CN103065588B - 一种led背光驱动电路和液晶显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种LED背光驱动电路和液晶显示装置。一种LED背光驱动电路，包括LED灯条、与LED灯条耦合的驱动芯片，驱动芯片设有超出预设电压区间就能控制驱动芯片进入保护状态的保护引脚，LED灯条的电源输入端和保护引脚之间耦合有输入欠压保护模块；LED灯条的电源输出端和保护引脚之间耦合有输出过压保护模块；输入欠压保护模块在LED灯条的电源输入端欠压时输出超出预设电压区间的第一控制电压到保护引脚；输出过压保护模块在LED灯条的电源输出端过压时输出超出预设电压区间的第二控制电压到保护引脚。本发明中输入欠压保护和输出过压保护可以共用一个保护引脚，减少了对驱动芯片引脚的占用。

Description

一种LED背光驱动电路和液晶显示装置
技术领域
本发明涉及液晶显示领域，更具体的说，涉及一种LED背光驱动电路和液晶显示装置。
背景技术
现有的液晶显示装置多采用LED作为背光源，多颗LED串联形成灯条，如果有多个灯条还可以并联设置。LED灯条的驱动由驱动芯片来控制，为了保证灯条能安全可靠地运行，驱动芯片一般都提供有输入欠压保护以及输出过压保护，但现有技术中，两种保护机制的保护信号分别占用了驱动芯片的两个引脚，占用过多的引脚不利于进一步拓展驱动芯片的功能。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种可减少驱动芯片引脚占用的LED背光驱动电路和液晶显示装置。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
一种LED背光驱动电路，包括LED灯条、与LED灯条耦合的驱动芯片，所述驱动芯片设有超出预设电压区间就能控制驱动芯片进入保护状态的保护引脚，所述LED灯条的电源输入端和所述保护引脚之间耦合有输入欠压保护模块；所述LED灯条的电源输出端和所述保护引脚之间耦合有输出过压保护模块；
所述输入欠压保护模块在LED灯条的电源输入端欠压时输出超出预设电压区间的第一控制电压到所述保护引脚；所述输出过压保护模块在LED灯条的电源输出端过压时输出超出预设电压区间的第二控制电压到所述保护引脚。
进一步的，所述输入欠压模块包括第一可控开关、与第一可控开关控制端耦合的欠压控制单元；所述第一可控开关串联在所述保护引脚和所述LED背光驱动电路的电源接地端之间；
当LED灯条的电源输入端欠压时，所述欠压控制单元驱动第一可控开关导通，所述电源接地端的低电压通过第一可控开关连接到所述保护引脚；所述第一控制电压为所述电源接地端的低电压。此时保护引脚接地，电压接近为零，肯定低于预设电压区间，驱动模块进入保护状态，这样可以有效避免误动作。
进一步的，所述欠压控制单元包括串联在所述LED灯条的电源输入端与所述LED背光驱动电路的电源接地端之间依次串接有第一电阻和第二电阻，所述第一可控开关的控制端耦合到所述第一电阻和第二电阻之间，所述第一可控开关低电平导通。采用电阻分压来控制第一可控开关的技术方案，第一可控开关的控制端电压为第二电阻的电压，第二电阻的电压跟随输入电压线性变化，当输入电压降低时，第二电阻的电压随之降低，当该电压低于第一可控开关的导通阀值时，第一可控开关导通，保护引脚接地，驱动芯片进入保护状态。电阻分压电路简单，电阻成本也低廉，有利于降低设计和生产成本。
进一步的，所述LED灯条的电源输入端和第一电阻之间串联有第一稳压二极管，所述第一稳压二极管的正极跟第一电阻耦合，其负极与LED灯条的电源输入端耦合。第一稳压二极管可以在第一电阻和第二电阻短路时防止输入电压接地短路。
进一步的，所述输出过压保护模块包括串联在所述LED灯条的电源输出端跟所述LED背光驱动电路的电源接地端之间的第一分压单元和第二分压单元，所述保护引脚耦合到所述第一分压单元和第二分压单元之间；当LED灯条的电源输出过压时，所述第二分压单元输出超过预设电压区间的高电压连接到所述保护引脚；所述第二控制电压为所述第二分压单元输出的高电压。此为一种具体采用分压电路的输出过压保护模块。
进一步的，所述第一分压单元包括串联设置的第三电阻和第四电阻，所述第二分压单元包括第五电阻；所述保护引脚和所述第一分压单元和第二分压单元之间还串联有第六电阻。此为具体的电阻分压电路的形式。
进一步的，所述LED灯条的电源输入端和所述保护引脚之间耦合有输入过压保护模块；所述输入过压保护模块在LED灯条的电源输入端过压时输出超出预设电压区间的第三控制电压到所述保护引脚。增加输入过压保护模块可以进一步增强了本发明的保护效果。
进一步的，所述输入过压保护模块包括第二可控开关、与第二可控开关控制端耦合的过压控制单元；所述第二可控开关串联在所述保护引脚和所述LED背光驱动电路的电源接地端之间；
当LED灯条的电源输入端过压时，所述过压控制单元驱动第二可控开关导通，所述电源接地端的低电压通过第二可控开关连接到所述保护引脚；所述第二控制电压为所述电源接地端的低电压。此时保护引脚接地，电压接近为零，肯定低于预设电压区间，驱动模块进入保护状态，这样可以有效避免误动作。
进一步的，所述过压控制单元包括串联在所述LED灯条的电源输入端与所述LED背光驱动电路的电源接地端之间依次串接有第二稳压二极管、第七电阻和第八电阻，所述第二可控开关的控制端耦合到所述第七电阻和第八电阻之间，所述第二可控开关高电平导通；所述第二稳压二极管的正极跟第七电阻耦合，其负极与LED灯条的电源输入端耦合。采用电阻分压来控制第二可控开关的技术方案，第二可控开关的控制端电压为第八电阻的电压，第八电阻的电压跟随输入电压线性变化，当输入电压升高时，第八电阻的电压随之升高，当该电压高于第二可控开关的导通阀值时，第二可控开关导通，保护引脚接地，驱动芯片进入保护状态。电阻分压电路简单，电阻成本也低廉，有利于降低设计和生产成本。第二稳压二极管可以在第七电阻和第八电阻短路时防止输入电压接地短路。
一种液晶显示装置，包括上述的一种LED背光驱动电路。
本发明由于将输入欠压保护模块和输出过压保护模块统一连接到保护引脚，保护引脚有一个正常工作预设电压区间，保护引脚的电压在该预设电压区间内，驱动芯片可以正常工作；如果保护引脚的电压低于或高于该预设电压区间时，驱动芯片就进入保护状态。只要在输入欠压保护模块检测到输入电压过低时，输入欠压保护模块输出一个超出（低于或高于）预设电压区间的电压到保护引脚，就能使驱动芯片进入保护状态；同理，当输出过压保护模块检测到输出电压过高时，输出过压保护模块也输出一个超出（低于或高于）预设电压区间的电压到保护引脚。因此，输入欠压保护和输出过压保护可以共用一个保护引脚，减少了对驱动芯片引脚的占用。
附图说明
图1是本发明构思原理示意图；
图2是本发明实施例的原理示意图。
1、第一分压单元；2、第二分压单元；3、欠压控制单元；4、过压控制单元。
具体实施方式
本发明公开了一种液晶显示装置，液晶显示装置包括一种LED背光驱动电路。该LED背光驱动电路包括LED灯条、与LED灯条耦合的驱动芯片，驱动芯片设有超出预设电压区间就能控制驱动芯片进入保护状态的保护引脚，LED灯条的电源输入端和保护引脚之间耦合有输入欠压保护模块；LED灯条的电源输出端和保护引脚之间耦合有输出过压保护模块；
输入欠压保护模块在LED灯条的电源输入端欠压时输出超出预设电压区间的第一控制电压到保护引脚；输出过压保护模块在LED灯条的电源输出端过压时输出超出预设电压区间的第二控制电压到保护引脚。
本发明由于将输入欠压保护模块和输出过压保护模块统一连接到保护引脚，保护引脚有一个正常工作预设电压区间，保护引脚的电压在该预设电压区间内，驱动芯片可以正常工作；如果保护引脚的电压低于或高于该预设电压区间时，驱动芯片就进入保护状态。只要在输入欠压保护模块检测到输入电压过低时，输入欠压保护模块输出一个超出（低于或高于）预设电压区间的电压到保护引脚，就能使驱动芯片进入保护状态；同理，当输出过压保护模块检测到输出电压过高时，输出过压保护模块也输出一个超出（低于或高于）预设电压区间的电压到保护引脚。因此，输入欠压保护和输出过压保护可以共用一个保护引脚，减少了对驱动芯片引脚的占用。下面结合附图和较佳的实施例对本发明作进一步说明。
参见图1，本实施例包括了输入欠压保护模块、输入过压保护模块和输出过压保护模块，输入欠压保护模块、输入过压保护模块的输入端口耦合到LED灯条的电源输入端Vin，输出过压保护模块的输入端口耦合到LED灯条的电源输出端Vout，这三种保护模块的输出端最终都耦合到驱动芯片的保护引脚OVP。现有的驱动芯片通常都包括保护引脚OVP，OVP引脚的工作模式一般为超过一个电压值V1，驱动芯片将会关闭，停止工作，另一种为电压低于V2时，输出短路保护，驱动芯片停止工作，即驱动芯片在OVP的电压值在V1～V2之间时才能正常工作，电压区间V1～V2即为本发明所述的预设电压区间。OVP引脚一般兼做SCP，即输出短路保护。具体的保护值可以通过各个电阻与稳压二极管管以及驱动芯片的OVP引脚的保护电压计算得到。
具体各模块的电路结构参见图2。
输入欠压模块包括第一可控开关Q1、与第一可控开关Q1控制端耦合的欠压控制单元3；第一可控开关Q1串联在保护引脚OVP和LED背光驱动电路的电源接地端之间；欠压控制单元3包括串联在LED灯条的电源输入端与LED背光驱动电路的电源接地端之间依次串接有第一稳压二极管ZD1、第一电阻R1和第二电阻R2，第一可控开关Q1的控制端耦合到第一电阻R1和第二电阻R2之间，第一稳压二极管ZD1的正极跟第一电阻R1耦合，其负极与LED灯条的电源输入端耦合，第一可控开关Q1低电平导通。
第一稳压二极管ZD1与第一电阻R1、第二电阻R2、第一可控开关Q1组成输入欠压保护，在Vin低于一定值时，第一可控开关Q1导通，保护引脚OVP进入保护状态，驱动芯片停止工作（使用SCP保护模式）。采用电阻分压来控制第一可控开关Q1，第一可控开关Q1的控制端电压为第二电阻R2的电压，第二电阻R2的电压跟随输入电压线性变化，当输入电压降低时，第二电阻R2的电压随之降低，当该电压低于第一可控开关Q1的导通阀值时，第一可控开关Q1导通，保护引脚OVP接地，驱动芯片进入保护状态。电阻分压电路简单，电阻成本也低廉，有利于降低设计和生产成本。第一稳压二极管ZD1可以在第一电阻R1和第二电阻R2短路时防止输入电压接地短路。
输出过压保护模块包括串联在LED灯条的电源输出端跟LED背光驱动电路的电源接地端之间的第一分压单元1和第二分压单元2，保护引脚OVP耦合到第一分压单元1和第二分压单元2之间。第一分压单元1包括串联设置的第三电阻R3和第四电阻R4，第二分压单元2包括第五电阻R5；保护引脚OVP和第一分压单元1和第二分压单元2之间还串联有第六电阻R6。
输出过压保护模块也采用电阻分压的方式，保护引脚OVP的电压等同于第五电阻R5的电压，LED灯条的电源输出端电压升高时，第五电阻R5的电压也随之升高，当输出电压大于一定值时，驱动芯片进入保护状态，停止工作。第六电阻R6可以限制进入保护引脚OVP的电流，根据欧姆定律，在阻值一定的情况下，电压越大，电流也越大，因此LED灯条的输出电压增高时，流经OVP引脚的电流随之增加，容易烧毁驱动芯片，而串联第六电阻R6，通过电阻发热，会消耗掉大部分的电能，从而降低流入驱动芯片的电流，保护芯片不被大电流烧毁。
LED灯条的电源输入端和保护引脚OVP之间耦合有输入过压保护模块；输入过压保护模块在LED灯条的电源输入端过压时输出超出预设电压区间的第一控制电压到保护引脚OVP。输入过压保护模块包括第二可控开关Q2、与第二可控开关Q2控制端耦合的过压控制单元；第二可控开关Q2串联在保护引脚OVP和LED背光驱动电路的电源接地端之间；当LED灯条的电源输入端过压时，过压控制单元输出第三控制信号驱动第二可控开关Q2导通。过压控制单元包括串联在LED灯条的电源输入端与LED背光驱动电路的电源接地端之间依次串接有第二稳压二极管ZD2、第七电阻R7和第八电阻R8，第二可控开关Q2的控制端耦合到第七电阻R7和第八电阻R8之间，第二可控开关Q2高电平导通；第二稳压二极管ZD2的正极跟第七电阻R7耦合，其负极与LED灯条的电源输入端耦合。
第二稳压二极管ZD2与第七电阻R7、第八电阻R8、第二可控开关Q2组成输入欠压保护，在Vin大于一定值时，第二可控开关Q2导通，保护引脚OVP进入保护状态，驱动芯片停止工作（使用SCP保护模式）。输入过压保护模块采用跟输入欠压保护模块类似的电路架构，不同的是输入过压保护模块的第二可控开关Q2是高电平导通；而输入欠压保护模块的第一可控开关Q1是低电平导通。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种LED背光驱动电路，包括LED灯条、与LED灯条耦合的驱动芯片，所述驱动芯片设有超出预设电压区间就能控制驱动芯片进入保护状态的保护引脚，其特征在于，所述LED灯条的电源输入端和所述保护引脚之间耦合有输入欠压保护模块；所述LED灯条的电源输出端和所述保护引脚之间耦合有输出过压保护模块；
所述输入欠压保护模块在LED灯条的电源输入端欠压时输出超出预设电压区间的第一控制电压到所述保护引脚；所述输出过压保护模块在LED灯条的电源输出端过压时输出超出预设电压区间的第二控制电压到所述保护引脚；
所述输入欠压模块包括第一可控开关、与第一可控开关控制端耦合的欠压控制单元；所述第一可控开关串联在所述保护引脚和所述LED背光驱动电路的电源接地端之间；
当LED灯条的电源输入端欠压时，所述欠压控制单元驱动第一可控开关导通，所述电源接地端的低电压通过第一可控开关连接到所述保护引脚；所述第一控制电压为所述电源接地端的低电压；
所述输出过压保护模块包括串联在所述LED灯条的电源输出端跟所述LED背光驱动电路的电源接地端之间的第一分压单元和第二分压单元，所述保护引脚耦合到所述第一分压单元和第二分压单元之间；
当LED灯条的电源输出过压时，所述第二分压单元输出超过预设电压区间的高电压连接到所述保护引脚；所述第二控制电压为所述第二分压单元输出的高电压。
2.如权利要求1所述的一种LED背光驱动电路，其特征在于，所述欠压控制单元包括串联在所述LED灯条的电源输入端与所述LED背光驱动电路的电源接地端之间依次串接有第一电阻和第二电阻，所述第一可控开关的控制端耦合到所述第一电阻和第二电阻之间，所述第一可控开关低电平导通。
3.如权利要求2所述的一种LED背光驱动电路，其特征在于，所述LED灯条的电源输入端和第一电阻之间串联有第一稳压二极管，所述第一稳压二极管的正极跟第一电阻耦合，其负极与LED灯条的电源输入端耦合。
4.如权利要求1所述的一种LED背光驱动电路，其特征在于，所述第一分压单元包括串联设置的第三电阻和第四电阻，所述第二分压单元包括第五电阻；所述保护引脚和所述第一分压单元和第二分压单元之间还串联有第六电阻。
5.如权利要求1～4任一所述的一种LED背光驱动电路，其特征在于，所述LED灯条的电源输入端和所述保护引脚之间耦合有输入过压保护模块；所述输入过压保护模块在LED灯条的电源输入端过压时输出超出预设电压区间的第三控制电压到所述保护引脚。
6.如权利要求5所述的一种LED背光驱动电路，其特征在于，所述输入过压保护模块包括第二可控开关、与第二可控开关控制端耦合的过压控制单元；所述第二可控开关串联在所述保护引脚和所述LED背光驱动电路的电源接地端之间；
当LED灯条的电源输入端过压时，所述过压控制单元驱动第二可控开关导通，所述电源接地端的低电压通过第二可控开关连接到所述保护引脚；所述第三控制电压为所述电源接地端的低电压。
7.如权利要求6所述的一种LED背光驱动电路，其特征在于，所述过压控制单元包括串联在所述LED灯条的电源输入端与所述LED背光驱动电路的电源接地端之间依次串接有第二稳压二极管、第七电阻和第八电阻，所述第二可控开关的控制端耦合到所述第七电阻和第八电阻之间，所述第二可控开关高电平导通；所述第二稳压二极管的正极跟第七电阻耦合，其负极与LED灯条的电源输入端耦合。
8.一种液晶显示装置，包括如权利要求1～7任一所述的一种LED背光驱动电路。
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