CN207352945U - 一种减少电磁干扰的led背光电路、显示面板和显示装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种减少电磁干扰的LED背光电路、显示面板和显示装置。该减少电磁干扰的LED背光电路，应用于液晶显示面板中，包括Boost升压型电路，还包括：吸收电路；所述Boost升压型电路，至少包括功率开关MOS管；所述吸收电路，与所述功率开关MOS管的源漏极并联；所述吸收电路包括保护单元和吸收电压单元；所述保护单元的一端与所述功率开关MOS管的源极连接，所述保护单元的另一端与所述吸收电压单元的一端连接；所述吸收电压单元的另一端与所述功率开关MOS管的漏极连接。本实用新型通过吸收电路吸收开关器件通断时产生的电压尖峰和高频纹波以及其他噪声和振铃造成的电磁干扰，有效地改善了Boost升压型背光电路的电磁干扰，提高了背光驱动电路发光的均一性。
Description
技术领域
本实用新型实施例涉及显示技术领域，尤其涉及一种减少电磁干扰的LED背光电路、显示面板和显示装置。
背景技术
液晶显示器具有机身薄、省电、无辐射等众多优点，得到了广泛的应用。现有市场上的液晶显示器大部分为背光型液晶显示器。现有液晶显示器可以采用发光二极管(LightEmitting Diode,LED)作为背光源，主要包括侧光式和直下式两种。
当前，LED背光驱动电路大多采用Boost升压型电路。Boost升压型LED背光电路是一种常见的开关直流升压电路，通过开关高频率的通断来实现电路的充放电，进而实现电路的输出电压高于输入电压。然而，在开关高频率通断的同时，电路中电压和电流随时间的变化量较大，加上电路中存在的寄生电感和寄生电容，使得在开关器件通断时易产生很大的冲击电压、冲击电流以及其他噪声和振铃，形成较强的电磁干扰，影响了LED背光驱动电路驱动LED恒流发光的均一性，降低了背光驱动电路的开发效率。
实用新型内容
本实用新型提供一种减少电磁干扰的LED背光电路、显示面板和显示装置，通过吸收电路吸收开关器件通断时产生的电压尖峰和高频纹波以及其他噪声和振铃造成的电磁干扰，有效地改善了Boost升压型背光电路的电磁干扰，提高了背光驱动电路发光的均一性和背光驱动电路的开发效率，避免屏纹。
第一方面，本实用新型实施例提供了一种减少电磁干扰的LED背光电路，应用于液晶显示面板中，包括Boost升压型电路，还包括：吸收电路；
所述Boost升压型电路，至少包括功率开关MOS管；
所述吸收电路，与所述功率开关MOS管的源漏极并联；所述吸收电路包括保护单元和吸收电压单元；所述保护单元的一端与所述功率开关MOS管的源极连接，所述保护单元的另一端与所述吸收电压单元的一端连接；所述吸收电压单元的另一端与所述功率开关MOS管的漏极连接。
进一步地，所述Boost升压型电路还包括：
储能电感、输入电容、功率开关MOS管的寄生电容、整流二极管、整流二极管结电容、输出电容、与所述功率开关MOS管的源漏极连接的走线产生的第一寄生电感和第二寄生电感、与所述整流二极管连接的走线产生的第三寄生电感和第四寄生电感；
所述储能电感的一端与所述减少电磁干扰的LED背光电路的输入端连接，并与所述输入电容的一端连接；所述储能电感的另一端与所述第一寄生电感的一端和所述第三寄生电感的一端连接；
所述第一寄生电感的另一端与所述功率开关MOS管的源极连接；
所述第三寄生电感的另一端与所述整流二极管的正端连接；
所述整流二极管的正端与所述整流二极管结电容的一端连接，所述整流二极管的负端与所述整流二极管结电容的另一端和所述第四寄生电感的一端连接；
所述第四寄生电感的另一端与所述输出电容的一端连接，并与所述减少电磁干扰的LED背光电路的输出端连接；
所述输入电容和所述输出电容的另一端接地；
所述功率开关MOS管的寄生电容的一端与所述功率开关MOS管的源极连接，所述功率开关MOS管的寄生电容的另一端与所述功率开关MOS管的漏极连接；
所述第二寄生电感的一端与所述功率开关MOS管的漏极连接，所述第二寄生电感的另一端接地。
进一步地，所述保护单元是保护电阻。
进一步地，所述保护电阻由一个电阻组成，或者由至少两个电阻并联或者串联组成。
进一步地，所述吸收电压单元是吸收电容。
进一步地，所述吸收电容由一个电容组成，或者由至少两个电容并联或者串联组成。
进一步地，所述保护电阻的阻值是
其中，L是所述功率开关MOS管的源漏极连接的走线产生的第一寄生电感和第二寄生电感的和；C3是所述功率开关MOS管的寄生电容。
进一步地，所述吸收电容的电容值是
其中，C5是所述吸收电容的电容值；L是所述功率开关MOS管的源漏极连接的走线产生的第一寄生电感和第二寄生电感的和；C3是所述功率开关MOS管的寄生电容。
第二方面，本实用新型实施例还提供了一种减少电磁干扰的LED显示面板，该显示面板包括本实用新型任意实施例提供的减少电磁干扰的LED背光电路。
第三方面，本实用新型实施例还提供了一种减少电磁干扰的LED显示装置，该显示装置包括本实用新型任意实施例提供的减少电磁干扰的LED显示面板。
本实用新型通过吸收电路吸收开关器件通断时产生的电压尖峰和高频纹波以及其他噪声和振铃造成的电磁干扰，有效的改善了Boost升压型背光电路的电磁干扰，提高了背光驱动电路发光的均一性和背光驱动电路的开发效率，避免屏纹。
附图说明
图1是现有技术的Boost升压型电路图。
图2是现有技术的Boost升压型电路充电时的等效电路图。
图3是现有技术的Boost升压型电路放电时的等效电路图。
图4是本实用新型实施例一提供的减少电磁干扰的LED背光电路图。
图5是本实用新型实施例二提供的减少电磁干扰的LED背光电路图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部结构。
实施例一
图1为现有技术的Boost升压型电路图，储能电感L5的第一端与输入电容C2的一端和电路的输入端Uin连接，储能电感L5的第二端与整流二极管D1的正端和功率开关MOS管Q1的源极连接，整流二极管D1的负端与输出电容C4的一端和电路的输出端Uout连接，输入电容C2的另一端和输出电容C4的另一端以及功率开关MOS管的漏极接地。
当功率开关MOS管Q1的栅极输入有效信号时，Boost升压型电路处于充电过程，此时的等效电路图如图2所示。功率开关MOS管Q1导通，输入电压流过储能电感L5，由于输入电压是直流电压，因此储能电感L5上的电流以一定的比率线性增长，随着储能电感L5上的电流增加，储能电感L5进行储能。
当功率开关MOS管Q1的栅极输入无效信号时，Boost升压型电路处于放电过程，此时的等效电路图如图3所示。功率开关MOS管Q1截止，由于储能电感L5的电流保持特性，流经储能电感L5的电流缓慢的由充电完毕时的电流值变为0。储能电感L5开始给输出电容C4充电，输出电容C4两端电压升高。Boost升压型电路通过高频率的通断达到升压的目的，Boost升压型电路一般的工作频率在100kHz-1MHz之间。
当Boost升压型电路通过功率开关MOS管Q1的通断实现电路的充放电过程时，电路中电压和电流随时间的变化量较大，加上电路中存在的寄生电感和寄生电容，功率开关MOS管Q1的通断产生很大的冲击电压、冲击电流以及其他噪声和振铃，产生严重的电磁干扰，使得LED发光不均匀，液晶显示中出现屏纹现象。
图4为本实用新型实施例一提供的减少电磁干扰的LED背光电路图，本实施例适用于液晶显示面板中，可用于降低LED背光电路电磁干扰的情况，该减少电磁干扰的LED背光电路包括Boost升压型电路，还包括：吸收电路110；
Boost升压型电路，至少包括功率开关MOS管Q1；
吸收电路110，与功率开关MOS管Q1的源漏极并联；吸收电路110包括保护单元111和吸收电压单元112；保护单元111的一端与功率开关MOS管Q1的源极连接，保护单元111的另一端与吸收电压单元的112一端连接；吸收电压单元112的另一端与功率开关MOS管Q1的漏极连接。
保护单元111和吸收电压单元112之间串联，保护单元111用于吸收电压单元112在吸收功率开关MOS管Q1的通断过程中产生的冲击电压与振铃时保护吸收电压单元112，避免吸收电压单元112因通过过高的电压产生大电流而发生损害。
在现有技术中，Boost升压型电路的工作原理已做简单介绍，此处不再赘述。吸收电路110主要吸收冲击电压和抑制Boost升压型电路中的振铃。当Boost升压型电路通过功率开关MOS管Q1的通断实现电路的充放电过程时，功率开关MOS管Q1的通断产生很大的冲击电压、冲击电流以及其他噪声和振铃。在Boost升压型电路中加入吸收电路110后，吸收电路110破坏Boost升压型电路中的振荡电路。此时，功率开关MOS管Q1的漏极产生的冲击电压与振铃通过保护单元111、吸收电压单元112与功率开关MOS管Q1的漏极、源极间形成的回路进行消耗衰减，改善了功率开关MOS管Q1的漏极波形，降低了电路辐射。通过吸收单元110，将Boost升压型电路中的振荡电路调整到临界阻尼状态，振荡衰减的速度达到最大。
需要说明的是，功率开关MOS管Q1的栅极接收脉冲宽度调制(Pulse WidthModulation，PWM)信号，用于控制Boost升压型电路中功率开关MOS管Q1的通断，通过调节PWM的占空比可以调节功率开关MOS管Q1的输出电压。
本实施例的技术方案，通过吸收电路与功率开关MOS管Q1的漏极、源极间形成的回路进行消耗衰减，改善了功率开关MOS管Q1的漏极波形，降低了电路辐射。通过吸收单元调整Boost升压型电路中的振荡电路到临界阻尼状态，加快振荡衰减，减弱了振铃对Boost升压型电路的影响，改善了电磁干扰，提高了LED发光的均一性，避免液晶显示中出现屏纹现象。
在上述技术方案的基础上，继续参考图4，Boost升压型电路还包括：
储能电感L5、输入电容C2、功率开关MOS管Q1的寄生电容C3、整流二极管D1、整流二极管结电容C1、输出电容C4、与功率开关MOS管Q1的源漏极连接的走线产生的第一寄生电感L1和第二寄生电感L2、与整流二极管D1连接的走线产生的第三寄生电感L3和第四寄生电感L4；
储能电感L5的一端与减少电磁干扰的LED背光电路的输入端Uin连接，并与输入电容C2的一端连接；储能电感L5的另一端与第一寄生电感L1的一端和第三寄生电感L3的一端连接；
第一寄生电感L1的另一端与功率开关MOS管Q1的源极连接；
所述第三寄生电感L3的另一端与整流二极管D1的正端连接；
整流二极管D1的正端与整流二极管结电容C1的一端连接，整流二极管D1的负端与整流二极管结电容C1的另一端和第四寄生电感L4的一端连接；
第四寄生电感L4的另一端与输出电容C4的一端连接，并与减少电磁干扰的LED背光电路的输出端Uout连接；
输入电容C2和输出电容C4的另一端接地；
功率开关MOS管Q1的寄生电容C3的一端与功率开关MOS管Q1的源极连接，功率开关MOS管Q1的寄生电容C3的另一端与功率开关MOS管Q1的漏极连接；
第二寄生电感L2的一端与功率开关MOS管Q1的漏极连接，第二寄生电感L2的另一端接地。
当Boost升压型电路通过功率开关MOS管Q1的通断实现电路的充放电过程时，Boost升压型电路中的寄生电感L1、L2和功率开关MOS管Q1的寄生电容C3构成了LC振荡电路，使得Boost升压型电路产生振荡，增加了电磁干扰。通过本实用新型中的吸收电路110，既可以吸收冲击电压，又可以和寄生电感L1、L2和功率开关MOS管Q1的寄生电容C3构成新的LC振荡电路使之调整到临界阻尼状态，加快振荡衰减的速度，减弱了振铃对Boost升压型电路的影响，改善了电磁干扰，提高了LED发光的均一性，避免液晶显示中出现屏纹现象。
具体工作原理与上述实施例的原理一致，此处不再赘述。
实施例二
图5为本实用新型实施例二提供的减少电磁干扰的LED背光电路图，本实施例在上述各实施例的基础上，保护单元111是保护电阻R1。吸收电压单元112是吸收电容C5。
保护电阻R1用于降低吸收电路110上的电流，吸收电容C5破坏Boost升压型电路中的振荡电路。功率开关MOS管Q1的漏极产生的冲击电压与振铃通过保护电阻R1、吸收电容C5与功率开关MOS管Q1的漏极、源极间形成新的LC振荡回路使Boost升压型电路中原有的LC振荡回路调整到临界阻尼状态进行消耗衰减，改善了功率开关MOS管Q1的漏极波形，降低了电路辐射。通过吸收电容C5的电容值的与LC振荡回路并联，将Boost升压型电路中的振荡电路调整到临界阻尼状态，振荡衰减的速度达到最大。
本实施例的技术方案，通过吸收电路采用保护电阻和吸收电容串联，改善了功率开关MOS管Q1的漏极波形，降低了电路辐射。并将Boost升压型电路中的LC振荡电路调整到临界阻尼状态，加快振荡衰减，减弱了振铃对Boost升压型电路的影响，改善了电磁干扰，提高了LED发光的均一性，避免液晶显示中出现屏纹现象。同时方案简单，成本低，性价比高。
在上述各个实施例的基础上，保护电阻R1的阻值是其中，L是功率开关MOS管Q1的源漏极连接的走线产生的第一寄生电感L1和第二寄生电感L2的电感值之和；C3是功率开关MOS管Q1的寄生电容C3的电容值。
Boost升压型电路处于临界阻尼状态是，保护电阻R1的理想阻值是寄生电容C3和寄生电感L的特征阻抗。
为了获得寄生电容C3和寄生电感L的值，在增加吸收电路110之前，寄生电容C3和寄生电感L引起的振铃频率在功率开关MOS管Q1的源极和漏极两端并联已知电容值的电容C6，此时振铃频率利用f1和f2计算出寄生电容C3和寄生电感L的值。
在实际应用中，保护电阻R1可以由一个电阻组成，或者由至少两个电阻并联或者串联组成，本实用新型实施例对此不作具体限制。
具体的，当所需保护电阻R1的理想阻值能由一个电阻实现时，则保护电阻R1由一个电阻构成；当所需保护电阻R1的理想阻值不能由一个电阻实现，则保护电阻R1可以由多个电阻串联或并联，从而实现所需保护电阻R1的理想阻值。
在上述实施例的基础上，吸收电容C5的电容值是其中，C5是所述吸收电容的电容值；L是所述功率开关MOS管的源漏极连接的走线产生的第一寄生电感和第二寄生电感的电感值之和；C3是所述功率开关MOS管的寄生电容C3的电容值。
在吸收电容C5吸收振铃波形的过程中，吸收电容C5的充电时间为振铃的上半周期的时间，抑制振铃的上升幅度；吸收电容C5的放电时间为振铃的下半周期的时间，抑制振铃的下降幅度，从而整体加快振铃的衰减。因此吸收电容C5的充放电时间大于振铃的半个周期的时间。因此吸收电容C5的值可以根据时间常数进行选取。需要说明的是，对于吸收电容C5，如果取值过大，会使保护电阻R1的功耗增加，降低吸收电路110的效率。因此吸收电容C5的取值不能过大，满足实际需求即可。
在实际应用中，吸收电容C5可以由一个电容组成，或者由至少两个电容并联或者串联组成，本实用新型实施例对此不作具体限制。
具体的，当所需吸收电容C5的理想电容值能由一个电容实现时，则吸收电容C5由一个电容构成；当所需吸收电容C5的理想电容值不能由一个电容实现，则吸收电容C5可以由多个电容串联或并联，从而实现所需吸收电容C5的理想电容值。
在上述实施例的基础上，本实用新型具体实施例中还提供了一种减少电磁干扰的LED显示面板，包括本实用新型任意实施例所提供的减少电磁干扰的LED背光电路。
在上述实施例的基础上，本实用新型具体实施例中还提供了一种减少电磁干扰的LED显示装置，包括本实用新型任意实施例所提供的减少电磁干扰的LED显示面板。
注意，上述仅为本实用新型的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本实用新型不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本实用新型进行了较为详细的说明，但是本实用新型不仅仅限于以上实施例，在不脱离本实用新型构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本实用新型的范围由所附的权利要求范围决定。
Claims (10)
1.一种减少电磁干扰的LED背光电路，应用于液晶显示面板中，包括Boost升压型电路，其特征在于，还包括：吸收电路；
所述Boost升压型电路，至少包括功率开关MOS管；
所述吸收电路，与所述功率开关MOS管的源漏极并联；所述吸收电路包括保护单元和吸收电压单元；所述保护单元的一端与所述功率开关MOS管的源极连接，所述保护单元的另一端与所述吸收电压单元的一端连接；所述吸收电压单元的另一端与所述功率开关MOS管的漏极连接。
2.根据权利要求1所述的减少电磁干扰的LED背光电路，其特征在于，所述Boost升压型电路还包括：
储能电感、输入电容、功率开关MOS管的寄生电容、整流二极管、整流二极管结电容、输出电容、与所述功率开关MOS管的源漏极连接的走线产生的第一寄生电感和第二寄生电感、与所述整流二极管连接的走线产生的第三寄生电感和第四寄生电感；
所述储能电感的一端与所述减少电磁干扰的LED背光电路的输入端连接，并与所述输入电容的一端连接；所述储能电感的另一端与所述第一寄生电感的一端和所述第三寄生电感的一端连接；
所述第一寄生电感的另一端与所述功率开关MOS管的源极连接；
所述第三寄生电感的另一端与所述整流二极管的正端连接；
所述整流二极管的正端与所述整流二极管结电容的一端连接，所述整流二极管的负端与所述整流二极管结电容的另一端和所述第四寄生电感的一端连接；
所述第四寄生电感的另一端与所述输出电容的一端连接，并与所述减少电磁干扰的LED背光电路的输出端连接；
所述输入电容和所述输出电容的另一端接地；
所述功率开关MOS管的寄生电容的一端与所述功率开关MOS管的源极连接，所述功率开关MOS管的寄生电容的另一端与所述功率开关MOS管的漏极连接；
所述第二寄生电感的一端与所述功率开关MOS管的漏极连接，所述第二寄生电感的另一端接地。
3.根据权利要求1所述的减少电磁干扰的LED背光电路，其特征在于，所述保护单元是保护电阻。
4.根据权利要求3所述的减少电磁干扰的LED背光电路，其特征在于，所述保护电阻由一个电阻组成，或者由至少两个电阻并联或者串联组成。
5.根据权利要求1所述的减少电磁干扰的LED背光电路，其特征在于，所述吸收电压单元是吸收电容。
6.根据权利要求5所述的减少电磁干扰的LED背光电路，其特征在于，所述吸收电容由一个电容组成，或者由至少两个电容并联或者串联组成。
7.根据权利要求3所述的减少电磁干扰的LED背光电路，其特征在于，所述保护电阻的阻值是
其中，L是所述功率开关MOS管的源漏极连接的走线产生的第一寄生电感和第二寄生电感的和；C3是所述功率开关MOS管的寄生电容。
8.根据权利要求5所述的减少电磁干扰的LED背光电路，其特征在于，所述吸收电容的电容值是
其中，C5是所述吸收电容的电容值；L是所述功率开关MOS管的源漏极连接的走线产生的第一寄生电感和第二寄生电感的和；C3是所述功率开关MOS管的寄生电容。
9.一种减少电磁干扰的LED显示面板，其特征在于，包括如权利要求1-8任一项所述的减少电磁干扰的LED背光电路。
10.一种减少电磁干扰的LED显示装置，其特征在于，包括如权利要求9所述的减少电磁干扰的LED显示面板。
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|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
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