移動終端lcd背光的電流控制模塊的製作方法

2023-06-04 12:22:11

專利名稱：移動終端lcd背光的電流控制模塊的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及電子產品的LCD背光亮度的控制裝置，具體涉及移動終端LCD 背光的電流控制模塊。
背景技術：
目前移動終端的LCD (Liquid Crystal Display,液晶顯示屏)背光燈一般採用並 聯式LED (Light Emitting Diode,發光二極體)燈，這些LED燈通常需要通過一顆驅動 IC (integrated circuit,集成電路)來控制LCD背光燈的亮度。傳統的並聯式LCD背光碟機動IC 一般具有一個使能埠，用戶可以通過向該使能 埠輸送PWM (Pulse Width Modulation,脈衝寬度調製)信號來達到調節LED背光電流 的目的。此種方式會使背光碟機動IC頻繁啟動和關閉，這樣極容易引起EMI幹擾(Electro magnetic Interference,電磁幹擾)，以及頻繁開關IC引起的負載變化使輸出電壓不穩定而 造成背光LED發生閃爍等問題。目前，業界也有一些作法是採用具有I2C總線(Inter-Integrated Circuit，集成電
路)或者數脈衝個數的方式控制電流輸出的背光碟機動IC，這類IC不會造成頻繁啟動和關 閉問題，但亮度等級有限，而且亮度等級是固定的，調節亮度的靈活性很差，在實現一 些LCD背光亮度漸變效果時，不能實現平滑過渡。因而現有技術還有待改進和提高。

實用新型內容鑑於上述現有技術的不足之處，本實用新型的目的在於提供移動終端LCD背光 的電流控制模塊，能連續地調節背光燈的電流等級。為了達到上述目的，本實用新型採取了以下技術方案移動終端LCD背光的電流控制模塊，所述電流控制模塊設置在LCD背光碟機動IC 和LCD背光LED燈組之間，其中，所述電流控制模塊包括電荷泵和MOS管組；所述電 荷泵的輸入端與電源連接，輸出端與所述LED燈組連接；所述MOS管組的第一輸入端與 LCD背光碟機動IC連接，第二輸入端與所述LED燈組連接，MOS管組的輸出端接地。所述的移動終端LCD背光的電流控制模塊，其中，在所述LCD背光碟機動IC的 PWM信號輸出端與所述MOS管組的第一輸入端之間設置有一濾波電路。所述的移動終端LCD背光的電流控制模塊，其中，所述MOS管組包括第一 MOS管、第二 MOS管、第三MOS管和第四MOS管，所述LED燈組包括第一 LED燈、 第二 LED燈、第三LED燈和第四LED燈；其中所述第一 MOS管的柵極連接LCD背光碟機動IC的PWM信號輸出端，漏極連接 第一 LED燈的陰極，源極接地；所述第二 MOS管的柵極連接LCD背光碟機動IC的PWM信號輸出端，漏極連接 第二 LED燈的陰極，源極接地；[0013]所述第三MOS管的柵極連接LCD背光碟機動IC的PWM信號輸出端，漏極連接 第三LED燈的陰極，源極接地；所述第四MOS管的柵極連接LCD背光碟機動IC的PWM信號輸出端，漏極連接 第四LED燈的陰極，源極接地。所述的移動終端LCD背光的電流控制模塊，其中，所述濾波電路包括電阻和第 一電容，所述電阻串聯在所述LCD背光碟機動IC的PWM信號輸出端和所述MOS管組的 第一輸入端之間，所述第一電容的一端與所述電阻連接，另一端接地。所述的移動終端LCD背光的電流控制模塊，其中，所述電荷泵上設置有一第二 電容。所述的移動終端LCD背光的電流控制模塊，其中，所述電源為電池。所述的移動終端LCD背光的電流控制模塊，其中，所述第一 MOS管、第二 MOS管、第三MOS管和第四MOS管均為N溝道MOS管。本實用新型提供的移動終端LCD背光的電流控制模塊，該電流控制模塊設置在 LCD背光碟機動IC和LCD背光LED燈組之間，電流控制模塊採用了將電源電壓升高的電 荷泵和控制流過LED燈組電流大小的MOS管組，只需通過控制LCD背光碟機動IC輸出 合適的PWM信號，就可以實現連續調節LED燈組的電流等級，使LCD背光的亮度平滑 過度，避免了 EMI幹擾；同時本實用新型的電流控制模塊還具有結構簡單，成本低等特 點ο

圖1為本實用新型LCD背光亮度調節的結構框圖；圖2為本實用新型電流控制模塊的電路原理框圖；圖3為本實用新型電流控制模塊的電路示意圖。
具體實施方式
本實用新型提供了移動終端LCD背光的電流控制模塊，該電流控制模塊串聯在 LCD背光碟機動IC的PWM信號輸出端和LCD背光LED燈組的輸入端之間，用於連續調 節流過LCD背光LED燈組的電流，從而實現LCD背光亮度平滑過度，而且不會產生EMI 幹擾。為使本實用新型的目的、技術方案及效果更加清楚、明確，以下參照附圖並舉 實例對本實用新型進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本 實用新型，並不用於限定本實用新型。請參閱圖1，本實用新型提供的移動終端LCD背光的電流控制模塊110串聯在移 動終端的LED燈組120和LCD背光碟機動IC130之間，用於調節流過移動終端LCD背光 LED燈的電流等級，從而實現LCD背光亮度的平滑過度。請一併參閱圖2和圖3，本實用新型的電流控制模塊100可以設置成一塊用於控 制電流大小的晶片，所以本實用新型所稱的電流控制模塊也可以稱為電流控制晶片。在 該晶片內部包括電荷泵111和MOS管(metal oxid semiconductor,場效應電晶體)組112。其中，所述電荷泵111的第一輸入端與電源Vbat連接，第二輸入端接地，所述電荷泵111的輸出端與LED燈組120的輸入端連接。該電荷泵111主要用於將電流控制 晶片輸入端的電壓升高到一定電壓後輸出，給LED燈組120供電。由於電荷泵給LED燈組供電，而電荷泵由電源Vbat供電，所以整塊晶片(即電 流控制模塊)由電源Vbat供電。本實施例中，所述電源Vbat為移動終端的電池，並且 在電荷泵111上設置有第二電容C2，該第二電容C2與電荷泵的兩個接線埠連接，在該 電路中主要起保護作用。此處也可以認為該第二電容C2是所述電流控制晶片的外圍電子 元件，第二電容C2連接在該電流控制晶片的兩個引腳上。所述MOS管組112主要用於控制流過LED燈組120的電流的大小，該MOS管 組112的第一輸入端與LCD背光碟機動IC130的PWM信號輸出端連接，第二輸入端與所 述LED燈組120的輸出端連接，MOS管組112的輸出端接地。其中，所述LCD背光碟機動IC130由其使能埠輸出PWM信號，來控制加在 MOS管組的第一輸入端上的電壓。本實用新型改變了傳統純數字控制LCD背光亮度的方式，採用了數字模擬結合 的方式。請繼續參閱圖2，在所述LCD背光碟機動IC130的PWM信號輸出端與MOS管 組112的第一輸入端之間設置有一濾波電路140。所述濾波電路140包括電阻Rl和第一電容Cl，所述電阻Rl串聯在所述LCD背 光碟機動IC130的PWM信號輸出端和MOS管組112的第一輸入端之間，所述第一電容Cl 的輸入端連接電阻Rl的輸出端，第一電容Cl的輸出端接地。在本實施方式中，LCD背光碟機動IC130輸出的背光控制PWM信號經過電阻 RU第一電容Cl濾波後產生直流電壓，將LCD背光碟機動IC130輸出的數位訊號轉換為模 擬電平，使MOS管組112工作在飽和區，以達到控制流過LED燈組120的電流的目的。本實施例中，MOS管組112中MOS管數量應與LED燈組120中的LED燈的數 量保持一致，這樣可以通過一個MOS管控制一個LED燈，其中，MOS管和LED燈的數 量可以根據實際需要設置。請參閱圖3，其為電流控制模塊的電路示意圖，所述MOS管組112包括4個 MOS管，分別為第一 MOS管Ml、第二 MOS管M2、第三MOS管M3和第四MOS管
M4，並且這4個MOS管均採用N溝道MOS管。相應地，LED燈組120包括4個LED燈，分別為第一 LED燈Dl、第二 LED燈 D2、第三LED燈D3和第四LED燈D4。其中，所述第一 MOS管Ml的柵極連接LCD背光碟機動IC130的PWM信號輸出 端，所述第一 MOS管Ml的漏極連接第一 LED燈Dl陰極，第一 MOS管Ml的源極接 地。所述第二 MOS管M2的柵極連接LCD背光碟機動IC130的PWM信號輸出端，所 述第二 MOS管M2的漏極連接第二 LED燈D2陰極，第二 MOS管M2的源極接地。所述第三MOS管M3的柵極連接LCD背光碟機動IC130的PWM信號輸出端，所 述第三MOS管M3的漏極連接第三LED燈D3陰極，第三MOS管M3的源極接地。所述第四MOS管M4的柵極連接LCD背光碟機動IC130的PWM信號輸出端，所 述第四MOS管M4的漏極連接第四LED燈D4陰極，第四MOS管M4的源極接地。以下對本實用新型電流控制模塊(即電流控制晶片)的工作原理進行詳細描述請繼續參閱圖3，電流控制晶片由電源Vbat(電池)供電，電荷泵111的主要作 用是將電源Vbat的電壓升高到一定的電壓，並從電流控制晶片的Vout埠輸出，MOS管 組112的作用是控制流過晶片外部的LED燈組的電流。背光控制PWM信號由LCD背光碟機動IC130的PWM信號輸出端提供，PWM信
號經過電阻R1，第一電容Cl濾波後產生的直流電壓。假設PWM信號的佔空比為D， PWM信號的電壓幅度為V，則在電流控制晶片的Va端得到的控制電壓為VXD。本實用新型實施方式是使MOS管組112中的MOS管工作在飽和區，MOS管組 112在飽和區的電流為
1W,I = ^juCox-J(Vgs-Vth)2上述公式成立的條件是Vds>Vgs_Vth，其中，μ為半導體的電子移動速率， W
Cox了為MOS管的GATE端(柵極)看進去的電容。Vgs為MOS管的GATE(柵極)和
SOURCE(源極)之間的電壓，即電流控制晶片Va端輸入的模擬電壓，Vth為MOS管的 門限電壓。上述公式中的參數除了 VgS外，其他參數都由MOS管本身工藝決定，即為固定 值，因此電流I只隨Vgs變化而變化。在此，假設電流晶片的輸出電壓Vout在5V以上，則在MOS管的DRAIN(漏極) 和SOURCE(源極)兩端電壓Vds可以達到1.8V左右，此時通過控制LCD背光碟機動IC 的PWM信號，使Va控制腳上的模擬電壓在1.8V以下，從而，滿足Vds > Vgs-Vth的條 件。這樣MOS管就可以工作在飽和區，流過MOS管的電流就可以通過Vgs控制，也就 是由LCD背光碟機動輸出的PWM信號，經濾波電路轉換的模擬電壓控制。本實用新型利用濾波電路將LCD背光碟機動IC的PWM數位訊號轉換為模擬電 平，並且使電流控制晶片內部的MOS管工作在飽和區，以達到用MOS管的柵極和源極 之間的電壓Vgs控制MOS管的電流Ids的目的。這種背光碟機動IC對於手機硬體設計無需 多大變動，只需通過移動終端的軟體控制LCD背光碟機動IC輸出合適的PWM信號即可。綜上所述，本實用新型提供的移動終端LCD背光的電流控制模塊，該電流控制 模塊設置在LCD背光碟機動IC和LCD背光LED燈組之間，電流控制模塊採用了將電源電 壓升高的電荷泵和控制流過LED燈組電流大小的MOS管組，只需通過控制LCD背光碟機 動IC輸出合適的PWM信號，就可以實現連續調節LED燈組的電流等級，使LCD背光 的亮度平滑過度，避免了 EMI幹擾；同時本實用新型的電流控制模塊還具有結構簡單， 成本低等特點。可以理解的是，對本領域普通技術人員來說，可以根據本實用新型的技術方案 及其實用新型構思加以等同替換或改變，而所有這些改變或替換都應屬於本實用新型所 附的權利要求的保護範圍。
權利要求1.一種移動終端LCD背光的電流控制模塊，所述電流控制模塊設置在LCD背光碟機 動IC和LCD背光LED燈組之間，其特徵在於，所述電流控制模塊包括電荷泵和MOS管 組；所述電荷泵的輸入端與電源連接，輸出端與所述LED燈組連接；所述MOS管組的 第一輸入端與LCD背光碟機動IC連接，第二輸入端與所述LED燈組連接，MOS管組的輸 出端接地。
2.根據權利要求1所述的移動終端LCD背光的電流控制模塊，其特徵在於，在所述 LCD背光碟機動IC的PWM信號輸出端與所述MOS管組的第一輸入端之間設置有一濾波 電路。
3.根據權利要求1所述的移動終端LCD背光的電流控制模塊，其特徵在於，所述 MOS管組包括第一 MOS管、第二 MOS管、第三MOS管和第四MOS管，所述LED燈 組包括第一 LED燈、第二 LED燈、第三LED燈和第四LED燈；其中所述第一 MOS管的柵極連接LCD背光碟機動IC的PWM信號輸出端，漏極連接第一 LED燈的陰極，源極接地；所述第二 MOS管的柵極連接LCD背光碟機動IC的PWM信號輸出端，漏極連接第二 LED燈的陰極，源極接地；所述第三MOS管的柵極連接LCD背光碟機動IC的PWM信號輸出端，漏極連接第三 LED燈的陰極，源極接地；所述第四MOS管的柵極連接LCD背光碟機動IC的PWM信號輸出端，漏極連接第四 LED燈的陰極，源極接地。
4.根據權利要求2所述的移動終端LCD背光的電流控制模塊，其特徵在於，所述濾 波電路包括電阻和第一電容，所述電阻串聯在所述LCD背光碟機動IC的PWM信號輸出 端和所述MOS管組的第一輸入端之間，所述第一電容的一端與所述電阻連接，另一端接 地。
5.根據權利要求1所述的移動終端LCD背光的電流控制模塊，其特徵在於，所述電 荷泵上設置有一第二電容。
6.根據權利要求1所述的移動終端LCD背光的電流控制模塊，其特徵在於，所述電 源為電池。
7.根據權利要求1所述的移動終端LCD背光的電流控制模塊，其特徵在於，所述第 一 MOS管、第二 MOS管、第三MOS管和第四MOS管均為N溝道MOS管。
專利摘要本實用新型公開了移動終端LCD背光的電流控制模塊，所述電流控制模塊設置在LCD背光碟機動IC和LCD背光LED燈組之間，其中，所述電流控制模塊包括電荷泵和MOS管組；所述電荷泵的輸入端與電源連接，輸出端與所述LED燈組連接；所述MOS管組的第一輸入端與LCD背光碟機動IC連接，第二輸入端與所述LED燈組連接，MOS管組的輸出端接地。本實用新型提供的移動終端LCD背光的電流控制模塊，只需通過控制LCD背光碟機動IC輸出合適的PWM信號，就可以實現連續調節LED燈組的電流等級，使LCD背光的亮度平滑過度，避免了EMI幹擾；同時本實用新型的電流控制模塊還具有結構簡單，成本低等特點。
文檔編號H05B37/02GK201804537SQ201020287318
公開日2011年4月20日 申請日期2010年8月2日 優先權日2010年8月2日
發明者顧建良, 顧瞻 申請人:惠州Tcl移動通信有限公司