CN203433780U

CN203433780U - 一种显示屏背光电流调节电路

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Publication number: CN203433780U
Application number: CN201320575934.9U
Authority: CN
Inventors: 邓术兵; 温益军; 张兴德; 胡锋; 杨兴建; 傅超
Original assignee: Guangzhou Shiyuan Electronics Thecnology Co Ltd
Current assignee: Guangzhou Shiyuan Electronics Thecnology Co Ltd
Priority date: 2013-09-17
Filing date: 2013-09-17
Publication date: 2014-02-12
Anticipated expiration: 2023-09-17

Abstract

本实用新型公开了一种显示屏背光电流调节电路，包括：产生脉冲宽度调制信号的背光调节信号源；与所述背光调节信号源连接、并根据所述脉冲宽度调制信号产生背光驱动基准电压的基准电压调节电路；对所述基准电压调节电路进行供电的电源电路；以及，与所述基准电压调节电路连接、并根据所述背光驱动基准电压产生显示屏背光电流的电流检测电路。本实用新型提供的显示屏背光电流调节电路，在电流检测电路不做任何硬件改变的情况下，根据欧姆定理获得所需的显示屏背光电流，具有结构简单、调节灵活、适用范围广、精度高和成本低的优点。

Description

一种显示屏背光电流调节电路

技术领域

本实用新型涉及电子技术领域，尤其涉及一种显示屏背光电流调节电路。

背景技术

显示屏作为一种输入输出设备，将一定的电子文件通过特定的传输设备显示到屏幕上再投射到人眼的显示工具。显示屏可以分为CRT（Cathode Ray Tube，阴极射线管）显示屏、LCD（Liquid Crystal Display，液晶显示器）等多种。

“背光”是存在于显示屏，尤其是液晶显示器（Liquid Crystal Display，LCD）内部的一个光学组件，由光源和必要的光学辅助设备构成。显示屏自身并不发光，但为了清楚地显示出屏幕输出内容，需要一定的背光源来进行图形或字符等的显示。在液晶显示屏中，一般采用发光二极管（Light-Emitting Diode，LED）作为显示屏的背光源，LED背光源由数个LED管组成。一种规格的LED的驱动需要提供相应的恒流驱动电路，以提供大小匹配的恒定电流。

目前，显示屏的各种背光源的背光电流的数值范围差别很大，而传统的显示屏背光电流驱动电路一旦完成硬件设计，其所产生的电流值往往不可调整，由此造成了不同规格的显示屏背光源需要匹配使用不同规格的驱动电路，形成驱动电路品种繁多、零配件复杂的局面，并为显示屏背光源的相关产业增加了成本、库容、采购、管理的困难。

现有技术存在以上缺陷的根本原因在于，其通过直接微调硬件电路设计或布局来实现背光电流的改变，如调节背光电流采样电路中的反馈电阻或采样电阻的电阻值来改变显示屏背光电流的大小，因此，不同的背光电流需要采用电阻值不同的电阻器，其所对应的硬件物料清单（Bill Of Material，BOM）也不一样。且在对不同型号的产品进行加工生产时，每一个型号的产品生产都需要转换生产线，相应的显示屏板卡也无法大批量备料，产品生产周期长、效率低。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是，提供一种显示屏背光电流调节电路，通过提供可调节的背光调节信号源和基准电压调节电路，在不改变电流检测电路，如采样电阻的硬件连接方式或其电阻值的情况下，根据实际应用需要实现对显示屏背光电流大小的实时调节。

为解决以上技术问题，本实用新型提供一种显示屏背光电流调节电路，包括：

产生脉冲宽度调制信号的背光调节信号源；

与所述背光调节信号源连接、并根据所述脉冲宽度调制信号产生背光驱动基准电压的基准电压调节电路；

对所述基准电压调节电路进行供电的电源电路；

以及，与所述基准电压调节电路连接、根据所述背光驱动基准电压确定显示屏背光电流的电流检测电路。

进一步地，所述基准电压调节电路包括：占空比检测电路和设有参考电压的基准电压产生电路；

所述占空比检测电路与所述背光调节信号源连接，用于检测所述背光调节信号源输入的脉冲宽度调制信号的占空比；

所述基准电压产生电路与所述占空比检测电路连接，用于根据所述脉冲宽度调制信号的占空比与所述参考电压产生背光驱动基准电压。

再进一步地，所述基准电压调节电路还包括：与所述基准电压产生电路连接、并滤除所述背光驱动基准电压的干扰信号的第一滤波电路；

以及，维持所述背光驱动基准电压输出稳定的误差放大器；

所述误差放大器的正向输入端与所述第一滤波电路连接，所述误差放大器的反向输入端与所述电流检测电路连接。

更进一步地，所述电流检测电路包括第二滤波电路，以及用于采集显示屏背光电流的采样电阻；

所述第二滤波电路的输入端与所述基准电压调节电路的基准电压输出端连接，所述第二滤波电路的输出端与所述采样电阻的一端连接；所述采样电阻的另一端接地。

优选地，所述基准电压调节电路是型号为SN51的恒流驱动定制芯片。

本实用新型提供的一种显示屏背光电流调节电路，其有益效果是：

通过背光调节信号源为基准电压调节电路提供可变电压信号，基准电压调节电路根据背光调节信号源的实际输入信号控制背光驱动基准电压，从而在电流检测电路不做任何硬件改变的情况下，根据欧姆定理获得所需的显示屏背光电流，因此，本实用新型提供的显示屏背光电流调节电路具有结构简单、调节灵活、精度高和成本低的优点。

附图说明

图1是本实用新型提供的一种显示屏背光电流调节电路的第一实施例的结构示意图；

图2是本实用新型提供的一种显示屏背光电流调节电路的第二实施例的结构示意图；

图3是本实用新型提供的一种显示屏背光电流调节电路的第三实施例的电路原理图；

图4是本实用新型第三实施例提供的恒流驱动定制芯片SN51的部分电路结构图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

参见图1，是本实用新型提供的一种显示屏背光电流调节电路的第一实施例的结构示意图。

在第一实施例中，所述的显示屏背光电流调节电路包括：

产生脉冲宽度调制信号的背光调节信号源101；

与所述背光调节信号源连接、并根据所述脉冲宽度调制信号产生背光驱动基准电压的基准电压调节电路102；

对所述基准电压调节电路进行供电的电源电路103；

以及，与所述基准电压调节电路连接、根据所述背光驱动基准电压确定显示屏背光电流的电流检测电路104。

在本实施例中，背光调节信号源101根据实际应用需要的目标背光电流值，控制产生高频率的脉冲宽度调制（Pulse Width Modulation，PWM）信号，简称为PWM信号。具体实施时，PWM信号的频率范围可为1KHz（千赫兹）~1000KHz。特别地，为了防止在正常工作时，人耳听到PWM信号产生的异常声音，在实际应用中尽量避开人耳听力范围内的信号频率。具体实施时，优选采用25KHz的PWM信号。

在本实施例中，背光调节信号源101可为显示屏驱动板上的微处理器，由该微处理器产生控制基准电压调节电路102所需的PWM信号。

PWM技术是一种对模拟信号电平的数字编码方法，通过使用高分辨率计数器（调制频率）调制方波的占空比，从而实现对一个模拟信号的电平进行编码，获得具有一定占空比的PWM信号。占空比在电子技术领域是指高电平在一个周期之内所占的时间比率。例如，方波的占空比为50%或0.5，说明方波信号的正电平所占时间为0.5个周期。

在本实施例中，基准电压调节电路102接入由背光调节信号源101产生的PWM信号后，产生与该PWM信号相匹配的背光驱动基准电压。具体实施时，基准电压调节电路102内设有参考电压，其在接收到PWM信号后，产生占空比与所述PWM信号相同、电压幅值与所述参考电压相同的背光驱动基准电压。

具体实施时，电源电路103对基准电压调节电路102进行供电时，电源电路103所输出的电源信号由于参杂干扰信号可能具有一定的波纹，在本实施例中，电源信号的波纹越小，基准电压调节电路102所产生的背光调节基准电压精确度越高。

参看图2，是本实用新型提供的一种显示屏背光电流调节电路的第二实施例的结构示意图。

在第二实施例中，显示屏背光电流调节电路的各部分电路构成与连接关系均与第一实施例相同，其中，背光调节信号源101、电源电路103以及电流检测电路的基本电路原理也与第一实施例一致，本实施例不再赘述。本实施例与第一实施例的区别点在于，本实施例给出了基准电压调节电路102的一种具体可实现方式。

作为优选的实施例，具体地，所述基准电压调节电路102包括：占空比检测电路1021和设有参考电压的基准电压产生电路1022。

所述占空比检测电路1021与所述背光调节信号源101连接，用于检测所述背光调节信号源101输入的脉冲宽度调制信号的占空比。

所述基准电压产生电路1022与所述占空比检测电路1021连接，用于根据所述脉冲宽度调制信号的占空比与所述参考电压产生背光驱动基准电压。

具体实施时，所述基准电压调节电路102的基本工作原理是：背光调节信号源101输入的PWM信号的占空比D的大小值被占空比检测电路1021所检测；占空比检测电路1021将占空比D发送至基准电压产生电路1022；基准电压产生电路1022接收到占空比D后，根据其自身所设有的参考电压V₀的幅值大小，产生背光驱动基准电压Vf，其中Vf=D*V₀。因此，基准电压调节电路102的作用是，在接收到背光调节信号源101提供的PWM信号后，由于参考电压V₀为固定值，基准电压调节电路102将产生一个随PWM信号占空比D线性变化的背光驱动基准电压Vf。

在本实施例中，背光调节信号源101可提供一个占空比为0%~100%变化范围内的PWM信号，而基准电压产生电路1022中的参考电压为V₀，因此，背光驱动基准电压的可调节范围为0伏~V₀伏，其中，0伏对应的占空比D为0%， V₀伏对应的占空比D为100%。由于参考电压V₀为固定值，理论上背光驱动基准电压与PWM信号占空比存在线性关系，不同占空比下的背光驱动基准电压Vf可根据上述公式Vf=V₀*D得到。

需要说明的是，随着PWM信号占空比D的减小，背光驱动基准电压的精度会变低。其主要原因是：PWM信号占空比变小后，背光驱动基准电压的占空比也相应减小，而背光驱动基准电压的幅值也随之变小，此时，布线线路的微小电压变化都将会影响到基准的精度。例如，当PWM信号占空比为10%，参考电压幅值为0.4V时，经过公式0.4*D计算出背光驱动基准电压为0.04V，即40mV（毫伏），由于该电压信号很微弱，当受到微小干扰时，如发生1mV的电压偏差，将会导致产生1/40（即2.5%）的误差。因此，在实际应用中，PWM信号的占空比最小值设定在25%左右。

进一步地，在本实施例中，所述基准电压调节电路102还包括：与所述基准电压产生电路1022连接、并滤除所述背光驱动基准电压的干扰信号的第一滤波电路1023。

在本实施例中，所述基准电压调节电路102还包括维持所述背光驱动基准电压输出稳定的误差放大器1024。

所述误差放大器1024的正向输入端与所述第一滤波电路1023连接，所述误差放大器的反向输入端与所述电流检测电路104连接。

具体地，基准电压调节电路102正常工作时，误差放大器1024的正向输入端与反向输入端的电压信号大小相等，且其值为背光驱动基准电压大小。

参看图3，是本实用新型提供的一种显示屏背光电流调节电路的第三实施例的电路原理图。

第三实施例与以上实施例的基本架构相同，其与以上实施例的区别点在于，所述基准电压调节电路是型号为SN51的恒流驱动定制芯片。该恒流驱动定制芯片SN51将以上所述的占空比检测电路、基准电压产生电路、第一滤波电路的部分电路以及误差放大器集成在一起，对电路结构进行简化。因此，本实施例是基于恒流驱动定制芯片SN51进行设计。

参看图4，是本实用新型第三实施例提供的恒流驱动定制芯片SN51的部分电路结构图。

具体地，恒流驱动定制芯片SN51为外置基准电压源的恒流驱动芯片，其特点在于基准电压需要外部供给，接受外部调节信号源的控制。SN51芯片封装有10个引脚，其与传统的恒流驱动芯片的区别点在于，增设引脚5作为调节信号输入端，以及，增设引脚6作为误差放大器的基准电压滤波端。因此，芯片SN51内部虽然具有参考电压V₀，但该参考电压V₀接受引脚5所接入的PWM信号控制，也即受到PWM信号占空比（0~1）的影响，从而使得芯片SN51的基准电压可在0伏~V₀伏之间进行调节，而不需对硬件电路做任何改变。

在本实施例中，所述电流检测电路104包括第二滤波电路，以及用于采集显示屏背光电流的采样电阻R3。

所述第二滤波电路的输入端与所述基准电压调节电路102的基准电压反馈端（引脚7）连接，所述第二滤波电路的输出端FB与所述采样电阻R3的一端连接；所述采样电阻R3的另一端接地。

进一步地，所述电源电路103还包括用于去除电源信号的干扰信号的第三滤波电路。

优选地，所述第一滤波电路、所述第二滤波电路和第三滤波电路均为阻容滤波电路。

其中，第一滤波电路由电阻器R5和电容器C1组成，具体实施时，电容器C1可外置在芯片SN51外部。电容器C1连接在误差放大器1024的正向输入端，与电阻器R5所组成的第一滤波电路对基准电压产生电路1022产生的背光驱动基准电压进行滤波，减少基准电压的纹波，以提高基准电压的精度。为稳定基准电压产生电路1022输出的基准电压，电容器C1与电阻器R5的乘积需要足够大。通常，由于当电阻器的单位是欧姆（Ω），电容器的单位是法（F）时，乘积R*C的单位为秒（s），则，乘积C1*R5是背光驱动基准电压Vf的周期（当背光调节信号源输入的PWM信号频率为25KHz时，背光驱动基准电压Vf的频率也为25KHz）的十倍以上时，芯片SN51输出的背光驱动基准电压Vf较为稳定。

芯片SN51正常工作时，引脚6与引脚7的电压值（即背光驱动基准电压Vf的幅值）相等。

在本实施例中，芯片SN51的引脚7连接有由电阻器R2和电容器C2组成的第二滤波电路。具体实施时，主功率回路作为显示屏背光电流调节电路的外围电路，其通过电流检测电路中的采样电阻的与芯片SN51连接。在电路通电工作过程中，主功率回路将会对反馈端FB产生杂讯，通过引脚7对引脚6的背光驱动基准电压产生干扰。因此，需要设置第二滤波电路对引脚7输入的信号进行滤波。第三滤波电路由电阻器R4与电容器C3组成，以对电源电路103输入的电源信号的纹波进行过滤。在本实施例中，电容器C3的电容值对芯片SN51输出的背光驱动基准电压Vf有着一定的关系：电容器C3的电容值越大，电源信号中的干扰信号越小，当其供电给芯片SN51内部的占空比检测电路时，使得生成的背光驱动基准电压Vf的线性度越好，因此，背光驱动基准电压Vf的精确性越高。在实际应用时，电容器C3通常选择用22μf（微法）以上的电容器，这时的背光驱动基准电压Vf线性度较好，在PWM信号占空比大于30%时，基准电压Vf的精度可以达到1%。

在本实施例中，根据欧姆定理，背光电流的大小值近似为背光驱动基准电压Vf与电流检测电路104中的采样电阻R3的商，即背光电流I=Vf/R3。在本实施例中，可将获得的背光电流I输出至显示屏驱动板上的主功率回路，以对主功率回路进行调光等控制。因此，本实施例可通过调节背光驱动基准电压，来实现背光电流的调节，而无需对电路中的任何电子元件（包括采样电阻R3）或线路布局进行任何改动。

本实用新型提供的显示屏背光电流调节电路，当需要对背光电流进行灵活调整时，可通过背光调节信号源为基准电压调节电路提供可变电压信号，以生成所需要的目标基准电压值，从而在电流检测电路不做任何硬件改变的情况下，根据欧姆定理获得所需的显示屏背光电流，因此，本实用新型提供的显示屏背光电流调节电路具有结构简单、调节灵活、适用范围广、精度高和成本低的优点。

以上所述是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本实用新型的保护范围。

Claims

1.一种显示屏背光电流调节电路，其特征在于，包括：

产生脉冲宽度调制信号的背光调节信号源；

对所述基准电压调节电路进行供电的电源电路；

2.如权利要求1所述的显示屏背光电流调节电路，其特征在于，所述基准电压调节电路包括：占空比检测电路和设有参考电压的基准电压产生电路；

3.如权利要求2所述的显示屏背光电流调节电路，其特征在于，所述基准电压调节电路还包括：与所述基准电压产生电路连接、并滤除所述背光驱动基准电压的干扰信号的第一滤波电路。

4.如权利要求3所述的显示屏背光电流调节电路，其特征在于，所述基准电压调节电路还包括维持所述背光驱动基准电压输出稳定的误差放大器；

5.如权利要求1~4任一项所述的显示屏背光电流调节电路，其特征在于，所述电流检测电路包括第二滤波电路，以及用于采集显示屏背光电流的采样电阻；

6.如权利要求5所述的显示屏背光电流调节电路，其特征在于，所述电源电路还包括用于去除电源信号的干扰信号的第三滤波电路。

7.如权利要求6所述的显示屏背光电流调节电路，其特征在于，所述第一滤波电路、所述第二滤波电路和第三滤波电路均为阻容滤波电路。

8.如权利要求7所述的显示屏背光电流调节电路，其特征在于，所述基准电压调节电路是型号为SN51的恒流驱动定制芯片。