CN202773148U - 3d状态下的背光led驱动保护电路及电视机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种3D状态下的背光LED驱动保护电路及电视机，该驱动保护电路包括LED驱动IC、工作电压输入端、整流滤波电路、参考电压产生电路、比较器及保护信号产生电路；整流滤波电路的输入端与LED驱动IC的3D占空比信号输入脚连接，输出端与比较器的同相输入脚连接；参考电压产生电路的输入端与工作电压输入端连接，输出端与比较器的反相输入脚连接；比较器的电源输入脚与工作电压输入端连接，其比较信号输出脚与保护信号产生电路的输入端连接；保护信号产生电路的输出端与LED驱动IC的工作使能脚连接。本实用新型不仅避免了电路元器件出现高温而损坏元器件，而且还可以应用于对3D占空比信号的占空比要求很严格的场合。

Description

3D状态下的背光LED驱动保护电路及电视机

技术领域

本实用新型涉及电视机技术领域，尤其涉及一种3D状态下的背光LED驱动保护电路及电视机。

背景技术

现有技术中，3D电视机工作于3D状态时，其背光LED驱动电路中的LED驱动IC的3D使能脚会接收到一个高电平的3D使能信号，且3D电视机在3D状态时流过其背光LED灯条的电流是2D状态时流过其背光LED灯条的电流的两倍以上，而由于背光LED灯条消耗的功率P= LED灯条的电流I×背光LED灯条的电压V×背光LED灯条的导通占空比D，若3D 电视机工作于3D状态时，其背光LED灯条的导通占空比D过大，则其消耗的功率就很大，当功率大到一定程度时，有可能导致背光LED驱动电路中的升压电感、MOS管、二极管及背光LED灯条等元器件出现高温，甚至使电路中的升压电感饱和而烧坏元器件。

如图1所示，图1是现有技术中一种3D状态下的背光LED驱动保护电路的电路结构图，该电路包括驱动电路100和保护电路200。其中，驱动电路100包括电源输入端V_IN'、驱动电源输出端V_OUT'、电容CIN'、电容COUT'、电容C3'、电阻RIN'、 电阻R4'、电阻R5'、电阻R6'、升压电感L'、MOS管M2'、LED驱动IC 101、工作使能信号输入端EN_IN'、3D使能信号输入端3D_EN_IN'、3D占空比信号输入端3D_PWM_IN'；保护电路200包括MOS管M1'、三极管Q1'、二极管D1'、电阻R1'、电阻R2'、电阻R3'及电容C1'。具体地，MOS管M1'及MOS管M2'均为NMOS管，三极管Q1'为NPN三极管。驱动电路100中的电容CIN'的正极与电源输入端V_IN'连接，负极接地；电阻RIN'连接于电源输入端V_IN'和LED驱动IC101的VIN脚（即电源输入脚）之间；电容C3'连接于LED驱动IC 101的VIN脚和地之间；升压电感L'连接于电源输入端V_IN'和二极管D'的阳极之间，二极管D'的阴极与驱动电源输出端V_OUT'连接；电容COUT'的正极与驱动电源输出端V_OUT'连接，负极接地；MOS管M2'的源极经电阻R5'接地，栅极经电阻R4'与LED驱动IC 101的GATE脚（即门极控制信号输出脚）连接，漏极连接于升压电感L'和二极管D'的阳极之间；LED驱动IC 101的EN脚（即工作使能脚）经电阻R6'与工作使能信号输入端EN_IN'连接，其3D_EN脚（即3D使能脚）与3D使能信号输入端3D_EN_IN'连接，其3D_PWM脚（即3D占空比信号输入脚）与3D占空比信号输入端3D_PWM _IN'连接；保护电路200中的二极管D1'的阳极与LED驱动IC 101的3D_PWM脚连接，阴极经电阻R1'分别与电阻R2'的一端及电容C1'的一端连接，电阻R2'的另一端与三极管Q1'的基极连接，且经电阻R3'接地，电容C1'的另一端接地，三极管Q1'的发射极接地，集电极与MOS管M1'的源极连接，MOS管M1'的栅极与LED驱动IC 101的3D_EN脚连接，漏极与LED驱动IC 101的EN脚连接。

图1所示电路在3D状态下，LED驱动IC 101的3D_PWM脚所输入的3D占空比信号经过由二极管D1'和电阻R1'及电容C1'所组成的整流滤波电路后，得到一个直流电压V1，电压V1经过电阻R2'和电阻R3'分压后加到三极管Q1'的基极，假设三极管Q1'的基极电压为V2，则V2= R3'×V1/(R2'+ R3')，当V2>0.7V时，三极管Q1'将导通。若LED驱动IC 101的3D_PWM脚的3D占空比信号的占空比越大（也即上述背光LED灯条的导通占空比D越大），则电压V1越高，相应的电压V2也就越高，当该3D占空比信号的占空比超过一定范围时，则电压V2>0.7V，三极管Q1'导通；又由于3D状态时，LED驱动IC 101的3D_EN脚（即3D使能脚）为高电平，从而当三极管Q1'导通时，MOS管M1'也跟着导通，从而使得LED驱动IC 101的EN脚（即工作使能脚）的电位被拉低，从而LED驱动IC101停止工作。并且，图1所示电路当三极管Q1'导通后，电容C1'会通过电阻R2'及三极管Q1'放电，使电容C1'上的电压降低，使Q1'截止，当Q1'截止时，LED驱动IC 101的EN脚的电位又恢复为高电平，从而LED驱动IC 101又重新进入到工作状态，若LED驱动IC 101的3D_PWM脚的信号的占空比仍然很高，则又会使三极管Q1'导通，从而使LED驱动IC 101的EN脚的电位又变成低电平，使得LED驱动IC 101再次停止工作。

图1所示电路可以通过调节电阻R2'和电阻R3'的阻值来调整3D状态下LED驱动IC101的3D_PWM脚所允许输入的3D占空比信号的最大占空比，且可以通过调节电容C1'及电阻R2'来调节三极管Q1'保持导通的时间。然而，图1所示电路还存在以下缺陷：由于三极管Q1'的基极与其发射极之间的导通电压受器件型号及温度的影响较大，因此，该电路在对3D占空比信号的占空比要求很严格的情况下，将失去应用价值，即该电路的保护灵敏度不高。

实用新型内容

本实用新型的主要目的是提供一种3D状态下的背光LED驱动保护电路，旨在避免电路元器件出现高温而导致元器件损坏的同时，提高电路的保护灵敏度。

为了达到上述目的，本实用新型提出一种3D状态下的背光LED驱动保护电路，所述3D状态下的背光LED驱动保护电路包括驱动电路和保护电路，所述驱动电路包括LED驱动IC，所述保护电路包括用于提供工作电压的工作电压输入端、用于对所述LED驱动IC输入的3D占空比信号进行整流滤波的整流滤波电路、用于产生一基准参考电压的参考电压产生电路、用于对整流滤波处理后的所述3D占空比信号与所述基准参考电压进行比较的比较器、以及用于根据所述比较器的输出信号，产生相应的保护信号至所述LED驱动IC以控制所述LED驱动IC的工作状态的保护信号产生电路；其中：

所述整流滤波电路的输入端与所述LED驱动IC的3D占空比信号输入脚连接，其输出端与所述比较器的同相输入脚连接；所述参考电压产生电路的输入端与所述工作电压输入端连接，其输出端与所述比较器的反相输入脚连接；所述比较器的电源输入脚与所述工作电压输入端连接，其比较信号输出脚与所述保护信号产生电路的输入端连接；所述保护信号产生电路的输出端与所述LED驱动IC的工作使能脚连接。

优选地，所述整流滤波电路包括第一二极管、第一电阻及第一电容；所述第一二极管的阳极与所述LED驱动IC的3D占空比信号输入脚连接，所述第一二极管的阴极经所述第一电阻与所述比较器的同相输入脚连接，且经所述第一电容接地。

优选地，所述参考电压产生电路包括第二电阻、第三电阻、第四电阻及一精密可调基准源；所述第二电阻的一端与所述工作电压输入端连接，所述第二电阻的另一端与所述精密可调基准源的调节端连接，所述精密可调基准源的阳极接地，所述精密可调基准源的阴极与其调节端连接，且与所述第三电阻的一端连接，所述第三电阻的另一端与所述比较器的反相输入脚连接，且经所述第四电阻接地。

优选地，所述保护信号产生电路包括三极管和MOS管，所述三极管为NPN三极管，所述MOS管为NMOS管；所述三极管的基极与所述比较器的比较信号输出脚连接，所述三极管的发射极接地，所述三极管的集电极与所述MOS管的源极连接；所述MOS管的栅极与所述LED驱动IC的3D使能脚连接，所述MOS管的漏极与所述LED驱动IC的工作使能脚连接。

优选地，所述保护信号产生电路还包括第五电阻；所述第五电阻的一端与所述NPN三极管的基极连接，且与所述比较器的比较信号输出脚连接，所述第五电阻的另一端与所述工作电压输入端连接。

优选地，该电路还包括第二电容；所述第二电容的一端与所述比较器的电源输入脚连接，所述第二电容的另一端接地。

本实用新型还提出一种电视机，所述电视机包括3D状态下的背光LED驱动保护电路，所述3D状态下的背光LED驱动保护电路包括驱动电路和保护电路，所述驱动电路包括LED驱动IC，所述保护电路包括用于提供工作电压的工作电压输入端、用于对所述LED驱动IC输入的3D占空比信号进行整流滤波的整流滤波电路、用于产生一基准参考电压的参考电压产生电路、用于对整流滤波处理后的所述3D占空比信号与所述基准参考电压进行比较的比较器、以及用于根据所述比较器的输出信号，产生相应的保护信号至所述LED驱动IC以控制所述LED驱动IC的工作状态的保护信号产生电路；其中：

所述整流滤波电路的输入端与所述LED驱动IC的3D占空比信号输入脚连接，其输出端与所述比较器的同相输入脚连接；所述参考电压产生电路的输入端与所述工作电压输入端连接，其输出端与所述比较器的反相输入脚连接；所述比较器的电源输入脚与所述工作电压输入端连接，其比较信号输出脚与所述保护信号产生电路的输入端连接；所述保护信号产生电路的输出端与所述LED驱动IC的工作使能脚连接。

本实用新型提出的3D状态下的背光LED驱动保护电路，通过整流滤波电路对LED驱动IC所输入的3D占空比信号进行整流滤波，且通过比较器对整流滤波处理后的3D占空比信号与一基准参考电压进行比较，输出一比较信号至保护信号产生电路，保护信号产生电路根据比较器输出的该比较信号，产生相应的保护信号至LED驱动IC，以控制LED驱动IC的工作状态。本实用新型不仅能够避免电路元器件出现高温而导致元器件的损坏，而且，本实用新型相对于现有技术中的3D状态下的背光LED驱动保护电路，其保护灵敏度更高，使得本实用新型可以应用于对3D占空比信号的占空比要求很严格的场合，同时，本实用新型还具有结构简单、稳定性好、成本低及易实现的优点。

附图说明

图1是现有技术中一种3D状态下的背光LED驱动保护电路的电路结构图；

图2是本实用新型3D状态下的背光LED驱动保护电路较佳实施例的电路结构图。

本实用新型目的的实现、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

以下结合说明书附图及具体实施例进一步说明本实用新型的技术方案。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

图2是本实用新型3D状态下的背光LED驱动保护电路较佳实施例的电路结构图。

参照图2，本实用新型3D状态下的背光LED驱动保护电路包括驱动电路300和保护电路400。

其中，本实用新型实施例中的驱动电路300包括电源输入端V_IN、驱动电源输出端V_OUT、电容CIN、电容COUT、电容C3、电阻RIN、电阻R6、电阻R7、电阻R8、升压电感L、二极管D、MOS管M2、LED驱动IC 301、工作使能信号输入端EN_IN、3D使能信号输入端3D_EN_IN、3D占空比信号输入端3D_PWM_IN。

具体地，电容CIN的正极与电源输入端V_IN连接，负极接地；电阻RIN连接于电源输入端V_IN和LED驱动IC 301的VIN脚（即电源输入脚）之间；电容C3连接于LED驱动IC 301的VIN脚和地之间；升压电感L连接于电源输入端V_IN和二极管D的阳极之间，二极管D的阴极与驱动电源输出端V_OUT连接；电容COUT的正极与驱动电源输出端V_OUT连接，负极接地；MOS管M2的源极经电阻R7接地，栅极经电阻R6与LED驱动IC301的GATE脚（即门极控制信号输出脚）连接，漏极连接于升压电感L和二极管D的阳极之间；LED驱动IC 301的EN脚（即工作使能脚）经电阻R8与工作使能信号输入端EN_IN连接，LED驱动IC 301的3D_EN脚（即3D使能脚）与3D使能信号输入端3D_EN_IN连接，LED驱动IC 301的3D_PWM脚（即3D占空比信号输入脚）与3D占空比信号输入端3D_PWM_IN连接。

本实用新型实施例中的保护电路400包括工作电压输入端VCC、整流滤波电路401、参考电压产生电路402、比较器403及保护信号产生电路404。

其中，工作电压输入端VCC用于提供工作电压，整流滤波电路401用于对驱动电路300中的LED驱动IC 301所输入的3D占空比信号进行整流滤波，参考电压产生电路402用于产生一基准参考电压，比较器403用于对整流滤波处理后的3D占空比信号与参考电压产生电路402产生的基准参考电压进行比较，保护信号产生电路404用于根据比较器403的输出信号，产生相应的保护信号至LED驱动IC 301以控制LED驱动IC 301的工作状态。

具体地，整流滤波电路401的输入端与LED驱动IC 301的3D占空比信号输入脚（即3D_PWM脚）连接，整流滤波电路401的输出端与比较器403的同相输入脚1IN+连接；参考电压产生电路402的输入端与工作电压输入端VCC连接，参考电压产生电路402的输出端与比较器403的反相输入脚1IN-连接；比较器403的电源输入脚VIN与工作电压输入端VCC连接，比较器403的比较信号输出脚1OUT与保护信号产生电路404的输入端连接；保护信号产生电路404的输出端与LED驱动IC 301的工作使能脚（即EN脚）连接。

其中，上述整流滤波电路401包括第一二极管D1、第一电阻R1及第一电容C1。具体地，第一二极管D1的阳极与LED驱动IC 301的3D占空比信号输入脚（即3D_PWM脚）连接，第一二极管D1的阴极经第一电阻R1与比较器403的同相输入脚1IN+连接，且经第一电容C1接地。

上述参考电压产生电路402包括第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4及一精密可调基准源U1。具体地，第二电阻R2的一端与工作电压输入端VCC连接，第二电阻R2的另一端与精密可调基准源U1的调节端连接，精密可调基准源U1的阳极接地，精密可调基准源U1的阴极与其调节端连接，且与第三电阻R3的一端连接，第三电阻R3的另一端与比较器403的反相输入脚1IN-连接，且经第四电阻R4接地。

上述保护信号产生电路404包括三极管Q1和MOS管M1，本实施例中三极管Q1为NPN三极管，MOS管M1为NMOS管。具体地，三极管Q1的基极与比较器403的比较信号输出脚连接，三极管Q1的发射极接地，三极管Q1的集电极与MOS管M1的源极连接；MOS管M1的栅极与LED驱动IC 301的3D使能脚（即3D_EN脚）连接，MOS管M1的漏极与LED驱动IC 301的工作使能脚（即EN脚）连接。

并且，上述保护信号产生电路还包括起上拉作用的第五电阻R5，第五电阻R5的一端与三极管Q1的基极连接，且与比较器403的比较信号输出脚连接，第五电阻R5的另一端与工作电压输入端VCC连接。同时，在比较器403的电源输入脚VIN还连接有起滤波作用的第二电容C2，第二电容C2的一端与比较器403的电源输入脚VIN连接，其另一端接地。

优选地，本实用新型实施例中，上述参考电压产生电路402中的精密可调基准源U1的型号为TL431，上述比较器403的型号为LM393。

本实用新型3D状态下的背光LED驱动保护电路的工作原理具体描述如下：由第一二极管D1、第一电阻R1及第一电容C1组成的整流滤波电路401对LED驱动IC 301的3D占空比信号输入脚（即3D_PWM脚）的信号进行整流滤波处理后，得到电压V_pwm，比较器403对电压V_pwm和参考电压产生电路402所产生的基准参考电压V_ref进行比较，且根据比较器LM393的特性可知，当电压V_pwm大于电压V_ref时，比较器403的比较信号输出脚1OUT将输出高电平信号，从而使得三极管Q1导通，又由于3D状态时，驱动电路300中的LED驱动IC 301的3D_EN脚（即3D使能脚）为高电平，即MOS管M1的栅极为高电平，从而当三极管Q1导通时，MOS管M1也跟着导通，从而使得LED驱动IC 301的工作使能脚（即EN脚）的电位被拉低，使LED驱动IC 301停止工作，从而避免了本实用新型实施例中驱动电路300中的元器件出现高温而导致元器件的损坏。由于本实用新型实施例中，参考电压产生电路402中的精密可调基准源U1 TL431的控制端与其阴极连接，由TL431的特性可知，精密可调基准源U1 TL431的阴极电压V_r为2.5V，因此，参考电压产生电路402所产生的基准参考电压V_ref（也即第三电阻R3和第四电阻R4之间的结点电压）可以通过调节第三电阻R3和第四电阻R4的阻值来精确地控制，其中，V_ref=R4×V_r/（R3+R4），进而使得本实用新型实施例可以通过调节第三电阻R3和第四电阻R4的阻值来精确地调节3D状态下LED驱动IC 301可允许输入的3D占空比信号的最大占空比，因此，本实用新型实施例相对于现有技术中的3D状态下的背光LED驱动保护电路，其对电路的保护灵敏度更高，从而使得本实用新型实施例可以应用于对3D占空比信号的占空比要求很严格的场合。

本实用新型提出的3D状态下的背光LED驱动保护电路，通过整流滤波电路对LED驱动IC所输入的3D占空比信号进行整流滤波，且通过比较器对整流滤波处理后的3D占空比信号与一基准参考电压进行比较，输出一比较信号至保护信号产生电路，保护信号产生电路根据比较器输出的该比较信号，产生相应的保护信号至LED驱动IC，以控制LED驱动IC的工作状态。本实用新型不仅能够避免电路元器件出现高温而导致元器件的损坏，而且，本实用新型相对于现有技术中的3D状态下的背光LED驱动保护电路，其保护灵敏度更高，使得本实用新型可以应用于对3D占空比信号的占空比要求很严格的场合，同时，本实用新型还具有结构简单、稳定性好、成本低及易实现的优点。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (7)

1.一种3D状态下的背光LED驱动保护电路，包括驱动电路和保护电路，所述驱动电路包括LED驱动IC，其特征在于，所述保护电路包括用于提供工作电压的工作电压输入端、用于对所述LED驱动IC输入的3D占空比信号进行整流滤波的整流滤波电路、用于产生一基准参考电压的参考电压产生电路、用于对整流滤波处理后的所述3D占空比信号与所述基准参考电压进行比较的比较器、以及用于根据所述比较器的输出信号，产生相应的保护信号至所述LED驱动IC以控制所述LED驱动IC的工作状态的保护信号产生电路；其中：

所述整流滤波电路的输入端与所述LED驱动IC的3D占空比信号输入脚连接，其输出端与所述比较器的同相输入脚连接；所述参考电压产生电路的输入端与所述工作电压输入端连接，其输出端与所述比较器的反相输入脚连接；所述比较器的电源输入脚与所述工作电压输入端连接，其比较信号输出脚与所述保护信号产生电路的输入端连接；所述保护信号产生电路的输出端与所述LED驱动IC的工作使能脚连接。

2.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述整流滤波电路包括第一二极管、第一电阻及第一电容；所述第一二极管的阳极与所述LED驱动IC的3D占空比信号输入脚连接，所述第一二极管的阴极经所述第一电阻与所述比较器的同相输入脚连接，且经所述第一电容接地。

3.根据权利要求2所述的电路，其特征在于，所述参考电压产生电路包括第二电阻、第三电阻、第四电阻及一精密可调基准源；所述第二电阻的一端与所述工作电压输入端连接，所述第二电阻的另一端与所述精密可调基准源的调节端连接，所述精密可调基准源的阳极接地，所述精密可调基准源的阴极与其调节端连接，且与所述第三电阻的一端连接，所述第三电阻的另一端与所述比较器的反相输入脚连接，且经所述第四电阻接地。

4.根据权利要求3所述的电路，其特征在于，所述保护信号产生电路包括三极管和MOS管，所述三极管为NPN三极管，所述MOS管为NMOS管；所述三极管的基极与所述比较器的比较信号输出脚连接，所述三极管的发射极接地，所述三极管的集电极与所述MOS管的源极连接；所述MOS管的栅极与所述LED驱动IC的3D使能脚连接，所述MOS管的漏极与所述LED驱动IC的工作使能脚连接。

5.根据权利要求4所述的电路，其特征在于，所述保护信号产生电路还包括第五电阻；所述第五电阻的一端与所述NPN三极管的基极连接，且与所述比较器的比较信号输出脚连接，所述第五电阻的另一端与所述工作电压输入端连接。

6.根据权利要求5所述的电路，其特征在于，该电路还包括第二电容；所述第二电容的一端与所述比较器的电源输入脚连接，所述第二电容的另一端接地。

7.一种电视机，其特征在于，包括权利要求1-6中任一项所述的3D状态下的背光LED驱动保护电路。

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