一种LED背光源驱动装置及电视机的制作方法

本实用新型涉及电子技术领域，尤其涉及一种led背光源驱动装置及电视机。

背景技术：

现有技术中，电视机的led背光驱动电路先进行ac(交流市电220v)-dc(24v左右)的电压转换，产生恒压输出的电压源，再经过boost升压(dc-dc，72v左右)后再给led背光灯条供电。由于采用ac-dc和dc-dc两级电源转换，存在电源转换效率低的问题；同时，该led背光驱动电路使用的功率器件较多，导致电路成本较高，占用的pcb面积较大，面对tv三合一板卡目前日益激烈的价格竞争，该led背光驱动电路已经没有竞争优势。

技术实现要素：

针对上述技术问题，本实用新型实施例提供了一种led背光源驱动装置及电视机，以解决现有led背光驱动电路进行两级电源转换导致电源转换效率低的问题。

本实用新型实施例提供一种led背光源驱动装置，连接背光led灯串、输入接口和cpu，其包括滤波整流模块、变压控制模块、输出模块、背光控制模块、保护模块和反馈模块；

所述滤波整流模块连接变压控制模块和输入接口，变压控制模块连接输出模块、背光控制模块和反馈模块，输出模块连接背光控制模块和背光led灯串的正极，保护模块连接背光控制模块、背光led灯串的负极和cpu，背光控制模块连接cpu；

所述滤波整流模块对输入接口传输的交流电源进行滤波整流后输出对应的直流电源，所述变压控制模块将直流电源转换为背光电压和负载供电电压，所述输出模块对背光电压整流滤波后对背光led灯串供电；

所述背光控制模块根据cpu输出的使能信号和调光信号控制输出模块调整背光led灯串的亮度；

所述保护模块在过压、短路时控制背光控制模块输出对应的开关信号，控制输出模块停止输出背光电压；

所述反馈模块根据负载供电电压的电压值输出对应的调整信号，控制变压控制模块对电压值进行调整。

可选地，所述的led背光源驱动装置中，所述滤波整流模块包括emi滤波电路和整流滤波电路；

所述emi滤波电路连接输入接口和整流滤波电路，整流滤波电路连接变压控制模块；

所述emi滤波电路对输入的交流电源进行emi滤波处理，整流滤波电路对emi滤波后的交流电源进行整流滤波后输出直流电源给变压控制模块。

可选地，所述保护模块包括过压保护单元和短路保护单元；

所述过压保护单元连接背光led灯串的负极和背光控制模块，短路保护单元连接背光led灯串的负极、背光控制模块和cpu；

所述过压保护单元用于检测过压时输出过压信号给背光控制模块，短路保护单元用于短路时根据使能信号的电平将调光信号调整为对应电平的电平信号。

可选地，所述的led背光源驱动装置中，所述整流滤波电路包括整流桥和第一电容；

所述整流桥的第3脚和第4脚均连接emi滤波电路，整流桥的第2脚连接第一电容的一端和变压控制模块，整流桥的第1脚和第一电容的另一端均接地。

可选地，所述的led背光源驱动装置中，所述变压控制模块包括变压器、第一pwm控制芯片、第一开关管、第二电容、第一二极管、第二二极管、第一电阻和第二电阻；

所述第一pwm控制芯片的gnd脚接地，第一pwm控制芯片的comp脚连接反馈模块，第一pwm控制芯片的otp脚通过第一电阻接地，第一pwm控制芯片的out脚连接第一开关管的栅极、第一pwm控制芯片的vcc脚连接供电端和第一二极管的负极，第一pwm控制芯片的cs脚连接第一开关管的源极和第二电阻的一端，第二电阻的另一端接地，第一开关管的漏极连接变压器的第7脚，变压器的第9脚连接整流桥的第2脚和第一电容的一端，变压器的第10脚接地，变压器的第11脚连接第一二极管的正极，变压器的第6脚连接输出模块，变压器的第1脚连接背光led灯串的负极；变压器的第5脚连接第二电容的一端、电源端和反馈模块，变压器的第2脚连接第二二极管的负极，第二二极管的正极连接第二电容的另一端和地。

可选地，所述的led背光源驱动装置中，所述输出模块包括第二开关管、第三二极管、第四二极管、第三电容、第三电阻和第四电阻；

所述第三二极管的正极连接变压器的第6脚，第三二极管的负极连接第二开关管的漏极，第二开关管的栅极通过第四电阻连接背光控制模块；第二开关管的源极连接第三电阻的一端、第四二极管的正极和背光控制模块；第三电阻的另一端连接第四二极管的负极、第三电容的一端、背光led灯串的正极和地，第三电容的另一端连接背光led灯串的负极。

可选地，所述的led背光源驱动装置中，所述背光控制模块包括第二pwm控制芯片、第四电容、第五电容、第五电阻、第六电阻、第七电阻和第八电阻；

所述第二pwm控制芯片的vdd脚连接电源端；第二pwm控制芯片的en脚连接第四电容的一端、第五电阻的一端和第六电阻的一端；第四电容的另一端连接第五电阻的另一端和地，第六电阻的另一端连接保护模块和cpu的pwm1脚；第二pwm控制芯片的cmp脚通过第五电容连接第七电阻的一端、第八电阻的一端、第二pwm控制芯片的inn脚和保护模块；第八电阻的另一端连接cpu的pwm2脚，第二pwm控制芯片的out脚通过第四电阻连接第二开关管的栅极，第二pwm控制芯片的gnd脚连接freq脚和地，第二pwm控制芯片的ocp脚连接保护模块。

可选地，所述的led背光源驱动装置中，所述过压保护单元包括第三开关管、第五二极管、第九电阻、第十电阻和第十一电阻；

所述第三开关管的基极连接第五二极管的负极，第五二极管的正极通过第九电阻连接背光led灯串的负极，第三开关管的发射极通过第十电阻连接供电端，第三开关管的集电极连接第十一电阻的一端和第二pwm控制芯片的ocp脚，第十一电阻的另一端接地。

可选地，所述的led背光源驱动装置中，所述短路保护单元包括第六二极管、第四开关管、第五开关管、第六开关管、第七开关管、第六电容、第十二电阻、第十三电阻、第十四电阻、第十五电阻、第十六电阻、第十七电阻、第十八电阻和第十九电阻；

所述第四开关管的基极通过第十四电阻连接第六电容的一端和第十九电阻的一端，第十九电阻的另一端连接cpu的pwm1脚和第六电阻的另一端，第四开关管的集电极通过第十三电阻连接第十二电阻的一端和第七开关管的基极，第七开关管的发射极连接电源端和第十二电阻的另一端，第七开关管的集电极通过第十八电阻连接第十六电阻的一端和第五开关管的集电极，第五开关管的基极连接第六二极管的负极，第六二极管的正极通过第十五电阻连接背光led灯串的负极，第十六电阻的另一端连接第六开关管的基极，第六开关管的集电极通过第十七电阻连接供电端，第六开关管的发射极连接第二pwm控制芯片的inn脚；第四开关管的发射极、第五开关管的集电极和第六电容的另一端均接地。

本实用新型实施例第二方面提供了一种电视机，包括一主板和液晶屏，所述主板上设置有输入接口和cpu，其还设置有所述的led背光源驱动装置；

所述led背光源驱动装置连接输入接口、cpu和液晶屏中的背光led灯串；

所述led背光源驱动装置将输入接口传输的交流电源转换为背光电压给背光led灯串供电，根据cpu输出的使能信号和调光信号调整背光led灯串的亮度，在过压、短路时停止输出背光电压。

本实用新型实施例提供的技术方案中，电视机包括一主板和液晶屏，所述主板上设置有输入接口、cpu和led背光源驱动装置；所述led背光源驱动装置连接输入接口、cpu和液晶屏中的背光led灯串；所述led背光源驱动装置将输入接口传输的交流电源转换为背光电压给背光led灯串供电，根据cpu输出的使能信号和调光信号调整背光led灯串的亮度，在过压、短路时停止输出背光电压。该led背光源驱动装置只需进行一次转换就能输出所需的背光电压，无需进行两级电源转换，从而提高了电源转换效率，即可解决现有led背光驱动电路进行两级电源转换导致电源转换效率低的问题。

附图说明

图1为本实用新型实施例中电视机的结构框图。

图2为本实用新型实施例led背光源驱动装置的电路图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。本实用新型中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请同时参阅图1和图2，本实用新型实施例提供的电视机包括一主板和液晶屏，所述主板上设置有led背光源驱动装置10、输入接口20和cpu30；所述led背光源驱动装置10连接输入接口20、cpu30和液晶屏中的背光led灯串40(led1～led1n，led2～led2n)；所述led背光源驱动装置10将输入接口20传输的交流电源转换为背光电压给背光led灯串供电，根据cpu输出的使能信号和调光信号调整背光led灯串的亮度，在过压、短路时停止输出背光电压。

其中，所述输入接口20、cpu30(型号优选为msd53ruu，还可根据需求替换为msd338sz、msd638jsm或msd648wy1)和背光led灯串40均为现有技术。该led背光源驱动装置只需进行一次转换就能输出所需的背光电压，无需进行两级电源转换，从而提高了电源转换效率，即可解决现有led背光驱动电路进行两级电源转换导致电源转换效率低的问题。

所述led背光源驱动装置10包括滤波整流模块100、变压控制模块200、输出模块300、背光控制模块400、保护模块500和反馈模块600；所述滤波整流模块100连接变压控制模块200和输入接口20，变压控制模块200连接输出模块300、背光控制模块400和反馈模块600，输出模块300连接背光控制模块400和背光led灯串40的正极led+，保护模块500连接背光控制模块400、背光led灯串40的负极led-和cpu，背光控制模块400连接cpu；

所述滤波整流模块100对输入接口20传输的交流电源进行滤波整流后输出对应的直流电源，所述变压控制模块200将直流电源转换为背光电压和负载供电电压，所述输出模块300对背光电压进行整流滤波后输出对背光led灯串40供电；所述背光控制模块400根据cpu输出的使能信号和调光信号输出对应脉冲的开关信号，控制输出模块300调整背光led灯串40的亮度；所述保护模块500检测过压时输出对应电平的过压信号给背光控制模块400，背光控制模块400输出对应电平的开关信号控制输出模块300停止输出背光电压，以实现过压保护；过压的情况消除后则过压信号的电平改变，则不再触发保护，开关信号由使能信号和调光信号决定；所述保护模块500在短路时(cpu将输出低电平的使能信号)将调光信号调整为对应电平的电平信号，背光控制模块400根据电平的调光信号输出对应电平的开关信号、控制输出模块300停止输出背光电压，以实现短路保护；短路的情况消除后使能信号恢复高电平，调光信号由cpu控制。所述反馈模块600实时检测负载供电电压的电压值并输出对应的调整信号，控制变压控制模块200对电压值进行调整。

所述滤波整流模块100包括emi滤波电路110和整流滤波电路120，emi滤波电路110连接输入接口20和整流滤波电路120，整流滤波电路120连接变压控制模块200；所述emi滤波电路110对输入的交流电源进行emi滤波处理，整流滤波电路120对emi滤波后的交流电源进行整流滤波后输出直流电源给变压控制模块200。

所述emi滤波电路110为现有技术，此处不作详述。所述整流滤波电路120包括整流桥bd和第一电容c1；所述整流桥bd的第3脚和第4脚均连接emi滤波电路110，整流桥bd的第2脚连接第一电容c1的一端和变压控制模块200，整流桥bd的第1脚和第一电容c1的另一端均接地。其中，第一电容c1为电解电容。通过整流桥bd整流、第一电容c1滤波后输出320v的直流电源给变压控制模块200。

所述变压控制模块200包括变压器t、第一pwm控制芯片u1、第一开关管q1、第二电容c2、第一二极管d1、第二二极管d2、第一电阻r1和第二电阻r2；所述第一pwm控制芯片u1的gnd脚接地，第一pwm控制芯片u1的comp脚连接反馈模块600，第一pwm控制芯片u1的otp脚通过第一电阻r1接地，第一pwm控制芯片u1的out脚连接第一开关管q1的栅极、第一pwm控制芯片u1的vcc脚连接供电端(提供供电电压vcc)和第一二极管d1的负极，第一pwm控制芯片u1的cs脚连接第一开关管q1的源极和第二电阻r2的一端，第二电阻r2的另一端接地，第一开关管q1的漏极连接变压器t的第7脚，变压器t的第9脚连接整流桥bd的第2脚和第一电容c1的一端，变压器t的第10脚接地，变压器t的第11脚连接第一二极管d1的正极，变压器t的第6脚连接输出模块300，变压器t的第1脚连接背光led灯串40的负极led-；变压器t的第5脚连接第二电容c2的一端、电源端12vs(给负载提供12v的电压)和反馈模块600，变压器t的第2脚连接第二二极管d2的负极，第二二极管d2的正极连接第二电容c2的另一端和地。

其中，所述第一pwm控制芯片u1的型号优选为ld5535，变压器t的型号优选为eq26或eq32，第二电容c2为电解电容，第一开关管q1为nmos管。变压器t的将其第9脚输入的320v直流电源转换为72v左右的背光电压(从第6脚输出)和12v左右的负载供电电压(从第5脚输出至电源端)。第二电容c2对负载供电电压滤波。第一pwm控制芯片u1根据反馈模块600传输的调整信号输出对应占空比的控制信号来控制第一开关管q1的通断状态，从而调整变压器t转换出的电压值，使背光电压和负载供电电压稳定在对应的72v和12v。

所述输出模块300包括第二开关管q2、第三二极管d3、第四二极管d4、第三电容c3、第三电阻r3和第四电阻r4；所述第三二极管d3的正极连接变压器t的第6脚，第三二极管d3的负极连接第二开关管q2的漏极，第二开关管q2的栅极通过第四电阻r4连接背光控制模块400；第二开关管q2的源极连接第三电阻r3的一端、第四二极管d4的正极和背光控制模块400；第三电阻r3的另一端连接第四二极管d4的负极、第三电容c3的一端、背光led灯串40的正极led+和地，第三电容c3的另一端连接背光led灯串40的负极led-。

其中，第三二极管d3用于对72v的背光电压进行整流；第二开关管q2为nmos管，根据背光控制模块400输出的开关信号的高低电平来控制第二开关管q2的通断状态；q2导通时背光电压输出、通过r3和d4组成的电流采样电路进行电流采样、再通过c3滤波后输出给背光led灯串40供电；q2截止时，无背光电压输出，背光led灯串40熄灭。

所述背光控制模块400包括第二pwm控制芯片u2、第四电容c4、第五电容c5、第五电阻r5、第六电阻r6、第七电阻r7和第八电阻r8；所述第二pwm控制芯片u2的vdd脚连接电源端12vs；第二pwm控制芯片u2的en脚连接第四电容c4的一端、第五电阻r5的一端和第六电阻r6的一端；第四电容c4的另一端连接第五电阻r5的另一端和地，第六电阻r6的另一端连接保护模块500和cpu的pwm1脚(用于输出使能信号来使能第二pwm控制芯片的工作)；第二pwm控制芯片u2的cmp脚通过第五电容c5连接第七电阻r7的一端、第八电阻r8的一端、第二pwm控制芯片u2的inn脚和保护模块500；第八电阻r8的另一端连接cpu的pwm2脚(用于输出调光信号来调整led灯的亮度)，第二pwm控制芯片u2的out脚通过第四电阻r4连接第二开关管q2的栅极，第二pwm控制芯片u2的gnd脚连接freq脚和地，第二pwm控制芯片u2的ocp脚连接保护模块500。

其中，所述第二pwm控制芯片的型号为bit3368，当cpu输出的使能信号en为高电平时，第二pwm控制芯片u2开始工作，根据cpu输出的调光信号adj(pwm脉冲)从其out脚输出对应的开关信号(pwm脉冲)控制q2的通断，开关信号的占空比即可改变通过q2输出的电流大小，从而调整背光led灯串40的亮暗程度。本实施例还对调光信号adj进行复用，在短路时保护模块500将调光信号adj变为高电平，第二pwm控制芯片u2的out脚输出低电平的开关信号使q2截止，停止供电从而实现短路保护。所述第二pwm控制芯片u2还根据保护模块500输出的过压信号输出低电平的开关信号，使q2截止时，停止供电从而实现过压保护。

所述保护模块500包括过压保护单元510和短路保护单元520，所述过压保护单元510连接背光led灯串40的负极led-和背光控制模块400，短路保护单元520连接背光led灯串40的负极led-、背光控制模块400和cpu。所述过压保护单元510用于检测过压时输出过压信号给背光控制模块400，短路保护单元520用于短路时根据使能信号的电平将调光信号调整为对应电平的电平信号。

所述过压保护单元510包括第三开关管q3、第五二极管d5、第九电阻r9、第十电阻r10和第十一电阻r11；所述第三开关管q3的基极连接第五二极管d5的负极，第五二极管d5的正极通过第九电阻r9连接背光led灯串40的负极led-，第三开关管q3的发射极通过第十电阻r10连接供电端5vs(提供5v电压)，第三开关管q3的集电极连接第十一电阻r11的一端和第二pwm控制芯片u2的ocp脚，第十一电阻r11的另一端接地。

其中，所述第三开关管q3为pnp三极管。正常情况下，背光led灯串40的负极led-为低电平，led-电压不足以让d5击穿导通，d5为稳压二极管，所以第三开关管q3截止，此时第二pwm控制芯片u2的ocp脚检测到低电平(被r11拉低)，表明正常。假设一串背光led灯串中设置10个led灯，若实际多接2个led灯导致过压或其他情况使背光led灯串40出现过压，即背光led灯串40的电压升高，则背光led灯串40的负极led-的电压更低了，也就是led-更低了，此时d5击穿导通，进入稳压状态，第三开关管q3导通，从而将5vs电压加在r11上，第二pwm控制芯片u2的ocp脚上检测到高电平，u2保护，则第二pwm控制芯片u2的out脚输出低电平的开关信号，使q2截止，即可暂停输出背光电压，以实现背光系统的过压保护。过压的情况消除后过压信号恢复低电平，则不再有触发过压保护，此时开关信号由使能信号和调光信号决定。

所述短路保护单元520包括第六二极管d6、第四开关管q4、第五开关管q5、第六开关管q6、第七开关管q7、第六电容c6、第十二电阻r12、第十三电阻r13、第十四电阻r14、第十五电阻r15、第十六电阻r16、第十七电阻r17、第十八电阻r18和第十九电阻r19；所述第四开关管q4的基极通过第十四电阻r14连接第六电容c6的一端和第十九电阻r19的一端，第十九电阻r19的另一端连接cpu的pwm1脚和第六电阻r6的另一端，第四开关管q4的集电极通过第十三电阻r13连接第十二电阻r12的一端和第七开关管q7的基极，第七开关管q7的发射极连接电源端和第十二电阻r12的另一端，第七开关管q7的集电极通过第十八电阻r18连接第十六电阻r16的一端和第五开关管q5的集电极，第五开关管q5的基极连接第六二极管d6的负极，第六二极管d6的正极通过第十五电阻r15连接背光led灯串40的负极led-，第十六电阻r16的另一端连接第六开关管q6的基极，第六开关管q6的集电极通过第十七电阻r17连接供电端5vs，第六开关管q6的发射极连接第二pwm控制芯片u2的inn脚；第四开关管q4的发射极、第五开关管q5的集电极和第六电容c6的另一端均接地。

其中，第四开关管q4为npn三极管，第五开关管q5为pnp三极管，第六开关管q6为npn三极管，第七开关管q7为pnp三极管；d6为稳压二极管，只有led-够负的时候，d6齐纳击穿，q5才导通。正常情况下，q4和q7都是导通的，led-的电压够负，稳压管d6也处于击穿稳压状态，所以q5也导通，导致q6截止，adj信号正常；当led+(此处接地)和led-短路时，led-电压升高，d6不再被击穿，q5截止，q6导通，adj电压被r17拉高，u2保护，输出低电平的开关信号使q2截止。

所述反馈模块600包括光耦op、基准源t、第七电容c7、第二十电阻r20和第二十一电阻r21；所述光耦op的第1脚连接第二十一电阻r21的一端和变压器t的第5脚，光耦op的第2脚连接基准源t的阴极c和第七电容c7的一端，光耦op的第3脚接地，光耦op的第4脚连接第一pwm控制芯片u1的comp脚；基准源t的参考端r连接第二十电阻r20的一端、第七电容c7的另一端和第二十一电阻r21的另一端；基准源t的阳极a连接第二十电阻r20的另一端和地。

其中，所述第二十电阻r20和第二十一电阻r21组成分压电阻，用于对负债供电电压进行分压，当负债供电电压的电压值波动时，分压对应改变，基准源t对应改变光耦op的导通状态，输出对应的调整信号给第一pwm控制芯片u1，改变控制信号的占空比使q1对应通断，即可调整变压器t的电压输出。

综上所述，本实用新型提供的led背光源驱动装置及电视机，能直接输出所需的背光电压，无需进行两级电源转换，从而提高了电源转换效率，减少电路功率器件(进行电压转换的器件)及pcb使用面积，降低电路成本；还增加了过压短路保护，提高了使用的安全性。

以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

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