CN114170977B - Led背光矩阵驱动电路及其驱动电压检测调节方法 - Google Patents

Led背光矩阵驱动电路及其驱动电压检测调节方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种带有电压调节单元的LED背光驱动电路，其包括电源单元、LED灯串、ADC电压侦测电路和驱动控制器；ADC电压侦测电路用于对LED灯串负端的电压值Vled进行侦测，所述ADC电压侦测电路中的ADC采样模块可将测得的LED灯串负端的电压值Vled转变成电压数值编码；针对ADC采样模块所测得的负端电压值Vled的数值编码设定有第一阈值V1和第二阈值V；当ADC采样模块所测得的负端电压值Vled的数值编码大于或等于第一阈值V1时，判定LED灯串发生短路故障；当ADC采样模块所测得的负端电压值Vled的数值编码小于第二阈值或等于V2时，判定LED灯串发生断路故障。

Description

LED背光矩阵驱动电路及其驱动电压检测调节方法
技术领域
本发明涉及通讯技术领域，尤其涉及一种LED背光驱动电路及其驱动电压检测调节方法。
背景技术
液晶显示器(LCD)是现代显示面板中占比最大的一种屏显应用，LCD面板中应用的液晶材料本身是不能自发光的，需要通过背光源提供显示光。LED背光源具有节能、环保、高性能等优势被广泛应用在LCD显示面板中，LED背光源驱动电路的性能对LCD显示面板至关重要，目前的LED背光驱动电路通过检测单元中的比较器电路对LED灯串负端的电压值Vled进行侦测，再通过驱动芯片对LED灯串进行状态判断，包括对灯串短路、短断路、电压偏差三种状态进行判断。由于比较器不能直接输出LED灯串负端的电压值Vled的准确值，只能输出高低信号，当电压需要调节时，通过驱动芯片对驱动电压Vboost进行反馈调节，增加电压或者减小电压，反复调节多次，直至所有LED灯串通道的负端电压值Vled值满足设定值，这种调试方式灵活性差，调节时间较长。同时，驱动芯片中的检测单元利用比较器的电路设计方式使得每个LED灯串信道都需要连接三个比较器，这种电路结构增加芯片布线面积，提高了芯片成本。
由此可见现有技术中需要一种能够使得电路更为简化的，且能够对LED灯串负端的电压值Vled进行精准检测并简化驱动电压Vboost调节过程的LED背光驱动电路。
发明内容
本发明所要解决的技术问题之一是提供一种带有电压调节单元的LED背光驱动电路。该带有电压调节单元的LED背光驱动电路能够对LED灯串负端的电压值Vled进行精准检测并简化驱动电压Vboost调节过程。同时该驱动电路能够简化电路结构降低驱动芯片的布线面积。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种带有电压调节单元的LED背光驱动电路，其包括电源单元、LED灯串、ADC电压侦测电路和驱动控制器；ADC电压侦测电路用于对LED灯串负端的电压值Vled进行侦测，将得到负端电压值Vled准确的测量值，所述ADC电压侦测电路中的ADC采样模块可将测得的LED灯串负端的电压值Vled转变成电压数值编码输出给驱动控制器；
针对ADC采样模块所测得的负端电压值Vled的数值编码设定有第一阈值V1和第二阈值V2，且第一阈值V1＞第二阈值V2；
当ADC采样模块所测得的负端电压值Vled的数值编码大于或等于第一阈值V1时，由驱动控制器判定驱动电路中的LED灯串发生短路故障；
当ADC采样模块所测得的负端电压值Vled的数值编码小于第二阈值或等于V2时，由驱动控制器判定驱动电路中的LED灯串发生断路故障。
在一个实施例中，针对ADC采样模块所测得的负端电压值Vled的数值编码还设定有第三阈值V3和第四阈值V4，且第一阈值V1＞第三阈值V3＞第四阈值V4＞第二阈值V2；
当ADC采样模块所测得的负端电压值Vled的数值编码小于或等于第三阈值V3，且大于或等于第三阈值V4时，由驱动控制器控制电源单元保持驱动电压Vboost不变；
当ADC采样模块所测得的负端电压值Vled的数值编码小于第一阈值V1，且大于第三阈值V3时，由驱动控制器控制电源单元下调驱动电压Vboost，调节量的数值编码值为测得的负端电压值Vled的数值编码与第三阈值V3的差值；
当ADC采样模块所测得的负端电压值Vled的数值编码大于第二阈值V2，且小于第四阈值V4时，由驱动控制器控制电源单元上调驱动电压Vboost，调节量的数值编码为为测得的负端电压值Vled的数值编码与与第四阈值V4的差值。
在一个实施例中，所述ADC电压侦测电路包括第一控制MOS管1、ADC采样模块2、第一电阻3、第二电阻4和第三电阻5；所述第一电阻3一端连接于LED灯串负端，另一端连接第一控制MOS管1的漏极，所述第一控制MOS管1的源极连接第二电阻4的一端，第二电阻4的另一端连接第三电阻5的一端，第三电阻5的另一端接地；所述第一控制MOS管1的栅极连接PWM控制信号，所述ADC采样模块2对第二电阻4和第三电阻5之间的电势进行采样。
与现有技术相比，本发明的一个或多个实施例可以具有如下优点：
1.本发明中利用ADC电压侦测模块对LED灯串负端的电压值进行了进准的测量，使得本发明的驱动电路能够准确的检测LED灯串的工作状态，并且可以根据实际情况对由短路引起的LED灯串关闭进行更为精准的条件控制。
2.本发明中由于利用ADC电压侦测模块对LED灯串负端的电压值进行了进准的测量，使得对LED灯串的驱动电压调节更为快速精准，可以实现直接将驱动电压调节至预设电压区间。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例共同用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1是现有技术中的LED背光矩阵驱动电路结构示意图；
图2是现有技术中的一种LED背光矩阵驱动电路结构图；
图3是本发明的一实施例的LED背光矩阵驱动电路结构示意图。
图4是本发明的一实施例的LED背光矩阵驱动电路结构图。
图5是本发明的一实施例的电压调节阈值示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，以下结合附图3-5对本发明作进一步地详细说明。
根据图3所示，本发明的带有电压调节单元的LED背光矩阵驱动电路包括电源单元、LED灯串、ADC电压侦测电路和驱动控制器。
本实施例中，ADC电压侦测电路用于对LED灯串负端的电压值Vled进行侦测，将得到负端电压值Vled准确的测量值，所述ADC电压侦测电路中的ADC采样模块可将测得的LED灯串负端的电压值Vled转变成电压数值编码输出给驱动控制器。
本实施例中，针对ADC采样模块所测得的负端电压值Vled的数值编码设定有第一阈值V1、第二阈值V2、第三阈值V3和第四阈值V4，且第一阈值V1＞第三阈值V3＞第四阈值V4＞第二阈值V2。
本实施例中，ADC采样模块输出该数值编码给驱动控制器后，当ADC采样模块所测得的负端电压值Vled的数值编码大于或等于第一阈值V1时，由驱动控制器判定驱动电路中的LED灯串发生短路故障。
当ADC采样模块所测得的负端电压值Vled的数值编码小于第二阈值或等于V2时，由驱动控制器判定驱动电路中的LED灯串发生断路故障。
当ADC采样模块所测得的负端电压值Vled的数值编码小于或等于第三阈值V3，且大于或等于第三阈值V4时，由驱动控制器控制电源单元保持驱动电压Vboost不变。
当ADC采样模块所测得的负端电压值Vled的数值编码小于第一阈值V1，且大于第三阈值V3时，由驱动控制器控制电源单元下调驱动电压Vboost，调节量的数值编码值为测得的负端电压值Vled的数值编码与第三阈值V3的差值。
当ADC采样模块所测得的负端电压值Vled的数值编码大于第二阈值V2，且小于第四阈值V4时，由驱动控制器控制电源单元上调驱动电压Vboost，调节量的数值编码为为测得的负端电压值Vled的数值编码与与第四阈值V4的差值。
本实施例中，所述ADC电压侦测电路包括第一控制MOS管1、ADC采样模块2、第一电阻3、第二电阻4和第三电阻5。所述第一电阻3一端连接于LED灯串负端，另一端连接第一控制MOS管1的漏极，所述第一控制MOS管1的源极连接第二电阻4的一端，第二电阻4的另一端连接第三电阻5的一端，第三电阻5的另一端接地。所述第一控制MOS管1的栅极连接PWM控制信号，所述ADC采样模块2对第二电阻4和第三电阻5之间的电势进行采样。第四电阻6设置于LED灯串负端与接地之间。
本实施例中，LED灯串串联6个LED灯珠，每个LED灯珠的压降是3V，总的灯珠压降是18V，驱动电压Vboost设定为18±20％V，则LED灯串负端电压值Vled为Vboost-18V。ADC采样模块所测得的LED灯串负端电压值Vled的数值编码为8比特数值，即不同的LED灯串负端电压值Vled以2～256之一的值进行表达。
本实施例中以允许LED灯串中存在三个LED灯珠短路为例，当其中三个LED灯珠短路时，总的压降为9V。则ADC采样模块所测得的LED灯串负端电压值Vled的数值编码的数值范围即为2～256，其中2即代表0V，……，256代表9V依次类推，即ADC采样模块的LSB设定为35mV。当LED灯串负端电压值Vled的数值编码。
本实施例中，设定第一阈值V1为256，即将当ADC采样模块所测得的LED灯串负端电压值Vled大于或等于9V时，ADC采样模块均输出数值编码256，此时由驱动控制器判定LED灯串发生三个灯珠以上的短路，并控制关闭该LED灯串。
本实施例中，设定第一阈值V2为2，即将当ADC采样模块所测得的LED灯串负端电压值Vled等于0V时，ADC采样模块均输出数值编码2，此时由驱动控制器判定LED灯串发生断路。
本实施例中，第三阈值V3和第四阈值V4可以根据LED灯珠的实际工作参数进行选择，但有当ADC采样模块所测得的LED灯串负端电压值Vled在第四阈值V4*(1/35mV/LSB)至第三阈值V3*(1/35mV/LSB)之间，即当ADC采样模块所测得的负端电压值Vled的数值编码小于或等于第三阈值V3，且大于或等于第三阈值V4时，由驱动控制器控制电源单元保持驱动电压Vboost不变。当ADC采样模块所测得的LED灯串负端电压值Vled在第三阈值V3*(1/35mV/LSB)至256之间时，由驱动控制器控制电源单元下调驱动电压Vboost，调节量的数值编码值为测得的负端电压值Vled的数值编码与第三阈值V3的差值。当ADC采样模块所测得的LED灯串负端电压值Vled在2至第四阈值V4*(1/35mV/LSB)之间时，由驱动控制器控制电源单元上调驱动电压Vboost，调节量的数值编码为为测得的负端电压值Vled的数值编码与与第四阈值V4的差值。
以上所述，仅为本发明的具体实施案例，本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术的技术人员在本发明所述的技术规范内，对本发明的修改或替换，都应在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种带有电压调节单元的LED背光矩阵驱动电路，其特征在于，所述带有电压调节单元的LED背光驱动电路包括电源单元、LED灯串、ADC电压侦测电路和驱动控制器；ADC电压侦测电路用于对LED灯串负端的电压值Vled进行侦测，所述ADC电压侦测电路中的ADC采样模块可将测得的LED灯串负端的电压值Vled转变成电压数值编码输出给驱动控制器；
针对ADC采样模块所测得的负端电压值Vled的数值编码设定有第一阈值V1和第二阈值V2，且第一阈值V1＞第二阈值V2；
当ADC采样模块所测得的负端电压值Vled的数值编码大于或等于第一阈值V1时，由驱动控制器判定驱动电路中的LED灯串发生短路故障；
当ADC采样模块所测得的负端电压值Vled的数值编码小于第二阈值或等于V2时，由驱动控制器判定驱动电路中的LED灯串发生断路故障；
针对ADC采样模块所测得的负端电压值Vled的数值编码还设定有第三阈值V3和第四阈值V4，且第一阈值V1＞第三阈值V3＞第四阈值V4＞第二阈值V2；
当ADC采样模块所测得的负端电压值Vled的数值编码小于或等于第三阈值V3，且大于或等于第三阈值V4时，由驱动控制器控制电源单元保持驱动电压Vboost不变；
当ADC采样模块所测得的负端电压值Vled的数值编码小于第一阈值V1，且大于第三阈值V3时，由驱动控制器控制电源单元下调驱动电压Vboost；
当ADC采样模块所测得的负端电压值Vled的数值编码大于第二阈值V2，且小于第四阈值V4时，由驱动控制器控制电源单元上调驱动电压Vboost。
2.如权利要求1所述的LED背光矩阵驱动电路，其特征在于，当由驱动控制器控制电源单元下调驱动电压Vboost时，调节量的数值编码值为测得的负端电压值Vled的数值编码与第三阈值V3的差值；
当由驱动控制器控制电源单元上调驱动电压Vboost时，调节量的数值编码为为测得的负端电压值Vled的数值编码与与第四阈值V4的差值。
3.如权利要求1所述的LED背光矩阵驱动电路，其特征在于，所述ADC电压侦测电路包括第一控制MOS管1、ADC采样模块2、第一电阻3、第二电阻4和第三电阻5；所述第一电阻3一端连接于LED灯串负端，另一端连接第一控制MOS管1的漏极，所述第一控制MOS管1的源极连接第二电阻4的一端，第二电阻4的另一端连接第三电阻5的一端，第三电阻5的另一端接地；所述第一控制MOS管1的栅极连接PWM控制信号，所述ADC采样模块2对第二电阻4和第三电阻5之间的电势进行采样。
4.一种LED背光矩阵驱动电路的电压检测及调节方法，其特征在于，所述LED背光驱动电路包括电源单元、LED灯串、ADC电压侦测电路和驱动控制器；所述电压检测及调节方法包括：
利用ADC电压侦测电路用于对LED灯串负端的电压值Vled进行侦测，所述ADC电压侦测电路中的ADC采样模块可将测得的LED灯串负端的电压值Vled转变成电压数值编码输出给驱动控制器；
针对ADC采样模块所测得的负端电压值Vled的数值编码设定有第一阈值V1和第二阈值V2，且第一阈值V1＞第二阈值V2；
当ADC采样模块所测得的负端电压值Vled的数值编码大于或等于第一阈值V1时，由驱动控制器判定驱动电路中的LED灯串发生短路故障；
当ADC采样模块所测得的负端电压值Vled的数值编码小于第二阈值或等于V2时，由驱动控制器判定驱动电路中的LED灯串发生断路故障；
针对ADC采样模块所测得的负端电压值Vled的数值编码还设定有第三阈值V3和第四阈值V4，且第一阈值V1＞第三阈值V3＞第四阈值V4＞第二阈值V2；
当ADC采样模块所测得的负端电压值Vled的数值编码小于或等于第三阈值V3，且大于或等于第三阈值V4时，由驱动控制器控制电源单元保持驱动电压Vboost不变；
当ADC采样模块所测得的负端电压值Vled的数值编码小于第一阈值V1，且大于第三阈值V3时，由驱动控制器控制电源单元下调驱动电压Vboost；
当ADC采样模块所测得的负端电压值Vled的数值编码大于第二阈值V2，且小于第四阈值V4时，由驱动控制器控制电源单元上调驱动电压Vboost。
5.如权利要求4所述的LED背光矩阵驱动电路的电压检测及调节方法，其特征在于，当由驱动控制器控制电源单元下调驱动电压Vboost时，调节量的数值编码值为测得的负端电压值Vled的数值编码与第三阈值V3的差值；
当由驱动控制器控制电源单元上调驱动电压Vboost时，调节量的数值编码为为测得的负端电压值Vled的数值编码与与第四阈值V4的差值。
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