CN203102816U - 一种电视机背光led的驱动电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电视机背光LED的驱动电路，包括由PWM控制单元驱动的DC-DC电源和至少一条LED灯串，其特征在于，包括闭环控制电路，闭环控制电路的取样端接LED灯串，控制信号输出端接DC-DC电源的PWM控制单元的控制信号输入端；LED灯串接DC-DC电源的输出端。本实用新型通过调整现有技术DC-DC电源变压器的匝比，改变DC-DC电源输出电压，直接与LED灯串匹配，通过闭环控制电路实现恒流，不再需要BOOST DC/DC转换，简化了LED的驱动电路，达到降低损耗提高效率、成本低廉的目的。

Description

一种电视机背光LED的驱动电路

[技术领域]

本实用新型涉及LED背光驱动电路，尤其涉及一种电视机背光LED的驱动电路。 

[背景技术]

现有技术中由PWM控制单元驱动的DC-DC电源的结构如图1和图2所示。包括原边电路、副边电路和变压器。原边电路、副边电路通过变压器耦合。原边电路直流输入部分，开关管和PWM控制单元；副边电路包括整流滤波电路和反馈电路。PWM控制单元包括PWM控制芯片和光耦，光耦的控制信号输出端接PWM控制芯片输入端，反馈电路接整流滤波电路的直流输出端，PWM控制单元光耦的光电二极管连接在反馈电路中，作为反馈电路的反馈信号输出端。 

图3为固定输出电压通过DC/DC升压电路和后级恒流电路，给单路或多路LED恒流。此方案采取多级级联方式，可以达到LED背光驱动恒流效果，但是每串LED灯条的VF压差较大时存在功耗偏大温度急剧上升芯片过热，效率偏低，不能满足能效标准要求。另外采用BOOST升压架构，开关噪声及EMI难以处理，图1和图2为LLC和Flybuck电路，产生一个固定输出电压给图三和图四中的DC/DC提供固定的电压，电路复杂，多级变换器件增多，导致整个方案成本高。现有技术中DC-DC电源不能直接用来驱动电视机背光的LED灯串；主要原因是不能有效控制LED灯条电流，达不到恒流效果，需要与图3恒流电路联级起来控制才能实现恒流，这样导致电路复杂，多级变换器件增多，导致整个方案成本高。 

[发明内容]

本实用新型要解决的技术问题是提供一种结构简单，成本较低的电视机背光LED的驱动电路。 

为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是，一种电视机背光LED的驱动电路，包括由PWM控制单元驱动的DC-DC电源、至少一条LED灯串和闭环控制电路，闭环控制电路的取样端接LED灯串，控制信号输出端接DC-DC电源的PWM控制单元的控制信号输入端；LED灯串接DC-DC电源的输出端。 

以上所述的电视机背光LED的驱动电路， LED灯串包括依次串接的复数个LED灯、一个开关管和限流电阻，LED灯串的LED灯一端接DC-DC电源的正极输出端，限流电阻的一端接地；闭环控制电路的取样端接在一条LED灯串的开关管和限流电阻之间。 

以上所述的电视机背光LED的驱动电路，闭环控制电路包括取样电路、放大电路和整流滤波电路，取样电路的取样端接在所述的一条LED灯串的开关管和限流电阻之间，取样电路的输出端接放大电路的信号输入端，放大电路的输出端经整流滤波电路接PWM控制单元的控制信号输入端。 

以上所述的电视机背光LED的驱动电路，取样电路包括第一分流调节器和第一分压电路，第一分压电路包括串接的第五电阻和第六电阻，第一分压电路的一端接高电平，另一端接所述的一条LED灯串的开关管和限流电阻之间；第一分流调节器的阳极接地，控制极接第五电阻和第六电阻之间的连接点，阴极是取样电路的输出端；放大电路包括PNP三极管，PNP三极管的发射极接高电平，基极是放大电路的信号输入端，集电极是放大电路的输出端；整流滤波电路包括第一二极管和第一滤波电容，第一二极管的阳极接放大电路的输出端，阴极是整流滤波电路的输出端，第一滤波电容接在第一二极管的阴极和地之间。 

以上所述的电视机背光LED的驱动电路，包括灯串保护电路，所述的灯串 保护电路包括与LED灯串数量相同的二极管和开关电路，每个二极管的阳极接LED灯串的LED灯与开关管的连接点，每个二极管的阴极接开关电路的控制端；开关电路的一端接高电平，另一端接PWM控制单元的控制信号输入端。 

以上所述的电视机背光LED的驱动电路，所述的开关电路包括第一NPN三极管、第二分压电路和第二二极管，第二分压电路包括串接的第十六电阻和第十七电阻；第二分压电路的一端接与门电路的输出端，另一端接地；NPN三极管的集电极接高电平，发射极接第二二极管的阳极，第二二极管的阴极接PWM控制单元的控制信号输入端。 

以上所述的电视机背光LED的驱动电路，包括灯串驱动电路，灯串驱动电路的输入端接电视机主板的驱动信号输出端； LED灯串开关管的控制端接灯串驱动电路的输出端。 

以上所述的电视机背光LED的驱动电路，所述的开关管是NPN三极管，开关管的集电极接LED灯串的LED灯，发射极接LED灯串的限流电阻； LED灯串开关管的基极接灯串驱动电路的输出端；灯串驱动电路包括第二NPN三极管、第三NPN三极管和第三二极管，第二NPN三极管的基极接电视机主板的驱动信号输出端，集电极通过第一隔离电阻接高电平，发射极接地；第三NPN三极管的基极接第二NPN三极管的集电极，集电极通过第二隔离电阻接高电平，发射极接地；第三二极管的阳极接第三NPN三极管的集电极，阴极是灯串驱动电路的输出端。 

以上所述的电视机背光LED的驱动电路，包括PWM控制单元的控制信号输入电路，DC-DC电源的PWM控制单元包括PWM控制电路和光耦，光耦的控制信号输出端接PWM控制电路输入端；PWM控制单元的控制信号输入电路包括第二分流调节器，第三分压电路和第三电容，第三分压电路包括串接的第十二电阻和第 十五电阻，第三分压电路的一端接高电平，另一端接地；第二分流调节器的控制端通过第三电容接第三分压电路第十二电阻与第十五电阻之间的连接点，阳极接地，阴极接光耦光电二极管的阴极，光耦光电二极管的阳极接高电平；第十二电阻与第十五电阻之间的连接点作为PWM控制单元的控制信号输入端接闭环控制电路的控制信号输出端。 

以上所述的电视机背光LED的驱动电路，DC-DC电源包括反馈电路，DC-DC电源的PWM控制单元包括PWM控制电路和光耦，光耦的控制信号输出端接PWM控制电路输入端；所述的反馈电路包括第三分流调节器和第四分压电路，第四分压电路的一端接DC-DC电源的正极输出端，另一端接地；第三分流调节器的控制端接第四分压电路的分压输出端，阳极接地，阴极接光耦光电二极管的阴极，光耦光电二极管的阳极接DC-DC电源的正极输出端；第三分流调节器的控制端作为PWM控制单元的控制信号输入端接闭环控制电路的控制信号输出端。 

本实用新型可以通过调整现有技术DC-DC电源变压器的匝比，改变DC-DC电源输出电压，直接与LED灯串匹配，通过闭环控制电路实现恒流，不再需要BOOST DC/DC转换，简化了多级变换电路的升压恒流方式，能够适用于单路和多路串并联LED恒流控制，LED恒流变换器跨接初次级，实现单级变换恒流，具有成本低廉，变换效率高的优点。 

[附图说明]

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。 

图1是现有技术DC-DC电源的电路图之一。 

图2是现有技术DC-DC电源的电路图之二。 

图3是现有技术DC/DC升压电路和后级恒流电路。 

图4是本实用新型电视机背光LED的驱动电路的电路图。 

[具体实施方式]

在图4所示的本实用新型实施例中，电视机背光LED的驱动电路；包括由PWM控制单元驱动的DC-DC电源（DC-DC电源可以是图1或图2所示的DC-DC电源，在本实施例中以图1所示的DC-DC电源为例来进行说明）、N条并接的LED灯串、闭环控制电路、灯串驱动电路和灯串保护电路。 

每条LED灯串包括依次串接的n个LED灯LED1-LEDn、NPN三极管Q1和限流电阻R1。N条LED灯串并接，所有LED灯串的LED灯一端接DC-DC电源的正极输出端DC_OUT，LED灯串限流电阻的一端接地。 

闭环控制电路包括取样电路、放大电路和整流滤波电路。 

取样电路的取样端接在LED灯串1的NPN三极管Q1和限流电阻R1之间，取样电路的输出端接放大电路的信号输入端，放大电路的输出端经整流滤波电路接PWM控制单元的控制信号输入端。 

取样电路包括第一分流调节器U401（TL431）和第一分压电路，第一分压电路包括串接的电阻R5和电阻R6，第一分压电路的一端接高电平，另一端接在LED灯串1的NPN三极管Q1和限流电阻R1之间， LED灯串1的限流电阻R1作为采样电阻使用。第一分流调节器U401的阳极接地，控制极接电阻R5和电阻R6之间的连接点，第一分流调节器U401的阴极是取样电路的输出端连接接点431-C。 

电容C1和电阻R7串联后，一端接第一分流调节器U401的阴极极，另一端接在LED灯串1的NPN三极管Q1和限流电阻R1之间。电阻R7和电容C1串接后连接U401阴极 和基准端，目的是防止U401产生自激振荡，接入电阻R7、电容C1组成的RC补偿电路，有效控制其振荡条件，使U401在闭环时稳定地工作。 

放大电路包括PNP三极管Q26、电阻R 22、R23和电容C4，PNP三极管Q26的发射极接高电平，基极是放大电路的信号输入端接取样电路输出端的接点431-C。PNP三极管Q26的集电极是放大电路的输出端接整流滤波电路。 

整流滤波电路包括第二极管D15和滤波电容C5、EC1和电阻R21。二极管D15的阳极通过电阻R21接放大电路输出端PNP三极管Q26的集电极。二极管D15阴极是整流滤波电路的输出端，通过二极管D16和电阻R20接DC-DC电源PWM控制单元的控制信号输入端VB接点。 

滤波电容C5、EC1接在二极管D15的阴极和地之间。 

闭环控制电路中电阻R1作为检测电阻用，电阻R1与电阻R5、R6形成分压关系，通过检测电阻R1上电压达到基准电压如（1.25V或2.5V等）此控制电路控制U401的C结与电阻R22、R23控制三极管Q26的放大和饱和区间的状态转换电压，并经过电阻R21限流D11、EC1、C5、D10、R20整流滤波后控制前一级环路的DC/DC电源实现闭环电路控制，调节DC/DC电路电源的DC OUT的输出，始终与后级LED电压保持一致。使图1和图2所示LLC、FlybuckDC/DC电源输出电压与后级LED线性恒流电路匹配，实现单级变换恒流。 

通过调整现有技术DC-DC电源变压器的匝比，改变DC-DC电源输出电压，直接与LED灯串匹配，通过闭环控制电路实现恒流，不再需要BOOST DC/DC转换，简化了LED的驱动电路，达到降低损耗提高效率、成本低廉的目的。 

灯串保护电路包括由二极管D12和D13组成的或门电路和开关电路。 

或门电路的输入端分别接在LED灯串的最后一个LED灯LEDn与NPN三极管Q1的连接点，即NPN三极管Q1的集电极。或门电路的输出端接开关电路的控制端。 

开关电路包括NPN三极管Q19、第二分压电路和二极管D5，第二分压电路 包括串接的电阻R16和第电阻R17。第二分压电路的一端接与门电路的输出端，另一端接地。NPN三极管Q19的集电极通过电阻R19接高电平，NPN三极管Q19的发射极通过电阻R18地，并接第二极管D5的阳极，二极管D5的阴极通过电阻R20接DC-DC电源PWM控制单元的控制信号输入端VB接点。 

当任一LED灯串的电压过高或LED灯有短路时，或门电路导通，NPN三极管Q19因高电平而导通，PWM控制单元的控制信号输入端VB接点获得高电平，PWM控制单元DC-DC电源降低输出电压，保护灯串不至因过压或短路而损坏。 

灯串驱动电路的输入端接电视机主板的驱动信号输出端ADJ。各LED灯串NPN三极管Q1的控制端连接在一起接灯串驱动电路的输出端。 

各LED灯串NPN三极管Q1的集电极接LED灯串的最后一个LED灯LED-n，发射极接LED灯串的限流电阻R1。各LED灯串NPN三极管Q1的基极连接在一起接灯串驱动电路的输出端。 

灯串驱动电路包括NPN三极管Q25、NPN三极管Q24和二极管D9，NPN三极管Q25的基极通过电阻R10和电阻R11组成的分压电路接电视机主板的驱动信号输出端接点ADJ，NPN三极管Q25的集电极通过第一隔离电阻R9接高电平，发射极接地。 

NPN三极管Q24的基极接NPN三极管Q25的集电极，NPN三极管Q24的集电极通过第二隔离电阻R8接高电平，发射极接地。二极管D9的阳极接NPN三极管Q24的集电极，阴极是灯串驱动电路的输出端，接各LED灯串NPN三极管Q1的基极。 

如图1所示，DC-DC电源包括反馈电路，DC-DC电源的PWM控制单元包括PWM控制芯片IC4和光耦P3，光耦P3的光电三极管P3B的集电极作为控制信号输出端接PWM控制芯片IC4的控制信号输入端。 

如图1所示，反馈电路包括分流调节器U2和由电阻R41和电阻R113组成的分压电路，分压电路电阻R41的一端接DC-DC电源的正极输出端，分压电路电阻R113的一端接。分流调节器U2的控制端R接电阻R41和电阻R113之间的连接点，分流调节器U2的阳极接地，阴极接光耦P3光二极管P3A的阴极，光二极管P3A的阳极通过电阻R111接DC-DC电源的正极输出端。分流调节器U2的控制端R还作为PWM控制单元的控制信号输入端接闭环控制电路的控制信号输出端VB接点。 

如图3所示，还可以包括PWM控制单元的控制信号输入电路。 

PWM控制单元的控制信号输入电路包括分流调节器U2，第三分压电路和电容C3，第三分压电路包括串接的电阻R12和电阻R15，第三分压电路的一端接高电平，另一端接地。分流调节器U2的控制端R通过电容C3和电阻R14接电阻R12与电阻R15之间的连接点，分流调节器U2的阳极接地，阴极接光耦光电二极管P3A的阴极，光耦光电二极管P3A的阳极通过电阻R15接高电平电阻R12与电阻R之间15的连接点VB还作为PWM控制单元的控制信号输入端接闭环控制电路的控制信号输出端。 

Claims (10)

1.一种电视机背光LED的驱动电路，包括由PWM控制单元驱动的DC-DC电源和至少一条LED灯串，其特征在于，包括闭环控制电路，闭环控制电路的取样端接LED灯串，控制信号输出端接DC-DC电源的PWM控制单元的控制信号输入端；LED灯串接DC-DC电源的输出端。

2.根据权利要求1所述的电视机背光LED的驱动电路，其特征在于， LED灯串包括依次串接的复数个LED灯、一个开关管和限流电阻，LED灯串的LED灯一端接DC-DC电源的正极输出端，限流电阻的一端接地；闭环控制电路的取样端接在一条LED灯串的开关管和限流电阻之间。

3.根据权利要求2所述的电视机背光LED的驱动电路，其特征在于，闭环控制电路包括取样电路、放大电路和整流滤波电路，取样电路的取样端接在所述的一条LED灯串的开关管和限流电阻之间，取样电路的输出端接放大电路的信号输入端，放大电路的输出端经整流滤波电路接PWM控制单元的控制信号输入端。

4.根据权利要求3所述的电视机背光LED的驱动电路，其特征在于，取样电路包括第一分流调节器和第一分压电路，第一分压电路包括串接的第五电阻和第六电阻，第一分压电路的一端接高电平，另一端接所述的一条LED灯串的开关管和限流电阻之间；第一分流调节器的阳极接地，控制极接第五电阻和第六电阻之间的连接点，阴极是取样电路的输出端；放大电路包括PNP三极管，PNP三极管的发射极接高电平，基极是放大电路的信号输入端，集电极是放大电路的输出端；整流滤波电路包括第一二极管和第一滤波电容，第一二极管的阳极接放大电路的输出端，阴极是整流滤波电路的输出端，第一滤波电容接在第一二极管的阴极和地之间。 

5.根据权利要求2所述的电视机背光LED的驱动电路，其特征在于，包括灯串保护电路，所述的灯串保护电路包括与LED灯串数量相同的二极管和开关电路，每个二极管的阳极接LED灯串的LED灯与开关管的连接点，每个二极管的阴极接开关电路的控制端；开关电路的一端接高电平，另一端接PWM控制单元的控制信号输入端。

6.根据权利要求5所述的电视机背光LED的驱动电路，其特征在于，所述的开关电路包括第一NPN三极管、第二分压电路和第二二极管，第二分压电路包括串接的第十六电阻和第十七电阻；第二分压电路的一端接与门电路的输出端，另一端接地；NPN三极管的集电极接高电平，发射极接第二二极管的阳极，第二二极管的阴极接PWM控制单元的控制信号输入端。

7.根据权利要求1所述的电视机背光LED的驱动电路，其特征在于，包括灯串驱动电路，灯串驱动电路的输入端接电视机主板的驱动信号输出端； LED灯串开关管的控制端接灯串驱动电路的输出端。

8.根据权利要求7所述的电视机背光LED的驱动电路，其特征在于，所述的开关管是NPN三极管，开关管的集电极接LED灯串的LED灯，发射极接LED灯串的限流电阻； LED灯串开关管的基极接灯串驱动电路的输出端；灯串驱动电路包括第二NPN三极管、第三NPN三极管和第三二极管，第二NPN三极管的基极接电视机主板的驱动信号输出端，集电极通过第一隔离电阻接高电平，发射极接地；第三NPN三极管的基极接第二NPN三极管的集电极，集电极通过第二隔离电阻接高电平，发射极接地；第三二极管的阳极接第三NPN三极管的集电极，阴极是灯串驱动电路的输出端。

9.根据权利要求1所述的电视机背光LED的驱动电路，其特征在于，包括PWM控制单元的控制信号输入电路，DC-DC电源的PWM控制单元包括PWM控制 电路和光耦，光耦的控制信号输出端接PWM控制电路输入端；PWM控制单元的控制信号输入电路包括第二分流调节器，第三分压电路和第三电容，第三分压电路包括串接的第十二电阻和第十五电阻，第三分压电路的一端接高电平，另一端接地；第二分流调节器的控制端通过第三电容接第三分压电路第十二电阻与第十五电阻之间的连接点，阳极接地，阴极接光耦光电二极管的阴极，光耦光电二极管的阳极接高电平；第十二电阻与第十五电阻之间的连接点作为PWM控制单元的控制信号输入端接闭环控制电路的控制信号输出端。

10.根据权利要求1所述的电视机背光LED的驱动电路，其特征在于，DC-DC电源包括反馈电路，DC-DC电源的PWM控制单元包括PWM控制电路和光耦，光耦的控制信号输出端接PWM控制电路输入端；所述的反馈电路包括第三分流调节器和第四分压电路，第四分压电路的一端接DC-DC电源的正极输出端，另一端接地；第三分流调节器的控制端接第四分压电路的分压输出端，阳极接地，阴极接光耦光电二极管的阴极，光耦光电二极管的阳极接DC-DC电源的正极输出端；第三分流调节器的控制端作为PWM控制单元的控制信号输入端接闭环控制电路的控制信号输出端。 

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