[發明專利]單片集成LED背光與LCD電源驅動系統

無效

• 申請號: 201010600938.9
• 申請日: 2010-12-23
• 公開（公告）號: CN102074214A
• 公開（公告）日: 2011-05-25
• 發明（設計）人: 陳光化;蘇文鵬;邵勇
• 申請（專利權）人: 上海大學
• 主分類號: G09G3/36
• 分類號: G09G3/36;G09G3/34;H05B37/02
• 代理公司: 上海上大專利事務所(普通合伙) 31205
• 代理人: 何文欣

技術領域

本發明涉及一種LED背光驅動和為LCD提供電源的系統，特別是一種單片集成LED背光和LCD電源驅動系統。?

背景技術

液晶顯示屏(LCD)?已成為電視、電腦和各種顯示器的主角，在各類平板顯示中占據了主導地位。但由于液晶顯示屏本身并不發光，所以為液晶顯示屏提供光源的背光源扮演著十分重要的角色。由于LED具有不含汞，色彩還原好、響應速度快、節能、安全、體積小等優點，正吸引著越來越多的廠商開始研制LED背光源。在小尺寸的背光應用中，LED背光源基本已經取代了CCFL，成為背光源的主流，而全球中大尺寸液晶顯示屏的大幅增產必然帶動其背光的產量提升。在中大尺寸液晶屏的應用中，LED背光源取代CCFL背光源已成為趨勢，必將成為LED產業增長的熱點。

當液晶屏的尺寸逐漸增大時，需要幾十甚至幾百顆高亮度LED同時點亮以提供足夠的光源。這就意味著LED背光驅動器必須能夠提供更高的驅動電壓，更大的驅動電流，更嚴格的散熱要求，更靈活的控制方式。這就對中大尺寸液晶顯示屏的LED背光驅動提出了更高的要求。目前中型尺寸的LED背光方案中更多地只是增加了LED的數量，并將串并聯后LED組作為一個整體負載來考慮，通過控制流過這個LED組的總體電流來調節LCD屏的亮度。LDO驅動LED組是比較常用的驅動方案，通過外置的采樣電阻，設定輸出的總電流值，即可保持輸出的總電流恒定，并且支持PWM調光。LDO驅動LED組最大的優勢在于電路非常簡單，而且基本沒有EMI的問題，比較適合和LED燈組做在一起，直接放置在LCD屏內。其主要的問題是效率比較低。為提高整個LED組的驅動效率，用開關電源代替LDO是最直接的方法。采用這種方法的LED背光驅動芯片很多。該方法提高了電源的利用效率，但驅動能力有限，在中型尺寸的LED?背光方案中無法用單片驅動芯片完成，并且無法為每個通道提供開路、短路檢測，這在開關電源供電的方案中非常重要。為了彌補這些驅動芯片的不足，一些半導體廠商推出了高級的驅動芯片。這些芯片的驅動能力強，具有開路、短路、過流、過壓等多種保護。但這些芯片的價格較貴，單片的價格超過了2美元。

另外，為了給LCD提供電源，所以采用專用LED驅動芯片的方案中還需要一塊電源芯片為LCD提供13V的電源。

發明內容

本發明的目的在于針對已有技術存在的缺陷，將LED背光與LCD電源驅動進行功能整合，提供一種單片集成LED背光和LCD電源驅動系統，該驅動系統不但有較強的驅動能力，提供完善的保護功能，而且還為LCD提供電源，減少一塊電源芯片，具有較高的性價比。

為了達到上述目的，本發明的構思是：本發明充分利用單片機上的片上資源，在外接MOSFET驅動、可控恒流源、MOSFET、晶體管、電感、電阻、電容等的基礎上集成LED背光與LCD電源驅動。如圖1所示，單片機上的AD對輸入電壓進行檢測后，其片上的一個PWM模塊輸出的PWM信號，經過MOSFET驅動放大后，驅動一組升壓(boost)電路，為LED提供電源。在升壓電路啟動的過程中，單片機上的AD不斷檢測升壓電路的電流和電壓，以及各通道LED電流。AD測量的結果為升壓電路提供過流保護和電壓調節，為各LED通道提供短路和開路保護。完成LED背光驅動啟動后，單片機上的另一個PWM模塊輸出PWM信號，經MOSFET驅動放大后，驅動另一組升壓電路，將5V輸入電源升壓至13V，為LCD提供電源，以節省一塊電源芯片，降低成本；同樣，單片機監控升壓電路的電流和電壓，為升壓電路提供過流保護和電壓調節。完成設置后，單片機不停的監控兩個升壓電路的電流和電壓，以及各通道LED電流，監控各模塊的工作狀態。單片機上的定時器模塊為LED提供PWM調光支持。所以，該驅動系統不但有較強的驅動能力和靈活性，提供完善的保護功能，而且還為LCD提供電源，減少一塊電源芯片，具有較高的性價比。

根據上述發明構思，本發明采用下述技術方案：