一種基于運放負反饋電路的LCD顯示屏背光恒流驅動電路制造技術

本實用新型專利技術公開了一種基于運放負反饋電路的LCD顯示屏背光恒流驅動電路，包括電源、PWM控制電路、LED驅動電路、分壓電路和運放反饋電路，PWM控制電路用以控制背光LED開關的時間，進而控制背光LED的亮度；分壓電路用以設定運放反饋電路正極輸入端的參考電壓值，通過匹配LED驅動電路的采樣電阻值來設定LED驅動電路的輸出恒流值；運放反饋電路通過對采樣電阻壓降的負反饋，調節LED驅動電路的三極管基極電流，以確保驅動LED電路穩定輸出設定的恒流值；LED驅動電路根據PWM控制電路的控制指令及運放反饋電路的調節輸入，以恒定的電流驅動背光LED，從而在電源電壓波動的情況下，LCD顯示屏亮度依然可以保持恒定。因此，具有背光亮度穩定、LED色偏移小、控制精度高、應用更加靈活，成本優勢明顯等優點。（*該技術在2022年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本技術屬于LED恒流驅動電路、尤其是涉及一種基于運放負反饋電路的LCD顯示屏背光恒流驅動電路。
技術介紹
目前，主流汽車儀表的LCD背光驅動電路大致有兩大類一類是電壓控制式背光驅動電路，另一類是恒流背光驅動電路。其中，電壓控制式背光驅動電路結構簡單，直接通過三極管或達林頓管驅動一串或多串背光LED，背光電源與汽車電瓶電源直接相連，通過PWM信號控制三級管或達林頓管的基極，進而實現對LED的驅動電路的開關控制，再通過合理設定PWM的頻率和占空比，就能實現人眼難以分辨的“恒定背光亮度”的效果。但是這種“恒定背光亮度”的效果是有前提的，那就是發電機輸出電壓要恒定。如果發電機輸出電壓有波動，就會導致流過LED的電流隨之變化，最終導致背光亮度波動或閃爍。最典型的例證就是當汽車啟動瞬間，電瓶電壓波動較為明顯和劇烈，在這種情況下，采用電壓控制的LCD背光，就能明顯觀察到閃爍。而這種現象在恒流控制LCD背光的儀表上是不會出現的。除了發動機啟動對電瓶電壓有影響外，一些大功率負載的啟停及發電機自身整流電路的問題同樣會造成電瓶電壓波動，從而導致類似的問題。因此在中高端汽車儀表上大都應用恒流驅動背光電路，以避免出現上述問題。電壓控制式背光驅動電路還存在一個潛在的缺陷，那就是對于顏色和主波長受正向電流影響較為明顯的LED，如藍色、真綠色和白色LED，該種驅動方式在電壓波動時是無法保證背光顏色的一致性的。因此，對于藍色、真綠色和白色背光的儀表，為保證背光效果，恒流驅動是必須的，因此通常比其他背光顏色的儀表要貴一些。對于恒流背光驅動電路，目前市場上較常見的方案是利用集成芯片，再匹配一些外圍電路實現恒流控制。這種方案的最大優點就是應用簡單，電流輸出穩定、精確，因其電流調節和反饋電路大都在芯片內部實現。但是其缺點也十分突出成本偏高，一般是電壓控制式背光電路的幾十倍。對于成本競爭愈來愈激烈的中低端儀表來說，應用集成芯片的恒流控制方案是很難獲得生存空間的。這也是為什么恒流背光驅動電路只有在高端儀表中才較為常見。
技術實現思路
本技術所要解決的技術問題是提供一種基于運放負反饋電路的LCD顯示屏背光恒流驅動電路，能夠在整車電瓶電壓波動的情況下，保證LCD依然能夠實現良好、穩定的顯示效果。為了解決上述技術問題，本技術采用如下的技術方案一種基于運放負反饋電路的IXD顯示屏背光恒流驅動電路，包括電源、PWM控制電路和LED驅動電路，還包括分壓電路和運放反饋電路，其中，PWM控制電路與分壓電路相連，用以控制背光LED開啟和關閉的時間，進而控制背光LED的亮度；分壓電路與運放反饋電路相連，用以設定運放反饋電路正極輸入端的參考電壓值，通過匹配LED驅動電路的采樣電阻值來設定LED驅動電路的輸出恒流值；運放反饋電路與LED驅動電路相連，通過對采樣電阻壓降的負反饋，調節LED驅動電路的三極管基極電流，以確保驅動LED電路穩定輸出設定的恒流值；LED驅動電路與電源相連，根據PWM控制電路的控制指令及運放反饋電路的調節輸入，以恒定的電流驅動背光LED。所述運放反饋電路包括由運算放大器Ul構成的運算電路和由兩個串聯的電阻R3、R4構成的反饋電路，運算放大器Ul的正極與分壓電路相連，以接收設定的參考電壓值，運算放大器Ul的負極與反饋電路相連，接收反饋壓降值。所述運放反饋電路還包括分別與運算放大器Ul輸出極相連的電阻R5、R6，電阻R5另一端與LED驅動電路的三極管基極相鄰，用以限定運算放大器Ul的最大電流輸出；電阻R6另一端接零，在運算放大器Ul沒有輸出時，用以為LED驅動電路的三極管基極提供下拉低電平。所述分壓電路包括電阻R1、R2，PWM控制電路的輸出端與電阻Rl串聯后與電阻R2相并聯。所述LED驅動電路包括一個或者多個并聯的三極管。所述PWM控制電路、LED驅動電路和分壓電路均采用離散原器件搭建。采用本技術的基于運放負反饋電路的LCD顯示屏背光恒流驅動電路，具有如下優點1、能夠確保電源電壓波動時，背光亮度恒定。2、能夠保證藍色、真綠色和白色LED主波長和顏色不偏移，通過PWM控制，實現亮度可調。3、與傳統的集成芯片式恒流驅動電路相比，具有配置靈活、調節簡單，價格便宜等優點。4、與基于三級管的差分負反饋恒流驅動電路相比，其恒流精度高，相位裕度與增益裕度大，系統穩定性更好。以下結合附圖和具體實施方式本技術進行詳細說明附圖說明圖1是本技術的原理框圖。圖2是本技術的電路圖。具體實施方式本技術的基于運放負反饋電路的LCD顯示屏背光恒流驅動電路如圖1、圖2所示，包括電源、PWM控制電路和LED驅動電路，還包括分壓電路和運放反饋電路，其中，PWM控制電路與分壓電路相連，用以控制背光LED開啟和關閉的時間，進而控制背光LED的亮度；分壓電路與運放反饋電路相連，用以設定運放反饋電路正極輸入端的參考電壓值，通過匹配LED驅動電路的采樣電阻值來設定LED驅動電路的輸出恒流值；運放反饋電路與LED驅動電路相連，通過對采樣電阻壓降的負反饋，調節LED驅動電路的三極管基極電流，以確保驅動LED電路穩定輸出設定的恒流值；LED驅動電路與電源相連，包括背光LEDs、背光驅動三極管、反饋電阻等，根據PWM控制電路的控制指令及運放反饋電路的調節輸入，以恒定的電流驅動背光LED，以實現在電源電壓波動的情況下，保持LCD顯示屏亮度的恒定。來自微處理器的PWM控制信號，通過分壓電路建立參考電壓Vref，并加在運放的正極輸入端V+。同時，采樣電阻Rsh的壓降通過反饋電路加到運放的負極輸入端，通過運放的輸出調節LED驅動電路的電流使其趨于恒定，也就是流過采樣電阻Rsh的電流為恒定值。所述分壓電路包括電阻Rl、R2，PWM控制電路的輸出端與電阻Rl串聯后與電阻R2相并聯。所述運放反饋電路包括由運算放大器Ul構成的運算電路和由兩個串聯的電阻R3、R4構成的反饋電路，運算放大器Ul的正極與分壓電路相連，以接收設定的參考電壓值，運算放大器Ul的負極與反饋電路相連，接收反饋壓降值。反饋電路，一方面可以用來補償運放兩個輸入端的電壓偏移；另一方面，當沒有PWM輸入信號時，它可以提供一定的偏置電壓，防止運放自激輸出。同時，反饋電路起到連接采樣電路與運放的作用，使采樣電阻Rsh的電壓變化得以輸出到運放的負極輸入端。此外，該電路提供的偏置電壓對外界干擾也能起到一定的抑制作用。所述運放反饋電路還包括分別與運算放大器Ul輸出極相連的電阻R5、R6，電阻R5另一端與LED驅動電路的三極管基極相鄰，用以限定運算放大器Ul的最大電流輸出；電阻R6另一端接零，在運算放大器Ul沒有輸出時，用以為LED驅動電路的三極管基極提供下拉低電平。采樣電阻Rsh兩端的壓降直接反映出流過LED電流的大小，其采樣值通過反饋電路，輸出到運放的負極輸入端，構成反饋回路。LED驅動電路可以由一個或者多個并聯的LED驅動三極管Q1、Q3、Q5組成，以提供足夠的驅動電流。正常工況下，LED驅動三極管是工作在放大區的，因此管壓降較大，耗散功率很高，因此要注意散熱設計。LED驅動三極管的基極電流是由運放的輸出極提供的。另外，該恒流電路存在幾類電源。一類是LED的供電電源Vb，它提供了驅動背光LED的電流，這個電源通常是可本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種基于運放負反饋電路的LCD顯示屏背光恒流驅動電路，包括電源、PWM控制電路和LED驅動電路，其特征在于:還包括分壓電路和運放反饋電路，其中，PWM控制電路與分壓電路相連，用以控制背光LED開啟和關閉的時間，進而控制背光LED的亮度；分壓電路與運放反饋電路相連，用以設定運放反饋電路正極輸入端的參考電壓值，通過匹配LED驅動電路的采樣電阻值來設定LED驅動電路的輸出恒流值；運放反饋電路與LED驅動電路相連，通過對采樣電阻壓降的負反饋，調節LED驅動電路的三極管基極電流，以確保驅動LED電路穩定輸出設定的恒流值；LED驅動電路與電源相連，根據PWM控制電路的控制指令及運放反饋電路的調節輸入，以恒定的電流驅動背光LED。

【技術特征摘要】
1.一種基于運放負反饋電路的LCD顯示屏背光恒流驅動電路，包括電源、PWM控制電路和LED驅動電路，其特征在于還包括分壓電路和運放反饋電路，其中，PWM控制電路與分壓電路相連，用以控制背光LED開啟和關閉的時間，進而控制背光LED的亮度；分壓電路與運放反饋電路相連，用以設定運放反饋電路正極輸入端的參考電壓值，通過匹配LED驅動電路的采樣電阻值來設定LED驅動電路的輸出恒流值；運放反饋電路與LED驅動電路相連，通過對采樣電阻壓降的負反饋，調節LED驅動電路的三極管基極電流，以確保驅動LED電路穩定輸出設定的恒流值；LED驅動電路與電源相連，根據PWM控制電路的控制指令及運放反饋電路的調節輸入，以恒定的電流驅動背光LED。2.根據權利要求1所述的基于運放負反饋電路的LCD顯示屏背光恒流驅動電路，其特征在于所述運放反饋電路包括由運算放大器Ul構成的運算電路和由兩個串聯的電阻Rsh、R4構成的反饋電路，運算放大器Ul的正極與分壓電路相連，以接收設定的參...

【專利技術屬性】
技術研發人員：趙剛，劉燕云，
申請(專利權)人：上海江森自控汽車電子有限公司，
類型：實用新型
國別省市：