本發明涉及液晶顯示裝置，尤其涉及液晶顯示裝置的多分區背光驅動系統。

背景技術：

目前，在電視領域，液晶面板的背光已經幾乎全是LED背光。為了提高顯示效果，高端電視，例如：ULED電視，一般是采用多分區LED背光，各分區LED背光可以根據顯示畫面的灰度調整來背光亮度。由于多分區LED背光需要使用多根LED燈條，燈條線數量和LED驅動數量也隨之增加；如此一來，容易在生產過程中，由擠線、連焊和元器件失效等問題，導致LED短路的發生概率，相比于普通的LED背光電視，會大大增加。因此，實有必要對ULED電視的多分區LED背光技術進行改進，為多分區LED背光驅動系統更完善的故障保護設計，從而能夠在提升效果的同時，能夠有效地避免安全問題的產生。

技術實現要素：

本發明要解決的技術問題在于克服上述現有技術存在的不足，而提出一種多分區LED背光的短路保護方法，能夠有效地提高液晶顯示裝置的安全性。

本發明針對上述技術問題而提出的技術方案包括，提出一種多分區LED背光的短路保護方法，包括：

使多分區背光驅動系統包括：LED驅動電源；多路LED燈條，各路LED燈條的陽極并接該LED驅動電源提供的驅動電壓；微處理器，包括多個驅動單元，每個驅動單元用于控制對應的一路LED燈條的驅動電流；第一MOS管，與對應的LED燈條相連，受控于對應的驅動單元而閉合/斷開；電流采樣電阻，用于采樣對應的LED燈條的驅動電流，提供給該驅動單元；

使每個驅動單元會按照一定時間間隔、一定電壓步長，來嘗試提高驅動電流，同時減少PWM占空比，使得驅動電流與PWM占空比的乘積能夠達到并維持穩定在設定值，以結束點亮背光的啟動并進入背光正常工作過程；

在點亮背光過程，如果任意兩路LED燈條的驅動電壓的差值超過設定的保護電壓門檻值，則判定驅動電壓值較低的LED燈條出現短路，進而可通過關斷第一MOS管來斷開該路LED燈條；

在背光正常工作過程，如果某路LED燈條的驅動電流達到設定的電流保護點，則判定該路LED燈條出現短路，進而可通過關斷第一MOS管來斷開該路LED燈條。

本發明針對上述技術問題而提出的技術方案還包括，提出一種液晶顯示裝置，包括液晶面板和多分區背光驅動系統，該多分區背光驅動系統包括：LED驅動電源；多路LED燈條，各路LED燈條的陽極并接該LED驅動電源提供的驅動電壓；微處理器，包括多個驅動單元，每個驅動單元用于控制對應的一路LED燈條的驅動電流；第一MOS管，與對應的LED燈條相連，受控于對應的驅動單元而閉合/斷開；電流采樣電阻，用于采樣對應的LED燈條的驅動電流，提供給該驅動單元；

其中，每個驅動單元會按照一定時間間隔、一定電壓步長，來嘗試提高驅動電流，同時減少PWM占空比，使得驅動電流與PWM占空比的乘積能夠達到并維持穩定在設定值，以結束點亮背光的啟動并進入背光正常工作過程；

在點亮背光過程，如果任意兩路LED燈條的驅動電壓的差值超過設定的保護電壓門檻值，則判定驅動電壓值較低的LED燈條出現短路，進而可通過關斷第一MOS管來斷開該路LED燈條；

在背光正常工作過程，如果某路LED燈條的驅動電流達到設定的電流保護點，則判定該路LED燈條出現短路，進而可通過關斷第一MOS管來斷開該路LED燈條。

與現有技術相比，本發明通過使每個驅動單元會按照一定時間間隔、一定電壓步長，來嘗試提高驅動電流，同時減少PWM占空比，使得驅動電流與PWM占空比的乘積能夠達到并維持穩定在設定值，在任意兩路LED燈條的驅動電壓的差值超過設定的保護電壓門檻值時，可以判定在點亮背光過程出現短路，在驅動電流達到設定的電流保護點時，可以判定在背光正常工作過程出現短路，進而可以在判定短路出現時，通過關斷第一MOS管來斷開短路的LED燈條，能夠有效地提高液晶顯示裝置的安全性。

附圖說明

圖1是本發明的液晶顯示裝置中多分區背光驅動系統的原理框圖。

圖2是本發明的多分區LED背光的短路保護方法的流程圖。

圖3是本發明在點亮背光過程中LED燈條的短路保護方法的流程圖。

圖4是本發明在背光正常工作過程中LED燈條的短路保護方法的流程圖。

圖5是本發明的液晶顯示裝置中多分區背光驅動系統的電原理圖。

圖6是本發明的液晶顯示裝置中單個LED燈條驅動的電原理圖。

圖7是本發明在背光正常工作過程中LED燈條的短路保護的觸發波形圖。

其中，附圖標記說明如下：100 多分區背光驅動系統 101 微處理器 102 LD接口 103 多路LED驅動芯片 104 單路LED驅動輸出單元 105 LED燈條 106 電壓電流檢測電路；503 多路LED驅動芯片 504 第一MOS管 505 LED燈條 506 電流采樣電阻 508 LED驅動電源；5031 第二MOS管 5032 運算放大器；701 正常運行狀態 702 短路觸發過程 703 設定的電流保護值。

具體實施方式

以下結合附圖，對本發明予以進一步地詳盡闡述。

參見圖1，圖1是本發明的液晶顯示裝置中多分區背光驅動系統的原理框圖。本發明提出一種液晶顯示裝置，該液晶顯示裝置可以是液晶屏，也可以是液晶電視。該液晶顯示裝置包括液晶面板和為該液晶面板提供背光源的多分區背光驅動系統100。該多分區背光驅動系統100包括：微處理器101,LD（LOCAL DIMMING 動態區域背光調整）接口102，多路LED驅動芯片103，單路LED驅動輸出單元104，LED燈條105以及電壓電流檢測電路106。

參見圖2，圖2是本發明的多分區LED背光的短路保護方法的流程圖。多分區LED背光的短路保護方法包括以下步驟：

S201、使每個驅動單元會按照一定時間間隔、一定電壓步長，來嘗試提高驅動電流，同時減少PWM( Pulse-width modulation, 脈沖寬度調制)占空比，使得驅動電流與PWM占空比的乘積能夠達到并維持穩定在設定值，以結束點亮背光的啟動并進入背光正常工作過程；

S202、在點亮背光過程，如果任意兩路LED燈條的驅動電壓的差值超過設定的保護電壓門檻值，則判定驅動電壓值較低的LED燈條出現短路，進而可通過關斷第一MOS管來斷開該路LED燈條；以及

S203、在背光正常工作過程，如果某路LED燈條的驅動電流達到設定的電流保護點，則判定該路LED燈條出現短路，進而可通過關斷第一MOS管來斷開該路LED燈條。

值得一提的是，上述在點亮背光過程以及在背光正常工作過程的兩種短路保護設計，既可以在LED燈條中多數燈短路時，甚至LED燈條正負短路時，及時保護，防止高壓大電流沖擊燒壞器件、引起起火；也可以在LED燈條中少數燈，甚至一顆燈短路時，斷開燈條，防止燈條長時間發熱、引起起火。

參見圖3，圖3是本發明在點亮背光過程中LED燈條的短路保護方法的流程圖。在點亮背光過程中LED燈條的短路保護方法包括以下步驟：

S301、LED驅動電路啟動，用最小占空比，讓各路LED燈條導通；

S302、判斷是否存在某路LED燈條的導通電流超過設定的保護電流值，是的話，轉步驟S308，否則的話，轉步驟S303；

S303、逐步升高驅動電壓，各路LED燈條按照壓降高低會依次達到設定電流值；

S304、記錄各路LED燈達到設定電流值時對應的驅動電壓值；

S305、判斷是否任意兩路LED燈條的與設定電流值時對應的驅動電壓值之差超過設定的短路保護電壓門檻值，是的話，轉步驟S307，否則的話，轉步驟S306；

S306、啟動結束，進入正常工作狀態；

S307、判定與設定電流值時對應的驅動電壓值較低的LED燈條存在短路，轉步驟S309；

S308、判定導通電流超過設定的保護電流值的LED燈條存在短路，轉步驟S309；

S309、斷開短路的LED燈條。

參見圖4，圖4是本發明在背光正常工作過程中LED燈條的短路保護方法的流程圖。在背光正常工作過程中LED燈條的短路保護方法包括以下步驟：

S401、如果某路LED燈條出現短路，其壓降會降低；

S402、此路燈條的LED驅動單元提高驅動電壓來提升燈條的導通電流，同時減少導通占空比；

S403、判斷是否此路LED燈條的導通電流超過設定的保護電流值，是的話，轉步驟S404，否則的話，轉步驟S402；

S404、判定此路LED燈條存在短路；

S405、斷開短路的LED燈條。

參見圖5，圖5是本發明的液晶顯示裝置中多分區背光驅動系統的電原理圖。該多分區背光驅動系統500包括：多路LED驅動芯片503，第一MOS管504，LED燈條505，電流采樣電阻506以及LED驅動電源508。

可以理解的是，該多路LED驅動芯片503為微處理器。該多路LED驅動芯片503包括多路驅動單元，能夠對多路LED燈條505進行驅動控制。在本實施例中，該多路LED驅動芯片503能夠驅動控制16路LED燈條505。在其他實施例中，該多分區背光驅動系統500可以應用在任意LED燈條505數量的LED背光應用，對于LED燈條505的數量超過16路的應用情形，既可以選用處理能力更強的多路LED驅動芯片503，也可以使用多個多路LED驅動芯片503。

該LED驅動電源508可以是任意拓撲結構的DC-DC變換電路或者AC-DC變換電路，用于根據輸入電壓VIN，提供的驅動電壓VLED。該LED驅動電源508能夠將驅動電壓VLED反饋給到該多路LED驅動芯片503的端口FB1。具體而言，驅動電壓VLED是經由電阻Rfb1和電阻Efb2的分壓，再經過電阻Rfb3送入端口FB1。

結合參見圖6，圖6是本發明的液晶顯示裝置中單個LED燈條驅動的電原理圖。單個LED燈條驅動包括：驅動單元5030，第一MOS管504，LED燈條505和電流采樣電阻506。

該驅動單元5030相當于圖5中多路LED驅動芯片503對應的一個G端口與一個S端口之間的等效電路。在本實施例中，該驅動單元5030包括一個第二MOS管5031和一個運算放大器5032。第一MOS管504和第二MOS管5031為相互串聯的兩個MOS管，第一MOS管504工作于開關狀態，按照PWM控制通斷，第二MOS管5031工作于線性狀態，受運算放大器5032控制工作在線性區。

利用MOS管線性狀態時，漏極電流（即LED電流）Id受驅動電壓Vgs控制的特點，可以通過第二MOS管5031來控制LED燈條505的電流。其中，多路LED燈條505的陽極是并聯在一起，與LED驅動電源提供的驅動電壓VLED相連，各路LED燈條505的陰極與對應的第一MOS管504的漏極相連。在理想狀態下，各路LED燈條505是沒有壓差的，各路LED燈條505在同樣電流的情況下所需要的驅動電壓是一樣的。

該多分區背光驅動系統500在點亮背光過程中實現的LED短路保護的原理大致為：

在點亮背光過程中，先用最小占空比控制第一MOS管504，讓各路LED燈條505導通，通過電流采樣電阻506檢測各路LED燈條505電流，如果電流超過設計保護點電流值，則判斷LED燈條505出現短路，驅動單元5030停止啟動，防止因短路造成器件損壞、發熱、起火。如果LED燈條505電流正常，不觸發保護，驅動單元5030繼續啟動，逐步抬高LED驅動電源508的驅動電壓VLED，在驅動電壓VLED從初始電壓按步上升過程中，各路LED燈條505會按照壓降高低依次達到設定電流值，同時記錄每路 LED燈條505到達設定電流值時，對應的驅動電壓VLED的值，如果任意兩路LED燈條505對應的驅動電壓VLED的差值，超過設定短路保護電壓門檻值，則判定驅動電壓VLED的值較低的LED燈條505出現LED短路，通過第一MOS管504斷開短路的LED燈條505。其中，這個短路保護電壓門檻值可以通過掃描正常背光的LED燈條505的驅動電壓差值來由該多路LED驅動芯片503智能確定，也可以設定為固定的電壓值。

該多分區背光驅動系統500在背光正常工作過程中實現的LED短路保護的原理大致為：

驅動電壓Vgs在啟動初始化后，基本保持不變。在LED背光驅動正常工作時，驅動單元5030按照一定時間間隔、一定電壓步長，來嘗試提高驅動電壓Vgs以提高LED電流Id，同時減少PWM占空比，使得每路LED燈條505的電流Id*占空比D保持為設定電流值，達到并維持穩定，參見圖7中的正常運行狀態701。

如果出現元器件損壞引起的某路LED燈條505短路，這路LED燈條505壓降會降低，驅動單元5030會按照前述的一定時間間隔、一定電壓步長，來嘗試提高存在短路的LED燈條505的電流，同時減少其導通占空比，以防止對應的第一MOS管504由于漏極-源極的壓降過高而發熱損壞。結合參見圖7中的短路觸發過程702，當這路LED燈條505電流達到設定的電流保護點703時，則判定為出現短路，通過關斷該第一MOS管504斷開短路的LED燈條505，防止LED燈條505長時間發熱/引起起火，同時避免損壞故障的LED燈條505上的其他正常LED。

與現有技術相比，本發明通過使每個驅動單元5030會按照一定時間間隔、一定電壓步長，來嘗試提高驅動電流，同時減少PWM占空比，使得驅動電流與PWM占空比的乘積能夠達到并維持穩定在設定值，在任意兩路LED燈條505的驅動電壓的差值超過設定的保護電壓門檻值時，可以判定在點亮背光過程出現短路，在驅動電流達到設定的電流保護點時，可以判定在背光正常工作過程出現短路，進而可以在判定短路出現時，通過關斷第一MOS管504來斷開短路的LED燈條505，能夠有效地提高液晶顯示裝置的安全性。

上述內容，僅為本發明的較佳實施例，并非用于限制本發明的實施方案，本領域普通技術人員根據本發明的主要構思和精神，可以十分方便地進行相應的變通或修改，故本發明的保護范圍應以權利要求書所要求的保護范圍為準。