CN208208306U - 背光亮度随环境变化的电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了背光亮度随环境变化的电路，包括亮度传感器设置在仪表盘后端，对周围的环境亮度进行检测，并同时采集亮度信息，将采集的亮度信息发送至信号收集滤波电路中，通过信号收集滤波电路进行滤波，信号收集滤波电路进行滤波后将信号发送至AD模数转换器，将采集的模拟信号转变成为数字信号后输出至单片机中，单片机根据AD模数转换器输入的亮度数字信号，通过PWM脉宽变换输出单元将输出指令发送至LED背光电路中，控制LED背光电路电流，对亮度进行调节。目前进行的背光随亮度变换的电路，通常都是进行模数转换以后，将模拟信号转变为数字信号后，并将数字信号转化成为电信号后，通过控制电信号改变，继而改变LED的亮度。

Description

背光亮度随环境变化的电路

技术领域

本实用新型涉及一种亮度变化电路，具体涉及背光亮度随环境变化的电路。

背景技术

LED照明是近年来快速兴起发展的一种新型光源，它的许多良好特点使得它的应用面越来越广。LED的单向导电特性使LED必须配备LED驱动电路才能工作，LED驱动电路是一种专为LED供电的特种电路，需具有简单的电路结构、较小的占用体积，以及较高的转换效率。现有的LED驱动电路按驱动方式可以分为两大类：一种是恒流式驱动电路，另一种是稳压式驱动电路。稳压驱动电路在确定各项参数后，输出的是固定电压，但输出的电流却会随着负载的增减而变化，而且整流后的电压变化会影响LED的亮度；另外，LED工作时温度会升高，随着LED温度的升高，LED的内阻会减小，从而会造成LED工作电流升高，当超过其额定工作电流后，会影响LED产品的使用寿命，严重的会将LED烧坏。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是普通的液晶仪表背光亮度一成不变，会增加液晶仪表设备的耗能以及发热问题，目的在于提供背光亮度随环境变化的电路，解决上述的问题。

本实用新型通过下述技术方案实现：

背光亮度随环境变化的电路，包括亮度传感器设置在仪表盘后端，对周围的环境亮度进行检测，并同时采集亮度信息，将采集的亮度信息发送至信号收集滤波电路中，通过信号收集滤波电路进行滤波，信号收集滤波电路进行滤波后将信号发送至AD模数转换器，将采集的模拟信号转变成为数字信号后输出至单片机中，单片机根据AD模数转换器输入的亮度数字信号，通过PWM脉宽变换输出单元将输出指令发送至LED背光电路中，控制LED背光电路电流，对亮度进行调节。目前进行的背光随亮度变换的电路，通常都是进行模数转换以后，将模拟信号转变为数字信号后，并将数字信号转化成为电信号后，通过控制电信号改变，继而改变LED的亮度。而这样做，第一，采集的数据无法准确反映周围的光亮度变化，在快速且频繁的转换中，很容易让AD模数转换器产生故障，不利于长久使用。本申请文件在亮度传感器后端设置有一个滤波电路，通过滤波电路进行抗干扰处理后，能够避免在快速频繁周围亮度转换时，影响到AD模数转换器的使用，并且能够让AD模数转换器得到的模拟信号更为精准，在输出的数字信号时，其输出数据精度也会提高，避免了无用的耗能问题。

而第二个，就是单片机进行处理时，仅将数字信号进行处理后，转变成为电信号输出，这样做也是很简单粗暴，虽然结构简单，节约成本，但是设备的发热问题并没有得到改善，本技术中，采用的PWM脉宽变换输出模块对从单片机中输入的电信号进行控制，通过PWM的特殊特性，使其根据占空比不同，其输出的脉冲信号时间随之进行改变。占空比比例越高，脉冲信号的发送时间越长，其输出的脉冲信号会控制LED背光电路进行亮度改变。

进一步地，所述亮度传感器采用光敏二极管、光敏三极管或光敏电阻中任意一种。三种光敏元件都是可以对环境亮度进行检测的，能够准确采集光信号，并进行滤波后向AD模数转换器进行输入，进行模数转化。光敏二极管是将光信号变成电信号的半导体器件，无光照时，有很小的饱和反向漏电流，即暗电流，此时光敏二极管截止。当受到光照时,饱和反向漏电流大大增加，形成光电流,它随入射光强度的变化而变化。

进一步地，所述AD模数转换器将亮度信号转换成数字信号后输出至单片机中，单片机将数字信号解码后，根据数字信号通过PWM脉宽变换输出单元对应输出电信号控制LED背光电路。AD模数转换器是将亮度传感器采集的模拟信号通过模数转换的方式转变成为数字信号，该数字信号能够通过单片进行解码，解码后单片机会根据数字信号的数据，进行电信号的输出，其输出采用的PWM脉宽变换输出单元进行输出，这样能够通过对占空比的设置，调节输出电信号的脉冲时间，对输出的电信号进行控制。

进一步地，所述PWM脉宽变换输出单元中的PWM占空比至少为50％。其占空比至少为50％是要求至少有在输出时有一半的脉冲信号输出，否则，其LED背光的光亮改变比较小，并且不明显，其光亮明暗转换过大，会造成闪烁的效果。所以其占空比至少达到50％以上，这样其输出脉冲时间在一个周期内能够保证50％以上的输出量，能够保证亮度变化效果，并且避免发热情况，还能够有效降低能耗。

所述亮度传感器检测的亮度在0～100lx，输出电压范围为0～5V。

本实用新型与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

1、本实用新型背光亮度随环境变化的电路，采用滤波电路对前端采集的周围亮度环境进行滤波，保证模拟信号输入时的准确；

2、本实用新型背光亮度随环境变化的电路，采用占空比50％以上的PWM脉冲变换输出单元，能够有效降低能耗，避免发热情况；

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本实用新型实施例的限定。在附图中：

图1为本实用新型系统流程图。

图2为本实用新型电源电路图。

图3为本实用新型滤波电路及PWM控制电路图。

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，下面结合实施例和附图，对本实用新型作进一步的详细说明，本实用新型的示意性实施方式及其说明仅用于解释本实用新型，并不作为对本实用新型的限定。

实施例

如图1～3所示，本实用新型背光亮度随环境变化的电路，背光亮度随环境变化的电路，包括亮度传感器设置在仪表盘后端，对周围的环境亮度进行检测，并同时采集亮度信息，将采集的亮度信息发送至信号收集滤波电路中，通过信号收集滤波电路进行滤波，信号收集滤波电路进行滤波后将信号发送至AD模数转换器，将采集的模拟信号转变成为数字信号后输出至单片机中，单片机根据AD模数转换器输入的亮度数字信号，通过PWM脉宽变换输出单元将输出指令发送至LED背光电路中，控制LED背光电路电流，对亮度进行调节。目前进行的背光随亮度变换的电路，通常都是进行模数转换以后，将模拟信号转变为数字信号后，并将数字信号转化成为电信号后，通过控制电信号改变，继而改变LED的亮度。而这样做，第一，采集的数据无法准确反映周围的光亮度变化，在快速且频繁的转换中，很容易让AD模数转换器产生故障，不利于长久使用。本申请文件在亮度传感器后端设置有一个滤波电路，通过滤波电路进行抗干扰处理后，能够避免在快速频繁周围亮度转换时，影响到AD模数转换器的使用，并且能够让AD模数转换器得到的模拟信号更为精准，在输出的数字信号时，其输出数据精度也会提高，避免了无用的耗能问题。

而第二个，就是单片机进行处理时，仅将数字信号进行处理后，转变成为电信号输出，这样做也是很简单粗暴，虽然结构简单，节约成本，但是设备的发热问题并没有得到改善，本技术中，采用的PWM脉宽变换输出模块对从单片机中输入的电信号进行控制，通过PWM的特殊特性，使其根据占空比不同，其输出的脉冲信号时间随之进行改变。占空比比例越高，脉冲信号的发送时间越长，其输出的脉冲信号会控制LED背光电路进行亮度改变。

进一步地，所述亮度传感器采用光敏二极管、光敏三极管或光敏电阻中任意一种。三种光敏元件都是可以对环境亮度进行检测的，能够准确采集光信号，并进行滤波后向AD模数转换器进行输入，进行模数转化。光敏二极管是将光信号变成电信号的半导体器件，无光照时，有很小的饱和反向漏电流，即暗电流，此时光敏二极管截止。当受到光照时,饱和反向漏电流大大增加，形成光电流,它随入射光强度的变化而变化。而采用的光敏三极管是当具有光敏特性的PN结受到光辐射时，形成光电流，由此产生的光生电流由基极进入发射极，从而在集电极回路中得到一个放大了相当于β倍的信号电流。不同材料制成的光敏三极管具有不同的光谱特性，与光敏二极管相比，具有很大的光电流放大作用，即很高的灵敏度。

光敏电阻的工作原理是基于内光电效应。在半导体光敏材料两端装上电极引线，将其封装在带有透明窗的管壳里就构成光敏电阻，为了增加灵敏度，两电极常做成梳状。用于制造光敏电阻的材料主要是金属的硫化物、硒化物和碲化物等半导体。通常采用涂敷、喷涂、烧结等方法在绝缘衬底上制作很薄的光敏电阻体及梳状欧姆电极，接出引线，封装在具有透光镜的密封壳体内，以免受潮影响其灵敏度。

所述AD模数转换器将亮度信号转换成数字信号后输出至单片机中，单片机将数字信号解码后，根据数字信号通过PWM脉宽变换输出单元对应输出电信号控制LED背光电路。AD模数转换器是将亮度传感器采集的模拟信号通过模数转换的方式转变成为数字信号，该数字信号能够通过单片进行解码，解码后单片机会根据数字信号的数据，进行电信号的输出，其输出采用的PWM脉宽变换输出单元进行输出，这样能够通过对占空比的设置，调节输出电信号的脉冲时间，对输出的电信号进行控制。

所述PWM脉宽变换输出单元中的PWM占空比至少为50％。所述亮度传感器检测的亮度在0～100lx，输出电压范围为0～5V。其占空比至少为50％是要求至少有在输出时有一半的脉冲信号输出，否则，其LED背光的光亮改变比较小，并且不明显，其光亮明暗转换过大，会造成闪烁的效果。所以其占空比至少达到50％以上，这样其输出脉冲时间在一个周期内能够保证50％以上的输出量，能够保证亮度变化效果，并且避免发热情况，还能够有效降低能耗。

以上所述的具体实施方式，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方式而已，并不用于限定本实用新型的保护范围，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 (5)

1.背光亮度随环境变化的电路，其特征在于，包括亮度传感器设置在仪表盘后端，对周围的环境亮度进行检测，并同时采集亮度信息，将采集的亮度信息发送至信号收集滤波电路中，通过信号收集滤波电路进行滤波，信号收集滤波电路进行滤波后将信号发送至AD模数转换器，将采集的模拟信号转变成为数字信号后输出至单片机中，单片机根据AD模数转换器输入的亮度数字信号，通过PWM脉宽变换输出单元将输出指令发送至LED背光电路中，控制LED背光电路电流，对亮度进行调节。

2.根据权利要求1所述的背光亮度随环境变化的电路，其特征在于，所述亮度传感器采用光敏二极管、光敏三极管或光敏电阻中任意一种。

3.根据权利要求1所述的背光亮度随环境变化的电路，其特征在于，所述AD模数转换器将亮度信号转换成数字信号后输出至单片机中，单片机将数字信号解码后，根据数字信号通过PWM脉宽变换输出单元对应输出电信号控制LED背光电路。

4.根据权利要求1所述的背光亮度随环境变化的电路，其特征在于，所述PWM脉宽变换输出单元中的PWM占空比至少为50％。

5.根据权利要求1所述的背光亮度随环境变化的电路，其特征在于，所述亮度传感器检测的亮度在0～100lx，输出电压范围为0～5V。