Led背光源驅動裝置的製作方法
2023-05-15 15:23:31
專利名稱：Led背光源驅動裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及顯示技術領域，特別是涉及一種用於液晶顯示裝置的LED背光源驅動
直ο
背景技術：
平面顯示裝置，例如液晶顯示裝置(liquid crystal display，L⑶)具有輕薄、節能、無輻射等諸多優點，因此其已經逐漸取代傳統的陰極射線管(cathode ray tube, CRT) 顯示裝置，成為顯示裝置的主流。目前液晶顯示裝置已經廣泛地應用在數位電視、計算機、 個人數字助理、行動電話以及數位相機等各類電子設備中。現有的液晶顯示裝置大都以發光二極體(light-emitting diode, LED)作為背光源以為液晶顯示裝置提供光源。目前，具有3D顯示效果的液晶顯示裝置中的LED背光源通常具有多條LED燈串，其可利用驅動裝置逐個地開啟LED背光源中的該些LED燈串，即逐行掃描LED背光源。而LED背光源的掃描特徵是影響液晶顯示裝置的3D顯示效果的重要因素，因此LED背光源驅動裝置是影響液晶顯示裝置的特性的重要元件。圖1為現有的LED背光源驅動裝置的示意圖。如圖1所示，現有的LED背光源驅動裝置10 —般包括整流濾波模塊11、待機電源12、供電電源13所組成的電源部分，以及 DC-DC轉換器14、通信控制模塊15、專用的LED驅動控制晶片16所組成的控制部分，來驅動多路LED燈串17。其中，在電源部分中，整流濾波模塊11接收市電19並對其執行整流濾波操作。待機電源12與供電電源13分別電性連接整流濾波模塊11，待機電源12用以在液晶顯示裝置處於待機狀態時提供待機電壓，而供電電源13用以在液晶顯示裝置處於工作狀態時提供供電電壓以驅動這些LED燈串17。在控制部分中，專用的LED驅動控制晶片16電性連接在通信控制模塊15與DC-DC 轉換器14之間，而這些LED燈串17分別電性連接DC-DC轉換器。現有的LED背光源驅動裝置10利用通信控制模塊15和專用的LED驅動控制晶片16來調節DC-DC轉換器的輸出電壓，從而驅動這些LED燈串17。現有的LED背光源驅動裝置10並不能直接利用通信控制模塊15來對電源部分中的供電電源13的輸出電壓進行更改，其需要設置專門的DC-DC轉換器14來調整驅動這些 LED燈串17的電壓，因此其電路比較複雜。另，現有的LED背光源驅動裝置10需要作為供電電源13的AC-DC轉換器以及 DC-DC轉換器14對市電19進行兩級轉換才能獲得驅動該些LED燈串17所需要的電壓，因此其效率較低，成本較低。且現有的LED背光源驅動裝置10對於每一路LED燈串17均需要設置一個專用的LED驅動控制晶片16，例如專用的LED恆流控制晶片。因此其成本較高， 拓展性和繼承性不高
發明內容
本發明的目的在於，克服現有LED背光源驅動裝置所存在的缺陷，而提供一種新的LED背光源驅動裝置，所要解決的技術問題是減少電路複雜程度、提高效率以及降低成本。本發明的目的及解決其技術問題是採用以下技術方案來實現的。本發明提供一種LED背光源驅動裝置，用以驅動多路LED燈串，其中該LED背光源驅動裝置包括電源電路以及控制電路。電源電路包括第一電源輸出模塊以及第二電源輸出模塊。該第一電源輸出模塊用以輸出第一電源電壓，第二電源輸出模塊用以輸出第二電源電壓至該多路LED燈串。控制電路包括通信控制模塊以及多個恆流控制模塊。該通信控制模塊由該第一電源電壓供電，並產生第一類型控制信號以及多個第二類型控制信號。每個恆流控制模塊由該第一電源電壓供電，且每個恆流控制模塊分別電性連接該通信控制模塊以及一路對應的LED燈串。其中，該第二電源輸出模塊是輸出電壓可調的AC-DC轉換器，該通信控制模塊利用該第一類型控制信號控制該第二電源輸出模塊從而調節其所輸出的該第二電源電壓，並且配合這些第二類型控制信號來分別控制該些恆流控制模塊，從而控制這些LED燈串中的電流恆定並逐行掃描這些LED燈串。優選地，每個恆流控制模塊分別包括恆流控制三極體、取樣電阻以及比較放大器。 該恆流控制三極體電性連接該路對應的LED燈串，該取樣電阻電性連接該該恆流控制三極體以取樣流經開啟的該路對應的LED燈串中的電流從而產生第一反饋信號，而該比較放大器接收一個對應的第二類型控制信號以及該第一反饋信號，並電性連接該恆流控制三極體。優選地，該恆流控制三極體進一步電性連接該通信控制模塊，以輸出第二反饋信號至該通信控制模塊。優選地，該輸出電壓可調的該AC-DC轉換器選自LLC拓撲結構的AC-DC轉換器或者反激拓撲結構的AC-DC轉換器。優選地，該電源電路進一步包括整流濾波模塊，其接收市電以對市電進行整流濾波，並分別電性連接該第一電源輸出模塊和該第二電源輸出模塊。優選地，在待機時，該第一電源輸出模塊所輸出的該第一電源電壓為待機電源電壓；而在正常工作時，該第一電源輸出模塊所輸出的該第一電源電壓為正常工作電壓。優選地，該電源電路與該控制電路之間設置連接器。優選地，該電源電路為單層的印刷電路板，該控制電路為雙層的印刷電路板。優選地，該控制電路進一步包括線形穩壓器，該通信控制模塊通過該線形穩壓器和該連接器電性連接該第一電源輸出模塊。優選地，該通信控制模塊選自微控制器或者現場可編程門陣列集成電路。本發明與現有技術相比具有明顯的優點和有益效果。藉由上述技術方案，本發明LED背光源驅動裝置至少具有下列優點及有益效果 本發明的LED背光源的驅動裝置中，電源電路中的第二電源輸出模塊採用的是輸出電
壓可調的AC-DC轉化器，因此可直接利用通信控制模塊所輸出的第一類型控制信號來調整第二電源輸出模塊的輸出電壓，並可同時配合通信控制模塊所輸出的第二類型控制信號來控制這些恆流控制模塊，從而控制這些LED燈串中的電流恆定並逐行掃描這些LED燈串，因此其電路較為簡單，效率較高，成本較低。
此外，本發明的LED背光源的驅動裝置還可直接利用通信控制模塊所輸出的第一類型控制信號來調整電壓可調整的AC-DC轉換器所輸出的第二電源電壓，從而給這些LED 燈串進行供電，並不需要增加一個DC-DC轉換器來實現對這些LED燈串的驅動電壓的控制。 因此，本發明的LED背光源的驅動裝置只需要一級的電壓轉換即可獲得這些LED燈串所需要的驅動電壓，其提高了效率，並降低了成本。且本發明的電源電路為單層的印刷電路板， 而控制電路為雙層的印刷電路板，並藉由連接器實現電源電路與控制電路的電性連接，因此其連接方式簡單，成本較低。另，本發明是以三極體、電阻以及比較放大器這些通用的元器件來構成恆流控制模塊，而不需要使用專用的、昂貴的LED恆流控制晶片，因此其成本較低，且可隨意改變恆流控制模塊以及LED燈串的數量，因此增加了 LED背光源的驅動裝置的拓展性以及繼承性。本發明的LED背光源的驅動裝置還可利用通信控制模塊來偵測這些LED燈串是否發生故障，從而實現系統異常狀態時的全面保護，並能通過數字通信技術將故障反饋至主板等電路，方便了用戶的查詢和調試。上述說明僅是本發明技術方案的概述，為了能夠更清楚了解本發明的技術手段， 而可依照說明書的內容予以實施，並且為了讓本發明的上述和其他目的、特徵和優點能夠更明顯易懂，以下特舉較佳實施例，並配合附圖，詳細說明如下。
圖1為現有的LED背光源驅動裝置的示意圖。圖2為本發明一較佳實施例所揭示的一種LED背光源驅動裝置的示意圖。圖3為圖2所示的LED背光源驅動裝置的具體示意圖。
具體實施例方式為更進一步闡述本發明為達成預定發明目的所採取的技術手段及功效，以下結合附圖及較佳實施例，對依據本發明提出的LED背光源驅動裝置其具體實施方式
、方法、步驟、結構、特徵及其功效，詳細說明如下。有關本發明的前述及其他技術內容、特點及功效，在以下配合參考圖式的較佳實施例的詳細說明中將可清楚呈現。通過具體實施方式
的說明，當可對本發明為達成預定目的所採取的技術手段及功效得以更加深入且具體的了解，然而所附圖式僅是提供參考與說明之用，並非用來對本發明加以限制。圖2為本發明一較佳實施例所揭示的一種LED背光源驅動裝置的示意圖。上述LED 背光源可應用在液晶顯示裝置，例如3D液晶顯示裝置中，從而為液晶顯示裝置提供光源。如圖2所示，LED背光源驅動裝置100用於驅動多路LED燈串140，其包括電源電路110以及控制電路120。其中，電源電路110用以驅動多路LED燈串140，並提供電源至控制電路120給控制電路120供電。而控制電路120用於調整驅動這些LED燈串140的電壓，並控制這些LED燈串140中的電流恆定以及逐行掃描這些LED燈串140。具體地，電源電路110包括第一電源輸出模塊111以及第二電源輸出模塊112。第一電源輸出模塊111用以輸出第一電源電壓Voutl至控制電路120以對控制電路120進行供電，而第二電源輸出模塊112用以輸出第二電源電壓Vout2至這些LED燈串140以給這些LED燈串140供電。電源電路120包括通信控制模塊121以及多個恆流控制模塊122。其中通信控制模塊121由第一電源輸出模塊111所輸出的第一電源電壓Voutl供電，從而產生第一類型控制信號CSl以及多個第二類型控制信號CS2。而每個恆流控制模塊122分別由第一電源輸出模塊111所輸出的第一電源電壓Voutl供電，且每個恆流控制模塊122分別電性連接通信控制模塊121以及一路對應的LED燈串140，以接收一路對應的第二類型控制信號CS2 並受對應的第二類型控制信號CS2的控制而控制其所對應的LED燈串140。此外，第二電源輸出模塊112採用輸出電壓可調的AC-DC轉化器，且輸出電壓可調的AC-DC轉化器112受通信控制模塊121所產生的第一類型控制信號CSl的直接控制而可調節其所輸出的第二電源電壓Vout2。因此，本發明的LED背光源驅動裝置100利用通信控制模塊121所輸出的第一類型控制信號CSl來直接控制第二電源輸出模塊11，從而調整驅動這些LED燈串140的第二電源電壓Vout2，並且還可配合通信控制模塊121所輸出的第二類型控制信號CS2來分別控制這些恆流控制模塊122，從而控制這些LED燈串140中的電流恆定並逐行掃描這些LED 燈串140。圖3為圖2所示的LED背光源驅動裝置的具體示意圖。如圖2_3所示，電源電路 110包括進一步包括整流濾波模塊113。其中，整流濾波模塊113接收市電130以對市電 130進行整流濾波操作從而產生對市電整流後的交流電壓。另，整流濾波模塊113可根據實際需要而進一步增加功率因數調整(power factor correction, PFC)模組以調整整流後的交流電壓的功率。第一電源輸出模塊111電性連接整流濾波模塊113以接收整流後的交流電壓，並輸出第一電源電壓Voutl至控制電路120以給控制電路120供電。在本實施中，第一電源輸出模塊111可為一個AC-DC (交流-直流)轉換器，以將整流濾波模塊113所輸出的整流後的交流電壓轉換成直流電壓。由於控制電路120可根據液晶顯示裝置的狀態而分別處於待機狀態以及正常工作狀態，因此，在待機時，第一電源輸出模塊111所輸出的第一電源電壓Voutl為待機電源電壓，例如5V ；而在正常工作時，第一電源輸出模塊111所輸出的第一電源電壓Voutl為正常工作電壓，例如12V，以使控制電路120進行正常的工作。在本實施中，第一電源輸出模塊111是通過連接器150而電性連接控制電路120從而藉由連接器150而將第一電源電壓 Voutl輸出至控制電路120。第二電源輸出模塊112也電性連接整流濾波模塊113以接收整流後的交流電壓， 並輸出第二電源電壓Vout2至該些LED燈串140，以驅動這些LED燈串140。在本實施例中， 第二電源輸出模塊112為輸出電壓可調整的AC-DC轉換器，例如LLC拓撲結構的AC-DC轉換器或者反激拓撲結構的AC-DC轉換器，受控制電路120的控制信號的控制而調整驅動這些LED燈串140的第二電源電壓Vout2。在本實施例中，第二電源輸出模塊112直接電性連接該些LED燈串140以利用第二電源電壓Vout2直接驅動這些LED燈串140。當然，本領域技術人員可以理解的是，第二電源輸出模塊112也可通過連接器150而電性連接這些 LED燈串140以藉由連接器150而將第二電源電壓Vout2輸出至該些LED燈串140。控制電路120可進一步包括線形穩壓器123，例如低壓差線性穩壓器(lowdropout regulator, LD0)，而通信控制模塊121通過低壓差線形穩壓器123以及連接器 150而電性連接第一電源輸出模塊112從而接收穩定的工作電壓。通信控制模塊121可選自微控制器(micro controller unit, MCU)或者現場可編程門陣列集成電路(field programmable gate array, FPGA)，其電性連接作為第二電源輸出模塊的輸出電壓可調整的AC-DC轉換器112，因此輸出電壓可調整的AC-DC轉換器112 受第一類型控制信號CSl控制而調節第二電源電壓Vout2。此外，通信控制模塊121也分別電性連接該些恆流控制模塊122以分別將這些第二類型控制信號CS2輸出至對應的每個恆流控制模塊122。每個恆流控制模塊122分別對應於每路LED燈串140，即每個恆流控制模塊122分別電性連接一路對應的LED燈串140。且每個恆流控制模塊122分別包括恆流控制三極體 1221、取樣電阻1222以及比較放大器1223。其中，恆流控制三極體1221電性連接該路對應的LED燈串140，而取樣電阻1222電性連接在恆流控制三極體1221與地之間，即該路對應的LED燈串140、恆流控制三極體1221以及取樣電阻1222串聯在一起，因此流經該路對應的LED燈串140的電流也會流經恆流控制三極體1221以及取樣電阻1222，則取樣電阻 1222可取樣流經該路對應的LED燈串140的電流，從而產生第一反饋信號FSl。在本實施例中，第一反饋信號FSl可為取樣電阻1222上的電壓。比較放大器1223的正電源端電性連接第一電源輸出模塊111以接收第一電源電壓Voutl，其負電源端接地，其一輸入端電性連接通信控制模塊121以接收一個對應的第二類型控制信號CS2，其另一輸入端電性連接取樣電阻1222以接收第一反饋信號FS1，而其輸出端電性連接恆流控制三極體1221的控制端(即基極)。因此，通過第一反饋信號FSl與第二類型控制信號CS2的比較可判斷出流經此恆流控制三級管1221的電流(即流經該路對應的LED燈串140的電流)是否恆定，因此可藉由比較放大器1223的輸出電壓來控制恆流控制三級管1221的電流，並配合第一類型控制信號CSl調節驅動這些LED燈串140的第二電源電壓Vout2，從而使流經該路對應的LED燈串140的電流恆定。另，當液晶顯示裝置顯示3D畫面，LED背光源處於掃描模式時，通信控制模塊121 所輸出的這些類型控制信號CS2來分別控制每個恆流控制模塊122中的恆流控制三極體 1221是否開啟，從而決定是否開啟每個恆流控制模塊122所對應的LED燈串140，並相應配合第一類型控制信號CSl調節驅動這些LED燈串140的第二電源電壓Vout2。因此，本發明的LED背光源驅動裝置可利用時序控制的方法來逐個地開啟這些LED燈串140，並設置每路LED燈串140的開啟時間和相位差，從而逐行地開啟這些LED燈串140，即逐行掃描這些 LED燈串。此外，每個恆流控制模塊122中的恆流控制三極體1221也分別電性連接通信控制模塊121，以產生第二反饋信號FS2並將第二反饋信號FS2輸出至通信控制模塊121。因此通信控制模塊121可根據接收的第二反饋信號FS2而判斷出這個恆流控制模塊122所電性連接的該路對應的LED燈串140是否發生故障。如果發生故障，則通信控制模塊121可利用第二類型控制信號CS2而關閉這個恆流控制模塊122中的恆流控制三極體1221，從而關閉該路對應的LED燈串140，並可調節第二電源輸出模塊112所輸出的第二電源電壓Vout2， 從而避免整個系統受到進一步的損壞。當然，本領域技術人員可以理解的是，當發生故障時，通信控制模塊121也可利用第一類型控制信號CSl關閉第二電源輸出模塊112，使整個系統停止工作。此外，本實施的LED背光源的驅動裝置100還能通過數字通信技術將故障反饋至主板等電路，方便了用戶的查詢和調試。另，在本發明中，電源電路110可以採用單層的印刷電路板(printed circuit board, PCB)來實現，而控制電路120可以採用多層的印刷電路板來實現，例如雙層的印刷電路板。另，電源電路110與控制電路120之間可設置連接器150，從而實現電源電路110 與控制電路120之間的電性連接。而連接器150可為插座、連接線或者板板連接器等等。因此，本發明中電源電路110與控制電路120之間連接方式較為簡單，成本較低。綜上所述，本發明的LED背光源的驅動裝置中，電源電路中的第二電源輸出模塊採用的是輸出電壓可調的AC-DC轉化器，因此可直接利用通信控制模塊所輸出的第一類型控制信號來調整第二電源輸出模塊的輸出電壓，並可同時配合通信控制模塊所輸出的第二類型控制信號來控制這些恆流控制模塊，從而控制這些LED燈串中的電流恆定並逐行掃描這些LED燈串，因此其電路較為簡單，效率較高，成本較低。此外，本發明的LED背光源的驅動裝置可直接利用通信控制模塊所輸出的第一類型控制信號來調整第二電源輸出模塊所輸出的第二電源電壓，從而給這些LED燈串進行供電，並不需要增加一個DC-DC轉換器來實現對這些LED燈串的驅動電壓的控制。因此，本發明的LED背光源的驅動裝置只需要一級的電壓轉換即可獲得這些LED燈串所需要的驅動電壓，其提高了效率，並降低了成本。且本發明的電源電路為單層的印刷電路板，而控制電路為雙層的印刷電路板，並藉由連接器實現電源電路與控制電路的電性連接，因此其連接方式簡單，成本較低。另，本發明是以三極體、電阻以及比較放大器這些通用的元器件來構成恆流控制模塊，而不需要使用專用的、昂貴的LED恆流控制晶片，因此其成本較低，且可隨意改變恆流控制模塊以及LED燈串的數量，因此增加了 LED背光源的驅動裝置的拓展性以及繼承性。本發明的LED背光源的驅動裝置還可利用通信控制模塊來偵測這些LED燈串是否發生故障，從而實現系統異常狀態時的全面保護，並能通過數字通信技術將故障反饋至主板等電路，方便了用戶的查詢和調試。以上所述，僅是本發明的較佳實施例而已，並非對本發明作任何形式上的限制，雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然而並非用以限定本發明，任何熟悉本專業的技術人員，在不脫離本發明技術方案範圍內，當可利用上述揭示的技術內容作出些許更動或修飾為等同變化的等效實施例，但凡是未脫離本發明技術方案內容，依據本發明的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬於本發明技術方案的範圍內。
權利要求
1.一種LED背光源驅動裝置，用以驅動多路LED燈串，其特徵在於該LED背光源驅動裝置包括電源電路，包括第一電源輸出模塊，用以輸出第一電源電壓；以及第二電源輸出模塊，用以輸出第二電源電壓至該多路LED燈串；以及控制電路，包括通信控制模塊，由該第一電源電壓供電，並產生第一類型控制信號以及多個第二類型控制信號；多個恆流控制模塊，其中，每個恆流控制模塊由該第一電源電壓供電，且每個恆流控制模塊分別電性連接該通信控制模塊以及一路對應的LED燈串；其中，該第二電源輸出模塊是輸出電壓可調的AC-DC轉換器，該通信控制模塊利用該第一類型控制信號控制該第二電源輸出模塊從而調節其所輸出的該第二電源電壓，並且配合這些第二類型控制信號來分別控制該些恆流控制模塊，從而控制這些LED燈串中的電流恆定並逐行掃描這些LED燈串。
2.如權利要求1所述的LED背光源驅動裝置，其特徵在於每個恆流控制模塊分別包括恆流控制三極體，電性連接該路對應的LED燈串；取樣電阻，電性連接該該恆流控制三極體以取樣流經開啟的該路對應的LED燈串中的電流從而產生第一反饋信號；比較放大器，接收一個對應的第二類型控制信號以及該第一反饋信號，並電性連接該恆流控制三極體。
3.如權利要求2所述的LED背光源驅動裝置，其特徵在於該恆流控制三極體進一步電性連接該通信控制模塊，以輸出第二反饋信號至該通信控制模塊。
4.如權利要求1所述的LED背光源驅動裝置，其特徵在於該輸出電壓可調的該AC-DC 轉換器選自LLC拓撲結構的AC-DC轉換器或者反激拓撲結構的AC-DC轉換器。
5.如權利要求1所述的LED背光源驅動裝置，其特徵在於該電源電路進一步包括整流濾波模塊，其接收市電以對市電進行整流濾波，並分別電性連接該第一電源輸出模塊和該第二電源輸出模塊。
6.如權利要求1所述的LED背光源驅動裝置，其特徵在於在待機時，該第一電源輸出模塊所輸出的該第一電源電壓為待機電源電壓；而在正常工作時，該第一電源輸出模塊所輸出的該第一電源電壓為正常工作電壓。
7.如權利要求1所述的LED背光源驅動裝置，其特徵在於該電源電路與該控制電路之間設置連接器。
8.如權利要求7所述的LED背光源驅動裝置，其特徵在於該電源電路為單層的印刷電路板，該控制電路為雙層的印刷電路板。
9.如權利要求7所述的LED背光源驅動裝置，其特徵在於該控制電路進一步包括線形穩壓器，該通信控制模塊通過該線形穩壓器和該連接器電性連接該第一電源輸出模塊。
10.如權利要求1所述的LED背光源驅動裝置，其特徵在於該通信控制模塊選自微控制器或者現場可編程門陣列集成電路。
全文摘要
一種LED背光源驅動裝置用以驅動多路LED燈串，其包括電源電路以及控制電路。電源電路包括輸出第一電源電壓的第一電源輸出模塊和輸出第二電源電壓至LED燈串的電壓可調整的第二電源輸出模塊。控制電路包括通信控制模塊以及多個恆流控制模塊。通信控制模塊由第一電源電壓供電，並產生第一類型控制信號以及多個第二類型控制信號。每個恆流控制模塊分別電性連接通信控制模塊以及一路對應的LED燈串。其中，通信控制模塊利用第一類型控制信號控制第二電源輸出模塊所輸出的該第二電源電壓，並且配合第二類型控制信號來分別控制恆流控制模塊，從而控制這些LED燈串中的電流恆定並逐行掃描這些LED燈串。
文檔編號G09G3/34GK102376273SQ201110293928
公開日2012年3月14日 申請日期2011年9月30日 優先權日2011年9月30日
發明者龐震華, 徐愛臣, 辛曉光, 遲洪波 申請人:青島海信電器股份有限公司