WO2015042991A1 - 一种led背光驱动电路和液晶显示装置 - Google Patents

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黎飞
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深圳市华星光电技术有限公司
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Definitions

  • the present invention relates to the field of liquid crystal display, and more particularly to an LED backlight driving circuit and a liquid helium display device.
  • the liquid crystal display device includes a liquid crystal panel and a backlight module.
  • the existing backlight module generally uses LED as a backlight. Therefore, an LED backlight driving circuit is needed to adjust the brightness of the LED light bar.
  • the LED backlight driving circuit includes a driving chip.
  • a thermal protection circuit is extended outside the driving chip. As shown in Figure 1, the thermal protection circuit includes a comparator P, the comparator's non-inverting input is connected to a fixed reference voltage, and the inverting input is connected to the collector of a three-stage tube Q. The voltage between the collector and the gate is lowered under high temperature conditions.
  • the comparator When the voltage is lower than the reference voltage, the comparator outputs an over-temperature protection signal OTP to the driving chip 10, and the LED strip is controlled to be turned off, thereby realizing thermal protection of the driving chip. .
  • the existing thermal protection design is inflexible and has poor versatility.
  • the technical problem to be solved by the present invention is to provide an LED backlight driving circuit and a liquid crystal display device which are convenient in design and versatility.
  • An LED backlight driving circuit comprises an LED light bar, a voltage conversion module for driving the LED light bar, and a driving chip for controlling the voltage conversion module, wherein the driving chip comprises a temperature collecting module using a thermistor, and an adjustment coupled with the temperature collecting module a device, a voltage protection module coupled to the output of the voltage conversion module;
  • the thermistor controls the temperature collecting module to output a protection signal
  • the adjusting device controls the voltage conversion module output to exceed the overvoltage of the LED backlight driving circuit according to the protection signal. Protecting the driving voltage of the threshold, the voltage protection module starts an overvoltage protection mechanism.
  • the temperature collecting module includes a voltage dividing unit using a thermistor, and a comparator coupled to the voltage dividing unit;
  • the thermistor control voltage dividing unit When the temperature exceeds a preset threshold, the thermistor control voltage dividing unit outputs a corresponding protection voltage to the comparator, and the comparator outputs protection logic to the adjusting device.
  • the resistor divider is used to convert the temperature change into a voltage change, which is convenient for circuit acquisition.
  • the voltage dividing unit includes a first resistor, one end of the first resistor is coupled to a first reference voltage, and the other end is coupled to the first input end of the thermistor and the comparator, respectively; One end is connected in series with the first resistor, and the other end is coupled to the ground end of the LED backlight driving circuit; the second input end of the comparator is coupled to the second reference voltage.
  • the adjusting device includes a resistance module with adjustable resistance coupled to the temperature collecting module, and a control module of the control voltage conversion module coupled to the resistor module; the control end of the resistor module is coupled to the temperature collecting module;
  • the temperature collecting module When the temperature exceeds a preset threshold, the temperature collecting module outputs a protection signal, and the resistance value of the resistance module changes accordingly, and the control module controls the voltage conversion module to output a driving voltage that exceeds an overvoltage protection threshold of the LED backlight driving circuit.
  • the resistor module can flexibly adjust its output voltage to facilitate the control module to collect temperature data.
  • the resistor module includes a second resistor and a third resistor connected in series at the output end of the voltage conversion module and the ground, and a fourth resistor is disposed in parallel across the third resistor, and the fourth resistor is connected in series A control switch, the control end of the controllable switch being coupled to the temperature acquisition module.
  • This is a specific resistance module, which uses a controllable switch to control the input or exit of the parallel resistor to achieve the adjustment of the resistance.
  • the controllable switch can be a controllable semiconductor device such as a MOS transistor.
  • control module includes an operational amplifier, a frequency and duty ratio adjustment module coupled to the operational amplifier, a first input end of the operational amplifier coupled between the second resistor and the third resistor, and a second a third reference voltage coupled to the input terminal;
  • the controllable switch When the controllable switch is closed, the voltage at the first input of the operational amplifier drops, the frequency And the duty ratio adjustment module increases the output voltage of the voltage conversion module by adjusting one or both of the frequency and the duty ratio, so that the voltage conversion module outputs a driving voltage exceeding the overvoltage protection threshold of the LED backlight driving circuit.
  • This is a scheme that uses the frequency and duty cycle to adjust the output voltage of the voltage conversion module.
  • a fifth resistor and a sixth resistor are further connected in series between the output end of the voltage conversion module and the ground, and the voltage protection module is coupled between the fifth resistor and the sixth resistor.
  • the resistor divider is used to collect the voltage at the output, which is convenient for voltage protection module acquisition.
  • the voltage protection module turns off the voltage conversion module after starting the overvoltage protection mechanism. After turning off the voltage conversion module, the entire LED backlight is completely turned off, no longer generating heat, which is beneficial to accelerate the cooling.
  • the temperature collecting module includes a voltage dividing unit and a comparator coupled to the voltage dividing unit;
  • the voltage dividing unit includes a first resistor, and the first resistor is coupled to the first reference voltage at one end and coupled to the other end a positive temperature coefficient thermistor coupled to the first input of the comparator;
  • the thermistor is coupled in series with the first resistor, and the other end is coupled to the ground of the LED backlight drive circuit; a second reference voltage coupled to the second input terminal;
  • the adjusting device comprises a resistance module with adjustable resistance coupled to the temperature collecting module, and a control module of the control voltage conversion module coupled with the resistance module;
  • the resistor module includes a second resistor and a third resistor connected in series at the output end of the voltage conversion module and the ground, a fourth resistor is disposed in parallel across the third resistor, and the fourth resistor is connected in series with a controllable switch;
  • the controllable switch is coupled to an input of the comparator;
  • the control module includes an operational amplifier, a frequency and duty cycle adjustment module coupled to the operational amplifier, a first input of the operational amplifier coupled between the second and third resistors, and a second input coupled Have a third reference voltage;
  • a fifth resistor and a sixth resistor are further connected in series between the output end of the voltage conversion module and the ground, and the voltage protection module is coupled between the fifth resistor and the sixth resistor;
  • the controllable switch receives the protection signal. Passing the fourth resistor and the third resistor in parallel, under the voltage of the first input of the operational amplifier.
  • the falling, frequency, and duty cycle adjustment module detects a change in voltage from an output of the operational amplifier, and increases an output voltage of the voltage conversion module by adjusting one or both of a frequency and a duty ratio to make the sixth resistor.
  • the voltage exceeds the overvoltage protection threshold of the LED backlight driving circuit; the voltage protection module turns off the voltage conversion module after starting the overvoltage protection mechanism.
  • a liquid crystal display device comprising the LED backlight driving circuit of the present invention.
  • the resistance between the collector and the gate of the triode is only at a higher temperature threshold (generally around 150 degrees Celsius), which will trigger over-temperature protection, which increases the design difficulty, limited application range, and poor versatility. . Since the temperature threshold of the triode is high, and the temperature resistance of many components of the liquid crystal display device is lower than the temperature threshold, other components are damaged before the driver chip over-temperature protection, and even spontaneous combustion causes fire, endangering people and property. Safety.
  • the invention adopts a thermistor-based temperature acquisition module, and the thermistor changes with temperature, and the resistance variation range is much larger than the resistance variation range between the collector and the gate of the triode, so the invention can be based on the requirements of different panels. Select the corresponding thermistor resistance value, which is convenient for design and wider application range. In addition, after the thermistor is used, a lower temperature can be selected as the threshold, which is beneficial to protect other components from being damaged by high temperature, which is safer and more reliable. Furthermore, the present invention adopts a voltage protection module provided by the driving chip to realize the function of temperature protection, and greatly simplifies the temperature protection circuit, thereby providing a more convenient and flexible design solution for the developer, and the cost is also lower.
  • Figure 1 is a conventional over temperature protection circuit
  • Figure 2 is a temperature and voltage curve of the existing over-temperature protection using a triode
  • FIG. 3 is a schematic diagram of the principle of the LED backlight protection circuit of the present invention.
  • FIG. 4 is a schematic diagram of an LED backlight protection circuit in accordance with an embodiment of the present invention.
  • the present invention discloses a liquid crystal display device, and the liquid crystal display device includes an LED. Backlight drive circuit.
  • the LED backlight driving circuit 1 includes an LED light bar 50, a voltage conversion module 40 for driving the LED light bar, and a driving chip 10 for controlling the voltage conversion module.
  • the driving chip includes a temperature collecting module 20 using a thermistor, and is coupled with the temperature collecting module.
  • the adjusting device 30, the voltage protection module 60 coupled to the output of the voltage conversion module;
  • the thermistor controls the temperature collecting module to output a protection signal
  • the adjusting device controls the voltage conversion module to output a driving voltage exceeding the overvoltage protection threshold of the LED backlight driving circuit according to the protection signal
  • the voltage The protection module initiates an overvoltage protection mechanism.
  • the resistance between the collector and the gate of the triode is only at a higher temperature threshold (generally around 150 degrees Celsius), which will trigger over-temperature protection, which increases the design difficulty.
  • the scope of application is limited and the versatility is poor. Since the temperature threshold of the triode is high, and the temperature resistance of many components of the liquid crystal display device is lower than the temperature threshold, other components are damaged before the driver chip over-temperature protection, and even spontaneous combustion causes fire, endangering people and property. Safety.
  • the invention adopts a thermistor-based temperature acquisition module, and the thermistor changes with temperature, and the resistance variation range is much larger than the resistance variation range between the collector and the gate of the triode, so the invention can be based on the requirements of different panels. Select the corresponding thermistor resistance value, which is convenient for design and wider application range. In addition, after the thermistor is used, the lower temperature can be used as the threshold value, which is beneficial to protect other components from being damaged by high temperature, which is safer and more reliable. Furthermore, the invention adopts the voltage protection module provided by the driving chip to realize the temperature protection function, and greatly enlarges the temperature protection circuit, thereby providing a more convenient and flexible design scheme for the developer, and the cost is also lower.
  • the LED backlight driving circuit 1 includes an LED light bar 50, a voltage conversion module 40 for driving the LED light bar 50, and a driving chip 10 for controlling the voltage conversion module 40.
  • the driving chip 10 includes a thermistor VR1.
  • the temperature collecting module 20 includes a voltage dividing unit 21, and a comparator P1 coupled to the voltage dividing unit 21;
  • the voltage dividing unit 21 includes a first resistor R1, the first resistor R1 is coupled with a first reference voltage VCC, and the other end is coupled with a positive temperature coefficient thermistor VR1 and coupled to the first input of the comparator P1.
  • the second end of the comparator P1 is coupled to the second reference voltage Vref.
  • the resistor module 31 can flexibly adjust its output voltage to facilitate the control module 32 to collect temperature data.
  • the adjusting device 30 includes a resistor module 31 with an adjustable resistance coupled to the temperature collecting module 20, and a control module 32 of the control voltage converting module 40 coupled to the resistor module 31;
  • the resistor module 31 includes a second resistor R2 and a third resistor R3 connected in series at the output end of the voltage conversion module 40 and the ground.
  • the fourth resistor R4 is disposed in parallel across the third resistor R3.
  • the fourth resistor R4 is connected in parallel.
  • a controllable switch is connected in series; the controllable switch is coupled to the output of the comparator P1.
  • a controllable switch is used to control the input or exit of the shunt resistor to achieve resistance adjustment.
  • the controllable switch can be a controllable semiconductor device such as a MOS transistor.
  • the control module 32 includes an operational amplifier, a frequency and duty ratio adjustment module 33 coupled to the operational amplifier, and a first input terminal of the operational amplifier coupled between the second resistor R2 and the third resistor R3, The second input terminal is coupled with a third reference voltage Vref1.
  • a fifth resistor R5 and a sixth resistor R6 are further connected in series between the output end of the voltage conversion module 40 and the ground terminal, and the voltage protection module 60 is coupled between the fifth resistor R5 and the sixth resistor R6.
  • the voltage divider of the resistor is used to collect the voltage at the output, which is convenient for the voltage protection module 60 to collect.
  • the resistance of the thermistor VR1 decreases, and the magnitude relationship between the voltage of the thermistor VR1 terminal and the second reference voltage Vref is reversed, triggering the comparator P1 to output a protection signal, and the controllable switch receives
  • the protection signal is turned on
  • the fourth resistor R4 and the third resistor R3 are connected in parallel
  • the voltage of the first input terminal of the operational amplifier is decreased
  • the frequency and duty ratio adjusting module 33 detects the voltage fluctuation from the output end of the operational amplifier, and adjusts
  • the output voltage of the voltage conversion module 40 is increased by any one or both of the frequency and the duty ratio, so that the voltage of the sixth resistor R6 exceeds the overvoltage protection threshold of the LED backlight driving circuit 1; the voltage protection module 60 initiates an overvoltage
  • the voltage conversion module 40 is turned off after the protection mechanism.
  • the principle of the protection of the present invention is to add a positive temperature coefficient fixed value thermistor VR1 inside the IC (for example: a constant value at an ambient temperature of 25 degrees), and when the temperature is gradually increased, the value of the thermistor VR1 is increased, the comparator The voltage of the first input terminal of P1 is increased. When the voltage is greater than the voltage of the second reference voltage Vref of the second input terminal, the comparator P1 is inverted, and the controllable switch is turned on, so that the fourth resistor R4 and the third parallel are lowered.
  • thermistor VR1 for example: a constant value at an ambient temperature of 25 degrees
  • the voltage value of the first input terminal of the operational amplifier is compared with the value of the third reference voltage Vref1, and the comparison result is sent to the frequency and duty ratio adjustment module 33, and the frequency and duty ratio adjustment module 33 adjusts the voltage conversion module 40 to
  • the output voltage is raised/lowered, and the fifth resistor R5 and the sixth resistor R6 are used to detect whether the overvoltage/undervoltage protection threshold of the driving chip 10 is reached, and the overvoltage/undervoltage protection function of the voltage protection module 60 is implemented.
  • Temperature (OTP) protection is implemented.
  • the voltage value of the first resistor R1 is set to a value, and when the thermal protection corresponding to the thermistor VR1 is 70 degrees, the voltage value of the thermistor VR1 is b value (equal to the voltage value of the second reference voltage Vref), The value of the third reference voltage Vref1 is a C value.
  • the temperature of the driving chip 10 rises from the ambient temperature by 25 degrees, the resistance value of the thermistor VR1 becomes larger, and the voltage of the thermistor VR1 increases, when driving.
  • the voltage of the thermistor VR1 has changed from the value of a to the value of b.
  • the comparator P1 When the temperature continues to rise, the voltage of the thermistor VR1 continues to increase, and the voltage value is necessarily greater than the value of b. Then the comparator P1 will be reversed. After the comparator P1 is inverted, the controllable switch is turned on, so that the fourth resistor R4 and the third resistor R3 are connected in parallel, which will affect the voltage of the first input terminal of the operational amplifier, which inevitably makes The first input voltage of the operational amplifier is less than the c value, and the difference between the first input voltage and the c value of the operational amplifier is sent to the frequency adjustment and duty ratio adjustment module, and the output voltage of the control voltage conversion module 40 is increased.
  • the voltages of the fifth resistor R5 and the sixth resistor R6 are increased, and the increased voltage value is sent to the voltage protection module 60 module for overvoltage/undervoltage protection, so that the existing voltage protection of the driver chip 10 can be utilized.
  • the function achieves over temperature protection.
  • the resistance of the first resistor R1 is different, and the temperature value of the over-temperature protection corresponding to the protection is also different.
  • the operation principle is the same as above, so the present invention can flexibly and conveniently set the threshold of the over-temperature protection.

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Abstract

一种LED背光驱动电路，包括LED灯条（50）、驱动LED灯条的电压转换模块（40）、控制电压转换模块（40）的驱动芯片（10），驱动芯片（10）包括采用热敏电阻的温度采集模块（20）、与温度采集模块（20）耦合的调节装置（30）、与电压转换模块（40）输出端耦合的电压保护模块（60）。当温度超过预设的阈值时，热敏电阻控制温度采集模块（20）输出保护信号，调节装置（30）根据保护信号控制电压转换模块（40）输出超过LED背光驱动电路过压保护阈值的驱动电压，电压保护模块（60）启动过压保护机制。该LED背光驱动电路采用现有的电压保护模块（60）实现温度保护的功能，从而简化了温度保护电路。

Description

一种 LED背光驱动电路和液晶显示装置
【技术领域】
本发明涉及液晶显示领域， 更具体的说， 涉及一种 LED背光驱动电路和液 曰曰显示装置。
【背景技术】
液晶显示装置包括液晶面板和背光模组， 现有的背光模组一般采用 LED作 为背光源， 因此需要采用 LED背光驱动电路来调节 LED灯条的亮度。 LED背 光驱动电路包括驱动芯片， 当背光模组的温度过高时， 为了保护驱动芯片不被 高温损坏， 会在驱动芯片外部扩展一个热保护电路。 如图 1 所示， 热保护电路 包括一个比较器 P, 比较器的同向输入端连接有固定不变的基准电压，反向输入 端连接到一三级管 Q的集电极， 三级管的集电极和门极之间的电压在高温条件 下会降低， 当低于基准电压时， 比较器输出过温保护信号 OTP到驱动芯片 10, 控制 LED灯条关断， 从而实现驱动芯片的热保护。 现有的热保护设计不灵活， 通用性差。
【发明内容】
本发明所要解决的技术问题是提供一种方便设计、 通用性好的 LED背光驱 动电路和液晶显示装置。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
一种 LED背光驱动电路， 包括 LED灯条、驱动 LED灯条的电压转换模块、 控制电压转换模块的驱动芯片， 所述驱动芯片包括采用热敏电阻的温度采集模 块， 与温度采集模块耦合的调节装置， 与电压转换模块输出端耦合的电压保护 模块；
当温度超过预设的阈值时， 所述热敏电阻控制温度采集模块输出保护信号， 所述调节装置根据保护信号控制电压转换模块输出超过 LED背光驱动电路过压 保护阈值的驱动电压， 所述电压保护模块启动过压保护机制。
进一步的， 所述温度采集模块包括采用热敏电阻的分压单元， 与分压单元 耦合的比较器；
当温度超过预设的阈值时， 所述热敏电阻控制分压单元输出相应的保护电 压到比较器， 比较器输出保护逻辑到调节装置。 采用电阻分压， 将温度变化转 换成电压变化， 方便电路采集。
进一步的， 所述分压单元包括第一电阻， 所述第一电阻一端耦合有第一基 准电压， 另一端分别耦合到所述热敏电阻和比较器的第一输入端； 所述热敏电 阻一端跟第一电阻串接， 另一端耦合到 LED背光驱动电路的接地端； 所述比较 器的第二输入端耦合有第二基准电压。
进一步的， 所述调节装置包括与温度采集模块耦合的阻值可调的电阻模块， 与电阻模块耦合的控制电压转换模块的控制模块； 所述电阻模块的控制端耦合 到所述温度采集模块；
当温度超过预设的阈值时， 所述温度采集模块输出保护信号， 所述电阻模 块的阻值随之改变， 控制模块控制电压转换模块输出超过 LED背光驱动电路过 压保护阈值的驱动电压。 在电压一定的情况下， 电阻模块可以灵活调整其输出 电压， 方便控制模块采集温度数据。
进一步的， 所述电阻模块包括串接在电压转换模块输出端和接地端的第二 电阻和第三电阻， 所述第三电阻两端并联设置有第四电阻， 所述第四电阻串接 有可控开关， 所述可控开关的控制端耦合到所述温度采集模块。 此为一种具体 的电阻模块， 采用可控开关来控制并联电阻的投入或退出使用， 实现阻值的调 整。 可控开关可以采用 MOS管等可控半导体器件。
进一步的， 所述控制模块包括运算放大器、 与运算放大器耦合的频率和占 空比调节模块， 所述运算放大器的第一输入端耦合到所述第二电阻和第三电阻 之间， 其第二输入端耦合有第三基准电压；
当可控开关闭合时， 所述运算放大器的第一输入端的电压下降， 所述频率 和占空比调节模块通过调节频率、 占空比中的任意一种或两种增大电压转换模 块的输出电压， 使电压转换模块输出超过 LED背光驱动电路过压保护阈值的驱 动电压。 此为一种采用频率、 占空比来调整电压转换模块输出电压的方案。
进一步的， 所述电压转换模块的输出端和接地端之间还串接有第五电阻和 第六电阻， 所述电压保护模块耦合到所述第五电阻和第六电阻之间。 采用电阻 分压来采集输出端的电压， 方便电压保护模块采集。
进一步的， 所述电压保护模块启动过压保护机制后关断电压转换模块。 关 断电压转换模块后， 整个 LED背光完全关闭， 不再产生热量，有利于加速降温。
进一步的， 所述温度采集模块包括分压单元， 与分压单元耦合的比较器； 所述分压单元包括第一电阻， 所述第一电阻一端耦合有第一基准电压， 另一端 分别耦合有正温度系数的热敏电阻， 并耦合到比较器的第一输入端； 所述热敏 电阻一端跟第一电阻串接， 另一端耦合到 LED背光驱动电路的接地端； 所述比 较器的第二输入端耦合有第二基准电压；
所述调节装置包括与温度采集模块耦合的阻值可调的电阻模块， 与电阻模 块耦合的控制电压转换模块的控制模块；
所述电阻模块包括串接在电压转换模块输出端和接地端的第二电阻和第三 电阻， 所述第三电阻两端并联设置有第四电阻， 所述第四电阻串接有可控开关； 所述可控开关耦合到比较器的输入端；
所述控制模块包括运算放大器、 与运算放大器耦合的频率和占空比调节模 块， 所述运算放大器的第一输入端耦合到所述第二电阻和第三电阻之间， 其第 二输入端耦合有第三基准电压；
所述电压转换模块的输出端和接地端之间还串接有第五电阻和第六电阻， 所述电压保护模块耦合到所述第五电阻和第六电阻之间；
当温度超过预设的阈值时， 所述热敏电阻阻值下降， 热敏电阻端电压和第 二基准电压的大小关系反转， 触发比较器输出保护信号， 可控开关接收到保护 信号后导通， 将第四电阻和第三电阻并联， 运算放大器的第一输入端的电压下 降， 频率和占空比调节模块从运算放大器的输出端检测到电压的变动， 通过调 节频率、 占空比中的任意一种或两种增大电压转换模块的输出电压， 使第六电 阻的电压超过 LED背光驱动电路过压保护阈值； 所述电压保护模块启动过压保 护机制后关断电压转换模块。
一种液晶显示装置， 包括本发明所述的 LED背光驱动电路。
经研究， 三极管集电极和门极之间的阻值只有在温度较高的温度阈值 (一般在 150摄氏度左右）， 才会触发过温保护， 这就增加了设计难度， 应用范 围有限， 通用性差。 由于三极管的温度阈值较高， 而液晶显示装置的很多元器 件的耐温值低于温度阈值， 因此在驱动芯片过温保护之前， 其它元器件就已经 损坏， 甚至自燃导致火灾， 危及人身和财产安全。
本发明采用基于热敏电阻的温度采集模块， 热敏电阻随温度变化， 其阻值 变化范围远大于三极管集电极和门极之间的阻值变化范围， 因此本发明可以根 据不同面板的需求来选择对应的热敏电阻阻值， 方便设计、 应用范围也更广。 另外， 采用热敏电阻以后， 可以选用较低的温度作为阈值， 有利于保护其它元 器件不被高温损毁， 更安全、 更可靠。 再者， 本发明采用驱动芯片自带的电压 保护模块来实现温度保护的功能， 大幅筒化了温度保护的电路， 给开发人员提 供更便利、 更灵活的设计方案， 成本也更低。
【附图说明】
图 1是现有的过温保护电路；
图 2是现有采用三极管的过温保护的温度、 电压曲线；
图 3是本发明的 LED背光保护电路的原理示意图；
图 4是本发明实施例 LED背光保护电路的示意图。
【具体实施方式】
如图 3 所示， 本发明公开一种液晶显示装置， 液晶显示装置包括一种 LED 背光驱动电路。 LED背光驱动电路 1包括 LED灯条 50、 驱动 LED灯条的电压 转换模块 40、 控制电压转换模块的驱动芯片 10, 所述驱动芯片包括采用热敏电 阻的温度采集模块 20, 与温度采集模块耦合的调节装置 30, 与电压转换模块输 出端耦合的电压保护模块 60;
当温度超过预设的阈值时， 所述热敏电阻控制温度采集模块输出保护信号， 所述调节装置根据保护信号控制电压转换模块输出超过 LED背光驱动电路过压 保护阈值的驱动电压， 所述电压保护模块启动过压保护机制。
经研究， 如图 2所示， 三极管集电极和门极之间的阻值只有在温度较高的温 度阈值（一般在 150摄氏度左右）， 才会触发过温保护， 这就增加了设计难度， 应用范围有限， 通用性差。 由于三极管的温度阈值较高， 而液晶显示装置的很 多元器件的耐温值低于温度阈值， 因此在驱动芯片过温保护之前， 其它元器件 就已经损坏， 甚至自燃导致火灾， 危及人身和财产安全。
本发明采用基于热敏电阻的温度采集模块， 热敏电阻随温度变化， 其阻值变 化范围远大于三极管集电极和门极之间的阻值变化范围， 因此本发明可以根据 不同面板的需求来选择对应的热敏电阻阻值， 方便设计、 应用范围也更广。 另 外， 采用热敏电阻以后， 可以选用较低的温度作为阈值， 有利于保护其它元器 件不被高温损毁， 更安全、 更可靠。 再者， 本发明采用驱动芯片自带的电压保 护模块来实现温度保护的功能， 大幅筒化了温度保护的电路， 给开发人员提供 更便利、 更灵活的设计方案， 成本也更低。 下面结合附图和较佳的实施例对本发明作进一步说明。
如图 4所示， LED背光驱动电路 1包括 LED灯条 50、 驱动 LED灯条 50的 电压转换模块 40、 控制电压转换模块 40的驱动芯片 10, 所述驱动芯片 10包括 采用热敏电阻 VR1的温度采集模块 20,与温度采集模块 20耦合的调节装置 30, 与电压转换模块 40输出端耦合的电压保护模块 60。
温度采集模块 20包括分压单元 21 , 与分压单元 21耦合的比较器 P1 ; 所述 分压单元 21包括第一电阻 R1 ,所述第一电阻 R1—端耦合有第一基准电压 VCC , 另一端分别耦合有正温度系数的热敏电阻 VR1 ,并耦合到比较器 P1的第一输入 端； 所述热敏电阻 VR1—端跟第一电阻 R1串接， 另一端耦合到 LED背光驱动 电路 1的接地端； 所述比较器 P1的第二输入端耦合有第二基准电压 Vref。 在电 压一定的情况下， 电阻模块 31可以灵活调整其输出电压， 方便控制模块 32采 集温度数据。
所述调节装置 30包括与温度采集模块 20耦合的阻值可调的电阻模块 31 ,与 电阻模块 31耦合的控制电压转换模块 40的控制模块 32;
所述电阻模块 31 包括串接在电压转换模块 40输出端和接地端的第二电阻 R2和第三电阻 R3,所述第三电阻 R3两端并联设置有第四电阻 R4,所述第四电 阻 R4串接有可控开关； 所述可控开关耦合到比较器 P1的输出端。 采用可控开 关来控制并联电阻的投入或退出使用，实现阻值的调整。可控开关可以采用 MOS 管等可控半导体器件。
所述控制模块 32 包括运算放大器、 与运算放大器耦合的频率和占空比调节 模块 33, 所述运算放大器的第一输入端耦合到所述第二电阻 R2和第三电阻 R3 之间， 其第二输入端耦合有第三基准电压 Vrefl。
所述电压转换模块 40的输出端和接地端之间还串接有第五电阻 R5和第六电 阻 R6, 所述电压保护模块 60耦合到所述第五电阻 R5和第六电阻 R6之间。 采 用电阻分压来采集输出端的电压， 方便电压保护模块 60采集。
当温度超过预设的阈值时， 所述热敏电阻 VR1阻值下降， 热敏电阻 VR1端 电压和第二基准电压 Vref的大小关系反转，触发比较器 P1输出保护信号， 可控 开关接收到保护信号后导通， 将第四电阻 R4和第三电阻 R3并联， 运算放大器 的第一输入端的电压下降， 频率和占空比调节模块 33从运算放大器的输出端检 测到电压的变动， 通过调节频率、 占空比中的任意一种或两种增大电压转换模 块 40的输出电压，使第六电阻 R6的电压超过 LED背光驱动电路 1过压保护阈 值； 所述电压保护模块 60启动过压保护机制后关断电压转换模块 40。 本发明的保护的原理为在 IC内部加入正温度系数定值热敏电阻 VR1 (比如： 在环境温度 25度下为定值）， 当温度逐渐升高， 热敏电阻 VR1的值增加， 比较 器 P1的第一输入端的电压就会增加， 当该电压大于第二输入端的第二基准电压 Vref的电压时， 比较器 P1反转， 打开可控开关， 使第四电阻 R4和第三并联， 降低运算放大器第一输入端的电压值， 并和第三基准电压 Vrefl的值比较，把比 较结果送入频率和占空比调节模块 33,频率和占空比调节模块 33调整电压转换 模块 40,使其输出电压升高 /降低，通过第五电阻 R5和第六电阻 R6去侦测是否 达到驱动芯片 10的过压 /欠压保护阈值， 通过电压保护模块 60的过压 /欠压保护 功能来实现过温（OTP )保护。
例如： 口设置第一电阻 R1的电压值为 a值， 热敏电阻 VR1对应的热保护 为 70度时，热敏电阻 VR1的电压值为 b值（等于第二基准电压 Vref的电压值）， 第三基准电压 Vrefl的值为 C值， 当驱动芯片 10的温度从环境温度 25度升高 时， 热敏电阻 VR1的阻值变大， 那么热敏电阻 VR1的电压就会增大， 当驱动芯 片 10的温度升高到 70度时， 热敏电阻 VR1的电压已经从 a值变换到 b值， 当 温度继续升高那么热敏电阻 VR1的电压继续增大， 电压值必然会大于 b值， 那 么比较器 P1就会反转， 比较器 P1反转后， 可控开关导通， 使第四电阻 R4和第 三电阻 R3并联， 这样将会影响到运算放大器的第一输入端电压， 必然使运算放 大器的第一输入端电压小于 c值，运算放大器的第一输入端电压和 c值的差值送 到频率调整和占空比调节模块， 控制电压转换模块 40的输出电压增加， 那么第 五电阻 R5和第六电阻 R6的电压就会增加， 并把增加的电压值送到电压保护模 块 60模块， 进行过压 /欠压保护， 这样就可以利用驱动芯片 10现有的电压保护 功能实现过温保护了。 选用第一电阻 R1阻值不同， 其对应保护的过温保护的温 度值也不同， 动作原理如上一样， 因此本发明能灵活、 方便的设置过温保护的 阈值。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明， 不能 认定本发明的具体实施只局限于这些说明。 对于本发明所属技术领域的普通技 术人员来说， 在不脱离本发明构思的前提下， 还可以做出若干筒单推演或替换, 都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims

权利要求
1. 一种 LED背光驱动电路， 包括 LED灯条、 驱动 LED灯条的电压转换模 块、 控制电压转换模块的驱动芯片， 所述驱动芯片包括采用热敏电阻的温度采 集模块， 与温度采集模块耦合的调节装置， 与电压转换模块输出端耦合的电压 保护模块；
当温度超过预设的阈值时， 所述热敏电阻控制温度采集模块输出保护信号， 所述调节装置根据保护信号控制电压转换模块输出超过 LED背光驱动电路过压 保护阈值的驱动电压， 所述电压保护模块启动过压保护机制。
2. 如权利要求 1所述的 LED背光驱动电路， 其中， 所述温度采集模块包括 采用热敏电阻的分压单元， 与分压单元耦合的比较器；
当温度超过预设的阈值时， 所述热敏电阻控制分压单元输出相应的保护电 压到比较器， 比较器输出保护逻辑到调节装置。
3. 如权利要求 2所述的 LED背光驱动电路， 其中， 所述分压单元包括第一 电阻， 所述第一电阻一端耦合有第一基准电压， 另一端分别耦合到所述热敏电 阻和比较器的第一输入端； 所述热敏电阻一端跟第一电阻串接， 另一端耦合到 LED背光驱动电路的接地端； 所述比较器的第二输入端耦合有第二基准电压。
4. 如权利要求 1所述的 LED背光驱动电路， 其中， 所述调节装置包括与温 度采集模块耦合的阻值可调的电阻模块， 与电阻模块耦合的控制电压转换模块 的控制模块； 所述电阻模块的控制端耦合到所述温度采集模块；
当温度超过预设的阈值时， 所述温度采集模块输出保护信号， 所述电阻模 块的阻值随之改变， 控制模块控制电压转换模块输出超过 LED背光驱动电路过 压保护阈值的驱动电压。
5. 如权利要求 4所述的 LED背光驱动电路， 其中， 所述电阻模块包括串接 在电压转换模块输出端和接地端的第二电阻和第三电阻， 所述第三电阻两端并 联设置有第四电阻， 所述第四电阻串接有可控开关， 所述可控开关的控制端耦 合到所述温度采集模块。
6. 如权利要求 5所述的 LED背光驱动电路， 其中， 所述控制模块包括运算 放大器、 与运算放大器耦合的频率和占空比调节模块， 所述运算放大器的第一 输入端耦合到所述第二电阻和第三电阻之间， 其第二输入端耦合有第三基准电 压；
当可控开关闭合时， 所述运算放大器的第一输入端的电压下降， 所述频率 和占空比调节模块通过调节频率、 占空比中的任意一种或两种增大电压转换模 块的输出电压， 使电压转换模块输出超过 LED背光驱动电路过压保护阈值的驱 动电压。
7. 如权利要求 1所述的 LED背光驱动电路， 其中， 所述电压转换模块的输 出端和接地端之间还串接有第五电阻和第六电阻， 所述电压保护模块耦合到所 述第五电阻和第六电阻之间。
8. 如权利要求 1所述的 LED背光驱动电路， 其中， 所述电压保护模块启动 过压保护机制后关断电压转换模块。
9. 如权利要求 1所述的 LED背光驱动电路， 其中， 所述温度采集模块包括 分压单元， 与分压单元耦合的比较器； 所述分压单元包括第一电阻， 所述第一 电阻一端耦合有第一基准电压， 另一端分别耦合有正温度系数的热敏电阻， 并 耦合到比较器的第一输入端； 所述热敏电阻一端跟第一电阻串接， 另一端耦合 到 LED背光驱动电路的接地端；所述比较器的第二输入端耦合有第二基准电压； 所述调节装置包括与温度采集模块耦合的阻值可调的电阻模块， 与电阻模 块耦合的控制电压转换模块的控制模块；
所述电阻模块包括串接在电压转换模块输出端和接地端的第二电阻和第三 电阻， 所述第三电阻两端并联设置有第四电阻， 所述第四电阻串接有可控开关； 所述可控开关耦合到比较器的输入端；
所述控制模块包括运算放大器、 与运算放大器耦合的频率和占空比调节模 块， 所述运算放大器的第一输入端耦合到所述第二电阻和第三电阻之间， 其第 二输入端耦合有第三基准电压；
所述电压转换模块的输出端和接地端之间还串接有第五电阻和第六电阻， 所述电压保护模块耦合到所述第五电阻和第六电阻之间；
当温度超过预设的阈值时， 所述热敏电阻阻值下降， 热敏电阻端电压和第 二基准电压的大小关系反转， 触发比较器输出保护信号， 可控开关接收到保护 信号后导通， 将第四电阻和第三电阻并联， 运算放大器的第一输入端的电压下 降， 频率和占空比调节模块从运算放大器的输出端检测到电压的变动， 通过调 节频率、 占空比中的任意一种或两种增大电压转换模块的输出电压， 使第六电 阻的电压超过 LED背光驱动电路过压保护阈值； 所述电压保护模块启动过压保 护机制后关断电压转换模块。
10. 一种液晶显示装置， 包括 LED背光驱动电路； 所述 LED背光驱动电路 包括 LED灯条、驱动 LED灯条的电压转换模块、控制电压转换模块的驱动芯片， 所述驱动芯片包括采用热敏电阻的温度采集模块， 与温度采集模块耦合的调节 装置， 与电压转换模块输出端耦合的电压保护模块；
当温度超过预设的阈值时， 所述热敏电阻控制温度采集模块输出保护信号， 所述调节装置根据保护信号控制电压转换模块输出超过 LED背光驱动电路过压 保护阈值的驱动电压， 所述电压保护模块启动过压保护机制。
11. 如权利要求 10所述的液晶显示装置， 其中， 所述温度采集模块包括采 用热敏电阻的分压单元， 与分压单元耦合的比较器；
当温度超过预设的阈值时， 所述热敏电阻控制分压单元输出相应的保护电 压到比较器， 比较器输出保护逻辑到调节装置。
12. 如权利要求 11所述的液晶显示装置， 其中， 所述分压单元包括第一电 阻， 所述第一电阻一端耦合有第一基准电压， 另一端分别耦合到所述热敏电阻 和比较器的第一输入端；所述热敏电阻一端跟第一电阻串接，另一端耦合到 LED 背光驱动电路的接地端； 所述比较器的第二输入端耦合有第二基准电压。
13. 如权利要求 10所述的液晶显示装置， 其中， 所述调节装置包括与温度 采集模块耦合的阻值可调的电阻模块， 与电阻模块耦合的控制电压转换模块的 控制模块； 所述电阻模块的控制端耦合到所述温度采集模块；
当温度超过预设的阈值时， 所述温度采集模块输出保护信号， 所述电阻模 块的阻值随之改变， 控制模块控制电压转换模块输出超过 LED背光驱动电路过 压保护阈值的驱动电压。
14. 如权利要求 13所述的液晶显示装置， 其中， 所述电阻模块包括串接在 电压转换模块输出端和接地端的第二电阻和第三电阻， 所述第三电阻两端并联 设置有第四电阻， 所述第四电阻串接有可控开关， 所述可控开关的控制端耦合 到所述温度采集模块。
15. 如权利要求 14所述的液晶显示装置， 其中， 所述控制模块包括运算放 大器、 与运算放大器耦合的频率和占空比调节模块， 所述运算放大器的第一输 入端耦合到所述第二电阻和第三电阻之间， 其第二输入端耦合有第三基准电压； 当可控开关闭合时， 所述运算放大器的第一输入端的电压下降， 所述频率 和占空比调节模块通过调节频率、 占空比中的任意一种或两种增大电压转换模 块的输出电压， 使电压转换模块输出超过 LED背光驱动电路过压保护阈值的驱 动电压。
16. 如权利要求 10所述的液晶显示装置， 其中， 所述电压转换模块的输出 端和接地端之间还串接有第五电阻和第六电阻， 所述电压保护模块耦合到所述 第五电阻和第六电阻之间。
17. 如权利要求 10所述的液晶显示装置， 其中， 所述电压保护模块启动过 压保护机制后关断电压转换模块。
18. 如权利要求 10所述的液晶显示装置， 其中， 所述温度采集模块包括分 压单元， 与分压单元耦合的比较器； 所述分压单元包括第一电阻， 所述第一电 阻一端耦合有第一基准电压， 另一端分别耦合有正温度系数的热敏电阻， 并耦 合到比较器的第一输入端； 所述热敏电阻一端跟第一电阻串接， 另一端耦合到 LED背光驱动电路的接地端； 所述比较器的第二输入端耦合有第二基准电压； 所述调节装置包括与温度采集模块耦合的阻值可调的电阻模块， 与电阻模 块耦合的控制电压转换模块的控制模块；
所述电阻模块包括串接在电压转换模块输出端和接地端的第二电阻和第三 电阻， 所述第三电阻两端并联设置有第四电阻， 所述第四电阻串接有可控开关； 所述可控开关耦合到比较器的输入端；
所述控制模块包括运算放大器、 与运算放大器耦合的频率和占空比调节模 块， 所述运算放大器的第一输入端耦合到所述第二电阻和第三电阻之间， 其第 二输入端耦合有第三基准电压；
所述电压转换模块的输出端和接地端之间还串接有第五电阻和第六电阻， 所述电压保护模块耦合到所述第五电阻和第六电阻之间；
当温度超过预设的阈值时， 所述热敏电阻阻值下降， 热敏电阻端电压和第 二基准电压的大小关系反转， 触发比较器输出保护信号， 可控开关接收到保护 信号后导通， 将第四电阻和第三电阻并联， 运算放大器的第一输入端的电压下 降， 频率和占空比调节模块从运算放大器的输出端检测到电压的变动， 通过调 节频率、 占空比中的任意一种或两种增大电压转换模块的输出电压， 使第六电 阻的电压超过 LED背光驱动电路过压保护阈值； 所述电压保护模块启动过压保 护机制后关断电压转换模块。
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