一种液晶显示器单串led灯管推挽式直流高压驱动电路的制作方法

专利名称：一种液晶显示器单串led灯管推挽式直流高压驱动电路的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种电源电路，尤其涉及一种液晶显示器单串LED灯 管推挽式直流高压驱动电路。
背景技术：
目前液晶显示器或液晶彩电已经逐渐开始使用LED发光二极管组成 的LED灯管作为液晶显示器的背光源，该LED灯管通常由LED发光二极管以串并联相结合 方式组成，例如SAMSUNGLTM230HT04型号的液晶面板中的每条LED灯管采用4组并联，每 一组由22颗发光二极管串联组成；CM0M22023-L07型号的液晶面板中的每条LED灯管采用 6组并联，每一组由9颗发光二极管串联组成；AU0M185XW01V6型号的面板中的每条LED灯 管采用6组并联，每一组由12颗发光二极管串联组成；AU0M240HW01V6型号的液晶面板中 的每条LED灯管采用8组并联，每一组由13颗发光二极管串联组成等等。由此可见，不同液晶面板厂家采用的LED灯管的发光二极管的串并联数目各不相 同，甚至同一液晶面板厂家不同尺寸规格的液晶面板采用的LED灯管的串并联数目也不 同，而且各液晶面板厂家的LED灯管输入引脚与每一组电流输出引脚的排列方式也不尽相 同。由于各种LED灯管的LED发光二极管串联数量及排列方式差异比较大，其驱动电路输 出接口结构及其所需要的驱动电压也就各不同，因此需要分别使用升压驱动电路把输入 12V-19V低压直流转换为30V-80V的直流电压驱动LED灯管工作；而且由于现有背光源使 用的LED灯管的并联组数多，为了让每组灯管输出电流相接近，以便使液晶显示器整个画 面亮度均勻能够达到客户确定的规格，其驱动电路通常需要采用价格较贵的具有均流电路 的专用芯片或采用较为复杂的均流电路才能满足要求，造成给LED灯管供电的升压驱动电 路及输出接口的共用性差，无法设计出标准化的升压变换驱动电路电源板，从而造成设计 及制造上的浪费、增加了液晶显示器的设计及制造成本。为了解决上述问题，采用单串LED灯管作为液晶显示器的背光源是液晶显示器的 发展趋势，单串LED灯管是将所有LED发光二极管直接串联在一起组成一条LED灯管，这 种单串LED灯管只有输入、输出共两条引出线；由于这种单串LED灯管与现有CCFL(Cold Cathode Fluorescent Lamps冷阴极荧光灯)灯管一样只需要两条输入、输出线，所以单串 LED灯管升压驱动电路板上的连接器可使用与现有CCFL灯管相匹配的标准化连接器，因此 能够设计出标准化的升压变换驱动电路电源板，能够降低液晶显示器的设计及制造成本。 但是，采用这种单串LED灯管要求工作驱动电压高，例如将10串8组LED并联的LED灯管 改为全部串联起来做成单串LED灯管时，这种单串LED灯管的驱动电压需要从32V上升到 256V，而现有的普通直流升压变换电路难以适应其要求，需要研发设计新的升压驱动电路 才能驱动单串LED灯管工作。发明内容本实用新型目的是提供一种能够提供稳定可靠的较高驱动电压，并且 驱动电路电源板能够设计制造成供液晶显示器使用的标准化电源板的液晶显示器单串LED 灯管推挽式直流高压驱动电路。本实用新型采用以下方案来实现本实用新型驱动电路包括依次电性连接的低压 直流输入电路、升压转换电路、将高压脉冲电压整流成高压直流脉动电压的输出桥式整流 电路、将高压直流脉动电压滤波转换成高压直流低纹波电压驱动单串LED灯管工作的LC输
4出滤波电路，所述LC输出滤波电路输出端与单串LED灯管输入端相连；其中所述升压转换电路为PWM(Pulse Width Modulation)脉宽调制推挽式升压转 换电路，其先将低压直流输入电路输入的低压直流电转换为低压脉冲电压，再将低压脉冲 电压转换成高压脉冲电压；本实用新型驱动电路还包括恒流控制电路、调光控制电路、开关控制电路、过压保 护电路，所述恒流控制电路输入端连接一个N沟道MOS管Q803的源极，该N沟道MOS管Q803 的漏极与单串LED灯管输出端相连，N沟道MOS管Q803的栅极与调光控制电路输出端相连， 恒流控制电路输出端与PWM脉宽调制推挽式升压转换电路相连，调光控制电路和开关控制 电路的输入端与液晶显示器主板电路相连；调光控制电路还有一个输出端与PWM脉宽调制 推挽式升压转换电路相连，开关控制电路的输出端与PWM脉宽调制推挽式升压转换电路相 连，过压保护电路输入端与单串LED灯管输入端相连，过压保护电路输出端或者与开关控 制电路输入端相连、或者与PWM脉宽调制推挽式升压转换电路相连；所述恒流控制电路控制单串LED灯管工作时的电流为恒定电流；所述调光控制电 路根据液晶显示器主板电路输入的突发模式(Burst-mode)控制信号将液晶显示器主板电 路输入的调光信号时序进行处理，处理后的调光信号用于控制PWM脉宽调制推挽式升压转 换电路及单串LED灯管的工作状态；所述开关控制电路根据液晶显示器主板电路输入的开 关控制信号控制PWM脉宽调制推挽式升压转换电路是否运行工作；所述过压保护电路用于 侦测判断单串LED灯管输入端电压是否过高，并根据侦测判断结果对单串LED灯管进行过 电压保护。所述PWM脉宽调制推挽式升压转换电路包括PWM脉宽调制电路，所述PWM脉宽调 制电路包括具有两个脉冲输出端的PWM脉宽调制芯片，所述PWM脉宽调制芯片的两个脉冲 输出端分别连接至两个N沟道MOS管Ql、Q2的栅极，所述两个N沟道MOS管Ql、Q2的漏极 再分别连接至推挽变压器的两组双线并绕初级侧，推挽变压器的次级侧输出端连接输出桥 式整流电路；所述PWM脉宽调制电路输出的脉冲方波控制两个N沟道MOS管Ql、Q2的工作 状态为导通或关闭，由两个N沟道MOS管Ql、Q2的工作状态控制推挽变压器的两个初级侧 绕组做交替导通，将推挽变压器初级侧的低压脉冲电压以推挽变压器次级圈数与初级圈数 比值的倍数转换成高压脉冲电压。所述PWM脉宽调制芯片包括两个输出脉冲相位差为180度的脉冲输出端，两个脉 冲输出端分别通过两个N沟道MOS管Ql、Q2控制推挽变压器的两个初级绕组做180度交 替导通；所述PWM脉宽调制芯片内部至少有一个误差放大器，该误差放大器具正向输入端 IN+、反向输入端IN_以及一个输出端，该误差放大器的正向输入端IN+与恒流控制电路输出 端相连控制LED灯管电流；所述PWM脉宽调制芯片还包括能够调整脉宽调制输出工作频率 的CT和RT功能端。所述恒流控制电路包括采样电阻R807、积分电路、电流反馈电路，采样电阻R807 一端与N沟道MOS管Q803的源极相连，采样电阻R807另一端接地，所述积分电路包括RC频 率补偿电路，所述RC频率补偿电路连接到PWM脉宽调制芯片内部误差放大器EA输出端构 成一个频率补偿积分电路，内部误差放大器EA的正向输入端IN+连接电流反馈电路，内部 误差放大器EA的反向输入端IN_连接有一个基准电压源，电流反馈电路包括正极与采样电 阻R807—端及N沟道MOS管Q803的源极公共端相连的二极管D801，二极管D801负端连接
5电阻R806 —端，电阻R806另一端连接电阻R805 —端同时连接至内部误差放大器EA的正 向输入端IN+，电阻R805另一端接地，电阻R805两端接有滤除高频杂讯干扰的电容C815 ；经 过单串LED灯管的电流从电流反馈电路经过误差放大器EA的正向输入端IN+输入到误差放 大器EA内部与内部误差放大器EA另一输入端输入的基准电压进行比较，所述PWM脉宽调 制芯片根据内部误差放大器EA的比较结果调节控制PWM脉宽调制芯片两个脉冲输出端输 出的导通占空比值，再由导通占空比值控制所述推挽变压器输出的能量大小，控制单串LED 灯管的电流为恒定电流。所述调光控制电路包括依次连接的NPN晶体管Q801、N沟道MOS管Q802，NPN 晶体管Q801的基极经过基极电阻R801与液晶显示器主板电路的突发模式脉宽调制 (Burst-mode Pulse Width Modulation)方波输出端相连，NPN晶体管Q801的集电极通过 电阻R802连接基准电压源，NPN晶体管Q801的集电极还与N沟道MOS管Q802的栅极相连， N沟道MOS管Q802的漏极通过电阻R808连接另一基准电压源，N沟道MOS管Q802的漏极 和源极间接有分压电阻R809，N沟道MOS管Q802的漏极还与N沟道MOS管Q803的栅极相 连，NPN晶体管Q801的集电极和发射极之间串联两个分压电阻R803、R804，两个分压电阻 R803、R804的公共端连接二极管D807的正极，所述二极管D807的负极连接PWM脉宽调制 芯片内部误差放大器EA的正向输入端IN+ ；当液晶显示器主板电路输出的突发模式(Burst-mode)调光信号控制NPN晶体管 Q801关闭时，NPN晶体管Q801控制N沟道MOS管Q802导通，N沟道MOS管Q802导通后控制 N沟道MOS管Q803关闭，通过N沟道MOS管Q803控制单串LED灯管停止工作，在单串LED 灯管停止工作的同时通过二极管D807控制PWM脉宽调制芯片停止工作，保证电路稳定；当液晶显示器主板电路输出的突发模式(Burst-mode)调光信号控制NPN晶体管 Q801导通时，NPN晶体管Q801控制N沟道MOS管Q802关闭，N沟道MOS管Q802关闭后控 制N沟道MOS管Q803导通，通过N沟道MOS管Q803控制单串LED灯管开始工作；由液晶显示器主板电路输出的突发模式(Burst-mode)调光方波控制信号控制调 光控制电路使单串LED灯管循环不断地间隔发光和熄灭，通过调整液晶显示器主板电路输 出的该控制信号的占空比大小，进而调节单串LED灯管间隔发光和熄灭的时间，即可调节 单串LED灯管的平均亮度，实现液晶显示器显示画面亮度的调节；由于液晶显示器主板电 路输出的突发模式调光信号的方波频率通常设置大于150Hz，使单串LED灯管循环不断地 间隔发光和熄灭转换时不易被人眼察觉，保证液晶显示器画面不会出现闪烁感。所述开关控制电路的输入端连接液晶显示器主板电路的开关控制信号输出端，开 关控制电路的输出端连接控制PWM脉宽调制芯片；所述开关控制电路根据液晶显示器主板 电路输出的高电平控制信号控制PWM脉宽调制推挽式升压转换电路运行工作、输出的低电 平控制信号控制PWM脉宽调制推挽式升压转换电路停止工作。所述过压保护电路包括与单串LED灯管输入端串连的取样电阻、与取样电阻相连 的运算放大器、与运算放大器相连的基准电压电路，所述过压保护电路通过取样电阻得到 采样电压，再利用运算放大器将采样电压和基准电压电路提供的基准电压进行比较并输出 比较结果，根据比较结果得知如果单串LED灯管输入端电压过高，过压保护电路就控制PWM 脉宽调制芯片停止工作，推挽变压器没有能量输出，使输出电压降低控制输出电压在安全 电压以内。[0019]本实用新型的有益效果是本实用新型直接利用液晶显示器电源接口供电，采用 具有两个脉冲输出的通用芯片元件实现推挽式升压转换，设计制造出标准化驱动电路电源 板，具有很好的共用性，降低了成本，非常适合液晶显示器单串LED灯管使用；本实用新型 中的恒流控制电路、调光控制电路、开关控制电路和过压保护电路保证驱动电路能够稳定 可靠运行，保证液晶显示器单串LED灯管能够稳定工作。


现结合附图对本实用新型做进一步阐述图1是本实用新型的电路原理框图；图2是本实用新型调光控制电路和恒流控制电路的结构原理图；图3是本实用新型开关控制电路的实施方式一的电路原理图；图4是本实用新型开关控制电路的实施方式二的电路原理图；图5是本实用新型过压保护电路的实施方式一的电路原理图；图6是本实用新型过压保护电路的实施方式二的电路原理图。
具体实施方式
如图1所示，本实用新型驱动电路包括依次电性连接的低压直流 输入电路1、升压转换电路2、将高压脉冲电压整流成高压直流脉动电压的输出桥式整流电 路3、将高压直流脉动电压滤波转换成高压直流低纹波电压驱动单串LED灯管工作的LC输 出滤波电路4，所述LC输出滤波电路4与单串LED灯管5输入端相连；升压转换电路2为PWM脉宽调制推挽式升压转换电路，其先将低压直流输入电路 1输入的低压直流电转换为低压脉冲电压，再将低压脉冲电压转换成高压脉冲电压；本实用新型驱动电路还包括恒流控制电路6、调光控制电路7、开关控制电路8、过 压保护电路9，恒流控制电路6输入端连接一个N沟道MOS管Q803的源极，N沟道MOS管 Q803的漏极与单串LED灯管5输出端相连，N沟道MOS管Q803的栅极与调光控制电路7输 出端相连，恒流控制电路6输出端与PWM脉宽调制推挽式升压转换电路2相连，调光控制电 路7和开关控制电路8的输入端与液晶显示器主板电路10相连；调光控制电路7还有一个 输出端与PWM脉宽调制推挽式升压转换电路2相连，开关控制电路8的输出端与PWM脉宽 调制推挽式升压转换电路2相连，过压保护电路9输入端与单串LED灯管5输入端相连，过 压保护电路9输出端或者与开关控制电路8输入端相连、或者与PWM脉宽调制推挽式升压 转换电路2相连；恒流控制电路6控制单串LED灯管5工作时的电流为恒定电流；调光控制电路7 根据液晶显示器主板电路10输入的突发模式(Burst-mode)控制信号将液晶显示器主板电 路10输入的调光信号时序进行处理，处理后的调光信号用于控制PWM脉宽调制推挽式升压 转换电路2及单串LED灯管5的工作状态；开关控制电路8根据液晶显示器主板电路10输 入的开关控制信号控制PWM脉宽调制推挽式升压转换电路2是否运行工作；过压保护电路 9用于侦测判断单串LED灯管5输入端电压是否过高，并根据侦测判断结果对单串LED灯管 5进行过电压保护。PWM脉宽调制推挽式升压转换电路2包括PWM脉宽调制电路21，PWM脉宽调制电 路21包括具有两个脉冲输出端的PWM脉宽调制芯片211，所述PWM脉宽调制芯片211的两 个脉冲输出端分别连接至两个N沟道MOS管Ql、Q2的栅极，两个N沟道MOS管Ql、Q2的漏 极再分别连接至推挽变压器23的两组双线并绕初级侧231、232，当N沟道MOS管Q1、Q2中 的一个MOS管漏极连接至推挽变压器23双线并绕初级侧其中一个绕组231为同名端接线
7端时，则N沟道MOS管Q1、Q2中的另一个MOS管漏极需要连接至推挽变压器23双线并绕初 级侧另一个绕组232异名端接线端；推挽变压器23的次级侧输出端连接输出桥式整流电路 3 ；PWM脉宽调制电路21输出的脉冲方波控制两个N沟道MOS管Ql、Q2的工作状态为导通 或关闭，由两个N沟道MOS管Q1、Q2的工作状态控制推挽变压器23的两个初级侧绕组做交 替导通，将推挽变压器23初级侧的低压脉冲电压以推挽变压器23次级圈数与初级圈数比 值的倍数转换成高压脉冲电压。PWM脉宽调制芯片211包括两个输出脉冲相位差为180度的脉冲输出端，两个脉冲 输出端分别通过两个N沟道MOS管Ql、Q2控制推挽变压器23的两个初级绕组231、232做 180度交替导通；PWM脉宽调制芯片211内部至少有一个误差放大器，该误差放大器具正向 输入端IN+、反向输入端IN_以及一个输出端，该误差放大器的正向输入端IN+与恒流控制电 路6输出端相连控制LED灯管5的电流；PWM脉宽调制芯片211还包括能够调整脉宽调制 输出工作频率的CT和RT功能端。如图2所示，恒流控制电路6包括采样电阻R807、积分电路61、电流反馈电路62， 采样电阻R807 —端与N沟道MOS管Q803的源极相连，采样电阻R807另一端接地，积分电 路61包括RC频率补偿电路611，RC频率补偿电路611连接到PWM脉宽调制芯片211内部 误差放大器EA输出端2110构成一个频率补偿积分电路，内部误差放大器EA的正向输入端 IN+连接电流反馈电路62，内部误差放大器EA的反向输入端IN_连接有一个基准电压源63， 电流反馈电路62包括正极与采样电阻R807 —端及N沟道MOS管Q803的源极公共端相连 的二极管D801，二极管D801负端连接电阻R806 —端，电阻R806另一端连接电阻R805 —端 同时连接至内部误差放大器EA的正向输入端IN+，电阻R805另一端接地，电阻R805两端接 有滤除高频杂讯干扰的电容C815 ；由于积分电路具有虚短的特点，其能够控制误差放大器EA的正向输入端IN+的电 压平均值等于反向输入端IN_连接的基准电压源63的电压，故单串LED灯管工作时流过的 电流 Ilamp = (Vref3* (R805+R806) /R805+Vf) /R807，其中 Ilamp 为流过单串 LED 灯管 5 及采样电 阻R807的电流，V,ef3为基准电压源63的电压，Vf*二极管D801的正向导通压降，通常设置 电阻R805和R806阻值远大于R807阻值，使流过采样电阻R807的电流约等于流过单串LED 灯管5的电流；经过单串LED灯管5的电流从电流反馈电路62经过误差放大器EA的正向输入端 IN+输入到误差放大器EA内部与内部误差放大器EA的反向输入端IN_输入的基准电压进 行比较，所述PWM脉宽调制芯片211根据内部误差放大器EA的比较结果调节控制PWM脉宽 调制芯片211两个脉冲输出端输出的导通占空比值，再由导通占空比值控制所述推挽变压 器23输出的能量大小，控制单串LED灯管5工作时的电流为恒定电流。如图2所示，调光控制电路7包括依次连接的NPN晶体管Q801、N沟道MOS管Q802， NPN晶体管Q801的基极经过基极电阻R801与液晶显示器主板电路10的突发模式脉宽调 制(Burst-mode Pulse WidthModulation)方波输出端相连，NPN晶体管Q801的集电极通 过电阻R802连接基准电压源71，NPN晶体管Q801的集电极还与N沟道MOS管Q802的栅极 相连，N沟道MOS管Q802的漏极通过电阻R808连接另一基准电压源72，N沟道MOS管Q802 的漏极和源极间接有分压电阻R809，N沟道MOS管Q802的漏极还与N沟道MOS管Q803的 栅极相连，NPN晶体管Q801的集电极和发射极之间串联两个分压电阻R803、R804，两个分压电阻R803、R804的公共端连接二极管D807的正极，所述二极管D807的负极连接PWM脉宽 调制芯片211内部误差放大器EA的正向输入端IN+ ；当液晶显示器主板电路10输出的突发模式(Burst-mode)调光信号控制NPN晶体 管Q801关闭时，NPN晶体管Q801控制N沟道MOS管Q802导通，N沟道MOS管Q802导通后 控制N沟道MOS管Q803关闭，通过N沟道MOS管Q803控制单串LED灯管5停止工作，在单 串LED灯管5停止工作的同时通过二极管D807控制PWM脉宽调制芯片211停止工作，保证 电路稳定；当液晶显示器主板电路10输出的突发模式(Burst-mode)调光信号控制NPN晶体 管Q801导通时，NPN晶体管Q801控制N沟道MOS管Q802关闭，N沟道MOS管Q802关闭后 控制N沟道MOS管Q803导通，通过N沟道MOS管Q803控制单串LED灯管5开始工作；由液晶显示器主板电路10输出的突发模式(Burst-mode)调光方波控制信号控制 调光控制电路7使单串LED灯管5循环不断地间隔发光和熄灭，通过调整液晶显示器主板 电路10输出的该控制信号的占空比大小，进而调节单串LED灯管5间隔发光和熄灭的时 间，即可调节单串LED灯管5的平均亮度，实现液晶显示器显示画面亮度的调节；由于液晶 显示器主板电路10输出的突发模式调光信号的方波频率通常设置大于150Hz，使单串LED 灯管5循环不断地间隔发光和熄灭转换时不易被人眼察觉，保证液晶显示器画面不会出现 闪烁感；其中当NPN晶体管Q801关闭时，为了确保N沟道MOS管Q802能够被导通，须满足 Vrefl* (R803+R804) / (R802+R803+R804) > Vgssl，其中 Vrefl 为基准电压源 71 的电压，Vgssl 为 N 沟道MOS管Q802栅极与源极之间门槛电压最大值，即当NPN晶体管Q801关闭时，基准电压 源71提供的电压值大于N沟道MOS管Q802的门槛最大值电压，确保N沟道MOS管Q802被 导通； 当NPN晶体管Q801关闭时，为了确保PWM脉宽调制芯片211能停止工作，须满足 (Vrefl*R804/ (R802+R803+R904) -Vf) > Vref3，其中 Vrefl 为基准电压源 71 的电压，Vf 为二极管 D807正向导通压降，Vref3为基准电压源63的电压，即当NPN晶体管Q801关闭时，PWM脉宽 调制芯片211内部误差放大器EA的正向输入端IN+的电压为基准电压源71提供的电压经 过二极管D807正向导通压降后的电压，其大于内部误差放大器EA的反向输入端IN_连接 的基准电压源63提供的电压值，从而控制PWM脉宽调制芯片211停止输出PWM脉宽调制方 波给两个N沟道MOS管Ql、Q2 ；当N沟道MOS管Q802关闭时，为了确保N沟道MOS管Q803能够被导通，须满足 Vref2*R809/ (R808+R809) > Vgss2，其中VMf2为基准电压源72的电压，Vgss2为N沟道MOS管 Q803栅极与源极之间门槛电压最大值，即当N沟道MOS管Q802关闭时，基准电压源72提供 的电压值大于N沟道MOS管Q802的门槛最大值电压，确保N沟道MOS管Q802被导通。开关控制电路8的输入端连接液晶显示器主板电路10的开关控制信号输出端，开 关控制电路8的输出端连接控制PWM脉宽调制芯片211 ；所述开关控制电路8根据液晶显 示器主板电路10输出的高电平控制信号控制PWM脉宽调制推挽式升压转换电路2运行工 作、输出的低电平控制信号控制PWM脉宽调制推挽式升压转换电路2停止工作。如果选用的PWM脉宽调制芯片211不具有ENA始能功能引脚，开关控制电路8采 用如图3所示的实施方式开关控制电路8包括NPN晶体管Q804、PNP晶体管Q805，NPN晶
9体管Q804的基极连接液晶显示器主板电路10的开关控制信号输出端，NPN晶体管Q804的 集电极与PNP晶体管Q805的基极相连，PNP晶体管Q805的集电极连接PWM脉宽调制芯片 211的V。。供电引脚端，PNP晶体管Q805的发射极连接供电电源输入端Vin ；当液晶显示器主 板电路10输出的开关控制信号为高电平时，NPN晶体管Q804导通，使PNP晶体管Q805导 通，供电电源输入端Vin提供的电源经过PNP晶体管Q805给PWM脉宽调制芯片211的Vcx供 电引脚端供电，使PWM脉宽调制芯片211运行工作；当液晶显示器主板电路10输出的开关 控制信号为低电平时，NPN晶体管Q804关闭，使PNP晶体管Q805关闭，供电电源输入端Vin 提供的电源不能经过PNP晶体管Q805给PWM脉宽调制芯片211的V。。供电引脚端供电，使 PWM脉宽调制芯片211停止工作；NPN晶体管Q804和PNP晶体管Q805选用晶体管内部基极 端有集成内阻的晶体管，如NPN晶体管Q804可选用型号为PDTC144WK晶体管，PNP晶体管 Q805可选用型号为PDTA144WK晶体管。如果选用的PWM脉宽调制芯片211具有ENA始能功能引脚，则开关控制电路8采 用如图4所示的实施方式开关控制电路8由PWM脉宽调制芯片211的ENA始能功能引脚 及其内部电路构成，PWM脉宽调制芯片211的ENA始能功能引脚直接连接液晶显示器主板 电路10的开关控制信号输出端，利用PWM脉宽调制芯片211内部开关控制电路控制PWM脉 宽调制推挽式升压转换电路2是否运行工作。过压保护电路9包括与单串LED灯管5输入端串连的取样电阻、与取样电阻相连 的运算放大器、与运算放大器相连的基准电压电路，所述过压保护电路9通过取样电阻得 到采样电压，再利用运算放大器将采样电压和基准电压电路提供的基准电压进行比较并输 出比较结果，根据比较结果得知如果单串LED灯管5输入端电压过高，过压保护电路9就控 制PWM脉宽调制芯片211停止工作，使输出电压降低控制输出电压在安全电压以内。如果选用TL494、AZ7500等型号的脉宽调制芯片，其内部具有两个误差放大器，则 运算放大器可选用PWM脉宽调制芯片211内部的第二个误差放大器当作运算放大器使用， 过压保护电路9采用如图5所示的实施方式单串LED灯管5输入端连接取样电阻R811， 取样电阻R811再与取样电阻R810串连，取样电阻R810另一端接地，取样电阻R810两端并 联有电容C801，串连的取样电阻R811、R810中间连接至PWM脉宽调制芯片211内部第二个 运算放大器91的正极输入端，取样电阻R811、R810按其阻值比例得到LED灯管5输入端的 采样电压，经C801电容将采样电压的高频杂迅滤除，PWM脉宽调制芯片211内部运算放大 器91的负极输入端连接基准电压供应电路92，由PWM脉宽调制芯片211内部进行运算控 制当采样电压大于基准电压时，PWM脉宽调制芯片211停止工作；当采样电压小于基准电 压时，PWM脉宽调制芯片211重新开始工作。如果选用的PWM脉宽调制芯片211只有一个误差放大器，且该误差放大器已被恒 流控制电路6使用，则运算放大器选用外部运算放大器，过压保护电路9采用如图6所示的 实施方式单串LED灯管5输入端连接取样电阻R811，取样电阻R811再与取样电阻R810 串连，取样电阻R810另一端接地，取样电阻R810两端并联有电容C801，串连的取样电阻 R811、R810中间连接至外部运算放大器91的正极输入端，外部运算放大器91的负极输入 端连接基准电压电路92，外部运算放大器91的输出端连接一个N沟道MOS管Q806的栅极， 再将N沟道MOS管Q806的漏极接入开关控制电路8的输入端，N沟道MOS管Q806的源极 再接地；取样电阻R811、R810按其阻值比例得到LED灯管5输入端的采样电压，经C801电
10容将采样电压的高频杂迅滤除，当采样电压大于基准电压电路92提供的基准电压时，N沟 道MOS管Q806导通，将开关控制电路8输入端的控制信号下拉为低电平，通过开关控制电 路8控制PWM脉宽调制芯片211停止工作；当采样电压小于基准电压电路92提供的基准电 压时，再控制PWM脉宽调制芯片211重新开始工作。PWM脉宽调制芯片211采用具有两个脉冲输出的通用芯片元件如TL494或 AZ7500。本实用新型可用于液晶显示器中，也可用于液晶电视及其他显示器中。
权利要求一种液晶显示器单串LED灯管推挽式直流高压驱动电路，包括依次电性连接的低压直流输入电路、升压转换电路、将高压脉冲电压整流成高压直流脉动电压的输出桥式整流电路、将高压直流脉动电压滤波转换成高压直流低纹波电压驱动单串LED灯管工作的LC输出滤波电路，所述LC输出滤波电路输出端与单串LED灯管输入端相连，其特征在于所述升压转换电路为PWM脉宽调制推挽式升压转换电路，其先将低压直流输入电路输入的低压直流电转换为低压脉冲电压，再将低压脉冲电压转换成高压脉冲电压；驱动电路还包括恒流控制电路、调光控制电路、开关控制电路、过压保护电路，所述恒流控制电路输入端连接一个N沟道MOS管Q803的源极，该N沟道MOS管Q803的漏极与单串LED灯管输出端相连，N沟道MOS管Q803的栅极与调光控制电路输出端相连，恒流控制电路输出端与PWM脉宽调制推挽式升压转换电路相连，调光控制电路和开关控制电路的输入端与液晶显示器主板电路相连；调光控制电路还有一个输出端与PWM脉宽调制推挽式升压转换电路相连，开关控制电路的输出端与PWM脉宽调制推挽式升压转换电路相连，过压保护电路输入端与单串LED灯管输入端相连，过压保护电路输出端或者与开关控制电路输入端相连、或者与PWM脉宽调制推挽式升压转换电路相连；所述恒流控制电路控制单串LED灯管工作时的电流为恒定电流；所述调光控制电路根据液晶显示器主板电路输入的突发模式控制信号将液晶显示器主板电路输入的调光信号时序进行处理，处理后的调光信号用于控制PWM脉宽调制推挽式升压转换电路及单串LED灯管的工作状态；所述开关控制电路根据液晶显示器主板电路输入的开关控制信号控制PWM脉宽调制推挽式升压转换电路是否运行工作；所述过压保护电路用于侦测判断单串LED灯管输入端电压是否过高，并根据侦测判断结果对单串LED灯管进行过电压保护。
2.根据权利要求1所述的一种液晶显示器单串LED灯管推挽式直流高压驱动电路，其 特征在于所述PWM脉宽调制推挽式升压转换电路包括PWM脉宽调制电路，所述PWM脉宽调制电 路包括具有两个脉冲输出端的PWM脉宽调制芯片，所述PWM脉宽调制芯片的两个脉冲输出 端分别连接至两个N沟道MOS管Ql、Q2的栅极，所述两个N沟道MOS管Ql、Q2的漏极再分 别连接至推挽变压器的两组双线并绕初级侧，推挽变压器的次级侧输出端连接输出桥式整 流电路；所述PWM脉宽调制电路输出的脉冲方波控制两个N沟道MOS管Ql、Q2的工作状态 为导通或关闭，由两个N沟道MOS管Ql、Q2的工作状态控制推挽变压器的两个初级侧绕组 做交替导通，将推挽变压器初级侧的低压脉冲电压以推挽变压器次级圈数与初级圈数比值 的倍数转换成高压脉冲电压。
3.根据权利要求2所述的一种液晶显示器单串LED灯管推挽式直流高压驱动电路，其 特征在于所述PWM脉宽调制芯片包括两个输出脉冲相位差为180度的脉冲输出端，两个脉 冲输出端分别通过两个N沟道MOS管Ql、Q2控制推挽变压器的两个初级绕组做180度交 替导通；所述PWM脉宽调制芯片内部至少有一个误差放大器，该误差放大器具正向输入端 IN+、反向输入端IN-以及一个输出端，该误差放大器的正向输入端IN+与恒流控制电路输出 端相连控制LED灯管电流；所述PWM脉宽调制芯片还包括能够调整脉宽调制输出工作频率 的CT和RT功能端。
4.根据权利要求1所述的一种液晶显示器单串LED灯管推挽式直流高压驱动电路，其 特征在于所述恒流控制电路包括采样电阻R807、积分电路、电流反馈电路，采样电阻R807一端与N沟道MOS管Q803的源极相连，采样电阻R807另一端接地，所述积分电路包括RC频 率补偿电路，所述RC频率补偿电路连接到PWM脉宽调制芯片内部误差放大器EA输出端构 成一个频率补偿积分电路，内部误差放大器EA的正向输入端IN+连接电流反馈电路，内部 误差放大器EA的反向输入端IN_连接有一个基准电压源，电流反馈电路包括正极与采样电 阻R807—端及N沟道MOS管Q803的源极公共端相连的二极管D801，二极管D801负端连接 电阻R806 —端，电阻R806另一端连接电阻R805 —端同时连接至内部误差放大器EA的正 向输入端IN+，电阻R805另一端接地，电阻R805两端接有滤除高频杂讯干扰的电容C815 ；经 过单串LED灯管的电流从电流反馈电路经过误差放大器EA的正向输入端IN+输入到误差放 大器EA内部与内部误差放大器EA另一输入端输入的基准电压进行比较，所述PWM脉宽调 制芯片根据内部误差放大器EA的比较结果调节控制PWM脉宽调制芯片两个脉冲输出端输 出的导通占空比值，再由导通占空比值控制所述推挽变压器输出的能量大小，控制单串LED 灯管的电流为恒定电流。
5.根据权利要求1所述的一种液晶显示器单串LED灯管推挽式直流高压驱动电路， 其特征在于所述调光控制电路包括依次连接的NPN晶体管Q801、N沟道MOS管Q802， NPN晶体管Q801的基极经过基极电阻R801与液晶显示器主板电路的突发模式脉宽调制 (Burst-mode Pulse Width Modulation)方波输出端相连，NPN晶体管Q801的集电极通过 电阻R802连接基准电压源，NPN晶体管Q801的集电极还与N沟道MOS管Q802的栅极相连， N沟道MOS管Q802的漏极通过电阻R808连接另一基准电压源，N沟道MOS管Q802的漏极 和源极间接有分压电阻R809，N沟道MOS管Q802的漏极还与N沟道MOS管Q803的栅极相 连，NPN晶体管Q801的集电极和发射极之间串联两个分压电阻R803、R804，两个分压电阻 R803、R804的公共端连接二极管D807的正极，所述二极管D807的负极连接PWM脉宽调制 芯片内部误差放大器EA的正向输入端IN+。
6.根据权利要求1所述的一种液晶显示器单串LED灯管推挽式直流高压驱动电路，其 特征在于所述开关控制电路的输入端连接液晶显示器主板电路的开关控制信号输出端， 开关控制电路的输出端连接控制PWM脉宽调制芯片；所述开关控制电路根据液晶显示器主 板电路输出的高电平控制信号控制PWM脉宽调制推挽式升压转换电路运行工作、输出的低 电平控制信号控制PWM脉宽调制推挽式升压转换电路停止工作。
7.根据权利要求1所述的一种液晶显示器单串LED灯管推挽式直流高压驱动电路，其 特征在于所述过压保护电路包括与单串LED灯管输入端串连的取样电阻、与取样电阻相 连的运算放大器、与运算放大器相连的基准电压电路，所述过压保护电路通过取样电阻得 到采样电压，再利用运算放大器将采样电压和基准电压电路提供的基准电压进行比较并输 出比较结果，根据比较结果控制输出电压在安全电压以内。
专利摘要本实用新型公开了一种液晶显示器单串LED灯管推挽式直流高压驱动电路，其包括依次电性连接的低压直流输入电路、PWM脉宽调制推挽式升压转换电路、输出桥式整流电路、LC输出滤波电路，其还包括恒流控制电路、调光控制电路、开关控制电路和过压保护电路。本实用新型利用PWM脉宽调制推挽式升压转换电路将低压脉冲电压转换成高压脉冲电压，再将高压脉冲电压整流成高压直流脉动电压，然后再转换成高压直流低纹波电压驱动单串LED灯管工作。本实用新型直接利用液晶显示器电源接口供电，采用具有两个脉冲输出的通用PWM脉宽调制芯片实现推挽式升压转换，设计制造出标准化驱动电路电源板，具有很好的共用性，降低了成本，非常适合液晶显示器单串LED灯管使用。
文档编号G09G3/36GK201757975SQ20102018679
公开日2011年3月9日 申请日期2010年5月11日 优先权日2010年5月11日
发明者余祚尚, 李宗晏 申请人:福建捷联电子有限公司