CN104299603B - 亮度调节装置、方法、led背光装置和液晶显示装置 - Google Patents

亮度调节装置、方法、led背光装置和液晶显示装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种亮度调节方法、电路、LED背光装置和液晶显示装置。本发明所述的LED背光电路的亮度调节装置，包括：占空比检测单元，用于检测外部PWM方波信号的占空比；以及，亮度调节单元，用于根据由额定电压和该占空比相乘而得到的背光调节电压，并根据该背光调节电压调节LED背光电路的亮度；所述额定电压为预先设定的当所述外部PWM方波信号的占空比为100﹪时的背光调节电压。本发明通过检测PWM方波信号的占空比，并依据检测结果实时调节输出电流，从而调节背光亮度，可以实现背光亮度在全范围内的平滑调节，并且在较低占空比时，能有效降低功耗。

Description

亮度调节装置、方法、LED背光装置和液晶显示装置
技术领域
本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种亮度调节方法、电路、LED背光装置和液晶显示装置。
背景技术
在现有的液晶显示装置中，LED light emitting diode，发光二极管)背光电路的PWM(Pulse Width Modulation，脉冲宽度调制)调光技术可以有效调节背光的亮度，但也存在缺陷和不足之处，例如PWM技术一般在占空比D为50％以上时才能确保输出一定精度的电流，占空比下降，精度也随之下降。
如图1所示，现有的LED背光电路的亮度调节装置包括误差信号放大器11、二极管LED、亮度调节电阻R，用于亮度调节的外部PWM方波信号通过正向设置的二极管LED接入该误差信号放大器11的反向输入端，该误差信号放大器11的反向输入端还通过该亮度调节电阻R接地，该误差信号放大器11的正向输入端接入参考电压Vref，通过该误差信号放大器11输出的背光调节电流Iled(Iled＝Vref×D/R)调节LED背光电路的亮度。现有的液晶显示装置包括液晶显示屏和系统端，系统端可以理解为除液晶显示屏以外的带有数据处理能力的部分，用于亮度调节的外部PWM方波信号由系统端输出。
由于制作工艺所限，实际中的误差信号放大器的正向输入端和负向输入端之间会有20mV左右的压差，一般的参考电压Vref的取值会在200mV左右，当外部PWM方波信号的占空比D为1时，20mV的误差可以忽略不计；当占空比D较低时，例如D为20％或10％的情况下，Vref×D的值也只有40mV或20mV，此时误差信号放大器的正向输入端和负向输入端之间之间压差就会变得很大，影响到误差信号放大器输出的背光调节电流Iled的精确性，从而影响调光精度。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种亮度调节方法、电路、LED背光装置和液晶显示装置，以实现背光亮度在全范围内的平滑调节。
为了达到上述目的，本发明提供了一种LED背光电路的亮度调节装置，包括：
占空比检测单元，用于检测外部PWM方波信号的占空比；
以及，亮度调节单元，用于根据由额定电压和该占空比相乘而得到的背光调节电压，并根据该背光调节电压调节LED背光电路的亮度；
所述额定电压为预先设定的当所述外部PWM方波信号的占空比为100﹪时的背光调节电压。
实施时，本发明所述的LED背光电路的亮度调节装置，其特征在于，还包括：
判断单元，用于当判断到外部PWM方波信号的占空比小于预定占空比时，将该外部PWM方波信号传送至所述占空比检测单元。
具体的，所述占空比检测单元包括：
数字检测器，用于检测所述外部PWM方波信号的数字占空比；
数模转换器，用于将该数字占空比转换为模拟占空比；
以及，寄存器，用于存储该模拟占空比、该额定电压，以及由该额定电压和该模拟占空比相乘而得到的背光调节电压。
具体的，本发明实施例所述的LED背光电路的亮度调节装置，还包括误差信号放大器；
所述判断单元，还用于当判断到该外部PWM方波信号的占空比大于或等于预定占空比时，将该外部PWM方波信号通过正向设置的二极管传送至所述误差信号放大器的反向输入端；
该误差信号放大器的反向输入端还通过背光调节电阻接地；
该误差信号放大器的正向输入端接入参考电压；
该误差信号放大器，用于通过其输出的背光调节电流调节所述LED背光电路的亮度。
本发明还提供了一种LED背光电路的亮度调节方法，包括：
占空比检测步骤：检测外部PWM方波信号的占空比；
亮度调节步骤：根据由额定电压和该占空比相乘而得到的背光调节电压，并根据该背光调节电压调节所述LED背光电路的亮度；
所述额定电压为预先设定的当所述外部PWM方波信号的占空比为100﹪时的背光调节电压。
实施时，本发明所述的LED背光电路的亮度调节方法，在所述占空比检测步骤之前还包括：
判断步骤：当判断到该外部PWM方波信号的占空比小于预定占空比时，转至所述占空比检测步骤。
实施时，本发明所述的LED背光电路的亮度调节方法，还包括误差信号放大调节步骤；
所述判断步骤还包括：当判断到该外部PWM方波信号的占空比大于或等于预定占空比时，转至所述误差信号放大调节步骤；
所述误差信号放大调节步骤包括：将该外部PWM方波信号通过一正向设置的接入一误差信号放大器的反向输入端，该误差信号放大器的反向输入端还通过背光调节电阻接地，该误差信号放大器的正向输入端接入参考电压，通过该误差信号放大器输出的背光调节电流调节所述LED背光电路的亮度。
本发明还提供了一种LED背光装置，包括LED背光电路和用于调节该LED背光电路的亮度的上述的LED背光电路的亮度调节装置。
本发明还提供了一种液晶显示装置，包括上述的LED背光装置。
与现有技术相比，本发明通过检测PWM方波信号的占空比，并依据检测结果实时调节输出电流，从而调节背光亮度，可以实现背光亮度在全范围内的平滑调节，并且在较低占空比时，能有效降低功耗。
附图说明
图1是现有的LED背光电路的亮度调节装置的电路图；
图2是本发明实施例所述的LED背光电路的亮度调节装置的结构框图；
图3是本发明所述的LED背光电路的亮度调节装置包括的占空比检测单元的实施例的结构框图；
图4是本发明一具体实施例所述的LED背光电路的亮度调节装置的结构图；
图5是本发明实施例所述的LED背光电路的亮度调节方法的流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图2所示，本发明实施例所述的LED背光电路的亮度调节装置，包括：
占空比检测单元21，用于检测外部PWM方波信号的占空比D；
以及，亮度调节单元22，用于根据由额定电压和该占空比D相乘而得到的背光调节电压Vled，并根据该背光调节电压Vled调节LED背光电路的亮度；
所述额定电压为预先设定的当所述外部PWM方波信号的占空比为100﹪时的背光调节电压。
本发明实施例所述的LED背光电路的亮度调节装置，通过检测PWM方波信号的占空比，并依据检测结果实时调节输出电流，从而调节背光亮度，可以实现背光亮度在全范围内的平滑调节，并且在较低占空比时，能有效降低功耗。
具体的，本发明实施例所述的LED背光电路的亮度调节装置，还包括：
判断单元，用于当判断到外部PWM方波信号的占空比小于预定占空比时，将该外部PWM方波信号传送至所述占空比检测单元。
具体的，如图3所示，所述占空比检测单元包括：
数字检测器31，用于检测所述外部PWM方波信号的数字占空比；
数模转换器32，用于将该数字占空比转换为模拟占空比；
以及，寄存器33，用于存储该模拟占空比、该额定电压，以及由该额定电压和该模拟占空比相乘而得到的背光调节电压Vled。
在本发明实施例所述的LED背光电路的亮度调节装置在工作时，亮度调节的精度由数模转换器决定，实际中使用6位的数模转换器即可达到精度较好的效果。采用6位的数模转换器，其精度(或称分辨率)为1/64；对占空比调节的误差可以控制在±0.78％，举例说明：系统端给出外部PWM方波信号的占空比为30％时，通过6位数模转换器，实际给LED背光电路的PWM方波信号的占空比在29.766％～30.234％范围内；当然如果使用8位数模转换器，其调节精度会更高。
下面通过一具体实施例来说明本发明所述的LED背光电路的亮度调节装置：
如图4所示，本发明实施例所述的LED背光电路的亮度调节装置，包括：判断单元41、占空比检测单元42、亮度调节单元43和误差信号放大器44；
所述判断单元41，用于当判断到外部PWM方波信号的占空比小于预定占空比时，将该外部PWM方波信号传送至所述占空比检测单元42；
所述占空比检测单元42，用于检测外部PWM方波信号的占空比D；
所述亮度调节单元43，用于根据由额定电压和该占空比D相乘而得到的背光调节电压Vled，并根据该背光调节电压Vled调节LED背光电路的亮度；
所述额定电压为预先设定的当所述外部PWM方波信号的占空比为100﹪时的背光调节电压；
所述判断单元41，还用于当判断到该外部PWM方波信号的占空比大于或等于预定占空比时，将该外部PWM方波信号通过正向设置的二极管LED传送至所述误差信号放大器44的反向输入端；
该误差信号放大器44的反向输入端还通过背光调节电阻4接地；
该误差信号放大器44的正向输入端接入参考电压Vref；
该误差信号放大器44，用于通过其输出的背光调节电流Iled调节LED背光电路的亮度。
在具体实施时，该预定占空比可以为50﹪，本发明该具体实施例所述的LED背光电路的亮度调节装置在占空比大于或等于50﹪时，采用现有的误差信号放大器来调节亮度，在占空比小于50﹪时，通过检测PWM方波信号的占空比，并依据检测结果实时调节输出电流，从而调节背光亮度
如图5所示，本发明实施例所述的LED背光电路的亮度调节方法，包括：
占空比检测步骤51：检测外部PWM方波信号的占空比；
亮度调节步骤52：根据由额定电压和该占空比相乘而得到的背光调节电压，并根据该背光调节电压调节所述LED背光电路的亮度；
所述额定电压为预先设定的当所述外部PWM方波信号的占空比为100﹪时的背光调节电压。
具体的，在所述占空比检测步骤之前还包括：
判断步骤：当判断到该外部PWM方波信号的占空比小于预定占空比时，转至所述占空比检测步骤。
具体的，本发明实施例所述的LED背光电路的亮度调节方法，还包括误差信号放大调节步骤；
所述判断步骤还包括：当判断到该外部PWM方波信号的占空比大于或等于预定占空比时，转至所述误差信号放大调节步骤；
所述误差信号放大调节步骤包括：将该外部PWM方波信号通过一正向设置的接入一误差信号放大器的反向输入端，该误差信号放大器的反向输入端还通过背光调节电阻接地，该误差信号放大器的正向输入端接入参考电压，通过该误差信号放大器输出的背光调节电流调节所述LED背光电路的亮度。
本发明实施例所述的LED背光装置，包括LED背光电路和用于调节该LED背光电路的亮度的上述的LED背光电路的亮度调节装置。
本发明实施例所述的显示装置，包括上述的LED背光装置。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种LED背光电路的亮度调节装置，其特征在于，包括：
占空比检测单元，用于检测外部PWM方波信号的占空比；
以及，亮度调节单元，用于根据由额定电压和该占空比相乘而得到的背光调节电压调节LED背光电路的亮度；
所述额定电压为预先设定的当所述外部PWM方波信号的占空比为100﹪时的背光调节电压；
所述的LED背光电路的亮度调节装置还包括：
判断单元，用于当判断到外部PWM方波信号的占空比小于预定占空比时，将该外部PWM方波信号传送至所述占空比检测单元；
所述的LED背光电路的亮度调节装置还包括误差信号放大器；
所述判断单元，还用于当判断到该外部PWM方波信号的占空比大于或等于预定占空比时，将该外部PWM方波信号通过正向设置的二极管传送至所述误差信号放大器的反向输入端；
该误差信号放大器的反向输入端还通过背光调节电阻接地；
该误差信号放大器的正向输入端接入参考电压；
该误差信号放大器，用于通过其输出的背光调节电流调节所述LED背光电路的亮度；
所述占空比检测单元包括：
数字检测器，用于检测所述外部PWM方波信号的数字占空比；
数模转换器，用于将该数字占空比转换为模拟占空比；
以及，寄存器，用于存储该模拟占空比、该额定电压，以及由该额定电压和该模拟占空比相乘而得到的背光调节电压。
2.一种LED背光电路的亮度调节方法，应用于如权利要求1所述的LED背光电路，其特征在于，所述亮度调节方法包括：
占空比检测步骤：检测外部PWM方波信号的占空比；
亮度调节步骤：根据由额定电压和该占空比相乘而得到的背光调节电压调节所述LED背光电路的亮度；
所述额定电压为预先设定的当所述外部PWM方波信号的占空比为100﹪时的背光调节电压；
在所述占空比检测步骤之前还包括：
判断步骤：当判断到该外部PWM方波信号的占空比小于预定占空比时，转至所述占空比检测步骤；
所述的LED背光电路的亮度调节方法还包括误差信号放大调节步骤；
所述判断步骤还包括：当判断到该外部PWM方波信号的占空比大于或等于预定占空比时，转至所述误差信号放大调节步骤；
所述误差信号放大调节步骤包括：将该外部PWM方波信号通过一正向设置的接入一误差信号放大器的反向输入端，该误差信号放大器的反向输入端还通过背光调节电阻接地，该误差信号放大器的正向输入端接入参考电压，通过该误差信号放大器输出的背光调节电流调节所述LED背光电路的亮度。
3.一种LED背光装置，其特征在于，包括LED背光电路和用于调节该LED背光电路的亮度的如权利要求1所述的LED背光电路的亮度调节装置。
4.一种液晶显示装置，其特征在于，包括如权利要求3所述的LED背光装置。
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