专利名称：一种led驱动电路及具有所述电路的电视机的制作方法
技术领域：
本实用新型属于背光驱动控制技术领域，具体地说，是涉及一种用于驱动LED 背光灯管点亮且实现调光控制的LED驱动电路以及采用所述LED驱动电路设计的平板电 视机。
背景技术：
对于目前的平板电视产品来说，其显示方式主要有LCD、PDP, OLED等。无 论采用哪种显示方式，通常都是选用LED作为背光灯管来控制显示屏的显示亮度。在目前的LED背光灯管驱动电路设计中，都是采用专用LED驱动芯片配合两个 MOS管来组建硬件电路。通过电视机主芯片输出的调光控制信号以独立信号的方式输入 到LED驱动芯片中，进而通过驱动芯片生成两路控制信号，一路输出至上MOS管，用于 控制上MOS管的通断时序，进而控制升压电路产生用于驱动LED背光灯管点亮的工作电 压，施加到LED背光灯管的阳极；另一路输出至下MOS管，下MOS管连接LED背光 灯管的阴极，通过控制下MOS管的通断时序，来改变背光亮度，以达到调光的目的。采用这种传统的驱动电路设计方式，一方面需要使用专用的LED驱动芯片进 行电路设计，造成硬件电路成本高，影响电视产品的市场竞争力；另一方面，需要占用 LED驱动芯片的两路引脚来分别输出用于驱动上、下MOS管通断的控制信号，由此造成 LED驱动芯片的接口资源紧张，不利于整体电路设计；此外，由于用于为LED驱动芯片 提供工作电压的启动电源直接与驱动芯片的供电引脚连接，当启动电源不稳定时，会对 驱动芯片的正常工作造成影响，从而使得显示屏的调光效果受到影响。
实用新型内容本实用新型的目的在于提供一种采用普通电源芯片设计的LED驱动电路，在不 使用专用LED驱动芯片的基础上，实现调光控制，降低硬件成本。为了解决上述技术问题，本实用新型采用以下技术方案予以实现一种LED驱动电路，包括用于控制升压电路产生LED所需供电电源的上MOS 管和用于调光的下MOS管，所述上、下MOS管的栅极接收一电源芯片输出的控制信 号，所述电源芯片的工作频率设置引脚通过频率调节电容接地，在所述频率调节电容的 两端并联第一开关电路的开关通路，所述第一开关电路的控制端接收调光控制信号。进一步的，所述调光控制信号由主处理器输出，比如由电视机中的主芯片输 出，所述电源芯片输出的控制信号的频率等于所述调光控制信号的频率。又进一步的，在所述第一开关电路中包括两个开关元件、一个二极管和第一储 能电容，所述第一开关元件的控制端接收调光控制信号，开关通路连接在第二开关元件 的控制端与地之间；所述第二开关元件的开关通路并联在所述频率调节电容的两端，第 二开关元件的控制端同时与第一储能电容的正极和二极管的阴极相连接，所述二极管的 阳极接收调光控制信号。[0010]其中，所述的两个开关元件可以采用NPN型三极管、场效应管或者可控硅等。为了在实现调光控制的同时，减少对驱动芯片引脚的使用数量，以方便电路设 计，利用所述电源芯片的其中一路输出引脚输出所述的控制信号，所述输出引脚一方面 连接上MOS管的栅极，另一方面连接一开关二极管的阳极，所述开关二极管的阴极连接 下MOS管的栅极，并通过第二储能电容接地。再进一步的，在所述第二储能电容的两端并联有泄放电阻。优选的，所述电源芯片为AC-DC电源转换芯片。为了提高对电源芯片供电的稳定性，在所述电源芯片的供电引脚连接有供电电 源控制电路，包括两个NPN型三极管和一个PNP型三极管；其中，第一 NPN型三极管 的基极接收供电开关信号，发射极接地，集电极连接PNP型三极管的基极；所述PNP型 三极管的发射极和集电极与至少两个分压电阻以及第一直流电源组成分压网络，其分压 节点同时与第二NPN型三极管的基极以及第三储能电容的正极相连接；所述第二NPN型 三极管的集电极连接第二直流电源，发射极连接电源芯片的供电引脚。进一步的，所述分压网络的分压节点处的电压等于电源芯片所需的启动电压与 第二 NPN型三极管的基极-发射极电压之和，在电源芯片启动时，为电源芯片提供启动 电压；所述第二直流电源的幅值等于电源芯片所需的工作电压与NPN型三极管的导通 压降之和，在电源芯片启动结束后，转由第二直流电源为电源芯片提供其所需的工作电 压。基于上述LED驱动电路结构，本实用新型又提供了一种采用所述LED驱动电路 设计的电视机，通过采用普通电源芯片代替LED专用芯片生成用于驱动上、下MOS管通 断的控制信号，进而达到降低硬件电路成本的设计目的。其中，所述上、下MOS管用于 控制升压电路产生LED所需的供电电源，所述上、下MOS管的栅极接收所述电源芯片输 出的控制信号，所述电源芯片的工作频率设置引脚通过频率调节电容接地，在所述频率 调节电容的两端并联第一开关电路的开关通路，所述第一开关电路的控制端接收调光控 制信号。与现有技术相比，本实用新型的优点和积极效果是本实用新型采用普通电源 芯片代替专用的LED驱动芯片设计LED驱动电路，产生用于驱动上MOS管和下MOS管 通断的控制信号，进而实现对LED背光灯管的调光控制，由此可以降低硬件电路成本， 提升产品的市场竞争力。与此同时，通过利用电源芯片的其中一路输出引脚同时控制两 个MOS管通断，从而减少了对电源芯片引脚的需求数量，在某些特定的应用场合，可以 使用更简单的电源芯片进行电路设计，从而可以进一步降低整机成本。此外，通过在电 源芯片的供电引脚设计供电电源控制电路，可以保证输出到电源芯片的供电电压稳定， 进而达到提高系统稳定性的设计目的。结合附图阅读本实用新型实施方式的详细描述后，本实用新型的其他特点和优 点将变得更加清楚。
图1是本实用新型所提出的LED驱动电路的一种实施例的电路原理图；图2是为图1所示驱动芯片提供供电电压的电源控制电路的一种实施例的电路原理图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的具体实施方式
作进一步详细地说明。本实用新型的LED驱动电路为了达到降低硬件成本的设计目的，提出了一种借 助普通电源芯片来控制上、下MOS管通断，进而实现调光控制的设计思路。具体来讲， 可以将用于控制升压电路产生LED所需供电电源的上MOS管和下MOS管的栅极连接到 电源芯片的控制信号的输出引脚上；电源芯片的工作频率设置引脚在正常连接用于改变 其工作频率的频率调节电容的基础上，进一步设计了一个开关电路(以下称第一开关电 路)。将所述第一开关电路的开关通路并联在频率调节电容的两端，控制端接收调光控 制信号，利用调光控制信号控制其导通或者截止。当第一开关电路受控导通时，其开关 通路将频率调节电容短接，即电源芯片的工作频率设置引脚接地，此时电源芯片停止工 作，输出低电平的控制信号，从而使上、下MOS管均处于截止状态，以控制LED熄灭。 而当第一开关电路受控截止时，电源芯片的工作频率设置引脚正常连接频率调节电容， 此时电源芯片进入正常工作状态，输出高电平的控制信号控制上、下MOS管导通，进而 点亮LED灯管。由此，通过利用调光控制信号来控制电源芯片的工作时序，使电源芯片 输出的控制信号的频率与主处理器发出的调光控制信号的频率相同，由此便可间接地实 现对LED灯管亮度的有效调节。下面以平板电视机为例，通过一个具体的实施例来详细阐述所述LED驱动电路
的具体组建结构及其工作原理。实施例一，本实施例以平板电视机显示屏中的LED背光灯管为例进行说明，参 见图1所示。其中，V3为上MOS管；V4为下MOS管；Ul为电源芯片，比如可以采 用AC-DC电源转换芯片进行LED驱动电路的具体设计。其中，电源芯片Ul的2脚为工 作频率设置引脚，通过频率调节电容C2接地；5脚为输出引脚，输出控制信号控制上、 下MOS管V3、V4的通断。所述控制信号的频率与通过电视机主芯片输出的调光控制信 号PWM的频率相同。在本实施例中，连接在电源芯片Ul的工作频率设置引脚2上的第一开关电路可 以采用两个开关元件VI、V2和一个二极管Dl以及第一储能电容Cl构建形成，如图1所 示。本实施例以NPN型三极管作为所述的开关元件为例进行说明。通过电视机主芯片 输出的调光控制信号PWM —方面通过由电阻Rl、R2组成的电阻分压网络连接NPN型 三极管Vl的基极；另一方面连接二极管Dl的阳极。所述二极管Dl的阴极通过第一储 能电容Cl接地，并通过限流电阻R3连接NPN型三极管V2的基极。所述NPN型三极 管Vl的发射极接地，集电极连接三极管V2的基极。将所述三极管V2的集电极和发射 极并联在频率调节电容C2的两端，通过控制三极管V2的通断状态，控制电源芯片Ul的 2脚是否接地，进而改变电源芯片Ul的工作状态，实现控制其控制信号输出的目的。其工作原理是当通过主芯片输出的调光控制信号PWM为高电平时，三极管 Vl饱和导通，拉低三极管V2的基极电位，使三极管V2处于截止状态。此时，电源芯片 Ul的2脚连接频率调节电容C2，进入正常工作状态，通过其输出引脚5输出控制信号。 与此同时，第一储能电容Cl充电蓄能。[0027]当调光控制信号TW转为低电平时，三极管Vl截止，通过第一储能电容Cl输 出的电荷控制三极管V2进入饱和导通状态，进而使电源芯片Ul的2脚接地，电源芯片 Ul停止工作，进入保护状态，不再输出PWM信号，进而控制LED背光灯管熄灭。当然，所述开关元件VI、V2也可以采用除NPN型三极管以外的其它具有开关 作用的元器件进行电路设计，比如场效应管或者可控硅等，只要仿照图1所示将第一开 关元件Vl的控制端连接调光控制信号PWM，开关通路串联在第二开关元件V2的控制端 与地之间，并将第二开关元件V2的开关通路并联在频率调节电容C2的两端即可，本实 施例并不仅限于以上举例。本实施例在电源芯片Ul的输出引脚5上同时连接上、下两路MOS管V3、V4， 如图1所示。其中，上MOS管V3的栅极通过限流电阻R4直接连接电源芯片Ul的输出 引脚5，下MOS管V4的栅极通过由开关二极管D2和第二储能电容C3组成的波形整形 电路连接电源芯片Ul的输出引脚5。具体来讲，电源芯片Ul的输出引脚5通过限流电 阻R5连接开关二极管D2的阳极，开关二极管D2的阴极分别与下MOS管V4的栅极以 及第二储能电容C3的正极相连接。所述第二储能电容C3的负极接地，在所述第二储能 电容C3的两端还可以进一步并联泄放电阻R6。当电源芯片Ul进入正常工作状态后，输出的控制信号为高电平，一方面控制上 MOS管V3导通，进而驱动与上MOS管V3的漏极相连接的升压电路工作，产生LED背 光灯管所需的供电电源，输出至LED背光灯管的阳极；另一方面，经由开关二极管D2 和第二储能电容C3进行波形整形后，生成与施加到上MOS管V 3的栅极相同频率和相 位的驱动信号，只是其波形的下降沿变缓(由于第二储能电容C3的放电作用)，通过调 节第二储能电容C3的容量，以控制下MOS管V4的GS电压的放电时间，进而可以实现 在电源芯片Ul的工作期间，下MOS管V4维持在导通状态，即下MOS管V4的开关频 率与调光控制信号PWM的频率相同。这样一来，便可以控制LED背光灯管在电源芯片 Ul工作期间点亮，电源芯片Ul停止工作期间熄灭，从而实现背光亮度的准确调节。为了提高电源芯片Ul工作的稳定性，本实施例还进一步在电源芯片Ul的供 电引脚VCC上设计了供电电源控制电路，以提供电源芯片Ul所需的启动电压和工作电 压。如图2所示，所述供电电源控制电路优选采用两个NPN型三极管V5、V7和一个 PNP型三极管V6共同组建。其中，将第一 NPN型三极管V5的基极通过电阻R7接收主 芯片输出的供电开关信号SW，发射极接地，集电极通过限流电阻R8连接PNP型三极管 V6的基极。将所述PNP型三极管V6的发射极和集电极与至少两个分压电阻串联组成电 阻分压网络，并将电阻分压网络的一端连接第一直流电源，比如+80V的直流电源，另一 端接地，进而利用其分压节点输出用于控制第二NPN型三极管V7通断的驱动电压，并对 第三储能电容C4进行充电控制。在本实施例中，所述分压电阻可以采用三颗电阻R9、RIO、Rll进行电路设 计，如图2所示，PNP型三极管V6的发射极通过串联的分压电阻R9、RlO连接第一直 流电源+80V，集电极通过分压电阻Rll接地，并同时连接第三储能电容C4的正极以及 第二 NPN型三极管V7的基极。所述第二 NPN型三极管V7的集电极通过二极管D3连 接第二直流电源，比如+12V的直流电源，发射极连接电源芯片Ul的供电引脚VCC，并 通过滤波电容C5接地。[0033]其工作原理是当主芯片输出的供电开关信号SW为低电平时，三极管V5、 V6、V7截止，此时电源芯片Ul的供电引脚VCC为低电平，电源芯片Ul不工作。而 当供电开关信号SW为高电平时，三极管V5饱和导通，拉低PNP型三极管V6的基极电 压，使PNP型三极管V6饱和导通。此时，第一直流电源+80V在分压电阻R9、R10、 Rll的分压作用下，通过其分压节点输出的驱动电压控制三极管V7饱和导通，从而使第 二直流电源+12V可以向电源芯片Ul的供电引脚VCC提供其所需的工作电压。在本实施例中，由于第三储能电容C4的存在，可以使电源芯片Ul的供电引 脚VCC上的电压超过工作电压，以提供电源芯片Ul开机运行时所需的启动电压，比如 +17V的直流电压，从而控制电源芯片Ul正常启动运行。要实现该目的，需要分压网络 的分压节点处输出的驱动电压幅值应至少等于电源芯片Ul所需的启动电压与NPN型三极 管V7的基极-发射极电压Vbe之和。在电源芯片Ul启动结束，进入正常运行模式后， 通过第二直流电源向电源芯片Ul提供其所需的工作电压。所述第二电源的幅值应等于电 源芯片Ul所需的工作电压与NPN型三极管V7的导通压降之和。由此一来，通过对电 源芯片Ul的供电电压加以控制，可以避免启动电压的不稳定给系统带来的影响。当启 动电压有波动的时候，只要能达到一个相对很小的预设值，就可以使电源芯片Ul正常工 作。本实用新型的LED驱动电路设计简单，成本低廉，尤其适合在电视机、液晶电 脑等价格竞争相对激烈的家电产品中推广应用。当然，上述说明并非是对本实用新型的限制，本实用新型也并不仅限于上述举 例，本技术领域的普通技术人员在本实用新型的实质范围内所做出的变化、改型、添加 或替换，也应属于本实用新型的保护范围。
权利要求1.一种LED驱动电路，包括用于控制升压电路产生LED所需供电电源的上MOS管和 下MOS管，其特征在于所述上、下MOS管的栅极接收一电源芯片输出的控制信号， 所述电源芯片的工作频率设置引脚通过频率调节电容接地，在所述频率调节电容的两端 并联第一开关电路的开关通路，所述第一开关电路的控制端接收调光控制信号。
2.根据权利要求1所述的LED驱动电路，其特征在于所述调光控制信号由主处理 器输出，所述电源芯片输出的控制信号的频率等于所述调光控制信号的频率。
3.根据权利要求1所述的LED驱动电路，其特征在于在所述第一开关电路中包括 两个开关元件、一个二极管和第一储能电容，所述第一开关元件的控制端接收调光控制 信号，开关通路连接在第二开关元件的控制端与地之间；所述第二开关元件的开关通路 并联在所述频率调节电容的两端，第二开关元件的控制端同时与第一储能电容的正极和 二极管的阴极相连接，所述二极管的阳极接收调光控制信号。
4.根据权利要求3所述的LED驱动电路，其特征在于所述的两个开关元件为NPN 型三极管、场效应管或者可控硅。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的LED驱动电路，其特征在于所述电源芯片 通过其一路输出引脚输出所述的控制信号，所述输出引脚一方面连接上MOS管的栅极， 另一方面连接一开关二极管的阳极，所述开关二极管的阴极连接下MOS管的栅极，并通 过第二储能电容接地。
6.根据权利要求5所述的LED驱动电路，其特征在于在所述第二储能电容的两端 并联有泄放电阻。
7.根据权利要求5所述的LED驱动电路，其特征在于所述电源芯片为AC-DC电 源转换芯片。
8.根据权利要求5所述的LED驱动电路，其特征在于在所述电源芯片的供电引 脚连接有供电电源控制电路，包括两个NPN型三极管和一个PNP型三极管；其中，第 一 NPN型三极管的基极接收供电开关信号，发射极接地，集电极连接PNP型三极管的基 极；所述PNP型三极管的发射极和集电极与至少两个分压电阻以及第一直流电源组成分 压网络，其分压节点同时与第二 NPN型三极管的基极以及第三储能电容的正极相连接； 所述第二 NPN型三极管的集电极连接第二直流电源，发射极连接电源芯片的供电引脚。
9.根据权利要求8所述的LED驱动电路，其特征在于所述分压网络的分压节点处 的电压等于电源芯片所需的启动电压与第二 NPN型三极管的基极-发射极电压之和；所 述第二直流电源的幅值等于电源芯片所需的工作电压与NPN型三极管的导通压降之和。
10.—种电视机，其特征在于包括如权利要求1至9中任一项权利要求所述的LED 驱动电路。
专利摘要本实用新型公开了一种LED驱动电路及具有所述电路的电视机，包括用于控制升压电路产生LED所需供电电源的上MOS管和下MOS管，所述上、下MOS管的栅极接收一电源芯片输出的控制信号，所述电源芯片的工作频率设置引脚通过频率调节电容接地，在所述频率调节电容的两端并联第一开关电路的开关通路，所述第一开关电路的控制端接收调光控制信号。本实用新型采用普通电源芯片代替专用的LED驱动芯片设计LED驱动电路，产生用于驱动上MOS管和下MOS管通断的调光控制信号，进而实现对LED背光灯管的调光控制，由此可以降低硬件电路成本，节约芯片的引脚资源，方便整机电路设计。
文档编号H04N5/63GK201804534SQ20102052561
公开日2011年4月20日 申请日期2010年9月4日 优先权日2010年9月4日
发明者蔡廷柯, 辛晓光, 迟洪波 申请人:青岛海信电器股份有限公司