CN203181277U - Led调光电路和背光模组 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种LED调光电路，其包括恒流驱动芯片、微处理器、电感、LED灯串和第一受控开关。微处理器的输入端连接第一PWM调光信号，输出端向恒流驱动芯片的第三端输出第二PWM调光信号，以控制恒流驱动芯片第四端与第五端之间以超出人耳感知范围的频率进行导通和断开。第一受控开关的控制端连接恒流驱动芯片的第一端、第一端与电感的另一端连接、第二端接地，恒流驱动芯片的第一端向第一受控开关的控制端输出恒流驱动信号，以控制第一受控开关的第一端与第二端之间以超出人耳感知范围的频率周期性导通和断开。LED灯串的一端连接恒流驱动芯片的第四端、另一端串联电感。本实用新型还公开了一种背光模组。本实用新型不会使人耳感觉到电感振动。

Description

LED调光电路和背光模组

技术领域

本实用新型涉及LED调光技术领域，特别是涉及一种LED调光电路，还涉及一种包括LED调光电路的背光模组。

背景技术

随着LED（Light Emitting Diode，发光二级管）背光的节能、环保、高性能等优势的凸显，许多场合都采用LED背光。由于需要对背光亮度进行调节，因此，需要对LED进行调光。目前，大多数调光方式都采用PWM（Pulse Width Modulation，脉冲宽度调制）调光技术。

现有技术中，LED调光的电路大多包含有电感，以MOS管作为开关器件，对LED灯进行调光。由于PWM调光信号的频率在140Hz-240Hz，MOS管驱动信号的频率在100KHz-200KHz，在进行调光时，PWM调光信号和MOS管驱动信号是以逻辑与的方式叠加，因此在电路中电流会产生两个频率，即140Hz-240Hz和100KHz-200KHz。而电感由于其结构原因，在电路中电感会受电流频率的影响，使其内部材质产生振动，其振动的频率为上述两个频率。人耳对于声音的感受频率范围在20Hz-20KHz之间，由此，人耳将听到电感振动产生的噪声。

实用新型内容

本实用新型主要解决的技术问题是提供一种LED调光电路和背光模组，能够使电感振动的频率超出人耳感知范围。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的一个技术方案是：提供一种LED调光电路，其包括恒流驱动芯片，包括第一端、第二端、第三端、第四端以及第五端，恒流驱动芯片的第一端输出恒定驱动信号，恒流驱动芯片的第二端连接基准电压，恒流驱动芯片的第五端接地；微处理器，包括输入端和输出端，输出端与恒流驱动芯片的第三端连接，输入端连接第一PWM调光信号，输出端输出第二PWM调光信号，以控制恒流驱动芯片的第四端与第五端之间以超出人耳感知范围的频率进行导通和断开；电感，电感的一端连接电源电压；LED灯串，LED灯串的一端与恒流驱动芯片的第四端连接，另一端与电感的另一端连接；第一受控开关，包括控制端、第一端和第二端，第一受控开关的第一端与电感的另一端连接，第一受控开关的第二端接地，第一受控开关的控制端连接恒流驱动芯片的第一端，以控制第一受控开关的第一端与第二端之间以超出人耳感知范围的频率周期性导通和断开。

其中，第一受控开关为场效应管。

其中，第一受控开关的控制端为栅极，第一受控开关的第一端为漏极，第一受控开关的第二端为源极。

其中，恒流驱动芯片内置有比较器和第二受控开关，比较器包括正相输入端、反相输入端、使能端和输出端，第二受控开关包括控制端、第一端和第二端，比较器的正相输入端连接恒流驱动芯片的第二端，比较器的反相输入端连接恒流驱动芯片的第五端，比较器的使能端连接恒流驱动芯片的第三端，比较器的输出端连接第二受控开关的控制端，第二受控开关的第一端和第二端分别连接恒流驱动芯片的第四端与第五端。

其中，第二受控开关为场效应管。

其中，第二受控开关的控制端为栅极，第二受控开关的第一端为漏极，第二受控开关的第二端为源极。

其中，LED电路还包括整流二极管，整流二极管串联连接在电感和LED灯串之间，且整流二极管的正极与电感的另一端连接，整流二极管的负极与LED灯串的另一端连接。

其中，整流二极管和LED灯串之间还接入有滤波元件。

其中，滤波元件为电容，电容一端接地，另一端接入整流二极管和LED灯串之间。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的另一个技术方案是：提供一种背光模组，背光模组包括上述任一种的LED调光电路。

本实用新型的LED调光电路和背光模组具有恒定驱动信号和第二PWM调光信号，恒定驱动信号以超出人耳感知范围的频率控制第一受控开关导通和断开，第二PWM调光信号和第一受控开关共同作用使LED灯串导通和断开，第二PWM调光信号又控制第一受控开关的第一端与第二端之间以超出人耳感知范围的频率周期性导通和断开，从而能够使电感振动的频率超出人耳感知范围，避免用户听见噪声，改善用户使用体验。

附图说明

图1是本实用新型LED调光电路第一实施例的电路示意图；

图2是图1所示LED调光电路中产生的各信号的波形示意图；

图3是本实用新型LED调光电路第二实施例的电路示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进行详细说明。

请参阅图1，图1是本实用新型LED调光电路第一实施例的电路示意图。

LED调光电路包括恒流驱动芯片U1、微处理器U2、电感L、LED灯串D以及第一受控开关M。

恒流驱动芯片U1包括第一端A1、第二端A2、第三端A3、第四端A4以及第五端A5。第一端A1输出恒流驱动信号，第二端A2连接基准电压V+，第五端A5接地。

微处理器U2包括输入端B1和输出端B2，输出端B2与恒流驱动芯片U1的第三端A3连接，输入端B1连接第一PWM调光信号，输出端B2输出第二PWM调光信号，以控制恒流驱动芯片U1的第四端A4与第五端A5之间以超出人耳感知范围的频率进行导通和断开。具体地，第二PWM调光信号是方波脉冲信号，在第二PWM调光信号均为高电平期间，并且第二端A2保持高电平时，这里，第二端A2始终连接基准电压V+，第四端A4与第五端A5之间导通，相反地，在第二PWM调光信号均为低电平期间，第四端A4与第五端A5之间断开。

电感L的一端连接电源电压VCC，LED灯串D的一端与恒流驱动芯片U1的第四端A4连接，另一端与电感L的另一端连接。在本实施例中，LED灯串D包括三个串联连接的LED灯D1、D2和D3。

第一受控开关M包括控制端11、第一端12和第二端13。第一受控开关M的第一端12与电感L的另一端连接，第一受控开关M的第二端13接地，第一受控开关M的控制端11连接恒流驱动芯片U1的第一端A1，以控制第一受控开关M的第一端12与第二端13之间以超出人耳感知范围的频率周期性导通和断开。具体地，恒流驱动信号是方波脉冲信号，在恒流驱动信号为高电平期间，第一受控开关M的第一端12与第二端13之间导通，在恒流驱动信号为低电平期间，第一受控开关M的第一端12与第二端13之间断开。

LED调光电路工作时，恒流驱动信号和第二PWM调光信号共同作用达到调光目的。例如，请一并参阅图2，图2是图1所示LED调光电路中产生的各信号的波形示意图。为了方便理解，图中第一PWM调光信号Q1、第二PWM调光信号Q2和恒流驱动信号OC都设置为相同的占空比。第一PWM调光信号Q1的频率在140Hz-240Hz之间，第二PWM调光信号Q2的频率在20KHz以上，恒流驱动信号OC的频率在100KHz-200KHz之间。根据图1中LED调光电路的电路结构可知，第二PWM调光信号Q2与恒流驱动信号OC将会以逻辑与的方式得到实际控制信号S，因此，实际控制信号S存在两个频率：100KHz-200KHz和20KHz以上，这两个频率都会使电感L的内部材质振动，振动产生的噪声的频率也为这两个频率。但是人耳感知范围的频率在20Hz-20KHz，电感L振动噪声的频率均不在此范围内，因此，实现了使电感振动的频率超出人耳感知范围，不会使人耳感觉到电感振动。如果恒流驱动信号OC直接与第一PWM调光信号Q1以逻辑与方式得到实际控制信号S，那么由于第一PWM调光信号Q1的频率的关系，必然会使人耳听见噪声，因此，本发明实施例的LED调光电路能够避免用户听见噪声，改善用户使用体验。

请参阅图3，图3是本实用新型LED调光电路第二实施例的电路示意图。

本实用新型的LED调光电路采用与第一实施例相同的结构，此处不再赘述，不同之处在于，本实施例的LED调光电路还包括整流二极管RD和电容C，并且恒流驱动芯片U1内置有比较器A和第二受控开关N。

在本实施例中，第一受控开关M和第二受控开关N均为场效应管。第一受控开关M的控制端11为栅极、第一端12为漏极、第二端13为源极。第二受控开关N的控制端21为栅极、第一端22为漏极、第二端23为源极。

比较器A包括正相输入端、反相输入端、使能端和输出端。比较器A的正相输入端连接恒流驱动芯片U1的第二端A2，比较器A的反相输入端连接恒流驱动芯片U1的第五端A5，比较器A的使能端连接恒流驱动芯片U1的第三端A3，比较器A的输出端连接第二受控开关N的控制端21，第二受控开关N的第一端22和第二端23分别连接恒流驱动芯片U1的第四端A4与第五端A5。

整流二极管RD串联连接在电感L和LED灯串D之间，且整流二极管RD的正极与电感L的另一端连接，整流二极管RD的负极与LED灯串D的另一端连接。

电容C作为滤波元件接入在整流二极管RD和LED灯串D之间，具体地，电容C一端接地，另一端接入整流二极管RD和LED灯串D之间。当然，电容C可以采用其它滤波元件替代。

整流二极管RD和电容C接入电路中，可以将交流转化为直流，并且可以去除直流中的交流噪声，使得LED灯串D工作时不会受到干扰。

下面介绍本实施例的LED调光电路的具体工作过程：

LED调光电路上电时，恒流驱动芯片U1的第一端A1就输出恒流驱动信号，并且，微处理器U2的输入端B1接收第一PWM调光信号后，输出端B2输出第二PWM调光信号；

由于比较器A的正相输入端连接基准电压V+，反相输入端接地，因此，比较器A构成了过零比较器，只有在使能端输入的第二PWM调光信号在高电平期间时，比较器A才开始工作，从而比较器A的输出端输出逻辑高电平，由于第二受控开关N的第三端23接地，因此，第二受控开关N的栅极-源极电压超过门限，第二受控开关N导通，而第二PWM调光信号在低电平期间时，比较器A不工作，第二受控开关N断开（即截止）；

类似地，第一受控开关M的控制端11连接恒流驱动信号，在恒流驱动信号为高电平期间，第一受控开关M导通，电源电压VCC接地，在恒流驱动信号为低电平期间，第一受控开关M断开，电源电压VCC耦接至LED灯串D，开始调光；

调光时，由于第一受控开关M和第二受控开关N都以超出人耳感知范围的频率进行导通和断开，因此，人耳不会感知到电感L振动的噪声。

本实用新型还提供一种背光模组，背光模组包括上述实施例的LED调光电路，背光模组的其它结构请参照现有技术，此处不再详述。

通过上述方式，本实用新型的LED调光电路和背光模组具有恒定驱动信号和第二PWM调光信号，恒定驱动信号以超出人耳感知范围的频率控制第一受控开关导通和断开，第二PWM调光信号和第一受控开关共同作用使LED灯串导通和断开，第二PWM调光信号又控制第一受控开关的第一端与第二端之间以超出人耳感知范围的频率周期性导通和断开，从而能够使电感振动的频率超出人耳感知范围，避免用户听见噪声，改善用户使用体验。

以上所述仅为本实用新型的实施例，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 (10)

1.一种LED调光电路，其特征在于，所述LED调光电路包括：

恒流驱动芯片，包括第一端、第二端、第三端、第四端以及第五端，所述恒流驱动芯片的第一端输出恒定驱动信号，所述恒流驱动芯片的第二端连接基准电压，所述恒流驱动芯片的第五端接地；

微处理器，包括输入端和输出端，所述输出端与所述恒流驱动芯片的第三端连接，所述输入端连接第一PWM调光信号，所述输出端输出第二PWM调光信号，以控制所述恒流驱动芯片的第四端与第五端之间以超出人耳感知范围的频率进行导通和断开；

电感，所述电感的一端连接电源电压；

LED灯串，所述LED灯串的一端与所述恒流驱动芯片的第四端连接，另一端与所述电感的另一端连接；

第一受控开关，包括控制端、第一端和第二端，所述第一受控开关的第一端与所述电感的另一端连接，所述第一受控开关的第二端接地，所述第一受控开关的控制端连接所述恒流驱动芯片的第一端，以控制所述第一受控开关的第一端与第二端之间以超出人耳感知范围的频率周期性导通和断开。

2.根据权利要求1所述的LED调光电路，其特征在于，所述第一受控开关为场效应管。

3.根据权利要求2所述的LED调光电路，其特征在于，所述第一受控开关的控制端为栅极，所述第一受控开关的第一端为漏极，所述第一受控开关的第二端为源极。

4.根据权利要求1所述的LED调光电路，其特征在于，所述恒流驱动芯片内置有比较器和第二受控开关，所述比较器包括正相输入端、反相输入端、使能端和输出端，所述第二受控开关包括控制端、第一端和第二端，所述比较器的正相输入端连接所述恒流驱动芯片的第二端，所述比较器的反相输入端连接所述恒流驱动芯片的第五端，所述比较器的使能端连接所述恒流驱动芯片的第三端，所述比较器的输出端连接所述第二受控开关的控制端，所述第二受控开关的第一端和第二端分别连接所述恒流驱动芯片的第四端与第五端。

5.根据权利要求4所述的LED调光电路，其特征在于，所述第二受控开关为场效应管。

6.根据权利要求5所述的LED调光电路，其特征在于，所述第二受控开关的控制端为栅极，所述第二受控开关的第一端为漏极，所述第二受控开关的第二端为源极。

7.根据权利要求1所述的LED调光电路，其特征在于，所述LED电路还包括整流二极管，所述整流二极管串联连接在所述电感和所述LED灯串之间，且所述整流二极管的正极与所述电感的另一端连接，所述整流二极管的负极与所述LED灯串的另一端连接。

8.根据权利要求7所述的LED调光电路，其特征在于，所述整流二极管和所述LED灯串之间还接入有滤波元件。

9.根据权利要求8所述的LED调光电路，其特征在于，所述滤波元件为电容，所述电容一端接地，另一端接入所述整流二极管和所述LED灯串之间。

10.一种背光模组，其特征在于，所述背光模组包括根据权利要求1至9中任一项所述的LED调光电路。

Images