[发明专利]一种LED背光驱动电路

说明书

技术领域

本发明涉及一种驱动电路，尤其涉及一种带变压器均流的LED背光驱动电路，属于LED驱动领域。

背景技术

以前的液晶显示屏(LCD)背光源主要由冷阴极荧光灯(CCFL)构成。随着发光二极管(LED)的发展，由于其具有发光效率高、响应速度快、色彩还原性好、寿命长以及无汞等优点，在液晶电视(LCD TV)等大屏幕应用中LED逐渐开始取代CCFL成为主要的背光源。

为了获得足够的亮度，在背光应用中需要将很多的LED串联使用。然而，出于对特定功率变换或安全等实际问题的考虑，每串中LED的数目通常有一定的限制，因此在实际的大尺寸LCD背光应用中，LED通常先串联组成LED串，然后各LED串再并联起来组成LED阵列。为了使整个LCD屏幕亮度一致，各LED串必须提供相同的发光亮度。由LED的特性可知，LED的发光亮度正比于其驱动电流，而LED两端电压很小的波动就会导致流过LED的电流发生很大的变化。因此，为了产生恒定的亮度，必须对LED背光电源中的各串LED进行恒流控制。

典型的LED背光电源结构(如图1所示)一般由三级电路组成：第一级是功率因数校正电路(PFC)，第二级是DC-DC隔离变换器，第三级是LED驱动电路。传统的LED驱动电路如图2所示。LED驱动电路用来驱动LED串，并对各串LED进行均流控制以产生相同的亮度。

LED均流电路通常是由运算放大器、晶体管、MOSFET等主动元件或是由这些元件集成的PWM控制器来实现的。由这些主动元件组成的LED均流电路(如图3所示)在均流时元件的导通损耗很大，使得整个背光系统的散热问题很难解决。另外，在主动均流电路中，每一串LED都需要一个专门的均流控制电路，以分别对各串电流进行单独控制，这就增加了整个系统的复杂性和成本，降低了系统的效率，因此这种主动均流方法并不适用于LED串数很多的场合。

为了克服主动均流电路的缺陷，出现了由电容、电感等被动元件代替主动元件所组成的被动均流电路：1、电容均流电路，如图4(a)所示，它由电容与两串反并联的LED串联组成。该电路的输入是高频的交流信号，流过各串LED的电流波形是交流半波，因此各串LED导通的最大占空比只有50％，而且只有与同一电容相串联的两串反并联的LED才能实现良好的均流，其余各串LED之间并不能实现均流。2、变压器均流电路，如图4(b)所示，该电路中变压器的原、副边分别与两串LED串联来实现均流，但是这种方法只能用于LED串数是偶数的场合。

发明内容

本发明针对背景技术所述LED驱动电路的均流电路存在的缺陷，而提出一种带变压器均流的LED背光驱动电路。

该电路的结构包括：电感、Boost开关管和n路LED均流电路，n为LED的串数，n为大于1的自然数，电感的一端接入直流输入电压，电感的另一端连接Boost开关管的漏极，Boost开关管的源极接地，n路LED均流电路中：第一路LED均流电路包括第一均流开关管和第一变压器的副边绕组，第一均流开关管的漏极连接Boost开关管的漏极，第一均流开关管的源极连接第一变压器副边绕组的异名端，第一变压器副边绕组的同名端连接第一LED串的输入端；第n路LED均流电路包括第n均流开关管和第n-1变压器的原边绕组，第n均流开关管的漏极连接Boost开关管的漏极，第n均流开关管的源极连接第n-1变压器原边绕组的同名端，第n-1变压器原边绕组的异名端连接第n LED串的输入端；当n＞2时，令1＜i＜n，i为自然数，第i路LED均流电路包括第i均流开关管、第i-1变压器的原边绕组和第i变压器的副边绕组，第i均流开关管的漏极连接Boost开关管的漏极，第i均流开关管的源极连接第i-1变压器原边绕组的同名端，第i-1变压器原边绕组的异名端连接第i变压器副边绕组的异名端，第i变压器副边绕组的同名端连接第i LED串的输入端；所有LED串的输出端均连接Boost开关管的源极并接地。

本发明是在LED驱动电路中串入被动型变压器实现LED串的均流，仅需要n-1个小尺寸变压器就可实现n串LED的均流，可应用于大于1的任意奇数或偶数串LED并联的系统。与传统的主动均流方法相比，本发明使用的元器件数量和损耗都极大的减小，系统成本大大降低，因此非常适合应用于液晶电视等大屏幕LCD的背光系统。

附图说明

图1为典型的LED背光电源结构示意图。

图2为传统的LED驱动电路示意图。

图3为三种主动LED均流电路原理图。

图4(a)为电容均流电路原理图；图4(b)为变压器均流电路原理图。

图5为本发明的电路原理图。