CN101060753B

CN101060753B - 一种用于背光亮度调节的驱动电路

Info

Publication number: CN101060753B
Application number: CN2007101052056A
Authority: CN
Inventors: 顾明仁; 李鑫
Original assignee: Actions Semiconductor Co Ltd
Current assignee: Actions Technology Co Ltd
Priority date: 2007-05-21
Filing date: 2007-05-21
Publication date: 2010-06-02
Anticipated expiration: 2027-05-21
Also published as: CN101060753A

Abstract

本发明涉及一种用于背光亮度调节的驱动电路，包括电压转换电路、控制电路、系统控制器、反馈电路，所述反馈电路获取所述电压转换电路输出的工作电压，转换为反馈信号发送到所述控制电路，所述控制电路输出驱动信号到所述电压转换电路，还包括：参考电压变换电路，用于接收所述系统控制器的控制信号，并将上述控制信号转换为相应的参考电压，发送到所述控制电路；所述控制电路依据所述反馈信号和所述参考电压生成所述驱动信号。本发明可使用较少的电子元件实现，利于整个电路的集成设计，降低设备的生产成本。

Description

一种用于背光亮度调节的驱动电路

技术领域

本发明涉及电子电路领域，特别是涉及一种用于背光亮度调节的驱动电路。

背景技术

电子设备上的LCD等显示器件的显示亮度常需要适应性的调整，以方便人眼观看。目前，现有背光亮度调节的驱动电路大多采用改变反馈回路的输出/输入比例关系，调节驱动电路的输出，从而控制背光亮度。

参阅图1，为现有的用于背光亮度调节的驱动电路结构示意图，包括电压转换电路11、控制电路12、反馈电路13、及系统控制器14。系统控制控制器14输出PWM脉冲形式的控制信号Wctl到反馈电路13，同时控制控制电路12的导通、截止。反馈电路13根据该PWM脉冲信号调整反馈回路，在电压转换电路11的输出端获取输出电压，转换为反馈信号Vft传送到控制电路12。控制电路12还接收固定电压信号Vref，并依据上述反馈信号Vft和固定电压信号Vref比较、计算得到驱动信号Vctl，输出到电压转换电路11。电压转换电路11接收电源电压Vin，并根据该驱动信号Vctl生成工作电压Yout输出。

上述驱动电路在工作中需要调节背光亮度时，系统控制器14传送相应的PWM脉冲信号给反馈电路13，反馈电路13根据PWM脉冲信号调整反馈回路，使输出的反馈信号Vft发生相应的变化。控制电路12根据反馈信号Vft和固定电压信号Vref计算得到的驱动信号Vctl也发生相应的变化，使得电压转换电路11依据调节信号Vctl输出的工作电压Vout相应的变化，改变背光亮度。

但是，上述驱动电路中的反馈电路13需具备调整反馈回路的功能，这就需要反馈电路13具有多条不同输出/输入比的反馈回路。这样，反馈电路13的实现就较为复杂，需要多个电阻元件和控制元件，不利于整个驱动电路的集成设计和设备的生产成本控制。

上述驱动电路中系统控制器14发送PWM脉冲信号到反馈电路13，以控制反馈电路13调整反馈回路。这需要系统控制器14实时的、不间断的生成PWM脉冲信号。目前，实时的、不间断的生成PWM脉冲信号这一功能在多数情况下都需要用单独的电子元件来完成，该电子元件的使用会进一步增加整个驱动电路的集成设计难度，并且加大设备的生产成本。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种用于背光亮度调节的驱动电路，该驱动电路可使用较少的电子元件实现，利于整个电路的集成设计，降低设备的生产成本。

本发明涉及一种用于背光亮度调节的驱动电路，包括电压转换电路、控制电路、系统控制器、反馈电路，所述反馈电路获取所述电压转换电路输出的工作电压，转换为反馈信号发送到所述控制电路，所述控制电路输出驱动信号到所述电压转换电路，其特征在于，还包括：

参考电压变换电路，用于接收所述系统控制器的控制信号，并将上述控制信号转换为相应的参考电压，发送到所述控制电路；

所述控制电路依据所述反馈信号和所述参考电压生成所述驱动信号。

优选的，所述控制电路包括误差比较器、振荡器、驱动器，所述误差比较器的正输入端连接所述参考电压变换电路，负输入端连接所述反馈电路，输出端连接所述驱动器的输入端；所述驱动器的另一输入端连接所述振荡器，输出端连接所述电压转换电路。

优选的，所述参考电压变换电路包括数模转换器。

优选的，所述电压转换电路为升压电感型DC/DC、降压电感型DC/DC、电荷泵、或LDO。

优选的，所述电压转换电路包括线圈、电源、开关元件，开关元件控制端连接所述控制电路，导通端分别连接线圈的一端和地，线圈另一端通过电容接地；电源的正向连接线圈L一端，负向接地。

优选的，所述电压转换电路还包括二极管，二极管正端连接开关元件和线圈的公共端，负端输出工作电压。

优选的，所述电压转换电路还包括有向电容，所述有向电容正端连接二极管的负端，负端接地。

优选的，所述开关元件为N型MOS场效应管。

优选的，所述反馈回路包括串连连接的第一电阻和第二电阻，第一电阻一端连接所述电压转换电路的输出端；第二电阻一端连地，第一电阻和第二电阻的公共端连接所述控制电路。

优选的，所述反馈回路包括串连连接的负载元件和电阻，负载元件一端连接所述电压转换电路的输出端；电阻一端连地，负载元件和电阻的公共端连接所述控制电路。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

本发明利用参考电压变换电路接收系统控制器的控制信号，并将上述控制信号转换为相应的参考电压，发送到控制电路。这样在进行背光亮度调节时，系统控制器只需发送相应的数字控制信号到参考电压变换电路，由参考电压变换电路将该数字控制信号转换为相应的参考电压，发送到控制电路，再由控制电路依据该参考电压和反馈电路输入的反馈信号比较、计算得到驱动信号，该驱动信号改变电压转换电路输出的电压值，实现对背光亮度的调节。

本发明是通过改变参考电压方式调节输出电压，相对于现有技术中通过改变反馈回路调节输出电压，本发明的反馈电路不需具有多条不同输出/输入比的反馈回路，所需的电子元件较少，实现简单，利于整个驱动电路的集成设计和最终设备的生产成本控制。

本发明系统控制器输出的是数字控制信号，相对于现有技术中系统控制器生成对系统资源占用较大PWM脉冲信号，本发明系统控制器的实现不需使用单独生成PWM脉冲信号的电子元件，进一步减少对电子邮件的使用，更利用整个驱动电路的集成和最终设备的生产成本控制。

附图说明

图1为现有的用于背光亮度调节的驱动电路结构示意图；

图2为本发明第一实施例提供的用于背光亮度调节的驱动电路结构示意图；

图3为本发明第二实施例提供的用于背光亮度调节的驱动电路的电路图；

图4为本发明第三实施例提供的用于背光亮度调节的驱动电路的电路图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

参阅图2，为本发明第一实施例提供的用于背光亮度调节的驱动电路结构示意图，包括电压转换电路21、控制电路22、反馈电路23、系统控制器24、及参考电压变换电路25。

系统控制器24生成数字控制信号Vsysctl，并将该数字控制信号Vsysctl发送到参考电压变换电路25。系统控制控制器24同时控制控制电路22的导通、截止。系统控制器24可为ARM、MIPS等通用信号处理器或其它通用DSP，也可以是各类专用的媒体信号处理器或音频信号处理器，还可以是集成了其它功能的MCU单元。系统控制器24负责对设备工作进行必须的信号处理和运算，并根据设备的实际工作环境和条件，生成控制设备背光亮度所需的数字控制信号。

反馈电路23在电压转换电路21的输出端获取输出的工作电压，转换为反馈信号Vft，并将该反馈信号Vft传送到控制电路22。

参考电压变换电路25接收该控制信号，将该控制信号转换为相应的参考电压Vref，发送到控制电路22。参考电压变换电路25可为数模转换器DAC。

控制电路22接收到参考电压Vref和反馈信号Vft，将参考电压Vref和反馈信号Vft进行比较、计算后生成驱动信号Vctl，再将该驱动信号Vctl发送到电压转换电路21。同时，控制电路22还接收系统控制器24的导通、截止控制信号。

电压转换电路21根据该驱动信号调节输出的工作电压。该工作电压作用在显示器的背光元件上，控制设备的背光亮度。电压转换电路21可为升压电感型DC/DC、降压电感型DC/DC，电荷泵、LDO等，根据控制电路22的输出驱动信号Vctl，实现从电源到与背光亮度相关的负载元件所需的电压Yout的转换。

本发明参考电压变换电路25可以集成在系统控制器24中，可将集成到控制电路22中。

在进行设备背光亮度调节时，系统控制器24根据设备的实际工作环境和条件，或操作指令，生成控制设备背光亮度所需的数字控制信号，并发送该数字控制信号到参考电压变换电路25。参考电压变换电路25将该数字控制信号转换为相应的参考电压，发送到控制电路22。控制电路22将该参考电压和反馈电路输入的反馈信号比较、计算，生成驱动信号，并将该驱动信号发送到电压转换电路21。电压转换电路21依据驱动信号调节输出的工作电压，改变设备的背光亮度。

本发明是通过改变参考电压方式调节输出电压，驱动电路的反馈电路22所需的电子元件较少，实现简单，利于整个驱动电路的集成设计和最终设备的生产成本控制。

本发明系统控制器输出的是数字控制信号，驱动电路中的系统控制器24的实现相对简单，可进一步减少对电子邮件的使用，更利用整个驱动电路的集成和最终设备的生产成本控制。

本发明对背光亮度可采取电压调节模式，在输出的工作电压Yout与地之间串连连接两个电阻。两个电阻通过分压作用，在两个电阻的公共端得到一个与工作电压Vout成固定比例的电压信号，将该电压信号作为反馈信号Vfb反馈给控制电路22。

参阅图3，为本发明第二实施例提供的用于背光亮度调节的驱动电路的电路图。其中，参考电压转换电路25可采用数模转换器251，该数模转换器25连接控制电路22。数模转换器251接收系统控制器24传送的控制信号Din，将该控制信号转换为相应的参考电压，传送到控制电路22。

控制电路22包括误差比较器221、驱动器222、振荡器223，误差比较器221的正输入端连接参考电压变换电路25，负输入端连接反馈电路23，输出端连接驱动器222的输入端；驱动器222的另一输入端连接振荡器223，输出端连接电压转换电路21。

误差放大器221对接收到的参考电压及反馈信号进行比较，将比较的结果提供给驱动器222。振荡器223输出某一频率的振荡信号到驱动器222。驱动器222根据比较结果及振荡信号生长相应的驱动信号，将该驱动信号发送到电压转换电路21。

反馈回路23包括串连连接的电阻R1和电阻R2，电阻R1一端连接电压转换电路21的输出端；电阻R2一端连地，电阻R1和电阻R2的公共端连接控制电路22。电阻R1和R2将工作电压按照R2/(R1+R2)的固定比例反馈到误差比较器221。

电压转换电路21包括线圈L、电源U、开关元件Q、二极管D、有向电容C2，开关元件Q控制端连接驱动器22的输出端，导通端分别连接线圈L和地；电源U的正向连接线圈L一端，负向接地；二极管D正端连接线圈L另一端，二极管D负端输出工组电压。有向电容C正端连接二极管D的负端，有向电容C负端接地。开关元件Q为N型MOS场效应管。

开关元件Q可进行开关转换，相应地对线圈L进行充放电。二极管D对线圈L与二极管D公共端点的电压进行整流，并将整流后的电压经有向电容C滤波后输出，作为工作电压提供给设备的背光元件使用。

工作时，如输出的工作电压Vout较小，反馈电路23输出的反馈信号为Vout*R2/(R1+R2)，小于参考电压Vref，此时误差比较器221输出高电平，使驱动器223将振荡器222的振荡信号输出给开关元件Q，开关元件Q频繁导通、截止，电源电压Vin通过开关元件Q为线圈L和有向电容C充电，线圈L上的电压升高，使得输出的工作电压Vout升高。

当Vout电压升高到使得Vout*R2/(R1+R2)＞＝Vref时，误差比较器221输出低电平，驱动器223停止振荡器222的振荡信号的输出，开关元件Q截止，电源电压Vin以及线圈L上储存的能量通过二极管D向有向电容C充电的同时输出工作电压Vout，线圈L上的电压下降，使得输出的工作电压Vout降低。如此反复之后，输出端电压Vout稳定在Vref*(R1+R2)/R2上。

当需要改变工作电压Vout，以调整设备背光亮度时，系统控制器24发出一个数字控制信号，此信号经过数模转换器251的转换后为误差比较器221提供一个新的参考电压Vref1。则根据上述电路的工作原理，输出的工作电压电压Vout最终稳定在Vref1*(R1+R2)/R2上。这样，作用在设备背光发光元件上电压被改变，从而改变其发光强度，调节背光亮度。

本发明对设备背光亮度的调节不受反馈回路的限制，可实现对背光亮度更高级别的调节。如，使用一个8bit的数模转换器DAC，可调节到28＝256级。

本发明还可采用电流调节模式，在输出的工作电压Vout与地之间串连连接用于背光发光的负载元件和1个电流取样电阻，通过电阻对流经背光发光元件的电流取样，在电阻的两端得到一个与负载电流Iout成固定比例的电压信号，将该电压信号作为反馈信号发送到控制电路22。

参阅图4，为本发明第三实施例提供的用于背光亮度调节的驱动电路的电路图。反馈回路23包括串连连接的负载元件F1和电阻R2，负载元件F1一端连接电压转换电路21的输出端，电阻R2一端连地，负载元件F1和电阻R2的公共端连接控制电路22。电阻R2和负载元件F1组成反馈电路，电阻R2将流过负载元件F1的负载电流Iout转换为反馈信号Vfb＝Iout*R2。

工作时，如负载电流Iout较小，反馈电路23输出的反馈信号为Iout*R2，小于参考电压Vref，此时误差比较器221输出高电平，使驱动器223将振荡器222的振荡信号输出给开关元件Q，开关元件Q频繁导通、截止，电源电压Vin通过开关元件Q为线圈L和有向电容C充电，线圈L上的电压升高，使得输出的工作电压Vout升高，负载电流相应的Iout增大。

当负载电流Iout升高到Iout*R2＞＝参考电压Vref时，误差比较器221输出低电平，驱动器223停止振荡器222的振荡信号的输出，开关元件Q截止，电源电压Vin以及线圈L上储存的能量通过二极管D向有向电容C充电的同时输出工作电压Vout，线圈L上的电压下降，使得输出的工作电压Vout降低，负载电流Iout相应的减小。如此反复之后，最终输出端电流Iout稳定在Vref*R2上。

当需要改变负载电流Iout，以调整设备背光亮度时，系统控制器24发出一个数字控制信号，此信号经过数模转换器251的转换后为误差比较器221提供一个新的参考电压Vref1。则根据上述电路的工作原理，输出的负载电流Iout最终稳定在Vref1/R2上。这样，经过在设备背光发光元件上电流被改变，从而改变其发光强度，调节背光亮度。

以上对本发明所提供的一种用于背光亮度调节的驱动电路进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims

1.一种用于背光亮度调节的驱动电路，包括电压转换电路、控制电路、系统控制器、反馈电路，所述反馈电路获取所述电压转换电路输出的工作电压，转换为反馈信号发送到所述控制电路，所述控制电路输出驱动信号到所述电压转换电路，其特征在于，还包括：

2.如权利要求1所述的电路，其特征在于，所述控制电路包括误差比较器、振荡器、驱动器，所述误差比较器的正输入端连接所述参考电压变换电路，负输入端连接所述反馈电路，输出端连接所述驱动器的输入端；所述驱动器的另一输入端连接所述振荡器，输出端连接所述电压转换电路。

3.如权利要求1或2所述的电路，其特征在于，所述参考电压变换电路包括数模转换器。

4.如权利要求1或2所述的电路，其特征在于，所述电压转换电路为升压电感型DC/DC、降压电感型DC/DC、电荷泵、或LDO。

5.如权利要求1所述的电路，其特征在于，所述电压转换电路包括线圈、电源、开关元件，开关元件控制端连接所述控制电路，导通端分别连接线圈的一端和地，线圈另一端通过电容接地；电源的正向连接线圈一端，负向接地。

6.如权利要求5所述的电路，其特征在于，所述电压转换电路还包括二极管，二极管正端连接开关元件和线圈的公共端，负端输出工作电压。

7.如权利要求6所述的电路，其特征在于，所述电压转换电路还包括有向电容，所述有向电容正端连接二极管的负端，负端接地。

8.如权利要求5、6或7所述的电路，其特征在于，所述开关元件为N型MOS场效应管。

9.如权利要求1所述的电路，其特征在于，所述反馈回路包括串连连接的第一电阻和第二电阻，第一电阻一端连接所述电压转换电路的输出端；第二电阻一端连地，第一电阻和第二电阻的公共端连接所述控制电路。

10.如权利要求1所述的电路，其特征在于，所述反馈回路包括串连连接的负载元件和电阻，负载元件一端连接所述电压转换电路的输出端；电阻一端连地，负载元件和电阻的公共端连接所述控制电路。