专利名称：Led背光源驱动电路和液晶电视的制作方法
技术领域：
本发明涉及显示技术领域，具体而言，涉及LED背光源驱动电路和具有该LED背光源驱动电路的液晶电视。
背景技术：
LED作为液晶电视的背光源，在中大尺寸的液晶电视上至少有两路甚至更多灯条。电源驱动方式为一路升压电路驱动一路LED灯条，通过取样每路灯条的电流实现各路灯条电流相等，以满足电视画面显示要求。多路灯条一般为低压24V输入，采用此种方式一般需要较多芯片和外围元器件，成本较高。因此，增加每路灯条LED灯的数量，减少灯条数量，是当前LED液晶电视背光的趋势。当前，42寸、46寸LED液晶电视有两路或者更多路灯条，采用的供电架构及驱动方式如图1A和图1B所7]^。图1A为电源供电部分，由PFC电源106、半桥谐振控制芯片102、LLC谐振控制及能量传递电路104构成，通过开 关变压器Tl产生12V和100V的电压输出，用以给次级供电。该电源供电部分需要半桥谐振控制芯片102及其外围电路，器件较多。图1B为驱动电路部分，用驱动芯片110控制，图1B中仅显示了一个驱动芯片110控制的两路，四路灯条或者多路灯条用同样的驱动控制电路控制相同的灯条数。每路灯条都使用Boost升压电路108进行升压的拓扑方式，该Boost升压电路108需要一个升压MOS管(V3或V5)和一颗调光MOS管(V4或V6)，并且每路输出都需要电解电容(C5或C6)以满足LED正常工作。因此，该驱动电路部分需要专门的驱动芯片配合Boost拓扑外围电路，器件较多。因此，需要一种简化的LED背光源驱动电路，减少元器件的设置，进而降低生产成本。
发明内容
考虑到上述背景技术，本发明的一个发明目的是提供一种LED背光源驱动电路，可减少元器件的设置，降低生产成本。有鉴于此，根据本发明的一个方面，提供了一种LED背光源驱动电路，包括:谐振控制电路和隔离驱动电路，其中，所述隔离驱动电路连接至所述谐振控制电路，用于向所述谐振控制电路输出驱动信号；所述谐振控制电路，接收来自所述隔离驱动电路的驱动信号和来自外部的第一直流，根据所述驱动信号和所述第一直流向所述LED背光源输出第二直流。上述技术方案利用谐振控制电路直接给LED背光源供电，无需太多的外围器件，简化了电路设计，并且利用隔离驱动电路替换了原来的驱动芯片加升压电路，同样简化了驱动电路的电路设计，大大减少了生产成本，减少了电路板的占用空间。根据本发明的另一方面，还提供了一种液晶电视，包括如上述技术方案中所述的LED背光源驱动电路。由于上述LED背光源驱动电路简化了电路设计，因此采用了该LED背光源驱动电路的液晶电视，同样可以减少生产成本，也符合超薄化趋势的要求。
图1A示出了相关技术中供电电路的供电电路部分的示意图；图1B示出了相关技术中供电电路的驱动电路部分的示意图；图2示出了根据本发明的实施例的LED背光源驱动电路的框图；图3示出了根据本发明的实施例的LED背光源驱动电路的原理图；图4示出了根据本发明的实施例的LED背光源驱动电路中第一场效应晶体管的驱动波形图；图5示出了根据本发明的实施例的LED背光源驱动电路中第二场效应晶体管的驱动波形图；图6示出了根据本发明的实施例的第一灯条的电流波形图；图7示出了根据本发明的实施例的第二灯条的电流波形图。
具体实施例方式为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式
对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明并不限于下面公开的具体实施例的限制。图2示出了根据本发明的实施例的LED背光源驱动电路的框图。如图2所示，根据本发明的实施例的LED背光源驱动电路200可以包括:谐振控制电路202和隔离驱动电路204，其中，隔离驱动电路204连接至所述谐振控制电路202，用于向所述谐振控制电路202输出驱动信号；谐振控制电路202，接收来自所述隔离驱动电路204的驱动信号和来自外部(例如整流滤波电路201)的第一直流，根据驱动信号和第一直流向LED背光源210输出第二直流。整流滤波电路201接收交流输入并输出第一直流至谐振控制电路202。上述技术方案利用谐振控制电路直接给LED背光源供电，无需太多的外围器件，简化了电路设计，并且利用隔离驱动电路替换了原来的驱动芯片加升压电路，同样简化了驱动电路的电路设计，大大减少了生产成本，减少了电路板的占用空间。接下来参考图3，图3示出了根据本发明的实施例的LED背光源驱动电路的原理图，如图3所示，谐振控制电路202包括第一场效应晶体管V901、第二场效应晶体管V902、第一变压器T901、谐振电容C901和整流单元212，其中，第一场效应晶体管V901和第二场效应晶体管V902的栅极均连接至隔离驱动电路204的输出端，第一场效应晶体管V901的漏极连接至整流滤波电路201的输出端，第二场效应晶体管V902的漏极连接至第一场效应晶体管V901的源极，第二场效应晶体管V902的源极接地；第一变压器T901的原边绕组的一端连接至第一场效应晶体管V901的源极与第二场效应晶体管V902的漏极之间的节点，第一变压器T901的副边绕组连接至整流单元212，整流单元212接收第一变压器T901的副边绕组输出的交流电并输出第二直流给LED背光源(灯条);谐振电容C901的一端与第二场效应晶体管V902的源极共同接地，谐振电容C901的另一端连接至第一变压器T901的原边绕组的另一端，通过控制第一场效应晶体管V901和第二场效应晶体管V902的交替导通，使谐振电容C901与第一变压器T901的励磁电感、谐振电感产生谐振，使能量通过变压器传递到次级。如图3所示，隔离驱动电路204包括第二变压器T902和控制器N901，其中，第二变压器T902的原边绕组连接至控制器N901，第二变压器T902的副边绕组包括第一线圈和第二线圈，第一线圈的一端和第二线圈的一端分别连接至第一场效应晶体管V901和第二场效应晶体管V902的栅极，第一线圈的另一端和第二线圈的另一端分别连接至第一场效应晶体管V901和第二场效应晶体管V902的源极；控制器N901向第二变压器T902的原边绕组输出驱动信号，第二变压器T902根据驱动信号调整第一场效应晶体管V901和第二场效应晶体管V902的驱动信号频率。因此，谐振控制电路(也可称为LLC谐振控制及能量传递电路)通过两个场效应晶体管(M0S管)的交替导通,将PFC (Power Factor Correction,功率因数修正)电源(整流滤波电路201可包括PFC校正电路)提供的高压直流电的能量通过第一变压器T901传递到次级。通过整流单元212可以充分利用所感应出的能量，释放到LED灯条上，且得到的都是正压，便于电流的检测和电路的保护。图4示出了根据本发明的实施例的LED背光源驱动电路中第一场效应晶体管的驱动波形图。如图4所示，第一场效应晶体管的栅极电压的波形是方波，因此，通过隔离驱动电路204的驱动控制可有效驱动第一场效应晶体管V901的通断。同理，如图5所示，通过隔离驱动电路204的驱动控制可有效驱动第二场效应晶体管V902的通断，从而控制谐振控制电路的能量传递。根据本发明的实施例的LED背光源驱动电路还可以包括:电压检测单元208，连接至LED背光源210的负端，检测LED背光源210的当前电压信号，将当前电压信号传送至控制器N901，控制器N901根据当前电压信号向第二变压器T902输出所述驱动信号，以调节所述第二直流。从图中可以看出，在本实施例中，该电压检测单元208包括电阻R938和电阻R939。同时，控制器N901还用于在电压检测单元208检测出当前电压信号小于最低门限电压值时，向第二变压器T902输出隔离信号，以停止向LED背光源210供电。除此之外，谐振控制电路202还可以包括:平衡电容C905，串联在第一变压器T901的副边绕组与整流单元212之间，在第一变压器T901输出至少两路第二直流至LED背光源210时，使至少两路所述第二直流的大小相等。在该技术方案中，通过采集LED背光源负端电阻上的电压来调节驱动频率，从而感应出需求的电压，由LED灯的特性可知，电流与其两端的电压有相对的正比关系，故可以调节出所需的电流，加之变压器次边线圈串联有平衡电容，使得两路的电流相等，从而实现恒流。在图3中，LED背光源可以包括两个灯条或更多个灯条，在本实施例中，假设有两个灯条分别为第一灯条和第二灯条，第一灯条的电流波形如图6所示，第二灯条的电流波形如图7所示。从图6和图7中可以看出，每个灯条的电流恒定，且两个灯条的电流大小一致，达到了恒流目的。
为了进一步保护供电电路的正常工作，该LED背光源驱动电路还可以包括:保护电路206，采集所述LED背光源210的故障信号，将所述故障信号反馈至控制器N901 ;控制器N901在故障信号满足预设条件时，向第二变压器T902输出隔离信号，以停止向所述LED背光源210供电。在图3中，整流单元212包括整流桥；保护电路206包括至少一个采样三极管(V903或V904)，采样三极管的基极(可通过电阻)连接至整流桥的输出二极管，采样三极管的集电极连接至控制器N901，在输出二极管对地短路时，采样三极管导通，集电极的电压降低，触发控制器N901向第二变压器T902传输所述隔离信号。也就是说，当输出二极管发生对地短路故障时，保护电路206可触发控制器N901进行保护，由控制器N901输出隔离信号给第二变压器T902，使其改变两个场效应晶体管的切换频率，从而使第一变压器T901不能感应出交流电，即能量得不到传递，停止向背光源供电。如图3所示，保护电路还包括至少一个空载检测单元，连接至整流单元的输出端，在所述LED背光源210空载时，所述空载检测单元检测出的电压升高并将检测到的电压信号传输至所述控制器N901，所述控制器N901在所述电压信号高于最大门限电压值时，向所述第二变压器T902传输所述隔离信号。在本实施例中，该空载检测单元即电阻R936和/或电阻R937。因此，根据本发明的LED背光源驱动电路实现了 LED灯条的开路保护、短路保护:当LED灯条开路时，由于空载，所以R936或R937上的电压会升高，控制器的VSNS脚的电压升高，大于其过压保护的门限电压使得控制器关闭；当有LED灯条高对地短路时，假如是VD905对地短路，二极管VD903导通，使得UVS处的电压被拉低，触发控制器N901保护，同样地，如果VD903对地短路，二极管V904导通，同样使得UVS处的电压被拉低，触发控制器N901保护；当两路全部对地短路时，ISNS处的电压低于其保护门限电压，促使控制器N901关闭；高对低短路或低对地短路都会超过或低于芯片ISNS脚相应的门限电平，从而出发控制器N901的保护。可用普通脉宽调制控制控制器N901，该控制器N901的部分功能Pin脚如图3所示。由于隔离驱动变压器(第二变压器T902)有三个线圈，初级的两个线圈控制两个MOS管，次级的线连接至控制器N901，所以，隔离驱动变压器可传递次级发出的控制信号(即控制器发出的隔离信号)到初级并可实现隔离初次级之间的电压，最终完成保护动作。根据本发明的实施例的液晶电视，包括如图2或图3所示的LED背光源驱动电路。由于上述LED背光源驱动电路简化了电路设计，因此采用了该LED背光源驱动电路的液晶电视，同样可以减少生产成本，也符合超薄化趋势的要求。综上所述，本发明利用次级电路控制初级谐振电路直接给灯条供电，由原来的原边LLC驱动芯片加负边BOOST驱动芯片替换为控制器通过变压器耦合控制LLC直接驱动LED灯条，将大功率LED背光源的驱动电路进行简化设计，减少了生产成本；同时完善了保护电路，使不同输出电路中的电流达到了均衡。在本发明中，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。术语“多个”指两个或两个以上，除非另有明确的限定。以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种LED背光源驱动电路，其特征在于，包括:谐振控制电路和隔离驱动电路，其中， 所述隔离驱动电路连接至所述谐振控制电路，用于向所述谐振控制电路输出驱动信号; 所述谐振控制电路，接收来自所述隔离驱动电路的驱动信号和来自外部的第一直流，根据所述驱动信号和所述第一直流向所述LED背光源输出第二直流。
2.根据权利要求1所述的LED背光源驱动电路，其特征在于，所述谐振控制电路包括第一场效应晶体管、第二场效应晶体管、第一变压器、谐振电容和整流单元，其中， 所述第一场效应晶体管和所述第二场效应晶体管的栅极均连接至所述隔离驱动电路的输出端，所述第一场效应晶体管的漏极连接至所述整流滤波电路的输出端，所述第二场效应晶体管的漏极连接至所述第一场效应晶体管的源极，所述第二场效应晶体管的源极接地； 所述第一变压器的原边绕组的一端连接至所述第一场效应晶体管的源极与所述第二场效应晶体管的漏极之间的节点，所述第一变压器的副边绕组连接至所述整流单元，所述整流单元接收所述第一变压器的副边绕组输出的交流电并输出所述第二直流； 所述谐振电容的一端与所述第二场效应晶体管的源极共同接地，所述谐振电容的另一端连接至所述第一变压器的原边绕组的另一端，通过控制所述第一场效应晶体管和所述第二场效应晶体管的交替导通 ，使所述谐振电容与所述第一变压器的励磁电感、谐振电感产生谐振。
3.根据权利要求2所述的LED背光源驱动电路，其特征在于，所述隔离驱动电路包括第二变压器和控制器，其中， 所述第二变压器的原边绕组连接至所述控制器，所述第二变压器的副边绕组包括第一线圈和第二线圈，所述第一线圈的一端和所述第二线圈的一端分别连接至所述第一场效应晶体管和所述第二场效应晶体管的栅极，所述第一线圈的另一端和所述第二线圈的另一端分别连接至所述第一场效应晶体管和所述第二场效应晶体管的源极； 所述控制器向所述第二变压器的原边绕组输出所述驱动信号，所述第二变压器根据所述驱动信号调整所述第一场效应晶体管和所述第二场效应晶体管的驱动信号频率。
4.根据权利要求3所述的LED背光源驱动电路，其特征在于，还包括: 电压检测单元，连接至所述LED背光源的负端，检测所述LED背光源的当前电压信号，将所述当前电压信号传送至所述控制器，所述控制器根据所述当前电压信号向所述第二变压器输出所述驱动信号，以调节所述第二直流。
5.根据权利要求4所述的LED背光源驱动电路，其特征在于，所述控制器还用于在所述当前电压信号小于最低门限电压值时，向所述第二变压器输出隔离信号，以停止向所述LED背光源供电。
6.根据权利要求3所述的LED背光源驱动电路，其特征在于，还包括:保护电路，采集所述LED背光源的故障信号，将所述故障信号反馈至所述控制器； 所述控制器在所述故障信号满足预设条件时，向所述第二变压器输出隔离信号，以停止向所述LED背光源供电。
7.根据权利要求6所述的LED背光源驱动电路，其特征在于，所述整流单元包括整流桥；所述保护电路包括至少一个采样三极管，所述采样三极管的基极连接至所述整流桥的输出二极管，所述采样三极管的集电极连接至所述控制器，在所述输出二极管对地短路时，所述采样三极管导通，所述集电极的电压降低，触发所述控制器向所述第二变压器传输所述隔离信号。
8.根据权利要求6所述的LED背光源驱动电路，其特征在于，所述保护电路还包括至少一个空载检测单元，连接至所述整流单元的输出端，在所述LED背光源空载时，所述空载检测单元检测出的电压升高并将检测到的电 压信号传输至所述控制器，所述控制器在所述电压信号高于最大门限电压值时，向所述第二变压器传输所述隔离信号。
9.根据权利要求2至8中任一项所述的LED背光源驱动电路，其特征在于，所述谐振控制电路还包括:平衡电容，串联在所述第一变压器的副边绕组与所述整流单元之间，在所述第一变压器输出至少两路所述第二直流至所述LED背光源时，使所述至少两路所述第二直流的大小相等。
10.一种液晶电视，其特征在于，包括如权利要求1至9中任一项所述的LED背光源驱动电路。
全文摘要
本发明提供了一种LED背光源驱动电路，包括整流滤波电路、谐振控制电路和隔离驱动电路，其中，整流滤波电路接收交流输入并输出第一直流至谐振控制电路；隔离驱动电路连接至谐振控制电路，用于向谐振控制电路输出驱动信号；谐振控制电路，接收来自隔离驱动电路的驱动信号，根据驱动信号和第一直流向LED背光源输出第二直流。本发明还提供了一种液晶电视。根据本发明的技术方案，利用次级电路驱动控制初级谐振电路直接为背光源供电，大大简化了原有供电电路的设计，减少了生产成本，也提高了电路板的空间利用率。
文档编号H05B37/02GK103096593SQ20131000662
公开日2013年5月8日 申请日期2013年1月9日 优先权日2012年11月19日
发明者丰明刚, 滕强, 迟洪波, 郝卫 申请人:青岛海信电器股份有限公司