CN102568387A - 一种液晶背光驱动系统 - Google Patents

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洪立力
郭海成
凌代年
邱成峰
彭华军
黄飚
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Abstract

本申请提供一种液晶背光驱动系统，包括：恒流驱动集成电路、液晶背光源、模数转换器、比较器、微控制器和与门电路；还包括位于液晶背光源内部的温度传感器，用于侦测液晶背光源的工作环境温度；其中，所述模数转换器把温度传感器传递的表示所述环境温度的电信号转变成数字信号，并输出到比较器；所述比较器将该数字信号和温度阈值做比较，输出比较结果到微控制器；微控制器根据所述比较结果，产生不同占空比的脉宽调制信号输入到与门电路；与门电路把所述脉宽调制信号与外部输入的开关使能信号做相与运算，并输入到恒流驱动集成电路的开关使能信号端，控制恒流驱动集成电路的输出。

Description

一种液晶背光驱动系统
技术领域
本发明涉及液晶显示技术，更具体地，本发明涉及一种可根据环境温度自动调节亮度的液晶发光二极管(Light Emitting Diode)背光驱动系统。
背景技术
由于诸如薄膜晶体管液晶显示装置和超扭曲向列型液晶显示装置的多种平面显示装置具有轻、薄和省电的优点，使得它们已经广泛应用于个人数字助理(PDA)、蜂窝电话(Cell Phone)、全球定位系统(GPS)、便携式媒体播放器(PMP)、掌上游戏机(HGC)和便携式光盘播放器等需要显示功能的多种便携设备中。
薄膜晶体管显示装置和超扭曲向列型液晶显示装置不具备自发光性能，需要采用背光模组(Back Light)，目前主流背光模组发光源主要有冷阴极荧光管(Cold Cathode Fluorescent Lamp)和发光二极管(Light Emitting Diode)两种，发光二极管背光模组比冷阴极荧光管具有更省电，更轻薄，更环保及色域更宽等特点，便携式显示设备所采用液晶显示装置基本上都使用发光二极管背光模组。
便携式显示设备所采用的液晶显示装置包括发光二极管背光模组(LED backlight module)和液晶面板(LCD panel)两个部分，其中背光模组部分包括发光源，导光板及光学薄膜材料，而液晶面板包括面板和驱动集成电路两个部分。以发光二极管为发光源的便携式液晶显示装置的发光源，面板和驱动集成电路的位置构造基本上如图1所示，由多颗发光二极管114串、并联组成的发光二极管光条111置于最下层，液晶面板112紧贴在发光二极管光条111上，液晶面板驱动集成电路113压合(Bonding)在液晶面板上。
发光二极管具有高亮度，工作电压低，功耗低等优点，所以在便携式液晶显示装置上得到了广泛的应用，但同时发光二极管还具有发热量较大，不易散热等特点，导致液晶显示装置工作环境温度过高，而较高的工作温度环境，会导致液晶面板驱动集成电路的使用寿命缩短，液晶面板显示画面效果变差。
发明内容
为克服现有技术中液晶显示装置工作环境温度过高的缺陷，本发明提出一种液晶背光驱动系统。
根据本发明，提出了一种液晶背光驱动系统，包括：恒流驱动集成电路、液晶背光源、模数转换器、比较器、微控制器、和与门电路；其特征在于，还包括位于液晶背光源内部的温度传感器，用于侦测液晶背光源的工作环境温度；其中，所述模数转换器把温度传感器传递的表示所述环境温度的电信号转变成数字信号，并输出到比较器；所述比较器将该数字信号和温度阈值做比较，输出比较结果到微控制器；微控制器根据所述比较结果，产生不同占空比的脉宽调制信号输入到与门电路；与门电路把所述脉宽调制信号与外部输入的开关使能信号做相与运算，并输入到恒流驱动集成电路的开关使能信号端，控制恒流驱动集成电路的输出。
相较于现有技术，该液晶背光驱动系统在该液晶显示器背光源上集成了温度传感器，该温度传感器能自动感应背光源的工作温度，并把信息传递给模数转换器，在通过比较器处理后传递给微控制器，微控制器根据传递过来的温度信号自动产生一定占空比脉宽调制信号，与外部脉宽调制信号通过与门电路相与后，产生使能信号输入到恒流驱动集成电路，以实现恒流驱动集成电路输出电流的自动调节，从而实现液晶显示器背光亮度的自动调节。
附图说明
图1示出现有技术的驱动集成电路的位置构造；
图2示出根据本发明的液晶背光驱动系统的结构示意图；
图3示出本发明的门电路输入与输出信号的关系；
图4示出电流的输出与发光二极管温度的关系。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明提供的一种液晶背光驱动系统进行详细描述。
图2示出根据本发明的液晶背光驱动系统200，如图2所示，液晶背光驱动系统200包括恒流驱动集成电路210，液晶背光源220，模数转换器230，比较器240，微控制器250和与门电路260。温度传感器222位于液晶背光源220的背光条的中心位置。其中，温度传感器用于侦测液晶背光源222的工作环境温度，并传递电信号给模数转换器230。模数转换器230把温度传感器222传递的电信号转变成数字信号，并输出到比较器240。比较器240对数字信号做比较，产生一个信号，并且输出到微控制器250。微控制器250接收到比较器240的输出信号后，产生一定占空比的脉宽调制信号，并输入到与门电路260。与门电路260把微控制器250输出的脉宽调制信号与外部输入的开关使能信号做相与运算，并输入到恒流驱动集成电路210的开关使能信号端，控制恒流驱动集成电路的输出。恒流驱动集成电路210的开关使能信号输入端接收一定占空比的脉宽调制信号，当开关使能信号输入端输入信号为高电平时，恒流驱动集成电路工作，输出功率，当开关使能信号输入端输入信号为低电平时，恒流驱动集成电路不工作，停止输出功率。
进一步，如图2所示，该恒流驱动集成电路210包含五个引脚，包括电源输入引脚211，集成电路开关使能引脚212，输出引脚213，电流反馈引脚214以及接地引脚215。其中集成电路开关使能引脚212连接门电路260的输出，当门电路260的输出即集成电路开关使能引脚212的输入为低电平时，集成电路停止工作，输出关闭，集成电路开关使能引脚输入为高电平时，集成电路正常工作，输出恒定电流。输出引脚213连接到液晶背光源220，用于驱动液晶背光源220。电流反馈引脚214连接到液晶背光源的输出端，根据液晶背光源220的输出电流，来确定反馈电流给恒流驱动集成电路210，以保证恒流驱动。
该液晶背光源220包括若干颗发光二极管221通过串联方式(图中示出串联的结构)焊接在印刷电路板(Printed Circuit Board)上组成的发光条(LightBar)的并联结构，多个这样的二极管发光条并联在一起，形成背光源。温度传感器222则集成在发光条正中间的位置，侦测液晶背光源220的工作温度，并根据侦测到的温度产生用于表示该温度的电信号。可以理解在发光条的中间位置布置单个温度传感器222用于节省温度传感器的布置数量，为了更精确地测量，可以在多个位置布置温度传感器222，用于获取多个位置的温度，而取平均值或者特定位置的温度值。
该模数转换器230把温度传感器222传递过来的模拟电信号转变成数字信号，传递给比较器240。
该比较器240接收模数转换器230传递过来的数字信号，并与设定的内部温度信号进行比较，把比较结果输出给微控制器250。
微控制器250根据比较器240的输出信号，产生一定占空比的脉宽调制信号，与外部脉宽调制输入270一起输入到与门电路260。当温度信号较大时，微控制器250产生占空比比之前小的脉宽调制信号，当温度信号较小时，微控制器产生占空比比之前大的脉宽调制信号。
与门电路260对微控制器250输出信号及外部脉宽调制输入270做相与运算后，产生新的脉宽调制信号输入到恒流驱动集成电路210的开关使能输入端212，控制恒流驱动集成电路的工作，从而调节液晶背光源220的工作状态。
在具体运行中，当液晶背光源220亮度较高时，发光二极管221的发热量也较大，其工作环境温度上升，当温度传感器221侦测到环境温度升高时，输出的电信号也会随之变化，若是正温度系数的温度传感器为大，则温度越高其两端电势差越大，若是负温度系数的温度传感器，则温度越高其两端电势差越小。以正温度系数的温度传感器为例，当温度传感器221侦测到环境温度较高时，输出一个较大的电信号输入到模数转换器230，模数转换器230把电信号转换成特定的数字信号，并输入到比较器240，比较器240对输入信号做比较后产生一信号传送给微控制器250，微控制器250根据输入信号产生相应占空比的脉宽调制信号，与外部输入的脉宽调制信号270经过与门电路260做相与运算后，产生新的脉宽调制信号输入到横流驱动集成电路210的开关使能引脚，控制恒流驱动集成电路的输出，从而实现液晶显示器背光亮度的自动调节。
请参阅图3，本发明所涉及的与门电路输入与输出信号的关系，外部脉宽调制输入信号31为占空比为65％的脉宽调制信号，微控制器产生的脉宽调制信号32为占空比为50％的脉宽调制信号，经过与门电路212做相与运算后产生的脉宽调制信号33为占空比为50％的脉宽调制信号，该信号输入到恒流驱动集成电路210的开关使能引脚后，恒流驱动集成电路的输出电流将降低(65％-50％)/65％＝23.08％。电流的输出与发光二极管温度的关系请参阅图4，从图4中可以看出电流越大，温度越高，电流减小，温度也随之降低。
最后应说明的是，以上实施例仅用以描述本发明的技术方案而不是对本技术方法进行限制。

Claims (7)

1.一种液晶背光驱动系统，包括：恒流驱动集成电路、液晶背光源、模数转换器、比较器、微控制器和与门电路；其特征在于，还包括位于液晶背光源内部的温度传感器，用于侦测液晶背光源的工作环境温度；
其中，所述模数转换器把温度传感器传递的表示所述环境温度的电信号转变成数字信号，并输出到比较器；所述比较器将该数字信号和温度阈值做比较，输出比较结果到微控制器；微控制器根据所述比较结果，产生不同占空比的脉宽调制信号输入到与门电路；与门电路把所述脉宽调制信号与外部输入的开关使能信号做相与运算，并输入到恒流驱动集成电路的开关使能信号端，控制恒流驱动集成电路的输出。
2.根据权利要求1所述的液晶背光驱动系统，其特征在于，所述温度传感器集成在发光条正中间的位置，侦测液晶背光源的工作温度；或者发光条的多个位置布置多个温度传感器。
3.根据权利要求1所述的液晶背光驱动系统，其特征在于，所述微控制器获知当前温度信号较大时，产生占空比比之前小的脉宽调制信号，当温度信号较小时，产生占空比比之前大的脉宽调制信号。
4.根据权利要求1所述的液晶背光驱动系统，其特征在于，所述恒流驱动集成电路的开关使能信号输入端接收脉宽调制信号，当开关使能信号输入端输入信号为高电平时，恒流驱动集成电路工作，输出功率；当开关使能信号输入端输入信号为低电平时，恒流驱动集成电路不工作，停止输出功率。
5.根据权利要求4所述的液晶背光驱动系统，其特征在于，所述恒流驱动集成电路还包括输出引脚和电流反馈引脚；输出引脚连接到液晶背光源，用于驱动液晶背光源；电流反馈引脚连接到液晶背光源的输出端，根据液晶背光源的输出电流，来确定反馈电流给恒流驱动集成电路，以保证恒流驱动。
6.根据权利要求1所述的液晶背光驱动系统，其特征在于，该液晶背光源包括若干颗发光二极管通过串联方式焊接组成的发光条的并联结构。
7.根据权利要求1所述的液晶背光驱动系统，其特征在于，液晶背光源的亮度变化时，发热量变化，其工作环境温度随之变化，温度传感器侦测到环境温度变化时，输出的电信号也会随之变化。
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