CN203368840U - Led驱动电路和led显示装置 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开一种LED驱动电路和LED显示装置，其中LED驱动电路包括电源供电模块、驱动控制模块和过流保护模块，该过流保护模块用于在LED灯条发生LED对地短路或者LED短路时进行过流保护。本实用新型的LED驱动电路，通过过流保护模块对LED灯条正极回路的电流进行取样，在LED灯条发生LED对地短路或者LED短路引起的输出电流过大时，通过电源供电模块切断工作电压的输出，对LED灯条进行过流保护，避免LED灯条因过热而损坏及失火风险，提高LED驱动电路的工作稳定性，有效防止LED显示装置因LED灯条失火而带来的安全隐患。而且，本实用新型电路结构简单，易于实现，稳定性好。

Description

LED驱动电路和LED显示装置
技术领域
本实用新型涉及LED驱动技术领域，尤其涉及一种LED驱动电路和LED显示装置。
背景技术
现有技术中，LED（Light Emitting Diode，发光二极管）驱动电路的驱动输出端与LED灯条的正极连接，LED驱动电路中的过流保护模块对LED灯条负极回路的电流进行取样，当LED灯条发生LED短路故障时，LED灯条中电流就会过流，过流保护模块输出过流保护信号至LED驱动电路中的电源供电模块，以控制电源供电模块停止输出电压，从而切断LED驱动电路工作时所需的工作电压，LED驱动电路停止工作，使得LED灯条不受大电流冲击而烧毁，达到过流保护的目的。
但是，上述过流保护方案中，当LED灯条发生LED对地短路故障时，上述的过流保护模块就无法对LED灯条的负极回路的电流进行取样，此种情况下，上述的过流保护模块无法实现过流保护功能。当出现LED灯条发生LED对地短路的情况时，LED驱动电路中驱动IC由于自身保护会自动停止工作，但是由于上述过流保护模块的过流保护功能不起作用，电源供电模块还会继续输出工作电压，即电源供电模块提供的工作电压还是存在，此时LED灯条中，没有被短路到地的剩余的LED还会被持续点亮，并且该LED上的电流会增大，使得该LED出现急剧发热现象，存在LED由于高温过热而起火的安全隐患。
实用新型内容
本实用新型的主要目的是提出一种LED驱动电路和LED显示装置，旨在当LED灯条发生LED对地短路或者LED短路引起的输出电流过大时，对LED灯条进行过流保护，避免LED灯条因过热而损坏及失火风险。
为了达到上述目的，本实用新型提出一种LED驱动电路，该LED驱动电路包括电源供电模块和驱动控制模块，该LED驱动电路还包括用于在LED灯条发生LED对地短路或者LED短路时进行过流保护的过流保护模块；
所述驱动控制模块的输入端与所述电源供电模块的电源输出端连接，所述驱动控制模块的输出端与所述过流保护模块的第一取样输入端连接，所述驱动控制模块的电流反馈端与所述LED灯条的负极连接；所述过流保护模块的第二取样输入端与所述LED灯条的正极连接，所述过流保护模块的输出端与所述电源供电模块的电源开关控制端连接。
优选地，所述过流保护模块包括运算放大器、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻和第五电阻；
所述第一电阻的第一端作为所述过流保护模块的第一取样输入端，与所述驱动控制模块的输出端连接，所述第一电阻的第二端作为所述过流保护模块的第二取样输入端，与所述LED灯条的正极连接；
所述第二电阻的一端与所述第一电阻的第一端连接，所述第二电阻的另一端与所述运算放大器的同相输入端连接，且经由所述第三电阻接地；
所述第四电阻的一端与所述第一电阻的第二端连接，另一端与所述运算放大器的反相输入端连接，所述第五电阻连接于所述运算放大器的输出端和反相输入端之间；所述运算放大器的输出端作为所述过流保护模块的输出端，与所述电源供电模块的电源开关控制端连接。
优选地，所述过流保护模块还包括第六电阻、第七电阻、第八电阻和第九电阻；
所述第一电阻的第一端依次经由所述第六电阻和所述第七电阻接地，所述第六电阻和所述第七电阻的公共端经由所述第二电阻与所述运算放大器的同相输入端连接；
所述第一电阻的第二端依次经由所述第八电阻和所述第九电阻接地，所述第八电阻和所述第九电阻的公共端经由所述第四电阻与所述运算放大器的反相输入端连接。
优选地，所述驱动控制模块包括电感、二极管、第一电容、驱动芯片、第一MOS管、第二MOS管、第十电阻和第十一电阻；
所述电感的一端作为所述驱动控制模块的输入端，与所述电源供电模块的电源输出端连接，所述电感的另一端与所述第一MOS管的漏极连接，且经由所述二极管与所述第一电容的正极连接；所述第一电容的正极作为所述驱动控制模块的输出端，与所述第一电阻的第一端连接；所述第一MOS管的栅极与所述驱动芯片的驱动输出脚连接，所述第一MOS管的源极与所述驱动芯片的负载波形检测脚连接，且经由所述第十电阻接地；所述第二MOS管的栅极与所述驱动芯片的输出补偿脚连接，所述第二MOS管的漏极与所述LED灯条的负极连接，所述第二MOS管的源极与所述驱动芯片的电流反馈输入脚连接，且经由所述第十一电阻接地。
优选地，所述驱动控制模块还包括第二电容；所述第二电容的正极与所述电源供电模块的电源输出端连接，所述第二电容的负极接地。
优选地，所述驱动控制模块还包括第十二电阻和第十三电阻；所述第十二电阻连接于所述第一MOS管的栅极和所述驱动芯片的驱动输出脚之间，所述第十三电阻连接于所述第一MOS管的源极和所述驱动芯片的负载波形检测脚之间。
本实用新型还提出一种LED显示装置，该LED显示装置包括LED灯条，还包括LED驱动电路，所述LED驱动电路与所述LED灯条连接，该LED驱动电路包括电源供电模块和驱动控制模块，还包括用于在所述LED灯条发生LED对地短路或者LED短路时进行过流保护的过流保护模块；
所述驱动控制模块的输入端与所述电源供电模块的电源输出端连接，所述驱动控制模块的输出端与所述过流保护模块的第一取样输入端连接，所述驱动控制模块的电流反馈端与所述LED灯条的负极连接；所述过流保护模块的第二取样输入端与所述LED灯条的正极连接，所述过流保护模块的输出端与所述电源供电模块的电源开关控制端连接。
本实用新型提出的LED驱动电路，通过过流保护模块对LED灯条正极回路的电流进行取样，并将对电流进行取样所获得的电压值进行比较放大后，输出过流保护信号至电源供电模块的电源开关控制端，以控制电源供电模块持续输出工作电压或者切断工作电压的输出，进而在LED灯条发生LED对地短路或者LED短路引起的输出电流过大时，可通过电源供电模块切断工作电压的输出，对LED灯条进行过流保护，避免LED灯条因过热而损坏及失火风险，提高LED驱动电路的工作稳定性，有效防止LED显示装置因LED灯条失火而带来的安全隐患。而且，本实用新型还具有电路结构简单，易于实现，稳定性好的优点。
附图说明
图1为本实用新型LED驱动电路较佳实施例的原理框图；
图2为本实用新型LED驱动电路较佳实施例的电路结构示意图。
本实用新型的目的、功能特点及优点的实现，将结合实施例，并参照附图作进一步说明。
具体实施方式
以下结合说明书附图及具体实施例进一步说明本实用新型的技术方案。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
本实用新型提出一种LED驱动电路10。
参照图1，图1为本实用新型LED驱动电路10较佳实施例的原理框图。
本实用新型较佳实施例中，LED驱动电路10包括电源供电模块11、驱动控制模块12和过流保护模块13，该过流保护模块13用于在LED灯条20发生LED对地短路或者LED短路时进行过流保护。
其中，驱动控制模块12的输入端与电源供电模块11的电源输出端连接，驱动控制模块12的输出端与过流保护模块13的第一取样输入端连接，驱动控制模块12的电流反馈端与LED灯条20的负极连接；过流保护模块13的第二取样输入端与LED灯条20的正极连接，过流保护模块13的输出端与电源供电模块11的电源开关控制端连接。
本实施例中，过流保护模块13对驱动控制模块12向LED灯条20输出的电流进行取样，即对LED灯条20正极回路的电流进行取样，过流保护模块13将对电流进行取样后所获得的电压值进行比较放大后，输出过流保护信号至电源供电模块11的电源开关控制端，电源供电模块11根据过流保护信号持续输出工作电压或者切断工作电压的输出。在本实施例中，当LED灯条20中所有LED正常点亮时，过流保护模块13向电源供电模块11输出的过流保护信号为低电平，电源供电模块11持续输出工作电压，不影响工作电压的正常输出；当LED灯条20发生LED对地短路或者LED短路故障时，即LED灯条20中有一个LED或者多个LED发生对地短路或者短路时，流过LED灯条20的电流增大，过流保护模块13向电源供电模块11输出的过流保护信号为高电平，电源供电模块11切断工作电压的输出，从而驱动控制模块12没有电压输出，LED灯条20熄灭，避免在过流情况下LED灯条20因高温过热而损坏。
相对于现有技术，本实用新型的LED驱动电路10，通过过流保护模块13对LED灯条20正极回路的电流进行取样，在LED灯条20发生LED对地短路或者LED短路引起的输出电流过大时，通过电源供电模块11切断工作电压的输出，对LED灯条20进行过流保护，避免LED灯条20因过热而损坏及失火风险，提高LED驱动电路10的工作稳定性，有效防止LED显示装置因LED灯条20失火而带来的安全隐患。
参照图1和图2，其中图2为本实用新型LED驱动电路10较佳实施例的电路结构示意图。
上述实施例中，过流保护模块13包括运算放大器U1、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4和第五电阻R5，在本实施例中，第一电阻R1作为LED灯条20正极回路的电流取样电阻，第三电阻R3和第五电阻R5均为反馈电阻。
第一电阻R1的第一端作为过流保护模块13的第一取样输入端，与驱动控制模块12的输出端连接，第一电阻R1的第二端作为过流保护模块13的第二取样输入端，与LED灯条20的正极连接；第二电阻R2的一端与第一电阻R1的第一端连接，第二电阻R2的另一端与运算放大器U1的同相输入端连接，且经由第三电阻R3接地；第四电阻R4的一端与第一电阻R1的第二端连接，第四电阻R4另一端与运算放大器U1的反相输入端连接，第五电阻R5连接于运算放大器U1的输出端和反相输入端之间；运算放大器U1的输出端作为过流保护模块13的输出端，与电源供电模块11的电源开关控制端CONTRCL连接。
具体地，过流保护模块13还包括第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8和第九电阻R9。
第一电阻R1的第一端依次经由第六电阻R6和第七电阻R7接地，第六电阻R6和第七电阻R7的公共端经由第二电阻R2与运算放大器U1的同相输入端连接；第一电阻R1的第二端依次经由第八电阻R8和第九电阻R9接地，第八电阻R8和第九电阻R9的公共端经由第四电阻R4与运算放大器U1的反相输入端连接。
进一步地，驱动控制模块12包括电感L1、二极管D1、第一电容C1、驱动芯片U2、第一MOS管Q1、第二MOS管Q2、第十电阻R10和第十一电阻R11；
电感L1的一端作为驱动控制模块12的输入端，与电源供电模块11的电源输出端V_POW连接，电感L1的另一端与第一MOS管Q1的漏极连接，且经由二极管D1与第一电容C1的正极连接；第一电容C1的正极作为驱动控制模块12的输出端，与第一电阻R1的第一端连接；第一MOS管Q1的栅极与驱动芯片U2的驱动输出脚DRV连接，第一MOS管Q1的源极与驱动芯片U2的负载波形检测脚ISW连接，且经由第十电阻R10接地；第二MOS管Q2的栅极与驱动芯片U2的输出补偿脚COMP连接，第二MOS管Q2的漏极与LED灯条20的负极连接，第二MOS管Q2的源极与驱动芯片U2的电流反馈输入脚ISENSE连接，且经由第十一电阻R11接地。
具体地，驱动控制模块12还包括第二电容C2；第二电容C2的正极与电源供电模块11的电源输出端V_POW连接，第二电容C2的负极接地。
具体地，驱动控制模块12还包括第十二电阻R12和第十三电阻R13；第十二电阻R12连接于第一MOS管Q1的栅极和驱动芯片U2的驱动输出脚DRV之间，第十三电阻R13连接于第一MOS管Q1的源极和驱动芯片U2的负载波形检测脚ISW之间。
本实用新型LED驱动电路10的工作原理具体描述如下：
如图2所示，在LED灯条20中所有LED正常点亮时，LED驱动电路10正常工作，驱动控制模块12的输出端正常输出电压，经过第一电阻R1为LED灯条20供电，LED灯条20正常工作，此时流过第一电阻R1的电流Io为正常工作电流，第一电阻R1两端的电压差值比较小，运算放大器U1输出的误差电压Vo呈低电平，即此时输出的过流保护信号为低电平，电源供电模块11正常输出工作电压。
当LED灯条20发生LED对地短路故障时，例如有一个LED对地短路时，与该LED的负极连接的其他LED也均对地短路时，而与该LED的正极连接的剩余的LED相当于接到地，即剩余的没有被对地短路的LED相当于接到地，从而第二MOS管Q2的漏极上没有电压，第二MOS管Q2截止，因此驱动芯片U2停止工作，第一MOS管Q1截止，电感L1、二极管D1还让第一电容C1组成的BOOST升压结构失去升压功能，但是由于此时电源供电模块11的电源输出端V_POW还在输出工作电压，经过电感L1、二极管D1和第一电阻R1继续给LED灯条20供电，从而电流通过剩余的没有被对地短路的LED接到地形成回路，LED灯条20中剩余的没有被对地短路的LED被持续点亮。
例如图2所示的LED灯条20中的第三个LED LED3出现对地短路故障，相当于第一个LED LED1和第二个LED LED2直接串接到地形成回路，第一个LED LED1和第二个LED LED2进行点亮，而第三个LED LED3至第N个LED LEDN（N为大于3的正整数）均被短路，因此第二MOS管Q2的漏极上没有电压，第二MOS管Q2截止，因此驱动芯片U2停止工作。由于LED灯条20中只有第一个LED LED1和第二个LED LED2不对地短路，因此第一个LED LED1和第二个LED LED2上的电流就变得很大，第一个LED LED1和第二个LED LED2由于电流超额而发热，当第一个LED LED1和第二个LED LED2温度过高时会烧坏。由于第一个LED LED1和第二个LED LED2上的电流增大，因此流过第一电阻R1的电流Io也会增大，导致第一电阻R1两端的电压差值变大，假设第一电阻R1的第一端的电压为Vt1，第一电阻R1的第二端的电压为Vt2，而Vt2= Vt1+Io*R1（R1为第一电阻R1的阻值），因此流过第一电阻R1的电流Io变大后，第一电阻R1的第一端的电压Vt1和第二端的电压Vt2也相应变大，第一电阻R1的第一端的电压Vt1经过第六电阻R6和第七电阻R7分压后，所得的第一分压电压V1加到运算放大器U1的同相输入端，第一电阻R1的第二端的电压Vt2经过第八电阻R8和第九电阻R9分压后，所得的第二分压电压V2加到运算放大器U1的反相输入端，第一分压电压V1和第二分压电压V2经过运算放大器U1比较放大后输出误差电压Vo，该误差电压Vo为高电平的过流保护信号，该高电平的过流保护信号被输出至电源供电模块11的电源开关控制端CONTRCL，电源供电模块11切断工作电压的输出，从而达到过流保护的目的。
当LED灯条20发生LED短路故障时，相当于LED灯条20中的LED数量减少，此时流过LED灯条20的电流增大，流过第一电阻R1的电流Io增大，从而第一电阻R1两端的电压差值变大，参照上述原理，运算放大器U1输出高电平的过流保护信号至电源供电模块11的电源开关控制端CONTRCL，电源供电模块11切断工作电压的输出，实现过流保护。
本实用新型还提出一种LED显示装置，该LED显示装置包括LED灯条20，还包括LED驱动电路10，该LED驱动电路10的电路结构、工作原理以及所带来的有益效果均参照上述实施例，此处不再赘述。
以上所述仅为本实用新型的优选实施例，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，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (7)

1.一种LED驱动电路，包括电源供电模块和驱动控制模块，其特征在于，还包括用于在LED灯条发生LED对地短路或者LED短路时进行过流保护的过流保护模块；
所述驱动控制模块的输入端与所述电源供电模块的电源输出端连接，所述驱动控制模块的输出端与所述过流保护模块的第一取样输入端连接，所述驱动控制模块的电流反馈端与所述LED灯条的负极连接；所述过流保护模块的第二取样输入端与所述LED灯条的正极连接，所述过流保护模块的输出端与所述电源供电模块的电源开关控制端连接。
2.如权利要求1所述的LED驱动电路，其特征在于，所述过流保护模块包括运算放大器、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻和第五电阻；
所述第一电阻的第一端作为所述过流保护模块的第一取样输入端，与所述驱动控制模块的输出端连接，所述第一电阻的第二端作为所述过流保护模块的第二取样输入端，与所述LED灯条的正极连接；
所述第二电阻的一端与所述第一电阻的第一端连接，所述第二电阻的另一端与所述运算放大器的同相输入端连接，且经由所述第三电阻接地；
所述第四电阻的一端与所述第一电阻的第二端连接，另一端与所述运算放大器的反相输入端连接，所述第五电阻连接于所述运算放大器的输出端和反相输入端之间；所述运算放大器的输出端作为所述过流保护模块的输出端，与所述电源供电模块的电源开关控制端连接。
3.如权利要求2所述的LED驱动电路，其特征在于，所述过流保护模块还包括第六电阻、第七电阻、第八电阻和第九电阻；
所述第一电阻的第一端依次经由所述第六电阻和所述第七电阻接地，所述第六电阻和所述第七电阻的公共端经由所述第二电阻与所述运算放大器的同相输入端连接；
所述第一电阻的第二端依次经由所述第八电阻和所述第九电阻接地，所述第八电阻和所述第九电阻的公共端经由所述第四电阻与所述运算放大器的反相输入端连接。
4.如权利要求2或3所述的LED驱动电路，其特征在于，所述驱动控制模块包括电感、二极管、第一电容、驱动芯片、第一MOS管、第二MOS管、第十电阻和第十一电阻；
所述电感的一端作为所述驱动控制模块的输入端，与所述电源供电模块的电源输出端连接，所述电感的另一端与所述第一MOS管的漏极连接，且经由所述二极管与所述第一电容的正极连接；所述第一电容的正极作为所述驱动控制模块的输出端，与所述第一电阻的第一端连接；所述第一MOS管的栅极与所述驱动芯片的驱动输出脚连接，所述第一MOS管的源极与所述驱动芯片的负载波形检测脚连接，且经由所述第十电阻接地；所述第二MOS管的栅极与所述驱动芯片的输出补偿脚连接，所述第二MOS管的漏极与所述LED灯条的负极连接，所述第二MOS管的源极与所述驱动芯片的电流反馈输入脚连接，且经由所述第十一电阻接地。
5.如权利要求4所述的LED驱动电路，其特征在于，所述驱动控制模块还包括第二电容；所述第二电容的正极与所述电源供电模块的电源输出端连接，所述第二电容的负极接地。
6.如权利要求5所述的LED驱动电路，其特征在于，所述驱动控制模块还包括第十二电阻和第十三电阻；所述第十二电阻连接于所述第一MOS管的栅极和所述驱动芯片的驱动输出脚之间，所述第十三电阻连接于所述第一MOS管的源极和所述驱动芯片的负载波形检测脚之间。
7.一种LED显示装置，包括LED灯条，其特征在于，还包括权利要求1至6中任意一项所述的LED驱动电路，所述LED驱动电路与所述LED灯条连接。
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