一种采用电容平衡的led背光钧流电路的制作方法
专利名称：一种采用电容平衡的led背光钧流电路的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种采用电容平衡的LED背光钧流电路。
背景技术：
目前IXD显示器及IXD电视采用LED背光的比例越来越多，而每个面板采用几串 LED Light Bar，每串LED Light Bar采用几颗LED 二极管串联起来。由于LED 二极管的 电流-电压特性呈现指数特性，且各单体之间存在较大的差异性，所以，如果直接将各LED Light Bar并联起来，会导致各LED串的电流不平衡，这样会影响面板的亮度均勻性及色为了解决上述问题，目前普遍采用的方法是用一个直流-直流升压电路将电压 升压到一定的值，给各LED Light Bar供电，再用电流镜给每串LED Light Bar做钧流。即 在各LED Light Bar的负端和地之间各串联一个由三极管或MOSFET组成的电流镜。利用 电流镜的钧流特性来保证每串LED Light Bar的电流一致。采用该方案存在着以下缺点， 首先电流镜钧流电路会产生额外的功耗，降低效率，其次增加电流镜电路，增加了成本。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是提供一种采用电容平衡的LED背光钧流电路。本发明的采用电容平衡的LED背光钧流电路，包括依次连接的半桥驱动电路、变 压器谐振电路、第一平衡整流电路、两LED灯串以及连接于所述半桥驱动电路和LED灯串的 检测反馈电路，其特征在于，所述的第一平衡整流电路包括一第一平衡电容，其第一端与 所述变压器谐振电路的变压器次级输出第一端连接；一第二平衡电容，其第一端与所述变 压器谐振电路的变压器次级输出第二端连接；一第一二极管，其负极与所述的第一平衡电 容的第二端、一第三二极管的正极连接，正极接地；一第二二极管，其负极与所述的第二平 衡电容的第二端、一第四二极管的正极连接，负极接地；一第一滤波电容，其正极与所述的 第三二极管的负极以及一第一 LED灯串的输入端连接，负极接地；以及一第二滤波电容，其 正极与所述的第四二极管的负极以及一第二 LED灯串的输入端连接，负极接地。本发明具有以下优点
(1)恒流工作时，存在电压差异的LED Light Bar，可以将各LED Light Bar等效为阻 值不等的电阻。(2)每串LED Light Bar各和一个等容量的电容串联，然后由一个统一的交变电 流源驱动。由于电容的电压滞后电流90度，所以各LED Light Bar上的电压和与其相串联 的电容上的电压进行矢量叠加，此叠加后的电压即驱动源的电压都相等。这样，只要调节电 容的容值及驱动电流的频率，就可以将由各LED Light Bar等效电阻差异引起的电流不平 衡限制在可接受的范围内。(3) 将和LED Light Bar相串联的电流平衡电容复用为串联谐振电源的谐振电容。
(4) 可以利用变压器的漏感来作为串联谐振电源的谐振电感，也可以外加一个 电感来作为谐振电感。(5)由于和各LED Light Bar相串联的电容本身具有钧流的特性，所以只要取任 意一串的电流作为反馈，就可以达到所需要的电流。
图1是本发明的电路原理框图。图2是本发明实施例6串LED背光驱动电路示意图。图3是本发明平衡整流电路驱动两串LED灯的电路示意图。图4是图3两串LED灯等效成两电阻的电路连接示意图。图5是图3变压器输出电流正、负半周期状态下的电路等效图。图6是图5简化的等效电路示意图。图7是6串LED背光驱动电路的等效示意图。图8是半桥串联谐振等效电路示意图。图9是LED Light Bar等效电阻分别为最小、最大、常态值时LED Light Bar工作 电流对输入电压的增益曲线图。
具体实施例方式下面结合附图及实施例对本发明做进一步说明。如图1所示，本发明提供一种采用电容平衡的LED背光钧流电路，包括依次连接 的半桥驱动电路、变压器谐振电路、第一平衡整流电路、两LED灯串以及连接于所述半桥驱 动电路和LED灯串的检测反馈电路，其特征在于，所述的第一平衡整流电路包括一第一平 衡电容Cl，其第一端与所述变压器谐振电路的变压器T901次级输出第一端连接；一第二平 衡电容C2，其第一端与所述变压器谐振电路的变压器T901次级输出第二端连接；一第一二 极管D1，其负极与所述的第一平衡电容Cl的第二端、一第三二极管D3的正极连接，正极接 地；一第二二极管D2，其负极与所述的第二平衡电容C2的第二端、一第四二极管D4的正极 连接，正极接地；一第一滤波电容C3，其正极与所述的第三二极管D3的负极以及一第一LED 灯串的输入端连接，负极接地；以及一第二滤波电容C4，其正极与所述的第四二极管D4的 负极以及一第二 LED灯串的输入端连接，负极接地。请参见图2，图2是本发明实施例6串LED背光驱动电路示意图，以两串LED Light Bar为一个单元，图示中6个LED灯串可分为三个单元，它们的电路原理图一样。所以，LED 串数可以成对地扩展或减少，仅需并接相应的平衡整流电路。本发明变压器T901的初级采 用半桥谐振驱动电路，开关管Q919，Q920是半桥谐振开关管；L911是谐振电感，也可以由变 压器T901的漏感组成；变压器T901可以看作一个阻抗变换器，将次级的负载等效变换到初 级；起到隔离直流的作用，且和负载等效电容串联后作为变换器的谐振电容。这里我们以电路原理图中的两个LED串，即LED_string_3，LED_string_4的驱动 来作原理说明，具体如图3所示。由于变压器T901的次级两个绕组(绕组10-11/12 ；绕组 9-7/8)，其7/8端和10端是同名端，所以在T901次级之11/12端和7/8端上的电压呈反相 特性；9，10端相连，呈虚拟接地状态，即在变压器T901次级两个相串连绕组的中点附近电
4另外半周期，电流流经D925，用同样方法可以求出相同的等效电阻。所以，其等效电路 如图5所示。将图5电路中正、负半周期的电路进一步简化就如图6所示。设流过R_AC_string_3_4的电流的有效值为Il_rms ；LED Light Bar的等效阻抗 相等为R_DC_string，其工作电流为Iop。则
权利要求
1.一种采用电容平衡的LED背光钧流电路，包括依次连接的半桥驱动电路、变压器谐 振电路、第一平衡整流电路、两LED灯串以及连接于所述半桥驱动电路和LED灯串的检测反 馈电路，其特征在于，所述的第一平衡整流电路包括一第一平衡电容，其第一端与所述变压器谐振电路的变压器次级输出第一端连接；一第二平衡电容，其第一端与所述变压器谐振电路的变压器次级输出第二端连接；一第一二极管，其负极与所述的第一平衡电容的第二端、一第三二极管的正极连接，正 极接地；一第二二极管，其负极与所述的第二平衡电容的第二端、一第四二极管的正极连接，正 极接地；一第一滤波电容，其正极与所述的第三二极管的负极以及一第一 LED灯串的输入端连 接，负极接地；以及一第二滤波电容，其正极与所述的第四二极管的负极以及一第二 LED灯串的输入端连 接，负极接地。
2.根据权利要求1所述的采用电容平衡的LED背光钧流电路，其特征在于所述的半 桥驱动电路包括第一开关管和第二开关管；所述的变压器谐振电路包括一谐振电感、一 变压器以及一隔离直流电容；所述的谐振电感的第一端与第一开关管的源极和第二开关管 的漏极连接，所述谐振电感的第二端与所述变压器的初级第一端连接所述变压器的初级第 二端经该隔离直流电容接地。
3.根据权利要求1或2所述的采用电容平衡的LED背光钧流电路，其特征在于进一 步包括并接于变压器谐振电路的第二平衡整流电路以及与该第二平衡整流电路输出端连 接的第三、第四LED灯串。
4.根据权利要求3所述的采用电容平衡的LED背光钧流电路，其特征在于进一步包 括并接于变压器谐振电路的第三平衡整流电路以及与该第三平衡整流电路输出端连接的 第五、第六LED灯串。
全文摘要
本发明涉及一种采用电容平衡的LED背光钧流电路，包括依次连接的半桥驱动电路、变压器谐振电路、第一平衡整流电路、两LED灯串以及连接于所述半桥驱动电路和LED灯串的检测反馈电路。本发明用于实现对LCD面板的LED背光驱动，其电路简单，具有高效率、节能、成本低等特点。
文档编号G09G3/34GK102097060SQ20111003090
公开日2011年6月15日 申请日期2011年1月28日 优先权日2011年1月28日
发明者庄锦清, 王星光 申请人:福建捷联电子有限公司
技术领域：
本发明涉及一种采用电容平衡的LED背光钧流电路。
背景技术：
目前IXD显示器及IXD电视采用LED背光的比例越来越多，而每个面板采用几串 LED Light Bar，每串LED Light Bar采用几颗LED 二极管串联起来。由于LED 二极管的 电流-电压特性呈现指数特性，且各单体之间存在较大的差异性，所以，如果直接将各LED Light Bar并联起来，会导致各LED串的电流不平衡，这样会影响面板的亮度均勻性及色为了解决上述问题，目前普遍采用的方法是用一个直流-直流升压电路将电压 升压到一定的值，给各LED Light Bar供电，再用电流镜给每串LED Light Bar做钧流。即 在各LED Light Bar的负端和地之间各串联一个由三极管或MOSFET组成的电流镜。利用 电流镜的钧流特性来保证每串LED Light Bar的电流一致。采用该方案存在着以下缺点， 首先电流镜钧流电路会产生额外的功耗，降低效率，其次增加电流镜电路，增加了成本。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是提供一种采用电容平衡的LED背光钧流电路。本发明的采用电容平衡的LED背光钧流电路，包括依次连接的半桥驱动电路、变 压器谐振电路、第一平衡整流电路、两LED灯串以及连接于所述半桥驱动电路和LED灯串的 检测反馈电路，其特征在于，所述的第一平衡整流电路包括一第一平衡电容，其第一端与 所述变压器谐振电路的变压器次级输出第一端连接；一第二平衡电容，其第一端与所述变 压器谐振电路的变压器次级输出第二端连接；一第一二极管，其负极与所述的第一平衡电 容的第二端、一第三二极管的正极连接，正极接地；一第二二极管，其负极与所述的第二平 衡电容的第二端、一第四二极管的正极连接，负极接地；一第一滤波电容，其正极与所述的 第三二极管的负极以及一第一 LED灯串的输入端连接，负极接地；以及一第二滤波电容，其 正极与所述的第四二极管的负极以及一第二 LED灯串的输入端连接，负极接地。本发明具有以下优点
(1)恒流工作时，存在电压差异的LED Light Bar，可以将各LED Light Bar等效为阻 值不等的电阻。(2)每串LED Light Bar各和一个等容量的电容串联，然后由一个统一的交变电 流源驱动。由于电容的电压滞后电流90度，所以各LED Light Bar上的电压和与其相串联 的电容上的电压进行矢量叠加，此叠加后的电压即驱动源的电压都相等。这样，只要调节电 容的容值及驱动电流的频率，就可以将由各LED Light Bar等效电阻差异引起的电流不平 衡限制在可接受的范围内。(3) 将和LED Light Bar相串联的电流平衡电容复用为串联谐振电源的谐振电容。
(4) 可以利用变压器的漏感来作为串联谐振电源的谐振电感，也可以外加一个 电感来作为谐振电感。(5)由于和各LED Light Bar相串联的电容本身具有钧流的特性，所以只要取任 意一串的电流作为反馈，就可以达到所需要的电流。
图1是本发明的电路原理框图。图2是本发明实施例6串LED背光驱动电路示意图。图3是本发明平衡整流电路驱动两串LED灯的电路示意图。图4是图3两串LED灯等效成两电阻的电路连接示意图。图5是图3变压器输出电流正、负半周期状态下的电路等效图。图6是图5简化的等效电路示意图。图7是6串LED背光驱动电路的等效示意图。图8是半桥串联谐振等效电路示意图。图9是LED Light Bar等效电阻分别为最小、最大、常态值时LED Light Bar工作 电流对输入电压的增益曲线图。
具体实施例方式下面结合附图及实施例对本发明做进一步说明。如图1所示，本发明提供一种采用电容平衡的LED背光钧流电路，包括依次连接 的半桥驱动电路、变压器谐振电路、第一平衡整流电路、两LED灯串以及连接于所述半桥驱 动电路和LED灯串的检测反馈电路，其特征在于，所述的第一平衡整流电路包括一第一平 衡电容Cl，其第一端与所述变压器谐振电路的变压器T901次级输出第一端连接；一第二平 衡电容C2，其第一端与所述变压器谐振电路的变压器T901次级输出第二端连接；一第一二 极管D1，其负极与所述的第一平衡电容Cl的第二端、一第三二极管D3的正极连接，正极接 地；一第二二极管D2，其负极与所述的第二平衡电容C2的第二端、一第四二极管D4的正极 连接，正极接地；一第一滤波电容C3，其正极与所述的第三二极管D3的负极以及一第一LED 灯串的输入端连接，负极接地；以及一第二滤波电容C4，其正极与所述的第四二极管D4的 负极以及一第二 LED灯串的输入端连接，负极接地。请参见图2，图2是本发明实施例6串LED背光驱动电路示意图，以两串LED Light Bar为一个单元，图示中6个LED灯串可分为三个单元，它们的电路原理图一样。所以，LED 串数可以成对地扩展或减少，仅需并接相应的平衡整流电路。本发明变压器T901的初级采 用半桥谐振驱动电路，开关管Q919，Q920是半桥谐振开关管；L911是谐振电感，也可以由变 压器T901的漏感组成；变压器T901可以看作一个阻抗变换器，将次级的负载等效变换到初 级；起到隔离直流的作用，且和负载等效电容串联后作为变换器的谐振电容。这里我们以电路原理图中的两个LED串，即LED_string_3，LED_string_4的驱动 来作原理说明，具体如图3所示。由于变压器T901的次级两个绕组(绕组10-11/12 ；绕组 9-7/8)，其7/8端和10端是同名端，所以在T901次级之11/12端和7/8端上的电压呈反相 特性；9，10端相连，呈虚拟接地状态，即在变压器T901次级两个相串连绕组的中点附近电
4另外半周期，电流流经D925，用同样方法可以求出相同的等效电阻。所以，其等效电路 如图5所示。将图5电路中正、负半周期的电路进一步简化就如图6所示。设流过R_AC_string_3_4的电流的有效值为Il_rms ；LED Light Bar的等效阻抗 相等为R_DC_string，其工作电流为Iop。则
权利要求
1.一种采用电容平衡的LED背光钧流电路，包括依次连接的半桥驱动电路、变压器谐 振电路、第一平衡整流电路、两LED灯串以及连接于所述半桥驱动电路和LED灯串的检测反 馈电路，其特征在于，所述的第一平衡整流电路包括一第一平衡电容，其第一端与所述变压器谐振电路的变压器次级输出第一端连接；一第二平衡电容，其第一端与所述变压器谐振电路的变压器次级输出第二端连接；一第一二极管，其负极与所述的第一平衡电容的第二端、一第三二极管的正极连接，正 极接地；一第二二极管，其负极与所述的第二平衡电容的第二端、一第四二极管的正极连接，正 极接地；一第一滤波电容，其正极与所述的第三二极管的负极以及一第一 LED灯串的输入端连 接，负极接地；以及一第二滤波电容，其正极与所述的第四二极管的负极以及一第二 LED灯串的输入端连 接，负极接地。
2.根据权利要求1所述的采用电容平衡的LED背光钧流电路，其特征在于所述的半 桥驱动电路包括第一开关管和第二开关管；所述的变压器谐振电路包括一谐振电感、一 变压器以及一隔离直流电容；所述的谐振电感的第一端与第一开关管的源极和第二开关管 的漏极连接，所述谐振电感的第二端与所述变压器的初级第一端连接所述变压器的初级第 二端经该隔离直流电容接地。
3.根据权利要求1或2所述的采用电容平衡的LED背光钧流电路，其特征在于进一 步包括并接于变压器谐振电路的第二平衡整流电路以及与该第二平衡整流电路输出端连 接的第三、第四LED灯串。
4.根据权利要求3所述的采用电容平衡的LED背光钧流电路，其特征在于进一步包 括并接于变压器谐振电路的第三平衡整流电路以及与该第三平衡整流电路输出端连接的 第五、第六LED灯串。
全文摘要
本发明涉及一种采用电容平衡的LED背光钧流电路，包括依次连接的半桥驱动电路、变压器谐振电路、第一平衡整流电路、两LED灯串以及连接于所述半桥驱动电路和LED灯串的检测反馈电路。本发明用于实现对LCD面板的LED背光驱动，其电路简单，具有高效率、节能、成本低等特点。
文档编号G09G3/34GK102097060SQ20111003090
公开日2011年6月15日 申请日期2011年1月28日 优先权日2011年1月28日
发明者庄锦清, 王星光 申请人:福建捷联电子有限公司
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