CN210984237U - Pwm转换电路和背光驱动电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型实施例公开了一种PWM转换电路和背光驱动电路。该PWM转换电路包括：电容，所述电容的第一端接收基准信号；运算放大器，所述运算放大器的同相输入端接收参考电压，反相输入端与所述电容的第二端连接以接收基准信号，输出端提供中间信号；充放电路径，连接在所述电容的第二端和所述运算放大器的输出端之间，所述充放电路径包括电位器，通过所述电位器调节充电时间和放电时间的比例，从而调节所述基准信号的占空比，以产生所述中间信号；幅值调节模块，与所述运算放大器的输出端连接，接收中间信号并调节中间信号的幅值产生第一PWM信号。本实用新型用于实现背光源的分区域调光，可以节省印制电路板的空间。

Description

PWM转换电路和背光驱动电路

技术领域

本实用新型涉及显示器技术领域，特别涉及一种PWM转换电路和背光驱动电路。

背景技术

在目前采用LED作为背光源的电子设备(如LED显示器、LED电视)中，为了实现对LED背光源的调节，电子设备中的主控板所输出的背光调节电压是一个线性变化的直流电压，但有些电子设备中的背光驱动是无法兼容线性直流调光方式(即采用线性调节直流电压的方式对LED电流进行调节)，其只能采用PWM调光方式(即采用脉宽调制信号控制功率场效应管对LED电流进行调节)对LED负载进行亮度调节。

为了实现分区域调光，通过单片机和LED的驱动集成芯片以及其他电路所组成的电路，来产生不同占空比和不同幅值的PWM信号，调节背光亮度。由于运用的元件较多，使得印制电路板空间及成本方面的提高。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种PWM转换电路，通过调节PWM信号的占空比，产生不同的PWM信号波形实现分区域调光，以解决现有技术中的问题。

根据本实用新型提供一种PWM转换电路，该转换电路包括：电容，所述电容的第一端接收基准信号；运算放大器，所述运算放大器反相输入端与所述电容的第二端连接以接收基准信号，输出端提供中间信号；充放电路径，连接在所述电容的第二端和所述运算放大器的输出端之间，所述充放电路径包括电位器，通过所述电位器调节充电时间和放电时间的比例，从而调节所述基准信号的占空比，以产生所述中间信号；以及，幅值调节模块，与所述运算放大器的输出端连接，接收中间信号并调节中间信号的幅值产生第一PWM信号。

优选地，所述充放电路径还包括：第一电阻，所述第一电阻的第一端连接所述电容；第一二极管，所述第一二极管的正极连接所述第一电阻的第二端，所述第一二极管的负极连接所述电位器的第一端；第二二极管，所述第二二极管的负极连接所述第一电阻的第二端，第二二极管的正极连接所述电位器的第二端。

优选地，所述充放电路径利用所述第一二极管和所述第二二极管的单向导电性引导电流流经不同的通路。

优选地，所述电容通过所述电位器、所述第二二极管和所述第一电阻进行充电；所述电容通过所述第一电阻、所述第一二极管和所述电位器进行放电。

优选地，所述PWM转换电路还包括分压模块，所述分压模块包括：第三电阻，所述第三电阻的第一端与所述运算放大器的输出端连接，所述第三电阻的第二端与所述运算放大器的同相输入端连接；第四电阻，所述第四电阻的第一端与所述第三电阻的第二端连接，所述第四电阻的第二端接地。

优选地，所述运算放大器的输出电压经所述第三电阻和所述第四电阻分压作为采样电压输入到运算放大器的同相输入端。

优选地，所述PWM转换电路还包括：第一限幅稳压管，所述第一限幅稳压管的正极连接所述运算放大器的输出端；第二限幅稳压管，所述第二限幅稳压管的负极连接所述第一限幅稳压管的负极，所述第二限幅稳压管的正极接地。

优选地，所述运算放大器的输出端连接第五电阻的第一端，输出中间信号。

优选地，所述幅值调节模块包括：第六电阻，所述第六电阻的第一端和所述第五电阻的第二端连接；比较器，所述比较器的同相输入端连接所述第六电阻的第二端，接收所述中间信号，输出端输出第三PWM信号；第七电阻，所述第七电阻的第一端连接参考电压，所述第七电阻的第二端连接比较器的反相输入端；第八电阻，所述第八电阻的第一端连接电源电压，所述第八电阻的第二端连接所述比较器的输出端。

根据本实用新型的背光驱动电路，用于向显示面板不同区域的光源提供驱动电流，包括：多个PWM转换电路，所述多个PWM转换电路连接至公共的输入端以接收基准信号并产生占空比和/或幅值不同的多个PWM输出信号，所述PWM输出信号包括所述第一PWM信号，其中，所述显示面板不同区域的光源分别根据所述多个PWM输出信号进行调光，从而在所述显示面板不同区域产生不同的背光亮度。

本实用新型的PWM转换电路提供所述基准信号，通过所述充放电路径中的所述电位器调节所述电容的充电时间和放电时间改变所述基准信号占空比，得到所述中间信号；将所述中间信号输入到所述幅值调节模块，所述中间信号的幅值将会改变，得到所述第一PWM信号。本实用新型的背光驱动电路将基准信号转换成占空比和/或幅值不同的PWM输出信号，或者采用单个基准信号，产生一个或多个占空比和/或幅值不同的PWM输出信号。根据多个PWM输出信号控制显示面板不同区域的光源，从而控制显示面板不同区域的背光亮度。通过本实用新型可以将分区域调光电路集成在某个集成芯片中减少集成芯片的数量架构，降低成本以及印制电路板的空间。

附图说明

通过以下参照附图对本实用新型实施例的描述，本实用新型的上述以及其他目的、特征和优点将更为清楚。

图1示出根据本实用新型实施例的PWM转换电路的一种示意性电路图。

图2示出根据本实用新型实施例的PWM转换电路的各个模块示意性框图。

图3示出根据本实用新型实施例的PWM转换电路另一种示意性电路图。

图4a和图4b示出根据图3所示示意性电路图仿真产生的波形图。

图5示出根据本实用新型实施例的显示面板的背光板结构图。

图6示出根据本实用新型实施例的背光驱动电路的示意性框图。

具体实施方式

以下基于实施例对本实用新型进行描述，但是本实用新型并不仅仅限于这些实施例。在下文对本实用新型的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。对本领域技术人员来说没有这些细节部分的描述也可以完全理解本实用新型。为了避免混淆本实用新型的实质，公知的方法、过程、流程、元件和电路并没有详细叙述。

应当理解，当称元件“耦接到”或“连接到”另一元件时，它可以是直接耦接或连接到另一元件或者可以存在中间元件，元件之间的连接可以是物理上的、逻辑上的、或者其结合。相反，当称元件“直接耦接

到”或“直接连接到”另一元件时，意味着两者不存在中间元件。除非上下文明确要求，否则整个说明书和权利要求书中的“包括”、“包含”等类似词语应当解释为包含的含义而不是排他或穷举的含义；也就是说，是“包括但不限于”的含义。术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

图1示出根据本实用新型实施例的PWM转换电路的一种示意性电路图。

在本实施例中提供基准信号PWMI，通过电容C1与运算放大器U1相连输出至运算放大器U1中。用于产生第一PWM信号PWM1的PWM电路包括：中间信号S1产生电路120和幅值调节模块123。中间信号S1产生电路120包括：电容C1、运算放大器U1、充放电路径121。

其中，电容C1的第一端接收基准信号PWMI。运算放大器U1反相输入端与电容C1的第二端连接以接收基准信号PWMI，输出端连接电阻R5的第一端，输出中间信号S1。

充放电路径121包括：电阻R1、二极管D1、二极管D2和电位器R2，电阻R1的第一端连接电容C1的第二端；二极管D1的正极连接电阻R1的第二端；二极管D2的负极连接二极管D1的正极；电位器R2的第一端连接二极管D1的负极，电位器R2的第二端连接二极管D2的正极，电位器R2的调节端连接运算放大器U1的输出端。

中间信号S1产生电路120还包括：分压模块122，分压模块122包括：电阻R3和电阻R4，电阻R3的第一端与运算放大器U1的输出端连接，电阻R3的第二端与运算放大器U1的同相输入端连接；电阻R4的第一端与电阻R3的第二端连接，电阻R4的第二端接地。运算放大器U1的输出电压经电阻R3和电阻R4分压作为采样电压输入到运算放大器U1的同相输入端。

中间信号S1产生电路120还包括：限幅稳压管D3和限幅稳压管D4，限幅稳压管D3的正极连接运算放大器U1的输出端；限幅稳压管D4的负极连接限幅稳压管D3的负极，限幅稳压管D4的正极接地。

幅值调节模块123包括：电阻R6，比较器U2，电阻R7和电阻R8，电阻R6的第一端和电阻R5的第二端连接；比较器U2的同相输入端连接电阻R6的第二端，接收中间信号S1，输出端输出第一PWM信号PWM1；电阻R7的第一端连接参考电压，电阻R7的第二端连接比较器U2的反相输入端；电阻R8的第一端与电源电压连接，电阻R8的第二端连接比较器U2的输出端。

图2示出根据本实用新型实施例的PWM转换电路的各个模块示意性框图。

如图2所示，提供基准信号PWMI，经过电容C1发生耦合，再输入到充放电路径，充放电路径通过电位器R2控制基准信号PWMI波形的占空比，利用二极管的单向导通性引导电流流经不同的通路，调节充电时间和放电时间，通过运算放大器U1输出中间信号S1，中间信号S1输入到幅值调节模块，通过比较器U2输出第一PWM信号PWM1。

图3示出根据本实用新型实施例的PWM转换电路另一种示意性电路图。

如图3所示，提供基准信号PWMI，通过本实施例的PWM转换电路产生不同的PWM信号。

该PWM转换电路包括中间信号S1产生电路120、第一PWM信号PWM1产生模块123，中间信号S2产生电路120'以及第二PWM信号PWM2产生模块123'。

中间信号S1是对基准信号PWMI进行占空比调节后的信号；第一PWM信号PWM1是对中间信号S1进行幅值调节后的信号；中间信号S2是对基准信号PWMI进行占空比调节后的信号；第二PWM信号PWM2是对中间信号S2进行幅值调节后的信号；图3所示的示意性电路图中提供了两个本实用新型的PWM转换电路，在实际应用中，可以根据需要提供PWM转换电路的数量产生对应的PWM信号。

在本实施例中，中间信号S1产生电路120包括：电容C1、运算放大器U1、充放电路径121。

其中，电容C1的第一端接收基准信号PWMI。运算放大器U1反相输入端与电容C1的第二端连接以接收基准信号PWMI，输出端连接电阻R5的第一端，输出中间信号S1。

充放电路径121包括：电阻R1、二极管D1、二极管D2和电位器R2，电阻R1的第一端连接电容C1的第二端；二极管D1的正极连接电阻R1的第二端；二极管D2的负极连接二极管D1的正极；电位器R2的第一端连接二极管D1的负极，电位器R2的第二端连接二极管D2的正极，电位器R2的调节端连接运算放大器U1的输出端。

中间信号S1产生电路120还包括：分压模块122，分压模块122包括：电阻R3和电阻R4，电阻R3的第一端与运算放大器U1的输出端连接，电阻R3的第二端与运算放大器U1的同相输入端连接；电阻R4的第一端与电阻R3的第二端连接，电阻R4的第二端接地。运算放大器U1的输出电压经电阻R3和电阻R4分压作为采样电压输入到运算放大器U1的同相输入端。

中间信号S1产生电路120还包括：限幅稳压管D3和限幅稳压管D4，限幅稳压管D3的正极连接运算放大器U1的输出端；限幅稳压管D4的负极连接限幅稳压管D3的负极，限幅稳压管D4的正极接地。

在本实施例中用于产生第一PWM信号PWM1的模块为幅值调节模块123，包括：电阻R6，比较器U2，电阻R7和和电阻R8，电阻R6的第一端和电阻R5的第二端连接；比较器U2的同相输入端连接电阻R6的第二端，接收中间信号S1，输出端输出第一PWM信号PWM1；电阻R7的第一端连接参考电压，电阻R7的第二端连接比较器U2的反相输入端；电阻R8的第一端连接电源电压，电阻R8的第二端连接比较器U2的输出端。

在本实施例中，中间信号S2产生电路120'包括：电容C2、运算放大器U3、充放电路径121'。

其中，电容C2的第一端接收基准信号PWMI；运算放大器U3的反相输入端与电容C2第二端连接以接收基准信号PWMI，输出端连接电阻R13的第一端，输出中间信号S2。

充放电路径121'包括：电阻R9，二极管D5，二极管D6和电位器R10，电阻R9的第一端连接电容C2的第二端；二极管D5的正极连接电阻R9的第二端；二极管D6的负极连接二极管D5的正极；电位器R10的第一端连接二极管D5的负极，电位器R10的第二端连接二极管D6的正极，电位器R10的调节端连接运算放大器U3的输出端。

中间信号S2产生电路120'还包括：分压模块122'，分压模块122'包括：电阻R11和电阻R12，电阻R11的第一端与运算放大器U3的输出端连接，电阻R11的第二端与运算放大器U3的同相输入端连接；电阻R12的第一端与电阻R11的第二端连接，电阻R12的第二端接地。运算放大器U3的输出电压经电阻R11和电阻R12分压作为采样电压输入到运算放大器U3的同相输入端。

中间信号S2产生电路120'还包括：限幅稳压管D7和限幅稳压管D8，限幅稳压管D7的正极连接运算放大器U3的输出端；限幅稳压管D8的负极连接限幅稳压管D7的负极，限幅稳压管D8的正极接地。

在本实施例中用于产生第二PWM信号PWM2的模块为幅值调节模块123'，包括：电阻R14，比较器U4，电阻R15和电阻R16，电阻R14的第一端和电阻R13的第二端连接；比较器U4的同相输入端连接电阻R14的第二端，接收第四PWM信号，输出端输出第二PWM信号PWM2；电阻R15的第一端连接参考电压，电阻R15的第二端连接比较器U4的反相输入端；电阻R16的第一端连接电源电压，电阻R16的第二端连接比较器U4的输出端。

在本实施例中，给出了两个PWM转换电路，两个PWM转换电路接收相同的基准信号PWMI，并分别据此产生了第一PWM信号PWM1和第二PWM信号PWM2，在其他实施例中，还可以将多个PWM转换电路连接在同一个输出端，用于根据同一个输入信号(基准信号PWMI)产生多个不同的PWM输出信号，从而实现不同区域的背光调节。

将比较器U2和比较器U4的输出端连接在示波器上可以观察第一PWM信号PWM1和第二PWM信号PWM2的波形图。

图4a和图4b示出根据图3所示示意性电路图仿真产生的波形图。

如图4a所示，提供一个占空比为99％的基准信号PWMI，经过两个PWM转换电路改变基准信号PWMI的占空比和幅值，产生两个PWM输出信号波形(如图中示出的第一PWM信号PWM1和第二PWM信号PWM2)。

如图4b所示，提供一个占空比为1％的基准信号PWMI，经过两个PWM转换电路改变基准信号PWMI的占空比和幅值，产生两个PWM输出信号波形(如图中示出的第一PWM信号PWM1和第二PWM信号PWM2)。

图5示出根据本实用新型实施例的显示面板的背光板结构图。

如图5所示，该显示面板的背光板101被分为多个区域，包括：区域S1，区域S2……区域Sn，显示面板的背光板上均匀分布着背光源102。

应当说明的是图5只是示意性的说明显示面板的背光板结构图，在实际应用中可以根据需要划分区域的数量和形状。

图6示出根据本实用新型实施例的背光驱动电路的示意性框图。

如图6所示，该背光驱动电路包括：PWM转换模块100，PWM转换模块100包括PWM转换电路S01，PWM转换电路S02……PWM转换电路S0n，PWM转换电路S01，PWM转换电路S02……PWM转换电路S0n连接至公共的输入端以接收基准信号PWMI并产生占空比和/或幅值不同的多个PWM输出信号，多个PWM输出信号即图中示出的PWM1、PWM2……PWMn，将产生的多个PWM输出信号分别用于控制显示面板的背光板上区域S1，区域S2……区域Sn背光亮度。

通过实验可知，本实施例的PWM转换电路可以对PWM信号占空比和/或幅值调节，将所述PWM转换电路调节的PWM信号用于控制显示面板的背光板上不同区域的背光源亮度，实现了背光源分区域调光。将该PWM转换电路或上述的背光驱动电路集成在显示装置的某一个集成芯片中，可以节省集成芯片的数量，并节省印刷电路板的占用空间。

最后应说明的是：依照本实用新型的实施例如上文所述，这些实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该实用新型仅为所述的具体实施例。显然，根据以上描述，可作很多的修改和变化。凡在本实用新型的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。本说明书选取并具体描述本实施例，是为了更好地解释本实用新型的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地利用本实用新型以及在本实用新型基础上的修改使用。

Claims (10)

1.一种PWM转换电路，其特征在于，包括：

电容，所述电容的第一端接收基准信号；

运算放大器，所述运算放大器反相输入端与所述电容的第二端连接以接收基准信号，输出端提供中间信号；

充放电路径，连接在所述电容的第二端和所述运算放大器的输出端之间，所述充放电路径包括电位器，通过所述电位器调节充电时间和放电时间的比例，从而调节所述基准信号的占空比，以产生所述中间信号；以及，

幅值调节模块，与所述运算放大器的输出端连接，接收中间信号并调节中间信号的幅值产生第一PWM信号。

2.根据权利要求1所述的PWM转换电路，其特征在于，所述充放电路径还包括：

第一电阻，所述第一电阻的第一端连接所述电容的第二端；

第一二极管，所述第一二极管的正极连接所述第一电阻的第二端，所述第一二极管的负极连接所述电位器的第一端；

第二二极管，所述第二二极管的负极连接所述第一电阻的第二端，所述第二二极管的正极连接所述电位器的第二端。

3.根据权利要求2所述的PWM转换电路，其特征在于，所述充放电路径利用所述第一二极管和所述第二二极管的单向导电性引导电流流经不同的通路。

4.根据权利要求3所述的PWM转换电路，其特征在于，所述电容通过所述电位器、所述第二二极管和所述第一电阻进行充电；所述电容通过所述第一电阻、所述第一二极管和所述电位器进行放电。

5.根据权利要求1所述的PWM转换电路，其特征在于，所述PWM转换电路还包括分压模块，所述分压模块包括：

第三电阻，所述第三电阻的第一端与所述运算放大器的输出端连接，所述第三电阻的第二端与所述运算放大器的同相输入端连接；

第四电阻，所述第四电阻的第一端与所述第三电阻的第二端连接，所述第四电阻的第二端接地。

6.根据权利要求5所述的PWM转换电路，其特征在于，所述运算放大器的输出电压经所述第三电阻和所述第四电阻分压作为采样电压输入到运算放大器的同相输入端。

7.根据权利要求1所述的PWM转换电路，其特征在于，所述PWM转换电路还包括：

第一限幅稳压管，所述第一限幅稳压管的正极连接所述运算放大器的输出端；

第二限幅稳压管，所述第二限幅稳压管的负极连接所述第一限幅稳压管的负极，所述第二限幅稳压管的正极接地。

8.根据权利要求1所述的PWM转换电路，其特征在于，所述运算放大器的输出端连接第五电阻的第一端，输出中间信号。

9.根据权利要求8所述的PWM转换电路，其特征在于，所述幅值调节模块包括：

第六电阻，所述第六电阻的第一端和所述第五电阻的第二端连接；

比较器，所述比较器的同相输入端连接所述第六电阻的第二端，接收所述中间信号，输出端输出第一PWM信号；

第七电阻，所述第七电阻的第一端连接参考电压，所述第七电阻的第二端连接所述比较器的反相输入端；

第八电阻，所述第八电阻的第一端与电源电压连接，所述第八电阻的第二端连接所述比较器的输出端。

10.一种背光驱动电路，用于向显示面板不同区域的光源提供驱动电流，包括：

多个根据权利要求1至9中任一项所述的PWM转换电路，所述多个PWM转换电路连接至公共的输入端以接收基准信号并产生占空比和/或幅值不同的多个PWM输出信号，所述PWM输出信号包括所述第一PWM信号，

其中，所述显示面板不同区域的光源分别根据所述多个PWM信号进行调光，从而在所述不同区域产生不同的背光源亮度。

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