[发明专利]发光二极管驱动电路

说明书

技术领域

本发明是有关于一种发光二极管（Light-Emitting Diode，LED）驱动电路，且特别是有关于一种适用于大功率LED灯源的LED驱动电路。 

背景技术

图1为一种现有常应用在大尺寸液晶显示产品的LED驱动电路的方块图。请参见图1，大尺寸液晶显示产品通常需要使用大功率LED灯源，此大功率LED灯源通常由LED灯串LB1～LBn所构成，且每一LED灯串包括多个串联耦接的LED，其中n为正整数。当n大于1时，这些LED灯串LB1～LBn采用并联方式驱动。LED驱动电路1用于驱动LED灯串LB1～LBn，其包括主电源电路11、待机电源电路12、升压（boost）转换电路13、恒流源电路141～14n、LED反馈控制电路15、LED短路保护电路16与调光控制电路17。

LED驱动电路1接收交流市电经过整流、功率因数修正（Power Factor Corrector,PFC）与滤波后产生的稳定的直流总线电压Vbus，一般约为400伏特（volt，V）。总线电压Vbus经过主电源电路11的降压后产生主电源电压Vm1和Vm2，例如分别为24V和12V。其中，主电源电压Vm1用于再经过升压转换电路13的升压后产生略大于LED灯串所需工作电压的灯管输入电压Vin，例如:工作时LED灯管两端电压为85V，则升压转换电路升压后提供给灯串输入电压为86V，以输出至LED灯串LB1～LBn的输入端。主电源电压Vm2则用于提供液晶显示产品内部如音讯电路（Audio Circuit）与液晶面板(Panel)驱动电路等所需电源。总线电压Vbus另经过待机电源电路12的降压后产生待机电源电压Vsb，例如为:5V，用于提供液晶显示产品内部如主板微控器(Micro Control Unit ,MCU)等在待机模式下仍需工作的组件所需电源。

升压转换电路13包括升压转换器、输出滤波电路与输出反馈控制电路。其中，升压转换器包括作为储能组件的电感器L1与作为开关组件的晶体管Q1和二极管D1，用于将输入较低的直流电转换为各LED灯串所需相对较高的工作输入电压。输出滤波电路包括电容器C1，用于降低升压转换器的输出电压纹波。输出反馈控制电路包括脉宽调变（Pulse-Width Modulation，PWM）控制器U11，用于根据LED反馈控制电路15的输出电压来控制晶体管Q1的开关责任周期以调整升压转换器的输出电压（在本例中即灯串输入电压Vin）。恒流源电路141～14n分别耦接至LED灯串LB1～LBn的输出端，用于控制LED灯串LB1～LBn在工作时电流恒定且大小相等。请参见图2，其为现有常采用三端可调并联稳压器的恒流源电路的电路图。以恒流源电路141为例，其包括晶体管Q2、电阻器R1～R3与具有阳极端A、阴极端K和参考端R的并联稳压器U21。当并联稳压器U21采用如：AZ432时，其内部具有一个1.25V的参考电压源，参考端R电压将稳定在1.25V，使LED灯串LB1的工作电流Ilb1恒定且其值为Ilb1=1.25V/R1。

请再参见图1并配合图2，若LED灯串的输出端电压过低，则降落在恒流源电路中晶体管Q2的漏极端与源极端之间的压降（下称漏源极压降）会偏低而由原本正常工作在恒流区变为工作在可变电阻区而无法对LED灯串做恒流控制，其中，工作于恒流区时Vgs>Vth且Vds>Vgs-Vth，工作于可变电阻区时Vgs>Vth且Vds<Vgs-Vth，其中，Vgs为晶体管Q2的栅极端与源极端之间的压降，Vds为晶体管Q2的漏源极压降，Vth为晶体管Q2的开启电压（threshold voltage）。因此，LED反馈控制电路15通过二极管D11～D1n侦测LED灯串LB1～LBn的输出端电压，并根据所侦测到的输出端电压中最低者来控制PWM控制器U11是否要加大晶体管Q1的开关责任周期以提高灯串输入电压Vin，使降落在所有恒流源电路141～14n中的压降均处于合理状态而能正常工作对LED灯串LB1～LBn做恒流控制。另外，若LED灯串中的LED短路个数太多，则降落在恒流源电路中晶体管Q2的漏源极压降会偏高而增加功耗或甚至因电晶体管Q2因过热而毁坏晶体管Q2。因此，LED短路保护电路16通过二极管D21～D2n侦测LED灯串LB1～LBn的输出端电压，并在所侦测到的输出端电压中最高者大于保护点电压时，关闭PWM控制器U1，使升压转换电路13不再做升压转换，以保护恒流源电路的晶体管等电子零件不被毁坏。