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1、(10)申请公布号 CN 103617782 A (43)申请公布日 2014.03.05 CN 103617782 A (21)申请号 201310653048.8 (22)申请日 2013.12.04 G09G 3/34(2006.01) H05B 37/02(2006.01) (71)申请人 中航华东光电有限公司 地址 230001 安徽省芜湖市弋江区高新技术 开发区华夏科技园 (72)发明人 崔杉 刘波 章小兵 沈健 陈文明 丁慧林 (74)专利代理机构 安徽汇朴律师事务所 34116 代理人 胡敏 (54) 发明名称 一种 LED 背光冗余备份电路及其控制方法 (57) 摘要 本发明。
2、公开了一种 LED 背光冗余备份电路及 其控制方法， 所述 FPGA 控制器分别与第一路线性 恒流源和第二路线性恒流源相连， 第一路线性恒 流源分别连接第一路 LED 灯阵列和第一路背光工 作状态反馈电路， 第二路线性恒流源分别连接第 二路 LED 灯阵列和第二路背光工作状态反馈电 路， FPGA 控制器分别连接第一路背光工作状态反 馈电路和第二路背光工作状态反馈电路， FPGA 控 制器通过串口通讯和上位机相连。还公开了相应 的控制方法， 本发明采用两路背光电路交替工作， 同一时间只有一路背光电路工作。并具有背光工 作状态反馈电路来检测工作状态， 以实现背光冗 余备份的作用。 增加反馈， 实。
3、现对冗余电路的可控 性加强， 简单可靠。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 3 页 附图 2 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书3页 附图2页 (10)申请公布号 CN 103617782 A CN 103617782 A 1/1 页 2 1. 一种 LED 背光冗余备份电路， 其特征在于， 包括 FPGA 控制器 （1） 、 第一路背光工作状 态反馈电路 （2） 、 第二路背光工作状态反馈电路 （3） 、 第一路线性恒流源 （4） 、 第二路线性恒 流源 （5） 、 第一路 LED 灯阵列 （6） 和第二路 LED 灯阵列。
4、 （7） ， 所述 FPGA 控制器 （1） 分别与第 一路线性恒流源 （4） 和第二路线性恒流源 （5） 相连， 第一路线性恒流源 （4） 分别连接第一路 LED 灯阵列 （6） 和第一路背光工作状态反馈电路 （2） ， 第二路线性恒流源 （5） 分别连接第二 路 LED 灯阵列 （7） 和第二路背光工作状态反馈电路 （3） ， FPGA 控制器 （1） 分别连接第一路背 光工作状态反馈电路 （2） 和第二路背光工作状态反馈电路 （3） ， FPGA 控制器 （1） 通过串口通 讯和上位机相连。 2.根据权利要求1所述的LED背光冗余备份电路， 其特征在于， 所述第一路背光工作状 态反馈电路。
5、 （2） 和第二路背光工作状态反馈电路 （3） 结构相同， 均包括监控芯片 （21） 和比 较器 （22） ， 比较器 （22） 的 6 脚连接对应的线性恒流源的驱动端， 比较器 （22） 的 5 脚连接基 准电压， 比较器 （22） 的 7 脚连接监控芯片 （21） 的 6 脚， 监控芯片 （21） 的 8 脚连接 FPGA 控 制器 （1） 。 3. 根据权利要求 2 所述的 LED 背光冗余备份电路， 其特征在于， 所述监控芯片 （21） 为 ADM706RAR 芯片。 4. 根据权利要求 2 所述的 LED 背光冗余备份电路， 其特征在于， 所述比较器 （22） 为 LM2903IM。。
6、 5.根据权利要求1所述的LED背光冗余备份电路， 其特征在于， 所述第一路LED灯阵列 （6） 和第二路 LED 灯阵列 （7） 交替设置于背光灯板上。 6. 一种如权利要求 1 5 任一项所述的 LED 背光冗余备份电路的控制方法， 其特征在 于， 包括以下步骤 ： （1） FPGA 控制器 （1） 对两路背光电路设置频率可调的时基脉冲波形， 通过增减时基脉 冲的频率， 两路背光电路交替工作， 实现调整总亮度 ； （2） 每个背光工作状态反馈电路通过监控芯片 （21） 检测比较器 （22） 进行比较整形后 的时基脉冲波形， 并将检测结果输出给 FPGA 控制器 （1） ， 反馈背光电路的工。
7、作状态 ； （3） FPGA 控制器 （1） 检测到其中一路背光电路工作不正常时， 切断工作不正常的背光 电路， 对另一路背光电路进行时基脉冲控制。 权 利 要 求 书 CN 103617782 A 2 1/3 页 3 一种 LED 背光冗余备份电路及其控制方法 技术领域 0001 本发明涉及一种液晶显示器， 尤其涉及的是一种 LED 背光冗余备份电路及其控制 方法。 背景技术 0002 随着 LED 技术的成熟， 各种 LED 背光驱动纷纷研发出来， 同时成本也在大幅下 降。目前 LED 驱动领域， 对 LED 的驱动有升压、 降压、 集成芯片等多种方式。中国专利 ： CN102364569。
8、A， 一种线性恒流驱动控制电路及其LED显示器， 自制线性恒流源电路使LED灯 串始终工作在恒流状态， 从而维持了 LED 灯的亮度一致性。 0003 LED 背光源具有亮度高、 色纯度高、 寿命长、 适应性强、 成本低、 易于产业化等多种 优点。在此基础上， 航空领域对 LED 背光又提出了更高的要求， 如何提高电路的可靠性已经 成为目前研究的热点问题。 0004 目前对LED光源调光常使用PWM调光， 以达到线性控制的目的， 其驱动电路和控制 电路主要部件只设置一个， 当部件出现损坏时， 背光源就不能正常使用， 对于航空领域使用 的 LED 背光驱动电路， 这样的可靠性是不够的。中国专利 。
9、： CN102231261A， 一种 LED 背光源 驱动电路及其控制方法中提到， 将调整管、 控制芯片等器件设置为两个， 提高了系统的稳定 性。 发明内容 0005 本发明的目的在于克服现有技术的不足， 提供了一种 LED 背光冗余备份电路及其 控制方法， 实现两路背光电路交替工作。 0006 本发明是通过以下技术方案实现的， 本发明包括 FPGA 控制器、 第一路背光工作状 态反馈电路、 第二路背光工作状态反馈电路、 第一路线性恒流源、 第二路线性恒流源、 第一 路 LED 灯阵列和第二路 LED 灯阵列， 所述 FPGA 控制器分别与第一路线性恒流源和第二路 线性恒流源相连， 第一路线性。
10、恒流源分别连接第一路 LED 灯阵列和第一路背光工作状态反 馈电路， 第二路线性恒流源分别连接第二路 LED 灯阵列和第二路背光工作状态反馈电路， FPGA 控制器分别连接第一路背光工作状态反馈电路和第二路背光工作状态反馈电路， FPGA 控制器通过串口通讯和上位机相连。 0007 所述第一路背光工作状态反馈电路和第二路背光工作状态反馈电路结构相同， 均 包括监控芯片和比较器， 比较器的6脚连接对应的线性恒流源的驱动端， 比较器的5脚连接 基准电压， 比较器的 7 脚连接监控芯片的 6 脚， 监控芯片的 8 脚连接 FPGA 控制器。 0008 作为本发明的优选方式之一， 所述监控芯片为 AD。
11、M706RAR 芯片。 0009 作为本发明的优选方式之一， 所述比较器为 LM2903IM。 0010 作为本发明的优选方式之一， 所述第一路 LED 灯阵列和第二路 LED 灯阵列交替设 置于背光灯板上。 0011 一种所述的 LED 背光冗余备份电路的控制方法， 包括以下步骤 ： 说 明 书 CN 103617782 A 3 2/3 页 4 0012 （1） FPGA 控制器对两路背光电路设置频率可调的时基脉冲波形， 通过增减时基脉 冲的频率， 两路背光电路交替工作， 实现调整总亮度 ； 0013 （2） 每个背光工作状态反馈电路通过监控芯片检测比较器进行比较整形后的时基 脉冲波形， 并。
12、将检测结果输出给 FPGA 控制器， 反馈背光电路的工作状态 ； 0014 （3） FPGA 控制器检测到其中一路背光电路工作不正常时， 切断工作不正常的背光 电路， 对另一路背光电路进行时基脉冲控制。 0015 本发明相比现有技术具有以下优点 ： 本发明采用两路背光电路交替工作， 同一时 间只有一路背光电路工作。并具有背光工作状态反馈电路来检测工作状态， 当一路背光电 路工作不正常时， 完全启用另外一路背光电路， 以实现背光冗余备份的作用。 本电路增加反 馈， 实现对冗余电路的可控性加强， 简单可靠。 附图说明 0016 图 1 是本发明的原理框图 ； 0017 图 2 是监控芯片检测及结果。
13、输出波形图解 ； 0018 图 3 是背光工作状态反馈电路的结构示意图。 具体实施方式 0019 下面对本发明的实施例作详细说明， 本实施例在以本发明技术方案为前提下进行 实施， 给出了详细的实施方式和具体的操作过程， 但本发明的保护范围不限于下述的实施 例。 0020 如图1所示， 本实施例的LED背光冗余备份电路包括FPGA控制器1、 第一路背光工 作状态反馈电路 2、 第二路背光工作状态反馈电路 3、 第一路线性恒流源 4、 第二路线性恒流 源 5、 第一路 LED 灯阵列 6 和第二路 LED 灯阵列 7， 所述 FPGA 控制器 1 分别与第一路线性恒 流源 4 和第二路线性恒流源 。
14、5 相连， 第一路线性恒流源 4 分别连接第一路 LED 灯阵列 6 和 第一路背光工作状态反馈电路2， 第二路线性恒流源5分别连接第二路LED灯阵列7和第二 路背光工作状态反馈电路 3， FPGA 控制器 1 分别连接第一路背光工作状态反馈电路 2 和第 二路背光工作状态反馈电路 3， FPGA 控制器 1 通过串口通讯和上位机 8 相连。 0021 如图 3 所示， 所述第一路背光工作状态反馈电路 2 和第二路背光工作状态反馈电 路 3 结构相同， 均包括监控芯片 21 和比较器 22， 比较器 22 的 6 脚连接对应的线性恒流源 的驱动端， 比较器 22 的 5 脚连接基准电压， 比较。
15、器 22 的 7 脚连接监控芯片 21 的 6 脚， 监控 芯片 21 的 8 脚连接 FPGA 控制器 1。当背光电路正常工作时， 线性恒流源的驱动端为 0 2V 的脉冲波形， 通过比较器 22 和基准电压 1V 进行比较， 输出 0 3.3V 的脉冲波形。监控 芯片 21 的 6 脚接收到非常高电平或常低电平的信号时， 监控芯片 21 的 8 脚会输出一个高 电平， 代表背光电路正常工作。本实施例的监控芯片 21 为 ADM706RAR 芯片。比较器 22 为 LM2903IM。 0022 如图 2 所示， 监控芯片 21 的输入 WDI 为周期小于 1.6s（tWD） 的脉冲时， WDO。
16、 输出 始终为高电平。当输入 WDI 的脉冲消失后 1.6s（tWD） ， WDO 输出为低电平。 0023 所述第一路 LED 灯阵列 6 和第二路 LED 灯阵列 7 交替设置于背光灯板上。采用 LED 灯作为彩色平板液晶显示器的背光源 ； 采用两路线性恒流源 LED 灯的驱动电路， 每路线 说 明 书 CN 103617782 A 4 3/3 页 5 性恒流源分别设置 1A 的电流， 每路 LED 灯阵列有 10 串 LED 灯， 保证每串 LED 灯的电流是其 典型电流 20mA， 每路线性恒流源独立采用调频调光信号， 两路背光 LED 灯交替工作， 同一时 间只有一路背光电路工作。 。
17、0024 一种 LED 背光冗余备份电路的控制方法， 包括以下步骤 ： 0025 （1） FPGA 控制器 1 对两路背光电路设置频率可调的时基脉冲波形， 通过增减时 基脉冲的频率， 两路背光电路交替工作， 实现调整总亮度， 调频时基波形的最高频率为 理论最低频率可以小至 50Hz， 实际设置在 210Hz， 在此最高频率与最 低频率之比是 476 ； 0026 （2） 每个背光工作状态反馈电路通过监控芯片 21 检测比较器 22 进行比较整形后 的时基脉冲波形， 并将检测结果输出给 FPGA 控制器 1， 反馈背光电路的工作状态 ； 0027 （3） FPGA 控制器 1 检测到其中一路背光电路工作不正常时， 切断工作不正常的背 光电路， 对另一路背光电路进行时基脉冲控制。 说 明 书 CN 103617782 A 5 1/2 页 6 图 1 图 2 说 明 书 附 图 CN 103617782 A 6 2/2 页 7 图 3 说 明 书 附 图 CN 103617782 A 7 。