CN110767180A - 背光调节电路及其调光方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了背光调节电路及背光调节方法，该背光调节电路包括：对比模块，用于获取脉冲宽度调制信号，并将脉冲宽度调制信号的占空比和基准占空比进行对比，得到对比结果；频率调整器，和对比模块连接，用于接收对比结果，并输出对比结果相对应的预设频率；调光模块，与频率调整器连接，用于接收预设频率，以使脉冲宽度调制信号在占空比不变的情况下调频到预设频率，并通过调频后的脉冲宽度调制信号调制背光电流。本发明通过在现有背光调节电路中增设对比模块和频率调整器，使得无法精准输出背光电流和产生噪音的技术问题得以解决。

Description

背光调节电路及其调光方法
技术领域
本发明涉及显示技术领域，更具体地，涉及背光调节电路及背光调节方法。
背景技术
目前液晶显示装置的大部分背光调节电路是通过PWM(Pulse Width Modulation，脉冲宽度调制)调光的方式控制背光亮度。
PWM调光方式控制背光亮度的原理为：通过PWM使得背光电流的最大值保持不变，但背光电流的通断时间比可以发生改变，继而背光电流的有效值可以发生改变，从而根据背光电流的有效值则可实现对背光亮度的调节。
图1所示为采用上述原理的一种常见背光调节电路的电路连接示意图。参照图1，背光调节电路100分别与多路光源电路200和连接器300连接，以通过连接器300输出的脉冲宽度调制信号PWM对多路光源电路200中的各路光源灯串提供背光电流。具体地，电感L1与二极管D1作为Boost升压电路的主要元件构建Boost升压电路，以使输入电压VIN经Boost升压电路升压到背光工作所需的正极性电压。背光调节电路100包括调光模块，调光模块包括电流调节模块110、SW开关模块120和反馈模块130，其中，电流调节模块110和连接器300连接，以从连接器300接收该脉冲宽度调制信号PWM，并输出由该脉冲宽度调制信号PWM调制的电流；SW开关模块120作为Boost升压电路中的一部分并和反馈模块130连接，SW开关模块120和反馈模块130相结合用于输出光源驱动电压VOUT，VOUT输出端和电流调节模块110之间设置多路光源电路200，从而对多路光源电路200提供可调的背光电流。
发明人发现上述背光调节电路至少存在如下问题：(1)当PWM频率较高且占空比较低时，背光调节电路无法精准的输出背光电流对背光进行控制；(2)当PWM频率较低且占空比较高时，背光调节电路又会产生噪音。
发明内容
为了解决上述现有技术存在的问题，本发明提供一种背光调节电路及背光调节方法。
根据本发明的第一方面，提供了一种背光调节电路，包括：
对比模块，用于获取脉冲宽度调制信号，并将所述脉冲宽度调制信号的占空比和基准占空比进行对比，得到对比结果；
频率调整器，和所述对比模块连接，用于接收所述对比结果，并输出所述对比结果相对应的预设频率；
调光模块，与所述频率调整器连接，用于接收所述预设频率，以使所述脉冲宽度调制信号在占空比不变的情况下调频到所述预设频率，并通过调频后的所述脉冲宽度调制信号调制背光电流。
可选地，所述对比模块包括：
采集单元，用于采集所述脉冲宽度调制信号；
比较单元，存储有所述基准占空比，以将所述脉冲宽度调制信号的占空比和所述基准占空比进行对比而得到所述对比结果。
可选地，所述比较单元用于：
在所述脉冲宽度调制信号的占空比大于所述基准占空比的情况下输出高电平信号，以所述高电平信号作为所述对比结果；以及，
在所述脉冲宽度调制信号的占空比小于所述基准占空比的情况下输出低电平信号，以所述低电平信号作为所述对比结果。
可选地，所述对比模块还包括：
计数单元，和所述采集单元连接，以通过计数得到所述采集单元采集的多个所述脉冲宽度调制信号的高电平时长和周期；
分析单元，分别和所述计数单元以及所述比较单元连接，以根据各个所述脉冲宽度调制信号的高电平时长和周期通过求平均方式得到所述脉冲宽度调制信号的占空比，并向所述比较单元发送所述占空比。
可选地，所述频率调整器用于：
在所述对比结果为所述高电平信号的情况下输出第一频率，以所述第一频率作为所述预设频率；
在所述对比结果为所述低电平信号的情况下输出第二频率，以所述第二频率作为所述预设频率；
其中，所述第一频率大于所述第二频率。
可选地，所述背光调节电路还包括设置模块，并且，
和所述比较单元连接，以对所述基准占空比进行设置；
和所述计数单元连接，以对多个所述脉冲宽度调制信号的总数进行设置；
和所述频率调整器连接，以对所述第一频率和所述第二频率进行设置。
可选地，所述设置模块和上位机连接，以在所述上位机的控制下分别对所述基准占空比、多个所述脉冲宽度调制信号的总数、所述第一频率和所述第二频率进行设置。
可选地，所述基准占空比为1％，所述第一频率大于18KHz，所述第二频率不大于10KHz。
可选地，所述背光调节电路还至少包括以下之一：
低压差线性稳压器，分别与所述调光模块和所述对比模块连接，以将输入电压分别转换为所述调光模块和所述对比模块所需的工作电压；
过电保护模块，用于对所述背光调节电路进行过电保护；
温补模块，用于使所述背光调节电路的工作温度保持在预设范围；
调光模式选择模块，分别与所述对比模块和所述调光模块连接，用于在调光模式选择信号的控制下分别向所述对比模块和所述调光模块输出调光模式信号，其中，所述调光模式信号为PWM调光模式的信号时所述对比模块开启以使所述调光模块进行所述调频。
根据本发明的第二方面，提供了一种背光调节方法，包括：
将脉冲宽度调制信号的占空比和基准占空比进行对比，得到对比结果；
输出所述对比结果相对应的预设频率；
使所述脉冲宽度调制信号在占空比不变的情况下调频到所述预设频率，以通过调频后的所述脉冲宽度调制信号调制背光电流。
本发明的有益效果是：
通过在现有背光调节电路中增设对比模块和频率调整器，使得调光模块以预设频率的脉冲宽度调制信号调制背光电流，其中，预设频率和对比结果相对应，对比结果为脉冲宽度调制信号的占空比与基准占空比之间相对比的结果，因而，预设频率和脉冲宽度调制信号的占空比相关，从而，当脉冲宽度调制信号的占空比较低时可以使其调频到较低频率以解决无法精准输出背光电流的技术问题，当脉冲宽度调制信号的占空比较高时使其调频到较高频率以解决产生噪音的技术问题。
附图说明
通过以下参照附图对本发明实施例的描述，本发明的上述以及其他目的、特征和优点将更为清楚。
图1示出现有技术的背光调节电路的电路连接示意图；
图2示出本发明第一实施例一种背光调节电路的电路连接示意图；
图3示出本发明第一实施例另一种背光调节电路的电路连接示意图；
图4示出本发明第一实施例调频前和调频后的脉冲宽度调制信号；
图5示出本发明第一实施例中不同频率脉冲宽度调制信号的占空比和所调制背光电流之间的对应关系；
图6示出本发明第二实施例的背光调节方法的流程图。
具体实施方式
以下将参照附图更详细地描述本发明。在各个附图中，相同的元件采用类似的附图标记来表示。为了清楚起见，附图中的各个部分没有按比例绘制。此外，在图中可能未示出某些公知的部分。
在下文中描述了本发明的许多特定的细节，例如器件的结构、材料、尺寸、处理工艺和技术，以便更清楚地理解本发明。但正如本领域的技术人员能够理解的那样，可以不按照这些特定的细节来实现本发明。
下面通过附图具体描述本发明的实施例。
图2所示为本发明第一实施例中背光调节电路的一种电路连接示意图。参照图2，本发明第一实施例的背光调节电路100，不仅包括由电流调节模块110、SW开关模块120和反馈模块130组成的调光模块，还包括：
对比模块140，用于获取脉冲宽度调制信号PWM，并将脉冲宽度调制信号PWM的占空比和基准占空比进行对比，得到对比结果；
频率调整器150，和对比模块140连接，用于接收对比结果，并输出对比结果相对应的预设频率；
以及，调光模块中的电流调节模块110与频率调整器150连接，用于接收预设频率，以使脉冲宽度调制信号PWM在占空比不变的情况下调频到预设频率，并输出由调频后的脉冲宽度调制信号PWM'调制的电流，从而和电压输出模块130以及反馈模块140相结合提供可调的背光电流。
需要说明的是，脉冲宽度调制信号PWM的占空比，即脉冲宽度调制信号PWM的高电平时长与周期之间的比值。
本发明实施例提供的背光调节电路100，通过在现有背光调节电路中增设对比模块150和频率调整器160，使得电流调光模块以预设频率的脉冲宽度调制信号调制背光电流，其中，预设频率和对比结果相对应，对比结果为脉冲宽度调制信号的占空比与基准占空比之间相对比的结果，因而，预设频率和脉冲宽度调制信号的占空比相关，从而，当脉冲宽度调制信号的占空比较低时可以使其调频到较低频率以解决无法精准输出背光电流的技术问题，当脉冲宽度调制信号的占空比较高时使其调频到较高频率以解决产生噪音的技术问题。
图3所示为本发明第一实施例中另一种背光调节电路的电路连接示意图，下面结合图3对上述背光调节电路进行详细介绍。
对比模块140可以包括采集单元141和比较单元144，其中，采集单元141采集脉冲宽度调制信号PWM；比较单元144，存储有基准占空比，以将脉冲宽度调制信号PWM的占空比和基准占空比进行对比而得到对比结果。具体地，比较单元144在脉冲宽度调制信号PWM的占空比大于基准占空比的情况下输出高电平信号“1”，以高电平信号“1”作为对比结果；以及，在脉冲宽度调制信号PWM的占空比小于基准占空比的情况下输出低电平信号“0”，以低电平信号“0”作为对比结果，从而通过不同电平状态的对比结果区分了脉冲宽度调制信号PWM的占空比和基准占空比之间的大小关系。
对比模块140还可以包括：计数单元142和分析单元143，其中，计数单元142和采集单元141连接，以通过计数得到采集单元141采集的多个脉冲宽度调制信号PWM的高电平时长和周期；分析单元143，分别和计数单元142以及比较单元144连接，以根据各个脉冲宽度调制信号PWM的高电平时长和周期通过求平均方式得到脉冲宽度调制信号PWM的占空比，并向比较单元144发送占空比，从而使得比较单元144基于较精准的脉冲宽度调制信号PWM占空比确定对比结果。
具体地，参照图4所示的脉冲宽度调制信号PWM，从第一个上升沿开始到第一个下降沿的间隔时间计为脉冲宽度调制信号PWM的高电平时长t0，从第一个上升沿开始到第二个上升沿开始的间隔时间计为脉冲宽度调制信号PWM的周期T0。
并且，若采集单元141采集了n个脉冲宽度调制信号PWM，则分析单元143可以先求取n个脉冲宽度调制信号PWM的高电平时长之和t以及周期之和T，然后通过t/T求取脉冲宽度调制信号PWM的占空比D，即D＝t/T。
频率调整器150可以用于：在对比结果为高电平信号“1”的情况下输出第一频率F1，以第一频率F1作为预设频率；在对比结果为低电平信号“0”的情况下输出第二频率F2，以第二频率F2作为预设频率；其中，第一频率F1大于第二频率F2，从而高频率对应大占空比且低频率对应小占空比。
参照图4，当频率调整器150输出第一频率F1时，调光模块得到的调频后的脉冲宽度调制信号PWM'的高电平时长为t1，周期为T1，且T1＝1/F1，调频后的脉冲宽度调制信号PWM'占空比D1＝t1/T1；当频率调整器150输出第一频率F2时，调光模块得到的调频后的脉冲宽度调制信号PWM'的高电平时长为t2，周期记为T2，则T2＝1/F2，调频后的脉冲宽度调制信号PWM'占空比D2＝t2/T2。需要强调的是，D1＝D2＝D。
发明人经过实验发现，虽然脉冲宽度调制信号PWM频率较低且占空比较高时背光调节电路产生噪音，但在脉冲宽度调制信号PWM频率增加到18KHz以上时，噪音振动的频率将超出人耳的特别敏感范围。发明人经过实验还得出了图5所示的不同频率脉冲宽度调制信号的占空比和所调制背光电流之间的对应关系，其中，横坐标为脉冲宽度调制信号的占空比，纵坐标为脉冲宽度调制信号所调制电流。通过图5可以看出，18.8KHz和20KHz的两个脉冲宽度调制信号在脉冲宽度调制信号的占空比小于1％时，其占空比对背光电流的调制线性度发生改变甚至难以拟合，即，对背光电流的调制已经处于明显失真状态。并且，发明人还发现，在脉冲宽度调制信号的占空比小于1％时，低于10KHz的脉冲宽度调制信号其占空比对背光电流的线性度拟合更好一些。基于发明人的上述发现，基准占空比可以设为1％；第一频率F1可以设为大于18KHz的一个数值，例如20KHz；第二频率F2可以设为不大于10KHz的一个数值，例如1KHz。
上述背光调节电路100还可以包括设置模块160，并且，和比较单元144连接，以对基准占空比进行设置；和计数单元142连接，以对多个脉冲宽度调制信号的总数n进行设置；和频率调整器150连接，以对第一频率F1和第二频率F2进行设置。进一步，设置模块160和上位机连接，以在上位机的控制下分别对基准占空比、多个脉冲宽度调制信号的总数n、第一频率F1和第二频率F2进行设置，从而使得该背光调节电路100的使用更加灵活，且背光调节电路100的设置更加方便。
上述背光调节电路100还至少包括以下之一：
低压差线性稳压器(low dropout linear regulator，简称LDO)，分别与调光模块的SW开关模块120和对比模块140连接，以将输入电压VIN分别转换为SW开关模块120和对比模块140所需的工作电压；
过电保护模块，用于对背光调节电路100进行过电保护，具体包括过电流保护(over current protection，简称OCP)和过电压保护(over voltage protection，简称OVP)；
温补模块，用于使背光调节电路100的工作温度保持在预设范围，通常通过散热装置散去背光调节电路100因工作而产生的热量，从而避免温度过高造成对器件的损坏；
调光模式选择模块，分别与对比模块140和调光模块连接，用于在调光模式选择信号XSV的控制下分别向对比模块140和调光模块的电流调节模块110输出调光模式信号，其中，调光模式信号为PWM调光模式的信号时对比模块140开启以使电流调节模块110基于脉冲宽度调制信号PWM进行所述调频。具体地，电流调节模块110可以如图2所示接收脉冲宽度调制信号PWM(图3中未示出)；调光模式的种类例如有模拟调光、PWM调光以及混合调光等；所述调光模式选择信号XSV可以是通过外部硬件或内部设置模块160向调光模式选择模块输入。
图6示出本发明第二实施例的背光调节方法的流程图。参照图6，背光调节方法，包括：
步骤S101，将脉冲宽度调制信号的占空比和基准占空比进行对比，得到对比结果；
步骤S102，输出对比结果相对应的预设频率；
步骤S103，使脉冲宽度调制信号在占空比不变的情况下调频到预设频率，以通过调频后的脉冲宽度调制信号调制背光电流。
本发明实施例提供的背光调节方法，通过调频后的脉冲宽度调制信号调制背光电流，而调频所依据的预设频率和对比结果相对应，对比结果为脉冲宽度调制信号的占空比与基准占空比之间相对比的结果，因而，预设频率和脉冲宽度调制信号的占空比相关，从而，当脉冲宽度调制信号的占空比较低时可以使其调频到较低频率以解决无法精准输出背光电流的技术问题，当脉冲宽度调制信号的占空比较高时使其调频到较高频率以解决产生噪音的技术问题。
应当说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
依照本发明的实施例如上文，这些实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为的具体实施例。显然，根据以上描述，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地利用本发明以及在本发明基础上的修改使用。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (10)

1.一种背光调节电路，其特征在于，包括：
对比模块，用于获取脉冲宽度调制信号，并将所述脉冲宽度调制信号的占空比和基准占空比进行对比，得到对比结果；
频率调整器，和所述对比模块连接，用于接收所述对比结果，并输出所述对比结果相对应的预设频率；
调光模块，与所述频率调整器连接，用于接收所述预设频率，以使所述脉冲宽度调制信号在占空比不变的情况下调频到所述预设频率，并通过调频后的所述脉冲宽度调制信号调制背光电流。
2.根据权利要求1所述的背光调节电路，其特征在于，所述对比模块包括：
采集单元，用于采集所述脉冲宽度调制信号；
比较单元，存储有所述基准占空比，以将所述脉冲宽度调制信号的占空比和所述基准占空比进行对比而得到所述对比结果。
3.根据权利要求2所述的背光调节电路，其特征在于，所述比较单元用于：
在所述脉冲宽度调制信号的占空比大于所述基准占空比的情况下输出高电平信号，以所述高电平信号作为所述对比结果；以及，
在所述脉冲宽度调制信号的占空比小于所述基准占空比的情况下输出低电平信号，以所述低电平信号作为所述对比结果。
4.根据权利要求3所述的背光调节电路，其特征在于，所述对比模块还包括：
计数单元，和所述采集单元连接，以通过计数得到所述采集单元采集的多个所述脉冲宽度调制信号的高电平时长和周期；
分析单元，分别和所述计数单元以及所述比较单元连接，以根据各个所述脉冲宽度调制信号的高电平时长和周期通过求平均方式得到所述脉冲宽度调制信号的占空比，并向所述比较单元发送所述占空比。
5.根据权利要求4所述的背光调节电路，其特征在于，所述频率调整器用于：
在所述对比结果为所述高电平信号的情况下输出第一频率，以所述第一频率作为所述预设频率；
在所述对比结果为所述低电平信号的情况下输出第二频率，以所述第二频率作为所述预设频率；
其中，所述第一频率大于所述第二频率。
6.根据权利要求5所述的背光调节电路，其特征在于，还包括设置模块，并且，
和所述比较单元连接，以对所述基准占空比进行设置；
和所述计数单元连接，以对多个所述脉冲宽度调制信号的总数进行设置；
和所述频率调整器连接，以对所述第一频率和所述第二频率进行设置。
7.根据权利要求6所述的背光调节电路，其特征在于，所述设置模块和上位机连接，以在所述上位机的控制下分别对所述基准占空比、多个所述脉冲宽度调制信号的总数、所述第一频率和所述第二频率进行设置。
8.根据权利要求5所述的背光调节电路，其特征在于，所述基准占空比为1％，所述第一频率大于18KHz，所述第二频率不大于10KHz。
9.根据权利要求1所述的背光调节电路，其特征在于，还至少包括以下之一：
低压差线性稳压器，分别与所述调光模块和所述对比模块连接，以将输入电压分别转换为所述调光模块和所述对比模块所需的工作电压；
过电保护模块，用于对所述背光调节电路进行过电保护；
温补模块，用于使所述背光调节电路的工作温度保持在预设范围；
调光模式选择模块，分别与所述对比模块和所述调光模块连接，用于在调光模式选择信号的控制下分别向所述对比模块和所述调光模块输出调光模式信号，其中，所述调光模式信号为PWM调光模式的信号时所述对比模块开启以使所述调光模块进行所述调频。
10.一种背光调光方法，其特征在于，包括：
将脉冲宽度调制信号的占空比和基准占空比进行对比，得到对比结果；
输出所述对比结果相对应的预设频率；
使所述脉冲宽度调制信号在占空比不变的情况下调频到所述预设频率，以通过调频后的所述脉冲宽度调制信号调制背光电流。
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