一种LED驱动电路及液晶显示装置的制作方法

本申请为申请日为2015年09月16日，申请号为201510348881.0，发明名称为一种led驱动电路及液晶显示装置的专利的分案申请。

本发明涉及液晶电视领域，尤其涉及一种led（lightemittingdiode，即：发光二极管）驱动电路及液晶显示装置。

背景技术：

目前的液晶电视领域，采用led背光已经成为行业主流。如图1所示，为现有技术中提供的一种led驱动电路。该led驱动电路中，芯片ic914处于高压区域，led灯串处于低压区域，为了将led灯串部分的电流反馈至芯片ic914，需要使用图1中的光耦反馈电路进行电流反馈。然而，由于光耦反馈电路在进行光电转换时需要一定的时间，这样，芯片ic914对led灯串部分的电流反馈信号的响应将存在一定的延迟，从而使得芯片ic914对led灯串电流的控制变得不准确，上述延迟很容易导致在调光状态下的led灯串电流存在尖峰（如图2所示），同时也很容易在led灯串的变压器t904中产生噪声。

因此，如何实现对led灯串电流的准确控制，是目前亟需解决的技术问题。

技术实现要素：

本发明的实施例提供一种led驱动电路及液晶显示装置，能够实现对led灯串电流的准确控制。

为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：

第一方面，提供一种发光二极管led驱动电路，所述led驱动电路包括：llc谐振电路模块、全桥整流滤波模块、led灯串模块、电流检测电路模块、控制电路模块以及及驱动变压器；其中，

所述llc谐振电路模块的输出端与所述全桥整流滤波模块的输入端连接；

所述全桥整流滤波模块的输出端与所述led灯串模块的正极连接；

所述led灯串模块的负极与所述电流检测电路模块的第一端连接；

所述电流检测电路模块的第一端还与所述控制电路模块的第一端连接，所述电流检测电路模块的第二端接地；

所述控制电路模块的第二端与所述驱动变压器的次级第一端连接，所述控制电路模块的第三端与所述驱动变压器的次级第二端连接，所述驱动变压器的初级与所述llc谐振电路模块连接。

第二方面，本发明还提供了一种液晶显示装置，设置有上述led驱动电路。

基于本发明上述实施例提供的led驱动电路，该led驱动电路通过电流检测电路模块、控制电路模块以及驱动变压器进行led灯串部分的电流反馈，一方面，该驱动变压器用于高压交流电信号的隔离，使得led灯串处于低压区域，保证了led灯串的正常工作。另一方面，led灯串模块的负极与所述电流检测电路模块的第一端连接，并且所述电流检测电路模块的第一端还与所述控制电路模块的第一端连接，也就是说，该led驱动电路中的led灯串可以将反馈信号直接传输给控制电路模块，从而减少了信号的延迟，使得控制电路模块对led灯串电流的控制变得准确，进而避免了图2中的led灯串电流的尖峰现象，可以得到如图6所示的led灯串电流波形图。

附图说明

图1为现有的led驱动电路示意图；

图2为现有led驱动电路中led灯串电流波形图；

图3（a）为本发明实施例提供的led驱动电路示意图一；

图3（b）为本发明实施例提供的led驱动电路示意图二；

图4为本发明实施例提供的led驱动电路示意图三；

图5为图4中llc谐振电路模块的工作时序图；

图6为本发明实施例提供的led驱动电路中led灯串电流波形图；

图7为本发明实施例提供的led驱动电路示意图四；

图8为本发明实施例提供的led驱动电路示意图五；

图9为本发明实施例提供的led驱动电路示意图六；

图10为图9中欠压保护电路模块的连接示意图；

图11为本发明实施例提供的led驱动电路示意图七；

图12为图11中3d控制电路模块的连接示意图。

具体实施方式

现在参照附图描述多个实施例，其中用相同的附图标记指示本文中的相同元件。在下面的描述中，为便于解释，给出了大量具体细节，以便提供对一个或多个实施例的全面理解。然而，很明显，也可以不用这些具体细节来实现所述实施例。在其它例子中，以方框图形式示出公知结构和设备，以便于描述一个或多个实施例。

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或者隐含指明所指示的技术特征的数量，由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。以下实施例中“第一”和“第二”仅用于区别，如第一端和第二端，再如：第一led灯串，第二led灯串，等等。

参照图3（a）所示，本发明实施例提供一种led驱动电路，包括：llc谐振电路模块31、全桥整流滤波模块33、led灯串模块34、电流检测电路模块35、控制电路模块36以及驱动变压器t1。其中，

所述llc谐振电路模块31的输出端与所述全桥整流滤波模块33的输入端连接。

所述全桥整流滤波模块33的输出端与所述led灯串模块34的正极连接。

所述led灯串模块34的负极与所述电流检测电路模块35的第一端v0连接。

所述电流检测电路模块35的第一端v0还与所述控制电路模块36的第一端v2连接，所述电流检测电路模块35的第二端v1接地。

所述控制电路模块36的第二端v3与所述驱动变压器t1的次级第一端连接，所述控制电路模块36的第三端v4与所述驱动变压器t1的次级第二端连接，所述驱动变压器t1的初级与所述llc谐振电路模块31连接。

其中，所述控制电路模块36用于接收电流检测电路模块35反馈的led灯串的电流，并发送控制信号给驱动电路模块37，经由驱动电路模块37将led灯串的电流反馈至llc谐振电路模块31。

需要说明的是，在图3中，所述电流检测电路模块35的第一端v0分别与所述控制电路模块36的第一端v2连接和所述led灯串模块34的负极连接，假设电流检测电路模块35的第一端v0的电流（即，led灯串的电流）为i（v0），则所述电流检测反馈电路模块35用于调整电流i（v0）。

需要说明的是，本发明实施例中，所述led灯串模块34的负极与所述电流检测电路模块35的第一端v0连接，具体是指，所述led灯串模块34中任意一路led灯串的负极与所述电流检测电路模块35的第一端v0连接，其余led灯串的负极接地。当然，所述led灯串模块34的负极与所述电流检测电路模块35的第一端v0连接，也可以是指，所述led灯串模块34中所有led灯串的负极与所述电流检测电路模块35的第一端v0连接，本发明实施例对此不作具体限定。

基于本发明上述实施例提供的led驱动电路，该led驱动电路通过电流检测电路模块、控制电路模块以及驱动变压器进行led灯串部分的电流反馈，一方面，驱动变压器用于高压交流电信号的隔离，使得led灯串处于低压区域，保证了led灯串的正常工作。另一方面，led灯串模块的负极与所述电流检测电路模块的第一端连接，并且所述电流检测电路模块的第一端还与所述控制电路模块的第一端连接，也就是说，该led驱动电路中的led灯串可以将反馈信号直接传输给控制电路模块，从而减少了信号的延迟，使得控制电路模块对led灯串电流的控制变得准确，进而避免了图2中的led灯串电流的尖峰现象，可以得到如图6所示的led灯串电流波形图。

进一步的，参照图3（b）所示，所述led灯串模块34包括第一led灯串第二led灯串。

所述全桥整流滤波模块33的输出端与所述led灯串模块34的正极连接，包括：

所述全桥整流滤波模块33的第一输出端vout31与所述led灯串模块34中第一led灯串的正极连接，所述全桥整流滤波模块的第二输出端vout41与所述led灯串模块34中第二led灯串的正极连接。

所述led灯串模块34的负极与所述电流检测电路模块35的第一端v0连接，包括：

所述led灯串模块34中的第一led灯串或第二led灯串的负极与所述电流检测电路模块35的第一端v0连接，其余led灯串的负极接地。

所述led驱动电路还包括：平衡均流电路模块32，所述平衡均流电路模块包括第一电容c11。其中，

所述llc谐振电路模块31的输出端与所述全桥整流滤波模块33的输入端连接，包括：

所述llc谐振电路模块31的第一输出端vout11串联所述第一电容c11后与所述全桥整流滤波模块33的第一输入端vin11连接；

所述llc谐振电路模块31的第二输出端vout212与所述全桥整流滤波模块33的第二输入端vin21连接。

具体的，如图4所示，一种可能的实现方式中，llc谐振电路模块31具体可以包括：

场效应晶体管q1、场效应晶体管q2、谐振电容c3、等效电感lr、励磁电感lm和谐振变压器t2。

其中，场效应晶体管q1的栅极与驱动变压器t1的初级第一端连接，场效应晶体管q2的栅极与驱动变压器t1的初级第二端连接，场效应晶体管q2的源极与驱动变压器t1的初级第三端连接，并且场效应晶体管q2的源极接地。场效应晶体管q1与场效应晶体管q2组成半桥驱动，该半桥驱动的输出端vds2串联等效电感lr后与谐振变压器t2的初级第一端连接，并且该半桥驱动的输出端vds2与驱动变压器t1的初级第四端连接。场效应晶体管q2的源极串联谐振电容c3后与谐振变压器t2的初级第二端连接，励磁电感lm的第一端与所述谐振变压器的t2初级第一端连接，励磁电感lm的第二端与所述谐振变压器t2的初级第二端连接。

全桥整流滤波模块33具体可以包括：

二极管vd11，其正极与所述第一电容c11的第二极连接，负极与所述第一led灯串的正极连接；

二极管vd21，其正极接地，负极与所述第一电容c11的第二极连接；

二极管vd31，其正极接地，负极与所述谐振变压器t2的次级第二端连接；

二极管vd41，其正极与所述谐振变压器t2的次级第二端连接，负极与所述第二led灯串的正极连接；

电容c11，其第一极接地，第二极与所述第一led灯串的正极连接；

电容c31，其第一极接地，第二极与所述第二led灯串的正极连接。

电流检测电路模块35具体可以包括：电阻r1，这样，i（v0）=控制电路模块36的第一端v2的电压/r1。

需要说明的是，控制电路模块具体可由一芯片和该芯片的外围电路构成，本发明实施例对此不作具体限定。

为了让一般技术人员更好的理解本发明，下面将对图4所示的电路中的部分电路的工作原理简要说明如下：

1）llc谐振电路模块

llc谐振电路模块的工作时序图如图5所示，其中，

在〔t1，t2〕时间段：

q1关断，q2导通，电感lr和c3进行谐振，次级vd11、vd31关断，vd41、vd21导通，此时能量从c3,lr转换至次级，给第二led灯串供电，同时给次级电容c31充电，直到q2关断。

在〔t2，t3〕时间段：

q1和q2同时关断，此时处于死区时间。次级vd11、vd31、vd41、vd21关断,次级电容c11和c31分别给第一led灯串和第二led灯串供电。此时电感lr,lm电流给q2的输出电容（q2的内部电容，未示出）充电，给q1的输出电容（q1的内部电容，未示出）放电，直到q2的输出电容（q2的内部电容，未示出）的电压等于dc。当q1导通时该相位结束。

在〔t3，t4〕时间段：

q1导通，q2关断，vd11、vd31导通,vd41、vd21关断，c3和lr谐振,能量从c3,lr转换到次级给第一led灯串供电，同时给次级电容c11充电,此时lm的电流通过q1返回到dc，直到lr的电流为零此相位结束。

在〔t4，t5〕时间段：

q1导通,q2关断,vd11、vd31导通,vd41、vd21关断,c3和lr谐振,能量从输入转换到次级给第一led灯串供电，同时给次级电容c11充电，直到q1关断该相位结束。

在〔t5，t6〕时间段：

q1,q2同时关断,vd11、vd31、vd41、vd21关断,次级电容c11和c31分别给第一led灯串和第二led灯串供电。原边电流i(lr+lm)给q1的输出电容（q1的内部电容，未示出）充电,给q2的输出电容（q2的内部电容，未示出）放电，直到q2的输出电容（q2的内部电容，未示出）的电压为零。此时q2开始导通，q2导通时此相位结束。

在〔t6，t7〕时间段：

q1关断,q2导通,电感lr和c3进行谐振，次级vd11、vd31关断，vd41、vd21导通,此时能量从c3,lr转换至次级，给第二led灯串供电，同时给次级电容c31充电，lr电流反向经q2回到初级地，当lr电流为零时此相位结束。

2）全桥整流滤波电路模块：

如上所述，当vd11、vd31导通,vd41、vd21关断时：电流从t2的次级第一端流出经c21和vd11之后，对c11充电，以及给第一led灯串供电，同时c21处于充电状态，其电位是左负右正。

当vd41、vd21导通,vd11、vd31关断时:电流从t2的次级第二端流出经vd41对c31充电，以及给第二led灯串供电后，再经vd21和c21回到t2的次级第一端，同时c21放电。

当q1导通，q2关断时，t2次级第一端为正，第二端为负，设其电压差为vp；当q2导通，q1关断时，t2次级第一端为负，第二端为正，设其电压差为vn；c21上的直流电压为v_c21，左边为负右边为正，c11两端电压为v_c11，c31两端电压为v_c31。假设llc谐振电路的工作周期为ts；vd11、vd31导通,vd41、vd21关断时，流经t2次级的电流为isp(t),导通时间为t1；vd41、vd21导通,vd11、vd31关断时，流经t2次级的电流为isn(t)，导通时间为t2，则：

io_led1=，io_led2=

其中，io_led1表示第一led灯串的电流，io_led2表示第二led灯串的电流。

因为c21的充放电的电量平衡，所以io_led1=io_led2;

在t1时间段，vp-v_c21=v_c11；

在t2时间断，vn+v_c21=v_c31；

因为q1和q2做半桥对称的开启与关闭，也就是说q1与q2的占空比均为0.5,因此vp=vn,v_c21=(v_c11+v_c31)/2

从而，当第一led灯串和第二led灯串的工作电压有差异时，c21既可以自动调节其上的直流偏压，又可以使t2次级的伏秒值平衡。且由于c21的充电量和放电量相等，所以c21还可以使两路led灯串的电流实现平衡。

进一步的，如图7所示，所述led驱动电路还包括：

m组所述全桥整流滤波模块33和m组所述led灯串模块34，m为不小于1的正整数.

所述平衡均流电路模块32还包括：平衡电感l1和m个所述第一电容c11。

其中，所述llc谐振电路模块的另外m个第一输出端vout11各串联一所述第一电容c11后分别与m组所述全桥整流滤波模块33的m个第一输入端vin11连接；所述llc谐振电路模块31的另外m个第二输出端vout21分别串联所述平衡电感l1后与m组所述全桥整流滤波模块33的m个第二输入端vin21连接。

每组全桥整流滤波模块33的第一输出端vout31与每组led灯串模块34中第一led灯串的正极连接，每组全桥整流滤波模块的第二输出端vout41与每组led灯串模块34中第二led灯串的正极连接。

每组led灯串模块中的第一led灯串和第二led灯串的负极接地。

其中，所述llc谐振电路模块31的第二输出端与所述全桥整流滤波模块33的第二输入端vin21连接，具体可以包括：

所述llc谐振电路模块31的第二输出端通过所述平衡电感l1与所述全桥整流滤波模块33的第二输入端vin21连接。

具体的，在本发明实施例中，由于平衡电感l1的充电量和放电量相等，因此通过平衡电感l1可实现不同led灯串模块34之间的电流平衡，相关原理可参考上述两路led灯串之间电流平衡的原理说明，此处不再赘述。其中，电流检测电路35可以选取其中任一路led灯串的电流进行检测反馈，本发明实施例对此不作具体限定。

优选的，如图8所示，本发明实施例提供的led驱动电路还包括：第二电容c2；其中，

所述第二电容c2的第一极与所述驱动变压器t1的次级第一端连接，所述第二电容c2的第二极与所述控制电路模块36的第二端v3连接。

其中，该第二电容c2具体为隔直电容，可以防止驱动变压器t1次级的直流干扰信号转化至驱动变压器t1的初级，进而导致llc谐振电路无法正常工作，对该led驱动电路起到保护作用。

进一步的，如图9所示，本发明实施例提供的led驱动电路还包括：（m+1）组欠压保护电路模块38；其中，

每组欠压保护电路模块38的第一输入端vin31与每组全桥整流滤波模块33的第一输出端vout31连接，每组欠压保护电路模块38的第二输入端vin41与每组全桥整流滤波模块33的第二输出端vout41连接，每组欠压保护电路模块38的输出端vout51与所述控制电路模块36的欠压保护端v5连接。

具体的，如图9所示，为一组欠压保护电路模块38的构成示意图。该欠压保护电路模块38具体可以包括：

第一电阻r11，其第一端与全桥整流滤波模块33的第一输出端vout31连接，第二端与第二电阻r12的第一端连接；

第二电阻r12，其第一端与第一电阻r11的第二端连接，第二端接地；

第三电阻r21，其第一端与全桥整流滤波模块33的第二输出端vout41连接，第二端与第四电阻r22的第一端连接；

第四电阻r22，其第一端与第三电阻r21的第二端连接，第二端接地；

第一二极管vd51，其正极与第一电阻r11的第二端连接，负极与控制电路模块36的欠压保护端v5连接；

第二二极管vd61，其正极与第三电阻r21的第二端连接，负极与控制电路模块36的欠压保护端v5连接。

本发明实施例在每组全桥整流滤波模块33与每组led灯串模块34之间增加欠压保护电路模块38，并将欠压保护电路模块38的输出端与控制电路模块的欠压保护端连接，由于led灯串短路时，led灯串两端电压均为0，进而导致vin31和vin41处电压为0，vout51处电压也为0，因此vout51与所述控制电路模块36的欠压保护端v5连接后，可使得所述控制电路模块36的欠压保护端v5的电压为0，进而触发芯片内部的欠压保护功能，使芯片停止工作，从而可以在led灯串短路时及时保护控制电路模块。

可选的，如图11所示，本发明实施例提供的led驱动电路还包括：3d控制电路模块39。

其中，所述3d控制电路模块39的信号输出端pwm与所述控制电路控制模块36的第五端v6连接。

具体的，如图12所示，为3d控制电路模块39的构成示意图。该3d控制电路模块39具体可以包括：

第三二极管vd71，其正极与所述3d控制电路模39块的2d信号输入端2d_pwm连接，负极与所述3d控制电路模块39的信号输出端pwm连接；

第一晶体管m1，其基极与所述3d控制电路模块39的3d信号使能端3d_ena连接，集电极与所述第三二极管vd71的正极连接，发射极接地；

第二晶体管m2，其基极与第三晶体管m3的集电极连接，发射极与所述3d控制电路模块39的3d信号输入端3d_pwm连接，集电极与所述3d控制电路模块39的信号输出端pwm连接；

第二晶体管m3，其基极与所述3d控制电路模块39的3d信号使能端3d_ena连接，其集电极与所述第二晶体管m2的基极连接，其发射极接地；其中，

所述信号输出端pwm与所述控制电路控制模块36的第五端v6连接。

具体的，如图12所示，所述第一晶体管和所述第三晶体管具体可以为npn管，所述第二晶体管具体可以为pnp管。

其中，在图11中，在3d信号使能端3d_ena有信号输入时，2d信号输入端2d_pwm的电压会被拉低，m2导通，进而信号输出端pwm会输出3d信号输入端3d_pwm的3d信号，从而实现3d控制的目的。

本发明还提供了一种液晶显示装置，设置有上述任意led驱动电路。

由于液晶显示装置包含上述任意led驱动电路，因此在液晶显示装置中，led的驱动电路在将led灯串模块处于低电压的安全区的同时，使得对led灯串电流的控制变得准确，进而避免了图2中的led灯串电流的尖峰现象，可以得到如图6所示的led灯串电流波形。使液晶显示装置的背光输出更加平滑，提高了液晶显示装置的显示效果。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。