一种基于sepic拓扑工作的led背光电路的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种基于SEPIC拓扑工作的LED背光电路，其特征在于，包括软启动电路、驱动电路、负载电路与电流保护电路。本发明的有益效果：本发明通过对SEPIC电路的占空比控制并结合软启动电路、过压保护电路、过流保护电路、过温保护电路、斜坡补偿电路、相位补偿电路、驱动电路等内部控制电路，可以使输出电压大于、小于或者等于输入电压，该电路最大的好处是输入输出同极性，并由此解决现有升降压电路复杂、故障率高，不能保障终端设备稳定工作等问题。
【专利说明】—种基于SEPIC拓扑工作的LED背光电路
【技术领域】
[0001]本发明涉及到一种LED电路，尤其涉及到一种基于SEPIC拓扑工作的LED背光电路。
【背景技术】
[0002]SEPIC(single ended primary inductor converter)是一种允许输出电压大于、小于或者等于输入电压的DCDC变换器。输出电压由主控开关(三极管或MOS管)的占空比控制。这种电路最大的好处是输入输出同极性。尤其适合于电池供电的应用场合，允许电池电压高于或者小于所需要的输入电压。比如一块锂电池的电压为3V?4.2V，如果负载需要3.3V，那么SEPIC电路可以实现这种转换。
[0003]专利号为201210267359.6的一种高效LED灯驱动电路，包括背光驱动1C、Sepic电路，所述Sepic电路为第一电感串接于电压输入端，第二电感一端通过储能电容连接第一电感，并通过二极管连接LED负载，形成与电源负端的电流回路；所述背光驱动IC具有电流输入端与切换引脚，分别与第一电感的两端连接，所述切换引脚对第一电感进行充放电操作，所述背光驱动IC还具有过压检测引脚，对LED负载的电压进行检验，以控制切换引脚的切换量，使输出电压稳定。米用本发明，使用背光驱动IC配合Sepic电路为负载提供稳定的电压输出。对比公开专利中没有过压保护电路、过流保护电路、斜坡补偿电路、斜坡补偿电路、相位补偿电路、驱动电路等内部控制电路，在LED灯实际工作中可能造成电压、电流不稳定、LED灯温度异常导致LED灯光源输出不稳定各种安全因素。基于此，本发明提出一种利用SEPIC拓扑工作的LED背光电路，解决现有升降压电路复杂、故障率高，不能保障终端设备稳定工作等问题。这种升降压电路，包括具有软启动电路、过压保护电路、过流保护电路、过温保护电路、斜坡补偿电路、相位补偿电路、驱动电路等内部控制电路以及外部连接的控制信号、输入电源、电源输出口、外保护等负载电路。
【发明内容】
[0004]本发明所要解决的技术问题是设计一款输入电压恒定，输出电压和输出电流宽范围方案，满足LED背光灯不同条件下的应用需要，该输出电压可能高于或等于也可能低于输入电压(Vin ^ Vout 或 Vout < Vin)。
[0005]为解决上述技术问题，本发明一种基于SEPIC拓扑工作的LED背光电路，其特征在于，包括软启动电路、驱动电路、负载电路与电流保护电路，所述软启动电路的EN信号启动端与电阻R3、电阻R4、稳压管ZDUPNP型三极管Q1、电解电容CE2、电阻R5、电阻R6相连作为输入控制信号，所述驱动电路的EN信号启动端与电阻R27、NPN型三极管Q8、PNP型三极管Q9、电阻R28、电阻R32、稳压管ZD2、NMOS管QlO相连作为输出控制信号，所述负载电路的CNl的3脚与稳压管ZD3、电阻R36、电阻R37、瓷片电容C10、电解电容CE5、肖特基二极管D5、电解电容CE4、色环电感L1、色环电感L2相连作为SEPIC电路负载端，所述电流保护电路上电阻R15与NPN型三极管Q4、电阻R21、电阻R22、比较器ICl的8脚、9脚、14脚、3脚、12脚、瓷片电容C7、瓷片电容C8、二极管D2、电阻R29、电阻R30、瓷片电容C8、二极管D3、电阻R31、电阻R33、电阻R35、瓷片电容C9、电阻R38、电阻R34、放大器IC2的I脚、2脚、3脚、4脚、8脚相连作为电流保护端。
[0006]优选的，还包括过压保护电路，所述过压保护电路上电阻R17与电阻R18、瓷片电容C6、NPN型三极管Q7、电阻R24相连作为过压保护端。
[0007]优选的，还包括过温保护电路，所述过温保护电路上电阻NTCl与电阻R16、瓷片电容C5、NPN型三极管Q6、电阻R23相连作为过温保护端。
[0008]优选的，所述电阻NTCl为负温度系数热敏电阻或者正温度系数热敏电阻。
[0009]优选的，还包括斜坡补偿电路，所述斜坡补偿电路上比较器ICl的2脚、3脚、4脚、5脚、12脚与电阻R7、电阻R8、电阻R9、电阻R10、电阻R11、电阻R12、电阻R13、电阻R14、电阻R19、电阻20、电阻R25、电阻R26、瓷片电容C3、瓷片电容C4、电解电容CE3、NPN型三极管Q2、NPN型三极管Q3、NPN型三极管Q5、二极管D1、晶振相连作为斜坡补偿端。
[0010]优选的，还包括相位补偿电路，所述相位补偿电路上电阻Rl与电阻R2、电解电容CE1、瓷片电容Cl、瓷片电容C2、比较器ICl的I脚、3脚、6脚、7脚、12脚相连作为相位补偿端。
[0011]本发明的有益效果:本发明通过对SEPIC电路的占空比控制并结合软启动电路、过压保护电路、过流保护电路、过温保护电路、斜坡补偿电路、相位补偿电路、驱动电路等内部控制电路，可以使输出电压大于、小于或者等于输入电压，该电路最大的好处是输入输出同极性，并由此解决来现有升降压电路复杂、故障率高，不能保障终端设备稳定工作等问题。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]下面结合附图和【具体实施方式】对本发明的技术方案作进一步具体说明。
[0013]图1为本发明的整体电路图；
[0014]图2为本发明的软启动电路图；
[0015]图3为本发明的过压保护电路图；
[0016]图4为本发明的过流保护电路图；
[0017]图5为本发明的过温保护电路图；
[0018]图6为本发明的斜坡补偿电路图；
[0019]图7为本发明的相位补偿电路图；
[0020]图8为本发明的驱动电路图；
[0021]图9为本发明的负载电路图；
[0022]图10为本发明LED背光的负载变化电路图；
[0023]图11为本发明LED背光的电压过高时的电路图。
【具体实施方式】
[0024]如图1所示为本发明的整体电路图。当Vin电源接通后，如果EN信号为低电平，那么整个电路不工作；如果EN信号为高电平，那么当NMOS管QlO导通时，Vin为色环电感LI充电，电解电容CE4为色环电感L2充电，肖特基二极管D5反偏，只有输出电解电容CE5支持输出电流。由于电解电容CE4的电压等于输入电压，导通期间每个电感电压相同；NMOS管QlO关闭时，色环电感LI的电感电流流过电解电容CE4，与色环电感L2电流合并，为输出电解电容CE5充电并支持lout。每个色环电感的放电电压相同一输出电压加上D5的导通电压。由于色环电感LI和色环电感L2具有相同的充、放电电压，它们可以具有相同的电感量和纹波电流。通过对方程式进行分析，会发现电路中色环电感L2的电流用于支持lout，色环电感LI的电流重新为输出电容充电，补充能量。即色环电感L2的平均电流等于lout，而色环电感LI的平均电流等于1utXVout/Vin。由SEPIC的原理可推出基本关系式:Vout/Vin = D/(1-D)。式中D为占空比，且忽略SW及Dl等的压降。
[0025]结合图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8、图9、图10、图11，本发明LED背光电路具体实现原理如下:
[0026]当LED背光的负载变化时，通过电阻R36、电阻R37反馈给相位补偿电路的FB信号电压也发生变化，通过比较、翻转，输出，再通过斜坡补偿电路进行同样操作，调节输出脉宽，从而调节输出电压Vout，保证LED背光电流不变，电压随负载变化而变化；如果要调节LED背光灯电流，只能通过调节电阻R37的阻值达到目的。
[0027]当LED背光Vout电压过高时，稳压管ZDl击穿从而限制输出电压Vout为某一值，达到保护电路的目的。一般Vout小于芯片ICl内部输出电压最大值。
[0028]如果稳压管失效、SW信号过高时，将通过过压反馈电路将三极管Q7开通，导致NMOS管QlO关闭，达到保护电路目的。
[0029]当电路温度过高时，温度保护电路将输出高电平将三极管Q6开通，导致NMOS管QlO关闭，达到保护电路目的。
[0030]当电路电流过高时，SW信号将通过NMOS管进入过流保护电路，通过内部的放大、比较、翻转、输出，将三极管Q4开通，导致NMOS管QlO关闭，达到保护电路目的。
[0031]本发明的有益效果:本发明通过对SEPIC电路的占空比控制并结合软启动电路、过压保护电路、过流保护电路、过温保护电路、斜坡补偿电路、相位补偿电路、驱动电路等内部控制电路，可以使输出电压大于、小于或者等于输入电压，该电路最大的好处是输入输出同极性，并由此解决来现有升降压电路复杂、故障率高，不能保障终端设备稳定工作等问题。
[0032]最后所应说明的是，以上【具体实施方式】仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
【权利要求】
1.一种基于SEPIC拓扑工作的LED背光电路，其特征在于，包括软启动电路、驱动电路、负载电路与电流保护电路，所述软启动电路的EN信号启动端与电阻R3、电阻R4、稳压管ZDU PNP型三极管Q1、电解电容CE2、电阻R5、电阻R6相连作为输入控制信号，所述驱动电路的EN信号启动端与电阻R27、NPN型三极管Q8、PNP型三极管Q9、电阻R28、电阻R32、稳压管ZD2、NMOS管QlO相连作为输出控制信号，所述负载电路的CNl的3脚与稳压管ZD3、电阻R36、电阻R37、瓷片电容C10、电解电容CE5、肖特基二极管D5、电解电容CE4、色环电感L1、色环电感L2相连作为SEPIC电路负载端，所述电流保护电路上电阻R15与NPN型三极管Q4、电阻R21、电阻R22、比较器ICl的8脚、9脚、14脚、3脚、12脚、瓷片电容C7、瓷片电容C8、二极管D2、电阻R29、电阻R30、瓷片电容C8、二极管D3、电阻R31、电阻R33、电阻R35、瓷片电容C9、电阻R38、电阻R34、放大器IC2的I脚、2脚、3脚、4脚、8脚相连作为电流保护端。
2.根据权利要求1所述的基于SEPIC拓扑工作的LED背光电路，其特征在于，还包括过压保护电路，所述过压保护电路上电阻R17与电阻R18、瓷片电容C6、NPN型三极管Q7、电阻R24相连作为过压保护端。
3.根据权利要求1所述的基于SEPIC拓扑工作的LED背光电路，其特征在于，还包括过温保护电路，所述过温保护电路上电阻NTCl与电阻R16、瓷片电容C5、NPN型三极管Q6、电阻R23相连作为过温保护端。
4.根据权利要求3所述的基于SEPIC拓扑工作的LED背光电路，其特征在于，所述电阻NTCl为负温度系数热敏电阻或者正温度系数热敏电阻。
5.根据权利要求1所述的基于SEPIC拓扑工作的LED背光电路，其特征在于，还包括斜坡补偿电路，所述斜坡补偿电路上比较器ICl的2脚、3脚、4脚、5脚、12脚与电阻R7、电阻R8、电阻R9、电阻R10、电阻R11、电阻R12、电阻R13、电阻R14、电阻R19、电阻20、电阻R25、电阻R26、瓷片电容C3、瓷片电容C4、电解电容CE3、NPN型三极管Q2、NPN型三极管Q3、NPN型三极管Q5、二极管D1、晶振相连作为斜坡补偿端。
6.根据权利要求1所述的基于SEPIC拓扑工作的LED背光电路，其特征在于，还包括相位补偿电路，所述相位补偿电路上电阻Rl与电阻R2、电解电容CE1、瓷片电容Cl、瓷片电容C2、比较器ICl的I脚、3脚、6脚、7脚、12脚相连作为相位补偿端。
【文档编号】H05B37/02GK104168695SQ201410353707
【公开日】2014年11月26日 申请日期:2014年7月23日 优先权日:2014年7月23日
【发明者】刘剑辉, 杨宇澄, 金乃庆, 童怀俊, 陈绍一 申请人:合肥荣事达三洋电器股份有限公司