在集成芯片U1的环路补偿引脚8与地之间，软起动电容C4接在集成芯片U1的软启动引脚11与地之间；能量存储及升压电感L1的一端与输入电源Vin相连，另一端与N沟道增强型MOS管Q2的漏极及肖特基二极管D1的阳极相连；输出稳压电容C6、输出滤波电容C7并联后一端与肖特基二极管D1的阴极相连，另一端接地；N沟道增强型MOS管Q2的栅极接到集成芯片U1的外部MOS管驱动引脚2，Q2的源极与集成芯片U1的外部MOS管电流检测引脚4及并联电阻R11和R12的一端相连，电阻R11和R12的另一端接地；电阻R13～R16并联后的一端接在肖特基二极管D1的阴极和集成芯片U1的输出电流检测“+”输入引脚6，另一端接在集成芯片U1的输出电流检测“-”输入引脚7；电阻R9与R10串联后接在电压输出端Vout+与地之间，电阻R9与R10的连接点与集成芯片U1的过压保护检测引脚14相连，电阻R10的另一端接地，电阻R9的另一端接电压输出端Vout+；偏压电容C5接在集成芯片U1的偏压引脚1与地之间，U1的引脚16接地，U1的引脚13接芯片工作使能电压信号，U1的引脚9接入变阻模拟调光模块的输出电压信号，U1的引脚10接入微控制器PWM数字调光模块的高低电平输出信号，U1的引脚3、5、12悬空不接。
6.根据权利要求1所述的大功率LED背光源驱动电路，其特征是：所述的微控制器PWM数字调光模块的PWM信号由微处理器的普通I/O口模拟产生，微处理器与调光驱动电路之间设有光电隔离电路。
7.根据权利要求4或5所述的大功率LED背光源驱动电路，其特征是：所述的微控制器PWM数字调光模块电路为微处理器的一普通I/O口P1.0模拟产生PWM数字信号，接入到单路光电耦合器U2的引脚2，U2的引脚1接限流电阻R19，R19的另一端接+5V电源，U2的引脚4接另一路+2.5V电源，U2的引脚3输出PWM数字调光信号到集成芯片U1的10脚，+5V电源与+2.5V电源不共地。
8.根据权利要求4或5所述的大功率LED背光源驱动电路，其特征是：所述的变阻模拟调光模块的电路为输入电源Vin通过限流电阻R3接在精密可调基准电压源U3的阴极和参考电压极，U3的阳极接地，U3的稳定输出电压经电阻R4和可调电阻Radj串联分压后接入到集成芯片U1的引脚9，可调电阻Radj的另一端接地。
9.根据权利要求4或5所述的大功率LED背光源驱动电路，其特征是：所述的扩流输出模块的电路为N沟道增强型MOS 管Q2与Q3并联后的栅极接到集成芯片U1的偏压检测引脚2，源极接到U1的输出电流检测引脚4；二极管D1～D4并联，输出电流检测电阻R11与R12并联后接到Q2与Q3的源极，R11与R12的另一端接地。
10.根据权利要求1所述的大功率LED背光源驱动电路，其特征是：所述的LED背光源为直下式背光源或侧光式背光源。
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