Схема защиты от перенапряжения, схема возбуждения светодиодной подсветки и жк-дисплей
OVERVOLTAGE PROTECTION CIRCUIT, LED BACKLIGHT DRIVING CIRCUIT AND LCD

1. Область техники
Настоящее изобретение относится к схеме защиты от перенапряжения, схеме возбуждения светодиодной подсветки, включающей схему защиты от перенапряжения и к жидкокристаллическому дисплею (ЖК-дисплею) со схемой возбуждения светодиодной подсветки.
2. Описание известного уровня техники
С развитием техники развивается технология подсветки жидкокристаллического дисплея. В качестве источника подсветки в известном жидкокристаллическом дисплее используется лампа с холодным катодом (CCFL). Технология источников светодиодной подсветки была изобретена для преодоления недостатков источников подсветки на лампах с холодным катодом, таких как плохое восстановление цвета, низкая эффективности яркости, высокое напряжение разряда, недостаточный разряд при низкой температуре, длительное время прогрева для получения стабильной шкалы серого и т.д. В жидкокристаллическом дисплее источник светодиодной подсветки и панель жидкокристаллического дисплея расположены друг напротив друга, чтобы источник светодиодной подсветки подавал свет на панель жидкокристаллического дисплея. Источник светодиодной подсветки включает по меньшей мере одну цепочку светодиодов, соединенных последовательно. В процессе изготовления или сборки источников светодиодной подсветки напряжение, подаваемое на цепочку светодиодов, из-за технических различий может превышать заданное значение или быть ниже его.
На Фиг. 1 показана схема возбуждения источника светодиодной подсветки для известного ЖК-дисплея. Как показано на Фиг. 1, схема возбуждения источника светодиодной подсветки включает вольтодобавочную схему 1, цепочку светодиодов 21, модуль опорного напряжения 41 и модуль регулировки напряжения 3. Модуль регулировки напряжения 3 соединен с опорным напряжением VFB, подаваемым модулем опорного напряжения 41, и модуль регулировки напряжения 3 осуществляет управление вольтодобавочной схемой 1, чтобы повышать входное напряжение до необходимого выходного напряжения и подавать необходимое выходное напряжение на цепочку светодиодов 21. Модуль опорного напряжения 41 включает резистор R1 и резистор R2, соединенные последовательно. Резистор R1 подсоединен между вольтодобавочной схемой 1 и резистором R2. Резистор R2 заземлен. Опорное напряжение VFB соединено с резистором R1 и резистором R2. В этой схеме постоянное напряжение, подаваемое на положительный вывод цепочки светодиодов 21 посредством модуля опорного напряжения 41, составляет .To есть схема имеет функцию защиты от перенапряжения (OVP) с значением напряжения OVP . Поэтому, если из-за неисправности схема подает на положительный вывод цепочки светодиодов 21 напряжение, превышающее необходимое значение, схема отключается, поскольку напряжение, подаваемое на положительный вывод цепочки светодиодов 21, составляет . Однако напряжение OVP неспособно регулировать фактическое рабочее напряжение цепочки светодиодов 21 при необходимости, когда номинальное напряжение цепочки светодиодов 21 значительно изменяется.
Например, требуемое рабочее напряжение цепочки светодиодов вероятно выше чем напряжение OVP, если фактическое рабочее напряжение цепочки светодиодов 21 превышает заданное значение, что означает, что цепочка светодиодов требует большего напряжения для нормальной работы. В некоторых случаях цепочку светодиодов не загорается. Наоборот, требуемое рабочее напряжение цепочки светодиодов вероятно меньше чем напряжение О VP, если фактическое рабочее напряжение цепочки светодиодов 21 ниже заданного значения, что означает, что цепочке светодиодов необходимо меньшее напряжение для нормальной работы. В случае нештатной ситуации требуется длительное время для повышения напряжения, подаваемого на положительный вывод цепочки светодиодов, до напряжения OVP, так что детали схемы могут быть повреждены.
РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Из-за недостатков уровня техники настоящее изобретение предлагает схему защиты от перенапряжения и схему возбуждения светодиодной подсветки, включающую схему защиты от перенапряжения, для автоматической регулировки напряжения OVP до напряжения, необходимого для цепочки светодиодов, чтобы предотвратить повреждение деталей из-за позднего срабатывания защиты или нештатной работы в связи с чрезмерным изменением напряжения цепочки светодиодов.
Согласно настоящему изобретению, схема защиты от перенапряжения включает вольтодобавочную схему для повышения входного напряжения до требуемого выходного напряжения и подачи выходного напряжения на нагрузку, модуль регулировки напряжения для управления вольтодобавочной схемой, чтобы повышать входное напряжение до требуемого выходного напряжения, подавать выходное напряжение на нагрузку и возбуждать нагрузку постоянным током; модуль защиты от перенапряжения для контроля напряжения на положительном выводе нагрузки и генерации управляющего сигнала на основании напряжения на положительном выводе нагрузки и заданного перенапряжения, при этом управляющий сигнал используется для управления включением или отключением модуля регулировки напряжения; и модуль регулировки перенапряжения для контроля рабочего напряжения нагрузки, чтобы генерировать сигнал регулировки по рабочему напряжению, при этом сигнал регулировки используется для регулировки перенапряжения в модуле защиты от перенапряжения.
В одном аспекте настоящего изобретения модуль защиты от перенапряжения генерирует первый управляющий сигнал, чтобы включить модуль регулировки напряжения, если модуль защиты от перенапряжения определит, что напряжение на положительном выводе нагрузки ниже перенапряжения модуля защиты от перенапряжения, и модуль защиты от перенапряжения генерирует второй управляющий сигнал, чтобы отключить модуль регулировки напряжения, если модуль защиты от перенапряжения определит, что напряжение на положительном выводе нагрузки выше перенапряжения модуля защиты от перенапряжения, при этом, если модуль регулировки перенапряжения определит, что напряжение на нагрузке ниже нормального значения, модуль регулировки перенапряжения генерирует первый сигнал регулировки, и модуль защиты от перенапряжения снижает перенапряжение согласно первому сигналу регулировки, и если модуль регулировки перенапряжения определит, что рабочее напряжение цепочки светодиодов выше нормального значения, модуль регулировки перенапряжения генерирует второй сигнал регулировки, и модуль защиты от перенапряжения увеличивает перенапряжение согласно второму сигналу регулировки.
Согласно настоящему изобретению, схема возбуждения светодиодной подсветки включает вольтодобавочную схему для повышения входного напряжения до требуемого выходного напряжения и подачи выходного напряжения на цепочку светодиодов; модуль регулировки напряжения для управления вольтодобавочной схемой, чтобы повышать входное напряжение до требуемого выходного напряжения, подавать выходное напряжение на цепочку светодиодов и возбуждать цепочку светодиодов постоянным током; модуль защиты от перенапряжения для контроля напряжения на положительном выводе цепочки светодиодов и для генерации управляющего сигнала на основании напряжения на положительном выводе цепочки светодиодов и заданного перенапряжения, при этом управляющий сигнал используется для управления включением или отключением модуля регулировки напряжения; и модуль регулировки перенапряжения, для контроля рабочего напряжения цепочки светодиодов чтобы генерировать сигнал регулировки по рабочему напряжению, при этом сигнал регулировки используется для регулировки перенапряжения в модуле защиты от перенапряжения.
В одном аспекте настоящего изобретения модуль защиты от перенапряжения генерирует первый управляющий сигнал, чтобы включить модуль регулировки напряжения, если модуль защиты от перенапряжения определит, что напряжение на положительном выводе цепочки светодиодов ниже перенапряжения модуля защиты от перенапряжения, и модуль защиты от перенапряжения генерирует второй управляющий сигнал, чтобы отключить модуль регулировки напряжения, если модуль защиты от перенапряжения определит, что напряжение на положительном выводе цепочки светодиодов выше перенапряжения модуля защиты от перенапряжения.
В еще одном аспекте настоящего изобретения, если модуль регулировки перенапряжения определит, что рабочее напряжение цепочки светодиодов ниже нормального значения, то модуль регулировки перенапряжения генерирует первый сигнал регулировки, и модуль защиты от перенапряжения снижает перенапряжение согласно первому сигналу регулировки, и если модуль регулировки перенапряжения определит, что рабочее напряжение цепочки светодиодов выше нормального значения, модуль регулировки перенапряжения генерирует второй сигнал регулировки, и модуль защиты от перенапряжения увеличивает перенапряжение согласно второму сигналу регулировки.
В еще одном аспекте настоящего изобретения модуль защиты от перенапряжения включает регулировочную схему для регулировки перенапряжения согласно сигналу регулировки от модуля регулировки перенапряжения и схему защиты для контроля и сравнения напряжения на положительном выводе цепочки светодиодов с перенапряжением, чтобы генерировать управляющий сигнал для модуля регулировки напряжения.
В еще одном аспекте настоящего изобретения регулировочная схема включает первый регулятор напряжения, второй регулятор напряжения, третий регулятор напряжения, первый полевой транзистор, второй полевой транзистор, третий полевой транзистор и третий резистор;
при этом первый регулятор напряжения, второй регулятор напряжения и третий регулятор напряжения электрически соединены последовательно, катод первого регулятора напряжения соединен со схемой защиты, анод третьего регулятора напряжения заземлен;
затворы первого и второго полевых транзисторов соответственно соединены с модулем регулировки перенапряжения, сигнал регулировки от модуля регулировки перенапряжения осуществляет включение или отключение первого полевого транзистора и второго полевого транзистора, сток первого полевого транзистора соединен с катодом первого регулятора напряжения, сток второго полевого транзистора соединен с затвором третьего полевого транзистора и затем соединен с третьим опорным напряжением через третий резистор, сток третьего полевого транзистора соединен с анодом второго регулятора напряжения, истоки первого, второго и третьего полевых транзисторов заземлены; и
схема защиты включает четвертый резистор и четвертый полевой транзистор, один вывод четвертого резистора соединен с положительным выводом цепочки светодиодов, другой вывод четвертого резистора соединен с затвором четвертого полевого транзистора и затем соединен с катодом первого регулятора напряжения, сток четвертого полевого транзистора выводит управляющий сигнал на модуль регулировки напряжения, и исток четвертого полевого транзистора заземлен.
В еще одном аспекте настоящего изобретения модуль регулировки перенапряжения включает схему делителя для контроля рабочего напряжения цепочки светодиодов и генерации напряжения деления и схему сравнения для генерации сигнала регулировки и подачи его на модуль защиты от перенапряжения на основании напряжения деления.
В еще одном аспекте настоящего изобретения схема сравнения включает первый компаратор и второй компаратор, и
при этом на вывод синфазного входа первого компаратора поступает первое опорное напряжение, на вывод синфазного входа второго компаратора поступает второе опорное напряжение, на вывод синфазного входа первого компаратора и на вывод синфазного входа второго компаратора соответственно поступает напряжение деления со схемы делителя, и выходные выводы первого и второго компараторов соответственно подают сигналы регулировки на модуль защиты от перенапряжения, при этом первое опорное напряжение больше чем второе опорное напряжение.
В еще одном аспекте настоящего изобретения схема делителя включает первый резистор и второй резистор, при этом один вывод первого резистора соединен с положительным выводом цепочки светодиодов, другой вывод первого резистора соединен с одним выводом второго резистора и затем соединен со схемой сравнения, и другой вывод второго резистора заземлен.
В еще одном аспекте настоящего изобретения схема делителя включает первый резистор и второй резистор, при этом один вывод первого резистора соединен с положительным выводом цепочки светодиодов, другой вывод первого резистора соединен с одним выводом второго резистора и затем соединен со схемой сравнения, и другой вывод второго резистора заземлен.
Согласно настоящему изобретению, предложен жидкокристаллический дисплей, включающий источник светодиодной подсветки, возбуждаемый схемой возбуждения светодиодной подсветки. Схема возбуждения светодиодной подсветки включает вольтодобавочную схему для повышения входного напряжения до требуемого выходного напряжения и подачи выходного напряжения на цепочку светодиодов; модуль регулировки напряжения для управления вольтодобавочной схемой, чтобы повышать входное напряжение до требуемого выходного напряжения, подавать выходное напряжение на цепочку светодиодов и возбуждать цепочку светодиодов постоянным током; модуль защиты от перенапряжения для контроля напряжения на положительном выводе цепочки светодиодов и для генерации управляющего сигнала на основании напряжения на положительном выводе цепочки светодиодов и заданного перенапряжения, при этом управляющий сигнал используется для управления включением или отключением модуля регулировки напряжения; и модуль регулировки перенапряжения для контроля рабочего напряжения цепочки светодиодов, чтобы генерировать сигнал регулировки по рабочему напряжению, при этом сигнал регулировки используется для регулировки перенапряжения в модуле защиты от перенапряжения.
В одном аспекте настоящего изобретения модуль защиты от перенапряжения генерирует первый управляющий сигнал, чтобы включить модуль регулировки напряжения, если модуль защиты от перенапряжения определит, что напряжение на положительном выводе цепочки светодиодов ниже перенапряжения модуля защиты от перенапряжения, и модуль защиты от перенапряжения генерирует второй управляющий сигнал, чтобы отключить модуль регулировки напряжения, если модуль защиты от перенапряжения определит, что напряжение на положительном выводе цепочки светодиодов выше перенапряжения модуля защиты от перенапряжения.
В еще одном аспекте настоящего изобретения, если модуль регулировки перенапряжения определит, что рабочее напряжение цепочки светодиодов ниже нормального значения, модуль регулировки перенапряжения генерирует первый сигнал регулировки, и модуль защиты от перенапряжения снижает перенапряжение согласно первому сигналу регулировки, и если модуль регулировки перенапряжения определит, что рабочее напряжение цепочки светодиодов выше нормального значения, модуль регулировки перенапряжения генерирует второй сигнал регулировки, и модуль защиты от перенапряжения увеличивает перенапряжение согласно второму сигналу регулировки.
В еще одном аспекте настоящего изобретения модуль защиты от перенапряжения включает регулировочную схему для регулировки перенапряжения по сигналу регулировки от модуля регулировки перенапряжения и схему защиты для контроля и сравнения напряжения на положительном выводе цепочки светодиодов с перенапряжением, чтобы генерировать управляющий сигнал и подавать его на модуль регулировки напряжения.
В еще одном аспекте настоящего изобретения регулировочная схема включает первый регулятор напряжения, второй регулятор напряжения, третий регулятор напряжения, первый полевой транзистор, второй полевой транзистор, третий полевой транзистор и третий резистор;
при этом первый регулятор напряжения, второй регулятор напряжения и третий регулятор напряжения электрически соединены последовательно, катод первого регулятора напряжения соединен со схемой защиты, анод третьего регулятора напряжения заземлен;
затворы первого и второго полевых транзисторов соответственно соединены с модулем регулировки перенапряжения, сигнал регулировки от модуля регулировки перенапряжения осуществляет включение или отключение первого полевого транзистора и второго полевого транзистора, сток первого полевого транзистора соединен с катодом первого регулятора напряжения, сток второго полевого транзистора соединен с затвором третьего полевого транзистора и затем соединен с третьим опорным напряжением через третий резистор, сток третьего полевого транзистора соединен с анодом второго регулятора напряжения, истоки первого, второго и третьего полевых транзисторов заземлены; и
схема защиты включает четвертый резистор и четвертый полевой транзистор, один вывод четвертого резистора соединен с положительным выводом цепочки светодиодов, другой вывод четвертого резистора соединен с затвором четвертого полевого транзистора и затем соединен с катодом первого регулятора напряжения, сток четвертого полевого транзистора выводит управляющий сигнал на модуль регулировки напряжения, и исток четвертого полевого транзистора заземлен.
В еще одном аспекте настоящего изобретения модуль регулировки перенапряжения включает схему делителя для контроля рабочего напряжения цепочки светодиодов и генерации напряжения деления и схему сравнения для генерации сигнала регулировки и подачи его на модуль защиты от перенапряжения на основании напряжения деления.
В еще одном аспекте настоящего изобретения схема сравнения включает первый компаратор и второй компаратор, и
при этом на вывод синфазного входа первого компаратора поступает первое опорное напряжение, на вывод синфазного входа второго компаратора поступает второе опорное напряжение, на вывод синфазного входа первого компаратора и вывод синфазного входа второго компаратора соответственно поступает напряжение деления со схемы делителя, и выходные выводы первого и второго компараторов соответственно подают сигналы регулировки на модуль защиты от перенапряжения, при этом первое опорное напряжение больше, чем второе опорное напряжение.
В еще одном аспекте настоящего изобретения схема делителя включает первый резистор и второй резистор, при этом один вывод первого резистора соединен с положительным выводом цепочки светодиодов, другой вывод первого резистора соединен с одним выводом второго резистора и затем соединен со схемой сравнения, и другой вывод второго резистора заземлен.
В еще одном аспекте настоящего изобретения схема делителя включает первый резистор и второй резистор, при этом один вывод первого резистора соединен с положительным выводом цепочки светодиодов, другой вывод первого резистора соединен с одним выводом второго резистора и затем соединен со схемой сравнения, и другой вывод второго резистора заземлен.
Преимущество настоящего изобретения заключается в том, что схема защиты от перенапряжения способна автоматически регулировать перенапряжение по рабочему напряжению нагрузки, поэтому она предотвращает повреждение компонентов из-за запаздывающей защиты в случае чрезмерного изменения напряжения на нагрузке. Более конкретно, схема возбуждения светодиодной подсветки, включающая схему защиты от перенапряжения, способна контролировать рабочее напряжение цепочки светодиодов и регулировать значение напряжения OVP на основании рабочего напряжения. Модуль защиты от перенапряжения уменьшает напряжение OVP посредством первого сигнала регулировки от модуля регулировки перенапряжения, если рабочее напряжение цепочки светодиодов ниже нормального значения. Модуль защиты от перенапряжения повышает напряжение OVP посредством второго сигнала регулировки от модуля регулировки перенапряжения, если рабочее напряжение цепочки светодиодов выше нормального значения. Таким образом, она автоматически регулирует напряжение OVP на основании фактического рабочего напряжения цепочки светодиодов, если происходит чрезмерное изменение напряжения на цепочке светодиодов. Она эффективно предотвращает возникновение ошибки, при которой цепочка светодиодов не включается из-за повышенного фактического рабочего напряжения цепочки светодиодов при пониженном напряжении OVP и препятствует повреждению деталей в случае, если требуется длительное время для повышения напряжения, подаваемого на положительный вывод цепочки светодиодов, до напряжения OVP из-за пониженного фактического рабочего напряжения цепочки светодиодов при повышенном напряжении OVP.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Фиг. 1 - принципиальная схема схемы возбуждения источника светодиодной подсветки в известном ЖК-дисплее.
Фиг. 2 - блок-схема схемы защиты от перенапряжения согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения.
Фиг. 3 - блок-схема схемы возбуждения светодиодной подсветки согласно еще одному варианту осуществления настоящего изобретения.
Фиг. 4 - принципиальная схема схемы возбуждения светодиодной подсветки согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения.
Фиг. 5 - блок-схема схемы возбуждения светодиодной подсветки согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения.
Фиг. 6 - принципиальная схема модуля защиты от перенапряжения согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения.
Фиг. 7 - принципиальная схема модуля регулировки перенапряжения согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНОГО ВАРИАНТА ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
Настоящее изобретение будет подробно описано со ссылками на прилагаемые чертежи и варианты осуществления.
На Фиг. 2 показана блок-схема схемы защиты от перенапряжения согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения.
Со ссылкой на Фиг. 2, схема защиты от перенапряжения в этом варианте осуществления включает вольтодобавочную схему 1 для повышения входного напряжения Vin до требуемого выходного напряжения Vout и подачи выходного напряжения Vout на нагрузку 2, модуль регулировки напряжения 3 для управления вольтодобавочной схемой 1 для повышения входного напряжения Vin до требуемого выходного напряжения Vout и подачи выходного напряжения Vout на нагрузку 2, чтобы возбуждать нагрузку 2 постоянным током, модуль защиты от перенапряжения 4 для контроля напряжения, подаваемого на положительный вывод нагрузки 2, и генерации управляющего сигнала, который используется для включения или отключения модуля регулировки напряжения 3 на основании напряжения, подаваемого на положительный вывод, и заданного перенапряжения, и модуль регулировки перенапряжения 5 для контроля рабочего напряжения нагрузки 2 и генерации сигнала регулировки, который используется для ограничения перенапряжения в модуле защиты от перенапряжения 4 по рабочему напряжению, чтобы регулировать перенапряжение.
Модуль защиты от перенапряжения 4 генерирует первый управляющий сигнал, чтобы включить модуль регулировки напряжения 3, если модуль защиты от перенапряжения 4 определит, что напряжение на положительном выводе нагрузки 2 ниже перенапряжения модуля защиты от перенапряжения 4. С другой стороны, модуль защиты от перенапряжения 4 генерирует второй управляющий сигнал, чтобы отключить модуль регулировки напряжения 3, если модуль защиты от перенапряжения 4 определит, что напряжение на положительном выводе нагрузки 2 выше перенапряжения модуля защиты от перенапряжения 4, т.е. он осуществляет защиту от перенапряжения.
Если модуль регулировки перенапряжения 5 определит, что рабочее напряжение нагрузки 2 ниже нормального значения, то модуль регулировки перенапряжения 5 генерирует первый сигнал регулировки, подаваемый на модуль защиты от перенапряжения 4, и модуль защиты от перенапряжения 4 снижает перенапряжение согласно первому сигналу регулировки. С другой стороны, если модуль регулировки перенапряжения 5 определит, что рабочее напряжение нагрузки 2 выше нормального значения, модуль регулировки перенапряжения 5 генерирует второй сигнал регулировки, подаваемый на модуль защиты от перенапряжения 4, и модуль защиты от перенапряжения 4 увеличивает перенапряжение согласно второму сигналу регулировки.
Схема защиты от перенапряжения в этом варианте осуществления способна автоматически регулировать перенапряжение по рабочему напряжению нагрузки, так что она предотвращает повреждение деталей из-за запаздывающей защиты или нештатной работы в случае чрезмерного изменения напряжения на нагрузке.
Эта схема защиты от перенапряжения применяется в схеме возбуждения светодиодной подсветки, показанной на Фиг. 3. Нагрузкой в схеме защиты от перенапряжения является цепочка светодиодов 21.
На Фиг. 4 и Фиг. 5 показаны соответственно принципиальная схема и блок-схема схемы возбуждения светодиодной подсветки согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения.
Со ссылкой на Фиг. 4 - Фиг. 7. Более конкретно, схема возбуждения светодиодной подсветки в этом варианте осуществления включает вольтодобавочную схему 1, цепочку светодиодов 21, модуль регулировки напряжения 3, модуль защиты от перенапряжения 4 и модуль регулировки перенапряжения 5.
Вольтодобавочная схема 1 включает индуктор 111, выпрямительный диод 112, пятый полевой транзистор 113, пятый резистор 114 и конденсатор 115. На один вывод индуктора 111 поступает входное напряжение Vin постоянного тока, и другой вывод соединен с анодом выпрямительного диода 112 и стоком пятого полевого транзистора 113. Затвор пятого полевого транзистора 113 соединен с модулем регулировки напряжения 3, и сигнал от модуля регулировки напряжения 3 включает или отключает пятый полевой транзистор 113. Исток пятого полевого транзистора 113 заземлен через пятый резистор 114. Отрицательный вывод выпрямительного диода 112 заземлен через конденсатор 115 и служит в качестве выходного вывода вольтодобавочной схемы 1, соединенного с цепочкой светодиодов 21.
Модуль регулировки напряжения 3 включает управляющую схему Ш, шестой полевой транзистор 311, шестой резистор 312, седьмой резистор 313 и восьмой резистор 314. Сток шестого полевого транзистора 311 соединен с отрицательным выводом цепочки светодиодов 21, и исток шестого полевого транзистора 311 электрически заземлен через шестой резистор 312. Управляющая схема U1, соединенная с истоком шестого полевого транзистора 311 через контакт S1, используется для контроля напряжения, подаваемого на шестой резистор 312. Управляющая схема U1, соединенная с затвором шестого полевого транзистора 311 через контакт G1, используется для включения и отключения шестого полевого транзистора 311. Контакт ISEN управляющей схемы U1, соединенный с истоком пятого полевого транзистора 113 в вольтодобавочной схеме 1 через седьмой резистор 313, используется для детектирования тока, проходящего через исток пятого полевого транзистора 113. Контакт GATE управляющей схемы U1, соединенный с затвором пятого полевого транзистора 113 через восьмой резистор 314, генерирует управляющие сигналы для включения или отключения пятого полевого транзистора 113. Контакт EN для разрешающего сигнала управляющей схемы U1 соединен с модулем защиты от перенапряжения 4 и принимает управляющий сигнал EN от модуля защиты от перенапряжения 4. Управляющая схема U1 включается или отключается по управляющему сигналу, связанному с модулем защиты от перенапряжения 4. В то же время управляющая схема U1 включает или отключает полевой транзистор 113, чтобы управлять вольтодобавочной схемой 1 через контакт GATE путем контроля изменений в напряжении шестого резистора 312 и тока на истоке пятого полевого транзистора 113, когда управляющая схема U1 работает в нормальном режиме. Поэтому вольтодобавочная схема 1 повышает входное напряжение Vin до требуемого выходного напряжения Vout для цепочки светодиодов 21, чтобы возбуждать цепочку светодиодов 21 постоянным током.
Как сказано выше, модуль защиты от перенапряжения 4 контролирует напряжение на положительном выводе цепочки светодиодов 21 и генерирует управляющий сигнал EN для включения или отключения модуля регулировки напряжения 3 согласно напряжению на положительном выводе и заданному перенапряжению. Принципиальная схема модуля защиты от перенапряжения 4 показана на Фиг. 6. Модуль защиты от перенапряжения 4 включает схему защиты 41 и регулировочную схему 42. Схема защиты 41 включает четвертый резистор 41 и четвертый полевой транзистор 412. Регулировочная схема 42 включает первый регулятор напряжения 421, второй регулятор напряжения 422, третий регулятор напряжения 423, первый полевой транзистор 424, второй полевой транзистор 425, третий полевой транзистор 426 и третий резистор 427. Первый регулятор напряжения 421, второй регулятор напряжения 422 и третий регулятор напряжения 423 электрически соединены последовательно. Катод первого регулятора напряжения 421 соединен не только с положительным выводом цепочки светодиодов 21 (т.е. выходом вольтодобавочной схемы 1) через четвертый резистор 411 в схеме защиты 41, но и с затвором четвертого полевого транзистора 412 в схеме защиты 41 для включения или отключения четвертого полевого транзистора 412, так что сток четвертого полевого транзистора 412 выводит управляющий сигнал EN для включения или отключения модуля регулировки напряжения 3. Управляющий сигнал EN имеет низкий уровень, когда исток четвертого полевого транзистора 412 включен, и, напротив, управляющий сигнал EN имеет высокий уровень, когда исток четвертого полевого транзистора 412 отключен. Затвор первого полевого транзистора 424 и затвор второго полевого транзистора 425 соответственно соединены с модулем регулировки перенапряжения 5. Сигнал регулировки от модуля регулировки перенапряжения 5 включает или отключает первый полевой транзистор 424 и второй полевой транзистор 425. Сток первого полевого транзистора 424 соединен с первым регулятором напряжения 421. Сток второго полевого транзистора 425 и затвор третьего полевого транзистора 426 соединены друг с другом и с третьим опорным напряжением через третий резистор 427 и включают или отключают третий полевой транзистор 426. Сток третьего полевого транзистора 426 соединен с анодом второго регулятора напряжения 422. Истоки первого полевого транзистора 424, второго полевого транзистора 425 и третьего полевого транзистора 426 электрически соединены с анодом третьего регулятора напряжения 423. В этом варианте осуществления модуль защиты от перенапряжения 4 регулирует напряжение О VP по значениям регулирующих напряжений первого регулятора напряжения 421, второго регулятора напряжения 422 и третьего регулятора напряжения 423.
Как сказано выше, модуль регулировки перенапряжения 5 контролирует рабочее напряжение цепочки светодиодов 21 и генерирует сигнал регулировки для регулировки перенапряжения модуля защиты от перенапряжения 4 по рабочему напряжению. Принципиальная схема модуля регулировки перенапряжения 5 показана на Фиг. 7. Модуль регулировки перенапряжения 5 включает схему сравнения 51 и схему делителя 52. Схема сравнения 51 включает первый компаратор 511 и второй компаратор 512. Схема делителя 52 включает первый резистор 521 и второй резистор 522. Первый резистор 521 и второй резистор 522 соединены последовательно и заземлены, и другой вывод первого резистора 521 соединен с положительным выводом. Напряжение деления Vfb между первым резистором 521 и вторым резистором 522 выводится и соединяется с выводом синфазного входа первого компаратора 511 и выводом синфазного входа второго компаратора 512 в схеме сравнения 51. На вывод синфазного входа первого компаратора 511 поступает первое опорное напряжение Vref1, и на синфазный вывод второго компаратора 512 поступает второе опорное напряжение Vref2. Выходной вывод первого компаратора 511 соединен с затвором второго полевого транзистора 425 в модуле защиты от перенапряжения 4. Сигнал регулировки Sn1 от первого компаратора 511 определяет включение или отключение второго полевого транзистора 425. Выходной вывод второго компаратора 512 соединен с затвором первого полевого транзистора 424 в модуле защиты от перенапряжения 4. Сигнал регулировки Sn2 от второго компаратора 512 определяет включение или отключение первого полевого транзистора 424. Vref1>Vref2.
В этом варианте осуществления цепочка светодиодов 21 включает по меньшей мере один светодиод 211.
Ниже приведено подробное описание процесса работы схемы возбуждения светодиодной подсветки, показанной на Фиг. 4. Регулирующее напряжение первого регулятора напряжения 421 - V1, второго регулятора напряжения - V2, третьего регулятора напряжения 423 - V3, исходное заданное напряжение OVP равно V1+V2+V3, и напряжение OVP изменяется по фактическому рабочему напряжению цепочки светодиодов 21 после того, как цепочка светодиодов 21 заработает стабильно.
(а) Когда рабочее напряжение цепочки светодиодов 21 находится в нормальном диапазоне, что означает нормальное напряжение на положительном выводе цепочки светодиодов 21, отношение между напряжением деления Vfb схемы делителя 52 и опорными напряжениями Vref1 и Vref2 будет Vref2<Vfb<Vref1. В это время сигнал регулировки Sn1 от первого компаратора 511 и сигнал регулировки Sn2 от второго компаратора 512 имеют низкий уровень, и напряжение OVP, заданное модулем защиты от перенапряжения 4, равно V1+V2, когда первый полевой транзистор 424 и второй полевой транзистор 425 отключены, и третий полевой транзистор 426 включен.
(b) Когда рабочее напряжение цепочки светодиодов 21 отличается от нормального значения, что означает повышенное напряжение на положительном выводе цепочки светодиодов 21, отношение между напряжением деления Vfb схемы делителя 52, опорными напряжениями Vref1 и Vref2 будет Vfb>Vref1>Vref2. В это время сигнал регулировки Snl от первого компаратора 511 имеет высокий уровень, сигнал регулировки Sn2 от второго компаратора 512 имеет низкий уровень, и напряжение OVP, заданное модулем защиты от перенапряжения 4, равно V1+V2+V3, чтобы соответственно повысить напряжение OVP, когда первый полевой транзистор 424 и третий полевой транзистор 426 отключены, и второй полевой транзистор 425 включен. Поскольку напряжение OVP повышается, можно избежать ситуации, в которой цепочка светодиодов не загорается из-за повышенного рабочего напряжения цепочки светодиодов и пониженного напряжения OVP.
(c) Когда рабочее напряжение цепочки светодиодов 21 ниже нормального значения, что означает пониженное напряжение на положительном выводе цепочки светодиодов 21, отношение между напряжением деления Vfb схемы делителя 52 и опорными напряжениями Vref1 и Vref2 составляет Vfb>Vref1>Vref2. В это время сигнал регулировки Sn1 от первого компаратора 511 имеет низкий уровень, сигнал регулировки Sn2 от второго компаратора 512 имеет высокий уровень, и напряжение OVP, заданное модулем защиты от перенапряжения 4, составляет V1, чтобы соответственно снизить напряжение OVP, когда первый полевой транзистор 424 и третий полевой транзистор 426 включены, и второй полевой транзистор 425 отключен. Это предотвращает повреждение деталей при длительном времени повышения напряжения на положительном выводе цепочки светодиодов до напряжения OVP из-за пониженного фактического рабочего напряжения цепочки светодиодов при повышенном напряжении OVP.
Ток через четвертый резистор 412 не протекает, если напряжение на положительном выводе цепочки светодиодов меньше напряжения OVP. Тогда четвертый полевой транзистор 412 отключается, управляющий сигнал EN имеет высокий уровень, и управляющая схема U1 работает в нормальном режиме. Напротив, ток через четвертый резистор 412 протекает, если напряжение на положительном выводе цепочки светодиодов выше напряжения OVP. Тогда четвертый полевой транзистор 412 включается, управляющий сигнал EN имеет низкий уровень, управляющая схема U1 прекращает работать в нормальном режиме, и осуществляется защита от перенапряжения.
Суммируя все вышесказанное, настоящее изобретение предлагает схему защиты от перенапряжения, способную автоматически регулировать перенапряжение по рабочему напряжению нагрузки, этим предотвращая повреждение деталей из-за ошибок или запаздывающей защиты в случае чрезмерного изменения напряжения на нагрузке. Более конкретно, схема возбуждения светодиодной подсветки, включающая схему защиты от перенапряжения, способна контролировать рабочее напряжение цепочки светодиодов и регулировать значение напряжения OVP на основании рабочего напряжения. Модуль защиты от перенапряжения снижает напряжение OVP посредством первого сигнала регулировки от модуля регулировки перенапряжения, если рабочее напряжение цепочки светодиодов ниже нормального значения. Модуль защиты от перенапряжения повышает напряжение OVP посредством второго сигнала регулировки от модуля регулировки перенапряжения, если рабочее напряжение цепочки светодиодов превышает нормальное значение. Таким образом, автоматически регулируется напряжение OVP по фактическому рабочему напряжению цепочки светодиодов в случае чрезмерного изменения напряжения цепочки светодиодов. Эффективно предотвращается возникновение ошибки, при которой цепочка светодиодов не включается при повышенном фактическом рабочем напряжении цепочки светодиодов и пониженном напряжении OVP, или повреждение деталей из-за длительного времени повышения напряжения на положительном выводе цепочки светодиодов до напряжения OVP из-за пониженного фактического рабочего напряжения цепочки светодиодов при повышенном напряжении OVP.
В заключение, такие термины как первый, второй, А, В, (а), (b) и т.д. могут использоваться в настоящем документе для описания компонентов настоящего изобретения. Каждый из этих терминов не используется для определения сущности, порядка или последовательности соответствующего компонента, а используется просто для того, чтобы отличать соответствующий компонент от другого компонента (или других компонентов). Следует сказать, что если в описании изобретения указано, что один компонент "соединен" с другим компонентом, то третий компонент может быть "подсоединен" между первым и вторым компонентами, хотя первый компонент может быть соединен непосредственно со вторым компонентом.
Специалисты в данной области техники легко поймут, что в устройство и способ могут быть внесены многочисленные модификации и изменения при сохранении сущности изобретения. Соответственно, приведенное выше раскрытие должно истолковываться как ограниченное только пределами прилагаемой формулы изобретения.