一种LED背光源电路及液晶电视机的制作方法

本实用新型涉及显示技术领域，特别涉及一种LED背光源电路及液晶电视机。

背景技术：

目前，市面上的液晶电视机绝大部分采用LED背光源，LED背光源主要有2种方式：直下式和侧入式。其中，侧入式LED背光源大都采用多条LED灯串驱动技术，而且大都没有LED故障检测和提醒功能以及LED开路保护功能。如图1所示，现有LED背光源电路主要由DC-DC转换器、PWM控制器、n× m个LED灯串（n串，每串m个LED，白光）、n个限流电阻（R11~R1n）组成；其工作原理如下：

DC-DC转换器是直流电压转换器，输入电压Vin一般为24伏，工作电压Vout设计为比LED灯串总的正向电压高1V左右。正常情况下， LED的正向电压VF为3.2~3.4V，所以Vout＝m*VF+1，m为一条LED灯串中LED的颗数。假设VF＝3.3V，如果所有LED灯串都是10颗LED，则Vout＝10*3.3+1＝34V。限流电阻上的电压为34－33＝1伏。假设LED灯串的工作电流为0.35A，则每一个限流电阻的功耗是0.35A*1V＝0.35W，属于正常范围。

假设有一LED灯串中的一颗LED发生短路故障，则短路的LED灯串中相当于只有9颗LED，而其余正常的LED灯串各为10颗。工作电压Vout是以最大数目的LED灯串为准，即Vout保持34V。短路的灯串的正向电压为9*3.3=29.7V，短路的灯串中限流电阻上的电压为34－29.7＝4.3V，功耗是0.35A*4.3V＝1.505W，是正常值0.35W的4倍还多，短路的灯串不仅工作效率低，长时间使用还可能造成限流电阻损坏，引起更大故障。

假设有一LED灯串中的一颗LED发生开路故障，则该开路的LED灯串的限流电阻上的电压为0V，PWM控制器输出的FBO信号控制DC-DC转换器，输出最大工作电压Vout_max（其值取决于电路设计，一般为正常工作电压Vout的1.2倍左右），则即Vout_max＝1.2*34V＝40.8V。这种情况下，正常LED灯串上的限流电阻的电压为40.8－33＝7.8V，限流电阻的功耗为0.35A*7.8V＝2.73W，约为正常值0.35瓦的8倍。除开路的灯串外，其余灯串的工作效率极低，长时间使用危害极大，可见，开路LED灯串造成的危害比短路LED灯串大得多。

但是，现有技术中很少涉及短路、开路处理。例如我国申请号为201510156429.4的专利提出了一种LED光源短路检测方法及装置，其只能检测LED短路故障，没有LED开路检测和保护电路；另外，其检测方法非常复杂，检测过程需要人为干预，无法实现自动检测。

因此有必要对现有技术进行改进。

技术实现要素：

鉴于上述现有技术的不足之处，本实用新型的目的在于提供一种LED背光源电路及液晶电视机，以解决现有电视机中，没有LED开路检测、不能自动检测短路的问题。

为了达到上述目的，本实用新型采取了以下技术方案：

一种LED背光源电路，与主芯片连接，包括若干个LED灯串、若干个限流电阻、用于将电源电压转换成工作电压给各LED灯串供电的DC-DC转换器、用于控制各LED灯串亮灭状态的PWM控制器，其还包括：

用于检测对应的LED灯串的短路或开路状态，并输出相应的触发信号的若干个检测模块；

用于根据触发信号输出相应的中断信号给主芯片的控制模块；

所述DC-DC转换器连接各LED灯串和PWM控制器；各LED灯串连接PWM控制器、还通过限流电阻接地；若干个检测模块分别连接一个LED灯串，控制模块连接主芯片和检测模块。

所述的LED背光源电路中，所述检测模块的个数、LED灯串的个数、限流电阻的个数、PWM控制器检测端的个数均相同；一个LED灯串与一个检测模块、一个限流电阻配对；

所述DC-DC转换器的电压输出端连接各LED灯串的正极，DC-DC转换器的反馈端连接PWM控制器的输出端；各LED灯串的负极与PWM控制器的各检测端一对一连接，各LED灯串的负极还通过配对的限流电阻接地；各检测模块的输入端与配对的LED灯串的正极连接，各检测模块的检测端与配对的LED灯串的负极连接；各检测模块的输出端均连接控制模块的输入端，控制模块的输出端连接主芯片。

所述的LED背光源电路中，所述各检测模块均包括一个稳压二极管、一个电阻和一个二极管；稳压二极管的负极连接配对的LED灯串的正极，稳压二极管的正极连接电阻的一端，电阻的另一端连接配对的LED灯串的负极和限流电阻的一端，电阻的另一端还连接二极管的正极和PWM控制器对应的检测端，二极管的负极连接控制模块的输入端。

所述的LED背光源电路中，所述电阻的阻值为47Ω~200Ω。

所述的LED背光源电路中，所述控制模块包括基极电阻、上拉电阻和三极管；所述基极电阻的一端连接各二极管的负极，基极电阻的另一端连接三极管的基极，三极管的发射极接地，三极管的集电极连接主芯片和上拉电阻的一端，上拉电阻的另一端连接电源端。

所述的LED背光源电路中，所述基极电阻的阻值为1KΩ~4.7KΩ，上拉电阻的阻值为4.7KΩ~10KΩ，三极管为NPN三极管。

一种液晶电视机，包括主芯片，其还包括所述的LED背光源电路，所述LED背光源电路检测LED灯串的短路或开路状态，检测到LED灯串短路或开路时输出中断信号给主芯片，主芯片根据中断信号发送故障信息至屏幕显示。

相较于现有技术，本实用新型提供的一种LED背光源电路及液晶电视机，LED背光源电路包括；LED背光源电路连接主芯片，LED背光源电路包括若干个LED灯串、若干个限流电阻、DC-DC转换器、PWM控制器、若干个检测模块和控制模块；DC-DC转换器连接各LED灯串和PWM控制器；各LED灯串连接PWM控制器；若干个检测模块分别连接一LED灯串，控制模块连接主芯片和检测模块；DC-DC转换器将电源电压转换成工作电压给各LED灯串供电，PWM控制器控制各LED灯串亮灭状态；检测模块检测对应LED灯串的短路或开路状态，并输出相应的触发信号；控制模块根据触发信号输出相应的中断信号给主芯片来发送故障信息至屏幕显示。从而解决了现有电视机中没有LED开路检测、不能自动检测短路的问题；其电路结构非常简单，成本很低，适合大力推广。

附图说明

图1为现有LED背光源电路的电路图。

图2为本实用新型实施例提供的LED背光源电路的电路图。

具体实施方式

本实用新型提供一种LED背光源电路及液晶电视机，具有LED短路和开路自动检测、故障提醒功能，以及LED开路保护功能，其电路结构简单、成本较低，实用性较强。为使本实用新型的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本实用新型进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

本实用新型提供一种液晶电视机，其包括LED背光源电路和主芯片，LED背光源电路主芯片连接。所述LED背光源电路检测LED灯串的短路或开路状态，检测到LED灯串短路或开路时输出中断信号给主芯片，主芯片根据中断信号发送故障信息至屏幕显示。

如图2所示，所述LED背光源电路包括DC-DC转换器100、PWM控制器200、若干个LED灯串（51~5n）、若干个限流电阻（R1~Rn)、若干个检测模块（31~3n）和控制模块400。所述检测模块的个数、LED灯串的个数、限流电阻的个数、PWM控制器检测端的个数均相同；一个LED灯串与一个检测模块、一个限流电阻配对。n为正整数。

所述DC-DC转换器100的电压输出端OUT连接各LED灯串的正极，DC-DC转换器100的反馈端FB连接PWM控制器200的输出端FBO；各LED灯串的负极与PWM控制器200的各检测端（L1~Ln）一对一连接，各LED灯串的负极还通过配对的限流电阻接地。各检测模块（31~3n）的输入端与配对的LED灯串的正极连接，各检测模块（31~3n）的检测端与配对的LED灯串的负极连接，各检测模块（31~3n）的输出端均连接控制模块400的输入端，控制模块400的输出端连接液晶电视机的主芯片。

其中，所述LED灯串中串联了m个LED灯，m为正整数。LED灯串的正极指总的正极，即第一个LED灯（图2中为最上面）的正极；LED灯串的负极指总的负极，即最后一个LED（图2中为最下面）的负极。所述DC-DC转换器100、PWM控制器200、LED灯串、限流电阻为现有技术，其连接关系和工作原理为现有技术。DC-DC转换器100将电源电压转换成工作电压Vout给各LED灯串供电，PWM控制器200用于控制各LED灯串的亮灭状态。

本实施例的改进点是增加若干个检测模块（31~3n）和一个控制模块400。各检测模块（31~3n）检测与其配对的LED灯串的短路或开路状态，并输出对应的触发信号。控制模块400根据触发信号输出相应的中断信号给主芯片、以在检测到短路或开路时控制主芯片提示用户。

具体为：当检测模块（31~3n）检测与其配对的LED灯串短路或开路时，输出高电平的触发信号，LED灯串正常时输出低电平的触发信号。控制模块400根据高电平的触发信号输出低电平的中断信号给主芯片，主芯片进行提示；若触发信号为低电平，则控制模块400输出高电平的中断信号，主芯片不处理。

请继续参阅图2，本实施例中，各检测模块的电路结构相同，每个检测模块包括一个稳压二极管、一个电阻和一个二极管；稳压二极管的负极（即检测模块的输入端）连接配对的LED灯串的正极，稳压二极管的正极连接电阻的一端，电阻的另一端（即检测模块的检测端）连接配对的LED灯串的负极和限流电阻的一端，电阻的另一端还连接二极管的正极和PWM控制器对应的检测端，二极管的负极（即检测模块的输出端）连接控制模块的输入端。

所述各检测模块分别为第一检测模块31、第二检测模块32……、第n检测模块3n。以第一检测模块31为例。所述第一检测模块31包括第一稳压二极管Dz1、第一电阻Rw1和第一二极管D1；所述第一稳压二极管Dz1的负极（即第一检测模块的输入端）连接第一LED灯串51的正极，第一稳压二极管Dz1的正极连接第一电阻Rw1的一端，第一电阻Rw1的另一端（即第一检测模块的检测端）连接第一LED灯串51的负极和第一限流电阻R1的一端，第一限流电阻R1的另一端接地。第一电阻Rw1的另一端还连接第一二极管D1的正极和PWM控制器200的第一检测端L1，第一二极管D1的负极（即第一检测模块的输出端）连接控制模块400的输入端。

所述控制模块400包括基极电阻R401、上拉电阻R402和三极管Q；所述基极电阻R401的一端（即控制模块的输入端）连接第一二极管D1的负极（以及其他二极管的负极），基极电阻R401的另一端连接三极管Q的基极，三极管Q的发射极接地，三极管Q的集电极连接主芯片和上拉电阻402的一端，上拉电阻402的另一端连接电源端（输入3.3V电源）。

其中，所述第一稳压二极管Dz1和第一电阻Rw1组成开路保护电路，第一限流电阻R1和第一二极管D1组成短路保护电路。基极电阻R401的阻值取1KΩ~4.7KΩ之间，上拉电阻402的阻值取4.7KΩ~10KΩ之间，三极管Q的放大倍数在50~200之间即可。

正常情况下，三极管Q处于截止状态，集电极电压约为3.3V（即中断信号INT为高电平）。当有短路或开路故障发生时，三极管Q导通并饱和，中断信号INT为0V（即为低电平），中断信号INT与电视机的主芯片相连，中断信号INT为低电平，向主芯片报警，主芯片在屏幕弹出“电视机背光发生故障，请及时报修！”之类的故障信息，以便提醒消费者报修。

请继续参阅图2，假设每一LED灯串均有10颗LED，LED灯串的正向电压VF＝3.3V，正常情况下DC-DC转换器输出的工作电压Vout为34V。所述A的工作原理为：

短路自动检测和提醒：

以第一LED灯串51为例，假设有一颗LED灯发生短路，则第一LED灯串51总的正向电压为9*3.3＝29.7V，第一限流电阻R1上的电压为34－29.7＝4.3V。从图2中可以看出，只要有一个限流电阻上的电压超过2V，就能通过基极电阻401给三极管Q提供基极电流，三极管Q导通并饱和，其集电极输出的中断信号INT变为低电平，从而控制主芯片在屏幕弹出故障信息，提醒消费者报修。

开路保护并自动检测和提醒：

第一电阻Rw1的阻值为47Ω~200Ω，第一稳压二极管Dz1的稳压值为所保护的第一LED灯串51的总正向电压加上3.3V，即10*3.3＋3.3＝36.3V。

正常情况下工作电压Vout为34V，小于稳压值36.3V，第一稳压二极管Dz1截止，不影响电路工作。当第一LED灯串51中发生LED开路故障时，如果没有保护电路，工作电压Vout会提高到40.8V（可详见背景技术）。有了保护电路后，当工作电压Vout提高到37.3 V多一点，第一稳压二极管Dz1导通，第一限流电阻R1上的电压也由0V开始增加到约1V时，工作电压Vout保持在37.3V，小于没有保护电路时的40.8V，电路工作相对安全。正常的LED灯串上的限流电阻的电压为37.3－33＝4.3V，从图2可以看出，只要有一个限流电阻上的电压超过2V，就能通过基极电阻R401给三极管Q提供基极电流，三极管Q导通并饱和，中断信号INT变为低电平，从而控制电视机的主芯片在屏幕弹出故障信息，提醒消费者报修。

综上所述，本实用新型提供的LED背光源电路及液晶电视机，通过增加一个控制模块，以及对每个LED灯串增加一个检测模块，由检测模块检测对应的LED灯串的短路或开路状态，并输出对应的触发信号；控制模块根据触发信号输出相应的中断信号给主芯片、以在检测到短路或开路时控制主芯片发故障信息提示用户；从而实现了LED短路和开路自动检测、故障提醒功能，以及LED开路保护功能，其电路结构非常简单、成本较低，实用性较强。

可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本实用新型所附的权利要求的保护范围。