CN110349544B - 一种基于低占空比输入的防异响背光驱动方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及背光驱动方法技术领域，尤其涉及一种基于低占空比输入的防异响背光驱动方法，包括以下步骤：获取背光驱动IC工作时的PWM信号的最小占空比Dmin；比较汽车厂商要求输入的要求占空比D与工作占空比Dx；若要求占空比D不大于设定的工作占空比Dx，将输出至背光驱动IC的PWM频率调整为fL；若要求占空比D大于设定的工作占空比Dx，将输出至背光驱动IC的PWM频率调整为fH。本发明的发明目的在于提供一种基于低占空比输入的防异响背光驱动方法，采用本发明提供的技术方案解决了现有车载背光驱动IC在低占空比输入的情况下，无法做到同时实现防止异响和调整背光亮度的技术问题。

Description

一种基于低占空比输入的防异响背光驱动方法
技术领域
本发明涉及背光驱动方法技术领域，尤其涉及一种基于低占空比输入的防异响背光驱动方法。
背景技术
随着汽车行业的发展，车内显示屏的数量越来越多，尺寸越来越大，亮度也越来越高。各个IC厂也推出了不同类型的背光驱动IC，虽然背光驱动IC种类繁多，但基本的实现原理都是类似的，通过升压电路将输入电压升高，然后通过PWM(Pulse Width Modulation)控制通过LED的电流，实现LED的恒流驱动。恒流驱动的方式能够确保LED达到预期亮度要求，并确保每个LED亮度、色度保持一致，并有效延长其使用寿命。
如图1所示，由于PWM是一个脉冲信号，流过电感的电流的频率会跟随PWM的频率变动，电流的变化会导致电感的磁芯与PCB基板之间振动，电感的磁芯与磁屏蔽罩之间的空气也会振动，从而发出啸叫异响。
为了避免产生异响，影响用户体验效果，需要将PWM频率设置在人耳可听范围外(人耳可听范围为20Hz～20KHz)，IC可接受的频率范围一般为200Hz～20KHz，所以会将频率设置在20KHz左右来避免产生异响。
但是，当PWM频率提高时，同样的占空比下，IC内部开关的导通时间就越小。因为任何开关器件都有响应时间，当导通时间小于器件的响应时间后，器件就无法响应，表现出来的现象就是在低占空比下开关器件打不开，LED不会被点亮，显示屏无法工作。部分车厂客户要求输入占空比低至0.2％，而IC内部开关管的响应时间一般为500ns，当PWM频率为20KHz时，0.2％的占空比对应的导通时间是100ns，小于500ns的响应时间，此时背光无法点亮。如图2所示，横坐标代表占空比，纵坐标代表对应占空比下的亮度，为此，当占空比低于1％时，亮度不会随着占空比的减小而减小。
发明内容
本发明的发明目的在于提供一种基于低占空比输入的防异响背光驱动方法，采用本发明提供的技术方案解决了现有车载背光驱动IC在低占空比输入的情况下，无法做到同时实现防止异响和调整背光亮度的技术问题。
为了解决上述技术问题，本发明提出一种基于低占空比输入的防异响背光驱动方法，包括以下步骤：
S100、获取背光驱动IC工作时的PWM信号的最小占空比Dmin；
S200、设定输出至背光驱动IC的PWM信号的工作占空比Dx，且Dx＞Dmin；
S300、比较汽车厂商要求输入的要求占空比D与工作占空比Dx；
S400、若要求占空比D不大于设定的工作占空比Dx，将输出至背光驱动IC的PWM频率调整为fL；
若要求占空比D大于设定的工作占空比Dx，将输出至背光驱动IC的PWM频率调整为fH。
在步骤S100中，获取最小占空比Dmin；优选的，包括
S101、通过背光驱动IC的技术参数获取背光驱动IC的最小开关时间Ton/off和最大PWM频率值fmax；
S102、通过以下公式获取最小占空比Dmin，Dmin＝Ton/off/T×100，其中T＝1/fmax。
优选的，在步骤S300中，通过显示屏MCU实时获取当前的要求占空比D。
优选的，在步骤S400中，先通过背光驱动IC的技术参数获取背光驱动IC的最小PWM频率fmin和最大PWM频率值fmax；其中fL＞fmin，fH＜fmax，且fH＞fL。
优选的，fL和fH均落在输出至背光驱动IC的PWM信号的频率范围内。
由上可知，应用本发明提供的技术方案可以得到以下有益效果：在不改变现有硬件方案的情况下，通过切换PWM频率实现低占空比下亮度的调节功能，弥补了由于PWM频率过高导致的无法响应低占空的要求，在不增加任何成本的情况下满足调光与防止异响的要求。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明背光驱动电路连接图；
图2为本发明现有背光驱动方法中亮度与PWM占空比坐标图；
图3为本发明实施例亮度与PWM占空比坐标图；
图4为本发明实施例背光驱动方法流程框图。
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付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。
实施例1
在显示屏设计中，为了避免PWM频率对显示屏内部构造产生共鸣，进而产生异响，会将PWM频率设置在20KHz左右，当PWM频率提高时，同样的占空比下，IC内部开关的导通时间就越小。为此，在低占空比输入要求的基础上，无法兼顾防止异响和背光亮度的调整。
如图3-4所示，为了解决上述问题，本实施例提出一种基于低占空比输入的防异响背光驱动方法，包括以下步骤：
S100、获取背光驱动IC工作时的PWM信号的最小占空比Dmin。
在输出PWM信号至背光驱动IC之间，需获得背光驱动IC所需的最低占空比要求，以确保背光驱动IC的正常启动，保持背光的持续。为此，还包括以下步骤：
S101、通过背光驱动IC的技术参数获取背光驱动IC的最小开关时间Ton/off和最大PWM频率值fmax；
S102、通过以下公式获取最小占空比Dmin，Dmin＝Ton/off/T×100，其中T＝1/fmax。
S200、设定输出至背光驱动IC的PWM信号的工作占空比Dx。
在该步骤中，工作占空比Dx是MCU的输出端口输出至背光驱动IC的PWM信号的占空比数值，同步骤S100，为了确保背光驱动IC的正常启动，工作占空比Dx＞最小占空比Dmin。
S300、比较汽车厂商要求输入的要求占空比D与工作占空比Dx。
在该步骤中，可通过显示屏MCU从主机或者车辆其它ECU实时获取当前的要求占空比D。
S400、若要求占空比D不大于设定的工作占空比Dx，将输出至背光驱动IC的PWM频率调整为fL；
若要求占空比D大于设定的工作占空比Dx，将输出至背光驱动IC的PWM频率调整为fH。
在调整过程中，还需确定背光驱动IC在调整过程中的PWM频率fL和fH，为此还需通过背光驱动IC的技术参数获取背光驱动IC的最小PWM频率fmin。其中fL和fH均落在输出至背光驱动IC的PWM信号的频率范围内，并且fmin＜fL＜fH＜fmax。
需要说明的是，在PWM频率调整过程中，不局限于fL和fH两种频率值，可以存在多个切换频率的点。
综上，本发明实施例在不改变现有硬件方案的情况下，通过切换PWM频率实现低占空比下亮度的调节功能，弥补了由于PWM频率过高导致的无法响应低占空的要求，在不增加任何成本的情况下满足调光与防止异响的要求。
实施例2
本实施例提出一种基于低占空比输入的防异响背光驱动方法，同样包括以下步骤：
S100、获取背光驱动IC工作时的PWM信号的最小占空比Dmin。
S200、设定输出至背光驱动IC的PWM信号的工作占空比Dx。
S300、比较汽车厂商要求输入的要求占空比D与工作占空比Dx。
S400、若要求占空比D不大于设定的工作占空比Dx，将输出至背光驱动IC的PWM频率调整为fL；
若要求占空比D大于设定的工作占空比Dx，将输出至背光驱动IC的PWM频率调整为fH。
作为技术方案的进一步改进，本实施例与实施例1不同的是，为了确保背光驱动IC响应低占空比的情况，在本实施例中还引入设定占空比X。
在步骤S100中计算获得最小占空比Dmin，计算公式与实施例1存在差异，Dmin＝Ton/off/T×100，其中T＝1/fH。
确定最小占空比Dmin后，设定占空比X＞最小占空比Dmin。
在步骤S300的比较过程，则采用设定占空比X与汽车厂商要求输入的要求占空比D做对比。
当要求占空比D≤X时，输出给到背光驱动IC的PWM频率切换为低频率fL；当要求占空比D>X时，输出给到背光驱动IC的PWM频率切换为高频率fH。
举例，当fH＝20KHz时，则T＝0.05ms,若Ton/off＝0.5us，则Dmin＝0.5/50×100＝1％，X的值必须要大于Dmin，否则就会出现背光驱动IC无法响应低占空比的情况。
本实施例提供的技术方案可以实现兼具防止异响与低占空比输出的背光驱动IC方案；fH，fL的选择也要实际评估噪声是否明显,可以采取定量测量噪音大小的方式，在静音房中距离产品10cm的距离测量其噪音大小，一般要求噪音<43dB。
以上所述的实施方式，并不构成对该技术方案保护范围的限定。任何在上述实施方式的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在该技术方案的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种基于低占空比输入的防异响背光驱动方法，其特征在于：包括以下步骤：
S100、获取背光驱动IC工作时的PWM信号的最小占空比Dmin：
S101、通过背光驱动IC的技术参数获取背光驱动IC的最小开关时间Ton/off和最大PWM频率值fmax；
S102、通过以下公式获取最小占空比Dmin，Dmin＝Ton/off/T×100，其中T＝1/fmax；
S200、设定输出至背光驱动IC的PWM信号的工作占空比Dx，且Dx＞Dmin；
S300、比较汽车厂商要求输入的要求占空比D与工作占空比Dx；
S400、若要求占空比D不大于设定的工作占空比Dx，将输出至背光驱动IC的PWM频率调整为fL；
若要求占空比D大于设定的工作占空比Dx，将输出至背光驱动IC的PWM频率调整为fH；
其中，fL、fH值的范围按如下方法确定，先通过背光驱动IC的技术参数获取背光驱动IC的最小PWM频率fmin和最大PWM频率值fmax；其中fL＞fmin，fH＜fmax，且fH＞fL；
所述的基于低占空比输入的防异响背光驱动方法用于同时满足车载背光调光与防止异响的要求。
2.根据权利要求1所述的背光驱动方法，其特征在于：在步骤S300中，通过显示屏MCU实时获取当前的要求占空比D。
3.根据权利要求2所述的背光驱动方法，其特征在于：fL和fH均落在输出至背光驱动IC的PWM信号的频率范围内。
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