自動調(diào)整開關(guān)頻率的led背光驅(qū)動電路的制作方法
【專利摘要】本實用新型提供了一種自動調(diào)整開關(guān)頻率的LED背光驅(qū)動電路，包括：輸入電源(11)、儲能電感(1)、輸入濾波電容(2)、開關(guān)場效應(yīng)管(3)、輸出濾波電容(4)、整流二極管(5)、微控制器MCU(7)，與現(xiàn)有技術(shù)相比，可實現(xiàn)直流-直流轉(zhuǎn)換電路的開關(guān)頻率動態(tài)自適應(yīng)實時調(diào)整，不僅可以省略人工調(diào)整步驟，減少人力及開發(fā)時間，而且使轉(zhuǎn)換效率最適化，減少了功率損耗，達(dá)到了節(jié)能效果，具有較好的經(jīng)濟(jì)效益以及社會意義，提供了一種實現(xiàn)自動調(diào)整開關(guān)頻率的LED背光驅(qū)動電路的具體實現(xiàn)結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)了本實用新型提供的自動調(diào)整開關(guān)頻率的LED背光驅(qū)動電路。
【專利說明】自動調(diào)整開關(guān)頻率的LED背光驅(qū)動電路
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于LED背光驅(qū)動電路【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種自動調(diào)整開關(guān)頻率的LED背光驅(qū)動電路。
【背景技術(shù)】
[0002]液晶面板的LED背光驅(qū)動電路一般采用直流-直流升壓電路，其電路結(jié)構(gòu)如附圖1所示，主要包括儲能電感、輸入/輸出濾波電容、整流二極管及開關(guān)場效應(yīng)管等，其開關(guān)場效應(yīng)管輸入的開關(guān)信號為固定頻率的脈寬調(diào)制信號。開關(guān)信號一般由專用的LED驅(qū)動芯片或其它具有PWM(Pulse Width Modulation,脈寬調(diào)制)信號的芯片提供，采用恒電流驅(qū)動方式。輸出電流目標(biāo)值取決于驅(qū)動芯片周邊的電路參數(shù)，芯片工作時通過檢測輸出電流的大小，并與預(yù)設(shè)的電流目標(biāo)值進(jìn)行比較，調(diào)節(jié)開關(guān)信號的占空比，從而改變輸出電壓，因負(fù)載不變，則輸出電流隨著改變，直至輸出電流穩(wěn)定在預(yù)設(shè)值。
[0003]在功率轉(zhuǎn)換電路中，轉(zhuǎn)換效率是其中最重要的品質(zhì)因數(shù)之一。為了提高升壓回路的轉(zhuǎn)換效率，目前一般都采用通過硬件電路改善提高升壓回路的轉(zhuǎn)換效率，如提高開關(guān)信號的上升沿及下降沿速率，選用導(dǎo)通電阻更小的開關(guān)效應(yīng)管，選擇直流阻抗極小的電感，增加輸入輸出濾波電容，選擇低壓降的二極管，選擇合理的輸入電壓，使用高品質(zhì)的元器件等，但這些方式一般都會造成硬件成本的上升，而且負(fù)載變化時，升壓電路轉(zhuǎn)換效率也不一定處于最佳轉(zhuǎn)換效率狀態(tài)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實用新型的目的是提供一種自動調(diào)整開關(guān)頻率的LED背光驅(qū)動電路，以解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述缺陷，提供了一種實現(xiàn)自動調(diào)整開關(guān)頻率的LED背光驅(qū)動電路的具體實現(xiàn)結(jié)構(gòu)，以便完成該自動調(diào)整開關(guān)頻率的LED背光驅(qū)動電路。
[0005]為實現(xiàn)本實用新型的目的，本實用新型提供了一種自動調(diào)整開關(guān)頻率的LED背光驅(qū)動電路，包括:輸入電源11、儲能電感1、輸入濾波電容2、開關(guān)場效應(yīng)管3、輸出濾波電容
4、整流二極管5、微控制器MCU7，所述輸入電源11與依次串聯(lián)的所述儲能電感1、所述整流二極管5和負(fù)載12構(gòu)成回路，所述輸入濾波電容2與所述輸入電源11并聯(lián)，所述輸出濾波電容4與所述負(fù)載12并聯(lián)，所述開關(guān)場效應(yīng)管3源極S14與所述輸入電源11負(fù)極連接，所述開關(guān)場效應(yīng)管3漏極D13與所述儲能電感I和所述整流二極管5相連，所述MCU7通過轉(zhuǎn)換效率檢測電路與所述輸入電源11正極連接，且所述MCU7分別與所述開關(guān)場效應(yīng)管3的柵極G15和所述負(fù)載12正極連接。
[0006]其中，所述轉(zhuǎn)換效率檢測電路包括功率檢測模塊6，所述功率檢測模塊6串聯(lián)于所述輸入電源11和所述儲能電感I之間電路，所述MCU7分別與所述功率檢測模塊6和所述負(fù)載12正極連接。
[0007]其中，所述MCU7包括轉(zhuǎn)換效率計算單元、輸入功率接收單元、輸出電壓獲取單元、開關(guān)頻率輸出單元，所述轉(zhuǎn)換效率計算單元用于根據(jù)所述輸入功率接收單元接收的輸入功率Pin和所述輸出電壓獲取的輸出功率Pout，計算出轉(zhuǎn)換效率為Pout/Pin。
[0008]其中，所述輸出電壓獲取單元為模數(shù)轉(zhuǎn)換單元ADC。
[0009]其中，所述轉(zhuǎn)換效率檢測電路包括功率檢測模塊6、模數(shù)轉(zhuǎn)換單元ADC，所述功率檢測模塊6串聯(lián)于所述輸入電源11和所述儲能電感I之間，所述MCU7分別與所述功率檢測模塊6和所述負(fù)載12正極連接，所述ADC串聯(lián)于所述MCU7和所述負(fù)載12之間。
[0010]其中，所述轉(zhuǎn)換效率檢測電路包括輸入電壓電流電路和輸出電壓電流電路，所述MCU通過所述輸入電壓電流電路與所述輸入電源正極連接、通過所述輸出電壓電流電路與所述負(fù)載正極連接。
[0011]其中，所述MCU7實時調(diào)整所述開關(guān)場效應(yīng)管3開關(guān)信號頻率，開關(guān)信號占空比不變。
[0012]本實用新型，與現(xiàn)有技術(shù)相比，可實現(xiàn)直流-直流轉(zhuǎn)換電路的開關(guān)頻率動態(tài)自適應(yīng)實時調(diào)整，不僅可以省略人工調(diào)整步驟，減少人力及開發(fā)時間，而且使轉(zhuǎn)換效率最適化，減少了功率損耗，達(dá)到了節(jié)能效果，具有較好的經(jīng)濟(jì)效益以及社會意義，提供了一種實現(xiàn)自動調(diào)整開關(guān)頻率的LED背光驅(qū)動電路的具體實現(xiàn)結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)了本實用新型提供的自動調(diào)整開關(guān)頻率的LED背光驅(qū)動電路。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1是現(xiàn)有技術(shù)LED背光驅(qū)動電路的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014]圖2是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖3是MCU調(diào)整開關(guān)頻率具體步驟；
[0016]圖中:1_儲能電感,2-輸入濾波電容,3-開關(guān)場效應(yīng)管,4-輸出濾波電容,5-整流二極管，6-功率檢測模塊，7-微控制器，11-輸入電源，12-負(fù)載，13-漏極D，14-源極S，15-柵極G。
【具體實施方式】
[0017]為了使本實用新型的目的、技術(shù)方案及有益效果更加清楚明白，以下結(jié)合附圖以及實施例，對本實用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解為此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型，并不用于限制本實用新型的保護(hù)范圍。
[0018]如圖2所示，為本實用新型提供一種自動調(diào)整開關(guān)頻率的LED背光驅(qū)動電路，包括:輸入電源11、儲能電感1、輸入濾波電容2、開關(guān)場效應(yīng)管3、輸出濾波電容4、整流二極管5、微控制器MCU7，所述輸入電源11與依次串聯(lián)的所述儲能電感1、所述整流二極管5和負(fù)載12構(gòu)成回路，所述輸入濾波電容2與所述輸入電源11并聯(lián)，所述輸出濾波電容4與所述負(fù)載12并聯(lián)，所述開關(guān)場效應(yīng)管3源極S14與所述輸入電源11負(fù)極連接，所述開關(guān)場效應(yīng)管3漏極D13與所述儲能電感I和所述整流二極管5相連，所述MCU7通過轉(zhuǎn)換效率檢測電路與所述輸入電源11正極連接，且所述MCU7分別與所述開關(guān)場效應(yīng)管3的柵極G15和所述負(fù)載12正極連接。
[0019]其中，所述轉(zhuǎn)換效率檢測電路包括功率檢測模塊6，所述功率檢測模塊6串聯(lián)于所述輸入電源11和所述儲能電感I之間電路，所述MCU7分別與所述功率檢測模塊6和所述負(fù)載12正極連接。[0020]工作原理:現(xiàn)有技術(shù)中，所用的LED背光驅(qū)動升壓電路采用開關(guān)頻率固定的方式，通過實驗發(fā)現(xiàn)，開關(guān)頻率對轉(zhuǎn)換效率也存在一定影響。如圖2所示，本實用新型在硬件電路上主要追加了轉(zhuǎn)換效率檢測電路，在輸入側(cè)增加了功率檢測模塊，在輸出側(cè)增加了電壓檢測電路，升壓轉(zhuǎn)換主體電路與現(xiàn)有方案基本相同，利用MCU的檢測、計算、控制等功能，來實時調(diào)節(jié)輸出的開關(guān)，尋找出一個最佳開關(guān)頻率，使轉(zhuǎn)換效率最大化。在負(fù)載變化時，軟件能實時地調(diào)整開關(guān)頻率，達(dá)到頻率隨著輸出端負(fù)載進(jìn)行自適應(yīng)調(diào)整的效果。
[0021]其中，所述MCU7包括轉(zhuǎn)換效率計算單元、輸入功率接收單元、輸出電壓獲取單元、開關(guān)頻率輸出單元，所述轉(zhuǎn)換效率計算單元用于根據(jù)所述輸入功率接收單元接收的輸入功率Pin和所述輸出電壓獲取的輸出功率Pout，計算出轉(zhuǎn)換效率為Pout/Pin。其中，所述輸出電壓獲取單元為模數(shù)轉(zhuǎn)換單元ADC ;或者，所述ADC串聯(lián)于所述MCU7和所述負(fù)載12之間。
[0022]本實用新型微控制器(MCU, Micro Controller Unit)通過實時檢測輸入和輸出功率，進(jìn)而計算出轉(zhuǎn)換效率，以轉(zhuǎn)換效率為基礎(chǔ)，根據(jù)預(yù)設(shè)算法，計算出一個當(dāng)前負(fù)載下的最佳開關(guān)頻率并以此頻率輸出，實現(xiàn)升壓電路的轉(zhuǎn)換效率最佳化實時轉(zhuǎn)換效率通過MCU計算得出，如下:輸入功率檢測:由輸入側(cè)的功率檢測單元完成；輸出功率Pout檢測:Pout=U*I輸出電壓U:微控制器的模數(shù)轉(zhuǎn)換(ADC, Analog-Digital Convertor)單元得出，或由外置的ADC單元轉(zhuǎn)換完成后，MCU直接讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果；輸出電流1:因LED驅(qū)動電流為恒電流驅(qū)動，所以輸出電流即為預(yù)設(shè)電流值(電路正常工作狀態(tài))；轉(zhuǎn)換效率H: n=Pout/Pin0
[0023]如圖3所示，MCU調(diào)整開關(guān)頻率具體步驟如下:
[0024]步驟301，按照預(yù)設(shè)值輸出開關(guān)頻率，計算當(dāng)前轉(zhuǎn)換效率；執(zhí)行步驟302 ；
[0025]步驟302，正向增加一定量的開關(guān)頻率，讀取此時輸入功率，并保存；執(zhí)行步驟303 ；
[0026]步驟303，判斷開關(guān)頻率是否大于最大開關(guān)頻率閥值，若是，執(zhí)行步驟304 ;若否執(zhí)行步驟302 ；
[0027]步驟304,重新按照預(yù)設(shè)值輸出開關(guān)頻率；
[0028]步驟305，負(fù)向減少一定量的開關(guān)頻率，讀取此時輸入功率，并保存；執(zhí)行步驟306 ；
[0029]步驟306，判斷開關(guān)頻率是否大于最小開關(guān)頻率閥值，若是，執(zhí)行步驟305 ;若否執(zhí)行步驟307 ；
[0030]步驟307，篩選出一定數(shù)量輸入功率最小的開關(guān)頻率值，根據(jù)經(jīng)驗規(guī)則選擇最佳開關(guān)頻率。
[0031]本實用新型中所列出的轉(zhuǎn)換效率檢測方法，可采用檢測輸入電壓和電流，輸出電壓和電流，同樣可計算得出轉(zhuǎn)換效率。
[0032]其中，所述轉(zhuǎn)換效率檢測電路包括輸入電壓電流電路和輸出電壓電流電路，所述MCU通過所述輸入電壓電流電路與所述輸入電源正極連接、通過所述輸出電壓電流電路與所述負(fù)載正極連接。
[0033]其中，所述MCU7實時調(diào)整所述開關(guān)場效應(yīng)管3開關(guān)信號頻率，開關(guān)信號占空比不變。
[0034]本實用新型可實現(xiàn)直流-直流轉(zhuǎn)換電路的開關(guān)頻率動態(tài)自適應(yīng)實時調(diào)整，不僅可以省略人工調(diào)整步驟，減少人力及開發(fā)時間，而且使轉(zhuǎn)換效率最適化，減少了功率損耗，達(dá)到了節(jié)能效果。例如，對于20W的LED驅(qū)動電路，若效率提高2%，則單臺設(shè)備能節(jié)省功耗
0.4W。而且本發(fā)明所提出的觀點及方法，具有較強(qiáng)的通用適用性，可以方便地導(dǎo)入到其它功率轉(zhuǎn)換應(yīng)用中。
[0035]以上所述僅是本實用新型的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本實用新型的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種自動調(diào)整開關(guān)頻率的LED背光驅(qū)動電路，其特征在于，包括:輸入電源(11)、儲能電感(I)、輸入濾波電容(2)、開關(guān)場效應(yīng)管(3)、輸出濾波電容(4)、整流二極管(5)、微控制器MCU (7)，所述輸入電源(11)與依次串聯(lián)的所述儲能電感(I)、所述整流二極管(5)和負(fù)載(12)構(gòu)成回路，所述輸入濾波電容(2)與所述輸入電源(11)并聯(lián)，所述輸出濾波電容(4)與所述負(fù)載(12)并聯(lián)，所述開關(guān)場效應(yīng)管(3)源極S (14)與所述輸入電源(11)負(fù)極連接，所述開關(guān)場效應(yīng)管(3)漏極D (13)與所述儲能電感(I)和所述整流二極管(5)相連，所述MCU(7)通過轉(zhuǎn)換效率檢測電路與所述輸入電源(11)正極連接，且所述MCU(7)分別與所述開關(guān)場效應(yīng)管⑶的柵極G(15)和所述負(fù)載(12)正極連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動調(diào)整開關(guān)頻率的LED背光驅(qū)動電路，其特征在于，所述轉(zhuǎn)換效率檢測電路包括功率檢測模塊(6)，所述功率檢測模塊(6)串聯(lián)于所述輸入電源(11)和所述儲能電感(I)之間電路，所述MCU(7)分別與所述功率檢測模塊(6)和所述負(fù)載(12)正極連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的自動調(diào)整開關(guān)頻率的LED背光驅(qū)動電路，其特征在于，所述MCU(7)包括轉(zhuǎn)換效率計算單元、輸入功率接收單元、輸出電壓獲取單元、開關(guān)頻率輸出單元，所述轉(zhuǎn)換效率計算單元用于根據(jù)所述輸入功率接收單元接收的輸入功率Pin和所述輸出電壓獲取的輸出功率Pout，計算出轉(zhuǎn)換效率為Pout/Pin。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的自動調(diào)整開關(guān)頻率的LED背光驅(qū)動電路，其特征在于，所述輸出電壓獲取單元為模數(shù)轉(zhuǎn)換單元ADC。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的自動調(diào)整開關(guān)頻率的LED背光驅(qū)動電路，其特征在于，所述轉(zhuǎn)換效率檢測電路包括功率檢測模塊出)、模數(shù)轉(zhuǎn)換單元ADC，所述功率檢測模塊(6)串聯(lián)于所述輸入電源(11)和所述儲能電感⑴之間，所述MCU(7)分別與所述功率檢測模塊(6)和所述負(fù)載(12)正極連接，所述ADC串聯(lián)于所述MCU(7)和所述負(fù)載(12)之間。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動調(diào)整開關(guān)頻率的LED背光驅(qū)動電路，其特征在于，所述轉(zhuǎn)換效率檢測電路包括輸入電壓電流電路和輸出電壓電流電路，所述MCU通過所述輸入電壓電流電路與所述輸入電源正極連接、通過所述輸出電壓電流電路與所述負(fù)載正極連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6中任一項所述的自動調(diào)整開關(guān)頻率的LED背光驅(qū)動電路，其特征在于，所述MCU (7)實時調(diào)整所述開關(guān)場效應(yīng)管(3)開關(guān)信號頻率，開關(guān)信號占空比不變。
【文檔編號】H05B37/02GK203675385SQ201320896147
【公開日】2014年6月25日 申請日期:2013年12月30日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月30日
【發(fā)明者】陳軍, 董博彥 申請人:天津三星電子有限公司, 三星電子株式會社