終端及其lcd背光碟機動方法
2023-05-28 08:08:01
專利名稱：終端及其lcd背光碟機動方法
技術領域：
本發明涉及通信領域，特別涉及終端的IXD背光碟機動技木。
背景技術：
在類似手機的終端內，液晶顯示器(IXD)背光的LED連接分為兩種串聯方式和並聯方式，並聯方式又分為共陰極和共陽極兩種連接方式。傳統的LCD背光碟機動方式都需要増加一個專門的LCD背光碟機動晶片來驅動背光LED燈。具體地說，以並聯共陽連接方式為例，IXD模塊的功能框圖如圖1所示，圖1中的LED A為IXD模塊中各LED共同的電源輸入端，圖1中的LEDJQ至LED_K6為IXD模塊中的各LED。如果按照傳統的背光電路設計，就需要使用一個專門的背光晶片來驅動LCD的6個發光二極體(Light Emitting Diode，簡稱「LED」)燈，如圖2所示。傳統LCD背光實現原理如下(I)IXD背光碟機動晶片內部有ー個Charger pump (升壓器)，從管腳Vin輸入電壓，從管腳Vout輸出電壓，用於給IXD的背光LED供電。Charger pump有一個電壓轉換的功能，一般背光晶片還可以自動根據輸入電壓的變化輸出不同的電壓。(2)CPU(中央處理器)輸出ー個控制信號給背光晶片的En/Set管腳，這個管腳有兩個功能使能IXD背光碟機動晶片和調整背光晶片的限流。CPU就可以通過控制這個管腳，來實現LCD不同亮度等級的背光控制。En/Set的控制方式，業界沒有ー個統ー的標準，但都是以單線串ロ的方式來調整各路LED燈的限流大小，以及開關控制。然而，由於專門的IXD背光碟機動晶片成本高、功耗大，而且還需要増加PCB (印刷電路板)面積，因此越來越不能滿足產品和市場需求。
發明內容
本發明的目的在於提供一種終端及其LCD背光碟機動方法，使得在終端內可以省去專門的LCD背光碟機動晶片，從而降低了成本、減小了功耗和PCB面積。為解決上述技術問題，本發明的實施方式提供了ー種終端，包含中央處理器CPU、液晶顯示器IXD模塊，所述CPU與所述IXD模塊之間，連接有ー個MOS管；所述終端的電池電壓VBAT輸入到所述CPU，所述VBAT通過所述MOS管或直接輸入到所述IXD模塊中的發光二極體LED ；所述CPU輸出的脈寬調製PWM信號，輸入到所述MOS管的刪極，控制整個發光電路的導通和關閉。本發明的實施方式還提供了ー種IXD背光碟機動方法，包含以下步驟液晶顯示器IXD模塊中的各發光二極體LED，通過ー個MOS管或直接獲取終端的電池電壓VBAT ；中央處理器CPU通過調整輸出的脈寬調製PWM信號的佔空比，對所述各LED的發光亮度進行控制。
本發明實施方式相對於現有技術而言，將VBAT通過ー個MOS管或直接連接到IXD的背光LED進行供電，利用CPU已有的PWM信號控制MOS管柵極來調整LCD背光亮度。由於是通過MOS管來控制整個電流迴路的通斷，不需要増加外部硬體電路實現LCD背光碟機動，大量減少了硬體設計的複雜度，降低了終端成本並減小了 PCB的布板面積和功耗。而且，由於VBAT自己提供給IXD的背光LED燈供電，因此不需要像專門的IXD背光碟機動晶片ー樣經過ー個Charger pump (升壓器)進行電源轉換,可以提高電源效率。此外，利用CPU已有的PWM信號控制MOS管柵極來調整LCD背光亮度，可有效補償因VBAT變化影響LCD背光亮度的變化。進ー步地，MOS管可以是P型MOS管，也可以是N型MOS管(此時IXD模塊中的LED連接為並聯共陽連接);LCD模塊中的LED連接可以是並聯共陽連接，也可以是並聯共陰連接。使得本發明的實施方式不受限於MOS管的類型、LED的連接方式，具備廣泛的應用場景。
圖1是根據現有技術中的以並聯共陽方式連接的LCD模塊功能示意圖；圖2是根據現有技術中的IXD背光電路驅動示意圖；圖3是根據本發明第一實施方式的終端結構示意圖；圖4是根據本發明第二實施方式的終端結構示意圖；圖5是根據本發明第三實施方式的終端結構示意圖；圖6是根據本發明第四實施方式中的LCD背光等效電路示意圖；圖7是根據本發明第四實施方式中系統開機時的LCD背光碟機動流程圖；圖8是根據本發明第四實施方式中終端使用過程中的LCD背光碟機動流程圖。
具體實施例方式本發明的第一實施方式涉及一種終端。在本實施方式中，CPU與！XD模塊之間,連接有ー個MOS管。終端的電池電壓VBAT輸入到該CPU和該MOS管中，VBAT電壓通過該MOS管輸入到IXD模塊中的LED，CPU輸出的脈寬調製PWM信號，輸入到MOS管的刪極，以通過調整輸出的PWM信號的佔空比，對LCD模塊中的各LED的發光亮度進行控制。在本實施方式中，MOS管為P型MOS管，IXD模塊中的LED連接為並聯共陽連接，具體結構如圖3所示。VBAT輸入到該P MOS管的源端(即S扱)，VBAT通過P MOS管輸入到LCD模塊中各LED共同的電源輸入端(即圖3中的LED A)，IXD模塊中的各LED(即圖3中的LEDJQ至LED_K6)陰極分別串ー個電阻再全部合成一路接地。也就是說，使用MOS管來控制整個電流迴路的通斷，將VBAT連接PMOS管的S極(源端)，通過CPU輸出的PWM信號來控制MOS的G極(柵極)，使得CPU可通過調整適當頻率的PWM信號佔空比來實現LCD不同背光亮度的調節，具體調節方式將在後文中進行詳細描述。不難發現，在本實施方式中，不需要増加外部硬體電路實現LCD背光碟機動，大量減少了硬體設計的複雜度，降低了終端成本並減小了 PCB的布板面積和功耗。而且，由於VBAT自己提供給IXD的背光LED燈供電，因此不需要像專門的IXD背光碟機動晶片ー樣經過ー個Charger pump (升壓器)進行電源轉換，可以提高電源效率。本發明的第二實施方式涉及ー種終端。第二實施方式與第一實施方式大致相同，主要區別之處在於在第一實施方式中，IXD模塊中的LED連接為並聯共陽連接。而在本發明第二實施方式中，LCD模塊中的LED連接為並聯共陰連接。具體地說，如圖4所示，VBAT輸入到P MOS管的源端，IXD模塊中的各LED分別串一個電阻後合成一路連接至P MOS管的漏端，各LED陰極直接合成一路接地。由於在本實施方式中，同樣不需要増加外部硬體電路實現LCD背光碟機動，因此可以達到與第一實施方式類似的技術效果，即大量減少了硬體設計的複雜度，降低了終端成本並減小了 PCB的布板面積和功耗，以及提高了電源效率。本發明的第三實施方式涉及ー種終端。第三實施方式與第一實施方式大致相同，主要區別之處在於在第一實施方式中，MOS管為P型MOS管。而在本發明第三實施方式中，MOS管為N型MOS管。具體地說，在本實施方式中，IXD模塊中的LED連接為並聯共陽連接，VBAT輸入到LCD模塊中各LED共同的電源輸入端，LCD模塊中的各LED陰極分別串ー個電阻再全部合成一路連接到N MOS管的漏端，N MOS管的源端直接接地，如圖5所示。由此可見，MOS管可以是P型MOS管，也可以是N型MOS管；LCD模塊中的LED連接可以是並聯共陽連接，也可以是並聯共陰連接。使得本發明的實施方式不受限於MOS管的類型、LED的連接方式，具備廣泛的應用場景。本發明第四實施方式涉及ー種LCD背光碟機動方法，本實施方式可應用於上述第一至第三實施方式中的終端。在本實施方式中，IXD模塊中的各LED，通過ー個MOS管或直接獲取終端的電池電壓VBAT。CPU通過調整輸 出的PWM信號的佔空比，對IXD模塊中的各LED的發光亮度進行控制。具體地說，由於在上述第一至第三實施方式中的終端(如手機)內，是將VBAT直接連接到IXD的背光LED供電，因此VBAT的電壓越高IXD的亮度也會越高。而在終端中，(PU都需要檢測VBAT電壓，用來顯示電池電量以及低電量關機等功能。因此在本實施方式中，可以根據已檢測到的當前VBAT電壓調整PWM的佔空比以及當前設置的亮度等級，來補償因VBAT變化影響LCD背光亮度的變化。下面對通過調整適當頻率的PWM信號佔空比，實現IXD不同背光亮度的調節，進行具體說明。由於PWM信號佔空比D與VBAT電壓、背光LED導通電壓VLED、每路LED的平均電流1、整個電路等效電阻R相關，單路LCD背光LED等效電路如圖6所示，公式如下I = D* (VBAT-VLED)/R (I)故D (VBAT) = Imax*RパVBAT-VLED) (2)公式⑵給出的是D和VBAT的關係；式中R、VLED和ILED都是已知，R就是串在電路中電阻的阻值，Imax為設定的LCD最大亮度等級的平均電流。因此,當確定了最大売度等級時的D,終端分為N級背光(即終端的最大売度等級為N)時，第n級背光的亮度的D(VBAT，n)計算公式如下D (VBAT, n) = n/N*D (VBAT) (0 彡 n 彡 N)
D (VBAT, n) = n/N*Imax*R/ (VBAT-VLED) (0 彡 n 彡 N) (3)若，VLED = 3. 2V(背光LED導通電壓一般都是3. 2V)，Imax設定為15mA(背光LED的最大電流一般是15mA)，R = 10歐姆；通常情況下，VBAT最低電壓3. 4V (電池低於3. 4V手機關機)，則根據公式(3)，最亮時(第N級)背光的佔空比D(3.4V，N) = 75% ；同理，則根據公式(3)，當VBAT最高電壓4. 2V(手機電池最高電壓)，最亮時(第N級)背光的佔空比D(4.2V，N) =15%。由於在系統開機過程中，當前設置的亮度等級通常為默認的亮度等級，因此在開機吋，終端的LCD背光碟機動如圖7所示。在步驟710中，CPU檢測當前的VBAT。接著，在步驟720中，CPU根據檢測到的VBAT和默認的亮度等級，計算需輸出的PWM信號的佔空比D，即將檢測到的VBAT和默認的亮度等級代入到上述公式(3)中，計算出需輸出的PWM信號的佔空比。接著，在步驟730中，MOS管根據當前的D值，驅動IXD背光。由於在終端正常工作時，用戶根據需要可能會調整IXD亮度等級，系統也可能根據VBAT的變化需要調整IXD亮度等級，因此CPU還需根據檢測到的VBAT和用戶調整的或系統自動調整的亮度等級，計算需輸出的PWM信號的佔空比，對LCD的背光亮度進行調整，具體流程如圖8所示。在步驟810中，CPU判斷用戶或系統是否調整了 IXD亮度等級。如果判定發生了調整，則進入步驟820，如果判定未發生調整，則進入步驟830。在步驟820中，CPU將調整後的亮度等級n代入公式(3)中(VBAT電壓值不變)，計算出此時的佔空比D(VBAT，n)。在步驟830中，CPU判斷檢測到的VBAT電壓值是否發生了變化，如果發生了變化，則進入步驟840，如果沒有發生變化，則直接進入步驟850。在步驟840中，CPU將VBAT變化後的電壓值代入公式(3)中(n的值不變)，計算出此時的佔空比D(VBAT，n)。在步驟850中，CPU調整IXD背光亮度。即CPU將PWM信號的佔空比D調整為最新計算出的D，輸出PWM信號，實現LCD背光亮度的調整。不難發現，在本實施方式中，利用了 CPU已有的PWM信號來控制MOS管柵極，實現LCD背光亮度的調整，可有效補償因VBAT變化影響LCD背光亮度的變化，並且可滿足用戶對LCD背光亮度變化的需求。需要說明的是，上面各種方法的步驟劃分，只是為了描述清楚，實現時可以合併為一個步驟或者對某些步驟進行拆分，分解為多個步驟，只要包含相同的邏輯關係，都在本專利的保護範圍內；對算法中或者流程中添加無關緊要的修改或者引入無關緊要的設計，但不改變其算法和流程的核心設計都在該專利的保護範圍內。上述各實施方式是實現本發明的具體 實施例，而在實際應用中，可以在形式上和細節上對其作各種改變，而不偏離本發明的精神和範圍。
權利要求
1.一種終端，包含中央處理器CPU、液晶顯示器IXD模塊，其特徵在於，所述CPU與所述IXD模塊之間，連接有一個MOS管； 所述終端的電池電壓VBAT輸入到所述CPU，所述VBAT通過所述MOS管或直接輸入到所述IXD模塊中的發光二極體LED ； 所述CPU輸出的脈寬調製PWM信號，輸入到所述MOS管的刪極，控制整個發光電路的導通和關閉。
2.根據權利要求1所述的終端，其特徵在於，所述MOS管為P型MOS管，所述VBAT通過所述MOS管輸入到所述IXD模塊中的發光二極體LED。
3.根據權利要求2所述的終端，其特徵在於，所述IXD模塊中的LED連接為並聯共陽連接； 其中，所述VBAT輸入到所述MOS管的源端，所述VBAT通過所述MOS管輸入到所述LCD模塊中各LED共同的電源輸入端，所述LCD模塊中的各LED陰極分別串一個電阻再全部合成一路接地。
4.根據權利要求2所述的終端，其特徵在於，所述LCD模塊中的LED連接為並聯共陰連接； 其中，所述VBAT輸入到所述MOS管的源端，所述LCD模塊中的各LED分別串一個電阻後合成一路連接至所述MOS管的漏端，所述各LED陰極直接合成一路接地。
5.根據權利要求1所述的終端，其特徵在於，所述MOS管為N型MOS管，所述VBAT直接輸入到所述IXD模塊中的發光二極體LED。
6.根據權利要求5所述的終端，其特徵在於，所述LCD模塊中的LED連接為並聯共陽連接； 其中，所述VBAT輸入到所述LCD模塊中各LED共同的電源輸入端，所述LCD模塊中的各LED陰極分別串一個電阻再全部合成一路連接到所述MOS管的漏端，所述MOS管的源端直接接地。
7.—種LCD背光碟機動方法，應用於權利要求1至6中任一項所述的終端，其特徵在於，包含以下步驟 液晶顯示器LCD模塊中的各發光二極體LED，通過一個MOS管或直接獲取終端的電池電壓 VBAT ； 中央處理器CPU通過調整輸出的脈寬調製PWM信號的佔空比，對所述各LED的發光亮度進行控制。
8.根據權利要求7所述的LCD背光碟機動方法，其特徵在於，所述CPU通過調整輸出的PWM信號的佔空比，對所述各LED的發光亮度進行控制的步驟中，包含以下子步驟 所述CPU檢測到當前的VBAT ； 所述CPU根據檢測到的VBAT和當前設置的亮度等級，計算需輸出的PWM信號的佔空比。
9.根據權利要求8所述的LCD背光碟機動方法，其特徵在於， 所述當前設置的亮度等級為在終端開機過程中系統默認的亮度等級；或者， 所述當前設置的亮度等級為用戶調整的或系統自動調整的亮度等級。
10.根據權利要求8所述的LCD背光碟機動方法，其特徵在於，所述CPU根據以下公式，計算需輸出的PWM信號的佔空比D :D = n/N*Imax*R/(VBAT-VLED) (O ≤ η ≤N)； 其中，η表不當如設置的売度等級，N表不終端的最大売度等級，Imax表不設定的處於最大亮度等級時單路LED的平均電流，R表示預設的等效電阻，VLED表示LED的導通電壓。
11.根據權利要求10所述的LCD背光碟機動方法，其特徵在於，所述R取值為10歐姆，所述Imax取值為15mA。
全文摘要
本發明涉及通信領域，公開了一種終端及其LCD背光碟機動方法。本發明中，將VBAT通過一個MOS管直接連接到LCD的背光LED進行供電，利用CPU已有的PWM信號控制MOS管柵極來調整LCD背光亮度。由於是通過MOS管來控制整個電流迴路的通斷，不需要增加外部硬體電路實現LCD背光碟機動，大量減少了硬體設計的複雜度，降低了終端成本並減小了PCB的布板面積和功耗。
文檔編號G09G3/34GK103050088SQ20111030577
公開日2013年4月17日 申請日期2011年10月11日 優先權日2011年10月11日
發明者胡倫, 王勇 申請人:聯芯科技有限公司