专利名称：一种led亮度控制电路及液晶显示器背光源的制作方法
技术领域：
本发明涉及了LED亮度控制技术及其应用，尤其涉及恒定电流驱动下的一颗或者几颗LED亮度控制技术及该技术在照明、显示、车载等光源的应用。
背景技术：
在快速发展的显示技术领域中，LED作为显示器件发挥越来越多的作用，LED的驱动和控制技术也就表现得越来越重要，对于LED的驱动方式大体有两种，一种是恒定电压驱动；另一种是恒定电流驱动。LED的亮度随通过自身的电流增大而增强，LED的内阻也会在点亮发热的过程中有微小的变化，因此恒定电流驱动LED比恒定电压驱动要好且稳定。
在恒定电流驱动下，目前常见LED亮度的控制方式有两种，一种是把复数LED串联起来，对LED亮度的控制便是在驱动电路中加载一定的控制技术。在这样的情况下，只能对整串LED的亮度进行调整，在不影响其他LED亮度情况下，对其中某一颗或者几颗LED的亮度变化就束手无策了；另一种是一个驱动电路仅仅驱动一颗或几颗LED，在驱动电路中加载亮度控制技术，这种亮度控制方案，成本很高，效率也很低，在不计费用且LED数目不多的显示情况下，还是可以应用的。但是在大型的照明，如液晶显示器的背光灯场合，由于LED的数量太多，这种方法是不适用的。
发明内容
本发明针对现有技术的缺陷，提供一种新型的LED亮度控制电路，在不影响其他LED亮度的条件下，通过对每一颗或者几颗LED的亮度单独控制，能够在简单、廉价的基础上快速实现各种功率LED的亮度控制。
为了实现上述目的，本发明提供一种LED亮度控制电路，包括一个或数个LED、驱动电路，驱动电路与所述的一个或数个LED串联并为其提供能量，其中所述一个或数个LED的两端并联有控制电路，控制电路控制与其并联的LED的通断。
上述方案中，所述数个LED之间为并联、串联、或并联与串联的结合。所述控制电路包括一个输入端；一个运算放大器；一个N型MosFET开关元件；四个电阻R1、R2、R3、R4；一个电容C组成，其中，运算放大器输出端同开关元件的G极相连；控制电路的D极和S极分别与要控制的一个或数个LED正极和负极连接；其中，电阻R1与R4的电阻相同；输入端输入的是可调占空比的电压信号。
本发明同时也提供一种液晶显示器的LED背光源，该背光源采用了前述技术的LED亮度控制电路。
本发明相对于现有技术，控制电路并不是加载在驱动电路中，而是并联在需要控制的每颗LED上。本发明能够在简单、廉价的基础上快速实现各种功率LED的亮度控制，尤其是在宽亮度范围内控制每一颗LED的亮度。
本发明通过对LED两端的电压进行控制的技术手段，达到了控制一颗或者几颗LED亮度的技术效果，尤其是在各种功率的LED矩阵中控制每一颗LED的亮度，从而解决了LED作为显示器件存在的不能单独控制一颗或多颗LED，或者成本很高、效率低等问题。
下面结合附图和具体实施例对本发明进行进一步更为详细地说明。
图1为本发明具体实施例1的LED亮度控制电路；图2为本发明具体实施例1的控制电路的具体电路；图3为本发明具体实施例2的LED亮度控制电路；图4为本发明具体实施例3的LED亮度控制电路；
图5为发明具体实施例3的LED亮度控制电路应用在液晶显示器背光源中的示意图。
图中标记1、驱动电路；2、控制电路；21、运算放大器；22、开关元件；3、LED；4、LED板。
具体实施例方式
实施例1图1为本发明的LED亮度控制电路具体实施例，如图1所示，一组串联的LED3，由驱动电路1驱动，每颗LED3并连有一个控制电路2。
图2所示为控制电路2的具体电路，如图2所示控制电路包括一个输入端；一个运算放大器21；一个开关元件22，这里为N型MosFET(也可以选择其他的开关元器件)；4个电阻R1、R2、R3、R4；一个电容C组成。其中，运算放大器21输出端同开关元件22的G极相连；电阻R1与R2的一端同运算放大器的正向输入端连接，电阻R1的另一端同时连接电容C和开关元件22的S极，电阻R2的另一端为输入端，电容C的另一端接地；电阻R3与R4的一端同运算放大器的负向输入端连接，电阻R3的另一端接地，电阻R4的另一端同运算放大器的输出端连接；控制电路22的D极和S极分别同LED正极和负极连接。
本实施例中，R1、R2、R3、R4阻值分别为R1＝10k，R2＝10k，R3＝15k，R4＝10k，还可以选择为R1＝100k，R2＝80k，R3＝20k，R4＝100k，这说明根据需要电阻值也可以有不同的选择，但要求R1＝R4。电容C的值为0.1μ，根据需要其他容值也可以。
控制电路的输入端，输入频率和占空比都可调的电压信号，电压信号的幅值根据控制的LED数目不同有所不同。在本实施例中，电压信号的幅值为+5v和-5v，当控制电路的输入端输入+5v电压的时候，这个电压与LED负端电压相加，相加后的电压输出到N型MosFET的G极，这个时候N型MosFET导通，流过LED的电流从N型MosFET流过，LED被短路，LED熄灭；反之，当输入端输入-5v电压的时候，N型MosFET关闭，LED正常发光。如果不想看到明显的闪烁现象，可以调节输入的频率，频率越高，LED亮度变化越均匀，同时通过对输入的电压信号的占空比的调节便可以调节LED的亮度了，输入的+5v电压信号所占的时间越长LED亮度越低。
本实施例的特点是通过可调占空比的电压信号的改变来改变N型MosFET的开和关，从而调节LED亮度。
实施例2图3所示为本发明的LED亮度控制电路另一具体实施例，如图3所示，每个控制电路2可以控制两颗或者更多的LED3的亮度。
本实施例中控制电路2与实施例1中的相同，即图2所示，控制电路2的开关元器件也选择N型MosFET，控制两颗LED的时候，输入电压的幅值可以选择+10v、-10v，电阻R1＝10k，R2＝8k，R3＝25k，R4＝10k，电容的容值可以选择0.1μ。
控制两颗以上LED的亮度，在输入电压的幅值可以根据公式V＞n*VLED+2.5选择。其控制原理同实施例1相同。
实施例3图3所示为本发明的LED亮度控制电路地3个具体实施例，如图3所示，此实施例中每个控制电路2可以控制两个或者多颗并联LED亮度。
本实施例中控制电路2与实施例1中的相同，即图2所示，控制电路2的开关元器件也选择N型MosFET，控制两颗LED的时候，输入电压的幅值可以选择+5v、-5v，电阻的阻值可以选为R1＝20k，R2＝8k，R3＝30k，R4＝20k，电容的容值选为0.01μ。
当输入端输入+5V的电压MosFET导通，并联的LED都熄灭；反之，输入-5v的电压MosFET关闭，并联的LED都发光，根据输入正负电压的频率和占空比的不同，LED均匀度和亮度不同。此实施例中可以根据MosFET开关，同时控制并联的LED亮度，并不影响其他LED亮度。
实施例4图5所示为本发明的第4个实施例，复数颗串并联组成的LED板4，LED为图中标号3，在需要控制的LED3电路旁边并联上控制电路2。
此实施例可以应用在LED作为液晶电视背光源。在各种功率LED作为背光源时，需要几十甚至几千颗LED，LED的亮度控制就十分重要，此实施例可以实现宽范围的控制单颗LED的亮度，因此可以实现动态LED背光，动态LED背光可以提高背光源的均匀度和色彩饱和度，还可以降低功耗和降低LED热量。
本实施例中信号处理系统采集到当前的前端液晶显示屏的信号，处理成对应的PWM电压信号再传送到此实施例的输入端控制每一颗LED的亮度。也就是有图像的地方LED发光，没有图像的地方LED熄灭，这样大幅度解决LED发热问题，而且还可以降低功耗、提高对比度。
本实施例是在恒定电流驱动LED阵列的基础上，再对每一颗或者几颗LED的亮度进行控制，采用了电压比较开关技术，这种控制方法，不仅解决了LED作为显示器件的亮度控制问题，而且还可以降低电路的总功耗。尤其是在大型的显示、背光等领域，这种控制方法可以快速、简单、廉价的基础上实现LED亮度控制。
上述给出的各种具体实施例还可以进行各种形式的变通，如将一个控制电路控制的LED数量进行变通，将控制的多个LED变化为并联、串联或者并连与串联的结令将多个控制电路控制的LED数量和连接形式进行差异化设计等。
最后应说明的是，以上实施例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，按照需要可使用不同材料和设备实现之，即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。
权利要求
1.一种LED亮度控制电路，包括一个或数个LED、驱动电路，驱动电路与所述的一个或数个LED串联并为其提供能量，其特征在于所述一个或数个LED的两端并联有控制电路，控制电路控制与其并联的LED的通断。
2.根据权利要求1所述的LED亮度控制电路，其特征在于所述数个LED之间为并联、串联、或并联与串联的结合。
3.根据权利要求1或2所述的LED亮度控制电路，其特征在于所述控制电路包括一个输入端；一个运算放大器；一个N型MosFET开关元件；四个电阻R1、R2、R3、R4；一个电容C组成，其中，运算放大器输出端同开关元件的G极相连；电阻R1与R2的一端同运算放大器的正向输入端连接，电阻R1的另一端同时连接电容C和开关元件的S极，电阻R2的另一端为输入端，电容C的另一端接地；电阻R3与R4的一端同运算放大器的负向输入端连接，电阻R3的另一端接地，电阻R4的另一端同运算放大器的输出端连接；开关元件的D极和S极分别与控制的一个或数个LED正极和负极连接。
4.根据权利要求3所述的LED亮度控制电路，其特征在于所述电阻R1与R4的阻值相同。
5.根据权利要求3所述的LED亮度控制电路，其特征在于所述输入端输入的是可调占空比的电压信号。
6.一种液晶显示器的LED背光源，其特征在于包含权利要求1、2、3、4或5所述的LED亮度控制电路。
全文摘要
本发明公开了一种LED亮度控制电路，包括一个或数个LED、驱动电路，驱动电路与一个或数个LED串联并为其提供能量，其中一个或数个LED的两端并联有控制电路，控制电路控制与其并联的LED的通断。且数个LED之间可以为并联、串联、或并联与串联的结合。本发明同时公开了一种液晶显示器的LED背光源，该背光源采用了前述的LED亮度控制电路。本发明在不影响其他LED亮度的条件下，通过对每一颗或者几颗LED的亮度单独控制，能够在简单、廉价的基础上快速实现各种功率LED的亮度控制，解决LED作为显示器件的某些显示技术问题。
文档编号G09G3/36GK101013559SQ20071006316
公开日2007年8月8日 申请日期2007年1月30日 优先权日2007年1月30日
发明者马丽 申请人:京东方科技集团股份有限公司