CN203242311U - Led背光驱动装置和背光模组 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种LED背光驱动装置和背光模组，所述LED背光驱动装置与多组LED灯条连接，包括升压电路、整流滤波电路和恒流驱动电路，所述升压电路包括双正激式变换器，所述双正激式变换器的电压输入端连接直流电源输出端，所述双正激式变换器的电压输出端连接所述整流滤波电路的输入端，所述整流滤波电路的输出端分别连接各组LED灯条的阳极，各组LED灯条的阴极分别连接所述恒流驱动电路的输入端。本实用新型采用了双正激式变换器实现升压电路，磁芯的利用率明显提高，占空比得到了有效增加；线圈绕组的匝数不受限制，有利于提高输出功率；无复杂的电路结构和元器件，PCB板占用面积小，有利于实现薄型化的液晶显示装置。
Description
技术领域
本实用新型涉及驱动电路技术领域，特别涉及LED背光驱动装置和背光模组。
背景技术
随着液晶显示技术的发展，愈来愈多电视机采用LED背光技术，它的优点是寿命长，省电节能，驱动方便。LED背光方案有两种，一种是直下式，由若干个LED灯条直接放置于背光模组中扩散板和光学膜片的下方；另一种是侧入式，由若干个LED灯条分布于背光模组中导光板的周边。两种方案都应用得很普遍。LED灯条通常是由若干个LED灯串联成一组，多组LED灯条由一颗到几颗恒定电流驱动电路来驱动点亮。小尺寸的LED电视，用灯一般在48颗以下，采用两组LED灯条的工作方式，电压也就90V，功率不大，普通的升压电路就可以满足。中等尺寸的LED电视，用灯一般在80颗以下，采用四组LED灯条的工作方式，功率加大，但输出的电压降低，用普通的升压电路也能勉强的满足要求。
但是大尺寸的电视，使用灯的总数达到240颗以上，使用四组LED灯条的工作方式，每组电压高达220V，功率达到26W，四组LED灯条的总功率达到104W，特别是液晶显示装置在3D模式下工作的情况下，LED灯条的功率加倍，普通的升压电路无法满足此大功率的要求，只能使用多个驱动器，各个驱动器的输出电压和功率的总和增加，以此来满足大功率的需求。但是，增加驱动器数量的方式会使得驱动的成本大幅度的增加，同时加大了PCB的面积和电子元件的数目，还会带来大的电磁干扰。
实用新型内容
本实用新型的主要目的为提供一种能满足大功率多通道输出、且电路结构简单的LED背光驱动装置和背光模组。
本实用新型提出一种LED背光驱动装置，与多组LED灯条连接，包括升压电路、整流滤波电路和恒流驱动电路，所述升压电路包括双正激式变换器，所述双正激式变换器的电压输入端连接直流电源输出端，所述双正激式变换器的电压输出端连接所述整流滤波电路的输入端，所述整流滤波电路的输出端分别连接各组LED灯条的阳极，各组LED灯条的阴极分别连接所述恒流驱动电路的输入端。
优选地，所述双正激式变换器包括第一初级绕组、第二初级绕组、次级绕组、第一开关、第二开关、第一电容和第一电阻，所述第一初级绕组的第一端连接所述直流电源输出端，所述第一初级绕组的第二端经第一开关和第一电阻接地，所述第二初级绕组的第一端经第二开关连接所述直流电源输出端，所述第二初级绕组的第二端经第一电阻接地，所述第一电容连接在所述第一初级绕组的第二端和所述第二初级绕组的第一端之间，所述次级绕组的两端连接所述整流滤波电路的输入端。
优选地，所述升压电路还包括开关电源控制电路，所述开关电源控制电路的第一输出控制端连接所述第一开关的控制端，所述开关电源控制电路的第二输出控制端连接所述第二开关的控制端。
优选地，所述开关电源控制电路的反馈输入端连接所述恒流驱动电路的反馈输入端，所述开关电源控制电路的检流端连接所述第一电阻的一端。
优选地，所述开关电源控制电路的第二输出控制端与所述第二开关的控制端之间连接有接口电路。
优选地，所述第一开关和第二开关均为MOS管。
优选地，所述第一开关的栅极作为第一开关的控制端，连接所述开关电源控制电路的第一输出控制端，所述第一开关的漏极连接所述第一初级绕组的第二端，所述第一开关的源极经所述第一电阻接地；
所述第二开关的栅极作为第二开关的控制端，连接所述开关电源控制电路的第二输出控制端，所述第二开关的漏极连接所述直流电源输出端，所述第二开关的源极连接所述第二初级绕组的第一端。
优选地，所述整流滤波电路包括全桥电路和续流滤波电路，所述续流滤波电路包括第一电感、续流二极管和第二电容，所述全桥电路的第一输入端连接所述次级绕组的一端，所述全桥电路的第二输入端连接所述次级绕组的另一端，所述全桥电路的正输出端连接所述续流二极管的阴极和所述第一电感的第一端，所述第一电感的第二端连接所述第二电容的正极和各组LED灯条的阳极，所述全桥电路的负输出端、所述续流二极管的阳极、所述第二电容的负极分别接地。
优选地，所述续流滤波电路还包括第二电感和第三电容，所述第二电感的两端分别连接在所述第一电感的第二端和各组LED灯条的阳极之间，所述第三电容的正极连接各组LED灯条的阳极，所述第三电容的负极接地。
本实用新型还提出一种背光模组，包括多组LED灯条和LED背光驱动装置，其中，LED背光驱动装置与多组LED灯条连接，包括升压电路、整流滤波电路和恒流驱动电路，所述升压电路包括双正激式变换器，所述双正激式变换器的电压输入端连接直流电源输出端，所述双正激式变换器的电压输出端连接所述整流滤波电路的输入端，所述整流滤波电路的输出端分别连接各组LED灯条的阳极，各组LED灯条的阴极分别连接所述恒流驱动电路的输入端。
本实用新型采用了双正激式变换器实现升压电路，磁芯的利用率明显提高，占空比得到了有效增加；线圈绕组的匝数不受限制，有利于提高输出功率；无复杂的电路结构和元器件，PCB板占用面积小，有利于实现薄型化的液晶显示装置。
附图说明
图1为本实用新型LED背光驱动装置的结构示意图；
图2为本实用新型LED背光驱动装置第一实施例的电路图；
图3为本实用新型LED背光驱动装置第二实施例的电路图。
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
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。
如图1所示，图1为本实用新型LED背光驱动装置的结构示意图，该实施例提出的LED背光驱动装置，与多组LED灯条400连接，包括升压电路100、整流滤波电路200和恒流驱动电路300，升压电路100包括双正激式变换器110，双正激式变换器110的电压输入端连接直流电源500输出端，双正激式变换器110的电压输出端连接整流滤波电路200的输入端，整流滤波电路200的输出端分别连接各组LED灯条400的阳极，各组LED灯条400的阴极分别连接恒流驱动电路300的输入端。由于本实施例采用了双正激式变换器110，其电路特点是，采用了两个正激式变换电路交替磁化，正、负半周期都可以输出能量，磁芯的利用率明显提高，占空比得到了有效增加；线圈绕组的匝数不受限制，有利于提高输出功率；仅采用双正激式变换器110实现升压电路100，无复杂的电路结构和元器件，PCB板占用面积小，有利于实现薄型化的液晶显示装置。
如图2所示，图2为本实用新型LED背光驱动装置第一实施例的电路图。其中，双正激式变换器110包括第一初级绕组N1、第二初级绕组N2、次级绕组N3、第一开关K1、第二开关K2、第一电容C1和第一电阻R1，整流滤波电路200包括全桥电路D1和续流滤波电路210，续流滤波电路210包括第一电感L1、续流二极管D2和第二电容C2。
第一初级绕组N1的第一端连接直流电源Vi输出端，第一初级绕组N1的第二端经第一开关K1和第一电阻R1接地，第二初级绕组N2的第一端经第二开关K2连接直流电源Vi输出端，第二初级绕组N2的第二端经第一电阻R1接地，第一电容C1连接在第一初级绕组N1的第二端和第二初级绕组N2的第一端之间，次级绕组N3的一端连接全桥电路D1的第一输入端，次级绕组N3的另一端连接全桥电路D1的第二输入端，全桥电路D1的正输出端连接续流二极管D2的阴极和第一电感L1的第一端，第一电感L1的第二端连接第二电容C2的正极和各组LED灯条400的阳极，各组LED灯条400的阴极连接恒流驱动电路IC1的输入端，其中，恒流驱动电路IC1可采用BD9276构成，BD9276是一片多通道的LED恒流驱动IC。全桥电路D1的负输出端、续流二极管D2的阳极、第二电容C2的负极分别接地。
整个LED背光驱动过程包括以下四个阶段。第一个阶段，K1导通，K2关断，直流电源Vi的输出电压经过K1加载到第一初级绕组N1上，在次级绕组N3上产生成比例的电压，该电压经过全桥电路D1整流后，加载到后续电路上，各组LED灯条400点亮。第二个阶段，K1和K2都关断，第一电感L1上的续流电流经续流二极管D2与后续滤波电路、LED灯条400和恒流驱动电路IC1形成回路，避免在K1和K2都关断时LED灯条400熄灭；同时，N1、C1及K2形成回路，N1的漏感所产生的能量被存在C1中，取消了原有电路中的反馈线圈，只采用少量的元器件即可实现线圈绕组的磁通复位。第三个阶段，K1关断，K2导通，直流电源Vi的输出电压经过K2加载到第二初级绕组N2上，在次级绕组N3上产生成比例的电压，该电压经过全桥电路D1整流后，加载到后续电路上，各组LED灯条400持续点亮。第四个阶段，K1和K2都关断，第一电感L1上的续流电流经续流二极管D2与后续滤波电路、LED灯条400和恒流驱动电路IC1形成回路，避免在K1和K2都关断时LED灯条400熄灭；同时，N2、C1及K1形成回路，C1上存储的由N1漏感产生的能量先释放出来，然后N2的漏感所产生的能量反向对C1充电，存储在C1中，取消了原有电路中的反馈线圈，只采用少量的元器件即可实现线圈绕组的磁通复位。上述四个阶段的时间可通过控制K1和K2的关断与导通时间进行调整，通常情况下，第二阶段和第四阶段的时间小于第一阶段和第二阶段的时间。同时，通过调整K1或K2的导通时间，可控制双正激式变换器110的占空比，进而控制输出至LED灯条400的电压高低，调整输出功率的大小。此外，恒流驱动电路IC1可确保流经各路LED灯条400的电流相等，使背光模组获得均匀的背光。
本实施例采用两个初级线圈和两个开关交替工作，正、负半周期都可以输出能量，磁芯的利用率明显提高，占空比得到了有效增加；采用了两个正激式变换电路交替磁化，线圈绕组的匝数不受限制，有利于输出大功率；取消了原有电路中的反馈线圈，只采用少量的元器件即可实现线圈绕组的磁通复位；整个电路中所采用的元器件数量少，电路结构简单，有利于降低LED背光驱动装置的制作成本。
如图3所示，图3为本实用新型LED背光驱动装置第三实施例的电路图。本实施例与图2所示实施例的区别在于，升压电路100还包括开关电源控制电路IC2，开关电源控制电路IC2可采用SG3525构成，SG3525是一片双端输出的开关电源控制IC，其中，开关电源控制电路IC2的第一输出控制端连接第一开关K1的控制端，开关电源控制电路IC2的第二输出控制端连接第二开关K2的控制端，由开关电源控制电路IC2的两路输出控制端交替输出PWM控制信号，交替提供高低电平，精确控制K1和K2交替导通和截止，同时避免了K1和K2共态导通问题，可靠性高。第一开关K1和第二开关K2采用可控开关管，例如MOS管，当第一开关K1和第二开关K2均为MOS管时，第一开关K1的栅极作为第一开关K1的控制端，连接开关电源控制电路IC2的第一输出控制端，第一开关K1的漏极连接第一初级绕组N1的第二端，第一开关K1的源极经第一电阻R1接地；第二开关K2的栅极作为第二开关K2的控制端，连接开关电源控制电路IC2的第二输出控制端，第二开关K2的漏极连接直流电源Vi的输出端，第二开关K2的源极连接第二初级绕组N2的第一端。在第二个阶段，K1和K2都关断的情况下，N1、C1及K2的寄生二极管形成回路；在第四个阶段，K1和K2都关断的情况下，N2、C1及K1的寄生二极管形成回路。
开关电源控制电路IC2的反馈输入端连接恒流驱动电路IC1的反馈输入端，接收恒流驱动电路IC1提供的反馈信号，开关电源控制电路IC2根据反馈信号调整K1和K2的导通时间，进而实现占空比的调整，有效提供变换器的利用率。开关电源控制电路IC2的检流端连接第一电阻R1的一端，检测流经N1或N2的电流大小，在电流过大时自动调整占空比，避免电路烧坏。
此外，由于第一开关K1和第二开关K2门极（即栅极）电位不同，第二开关K2门极工作电压较高，为了使开关电源控制电路IC2输出的高低电平控制信号能够驱动第二开关K2正常工作，在开关电源控制电路IC2的第二输出控制端与第二开关K2的控制端之间连接有接口电路IC3，有利于实现开关电源控制电路IC2对第一开关K1和第二开关K2的精确控制。
另外，续流滤波电路210还包括第二电感L2和第三电容C3，第二电感L2的两端分别连接在第一电感L1的第二端和各组LED灯条400的阳极之间，第三电容C3的正极连接各组LED灯条400的阳极，第三电容C3的负极接地，第二电感L2和第三电容C3共同组成滤波电路，可减小输出的纹波电压。
本实用新型还提出一种背光模组，包括多组LED灯条和LED背光驱动装置，其中，LED背光驱动装置与多组LED灯条连接，包括升压电路、整流滤波电路和恒流驱动电路，所述升压电路包括双正激式变换器，所述双正激式变换器的电压输入端连接直流电源输出端，所述双正激式变换器的电压输出端连接所述整流滤波电路的输入端，所述整流滤波电路的输出端分别连接各组LED灯条的阳极，各组LED灯条的阴极分别连接所述恒流驱动电路的输入端。
本实施例中背光模组所包括的LED背光驱动装置，可包括图1至图3所示实施例中的所有技术方案，其具体结构与工作原理可参照前述实施例，在此不作赘述。由于采用了上述实施例中的LED背光驱动装置，本实施例中的背光模组相较于传统的背光模组来说，其升压电路的占空比得到了有效增加，可满足大功率多通道输出，可有效提高背光显示效果，能满足3D显示的特殊背光亮度要求，且电路结构简单，有利于实现薄型化的液晶显示装置。
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 (10)
1.一种LED背光驱动装置，与多组LED灯条连接，包括升压电路、整流滤波电路和恒流驱动电路，其特征在于，所述升压电路包括双正激式变换器，所述双正激式变换器的电压输入端连接直流电源输出端，所述双正激式变换器的电压输出端连接所述整流滤波电路的输入端，所述整流滤波电路的输出端分别连接各组LED灯条的阳极，各组LED灯条的阴极分别连接所述恒流驱动电路的输入端。
2.根据权利要求1所述的LED背光驱动装置，其特征在于，所述双正激式变换器包括第一初级绕组、第二初级绕组、次级绕组、第一开关、第二开关、第一电容和第一电阻，所述第一初级绕组的第一端连接所述直流电源输出端，所述第一初级绕组的第二端经第一开关和第一电阻接地，所述第二初级绕组的第一端经第二开关连接所述直流电源输出端，所述第二初级绕组的第二端经第一电阻接地，所述第一电容连接在所述第一初级绕组的第二端和所述第二初级绕组的第一端之间，所述次级绕组的两端连接所述整流滤波电路的输入端。
3.根据权利要求2所述的LED背光驱动装置，其特征在于，所述升压电路还包括开关电源控制电路，所述开关电源控制电路的第一输出控制端连接所述第一开关的控制端，所述开关电源控制电路的第二输出控制端连接所述第二开关的控制端。
4.根据权利要求3所述的LED背光驱动装置，其特征在于，所述开关电源控制电路的反馈输入端连接所述恒流驱动电路的反馈输入端，所述开关电源控制电路的检流端连接所述第一电阻的一端。
5.根据权利要求4所述的LED背光驱动装置，其特征在于，所述开关电源控制电路的第二输出控制端与所述第二开关的控制端之间连接有接口电路。
6.根据权利要求3至5任一项所述的LED背光驱动装置，其特征在于，所述第一开关和第二开关均为MOS管。
7.根据权利要求6所述的LED背光驱动装置，其特征在于，所述第一开关的栅极作为第一开关的控制端，连接所述开关电源控制电路的第一输出控制端，所述第一开关的漏极连接所述第一初级绕组的第二端，所述第一开关的源极经所述第一电阻接地；
所述第二开关的栅极作为第二开关的控制端，连接所述开关电源控制电路的第二输出控制端，所述第二开关的漏极连接所述直流电源输出端，所述第二开关的源极连接所述第二初级绕组的第一端。
8.根据权利要求2至5任一项所述的LED背光驱动装置，其特征在于，所述整流滤波电路包括全桥电路和续流滤波电路，所述续流滤波电路包括第一电感、续流二极管和第二电容，所述全桥电路的第一输入端连接所述次级绕组的一端，所述全桥电路的第二输入端连接所述次级绕组的另一端，所述全桥电路的正输出端连接所述续流二极管的阴极和所述第一电感的第一端，所述第一电感的第二端连接所述第二电容的正极和各组LED灯条的阳极，所述全桥电路的负输出端、所述续流二极管的阳极、所述第二电容的负极分别接地。
9.根据权利要求8所述的LED背光驱动装置，其特征在于，所述续流滤波电路还包括第二电感和第三电容，所述第二电感的两端分别连接在所述第一电感的第二端和各组LED灯条的阳极之间，所述第三电容的正极连接各组LED灯条的阳极，所述第三电容的负极接地。
10.一种背光模组，包括多组LED灯条，其特征在于，还包括如权利要求1至9任一项所述的LED背光驱动装置。
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