多路恒流输出驱动电路和显示设备的制作方法

本实用新型属于开关电源保护技术领域，尤其涉及一种多路恒流输出驱动电路和显示设备。

背景技术：

目前，应用在显示设备上的LED背光驱动电路中，特别是一些小尺寸显示器中，由于成本及方案架构的原因，很多背光驱动电路都是采用一个简单的驱动IC来做两路背光，而且都是将输出两路LED实行强制并联工作，这种工作方式就会导致两路灯条工作电流不均流以及开路一根灯条不会保护，这两个问题点无论是对LED的品质还是安全来说都是致命的，因为如果两路灯条的电流各自己为300mA，当他们不均流的话，就有可能一路为100mA，而另外一路则会达到500mA,电流大的那一路很容易就会烧断。如果开路其中一路灯条而不保护的话，那么另外一条的电流就会相应的加倍工作，也一样会出现灯条烧断现象。所以需要开发一个针对此问题的电路，来保证输出电流的平衡及开路一个灯条会保护。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种多路恒流输出驱动电路和显示设备，旨在解决传统的多路背光驱动电路中存在的工作电流不均流问题。

一种多路恒流输出驱动电路，包括：

变压模块，其接入电源并将该电源电压变压至LED负载所需电压，并输出到多路并联的所述LED负载的正极；

恒流模块，其连接在多路并联的所述LED负载的负极和地之间，用于将流过各路所述LED负载的电流均衡。

优选地，还包括开路检测模块，所述开路检测模块与各路所述LED负载和所述变压模块的触发端连接，所述开路检测模块检测各路所述LED负载的工作状态，所述变压模块根据所述LED负载的工作状态控制其输出端继续输出或关断输出电压。

优选地，所述开路检测模块包括多个第二开关管和一第三开关管，各个所述第二开关管串联，各个所述第二开关管的控制端分别与各个所述LED负载的连接，各个所述第二开关管串联后的高电位端接所述第三开关管的控制端，低电位端接地，所述第三开关管的输入端接工作电源，所述第三开关管的输出端接所述变压模块的触发端。

优选地，还包括电压检测模块，所述电压检测模块与所述变压模块的输出端连接，检测所述变压模块的输出端的电压值并将检测电压反馈到所述变压模块的触发端，所述变压模块根据所述检测电压控制其输出端继续输出或关断输出电压。

优选地，所述电压检测模块包括第一分压电阻、第二分压电阻、第一滤波电容和一第二限流电阻；所述第一分压电阻的一端接所述变压模块的输出端，另一端通过所述第二分压电阻接地，所述第二限流电阻的一端接所述第一分压电阻的另一端，所述第二限流电阻的另一端接所述变压模块的触发端，所述第一滤波电容与所述第二分压电阻并联。

优选地，所述恒流模块包括多个第一开关管和多个第一限流电阻，各个所述第一开关管的输入端接各个所述LED负载的负极，各个所述第一开关管的控制端接入工作电源，各个所述第一开关管的输出端通过所述第一限流电阻接地。

优选地，各个所述限流电阻的阻值相同。

优选地，所述变压模块包括一恒流驱动芯片、一电感器、一第四开关管、一整流二极管及一第二滤波电容，其中：

所述电感器的一端接所述电源，另一端接所述整流二极管的正极，所述整流二极管的阴极作为所述变压模块的输出端，并通过所述第二滤波电容接地；所述第四开关管的输入端接所述电感器的另一端，输出端通过一采样电阻接地；

所述恒流驱动芯片具有与所述第四开关管控制端连接的控制引脚、与所述第四开关管输出端连接用于过流检测的采样引脚、与通过一反馈电阻与所述恒流模块连接的反馈引脚、作为所述变压模块触发端的触发引脚以及接入调压信号的调节输入引脚。

优选地，还包括供电模块，所述供电模块与所述电源连接，将所述电源电压转换成所述恒流驱动芯片的工作电压，所述供电模块具有一用于控制其是否输出所述工作电压的控制端口。

此外，还提供了一种显示设备，包括显示器，还包括上述多路恒流输出驱动电路。

上述的多路恒流输出驱动电路通过将电源电压变换至LED负载所需电压，同时在供电回路上设置恒流模块，控制各路LED负载的电流相同，使得多路LED负载并联工作时，能实现电流均衡，避免因某路负载故障时，其他负载上的电流突变，到时电路损坏。

附图说明

图1为本实用新型一实施例提供的多路恒流输出驱动电路结构示意图；

图2为图1所示的多路恒流输出驱动电路的示例电路原理图；

图3为图1所示的多路恒流输出驱动电路中供电单元的示例电路原理图；

图4为本实用新型另一实施例提供的多路恒流输出驱动电路结构示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。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。

请参阅图1，本实用新型较佳实施例一种多路恒流输出驱动电路包括变压模块10和恒流模块20，变压模块10接入电源IN+并将该电源IN+电压变压至LED负载100所需电压，并输出到多路并联的所述LED负载100的正极；恒流模块20连接在多路并联的所述LED负载100的负极和地之间，用于将流过各路所述LED负载100的电流均衡。

请参阅图1和图2，本实施例中，变压模块10包括一恒流驱动芯片U1、一电感器L1、一第四开关管Q1、一整流二极管D2及一第二滤波电容C6，构成BOOST电路。其中，电感器L1的一端接电源IN+，另一端接整流二极管D2的正极，整流二极管D2的阴极作为变压模块10的输出端，并通过第二滤波电容C6接地；第四开关管Q1的输入端接电感器L1的另一端，输出端通过一采样电阻R7接地；恒流驱动芯片U1具有与第四开关管Q1控制端连接的控制引脚GATE、与第四开关管Q1输出端连接用于过流检测的采样引脚CS、与通过一反馈电阻R14与恒流模块20连接的反馈引脚PB、作为变压模块10触发端的触发引脚OVP以及接入调压信号ADJ的调节输入引脚PWM，调压信号ADJ用于调节LED负载100的发光亮度。另外，控制引脚GATE与第四开关管Q1的控制端之间设置有消耗电阻R4和释放二极管D1，该二极管D1与消耗电阻R4反向并联；第四开关管Q1的两端并联有RC缓冲电路，以此，对开关管Q1进行开关保护。本实施例中，第四开关管Q1为NMOS管。在其他实施方式中，变压模块10可以使用其他开关电源IN+电路拓扑实现，如单端反激式开关电路。

恒流模块20使用电流镜实现，本实施例中，其包括多个第一开关管(本实施例以两个开关管Q2、Q3为例)和多个第一限流电阻(本实施例以对应的两个限流电阻R24、R25为例)，各个第一开关管Q2/Q3的输入端接各个LED负载(图示的CON1、CON2为LED负载的插接端口)所需电压，并输出到多路并联的LED负载的正极；恒流模块20连接在多路并联的LED负载的负极，各个第一开关管Q2/Q3的控制端接入工作电源VCC，各个第一开关管Q2/Q3的输出端通过第一限流电阻R24/R25接地。特别地，各个限流电阻的阻值R24/R25相同。其实主要作用是使各个LED负载电流平均分配，两个灯条的正极相连，然后分别通过每根灯条流到第一开关管Q2、Q3，再经过第一限流电阻R24、R25到地，由于第一开关管Q2、Q3的基极是同时接在一个电平上，所以它们开通是同时进行，并且限流电阻R24与R25的阻值也是一样的，从而流过各自的电流是一样的。本实施例中，第一开关管Q2、Q3为NPN型三极管。

请参阅图1，在进一步的实施例中，多路恒流输出驱动电路还包括供电模块30，本实施例中供电模块30使用开关管实现，其与电源IN+连接，将电源IN+电压转换成恒流驱动芯片的工作电压VCC，供电模块30具有一用于控制其是否输出工作电压的控制端口O/F。

请参阅图1和图3，供电模块30主要是提供恒流驱动芯片U1合适的电压值，通过一个控制端口O/F来恒流驱动芯片U1供电的通与断。当O/F为高电平时，三极管Q4就导通，同时把三极管Q5的基极电压下拉，到时三极管Q5也导通，电源IN+(+24V)电压通过分压电阻R15～R18后到三极管Q5再通过三极管Q6输出(工作电源/电压VCC)，因为三极管Q6的基极对地有装一个15V的稳压管，组成一个串联稳压电路，所以输出给恒流驱动芯片U1的电压为稳定的14.3V。反之，当控制端口O/F为低电平时，三极管Q6就不会有电压输出。

在传统的灯具驱动电路中，多条灯条同时工作一般缺少来路保护，那么如果开路其中一路灯条而不保护的话，那么另外一条的电流就会相应的加倍工作，也一样会出现灯条烧断现象。如此请参阅图4，在进一步的实施例中，多路恒流输出驱动电路还包括开路检测模块40，开路检测模块40与各路LED负载100和变压模块10的触发端OVP连接，开路检测模块40检测各路LED负载100的工作状态，变压模块10根据LED负载100的工作状态控制其输出端继续输出或关断输出电压。如此，当有其中一路的LED负载100出现故障时，就控制变压模块10关断输出，以保护其他LED负载100。在本实施例中，LED负载100的工作状态指的是其短路电压电流、开路电压电流或正常工作电压电流。

本实施例中，如此请参阅图2和图4，开路检测模块40包括多个第二开关管Q8、Q9和一第三开关管Q7，各个第二开关管Q8、Q9串联，各个第二开关管Q8、Q9的控制端分别与各个LED负载100的连接，具体是跟LED负载100的负极连接，在其他实施方式中，可以与LED负载100的正极或灯条中间位置连接。各个第二开关管Q8、Q9串联后的高电位端接第三开关管Q7的控制端，低电位端接地，第三开关管Q7的输入端接工作电源VCC(同上述由供电模块输出的工作电压)，第三开关管Q7的输出端接变压模块10的触发端OVP。本实施例中，第二开关管为NMOS管。第三开关管为NPN型三极管。进一步地，开路检测模块40还包括设置在各个第二开关管控制端的分压滤波电路，其由并联的RC电路再通过一分压电阻接到LED负载100上，分压滤波电路对第二开关管具有过流过压保护作用。

开路检测模块40由于MOS管Q8、Q9的G极分别通过电阻分压电阻R33、R34接于两个LED负载100的负端，正常工作时，LED负载100的负端对地还有一定的电压差，所以可以使MOS管Q8与Q9处于导通状态，当MOS管Q8与Q9都导通了，那三极管Q7的基极相当于是对地，从而三极管Q7截止，那三极管Q7的集电极与相当于是与变压模块10的触发端OVP那接点是断开状态，所以整个电路不受影响，正常工作。当LED负载100其中任何一路灯条断开，那么恒流模块20中的三极管Q2或者Q3的集电极就没有电压了，从而MOS管Q8或者Q9其中一路的G极就不会有电压，处于截止状态，三极管Q7就会导通，从而工作电源VCC电压经过电阻R20后再经过三极管Q7送到变压模块10的触发端OVP那个点上，当触发端OVP电压超过2V以上，恒流驱动芯片U1就会关闭输出，从而起到开路保护作用。

在进一步的实施例中，请参阅图4，多路恒流输出驱动电路还包括用于对LED负载100进行过压保护的电压检测模块50。电压检测模块与变压模块10的输出端连接，检测变压模块10的输出端的电压值并将检测电压反馈到变压模块10的触发端OVP，变压模块10根据检测电压控制其输出端继续输出或关断输出电压。

优选地，电压检测模块50包括第一分压电阻R12、第二分压电阻R19、第一滤波电容C13和一第二限流电阻R11；第一分压电阻R12的一端接变压模块10的输出端，另一端通过第二分压电阻R19接地，第二限流电阻R11的一端接第一分压电阻R12的另一端，第二限流电阻R11的另一端接变压模块10的触发端OVP，第一滤波电容C13与第二分压电阻R19并联。电压检测模块50是通过电阻R12与R19分压，再经过电阻R11送到恒流驱动芯片U1的第7脚，当电压超过恒流驱动芯片U1内部设定的2V就会恒流驱动芯片U1开闭输出，起到保护作用。

此外，还提供了一种显示设备，包括显示器和上述多路恒流输出驱动电路。

上述的多路恒流输出驱动电路通过将电源电压变换至LED负载所需电压，同时在供电回路上设置恒流模块，控制各路LED负载的电流相同，使得多路LED负载并联工作时，能实现电流均衡，避免因某路负载故障时，其他负载上的电流突变，到时电路损坏。

以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。