專利名稱：Led背光源驅動電路及使用其的液晶顯示裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及顯示技術領域，尤其涉及一種LED背光源驅動電路及使用其的液
晶顯示裝置。
背景技術：
隨著電子技術的飛速發(fā)展，液晶顯示裝置的普及率越來越高。驅動電路用于給液晶顯示裝置的背光燈供電，例如液晶電視、液晶電腦等。液晶顯示裝置的背光燈主要為LED(Light Emitting Diode，發(fā)光二極管)燈條，并且大都為多路LED燈條，而且目前在顯示裝置LED燈條的2D顯示功能與3D顯示功能之間切換的趨勢下，顯示裝置大都要求能夠動態(tài)實現2D功能與3D功能之間的切換，具體表現為顯示裝置能夠在使用者的要求下以2D或3D顯示模式顯示畫面?，F有給LED燈條供電的背光源驅動電路大都采用專用的LED芯片，并利用LED芯片內部的檢查電路實現2D與3D之間的轉換，LED芯片成本較高。并且在現有背光源驅動電路中，有時候還需要多個LED芯片才能實現對多路LED燈條的控制，這樣使得LED背光源驅動電路的成本進一步地增加，并且現有的LED背光源驅動電路的可靠性也較差。

實用新型內容因此，本實用新型提供LED背光源驅動電路及使用其的液晶顯示裝置，以降低成本。具體地，本實用新型實施例提出的一種LED背光源驅動電路，包括下基準電路、驅動電路、上基準電路以及控制單元；下基準電路，用于接收2D或3D工作狀態(tài)下不同的預設下基準源信號，并根據預設下基準源信號輸出相應的下基準驅動信號；驅動電路，用于對多路LED燈條的電流進行采樣，由采樣電流 得到采樣信號后反饋給下基準電路，以使下基準電路對輸出的下基準驅動信號進行動態(tài)調整，驅動電路接收調整的下基準驅動信號，并對調整的下基準驅動信號進行放大以輸出穩(wěn)定的電壓信號；上基準電路，通過驅動電路與下基準電路連接，用于接收2D或3D工作狀態(tài)下不同的預設上基準源信號及驅動電路輸出的穩(wěn)定的電壓信號，以輸出2D或3D工作狀態(tài)下不同的上基準電壓；控制單元，與多路LED燈條及上基準電路連接，用于接收上基準電壓，并生成相應的電壓調整信號以動態(tài)調整多路LED燈條的輸入電壓。另外，本實用新型實施例提出的一種液晶顯示裝置，包括上述的LED背光源驅動電路。由上述實施例可知，本實用新型通過下基準電路根據預設下基準源信號輸出相應的2D或3D時的下基準驅動信號給驅動電路。驅動電路對每一路LED燈條的電流進行采樣，由采樣電流得到采樣信號后反饋給下基準電路，以使下基準電路對輸出的下基準驅動信號進行動態(tài)調整，還接收調整的下基準驅動信號，并對調整的下基準驅動信號進行放大以輸出穩(wěn)定的電壓信號給上基準電路。上基準電路輸出2D或3D工作狀態(tài)下不同的上基準電壓給控制單元以使控制單元生成相應的電壓調整信號以動態(tài)調整多路LED燈條的輸入電壓。從而本實用新型不需要專用的LED芯片，而僅采用低成本的器件就可以實現LED的2D功能與3D功能之間的切換，并驅動多路LED燈條，線路簡單、可靠性高。上述說明僅是本實用新型技術方案的概述，為了能夠更清楚了解本實用新型的技術手段，而可依照說明書的內容予以實施，并且為了讓本實用新型的上述和其他目的、特征和優(yōu)點能夠更明顯易懂，以下特舉較佳實施例，并配合附圖，詳細說明如下。

圖1是本實用新型實施例提出的LED背光源驅動電路的主要架構框圖；圖2是本實用新型實施例提出的LED背光源驅動電路的具體電路圖；圖3是在不同溫度下三極管的集電極電流與放大倍數之間的關系曲線圖；圖4是三極管的飽和壓降與集電極電流之間的關系曲線圖。
具體實施方式
為更進一步闡述本實用新型為達成預定實用新型目的所采取的技術手段及功效，
以下結合附圖及較佳實施例，對依據本實用新型提出的LED背光源驅動電路及使用其的液晶顯示裝置其具體實施方式
、結構、特征及功效，詳細說明如后。有關本實用新型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詳細說明中將可清楚的呈現。通過具體實施方式
的說明，當可對本實用新型為達成預定目的所采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，并非用來對本實用新型加以限制。
圖1是本實用新型實施例提出的LED背光源驅動電路的主要架構框圖。請參閱圖1，本實用新型實施例的LED背光源驅動電路包括:下基準電路101、驅動電路102、上基準電路103以及控制單元104。驅動電路102分別與下基準電路101以及上基準電路103連接，控制單元104與上基準電路103及多路LED燈條122的陽極端連接，上基準電路103還與多路LED燈條122的陰極端連接。多路LED燈條122中的各路LED燈條之間可以并聯連接，并且每一路LED燈條可以包括一個或多個LED燈條，若為多個，則多個LED燈條之間可以串聯連接。下基準電路101，用于接收2D或3D工作狀態(tài)下不同的預設下基準源信號，并根據預設下基準源信號輸出相應的下基準驅動信號給驅動電路102。其中，預設下基準源信號可以根據多路LED燈條122所需要的電流而進行設定。驅動電路102，用于對多路LED燈條每一路的電流進行采樣，由采樣電流得到采樣信號后反饋給下基準電路101，以使下基準電路101對輸出的下基準驅動信號進行動態(tài)調整，還接收調整的下基準驅動信號，并對調整的下基準驅動信號進行放大以輸出穩(wěn)定的電壓信號給上基準電路103。上基準電路103，用于接收2D或3D工作狀態(tài)下不同的預設上基準源信號及驅動電路102輸出的穩(wěn)定的電壓信號，以輸出2D或3D工作狀態(tài)下不同的上基準電壓給控制單元。其中，預設上基準源信號也可以根據多路LED燈條122所需要的電流而進行設定。控制單元104，用于接收此上基準電壓，并生成相應的電壓調整信號以動態(tài)調整多路LED燈條122的輸入電壓。在本實用新型的實施例中，本實用新型通過下基準電路101根據預設下基準源信號輸出相應的2D或3D時的下基準驅動信號給驅動電路102。驅動電路102對每一路LED燈條的電流進行采樣，由采樣電流得到采樣信號后反饋給下基準電路101，以使下基準電路101對輸出的下基準驅動信號進行動態(tài)調整，還接收調整的下基準驅動信號，并對調整的下基準驅動信號進行放大以輸出穩(wěn)定的電壓信號給上基準電路103。上基準電路103輸出2D或3D工作狀態(tài)下不同的上基準電壓給控制單元以使控制單元104生成相應的電壓調整信號以動態(tài)調整多路LED燈條122的輸入電壓。從而本實用新型不需要專用的LED芯片，而僅采用低成本的器件就可以實現LED的2D功能與3D功能之間的切換，并驅動多路LED燈條，線路簡單、可靠性高。圖2是本實用新型實施例提出的LED背光源驅動電路的具體電路圖。圖3是在不同溫度下三極管的集電極電流與放大倍數之間的關系曲線圖。圖4是三極管的飽和壓降與集電極電流之間的關系曲線圖。請一并參閱圖2至圖4，本實用新型實施例的LED背光源驅動電路包括:上基準電路201、驅動電路202、下基準電路203以及控制單元204。多路LED燈條222中的各路LED燈條之間可以并聯連接，并且每一路LED燈條可以包括一個或多個LED燈條，若為多個，則多個LED燈條之間可以串聯連接。上基準電路201包括:運算放大器Ul。具體地，運算放大器Ul的同相輸入端接收下基準源信號，運算放大器Ul的反相輸入端及輸出端Outl均與驅動電路102電性連接，運算放大器Ul的電源端與電源Vcc電性連接，運算放大器Ul的接地端Gndl接地。運算放大器Ul將反相輸入端輸入的采樣信號與同相輸入端接收的預設下基準源信號進行比較，根據比較結果對輸出端Outl輸出的下基準驅動信號進行動態(tài)調整，最終輸出穩(wěn)定的下基準驅動信號。驅動電路202包括:三極管Ql (第一三極管)、三極管Q2 (第二三極管)，驅動電阻Rl以及采樣電阻R2。具體地，三極管Q2的基極與運算放大器Ul的輸出端Outl電性連接，三極管Q2的發(fā)射極與三極管Ql的基極電性連接，三極管Q2的集電極通過驅動電阻R2與電源Vcc電性連接。三極管Ql的集電極與每一路LED燈條的陰極端電性連接，三極管Ql的發(fā)射極串聯采樣電阻R2后接地，三極管Ql的基極與三極管Q2的發(fā)射極電性連接。其中，三極管Ql可以為大功率的三極管，考慮到這種三極管的放大倍數一般都很小，在本實施例中通過增加一級驅動小三極管，例如三極管Q2，去驅動大功率三極管Ql滿足LED燈條的恒流控制。在其它實施例中，也可以根據實際需要而省去三極管Q2，在省去三極管Q2時，三極管Ql的基極直接與運算放大器Ul的輸出端Outl電性連接。本實施例中，三極管Ql、Q2作為電子開關和放大器件使用，在其他實施例中，也可用其他器件進行替換，如場效應管等。采樣電阻R2，對每一路LED燈條的電流進行采樣，由采樣電流得到采樣信號(例如采樣電壓)后反饋給運算放大器Ul的 反相輸入端以使運算放大器Ul將采樣信號與預設下基準源信號進行比較，根據比較結果對輸出的下基準驅動信號進行動態(tài)調整。[0032]下基準電路203包括:運算放大器U2。具體地，運算放大器U2的同相輸入端接收預設上基準源信號，運算放大器U2的反相輸入端與驅動電路102的三極管Ql的集電極電性連接，運算放大器U2的輸出端0ut2與控制單元104電性連接，運算放大器U2的電源端連接電源V，運算放大器U2的接地端Gnd2接地。運算放大器U2，將采集的三極管Ql集電極的電壓與接收的預設上基準源信號進行比較，根據比較結果輸出穩(wěn)定的上基準電壓?？刂茊卧?04包括:控制芯片Pl以及升壓單元220?？刂菩酒琍l，與運算放大器U2的輸出端0ut2及升壓單元220電性連接，其將上基準電路203輸出的2D或3D工作狀態(tài)下不同的上基準電壓與控制芯片Pl接收的預設參考信號進行比較，生成相應的電壓調整信號給升壓單元220?？刂菩酒琍l可以為普通的PWM控制芯片，由于不是采用專用的LED芯片，這樣可以大大降低成本。PWM控制芯片包括輸入引腳FB、參考引腳VREF、輸出引腳Dri等，PWM控制芯片的輸入引腳FB與運算放大器U2的輸出端0ut2電性連接，PWM控制芯片的參考引腳VREF接收預設參考信號，PWM控制芯片的輸出引腳Dri與升壓單元220電性連接。PWM控制芯片的輸入引腳FB接收上基準電路203輸出的2D或3D工作狀態(tài)下不同的上基準電壓，PWM控制芯片將上基準電路203輸出的2D或3D工作狀態(tài)下不同的上基準電壓與PWM控制芯片的參考引腳VREF接收的預設參考信號進行比較，并生成相應的電壓調整信號，由輸出引腳Dri輸出。例如PWM控制芯片可以周期性的輸出電壓，對應于多路LED燈條的亮暗變化。
升壓單元220，與PWM控制芯片及每一路LED燈條222的陽極端電性連接，其根據控制芯片Pl輸出的電壓調整信號動態(tài)調整輸往多路LED燈條222的輸入電壓。升壓單元220在此具有升壓的作用，在其他實施方式中，若PWM控制芯片輸出的電壓能夠滿足LED燈條222的需要，則也可以根據實際需要而省去升壓單元220。本實施例的升壓單元220為現有的Boost升壓電路，在此不再贅述。下面通過舉例詳細說明在2D或3D工作狀態(tài)下LED背光源驅動電路的工作過程:2D或3D工作狀態(tài)下，運算放大器Ul的同相輸入端接收的預設下基準源信號的電壓設定值是依據液晶顯示屏所需要的電流，即多路LED燈條222的每一路所需要的電流而進行設定的，假設2D時LED燈條222需要的電流為100mA，而3D時LED燈條222需要的電流為400mA，因為采樣電阻R2是不變的，并且2D或3D工作狀態(tài)下，三極管Ql及Q2均處于放大狀態(tài)，此時流過三極管Ql集電極的電流(即LED燈條222上的電流)約等于流過三極管Ql發(fā)射極的電流，所以在3D時，下基準源信號的電壓設定值要為2D時的4倍。假設2D時，采樣電阻R2=5歐姆，2D時，下基準源信號的電壓設定值約為5歐姆*100mA=0.5V，那么3D時，下基準源信號的電壓設定值約為5歐姆*400mA=2V。由于流過三極管Ql集電極的電流(即LED燈條222上的電流)約等于流過三極管Ql發(fā)射極的電流，則可以認為采樣電阻R2是采集LED燈條222上的電流，當LED燈條222上的電流有變化的時候，反饋給運算放大器Ul的反相輸入端的由采樣電流得到的采樣信號(例如采樣電壓)也會有變化，運算放大器Ul將采樣電壓與預設下基準源信號進行比較，根據比較結果會動態(tài)的調整輸出的下基準驅動信號，進而對LED燈條222上的電流進行調整以實現恒流驅動。具體地，以在2D工作狀態(tài)下為例，當LED燈條222上的電流未達到IOOmA時，由于運算放大器Ul的同相輸入端的電壓設定為0.5V，采樣電阻R2采集LED燈條222上的電流乘以采樣電阻R2的阻值，可以得出運算放大器Ul的反相輸入端的電壓小于0.5V，由此，運算放大器Ul的輸出端Outl就輸出較高電壓，例如2.5V，這樣，就會使三極管Q2的基極電流增大,三極管Q2的發(fā)射極電流也隨著增大(Ic=P Ib)，使也處于放大狀態(tài)的三極管Ql的發(fā)射極電流增大，進而反饋給運算放大器Ul的反相輸入端的電壓增大(最終達到和同相輸入端的電壓相等)，這樣，運算放大器Ul最終會輸出較穩(wěn)定的電壓(例如1V 2V)。反之，當LED燈條222上的電流大于IOOmA時，由于運算放大器Ul的同相輸入端的電壓設定為0.5V，采樣電阻R2采集LED燈條222上的電流乘以采樣電阻R2的阻值，可以得出運算放大器Ul的反相輸入端的電壓大于0.5V，由此，運算放大器Ul的輸出端Outl就輸出較低電壓，例如0.9V，這樣，就會使三極管Q2的基極電流減小，三極管Q2的發(fā)射極電流也隨著減小(Ic=i3Ib)，使也處于放大狀態(tài)的三極管Ql的發(fā)射極電流減小，進而反饋給運算放大器Ul的反相輸入端的電壓減小(最終達到和同相輸入端的電壓相等)，這樣，運算放大器Ul最終會輸出較穩(wěn)定的電壓(例如1V 2V)。以上是以在2D工作狀態(tài)下為例進行說明的，在3D工作狀態(tài)下也是相似的工作過程，運算放大器Ul最終也會輸出較穩(wěn)定的電壓(例如2V 3V)。因為運算放大器U2與三極管Ql的集電極連接，運算放大器U2接收的上基準源信號的電壓設定的 不合理，會導致三極管Ql工作不正常。因此上基準源信號的電壓設定的原則如下:在2D時，上基準源信號的電壓設定值需大于三極管的飽和導通壓降，但是不能太大。一般在2D時，即LED燈條222上的電流為IOOmA時，三極管的飽和導通壓降大約為
0.3^0.5V，此時設置的壓降一定要有余量，要設定比2D時的下基準源信號的電壓設定值高
0.7V，才能使LED燈條222上的電流達到100mA，如上所述，在2D時，下基準源信號的電壓設定值為0.5V，那么2D時，上基準源信號的電壓設定值大約為1.2V，但也不能設定得太高或太低，太高的話，會增加三極管的損耗，太低的話，會導致三極管工作不正常。在3D時，因為LED燈條222上的電流較大(為400mA)，需要研究三極管的工作曲線，如圖3所示，在三極管集電極電流較大的情況下，隨著集電極電流的增加，三極管的放大倍數會逐漸減小。所以在三極管Ql前端增加了一個驅動小三極管Q2，目的就是在3D時，電流較大時，能夠保證三極管Ql的正常工作。在大電流時，三極管的飽和導通壓降比小電流時要大，如圖4所示，當三極管Ql的集電極的電流Ic達到400mA時，集電極與發(fā)射極之間的壓差VCE (飽和導通壓降)就需要到達0.8V^1.0，所以此時下基準源信號的電壓設定值要比飽和壓降再增大0.5V或0.5V以上，由此可以得出在3D時，上基準源信號的電壓設定值為2+1.5=3.5V，這樣才能保證正常工作。這樣，因為運算放大器Ul的輸出端Outl輸出穩(wěn)定電壓，運算放大器U2的反相輸入端采集到的三極管Ql的集電極上的電壓也是穩(wěn)定的電壓信號(在2D時約為1.2V，而在3D時約為3.5V)，運算放大器U2的同相輸入端接收的上基準源信號的電壓設定值在2D時為1.2V，在3D時為3.5V，那么，運算放大器U2的輸出端0ut2輸出的上基準電壓將維持在恒定的狀態(tài)(例如2D時為3 4V，在3D時為5 6V)，PWM控制芯片根據運算放大器U2的輸出端Out2輸出的2D或3D工作狀態(tài)下不同的上基準電壓與PWM控制芯片的參考引腳VREF接收的預設參考信號進行比較，并由輸出引腳Dri周期性的輸出電壓。升壓單元220，根據PWM控制芯片輸出的周期性電壓動態(tài)調整輸往多路LED燈條222的輸入電壓，從而使流經LED燈條222的電流達到動態(tài)平衡，即達到2D時的IOOmA或3D 時的 400mA。本實用新型實施例還提出一種使用此LED背光源驅動電路的顯示裝置，其包括圖1及圖2中所述的任一 LED背光源驅動電路。在本實用新型的實施例中，本實用新型通過下基準電路201根據預設下基準源信號輸出相應的2D或3D時的下基準驅動信號給驅動電路202。驅動電路202對每一路LED燈條的電流進行采樣，由采樣電流得到采樣信號后反饋給下基準電路201，以使下基準電路201對輸出的下基準驅動信號進行動態(tài)調整，還接收調整的下基準驅動信號，并對調整的下基準驅動信號進行放大以輸出穩(wěn)定的電壓信號給上基準電路203。上基準電路203輸出2D或3D工作狀態(tài)下不同的上基準電壓給控制單元以使控制單元204生成相應的電壓調整信號以動態(tài)調整多路LED燈條222的輸入電壓。從而本實用新型不需要專用的LED芯片，而僅采用低成本的器件就可以實現LED的2D功能與3D功能之間的切換，并驅動多路LED燈條，線路簡單、可靠性高。
以上所述，僅是本實用新型的較佳實施例而已，并非對本實用新型作任何形式上的限制，雖然本實用新型已以較佳實施例揭露如上，然而并非用以限定本實用新型，任何熟悉本專業(yè)的技術人員，在不脫離本實用新型技術方案范圍內，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，但凡是未脫離本實用新型技術方案內容，依據本實用新型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，均仍屬于本實用新型技術方案的范圍內。
權利要求1.一種LED背光源驅動電路，其特征在于，包括: 下基準電路，用于接收2D或3D工作狀態(tài)下不同的預設下基準源信號，并根據預設下基準源信號輸出相應的下基準驅動信號； 驅動電路，用于對多路LED燈條的電流進行采樣，由采樣電流得到采樣信號后反饋給該下基準電路，以使該下基準電路對輸出的該下基準驅動信號進行動態(tài)調整，該驅動電路接收調整的下基準驅動信號，并對該調整的下基準驅動信號進行放大以輸出穩(wěn)定的電壓信號; 上基準電路，通過該驅動電路與該下基準電路連接，用于接收2D或3D工作狀態(tài)下不同的預設上基準源信號及該驅動電路輸出的穩(wěn)定的電壓信號，以輸出2D或3D工作狀態(tài)下不同的上基準電壓；以及 控制單元，與該多路LED燈條及該上基準電路連接，用于接收該上基準電壓，并生成相應的電壓調整信號以動態(tài)調整該多路LED燈條的輸入電壓。
2.根據權利要求1所述的LED背光源驅動電路，其特征在于，該上基準電路包括: 運算 放大器，該運算放大器的同相輸入端接收下基準源信號，該運算放大器的反相輸入端及輸出端均與該驅動電路電性連接，該運算放大器的電源端與電源電性連接，該運算放大器的接地端接地。
3.根據權利要求1所述的LED背光源驅動電路，其特征在于，該驅動電路包括: 第一三極管，該第一三極管的集電極與每一路LED燈條的陰極端電性連接,該第一三極管的發(fā)射極串聯采樣電阻后接地，該第一三極管的基極與該下基準電路電性連接。
4.根據權利要求3所述的LED背光源驅動電路，其特征在于，該驅動電路還包括: 第二三極管，該第二三極管的基極與該下基準電路電性連接，該第二三極管的集電極通過驅動電阻與電源電性連接，該第二三極管的發(fā)射極與該第一三極管的基極電性連接。
5.根據權利要求1所述的LED背光源驅動電路，其特征在于，該上基準電路包括: 運算放大器，該運算放大器的同相輸入端接收預設上基準源信號，該運算放大器的反相輸入端與該驅動電路電性連接，該運算放大器的輸出端與該控制單元電性連接，該運算放大器的電源端連接電源，該運算放大器的接地端接地。
6.根據權利要求1所述的LED背光源驅動電路，其特征在于，該控制單元包括: 控制芯片，與該上基準電路電性連接，其將該上基準電路輸出的2D或3D工作狀態(tài)下不同的上基準電壓與該控制芯片接收的預設參考信號進行比較，生成相應的電壓調整信號。
7.根據權利要求6所述的LED背光源驅動電路，其特征在于，該控制單元還包括: 升壓單元，與該控制芯片及該多路LED燈條的陽極端電性連接，其根據該控制芯片輸出的電壓調整信號動態(tài)調整輸往該多路LED燈條的輸入電壓。
8.根據權利要求7所述的LED背光源驅動電路，其特征在于，該控制芯片為PWM控制芯片，該升壓單元為Boost升壓電路。
9.根據權利要求1所述的LED背光源驅動電路，其特征在于，該預設下基準源信號及該預設上基準源信號根據多路LED燈條所需要的電流而進行設定。
10.一種液晶顯示裝置，其特征在于，其包括權利要求1-9中任一項所述的LED背光源驅動電路。
專利摘要本實用新型涉及LED背光源驅動電路及使用其的液晶顯示裝置，其中LED背光源驅動電路包括下基準電路、驅動電路、上基準電路以及控制單元；下基準電路用于接收預設下基準源信號并輸出相應的下基準驅動信號；驅動電路用于對多路LED燈條的電流進行采樣，由采樣電流得到采樣信號后反饋給下基準電路，以使下基準電路對輸出的下基準驅動信號進行動態(tài)調整，驅動電路對調整的下基準驅動信號進行放大以輸出穩(wěn)定的電壓信號；上基準電路用于接收預設上基準源信號及穩(wěn)定的電壓信號，以輸出不同的上基準電壓；控制單元用于接收上基準電壓，并生成相應的電壓調整信號以調整多路LED燈條的輸入電壓。本實用新型采用低成本的器件就可以實現LED的2D功能與3D功能之間的切換。
文檔編號G09G3/36GK203102822SQ201320064059
公開日2013年7月31日 申請日期2013年2月4日 優(yōu)先權日2013年2月4日
發(fā)明者王清金, 陶淦, 楊丹丹 申請人:青島海信電器股份有限公司