CN204559943U - Led驱动电源 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种LED驱动电源，其包括PCB板、以及设置于PCB板上的电源模块及驱动模块，电源模块的输入端与外接直流电源连接，电源模块的输出端与驱动模块的输入端连接，驱动模块的输出端与LED连接；其中，电源模块将外接直流电源输入的电压变压处理后，输出低压大电流信号为驱动模块供电，驱动模块输出控制信号至LED，对LED进行驱动及调光控制；通过将电源模块与驱动模块设置于同一PCB板上，对电源模块内部电路的改进，将外接直流电源的输入的信号进行处理后，输出低压大电流直流信号直接为驱动模块供电，驱动模块根据主板发出的局部调光控制信号，对相应LED的亮度进行调节，减少了中间变换器的使用，降低了成本。

Description

LED驱动电源

技术领域

本实用新型涉及LED驱动领域，尤其涉及一种LED驱动电源。

背景技术

现在，由于LED的寿命长，节能环保且易于驱动，愈来愈多的LCD彩电采用LED的背光技术。目前，LED背光方案大多采用直下式或侧入式：直下式LED背光方案将若干LED直接分布设置在LCD屏的下方；侧入式LED背光方案将若干LED分布设置在LCD屏的周边，通过导光板将LED发出的光均匀地导向LCD屏。

上述两种方案都广泛应用，其中，还具有局部调光(LOCAL DIMMING)功能。在直下式LED背光方案中，LCD屏后的LED可分成若干组，如32组、64组、128组等，每组LED采用串联方式连接，且分组越细，显示效果越好。局部调光功能是指每组灯的亮度可根据显示画面的亮度来进行调节，以使显示效果更好，并且更节能省电。

直下式LED背光方案由于将LED分成了若干组，每组均需一电源配置一驱动变换器进行驱动，如128组LED需要128个电源配置128个驱动变换器进行驱动，为了降低成本，减少驱动变换器的个数，一般几组LED共用一个驱动变换器，如128组LED采用8个驱动变换器。在驱动LED的过程中，为了减小驱动变换器的相互干扰，所有驱动变换器均同频率同相位工作，但多个驱动变换器之类的功率器件同开同关将产生很大电磁干扰，将加大输入电容的纹波电流，缩短输入电容寿命。而且目前电源与驱动分别设置于不同的PCB板，成本较高，为了提高效率，电源的输出电压大约是驱动输出电压的两倍左右；由于LED的分组较多，电源的输出总电流将很大，如128组LED的电流将达20A，由于驱动的损耗约占输出的20％-30％，则电源的输出电流将更大，从而电源与驱动之间的联线成了障碍，存在很大的安全隐患。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于提供一种LED驱动电源，旨在解决LED驱动中电源板与驱动板之间的大电流联线问题。

为实现上述目的，本实用新型提供一种LED驱动电源，该LED驱动电源包括PCB板、以及设置于所述PCB板上的电源模块及驱动模块，所述电源模块的输入端与外接直流电源连接，所述电源模块的输出端与所述驱动模块的输入端连接，所述驱动模块的输出端与LED连接；其中，所述电源模块将所述外接直流电源输入的电压变压处理后，输出低压大电流信号为所述驱动模块供电，所述驱动模块输出控制信号至LED，对所述LED进行驱动及调光控制。

优选地，所述电源模块包括逆变单元、变压器及整流单元，所述逆变单元的输入端与所述外接直流电源连接，所述逆变单元的输出端与所述变压器的初级绕组连接，所述变压器的次级绕组与所述整流单元的输入端连接，所述整流单元的输出端与所述驱动模块的输入端连接。

优选地，所述逆变单元包括控制芯片、第一开关管、第二开关管、第一电容及第一电阻，所述第一开关管的栅极与所述控制芯片连接，所述第一开关管的漏极与所述外接直流电源连接，所述第一开关管的源极与所述第一电容的一端连接；所述第一电容的另一端所述变压器的初级绕组的一端连接，所述初级绕组的另一端与第一电阻的一端连接，所述第一电阻的另一端接地；所述第二开关管的栅极与所述控制芯片连接，所述第二开关管的漏极与所述第一开关管的源极连接，所述第二开关管的源极与所述初级绕组及所述第一电阻的公共节点连接。

优选地，所述控制芯片控制所述第一开关管与第二开关管交替导通。

优选地，所述整流单元包括第一二极管、第二二极管、第一电感、第二电感、第二电容及第三电容，所述第一二极管的阴极与所述变压器的次级绕组的一端、第一电感的一端连接，所述第一电感的另一端与所述第二电容的正极、第三电容的正极连接，所述第二电容的负极、第三电容的负极与所述第一二极管的阳极连接；所述第二二极管的阴极与所述次级绕组的另一端、第二电感的一端连接，所述第二电感的另一端与所述第二电容的正极连接，所述第二二极管的阳极与所述第一二极管的阳极连接；所述第二电容两端及第三电容的两端作为所述整流单元的输出端与所述驱动模块的输入端连接。

优选地，所述驱动模块包括若干驱动单元及MCU译码器，所述MCU译码器的输入端通过SPI接口与主板连接，所述MCU译码器的输出端与各驱动单元连接；所述主板发出调光控制信号传送至MCU译码器，所述MCU译码器将调光控制信号解调后传输至各驱动单元。

优选地，所述PCB板呈矩形设置，所述PCB板还包括若干输出端口及外接直流电源输入端口，所述输出端口的一端与对应的驱动单元连接，另一端与各LED连接；所述外接直流电源输入端口与外接直流电源连接；所述输出端口成排设置于该PCB板一相对两侧的边缘，进而形成相对的第一输出端口组与第二输出端口组；所述外接直流电源输入端口及SPI接口分别设置于该PCB板另一相对两侧的边缘。

优选地，所述驱动单元分为成排设置的第一驱动单元组与第二驱动单元组，所述第一驱动单元组、第二驱动单元组与所述第一输出端口组、第二输出端口组的排列方向一致，且所述第一驱动单元组、第二驱动单元组均设置于所述第一输出端口组与第二输出端口组之间；所述电源模块设置于所述第一驱动单元组、第二驱动单元组之间，且所述外接直流电源输入端口、逆变单元、变压器、整流单元、SPI接口依次排布。

优选地，所述PCB板的低压大电流信号的走线还并联焊接有铜线。

优选地，所述铜线的直径范围为1.0mm至3.0mm。

本实用新型所提供的一种LED驱动电源，将电源模块与驱动模块设置于同一PCB板上，通过电源模块内部电路的改进，将外接直流电源的输入的信号进行处理后，输出低压大电流直流信号直接为驱动模块供电，驱动模块根据主板发出的局部调光控制信号，对相应LED的亮度进行调节，使得LED的亮度随LCD显示屏的显示状况改变，达到节能省电的目的，并且使得电源模块直接驱动驱动模块，减少了中间变换器的使用，降低了成本。

附图说明

图1为本实用新型LED驱动电源的功能模块连接示意图；

图2为本实用新型LED驱动电源的电源模块电路结构示意图；

图3为本实用新型LED驱动电源的布局示意图。

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。

本实用新型提供一种LED驱动电源。

参照图1及图3，图1为本实用新型LED驱动电源的功能模块连接示意图，图3为本实用新型LED驱动电源的布局示意图，在本实施例中，该LED驱动电源包括PCB板100、以及设置于所述PCB板100上的电源模块200及驱动模块300，所述电源模块200的输入端与外接直流电源连接，所述电源模块200的输出端与所述驱动模块300的输入端连接，所述驱动模块300的输出端与LED连接；其中，所述电源模块200将所述外接直流电源输入的电压变压处理后，输出低压大电流信号为所述驱动模块300供电，所述驱动模块300输出控制信号至LED，对所述LED进行驱动及调光控制。

该LED驱动电源将电源模块200与驱动模块300集成在同一PCB板100上，通过电源模块200对外接直流电源输入的电压信号进行处理，输出低压大电流信号至驱动模块300，用以为驱动模块300的工作提供工作电源；该驱动模块300直接与LED连接，驱动LED工作，并且该驱动模块300还能接收主板的调光控制信号，对该调光控制信号进行解调后，输出至LED，对LED进行调光控制。通过该LED驱动电源，直接由电源模块200为驱动模块300供电，省去了电源模块200与驱动模块300之间的电压变换器，降低了LED驱动电源的损耗，使得整个LED驱动电源结构紧凑，效率提高，且成本降低。

进一步地，参照图2，图2为本实用新型LED驱动电源的电源模块电路结构示意图；在本实施例中，该电源模块200包括逆变单元210、变压器TR及整流单元220，所述逆变单元210的输入端与所述外接直流电源连接，所述逆变单元210的输出端与所述变压器TR的初级绕组连接，所述变压器TR的次级绕组与所述整流单元220的输入端连接，所述整流单元220的输出端与所述驱动模块300的输入端连接。

在本实施例中，外接直流电源的电压一般为400V，400V的直流信号输入至逆变单元210，由逆变单元210将400V的直流信号转换为对应的高压交流信号传输至变压器TR，由变压器TR降压处理后变为低压交流信号传输至整流单元220，由整流单元220将该低压交流信号整流为低压大电流直流信号至驱动模块300。

具体地，在本实施例中，该逆变单元210优选半桥不对称拓扑电路结构，该整流单元220优选倍流整流拓扑电路。

进一步地，所述逆变单元210包括控制芯片211、第一开关管Q1、第二开关管Q2、第一电容C1及第一电阻R1，所述第一开关管Q1的栅极与所述控制芯片211连接，所述第一开关管Q1的漏极与所述外接直流电源连接，所述第一开关管Q1的源极与所述第一电容C1的一端连接；所述第一电容C1的另一端与所述变压器TR的初级绕组的一端连接，所述初级绕组的另一端与第一电阻R1的一端连接，所述第一电阻R1的另一端接地；所述第二开关管Q2的栅极与所述控制芯片211连接，所述第二开关管Q2的漏极与所述第一开关管Q1的源极连接，所述第二开关管Q2的源极与所述初级绕组及所述第一电阻R1的公共节点连接。

具体地，所述控制芯片211控制所述第一开关管Q1与第二开关管Q2交替导通，即第一开关管Q1的导通时间与第二开关管Q2的截止时间相同，第二开关管Q2的导通时间与第一开关管Q1的截止时间相同。

当控制芯片211控制第一开关管Q1导通时，此时，第二开关管Q2截止，此时，外接直流电源、第一开关管Q1、第一电容C1、变压器TR的初级绕组、第一电阻R1形成回路；变压器TR的初级绕组的c端与次级绕组的f端为同名端，外接直流电源经第一开关管Q1对第一电容C1进行充电，此时第一电容C1的a端为正，b端为负；则变压器TR的初级绕组的c端为正，d端为负，耦合至次级绕组后，次级绕组的f端为正，e端为负。

当控制芯片211控制第二开关管Q2导通时，此时，第一开关管Q1截止，此时，第一电容C1、第二开关管Q2、变压器TR的初级绕组形成回路；此时第一电容C1的a端仍为正，b端仍为负，并通过上述回路进行放电，从而使得变压器TR的初级绕组的变压器TR的初级绕组的d端变为正，c端变为负，耦合至次级绕组后，次级绕组的e端变为正，f端变为负。

控制芯片211控制上述过程重复进行，从而外接直流电源输入的直流信号经逆变单元210后转变为交流信号。

进一步地，所述整流单元220包括第一二极管D1、第二二极管D2、第一电感L1、第二电感L2、第二电容C2及第三电容C3，所述第一二极管D1的阴极与所述变压器TR的次级绕组的一端、第一电感L1的一端连接，所述第一电感L1的另一端与所述第二电容C2的正极、第三电容C3的正极连接，所述第二电容C2的负极、第三电容C3的负极与所述第一二极管D1的阳极连接；所述第二二极管D2的阴极与所述次级绕组的另一端、第二电感L2的一端连接，所述第二电感L2的另一端与所述第二电容C2的正极连接，所述第二二极管D2的阳极与所述第一二极管D1的阳极连接；所述第二电容C2两端及第三电容C3的两端作为所述整流单元220的输出端与所述驱动模块300的输入端连接。

具体地，上述逆变单元210产生的交流信号经变压器TR降压处理(将初级绕组与次级绕组根据实际需求调成相应的匝数比)后，输出低压交流信号至整流单元220进行倍流整流处理。当次级绕组的f端为正，e端为负时，此时次级绕组、第二电感L2、第二电容C2、第一二极管D1形成回路；当次级绕组的e端变为正，f端变为负时，此时次级绕组、第一电感L1、第二电容C2、第二二极管D2形成回路；从而第二电容C2的g端始终为正，h端始终为负，达到整流的目的；且该整流单元220的输出电流为流过第一电感L1与第二电感L2的电流之和，达到增大电流的目的，变压器TR输出的低压交流信号经该整流单元220后变为低压大电流直流信号，用以驱动驱动模块300。

进一步地，所述驱动模块300包括若干驱动单元310及MCU译码器320，所述MCU译码器320的输入端通过SPI接口600与主板连接，所述MCU译码器320的输出端与各驱动单元310连接；所述主板发出调光控制信号传送至MCU译码器320，所述MCU译码器320将调光控制信号解调后传输至各驱动单元310。

主板根据LC显示屏的显示状况发出的局部调光控制信号通过SPI接口600传送至MCU译码器320进行解调处理后，传输至各驱动单元310，驱动单元310根据局部调光控制信号控制对应组LED的亮度，从而LED亮度随LCD显示屏的显示状况同步调节，达到节能省电的效果。

在本实施例中，每一驱动单元310优选16通道驱动单元310。

进一步地，参照图3，图3为本实用新型LED驱动电源的布局示意图；在本实施例中，该PCB板100呈矩形设置，所述PCB板100还包括若干输出端口400及外接直流电源输入端口500，所述输出端口400的一端与对应的驱动单元310连接，另一端与各LED连接；所述外接直流电源输入端口500与外接直流电源连接；所述输出端口400成排设置于该PCB板100一相对两侧的边缘，进而形成相对的第一输出端口组与第二输出端口组；所述外接直流电源输入端口500及SPI接口600分别设置于该PCB板100另一相对两侧的边缘。

在本实施例中，输出端口400优选插座，LED优选分组设置于独立LED灯板上，LED灯板内部走线后，通过插针将各组引线引出，该插针与插座相配合，进而将LED与各驱动单元310电连接。

该PCB板100上还设有外接直流电源输入端口500，具体地，还可在外接直流电源输入端口500的附近对应设置电源输入控制模块700，该电源输入控制模块700接收主板的控制信号，并控制电源模块200的开启和关闭。

在与外接直流电源输入端口500的相对的一侧设置SPI接口600，通过该SPI接口600将MCU译码器320与主板通信连接，主板发出LED局部调光控制信号至译码器，再经驱动模块300传输至LED，控制LED根据显示画面对亮度进行调节；相应地，也可在该SPI接口600的附近设置驱动输入控制模块800，该驱动输入控制模块800接收主板的控制信号，并控制驱动模块300的开启和关闭。

通过上述布局，将各接口设置于PCB板100的边缘，便于将电源模块200及驱动模块300的信号引出，方便与其他PCB板100通信连接。

进一步地，所述驱动单元310分为成排设置的第一驱动单元组与第二驱动单元组，所述第一驱动单元组、第二驱动单元组与所述第一输出端口组、第二输出端口组的排列方向一致，且所述第一驱动单元组、第二驱动单元组均设置于所述第一输出端口组与第二输出端口组之间；所述电源模块200设置于所述第一驱动单元组、第二驱动单元组之间，且所述外接直流电源输入端口500、逆变单元210、变压器TR、整流单元220、SPI接口600依次排布。

根据上述排布，驱动单元310分置于电源模块200的两侧，使得电源模块200与驱动单元310之间的走线简单；由于电源模块200为大功率发热器件，将驱动单元310与电源模块200分隔开来，减少电源模块200对驱动单元310的干扰，使驱动单元310的工作更稳定；同时，还可在电源模块200上增加散热片，以使热量散发速度加快。

一般情况下，该PCB板100竖直安装于LCD显示屏的后方，此时，外接直流电源输入接口在上方，而SPI接口600在下方，由于逆变单元210、变压器TR、整流单元220的发热量依次减少，从而逆变单元210、变压器TR、整流单元220至上而下依次排布将更有利于热量的散发。

进一步地，所述PCB板100的低压大电流信号的走线还并联焊接有铜线。

在电源模块200与驱动模块300之间走线为低压大电流信号，将铜线并联焊接低压大电流信号的走线上，将大大增强大电流的导电能力。

在本实施例中，该铜线的直径范围优选为1.0mm至3.0mm。

以上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驱动电源，其特征在于，所述LED驱动电源包括PCB板、以及设置于所述PCB板上的电源模块及驱动模块，所述电源模块的输入端与外接直流电源连接，所述电源模块的输出端与所述驱动模块的输入端连接，所述驱动模块的输出端与LED连接；其中，所述电源模块将所述外接直流电源输入的电压变压处理后，输出低压大电流信号为所述驱动模块供电，所述驱动模块输出控制信号至LED，对所述LED进行驱动及调光控制。

2.如权利要求1所述的LED驱动电源，其特征在于，所述电源模块包括逆变单元、变压器及整流单元，所述逆变单元的输入端与所述外接直流电源连接，所述逆变单元的输出端与所述变压器的初级绕组连接，所述变压器的次级绕组与所述整流单元的输入端连接，所述整流单元的输出端与所述驱动模块的输入端连接。

3.如权利要求2所述的LED驱动电源，其特征在于，所述逆变单元包括控制芯片、第一开关管、第二开关管、第一电容及第一电阻，所述第一开关管的栅极与所述控制芯片连接，所述第一开关管的漏极与所述外接直流电源连接，所述第一开关管的源极与所述第一电容的一端连接；所述第一电容的另一端所述变压器的初级绕组的一端连接，所述初级绕组的另一端与第一电阻的一端连接，所述第一电阻的另一端接地；所述第二开关管的栅极与所述控制芯片连接，所述第二开关管的漏极与所述第一开关管的源极连接，所述第二开关管的源极与所述初级绕组及所述第一电阻的公共节点连接。

4.如权利要求3所述的LED驱动电源，其特征在于，所述控制芯片控制所述第一开关管与第二开关管交替导通。

5.如权利要求2所述的LED驱动电源，其特征在于，所述整流单元包括第一二极管、第二二极管、第一电感、第二电感、第二电容及第三电容，所述第一二极管的阴极与所述变压器的次级绕组的一端、第一电感的一端连接，所述第一电感的另一端与所述第二电容的正极、第三电容的正极连接，所述第二电容的负极、第三电容的负极与所述第一二极管的阳极连接；所述第二二极管的阴极与所述次级绕组的另一端、第二电感的一端连接，所述第二电感的另一端与所述第二电容的正极连接，所述第二二极管的阳极与所述第一二极管的阳极连接；所述第二电容两端及第三电容的两端作为所述整流单元的输出端与所述驱动模块的输入端连接。

6.如权利要求1所述的LED驱动电源，其特征在于，所述驱动模块包括若干驱动单元及MCU译码器，所述MCU译码器的输入端通过SPI接口与主板连接，所述MCU译码器的输出端与各驱动单元连接；所述主板发出调光控制信号传送至MCU译码器，所述MCU译码器将调光控制信号解调后传输至各驱动单元。

7.如权利要求6所述的LED驱动电源，其特征在于，所述PCB板呈矩形设置，所述PCB板还包括若干输出端口及外接直流电源输入端口，所述输出端口的一端与对应的驱动单元连接，另一端与各LED连接；所述外接直流电源输入端口与外接直流电源连接；所述输出端口成排设置于该PCB板一相对两侧的边缘，进而形成相对的第一输出端口组与第二输出端口组；所述外接直流电源输入端口及SPI接口分别设置于该PCB板另一相对两侧的边缘。

8.如权利要求7所述的LED驱动电源，其特征在于，所述驱动单元分为成排设置的第一驱动单元组与第二驱动单元组，所述第一驱动单元组、第二驱动单元组与所述第一输出端口组、第二输出端口组的排列方向一致，且所述第一驱动单元组、第二驱动单元组均设置于所述第一输出端口组与第二输出端口组之间；所述电源模块设置于所述第一驱动单元组、第二驱动单元组之间，且所述外接直流电源输入端口、逆变单元、变压器、整流单元、SPI接口依次排布。

9.如权利要求1所述的LED驱动电源，其特征在于，所述PCB板的低压大电流信号的走线还并联焊接有铜线。

10.如权利要求9所述的LED驱动电源，其特征在于，所述铜线的直径范围为1.0mm至3.0mm。