CN110692098B - 显示器背光源净空控制系统和方法 - Google Patents

Abstract

主题技术的各方面涉及诸如用于操作并联的发光二极管(LED)串的背光控制电路的显示电路。背光控制电路的电压供电电路向LED串提供公共供电电压。净空控制电路在每个串的端部处采样残余电压，确定残余电压的最小值，并且基于所确定的最小电压向电压供电电路提供反馈。可以提供净空控制反馈回路，该净空控制反馈回路包括耦接到每个LED串的第二端部的采样线，用于采样每个串的残余电压。净空控制电路可以基于最小残余电压来修改供电电压。可以提供采样保持电路，该采样保持电路保持采样的残余电压，直到电压供电电路准备好更新为止。

Description

显示器背光源净空控制系统和方法

相关申请的交叉引用

本申请要求2017年6月23日提交的名称为“DISPLAY BACKLIGHT HEADROOMCONTROL SYSTEMS AND METHODS”的美国临时专利申请序列号62/524,377的权益，该专利申请据此全文以引用方式并入本文以用于所有目的。

技术领域

本说明书整体涉及带有显示器的电子设备，并且更具体地但并非排他性地涉及带有具有背光源和净空控制电路的显示器的电子设备。

背景技术

电子设备诸如计算机、媒体播放器、蜂窝电话、机顶盒和其他电子设备通常具有用于显示视觉信息的显示器。显示器诸如有机发光二极管(OLED)显示器和液晶显示器(LCD)通常包括以像素行和像素列的方式布置的显示器像素阵列。液晶显示器通常包括背光单元和具有单独可控液晶显示像素的液晶显示单元。

背光单元通常包括一个或多个发光二极管(LED)，该一个或多个发光二极管朝液晶显示单元产生离开背光源的光。液晶显示像素可单独操作以控制来自背光单元的光穿过该像素以在显示器上显示诸如文本、图像、视频或其他内容之类的内容。

背光单元操作是电子设备显示器中的常见功率耗散源，这可是不期望的，尤其是在使用电池进行电力存储的便携式设备中。

发明内容

根据本主题公开的各种方面，提供了一种具有显示器的电子设备，该显示器包括具有多个发光二极管的背光单元。显示器还包括背光控制电路。背光控制电路包括被配置为向该多个发光二极管提供公共供电电压的电压供电电路和净空控制电路。净空控制电路被配置为对至少两个发光二极管中的每个发光二极管采样残余电压，确定残余电压的最小值，以及基于所确定的残余电压的最小值向电压供电电路提供供电电压修改。

根据本主题公开的其它方面，提供了一种操作电子设备的方法。该方法包括将来自降压转换器的公共供电电压提供至并联耦接在降压转换器和电流驱动器之间的多个发光二极管串。该方法还包括从该多个发光二极管串中的每个发光二极管串采样残余电压。该方法还包括确定残余电压的最小值。该方法还包括基于所确定的最小值修改公共供电电压。

根据本主题公开的其它方面，提供了一种具有显示器的电子设备，该显示器包括多个发光二极管串，每个发光二极管串包括串联耦接在该发光二极管串的第一端部和第二端部之间的多个发光二极管。该显示器还包括被配置为向所有串的第一端部提供公共供电电压的降压转换器。该显示器还包括用于将公共供电电压匹配到目标供电电压的第一反馈回路。该显示器还包括用于在串中的每一个串的第二端部处采样残余电压并基于残余电压中的最小残余电压与目标净空电压之间的差值修改目标供电电压的第二反馈回路。

附图说明

本主题技术的一些特征在所附权利要求书中被示出。然而，出于解释的目的，在以下附图中阐述了本主题技术的若干实施方案。

图1示出了根据本主题技术的各个方面的具有显示器的示例性电子设备的透视图。

图2示出了根据本主题技术的各个方面的具有背光单元的电子设备显示器的侧视图的框图。

图3示出了根据本主题技术的各个方面的包括净空控制电路的背光控制电路的示意图。

图4示出了根据本主题技术的各个方面的包括净空控制电路的背光控制电路的另一示意图。

图5示出了根据主题技术的各个方面的用于动态净空控制的示例过程的流程图。

具体实施方式

下面示出的具体实施方式旨在作为本主题技术的各种配置的描述并且不旨在表示本主题技术可被实践的唯一配置。附图被并入本文并且构成具体实施方式的一部分。具体实施方式包括具体的细节旨在提供对本主题技术的透彻理解。然而，对于本领域的技术人员来说将清楚和显而易见的是，本主题技术不限于本文示出的具体细节并且可在没有这些具体细节的情况下被实践。在一些情况下，以框图形式示出了熟知的结构和部件，以便避免使本主题技术的概念模糊。

本公开内容提供了电子设备，诸如蜂窝电话、媒体播放器、计算机、机顶盒、无线接入点和可以包括发光二极管(LED)和相关联的控制电路的其他电子设备。LED可以被包括在显示器、键盘、闪光灯设备或电子设备的其他部件中。本文结合与显示器背光源相关的LED控制来描述各种实施例。然而，应当理解，本文所述的LED控制系统和方法可应用于具有LED的其他部件或设备。可使用显示器以呈现视觉信息和状态数据，和/或可使用显示来器收集用户输入数据。显示器可包括显示器像素阵列。每个显示器像素可包括用于显示彩色图像的一个或多个彩色子像素。

每个显示器像素可包括设置在能够操作以控制液晶取向的一对电极之间的液晶层。控制液晶的取向控制由背光单元生成的背光源的偏振。该偏振控制与液晶层的相对侧上的偏振片结合，允许对传入像素的光进行操控以选择性地阻挡光或允许光穿过像素。

背光单元可以包括生成用于显示器的背光源的一串或多串发光二极管。发光二极管串可以沿着导光板的一个或多个边缘布置，该导光板将由该串生成的背光源分配到LCD单元，或者可以布置成形成LED的二维网格。

在一些电子设备显示器中，背光单元为显示器像素生成恒定量的光，并且穿过每个像素的光的量仅由液晶显示器像素的操作来控制。在其他电子设备显示器中，基于要在显示器上显示的内容，动态地控制由背光源生成的光的量。在具有动态背光控制的一些设备中，单独控制单个背光源LED或背光源LED组以允许显示器局部变暗或变亮，以增强由LCD像素产生的对比度。

耦接至显示器像素阵列和背光单元的显示器控制电路通常从电子设备的系统控制电路接收用于显示数据，并且基于该显示数据，生成并提供用于显示器像素阵列和背光单元的控制信号。用于背光单元的控制信号可包括基准电压，该基准电压用于操作接收公共供电电压的LED(或LED串)的电流驱动器。

背光源的动态的全局和/或局部变暗可降低显示器的功率消耗，因为对于降低的亮度显示帧，可减小对LED的供电电压。这在使用电池用于电力存储的便携式设备中尤其有利。然而，即使在局部变暗的情况下，在当前设备中，背光源的供电电压也具有净空电压，确保有足够的功率来操作所有LED。如果该净空电压的一部分未使用，则由于背光源的不期望的功耗可发生。根据本公开的某些方面，本文提供了包括用于显示器背光单元的净空控制电路的系统和方法。净空控制电路可以降低用于背光源的净空电压，并相应降低显示器的功耗。

背光单元中的背光控制电路可以包括电压供电电路，该电压供电电路在第一端部向多个LED串提供公共供电电压。每个串中的LED的亮度可以由该串的电流驱动器电路控制。因为电流驱动器电路可以用不同的电流来操作每个串，这是由于固有的LED特性的变化，由于背光单元内的温度变化和/或其他可变因素引起的，来自供电电压的跨每个串的电压降可以相对于其他串和/或随着时间而变化(例如，随着显示器上电的时间增加和/或从显示帧到显示帧)。因此，不同的残余电压会保持在每个串上，并可能以热量的形式消散，从而浪费能量。为了确保为所有串提供足够的电压，供电电压可能足够高，以留下期望的净空电压作为残留。如在下文中更详细描述的，提供了净空控制电路，以提供足够但最小或减小的净空电压来帮助确保背光单元的正确操作，同时减少能量损失和使用。

图1中示出了可设置有显示器的类型的例示性电子设备。在图1的实施例中，设备100已使用外壳来实现，该外壳足够小以可便携并且由用户携带(例如，图1的设备100可为手持式电子设备诸如平板计算机或蜂窝电话)。如图1所示，设备100可包括显示器诸如被安装在外壳106的正面上的显示器110。显示器110可以基本上被有源显示器像素填充或者可以具有有源部分和无源部分。显示器110可具有开口(例如，显示器110的无源部分或有源部分中的开口)，诸如用于容纳按钮104的开口和诸如用于容纳扬声器、光源或相机的开口的其他开口。

显示器110可以是包含电容式触摸电极或其他触摸传感器部件的触摸屏，或者可以是非触敏式的显示器。显示器110可包括由以下各项形成的显示器像素：发光二极管(LED)、有机发光二极管(OLED)、等离子体单元、电泳显示器元件、电润湿显示器元件、液晶显示器(LCD)部件或其他合适的显示器像素结构。作为示例，文中有时描述使用LCD像素和LED背光源来形成显示器110的布置。然而，这仅为例示性的。在各种具体实施中，如果需要，可使用任何合适类型的显示器技术来形成显示器110。

外壳106，有时可称为壳体，可由塑料、玻璃、陶瓷、纤维复合材料、金属(例如，不锈钢、铝等)、其他合适的材料或任意两种或更多种这些材料的组合形成。

图1的电子设备100的配置仅为例示性的。在其他具体实施中，电子设备100可以是计算机，诸如集成到显示器(诸如计算机监视器)内的计算机、膝上型计算机、稍小的便携式设备(诸如腕表设备、挂式设备或其他可穿戴设备或微型设备)、媒体播放器、游戏设备、导航设备、计算机监视器、电视或其他电子设备。

例如，在一些具体实施中，外壳106可使用一体式配置形成，在该一体式配置中，外壳106中的一些或全部外壳被机械加工或模制成单一结构，或者可使用多个结构(例如，内部框架结构、形成外部外壳表面的一种或多种结构等)形成所述外壳。虽然图1的外壳106被示出为单个结构，但外壳106可具有多个部分。例如，外壳106可具有上部和下部，所述下部使用铰链耦接到上部，所述铰链允许上部围绕旋转轴线相对于下部旋转。在一些具体实施中，诸如QWERTY键盘和触摸板的键盘可安装在下部外壳部分中。

在一些具体实施中，电子设备100可以集成到计算机监视器中的计算机的形式提供。显示器110可被安装在外壳106的前表面上，并且可提供支架以支撑外壳(例如，在桌面上)。

图2是显示器110的示意图，示出了显示器如何设置有液晶显示单元204和背光单元202。如图2所示，背光单元202产生背光源208并以液晶显示单元204的方向发射背光源208。液晶显示单元204选择性地允许背光源208中的一部分或全部穿过其中的液晶显示器像素，以产生用户可见的显示光210。背光单元包括一个或多个分段206。在一些具体实施中，分段206可为在显示器110的一部分或全部上水平地或竖直地延伸的细长分段(例如，在背光单元202的侧光式配置中)。在其他具体实施中，分段206可以为正方形或接近正方形的分段(例如，在二维阵列背光配置中)。因此，分段206可以被定义为设置在该分段中的一个或多个LED串。可以单独控制分段206以使背光源208局部变暗。

图3示出了包括可以在背光单元202中实现的背光控制电路300的示例性显示电路的示意图。在图3的示例中，背光电路300包括LED 304的多个串302。串302各自包括串联的多个LED 304。串302并联耦接在公共供电电压线和LED驱动器电路308之间。LED驱动器电路308可以单独地控制通过每个串302的电流(例如，用于一个或多个串302的局部变暗以用于动态背光控制)。

背光控制电路300包括可以用开关稳压器(例如，降压转换器或升压转换器)实现的电压供电电路306。在图3的示例中，提供包括电感器351(耦接在开关稳压器306的输出和串302的第一端部之间)和电容器353(具有接地的第一端子和耦接在电感器351与串302的第一端部之间的第二端子)的滤波部件，可以用在开关稳压器306为降压转换器的具体实施中。本文针对开关稳压器306的降压转换器具体实施描述了各种示例。然而，应当理解，开关稳压器306可另选地实现为升压转换器(对滤波部件351和353进行适当的对应改变)。

调制器314可以向开关稳压器306提供基准电压或目标电压。为了确保电压供电电路306的输出电压是目标电压，背光控制电路300包括第一反馈回路316。第一反馈回路316包括耦接到在电压供电电路306和LED串302的第一端部327之间延伸的供电电压线325的采样线321。第一反馈回路316的采样线321将供电电压提供回电压供电电路306，用于调整输出电压以匹配目标供电电压。

为了减小净空电压以匹配目标净空电压，背光控制电路300可以设置有净空控制电路。在图3的示例中，背光控制电路300的净空控制电路包括第二反馈回路318，其包括电压跟踪器310、各自耦接在电压跟踪器310和相关联的串302的第二端部329之间的采样线323、放大器312和调制器314。如图3所示，每个采样线323可以在串中的最后一个LED 304(例如，最靠近LED驱动器电路的LED)和LED驱动器电路308之间的位置处耦接到对应的LED串304的第二端部329。这样，采样线被布置为将每个串上的残余电压提供给电压跟踪器310。电压跟踪器310确定每个串302上采样的残余电压中的最小值。

在一些具体实施中，电压跟踪器310可以包括用于保持采样电压直到电压供电电路306准备好更新的目标电压之前的采样保持电路。例如，在一些操作场景中，电压跟踪器310可以以比开关稳压器306的稳定时间更快的采样率来采样每个LED串上的残余电压。例如，电压跟踪器310可以丢弃并重新采样残余电压，直到电压供电电路306准备好更新的目标电压为止(例如，当开关稳压器306的输出电压已经达到或稳定在先前的目标电压时)。例如，在提供新的目标电压之后，开关稳压器306可以具有五十微秒的稳定时间。

在一些具体实施中，在下文中将进一步详细描述，电压跟踪器310可以执行其他操作，诸如比较和/或缩放操作，以生成要由调制器314使用的供电电压修改，以为降压转换器306设置新的目标电压。如图所示，第二反馈回路可包括放大器312，用于使用开关转换器增益将由电压跟踪器310确定的最小值检测电压转换为适当的值，以供调制器314为降压转换器306设置新的目标电压。

图4示出了在一个示例性具体实施中的背光控制电路300的更多细节。具体地讲，图4示出了电压跟踪器310的示例性具体实施，其具有采样保持电路402、最小值检测器404、加法器(或减法器)412、电压基准调制器414、基准(REF)电压偏置电流发生器416，以及判定电路418。如图4所示，反馈电路420可以将来自采样线321的反馈电压提供给用于产生供电电压的补偿器406以及判定电路418两者。判定电路418可以基于所提供的反馈电压来确定电压供电电路306是否准备好了更新的目标电压。例如，当供电电压的测量精度在例如2％以内时，判定电路418可以确定电压供电电路准备好了更新的目标电压。在一些具体实施中，除了反馈电压之外，反馈电路420还可以任选地接收同步信号。

在图4的示例中，第二反馈回路318的采样线323提供来自每一串LED 304(注意，在图4的示例中，每个串仅包括一个LED 304，尽管在每个串中可串联包括一个或多个LED304)的残余电压到采样保持电路402。采样保持电路402可以在电压供电电路的调制器407的每个周期期间采样并保持残余电压。如本领域的技术人员将会理解的，开关转换器306(例如，使用调制器407)可以在各种情况下以各种模式控制其输出电压，诸如脉宽调制(PWM)模式或脉冲频率调制(PFM)模式。最小值检测器404确定采样的残余电压(例如，实时或保持的残余电压)中的最小值。

如果判定电路418确定电压供电电路306已准备好了新的目标电压，则加法器412(例如，基于开关电容器的加法器)可以基于所确定的最小电压与目标净空电压的比较来确定校正因子。例如，加法器412可以从检测到的最小电压中减去目标净空电压，并将该差值除以开关转换器增益因子以确定校正因子。电压基准调制器414可以将校正因子施加到先前的目标电压(例如，通过从先前的目标电压中减去校正因子)，并且将新的目标电压提供给补偿器406。通过将先前的目标电压与校正因子的差值乘以开关转换器增益因子，可以为开关转换器缩放新的目标电压。可以将目标电压用作基准电压，以通过补偿器406与由反馈回路316采样的供电电压进行比较。

如图所示，补偿器406从反馈回路316(例如，电压供电电路的采样输出电压)和反馈回路318(例如，新的目标电压)两者接收反馈信号，并且提供用于修正开关稳压器的输出电压以匹配新的目标电压的调整(例如，通过修改调制器407的PWM或PFM操作和/或通过改变调制器407的操作模式)。

例如，当在任何操作模式下操作时，当电压基准调制器414提供新的更高的目标电压时，开关稳压器306可以增加提供给LED串302的供电电压。又如，当在PWM操作模式下操作时，当电压基准调制器414提供新的较低的目标电压时，开关稳压器306可通过减小PWM占空比来减小提供给LED串302的供电电压。又如，当在非PWM操作模式(例如，PFM模式)下操作时，当电压基准调制器414提供新的较低的目标电压时，开关稳压器306可以不采取任何措施(允许过量的净空电压的短暂间隔)，可以改变PFM脉冲的频率，或者可以通过切换到PWM模式并设置PWM占空比以提供降低的电压来降低提供给LED串302的供电电压。补偿器406和调制器407可形成图3的开关稳压器的一部分。背光控制电路300的各种附加部件(例如，控制逻辑部件、过电流保护(OCP)Hiccup逻辑部件、不重叠的栅极驱动器、自举稳压器以及开关稳压器的零电流开关(ZCS)或负电流限制电路)在图4中示出，本领域技术人员将理解其所示的功能。

图5示出了根据本主题技术的各个方面的用于电子设备显示器的净空电压降低的示例过程的流程图。出于解释的目的，本文将参考图1至图4的部件对图5的示例性过程进行描述。进一步出于解释的目的，图5的示例性过程的框在本文中被描述为顺序地或线性地发生。然而，图5的示例性过程的多个框可并行发生。此外，图5的示例性过程的框不必按所示顺序执行并且/或者图5的示例性过程的一个或多个框不必执行。

在所示的示例流程图中，在框500处，至少部分地通过基于目标电压从电压供电电路(例如，背光控制电路300的开关稳压器306)向背光源的多个LED串(例如，串302)提供供电电压来操作LED部件诸如显示器背光源(例如，背光单元202)。供电电压可以是提供给所有LED串的第一端部的公共供电电压。提供供电电压可以包括以各种操作模式中的一者(例如，PWM模式或PFM模式)来操作开关转换器(例如，降压转换器或升压转换器)。

在框502处，可以从每个LED串采样残余电压。可以通过包括反馈回路(例如，第二反馈回路318)的净空控制电路在每个LED串的相对的第二端部对残余电压进行采样。在一些具体实施中，采样的残余电压可以任选地由采样保持电路(例如，采样保持电路402)在特定目标电压下针对多个采样周期中的每个采样周期进行保持，诸如在PWM模式下用于开关转换器的脉宽调制信号的每个周期。如果开关转换器达到新的目标电压的稳定时间与用于采样残余电压的采样时间相似或更长，则可以提供采样保持电路。在这种具体实施中，尽管在开关转换器尝试达到特定目标电压时可以在不同时间采样一组新的残余电压，但开关转换器可能不是在每次采样时都准备好了更新。

在框504处，净空控制电路可以任选地确定电压供电电路是否准备好了更新的目标电压。确定电压供电电路是否准备好了更新的目标电压可以包括使用对当前供电电压进行采样的第一反馈回路(例如，反馈回路316)来确定降压转换器的输出是否已经稳定在先前的目标电压(例如，在百分之二以内)。

如果确定开关转换器尚未准备好更新，则净空控制电路可以返回到框502，并再次采样串上的残余电压。

在框506处，如果确定电压供电电路准备好了更新的目标电压，则可以确定采样的(和保持的)残余电压的最小残余电压。

在框508处，可以基于最小残余电压来调整(修改)用于电压供电电路的目标电压。调整目标电压可以包括将所确定的最小电压与目标净空电压进行比较，并且基于所确定的最小电压与目标净空电压的比较来生成用于公共供电电压的新的目标电压。开关转换器然后可以调整其输出电压以达到新的目标电压(例如，开关转换器可以基于新的目标电压来改变操作模式，改变脉宽调制信号的占空比和/或调整PFM信号中的脉冲频率)。

根据本主题公开的各个方面，提供了一种具有显示器的电子设备，该显示器包括具有多个发光二极管的背光单元。显示器还包括背光控制电路。背光控制电路包括电压供电电路和净空控制电路，所述电压供电电路被配置为向多个发光二极管提供公共供电电压。所述净空控制电路被配置为对至少两个发光二极管中的每一个采样残余电压，确定残余电压的最小值，并基于所确定的残余电压的最小值来向电压供电电路提供供电电压修改。

根据本主题公开的其他方面，所述多个发光二极管包括多个发光二极管串，每个发光二极管串具有第一端部、相对的第二端部以及在第一端部和第二端部之间串联耦接的多于一个的发光二极管。

根据本主题公开的其他方面，电压供电电路被配置为将公共供电电压提供给发光二极管串中的每一个的第一端部。

根据本主题公开的其他方面，净空控制电路包括具有多个采样线的反馈回路，每个采样线耦接至发光二极管串中的相关联的一串的第二端部。

根据本主题公开的其他方面，净空控制电路还包括电压跟踪器，该电压跟踪器耦接到每个采样线并且被配置为接收采样的残余电压并确定残余电压的最小值。

根据本主题公开的其他方面，电压跟踪器还包括采样保持电路，该采样保持电路被配置为在电压供电电路的多个脉宽调制周期中的每个周期期间采样并保持残余电压。

根据本主题公开的其他方面，采样保持电路还被配置为：当电压供电电路准备基于新的目标供电电压提供新的公共供电电压时，将采样保持电路中保持的一组残余电压提供给最小值检测器。

根据本主题公开的其他方面，背光控制电路还包括附加反馈回路，该附加反馈回路包括采样线，该采样线被配置为将电压供电电路的输出电压提供回电压供电电路。

根据本主题公开的其他方面，背光控制电路还包括电流驱动器，并且每个采样线在电流驱动器和发光二极管串中的相关联的一串中的最后一个发光二极管之间的位置处耦接到所述串的第二端部。

根据本主题公开的其他方面，电压供电电路包括降压转换器。

根据本主题公开的其他方面，电压供电电路还包括调制电路，该调制电路被配置为对降压转换器的输出进行脉宽调制以生成目标电压作为公共供电电压。

根据本主题公开的其他方面，来自净空控制电路的供电电压修改包括新的目标电压，并且调制电路被配置为改变降压转换器的脉宽调制输出的占空比，以将公共供电电压调整为新的目标电压。

根据本主题公开的其他方面，提供了一种操作电子设备的方法，该方法包括：将来自降压转换器的公共供电电压提供给并联耦接在降压转换器和电流驱动器之间的多个发光二极管串。该方法还包括从多个发光二极管串中的每一个采样残余电压。该方法还包括确定残余电压的最小值。该方法还包括基于所确定的最小值来修改公共供电电压。

根据本主题公开的其他方面，提供公共供电电压包括在降压转换器中提供具有占空比的脉宽调制信号，并且修改公共供电电压包括修改占空比。

根据本主题公开的其他方面，从多个发光二极管串中的每个发光二极管串采样残余电压包括对于脉宽调制信号的每个周期，从多个发光二极管串的每一个发光二极管串采样残余电压。

根据本主题公开的其他方面，该方法还包括使用采样保持电路在脉宽调制信号的当前周期期间保持采样的残余电压，并且确定残余电压的最小值包括确定所保持的采样残余电压的最小值。

根据本主题公开的其他方面，该方法还包括，在脉宽调制信号的当前周期内保持采样的残余电压之前，在脉宽调制信号的先前周期内，从多个发光二极管串中的每一个发光二极管串采样并保持另一残余电压，确定降压转换器尚未达到先前的目标电压，并从脉宽调制信号的先前周期中丢弃保持的残余电压，以及丢弃来自脉宽调制信号的先前周期的保持的残余电压。

根据本主题公开的其他方面，基于所确定的最小值来修改公共供电电压包括将所确定的最小值与目标净空电压进行比较，基于所确定的最小值与目标净空电压的比较来生成公共供电电压的新的目标电压，以及基于新的目标电压修改降压转换器的输出电压。

根据本主题公开的其他方面，提供了一种具有显示器的电子设备，该显示器包括多个发光二极管串，每个串包括串联在该串的第一端部和第二端部之间的多个发光二极管。该显示器还包括降压转换器，该降压转换器被配置为向所有串的第一端部提供公共供电电压。显示器还包括第一反馈回路，以使公共供电电压与目标供电电压匹配。显示器还包括第二反馈回路，以在每个串的第二端部采样残余电压，并基于残余电压中的最小一者与目标净空电压之间的差值来修改目标供电电压。

根据本主题公开的其他方面，第一反馈回路包括耦接到用于多个串的公共电压供电线的采样线。

根据本主题公开的其他方面，显示器还包括在第二端部耦接到每个串的电流驱动器电路。第二反馈回路包括多个附加采样线，每个附加采样线在电流驱动器电路和对应的一个串中的最后一个发光二极管之间耦接到该串。

根据本主题公开的其他方面，显示器还包括调制器，该调制器被配置为提供来自降压转换器的脉宽调制的输出或脉冲频率调制的输出。

根据本主题公开的其他方面，调制器被配置为基于修改后的目标供电电压来修改脉宽调制输出的占空比。

根据本主题公开的其他方面，第二反馈回路包括采样保持电路，以在脉宽调制的输出的每个周期中采样并保持在每个串的第二端部的残余电压。

根据本主题公开的其他方面，调制器被配置为基于修改后的目标供电电压来修改降压转换器的操作模式。

上述的各种功能可在数字电子电路、计算机软件、固件或硬件中实现。该技术可使用一个或多个计算机程序产品实现。可编程处理器和计算机可包括在移动设备中或封装为移动设备。该过程和逻辑流程可由一个或多个可编程处理器和一个或多个可编程逻辑电路执行。通用和专用计算设备以及存储设备可通过通信网络互连。

一些具体实施包括将计算机程序指令存储在机器可读或计算机可读介质(或者称为计算机可读存储介质、机器可读介质或机器可读存储介质)中的电子部件，诸如微处理器、存储装置以及存储器。此类计算机可读介质的一些示例包括RAM、ROM、只读光盘(CD-ROM)、可刻录光盘(CD-R)、可重写光盘(CD-RW)、只读数字通用光盘(例如，DVD-ROM、双层DVD-ROM)、各种可刻录/可重写DVD(例如，DVD-RAM、DVD-RW、DVD+RW等)、闪存存储器(例如，SD卡、mini-SD卡、micro-SD卡等)、磁性和/或固态硬盘驱动器、超密度光盘、任何其他光学或磁性介质以及软盘。计算机可读介质可存储计算机程序，该计算机程序可由至少一个处理单元执行并且包括用于执行各种操作的指令集。计算机程序或者计算机代码的示例包括机器代码，诸如由编译器所产生的机器代码，以及包括可由计算机、电子部件或微处理器使用解译器来执行的更高级别代码的文件。

虽然上述论述主要涉及执行软件的微处理器或多核处理器，但一些具体实施由一个或多个集成电路诸如专用集成电路(ASIC)或现场可编程门阵列(FPGA)执行。在一些具体实施中，此类集成电路执行存储在电路自身上的指令。

如本说明书以及本专利申请的任何权利要求所使用的，术语“计算机”、“处理器”及“存储器”均是指电子或其他技术设备。这些术语排除人或者人的群组。出于本说明书的目的，术语“显示”或“正在显示”意指在电子设备上显示。如本说明书以及本专利申请的任何权利要求所使用的，术语“计算机可读介质”以及“计算机可读媒介”完全限于以可由计算机读取的形式存储信息的可触摸的有形物体。这些术语不包括任何无线信号、有线下载信号以及任何其他短暂信号。

为了提供与用户的交互，本说明书中描述的主题的具体实施可以在本文所述的具有用于向用户显示信息的显示设备以及诸如用户可用来向计算机提供输入的键盘和指向设备的计算机上实现。其他种类的设备也可用于提供与用户的交互；例如，提供给用户的反馈可以是任何形式的感官反馈，诸如视觉反馈、听觉反馈或触觉反馈；并且可以任何形式接收来自用户的输入，包括声学、语音或触觉输入。

上文所述的特征和应用中的许多可被实施为被指定为在计算机可读存储介质(还称为计算机可读介质)上记录的指令集的软件过程。当这些指令由一个或多个处理单元(例如，一个或多个处理器、处理器的内核或者其他处理单元)执行时，这些指令使该一个或多个处理单元执行指令中指示的动作。计算机可读介质的示例包括但不限于CD-ROM、闪存驱动器、RAM芯片、硬盘驱动器、EPROM等。计算机可读介质不包括无线地或通过有线连接传送的载波和电信号。

在本说明书中，术语“软件”意在包括驻留在只读存储器中的固件或者存储在磁性存储装置中的应用，这些固件或应用可被读取到存储器中以用于由处理器进行处理。同样，在一些具体实施中，在保留本主题公开的不同的软件方面时，本主题公开的多个软件方面可被实现为更大程序的子部分。在一些具体实施中，还可将多个软件方面实现为独立程序。最后，共同实现本文所述的软件方面的单独程序的任何组合均在本主题公开的范围内。在一些具体实施中，当被安装以在一个或多个电子系统上运行时，软件程序定义执行和施行软件程序的操作的一个或多个特定机器具体实施。

计算机程序(也称为程序、软件、软件应用、脚本或代码)可以用任何形式的编程语言编写，包括编译或解释语言、声明或过程语言，并且其可以以任何形式部署，包括作为独立的程序或者作为适于在计算环境中使用的模块、部件、子例程、对象或其他单元。计算机程序可以但不必与文件系统中的文件对应。程序可存储在保存其他程序或数据(例如，存储在标记语言文档中的一个或多个脚本)的文件的一部分中、在专用于论述中的该程序的单个文件中或在多个协调文件中(例如，存储一个或多个模块、子程序或代码部分的文件)。计算机程序可被部署为在一个计算机上或位于同一站点或分布于多个站点并且通过通信网络互连的多个计算机上执行。

应当理解，本文所公开的过程中的框的特定顺序或分级结构为示例性方法的例示。基于设计优选要求，应当理解，过程中的框的特定顺序或者分级结构可被重新布置或者所有示出的框都被执行。这些框中的一些框可被同时执行。例如，在某些情况中，多任务和并行处理可能是有利的。此外，上述实施方案中各个系统部件的划分不应被理解为在所有实施方式中都要求此类划分，并且应当理解，所述程序部件和系统可一般性地一起整合在单个软件产品中或者封装到多个软件产品中。

先前的描述被提供以使得本领域的技术人员能够实践本文所述的各个方面。这些方面的各种修改对本领域的技术人员而言是显而易见的，并且本文所限定的通用原则可应用于其他方面。因此，本权利要求书不旨在受限于本文所示的方面，而是旨在使得全部范围与语言权利要求书一致，其中对奇异值中的元素的引用不旨在意味着“一个和仅一个”，而是指“一个或多个”，除非被具体指出。除非另外特别说明，否则术语“一些”是指一个或多个。男性的代名词(例如，他的)包括女性和中性(例如，她的和它的)，并且反之亦然。标题和子标题(如果有的话)仅为了方便起见而使用并且不限制本公开。

谓词字词“被配置为”、“能够操作以”以及“被编程以”并不意味着对某一主题进行任何特定的有形或无形的修改而是旨在可互换使用。例如，部件或被配置为监视和控制操作的处理器也可能意味着处理器被编程以监视和控制操作或者处理器可操作为监视和控制操作。同样，被配置为执行代码的处理器可解释为被编程以执行代码或能够操作以执行代码的处理器。

短语诸如“方面”不意味此方面对本主题技术是必需的或者此方面应用于本主题技术的所有配置。与一个方面相关的公开可应用于所有配置，或者一个或多个配置。短语诸如方面可指一个或多个方面，反之亦然。短语诸如“配置”不意味此配置是本主题技术必需的或者此配置应用于本主题技术的所有配置。与配置相关的公开可应用于所有配置或者一个或多个配置。短语诸如配置可指一个或多个配置并且反之亦然。

字词“示例”在本文用于意指“用作示例或者例示”。本文作为“示例”所述的任何方面或者设计不一定被理解为比其他方面或者设计优先或者有利。

本领域的普通技术人员已知或稍后悉知的贯穿本公开描述的各个方面的元素的所有结构和功能等同物通过引用明确地并入本文，并且旨在被权利要求书所涵盖。此外，本文所公开的任何内容并非旨在提供给公众，而与该公开是否明确地被陈述在权利要求中无关。根据35U.S.C.§112第六段的规定，不需要解释任何权利要求元素，除非使用短语“方法用以”明确陈述了该元素，或者就方法权利要求而言，使用短语“步骤用以”陈述了该元素。此外，术语“包括”、“具有”等在一定程度上用于说明书或权利要求中，这样的术语旨在以类似于术语“包括”当用作过渡字词用于权利要求中时“包括”被解释的方式包含在内。

Claims (26)

1.一种具有显示器的电子设备，所述显示器包括：

具有多个发光二极管以生成用于所述显示器的背光的背光单元；和

背光控制电路，所述背光控制电路包括：

电压供电电路，所述电压供电电路被配置为向所述多个发光二极管提供公共供电电压；和

净空控制电路，所述净空控制电路被配置为：

利用判定电路基于所述电压供电电路的输出是否已稳定在先前的目标电压来确定所述电压供电电路是否准备好了新的目标电压；

对至少两个所述发光二极管中的每个发光二极管采样残余电压；

确定所述残余电压的最小值，其中所述残余电压是在所述电压供电电路准备好了新的目标电压时被采样的；以及

基于所确定的所述残余电压的最小值，向所述电压供电电路提供供电电压修改。

2.根据权利要求1所述的电子设备，其中所述多个发光二极管包括多个发光二极管串，每个发光二极管串具有第一端部、相对的第二端部和串联耦接在所述第一端部和所述第二端部之间的多于一个的发光二极管，其中在所述供电电压的测量精度在先前的目标电压的2％以内时，所述电压供电电路准备好了新的目标电压。

3.根据权利要求2所述的电子设备，其中所述电压供电电路被配置为向所述发光二极管串中的每一个发光二极管串的所述第一端部提供所述公共供电电压。

4.根据权利要求3所述的电子设备，其中所述净空控制电路包括具有多个采样线的反馈回路，每个采样线耦接到所述发光二极管串中的相关联的一个串的所述第二端部。

5.根据权利要求4所述的电子设备，其中所述净空控制电路还包括电压跟踪器，所述电压跟踪器耦接到所述采样线中的每条采样线，并且被配置为接收所述采样的残余电压并确定所述残余电压的最小值。

6.根据权利要求5所述的电子设备，其中所述电压跟踪器还包括采样保持电路，所述采样保持电路被配置为在所述电压供电电路的多个脉宽调制周期中的每个脉宽调制周期期间采样并保持所述残余电压。

7.根据权利要求6所述的电子设备，其中所述采样保持电路还被配置为当所述电压供电电路准备好基于新的目标供电电压提供新的公共供电电压时，将所述采样保持电路中保持的一组残余电压提供给最小值检测器。

8.根据权利要求4所述的电子设备，所述背光控制电路还包括附加反馈回路，所述附加反馈回路包括采样线，所述采样线被配置为将所述电压供电电路的输出电压提供回至所述电压供电电路。

9.根据权利要求8所述的电子设备，所述背光控制电路还包括电流驱动器，其中所述采样线中的每一条采样线在所述电流驱动器与所述发光二极管串中的所述相关联的一个串中的最后一个发光二极管之间的位置处耦接到所述相关联的一个串的所述第二端部。

10.根据权利要求1所述的电子设备，其中所述电压供电电路包括升压转换器。

11.根据权利要求1所述的电子设备，其中所述电压供电电路包括降压转换器。

12.根据权利要求11所述的电子设备，其中所述电压供电电路还包括调制电路，所述调制电路被配置为脉宽调制所述降压转换器的输出以生成目标电压作为所述公共供电电压。

13.根据权利要求12所述的电子设备，其中来自所述净空控制电路的所述供电电压修改包括新的目标电压，并且其中所述调制电路被配置为改变所述降压转换器的所述脉宽调制输出的占空比，以将所述公共供电电压调整成所述新的目标电压。

14.一种操作电子设备的方法，所述方法包括：

将来自降压转换器的公共供电电压提供至并联耦接在所述降压转换器和电流驱动器之间的多个发光二极管串；

利用判定电路基于所述降压转换器的输出是否已稳定在先前的目标电压来确定所述降压转换器是否准备好了新的目标电压；

从所述多个发光二极管串中的每个发光二极管串采样残余电压；

确定所述残余电压的最小值，其中所述残余电压是在所述降压转换器准备好了新的目标电压时被采样的；以及

基于所述残余电压的所确定的最小值修改所述公共供电电压。

15.根据权利要求14所述的方法，其中提供所述公共供电电压包括在所述降压转换器内提供具有占空比的脉宽调制信号，并且其中修改所述公共供电电压包括修改所述占空比。

16.根据权利要求15所述的方法，其中从所述多个发光二极管串中的每一个发光二极管串采样所述残余电压包括针对所述脉宽调制信号的每个周期，从所述多个发光二极管串中的每一个发光二极管串采样所述剩余电压。

17.根据权利要求16所述的方法，还包括使用采样保持电路在所述脉宽调制信号的当前周期期间保持所述采样的残余电压，并且其中确定所述残余电压的最小值包括确定所述保持的采样的残余电压的最小值。

18.根据权利要求17所述的方法，还包括在所述脉宽调制信号的所述当前周期期间保持所述采样的残余电压之前：

在所述脉宽调制信号的先前周期期间从所述多个发光二极管串中的每一个采样并保持另一残余电压；

确定所述降压转换器尚未达到先前的目标电压；以及

丢弃来自所述脉宽调制信号的所述先前周期的所述保持的残余电压。

19.根据权利要求14所述的方法，其中基于所确定的最小值修改所述公共供电电压包括：

将所确定的最小值与目标净空电压进行比较；

基于所确定的最小值与所述目标净空电压的所述比较，生成用于所述公共供电电压的新的目标电压；以及

基于所述新的目标电压来修改所述降压转换器的输出电压。

20.一种具有显示器的电子设备，所述显示器包括：

多个发光二极管串，每个发光二极管串包括串联耦接在该发光二极管串的第一端部和第二端部之间的多个发光二极管；

降压转换器，所述降压转换器被配置为向所有所述串的所述第一端部提供公共供电电压；

第一反馈回路，用于将所述公共供电电压匹配到目标供电电压；

判定电路，用于基于所述降压转换器的输出是否已稳定在由所述第一反馈电路指示的先前的目标电压来确定所述降压转换器是否准备好了更新的目标电压；和

第二反馈回路，所述第二反馈回路用于在所述串中的每一个串的所述第二端部处采样残余电压，确定所述残余电压的最小值，其中所述残余电压是在所述降压转换准备好了更新的目标电压时被采样的，以及所述第二反馈回路用于基于所述残余电压中的最小残余电压与目标净空电压之间的差值修改所述目标供电电压。

21.根据权利要求20所述的电子设备，其中所述第一反馈回路包括采样线，所述采样线耦接到用于所述多个串的公共电压供电线。

22.根据权利要求21所述的电子设备，所述显示器还包括电流驱动器电路，所述电流驱动器电路在所述第二端部处耦接到所述串中的每一个串，其中所述第二反馈回路包括多个附加采样线，每个附加采样线在所述电流驱动器电路与所述串中的对应一个串中的最后一个发光二极管之间耦接到所述对应一个串。

23.根据权利要求20所述的电子设备，所述显示器还包括调制器，所述调制器被配置为提供来自所述降压转换器的脉宽调制输出或脉冲频率调制输出。

24.根据权利要求23所述的电子设备，其中所述调制器被配置为基于所述修改的目标供电电压来修改所述脉宽调制输出的占空比。

25.根据权利要求23所述的电子设备，其中所述第二反馈回路包括采样保持电路，以针对所述脉宽调制输出的每个周期在所述串中的每一个串的所述第二端部处采样并保持所述残余电压。

26.根据权利要求23所述的电子设备，其中所述调制器被配置为基于所述修改的目标供电电压来修改所述降压转换器的操作模式。

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