CN103198809A - Led背光源及液晶显示设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种LED背光源及液晶显示设备。该LED背光源包括：升压电路，将输入的直流电压进行升压并输出；并联的多个LED串，每个LED串包括串联的多个LED并且从升压电路接收输出的直流电压；并联的多个恒流驱动电路，用以控制流过各个LED串的电流的大小，每个恒流驱动电路控制至少一个LED串的电流的大小，并且第一个恒流驱动电路控制升压电路的通断；欠压保护控制电路，输出欠压保护电压到各个恒流驱动电路，各个恒流驱动电路根据接收到的欠压保护电压的大小来判断自身是否停止工作，其中，输出到第一个恒流驱动电路的欠压保护电压小于输出到其它恒流驱动电路的欠压保护电压。本发明的LED背光源可使得多个LED串同时熄灭或同时点亮，提高LED背光源的光学品位。

Description

LED背光源及液晶显示设备
技术领域
本发明涉及液晶显示领域。更具体地讲，涉及一种LED背光源及液晶显示设备。
背景技术
随着技术的不断进步，液晶显示设备的背光技术不断得到发展。传统的液晶显示设备的背光源采用冷阴极荧光灯(CCFL)。但是由于CCFL背光源存在色彩还原能力较差、发光效率低、放电电压高、低温下放电特性差、加热达到稳定灰度时间长等缺点，当前已经开发出使用LED背光源的背光源技术。
在液晶显示设备中，LED背光源与液晶显示面板相对设置，以使LED背光源提供显示光源给液晶显示面板，其中，LED背光源包括多个LED串，每个LED串包括串联的多个LED。
当LED背光源中需要数量较多的LED串提供高亮度的背光照明时，需要使用多个恒流驱动电路并联，以提供足够的连接通道给数量较多的LED串。
图1示出一个现有技术的用于液晶显示设备的直下式LED背光源。如图1所示，该背光源驱动电路包括升压电路110、多个LED串120和多个恒流驱动电路130。
第一个恒流驱动电路131通过控制升压电路110的导通或关断，使得升压电路110将输入的直流电压Vin进行升压并输出升压直流电压给多个LED串120。另外，输入的直流电压Vin通过电阻器R1、R2和R3的分压后连接到每个恒流驱动电路。当输入的直流电压过低(例如，电线排插上接有的大功率电器工作时，或者用电高峰期间，导致输入的直流电压过低)，使得电阻器R3两端的电压不大于某一个恒流驱动电路的欠压保护触发电压时，该恒流驱动电路会切断自身的供电，导致与其连接的LED串会熄灭。
在实际中，恒流驱动电路通常集成于芯片上，由于制程等原因，每个集成电路芯片的欠压保护触发电压并不完全相同，而是存在一个微小的偏差。因此，当输入的直流电压过低时，电阻器R3两端的电压刚好触发了某个恒流驱动电路的欠压保护功能，而此时电阻器R3两端的电压并不一定大于其它恒流驱动电路的欠压保护触发电压，这样会造成并联的多个LED串120中有一部分LED串熄灭，而另一部分LED串仍正常工作，会对LED背光源的光学品位造成一定的负面影响。另外，当输入的直流电压Vin由小变大时，并联的多个LED串120恢复发光时，同样会出现上述动作不一致的情况。
发明内容
为了解决上述现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种LED背光源以及具有该LED背光源的液晶显示设备。
根据本发明的一方面，提供了一种用于液晶显示设备的LED背光源，包括：升压电路，将输入的直流电压进行升压并输出升压直流电压；并联的多个LED串，其中，每个LED串包括串联的多个LED并且从升压电路接收升压直流电压；并联的多个恒流驱动电路，用以控制流过各个LED串的电流的大小，其中，每个恒流驱动电路控制至少一个LED串的电流的大小，并且第一个恒流驱动电路控制升压电路的通断；欠压保护控制电路，输出欠压保护电压到各个恒流驱动电路，各个恒流驱动电路根据接收到的欠压保护电压的大小来判断自身是否停止工作，其中，输出到第一个恒流驱动电路的欠压保护电压小于输出到除第一个恒流驱动电路以外的其它恒流驱动电路的欠压保护电压。
此外，在每个LED串中，所述串联的多个LED与第四电阻器串联。
此外，所述恒流驱动电路包括：控制模块，根据接收到的欠压保护控制电路输出的欠压保护电压的大小，来判断所述恒流驱动电路是否停止工作，其中，第一个恒流驱动电路的控制模块还控制升压电路的通断；侦测模块，侦测所述恒流驱动电路控制的任意一个LED串的第四电阻器两端的电压，并根据该第四电阻器两端的电压的反馈来控制流过该任意一个LED串的电流的大小。
此外，所述欠压保护控制电路包括第一电阻器、第二电阻器、压降单元和第三电阻器，其中，第一电阻器的一端用于接收输入的直流电压，第一电阻器的另一端连接于第二电阻器的一端，第二电阻器的另一端连接于压降单元的一端并且分别连接到除第一个恒流驱动电路以外的其它恒流驱动电路的控制模块，压降单元的另一端连接于第三电阻器的一端并且连接到第一个恒流驱动电路的控制模块，第三电阻器的另一端电性接地。
此外，所述压降单元为第一晶体二极管，所述压降单元的一端为第一晶体二极管的正端，所述压降单元的另一端为第一晶体二极管的负端。
此外，所述升压电路包括电感器、MOS晶体管、第二晶体二极管和电容器，其中，电感器的一端用于接收输入的直流电压，电感器的另一端连接于第二晶体二极管的正端，第二晶体二极管的负端连接于各个LED串的正端，MOS晶体管的漏极连接于第二晶体二极管的正端，MOS晶体管的源极电性接地，MOS晶体管的栅极连接到第一个恒流驱动电路的控制模块，电容器的一端连接于第二晶体二极管的负端，电容器的另一端电性接地。
此外，当所述恒流驱动电路的控制模块接收到的欠压保护电压不大于所述恒流驱动电路的欠压保护触发电压时，所述恒流驱动电路停止工作。
此外，当第一个恒流驱动电路的控制模块接收到的欠压保护电压不大于第一个恒流驱动电路的欠压保护触发电压时，第一个恒流驱动电路的控制模块输出低电平到升压电路，使升压电路输出的升压直流电压小于各个LED串正常发光所需的电压，进而使得并联的多个LED串同时熄灭。
此外，当第一个恒流驱动电路的控制模块接收到的欠压保护电压大于第一个恒流驱动电路的欠压保护触发电压时，第一个恒流驱动电路的控制模块输出高电平到升压电路，使升压电路输出的升压直流电压满足各个LED串正常发光所需的电压，进而使得并联的多个LED串同时发光。
此外，所述输出到第一个恒流驱动电路的欠压保护电压比输出到除第一个恒流驱动电路以外的其它恒流驱动电路的欠压保护电压小0.5V～0.7V。
根据本发明的另一方面，提供了一种液晶显示设备，包括LED背光源和与该LED背光源相对设置的液晶显示面板，该LED背光源提供显示光源给液晶显示面板，以使液晶显示面板显示影像，所述LED背光源为上述的LED背光源。
本发明的LED背光源及液晶显示设备，可使得并联的多个LED串同时熄灭或同时点亮发光，提高了LED背光源以及液晶显示设备的光学品位。
附图说明
图1示出一个现有技术的用于液晶显示设备的LED背光源
图2示出根据本发明的实施例的用于液晶显示设备的LED背光源。
图3示出根据本发明的实施例的LED背光源的升压电路、欠压保护控制电路和恒流驱动电路。
具体实施方式
现在对本发明的实施例进行详细的描述，其示例表示在附图中，其中，相同的标号始终表示相同部件。下面通过参照附图对实施例进行描述以解释本发明。在下面的描述中，为了避免公知结构和/或功能的不必要的详细描述所导致的本发明构思的混淆，可省略公知结构和/或功能的不必要的详细描述。
图2示出根据本发明的实施例的用于液晶显示设备的LED背光源。
根据本发明的实施例的用于液晶显示设备的LED背光源通常与液晶显示面板相对设置，该LED背光源提供显示光源给液晶显示面板，以使液晶显示面板显示影像。如图2所示，该LED背光源包括升压电路210、并联的多个LED串220，并联的多个恒流驱动电路230和欠压保护控制电路240。
升压电路210用于将输入的直流电压Vin进行升压，并输出升压直流电压。
多个LED串220用于提供显示光源给液晶显示面板，每个LED串包括串联的多个LED以及电阻器R4。该多个LED串220从升压电路210接收升压直流电压。
每个LED串中的LED的数量N(N为大于零的整数)以如下方式被确定：
N×Vd≤Vs，
其中，Vd为每个LED的发光电压，Vs为升压电路210的输出电压。
例如，当Vd为6.5V，Vs＝48V时，N≤7。
可选地，每个LED串中可不包括电阻器R4。
多个恒流驱动电路230用以控制流过各个LED串的电流的大小，其中，每个恒流驱动电路独立地控制两个LED串的电流的大小，并且，第一个恒流驱动电路231控制升压电路210的通断。这里，需要说明的是，在实际中，每个恒流驱动电路通常是集成于芯片上形成恒流驱动IC(Integrated Circuit，集成电路)芯片，因此，每个恒流驱动电路连接控制的LED串的数量由制成的恒流驱动IC芯片上的连接LED串的通道数决定，在本发明中，并不以图2所述为限。
欠压保护控制电路240输出欠压保护电压到各个恒流驱动电路，各个恒流驱动电路根据接收到的欠压保护电压的大小来判断自身是否停止工作，其中，输出到第一个恒流驱动电路231的欠压保护电压要小于输出到第一个恒流驱动电路以外的其它恒流驱动电路的欠压保护电压。
图3示出根据本发明的实施例的LED背光源的升压电路、欠压保护控制电路和恒流驱动电路。
如图3所示，根据本发明的实施例的LED背光源的每个恒流驱动电路包括：控制模块232和侦测模块233。
在每个恒流驱动电路中，控制模块232根据接收到的欠压保护控制电路240输出的欠压保护电压的大小，来判断该恒流驱动电路是否停止工作，其中，第一个恒流驱动电路231的控制模块232还控制升压电路210的通断。侦测模块233侦测任意一个LED串中电阻器R4两端的电压(即为该任意一个LED串的负端的电压)，并根据电阻器R4两端的电压的反馈来控制流过该任意一个LED串中电流的大小。另外，由于在实际中，恒流驱动电路通常是集成于芯片上形成恒流驱动IC(Integrated Circuit，集成电路)芯片，恒流驱动IC芯片需要被提供电压才能工作，因此，在本实施例中，每个恒流驱动电路具有一个启动电压端Vcc，该启动电压端Vcc用于接收输入的直流电压Vin，以使恒流驱动电路启动工作。
根据本发明的实施例的LED背光源的升压电路210包括：电感器L、金属氧化物半导体(MOS)晶体管Q、晶体二极管D2和电容器C。
电感器L的一端用于接收输入的直流电压Vin，电感器L的另一端连接于晶体二极管D2的正端，晶体二极管D2的负端连接于各个LED串的正端，MOS晶体管Q的漏极连接于晶体二极管D2的正端，MOS晶体管Q的源极电性接地，MOS晶体管Q的栅极连接到第一个恒流驱动电路231，电容器C的一端连接于晶体二极管D2的负端，电容器C的另一端电性接地。
第一个恒流驱动电路231通过输出不同的电平信号给MOS晶体管Q的栅极，以控制升压电路210向各个LED串提供升压直流电压。例如，当第一个恒流驱动电路231输出低电平信号给MOS晶体管Q的栅极时，MOS晶体管Q关断，电感器L存储能量，升压电路210停止向各个LED串提供升压直流电压，多个LED串220熄灭；当第一个恒流驱动电路231输出高电平信号给MOS晶体管Q的栅极时，MOS晶体管Q导通，电感器L释放能量，升压电路210向各个LED串提供升压直流电压，多个LED串220发光。
根据本发明的实施例的LED背光源的欠压保护控制电路240包括：电阻器R1、电阻器R2、晶体二极管D1和电阻器R3。
电阻器R1的一端用于接收输入的直流电压Vin，电阻器R1的另一端连接于电阻器R2的一端，电阻器R2的另一端连接于晶体二极管D1的正端并且连接到除第一个恒流驱动电路231以外的各个恒流驱动电路，晶体二极管D1的负端连接于电阻器R3的一端并且连接到第一个恒流驱动电路231，电阻器R3的另一端电性接地。
尽管在实际制作中，每个恒流驱动电路的欠压保护触发电压并不能完全相同，但其偏差都可控制在一定的范围内，例如，各个恒流驱动电路的欠压保护触发电压的最小值和最大值之间相差约0.5V。以第一个恒流驱动电路231的欠压保护触发电压为基准，设定电阻器R1、R2和R3的电阻值，输入的直流电压Vin通过电阻器R1、R2和R3的分压，电阻器R3两端的电压即为各个恒流驱动电路的欠压保护电压。由于晶体二极管D1存在0.5V～0.7V的压降，因此，第一个恒流驱动电路231的欠压保护电压比除其以外的其它恒流驱动电路的欠压保护电压小0.5V～0.7V。并且，当第一个恒流驱动电路231的欠压保护电压大于除其以外的其它恒流驱动电路的欠压保护电压时，晶体二极管D1的压降足以保证不小于第一个恒流驱动电路231的欠压保护电压与除其以外的其它恒流驱动电路的欠压保护电压的差值。
当输入的直流电压Vin下降时，第一个恒流驱动电路231的欠压保护电压最先小于或等于其自身的欠压保护触发电压，此时，除第一个恒流驱动电路231以外的其它恒流驱动电路的欠压保护电压大于它们自身的欠压保护触发电压，则只有第一个恒流驱动电路231启动欠压保护功能，不再输出高电平给升压电路210的MOS晶体管Q的栅极，使得升压电路210输出的直流电压下降，低于各个LED串发光的所需电压，进而使得多个LED串220同时熄灭。
当输入的直流电压Vin上升时，除第一个恒流驱动电路231以外的其它恒流驱动电路的欠压保护电压大于它们自身的欠压保护触发电压，会最先进去正常工作状态，但是，此时，第一个恒流驱动电路231的欠压保护电压还处于小于或等于其自身的欠压保护触发电压的状态，使得升压电路210输出的直流电压小于各个LED串发光的所需电压，各个LED串仍不能发光。只有等到第一个恒流驱动电路231的欠压保护电压大于其自身的欠压保护触发电压时，第一个恒流驱动电路231输出高电平到升压电路210的MOS晶体管Q的栅极，使得升压电路210输出的升压直流电压大于或等于各个LED串发光的所需电压，使得多个LED串220同时点亮发光。
另外，在本实施例中，晶体二极管D1只是作为一种优选的压降单元而被进行描述。但在本发明中，压降单元并不以此为限。
尽管已经参照其示例性实施例具体显示和描述了本发明，但是本领域的技术人员应该理解，在不脱离权利要求所限定的本发明的精神和范围的情况下，可以对其进行形式和细节上的各种改变。

Claims (10)

1.一种用于液晶显示设备的LED背光源，其特征在于，包括：
升压电路，将输入的直流电压进行升压并输出升压直流电压；
并联的多个LED串，其中，每个LED串包括串联的多个LED并且从升压电路接收升压直流电压；
并联的多个恒流驱动电路，用以控制流过各个LED串的电流的大小，其中，每个恒流驱动电路控制至少一个LED串的电流的大小，并且第一个恒流驱动电路控制升压电路的通断；
欠压保护控制电路，输出欠压保护电压到各个恒流驱动电路，各个恒流驱动电路根据接收到的欠压保护电压的大小来判断自身是否停止工作，其中，输出到第一个恒流驱动电路的欠压保护电压小于输出到除第一个恒流驱动电路以外的其它恒流驱动电路的欠压保护电压。
2.根据权利要求1所述的LED背光源，其特征在于，在每个LED串中，所述串联的多个LED与第四电阻器串联。
3.根据权利要求2所述的LED背光源，其特征在于，所述恒流驱动电路包括：
控制模块，根据接收到的欠压保护控制电路输出的欠压保护电压的大小，来判断所述恒流驱动电路是否停止工作，其中，第一个恒流驱动电路的控制模块还控制升压电路的通断；
侦测模块，侦测所述恒流驱动电路控制的任意一个LED串的第四电阻器两端的电压，并根据该第四电阻器两端的电压的反馈来控制流过该任意一个LED串的电流的大小。
4.根据权利要求3所述的LED背光源，其特征在于，所述欠压保护控制电路包括第一电阻器、第二电阻器、压降单元和第三电阻器，
其中，第一电阻器的一端用于接收输入的直流电压，第一电阻器的另一端连接于第二电阻器的一端，第二电阻器的另一端连接于压降单元的一端并且分别连接到除第一个恒流驱动电路以外的其它恒流驱动电路的控制模块，压降单元的另一端连接于第三电阻器的一端并且连接到第一个恒流驱动电路的控制模块，第三电阻器的另一端电性接地。
5.根据权利要求4所述的LED背光源，其特征在于，所述压降单元为第一晶体二极管，所述压降单元的一端为第一晶体二极管的正端，所述压降单元的另一端为第一晶体二极管的负端。
6.根据权利要求4或5所述的LED背光源，其特征在于，所述升压电路包括电感器、MOS晶体管、第二晶体二极管和电容器，
其中，电感器的一端用于接收输入的直流电压，电感器的另一端连接于第二晶体二极管的正端，第二晶体二极管的负端连接于各个LED串的正端，MOS晶体管的漏极连接于第二晶体二极管的正端，MOS晶体管的源极电性接地，MOS晶体管的栅极连接到第一个恒流驱动电路的控制模块，电容器的一端连接于第二晶体二极管的负端，电容器的另一端电性接地。
7.根据权利要求6所述的LED背光源，其特征在于，当所述恒流驱动电路的控制模块接收到的欠压保护电压不大于所述恒流驱动电路的欠压保护触发电压时，所述恒流驱动电路停止工作。
8.根据权利要求7所述的LED背光源，其特征在于，当第一个恒流驱动电路的控制模块接收到的欠压保护电压不大于第一个恒流驱动电路的欠压保护触发电压时，第一个恒流驱动电路的控制模块输出低电平到升压电路，使升压电路输出的升压直流电压小于各个LED串正常发光所需的电压，进而使得并联的多个LED串同时熄灭；当第一个恒流驱动电路的控制模块接收到的欠压保护电压大于第一个恒流驱动电路的欠压保护触发电压时，第一个恒流驱动电路的控制模块输出高电平到升压电路，使升压电路输出的升压直流电压满足各个LED串正常发光所需的电压，进而使得并联的多个LED串同时发光。
9.根据权利要求1所述的LED背光源，其特征在于，所述输出到第一个恒流驱动电路的欠压保护电压比输出到除第一个恒流驱动电路以外的其它恒流驱动电路的欠压保护电压小0.5V～0.7V。
10.一种液晶显示设备，包括LED背光源和与该LED背光源相对设置的液晶显示面板，该LED背光源提供显示光源给液晶显示面板，以使液晶显示面板显示影像，其特征在于，所述LED背光源为权利要求1至10任一项所述的LED背光源。
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