一种ＬＥＤ调光驱动系统技术方案

本发明专利技术公开了一种ＬＥＤ调光驱动系统，该驱动系统包含ＰＦＣ级和ＬＥＤ驱动器级，其中ＬＥＤ驱动器级包含一个隔离式变换器和控制器。控制器接收调光信号对背光ＬＥＤ组进行调光，同时控制隔离式变换器的输出电流。本发明专利技术简化了控制系统，将三级控制简化为两级控制，减少了系统部件，同时提高了效率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及LED电源，具体涉及LED电源的控制和LED的调光控制。
技术介绍
白光发光二极管(LED)灯条组可作为液晶显示器(IXD)板的背光，可应用于电脑、 电视等场合，其应用越来越广泛。现有的LED背光电源普遍使用三级式驱动系统，见图1所示。该驱动系统包括功率 因素校正(PFC)级11、隔离式直流-直流(DC-DC)电压变换器级12和LED升压驱动级13。 PFC级11将交流电如220伏特(V)交流市电整流成400V直流线电压。隔离式直流-直流 变换器级12包含隔离式电压变换器，将线电压转换成另一有效值的直流电压一如120V的 电压用于给LED升压驱动级13提供输入电压。LED升压驱动级13包含1至多个非隔离式 升压变换器(boost电路)，接收隔离式电压变换器级12输出的直流电压，经升压变换，用于 为LED液晶板背光组14提供稳定的电流，其中每个boost电路为一组串联的LED—即一个 LED灯条提供电源。此外，隔离式直流-直流电压变换器级12还用于将线电压变压成更低有 效值的直流电压如18V直流电压，经系统电源转换器15的变换输出多路直流电压，如12V、 5V直流电压用于为控制芯片等提供系统电源。从上可见，图1所示的现有LED驱动系统包含了隔离式变换器、非隔离式变换器和 提供系统电源的低压变换器等多个变换器，每个变换器都需要通过控制器来控制，因此，电 路元件较多，体积大，成本高，同时耗能也较高。
技术实现思路
本专利技术公开了用于LED的二级式的调光驱动系统，包含功率因数校正级和隔离式 电压变换器驱动级，其中隔离式电压变换器驱动级包含隔离式电压变换器以及控制器。隔 离式电压变换器对LED灯条进行供电，控制器接收来自外部的调光信号对所述LED灯条进 行调光，并控制所述隔离式电压变换器的输出电流恒定。在一个实施方式里，控制器位于所述隔离式电压变换器的副边，所述隔离式电压 变换器为反激式电压变换器。隔离式电压变换器的原边可包含限流电路限制所述隔离式电 压变换器的原边峰值电流。其中所述限流电路包含电阻和三极管，其中电阻一端连接所述 原边开关的输出端，另一端接原边地；三极管的基极连接所述原边开关的输出端，集电极连 接所述原边开关的门极，射极通过另一电阻连接原边地。本专利技术采用上述结构，可以更简单、成本更低、元件更少的电路结构实现LED的驱 动和调光。附图说明图1示出了现有技术的三级式的LED背光驱动系统。图2示出了本专利技术的一个二级式的LED调光驱动系统实施例，包括PFC级和隔离式电压变换器驱动级。图3示出了本专利技术的一个调光驱动系统模块图实施例。图4示出了一个隔离式电压变换器驱动级模块的具体实施例。图5示出了本专利技术的一个控制器模块图实施例。图6示出了对应图5控制方式的系统工作波形图实施例。图7示出了本专利技术的一个采用半桥式隔离式电压变换器的实施例。图8示出了一个位于原边的限流电路实施例，用于限制原边峰值电流。具体实施例方式图2示出了本专利技术的用于背光领域的LED驱动系统实施例。该LED液晶板背光组 23采用两级式驱动系统，包含PFC级21和隔离式电压变换器驱动级22。PFC级21将交流 电整流成直流线电压，如将交流市电整流成约400V的直流线电压。隔离式电压变换器驱动 级22将线电压转换成另一直流电压用于为LED背光组23提供稳定的电源，其不包含非隔 离式的升压变换器(如Boost电路)。所述LED液晶板背光组23为一至多个LED灯条。每 个灯条为串联的一至多个LED。此外，该驱动系统还包括系统电源转换器M，将线电压转换 成多个低值直流电压，为隔离式电压变换器驱动级22提供工作电源，其中系统电源转换器 M可以为隔离式电压变换器。图3示出了本专利技术的一个调光驱动系统实施例。该驱动系统采用两级驱动，包括 PFC级31和隔离式电压变换器驱动级32。其中隔离式电压变换器驱动级32包含一至多个 隔离式电压变换器模块(模块1、模块2···)，每个模块为一个LED灯条33提供电源。每个隔 离式电压变换器模块包含一个隔离式电压变换器321和控制器322。在图中所示的实施例 中，该隔离式电压变换器为反激式电压变换器321。控制器322接收来自系统外部的调光信 号对LED灯条33进行调光，并且通过控制反激式电压变换器321的原边开关控制反激式电 压变换器321的输出。图3中横向点划线所示为隔离式电压变换器驱动级的隔离线，隔离 线以上所示为原边，隔离线以下所示为副边。在图示的实施例中，控制器322位于隔离式电 压变换器321的副边，因此控制器322通过一隔离式变压器Tl将控制信号输入反激式电压 变换器321的原边。控制器322还可通过光耦将控制信号输入反激式电压变换器321的原 边。控制器322还接收来自系统电源转换器34提供的系统电源(如图中所示的5V和12V) 进行工作。在图示的实施例中，系统电源转换器34为反激式电压变换器。外部电路还可输 入其它控制信号如开/关信号至控制器322控制系统的工作方式。图4示出了一个隔离式电压变换器模块实施例。反激式电压变换器41的原边包 含原边绕组Ll和原边开关Q，其中通过调节原边开关Q的工作占空比调节反激式电压变换 器41输出的能量。在图示的实施例中，原边开关Q为MOSFET器件。反激式电压变换器41 的副边包含副边绕组L2、整流器件D和滤波电容C。LED灯条43由反激式电压变换器41的 输出端供电，并和调光开关K串联。在图示的实施例中，调光开关K为MOSFET器件。控制 器42接收外部调光信号并产生调光PWM信号控制K的门极，通过调节调光PWM信号的占空 比调节LED灯条的明暗度。副边包含一 LED电流反馈电路，该反馈电路为一电流检测电阻 Rl, Rl—端连接调光开关K的源极，另一端接副边地，输出反馈信号FB至控制器42。在图 示的实施例中，反馈电路通过另一电阻R2输出FB信号。FB电压Vfb用于反映调光开关K开通时流过LED灯条43的电流。其中Vfb=IlED*R1。控制器42接收FB信号并根据FB信号输 出门极驱动信号。在图示的实施例中，控制器42输出门极驱动信号GR和GL用于调节原边 开关Q的占空比，其中Veii-Va为一PWM信号，门极驱动信号经变压器Tl耦合到原边电路，形 成驱动PWM信号至原边开关Q的门极，控制Q的占空比，实现LED灯条43的电流恒定。在 另外一种实施方式中，控制器也可以采用光耦将门极驱动信号耦合至原边开关。此外，控制器42还可具有过流保护和无负载保护。其中副边绕组L2和一电阻R3 串联，R3另一端接副边地。R3两端电压V3输入至控制器42，当副边绕组电流过大时，V3升 高至超过一过流参考值，此时，控制器42的门极驱动信号占空比为零，使原边开关Q停止工 作。副边滤波电容C两端电压Vqut即隔离式电压变换器41的输出电压通过由R4、R5组成 的电阻分压器采集V4至控制器42。当副边LED负载断路即无负载时或其它情况导致Vqut 升高至超过一过压参考值时，控制器42的门极驱动信号占空比为零，使原边开关Q停止工 作。图5示出了本专利技术的一个控制器51实施例，该控制器51带有调光和LED电流调 节功能。在该实施例中，控制器51包括误差放大器510、PWM发生模块51本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种ＬＥＤ调光驱动系统，包含：功率因数校正级；隔离式电压变换器驱动级，与所述功率因数校正级耦接，包含隔离式电压变换器以及控制器；ＬＥＤ灯条，包含一至多个串联的ＬＥＤ，由所述隔离式电压变换器进行供电；其中所述控制器接收系统外调光信号对所述ＬＥＤ灯条进行调光，并与隔离式电压变换器耦接，输出控制信号控制隔离式电压变换器。

【技术特征摘要】
1.一种LED调光驱动系统，包含功率因数校正级；隔离式电压变换器驱动级，与所述功率因数校正级耦接，包含隔离式 电压变换器以及控制器；LED灯条，包含一至多个串联的LED，由所述隔离式电压变换器进行供电；其中所述控制器接收系统外调光信号对所述LED灯条进行调光，并与隔离式电压变换 器耦接，输出控制信号控制隔离式电压变换器。2.如权利要求1所述的调光驱动系统，其特征在于，所述隔离式电压变换器的原边包 含串联的原边绕组和原边开关，所述控制器位于所述隔离式电压变换器的副边。3.如权利要求2所述的调光驱动系统，其特征在于，所述隔离式电压变换器为反激式 电压变换器。4.如权利要求2所述的调光驱动系统，其特征在于，所述隔离式电压变换器为半桥式 或全桥式电压变换器。5.如权利要求2所述的调光驱动系统，其特征在于包含多个隔离式电压变换器和多个 LED灯条，每个所述隔离式电压变换器分别串联一个LED灯条后并联。6.如权利要求2所述的调光驱动系统，其特征在于，进一步包含调光开关，和作为负载 的LED灯条串联，其中所述控制器包括驱动模块，接收所述LED灯条的电流反馈信号，输出 驱动PWM信号至所述原边开关的门极控制它的导通和关断；调光控制模块，接收所述调光 信号，输出调光PWM信号至所述调光开关的门极，控制所述LED灯条的亮度。7.如权利要求6所述的调光驱动系统，其特征在于，所述驱动模块包括误差放大器， 接收所述电流反馈信号和参考值，输出差值放大信号；PWM发生模块，接收所述差值放大信 号，输出所述驱动PWM信号至所述原边开关的门极。8.如权利要求7所述的调光驱动系统，其特征在于，所述驱动模块进一步包含电压保 持模块，接收所述电流反馈信号，当所述调光PWM为高电平时，输出正比于所述电流反馈信 号的信号至所述误差放大器；当所述调光PWM为低电平时，输出信号保持不变。9.如权利要求6所述的调光驱动系统，其特征在于，所述原边开关和所述调光开关为 MOSFET 器件。10.如权利要求9所述的调光驱动系统，其特征在于，进一步包含检测电阻，一端连接 所述调光开关的源极端，另一端接地，所述电流反馈信号为所述检测电阻两端的电压。11.如权利要求9所述的调光驱动系统，其特征在于，所述调光信号为PWM信号、直流模 拟信号或直...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜磊，刘白仁，姚凯威，张军明，任远程，
申请(专利权)人：成都芯源系统有限公司，
类型：发明
国别省市：90[中国|成都]