液晶背光源驱动电路

摘要

本发明公开了一种液晶背光源驱动电路，涉及液晶显示器领域。包括升压结构，所述升压机构包括电容C12、电容C13、电感L2、二极管D2以及金氧半场效晶体管Mosfet、电容C11、电容C14、二极管D3和二极管D4，其中，二极管D3的一端连接于电容C13的一端，另一端连接于二极管D4的一端；二极管D4的另一端连接电容C14的一端，即所述电路的输出端，电容C14的另一端接地；电容C11的一端连接于电感L2和二极管D2之间，另一端连接于二极管D3和二极管D4之间。本发明能够降低液晶背光源驱动电路的电路板温度、降低电路的BOM，并提高电路的电流驱动能力。

权利要求

1.一种液晶背光源驱动电路，包括升压结构，所述升压机构包括电容C12、电容C13、电感L2、二极管D2以及金氧半场效晶体管Mosfet，其特征在于，所述电路还包括电容C11、电容C14、二极管D3和二极管D4；

其中，二极管D3的一端连接于电容C13的一端，另一端连接于二极管D4的一端；二极管D4的另一端连接电容C14的一端，即所述电路的输出端，电容C14的另一端接地；

电容C11的一端连接于电感L2和二极管D2之间，另一端连接于二极管D3和二极管D4之间；

电容C12的一端作为所述电路的输入端，且该输入端与电感L2的一端连接，电容C12的另一端接地；

电感L2的另一端连接于二极管D2的一端和Mosfet的一端，Mosfet的另一端接地；

二极管D2的另一端与所述电容C13的一端连接。

2.如权利要求1所述的电路，其特征在于，所述电路中的所有元件都是在100v的耐压工艺下制作的。

3.如权利要求1所述的电路，其特征在于，二极管D2、二极管D3和二极管D4均为稳压二极管。

4.如权利要求1～3任一项所述的电路，其特征在于，在电容C13与二极管D3之间连接有电感L3。

说明书

液晶背光源驱动电路

技术领域

[0001] 本发明涉及液晶显示器领域，尤其涉及一种液晶背光源驱动电路。

背景技术

[0002] CRT显示器是一种使用阴极射线管(Cathode Ray Tube)的显示器。当前，平板显示器已经取代了传统CRT显示器的市场位置。其中尤其以液晶显示器的发展最为迅猛。液晶显示器以其轻、薄、分辨率高、高色域等优势迅速得到了广大消费者的青睐。近些年来，低碳环保等理念逐渐成为了世界各国谈论的议题，在这个大环境之下，以液晶显示器为代表的显示领域也在不断的尝试各种技术，以达到降低功耗、低碳、环保的目的。

[0003] 随着LED光效的逐渐提高，LED具有很长的寿命，且它本身不含有对环境有很大破坏作用的Hg元素。由于LED的这些优点，其在液晶显示器背光源领域应用越来越广泛，利用LED背光源的液晶电视产品以其轻薄和环保的概念征服了很多用户，LED灯管逐渐成为统治背光源灯管类型的产品。但是，也正是由于LED背光源薄的特性，决定了对其进行驱动的电路需要特别的形式。

[0004] 上面提到的轻薄实际上是利用一种边缘式的LED灯摆放设置方法来实现的，也就是说将LED等摆放在显示器的边缘来实现。

[0005] 为了将背光源做到更加的薄，需要减小LED柱的宽度，且以现在的灯管情况来看，需要用到金属基PCB进行设计，金属基PCB为单面PCB就意味着需要单面走线。为了同时兼顾走线与宽度的要求，LED灯在更多情况下需要串联设计。按照多灯的串联方式，一般电压范围会是60～150V左右。作为现在的量产技术而言，输入电压一般为24V。这就存在两个问题：

[0006] 1、24V～150V的转换效率。

[0007] 2、LED背光源的关键器件如Mosfet(金氧半场效晶体管)的散热问题和价格因素。

[0008] 现有的大尺寸液晶背光源驱动电路基于BOOST结构(升压结构)设计，该BOOST结构如图1所示。如图1所示，传统Boost结构如上图。这时候Vout点的电压就大于或者等于V1，其电压波形如图2所示。由图2可见Mosfet上的耐压为150V左右，因此会选择200V耐压Mosfet。该电路的缺陷是：由于使用了耐压值较高的元器件(如Mosfet)，因此电路板的温度较高，而且整个电路的BOM(Bill OF Material，原材料成本)较高；且电路的电流驱动能力不高，也就是输出电流的能力不强。

发明内容

[0009] (一)要解决的技术问题

[0010] 本发明要解决的技术问题是：如何降低液晶背光源驱动电路的电路板温度、降低电路的BOM，并提高电路的电流驱动能力。

[0011] (二)技术方案

[0012] 为解决上述技术问题，本发明提供了一种液晶背光源驱动电路，包括升压结构，所述升压机构包括电容C12、电容C13、电感L2、二极管D2以及金氧半场效晶体管Mosfet，所述电路还包括电容C11、电容C14、二极管D3和二极管D4，

[0013] 其中，二极管D3的一端连接于电容C13的一端，另一端连接于二极管D4的一端；二极管D4的另一端连接电容C14的一端，即所述电路的输出端，电容C14的另一端接地；

[0014] 电容C11的一端连接于电感L2和二极管D2之间，另一端连接于二极管D3和二极管D4之间。

[0015] 其中，所述电路中的所有元件都是在100v的耐压工艺下制作的。

[0016] 其中，电容C12的一端作为所述电路的输入端，且该输入端与电感L2的一端连接，电容C12的另一端接地。

[0017] 其中，电感L2的另一端连接于二极管D2的一端和Mosfet的一端，Mosfet的另一端接地。

[0018] 其中，二极管D2的另一端与所述电容C13的一端连接。

[0019] 其中，二极管D2、二极管D3和二极管D4均为稳压二极管。

[0020] 其中，在电容C13与二极管D3之间连接有电感L3。

[0021] (三)有益效果

[0022] 本发明通过对现有BOOST结构上增加了倍压器电路，实现了电压的二次提升，因此电路的驱动能力得以提高；进一步，在倍压器电路中增加了一个电感，用作续流电感，从而进一步提高了电流驱动能力；且由于以上设计，可以在电路中使用耐压值较低的元器件(例如Mosfet)，从而能够降低电路板的温度，并降低整个电路的BOM。

附图说明

[0023] 图1是现有的BOOST结构电路图；

[0024] 图2是图1中V1点的电压波形图；

[0025] 图3是本发明实施例一的电路图；

[0026] 图4是本发明实施例二的电路图；

[0027] 图5是图4的充电电流波形图；

[0028] 图6是图4中VLX点的电压波形图；

[0029] 图7是图3、4的工作原理图。

具体实施方式

[0030] 下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细说明。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

[0031] 实施例一

[0032] 本发明的实施例一提供了一种液晶背光源驱动电路，如图3所示，包括升压结构，所述升压结构包括电容C12、电容C13、电感L2、二极管D2以及金氧半场效晶体管Mosfet(单驱动Mosfet，DRV)，所述电路还包括电容C11、电容C14、二极管D3和二极管D4，[0033] 其中，二极管D3的一端连接于电容C13的一端，另一端连接于二极管D4的一端；二极管D4的另一端连接电容C14的一端，即所述电路的输出端，电容C14的另一端接地；电容C11的一端连接于电感L2和二极管D2之间，另一端连接于二极管D3和二极管D4之间。
电容C12的一端作为所述电路的输入端，且该输入端与电感L2的一端连接，电容C12的另一端接地。电感L2的另一端连接于二极管D2的一端和Mosfet的一端，Mosfet的另一端接地。二极管D2的另一端与所述电容C13的一端连接。二极管D2、二极管D3和二极管D4均为稳压二极管。

[0034] 图3中VLX点电压为75V，因此可以选择的电路中的所有器件就可以是100V耐压工艺下面做的，因此电路板的热量降低。

[0035] 上述电路由于增加了倍压器电路(包括C11、D3、D4和C14)用作电压的二次提升，如图3所示，第一步升压为由升压电路从Vin升压到V2，第二步是由充电电路从V2升到VOUT。D3、D4之间电压等于(VLX-VD2-VD3)，VLX经过反复给C11充、放电，使得C11和D3、D4之间的电压在VLX到0之间反复，而经过D4电压为(VLX-VD4)，那么经过C14的储能，使得VOUT＝(VLX-VD2-VD3)+(VLX-VD4)＝2*VLX-VD2-VD3-VD4，三个二极管D2、D3、D4压降和约为1伏，因此VOUT相对于VLX得到了(将近)二次提升。如果没有二次提升，VLX＝Vin/(1-D)(D为Mosfet开关占空比)，经过二次提升后VOUT＝2*Vin/(1-D)-VD2-VD3-VD4。可见，同样的占空比条件下电压提高了近一倍。因此电路的驱动能力得以提高。但是由于这种倍压器电路的能量完全靠电容C11传递，电路的驱动能力还不是特别高。因此下面的实施例二在实施例一的基础上做了进一步改进。

[0036] 实施例二

[0037] 如图4所示，本实施例在倍压器电路中增加了一个电感L3(电容C13与二极管D3之间)，用作续流电感，因此能够进一步提升电路整体的电流驱动能力。电感L3的特性是保持其两边的电流大小不变，经其续流，Mosfet断开时，电感L3充电，Mosfet导通时，电感L3放电。因此电感L3的电流补充了输出电流，所以能够提高整体电流的驱动能力。

[0038] 图5的仿真结果表明由于增加了电感L3，可以提高整个电路的充电能力，图5中的600Khz表示Mosfet的开关频率。本发明还针对实施例二进行了另一个仿真实验，仿真结果如图6所示，其显示了VLX点的电压波形，仿真条件为：

[0039] 条件：VIN＝24V，Vout＝135V，Iout＝0.36A

[0040] 电感：L2＝22uH；L3＝6.8uH；

[0041] Mosfet：耐压值100V、3A；

[0042] 二极管：D2的耐压值150V、3A；

[0043] 电容：C12＝10uf，C14＞＝10uf，C11＝2.2uf。

[0044] 参考图7，当开关(Mosfet)闭合时允许电流通过，V2给存储电容C11充电，其存储电压＝V2-VD3。其中，VD3为D3的正向导通电压，大概在0.3V到0.5V左右。

[0045] 当 开关 (Mosfet)打 开 时，VLX升 压 到V2+VD2，此 时 输出 电 压VOUT ＝V2+VD2+V2-VD3-VD4，如果三个二极管的正向导通电压一致，则输出电压VOUT＝2V2-VD4。其中，VD4为D4的正向导通电压，可以看出，VOUT＝2VLX-2VD2-VD4，相比图1中的Vout(小于或等于V1)，输出电压有所提升。VD2和VD4分别为D2、D4的二极管上的管压降，大概在
0.3V到0.5V左右。

[0046] 其中，Mosfet的主要作用是作为开关，为电感储能。其开或关对VOUT无影响。开关频率根据外围器件以及效率设置为20Khz～5Mhz。

[0047] 以上两个实施例中，输出电压相同，只不过由于增加了电感L3，其起到了能量的传递作用，提高了电路的电流驱动能力。

[0048] 需要说明的是，本发明的电路尤其适用于42寸以上的大尺寸液晶显示器中。

[0049] 以上实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本发明的范畴，本发明的专利保护范围应由权利要求限定。