CN203645858U - 一种降压控制芯片、降压式led驱动电路及显示屏 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于电源技术领域，特别涉及一种降压控制芯片、降压式LED驱动电路及显示屏。本实用新型所提供的降压控制芯片可应用于降压式LED驱动电路中，该降压控制芯片包括电源模块及与电源模块连接的驱动模块、电流源、输出电流检测模块，还包括与电流源连接的反馈模块。由于将反馈模块与电流源串联连接，流经反馈模块的电流必须流经电流源。因此，降压控制芯片停止工作导致电流源停止工作时，反馈模块也会因为没有电流流过而停止工作，避免反馈模块持续输出反馈信号。从而，降压式LED驱动电路中的电压变换模块也会因为没有接收到反馈信号而停止输出高电压，避免烧毁与之连接的显示屏。

Description

一种降压控制芯片、降压式LED驱动电路及显示屏

技术领域

本实用新型属于电源技术领域，特别涉及一种降压控制芯片、降压式LED驱动电路及显示屏。

背景技术

在电视机和其它消费类电子产品中，越来越多的显示屏采用LED作为背光源，而驱动LED背光源的驱动电路是显示屏的重要组成部分。

目前，业界主要采用升压式LED驱动电路和降压式LED驱动电路作为LED背光源的驱动电路。其中，降压式LED驱动电路由于具有诸多优点而被更广泛地应用。其电路可以和电源部分有机的结合，组成二合一电源；并且，相比升压式LED驱动电路，减少了一级能量变换，具有更高的能力转换效率；还有，由于其所采用的降压控制芯片的成本较为低廉，具有较高的性价比。

然而，降压式LED驱动电路也是具有不足的地方的。其电路中的开关MOS管的漏极和源极在发生短路故障时，会导致降压控制芯片停止工作，从而使未经降压处理的高电压直接加载在LED背光源的LED灯条上，此时流过LED灯条上的电流快速增加，导致灯条烧毁，也就是业界所称的烧屏现象。

针对这种情况，业界一般采取降低电压变换模块的输出电压，但是这样做涉及到以下几个方面的问题：1、降压控制芯片所输出的驱动信号的占空比不可能做到100%。2、如果灯条的功率增大，输出电压就无法满足LED灯条的需求。3、由于输出电压一般是12V或24V的倍数，不按这种方式调节输出电压，变压设计方面存在很大的难度。

事实上，究其原因，高电压之所以会长时间地加载在LED背光源的LED灯条上，主要是因为在降压控制芯片停止工作后，降压式LED驱动电路的反馈模块仍处于工作状态，仍然不停地输出反馈信号至降压式LED驱动电路中的电压变换模块，从而使电压变换模块不停地输出高电压。

因此，现有的降压式LED驱动电路存在当降压控制芯片停止工作时，反馈模块仍然继续工作的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种降压控制芯片，旨在解决现有的降压式LED驱动电路存在当降压控制芯片停止工作时，反馈模块仍然继续工作的问题。

本实用新型是这样实现的，一种应用于降压式LED驱动电路的降压控制芯片，包括电源模块，还包括与所述电源模块连接的驱动模块、电流源以及输出电流检测模块，所述电源模块的电源端是所述降压控制芯片的电源端，所述电流源的接地端是所述降压控制芯片的接地端；

所述降压控制芯片还包括反馈模块；

所述反馈模块的接地端是所述降压控制芯片的电流输入端并与所述电流源连接；

所述反馈模块的基准端与反馈端分别为所述降压控制芯片的基准端与反馈端。

进一步的，所述反馈模块包括：

可控精密稳压源、第一电容、第二电容以及第一电阻；

所述第一电容的第一端、所述第一电阻的第一端以及所述可控精密稳压源的阴极共接形成所述反馈模块的反馈端，所述第一电阻的第二端连接所述第二电容的第一端，所述可控精密稳压源的基准端、所述第一电容的第二端以及所述第二电容的第二端共接形成所述反馈模块的检测端，所述可控精密稳压源的阳极是所述反馈模块的接地端。

本实用新型的另一目的还在于提供一种降压式LED驱动电路，用于驱动LED背光源工作，包括电压变换模块、整流滤波模块以及降压模块，所述整流滤波模块的输入端连接所述电压变换模块的输出端，所述降压模块的电压控制端连接所述整流滤波模块的输出端，所述电压变换模块的输入端接入外部电流，所述整流滤波模块的输出端与所述降压模块的输入端分别连接所述LED背光源的输入端与输出端；

所述降压式LED驱动电路还包括控制模块，所述控制模块包括上述的降压控制芯片；

所述控制模块的电压检测端连接所述整流滤波模块的输出端；

所述控制模块的反馈端连接所述电压变换模块的受控端；

所述控制模块的控制端与输出电流检测端分别连接所述降压模块的受控端与受测端。

进一步的，所述控制模块还包括：

第四电阻、第五电阻以及第五电容；

所述第四电阻的第一端是所述控制模块的电压检测端，所述第四电阻的第二端与所述第五电阻的第一端共接于所述降压控制芯片的基准端，所述第五电阻的第二端连接所述降压控制芯片的电流输入端，所述降压控制芯片的反馈端、控制端以及输出电流检测端是所述控制模块的反馈端、控制端以及输出电流检测端，所述降压控制芯片的电源端与所述第五电容的第一端共接于所述外部电源，所述降压控制芯片的接地端与所述第五电容的第二端共接于第一电源地。

进一步的，所述电压变换模块包括：

PFC（power factor control，功率因数控制）控制器、LLC（Logical LinkControl，逻辑链路控制）控制器、变压器、光电耦合器以及第二电阻；

所述电压变化模块还具有信号电源端并连接所述整流滤波模块的输出端；

所述PFC控制器的电源端是所述电压变换模块的输入端，所述变压器的初级绕组的第一端与第二端分别连接所述PFC控制器的控制端与所述LLC控制器的控制端，所述变压器的次级绕组的第一端和第二端组成所述电压变换模块的输出端并连接所述整流滤波模块的输入端，所述变压器的抽头接第一电源地，所述LLC控制器的受控端连接所述光电耦合器的光敏三极管的集电极，所述光敏三极管的发射极接第二电源地，所述光电耦合器的发光二极管的阳极连接所述第二电阻的第一端，所述第二电阻的第二端是所述电压变换模块的信号电源端，所述发光二极管的阴极是所述电压变换模块的受控端。

进一步的，所述降压模块包括：

二极管、电感、第四电容、NMOS管以及第三电阻；

所述二极管的阴极与所述第四电容的第一端共接形成所述降压模块的电压控制端并连接所述整流滤波模块的输出端，所述第四电容的第二端与所述电感的第一端共接形成所述降压模块的输入端，所述电感的第二端与所述二极管的阳极共接于所述NMOS管的漏极，所述NMOS管的栅极是所述降压模块的受控端，所述NMOS管的源极与所述第三电阻的第一端共接形成所述降压模块的受测端，所述第三电阻的第二端接第一电源地。

进一步的，所述整流滤波模块包括整流桥与第三电容；

所述整流桥的第一输入端与第二输入端组成所述整流滤波模块的输入端，所述整流桥的输出端与所述第三电容的第一端共接形成所述整流滤波模块的输出端，所述整流桥的接地端与所述第三电容的第二端共接于第一电源地。

本实用新型的另一目的还在于提供一种显示屏，包括LED背光源，还包括上述的降压式LED驱动电路。

本实用新型所提供的降压控制芯片可应用于降压式LED驱动电路中，该降压控制芯片包括电源模块及与电源模块连接的驱动模块、电流源、输出电流检测模块，还包括与电流源连接的反馈模块。由于将反馈模块与电流源串联连接，流经反馈模块的电流必须流经电流源。因此，降压控制芯片停止工作导致电流源停止工作时，反馈模块也会因为没有电流流过而停止工作，避免反馈模块持续输出反馈信号。从而，降压式LED驱动电路中的电压变换模块也会因为没有接收到反馈信号而停止输出高电压，避免烧毁与之连接的显示屏。

附图说明

图1是本实用新型一实施例所提供的降压控制芯片的模块结构图；

图2是本实用新型一实施例所述提供的反馈模块的示例电路结构图；

图3是本实用新型一实施例所提供的降压式LED驱动电路的模块结构图；

图4是本实用新型一实施例所提供的降压式LED驱动电路的示例电路结构图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。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。

本实用新型实施例所提供的降压控制芯片可应用于降压式LED驱动电路中，该降压控制芯片包括电源模块及与电源模块连接的驱动模块、电流源、输出电流检测模块，还包括与电流源连接的反馈模块。解决了现有的降压式LED驱动电路存在当降压控制芯片停止工作时，反馈模块仍然继续工作的问题。

图1示出了本实用新型实施例所提供的降压控制芯片的模块结构，为了便于说明，仅示出了与本实施例相关的部分，详述如下：

本实用新型实施例所提供的降压控制芯片U1可以应用于降压式LED驱动电路。其可以包括电源模块10，还包括与电源模块10连接的驱动模块20、电流源30以及输出电流检测模块40。

其中，电源模块10的电源端是降压控制芯片U1的电源端VCC，电流源30的接地端是降压控制芯片U1的接地端GND，驱动模块20的输出端是降压控制芯片U1的控制端DRV，输出电流检测模块40的输入端是降压控制芯片U1的输出电流检测端CS。

进一步的，降压控制芯片U1还包括反馈模块50；

反馈模块50的电源端是降压控制芯片U1的电流输入端ANO，且反馈模块50的电源端同时连接降压控制芯片U1内部的电流源30；

反馈模块50的基准端与反馈端分别为降压控制芯片U1的基准端REF与反馈端CATH。

具体的，可以在现有的降压控制芯片的基础上增设反馈模块50，从而获得本实施所提供的降压控制芯片U1，具体可以采用型号是AOZ1948的单通道降压LED驱动芯片。

在本实用新型实施例中，由于将反馈模块50与电流源30串联连接，流经反馈模块50的电流必须流经电流源30。因此，当电流源30停止工作时，反馈模块50也会因为没有电流流过而停止工作。在实际应用中，驱动模块20与输出电流检测模块40连接降压式LED驱动电路中的降压模块；反馈模块50的反馈端连接降压式LED驱动电路中的电压变换模块。当降压模块出现短路故障时，输出电流检测模块40将故障信息反馈给电源模块10使其停止工作，从而使电流源30不再有电流流过，反馈模块50停止工作，避免反馈模块50持续输出反馈信号至电压变换模块的情况。

作为本实用新型一实施例，如图2所示，反馈模块50可以包括：

可控精密稳压源Q1、第一电容C1、第二电容C2以及第一电阻R1；

第一电容C1的第一端、第一电阻R1的第一端以及可控精密稳压源Q1的阴极共接形成反馈模块50的反馈端，第一电阻R1的第二端连接第二电容C2的第一端，可控精密稳压源Q1的基准端、第一电容C1的第二端以及第二电容C2的第二端共接形成反馈模块50的检测端，可控精密稳压源Q1的阳极是反馈模块50的电源端。

具体的，可控精密稳压源Q1可以采用与型号为TL431可控精密稳压源Q1芯片的内部结构相同的电路结构。

本实用新型的另一目的还在于提供一种降压式LED驱动电路，用于驱动LED背光源工作，如图3所示，降压式LED驱动电路包括电压变换模块200、整流滤波模块100以及降压模块300，整流滤波模块100的输入端连接电压变换模块200的输出端，降压模块300的电压控制端连接整流滤波模块100的输出端，电压变换模块200的输入端接入外部电流AC，整流滤波模块100的输出端与降压模块300的输入端分别连接LED背光源500的输入端与输出端。

具体的，电压变换模块200的输入端所接入的外部电流AC可以是交流市电，也可以是其他交流电。

进一步的，降压式LED驱动电路还包括控制模块400，控制模块400包括上述任一实施例所提供的降压控制芯片U1；

控制模块400的电压检测端连接整流滤波模块100的输出端；

控制模块400的反馈端连接电压变换模块200的受控端；

控制模块400的控制端与输出电流检测端分别连接降压模块300的受控端与受测端。

在本实施例中，整流滤波模块100与降压模块300可连接LED背光源500中的LED灯条。由于该降压式LED驱动电路能够在降压控制芯片停止工作的同时使反馈模块50也停止工作，进而使电压变换模块200停止输出高电压，避免了高电压直接加载在LED背光源500的LED灯条上，进而避免出现烧屏现象，具有很高的安全性。

作为本实用新型一实施例，如图4所示，整流滤波模块100可以包括整流桥BR1与第三电容C3；

整流桥BR1的第一输入端与第二输入端组成整流滤波模块100的输入端，整流桥BR1的输出端与第三电容C3的第一端共接形成整流滤波模块100的输出端，整流桥BR1的接地端与第三电容C3的第二端共接于第一电源地。

在本实用新型实施例中，整流滤波模块100可以通过整流桥BR1对交流电进行全波整流，并通过第三电容C3进一步滤波处理。

作为本实用新型一实施例，如图4所示，电压变换模块200可以包括：

PFC控制器201、LLC控制器202、变压器T1、光电耦合器U2以及第二电阻R2；

电压变化模块200还具有信号电源端并连接整流滤波模块100的输出端。

PFC控制器201的电源端是电压变换模块200的输入端，变压器T1的初级绕组的第一端与第二端分别连接PFC控制器201的控制端与LLC控制器202的控制端，变压器T1的次级绕组的第一端和第二端组成电压变换模块200的输出端并连接整流滤波模块100的输入端，变压器T1的抽头接第一电源地，LLC控制器202的受控端连接光电耦合器U2的光敏三极管的集电极，光敏三极管的发射极接第二电源地，光电耦合器U2的发光二极管的阳极连接第二电阻R2的第一端，第二电阻R2的第二端是电压变换模块200的信号电源端，，发光二极管的阴极是电压变换模块200的受控端。

在本实用新型实施例中，PFC控制器201可以采用现有的PFC控制芯片及其外围电路构成，PFC控制芯片的型号可以是MC33262或L6562AT。同样的，LLC控制器202也可以采用现有的LLC控制芯片及其外围电路构成，LLC控制芯片的型号可以是UCC25600或CM6901。

作为本实用新型一实施例，如图4所示，降压模块300可以包括：

二极管D1、电感L1、第四电容C4、NMOS管Q2以及第三电阻R3；

二极管D1的阴极与第四电容C4的第一端共接形成降压模块300的电压控制端并连接整流滤波模块100的输出端，第四电容C4的第二端与电感L1的第一端共接形成降压模块300的输入端，电感L1的第二端与二极管D1的阳极共接于NMOS管Q2的漏极，NMOS管Q2的栅极是降压模块300的受控端，NMOS管Q2的源极与第三电阻R3的第一端共接形成降压模块300的受测端，第三电阻R3的第二端接第一电源地。

在本实用新型实施例中，NMOS管同样也可以采用其他开关管替代，如PMOS管、NPN三极管等。

作为本实用新型一实施例，如图4所示，控制模块400还可以包括：

第四电阻R4、第五电阻R5以及第五电容C5；

第四电阻R4的第一端是控制模块400的电压检测端，第四电阻R4的第二端与第五电阻R5的第一端共接于降压控制芯片U1的基准端REF，第五电阻R5的第二端连接降压控制芯片U1的电流输入端ANO，降压控制芯片U1的反馈端CATH、控制端DRV以及输出电流检测端CS是控制模块400的反馈端、控制端以及输出电流检测端，降压控制芯片U1的电源端VCC与第五电容C5的第一端共接于外部电源DC，降压控制芯片U1的接地端GND与第五电容C5的第二端共接于第一电源地。

在本实用新型实施例中，外部电源DC与整流滤波模块100仍属于同一电源系统。可以增设一直流电压变换模块200，整流滤波模块100输出的直流电做降压处理，供给降压控制芯片U1使用。

以下结合图4对本实用新型实施例所提供的降压式LED驱动电路的工作原理做进一步说明：

降压控制芯片U1的基准端REF对整流滤波模块100输出的电压进行取样，并通过反馈端CATH输出反馈信号至光电耦合器U2的发光二极管，以调节发光二极管的亮度，用户通过调节第四电阻R4与第五电阻R5的阻值，就可以调节电压变换模块200的输出电压，进而调节整流滤波模块100输出的电压。

假设整流滤波模块100输出较低的电压，降压控制芯片U1输出最大占空比的驱动信号控制降压模块300。当用户更换大功率的灯条时，由于此时降压控制芯片U1输出的驱动信号以达到最大占空比，无法再进一步为LED灯条提供能量。此时，降压控制芯片U1内部接电流端ANO的电流源30就会增加电流流过，降压控制芯片U1的基准端REF电压就会降低。然而，根据取样原理，基准端REF的基准电压是不变的，所以就会导致整流滤波模块100输出的电压提高，从而满足了LED灯条的需求。

当NMOS管的漏极与源极发生短路时，瞬间高电压就会加载在LED灯条上，但是由于降压控制芯片U1工作在输出最大占空比下，电压不至于高到瞬间烧毁LED灯条。很快降压控制芯片U1的输出电流检测端接收到超过其门槛电压的高电压，自动停止工作，进而导致LLC控制器202因为没有接收到反馈信号而停止工作，电压变换模块200停止输出电压，从而保护LED灯条不会烧毁，不会出现烧屏的情况。

本实用新型的另一目的还在于提供一种显示屏，包括LED背光源，还包括上述任一实施例所提供的降压式LED驱动电路。

具体的，LED背光源与降压式LED驱动电路连接。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种应用于降压式LED驱动电路的降压控制芯片，包括电源模块，还包括与所述电源模块连接的驱动模块、电流源以及输出电流检测模块，所述电源模块的电源端是所述降压控制芯片的电源端，所述电流源的接地端是所述降压控制芯片的接地端；其特征在于：

所述降压控制芯片还包括反馈模块；

所述反馈模块的接地端是所述降压控制芯片的电流输入端并与所述电流源连接；

所述反馈模块的基准端与反馈端分别为所述降压控制芯片的基准端与反馈端。

2.如权利要求1所述的降压控制芯片，其特征在于，所述反馈模块包括：

可控精密稳压源、第一电容、第二电容以及第一电阻；

所述第一电容的第一端、所述第一电阻的第一端以及所述可控精密稳压源的阴极共接形成所述反馈模块的反馈端，所述第一电阻的第二端连接所述第二电容的第一端，所述可控精密稳压源的基准端、所述第一电容的第二端以及所述第二电容的第二端共接形成所述反馈模块的检测端，所述可控精密稳压源的阳极是所述反馈模块的接地端。

3.一种降压式LED驱动电路，用于驱动LED背光源工作，包括电压变换模块、整流滤波模块以及降压模块，所述整流滤波模块的输入端连接所述电压变换模块的输出端，所述降压模块的电压控制端连接所述整流滤波模块的输出端，所述电压变换模块的输入端接入外部电流，所述整流滤波模块的输出端与所述降压模块的输入端分别连接所述LED背光源的输入端与输出端；其特征在于：

所述降压式LED驱动电路还包括控制模块，所述控制模块包括如权利要求1所述的降压控制芯片；

所述控制模块的电压检测端连接所述整流滤波模块的输出端；

所述控制模块的反馈端连接所述电压变换模块的受控端；

所述控制模块的控制端与输出电流检测端分别连接所述降压模块的受控端与受测端。

4.如权利要求3所述的降压式LED驱动电路，其特征在于，所述控制模块还包括：

第四电阻、第五电阻以及第五电容；

所述第四电阻的第一端是所述控制模块的电压检测端，所述第四电阻的第二端与所述第五电阻的第一端共接于所述降压控制芯片的基准端，所述第五电阻的第二端连接所述降压控制芯片的电流输入端，所述降压控制芯片的反馈端、控制端以及输出电流检测端是所述控制模块的反馈端、控制端以及输出电流检测端，所述降压控制芯片的电源端与所述第五电容的第一端共接于所述外部电源，所述降压控制芯片的接地端与所述第五电容的第二端共接于第一电源地。

5.如权利要求3所述的降压式LED驱动电路，其特征在于，所述电压变换模块包括：

PFC控制器、LLC控制器、变压器、光电耦合器以及第二电阻；

所述电压变化模块还具有信号电源端并连接所述整流滤波模块的输出端；

所述PFC控制器的电源端是所述电压变换模块的输入端，所述变压器的初级绕组的第一端与第二端分别连接所述PFC控制器的控制端与所述LLC控制器的控制端，所述变压器的次级绕组的第一端和第二端组成所述电压变换模块的输出端，所述变压器的抽头接第一电源地，所述LLC控制器的受控端连接所述光电耦合器的光敏三极管的集电极，所述光敏三极管的发射极接第二电源地，所述光电耦合器的发光二极管的阳极连接所述第二电阻的第一端，所述第二电阻的第二端是所述电压变换模块的信号电源端并连接所述整流滤波模块的输出端，所述发光二极管的阴极是所述电压变换模块的受控端。

6.如权利要求3所述的降压式LED驱动电路，其特征在于，所述降压模块包括：

二极管、电感、第四电容、NMOS管以及第三电阻；

所述二极管的阴极与所述第四电容的第一端共接形成所述降压模块的电压控制端并连接所述整流滤波模块的输出端，所述第四电容的第二端与所述电感的第一端共接形成所述降压模块的输入端，所述电感的第二端与所述二极管的阳极共接于所述NMOS管的漏极，所述NMOS管的栅极是所述降压模块的受控端，所述NMOS管的源极与所述第三电阻的第一端共接形成所述降压模块的受测端，所述第三电阻的第二端接第一电源地。

7.如权利要求3所述的降压式LED驱动电路，其特征在于，所述整流滤波模块包括整流桥与第三电容；

所述整流桥的第一输入端与第二输入端组成所述整流滤波模块的输入端，所述整流桥的输出端与所述第三电容的第一端共接形成所述整流滤波模块的输出端，所述整流桥的接地端与所述第三电容的第二端共接于第一电源地。

8.一种显示屏，包括LED背光源，其特征在于，所述显示屏还包括如权利要求3至7任一项所述的降压式LED驱动电路。

Images