一種液晶顯示器發光二極體燈管控制電路的製作方法

2023-12-11 03:07:47

專利名稱：一種液晶顯示器發光二極體燈管控制電路的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種發光二極體控制電路，尤其涉及一種適合控制最大輸入電壓 不超過70伏特且發光二極體燈管的燈串數目在4串以內的液晶顯示器發光二極體燈管控 制電路。
背景技術：
目前液晶顯示器或液晶電視已經逐漸開始使用由發光二極體組成的發光二極體 燈管作為液晶面板的背光源。目前該發光二極體燈管所採用的驅動升壓電路通常採用直流 升壓轉換器(DC-DC Boost)。請參閱圖1所示，圖1為現有發光二極體驅動電路示意圖。由市電輸入的全波交 流電壓輸入到交流轉直流轉換器1，交流轉直流轉換器1輸出兩組直流電壓，一組由102端 提供5V直流電壓至液晶顯示器主板電路2，而另一組由101端提供12V 19V之間的低壓 直流電壓至直流升壓轉換器3，直流升壓轉換器3包括直流升壓電路31、直流濾波電路32、 過壓偵測電路34、發光二極體驅動晶片33。發光二極體驅動晶片33的脈寬調變信號輸出端輸出脈寬調變信號至直流升壓電 路31，藉以控制直流升壓電路31經由101端取得的12V 19V之間的低壓直流電壓轉換後 的輸出電壓大小，進而控制發光二極體燈管電流大小。發光二極體驅動晶片33的特點是將 調光控制電路、開關控制電路、發光二極體燈管的過電壓保護電路、均流電路及短路保護電 路集成整合在發光二極體驅動晶片33內部。如圖1所示，發光二極體燈管4包括兩組以上發光二極體燈串41。每個發光二極 管燈串41中包括多個順序串聯組成的發光二極體，且每一發光二極體燈串41都具有一個 輸出端。直流升壓電路31輸出的脈動直流電壓經直流濾波電路32轉化成發光二極體燈管 4所需的低紋波直流電壓，藉以驅動發光二極體4的燈串41發光。發光二極體燈管41的輸 出端分別接到發光二極體驅動晶片33的回饋腳位(pin)，藉以對每一組發光二極體燈串41 進行定電流的均流控制，以及對每一組發光二極體燈串41進行短路保護控制。主板電路2 的202端和201端分別輸出調光控制信號及開關控制信號至發光二極體驅動晶片33的調 光腳位(Dim)與使能腳位(Enable)，藉以控制發光二極體燈管的整體平均亮度及發光二極 管驅動晶片33工作與否。然而，由於現有的液晶面板廠商所設計液晶面板內的發光二極體燈管中並聯的發 光二極體燈串數目各不相同，一股約為1串到8串，而且不同廠家不同尺寸的LED液晶面板 中燈串的發光二極體串聯個數也不相同。液晶面板的驅動電路晶片設計廠商為了讓液晶顯 示器廠商設計的驅動電路能夠搭配更多不同燈串數目的液晶面板，而在驅動電路晶片中設 置更多的回饋腳位，並讓每個回饋腳位所能承受的回饋電流也越來越大。例如MPS廠家所 生產的MP3389型號的發光二極體燈管驅動晶片，其回饋腳位多達12個，且每個回饋腳位所 能承受最大的電流約為60mA，因此發光二極體燈管驅動晶片價格也特別昂貴，所設計出來 的發光二極體燈管驅動電路總成本往往比較高。對於像LG廠家所生產的LM215WF4型號的21. 5英寸液晶面板，其內部的發光二極體燈管中的發光二極體燈串數量只有2個且每一個 發光二極體燈串的工作電流高達160mA，若用前述MP3389型號發光二極體燈管驅動晶片來 驅動此發光二極體燈管的話，其12個回饋腳位不能全部利用，會造成設計成本的浪費。因此有必要設計出一種適用於發光二極體燈管中燈串數少且每個發光二極體燈 串電流較大的驅動電路來降低發光二極體燈管控制電路的設計成本。
發明內容本實用新型目的是提供一種適合控制最大輸入電壓不超過70伏特且發光二極體 燈管的燈串數目在4串以內的液晶顯示器發光二極體燈管控制電路。本實用新型採用以下方案來實現液晶顯示器發光二極體燈管控制電路包括交流 轉直流轉換器，交流轉直流轉換器包括兩個輸出端，其中一個輸出端提供5V直流電壓至液 晶顯示器主板電路，另一輸出端連接發光二極體燈管輸入端，該發光二極體燈管包括一個 以上發光二極體燈串，發光二極體燈串之間並聯連接，其中所述控制電路還包括二極體， 二極體數量與發光二極體燈串的數量一致，其中每個二極體的正極單獨連接一個發光二極 管燈串的輸出端，該二極體防止各個發光二極體燈串輸出端之間發生相互串擾；保護電路， 與每個二極體的負極相連，當發光二極體燈串的輸入端電壓高於其額定電壓或發光二極體 燈串中的發光二極體出現短路時，該保護電路輸出一個切換信號；定電流電路，定電流電路 數量與發光二極體燈串的數量一致，其中每個定電流電路的一個輸出端單獨連接一個發光 二極體燈串的輸出端，每一個定電流電路的一個控制信號輸入端連接開關控制電路和調光 控制電路，開關控制電路輸出開關控制信號控制該定電流電路是否工作，調光控制電路輸 出調光控制信號控制該發光二極體燈串亮度；切換開關，切換開關的輸入控制端與保護電 路的輸出端相接連，切換開關的接地端接地，切換開關的輸出端與主板電路的開關控制信 號輸出端相連接，切換開關接收到接收保護電路輸出的切換信號時切換開關輸出端輸出一 個低電平控制信號，使從主板電路輸出的開關控制信號被拉為低電平，從而控制所有的發 光二極體燈串不工作，切換開關未接收到該切換信號時開關控制信號正常工作。所述交流轉直流轉換器包括依次相連的電磁幹擾抑制電路、橋式整流器、工頻電 容濾波器、反激式變壓器、反激式變壓器的初級側設有一個驅動晶片和供電電路，反激式變 壓器的次級側連接兩個整流二極體，整流二極體負極分別連接濾波電路，濾波電路的輸出 端即是交流轉直流轉換器的兩個輸出端，濾波電路的輸出端分別與取樣電路輸入端相連， 取樣電路輸出端與回饋電路輸入端相連，回饋電路的輸出端與驅動晶片的回饋腳位相連。 所述定電流電路包括一個穩壓晶片、一個NPN電晶體及一個電流偵測電阻，該NPN 電晶體的集電極連接到一個發光二極體燈串的輸出端，該NPN電晶體的發射極連接電流 偵測電阻的一端及該穩壓晶片的參考端，電流偵測電阻的另一端及該穩壓晶片的陽極端接 地，該穩壓晶片的陰極端與一個一端連接在NPN電晶體的基極上的電阻另一端相連，該穩 壓晶片的陰極端還與另一個電阻相連，該電阻另一端接基準電壓。 所述開關控制電路的輸入端設有電阻與液晶顯示器主板電路的開關控制信號輸 出端相連，開關控制信號由液晶顯示器主板電路輸出，該電阻另一端與第一 NPN電晶體基 極相連，第一 NPN電晶體發射極接次級側地，第一 NPN電晶體集電極與第二 NPN電晶體基極 和基準電阻一端相連接，基準電阻另一端與基準電壓相連接，第二 NPN電晶體發射極接次級側地，第二 NPN電晶體集電極接集電極電阻一端，集電極電阻另一端即是開關控制電路 的輸出端，該輸出端連接每一個定電流電路的控制信號輸入端，即定電流電路中的NPN晶 體管的基極。所述調光控制電路的輸入端設有電阻與液晶顯示器主板電路的調光控制信號輸 出端相連，調光控制信號由液晶顯示器主板電路輸出，該電阻另一端與第一 NPN電晶體基 極相連，第一 NPN電晶體發射極接次級側地，第一 NPN電晶體集電極與第二 NPN電晶體基極 和基準電阻一端相連接，基準電阻另一端與基準電壓相連接，第二 NPN電晶體發射極接次 級側地，第二 NPN電晶體集電極接集電極電阻一端，集電極電阻另一端即是調光控制電路 的輸出端，該輸出端連接每一個定電流電路的控制信號輸入端，即定電流電路中的NPN晶 體管的基極。所述保護電路包括一個齊納二極體，該齊納二極體的負極連接每一二極體的負 極，該齊納二極體的正極連接到一個電阻一端，該電阻另一端與第二電阻的一端、電容的一 端以及切換開關的輸入控制端相連接，第二電阻和電容另一端接次級側地；當發光二極體 燈串的輸入端電壓高於其額定電壓或是發光二極體燈串中有發光二極體出現短路時，齊納 二極體導通，發光二極體燈串的輸出端的電壓通過所述電阻及電容輸出到切換開關的輸入 控制端(即輸出切換信號)；當該齊納二極體不導通時，無切換開關控制信號輸入到切換開 關的輸入控制端。所述切換開關為NPN電晶體或NMOS電晶體。本實用新型的有益效果是本實用新型結構簡單，穩定可靠，尤其適合控制最大輸 入電壓不超過70伏特且發光二極體燈管的發光二極體燈串數目在4串以內的液晶顯示器 發光二極體燈管，能夠降低液晶顯示器成本。

現結合附圖對本實用新型做進一步闡述圖1是現有發光二極體驅動電路的電路 原理示意圖；圖2是本實用新型控制電路的電路原理示意圖；圖3是本實用新型交流轉直 流轉換器的電路示意圖；圖4是本實用新型定電流電路的電路示意圖；圖5是本實用新型 調光控制電路、開關控制電路與一個定電流電路連接的電路示意圖；圖6是本實用新型開 關控制信號和調光控制信號控制發光二極體燈串工作的波形示意圖；圖7是本實用新型保 護電路連接的電路示意圖。
具體實施方式
如圖2所示，液晶顯示器發光二極體燈管控制電路包括交流轉直流轉換器1，交流 轉直流轉換器1包括兩個輸出端101和102，其中輸出端102提供5V直流電壓至液晶顯示 器主板電路2，另一輸出端101與發光二極體燈管4相連，發光二極體燈管4包括一個以 上發光二極體燈串41 (發光二極體燈串41為兩個以上時，發光二極體燈串41之間並聯連 接)，輸出端101輸出略大於發光二極體燈管4最大工作電壓值給發光二極體燈管4驅動其 工作，發光二極體燈管4的最大輸入電壓不超過70伏特，優選的發光二極體燈串41的數量 小於等於4串，其中所述控制電路還包括二極體5，二極體5數量與發光二極體燈串41數 量一致，其中每個二極體5的正極單獨連接一個發光二極體燈串41的輸出端，二極體5防止各個發光二極體燈串41輸出端之間發生相互串擾；保護電路6，與每個二極體5的負極 相連，當發光二極體燈串41的輸入端電壓高於其額定電壓或該發光二極體燈串41中的發 光二極體出現短路時，該保護電路6輸出一切換信號；定電流電路7，定電流電路7數量與 發光二極體燈串41的數量一致，其中每一個定電流電路7的一個輸出端單獨連接一個發光 二極體燈串41的輸出端，每一個定電流電路7的一個控制信號輸入端連接開關控制電路8 和調光控制電路9，開關控制電路8輸出開關控制信號控制該定電流電路7是否工作，調光 控制電路9輸出調光控制信號控制該發光二極體燈串41亮度，開關控制電路8的輸入端連 接液晶顯示器主板電路2的開關控制信號輸出端201，調光控制電路9的輸入端連接液晶顯 示器主板電路2的調光控制信號輸出端202，開關控制電路8和調光控制電路9均可單獨控 制每一個定電流電路7，開關控制電路8輸出的開關控制信號控制定電流電路7進而控制所 有發光二極體燈串41是否工作，調光控制電路9輸出的調光控制信號控制定電流電路7進 而控制所有發光二極體燈串41工作時的整體平均亮度；切換開關10，切換開關10的輸入 控制端1001與保護電路6的輸出端相接連，切換開關10的接地端1002接地，切換開關10 的切換信號輸出端1003與主板電路2的開關控制信號輸出端201相連接；切換開關10接 收到接收保護電路6輸出的該切換信號時切換開關10的切換信號輸出端1003將輸出一個 低電平控制信號(即切換開關10的1002接地端與1003端接通)，使從主板電路2輸出的 開關控制信號被拉為低電平，從而控制所有的發光二極體燈串41不工作，切換開關10未接 收到該切換信號時開關控制信號正常工作；當發光二極體燈管4輸入端電壓高於其額定電 壓或是發光二極體燈串41中有發光二極體出現短路時，保護電路6輸出一個切換信號(即 輸出高電平信號)至切換開關10的控制端1001使切換開關10的接地端1002與切換信號 輸出端1003接通，使液晶顯示器主板電路2的開關控制信號輸出端201輸出的開關控制信 號被拉為低電平進而控制所有的發光二極體燈串41停止工作。 如圖3所示，交流轉直流轉換器1包括依次相連的電磁幹擾抑制電路11、一個橋式 整流器12、一個工頻電容濾波器13、一個反激式變壓器14、反激式變壓器14的初級側設有 一個驅動晶片16和供電電路15，反激式變壓器14的次級側連接兩個整流二極體D11、D12， 整流二極體Dll、D12負極分別連接濾波電路171、172，濾波電路171、172的輸出端即是交 流轉直流轉換器1的輸出端101和102，濾波電路171、172的輸出端分別與取樣電路18輸 入端相連，取樣電路18輸出端與回饋電路19輸入端相連，回饋電路19的輸出端與驅動芯 片16的回饋腳位相連；由供電網提供的交流電輸入到電磁幹擾抑制電路11，電磁幹擾抑制 電路11可隔離內部電路與外部供電網噪聲相互幹擾，交流電從電磁幹擾抑制電路11輸出 至橋式整流器12，由橋式整流器12將交流電進行全波整流，橋式整流器12輸出端連接工頻 電容濾波器13的輸入端，將整流後的正弦半波通過工頻電容濾波器13輸出帶有一定電壓 紋波的直流電壓，工頻電容濾波器13的輸出端與反激式變壓器14的1401端(初級側Np 繞組同名端)相連接，反激式變壓器14的1402端(初級側Np繞組異名端)連接一個NMOS 電晶體QlO的漏極。NMOS電晶體QlO的柵極與驅動晶片16的脈寬調變輸出腳位相連，NMOS 電晶體QlO的源極與電流偵測電阻R15的一端及驅動晶片16的電流偵測腳位相連，電流偵 測電阻R15另一端連接反激式變壓器14的1404端(即初級側接地端，簡稱初級側地)。驅 動晶片16脈寬調變輸出腳位控制NMOS電晶體QlO開與關，從而控制反激式變壓器14輸出 能量大小，反激式變壓器14的1403端(初級側Nvcc繞組異名端)連接一個二極體DlO正極，二極體D10負極接供電電路15，供電電路15輸出端與驅動晶片16相連，為驅動晶片16 提供工作電壓，反激式變壓器14的1404端(初級側Nvcc繞組同名端)接初級側地，反激 式變壓器14的1405端(次級側Nsl繞組同名端)連接反激式變壓器14的次級側接地端 (簡稱次級側地)，反激式變壓器14的1406端(次級側Nsl繞組異名端)連接整流二極體 D12正極，整流二極體D12負極接輸出濾波電路172輸入端，將反激式變壓器14的次級側 Nsl繞組傳輸出來的電壓經整流二極體D12單向整流之後提供給輸出濾波電路172進行濾 波，輸出濾波電路172的輸出端即是交流轉直流轉換器1的102輸出端，102輸出端輸出5V 至液晶顯示器主板電路2及發光二極體驅動電路工作，反激式變壓器14的Ns2繞組的1407 端(次級側Ns2繞組異名端)連接整流二極體D11正極，整流二極體D11負極接輸出濾波 電路171輸入端，將反激式變壓器14的次級側Ns2繞組傳輸出來的電壓經整流二極體D11 單向整流之後提供給輸出濾波電路171進行濾波，輸出濾波電路171的輸出端即是交流轉 直流轉換器1的101輸出端，101輸出端直接輸出略大於發光二極體燈管4額定工作電壓 的電壓至發光二極體燈管4驅動其工作；101、102輸出端輸出電壓通過採樣電路18及反饋 電路19將反饋信號回饋到驅動晶片16的回饋腳位反饋到驅動晶片16內部進行運算控制， 藉以控制輸出端101、102的輸出電壓保持穩定，設計電路時可通過調整反激式變壓器14的 Nsl、Ns2繞組圈數比值大小來控制101、102輸出端輸出電壓比值，還可通過調整取樣電路 18中的取樣電阻R10，R11，R12的阻值大小來調整設置101、102輸出端輸出電壓大小；例如 102輸出端輸出5V時，若反激式變壓器14的Nsl繞組為3圈，發光二極體燈管4的額定電 壓值為60V，則通過關係式Nsl/(Nsl+Ns2) = 5V/60V可得到Ns2為33圈，即Ns2繞組理論 上要繞33圈時101輸出端輸出電壓才能達到60V，同時通過調整取樣電阻R10，R11，R12的 阻值大小，以確保101、102輸出端輸出電壓在負載不同變化時101輸出端輸出電壓都在60V 以上。 如圖4所示，每一個定電流電路7都包括一個穩壓晶片71、一個NPN電晶體Q311 及一個電流偵測電阻R311，該NPN電晶體Q311的集電極連接到一個發光二極體燈串41的 輸出端，該NPN電晶體Q311的發射極連接電流偵測電阻R311的一端及該穩壓晶片71的參 考端(或稱為R端)，電流偵測電阻R311的另一端及該穩壓晶片71的陽極端(或稱為A 端)接地，該穩壓晶片71的陰極端(或稱為C端)與一個一端連接在NPN電晶體Q311的 基極上的電阻R312另一端相連，該穩壓晶片71的陰極端還與另一個電阻R313相連，該電 阻R313另一端接5V基準電壓；穩壓晶片71可選用TL431或AZ431 ；當發光二極體燈串41 的輸入端電壓上升A V時，發光二極體燈串41的電流增大，令NPN電晶體Q311集電極與發 射極之間的電流Icel增大，穩壓晶片71的參考端電壓(VR = I celXR311)增大，穩壓芯 片71內部的電晶體集電極與發射極之間的電流Ice2增大，穩壓晶片71的陰極端電壓(VC =5V-Ice2XR313)相應減小，而後NPN電晶體Q311基極與射極之間的電流也隨之減小，令 NPN電晶體Q311集電極與發射極之間的電流Icel減小，此時輸入端上升電壓A V將增加 到NPN電晶體Q311集極與射極之間，即NPN電晶體Q311集電極與發射極之間的電壓Vcel 上升，從而保證發光二極體燈串41的兩端電壓保持平穩，發光二極體燈串41維持在一定電 流；同理，當發光二極體燈串41輸入端的電壓降低時，能夠使NPN電晶體Q311的集電極與 發射極之間的電壓相應降低，從而保證發光二極體燈串41的兩端電壓保持平穩，發光二極 管燈串41維持在一定電流。[0021]如圖5所示，開關控制電路8的輸入端設有電阻R611與液晶顯示器主板電路2的 開關控制信號輸出端201相連，開關控制信號由液晶顯示器主板電路2輸出，電阻R611另 一端與第一 NPN電晶體Q611基極相連，第一 NPN電晶體Q611發射極接次級側地，第一 NPN 電晶體Q611集電極與第二 NPN電晶體Q612基極和基準電阻R612 —端相連接，基準電阻 R612另一端與5V基準電壓相連接，第二 NPN電晶體Q612發射極接次級側地，第二 NPN晶體 管Q612集電極接集電極電阻R613 —端，集電極電阻R613另一端即是開關控制電路8輸出 端，該輸出端連接每一個定電流電路7的控制信號輸入端，即定電流電路7中的NPN電晶體 Q311的基極；當液晶顯示器主板電路2的開關控制信號輸出端201輸出的開關控制信號為 高電平時，NPN電晶體Q611導通，此時NPN電晶體Q612基極為低電壓，故NPN電晶體Q612 截止，定電流電路7中的NPN電晶體Q311由調光控制電路9輸出的調光控制信號做開與關 動作進而控制LED燈串41的整體平均亮度。當液晶顯示器主板電路2的開關控制信號輸出端201輸出的開關控制信號為低電 平時，NPN電晶體Q611截止，此時NPN電晶體Q611基極為高電壓，故NPN電晶體Q612導通， 此時定電流電路7中的NPN電晶體Q311基極電壓被拉為低電壓，電阻R613，R312，R313之 間滿足如下關係:Vce612+(5V-Vce612) X R613/(R613+R312+R313)小於 NPN 電晶體 Q311 基 極與射極之間的最小導通電壓(Vce612為電晶體Q612飽和導通時集電極和發射極之間壓 降)時，以確保NPN電晶體Q311能被截止，當NPN電晶體Q311被截止，發光二極體燈串41 無導通電流而不發亮，即發光二極體燈串41停止工作。調光控制電路9輸入端的輸入端設有電阻R511與液晶顯示器主板電路2的調光 控制信號輸出端202相連，調光控制信號由液晶顯示器主板電路輸出，電阻R511另一端與 第一 NPN電晶體Q511基極相連接，第一 NPN電晶體Q511發射極接次級側地，第一 NPN晶體 管Q511集電極與第二 NPN電晶體Q512基極和基準電阻R512 —端相連接，基準電阻R512另 一端與5V基準電壓相連接，第二 NPN電晶體Q512發射極接次級側地，第二 NPN電晶體Q512 集電極接集電極電阻R513—端，集電極電阻R513另一端即是調光控制電路9輸出端，該輸 出端連接每一個定電流電路7的控制信號輸入端，即定電流電路7中的NPN電晶體Q311的 基極；當液晶顯示器主板電路2的調光控制信號輸出端202輸出的調光控制信號為高電平 時，NPN電晶體Q511導通，此時NPN電晶體Q512基極為低電壓，故NPN電晶體Q512截止， 此時若主板電路2輸出端201輸出的開關控制信號為持續的高電平時，定電流電路7中的 NPN電晶體Q311導通且LED燈串41發亮；當液晶顯示器主板電路2的調光控制信號輸出端 202輸出的調光控制信號為低電平時，NPN電晶體Q511截止，此時NPN電晶體Q512基極為 高電壓，故NPN電晶體Q512導通，此時定電流電路7中的NPN電晶體Q311基極為低電壓， 電阻 R513，R312，R313 之間滿足如下關係:Vce512+(5V-Vce512) XR513/(R513+R312+R313) 小於NPN電晶體Q311基極與射極之間的最小導通電壓(Vce512為電晶體Q512飽和導通時 集電極和發射極之間壓降)時，以確保NPN電晶體Q311能被截止，當NPN電晶體Q311被截 止，發光二極體燈串41無導通電流而不發亮，即發光二極體燈串41停止工作。因此，當液晶顯示器主板電路2的開關控制信號輸出端201或調光控制信號輸出 端202，只要任何一端輸出低電平時，定電流電路7中的控制燈串電流的NPN電晶體Q311將 被截止，使得發光二極體燈串41無導通電流而不發亮；只有當液晶顯示器主板電路2的的 開關控制信號輸出端201和調光控制信號輸出端202同時輸出高電平時，定電流電路7中
9的NPN電晶體Q311才會導通，使得發光二極體燈串41有一定電流流過而發亮；當從液晶 顯示器主板電路2的開關控制信號輸出端201輸出一個持續為高電平的信號給開關控制 電路8時，再同時從液晶顯示器主板電路2的調光控制信號輸出端202輸出脈寬調變的調 光控制信號，使發光二極體燈串41發光，由於脈寬調變的調光控制信號的頻率通常保持在 150Hz以上，人眼因視覺暫留影響而感覺？？到燈管的？？暗快速交替變化，只能感覺到這個 變化的平均值，故可以通過調整發光二極體燈串41亮暗快速交替變化的比例(即調整調光 控制信號的脈衝周期佔空比)來達到調整液晶顯示器畫面亮度之調光效果，這種調光方式 稱為脈寬調變調光或突發模式(burst mode)調光。如圖6所示，即為開關控制信號和調光控制信號控制發光二極體燈串41工作的波 形示意圖。如圖7所示，保護電路6包括一個齊納二極體ZD41，該齊納二極體ZD41的負極連 接每一個二極體5的負極，該齊納二極體ZD41的正極連接到一個電阻R411 —端，電阻R411 另一端與第二電阻R412的一端、電容C411的一端以及切換開關10的控制端1001相連接， 第二電阻R412和電容C411另一端接次級側地，電容C411用來濾除高頻的噪聲幹擾；保護 電路6的作用及工作過程如下當發光二極體燈管41輸入端電壓上升AV時，上升AV電 壓將增加到NPN電晶體Q311集電極與發射極之間，即NPN電晶體Q311集電極與發射極之 間電壓Vce上升；同理當某個發光二極體燈串41中有發光二極體出現短路時，則該發光二 極管燈串中短路的發光二極體的正向電壓就會增加到與該發光二極體燈串相連接的定電 流電路7中的NPN電晶體Q311集電極與發射極之間，即NPN電晶體Q311集電極與發射極 之間電壓Vce上升，當上述發光二極體燈串繼續工作時，定電流電路7中的NPN電晶體Q311 的損耗功率(為Pon = Vce X Ice，其中Ice為流經該燈串電流)將增大，使NPN電晶體Q311 的溫度上升，如果電壓Vce升得太高，使損耗功率超過該NPN電晶體Q311所能承受規格時， 該NPN電晶體Q311將被損壞，因此必須設一保護電路6來保護所有定電流電路7中的NPN 電晶體Q311。假設二極體5正嚮導通電壓為Vfl，齊納二極體ZD41崩潰而導通時提供穩定的電 壓為Vzdl，切換開關10的控制端1001導通時電壓為Vswl，電晶體Q311集電極與發射極 之間的電壓為Vce，電晶體Q311發射極與穩壓晶片71的參考端相連接且電壓為VR，因此 當發光二極體燈串41輸入端電壓上升或是當某個發光二極體燈串41中有發光二極體出 現短路時，均使NPN電晶體Q311的電壓Vce值增大，當齊納二極體ZD41崩潰而導通，且當 (VR+Vce-Vfl-Vzdl) XR412/(R412+R411) > Vswl時，發光二極體燈串41輸入端電壓通過保 護電路6的電阻R411與R412分壓後輸出高電壓(即輸出切換信號)至切換開關10的控 制端1001，使切換開關10的接地端1002與切換信號輸出端1003接通，使液晶顯示器主板 電路2的開關控制信號輸出端201輸出的開關控制信號被拉為低電平，從而控制所有的發 光二極體燈串41不工作，使發光二極體燈串41得到保護。反之，當齊納二極體ZD41未崩潰 而不導通時，保護電路6輸出低電壓(即不輸出切換信號)至切換開關10的控制端1001， 使切換開關10的接地端1002與切換信號輸出端1003不導通，此時液晶顯示器主板電路2 的開關控制信號輸出端201不受保護電路6影響，即發光二極體燈管4正常工作，不需被保 護。所述切換開關10為NPN電晶體或匪OS電晶體。[0029] 本實用新型可用於液晶顯示器及液晶電視中，也可用於其他應用領域。
權利要求一種液晶顯示器發光二極體燈管控制電路，包括交流轉直流轉換器，交流轉直流轉換器包括兩個輸出端，其中一個輸出端提供5V直流電壓至液晶顯示器主板電路，另一輸出端連接發光二極體燈管，該發光二極體燈管包括一個以上發光二極體燈串，其特徵在於所述控制電路還包括二極體、保護電路、定電流電路、切換開關，二極體數量與發光二極體燈串的數量一致，其中每個二極體的正極單獨連接一個發光二極體燈串的輸出端；與每個二極體的負極相連，當發光二極體燈串的輸入端電壓高於其額定電壓或發光二極體燈串中的發光二極體出現短路時，該保護電路輸出一個切換信號；定電流電路數量與發光二極體燈串的數量一致，其中每個定電流電路的一個輸出端單獨連接一個發光二極體燈串的輸出端，每一個定電流電路的一個控制信號輸入端連接開關控制電路和調光控制電路，開關控制電路輸出開關控制信號控制該定電流電路是否工作，調光控制電路輸出調光控制信號控制該發光二極體燈串亮度；切換開關的輸入控制端與保護電路的輸出端相接連，切換開關的接地端接地，切換開關的切換信號輸出端與主板電路的開關控制信號輸出端相連接，切換開關接收到接收保護電路輸出的切換信號時切換開關輸出端輸出一個低電平控制信號，使從主板電路輸出的開關控制信號被拉為低電平，從而控制所有的發光二極體燈串不工作，切換開關未接收到該切換信號時開關控制信號正常工作。
2.根據權利要求1所述的一種液晶顯示器發光二極體燈管控制電路，其特徵在於所 述交流轉直流轉換器包括依次相連的電磁幹擾抑制電路、橋式整流器、工頻電容濾波器、反 激式變壓器、反激式變壓器的初級側設有一個驅動晶片和供電電路，反激式變壓器的次級 側連接兩個整流二極體，整流二極體負極分別連接濾波電路，濾波電路的輸出端即是交流 轉直流轉換器的兩個輸出端，濾波電路的輸出端分別與取樣電路輸入端相連，取樣電路輸 出端與回饋電路輸入端相連，回饋電路的輸出端與驅動晶片的回饋腳位相連。
3.根據權利要求1所述的一種液晶顯示器發光二極體燈管控制電路，其特徵在於所 述定電流電路包括一個穩壓晶片、一個NPN電晶體及一個電流偵測電阻，該NPN電晶體的集 電極作為定電流電路的一個輸出端連接到一個發光二極體燈串的輸出端，該NPN電晶體的 發射極連接電流偵測電阻的一端及該穩壓晶片的參考端，電流偵測電阻的另一端及該穩壓 晶片的陽極端接地，該穩壓晶片的陰極端與一個一端連接在NPN電晶體的基極上的電阻另 一端相連，該穩壓晶片的陰極端還與另一個電阻相連，該電阻另一端接基準電壓。
4.根據權利要求1所述的一種液晶顯示器發光二極體燈管控制電路，其特徵在於所 述開關控制電路的輸入端設有電阻與液晶顯示器主板電路的開關控制信號輸出端相連，開 關控制信號由液晶顯示器主板電路輸出，該電阻另一端與第一 NPN電晶體基極相連，第一 NPN電晶體發射極接次級側地，第一 NPN電晶體集電極與第二 NPN電晶體基極和基準電阻 一端相連接，基準電阻另一端與基準電壓相連接，第二 NPN電晶體發射極接次級側地，第二 NPN電晶體集電極接集電極電阻一端，集電極電阻另一端即是開關控制電路的輸出端，該輸 出端連接每一個定電流電路的控制信號輸入端，即定電流電路中的NPN電晶體的基極。
5.根據權利要求1所述的一種液晶顯示器發光二極體燈管控制電路，其特徵在於所 述調光控制電路的輸入端設有電阻與液晶顯示器主板電路的調光控制信號輸出端相連，調 光控制信號由液晶顯示器主板電路輸出，該電阻另一端與第一 NPN電晶體基極相連，第一 NPN電晶體發射極接次級側地，第一 NPN電晶體集電極與第二 NPN電晶體基極和基準電阻 一端相連接，基準電阻另一端與基準電壓相連接，第二 NPN電晶體發射極接次級側地，第二NPN電晶體集電極接集電極電阻一端，集電極電阻另一端即是調光控制電路的輸出端，該輸 出端連接每一個定電流電路的控制信號輸入端，即定電流電路中的NPN電晶體的基極。
6.根據權利要求1所述的一種液晶顯示器發光二極體燈管控制電路，其特徵在於所 述保護電路包括一個齊納二極體，該齊納二極體的負極連接每一二極體的負極，該齊納二 極管的正極連接到一個電阻一端，該電阻另一端與第二電阻的一端、電容的一端以及切換 開關的輸入控制端相連接，第二電阻和電容另一端接次級側地；當發光二極體燈串的輸入 端電壓高於其額定電壓或是發光二極體燈串中有發光二極體出現短路時，齊納二極體導 通，發光二極體燈串的輸出端的電壓通過所述電阻及電容輸出到切換開關的輸入控制端； 當該齊納二極體不導通時，無切換開關控制信號輸入到切換開關的輸入控制端。
7.根據權利要求1或6所述的一種液晶顯示器發光二極體燈管控制電路，其特徵在於 所述切換開關為NPN電晶體或NM0S電晶體。
專利摘要本實用新型公開了一種液晶顯示器發光二極體燈管控制電路，其包括二極體、保護電路、一個以上定電流電路及切換開關，每一個定電流電路的一個控制信號輸入端連接一個輸出開關控制信號控制該定電流電路是否工作的開關控制電路和一個輸出調光控制信號控制該發光二極體燈串亮度的調光控制電路。當發光二極體燈串的輸入端電壓高於其額定電壓或是發光二極體燈串中有發光二極體出現短路時，保護電路輸出切換信號，切換開關在收到切換信號後切斷開關控制信號控制發光二極體燈管不工作。本實用新型結構簡單，穩定可靠，尤其適合控制最大輸入電壓不超過70伏特且發光二極體燈管的燈串數目在4串以內的液晶顯示器發光二極體燈管，能夠降低液晶顯示器成本。
文檔編號H05B37/02GK201758474SQ201020268050
公開日2011年3月9日 申請日期2010年7月22日 優先權日2010年7月22日
發明者餘祚尚, 馮傑, 李宗晏 申請人:福建捷聯電子有限公司