WO2014190587A1 - Led背光驱动电路及电子装置 - Google Patents

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transformer
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led
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constant current
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Inventor
张华�
黎飞
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TCL China Star Optoelectronics Technology Co Ltd
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Shenzhen China Star Optoelectronics Technology Co Ltd
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    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B45/00—Circuit arrangements for operating light-emitting diodes [LED]
    • H05B45/30—Driver circuits
    • H05B45/37—Converter circuits
    • H05B45/3725—Switched mode power supply [SMPS]

Definitions

  • the present invention relates to a driving circuit, and more particularly to an LED backlight driving circuit. Background technique
  • the current LED backlight driving circuit 1 includes an LED constant current driving chip 10, a voltage input terminal 20, an inductor L, and a MOS transistor 0.
  • the voltage input terminal 20 is used to connect to the power supply voltage Vin.
  • the LED constant current driving chip 10 is configured to output a PWM (Pulse Width Modulation) signal to control the periodic on and off of the MOS transistor Q1.
  • PWM Pulse Width Modulation
  • the M0S transistor Q1 when the M0S transistor Q1 is turned on, the input voltage is applied across the inductor L, the inductor L current rises, and the energy is stored; when the M0S transistor Q is turned off/off, the reverse induced electromotive force is generated at both ends of the inductor L, and the input voltage Vin is connected in series to provide a higher output voltage Vout to the LED module 2.
  • Vout Vin/ (1-D)
  • D is the duty cycle of the P constant signal of the LED constant current driving chip 10.
  • the output voltage Vout is determined only by the duty ratio D of the PWM signal.
  • the value of the duty ratio D is large, and the MOS tube Q is in one.
  • the on-time in the period is 4 , long. Because the current on the inductor L rises linearly, the current flowing through the MOS transistor Q and the inductor L is large, the power loss of the entire circuit is large, and the operating temperature of the component is high and easily damaged. .
  • the duty ratio D can only be at a predetermined value, so that the range of the output voltage Vout in the prior art is limited, and it is difficult to satisfy the driving LED under certain circumstances.
  • Module 2' emits a high brightness requirement.
  • the present invention provides an LED backlight driving circuit capable of adjusting a duty ratio of a PWM signal within a reasonable range to achieve a large output voltage change, thereby increasing a range of an output voltage.
  • An LED backlight driving circuit for driving illumination of an LED module, the LED backlight driving circuit package
  • the LED constant current driving chip, the voltage input end and the output end are used for connecting a power supply voltage, and the output end is connected to the positive input end of the LED module, and the LED constant current driving chip comprises a control end,
  • the LED constant current driving chip outputs a PWM signal through the control terminal;
  • the LED backlight driving circuit further includes a transformer unit, a first switching unit, and a second switching unit.
  • the transformer unit includes a transformer input terminal and a transformer output terminal, the transformer unit has a predetermined voltage transformation factor, and the transformer unit is configured to convert the voltage input terminal and the variable voltage output according to the voltage transformation factor. The voltage at the terminal is transformed.
  • the first switching unit and the voltage transformation unit are electrically connected between the voltage input terminal and the output terminal.
  • the second switching unit is connected between the transformer unit and the ground.
  • the first switch unit and the second switch unit are both connected to the control end of the constant current driving chip, and are configured to receive a Pell signal having a certain duty ratio and output periodically from the control end of the constant current driving chip. Turn on or off.
  • the transformer unit includes a primary coil and a secondary coil, and the transformation factor of the transformer unit is N1/N2, where N1 is the number of turns of the primary coil, and N2 is the number of turns of the secondary coil; a primary coil and a secondary coil are connected in series between the first switching unit and the output end, the same end of the primary coil and the secondary coil are both close to one end of the first switching unit; the second switching unit is connected to the primary The connection between the coil and the secondary coil and the ground, wherein one end of the second switch unit connected to the ground is further connected to one end of the first switch unit via a forward-connected diode.
  • the first switching unit is a first MOS tube, the gate of the first MOS tube is connected to the control end of the LED constant current driving chip, the drain is connected to the voltage input end, and the source and the same end of the primary coil are connected.
  • the second switching unit is a second MOS tube, the gate of the second MOS tube is connected to the control end of the LED constant current driving chip, the drain is connected to the connection node of the primary coil and the secondary coil, and the source is grounded. .
  • the LED backlight driving circuit further includes a storage capacitor, the storage capacitor is connected between the output end and the ground, and the storage capacitor stores energy when the first and second MOS tubes are turned off, and in the first, the first When the two M0S tubes are turned on, the LED module is powered.
  • Vout Vin* ( 1+N2/N1 ) *D/ (1-D) , where Vout is the output voltage, Vin is the power supply voltage, N2/N1
  • the ratio of the number of turns of the secondary coil of the transformer unit to the number of turns of the coil of the primary coil, and D is the duty ratio of the PWM signal output by the LED constant current drive chip.
  • the LED backlight driving circuit further includes a rectifying unit connected between the transformed output end of the transforming unit and the output end of the LED backlight driving circuit.
  • the rectifying unit includes a rectifying diode that is positively connected between the secondary coil of the transforming unit and the output end of the LED backlight driving circuit.
  • An electronic device includes an LED backlight driving circuit for driving illumination of an LED module, and an LED backlight driving circuit comprising an LED constant current driving chip, a voltage input terminal and an output terminal, the voltage The input end is connected to the power supply voltage, and the output end is connected to the positive input end of the LED module, the LED constant current driving chip includes a control end, and the LED constant current driving chip outputs a PWM signal through the control end; wherein
  • the LED backlight driving circuit further includes a transformer unit, a first switching unit, and a second switching unit.
  • the transformer unit includes a transformer input terminal and a transformer output terminal, the transformer unit has a predetermined voltage transformation factor, and the transformer unit is configured to convert the voltage input terminal and the variable voltage output according to the voltage transformation factor. The voltage at the terminal is transformed.
  • the first switching unit and the voltage transformation unit are electrically connected between the voltage input terminal and the output terminal.
  • the second switching unit is connected between the transformer unit and the ground.
  • the first switch unit and the second switch unit are connected to the control end of the constant current driving chip, and are configured to receive a PWM signal with a certain duty ratio and periodically guide the output of the constant current driving chip. Pass or cut off.
  • the transformer unit includes a primary coil and a secondary coil, and the transformation factor of the transformer unit is N1 /N2, where N1 is the number of turns of the primary coil, and N2 is the number of turns of the secondary coil; a primary coil and a secondary coil are connected in series between the first switching unit and the output end, the same end of the primary coil and the secondary coil are both close to one end of the first switching unit; the second switching unit is connected to the primary The connection between the coil and the secondary coil and the ground, wherein one end of the second switch unit connected to the ground is further connected to one end of the first switch unit via a forward-connected diode.
  • the first switching unit is a first MOS tube, the gate of the first MOS tube is connected to the control end of the LED constant current driving chip, the drain is connected to the voltage input end, and the source and the same end of the primary coil are connected.
  • the second switching unit is a second MOS tube, the gate of the second MOS tube is connected to the control end of the LED constant current driving chip, the drain is connected to the connection node of the primary coil and the secondary coil, and the source is grounded. .
  • the LED backlight driving circuit further includes a storage capacitor, the storage capacitor is connected between the output end and the ground, and the storage capacitor stores energy when the first and second MOS tubes are turned off, and in the first, the first When the two M0S tubes are turned on, the LED module is powered.
  • Vout Vin* ( 1+N2/N1 ) *D/ (1-D) , where Vout is the output voltage, Vin is the power supply voltage, N2/N1 The ratio of the number of turns of the secondary coil of the transformer unit to the number of turns of the coil of the primary coil, and D is the PWM signal of the output of the LED constant current drive chip. The duty cycle of the number.
  • the LED backlight driving circuit further includes a rectifying unit connected between the transformed output end of the transforming unit and the output end of the LED backlight driving circuit.
  • the rectifying unit includes a rectifying diode that is positively connected between the secondary coil of the transforming unit and the output end of the LED backlight driving circuit.
  • the electronic device is a display, a television, a tablet or a mobile phone.
  • the LED backlight driving circuit of the present invention can adjust the duty ratio of the P-channel signal within a reasonable range to achieve a large output voltage change and increase the range of the output voltage.
  • FIG. 1 is a circuit diagram of a prior art LED backlight driving circuit.
  • FIG. 2 is a circuit block diagram of an electronic device having an LED backlight driving circuit according to an embodiment of the present invention. detailed description
  • FIG. 2 is a circuit diagram of an electronic device 100 having an LED backlight driving circuit 1 according to the present invention.
  • the electronic device 100 includes the LED backlight driving circuit 1 and the LED module 2.
  • the LED backlight driving circuit 1 is used to drive the illumination of the LED module 2.
  • the LED backlight driving circuit 1 includes an LED constant current driving chip 10, a voltage input terminal 20, a transformer unit 30, a first switching unit 40, a second switching unit 50, and an output terminal 60.
  • the voltage input terminal 20 is used to connect to the power supply voltage Vin.
  • the output 60 is for connection to the positive input V+ of the LED module 2.
  • the voltage input terminal 20 can be connected to a battery or a power adapter connected to the mains to obtain the power voltage Vin.
  • the LED constant current driving chip 10 includes a control terminal 101 connected to the first switching unit 40 and the second switching unit 50.
  • the LED constant current driving chip 10 is configured to have a certain duty through the control terminal 101.
  • the pulse width modulation signal S1 controls the first switching unit 40 and the second switching unit 50 to be turned on or off periodically at the same time.
  • the first switching unit 40 and the voltage transformation unit 30 are electrically connected between the voltage input terminal 20 and the output terminal 60.
  • the second switching unit 50 is connected between the transforming unit 30 and the ground.
  • the transformer unit 30 has a variable voltage input end 31 and a variable voltage output end 32.
  • the variable voltage output end 31 The first switching unit 40 is electrically connected, and the variable voltage output terminal 32 is electrically connected to the output terminal 30.
  • the transformer unit 30 has a voltage transformation factor, and the voltage transformation unit 30 is configured to transform the voltage of the transformer input terminal and the voltage transformation output terminal according to the voltage transformation factor.
  • the ratio of the voltage V in is related to both the duty ratio D and the transformation factor of the transformation unit 30. Therefore, the range of the voltage Vout output from the LED backlight driving circuit 1 is increased.
  • the LED backlight driving circuit 1 further includes a rectifying unit 70 connected between the variable voltage output end 32 of the transforming unit 30 and the output end 60 of the LED backlight driving circuit 1.
  • the rectifying unit 70 is used.
  • the output voltage Vout is obtained by rectifying the voltage output from the transformer output terminal 32 of the transformer unit 30 to supply power to the LED module 2.
  • the transformer unit 30 includes a primary coil FW and a secondary coil SW.
  • the transformation factor of the transformer unit 30 is the number of turns N1 of the primary coil FW and the secondary coil SW.
  • the primary winding FW is connected in series with the secondary winding SW between the first switching unit 40 and the output terminal 60.
  • the primary winding FW is at the same end of the same name as the secondary winding SW, and is specifically adjacent to one end of the first switching unit 40.
  • the second switching unit 50 is connected between the connection node P of the primary winding FW and the secondary winding SW and the ground.
  • the LED backlight driving circuit 1 further includes a diode DO.
  • the end of the second switching unit 50 connected to the ground is further connected to one end of the first switching unit 40 via the forward-connected diode D0 and the primary winding FW.
  • the first switching unit 40 and the second switching unit 50 are an MOS tube Q1 and an MOS tube Q2, respectively.
  • the gate of the MOSFET Q1 is connected to the control terminal 101 of the LED constant current driving chip 10, the drain is connected to the voltage input terminal 20, and the source is connected to the same end of the primary winding FW.
  • the gate of the MOS transistor Q2 is also connected to the control terminal 101 of the LED constant current driving chip 10, the drain is connected to the connection node P, and the source is grounded.
  • the LED constant current driving chip 10 outputs the PWM signal S1 to the gates of the MOS transistor Q1 and the MOS transistor Q2 through the control terminal 101, and simultaneously controls the MOS transistor Q1 and the MOS transistor Q2 to be turned on and off periodically.
  • the rectifying unit 70 includes a rectifying diode D1 that is positively connected between the secondary coil SW and the output terminal 60.
  • the power supply voltage Vin is applied across the primary winding FW of the transformer unit 30, and the current in the primary winding FW rises to store energy. Since the number of turns of the primary coil FW is N1 and the number of turns of the secondary coil is N2, the voltage generated by the turns ratio of the secondary coil SW is Vin*N2/Nl. At this time, the secondary coil SW is grounded through the turned-on MOS transistor Q2 without outputting a voltage. On the other hand, at this time, the voltage of the same-name terminal of the secondary coil SW is positive and the voltage of the other terminal is negative, and the rectifier diode D1 is in the reverse-off state to cut off the voltage supplied from the three-transformer unit 30.
  • the primary coil FW of the transformer unit 30 When the MOSFETs Q1 and Q2 are turned off, the primary coil FW of the transformer unit 30 generates a reverse induced electromotive force VL1, and the secondary coil SW transmits a voltage VL1 * N2/N1 generated by the turns ratio of the coil.
  • the voltages of the same-name terminals of the primary coil FW and the secondary coil SW are both negative, and the voltages of the same-name terminals are both positive, so that the voltages supplied from the primary coil FW and the secondary coil SW are connected in series to supply voltage to the LED module 2. .
  • Vout Vin* ( 1+N2/N1 ) *D/ (1-D).
  • the LED backlight driving circuit 1 of the present invention can obtain a large variation of the output voltage Vout by a slight variation of the PWM duty ratio D within the allowable range.
  • the LED backlight driving circuit 1 further includes a storage capacitor C1 connected between the output terminal 60 and the ground, and the storage capacitor C1 is turned off/off when the MOS transistors Q1 and Q2 are turned off.
  • the MOSFETs Q1 and Q2 are turned on/off, that is, when the transformer unit 30 has no voltage output, the LED module 2 is powered.
  • the MOS tubes Q1 and Q2 are specifically MN tubes. In other embodiments, the MOSFETs Q1, Q2 may be replaced by NPN transistors.
  • the LED module 2 includes an LED string composed of a plurality of LEDs D2 connected in series. In other embodiments, the LED module 2 may include a plurality of LED strings connected in parallel. Among them, the LED backlight driving circuit 1 shown in FIG. 2 also includes other circuit elements, which are not described because they are not related to the main improvement of the present invention.
  • the electronic device 100 is an electronic device such as a display, a television, a tablet, or a mobile phone.
  • the present invention has been described in detail in the above embodiments, but these are not intended to limit the invention.
  • the scope of the present invention is not limited to the above-described embodiments, and equivalent modifications or variations made by those skilled in the art in light of the present invention are included in the scope of the claims.

Landscapes

  • Circuit Arrangement For Electric Light Sources In General (AREA)
  • Dc-Dc Converters (AREA)
  • Led Devices (AREA)

Abstract

一种LED背光驱动电路（1），用于驱动LED模组（2）的发光，该LED背光驱动电路（1）包括LED恒流驱动芯片（10）、电压输入端（20）、输出端（60）、变压单元（30）及第一开关单元（40）、第二开关单元（50）。变压单元（30）根据一变压因子进行变压。第一开关单元（40）与变压单元（30）电连接于电压输入端（20）以及输出端（60）之间。第二开关单元（50）连接于变压单元（30）以及地之间。该第一、第二开关单元与恒流驱动芯片均连接，用于接收恒流驱动芯片输出的PWM信号而周期性的导通截止；通过LED恒流驱动芯片输出的PWM信号以及变压单元的变压作用，输出端的输出电压和电压输入端输入的电源电压的比值与PWM信号的占空比及变压单元的变压因子均相关。一种电子装置（100），该LED背光驱动电路以及电子装置，能够在允许范围内调整占空比而增大输出电压。

Description

LED背光驱动电路及电子装置 技术领域
本发明涉及一种驱动电路， 特别涉及一种 LED背光驱动电路。 背景技术
目前， LED ( l ight-emi t t ing diode, 发光二极管）作为手机、 电视、 电脑等 电子装置背光光源已经越来越普遍。 一般， 随着外界环境的变化， LED发光亮度需 要经常性进行手动或自动调整， 众所周知， LED为通过背光驱动电^区动， LED背 光驱动电路改变输出至 LED的电压而改变 LED的亮度。 如图 1所示， 目前的 LED 背光驱动电路 1， 包括 LED恒流驱动芯片 10，、 电压输入端 20，、 电感 L以及 M0S 管0。 其中， 该电压输入端 20， 用于接入电源电压 Vin。 该 LED恒流驱动芯片 10， 用于输出 PWM (脉宽调制 )信号控制 M0S管 Q1周期性的导通截止。 其中， 当 M0S 管 Q1导通时， 输入电压加在电感 L两端， 电感 L电流上升， 储存能量； 当 M0S管 Q关断 /截止时， 电感 L两端产生反向感应电动势， 与输入电压 Vin串联， 一起向 LED模组 2， 提供较高的输出电压 Vout。 其中 Vout=Vin/ (1-D) , D为 LED恒流驱动 芯片 10， 输出的 P爾信号的占空比。
然而， 现有技术中， 输出电压 Vout只由 PWM信号的占空比 D决定， 当 LED模 组 2， 需要的输出电压 Vout较高时， 占空比 D的值较大， M0S管 Q在一个周期内 的导通时间 4艮长， 因为电感 L上的电流线性上升， 所以 M0S管 Q以及电感 L上流 过的电流会很大， 整个电路的功率损耗大， 且元器件工作温度高而容易损坏。 因 此， 现有技术中， 为了保护元器件以及降低电 员耗， 占空比 D只能在一预定值 下，使得现有技术中的输出电压 Vout的范围有限而在一定情况下难以满足驱动 LED 模组 2' 发出高亮度的需求。 发明内容
本发明提供一种 LED背光驱动电路， 能够在合理范围内调节 PWM信号的占空 比而实现较大的输出电压改变， 从而增大了输出电压的范围。
一种 LED背光驱动电路， 用于驱动 LED模组的发光， 该 LED背光驱动电路包 括 LED恒流驱动芯片、 电压输入端以及输出端， 该电压输入端用于接入电源电压， 该输出端与 LED模组的正极输入端连接， 该 LED恒流驱动芯片包括一控制端， 该 LED恒流驱动芯片通过该控制端输出 PWM信号； 其中， 该 LED背光驱动电路还包括 变压单元、 第一开关单元以及第二开关单元。 该变压单元包括一变压输入端以及 一变压输出端， 该变压单元具有一预设的变压因子， 该变压单元用于根据该变压 因子对变压输入端以及变压输出端的电压进行变压。 该第一开关单元与该变压单 元电连接于该电压输入端以及该输出端之间。 该第二开关单元连接于该变压单元 以及地之间。 其中， 该第一开关单元以及第二开关单元与该恒流驱动芯片的控制 端均连接， 用于接收该恒流驱动芯片的控制端输出的具有一定占空比的 P爾信号 而周期性的导通或截止。
其中， 该变压单元包括初级线圈以及次级线圈， 该变压单元的变压因子为 N1/N2 , 其中， N1 为该初级线圈的线圈匝数， N2 为次级线圈的线圈匝数； 该初级 线圈与次级线圈串联于该第一开关单元以及该输出端之间， 该初级线圈与次级线 圈的同名端均为靠近该第一开关单元的一端； 该第二开关单元连接于该初级线圈 与次级线圈的连接节点以及地之间， 其中， 该第二开关单元与地连接的一端还通 过一正向连接的二极管与该初级线圈连接该第一开关单元的一端连接。
其中， 该第一开关单元为第一 M0S管， 第一 M0S管的栅极与该 LED恒流驱动 芯片的控制端连接， 漏极与该电压输入端连接， 源极与该初级线圈的同名端连接； 第二开关单元为第二 M0S管， 该第二 M0S管的栅极与该 LED恒流驱动芯片的控制 端连接， 漏极与该初级线圈与次级线圈的连接节点连接， 源极接地。
其中， 该 LED背光驱动电路还包括储能电容， 该储能电容连接于该输出端与 地之间， 该储能电容在第一、 第二 M0S管截止时储能， 而在第一、 第二 M0S管导 通时为 LED模组供电。
其中，该输出端的输出电压与电源电压的关系表达式为： Vout=Vin* ( 1+N2/N1 ) *D/ (1-D) , 其中 Vout为输出电压， Vin为电源电压， N2/N1为变压单元的次级线 圈的线圈匝数与初级线圈的线圈匝数之比， D为该 LED恒流驱动芯片输出的 PWM信 号的占空比。
其中， 该 LED背光驱动电路还包括一整流单元， 该整流单元连接于变压单元 的变压输出端以及该 LED背光驱动电路的输出端之间。 其中， 该整流单元包括一整流二极管， 该整流二极管正向连接于该变压单元 的次级线圈以及该 LED背光驱动电路的输出端之间。
一种电子装置， 包括 LED背光驱动电路以及 LED模组， 该 LED背光驱动电路 用于驱动 LED模组的发光， 该 LED背光驱动电路包括 LED恒流驱动芯片、 电压输 入端以及输出端， 该电压输入端用于接入电源电压， 该输出端与 LED模组的正极 输入端连接， 该 LED恒流驱动芯片包括一控制端， 该 LED恒流驱动芯片通过该控 制端输出 PWM信号； 其中， 该 LED背光驱动电路还包括变压单元、 第一开关单元 以及第二开关单元。 该变压单元包括一变压输入端以及一变压输出端， 该变压单 元具有一预设的变压因子， 该变压单元用于根据该变压因子对变压输入端以及变 压输出端的电压进行变压。 该第一开关单元与该变压单元电连接于该电压输入端 以及该输出端之间。 该第二开关单元连接于该变压单元以及地之间。 其中， 该第 一开关单元以及第二开关单元与该恒流驱动芯片的控制端均连接， 用于接收该恒 流驱动芯片的控制端输出的具有一定占空比的 PWM信号而周期性的导通或截止。
其中， 该变压单元包括初级线圈以及次级线圈， 该变压单元的变压因子为 N1 /N2 , 其中， N1 为该初级线圈的线圈匝数， N2 为次级线圈的线圈匝数； 该初级 线圈与次级线圈串联于该第一开关单元以及该输出端之间， 该初级线圈与次级线 圈的同名端均为靠近该第一开关单元的一端； 该第二开关单元连接于该初级线圈 与次级线圈的连接节点以及地之间， 其中， 该第二开关单元与地连接的一端还通 过一正向连接的二极管与该初级线圈连接该第一开关单元的一端连接。
其中， 该第一开关单元为第一 M0S管， 第一 M0S管的栅极与该 LED恒流驱动 芯片的控制端连接， 漏极与该电压输入端连接， 源极与该初级线圈的同名端连接； 第二开关单元为第二 M0S管， 该第二 M0S管的栅极与该 LED恒流驱动芯片的控制 端连接， 漏极与该初级线圈与次级线圈的连接节点连接， 源极接地。
其中， 该 LED背光驱动电路还包括储能电容， 该储能电容连接于该输出端与 地之间， 该储能电容在第一、 第二 M0S管截止时储能， 而在第一、 第二 M0S管导 通时为 LED模组供电。
其中，该输出端的输出电压与电源电压的关系表达式为： Vout=Vin* ( 1+N2/N1 ) *D/ (1-D) , 其中 Vout为输出电压， Vin为电源电压， N2/N1为变压单元的次级线 圈的线圈匝数与初级线圈的线圈匝数之比， D为该 LED恒流驱动芯片输出的 PWM信 号的占空比。
其中， 该 LED背光驱动电路还包括一整流单元， 该整流单元连接于变压单元 的变压输出端以及该 LED背光驱动电路的输出端之间。
其中， 该整流单元包括一整流二极管， 该整流二极管正向连接于该变压单元 的次级线圈以及该 LED背光驱动电路的输出端之间。
其中， 该电子装置为显示器、 电视机、 平板电脑或手机。
本发明的 LED背光驱动电路， 能够在合理范围内调节 P爾信号的占空比而实 现较大的输出电压改变， 增大了输出电压的范围。 附图说明
图 1是现有技术中 LED背光驱动电路的电路架构图。
图 2是本发明一实施方式中具有 LED背光驱动电路的电子装置的电路架构图。 具体实施方式
请参阅图 2 ,为本发明具有 LED背光驱动电路 1的电子装置 100的电路架构图。 电子装置 100包括该 LED背光驱动电路 1以及 LED模组 2。 该 LED背光驱动电路 1 用于驱动 LED模组 2的发光。
该 LED背光驱动电路 1包括 LED恒流驱动芯片 10、 电压输入端 20、 变压单元 30、 第一开关单元 40、 第二开关单元 50以及输出端 60。 其中， 该电压输入端 20 用于接入电源电压 Vin。 该输出端 60用于与 LED模组 2的正极输入端 V+连接。 其 中， 该电压输入端 20可与一电池或一连接市电的电源适配器连接而获得该电源电 压 Vin。
该 LED恒流驱动芯片 10包括控制端 101 , 该控制端 101与该第一开关单元 40 以及第二开关单元 50连接， 该 LED恒流驱动芯片 10用于通过该控制端 101输出 具有一定占空比 D的？爾（脉宽调制）信号 S1而控制第一开关单元 40以及第二开 关单元 50周期性的同时导通或截止。
该第一开关单元 40与该变压单元 30电连接于该电压输入端 20以及该输出端 60之间。 该第二开关单元 50连接于该变压单元 30以及地之间。
该变压单元 30具有一变压输入端 31以及一变压输出端 32 , 该变压输出端 31 与该第一开关单元 40电连接， 该变压输出端 32与该输出端 30电连接。 该变压单元 30具有一变压因子， 该变压单元 30用于根据该变压因子对变压 输入端以及变压输出端的电压进行变压。
其中， 通过该 LED恒流驱动芯片输出的具有一定占空比 D的 P丽信号 S1以及 该变压单元 30的变压作用， 该输出端 60输出的电压 Vout和该电压输入端 20输 入的电源电压 V in的比值与该占空比 D以及该变压单元 30的变压因子均相关。 从 而， 增加了该 LED背光驱动电路 1输出的电压 Vout的范围。
其中， 该 LED背光驱动电路 1还包括一整流单元 70 , 该整流单元 70连接于变 压单元 30的变压输出端 32以及该 LED背光驱动电路 1的输出端 60之间， 该整流 单元 70用于将变压单元 30的变压输出端 32输出的电压进行整流而得到该输出电 压 Vout而为 LED模组 2供电。
具体的， 如图 2所示， 该变压单元 30包括初级线圈 FW以及次级线圈 SW, 该 变压单元 30的变压因子即为该初级线圈 FW的线圈匝数 N1与次级线圈 SW的线圈 匝数 N2之比， 即 Nl /N2。
该初级线圈 FW与次级线圈 SW串联于该第一开关单元 40以及该输出端 60之 间。 该初级线圈 FW与次级线圈 SW的同名端在同一端， 具体的都在靠近该第一开 关单元 40的一端。
该第二开关单元 50连接于该初级线圈 FW与次级线圈 SW的连接节点 P以及地 之间。
其中， 该 LED背光驱动电路 1还包括一二极管 DO , 该第二开关单元 50与地连 接的一端还通过该正向连接的二极管 D0与该初级线圈 FW连接该第一开关单元 40 的一端连接。
在本实施方式中， 该第一开关单元 40以及第二开关单元 50分别为 M0S管 Q1 以及 M0S管 Q2。 其中， M0S管 Q1的栅极与该 LED恒流驱动芯片 10的控制端 101 连接， 漏极与该电压输入端 20连接， 源极与该初级线圈 FW的同名端连接。
该 M0S管 Q2的栅极同样与该 LED恒流驱动芯片 1 0的控制端 101连接， 漏极 与该连接节点 P连接， 源极接地。
该 LED恒流驱动芯片 10通过该控制端 101输出该 PWM信号 S1至该 M0S管 Q1 以及 M0S管 Q2的栅极，而同时控制该 M0S管 Q1以及 M0S管 Q2周期性地导通截止。 其中， 该整流单元 70包括一整流二极管 D1 , 该整流二极管 D1正向连接于该 次级线圈 SW以及该输出端 60之间。
其中， 当 M0S管 Q1和 Q2导通时， 电源电压 Vin加载于在变压单元 30的初级 线圈 FW两端， 初级线圈 FW中电流上升， 储存能量。 由于初级线圈 FW的线圈匝数 为 N1 , 次级线圈的线圈匝数为 N2 , 则， 次级线圈 SW中通过线圈匝数比而传递产 生的电压为 Vin*N2/Nl。此时， 次级线圈 SW通过该导通的 M0S管 Q2接地而不输出 电压。 从另一方面来说， 此时次级线圈 SW的同名端电压为正、 另一端电压为负， 此时整流二极管 D1处于反向截止状态而截断三变压单元 30提供的电压。
当 M0S管 Q1和 Q2截止时， 变压单元 30的初级线圈 FW产生反向感应电动势 VL1 , 次级线圈 SW通过线圈匝数比传递产生的电压 VL1 *N2/N1。 此时初级线圈 FW 以及次级线圈 SW的同名端电压均为负， 而非同名端电压均为正， 从而， 初级线圈 FW以及次级线圈 SW的提供的电压串联而为 LED模组 2提供电压。
在本电路中， 该输出电压 Vout与电源电压 Vin的关系表达式为： Vout=Vin* ( 1+N2/N1 ) *D/ (1-D)。
从而， 可以得到输出电压 Vout与 P爾信号 S1的占空比 D以及变压单元 30的 次级线圈 SW、 初级线圈 FW的线圈匝数比 N2/ Nl有关。 易知， 当选择线圈匝数比 N2/ N1较大的次级线圈 SW以及初级线圈时， PWM信号 S1的占空比 D的变化即使 4艮小， 也会导致 Vout变化很大。 例如， 设 N2/ Nl=1000, 那么占空比 D变化 0. 1 , 也会导致 100倍的输出电压 Vout变化。
从而， 本发明的 LED背光驱动电路 1可以通过 PWM占空比 D在允许范围内的 微弱变化， 得到变化范围较大的输出电压 Vout。
本实施方式中， 该 LED背光驱动电路 1还包括储能电容 C1 , 该储能电容 C1连 接于该输出端 60与地之间，该储能电容 C1在当 M0S管 Q1和 Q2截止 /断开时储能， 而在 M0S管 Q1和 Q2导通 /闭合时， 也即变压单元 30无电压输出时为 LED模组 2 供电。
其中， 在本实施方式中， 该 M0S管 Ql、 Q2具体为丽 OS管。 在其他实施方式 中， 该 M0S管 Ql、 Q2可为 NPN三极管代替。
在本实施方式中，该 LED模组 2包括有多个串联的发光二级管 D2组成的一 LED 串， 在其他实施方式中， 该 LED模组 2可包括多个并联的 LED串。 其中， 如图 2所示的 LED背光驱动电路 1 中还包括其他电路元件， 由于与本 发明主要改进无关， 故未加描述。
其中， 该电子装置 100为显示器、 电视机、 平板电脑、 手机等电子装置。 以上具体实施方式对本发明进行了详细的说明， 但这些并非构成对本发明的 限制。 本发明的保护范围并不以上述实施方式为限， 但凡本领域普通技术人员根 据本发明所揭示内容所作的等效修饰或变化， 皆应纳入权利要求书中记载的保护 范围内。

Claims

权 利 要 求 书
1、 一种 LED背光驱动电路， 用于驱动 LED模组的发光， 该 LED背光驱动电路包括 LED恒流驱动芯片、 电压输入端以及输出端， 该电压输入端用于接入电源电压， 该 输出端与 LED模组的正极输入端连接， 该 LED恒流驱动芯片包括一控制端， 该 LED 恒流驱动芯片通过该控制端输出 PWM信号； 其中， 该 LED背光驱动电路还包括： 变压单元， 包括一变压输入端以及一变压输出端， 该变压单元具有一预设的 变压因子， 该变压单元用于根据该变压因子对变压输入端以及变压输出端的电压 进行变压；
第一开关单元， 与该变压单元电连接于该电压输入端以及该输出端之间； 以 及
第二开关单元， 连接于该变压单元以及地之间；
其中， 该第一开关单元以及第二开关单元与该恒流驱动芯片的控制端均连接， 用于接收该恒流驱动芯片的控制端输出的具有一定占空比的 PWM信号而周期性的 导通或截止。
2、 如权利要求 1所述的 LED背光驱动电路， 其中， 该变压单元包括初级线圈以及 次级线圈， 该变压单元的变压因子为 N1 /N2 , 其中， N1为该初级线圈的线圈匝数， N2为次级线圈的线圈匝数； 该初级线圈与次级线圈串联于该第一开关单元以及该 输出端之间， 该初级线圈与次级线圈的同名端均为靠近该第一开关单元的一端； 该第二开关单元连接于该初级线圈与次级线圈的连接节点以及地之间， 其中， 该 第二开关单元与地连接的一端还通过一正向连接的二极管与该初级线圈连接该第 一开关单元的一端连接。
3、如权利要求 2所述的 LED背光驱动电路，其中，该第一开关单元为第一 M0S管， 第一 M0S管的栅极与该 LED恒流驱动芯片的控制端连接， 漏极与该电压输入端连 接， 源极与该初级线圈的同名端连接； 第二开关单元为第二 M0S 管， 该第二 M0S 管的栅极与该 LED恒流驱动芯片的控制端连接， 漏极与该初级线圈与次级线圈的 连接节点连接， 源极接地。
4、 如权利要求 3所述的 LED背光驱动电路， 其中， 该 LED背光驱动电路还包括储 能电容， 该储能电容连接于该输出端与地之间， 该储能电容在第一、 第二 M0S管 截止时储能， 而在第一、 第二 M0S管导通时为 LED模组供电。
5、 如权利要求 2所述的 LED背光驱动电路， 其中， 该输出端的输出电压与电源电 压的关系表达式为： Vout=Vin* ( 1+N2/N1 ) *D/ (1-D) , 其中 Vout为输出电压， Vin 为电源电压， N2/N1 为变压单元的次级线圈的线圈匝数与初级线圈的线圈匝数之 比， D为该 LED恒流驱动芯片输出的 P丽信号的占空比。
6、 如权利要求 2所述的 LED背光驱动电路， 其中， 该 LED背光驱动电路还包括一 整流单元， 该整流单元连接于变压单元的变压输出端以及该 LED背光驱动电路的 输出端之间。
7、如权利要求 6所述的 LED背光驱动电路，其中，该整流单元包括一整流二极管， 该整流二极管正向连接于该变压单元的次级线圈以及该 LED 背光驱动电路的输出 端之间。
8、 一种电子装置， 包括 LED背光驱动电路以及 LED模组， 该 LED背光驱动电路用 于驱动 LED模组的发光， 该 LED背光驱动电路包括 LED恒流驱动芯片、 电压输入 端以及输出端， 该电压输入端用于接入电源电压， 该输出端与 LED模组的正极输 入端连接， 该 LED恒流驱动芯片包括一控制端， 该 LED恒流驱动芯片通过该控制 端输出 P爾信号； 其中， 该 LED背光驱动电路还包括：
变压单元， 包括一变压输入端以及一变压输出端， 该变压单元具有一预设的 变压因子， 该变压单元用于根据该变压因子对变压输入端以及变压输出端的电压 进行变压；
第一开关单元， 与该变压单元电连接于该电压输入端以及该输出端之间； 以 及
第二开关单元， 连接于该变压单元以及地之间；
其中， 该第一开关单元以及第二开关单元与该恒流驱动芯片的控制端均连接， 用于接收该恒流驱动芯片的控制端输出的具有一定占空比的 PWM信号而周期性的 导通或截止。
9、如权利要求 8所述的电子装置，其中，该变压单元包括初级线圈以及次级线圈， 该变压单元的变压因子为 N1 /N2 , 其中， N1为该初级线圈的线圈匝数， N2为次级 线圈的线圈匝数； 该初级线圈与次级线圈串联于该第一开关单元以及该输出端之 间， 该初级线圈与次级线圈的同名端均为靠近该第一开关单元的一端； 该第二开 关单元连接于该初级线圈与次级线圈的连接节点以及地之间， 其中， 该第二开关 单元与地连接的一端还通过一正向连接的二极管与该初级线圈连接该第一开关单 元的一端连接。
10、 如权利要求 9所述的电子装置， 其中， 该第一开关单元为第一 M0S管， 第一 M0S管的栅极与该 LED恒流驱动芯片的控制端连接， 漏极与该电压输入端连接， 源 极与该初级线圈的同名端连接； 第二开关单元为第二 M0S管， 该第二 M0S管的栅 极与该 LED恒流驱动芯片的控制端连接， 漏极与该初级线圈与次级线圈的连接节 点连接， 源极接地。
11、如权利要求 10所述的电子装置，其中，该 LED背光驱动电路还包括储能电容， 该储能电容连接于该输出端与地之间， 该储能电容在第一、 第二 M0S 管截止时储 能， 而在第一、 第二 M0S管导通时为 LED模组供电。
12、 如权利要求 9 所述的电子装置， 其中， 该输出端的输出电压与电源电压的关 系表达式为： Vout=Vin* ( 1+N2/N1 ) *D/ (1-D) , 其中 Vout为输出电压， Vin为电 源电压， N2/N1 为变压单元的次级线圈的线圈匝数与初级线圈的线圈匝数之比， D 为该 LED恒流驱动芯片输出的 P爾信号的占空比。
1 3、 如权利要求 9所述的电子装置， 其中， 该 LED背光驱动电路还包括一整流单 元， 该整流单元连接于变压单元的变压输出端以及该 LED背光驱动电路的输出端 之间。
14、 如权利要求 1 3所述的电子装置， 其中， 该整流单元包括一整流二极管， 该整 流二极管正向连接于该变压单元的次级线圈以及该 LED 背光驱动电路的输出端之 间。
15、 如权利要求 8 所述的电子装置， 其中， 该电子装置为显示器、 电视机、 平板 电脑或手机。
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