CN102595710A - 一种移动终端的键盘灯的驱动电路 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种移动终端的键盘灯的驱动电路，其包括用于提供键盘背光的键盘灯模块；用于给移动终端供电的电池；用于将电池电压转换成恒定电压并输出的调压模块；用于控制调压模块的开启与关闭的开关控制模块；用于输出高、低电平相应控制开关控制模块的开启与关闭的基带芯片；所述电池连接调压模块，所述基带芯片通过开关控制模块连接调压模块，所述调压模块连接键盘灯模块。本发明通过在电池与键盘灯模块前端设置调压模块，由调压模块将电池电压转换成恒定的电压来驱动键盘灯，使键盘灯的驱动电压不会随电池电压的变化而变化，提高了键盘灯的一致性，从而满足了用户的需求。

Description

一种移动终端的键盘灯的驱动电路

技术领域

本发明涉及电子产品领域，特别涉及一种移动终端的键盘灯的驱动电路。

背景技术

请参阅图1，其为现有手机的键盘灯电路图，如图所示，其包括两颗发光二极管、两颗电阻和一颗MOS管，两颗发光二极管的正极均连接电池，负极均通过一电阻连接MOS管的源极，所述MOS管的栅极连接基带芯片，漏极接地。在该键盘灯电路中，由电池直接驱动两个发光二极管，并通过电阻对发光二极管进行限流，所述发光二极管的开关由MOS管进行控制。然而，这种电路设计会导致发光二极管的电流随着电池电压的变化而变化，而通过发光二极管的电流又决定着发光二极管亮度，也就是说，现有设计中，手机键盘的背光亮度会随着电池电压的变化而变化。

譬如，在图1所示的电路中，假设发光二极管被点亮时的压降为2.0伏，而电池电压VBAT在手机开机状态下范围在3.2伏到4.2伏之间。当电池电压VBAT为3.2伏时，通过发光二极管的电流为（3.2–2.0）/110=0.0109安培=10.9毫安；当VBAT为4.2伏时，通过发光二极管的电流为（4.2–2.0）/110=0.020安培=20毫安。而发光二极管的电流与其亮度成正比关系，因此可知当电池电压4.2伏时，键盘灯（即发光二极管）的亮度几乎是电池电压为3.2伏时的1.8倍（即20/10.9=1.83）。

从上述分析可知，现有手机的键盘灯电路的设计中，键盘灯的亮度会随着电池电压的变化而明显的变化，造成键盘灯在某些电池电压下无法满足用户的需求。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足之处，本发明的目的在于提供一种移动终端的键盘灯的驱动电路，能使键盘灯模块的驱动电压恒定不变，从而控制键盘灯模块的亮度保持不变。

为了达到上述目的，本发明采取了以下技术方案：

一种移动终端的键盘灯的驱动电路，其包括：

用于提供键盘背光的键盘灯模块；

用于给移动终端供电的电池；

用于将电池电压转换成恒定电压并输出的调压模块；

用于控制调压模块的开启与关闭的开关控制模块；

用于输出高、低电平相应控制开关控制模块的开启与关闭的基带芯片；

所述电池连接调压模块，所述基带芯片通过开关控制模块连接调压模块，所述调压模块连接键盘灯模块。

上述的移动终端的键盘灯的驱动电路中，所述调压模块包括基准电压输出单元、比较放大器、第一MOS管、反馈单元和稳压单元；所述基准电压输出单元连接电池和比较放大器的反向输入端，所述比较放大器的正向输入端的连接所述反馈单元，输出端连接所述第一MOS管的栅极；所述第一MOS管的源极连接所述电池，漏极连接所述键盘灯模块，所述稳压单元与所述键盘灯模块并接。

上述的移动终端的键盘灯的驱动电路中，所述键盘灯模块包括第一LED灯、第二LED灯、第一电阻和第二电阻；所述第一LED灯的正极连接所述调压模块，负极通过所述第一电阻接地，所述第二LED灯的正极连接所述调压模块，负极通过所述第二电阻接地。

上述的移动终端的键盘灯的驱动电路中，所述稳压单元为第一电容，所述第一电容与所述键盘灯模块并接。

上述的移动终端的键盘灯的驱动电路中，基准电压输出单元包括：二极管、第三电阻、第二MOS管、第四电阻和第二电容；所述二极管的正极连接电池、负极连接第二MOS管的栅极，所述第三电阻的一端连接电池，另一端连接第二MOS管的源极，所述第二MOS管的漏极连接所述比较放大器的反向输入端，也经由第四电阻接地；所述第二电容的一端连接所述比较放大器的反向输入端和第二MOS管的漏极，另一端接地。

上述的移动终端的键盘灯的驱动电路中，所述反馈单元包括第五电阻和第六电阻，所述第五电阻的一端连接第一MOS管的漏极，另一端连接所述比较放大器的正向输入端，也经由第六电阻接地。

上述的移动终端的键盘灯的驱动电路中，开关控制模块为第三MOS管，所述第三MOS管的栅极连接基带芯片，源极连接比较放大器的反向输入端，漏极接地。

上述的移动终端的键盘灯的驱动电路中，所述第一MOS管和第二MOS管均为P沟道场效应管。

上述的移动终端的键盘灯的驱动电路中，所述第三MOS管为N沟道场效应管。

相较于现有技术，本发明提供的移动终端的键盘灯的驱动电路，包括用于提供键盘背光的键盘灯模块；用于给移动终端供电的电池；用于将电池电压转换成恒定电压并输出的调压模块；用于控制调压模块的开启与关闭的开关控制模块；用于输出高、低电平相应控制开关控制模块的开启与关闭的基带芯片；所述电池连接调压模块，所述基带芯片通过开关控制模块连接调压模块，所述调压模块连接键盘灯模块。本发明通过在电池与键盘灯模块前端设置调压模块，由调压模块将电池电压转换成恒定的电压来驱动键盘灯，使键盘灯的驱动电压不会随电池电压的变化而变化，提高了键盘灯的一致性，从而满足了用户的需求。

附图说明

图1为现有手机的键盘灯电路图。

图2为本发明移动终端的键盘灯的驱动电路的结构框图。

图3为本发明移动终端的键盘灯的驱动电路中的调压模块的结构示意图。

图4为本发明移动终端的键盘灯的驱动电路的电路图。

具体实施方式

本发明提供一种移动终端的键盘灯的驱动电路，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

请参阅图2，其为本发明移动终端的键盘灯的驱动电路中的调压模块的结构示意图。如图所示，所述键盘灯的驱动电路包括键盘灯模块11、电池21、调压模块31、开关控制模块41和基带芯片51。具体来说，所述键盘灯模块11用于提供键盘背光，所述电池21连接调压模块31，用于给移动终端供电，此处主要用于给手机各模块及键盘灯模块11提供电源电压。所述基带芯片51连接所述开关控制模块41用于输出高、低电平片选信号相应控制开关控制模块41的开启与关闭，所述开关控制模块41连接所述键盘灯模块11，用于根据基带芯片51输出的片选信号的电平的状态，相应控制调压模块31的开启与关闭。所述调压模块31连接键盘灯模块11用于将电池21电压转换成恒定电压来驱动键盘灯模块11，从而使键盘灯模块11输出的亮度一致。

请一并参阅图3，所述调压模块31包括基准电压输出单元311、比较放大器U1、第一MOS管Q1、反馈单元312和稳压单元313。所述基准电压输出单元311连接电池21和比较放大器U1的反向输入端，用于为比较放大器U1提供稳定的基准电压，从而可以将该电压与反馈单元312单元的电压进行比较。所述比较放大器U1由电池21供电，其正向输入端的连接所述反馈单元312，输出端连接所述第一MOS管Q1的栅极，用于比较反馈单元312的电压和基准电压输出单元311输出的基准电压相比较，当反馈单元312的采样电压高于基准电压时，比较放大器U1输出高电平，当反馈电路的电压低于基准电压，比较放大器U1输出低电平。所述第一MOS管Q1的源极连接所述电池21，漏极连接所述键盘灯模块11。本实施例中，所述第一MOS管Q1为耗尽型P沟道场效应管，该第一MOS管Q1可以通过较大的电流，当其栅极的电压低于或者等于源极时，使第一MOS管Q1导通。

所述稳压单元313与所述键盘灯模块11并接，用于对调压模块31输出的电压进行稳定。请一并参阅图4，本发明实施例中，所述稳压单元313为第一电容C1，所述第一电容C1与所述键盘灯模块11并接，该第一电容C1的电容相对较大，主要用于对调压电路输出的电压进行稳定。

所述键盘灯模块11包括第一LED灯H1、第二LED灯H2、第一电阻R1和第二电阻R2；所述第一LED灯H1的正极连接所述调压模块31，此处连接第一MOS管Q1的漏极，负极通过所述第一电阻R1接地，所述第二LED灯H2的正极连接所述调压模块31，此处同样连接第一MOS管Q1的漏极，负极通过所述第二电阻R2接地。所述第一电阻R1和第二电阻R2均为限流电阻，在具体实施过程中，该键盘灯模块11还可以根据需要增加或者减少LED灯和电阻的数量。

请继续参阅图3和图4，基准电压输出单元311包括：二极管D1、第三电阻R3、第二MOS管Q2、第四电阻R4和第二电容C2；所述二极管D1的正极连接电池21、负极连接第二MOS管Q2的栅极，用于使第一MOS管Q1的栅极与电池21电压之间产生一个恒定不变的电压差。所述第三电阻R3的一端连接电池21，另一端连接第二MOS管Q2的源极，所述第二MOS管Q2的漏极连接所述比较放大器U1的反向输入端，也经由第四电阻R4接地。本实施例中，所述第二MOS管Q2也为P沟通场效应管，其通过比较栅极和源极的电压，控制该第二MOS管Q2的通断。所述第四电阻R4用于实现一个相对于地平面的电压，由于流经第四电阻R4的电流是恒定的，所以其产生的电压也是恒定的。所述第二电容C2的一端连接所述比较放大器U1的反向输入端和第二MOS管Q2的漏极，另一端接地，该第二电容C2为旁路电容，主要用于稳定基准电压。

本发明实施例中，所述反馈单元312包括第五电阻R5和第六电阻R6，所述第五电阻R5的一端连接第一MOS管Q1的漏极，另一端连接所述比较放大器U1的正向输入端，也经由第六电阻R6接地。所述第五电阻R5和第六电阻R6用于对第一MOS的漏极的电压进行采样，将R6/(R5+R6)部分反馈给比较放大器U1进行比较。

请再次参阅图3和图4，开关控制模块41为第三MOS管Q3，所述第三MOS管Q3的栅极连接基带芯片51，源极连接比较放大器U1的反向输入端，漏极接地。该第三MOS管Q3为N沟道场效应管，其通断由基带芯片51输出的片选信号进行控制，当片选信号为高电平时，第三MOS管Q3被导通，当片选信号为低电平时，第三MOS管Q3关断。

以下结合图4对本发明移动终端的键盘灯的驱动电路产生稳定的基准电压的原理、稳定输出键盘灯驱动电压的原理和控制键盘灯开关的原理进行详细描述。

1、产生稳定的基准电压的原理

由于二极管D1的作用第二MOS管Q2的栅极电压比电池21电压低一个恒定的值，所以第二MOS管Q2的栅极电压为V_D1。第三电阻R3两端的电压为流经该第三电阻R3的电流I_ref乘R3，即R3×I_ref。当R3×I_ref大于V_D1时，第二MOS管Q2的栅极电压比源极电压高，此时第二MOS管Q2关断，第二MOS管Q2的漏极电压由于受到第四电阻R4的消耗而减小，此时由于电流为0，所以第三电阻R3的压降为0，使第二MOS管Q2重新导通；当R3×I_ref小于V_D1时，第二MOS管Q2的栅极电压比源极电压低而导通，使第二MOS管Q2的漏极电压增加；如此震荡，实现R3×I_ref等于V_D1的等效稳定状态，使流经第三电阻R3的电流I_ref等效于恒定。由于第三MOS管Q3在关断时不会分流、而且比较放大器U1的反向输入端也几乎不会消耗电流，所以上述流经第三电阻R3的电流I_ref与流经第四电阻R4的电流几乎相等，所以第四电阻R4的压差（即比较放大器U1的反向输入端）恒定、其电压值为I_ref×R4（即V_D1×R4/R3）。

2、稳定输出键盘灯驱动电压的原理

首先定义调压电路的输出电压为V_OUT，则由于反馈单元312中的第五电阻R5和第六电阻R6的作用，比较放大器U1的正向输入端的电压为V_OUT×R6/(R5+R6)。当比较放大器U1的正向输入端的电压高于反向输入端时[即V_OUT×R6/(R5+R6)大于V_D1×R4/R3]，比较放大器U1输出高电平，该电平与比较放大器U1的电池21的供电电压V_BAT相等，所以第一MOS管Q1的栅极电压为V_BAT。由于第一MOS管Q1为耗尽型P沟道场效应管，当该第一MOS管Q1的栅极电压与源极电压相等时关断，所以此时电池21的供电电压V_BAT不会给键盘灯模块11供电，键盘灯模块11依靠第一电容C1放电维持工作，由于第一电容C1放电受到消耗，其电压会降低（即V_OUT降低），当该电压降低到低于[V_D1×R4/R3]/[R6/(R5+R6)]时，比较放大器U1的正向输入端的电压低于反向输入端，使比较放大器U1输出低电平，由于此时第一MOS管Q1的栅极电压低于源极，使第一MOS管Q1导通，此时电池21的供电电压V_BAT给第一电容C1充电，使第一电容C1的电压升高，即输出电压V_OUT升高；如此循环控制来控制第一MOS管Q1，最终实现调压电路的输出电压恒定在[V_D1×R4/R3]/[R6/(R5+R6)]。

3、控制键盘灯开关的原理

当基带芯片51输出低电平时，控制第三MOS管Q3的栅极电压为低电平，使第三MOS管Q3关断，所以连接该第三MOS管Q3的比较放大器U1的反向输入端的电压不受其影响，此时调压模块31正常工作，键盘灯模块11中的LED灯被点亮；当基带芯片51输出高电平时，控制其栅极的电压为高电平时、该第三MOS管Q3导通，所以连接该第三MOS管Q3的比较放大器U1的正向输入端的电压被钳位到低电平，即为0伏。由于调压模块31的稳态输出电压为[V_D1×R4/R3]/[R6/(R5+R6)]，即[比较放大器U1的反向输入端电压]/[R6/(R5+R6)]，所以调压模块31的稳态输出电压为0伏，所以键盘灯模块11中的LED灯被关断。

以下以二极管D1的压降为0.7伏、第一电阻R1和第二电阻R2的阻值为110ohm、第三电阻R3的阻值为70Kohm、第四电阻R4的阻值为100Kohm、第五电阻R5的阻值为210Kohm、第六电阻R6的阻值为100Kohm、第一电容C1容值为2.2uF、第二电容C2的容值10nF、第一LED灯H1的工作压降为2.0伏、第二LED灯H2的工作压降为2.0伏为应用实施例，对本发明的移动终端的键盘灯的驱动电路输出稳定的电压的工作原理进行详细说明。

如图4所示，当点亮LED灯时，第三MOS管Q3关断，从而基准电压（即比较放大器U1的反向输入端电压）不受影响，由调压模块31输出电压驱动键盘灯模块11中的LED灯。此时，比较放大器U1的反向输入端的基准电压为：V_D1×R4/R3=0.7×100K/70K=1伏；比较放大器U1的正极反馈电压为：V_OUT×R6/(R5+R6)=V_OUT×100K/(210K+100K)=10×V_OUT/31；调压模块31工作时，比较放大器U1的反向输入端最终实现动态相等，所以10×V_OUT/31=1伏，得出V_OUT=3.1伏。从而第一LED灯H1的电流I1=（V_OUT–VH1）/R1=（3.1–2.0）/110=0.010A=10mA；第二LED灯H2的电流I2=（V_OUT–VH1）/R=（3.1–2.0）/110=0.010A=10mA。

当熄灭LED灯时，基带芯片51输出高电平，第三MOS管Q3导通，从而基准电压（即比较放大器U1的反向输入端电压）被强制钳位到0伏，所以调压模块31的输出电压=0/（100K/(210K+100K)）=0伏，低于LED灯的驱动电压2.0伏，所以键盘LED灯关灭。

综上所述，本发明提供的移动终端的键盘灯的驱动电路，包括用于提供键盘背光的键盘灯模块；用于给移动终端供电的电池；用于将电池电压转换成恒定电压并输出的调压模块；用于控制调压模块的开启与关闭的开关控制模块；用于输出高、低电平相应控制开关控制模块的开启与关闭的基带芯片；所述电池连接调压模块，所述基带芯片通过开关控制模块连接调压模块，所述调压模块连接键盘灯模块。本发明通过在电池与键盘灯模块前端设置调压模块，由调压模块将电池电压转换成恒定的电压来驱动键盘灯，使键盘灯的驱动电压不会随电池电压的变化而变化，提高了键盘灯的一致性，从而满足了用户的需求。

可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (9)

1.一种移动终端的键盘灯的驱动电路，其特征在于，包括：

用于提供键盘背光的键盘灯模块；

用于给移动终端供电的电池；

用于将电池电压转换成恒定电压并输出的调压模块；

用于控制调压模块的开启与关闭的开关控制模块；

用于输出高、低电平相应控制开关控制模块的开启与关闭的基带芯片；

所述电池连接调压模块，所述基带芯片通过开关控制模块连接调压模块，所述调压模块连接键盘灯模块。

2.根据权利要求1所述的移动终端的键盘灯的驱动电路，其特征在于，所述调压模块包括基准电压输出单元、比较放大器、第一MOS管、反馈单元和稳压单元；所述基准电压输出单元连接电池和比较放大器的反向输入端，所述比较放大器的正向输入端的连接所述反馈单元，输出端连接所述第一MOS管的栅极；所述第一MOS管的源极连接所述电池，漏极连接所述键盘灯模块，所述稳压单元与所述键盘灯模块并接。

3.根据权利要求1所述的移动终端的键盘灯的驱动电路，其特征在于，所述键盘灯模块包括第一LED灯、第二LED灯、第一电阻和第二电阻；所述第一LED灯的正极连接所述调压模块，负极通过所述第一电阻接地，所述第二LED灯的正极连接所述调压模块，负极通过所述第二电阻接地。

4.根据权利要求2所述的移动终端的键盘灯的驱动电路，其特征在于，所述稳压单元为第一电容，所述第一电容与所述键盘灯模块并接。

5.根据权利要求2所述的移动终端的键盘灯的驱动电路，其特征在于，基准电压输出单元包括：二极管、第三电阻、第二MOS管、第四电阻和第二电容；所述二极管的正极连接电池、负极连接第二MOS管的栅极，所述第三电阻的一端连接电池，另一端连接第二MOS管的源极，所述第二MOS管的漏极连接所述比较放大器的反向输入端，也经由第四电阻接地；所述第二电容的一端连接所述比较放大器的反向输入端和第二MOS管的漏极，另一端接地。

6.根据权利要求2所述的移动终端的键盘灯的驱动电路，其特征在于，所述反馈单元包括第五电阻和第六电阻，所述第五电阻的一端连接第一MOS管的漏极，另一端连接所述比较放大器的正向输入端，也经由第六电阻接地。

7.根据权利要求１所述的移动终端的键盘灯的驱动电路，其特征在于，开关控制模块为第三MOS管，所述第三MOS管的栅极连接基带芯片，源极连接比较放大器的反向输入端，漏极接地。

8.根据权利要求5所述的移动终端的键盘灯的驱动电路，其特征在于，所述第一MOS管和第二MOS管均为P沟道场效应管。

9.根据权利要求7所述的移动终端的键盘灯的驱动电路，其特征在于，所述第三MOS管为N沟道场效应管。

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