CN100481188C

CN100481188C - 背光驱动电路

Info

Publication number: CN100481188C
Application number: CNB2006100359734A
Authority: CN
Inventors: 侯震
Original assignee: Premier Image Technology China Ltd
Current assignee: Premier Image Technology China Ltd
Priority date: 2006-06-15
Filing date: 2006-06-15
Publication date: 2009-04-22
Anticipated expiration: 2026-06-15
Also published as: CN1866342A

Abstract

本发明公开了一种背光驱动电路。该电路包括低压差线性稳压器LDO、反馈端负载、输出端负载和背光亮度调节单元，其特征在于：LDO的输出端与输出端负载相连接，输出端负载经反馈端负载接地；LDO的反馈端经反馈端负载接地；背光亮度调节单元与LDO的反馈端连接。本发明所述电路采用了LDO和背光亮度调节单元设计，无须使用升压电感、稳压二极管等元器件，结构简单，成本较低，背光亮度容易调节，适用于便携式电子产品；LDO具有低压差、低功率和低噪声等优点，可使数码相机的电池使用效率高和寿命长。

Description

背光驱动电路

技术领域

本发明涉及背光驱动电路，特别是涉及一种用于便携式电子产品如数码相机液晶显示器的背光驱动电路。

背景技术

液晶的彩色都是透明的，必须给液晶显示器LCD衬以白色的背光才能将彩色表达出来。故LCD液晶显示器必须加个背光板，提供一个高亮度且亮度均匀分布的光源。在中小尺寸LCD显示屏如数码相机中，一般采用白光LED作为显示屏的背光源。白色LED背光电源由数个白光LED组成，如手机、数码相机一般仅需要2到3个白光LED。

目前，便携式电子产品如数码相机的LCD使用专用背光驱动IC或电源IC等专用的芯片来产生一组电压供LCD背光驱动使用。图1所示为一种典型的现有驱动电路，采用电感升压式DC/DC升压变换的原理来驱动白光LED，所用的驱动芯片是RT9271。使用升压电感L和稳压二极管D等相关元器件来稳定输出电压，驱动白光LED，电路复杂，成本较高，整个驱动电路占PCB空间比较大，亮度调节起来也不方便。

发明内容

针对现有技术的不足，结合系统的电源，本发明的目的是提供一种电路结构简单，可方便调节背光驱动亮度的背光驱动电路。

本发明的背光驱动电路，包括低压差线性稳压器LDO、反馈端负载、输出端负载和背光亮度调节单元，其特征在于：LDO的输出端与输出端负载相连接，输出端负载经反馈端负载接地；LDO的反馈端经反馈端负载接地；背光亮度调节单元与LDO的反馈端连接。

所述的反馈端负载为一电阻R1。

所述的输出端负载为LED，LDO的输出端连接在LED的正极端，LDO的反馈端连接在LED的负极端。

所述的背光亮度调节单元，包括PWM信号源，PWM信号经负载电阻R3、R4接入LDO的反馈端。

所述的背光亮度调节单元，包括高低电平信号源，该高低电平信号源接入三极管的基极，而该三极管发射极接地，集电极接入LDO的反馈端，另有集电极偏置电阻R5接入在三极管集电极与LDO的反馈端之间。

采用LDO线性稳压器和背光亮度调节单元设计的用于便携式电子产品的背光驱动电路，无须使用升压电感、稳压二极管等元器件，结构简单，成本较低，背光亮度容易调节；LDO线性稳压器具有低压差、低功率和低噪声等优点，可使数码相机的电池使用效率高和寿命长。

附图说明

图1是现有技术背光驱动电路的典型原理图。

图2是实施例1的电路图。

图3是实施例2的电路图。

图4是实施例3的电路图。

具体实施方案

实施方案中，采用具有反馈端FB的LDO作为稳压器件，LDO的输出端接背光源LED的正极，LED以串联的方式连接后经LDO反馈端负载再接地。LDO的反馈端经反馈端负载接地。背光亮度调节单元接LDO的反馈端。本发明的主要工作原理之一是通过背光亮度调节单元来改变流过LED的电流，从而达到调节背光亮度的目的。以下的实施例将选用不同形式的背光亮度调节单元，来实现调节背光亮度的目的。

实施例1

具体电路如图2所示。一般低压差线性稳压器(LDO)都有几组输出电压供实际需要选用，因此电路中无需采用升压装置就可以驱动LED管。此实施方案中LDO芯片采用AT1202，管脚1为电压输入端，管脚2接地，管脚3为电压输出端，管脚4为反馈端FB，管脚5为输入控制端。当管脚5接高电平信号时AT1202工作，当管脚5接低电平信号时AT1202不工作。LED为输出端负载。输出端与若干个LED连接后，经电阻R1到地，其中LED是串联的，LED的数量可根据实际背光驱动电路需要进行调整。此实施例用2个LED。在靠近管脚3的地方接有电容C₃，用来输出滤波以及提高环路的稳定性。反馈端FB经电阻R₂、R₁后再接地，实现反馈控制，稳定输出端电压。

此实施例中背光亮度控制信号是由PWM信号源产生的PWM信号，如图2所示，T是PWM信号的周期。背光亮度调节单元包括电阻R₃、R₄和电容C₄。PWM的高电平幅值是固定的并且高于线性稳压器LDO反馈端FB的电压，PWM的频率和宽度可方便调节。PWM信号经电阻R₄、R₃后接到LDO的反馈端。用PWM信号控制LED的电流，达到调节亮度的目的。

当PWM信号为低电平时，电压V₁固定，流过电阻R₁的电流I＝V₁/R₁。根据LDO的特性，反馈端电压V_FB固定(AT1202的FB端电压为1.2V)，流经FB的电流很小，与输出端电流相比，可以忽略不计；又由于R₂、R₃和R₄的阻值比R₁大很多，因此当PWM信号为低电平时，流过电阻R1的电流：

I＝V₁/R₁＝V_FB/R₁ (1)

若实际选用的LED的额定工作电流为20mA，将I＝20mA，V_FB＝1.2V代入式子(1)得R₁＝60Ω。如果电流I受外界因素如气压、温度等而发生变化，线性稳压器AT1202将自动调整输出电压使V₁保持不变，从而实现了恒流驱动。

当PWM信号为高电平时，电流将经过R₄、R₃、R₂、R₁到地，流经电阻R₁的电流I变大，V₁的电位升高。适当选择R₂、R₃和R₄的阻值，就可以使得AT1202的输出电压与V₁的差小于所有LED导通电压之和，从而关断LED驱动电流。

根据人眼的视觉暂停原理，当PWM的频率高于人眼所能觉察的频率时，上述PWM作用于驱动电路引起的LED明灭现象，在人眼看来，LED一直都是亮着的。通过控制PWM频率来调节LED的明灭频率。而改变PWM的占空比，可达到亮度明暗的改变。因此，利用PWM信号的频率和占空比周期性地控制LED的电流在零到额定工作电流之间来回切换，能够达到调节亮度的目的。为了确保人眼看不到LED周期明灭的情况，PWM调光的频率一般要大于100Hz。本实施例中，PWM信号源由数码相机内置的微处理器及其外围电路组成，可调节PWM信号的频率和占空比，从而更加方便快捷地改变显示器的背光强度。当R₂为8K，R₃为56K，R₄为15K，PWM的频率为40KHz且占空比为50％时，图2所示的电路效率达94％。

实施例2

如果系统中无法产生PWM信号，可采用如图3所示的具体实施方案来调节背光亮度。本实施例电路结构与实施例1的不同之处仅仅在于所采用的背光亮度调节单元不同，LDO输出端电压的选择和R₁的选择原理与实施例1相同。背光亮度调节单元包括电阻R₇、三极管Q₁和电阻R₅。背光亮度调节信号经基极偏置电阻R₇与三极管Q₁连接。三极管发射极接地，集电极接电阻R₅后与LDO的反馈端相连接。LDO的反馈端经电阻R₁后接地。

如图3所示，高低电平信号源产生“LED亮度1”作为背光亮度调节信号。高低电平信号源可以为一电压源和一开关组成，当开关接地时“LED亮度1”为低电平，当开关接电压源时，“LED亮度1”为高电平。“LED亮度1”只有高低电平两种取值，但与PWM信号不同，它没有一定的频率和脉宽。

当“LED亮度1”为低电平时，三极管Q₁截至，流经R₁的电流I＝V₁/R₁＝V_FB/R₁。FB管脚电流忽略不计，因此LED的导通电流也就是电流I。

当“LED亮度1”为高电平时，三极管Q₁导通，适当选择R₇和R₅的阻值，使三极管工作在放大状态。根据三极管电流放大原理，流经R₇的电流与流经R₅的电流相比，可以忽略不计。此时相当于R₅与R₁并联，总电流为LED的驱动电流：

I_LED＝V_FB*(R₁+R₅)/(R₁*R₅) (2)

通过改变LED的直流工作电流来调整亮度。

实施例3

在无法产生PWM信号的系统中，用具体实施方案2只能改变一种亮度。此实施方案用2个背光亮度调节信号的组合来提供4种不同的亮度选择，电阻R₅和电阻R₆的阻值不同。如图4所示，此实施例的电路结构，是在实施例2的基础上添加一个背光亮度调节信号及相关元器件构成的。背光亮度调节单元包括电阻R₇、R₅、三极管Q₁以及电阻R₈、R₆和三极管Q₂。“LED亮度1”和“LED亮度2”均为背光亮度调节信号，由高低电平信号源产生原理与实施例2中的相同。“LED亮度2”经基极偏置电阻R₈与三极管Q₂连接，Q₂发射极接地，集电极经电阻R₆与LDO的反馈端相连。LDO反馈端经R₁后接地。

当“LED亮度1”和“LED亮度2”均为低电平时，LED的背光驱动电流与具体实施例二的相同。

当“LED亮度1”为高电平，“LED亮度2”为低电平时，三极管Q₁导通，三极管Q₂截至，LED的背光驱动电流为：

I_LED＝V_FB*(R₁+R₅)/(R₁*R₅) (3)

流经LED的电流增大，LED的亮度从而改变。

当“LED亮度1”为低电平，“LED亮度2”为高电平时，三极管Q₁截至，三极管Q₂导通，LED的背光驱动电流为：

I_LED＝V_FB*(R₁+R₆)/(R₁*R₆) (4)

流经LED的电流增大，LED的亮度从而改变。

当“LED亮度1”为高电平，“LED亮度2”为高电平时，三极管Q₁导通，三极管Q₂导通，LED的背光驱动电流为：

I_LED＝V_FB*(R₁*R₅+R₁*R₆+R₅*R₆)/(R₁*R₅*R₆) (5)

流经LED的电流增大，LED的亮度从而改变。

因为电阻R₅和R₆的阻值是不相等的，故式子(3)和式子(4)所计算出的电流值不一样，从而用两个背光信号高低电平4种不同组合，产生4个不同的亮度。

在无法产生PWM信号的系统中，还可以用更多的背光亮度调节信号来提供多种不同的背光亮度选择。其原理与具体实施例三是相同的。

Claims

1.一种背光驱动电路，包括低压差线性稳压器LDO、反馈端负载、输出端负载和背光亮度调节单元，其特征在于：

LDO的输出端与输出端负载相连接，输出端负载经反馈端负载接地；

LDO的反馈端经反馈端负载接地；

背光亮度调节单元与LDO的反馈端连接。

2.按权利要求1所述的背光驱动电路，其特征在于：所述的反馈端负载为一电阻(R1)。

3.按权利要求1或2所述的背光驱动电路，其特征在于：所述的输出端负载为LED，LDO的输出端连接在LED的正极端，LDO的反馈端连接在LED的负极端。

4.按权利要求1或2所述的背光驱动电路，其特征在于：所述的背光亮度调节单元，包括PWM信号源，PWM信号经负载电阻(R3、R4)接入LDO的反馈端。

5.按权利要求1或2所述的背光驱动电路，其特征在于：所述的背光亮度调节单元，包括高低电平信号源，该高低电平信号源接入三极管的基极，而该三极管发射极接地，集电极接入LDO的反馈端，另有集电极偏置电阻(R5)接入在三极管集电极与LDO的反馈端之间。