CN203288222U - 多阶式lcd背光电源控制模块 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种多阶式LCD背光电源控制模块，包括有电路连接的：直流/直流转换器，作为直流电输入时的升压电路而产生一第一阶LED背光定电流源；第二阶LED背光定电流源；第三阶LED背光定电流源；控制件，控制该第二阶LED背光定电流源或该第三阶LED背光定电流源的调变频率；多任务器开关，使该第一阶LED背光定电流源切换到该第二阶LED背光定电流源或该第三阶LED背光定电流源以产生面板亮度控制；LED灯模块，连接该多任务器开关；如此一来，能以最简单有效的结构来执行背光明亮度调整，使用上具有轻薄短小、简易操作及灵活应用的特性，使得工控应用在组合各种LCD Panel显示型系列产品发展应用上更加简单而有效，进而达到LED背光模块节省设计成本的经济效益及使用效益。

Description

多阶式LCD背光电源控制模块

技术领域

本实用新型是有关于一种背光电源控制模块，特别是指一种通过LED背光源的多阶控制设计，使LCD面板具有亮度显示调整优化的多阶式LCD背光电源控制模块。 

背景技术

现行LED灯模块常用在各种显示屏幕面板的光照来源，包括作为背投式及侧投式光源等，用以提供面板显示用的背光光源，现有LED背光控制构成如图1所示，其包括有一直流/直流转换器91(DC/DC Converter)、处理器或微控制器92(CPU或Micro-Controller Unit)及LED灯模块94，当直流电输入时，通过该直流/直流转换器91的升压电路产生为LED背光源，该LED背光源由该处理器或微控制器92控制为一LED背光定电流源93，用以驱动该LED灯模块94发亮及进行亮度调整。 

前述该现有LED背光控制构成虽能达到驱动该LED灯模块94发亮与亮度调整的目的，但是，其仍有缺点存在，例如：该现有LED背光控制构成无法做较低亮度线性变化控制及微弱亮度调整，当所使用的显示屏幕面板进入微弱亮度调整区段时就可能呈现LED闪烁现象或产生LED不能显示的关闭状态，造成使用上的困扰，换言之，该现有LED背光控制构成的调整区段仅能于LED全亮(100%)至部份暗(15%)之间进行亮度调整，而无法达到在LED全亮(100%)至LED全暗(1%)间的全区段进行亮度调整，显然不是理想的设计。 

前述该现有LED背光控制构成主要是以商用或家用的需求为设计前提，显然无法满足在工控领域上外在环境系统微弱光源下或需于低亮度面板光源下正常运作的需求，例如军用显示器系统、夜间搜索、车载信息娱乐系统(in-vehicle infotainment/IVI)甚至一般的出租车、暗房等所使用的计算机面板(Panel PC)。当然，若欲解决此问题，可通过额外增加模拟/数字 转换(Analog-to-Digital Conversion/ADC)电路及模拟线性电路加以处理，但如此一来，将使硬件背光电路设计增加过多线性电路与复杂控制，导致Panel PC系统增加硬设备成本与必须加大外观尺寸设计，但乃无法达到此类Panel PC需符合空间设备受限而力求轻薄短小等特殊应用条件，也有一并加以改良、突破的必要。 

因此，如何改善现有LED背光控制构成的设计的缺点问题，并积极增加系统硬件及机器设备操作的便利性，更具有应用上连续显示调整的优化功能，为业界应努力解决、克服的重要方向。 

由此，本实用新型有鉴于现有LED背光控制构成其使用上的缺点及其构成设计上并不理想的事实，本实用新型提出一种更具有使用上的便利性、连续性和调整性，并具有制造上的简易性及经济性的多阶式LCD背光电源控制模块，以服务社会大众及促进行业的发展。 

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种多阶式LCD背光电源控制模块，其能安装于Panel PC与LCD液晶面板前端LCD背光模块输入设备间进行使用，具有工控应用领域的弹性选择使用，改进以往侧投式LED背光无法对从画面不同部分的光亮作线性变化及快速连续地调整亮度的缺点，而达到逢低亮度显示下不会出现非线性不连续显示及可调整降低亮度来显示的积极效果，进而具有使用上的便利性和调整性。 

本实用新型的又一目的在于提供一种多阶式LCD背光电源控制模块，其能利用电源控制固件提供系统输出稳定工作，使可根据实际应用需求弹性设计为多阶式输入及I/O输出背光亮度控制，可避免增加过多线路及复杂控制回路，进而可大幅减少硬件设计及元件使用，同时可降低日后电路发生故障机率及维修成本的负担。 

本实用新型为了达到上述目的所采用的技术方案为包括有电路连接的：一直流/直流转换器，该直流/直流转换器作为直流电输入时的升压电路而产生一第一阶LED背光定电流源；一第二阶LED背光定电流源；一控制件，控制该第二阶LED背光定电流源的调变频率；一多任务器开关，使该第一阶LED背光定电流源切换到该第二阶LED背光定电流源，以产生面 板亮度控制；一LED灯模块，连接该多任务器开关。 

所述的多阶式LCD背光电源控制模块，其中该控制件为一处理器与一固件或为一微控制器。 

所述的多阶式LCD背光电源控制模块，其进一步包括有一第三阶LED背光定电流源，并由该控制件来控制该第三阶LED背光定电流源的调变频率，并通过该多任务器开关使该第二阶LED背光定电流源切换到第三阶LED背光定电流源，以产生面板亮度控制。 

所述的多阶式LCD背光电源控制模块，其中该控制件执行以多任务调变向下修正驱动频率，并同时计算参数，作为改变控制面板显示明暗亮度的操控周期比例调整。 

所述的多阶式LCD背光电源控制模块，其中该控制件于侦测到第一阶LED背光定电流源的亮度接近其能稳定显示的下限时，继续控制该多任务器开关使提供的电流源切换到该第二阶LED背光定电流源。 

所述的多阶式LCD背光电源控制模块，其中该控制件于侦测到第二阶LED背光定电流源的亮度接近其能稳定显示的下限时，继续控制该多任务器开关使提供的电流源切换到第三阶LED背光定电流源。 

本实用新型的技术方案进一步包括有电路连接的：一直流/直流转换器，该直流/直流转换器作为直流电输入时的升压电路而产生一第一阶LED背光定电流源；一第二阶LED背光定电流源；一第三阶LED背光定电流源；一控制件，控制该第二阶LED背光定电流源的调变频率或该第三阶LED背光定电流源的调变频率；一多任务器开关，使该第一阶LED背光定电流源切换到该第二阶LED背光定电流源或该第三阶LED背光定电流源，以产生面板亮度控制；一LED灯模块，连接该多任务器开关。 

所述的多阶式LCD背光电源控制模块，其中该控制件为一处理器与一固件或为一微控制器。 

所述的多阶式LCD背光电源控制模块，其中该控制件控制该多任务器开关使该第一阶LED背光定电流源切换到该第二阶LED背光定电流源，以产生面板亮度控制。 

所述的多阶式LCD背光电源控制模块，其中该控制件控制该多任务器开关使该第二阶LED背光定电流源切换到第三阶LED背光定电流源，以产 生面板亮度控制。 

所述的多阶式LCD背光电源控制模块，其中该控制件执行以多任务调变向下修正驱动频率，并同时计算参数，作为改变控制面板显示明暗亮度的操控周期比例调整。 

所述的多阶式LCD背光电源控制模块，其中该控制件于侦测到第一阶LED背光定电流源的亮度接近其能稳定显示的下限时，继续控制该多任务器开关使提供的电流源切换到该第二阶LED背光定电流源。 

所述的多阶式LCD背光电源控制模块，其中该控制件于侦测到第二阶LED背光定电流源的亮度接近其能稳定显示的下限时，继续控制该多任务器开关使提供的电流源切换到第三阶LED背光定电流源。 

本实用新型所公开的多阶式LCD背光电源控制模块具有的有益效果是：能以最简单有效的结构来执行背光明亮度调整，使用上具有轻薄短小、简易操作及灵活应用的特性，使得工控应用在组合各种LCD Panel显示型系列产品发展应用上更加简单而有效率，进而达到LED背光模块节省设计成本的经济效益及使用效益。 

附图说明

图1是现有LED背光控制构成示意图。 

图2是本实用新型背光模块分解示意图。 

图3是本实用新型其一实施电路示意图。 

【附图标记对照说明】 

控制模块               10 

直流/直流转换器        11 

控制件                 12 

第二阶LED背光定电流源  13 

第三阶LED背光定电流源  14 

多任务器开关           15 

LED灯模块              16 

定电源流产生电路       17 

LED背光电源电路        18 

侦测到的背光电源流信号                             21 

控制件的多任务操作控制第三阶LED背光定电流源的调变 

频率传来的指令                                     22 

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本实用新型进一步详细说明。 

请参阅图2，本实用新型多阶式LCD背光电源控制模块包括有一控制模块10，该控制模块10进一步包括有电路连接的一直流/直流转换器11(DC/DC Converter)、控制件12、第二阶LED背光定电流源13、第三阶LED背光定电流源14、多任务器开关15(Multiplexer)及LED灯模块16；该直流/直流转换器11作为直流电输入时的升压电路而产生一第一阶LED背光定电流源，即该直流/直流转换器11作为产生点亮该LED灯模块16其背光电源亮度控制的恒定电流源(即第一阶LED背光定电流源)，来作为第一阶LED背光定电源流控制，换言之，该恒定电流源由该控制件12控制为一第一阶LED背光定电流源，用以驱动该LED灯模块16(即LCD Panel的LED背光)发亮。该控制件12为一处理器(CPU)与一固件(firmware)或为一微控制器(Micro-Controller Unit，简称MCU)，该控制模块10所设计的第二阶亮度控制由该控制件12来控制该第二阶LED背光定电流源13的调变频率，并通过控制该多任务器开关15(Multiplexer)使提供的电流源切换到该第二阶LED背光定电流源13，以产生面板亮度控制。 

该控制模块10所设计的第三阶亮度控制再由该控制件12来控制该第三阶LED背光定电流源14，即以该控制件12执行以多任务调变向下修正驱动频率，并同时计算参数，作为改变控制面板显示明暗亮度的操控周期(Duty Cycle)比例调整，同时以多任务切换使取得更低亮度的该第三阶LED背光定电流源14，最后再经该多任务器开关15送出点亮该LED灯模块16(即LCD Panel的LED背光)发亮。如此，即可达到最佳操控及改善现有技术在低亮度LED背光应用下微调后的不连续显示或无法控制到更低的LED背光亮度功能缺点。 

基于前述构成设计，本实用新型多阶式LCD背光电源控制模块的多阶 控制模式如下： 

第一阶亮度控制：以硬件直流/直流转换器11(DC/DC Converter)来控制恒定电流源(即第一阶LED背光定电流源)，该恒定电流源提供该LED灯模块16其LED光源的亮度与亮度控制，此第一阶亮度控制通常适用于一般亮度控制的环境。 

第二阶亮度控制：以该控制件12控制该第二阶LED背光定电流源13的调变频率，以驱动该直流/直流转换器11产生面板亮度控制。换言的，通过该控制件12的多任务调变向下修正驱动频率，即以多任务进行：(1)当该控制件12侦测到第一阶LED背光定电流源的亮度接近其能稳定显示的下限时，继续进行(2)控制该多任务器开关15(Multiplexer)使提供的电流源切换到该第二阶LED背光定电流源13，其是将电流频率向下调整，使在较一般亮度稍暗的环境下，仍能使面板亮度维持稳定。 

第三阶亮度控制：以该控制件12控制该第三阶LED背光定电流源14的调变频率，以驱动该第三阶LED背光定电流源14产生面板亮度控制。其中用以控制该第三阶LED背光定电流源14与该第二阶LED背光定电流源13的该控制件12为同一控制件12；通过该控制件12的多任务调变向下修正驱动频率，进行多任务操作的(1)当该控制件12侦测到第二阶LED背光定电流源13的亮度接近其能稳定显示的下限时；继续进行(2)控制该多任务器开关15，使提供的电流源切换到第三阶LED背光定电流源14，其是将电流频率向下调整，使在最暗的环境下仍能使面板亮度稳定，使亮度能连续显示，并避免发生闪烁现象或亮度不能显示的关闭情形。 

请一并参阅图3，为一本实用新型多阶式LCD背光电源控制模块用以实施的电路示意图，但本实用新型不以该电路图为限，如图所示，其包括有一定电源流产生电路17及LED背光电源电路18，当所侦测到的背光电源流信号21将由该控制件12进行判断，用以产生前述多阶亮度控制模式操作，例如该第二阶LED背光定电流源13即通过该控制件12控制第二阶LED背光定电源流的调变频率传来的指令，通过该多任务器开关15(Multiplexer)使电流源切换到该第二阶LED背光定电流源13，以进行第二阶亮度控制的自动操作；又如该控制件的多任务操作控制第三阶LED背光定电流源的调变频率传来的指令22，通过该多任务器开关 15(Multiplexer)使电流源切换到第三阶亮度控制模式。 

由上，本实用新型多阶式LCD背光电源控制模块通过上述构成，其能使安装于Panel PC与LCD液晶面板前端LCD背光模块输入设备间进行使用，具有工控应用领域的弹性选择使用，达到逢低亮度显示下不会出现非线性不连续显示及可调整降低亮度来显示的积极效果，具有使用上的便利性、调整性；且本实用新型能以最简单有效的结构来执行背光明亮度调整，使用上具有轻薄短小、简易操作及灵活应用的特性，使得工控应用在组合各种LCD Panel显示型系列产品发展应用上更加简单而有效率，积极达到LED背光模块节省设计成本的经济效益及使用效益；又本实用新型能利用电源控制固件提供系统输出稳定工作，使可根据实际应用需求弹性设计为多阶式输入及I/O输出背光亮度控制，可避免增加过多线路及复杂控制回路，进而可大幅减少硬件设计及元件使用，同时可降低日后电路发生故障机率及维修成本的负担。 

以上所述的具体实施例，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。 

Claims (13)

1.一种多阶式LCD背光电源控制模块，其特征在于，包括有电路连接的： 

一直流/直流转换器，该直流/直流转换器作为直流电输入时的升压电路而产生一第一阶LED背光定电流源； 

一第二阶LED背光定电流源； 

一控制件，控制该第二阶LED背光定电流源的调变频率； 

一多任务器开关，使该第一阶LED背光定电流源切换到该第二阶LED背光定电流源，以产生面板亮度控制； 

一LED灯模块，连接该多任务器开关。 

2.如权利要求1所述的多阶式LCD背光电源控制模块，其中该控制件为一处理器与一固件或为一微控制器。 

3.如权利要求1所述的多阶式LCD背光电源控制模块，其进一步包括有一第三阶LED背光定电流源，并由该控制件来控制该第三阶LED背光定电流源的调变频率，并通过该多任务器开关使该第二阶LED背光定电流源切换到第三阶LED背光定电流源，以产生面板亮度控制。 

4.如权利要求3所述的多阶式LCD背光电源控制模块，其中该控制件执行以多任务调变向下修正驱动频率，并同时计算参数，作为改变控制面板显示明暗亮度的操控周期比例调整。 

5.如权利要求1所述的多阶式LCD背光电源控制模块，其中该控制件于侦测到第一阶LED背光定电流源的亮度接近其能稳定显示的下限时，继续控制该多任务器开关使提供的电流源切换到该第二阶LED背光定电流源。 

6.如权利要求4所述的多阶式LCD背光电源控制模块，其中该控制件于侦测到第二阶LED背光定电流源的亮度接近其能稳定显示的下限时，继续控制该多任务器开关使提供的电流源切换到第三阶LED背光定电流源。 

7.一种多阶式LCD背光电源控制模块，其特征在于，包括有电路连接的： 

一直流/直流转换器，该直流/直流转换器作为直流电输入时的升压电路而产生一第一阶LED背光定电流源； 

一第二阶LED背光定电流源； 

一第三阶LED背光定电流源； 

一控制件，控制该第二阶LED背光定电流源的调变频率或该第三阶LED背光定电流源的调变频率； 

一多任务器开关，使该第一阶LED背光定电流源切换到该第二阶LED背光定电流源或该第三阶LED背光定电流源，以产生面板亮度控制； 

一LED灯模块，连接该多任务器开关。 

8.如权利要求7所述的多阶式LCD背光电源控制模块，其中该控制件为一处理器与一固件或为一微控制器。 

9.如权利要求7所述的多阶式LCD背光电源控制模块，其中该控制件控制该多任务器开关使该第一阶LED背光定电流源切换到该第二阶LED背光定电流源，以产生面板亮度控制。 

10.如权利要求7所述的多阶式LCD背光电源控制模块，其中该控制件控制该多任务器开关使该第二阶LED背光定电流源切换到第三阶LED背光定电流源，以产生面板亮度控制。 

11.如权利要求7所述的多阶式LCD背光电源控制模块，其中该控制件执行以多任务调变向下修正驱动频率，并同时计算参数，作为改变控制面板显示明暗亮度的操控周期比例调整。 

12.如权利要求9所述的多阶式LCD背光电源控制模块，其中该控制件于侦测到第一阶LED背光定电流源的亮度接近其能稳定显示的下限时，继续控制该多任务器开关使提供的电流源切换到该第二阶LED背光定电流源。 

13.如权利要求10所述的多阶式LCD背光电源控制模块，其中该控制件于侦测到第二阶LED背光定电流源的亮度接近其能稳定显示的下限时，继续控制该多任务器开关使提供的电流源切换到第三阶LED背光定电流源。 

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