一種LED背光驅動保護電路和顯示設備的制作方法

本發明屬于顯示設備領域，尤其涉及一種led背光驅動保護電路和顯示設備。

背景技術：

現在大部分顯示屏中采用的led背光電路，為了使led壽命更長，亮度均勻，通常會使用多路led分開恒流來工作，有兩路、四路、八路等等。采用多路分開恒流的方案，對方案的選用特別重要，目前常用的方案都是采用分路led通過驅動芯片內部來恒流，由于驅動芯片設計的一致性，就可以很好的控制每一路電流都在一定的范圍內，既保證了led的壽命又保證了整機亮度的均勻性。可是隨著led產業的發展，現在led的電壓都會做的比較高，有些可以達到60v以上，那對于現有恒流方案的驅動芯片來說，就是一個比較致命的缺陷。因為現在常用恒流方案的驅動芯片耐壓一般都是60v以下，主要是出于設計成本的考慮，內部耐壓做得越高，驅動芯片成本就會相應的貴很多。

因此，傳統的led背光電路存在需要使用內部耐壓值高的驅動芯片，使得驅動芯片成本高的問題。

技術實現要素：

本發明的目的在于提供一種led背光驅動保護電路和顯示設備，解決傳統的led背光電路存在需要使用內部耐壓值高的驅動芯片，使得驅動芯片成本高問題。

一種led背光驅動保護電路，包括：與電源輸入端連接，用于將輸入電源升至所述led燈串正常工作所需電壓的電壓轉換模塊；與所述電壓轉換模塊連接，用于驅動所述電壓轉換模塊實現升壓的驅動模塊，所述驅動模塊包括驅動芯片；以及與所述驅動芯片及所述電壓轉換模塊連接，用于防止所述led燈串在正負兩端短路時，所述電壓轉換模塊輸出的高壓直接灌進所述驅動芯片導致所述驅動芯片損壞的保護模塊，其中，所述保護模塊為至少一個，每路所述led燈串接一個所述保護模塊。

進一步地，所述保護模塊包括：第一電阻、第二電阻、第一電容和一穩壓管；所述第一電阻和所述第二電阻串聯在所述驅動芯片的led電流吸收腳和所述led燈的負極之間，所述第一電容和所述穩壓管并聯在所述第一電阻和所述第二電阻的公共連接端與地之間。

進一步地，所述穩壓管的耐壓值在所述驅動芯片的耐壓值以下。

進一步地，所述電壓轉換模塊包括：與電源輸入端連接，用于對所述輸入電源進行濾波的濾波單元；與所述濾波單元及所述驅動芯片連接，用于對所述濾波單元輸出的直流電壓進行升壓的升壓單元；及與所述升壓單元及所述驅動芯片連接，用于對所述電壓轉換模塊升壓后的直流電進行過壓檢測和過流檢測的檢測單元。

進一步地，所述濾波單元包括：第二電容和第三電阻；所述第二電容和所述第三電阻并聯在所述電源輸入端與地之間。

進一步地，所述升壓單元包括：第一電感、第一二極管、一mos管和第三電容；所述第一電感、所述第一二極管和所述第三電容串聯在所述濾波單元的輸出端與地之間，且所述第一二極管和所述第三電容的公共端作為所述升壓單元的輸出端，所述mos管的漏極接所述第一二極管的陽極，所述mos管的源極接地，所述mos管的柵極接所述驅動芯片的升壓驅動輸出腳。

進一步地，所述檢測單元包括：第四電阻、第五電阻、第六電阻和第七電阻；所述第四電阻和所述第五電阻串聯在所述升壓單元的輸出端與地之間，所述第四電阻和所述第五電阻的公共連接端接所述驅動芯片的過壓保護引腳，所述第六電阻和所述第七電阻串聯在所述驅動芯片的電流檢測輸入腳和地之間，所述第六電阻和所述第七電阻的公共連接端與所述mos管的源極連接。

進一步地，所述驅動芯片采用ap3064芯片。

進一步地，所述驅動芯片具有：用于接收控制開關機的使能信號的開關機控制引腳；及用于接收亮度調節信號的調光控制引腳。

一種顯示設備，包括至少一路led燈串和上述的led背光驅動保護電路。

上述的led背光驅動保護電路和顯示設備，在led燈和驅動芯片之間增加了保護模塊，即使led正負兩端輸出短路，也可以有效保護驅動芯片不會在短路時受損壞，節約了元件成本以及維修時間，并且設計led輸出電壓也可以不受驅動芯片內部元件耐壓限制。

附圖說明

圖1為本發明一種led背光驅動保護電路的電路模塊示意圖。

圖2為圖1所示一種led背光驅動保護電路的電路原理圖。

具體實施方式

為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，并不用于限定本發明。

請參閱圖1，本發明的較佳實施例中一種led背光驅動保護電路和顯示設備，與至少一路led燈串連接，本實施例示出了與四路led燈串連接的情況，包括：保護模塊11、電壓轉換模塊12和驅動模塊13；電壓轉換模塊12與電源輸入端連接，用于將輸入電壓升至led燈串正常工作所需電壓；驅動模塊13與電壓轉換模塊12連接，用于驅動電壓轉換模塊12實現升壓；保護模塊11和驅動芯片u1及電壓轉換模塊12連接，用于防止led燈串正負兩端短路時，電壓轉換模塊12輸出的高壓直接灌進驅動芯片u1導致驅動芯片u1損壞，其中，保護模塊11為至少一個，每路led燈串接一個保護模塊11，在本實施例中，示出了與四路led燈串相對應的四個保護模塊11。

請參閱圖2，電壓轉換模塊12由濾波單元、升壓單元和檢測單元三部分組成，其中，濾波單元包括濾波電容和電阻，濾波電容可為一個電容或一個以上的電容的串聯或并聯構成的電容組，電阻至少為一個，電阻和電容或電容組并聯構成濾波單元，本實施例為電容c1、電容c2、電容c3、電阻r1和電阻r2并聯接在電壓輸入端和地之間構成濾波單元，其中，電容c1是電解電容，濾波單元對輸入的24v直流電進行濾波后輸出。

進一步地，升壓單元的輸入端連接濾波單元的輸出端，升壓單元將濾波單元輸出的電壓升至led燈串正常工作所需要的電壓值；具體地，升壓單元包括：電感l1、二極管d1、二極管d2、二極管d3、mos管q1、電阻r10、電阻r5、電阻r7、電阻r9、電容c7、電容c8、電容c9、電容c11、電容c12和led燈串；電感l1的第一端接濾波單元的輸出端，電感l1的第二端接二極管d3的陽極，電容c9、電容c11和電容c12并聯接在二極管d3的陰極和地之間，電容c7和電阻r10串聯后并接在二極管d3的兩端，mos管q1的柵極通過電阻r5接驅動芯片u1的驅動輸出腳out，二極管d1的陽極接mos管q1的柵極，二極管d1的陰極接驅動芯片u1的驅動輸出腳out，電阻r7接在mos管q1的柵極和mos管q1的源極之間，mos管q1的漏極接二極管d1的陽極，二極管d1的陰極接電容c8的第一端，電容c8的第二端接地，電阻r9并接在二極管d1的兩端，led燈串的正極接升壓單元的輸出端，led燈串的負極接保護單元。

升壓單元主要是圍繞驅動芯片u1來設計成的一個boost電路，升壓電感l1與mos管q1及整流二極管d3是組成升壓電路的三大元件；驅動芯片u1的第7腳out為驅動輸出腳，去驅動mos管q1來實現升壓的功能，在充電過程中，驅動芯片u1的驅動輸出腳out輸出高電平，mos管q1導通，這時，輸入電壓經過電感l1和mos管q1及電阻r26后接地，二極管d3防止電容c9、電容c11和電容c12對地放電，由于輸入的是24v直流電，所以電感l1上的電流以一定的比率線性增加，隨著電感l1上的電流增加，電感l1里儲存了一些能量；在放電過程中，mos管q1截止，由于電感的電流保持特性，流經電感l1的電流不會馬上變為0，而是緩慢的由充電完畢時的值變為0，而原來的電路已斷開，于是電感只能通過新電路放電，即輸入的24v電壓及電感l1開始給電容c9、電容c11和電容c12充電，電容c9、電容c11和電容c12兩端的電壓升高，此時電壓已經高于輸入電壓了，即升壓完畢，升壓過程其實就是一個電感的能量傳遞過程，充電時，電感l1吸收能量，放電時電感l1放出能量，如果電容量足夠大，那么在升壓單元輸出端就可以在放電過程中保持一個持續的電流，如果這個通斷的過程不斷重復，就可以在電容兩端得到高于輸入電壓的電壓。此處雖然使用了電容c9、電容c11和電容c12三個電容，但是在實際應用中，并不限制使用三個電容，電容的數量可為一個或一個以上。

升壓單元中的電阻r10、電阻r5、電阻r7、電阻r9、電容c7、電容c8、二極管d1和二極管d3都是對mos管起保護作用的，有效吸收尖峰脈沖，限制mos管關斷時的最高電壓，防止mos管因關斷過壓而損壞。

進一步地，檢測單元與升壓單元及驅動芯片u1連接，檢測單元分為兩部分，一部分用于實現過壓檢測，一部分用于實現過流檢測。

過壓檢測的部分包括：電阻r11、電阻r33和電容c10；電阻r11的第一端接升壓單元的輸出端，電阻r11的第二端接驅動芯片u1的過壓保護引腳ovp，電阻r33和電容c10并聯接在電阻r11的第二端和地之間。電阻r11和電阻r33串聯在升壓單元的輸出端與地之間，電阻r11和電阻r33是分壓電阻，驅動芯片的過壓保護引腳ovp的故障電壓點為2v，當輸入到ovp點的電壓超過2v時，驅動芯片u1的第七腳out停止輸出脈沖，實現對電路的過壓保護。

過流檢測的部分包括：電阻r26、電阻r6和電容c6；電阻r26并接在mos管q1的源極和地之間，電阻r6的第一端接mos管q1的源極，電阻r6的第二端接驅動芯片的電流檢測輸入腳cs，電容c6的第一端接所述電阻r6的第二端，電容c6的第二端接地。電阻r26是過流檢測電阻，當電阻r26上的電壓過高時，大電流的一部分流經電阻r26接地，另一部分電流流經電阻r6后輸入到驅動芯片u1的電流檢測引腳cs，電阻r6也可以起到一個限流的作用，驅動芯片u1和限流電阻共同完成相應的過流保護功能。

進一步地，驅動模塊13與電壓轉換模塊12及保護模塊11連接，驅動模塊13中的驅動芯片為ap3064芯片，可以完成四組led分別進行獨立恒流的功能，四組電流都是通過電阻r21來設定，由驅動芯片u1的第2腳電流設定引腳iset來完成，由于是采用內部三極管來恒流，所以內部三極管的耐壓是有限的，目前驅動芯片的最高耐壓為65v。另外，驅動模塊還包括了開關機和調光功能，分別由驅動芯片的第5腳開關機控制引腳en及第12腳調光控制引腳dim來完成，調光范圍為20％～100％；開關機部分由驅動芯片u1、電阻r13、電阻r14和電容c13組成，電阻r13的第一端接收顯示設備的主板發送的使能信號ena，電阻r13的第二端接驅動芯片u1的開關機控制引腳en，顯示設備中主板輸出的使能信號ena通過電阻r13發送到驅動芯片u1的開關機控制引腳en，電阻r14和電容c13并聯在電阻r13的第二端和地之間，實現開關機功能；調光部分由驅動芯片u1、電阻r15、電阻r19和電容c17組成，電阻r15的第一端接收顯示設備的主板輸出的亮度調節信號adj，電阻r15的第二端接驅動芯片u1的調光控制引腳dim，顯示設備中主板輸出的亮度調節信號adj通過電阻r15發送到驅動芯片u1的調光控制引腳dim，電阻r19和電容c17并聯接在電阻r15的第二端和地之間，實現調光功能。

進一步地，保護模塊11和驅動芯片u1及電壓轉換模塊12連接，用于防止led燈串正負兩端短路時，電壓轉換模塊12輸出的高壓直接灌進驅動芯片u1導致驅動芯片u1損壞；本實施例中，led燈串未圖示，僅示出了led燈串的接口cn1和cn2以及與四組led燈串接口對應連接的四組led保護模塊11，包括：第一組保護模塊由電阻r28、電阻r29、電容c18和穩壓二極管zd1組成；第二組保護模塊由電阻r30、電阻r31、電容c19和穩壓管zd2組成；第三組保護模塊由電阻r32、電阻r34、電容c20和穩壓二極管zd3組成；第四組保護模塊由電阻r35、電阻r36、電容c21和穩壓二極管zd4組成；其中，穩壓二極管zd1～zd4的耐壓值低于65v，電阻r28～電阻r32以及電阻r34～電阻r36是限流電阻，電容c18～電容c21是起防雜波的作用的，有效的吸收一些尖脈沖，對驅動芯片u1也有一定的保護功能；電阻r29的第一端連接第一個led燈的負極，電阻r29的第二端連接電容c18，電阻r28、的第一端接驅動芯片u1的第13腳電源吸收腳ch1，電阻r28的第二端接電阻r29的第二端，穩壓管zd1與電容c18并聯在電阻r29第二端和地之間，同理可對應得到其他三組保護模塊11中元器件的連接關系；四路里面的其中任何一路出現短路情況，電壓都會經過相對應的限流電阻和穩壓二極管進行穩壓，這樣，即使輸出座子cn1和cn2中的正負極短路了，也不會把驅動芯片u1給損壞，且由于在保護模塊11中設置的穩壓管的耐壓值低于驅動芯片u1的耐壓值，因此led的輸出電壓會先經過保護模塊11穩壓保護后再輸出給驅動芯片u1，這樣，設計led輸出電壓也可以不受驅動芯片u1內部元件的耐壓限制。

以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，并不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。