CN113990264A - 背光驱动的功率保护方法、系统、显示设备以及存储介质 - Google Patents

背光驱动的功率保护方法、系统、显示设备以及存储介质 Download PDF

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CN113990264A CN202111264159.0A CN202111264159A CN113990264A CN 113990264 A CN113990264 A CN 113990264A CN 202111264159 A CN202111264159 A CN 202111264159A CN 113990264 A CN113990264 A CN 113990264A
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Abstract

本发明公开了背光驱动的功率保护方法、系统、显示设备以及存储介质。功率保护方法包括步骤：获取背光单元的总功率值，其中背光单元包括多个发光芯片；将总功率值与预设功率保护值进行比较；当总功率值大于预设功率保护值时，降低发光芯片的亮度，使背光单元的总功率值在所述预设功率保护值以下。解决现有技术中保护电路频繁动作，从而使功率器件频繁启动或关闭会导致高负荷运行而出现损坏的问题。

Description

背光驱动的功率保护方法、系统、显示设备以及存储介质
技术领域
本发明涉及显示设备技术领域，尤其涉及的是背光驱动的功率保护方法、系统、显示设备以及存储介质。
背景技术
目前现有的背光驱动电路及电源具有功率保护，其功率保护是一种被动式保护，被动式保护的工作原理是检测背光驱动的总功率，当总功率达到保护阈值时，触发保护电路动作，通过保护电路关闭整个发光单元的供电，从而避免元器件因功率过大而损坏。但是通常在显示设备的使用过程中，总功率频繁过大，这样就会导致保护电路频繁动作，从而使功率器件(例如发光单元驱动芯片、发光芯片等)频繁启动或关闭会导致高负荷运行而出现损坏的现象，进而影响系统的正常运行。
因此，现有技术还有待于改进和发展。
发明内容
鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种背光驱动的功率保护方法、系统、显示设备以及存储介质。解决现有技术中保护电路频繁动作，从而使功率器件频繁启动或关闭会导致高负荷运行而出现损坏的问题。
本发明的技术方案如下：
一种背光驱动的功率保护方法，包括步骤：
获取背光单元的总功率值，其中背光单元包括多个发光芯片；
将总功率值与预设功率保护值进行比较；
当总功率值大于预设功率保护值时，降低发光芯片的亮度，使背光单元的总功率值在所述预设功率保护值以下。
通过上述方案，预先设置一个功率保护值，该功率保护值小于系统的保护阈值，获取到背光单元的总功率值，将背光单元的总功率值与预设功率保护值进行对比，当总功率值大于预设功率保护值时，降低发光芯片的亮度，由于发光芯片亮度与所述总功率值正相关，发光芯片亮度的降低从而使总功率值降低，使背光单元的总功率值在所述预设功率保护值以下。这样在对电路中功率元件进行保护的同时，不会使总功率到达系统的保护阈值，从而避免触发保护电路，因此不会导致保护电路频繁动作，从而使功率器件频繁启动或关闭会导致高负荷运行而出现损坏的问题。
进一步，所述获取背光单元的总功率值的步骤具体包括：
获取所述各发光芯片的亮度数据，其中所述亮度数据用于控制所述发光芯片的亮度；
根据亮度数据获取各发光芯片的功率值；
将各发光芯片的功率值相加，得到总功率值。
通过上述方案，由于亮度数据是主板模块已经确定的，可以直接进行获取，当获取到亮度数据后，根据亮度数据就能得到对应的功率值，而将各功率值相加就能得到总功率值。实现对总功率的快速获取，由于功率值是根据亮度数据获取得到，减少了电路的功率的检测过程，节约检测时间。而且亮度数据获取准确，对应的能得到准确的总功率值。
进一步，所述获取所述各发光芯片的亮度数据的具体步骤包括：
接收主板模块发送到各控制通道的每一帧亮度数据，其中各控制通道对应控制一个或多个发光芯片发光。
通过上述方案，通过控制通道来输送亮度数据，实现对所有发光芯片的集中控制，而亮度数据与控制通道相对应，可以通过一条控制通道来控制多个发光芯片，这样减少亮度数据的数量，减少数据量，便于对发光芯片控制的同时，减少了亮度数据的获取时间。方便亮度数据的获取。
进一步，所述根据亮度数据获取各发光芯片的功率值的步骤具体包括：
获取当前帧的控制通道的亮度数据所对应的电流值；
获取当前帧的控制通道的电压值；
根据电流值和电压值，计算得到各发光芯片在当前帧的功率值。
通过上述方案，亮度数据控制每个发光芯片工作时的电流值，根据亮度数据就能获取到当前帧的发光芯片的工作电流，由发光芯片的V-I特性可知，当工作电流降低时，发光芯片的工作电压也会对应降低，可通过处理器直接获取到当前帧的控制通道的电压值，这样每个控制通道的电压与其各发光芯片的工作电流值的乘积，得到各控制通道的功率，所有控制通道的功率求和得出当前背光单元的总功率值。
进一步，所述降低各发光芯片的亮度值的具体步骤包括：
对各控制通道当前帧的亮度数据进行乘一个预设系数，获取到第二亮度数据，其中，所述预设系数小于1；
刷新当前帧的各控制通道的亮度数据，将第二亮度数据所对应的电流值通过对应的控制通道输入所述发光芯片。
通过上述方案，如果总功率值大于预设功率保护值时，将各控制通过当前帧的亮度数据乘以小于1的预设系数，这样得到各控制通道上所对应的第二亮度数据，第二亮度数据的值比第一亮度数据值小。刷新当前帧的各控制通道的亮度数据，将第二亮度数据所对应的电流值通过对应的控制通道输入所述发光芯片，控制通道上的第二亮度数据所控制的各发光芯片的功率值就会变小，其各控制通道上所对应的发光芯片的亮度均降低。使总功率降低，从而实现对元器件的保护。
基于同样的发明构思，本发明还提出一种背光驱动的功率保护系统，其中，包括：功率获取模块，所述功率获取模块用于获取背光单元的总功率值，其中背光单元包括多个发光芯片；
比较功率模块，所述比较功率模块用于将总功率值与预设功率保护值进行比较；
降低功率模块，所述降低功率模块用于当总功率值大于预设功率保护值时，降低发光芯片的亮度，使背光单元的总功率值在所述预设功率保护值以下。
基于同样的发明构思，本发明还提出一种显示设备，其中包括：处理器，背光驱动芯片，以及背光单元，所述背光单元包括多个发光芯片；
所述处理器连接所述背光驱动芯片，并用于获取背光单元的总功率值且比较总功率值与预设功率保护值的大小；
所述背光驱动芯片连接所述背光单元，并用于当总功率值大于预设功率保护值时，降低所述发光芯片的亮度，其中所述发光芯片亮度与所述总功率值正相关。
进一步，所述显示设备还包括：主板模组，所述主板模组包括系统级芯片，所述系统级芯片连接所述处理器，并用于为所述处理器提供所述背光单元中的各发光芯片的亮度数据，所述处理器根据亮度数据获取各发光芯片的功率值。
进一步，所述发光芯片为Mini LED。
上述方案中，发光芯片采用Mini LED的显示设备，在单位显示面积内的发光芯片数量更多，显示效果更好，但也由于发光芯片多，显示设备在使用过程中，更容易导致背光单元的总功率过大，本功率保护方案应用到Mini LED式发光芯片上，实现对显示设备更好的保护，更能保证Mini LED式显示设备运行的稳定性。
基于同样的发明构思，本发明还提出一种计算机可读存储介质，其中，所述计算机可读存储介质存储有一个或者多个程序，所述一个或者多个程序可被一个或者多个处理器执行，以实现如上所述的背光驱动的功率保护方法的步骤。
有益效果：与现有技术相比，本发明提出的一种背光驱动的功率保护方法、系统、显示装置以及存储介质。其中通过预先设置一个功率保护值，该功率保护值小于系统的保护阈值，获取到背光单元的总功率值，将背光单元的总功率值与预设功率保护值进行对比，当总功率值大于预设功率保护值时，降低发光芯片的亮度，由于发光芯片亮度与所述总功率值正相关，发光芯片亮度的降低从而使总功率值降低，这样在对电路中功率元件进行保护的同时，不会使总功率到达系统的保护阈值，通过这种方式在不触发硬件电路中保护阈值的情况下，自主地完成了功率保护功能。该功率保护方法既实现了功率保护，又可避免硬件电路因频繁触发保护电路的保护阈值而损坏器件的现象。实现了一种主动式的功率保护方式，当实际功率超过预设设置的功率保护值时，由背光驱动芯片主动将输出功率调整到功率保护值范围内，因此不会导致保护电路频繁动作，从而使功率器件频繁启动或关闭会导致高负荷运行而出现损坏的问题。
附图说明
图1为本发明一种背光驱动的功率保护方法的实施例的主要方法流程图；
图2为本发明一种背光驱动的功率保护方法的实施例的优化方法流程图；
图3为本发明一种背光驱动的功率保护系统的原理框图；
图4为本发明一种显示设备的实施例的电路原理框图。
图中各标号：10、功率获取模块；11、比较功率模块；12、降低功率模块；20、处理器；30、背光驱动单元；31、背光驱动芯片；40、背光单元；41、发光芯片；50、供电模组；51、市电输入电路；52、电磁干扰滤波电路；53、整流电路；54、功率因数校正电路；55、半桥电流电路；56、变压器；57、反馈电路；60、主板模组；61、系统级芯片；62、时序控制主芯片；63、功率放大器。
具体实施方式
本发明提供了一种背光驱动的功率保护方法、系统以及存储介质，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例一
如图1所示，本实施例提出一种背光驱动的功率保护方法，应用在显示设备的背光单元上，本功率保护方法主要包括步骤：
步骤S100、获取背光单元的总功率值。
具体过程中，所述背光单元包括多个发光芯片；背光单元的总功率值为多个发光芯片的功率值之和。
如图2所示，所述步骤S100具体包括：
步骤S110、获取所述各发光芯片的亮度数据。
具体过程中，发光芯片由背光驱动芯片驱动发光，背光驱动芯片接收到亮度数据并驱动相应的发光芯片发光。亮度数据为控制发光芯片的发光亮度的参数，与发光亮度正相关。
获取所述各发光芯片的亮度数据的具体过程中，通过接收主板模块发送到各控制通道的每一帧亮度数据，其中各控制通道对应控制一个或多个发光芯片发光。通过控制通道来输送亮度数据，实现对所有发光芯片的集中控制，而亮度数据与控制通道相对应，可以通过一条控制通道来控制多个发光芯片，这样减少亮度数据的数量，减少数据量，便于对发光芯片控制的同时，减少了亮度数据的获取时间。方便亮度数据的获取。
步骤S120、根据亮度数据获取各发光芯片的功率值。
具体过程中，通过亮度数据对应得到功率值，这样各发光芯片的功率值均能快速并准确的获取。不需要对每个发光芯片进行检测，提高获取效率。缩短了获取的时间。
所述根据亮度数据获取各发光芯片的功率值的步骤具体包括：
步骤S121、获取当前帧的控制通道的亮度数据所对应的电流值。
步骤S122、获取当前帧的控制通道的电压值。
步骤S123、根据电流值和电压值，计算得到各发光芯片在当前帧的功率值。
通过上述方案，亮度数据控制每个发光芯片工作时的电流值，根据亮度数据就能获取到当前帧的发光芯片的工作电流，由发光芯片的V-I特性可知，当工作电流降低时，发光芯片的工作电压也会对应降低，可通过处理器直接获取到当前帧的控制通道的电压值，这样每个控制通道的电压与其各发光芯片的工作电流值的乘积，得到各控制通道的功率，所有控制通道的功率求和得出当前背光单元的总功率值。
步骤S130、将各发光芯片的功率值相加，得到总功率值。
具体过程中，通过步骤S110，步骤S120，以及步骤S130；由于亮度数据是主板模块已经确定的，可以直接进行获取，当获取到亮度数据后，根据亮度数据就能得到对应的功率值，而将各功率值相加就能得到总功率值。实现对总功率的快速获取，由于功率值是根据亮度数据获取得到，减少了电路的功率的检测过程，节约检测时间。而且亮度数据获取准确，对应的能得到准确的总功率值。
如图1所示，步骤S200、将总功率值与预设功率保护值进行比较。
具体过程中，预设设置功率保护值，该功率保护值小于系统的保护阈值，获取到背光单元的总功率值，将背光单元的总功率值与预设功率保护值进行对比，当总功率值小于或等于预设功率保护值时，不对发光芯片进行操作，发光芯片还按当前状态进行正常发光。当总功率值大于预设功率保护值时，执行步骤S300。
步骤S300、当总功率值大于预设功率保护值时，降低发光芯片的亮度，使背光单元的总功率值在所述预设功率保护值以下。
具体过程中，所述发光芯片亮度与所述总功率值正相关。当降低发光芯片的亮度时，发光芯片的功率也降低，从而使整个背光单元的总功率降低。总功率降低到预设功率保护值以下时，这样在对电路中功率元件进行保护。
如图2所示，所述降低各发光芯片的亮度值的具体步骤包括：
步骤S310、对各控制通道当前帧的亮度数据进行乘一个预设系数，获取到第二亮度数据，其中，所述预设系数小于1。
步骤S320、刷新当前帧的各控制通道的亮度数据，将第二亮度数据所对应的电流值通过对应的控制通道输入所述发光芯片。
具体过程中，如果总功率值大于预设功率保护值时，将各控制通过当前帧的亮度数据乘以小于1的预设系数，这样得到各控制通道上所对应的第二亮度数据，第二亮度数据的值比第一亮度数据值小。刷新当前帧的各控制通道的亮度数据，将第二亮度数据所对应的电流值通过对应的控制通道输入所述发光芯片，控制通道上的第二亮度数据所控制的各发光芯片的功率值就会变小，其各控制通道上所对应的发光芯片的亮度均降低。使总功率降低，从而实现对元器件的保护。
综上，本背光驱动的功率保护方法的实施例中，预先设置一个功率保护值，该功率保护值小于系统的保护阈值，获取到背光单元的总功率值，将背光单元的总功率值与预设功率保护值进行对比，当总功率值大于预设功率保护值时，降低发光芯片的亮度，由于发光芯片亮度与所述总功率值正相关，发光芯片亮度的降低从而使总功率值降低，这样在对电路中功率元件进行保护的同时，不会使总功率到达系统的保护阈值，从而避免触发保护电路，因此不会导致保护电路频繁动作，从而使功率器件频繁启动或关闭会导致高负荷运行而出现损坏的问题。
实施例二
如图3所示，在实施例一的基础上，基于同样的发明构思，本发明还提出一种背光驱动的功率保护系统，其中，包括：功率获取模块10，比较功率模块11，以及降低功率模块12。所述功率获取模块10用于获取背光单元40的总功率值，其中背光单元40包括多个发光芯片41。所述比较功率模块11用于将总功率值与预设功率保护值进行比较。所述降低功率模块12用于当总功率值大于预设功率保护值时，降低发光芯片41的亮度，使背光单元的总功率值在所述预设功率保护值以下。
通过上述方案，预先设置一个功率保护值，该功率保护值小于系统的保护阈值，功率获取模块10获取背光单元40的总功率值，所述比较功率模块11将背光单元40的总功率值与预设功率保护值进行对比，当总功率值大于预设功率保护值时，所述降低功率模块12降低发光芯片41的亮度，由于发光芯片41亮度与所述总功率值正相关，发光芯片41亮度的降低从而使总功率值降低，这样在对电路中功率元件进行保护的同时，不会使总功率到达系统的保护阈值，从而避免触发保护电路，因此不会导致保护电路频繁动作，从而使功率器件频繁启动或关闭会导致高负荷运行而出现损坏的问题。
实施例三
如图4所示，在实施例一的基础上，基于同样的发明构思，本发明还提出一种显示设备，其中包括：处理器20(MCU)，背光驱动芯片31(Mini LED Driver IC)，以及背光单元40(Mini LED Linght Bar Unit)，所述背光单元40包括多个发光芯片41(Mini LED)。所述处理器20和所述背光驱动芯片31组成背光驱动单元30(Mini LED Driver Unit)，所述处理器20连接所述背光驱动芯片31，并用于获取背光单元40的总功率值且比较总功率值与预设功率保护值的大小。所述背光驱动芯片31连接所述背光单元40，并用于当总功率值大于预设功率保护值时，降低所述发光芯片41的亮度，其中所述发光芯片41亮度与所述总功率值正相关。，
通过上述方案，预先设置一个功率保护值，该功率保护值小于系统的保护阈值，处理器20获取到背光单元40的总功率值，将背光单元40的总功率值与预设功率保护值进行对比，当总功率值大于预设功率保护值时，控制所述背光驱动芯片31降低发光芯片41的亮度，由于发光芯片41亮度与所述总功率值正相关，发光芯片41亮度的降低从而使总功率值降低，这样在对电路中功率元件进行保护的同时，不会使总功率到达系统的保护阈值，从而避免触发保护电路，因此不会导致保护电路频繁动作，从而使功率器件频繁启动或关闭会导致高负荷运行而出现损坏的问题。
所述显示设备具体电路结构中，所述显示设备包括供电模组50(PSU)，以及主板模组60(MB Unit)，所述供电模组50连接所述主板模组60、处理器20以及背光单元40，并用于对主板模组60、处理器20以及背光单元40进行供电。
所述供电模组50(PSU)包括：市电输入电路51(AC INPUT)，电磁干扰滤波电路52(EMI Circuit)，整流电路53(Rectifier Circuit)，功率因数校正电路54(PFC Circuit)，以及半桥电流电路55(LLC Circuit)、变压器56(Transform)以及反馈电路57(FeedbackCircuit)。其中所述市电输入电路51连接所述电磁干扰滤波电路52，电磁干扰滤波电路52连接所述整流电路53，用于抑制电磁干扰辐射到空间及电网。整流电路53连接所述功率因数校正电路54，功率因数校正电路54连接半桥电流电路55，半桥电流电路55连接变压器56，变压器56分别连接主板模组60、处理器20以及背光单元40。市电输入电路51接入市电，通过各电路的处理后对对主板模组60、处理器20以及背光单元40进行供电。半桥电流电路55、变压器56以及反馈电路57构成半桥谐振电路。反馈电路57连接所述变压器56的输出端和所述半桥电流电路55的输入端。反馈电路57实现对半桥谐振电路的电流及时反馈调整。保证供电的稳定性。
所述主板模组60(MB Unit)包括系统级芯片61(SOC)，所述系统级芯片61连接所述处理器20(MCU)，并用于为所述处理器20提供所述背光单元40中的各发光芯片41的亮度数据，所述处理器20根据亮度数据获取各发光芯片41的功率值。所述主板模组60还包括时序控制主芯片62(TCON)及功率放大器63(Ampl)，控制主芯片和功率放大器63分别连接所述系统级芯片61。
发光芯片41的亮度由系统级芯片61实时控制，系统级芯片61发出亮度数据到背光驱动单元30中的处理器20，处理器20处理后发送到背光驱动芯片31刷新新亮度数据，从而控制发光芯片41调整亮度。具体为：处理器20首先完成对时钟、背光驱动芯片31的寄存器的初始化，然后在主函数中等待接收主板模组60中系统级芯片61发出的每一帧亮度数据。其次，处理器20接收到每一帧的亮度数据，并进行计算对应的总功率值，并将总功率值与预设功率保护值比较，如大于预设功率保护值，则对该帧亮度数据进行处理使对应的总功率值不超过预设功率保护值，然后再进行刷新亮度。
本实施例中的所述发光芯片41为Mini LED。发光芯片41采用Mini LED的显示设备，在单位显示面积内的发光芯片41数量更多，显示效果更好，但也由于发光芯片41多，显示设备在使用过程中，更容易导致背光单元40的总功率过大，本功率保护方案应用到MiniLED式发光芯片41上，实现对显示设备更好的保护，更能保证Mini LED式显示设备运行的稳定性。
实施例四
在实施例一的基础上，基于同样的发明构思，本发明还提出一种计算机可读存储介质，其中，所述计算机可读存储介质存储有一个或者多个程序，所述一个或者多个程序可被一个或者多个处理器执行，以实现如上所述的背光驱动的功率保护方法的步骤。
综上所述，本发明提出的一种背光驱动的功率保护方法、系统、显示装置以及存储介质。其中通过预先设置一个功率保护值，该功率保护值小于系统的保护阈值，获取到背光单元的总功率值，将背光单元的总功率值与预设功率保护值进行对比，当总功率值大于预设功率保护值时，降低发光芯片的亮度，由于发光芯片亮度与所述总功率值正相关，发光芯片亮度的降低从而使总功率值降低，这样在对电路中功率元件进行保护的同时，不会使总功率到达系统的保护阈值，通过这种方式在不触发硬件电路中保护阈值的情况下，自主地完成了功率保护功能。该功率保护方法既实现了功率保护，又可避免硬件电路因频繁触发保护电路的保护阈值而损坏器件的现象。实现了一种主动式的功率保护方式，当实际功率超过预设设置的功率保护值时，由背光驱动芯片主动将输出功率调整到功率保护值范围内，因此不会导致保护电路频繁动作，从而使功率器件频繁启动或关闭会导致高负荷运行而出现损坏的问题。
应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种背光驱动的功率保护方法，其特征在于，包括步骤：
获取背光单元的总功率值，其中背光单元包括多个发光芯片；
将总功率值与预设功率保护值进行比较；
当总功率值大于预设功率保护值时，降低发光芯片的亮度，使背光单元的总功率值在所述预设功率保护值以下。
2.根据权利要求1所述的背光驱动的功率保护方法，其特征在于，所述获取背光单元的总功率值的步骤具体包括：
获取所述各发光芯片的亮度数据，其中所述亮度数据用于控制所述发光芯片的亮度；
根据亮度数据获取各发光芯片的功率值；
将各发光芯片的功率值相加，得到总功率值。
3.根据权利要求2所述的背光驱动的功率保护方法，其特征在于，所述获取所述各发光芯片的亮度数据的具体步骤包括：
接收主板模块发送到各控制通道的每一帧亮度数据，其中各控制通道对应控制一个或多个发光芯片发光。
4.根据权利要求3所述的实现外接音响功能的显示设备，其特征在于，所述根据亮度数据获取各发光芯片的功率值的步骤具体包括：
获取当前帧的控制通道的亮度数据所对应的电流值；
获取当前帧的控制通道的电压值；
根据电流值和电压值，计算得到各发光芯片在当前帧的功率值。
5.根据权利要求1所述的实现外接音响功能的显示设备，其特征在于，所述降低各发光芯片的亮度值的具体步骤包括：
对各控制通道当前帧的亮度数据进行乘一个预设系数，获取到第二亮度数据，其中，所述预设系数小于1；
刷新当前帧的各控制通道的亮度数据，将第二亮度数据所对应的电流值通过对应的控制通道输入所述发光芯片。
6.一种背光驱动的功率保护系统，其特征在于，包括：功率获取模块，所述功率获取模块用于获取背光单元的总功率值，其中背光单元包括多个发光芯片；
比较功率模块，所述比较功率模块用于将总功率值与预设功率保护值进行比较；
降低功率模块，所述降低功率模块用于当总功率值大于预设功率保护值时，降低发光芯片的亮度，使背光单元的总功率值在所述预设功率保护值以下。
7.一种显示设备，其特征在于，包括：处理器，背光驱动芯片，以及背光单元，所述背光单元包括多个发光芯片；
所述处理器连接所述背光驱动芯片，并用于获取背光单元的总功率值且比较总功率值与预设功率保护值的大小；
所述背光驱动芯片连接所述背光单元，并用于当总功率值大于预设功率保护值时，降低所述发光芯片的亮度，其中所述发光芯片亮度与所述总功率值正相关。
8.根据权利要求7所述的显示设备，其特征在于，所述显示设备还包括：主板模组，所述主板模组包括系统级芯片，所述系统级芯片连接所述处理器，并用于为所述处理器提供所述背光单元中的各发光芯片的亮度数据，所述处理器根据亮度数据获取各发光芯片的功率值。
9.根据权利要求7所述的显示设备，其特征在于，所述发光芯片为MiniLED。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有一个或者多个程序，所述一个或者多个程序可被一个或者多个处理器执行，以实现如权利要求1-5任意一项所述的背光驱动的功率保护方法的步骤。
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