CN114499181A - 驱动电路、发光电路及显示设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种驱动电路、发光电路及显示设备，涉及显示技术领域。驱动电路与负载元件连接，驱动电路包括：开关电源电路，用于对接入的第一电压进行升压或降压处理；反馈电路，用于接收负载元件的反馈电压，并在反馈电压不处于预设电压范围内时，生成控制信号；脉冲电路，用于生成设定频率的开关信号；开关电路，用于在接收到控制信号时，将控制信号传输至开关管的控制端，在未接收到控制信号时，将开关信号传输至开关管的控制端。本发明通过对负载元件的反馈电压进行检测，从而调整开关电源电路的开关频率，从而调整开关电源电路的输出电压，保证负载元件的电压或电流稳定，使得发光类元件的亮度更均匀。

Description

驱动电路、发光电路及显示设备

技术领域

本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种驱动电路、发光电路及显示设备。

背景技术

在电子回路中，负载的电压或者电流稳定是极为重要的一点。例如，对于发光类元件来说，电压或者电流的稳定能够使发光类元件的发光均匀。在一些显示设备中，mini LED的背光电压或者电流容易发生波动，导致mini LED的亮度不均匀。因此，如何为负载提供稳定的电压或者电流，是亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种驱动电路、发光电路及显示设备，旨在解决现有技术中提供给mini LED等发光类元件的电压或电流不稳定的技术问题。

为实现上述目的，本发明提出一种驱动电路，驱动电路与负载元件连接，驱动电路包括：

开关电源电路，用于对接入的第一电压进行升压或降压处理，获得第二电压，并将第二电压提供给负载元件；

反馈电路，与负载元件连接，用于接收负载元件的反馈电压，并在反馈电压不处于预设电压范围内时，生成控制信号；

脉冲电路，用于生成设定频率的开关信号；

开关电路，分别与反馈电路、脉冲电路和开关电源电路中的开关管的控制端连接，用于在接收到控制信号时，将控制信号传输至开关管的控制端，在未接收到控制信号时，将开关信号传输至开关管的控制端；控制信号用于控制开关管处于导通状态或关断状态；开关信号用于控制开关管按照设定频率在导通状态或关断状态之间切换。

可选的，脉冲电路包括：

D触发器，D触发器的输出端与开关电路连接；

反相器，反相器的输入端与D触发器的输出端连接，反相器的输出端与D触发器的输入端连接；

脉冲产生单元，与D触发器的时钟输入端连接，用于生成设定频率的脉冲信号。

可选的，反馈电路包括：

比较电路，比较电路与负载元件连接，用于接收反馈电压，并在反馈电压不处于预设电压范围内时，生成控制信号；

与门，与门的输出端与开关电路连接，与门的第一输入端与比较电路的输出端连接，与门的第一输入端用于接入控制信号，与门的第二输入端接入有设置信号，设置信号为高电平或低电平。

可选的，反馈电压包括第一反馈电压和第二反馈电压，比较电路包括：

第一比较器，第一比较器的反向输入端与负载元件的输入端连接，用于接入第一反馈电压，第一比较器的正向输入端接入第一参考电压；

第二比较器，第二比较器的反向输入端与负载元件的输出端连接，用于接入第二反馈电压，第二比较器的正向输入端接入第二参考电压；

或门，或门的第一输入端与第一比较器的输出端连接，或门的第二输入端与第二比较器的输出端连接，或门的输出端与与门的第一输入端连接。

可选的，开关电路包括P型MOS管，P型MOS管的栅极和漏极均与与门的输出端连接，P型MOS管的漏极与开关管的控制端连接，P型MOS管的源极与脉冲电路的输出端连接。

可选的，开关电源电路包括开关管、第一电感、第二电感、第一电容、第二电容和二极管；

第一电感的第一端分别与开关管的第一端和第一电容的第一端连接，第一电容的第二端分别与二极管的阳极和第二电感的第一端连接，二极管的阴极与第二电容的第一端连接，开关管的第二端、第二电感的第二端和第二电容的第二端均接地，开关管的控制端与开关电路连接，第一电感的第二端用于接入第一电压，二极管的阴极还用于向负载元件提供第二电压。

可选的，驱动电路还包括第三电容，第三电容的第一端与第一电感的第二端连接，第三电容的第二端接地。

为实现上述目的，本发明还提出一种发光电路，发光电路包括mini-LED单元和如上述的驱动电路，驱动电路的输出端与mini-LED单元的输入端连接，mini-LED单元作为驱动电路的负载元件，驱动电路，用于为mini-LED单元提供驱动电压。

为实现上述目的，本发明还提出一种显示设备，显示设备包括如上述的发光电路。

本发明中，驱动电路包括开关电源电路、反馈电路、脉冲电路和开关电路；开关电源电路，用于对接入的第一电压进行升压或降压处理，获得第二电压，并将第二电压提供给负载元件；反馈电路，与负载元件连接，用于接收负载元件的反馈电压，并在反馈电压不处于预设电压范围内时，生成控制信号，控制信号用于控制开关管处于导通状态或关断状态；脉冲电路，用于生成设定频率的开关信号，开关信号用于控制开关管按照设定频率在导通状态或关断状态之间切换；开关电路，分别与反馈电路、脉冲电路和开关管的控制端连接，用于在接收到控制信号时，将控制信号传输至开关管的控制端，在未接收到控制信号时，将开关信号传输至开关管的控制端。本发明通过对负载元件的反馈电压进行检测，从而调整开关电源电路的开关频率，从而调整开关电源电路的输出电压，保证负载元件的电压或电流稳定，使得发光类元件的亮度更均匀。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明驱动电路一实施方式的结构框图；

图2为本发明驱动电路一实施方式的电路原理图；

图3为本发明中开关电源电路中开关管导通下的等效电路图；

图4为本发明中开关电源电路中开关管关断下的等效电路图；

图5为本发明驱动电路一实施方式的电路原理图；

图6为本发明发光电路一实施方式的电路原理图。

附图标号说明：

标号	名称	标号	名称
				10	驱动电路	L1~L2	第一至第二电感
20	负载元件	C1~C3	第一至第三电容
				30	开关电源电路	K	开关管
40	反馈电路	Q	MOS管
				50	脉冲电路	U	D触发器
60	开关电路	N	反相器
				70	脉冲产生单元	A	与门
80	比较电路	O	或门
				90	mini-LED单元	B1~B2	第一至第二比较器
		R	电阻

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明，本发明实施例中所有方向性指示（诸如上、下、左、右、前、后……）仅用于解释在某一特定姿态（如附图所示）下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本发明中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

实施例一

参照图1，图1为本发明驱动电路第一实施例的结构框图。本发明提出驱动电路的第一实施例。

如图1所示，在本实施例中，驱动电路10与负载元件20连接，驱动电路10包括开关电源电路30、反馈电路40、脉冲电路50和开关电路60。其中，开关电源电路30用于对接入的第一电压进行升压或降压处理，获得第二电压，并将第二电压提供给负载元件。反馈电路40与负载元件20连接，用于接收负载元件20的反馈电压，并在反馈电压20不处于预设电压范围内时，生成控制信号。脉冲电路50用于生成设定频率的开关信号。开关电路60，分别与反馈电路40、脉冲电路50和开关电源电路30中的开关管K的控制端连接，用于在接收到控制信号时，将控制信号传输至开关管K的控制端，在未接收到控制信号时，将开关信号传输至开关管K的控制端；控制信号用于控制开关管K处于导通状态或关断状态；开关信号用于控制开关管K按照设定频率在导通状态或关断状态之间切换。

在本实施方式中，负载元件20可以为发光二极管或者mini-LED组件，mini-LED组件可以由多个发光二极管组成。驱动电路10的输出端与负载元件20的输入端连接，为负载元件20提供工作电压。

需要说明的是，发光二极管或者mini-LED组件等发光元件通常用于显示电路中，如用于提供背光光源。因此，该类元件在工作时需要具体可调节的输入。由此，可以在此类负载元件20工作时，根据实际需求提供相应的电压。而本实施方式的目的则在于：在已确定负载元件20的工作电压的前提下，保证负载元件20的输入电压稳定在该工作电压。

在本实施方式，为满足负载元件20的驱动要求，驱动电路10主要采用开关电源电路30。开关电源电路30可以具有电压调节功能，其内部包含有开关管K以及储能元件。开关管K通过在一定周期内导通和关闭，在配合储能元件能够起到升压或者降压的作用。通常，开关管K的导通时长在大于关断时长时，开关电源电路30工作在升压区，此时第二电压大于第一电压；开关管K的导通时长越长，升压作用越大。开关管K的导通时长在小于关断时长时，开关电源电路30工作在将压区，此时第二电压小于第一电压；并且，开关管K的导通时长越短，降压作用越大。

反馈电压可以为负载元件20的输入端电压和/或输出端电压。若反馈电压处于预设电压范围内，则说明负载元件20的电压或电流较为稳定，不需要进行调节。若反馈电压不处于预设电压范围内，则说明负载元件20的电压或电流较为发生了波动。在检测到该反馈电压小于设定电压时，为提高第二电压，可以通过控制开关管K保持导通状态，以提高开关管K导通时长与关断时长的比值，以提高升压作用或者降低降压作用。或者在检测到该反馈电压大于设定电压时，为降低第二电压，可以通过控制开关管K保持关断状态，以降低开关管K导通时长与关断时长的比值，以降低升压作用或增大降压作用。

需要说明的是，控制信号可以为高电平或者低电平。若开关管K的控制端为高电平时导通，则若需要增大第二电压时，控制信号为高电平；若需要降低第二电压时，控制信号为低电平。若开关管K的控制端为低电平时导通，则若需要增大第二电压时，控制信号为低电平；若需要降低第二电压时，控制信号为高电平。

开关信号具有高电平阶段和低电平阶段，且开关信号按照设定频率在高电平阶段和低电平阶段之间进行切换。该设定频率按照负载元件所需工作电压进行理论计算而得。

开关电路60用于控制开关管K的控制端所接入的电压。由于反馈电路40仅在反馈电压20不处于预设电压范围内时，生成控制信号。因此，开关电路60的控制可以与反馈电路40的输出进行联动。在反馈电压20处于预设电压范围内时，说明负载元件20所接入的第二电压处于正常范围内。此时，可以开关电源电路30按照设定频率运行，即开关管K的控制端接收该开关信号。在反馈电压20不处于预设电压范围内时，说明负载元件20所接入的第二电压不处于正常范围内，需要进行修正。故使开关管K的控制端接入控制信号，以调整第二电压。

作为一种示例，参照图2，图2为本发明驱动电路一实施方式的电路原理图。如图2所示，开关电源电路30可以包括开关管K、第一电感L1、第二电感L2、第一电容C1、第二电容C2和二极管D。第一电感L1的第一端分别与开关管K的第一端和第一电容C1的第一端连接，第一电容C1的第二端分别与二极管D的阳极和第二电感L2的第一端连接，二极管D的阴极与第二电容C2的第一端连接，开关管K的第二端、第二电感L2的第二端和第二电容C2的第二端均接地，开关管K的控制端与开关电路60连接，第一电感L1的第二端用于接入第一电压，二极管D的阴极还用于向负载元件20提供第二电压。

为说明本实施方式中开关电源电路30的工作原理，可以参考图3和图4，图3为本发明中开关电源电路中开关管导通下的等效电路图，图4为本发明中开关电源电路中开关管关断下的等效电路图。

图3所示电路对应的回路方程为：

图4所示电路对应的回路方程为：

其中，R为负载元件20的电阻，V0为第二电压的电压值，Vg为第一电压的电压值。然后，根据电感的伏秒平衡原理可得：

D*Vg+（1-D）*（Vg-V0-VC1）=0 （1）

D*VC1+（1-D）*（-V0）=0 （2）

其中，D为一周期内开关管K导通时间占周期总时间的占比。由以上两式可得：

VC1=Vg（3）

将式（3）带入式（1），可得：

V0=（D/1-D）Vg（4）

由此可知，当D都大于1/2的时候，电路为升压电路，D小于1/2的时候，电路为降压电路。

在本实施方式中，驱动电路10还包括第三电容C3，第三电容C3的第一端与第一电感L1的第二端连接，第三电容C3的第二端接地。

可以理解的是，第三电容C3可以起到稳压作用，可消除接入的第一电压的波动，进一步保证了负载元件20的工作电压的稳定。此外，第一电容C1可以起到隔离作用，第一电感也可以起到吸收电流的作用，由此可以防止过大的直流损坏电流。

在本实施方式中，驱动电路10包括开关电源电路30、反馈电路40、脉冲电路50和开关电路60。反馈电路40与负载元件20连接，用于接收负载元件20的反馈电压，并在反馈电压不处于预设电压范围内时，生成控制信号；脉冲电路50用于生成设定频率的开关信号；开关电路60，分别与反馈电路40、脉冲电路50和开关管K的控制端连接，用于在接收到控制信号时，将控制信号传输至开关管K的控制端，在未接收到控制信号时，将开关信号传输至开关管K的控制端。本实施方式通过对负载元件20的反馈电压进行检测，从而调整开关电源电路30的开关频率，从而调整开关电源电路30的输出电压，保证负载元件20的电压或电流稳定，使得发光类元件的亮度更均匀。

实施例二

参照图5，图5为本发明驱动电路一实施方式的电路原理图。基于上述实施例，本发明提出驱动电路的第二实施例。

在本实施方式中，脉冲电路50可以包括D触发器U、反相器N和脉冲产生单元70。其中，D触发器U的输出端与开关电路60连接；反相器N的输入端与D触发器U的输出端连接，反相器N的输出端与D触发器U的输入端连接；脉冲产生单元70与D触发器U的时钟输入端连接，用于生成设定频率的脉冲信号。

需要说明的是，D触发器U为边沿触发型。由于D触发器U的输出端经过反相器N连接至输入端。因此，在时钟输入端接收一个上升沿信号时，D触发器U的输出端进行一次反转。因此，通过调整脉冲产生单元70所产生的脉冲信号的频率相关。调整脉冲产生单元70已有成熟的技术，本实施方式在此不再赘述。

反馈电路40可以包括比较电路80和与门A。比较电路80与负载元件20连接，用于接收反馈电压，并在反馈电压不处于预设电压范围内时，生成控制信号；与门A的输出端与开关电路60连接，与门A的第一输入端与比较电路80的输出端连接，与门A的第一输入端用于接入控制信号，与门A的第二输入端接入有设置信号，设置信号为高电平或低电平。

可以理解的是，在设置信号为低电平（即0）时，无论比较电路80的输出为1还是0，与门A的输出都为0。在设置信号为高电平（即0）时，比较电路80的输出也为1时，与门A的输出为1。因此，通过对设置信号的电平进行调整可以对比较电路80的输出进行限制。在设置信号为高电平（即0）时，对比较电路80的输出不进行限制；在设置信号为高电平（即0）时，对比较电路80的输出进行限制。由此，可以实现对本实施方式所需要实现的稳压功能进行开关控制，该稳压功能是指，在负载元件20的电压出现波动时，对第二电压进行调整的功能。

在本实施方式中，为更准确地对负载元件20的电压进行调整。反馈电压可以包括第一反馈电压和第二反馈电压。比较电路80可以包括第一比较器B1和第二比较器B2。第一比较器B1的反向输入端与负载元件20的输入端连接，用于接入第一反馈电压，第一比较器B1的正向输入端接入第一参考电压；第二比较器B2的反向输入端与负载元件20的输出端连接，用于接入第二反馈电压，第二比较器B2的正向输入端接入第二参考电压；或门O，或门O的第一输入端与第一比较器B1的输出端连接，或门O的第二输入端与第二比较器B2的输出端连接，或门O的输出端与与门的第一输入端连接。

需要说明的是，第一参考电压和第二参考电压的具体值可以根据需求设置。在第一反馈电压小于第一参考电压和/或第二反馈电压小于第二参考电压时，或门O输出为1。此时，若设置信号为高电平，则与门A的输出为1。此时，可以认为开关电路60接收到了控制信号。尽管本实施方式仅给出在负载元件20的电压小于参考电压的情况下输出控制信号，但对于负载元件20的电压大于参考电压的情况下输出控制信号的电路图可以根据上电路进行调整即可。

为便于对控制信号和开关信号进行控制，开关电路60包括P型MOS管Q，P型MOS管Q的栅极和漏极均与与门A的输出端连接，P型MOS管Q的漏极与开关管K的控制端连接，P型MOS管Q的源极与脉冲电路50的输出端连接。

可以理解的是，在与门A输出为1时，P型MOS管Q的栅极为高电平，则P型MOS管关断，则D触发器的输出无法达到开关管K的控制端，而与门A的输出直接施加在开关管K的控制端。此时开关管K的控制端为高电平，开关管K保持为导通状态。

在本实施方式中，反馈电路40在反馈电压不处于预设电压范围内时，生成控制信号；脉冲电路50生成设定频率的开关信号；开关电路60在接收到控制信号时，将控制信号传输至开关管K的控制端，在未接收到控制信号时，将开关信号传输至开关管K的控制端，实现电压补偿，保证负载元件20的电压稳定。

为实现上述目的，基于上述实施例，本发明还提出一种发光电路。参照图6，图6为本发明发光电路一实施方式的电路原理图。发光电路包括mini-LED单元90和如上述的驱动电路10，驱动电路10的输出端与mini-LED单元90的输入端连接，mini-LED单元90作为驱动电路的负载元件20，驱动电路10用于为mini-LED单元90提供驱动电压。mini-LED单元90由多个二极管组成，第一级二极管的阳极作为mini-LED单元90的输入端，最后一级二极管的阴极作为mini-LED单元90的输出端。mini-LED单元90的输出端可以通过电阻R接地。反馈电路40中的第一比较器B1可以与mini-LED单元90的输入端连接，第二比较器B2可以与mini-LED单元90的输出端连接。反馈电路40可以在检测到mini-LED单元90的输入端和输出端的电压出现波动时，调整驱动电路10输出的电压。由于本发光电路可以采用上述所有实施例的技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的有益效果，在此不再一一赘述。

为实现上述目的，本发明还提出一种显示设备，显示设备包括如上述的发光电路。该发光电路的具体结构参照上述实施例，由于本显示设备可以采用上述所有实施例的技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的有益效果，在此不再一一赘述。

以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (9)

1.一种驱动电路，所述驱动电路与负载元件连接，其特征在于，所述驱动电路包括：

开关电源电路，用于对接入的第一电压进行升压或降压处理，获得第二电压，并将所述第二电压提供给所述负载元件；

反馈电路，与所述负载元件连接，用于接收所述负载元件的反馈电压，并在所述反馈电压不处于预设电压范围内时，生成控制信号；

脉冲电路，用于生成设定频率的开关信号；

开关电路，分别与所述反馈电路、脉冲电路和所述开关电源电路中的开关管的控制端连接，用于在接收到所述控制信号时，将所述控制信号传输至所述开关管的控制端，在未接收到所述控制信号时，将所述开关信号传输至所述开关管的控制端；所述控制信号用于控制所述开关管处于导通状态或关断状态；所述开关信号用于控制所述开关管按照设定频率在导通状态或关断状态之间切换。

2.如权利要求1所述的驱动电路，其特征在于，所述脉冲电路包括：

D触发器，所述D触发器的输出端与所述开关电路连接；

反相器，所述反相器的输入端与所述D触发器的输出端连接，所述反相器的输出端与所述D触发器的输入端连接；

脉冲产生单元，与所述D触发器的时钟输入端连接，用于生成设定频率的脉冲信号。

3.如权利要求1所述的驱动电路，其特征在于，所述反馈电路包括：

比较电路，所述比较电路与所述负载元件连接，用于接收所述反馈电压，并在所述反馈电压不处于所述预设电压范围内时，生成所述控制信号；

与门，所述与门的输出端与所述开关电路连接，所述与门的第一输入端与所述比较电路的输出端连接，所述与门的第一输入端用于接入所述控制信号，所述与门的第二输入端接入有设置信号，所述设置信号为高电平或低电平。

4.如权利要求3所述的驱动电路，其特征在于，所述反馈电压包括第一反馈电压和第二反馈电压，所述比较电路包括：

第一比较器，所述第一比较器的反向输入端与所述负载元件的输入端连接，用于接入第一反馈电压，所述第一比较器的正向输入端接入第一参考电压；

第二比较器，所述第二比较器的反向输入端与所述负载元件的输出端连接，用于接入第二反馈电压，所述第二比较器的正向输入端接入第二参考电压；

或门，所述或门的第一输入端与所述第一比较器的输出端连接，所述或门的第二输入端与所述第二比较器的输出端连接，所述或门的输出端与所述与门的第一输入端连接。

5.如权利要求3所述的驱动电路，其特征在于，所述开关电路包括P型MOS管，所述P型MOS管的栅极和漏极均与所述与门的输出端连接，所述P型MOS管的漏极与所述开关管的控制端连接，所述P型MOS管的源极与所述脉冲电路的输出端连接。

6.如权利要求1-4中任一项所述的驱动电路，其特征在于，所述开关电源电路包括开关管、第一电感、第二电感、第一电容、第二电容和二极管；

所述第一电感的第一端分别与所述开关管的第一端和所述第一电容的第一端连接，所述第一电容的第二端分别与所述二极管的阳极和所述第二电感的第一端连接，所述二极管的阴极与所述第二电容的第一端连接，所述开关管的第二端、所述第二电感的第二端和所述第二电容的第二端均接地，所述开关管的控制端与所述开关电路连接，所述第一电感的第二端用于接入所述第一电压，所述二极管的阴极还用于向所述负载元件提供所述第二电压。

7.如权利要求6所述的驱动电路，其特征在于，所述驱动电路还包括第三电容，所述第三电容的第一端与所述第一电感的第二端连接，所述第三电容的第二端接地。

8.一种发光电路，其特征在于，所述发光电路包括mini-LED单元和如权利要求1-7中任一项所述的驱动电路，所述驱动电路的输出端与所述mini-LED单元的输入端连接，所述mini-LED单元作为所述驱动电路的负载元件，所述驱动电路，用于为所述mini-LED单元提供驱动电压。

9.一种显示设备，其特征在于，所述显示设备包括如权利要求8所述的发光电路。

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