一種用於背光亮度調節的驅動電路的製作方法
2023-06-05 09:34:56 1
專利名稱：一種用於背光亮度調節的驅動電路的製作方法
技術領域：
本發明涉及電子電路領域，特別是涉及一種用於背光亮度調節的驅動電路。
背景技術：
電子設備上的LCD等顯示器件的顯示亮度常需要適應性的調整，以方便人眼觀看。目前，現有背光亮度調節的驅動電路大多採用改變反饋迴路的輸出/輸入比例關係，調節驅動電路的輸出，從而控制背光亮度。
參閱圖1，為現有的用於背光亮度調節的驅動電路結構示意圖，包括電壓轉換電路11、控制電路12、反饋電路13、及系統控制器14。系統控制控制器14輸出PWM脈衝形式的控制信號Wctl到反饋電路13，同時控制控制電路12的導通、截止。反饋電路13根據該PWM脈衝信號調整反饋迴路，在電壓轉換電路11的輸出端獲取輸出電壓，轉換為反饋信號Vft傳送到控制電路12。控制電路12還接收固定電壓信號Vref，並依據上述反饋信號Vft和固定電壓信號Vref比較、計算得到驅動信號Vctl，輸出到電壓轉換電路11。電壓轉換電路11接收電源電壓Vin，並根據該驅動信號Vctl生成工作電壓Vout輸出。
上述驅動電路在工作中需要調節背光亮度時，系統控制器14傳送相應的PWM脈衝信號給反饋電路13，反饋電路13根據PWM脈衝信號調整反饋迴路，使輸出的反饋信號Vft發生相應的變化。控制電路12根據反饋信號Vft和固定電壓信號Vref計算得到的驅動信號Vctl也發生相應的變化，使得電壓轉換電路11依據調節信號Vctl輸出的工作電壓Vout相應的變化，改變背光亮度。
但是，上述驅動電路中的反饋電路13需具備調整反饋迴路的功能，這就需要反饋電路13具有多條不同輸出/輸入比的反饋迴路。這樣，反饋電路13的實現就較為複雜，需要多個電阻元件和控制元件，不利於整個驅動電路的集成設計和設備的生產成本控制。
上述驅動電路中系統控制器14發送PWM脈衝信號到反饋電路13，以控制反饋電路13調整反饋迴路。這需要系統控制器14實時的、不間斷的生成PWM脈衝信號。目前，實時的、不間斷的生成PWM脈衝信號這一功能在多數情況下都需要用單獨的電子元件來完成，該電子元件的使用會進一步增加整個驅動電路的集成設計難度，並且加大設備的生產成本。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是提供一種用於背光亮度調節的驅動電路，該驅動電路可使用較少的電子元件實現，利於整個電路的集成設計，降低設備的生產成本。
本發明涉及一種用於背光亮度調節的驅動電路，包括電壓轉換電路、控制電路、系統控制器、反饋電路，所述反饋電路獲取所述電壓轉換電路輸出的工作電壓，轉換為反饋信號發送到所述控制電路，所述控制電路輸出驅動信號到所述電壓轉換電路，其特徵在於，還包括參考電壓變換電路，用於接收所述系統控制器的控制信號，並將上述控制信號轉換為相應的參考電壓，發送到所述控制電路；所述控制電路依據所述反饋信號和所述參考電壓生成所述驅動信號。
優選的，所述控制電路包括誤差比較器、振蕩器、驅動器，所述誤差比較器的正輸入端連接所述參考電壓變換電路，負輸入端連接所述反饋電路，輸出端連接所述驅動器的輸入端；所述驅動器的另一輸入端連接所述振蕩器，輸出端連接所述電壓轉換電路。
優選的，所述參考電壓變換電路包括數模轉換器。
優選的，所述電壓轉換電路為升壓電感型DC/DC、降壓電感型DC/DC、電荷泵、或LDO。
優選的，所述電壓轉換電路包括線圈、電源、開關元件，開關元件控制端連接所述控制電路，導通端分別連接線圈的一端和地，線圈另一端通過電容接地；電源的正向連接線圈L一端，負向接地。
優選的，所述電壓轉換電路還包括二極體，二極體正端連接開關元件和線圈的公共端，負端輸出工作電壓。
優選的，所述電壓轉換電路還包括有向電容，所述有向電容正端連接二極體的負端，負端接地。
優選的，所述開關元件為N型MOS場效應管。
優選的，所述反饋迴路包括串連連接的第一電阻和第二電阻，第一電阻一端連接所述電壓轉換電路的輸出端；第二電阻一端連地，第一電阻和第二電阻的公共端連接所述控制電路。
優選的，所述反饋迴路包括串連連接的負載元件和電阻，負載元件一端連接所述電壓轉換電路的輸出端；電阻一端連地，負載元件和電阻的公共端連接所述控制電路。
與現有技術相比，本發明具有以下優點本發明利用參考電壓變換電路接收系統控制器的控制信號，並將上述控制信號轉換為相應的參考電壓，發送到控制電路。這樣在進行背光亮度調節時，系統控制器只需發送相應的數字控制信號到參考電壓變換電路，由參考電壓變換電路將該數字控制信號轉換為相應的參考電壓，發送到控制電路，再由控制電路依據該參考電壓和反饋電路輸入的反饋信號比較、計算得到驅動信號，該驅動信號改變電壓轉換電路輸出的電壓值，實現對背光亮度的調節。
本發明是通過改變參考電壓方式調節輸出電壓，相對於現有技術中通過改變反饋迴路調節輸出電壓，本發明的反饋電路不需具有多條不同輸出/輸入比的反饋迴路，所需的電子元件較少，實現簡單，利於整個驅動電路的集成設計和最終設備的生產成本控制。
本發明系統控制器輸出的是數字控制信號，相對於現有技術中系統控制器生成對系統資源佔用較大PWM脈衝信號，本發明系統控制器的實現不需使用單獨生成PWM脈衝信號的電子元件，進一步減少對電子郵件的使用，更利用整個驅動電路的集成和最終設備的生產成本控制。
圖1為現有的用於背光亮度調節的驅動電路結構示意圖；圖2為本發明第一實施例提供的用於背光亮度調節的驅動電路結構示意圖；圖3為本發明第二實施例提供的用於背光亮度調節的驅動電路的電路圖；圖4為本發明第三實施例提供的用於背光亮度調節的驅動電路的電路圖。
具體實施例方式
為使本發明的上述目的、特徵和優點能夠更加明顯易懂，下面結合附圖和具體實施方式
對本發明作進一步詳細的說明。
參閱圖2，為本發明第一實施例提供的用於背光亮度調節的驅動電路結構示意圖，包括電壓轉換電路21、控制電路22、反饋電路23、系統控制器24、及參考電壓變換電路25。
系統控制器24生成數字控制信號Vsysctl，並將該數字控制信號Vsysctl發送到參考電壓變換電路25。系統控制控制器24同時控制控制電路22的導通、截止。系統控制器24可為ARM、MIPS等通用信號處理器或其它通用DSP，也可以是各類專用的媒體信號處理器或音頻信號處理器，還可以是集成了其它功能的MCU單元。系統控制器24負責對設備工作進行必須的信號處理和運算，並根據設備的實際工作環境和條件，生成控制設備背光亮度所需的數字控制信號。
反饋電路23在電壓轉換電路21的輸出端獲取輸出的工作電壓，轉換為反饋信號Vft，並將該反饋信號Vft傳送到控制電路22。
參考電壓變換電路25接收該控制信號，將該控制信號轉換為相應的參考電壓Vref，發送到控制電路22。參考電壓變換電路25可為數模轉換器DAC。
控制電路22接收到參考電壓Vref和反饋信號Vft，將參考電壓Vref和反饋信號Vft進行比較、計算後生成驅動信號Vctl，再將該驅動信號Vctl發送到電壓轉換電路21。同時，控制電路22還接收系統控制器24的導通、截止控制信號。
電壓轉換電路21根據該驅動信號調節輸出的工作電壓。該工作電壓作用在顯示器的背光元件上，控制設備的背光亮度。電壓轉換電路21可為升壓電感型DC/DC、降壓電感型DC/DC，電荷泵、LDO等，根據控制電路22的輸出驅動信號Vctl，實現從電源到與背光亮度相關的負載元件所需的電壓Vout的轉換。
本發明參考電壓變換電路25可以集成在系統控制器24中，可將集成到控制電路22中。
在進行設備背光亮度調節時，系統控制器24根據設備的實際工作環境和條件，或操作指令，生成控制設備背光亮度所需的數字控制信號，並發送該數字控制信號到參考電壓變換電路25。參考電壓變換電路25將該數字控制信號轉換為相應的參考電壓，發送到控制電路22。控制電路22將該參考電壓和反饋電路輸入的反饋信號比較、計算，生成驅動信號，並將該驅動信號發送到電壓轉換電路21。電壓轉換電路21依據驅動信號調節輸出的工作電壓，改變設備的背光亮度。
本發明是通過改變參考電壓方式調節輸出電壓，驅動電路的反饋電路22所需的電子元件較少，實現簡單，利於整個驅動電路的集成設計和最終設備的生產成本控制。
本發明系統控制器輸出的是數字控制信號，驅動電路中的系統控制器24的實現相對簡單，可進一步減少對電子郵件的使用，更利用整個驅動電路的集成和最終設備的生產成本控制。
本發明對背光亮度可採取電壓調節模式，在輸出的工作電壓Vout與地之間串連連接兩個電阻。兩個電阻通過分壓作用，在兩個電阻的公共端得到一個與工作電壓Vout成固定比例的電壓信號，將該電壓信號作為反饋信號Vfb反饋給控制電路22。
參閱圖3，為本發明第二實施例提供的用於背光亮度調節的驅動電路的電路圖。其中，參考電壓轉換電路25可採用數模轉換器251，該數模轉換器25連接控制電路22。數模轉換器251接收系統控制器24傳送的控制信號Din，將該控制信號轉換為相應的參考電壓，傳送到控制電路22。
控制電路22包括誤差比較器221、驅動器222、振蕩器223，誤差比較器221的正輸入端連接參考電壓變換電路25，負輸入端連接反饋電路23，輸出端連接驅動器222的輸入端；驅動器222的另一輸入端連接振蕩器223，輸出端連接電壓轉換電路21。
誤差放大器221對接收到的參考電壓及反饋信號進行比較，將比較的結果提供給驅動器222。振蕩器223輸出某一頻率的振蕩信號到驅動器222。驅動器222根據比較結果及振蕩信號生長相應的驅動信號，將該驅動信號發送到電壓轉換電路21。
反饋迴路23包括串連連接的電阻R1和電阻R2，電阻R1一端連接電壓轉換電路21的輸出端；電阻R2一端連地，電阻R1和電阻R2的公共端連接控制電路22。電阻R1和R2將工作電壓按照R2/(R1+R2)的固定比例反饋到誤差比較器221。
電壓轉換電路21包括線圈L、電源U、開關元件Q、二極體D、有向電容C2，開關元件Q控制端連接驅動器22的輸出端，導通端分別連接線圈L和地；電源U的正向連接線圈L一端，負向接地；二極體D正端連接線圈L另一端，二極體D負端輸出工組電壓。有向電容C正端連接二極體D的負端，有向電容C負端接地。開關元件Q為N型MOS場效應管。
開關元件Q可進行開關轉換，相應地對線圈L進行充放電。二極體D對線圈L與二極體D公共端點的電壓進行整流，並將整流後的電壓經有向電容C濾波後輸出，作為工作電壓提供給設備的背光元件使用。
工作時，如輸出的工作電壓Vout較小，反饋電路23輸出的反饋信號為Vout*R2/(R1+R2)，小於參考電壓Vref，此時誤差比較器221輸出高電平，使驅動器223將振蕩器222的振蕩信號輸出給開關元件Q，開關元件Q頻繁導通、截止，電源電壓Vin通過開關元件Q為線圈L和有向電容C充電，線圈L上的電壓升高，使得輸出的工作電壓Vout升高。
當Vout電壓升高到使得Vout*R2/(R1+R2)＞＝Vref時，誤差比較器221輸出低電平，驅動器223停止振蕩器222的振蕩信號的輸出，開關元件Q截止，電源電壓Vin以及線圈L上儲存的能量通過二極體D向有向電容C充電的同時輸出工作電壓Vout，線圈L上的電壓下降，使得輸出的工作電壓Vout降低。如此反覆之後，輸出端電壓Vout穩定在Vref*(R1+R2)/R2上。
當需要改變工作電壓Vout，以調整設備背光亮度時，系統控制器24發出一個數字控制信號，此信號經過數模轉換器251的轉換後為誤差比較器221提供一個新的參考電壓Vref1。則根據上述電路的工作原理，輸出的工作電壓電壓Vout最終穩定在Vref1*(R1+R2)/R2上。這樣，作用在設備背光發光元件上電壓被改變，從而改變其發光強度，調節背光亮度。
本發明對設備背光亮度的調節不受反饋迴路的限制，可實現對背光亮度更高級別的調節。如，使用一個8bit的數模轉換器DAC，可調節到28＝256級。
本發明還可採用電流調節模式，在輸出的工作電壓Vout與地之間串連連接用於背光發光的負載元件和1個電流取樣電阻，通過電阻對流經背光發光元件的電流取樣，在電阻的兩端得到一個與負載電流Iout成固定比例的電壓信號，將該電壓信號作為反饋信號發送到控制電路22。
參閱圖4，為本發明第三實施例提供的用於背光亮度調節的驅動電路的電路圖。反饋迴路23包括串連連接的負載元件F1和電阻R2，負載元件F1一端連接電壓轉換電路21的輸出端，電阻R2一端連地，負載元件F1和電阻R2的公共端連接控制電路22。電阻R2和負載元件F1組成反饋電路，電阻R2將流過負載元件F1的負載電流Iout轉換為反饋信號Vfb＝Iout*R2。
工作時，如負載電流Iout較小，反饋電路23輸出的反饋信號為Iout*R2，小於參考電壓Vref，此時誤差比較器221輸出高電平，使驅動器223將振蕩器222的振蕩信號輸出給開關元件Q，開關元件Q頻繁導通、截止，電源電壓Vin通過開關元件Q為線圈L和有向電容C充電，線圈L上的電壓升高，使得輸出的工作電壓Vout升高，負載電流相應的Iout增大。
當負載電流Iout升高到Iout*R2＞＝參考電壓Vref時，誤差比較器221輸出低電平，驅動器223停止振蕩器222的振蕩信號的輸出，開關元件Q截止，電源電壓Vin以及線圈L上儲存的能量通過二極體D向有向電容C充電的同時輸出工作電壓Vout，線圈L上的電壓下降，使得輸出的工作電壓Vout降低，負載電流Iout相應的減小。如此反覆之後，最終輸出端電流Iout穩定在Vref*R2上。
當需要改變負載電流Iout，以調整設備背光亮度時，系統控制器24發出一個數字控制信號，此信號經過數模轉換器251的轉換後為誤差比較器221提供一個新的參考電壓Vref1。則根據上述電路的工作原理，輸出的負載電流Iout最終穩定在Vref1/R2上。這樣，經過在設備背光發光元件上電流被改變，從而改變其發光強度，調節背光亮度。
以上對本發明所提供的一種用於背光亮度調節的驅動電路進行了詳細介紹，本文中應用了具體個例對本發明的原理及實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只是用於幫助理解本發明的方法及其核心思想；同時，對於本領域的一般技術人員，依據本發明的思想，在具體實施方式
及應用範圍上均會有改變之處，綜上所述，本說明書內容不應理解為對本發明的限制。
權利要求
1.一種用於背光亮度調節的驅動電路，包括電壓轉換電路、控制電路、系統控制器、反饋電路，所述反饋電路獲取所述電壓轉換電路輸出的工作電壓，轉換為反饋信號發送到所述控制電路，所述控制電路輸出驅動信號到所述電壓轉換電路，其特徵在於，還包括參考電壓變換電路，用於接收所述系統控制器的控制信號，並將上述控制信號轉換為相應的參考電壓，發送到所述控制電路；所述控制電路依據所述反饋信號和所述參考電壓生成所述驅動信號。
2.如權利要求1所述的電路，其特徵在於，所述控制電路包括誤差比較器、振蕩器、驅動器，所述誤差比較器的正輸入端連接所述參考電壓變換電路，負輸入端連接所述反饋電路，輸出端連接所述驅動器的輸入端；所述驅動器的另一輸入端連接所述振蕩器，輸出端連接所述電壓轉換電路。
3.如權利要求1或2所述的電路，其特徵在於，所述參考電壓變換電路包括數模轉換器。
4.如權利要求1或2所述的電路，其特徵在於，所述電壓轉換電路為升壓電感型DC/DC、降壓電感型DC/DC、電荷泵、或LDO。
5.如權利要求1所述的電路，其特徵在於，所述電壓轉換電路包括線圈、電源、開關元件，開關元件控制端連接所述控制電路，導通端分別連接線圈的一端和地，線圈另一端通過電容接地；電源的正向連接線圈L一端，負向接地。
6.如權利要求5所述的電路，其特徵在於，所述電壓轉換電路還包括二極體，二極體正端連接開關元件和線圈的公共端，負端輸出工作電壓。
7.如權利要求6所述的電路，其特徵在於，所述電壓轉換電路還包括有向電容，所述有向電容正端連接二極體的負端，負端接地。
8.如權利要求5、6或7所述的電路，其特徵在於，所述開關元件為N型MOS場效應管。
9.如權利要求1所述的電路，其特徵在於，所述反饋迴路包括串連連接的第一電阻和第二電阻，第一電阻一端連接所述電壓轉換電路的輸出端；第二電阻一端連地，第一電阻和第二電阻的公共端連接所述控制電路。
10.如權利要求1所述的電路，其特徵在於，所述反饋迴路包括串連連接的負載元件和電阻，負載元件一端連接所述電壓轉換電路的輸出端；電阻一端連地，負載元件和電阻的公共端連接所述控制電路。
全文摘要
本發明涉及一種用於背光亮度調節的驅動電路，包括電壓轉換電路、控制電路、系統控制器、反饋電路，所述反饋電路獲取所述電壓轉換電路輸出的工作電壓，轉換為反饋信號發送到所述控制電路，所述控制電路輸出驅動信號到所述電壓轉換電路，還包括參考電壓變換電路，用於接收所述系統控制器的控制信號，並將上述控制信號轉換為相應的參考電壓，發送到所述控制電路；所述控制電路依據所述反饋信號和所述參考電壓生成所述驅動信號。本發明可使用較少的電子元件實現，利於整個電路的集成設計，降低設備的生產成本。
文檔編號G02F1/13GK101060753SQ20071010520
公開日2007年10月24日 申請日期2007年5月21日 優先權日2007年5月21日
發明者顧明仁, 李鑫 申請人:炬力集成電路設計有限公司