專利名稱：補償led背光導(dǎo)通壓降差異的電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
補償LED背光導(dǎo)通壓降差異的電路技術(shù)領(lǐng)域[0001]本實用新型涉及液晶顯示技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種補償LED背光導(dǎo)通壓降差異的電路。
背景技術(shù)：
[0002]目前，LED(發(fā)光二極管)由于具有壽命長、省電節(jié)能及驅(qū)動方便等諸多優(yōu)點，作為背光源被廣泛應(yīng)用在液晶顯示器的背光模組中?，F(xiàn)有的液晶顯示器的LED背光源包括直下式與側(cè)入式兩種。直下式背光源是將若干LED直接放置在液晶顯示屏的下面，側(cè)入式背光源是將若干LED分布在液晶顯示屏的周邊，通過導(dǎo)光板將LED光均勻的導(dǎo)向液晶顯示屏。各 LED以串聯(lián)的方式串接成不同的LED燈組，以實現(xiàn)更好的顯示效果。[0003]由于LED背光所用的發(fā)光源為多個LED串聯(lián)，因各LED制作工藝上的差異，使得不同LED串導(dǎo)通壓降Vf值會有差異，因電壓差異產(chǎn)生的能量消耗在與LED串接的MOS管(薄膜晶體管)上，MOS管因發(fā)熱而溫度升高，不僅影響MOS管的性能，同時控制各LED串恒流的恒流IC(Integrated Circuit，集成電路)也因MOS管的溫升而發(fā)熱，由此造成能量損耗， 降低能量效率。[0004]目前，消除LED串之間壓降差異的方法是提高LED串的電流，并減少LED串的MOS 管的導(dǎo)通時間t(即減小占空比D)，保持頻率F不變。其實現(xiàn)原理如下[0005]根據(jù)占空比公式D = t/T = t*F ；式中，t為導(dǎo)通時間，T為導(dǎo)通周期，F(xiàn)為導(dǎo)通頻率，若設(shè)定一個LED串的導(dǎo)通壓降值Vf = 40V,電流I = 10mA，導(dǎo)通時間t = ls，導(dǎo)通周期 T = IOs,占空比D = 10% ；則該LED串的導(dǎo)通能量為W = Vf*I*D*T = 0. 4J。[0006]由于LED導(dǎo)通壓降的差異，假設(shè)另一個LED串的導(dǎo)通壓降值Vf = 50V,電流I = 15mA，若要保持占空比D不變，則該LED串的能量為W = 0. 75J，由于兩個LED串的能量不相同，由此影響LED發(fā)光的均勻度，使得兩個LED串中LED的亮度不相同。[0007]如果通過改變導(dǎo)通時間t而保持導(dǎo)通頻率F不變的方式來改變占空比D，使D = 5. 33%，則另一個LED串的能量W = 0. 4J，由此達(dá)到兩個LED串的導(dǎo)通能量相等的目的。[0008]但是，現(xiàn)有的消除LED串之間壓降差異的方法存在以下缺陷由于恒流IC內(nèi)部結(jié)構(gòu)的特點，導(dǎo)通時間t不可能無限減小，因此能量損耗不可能得到充分的降低。實用新型內(nèi)容[0009]本實用新型的主要目的在于提供一種補償LED背光導(dǎo)通壓降差異的電路，旨在降低LED背光導(dǎo)通壓降差異造成的能量損耗。[0010]為了達(dá)到上述目的，本實用新型提出一種補償LED背光導(dǎo)通壓降差異的電路，包括相互并聯(lián)的若干個LED串，每個LED串的一端接電源，另一端串聯(lián)有第一開關(guān)單元，該電路還包括用于控制各第一開關(guān)單元的導(dǎo)通頻率的恒流控制器，所述恒流控制器包括[0011]恒流源，用于設(shè)定各LED串的恒定電流；[0012]電流檢測單元，用于檢測流過各LED串的工作電流；[0013]比較器，用于比較所述電流檢測單元輸出的工作電流及所述恒流源輸出的恒定電流，并輸出比較結(jié)果；[0014]可變頻率驅(qū)動方波產(chǎn)生器，用于根據(jù)所述比較結(jié)果輸出不同頻率的方波驅(qū)動信號，驅(qū)動相應(yīng)的LED串的第一開關(guān)單元在對應(yīng)的頻率下工作。[0015]優(yōu)選地，所述第一開關(guān)單元為MOS管，所述第一開關(guān)單元的漏極與所述LED串連接，柵極與所述可變頻率驅(qū)動方波產(chǎn)生器的輸出端連接，源極與所述電流檢測單元的輸入端連接；所述電流檢測單元的輸出端與所述比較器的第一輸入端連接；所述恒流源的輸出端與所述比較器的第二輸入端連接；所述比較器的輸出端與所述可變頻率驅(qū)動方波產(chǎn)生器的輸入端連接。[0016]優(yōu)選地，該電路還包括恒流設(shè)定電阻，所述恒流源的輸入端與所述恒流設(shè)定電阻的一端連接，所述恒流設(shè)定電阻的另一端接地。[0017]優(yōu)選地，該電路還包括電流檢測電阻，所述第一開關(guān)單元的源極與所述電流檢測電阻的一端連接，所述電流檢測電阻的另一端接地。[0018]優(yōu)選地，所述可變頻率驅(qū)動方波產(chǎn)生器包括若干第二開關(guān)單元及振蕩器，所述第二開關(guān)單元為MOS管，所述第二開關(guān)單元的柵極連接所述比較器的輸出端，漏極與所述振蕩器的輸入端連接，源極接地；所述振蕩器的輸出端與相應(yīng)的LED串的第一開關(guān)單元的柵極連接，用于根據(jù)所述第二開關(guān)單元的輸出阻抗輸出相應(yīng)頻率的方波驅(qū)動信號。[0019]優(yōu)選地，所述可變頻率驅(qū)動方波產(chǎn)生器還包括放大器，連接在所述振蕩器的輸出端與相應(yīng)的LED串的第一開關(guān)單元的柵極之間，用于對所述振蕩器輸出的方波驅(qū)動信號進行放大。[0020]優(yōu)選地，所述第一開關(guān)單元及第二開關(guān)單元均為N型MOS管。[0021]優(yōu)選地，所述振蕩器為石英晶體振蕩器。[0022]優(yōu)選地，該電路還包括恒流IC，所述恒流控制器及第一開關(guān)單元均設(shè)置在所述恒流IC內(nèi)。[0023]本實用新型提出的一種補償LED背光導(dǎo)通壓降差異的電路，通過恒流控制器中的恒流源設(shè)定LED串的恒定電流，同時檢測流過各LED串的實際工作電流，通過比較器比較各 LED串實際工作電流與恒定電流，根據(jù)比較結(jié)果生成不同頻率的方波驅(qū)動信號，驅(qū)動相應(yīng)的 LED串的MOS管在對應(yīng)的頻率下工作，因此本實用新型通過改變MOS管的導(dǎo)通頻率，進而改變LED串的導(dǎo)通周期，消除了 LED串之間存在的導(dǎo)通壓降差異，使各LED串上的LED亮度均衡，最大限度的減少了恒流IC的能量損耗，降低其溫度，提高能量轉(zhuǎn)換效率及MOS管性能。
[0024]圖1是本實用新型補償LED背光導(dǎo)通壓降差異的電路一實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；[0025]圖2是本實用新型補償LED背光導(dǎo)通壓降差異的電路一實施例中可變頻率驅(qū)動方波產(chǎn)生器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。[0026]本實用新型目的的實現(xiàn)、功能特點及優(yōu)點將結(jié)合實施例，參照附圖做進一步說明。
具體實施方式
[0027]以下將結(jié)合附圖及實施例，對實現(xiàn)實用新型目的的技術(shù)方案作詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。[0028]請參照圖1所示，圖1是本實用新型補償LED背光導(dǎo)通壓降差異的電路一實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。本實用新型一實施例提出的一種補償LED背光導(dǎo)通壓降差異的電路，包括 相互并聯(lián)的兩個LED串10、20及分別與上述兩個LED串10、20連接的一恒流控制器30，其中，每個LED串10、20均包括若干個相互串聯(lián)的LED，具體如圖1所示的LED串10包括依次串聯(lián)的LED D2、D1、D4、D3 ;LED串20包括依次串聯(lián)的LED D6、D5、D8、D7。兩個LED串10、 20的一端均接電源V+，另一端分別串聯(lián)有第一開關(guān)單元Ql、Q2，本實施例中第一開關(guān)單元 Ql、Q2均為N型MOS管。恒流控制器30用于控制兩個LED串10、20的第一開關(guān)單元Ql、Q2 的導(dǎo)通頻率。[0029]由于兩個LED串10、20的一端均與電源V+連接，因此兩個LED串10、20的輸入電壓相同，但是由于制作工藝上的差異等原因，使得兩個LED串10、20的導(dǎo)通壓降不同，導(dǎo)致加在第一開關(guān)單元Ql和Q2上的電壓也不相同，在LED串10、20的導(dǎo)通周期內(nèi)，兩個第一開關(guān)單元Ql和Q2上產(chǎn)生的損耗也不同。[0030]根據(jù)MOS管的占空比與導(dǎo)通頻率T之間的關(guān)系，占空比D = t*F，本實施例通過改變第一開關(guān)單元Ql或者Q2的導(dǎo)通頻率F來改變占空比D，以消除兩個LED串10、20之間的導(dǎo)通壓降Vf的差異，達(dá)到兩個LED串10、20中的LED亮度均衡、降低能量損耗、提高能量轉(zhuǎn)換效率的目的。[0031]具體地，本實施例通過恒流控制器30改變第一開關(guān)單元Ql或者Q2的導(dǎo)通頻率F 來改變占空比D。[0032]該恒流控制器30包括恒流源301、電流檢測單元302、比較器303以及可變頻率驅(qū)動方波產(chǎn)生器304，其中[0033]第一開關(guān)單元Ql、Q2的漏極D分別與兩個LED串10、20的另一端連接，第一開關(guān)單元Ql、Q2的柵極G分別與可變頻率驅(qū)動方波產(chǎn)生器304的輸出端連接，第一開關(guān)單元Ql、 Q2的源極S分別與電流檢測單元302的輸入端連接；電流檢測單元302的輸出端與比較器 303的第一輸入端連接；恒流源301的輸出端與比較器303的第二輸入端連接；比較器303 的輸出端與可變頻率驅(qū)動方波產(chǎn)生器304的輸入端連接。[0034]本實施例中恒流控制器30的工作原理為[0035]首先，設(shè)定兩個LED串10、20的恒定電流，恒流源301在其輸入端串接有一恒流設(shè)定電阻R3，通過設(shè)定該恒流設(shè)定電阻R3的阻值大小來設(shè)定恒流源301的電流，作為兩個 LED串10、20的預(yù)定的恒定電流，為比較器303提供參考值。[0036]然后，電流檢測單元302檢測流過兩LED串10、20的工作電流，具體通過電流檢測電阻Rl和R2來實現(xiàn)對流過兩LED串10、20的工作電流進行檢測。[0037]電流檢測電阻Rl的一端與第一開關(guān)單元Ql的源極S連接，另一端接地；電流檢測電阻R2的一端與第一開關(guān)單元Q2的源極S連接，另一端接地。將電流檢測電阻Rl和R2 上的對地電壓分別送入電流檢測單元302，電流檢測單元302偵測流過兩LED串10、20的實際工作電流，并分別送入比較器303中，比較器303將兩LED串10、20的實際工作電流和恒流源301輸出的恒定電流進行比較，并將產(chǎn)生的比較結(jié)果送入可變頻率驅(qū)動方波產(chǎn)生器 304。[0038]可變頻率驅(qū)動方波產(chǎn)生器304根據(jù)比較結(jié)果輸出不同頻率的方波驅(qū)動信號，驅(qū)動相應(yīng)的LED串10、20的第一開關(guān)單元Ql、Q2在對應(yīng)的頻率下工作。[0039]從而通過改變第一開關(guān)單元Ql或者Q2的導(dǎo)通頻率F來改變占空比D，消除了兩個LED串10、20之間的導(dǎo)通壓降Vf的差異，使兩個LED串10、20的亮度均衡，降低了能量損耗，提高了能量轉(zhuǎn)換效率。[0040]如圖2所示，圖2為本實施例中可變頻率驅(qū)動方波產(chǎn)生器304的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。 本實施例中可變頻率驅(qū)動方波產(chǎn)生器304包括兩個第二開關(guān)單元Q3、Q4及分別對應(yīng)與兩第二開關(guān)單元Q3、Q4連接的兩個振蕩器3041、3042，其中[0041]第二開關(guān)單元Q3、Q4均為N型MOS管，兩第二開關(guān)單元Q3、Q4的柵極G均連接比較器303的輸出端，第二開關(guān)單元Q3的漏極D與振蕩器3041的輸入端連接，該第二開關(guān)單元Q3的源極S接地，振蕩器3041的輸出端與相應(yīng)的LED串10的第一開關(guān)單元Ql的柵極G 連接，用于根據(jù)第二開關(guān)單元Q3的輸出阻抗輸出相應(yīng)頻率的方波驅(qū)動信號，以驅(qū)動LED串 10的第一開關(guān)單元Ql按此對應(yīng)的方波驅(qū)動信號的頻率工作。[0042]同理，第二開關(guān)單元Q4的漏極D與振蕩器3042的輸入端連接，該第二開關(guān)單元Q4 的源極S接地，振蕩器3042的輸出端與相應(yīng)的LED串20的第一開關(guān)單元Q2的柵極G連接， 用于根據(jù)第二開關(guān)單元Q4的輸出阻抗輸出相應(yīng)頻率的方波驅(qū)動信號，以驅(qū)動LED串20的第一開關(guān)單元Q2按此對應(yīng)的方波驅(qū)動信號的頻率工作。[0043]為了獲得更好的方波驅(qū)動信號，本實施例在振蕩器3041、3042的輸出端與相應(yīng)的 LED串10、20的第一開關(guān)單元Q1、Q2的柵極G之間分別串接有放大器3043、3044，用于分別對振蕩器3041、3042輸出的方波驅(qū)動信號進行放大處理。[0044]具體地，本實用新型可變頻率驅(qū)動方波產(chǎn)生器304的工作原理為[0045]第二開關(guān)單元Q3、Q4分別接收比較器303輸出的比較信號(比較結(jié)果)，該比較信號改變第二開關(guān)單元Q3、Q4的輸出阻抗，通過第二開關(guān)單元Q3、Q4的輸出阻抗分別調(diào)整振蕩器 3041,3042的振蕩頻率，得到相應(yīng)頻率的方波驅(qū)動信號，方波驅(qū)動信號經(jīng)過放大器3043、3044 的放大之后，分別驅(qū)動LED串10、20的第一開關(guān)單元Q1、Q2以相應(yīng)的方波驅(qū)動信號的頻率工作。由于兩個第一開關(guān)單元Ql、Q2分別處于不同的工作頻率狀態(tài)，從而通過改變第一開關(guān)單元Ql或者Q2的導(dǎo)通頻率F來改變占空比D，消除了兩個LED串10、20之間的導(dǎo)通壓降Vf的差異，使兩個LED串10、20的亮度均衡，降低了能量損耗，提高了能量轉(zhuǎn)換效率。[0046]本實施例中振蕩器3041、3042為石英晶體振蕩器。石英晶體振蕩器是一種高精度、高穩(wěn)定度的振蕩器，被廣泛應(yīng)用于彩電、計算機、遙控器等各類振蕩電路以及通信系統(tǒng)中，用于為頻率發(fā)生器、數(shù)據(jù)處理設(shè)備產(chǎn)生時鐘信號以及為特定系統(tǒng)提供基準(zhǔn)信號。[0047]需要說明的是，上述實施例中僅以兩個LED串10、20為例進行說明，在實際應(yīng)用場景中，LED串10、20的數(shù)量根據(jù)需要可以設(shè)定若干個，比如三個或三個以上，相應(yīng)的，可變頻率驅(qū)動方波產(chǎn)生器304中的第二開關(guān)單元Q3、Q4、振蕩器3041、3042及放大器3043、3044也為相同數(shù)量的三個或三個以上。[0048]上述恒流控制器30可以設(shè)置在現(xiàn)有的恒流IC中，也可以將恒流控制器30、第一開關(guān)單元Ql、Q2均設(shè)置在恒流IC內(nèi)。[0049]以上所述僅為本實用新型的優(yōu)選實施例，并非因此限制本實用新型的專利范圍， 凡是利用本實用新型說明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或流程變換，或直接或間接運用在其他相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本實用新型的專利保護范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種補償LED背光導(dǎo)通壓降差異的電路，包括相互并聯(lián)的若干個LED串，每個LED 串的一端接電源，另一端串聯(lián)有第一開關(guān)單元，其特征在于，還包括用于控制各第一開關(guān)單元的導(dǎo)通頻率的恒流控制器，所述恒流控制器包括恒流源，用于設(shè)定各LED串的恒定電流；電流檢測單元，用于檢測流過各LED串的工作電流；比較器，用于比較所述電流檢測單元輸出的工作電流及所述恒流源輸出的恒定電流， 并輸出比較結(jié)果；可變頻率驅(qū)動方波產(chǎn)生器，用于根據(jù)所述比較結(jié)果輸出不同頻率的方波驅(qū)動信號，驅(qū)動相應(yīng)的LED串的第一開關(guān)單元在對應(yīng)的頻率下工作。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電路，其特征在于，所述第一開關(guān)單元為MOS管，所述第一開關(guān)單元的漏極與所述LED串連接，柵極與所述可變頻率驅(qū)動方波產(chǎn)生器的輸出端連接，源極與所述電流檢測單元的輸入端連接；所述電流檢測單元的輸出端與所述比較器的第一輸入端連接；所述恒流源的輸出端與所述比較器的第二輸入端連接；所述比較器的輸出端與所述可變頻率驅(qū)動方波產(chǎn)生器的輸入端連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電路，其特征在于，還包括恒流設(shè)定電阻，所述恒流源的輸入端與所述恒流設(shè)定電阻的一端連接，所述恒流設(shè)定電阻的另一端接地。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電路，其特征在于，還包括電流檢測電阻，所述第一開關(guān)單元的源極與所述電流檢測電阻的一端連接，所述電流檢測電阻的另一端接地。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電路，其特征在于，所述可變頻率驅(qū)動方波產(chǎn)生器包括若干第二開關(guān)單元及振蕩器，所述第二開關(guān)單元為MOS管，所述第二開關(guān)單元的柵極連接所述比較器的輸出端，漏極與所述振蕩器的輸入端連接，源極接地；所述振蕩器的輸出端與相應(yīng)的LED串的第一開關(guān)單元的柵極連接，用于根據(jù)所述第二開關(guān)單元的輸出阻抗輸出相應(yīng)頻率的方波驅(qū)動信號。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電路，其特征在于，所述可變頻率驅(qū)動方波產(chǎn)生器還包括放大器，連接在所述振蕩器的輸出端與相應(yīng)的LED串的第一開關(guān)單元的柵極之間，用于對所述振蕩器輸出的方波驅(qū)動信號進行放大。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的電路，其特征在于，所述第一開關(guān)單元及第二開關(guān)單元均為N型MOS管。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的電路，其特征在于，所述振蕩器為石英晶體振蕩器。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的電路，其特征在于，還包括恒流IC，所述恒流控制器及第一開關(guān)單元均設(shè)置在所述恒流IC內(nèi)。
專利摘要本實用新型公開一種補償LED背光導(dǎo)通壓降差異的電路，包括恒流控制器以及相互并聯(lián)的若干個LED串，每個LED串的一端接電源，另一端串聯(lián)有第一開關(guān)單元，恒流控制器包括用于設(shè)定各LED串的恒定電流的恒流源；用于檢測流過各LED串的工作電流的電流檢測單元；用于比較電流檢測單元輸出的工作電流及恒流源輸出的恒定電流的比較器；以及用于根據(jù)比較結(jié)果輸出不同頻率的方波驅(qū)動信號，驅(qū)動相應(yīng)的LED串的第一開關(guān)單元在對應(yīng)的頻率下工作的可變頻率驅(qū)動方波產(chǎn)生器。本實用新型通過改變LED串的導(dǎo)通頻率，消除了LED串之間存在的導(dǎo)通壓降差異，使各LED串上的LED亮度均衡，最大限度的減少能量損耗，提高能量轉(zhuǎn)換效率。
文檔編號G09G3/36GK202275588SQ20112034187
公開日2012年6月13日 申請日期2011年9月13日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月13日
發(fā)明者黎飛 申請人:深圳市華星光電技術(shù)有限公司