CN112233627B - 背光电路的控制方法、背光电路以及lcd显示屏 - Google Patents

背光电路的控制方法、背光电路以及lcd显示屏 Download PDF

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Abstract

本申请提供一种背光电路的控制方法、背光电路以及LCD显示屏，获取预设时间段内的多个调光数据，其中，调光数据用于控制背光光源发光，根据预设时间段内的多个调光数据，确定背光光源接收的总累计电能，若总累计电能达到预设电能阈值生成第一电压控制信号，其中，第一电压控制信号用于降低背光光源的工作电压，且背光光源在降压工作时可以继续提供满足预设亮度的背光，本方案可以在不改变背光电路结构的前提下减少背光光源的功耗，无需更改背光电路的制作工艺，不增加背光电路的制造成本。

Description

背光电路的控制方法、背光电路以及LCD显示屏
技术领域
本申请涉及显示设备技术领域，尤其涉及一种背光电路的控制方法、背光电路以及LCD显示屏。
背景技术
随着技术发展，液晶显示屏（Liquid Crystal Display，简称LCD显示屏）成为众多电子设备的重要部件。
LCD显示屏通常由液晶面板以及背光电路组成。背光电路位于液晶面板的下方，用于为液晶面板提供的背光源。在现有技术中，使用发光二极管（Light Emitting Diode，简称：LED）作为背光光源，使用传感器获得LED的温度，当确定LED的温度上升至温度阈值时，降低LED的输入电压，以减小LED消耗功率，减少LED的发热量，进而防止LED元件的损坏。
然而，现有技术需要在LCD显示屏中增加检测LED温度的传感器，改变LCD显示屏的结构，使得LCD显示屏结构更加复杂，进而使LCD显示屏的制造工艺变复杂，增加制造成本。
发明内容
本申请提供一种背光电路的控制方法、背光电路以及LCD显示屏，以提供一种无需修改LCD显示结构而实现在LED温度达到预设阈值时降低LED电压的技术方案。
第一方面，本申请提供一种背光电路的控制方法，背光电路包括背光光源，方法包括：
获取预设时间段内的多个调光数据，其中，调光数据用于控制背光光源发光；
根据预设时间段内的多个调光数据，确定背光光源接收的总累计电能；
若总累计电能达到预设电能阈值生成第一电压控制信号，其中，第一电压控制信号用于降低背光光源的工作电压。
可选地，根据预设时间段内的多个调光数据，确定背光光源接收的总累计电能，具体包括：
根据预设映射表确定每个调光数据对应的电能；
对每个调光数据对应的电能进行累加获得总累计电能。
可选地，背光光源包括至少一个光源区域，光源区域包括至少一个单元光源；
对每个调光数据对应的电能进行累加获得总累计电能，具体包括：
针对每个光源区域，根据用于控制光源区域的调光数据对应的电能确定光源区域接收的区域累计电能；
根据每个区域累计电能和光源区域的权重获得总累计电能。
可选地，背光光源包括至少一个光源区域，光源区域包括至少一个单元光源；
对每个调光数据对应的电能进行累加获得总累计电能，具体包括：
针对每个单元光源，根据用于控制单元光源的调光数据对应的电能确定单元光源接收的单个累计电能；
将满足预设条件的单个累计电能作为总累计电能。
可选地，将满足预设条件的单个累计电能作为总累计电能，具体包括：
将最小单个累计电能作为总累计电能。
可选地，方法还包括：
根据当前时刻的实验调光数据生成驱动信号，并生成实验控制信号，其中，驱动信号用于驱动单个单元光源发光，实验控制信号用于降低单个单元光源上的工作电压；
根据初始时刻至当前时刻的多个实验调光数据获得单个单元光源接收的实验累计电能；
若单个单元光源的发光亮度满足预设发光条件则将实验累计电能作为预设电能阈值；
若所述单个单元光源的发光亮度无法满足预设发光条件，则继续生成下一时刻的实验调光数据，并更新时刻信息。
可选地，每个时刻的实验调光数据相同。
第二方面，本申请提供一种背光电路，包括：背光光源、驱动电路以及调光控制器；
调光控制器用于执行第一方面及可选方案所涉及的背光电路的控制方法。
第三方面，本申请提供一种LCD显示屏，包括：液晶面板和第二方面所涉及的背光电路。
第四方面，本申请提供一种计算机程序产品，包括指令，指令被处理器执行时实现第一方面及可选方案所涉及的控制方法。
本申请提供一种背光电路的控制方法、背光电路以及LCD显示屏，根据调光数据确定背光光源接收的总累计电能，总累计电能能够反映背光光源的温度变化，当背光光源接收的总累计电能达到预设电能阈值时，降低背光光源的工作电压，且背光光源在降压工作时可以继续提供满足预设亮度的背光，可以在不改变背光电路结构的前提下减少背光光源的功耗，无需更改背光电路的制作工艺，不增加背光电路的制造成本。另外，计算每个电源区域的区域累计电能，并根据区域累计电能和每个电源区域的权重计算获得总累计电能，可以考虑每个电源区域对背光区域的温度变化的贡献，更加准确预测背光光源降压工作的时机，延长背光光源的寿命。
附图说明
图1为本申请一实施例提供的LCD显示屏的结构示意图；
图2为本申请另一实施例提供的背光电路的结构示意图；
图3为本申请提供的发光二极管的在提供相同亮度的光时的温度电压特性曲线；
图4为本申请另一实施例提供的背光电路的控制方法的流程示意图；
图5为本申请另一实施例提供的背光电路的结构示意图；
图6为本申请另一实施提供的背光电路的控制装置的结构示意图。
具体实施方式
为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请中的附图，对本申请中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。
LCD显示屏是众多电子设备的重要部件，例如：配置有LCD显示屏的电视、配置有LCD显示屏的监控器等。如图1所示，本申请一实施例提供一种LCD显示屏结构。其中，LCD显示屏包括盖板101、液晶面板102、背光结构103以及电路板（图未示）组成。其中，盖板101位于液晶面板102的上方，用于保护液晶面板102。背光结构103位于液晶面板102的下方，用于为液晶面板102提供的背光源，电路板与液晶面板连接，电路板用于驱动液晶面板，使液晶面板显示不同内容。
下面重点描述LCD显示屏中背光结构，背光结构通常包括反光膜、散光膜以及背光电路等，背光电路用于提供背光。反光膜和散光膜用于使背光光源提供的光分布更加均匀。背光电路又包括背光光源、控制系统以及驱动系统，驱动系统为背光光源提供的驱动信号，控制系统用于控制驱动系统产生驱动信号。
下面具体描述背光电路结构，如图2所示，背光电路又由背光光源、调光控制器以及驱动电路组成。背光电路提供背光源的原理是：向LCD显示屏输入原始数据，经过同步控制器输出两路数据，一路为调光数据，另一路为显示数据。调光控制器根据同步控制器输出的调光数据生成用于控制驱动电路的电路控制信号，以控制驱动电路生成驱动信号。驱动电路向背光光源提供驱动信号，驱动信号可以控制背光光源的发光亮度，进而在LCD显示屏上显示不同亮度。
如果增加背光光源的使用时间，或者，为了在LCD显示屏上输出较亮的画面而提高背光光源的亮度，则背光光源的温度将会上升。
通常使用LED作为背光光源。如图3所示，根据LED的特性曲线，当LED的温度超过温度阈值T0时，随着LED的温度上升，用于发出相同亮度的光所需的输入电压会明显减小。也就是在LED的输入电压不变的情况下，LED的温度与消耗电能成反比例关系。
在现有技术中，使用传感器获得LED的温度，例如：温度传感器或者光传感器，当确定LED的温度上升至温度阈值时，降低LED的输入电压，以实现减小LED消耗功率，还可以实现减少LED的发热量，进而防止LED元件的损坏。
然而，现有技术需要在LCD显示屏中增加检测LED温度的传感器，改变LCD显示屏的结构，使得LCD显示屏结构更加复杂，进而使LCD显示屏的制造工艺变复杂，增加制造成本。
本申请提供一种背光电路的控制方法、背光电路以及LCD显示屏，以提供一种无需修改LCD显示结构而实现在LED温度达到预设阈值时降低LED电压的技术方案。本申请的发明构思为：调光数据用于控制背光电路中背光源发光，可以根据调光数据获得背光光源接收的电能，而背光光源接收的电能中一部分会转换热能，也就是背光光源接收的电能能够反映背光光源的温度变化，进而可以根据接收到的电能控制背光光源的工作电压，本方案通过调光数据获得背光光源的温度变化，无需在LCD显示屏内增加用于检测背光光源的传感器，无需修改背光电路的结构，不更改背光电路的制造工艺，不增加制造成本。
如图4所示，本申请另一实施例提供一种背光电路的控制方法，其中，该控制方法的执行主体为调光控制器，该控制方法包括如下步骤：
S201、获取预设时间段内的多个调光数据。
其中，向LCD显示屏输入视频数据，再经过同步控制器输出两路数据，一路为调光数据，另一路为显示数据。调光控制器接收调光数据，并控制驱动电路驱动背光光源发出相应亮度的背光。液晶面板的面板控制器接收显示数据，并控制液晶面板显示上述显示数据表示内容。背光光源发出的背光和液晶面板上显示的显示数据叠加后，将视频数据所表示内容呈现在LCD显示屏幕上。
预设时间段是指背光光源连续发光的时间段，具体是指从连续发光的起始时刻至当前时刻。背光光源的温度变化是一个持续累计的过程，预设时间段内的调光数据能够反映背光光源在当前时刻的温度。
S202、根据预设时间段内的多个调光数据确定背光光源接收的总累计电能。
其中，调光控制器根据调光数据生成电路控制信号，电路控制信号控制驱动电路生成驱动信号，驱动信号可以控制背光光源的发光亮度，因此，可以通过标定方式确定调光数据与背光光源接收的电能之间关系。
在控制器启动时，将表示调光数据和背光光源接收到的电能之间对应关系的映射表加载。根据预设映射表确定每个调光数据对应的电能，对每个调光数据对应的电能进行累加获得总累计电能。
S203、判断总累计电能是否达到预设电能阈值，若是，则进入S204，否则，进入S205。
其中，该背光光源为发光二极管，若总累计电能达到预设电能阈值，则表示背光光源的温度较高，已经达到温度阈值T0。当发光二极管的温度达到温度阈值时，发出同样亮度的背光所需的工作电压会降低，此时使背光光源降压工作不会影响背光光源提供的背光亮度。若总累计电能小于预设电能阈值，则保持背光光源的工作电压。
S204、生成第一电压控制信号。
其中，当通过总累计电能确定背光光源的温度较高时，生成用于降低背光光源的工作电压的第一电压控制信号，减少背光光源的功率损耗，进而可以降低背光光源的发热量，进而防止背光光源的损坏。
S205、生成第二电压控制信号。
其中，当通过总累计电能确定背光光源的温度较低时，生成用于保持背光光源的工作电压的第二电压控制信号。
在本申请实施例提供的控制方法中，根据用于控制背光光源发光的调光数据确定背光光源接收的总累计电能，总累计电能能够反映背光光源的温度变化，当总累计电能满足预设电能阈值时，也就是背光光源的温度较高时，降低背光光源的工作电压，本方案可以实现在不更改背光电路的结构基础上减少背光光源的功率损耗，降低背光光源的发热量，延长背光光源的寿命。
本申请另一实施例提供的背光电路的控制方法，其中，如图5所示，背光光源包括至少一个光源区域，光源区域包括至少一个单元光源。该控制方法的执行主体为调光控制器，该控制方法包括如下步骤：
S301、获取预设时间段内的多个调光数据。
其中，针对每个光源区域，获取从连续发光的起始时刻至当前时刻的用于控制光源区域的调光数据。假若背光光源包括4个光源区域，分别标记为光源区域1至光源区域4。针对光源区域1，获取从光源区域1连续发光的起始时刻至当前时刻的调光数据。光源区域2至光源4相同，此处不再赘述。
S302、根据预设时间段内的多个调光数据确定背光光源接收的总累计电能。
其中，先根据预设映射表确定每个调光数据对应的电能，再根据用于控制光源区域的调光数据对应的电能确定光源区域接收的区域累计电能。也就是将单个光源区域内所有单元光源的调光数据对应的电能进行叠加获得每个光源区域接收的区域累计电能。
在获得每个光源区域接收的区域累计电能后，根据每个区域累计电能和光源区域的权重获得总累计电能。也就是将每个区域累计电能和对应光源区域的权重进行相乘后叠加获得总累计电能。
光源区域的权重值可以根据光源区域发生故障的概率确定。若该光源区域发生故障的概率高，则可将该光源区域的权重值设置较大。若该光源区域发生故障的概率低，则可将该光源区域的权重值设置较低。
继续以背光光源包括4个光源区域为例，光源区域1包含有16个单元光源，在单元光源从连续发光的起始时刻至当前时刻的时间段内，接收到10组调光数据，每组调光数据包括16组子调光数据，16组子调光数据与16个单元光源一一对应。
针对每组调光数据，计算16组子调光数据对应的电能，则可以获得16个表示电能的数据。针对光源区域1从起始时刻至当前时刻，可以获得160个表示电能的数据，将160个表示电能的数据进行叠加获得光源区域1的区域累计电能。光源区域2至光源4相同，此处不再赘述。
S303、判断总累计电能是否达到预设电能阈值，若是，则进入S304，否则，进入S305。
S304、生成第一电压控制信号。
其中，总累计电能达到预设电能阈值时，生成用于降低背光光源的工作电压的第一电压控制信号。当背光光源的工作电压降低时，背光光源的功率损耗减少，背光光源的发热量也相应减少，可以延长背光光源的寿命。
S305、生成第二电压控制信号。
其中，当通过总累计电能确定背光光源的温度较低时，生成用于保持背光光源的工作电压的第二电压控制信号。
在本申请实施例提供的背光电路的控制方法中，计算每个光源区域的区域电能，再根据每个电源区域的权重和区域电能计算背光光源的总累计电能，将每个背光区域对背光光源的发热贡献考虑在内，使得总累计电能可以准确反应背光光源的温升，可以及时降低背光光源的工作电压，延长背光光源的寿命。
本申请另一实施例提供的背光电路的控制方法，其中，继续参考图5，背光光源包括至少一个光源区域，光源区域包括至少一个单元光源。该控制方法的执行主体为调光控制器，该控制方法包括如下步骤：
S401、获取预设时间段内的多个调光数据。
其中，针对每个单元光源，获取该单元光源持续发光的起始时刻至当前时刻的调光数据。
S402、根据预设时间段内的多个调光数据确定背光光源接收的总累计电能。
其中，先根据预设映射表确定每个调光数据对应的电能，根据用于控制单元光源的调光数据对应的电能确定单元光源接收的单个累计电能。也就是将起始时刻至当前时刻的控制该单元光源的调光数据对应的电能进行累加获得单个累计电能。
在获得单元光源的单个累计电能后，将满足预设条件的单个累计电能作为总累计电能。优选地，将最小单个累计电能作为总累计电能。
继续以背光光源包括4个光源区域为例，光源区域1包含有16个单元光源，在单元光源从连续发光的起始时刻至当前时刻的时间段内，接收到10组调光数据，每组调光数据包括16组子调光数据，16组子调光数据与16个单元光源一一对应。
针对每个单元光源，从起始时刻至当前时刻可以获得10个表示电能的数据，将10个表示电能的数据进行叠加单元电源的单个累计电能。
S403、判断总累计电能是否达到预设电能阈值，若是，则进入S404，否则，进入S405。
其中，若选择最小单个累计电能作为总累计电能，也就是背光光源中所有单元光源的温度均达到温度阈值T0时，降低所有单元光源的工作电压。
S404、生成第一电压控制信号。
S405、生成第二电压控制信号。
在本申请实施例提供的控制方法中，计算所有单元电源的单个累计电能，若最小单个累计电能达到预设电能阈值时，也就是背光光源中所有单元光源的温度比较高时，降低所有单元光源的工作电压，保证所有单元光源在降压工作时仍能够提供足够亮的背光，不影响背光光源的工作状态。
本申请另一实施例提供的背光电路的控制方法，该控制方法的执行主体为调光控制器，该控制方法包括如下步骤：
S501、根据当前时刻的实验调光数据生成驱动信号，并生成实验控制信号。
其中，在调光控制器所接收的调光数据范围内随机生成实验调光数据，调光控制器对实验调光数据处理生成用于控制驱动电路的电路控制信号，驱动电路在电路控制信号的控制下生成驱动信号，驱动信号用于驱动单个单元光源发光。
为简化计算过程，可以设置每个时刻的实验调光数据相同，例如：采用同一个脉宽的脉冲调制信号。
实验控制信号用于降低施加在单个单元光源上的电压，也就是使单元光源降压工作。
S502、根据初始时刻至当前时刻的多个实验调光数据获得单个单元光源接收的实验累计电能。
其中，获取从初始时刻至当前时刻的控制该单元电源的实验调光数据对应的电能，将该实验调光数据对应的电能进行叠加获得实验累计电能。
S503、判断单个单元光源的发光亮度是否满足预设发光条件，若是，则进入S504，否则，进入S505。
其中，预设发光条件是指单个单元光源的发光亮度是否达到背光光源所需提供的最小背光亮度。
单个单元光源的发光亮度达到背光光源所需提供的最小背光亮度，则表示单个单元光源的发光亮度满足预设发光条件。
单个单元光源的发光亮度小于背光光源所需提供的最小背光亮度，则表示单个单元光源的发光亮度无法满足预设发光条件。
S504、将实验累计电能作为预设电能阈值。
其中，若单个单元光源的发光亮度满足预设发光条件，则降低单元光源的工作电压不会影响单元光源的工作状态，也就是此时背光光源的温度已经达到温度阈值T0，则可以将该实验累计电能作为预设电能阈值。
S505、继续生成下一时刻实验调光数据，并更新时刻信息，并返回S501。
其中，若不满足预设发光条件，则表示背光光源的温度未达到温度阈值T0，需要继续生成下一时刻的实验调光数据，并将下一时刻作为当前时刻。
S506、获取预设时间段内的多个调光数据。
S507、根据预设时间段内的多个调光数据确定背光光源接收的总累计电能。
S508、判断总累计电能是否达到预设电能阈值，若是，则进入S509，否则，进入510。
S509、生成第一电压控制信号。
S510、生成第二电压控制信号。
其中，S506至S510已经在上述实施例中详细说明书，此处不再赘述。
还需要说明的是，S501至S505不限制在S506之前，也可以在S506至S508之间，此处不做限定。
在本申请实施例提供的控制方法，通过逐步实验方法，计算从起始时刻到后续时刻的总累计电能，并判断在相应时刻降压运行时背光光源的亮度，若背光光源的亮度满足预设亮度条件时，则将该时刻的总累计电能作为预设电能阈值，可以保证在总累计电能达到预设阈值时背光电路降压运行仍可以继续提供满足预设亮度条件的亮度。
如图6所示，本申请提供一种背光电路的控制装置600，该装置600包括：
获取模块601，用于获取预设时间段内的多个调光数据，其中，调光数据用于控制背光光源发光；
处理模块602，用于根据预设时间段内的多个调光数据，确定背光光源接收的总累计电能；
处理模块602用于若总累计电能达到预设电能阈值生成第一电压控制信号，其中，第一电压控制信号用于降低背光光源的工作电压。
可选地，处理模块602具体用于：
根据预设映射表确定每个调光数据对应的电能；
对每个调光数据对应的电能进行累加获得总累计电能。
可选地，背光光源包括至少一个光源区域，光源区域包括至少一个单元光源；处理模块602具体用于：
针对每个光源区域，根据用于控制光源区域的调光数据确定光源区域接收的区域累计电能；
根据每个区域累计电能和光源区域的权重获得总累计电能。
可选地，背光光源包括至少一个光源区域，光源区域包括至少一个单元光源；处理模块602具体用于：
针对每个单元光源，根据用于控制单元光源的调光数据确定单元光源接收的单个累计电能；
将满足预设条件的单个累计电能作为总累计电能。
可选地，处理模块602具体用于：
将最小单个累计电能作为总累计电能。
可选地，处理模块602还用于：
根据当前时刻的实验调光数据生成驱动信号，并生成实验控制信号，其中，驱动信号用于驱动单个单元光源发光，实验控制信号用于降低单个单元光源上的工作电压；
根据初始时刻至当前时刻的多个实验调光数据获得单个单元光源接收的实验累计电能；
若单个单元光源的发光亮度满足预设发光条件则将实验累计电能作为预设电能阈值；
若所述单个单元光源的发光亮度无法满足预设发光条件，则继续生成下一时刻的实验调光数据，并更新时刻信息。
可选地，每个时刻的实验调光数据相同。
本申请实施例还提供一种计算机程序产品，包括指令，指令被处理器执行时实现上述实施例所描述的控制方法。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围。

Claims (9)

1.一种背光电路的控制方法，其特征在于，所述背光电路包括背光光源，所述方法包括：
获取预设时间段内的多个调光数据，其中，所述调光数据用于控制所述背光光源发光；所述预设时间段是指从连续发光的起始时刻至当前时刻；
根据所述预设时间段内的多个调光数据，确定所述背光光源接收的总累计电能；
若所述总累计电能达到预设电能阈值生成第一电压控制信号，其中，所述第一电压控制信号用于降低所述背光光源的工作电压；
其中，所述总累计电能用于表示所述背光光源的工作温度，若所述总累计电能达到所述预设电能阈值，降低所述背光光源的工作电压不影响所述背光光源提供的背光亮度。
2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，根据所述预设时间段内的多个调光数据，确定所述背光光源接收的总累计电能，具体包括：
根据预设映射表确定每个调光数据对应的电能；
对所述每个调光数据对应的电能进行累加获得所述总累计电能；
其中，所述预设映射表为所述调光数据与所述电能之间对应关系。
3.根据权利要求2所述的控制方法，其特征在于，所述背光光源包括至少一个光源区域，所述光源区域包括至少一个单元光源；
对所述每个调光数据对应的电能进行累加获得所述总累计电能，具体包括：
针对每个光源区域，根据用于控制所述光源区域的调光数据对应的电能确定所述光源区域接收的区域累计电能；
根据每个所述区域累计电能和所述光源区域的权重获得所述总累计电能。
4.根据权利要求2所述的控制方法，其特征在于，所述背光光源包括至少一个光源区域，所述光源区域包括至少一个单元光源；
对所述每个调光数据对应的电能进行累加获得所述总累计电能，具体包括：
针对每个单元光源，根据用于控制所述单元光源的调光数据对应的电能确定所述单元光源接收的单个累计电能；
将满足预设条件的单个累计电能作为所述总累计电能。
5.根据权利要求4所述的控制方法，其特征在于，将满足预设条件的单个累计电能作为所述总累计电能，具体包括：
将最小单个累计电能作为所述总累计电能。
6.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述方法还包括：
根据当前时刻的实验调光数据生成驱动信号，并生成实验控制信号，其中，所述驱动信号用于驱动单个单元光源发光，所述实验控制信号用于降低所述单个单元光源上的工作电压；
根据初始时刻至所述当前时刻的多个实验调光数据获得所述单个单元光源接收的实验累计电能；
若所述单个单元光源的发光亮度满足预设发光条件则将所述实验累计电能作为所述预设电能阈值；
若所述单个单元光源的发光亮度无法满足预设发光条件，则继续生成下一时刻的实验调光数据，并更新时刻信息。
7.根据权利要求6所述的控制方法，其特征在于，每个时刻的实验调光数据相同。
8.一种背光电路，其特征在于，包括：背光光源、驱动电路以及调光控制器；
所述调光控制器用于执行权利要求1至7中任意一项所述的背光电路的控制方法。
9.一种LCD显示屏，其特征在于，包括：液晶面板和如权利要求8所述的背光电路。
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