專利名稱：Led背光源驅(qū)動(dòng)電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種LED背光源驅(qū)動(dòng)電路，尤其是涉及一種釆用混合調(diào)節(jié)方式 控制白光LED亮度的LED背光源驅(qū)動(dòng)電路，本發(fā)明通過釆用PFM和P麗混合調(diào) 節(jié)方式控制LED驅(qū)動(dòng)回路的導(dǎo)通與關(guān)閉時(shí)間，以達(dá)到調(diào)節(jié)LED亮度的目的。
背景技術(shù)：
目前用于TFT背光的產(chǎn)品主要有釆用CCFL管制作的背光套件和釆用LED光 源制作的背光套件，由于LED具有顏色再現(xiàn)能力好、壽命長等優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)得到 了越來越多的應(yīng)用，特別是在一些小型的背光場合如手機(jī)、PDA等。
目前巿面上采用的LED背光源驅(qū)動(dòng)電路在調(diào)節(jié)背光件LED亮度時(shí)通常釆用 以下兩種方式
1、 釆用恒定的恒流驅(qū)動(dòng)電路，通過改變恒流驅(qū)動(dòng)電流大小來改變LED的亮度。
2、 釆用P麗控制方式控制電流的通斷時(shí)間比，從而改變電流的有效值，達(dá) 到改變LED亮度的目的。
由于目前用于背光源中產(chǎn)生白光的LED基本上都是釆用藍(lán)光芯片加黃色熒 光粉的技術(shù)來實(shí)現(xiàn)的，在該技術(shù)條件下，改變LED電流大小時(shí)LED表現(xiàn)出的色 溫和色坐標(biāo)都是不同的，因此，在不同值的恒電流條件下，LED的顯色情況是不 同的。
同樣，當(dāng)釆用P麗控制方式來改變LED電流的有效值時(shí)，在需要的亮度很 低的情況下，P麗的占空比很小而使驅(qū)動(dòng)電路導(dǎo)通時(shí)間很短時(shí)，驅(qū)動(dòng)電路輸出電 流的最大值會隨P麗占空比的變化而變化，也同樣會表現(xiàn)出LED色溫和色坐標(biāo) 的不同。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種LED背光源驅(qū)動(dòng)電路，該驅(qū)動(dòng)電路采用混合調(diào)節(jié)方式，使通過LED的電流最大值相同，表現(xiàn)出的色溫和色坐標(biāo)也不隨電流有效 值大小的改變而改變。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了集P麗和PFM于一體的混合調(diào)節(jié)方式。
本發(fā)明的LED背光源驅(qū)動(dòng)電路包括有
一個(gè)接口，用于輸入/輸出電源和控制信號，包括有5V參考電壓輸出、12V 直流電壓輸入、亮度調(diào)節(jié)電壓輸入和開關(guān)控制電壓輸入；
一個(gè)DC/DC轉(zhuǎn)換器，用于將輸入的12V直流電壓轉(zhuǎn)化成5V參考電壓輸出及
為控制器供電；
一個(gè)控制器，用于根據(jù)亮度調(diào)節(jié)電壓和開關(guān)調(diào)節(jié)電壓控制升壓驅(qū)動(dòng)電路的
開通與關(guān)閉；
一個(gè)升壓驅(qū)動(dòng)電路，用于將輸入的12V直流電壓升高，以恒流驅(qū)動(dòng)背光件 LED,并根據(jù)控制器輸出的控制信號開通或關(guān)閉驅(qū)動(dòng)回路。
其中，所述的DC/DC轉(zhuǎn)換器由集成電路U2和電容C7、 C8組成，U2的1腳 與接口的12V直流電壓輸入V2連接，2腳接地，3腳分別連接接口的5V參考電 壓輸出VI和控制器，在U2的l腳與2腳之間并聯(lián)有電容C7、 C8。當(dāng)U2的l腳 輸入12V直流電壓時(shí)，3腳可以輸出相對于2腳為5V的直流電壓。其中的電容 C7、 C8起濾波作用。
所述的控制器為集成有至少2路10位A/D轉(zhuǎn)換器的單片機(jī)，其輸入端SC1 和SC2分別與接口的亮度調(diào)節(jié)電壓輸入控制信號和開關(guān)控制電壓輸入控制信號 連接，輸出的控制信號SC3與升壓驅(qū)動(dòng)電路相連。電源釆用由DC/DC變換器產(chǎn) 生的5V直流電壓，具有PFM和P麗兩種調(diào)節(jié)方式，在要求背光件LED的亮度為 其最高亮度的5~10%時(shí)，釆用PFM方式調(diào)節(jié)，在背光件LED的亮度為其最高亮 度的10~100%時(shí)，釆用P麗方式調(diào)節(jié)。
所述的升壓驅(qū)動(dòng)電路由集成電路Ul,用于軟啟動(dòng)的電容C2，用于電源濾波 的電容Cl,用于開關(guān)補(bǔ)償?shù)碾娙軨5、 C6和電阻R2，用于存儲能量及升壓的電感L1和二極管D1，用于空負(fù)載保護(hù)的二極管D2、 D3和電阻R1、 R3，用于負(fù)載 電流檢測的電阻R4，用于輸出電源濾波的電容C3、 C4組成。C6與R2串聯(lián)后和 C5并聯(lián)接在U1的l腳和地之間，Ul的6腳、7腳連接并接地，3腳串聯(lián)C2后 接地，4腳連接控制器的輸出端SC3， 5腳連接接口的12V直流電壓輸入V2， Ll 兩端連接Ul的5腳和8腳，C1接在U1的5腳與地之間，U1的8腳通過D1與 輸出端V3相連，2腳通過D2與V3相連，通過R3和D3與輸出端V4相連，Rl 的一端與V3相連，另一端接在R3和D3的中間，C3接在V3與地之間，C4接在 V3和V4之間，R4接在V4與地之間。其輸出端V3、 V4與背光件LED相連，用 于驅(qū)動(dòng)背光件LED。
本發(fā)明的LED背光源驅(qū)動(dòng)電路具有電路結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉、焊接調(diào)試方 便、工作可靠等優(yōu)點(diǎn)，LED驅(qū)動(dòng)效率高達(dá)90y。以上，且LED在調(diào)節(jié)亮度時(shí)表現(xiàn)出 的色溫一致性優(yōu)于采用恒定的恒流驅(qū)動(dòng)方式。


圖1是LED背光源驅(qū)動(dòng)電路的結(jié)構(gòu)框圖。 圖2是圖1中DC/DC轉(zhuǎn)換器2的電路圖。 圖3是圖1中升壓驅(qū)動(dòng)電路4的電路圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明的LED背光源驅(qū)動(dòng)電路如圖l所示，由用于輸入/輸出電源和控制信 號的接口 1,用于將輸入的12V直流電壓轉(zhuǎn)化成5V參考電壓輸出及為控制器3 供電的DC/DC轉(zhuǎn)換器2，用于根據(jù)亮度調(diào)節(jié)電壓和開關(guān)調(diào)節(jié)電壓控制升壓驅(qū)動(dòng)電 路開通與關(guān)閉的控制器3和升壓驅(qū)動(dòng)電路4組成，升壓驅(qū)動(dòng)電路4用于將輸入 的12V直流電壓升高，以恒流驅(qū)動(dòng)背光件LED5，并根據(jù)控制器3輸出的控制信
號開通或關(guān)閉驅(qū)動(dòng)回路。
圖2是圖1中DC/DC轉(zhuǎn)換器2的電路圖。
DC/DC轉(zhuǎn)換器2包括用于電壓變換的集成電路U2 (7805)和用于電源濾波的電容C7、 C8。 12V直流電壓通過接口 1輸入給DC/DC轉(zhuǎn)換器2，該12V直流電 壓V2經(jīng)過集成電路U2變換成5V直流電壓， 一方面為LED背光源驅(qū)動(dòng)電路提供 一個(gè)穩(wěn)定的5V直流電壓輸出V5，另一方面為控制器3提供一個(gè)穩(wěn)定的工作電壓 VI,該電路中的電容C7、 C8用于對集成電路U2輸出的5V直流電壓進(jìn)行濾波。 圖3是圖1中升壓驅(qū)動(dòng)電路4的電路圖。
升壓驅(qū)動(dòng)電路4包括用于升壓控制的集成電路U1 (細(xì)C3202 )，用于為集成 電路U1提供軟啟動(dòng)的電容C2，用于為集成電路U1提供開環(huán)補(bǔ)償?shù)碾娙軨5、 C6 和電阻R2，用于給輸入電源濾波的電容Cl,用于升壓存儲能量的電感L1、用于 升壓檢測功能的二極管Dl、 D2、 D3和電阻R1、 R3、 R4,用于輸出電源濾波的電 容C3、 C4。當(dāng)集成電路U1的控制端SC3為高電平時(shí)，Ul通過控制其8腳與地 的導(dǎo)通與關(guān)閉，在8腳產(chǎn)生一個(gè)經(jīng)升壓的電壓，該電壓通過二極管D1、背光件 LED 5、電阻R4形成一個(gè)回路電流，該電流在電阻R4上產(chǎn)生的電壓經(jīng)過二極管 D3、電阻R3反饋到Ul的2腳，通過檢測U1的2腳電壓來控制其8腳對地的導(dǎo) 通與關(guān)閉的時(shí)間比例，并通過濾波電容C3和C4對輸出電流濾波后，產(chǎn)生一個(gè) 穩(wěn)定的輸出電流來驅(qū)動(dòng)背光件LED 5。當(dāng)集成電路U1的控制端SC3輸入低電平 時(shí)，Ul不工作，升壓驅(qū)動(dòng)電路4輸出電流為零。當(dāng)在集成電路U1的控制端SC3 輸入一個(gè)高低電平交替變化的控制信號時(shí)，U1便會在SC3為高時(shí)正常輸出，在 SC3為低時(shí)關(guān)閉輸出，從而在輸出端產(chǎn)生一個(gè)斷續(xù)的輸出電流。當(dāng)在集成電路 Ul控制端SC3加一個(gè)高低電平比例穩(wěn)定的控制信號時(shí)，便會使升壓驅(qū)動(dòng)電路輸 出一個(gè)平均值恒定的驅(qū)動(dòng)電流。
控制器3采用內(nèi)部包含有2路以上A/D轉(zhuǎn)換器的單片機(jī)來實(shí)現(xiàn)。VI為該控 制器工作時(shí)需要的電源電壓，輸入的控制信號SC1為亮度調(diào)節(jié)電壓輸入，SC2為 開關(guān)控制電壓輸入，輸出的控制信號SC3與升壓驅(qū)動(dòng)電路4的控制端相連。
該控制器3根據(jù)亮度調(diào)節(jié)電壓輸入SC1的電壓，經(jīng)過一系列的計(jì)算，在控 制器的輸出端SC3輸出一定的控制信號來控制升壓驅(qū)動(dòng)電路4的導(dǎo)通與關(guān)閉的時(shí)間比例。當(dāng)輸入的控制信號SC1的電壓在其最大值的5~10%范圍時(shí)，令控制
器輸出端SC3輸出一高電平時(shí)間固定為0.5ms的控制信號，其低電平隨輸入的 控制信號SC1電壓大小而變化，此時(shí)即釆用PFM控制方式，通過計(jì)算改變輸出 控制信號SC3的低電平時(shí)間，令升壓驅(qū)動(dòng)電路4輸出電流的有效值與輸入的控 制信號SC1的電壓成比例變化。當(dāng)輸入的控制信號SC1電壓在其最大值的10~ 100%時(shí)，此時(shí)釆用PWM控制方式，具體的實(shí)施方法是，通過計(jì)算，令SC3輸出 的高電平與低電平的時(shí)間和固定為5ms,通過改變高電平與低電平的比例，來控 制升壓驅(qū)動(dòng)電路4的導(dǎo)通與關(guān)閉，進(jìn)而使升壓驅(qū)動(dòng)電路4輸出電流的有效值與 輸入的控制信號SC1的電壓值成正比變化。
控制器3根據(jù)輸入的開關(guān)控制電壓SC2控制驅(qū)動(dòng)電路是否關(guān)閉和開通，當(dāng) 開關(guān)控制電壓低于O. 8V時(shí)，令控制器輸出端SC3輸出低電平，當(dāng)開關(guān)控制電壓 高于2.4V時(shí)，令控制器輸出端SC3的狀態(tài)由亮度調(diào)節(jié)電壓控制，借此功能來完 成背光件LED 5的關(guān)閉和開通。
權(quán)利要求
1、一種LED背光源驅(qū)動(dòng)電路，包括有接口(1)，用于輸入/輸出電源和控制信號，包括有(a)5V參考電壓輸出、(b)12V直流電壓輸入、(c)亮度調(diào)節(jié)電壓輸入和(d)開關(guān)控制電壓輸入；DC/DC轉(zhuǎn)換器(2)，用于將輸入的12V直流電壓轉(zhuǎn)化成5V參考電壓輸出及為控制器(3)供電；控制器(3)，用于根據(jù)亮度調(diào)節(jié)電壓和開關(guān)調(diào)節(jié)電壓控制升壓驅(qū)動(dòng)電路(4)的開通與關(guān)閉；升壓驅(qū)動(dòng)電路(4)，用于將輸入的12V直流電壓升高，恒流驅(qū)動(dòng)背光件LED(5)，并根據(jù)控制器(3)輸出的控制信號開通或關(guān)閉驅(qū)動(dòng)回路。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED背光源驅(qū)動(dòng)電路，其特征是所述的DC/DC轉(zhuǎn) 換器(2)由集成電路U2和電容C7、 C8組成，U2的l腳與接口 ( 1 )的12V直 流電壓輸入V2連接，2腳接地，3腳分別連接接口 (1)的5V參考電壓輸出VI 和控制器(3),在U2的l腳與2腳之間并聯(lián)有電容C7、 C8。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED背光源驅(qū)動(dòng)電路，其特征是所述的控制器(3 ) 為集成有至少2路10位A/D轉(zhuǎn)換器的單片機(jī)，其輸入端SC1和SC2分別與接口(1)的亮度調(diào)節(jié)電壓輸入控制信號和開關(guān)控制電壓輸入控制信號連接，輸出的 控制信號SC3與升壓驅(qū)動(dòng)電路(4)相連。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的LED背光源驅(qū)動(dòng)電路，其特征是所述的控制器(3 ) 具有PFM和P麗兩種調(diào)節(jié)方式。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的LED背光源驅(qū)動(dòng)電路，其特征是當(dāng)要求背光件LED (5)的亮度為其最高亮度的5~10%時(shí)，釆用PFM方式調(diào)節(jié)。
6、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的LED背光源驅(qū)動(dòng)電路,其特征是當(dāng)要求背光件LED (5)的亮度為其最高亮度的10~100%時(shí)，釆用PWM調(diào)節(jié)方式。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED背光源驅(qū)動(dòng)電路，其特征是所述的升壓驅(qū)動(dòng) 電路(4)由集成電路Ul, 二極管D1、 D2、 D3,電感L1，電容C1、 C2、 C3、 C4、C5、 C6，電阻R1、 R2， R3、 R4組成，C6與R2串聯(lián)后和C5并聯(lián)接在Ul的1腳 和地之間，Ul的6腳、7腳連接并接地，3腳串聯(lián)C2后接地，4腳連接控制器 (3)的輸出端SC3， 5腳連接接口 (1)的12V直流電壓輸入V2， Ll兩端分別 連接U1的5腳和8腳，C1接在U1的5腳與地之間，U1的8腳通過D1與輸出 端V3相連，2腳通過D2與V3相連，通過R3和D3與輸出端V4相連，Rl的一 端與V3相連，另一端接在R3和D3的中間，C3接在V3與地之間，C4接在V3 和V4之間，R4接在V4與地之間。
全文摘要
一種LED背光源驅(qū)動(dòng)電路，由用于輸入/輸出電源和控制信號的接口，用于將輸入的12V直流電壓轉(zhuǎn)化成5V參考電壓輸出及為控制器供電的DC/DC轉(zhuǎn)換器，用于根據(jù)亮度調(diào)節(jié)電壓和開關(guān)調(diào)節(jié)電壓控制升壓驅(qū)動(dòng)電路開通與關(guān)閉的控制器和升壓驅(qū)動(dòng)電路組成，升壓驅(qū)動(dòng)電路用于將輸入的12V直流電壓升高，以恒流驅(qū)動(dòng)背光件LED，并根據(jù)控制器輸出的控制信號開通或關(guān)閉驅(qū)動(dòng)回路。本發(fā)明的驅(qū)動(dòng)電路采用集PWM和PFM于一體的混合調(diào)節(jié)方式，使通過LED的電流最大值相同，表現(xiàn)出的色溫和色坐標(biāo)也不隨電流有效值大小的改變而改變，具有電路結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉、焊接調(diào)試方便、工作可靠等優(yōu)點(diǎn)，LED驅(qū)動(dòng)效率高達(dá)90％以上。
文檔編號G09G3/34GK101430863SQ20081008004
公開日2009年5月13日 申請日期2008年12月2日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月2日
發(fā)明者伍永安, 劉朋朋, 李慧蓬 申請人:晉城市環(huán)球利特光電技術(shù)有限公司