CN202058426U

CN202058426U - 一种led驱动电路及电视机

Info

Publication number: CN202058426U
Application number: CN2011201735971U
Authority: CN
Inventors: 王清金; 陶淦
Original assignee: Qingdao Hisense Electronics Co Ltd
Current assignee: Qingdao Hisense Electronics Co Ltd
Priority date: 2011-05-27
Filing date: 2011-05-27
Publication date: 2011-11-30
Anticipated expiration: 2021-05-27

Abstract

本实用新型公开了一种LED驱动电路及电视机，包括变压器、用于控制所述变压器的开关时序的控制电路、整流电路、LED灯条和电流采样电路；所述控制电路连接在变压器的初级，变压器的次级线圈通过整流电路输出点亮LED灯条所需的直流电压，传输至所述的LED灯条；所述电流采样电路与LED灯条相串联，反馈采样值至所述的控制电路。本实用新型的LED驱动电路可以摒弃对LED驱动芯片的依赖，减少了元器件的使用数量，无需改变LED灯条的耐压值，实现了电路架构的最优化，同时可以实现对多根LED灯条的恒流控制。将所述LED驱动电路应用于电视机等家电产品中，可以有效降低产品的硬件成本，节约系统的PCB空间。

Description

一种LED驱动电路及电视机

技术领域

本实用新型属于LED驱动技术领域，具体地说，是涉及一种用于驱动LED灯条亮灭的驱动控制电路以及采用所述LED驱动电路设计的电视机。

背景技术

在目前的LED驱动技术中，大多采用一颗LED驱动芯片配合一个升压电路驱动一根LED灯条工作的设计方式，如图1所示的LED驱动电路组建结构。其中，电感L811、MOS管Q26和续流二极管D811组成升压电路，连接LED驱动芯片N1，在LED驱动芯片N1的控制作用下，对输入的直流电压Vo（比如+80V）进行升压变换后，为LED灯条LED1供电，驱动其点亮。输入到升压电路的直流电压Vo可以由变压器T801转换提供，通过检测变压器T801次级侧的电压值，进而反馈给连接在变压器T801初级侧的PWM芯片N3，以调节变压器T801的开关频率，实现输入到升压电路的直流电压Vo稳定。

由于升压电路的升压大小取决于LED灯条中LED灯的数量。目前一般的LED灯条中大约串联有40颗LED灯，每颗LED灯的最大导通电压大约为3.3VDC。假如一个显示屏需要采用多根LED灯条同时点亮才能满足其亮度要求，则需要同时设置多个LED驱动芯片和升压电路配合实现对多根LED灯条的驱动控制。以需要两根LED灯条LED1、LED2为例进行说明，参见图1所示，采用电感L810、MOS管Q25和续流二极管D810组成第二路升压电路，连接第二颗LED驱动芯片N2，在第二颗LED驱动芯片N2的控制作用下将所述输入的直流电压Vo升高，进而对第二根LED灯条LED2进行驱动控制。

这种传统的LED驱动电路设计方式，对于要求配置多根LED灯条的显示屏来说，需要在电路板上同时设置多个LED驱动芯片和升压电路，电路结构相对复杂，需要占用PCB较大的空间，且硬件成本高。

发明内容

本实用新型为了解决现有LED驱动技术需要使用LED驱动芯片和升压电路实现对LED灯条的驱动控制，由此导致电路结构复杂、成本高的问题，提出了一种全新结构的LED驱动电路，优化了电路结构，降低了硬件成本。

为解决上述技术问题，本实用新型采用以下技术方案予以实现：

一种LED驱动电路，包括变压器、用于控制所述变压器的开关时序的控制电路、整流电路、LED灯条和电流采样电路；所述控制电路连接在变压器的初级，变压器的次级线圈通过整流电路输出点亮LED灯条所需的直流电压，传输至所述的LED灯条；所述电流采样电路与LED灯条相串联，反馈采样值至所述的控制电路。

当所述LED灯条为一根时，所述变压器的次级线圈通过整流电路整流成直流正电压，输出至所述LED灯条的阳极，所述LED灯条的阴极通过串联的电流采样电路接地。

进一步的，在所述整流电路中包含有一颗整流二极管，所述整流二极管的阳极连接变压器的次级线圈，阴极连接所述LED灯条的阳极，将变压器的次级线圈产生的交变电压整流成直流正电压为LED灯条供电。

当所述LED灯条为两根时，在所述变压器中设置两个匝数相同的次级线圈，各自通过一个整流电路分别整流输出一路直流正电压和一路直流负电压；所述直流正电压输出至第一根LED灯条的阳极，第一根LED灯条的阴极通过串联的电流采样电路连接零电位点，所述零电位点连接第二根LED灯条的阳极，第二根LED灯条的阴极连接所述的直流负电压。

进一步的，在每一个所述的整流电路中均包含有一颗整流二极管，其中一颗整流二极管的阳极连接变压器的其中一个次级线圈，阴极连接第一根LED灯条的阳极；另外一颗整流二极管的阴极连接变压器的另外一个次级线圈，阳极连接第二根LED灯条的阴极。

又进一步的，通过所述电流采样电路反馈的采样值传输至一光耦，通过所述光耦进行光电隔离后，输出至所述的控制器。

再进一步的，在所述电流采样电路中包含有一采样电阻，所述采样电阻与所述LED灯条相串联，且所述采样电阻的一端接地或连接零电位点，另一端连接所述光耦的发光二极管的阳极，所述发光二极管的阴极接地，所述光耦的受光三极管的集电极连接控制电路的反馈端，发射极接地。

更近一步的，在所述控制电路中包含有一PWM芯片和一开关电路；所述PWM芯片的反馈端接收所述的采样值，并根据所述采样值调节其输出的PWM信号的占空比；所述变压器的初级线圈的一端连接初级电源，另一端通过所述开关电路的开关通路接地，所述开关电路的控制端接收所述PWM芯片输出的PWM信号。

优选的，在所述开关电路中包含有一N沟道场效应管，所述N沟道场效应管的栅极接收所述PWM芯片输出的PWM信号，漏极连接所述变压器的初级线圈，源极通过限流电阻接地。

基于上述LED驱动电路结构，本实用新型又提供了一种采用所述LED驱动电路设计的电视机，包括电源模块和显示屏，在所述显示屏中设置有LED灯条，在所述电视机中还设置有变压器、用于控制所述变压器的开关时序的控制电路、整流电路以及电流采样电路；所述控制电路连接在变压器的初级，变压器的次级线圈通过整流电路输出点亮LED灯条所需的直流电压，传输至所述的LED灯条；所述电流采样电路与LED灯条相串联，反馈采样值至所述的控制电路。通过控制电路控制变压器的开关频率，进而调节变压器输出至LED灯条的直流电压的幅值，达到维持流经LED灯条的电流恒定的设计目的。

与现有技术相比，本实用新型的优点和积极效果是：本实用新型的LED驱动电路可以摒弃对LED驱动芯片的依赖，仅利用传统LED驱动电路中的变压器和用于控制变压器的开关时序的控制电路即可实现对一根甚至两根LED灯条的驱动控制，从而有效减少了元器件的使用数量，无需改变LED灯条的耐压值，实现了电路架构的最优化，同时可以实现对多根LED灯条的恒流控制。将所述LED驱动电路应用于电视机等家电产品中，可以有效降低产品的硬件成本，节约系统的PCB空间，方便系统电路的整体设计。

结合附图阅读本实用新型实施方式的详细描述后，本实用新型的其他特点和优点将变得更加清楚。

附图说明

图1是现有LED驱动电路的原理图；

图2是本实用新型所提出的LED驱动电路的一种实施例的电路原理图；

图3是本实用新型所提出的LED驱动电路的另外一种实施例的电路原理图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细地说明。

实施例一，本实施例以平板电视产品为例，针对其显示屏内部布设的LED灯条设计一种LED驱动电路，以实现在不依赖LED驱动芯片的前提下，达到驱动一根或者同时驱动两根LED灯条的设计目的。

本实施例的LED驱动电路需要电视机内部的电源模块提供变压器所需的初级电源和用于控制所述变压器的开关时序的控制电路所需的工作电源。将所述控制电路连接在变压器的初级，通过改变变压器初级线圈的开关时序，进而达到调节变压器次级线圈所输出的电压幅值的目的。利用变压器变换输出的电压通过整流电路直接生成用于驱动LED灯条点亮的直流电压，为LED供电。为了实现LED灯条的恒流控制，可以将电流采样电路与LED灯条相串联，即将电流采样电路串联在LED灯条的通电回路中，用于检测流经LED灯条的电流大小，进而生成采样值反馈至控制电路。控制电路根据接收到的采样值调节变压器T1的开关频率，进而改变其次级线圈输出的电压值，使流经LED灯条的电流保持稳定，达到对LED灯条恒流控制的设计目的。

对于仅需要驱动一根LED灯条的情况，参见图2所示，可以在变压器T1中仅配置一个次级线圈T11，配合整流电路整流生成直流正电压V+，比如+150V的直流电压，传输至LED灯条LED1的阳极，LED灯条LED1的阴极通过串联的电流采样电路接地，驱动LED灯条LED1点亮。

在本实施例中，所述整流电路可以采用一颗整流二极管VD6设计实现，如图2所示。将整流二极管VD6的阳极连接到变压器T1的次级线圈T11的一端，变压器T1次级线圈T11的另一端接地，整流二极管VD6的阴极连接LED灯条LED1的阳极，向LED灯条LED1输出用于驱动其点亮的直流正电压V+。为了稳定输出到LED灯条LED1的直流正电压V+，还可以在整流二极管VD6的阴极进一步连接滤波电容C12，以滤除干扰。

为了简化电路设计，所述电流采样电路可以采用一颗采样电阻R3串联在LED灯条LED1的阴极与地之间，如图2所示，将流经LED灯条LED1的电流值转换成电压值反馈给控制电路，以用于调节变压器T1的开关时序。

作为一种优选设计方案，所述控制电路可以采用一颗PWM芯片N3配合一个开关电路设计实现，如图2所示。在控制电路与采样电阻R3之间还可以进一步设置光耦N810，用于对反馈的采样值起到光电隔离的作用。将光耦N810的发光二极管的阳极连接到LED灯条LED1与采样电阻R3的中间节点处，发光二极管的阴极接地；将光耦N810的受光三极管的集电极连接到PWM芯片N3的反馈端FB，发射极接地。当流经LED灯条LED1的电流发生变化时，采样电阻R3两端的电压也随之改变，从而使光耦N810中发光二极管的发光强度发生变化，导致流经光耦N810受光侧的电流发生改变。PWM芯片N3根据其反馈端FB的电流变化，调节其驱动端Dri输出的PWM信号的占空比，进而改变连接在变压器T1初级侧的开关电路的通断时序，达到对变压器T1输出电压进行调节的目的。

在本实施例中，所述开关电路可以采用一颗N沟道场效应管Q6进行电路设计。如图2所示，将N沟道场效应管Q6的栅极连接PWM芯片N3的驱动端Dri，漏极连接变压器T1初级线圈的一端，初级线圈的另一端连接由电视机电源模块提供的初级电源Vin；N沟道场效应管Q6的源极通过限流电阻R4接地。所述PWM芯片N3通过改变其输出的PWM信号的占空比，来改变N沟道场效应管Q6的通断时序，进而调节变压器T1的开关时序，改变其次级输出的直流正电压V+的幅值，使流经LED灯条LED1的电流保持恒定。

当然，所述开关电路也可以采用晶体管、可控硅等其他具有开关作用的元器件设计实现，只需将开关电路的开关通路连接在变压器T1的初级线圈与地之间，开关电路的控制端连接PWM芯片N3的驱动端Dri即可，本实施例并不仅限于以上举例。

对于需要同时驱动两根LED灯条的情况，只需在变压器T1的次级配置两个匝数相同的次级线圈T11、T11，配合两个整流电路分别整流生成一路直流正电压V+（比如+150V直流电压）和一路直流负电压V-（比如-150V直流电压），分别用于对两根LED灯条LED1、LED2进行驱动控制。参见图3所示，将变压器T1的其中一个次级线圈T11通过一个整流电路（比如整流二极管VD6）整流输出直流正电压V+，输出至第一根LED灯条LED1的阳极，所述第一根LED灯条LED1的阴极通过串联的电流采样电路（以采样电阻R3为例进行说明）连接零电位点或者系统地，其具体电路结构可以参照上述对图2的相关描述，本实施例在此不再重复说明。变压器T1的另外一个次级线圈T12通过另外一个整流电路整流输出直流负电压V-，作用于第二根LED灯条LED2的阴极。以整流二极管VD5为例进行说明，将整流二极管VD5的阴极连接到变压器T1次级线圈T12的一端，所述次级线圈T12的另一端接地，整流二极管VD5的阳极连接第二根LED灯条LED2，将通过变压器T1转换输出的交变电压整流成直流负电压V-施加到第二根LED灯条LED2的阴极，所述第二根LED灯条LED2的阳极连接所述的零电位点或者系统地，以与第一根LED灯条LED1相串联。

由于两根LED灯条LED1、LED2相当于串联使用，因此通过采样电阻R3采集到的是两根LED灯条的总电流。将采集到的总电流转换成电压采样值反馈给所述的控制电路。所述控制电路仍以PWM芯片N3配合场效应管Q6为例进行说明。将采样值通过光耦N810进行光电隔离后，反馈至PWM芯片N3的反馈端FB。PWM芯片N3根据其反馈端FB的电流大小，确定其输出的PWM信号的占空比，进而控制变压器T1的开关时序，实现对其输出电压的有效调节，从而使流过两根LED灯条LED1、LED2的电流恒定，由此实现对两根LED灯条的恒流控制。采用这种电路设计方式，即使在每一根LED灯条中短路多颗LED灯，也只会导致通过变压器T1输出的电压降低，不会影响LED灯条的流经电流。

本实用新型的LED驱动电路摆脱了对传统LED驱动芯片的依赖，实现了对LED驱动技术的创新以及对LED灯条的节能驱动，优化了系统架构，降低了产品成本，不仅可以适用于目前的平板电视设计中，对于其他需要使用LED灯条的电子产品，本实用新型的LED驱动电路同样适用。

当然，上述说明并非是对本实用新型的限制，本实用新型也并不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本实用新型的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本实用新型的保护范围。

Claims

1.一种LED驱动电路，其特征在于：包括变压器、用于控制所述变压器的开关时序的控制电路、整流电路、LED灯条和电流采样电路；所述控制电路连接在变压器的初级，变压器的次级线圈通过整流电路输出点亮LED灯条所需的直流电压，传输至所述的LED灯条；所述电流采样电路与LED灯条相串联，反馈采样值至所述的控制电路。

2.根据权利要求1所述的LED驱动电路，其特征在于：所述LED灯条为一根，所述变压器的次级线圈通过整流电路整流成直流正电压，输出至所述LED灯条的阳极，所述LED灯条的阴极通过串联的电流采样电路接地。

3.根据权利要求2所述的LED驱动电路，其特征在于：在所述整流电路中包含有一颗整流二极管，所述整流二极管的阳极连接变压器的次级线圈，阴极连接所述LED灯条的阳极。

4.根据权利要求1所述的LED驱动电路，其特征在于：所述LED灯条为两根，所述变压器包括两个匝数相同的次级线圈，各自通过一个整流电路分别整流输出一路直流正电压和一路直流负电压；所述直流正电压输出至第一根LED灯条的阳极，第一根LED灯条的阴极通过串联的电流采样电路连接零电位点，所述零电位点连接第二根LED灯条的阳极，第二根LED灯条的阴极连接所述的直流负电压。

5.根据权利要求4所述的LED驱动电路，其特征在于：在每一个所述的整流电路中均包含有一颗整流二极管，其中一颗整流二极管的阳极连接变压器的其中一个次级线圈，阴极连接第一根LED灯条的阳极；另外一颗整流二极管的阴极连接变压器的另外一个次级线圈，阳极连接第二根LED灯条的阴极。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的LED驱动电路，其特征在于：通过所述电流采样电路反馈的采样值传输至一光耦，通过所述光耦进行光电隔离后，输出至所述的控制器。

7.根据权利要求6所述的LED驱动电路，其特征在于：在所述电流采样电路中包含有一采样电阻，所述采样电阻与所述LED灯条相串联，且所述采样电阻的一端接地或连接零电位点，另一端连接所述光耦的发光二极管的阳极，所述发光二极管的阴极接地，所述光耦的受光三极管的集电极连接控制电路的反馈端，发射极接地。

8.根据权利要求1至5中任一项所述的LED驱动电路，其特征在于：在所述控制电路中包含有一PWM芯片和一开关电路；所述PWM芯片的反馈端接收所述的采样值，并根据所述采样值调节其输出的PWM信号的占空比；所述变压器的初级线圈的一端连接初级电源，另一端通过所述开关电路的开关通路接地，所述开关电路的控制端接收所述PWM芯片输出的PWM信号。

9.根据权利要求8所述的LED驱动电路，其特征在于：在所述开关电路中包含有一N沟道场效应管，所述N沟道场效应管的栅极接收所述PWM芯片输出的PWM信号，漏极连接所述变压器的初级线圈，源极通过限流电阻接地。

10.一种电视机，包括电源模块和显示屏，其特征在于：还包括如权利要求1至9中任一项权利要求所述的LED驱动电路。