CN219676871U - 一种led驱动电路及显示装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种LED驱动电路及显示装置，该驱动电路包括电源、LED灯组、电感以及控制模块。电感的一端连接电源，电感的另一端连接LED灯组的阳极，LED灯组的阴极接地。控制模块分别与电源、LED灯组的阳极、电感的另一端电连接，用于驱动LED灯组周期性点亮，以及检测电源输出的供电电压，并根据供电电压的大小调节流经LED灯组的电流大小。本申请通过设置控制模块驱动LED灯组周期性点亮,在视觉上达到LED灯常亮的显示效果。同时，在不同供电电压下调节LED灯组的电流，以保证不同供电电压下亮度均能保持一致。由于所需元器件的数量减少，本申请的LED驱动电路成本更低，产品的调试难度大大降低。

Description

一种LED驱动电路及显示装置

技术领域

本实用新型涉及LED技术领域，尤其涉及一种LED驱动电路及显示装置。

背景技术

目前，市面上的小尺寸液晶显示屏的LED背光驱动电路中，常采用DC/DC升压芯片和输出电容C1(请参照图1)，提供升压后的直流电以驱动LED灯点亮并保持恒流，由于该LED驱动电路的升压芯片和输出电容是实现LED直流驱动的主要元器件，无法在电路中减少该器件，因此，现有技术中的LED驱动电路成本无法进一步降低。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种LED驱动电路以及显示装置，以解决现有技术中的LED驱动电路无法进一步降低成本的问题。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：

一种LED驱动电路，包括：电源、LED灯组、电感以及控制模块；

所述电感的一端连接所述电源，所述电感的另一端连接所述LED灯组的阳极，所述LED灯组的阴极接地；

所述控制模块分别与所述电源、LED灯组的阳极、所述电感的另一端电连接，用于驱动所述LED灯组周期性点亮，以及检测所述电源输出的供电电压，并根据所述供电电压的大小调节流经LED灯组的电流大小。

进一步的，所述控制模块包括：

电压检测单元，所述电压检测单元与所述电源电连接，用于检测所述电源输出的供电电压的大小；

PWM信号产生单元，所述PWM信号产生单元与所述电压检测单元电连接，用于输出PWM信号，并根据所述供电电压的大小调节所述PWM信号的占空比；以及

第一驱动开关单元，所述第一驱动开关单元分别与所述PWM信号产生单元、所述LED灯组的阳极以及所述电感的另一端电连接，用于根据所述PWM信号驱动所述LED灯组周期性点亮。

进一步的，所述第一驱动开关单元包括第一场效应管，所述第一场效应管的栅极连接所述PWM信号产生单元，所述第一场效应管的漏极分别连接所述LED灯组的阳极以及所述电感的另一端，所述第一场效应管的源极接地。

进一步的，所述控制模块设置有使能端口，所述使能端口分别与所述电压检测单元以及PWM信号产生单元连接，所述电压检测单元以及所述PWM信号产生单元均通过所述使能端口获取使能信号。

进一步的，所述控制模块还包括第二驱动开关单元，所述第二驱动开关单元分别与所述使能端口以及所述LED灯组的阴极电连接，所述LED灯组通过所述第二驱动开关单元接地，所述第二驱开关单元用于根据所述使能信号控制所述LED灯组与地之间的导通和断开。

进一步的，所述第二驱动开关单元包括第二场效应管，所述第二场效应管的栅极连接所述使能端口，所述第二场效应管的漏极连接所述LED灯组的阴极，所述第二场效应管的源极接地。

进一步的，所述LED灯组包括若干列LED灯串以及与若干列所述LED灯串一一对应的镇流电阻，所述镇流电阻的一端分别连接所述第一驱动开关单元以及所述电感的另一端，所述镇流电阻的另一端连接所述LED灯组的阳极，所述LED灯组的阴极接地。

一种显示装置，包括如上述任一项所述的LED驱动电路。

本实用新型的有益效果在于：本申请通过设置控制模块驱动LED灯组周期性点亮,由于人眼的视觉暂留特性，LED灯珠在极短的时间内实现亮暗变化，人眼无法察觉，从而达到视觉上LED灯常亮的显示效果。同时，通过控制模块检测电源输出的供电电压，并根据供电电压的大小调节流经LED灯组的电流大小，从而实现在不同供电电压下保证LED灯组的亮度均能保持一致。相较于现有技术的LED驱动电路，本申请的LED驱动电路减少了DC/DC升压芯片以及电容，有利于进一步减少电路的成本，由于元器件的减少，生产过程中的调试难度大大降低。

附图说明

图1为现有技术中LED驱动电路的原理图；

图2为本实用新型实施例1的LED驱动电路原理图；

图3为本实用新型实施例2的LED驱动电路原理图；

图4为本实用新型实施例的PWM信号、电感电流以及LED灯组电流的时序图。

标号说明：

100、控制模块；110、电压检测单元；120、PWM信号产生单元；130、第一驱动开关单元；140、第二驱动开关单元；200、LED灯组。

具体实施方式

为详细说明本实用新型的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。

实施例一

请参照图2和图4，本实施例提供一种LED驱动电路，适用于小电流LED驱动的应用场景，例如小尺寸液晶显示屏的LED背光驱动。

请参照图2，所述电感的一端连接所述电源，所述电感的另一端连接所述LED灯组200的阳极，所述LED灯组200的阴极接地。所述控制模块100分别与所述电源、LED灯组200的阳极、所述电感的另一端电连接，用于驱动所述LED灯组200周期性点亮，以及检测所述电源输出的供电电压，并根据所述供电电压的大小调节流经所述LED灯组200的电流大小。其中，LED灯组200的点亮周期被适配为与人眼视觉暂留的时间相适应。

示例性地，控制模块100为MCU(MicrocontrollerUnit，微控制器)或专用集成电路(ASIC，ApplicationSpecificIntegratedCircuit)的一部分电路。

本实施例的LED驱动电路的工作原理为：本实施例的电源用于向LED灯组200提供供电电流，以及向控制模块100提供供电电压，供电电流经电感后输出，控制模块100通过驱动电感进行周期性储能和放电，从而实现LED灯组200的周期性点亮。其中，控制模块100通过获取供电电压，并根据供电电压的大小调节流经LED灯组200的电流大小，从而使LED灯组200在不同供电电压下保持亮度一致。示例性地，由于电感的输出电流随储能时间增加而增大，控制模块100通过调节电感的储能时间，从而调节输入至LED灯组200的电流大小。

可以理解的，相较于现有技术的LED驱动电路，本申请的LED驱动电路减少了DC/DC升压芯片以及电容，有利于进一步减少电路的成本，由于元器件的减少，采用本申请LED驱动电路的产品的调试难度大大降低，同时有利于产品进一步小型化。另外，现有技术中，DC/DC升压芯片输出的是固定电压(Vout)，而LED是电流驱动器件，这就要求LED灯组200的阳极需要设置电阻R1，提供一定的压降来保障LED灯组200的电流恒定和亮度稳定。而电阻R1的压降使电阻产生额外的功耗，降低了电路的效率。而本实施例的LED驱动电路除了减少DC/DC升压芯片和电容的设置，同时无需设置电阻R1，因此，本实施例的LED驱动电路相较于现有技术功耗更低、效率更高。

请继续参照图2，具体的，所述控制模块100包括电压检测单元110、PWM信号产生单元120以及第一驱动开关单元130。所述电压检测单元110与所述电源电连接，用于检测所述电源输出的供电电压的大小。所述PWM信号产生单元120与所述电压检测单元110电连接，用于输出PWM信号，并根据所述供电电压的大小调节所述PWM信号的占空比。所述第一驱动开关单元130分别与所述PWM信号产生单元120、所述LED灯组200的阳极以及所述电感的另一端电连接，用于根据所述PWM信号驱动所述LED灯组200周期性点亮。

其中，控制模块100于电压检测单元110与电源之间设置有供电端口VDD，电压检测单元110通过检测供电端口VDD的电压即可获得电源的供电电压大小。控制模块100还设置有接地的接地端口GND。

可以理解的，电压检测单元110检测电源的供电电压，将检测结果发送至PWM信号产生单元120。示例性地，模数转换器(ADC，AnalogtoDigitalConverter)是实现电压检测单元110的一种常用电路结构，将连续的供电电压信号转换成数字形式的离散信号。PMW信号产生单元根据检测结果输出对应的PWM信号，其中，PWM信号产生单元120根据供电电压的大小调节PWM信号的占空比。第一驱动开关单元130则根据PWM信号驱动LED灯组200的周期性点亮。其中，流经LED灯组200的电流大小调节可通过调节PWM信号的占空比实现。

进一步的，所述第一驱动开关单元130包括N沟道的第一场效应管M1，所述第一场效应管M1的栅极连接所述PWM信号产生单元120，所述第一场效应管M1的漏极分别连接所述LED灯组200的阳极以及所述电感的另一端，所述第一场效应管M1的源极接地。本实施例采用第一场效应管M1的通断来调节所述LED灯组200的电流。其中，控制模块100设置有第一输出端口LX，第一场效应管M1的漏极经第一输出端口LX分别连接LED灯组200的阳极以及电感的另一端。在其它实施方式中，第一驱动开关单元130也可以采用三极管等开关元器件。

所述控制模块100设置有使能端口EN，所述使能端口EN分别与所述电压检测单元110以及PWM信号产生单元120连接，所述电压检测单元110以及所述PWM信号产生单元120均通过所述使能端口EN获取使能信号。

其中，使能端口EN用于接入由上一级电路发送的使能信号，以使电压检测单元110和PWM信号产生单元120启动工作。

可选的，所述LED灯组200包括若干列LED灯串以及与若干列所述LED灯串一一对应的镇流电阻，所述镇流电阻的一端分别连接所述第一驱动开关单元130以及所述电感的另一端，所述镇流电阻的另一端连接所述LED灯组200的阳极，所述LED灯组200的阴极接地。

本实施例的LED灯组200是由若干个LED灯串组成的M行N列的LED灯珠阵列，每列灯串包括单个LED灯珠或至少两个串联的LED灯珠。可以理解的，本实施例通过于每列灯串的阳极设置镇流电阻(R_1…R_N)，使每个LED灯组200的电流相等，亮度一致，在对LED灯珠亮度一致性要求不高的应用场景下，可以不设置镇流电阻。

结合上述内容，本实施例的LED驱动电路在关闭状态下，使能信号无效，PWM信号输出低电平，第一场效应管M1、第二场效应管M2关闭，LED灯组200处于熄灭状态。LED驱动电路在工作状态下，使能信号有效，第二功率管M2开启。PWM信号产生单元120根据供电电压的检测结果，输出对应占空比的PWM信号，控制第一场效应管M1的周期性开启和关闭，从而驱动LED灯组200发光。

请参照图4，在一个周期内，PWM信号开通时间T1，第一场效应管M1开启，第一输出端口LX为低电平，电感的电流增加、电感蓄能，此时LED灯组200截止、不发光；PWM信号关闭时间T2，第一场效应管M1关闭，第一输出端口LX为高阻态，电感的电流流过LED灯组200，LED灯组200正向导通并发光。

本实施例中，LED灯组200的亮度，与LED灯组200的结构、供电端口VDD的电压、PWM信号占空比η、PWM信号周期T、第一场效应管M1的驱动能力有关。对于同一款显示装置或显示组件，LED灯组200的结构、PWM信号的周期T、第一场效应管M1驱动能力固定，因此，可以通过调整不同供电电压下的PWM信号占空比η，以保证LED灯组200在不同供电电压下的亮度一致。

示例性地，PWM信号为低电平时，第一场效应管M1关闭，第一输出端口LX为高阻态，电感的电流流过LED灯组200，使LED灯组200正向导通并发光，此时第一输出端口LX的电压V_LX₁为V_LX₁＝*VLED+I*R_1。其中，VLED为一个LED灯珠的正向导通电压，I*R_1为镇流电阻R_1的压降。

实施例二

请参照图3和图4，本实施例提供另一种LED驱动电路，在实施例一的基础上，所述控制模块100还包括第二驱动开关单元140，所述第二驱动开关单元140分别与所述使能端口EN以及所述LED灯组200的阴极电连接，所述LED灯组200通过所述第二驱动开关单元140接地，所述第二驱开关单元用于根据所述使能信号控制所述LED灯组200与地之间的导通和断开。

其中，本实施例的第二驱动开关单元140用于在使能信号输入时导通，使得LED灯组200的阴极接地，保证LED灯组200的正常点亮；在使能信号停止输入时断开，使得LED灯组200的阴极处于高阻态，整体电路不工作。

具体的，所述第二驱动开关单元140包括N沟道的第二场效应管M2，所述第二场效应管M2的栅极连接所述使能端口EN，所述第二场效应管M2的漏极连接所述LED灯组200的阴极，所述第二场效应管M2的源极接地。其中，控制模块100设置有第二输出端口CT，第二场效应管M2的漏极经第二输出端口CT连接LED灯组200的阴极。在其它实施方式中，第二驱动开关单元140也可以采用三极管等开关元器件。

同样的，请参照图4,在一个周期内，PWM信号开通时间T1，第一场效应管M1开启，第一输出端口LX为低电平，电感的电流增加、电感蓄能，此时LED灯组200截止、不发光；PWM信号关闭时间T2，第一场效应管M1关闭，第一输出端口LX为高阻态，电感的电流流过LED灯组200以及第二场效应管M2，LED灯组200正向导通并发光.

本实施例中，LED灯组200的亮度，与LED灯组200的结构、供电端口VDD的电压、PWM信号占空比η、PWM信号周期T、第一场效应管M1以及第二场效应管M2的驱动能力有关。同样的，对于同一款显示装置或显示组件，LED灯组200的结构、PWM信号的周期T、第一场效应管M1和第二场效应管M2驱动能力固定，因此，可以通过调整不同供电电压下的PWM信号占空比η，以保证LED灯组200在不同供电电压下的亮度一致。

示例性地，PWM信号为低电平时，第一场效应管M1关闭，第一输出端口LX为高阻态，电感的电流流过LED灯组200，使LED灯组200正向导通并发光，此时第一输出端口LX的电压V_LX₂为V_LX₂＝VDS_2+M*VLED+I*R_1。其中，VDS_M2是第二场效应管M2的压降，VLED为一个LED灯珠的正向导通电压，I*R_1为镇流电阻R_1的压降。为了保证电路可靠工作，要保证第一输出端口LX的耐压高于VDS_M2+VDD+M*VLED+I*R_1，并留有适当的裕量。

实施例三

本实施例提供一种显示装置，包括如实施例一或实施例二中的LED驱动电路。示例性地，显示装置可以为手机、掌上电脑、平板等电子设备。

综上所述，本实用新型提供的LED驱动电路及显示装置，通过设置控制模块驱动LED灯组周期性点亮,由于人眼的视觉暂留特性，LED灯珠在极短的时间内实现亮暗变化，人眼无法察觉，从而达到视觉上LED灯常亮的显示效果。同时，通过控制模块检测电源输出的供电电压，并根据供电电压的大小调节流经LED灯组的电流大小，从而实现在不同供电电压下保证LED灯组的亮度均能保持一致。相较于现有技术的LED驱动电路，本申请的LED驱动电路减少了DC/DC升压芯片以及电容，有利于进一步减少电路的成本，由于元器件的减少，采用本申请LED驱动电路的产品的调试难度大大降低，同时有利于产品进一步小型化。

以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围。

Claims (8)

1.一种LED驱动电路，其特征在于，包括：电源、LED灯组、电感以及控制模块；

所述电感的一端连接所述电源，所述电感的另一端连接所述LED灯组的阳极，所述LED灯组的阴极接地；

所述控制模块分别与所述电源、LED灯组的阳极、所述电感的另一端电连接，用于驱动所述LED灯组周期性点亮，以及检测所述电源输出的供电电压，并根据所述供电电压的大小调节流经LED灯组的电流大小。

2.根据权利要求1所述的LED驱动电路，其特征在于，所述控制模块包括：

电压检测单元，所述电压检测单元与所述电源电连接，用于检测所述电源输出的供电电压的大小；

PWM信号产生单元，所述PWM信号产生单元与所述电压检测单元电连接，用于输出PWM信号，并根据所述供电电压的大小调节所述PWM信号的占空比；以及

第一驱动开关单元，所述第一驱动开关单元分别与所述PWM信号产生单元、所述LED灯组的阳极以及所述电感的另一端电连接，用于根据所述PWM信号驱动所述LED灯组周期性点亮。

3.根据权利要求2所述的LED驱动电路，其特征在于，所述第一驱动开关单元包括第一场效应管，所述第一场效应管的栅极连接所述PWM信号产生单元，所述第一场效应管的漏极分别连接所述LED灯组的阳极以及所述电感的另一端，所述第一场效应管的源极接地。

4.根据权利要求3所述的LED驱动电路，其特征在于，所述控制模块设置有使能端口，所述使能端口分别与所述电压检测单元以及PWM信号产生单元连接，所述电压检测单元以及所述PWM信号产生单元均通过所述使能端口获取使能信号。

5.根据权利要求4所述的LED驱动电路，其特征在于，所述控制模块还包括第二驱动开关单元，所述第二驱动开关单元分别与所述使能端口以及所述LED灯组的阴极电连接，所述LED灯组通过所述第二驱动开关单元接地，所述第二驱动开关单元用于根据所述使能信号控制所述LED灯组与地之间的导通和断开。

6.根据权利要求5所述的LED驱动电路，其特征在于，所述第二驱动开关单元包括第二场效应管，所述第二场效应管的栅极连接所述使能端口，所述第二场效应管的漏极连接所述LED灯组的阴极，所述第二场效应管的源极接地。

7.根据权利要求2所述的LED驱动电路，其特征在于，所述LED灯组包括若干列LED灯串以及与若干列所述LED灯串一一对应的镇流电阻，所述镇流电阻的一端分别连接所述第一驱动开关单元以及所述电感的另一端，所述镇流电阻的另一端连接所述LED灯组的阳极，所述LED灯组的阴极接地。

8.一种显示装置，其特征在于，包括如权利要求1-7任一项所述的LED驱动电路。