CN216980096U - 一种液晶屏快速调光电路和液晶屏背光装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种液晶屏快速调光电路和液晶屏背光装置，微处理器、大电流恒流器和白灯组的连接结构形成白灯组控制回路，对白灯组进行电压控制，以调节亮度；微处理器、小电流恒流器、开关电路和彩灯组的连接结构，形成彩灯组控制回路；小电流恒流器和开关电路的输出端分别连接到彩灯组；彩灯组控制回路用于对彩灯组进行电压控制，以对彩灯组进行亮度调节，并对彩灯组的电流控制，以对彩灯组进行色温、色坐标、光谱辐亮度进行调节。本实用新型的技术方案解决了现有LED光源的调光产品，普通存在可调参数较少、仅能实现单一颜色的LED调光，且调光产品电路功耗较大，以及调节的精准度较差、有屏闪等问题。

Description

一种液晶屏快速调光电路和液晶屏背光装置

技术领域

本实用新型涉及但不限于液晶显示技术领域，尤指一种液晶屏快速调光电路和液晶屏背光装置。

背景技术

在某些特殊应用领域中，液晶显示组件、照明组件等发光设备的光学指标应满足特定成像系统的兼容要求。因此，需要采用多色LED光源，并通过专用电路精确控制每种颜色LED的光通量，以达到对发光设备所发出光的亮度、色度、光谱辐亮度、色温等参数的精准调控，以满足特定成像系统的兼容要求。

现有用于LED光源的调光产品，普遍存在可调参数较少、仅能实现单一颜色的LED调光，且调光产品电路功耗较大，以及调节的精准度较差、有屏闪等问题。

实用新型内容

本实用新型的目的：本实用新型实施例提供一种液晶屏快速调光电路和液晶屏背光装置，以解决现有LED光源的调光产品，普通存在可调参数较少、仅能实现单一颜色的LED调光，且调光产品电路功耗较大，以及调节的精准度较差、有屏闪等问题。

本实用新型的技术方案：本实用新型实施例提供一种液晶屏快速调光电路，用于调整包括白灯组和彩灯组的背光灯组，所述液晶屏快速调光电路包括：微处理器、大电流恒流器、小电流恒流器和开关电路；

其中，所述微处理器、大电流恒流器和白灯组依次连接，形成白灯组控制回路，用于通过大电流恒流器对白灯组进行电压控制，以对白灯组进行亮度调节；

所述微处理器、小电流恒流器、开关电路和彩灯组的连接结构，形成彩灯组控制回路，其中，微处理器分别与小电流恒流器和开关电路连接，且小电流恒流器和开关电路的输出端分别连接到彩灯组；所述彩灯组控制回路，用于通过开关电路对彩灯组进行电压控制，以对彩灯组进行亮度调节，还用于通过小电流恒流器对彩灯组的电流控制，以对彩灯组进行色温、色坐标、光谱辐亮度进行调节。

可选地，如上所述的液晶屏快速调光电路中，

所述微处理器通过三组输出控制端一一对应连接到大电流恒流器、小电流恒流器和开关电路的输入控制端，且开关电路的开关输出端连接到彩灯组LED的阳极，彩灯组LED的阴极连接到小电流恒流器的恒流端。

可选地，如上所述的液晶屏快速调光电路中，所述白灯组控制回路中，大电流恒流器的电压输出端连接到白灯组，且大电流恒流器连接到电源电压Vcc；所述白灯组控制回路对白灯组进行电压控制，包括：

将电源电压Vcc进行升压后输出至白灯组使其得到产生最大亮度的电压值；根据微处理器输出的第一电压控制信号(PWM1)对升压后的电压进行斩波处理，以通过调节占空比调节白灯组中LED灯串的光通量，从而控制背光灯组的亮度。

可选地，如上所述的液晶屏快速调光电路中，

所述白灯组控制回路中，白灯组中LED灯串的阴极通过反馈电阻Fd接地，该阴极还连接到大电流恒流器的反馈端，用于向大电流恒流器输出反馈电压，以使得大电流恒流器根据反馈电压实现对白灯组的恒流控制。

可选地，如上所述的液晶屏快速调光电路中，

所述彩灯组控制回路中，所述开关电路的电压输出端连接到彩灯组，且开关电路连接到电源电压Vcc；所述彩灯组控制回路对彩灯组进行电压控制，包括：

通过小电流恒流器产生彩灯组LED灯的阴极电位，并由开关电路根据微处理器输出的第二电压控制信号(PWM2)对彩灯组中各LED灯串的阳极电位(电源电压Vcc)进行斩波处理，以通过调节占空比调节彩灯组中LED灯的光通量，从而控制背光灯组的亮度。

可选地，如上所述的液晶屏快速调光电路中，

所述彩灯组控制回路中，微处理器的电流输出控制端具体连接到小电流恒流器的输入控制端，小电流恒流器的恒流端连接到彩灯组中各LED灯串的阴极；所述彩灯组控制回路对彩灯组进行电流控制，包括：

根据微处理器输出的电流控制信号(I2C)对小电流恒流器写入的电流值，控制彩灯组中各LED灯串的工作电流，从而对彩灯组进行色温、色坐标、光谱辐亮度进行调节。

可选地，如上所述的液晶屏快速调光电路中，

所述彩灯组中LED灯串包括橙色灯串、绿色灯串和蓝色灯串，所述小电流恒流器具有三个恒流端，一一对应连接三类灯串的阴极。

可选地，如上所述的液晶屏快速调光电路中，

所述小电流恒流器内部，每个恒流端分别通过一套独立的恒流阱接地，以使得小电流恒流器通过内部恒流阱实现对彩灯组中3组LED灯串的恒流控制。

本实用新型实施例还提供一种液晶屏背光装置，包括：背光灯组以及如上述任一项所述的液晶屏快速调光电路；

所述背光灯组包括白灯组和彩灯组，所述液晶屏快速调光电路与白灯组形成的白灯组控制回路，用于对白灯组进行电压控制，以对白灯组进行亮度调节；

所述液晶屏快速调光电路与彩灯组形成的彩灯组控制回路，用于通过开关电路对彩灯组进行电压控制，以对彩灯组进行亮度调节，还用于通过小电流恒流器对彩灯组的电流控制，以对彩灯组进行色温、色坐标、光谱辐亮度进行调节。

本实用新型的有益效果：本实用新型实施例提供一种液晶屏快速调光电路和液晶屏背光装置，具体用于对包括白灯组和彩灯组的背光灯组进行电压控制和电流控制；一方面，由微处理器、大电流恒流器和白灯组依次连接，形成白灯组控制回路，用于通过大电流恒流器对白灯组进行电压控制，以对白灯组进行亮度调节；另一方面，由微处理器、小电流恒流器、开关电路和彩灯组的连接结构，形成彩灯组控制回路，其中，微处理器分别与小电流恒流器和开关电路连接，且小电流恒流器和开关电路的输出端分别连接到彩灯组；该彩灯组控制回路，用于通过开关电路对彩灯组进行电压控制，以对彩灯组进行亮度调节，还用于通过小电流恒流器对彩灯组的电流控制，以对彩灯组进行色温、色坐标、光谱辐亮度进行调节。本实用新型实施例提供的技术方案，可以通过电压控制调节不同灯组的亮度，对于彩灯组的三色灯可实施独立的电流控制，调节色坐标满足成像兼容系统的特殊要求；采用上述两种控制电路接收微处理器发出的信号进而对背光LED灯驱动，最终能够实现液晶屏光学性能控制：亮度快速调节和满足成像系统兼容的精密指标调节。

附图说明

附图用来提供对本实用新型技术方案的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本申请的实施例一起用于解释本实用新型的技术方案，并不构成对本实用新型技术方案的限制。

图1为本实用新型实施例提供的一种液晶屏快速调光电路的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的液晶屏快速调光电路中白灯组控制回路的电路结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的液晶屏快速调光电路中彩灯组控制回路的电路结构示意图。

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，下文中将结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。

上述背景技术中已经说明，现有用于LED光源的调光产品，存在各种问题，以下具体说明现有用于LED光源的调光技术所存在的以下问题和缺点：

a)专用电路中核心器件未实现国产化，急需采用新设计实现功能替代。

国外采用单片芯片实现LED调光功能，只适用于大功率驱动电路，因此每一路输出的电流范围较大，造成色度、光谱辐亮度、色温等参数控制精准度差；另外，该单片芯片的外围电路复杂，可靠性低。

b)国内相关LED调光产品采用电位器作为串联负载进行简易调节，仅能控制亮度不能控制色坐标色温；

c)通常仅能控制一种颜色的LED灯，不能实现多色多类型LED灯的混合调光；

d)采用工频(例如50Hz)市电，需要引入可调基准，仅实现了低频供电电压的幅值调节；

e)通常采用电压调节，需提供多路高压供电电源，电路功耗较大；

f)采用电流调整的分辨率较差，且不能实现低亮度微调，即亮度阶跃大；

g)有屏闪，人眼适应性差。

针对上述LED光源的调光产品的各种问题，本实用新型实施例提供一种液晶屏快速调光电路，要求实现如下问题：

a)如何进行国产化替代；

b)如何进行多品种LED灯混合调光：频率，电流、电压的精准控制和自适应；

c)如何通过数字化控制满足光学指标，包括色度、亮度控制。

以下结合附图对本实用新型实施例提供的液晶屏快速调光电路的具体实施方式进行详细说明。本实用新型提供以下几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例不再赘述。

图1为本实用新型实施例提供的一种液晶屏快速调光电路的结构示意图。本实用新型实施例提供的液晶屏快速调光电路，可以用于调整包括白灯组和彩灯组的背光灯组，如图1所示，该液晶屏快速调光电路包括：微处理器、大电流恒流器、小电流恒流器和开关电路。

如图1所示电路结构中，一方面，微处理器、大电流恒流器和白灯组依次连接，形成白灯组控制回路，用于通过大电流恒流器对白灯组进行电压控制，以对白灯组进行亮度调节。

另一方面，微处理器、小电流恒流器、开关电路和彩灯组的连接结构，形成彩灯组控制回路；其中，微处理器分别与小电流恒流器和开关电路连接，且小电流恒流器和开关电路的输出端分别连接到彩灯组；该彩灯组控制回路，不仅可以通过开关电路对彩灯组进行电压控制，以对彩灯组进行亮度调节，还可以通过小电流恒流器对彩灯组的电流控制，以对彩灯组进行色温、色坐标、光谱辐亮度进行调节。

本实用新型实施例在具体实施方案中，微处理器通过三组输出控制端一一对应连接到大电流恒流器、小电流恒流器和开关电路的输入控制端，且开关电路的开关输出端连接到彩灯组LED的阳极，彩灯组LED的阴极连接到小电流恒流器的恒流端。

在本实用新型实施例的一种实现方式中，如图2所示，为本实用新型实施例提供的液晶屏快速调光电路中白灯组控制回路的电路结构示意图。该白灯组控制回路中，大电流恒流器的电压输出端连接到白灯组，且大电流恒流器连接到电源电压Vcc；具体的，该实现方式中，白灯组控制回路对白灯组进行电压控制的具体方式，可以包括：

将电源电压Vcc进行升压后输出至白灯组使其得到产生最大亮度的电压值；根据微处理器输出的第一电压控制信号(PWM1)对升压后的电压进行斩波处理，以通过调节占空比调节白灯组中LED灯串的光通量，从而控制背光灯组的亮度。

该实现方式中，白灯组控制回路中，白灯组中LED灯串的阴极通过反馈电阻Fd接地，该阴极还连接到大电流恒流器的反馈端，用于向大电流恒流器输出反馈电压，以使得大电流恒流器根据反馈电压实现对白灯组的恒流控制。

在本实用新型实施例的一种实现方式中，如图3所示，为本实用新型实施例提供的液晶屏快速调光电路中彩灯组控制回路的电路结构示意图。该彩灯组控制回路中，开关电路的电压输出端连接到彩灯组，且开关电路连接到电源电压Vcc。具体的，该实现方式中，彩灯组控制回路对彩灯组进行电压控制的具体方式，可以包括：

通过小电流恒流器产生彩灯组LED灯的阴极电位，并由开关电路根据微处理器输出的第二电压控制信号(PWM2)对彩灯组中各LED灯串的阳极电位(电源电压Vcc)进行斩波处理，以通过调节占空比调节彩灯组中LED灯的光通量，从而控制背光灯组的亮度。

进一步地，该彩灯组控制回路中，微处理器的电流输出控制(I²C)端具体连接到小电流恒流器的输入控制端，小电流恒流器的恒流端连接到彩灯组中各LED灯串的阴极；该实现方式中，彩灯组控制回路对彩灯组进行电流控制的具体方式，可以包括：

根据微处理器输出的电流控制信号(I2C)对小电流恒流器写入的电流值，控制彩灯组中各LED灯串的工作电流，从而对彩灯组进行色温、色坐标、光谱辐亮度进行调节。

本实用新型实施例在实际应用中，彩灯组中LED灯串包括橙色灯串、绿色灯串和蓝色灯串，小电流恒流器具有三个恒流端，一一对应连接三类灯串的阴极。

在具体实施中，小电流恒流器内部，每个恒流端分别通过一套独立的恒流阱接地，以使得小电流恒流器通过内部恒流阱实现对彩灯组中3组LED灯串的恒流控制。

基于本实用新型上述各实施例提供的液晶屏快速调光电路，本实用新型实施例还提供一种液晶屏背光装置，该液晶屏背光装置包括：背光灯组，以及本实用新型上述任一实施例提供的液晶屏快速调光电路。

本实用新型实施例中的背光灯组包括白灯组和彩灯组，一方面，液晶屏快速调光电路与白灯组形成的白灯组控制回路，用于对白灯组进行电压控制，以对白灯组进行亮度调节；

另一方面，液晶屏快速调光电路与彩灯组形成的彩灯组控制回路，用于通过开关电路对彩灯组进行电压控制，以对彩灯组进行亮度调节，还用于通过小电流恒流器对彩灯组的电流控制，以对彩灯组进行色温、色坐标、光谱辐亮度进行调节。

本实用新型实施例提供的液晶屏快速调光电路和液晶屏背光装置，具体用于对包括白灯组和彩灯组的背光灯组进行电压控制和电流控制；一方面，由微处理器、大电流恒流器和白灯组依次连接，形成白灯组控制回路，用于通过大电流恒流器对白灯组进行电压控制，以对白灯组进行亮度调节；另一方面，由微处理器、小电流恒流器、开关电路和彩灯组的连接结构，形成彩灯组控制回路，其中，微处理器分别与小电流恒流器和开关电路连接，且小电流恒流器和开关电路的输出端分别连接到彩灯组；该彩灯组控制回路，用于通过开关电路对彩灯组进行电压控制，以对彩灯组进行亮度调节，还用于通过小电流恒流器对彩灯组的电流控制，以对彩灯组进行色温、色坐标、光谱辐亮度进行调节。本实用新型实施例提供的技术方案，可以通过电压控制调节不同灯组的亮度，对于彩灯组的三色灯可实施独立的电流控制，调节色坐标满足成像兼容系统的特殊要求；采用上述两种控制电路接收微处理器发出的信号进而对背光LED灯驱动，最终能够实现液晶屏光学性能控制：亮度快速调节和满足成像系统兼容的精密指标调节。

以下通过一个具体实施例对本实用新型实施例提供的液晶屏快速调光电路的实施方式进行示意性说明。

参照图1到图3所示，该具体实施例提供的液晶屏快速调光电路的技术方案中，将背光灯组分为白灯组和彩灯组(小电流)，选择大电流恒流器控制白灯组满足亮度的快速调节；选择小电流恒流器控制彩灯组满足色温、色坐标及亮度的微调。通过同步组合控制满足某成像系统的兼容要求。

参照图1和图2所示，为亮度主控制电路：LED调光驱动电路供电电压为VCC，白灯LED作为负载，可以通过恒流源的负载电流自适应性输出单串多个灯的供电电压：最大可达38V，从而使得每只LED的电压降均符合工作要求。当调节光学性能指标时只需通过接收MCU发出的控制命令PWM1将输出的升压电压做斩波处理，即通过调节占空比调节白色LED灯串的光通量来控制背光亮度。为保证调节电流精度，使用采样电阻的反馈电压进行精准控制。

参照图1和图3所示，为亮度微调，色温、色坐标精调电路。多路恒流器供电电压为VCC，三路彩灯LED作为负载，多路恒流器接收MCU的I²C电流控制信号，输出三种灯串对应的工作电流，三色灯的电流可单独控制，调节色坐标满足成像兼容系统的特殊要求。

MCU输出PWM2信号控制串接在升压总回路的PMOS开关管，通过占空比与亮度关系调节三串彩色LED的光通量来控制背光亮度。将彩色灯的工作电流电压控制为较小较低范围，因此为微调。

该具体实施例采用图2和图3两种电路接收MCU发出的信号进而对背光LED灯驱动，最终能够实现液晶屏光学性能控制：亮度快速调节和满足成像系统兼容的精密指标调节。

本实用新型各实施例提供的液晶屏快速调光电路，与国内外现有技术对比具有以下有益效果见下表所示：

上表中示意出的试验数据是经过实际应用的产品测试得出。

虽然本实用新型所揭露的实施方式如上，但所述的内容仅为便于理解本实用新型而采用的实施方式，并非用以限定本实用新型。任何本实用新型所属领域内的技术人员，在不脱离本实用新型所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式及细节上进行任何的修改与变化，但本实用新型的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (9)

1.一种液晶屏快速调光电路，其特征在于，用于调整包括白灯组和彩灯组的背光灯组，所述液晶屏快速调光电路包括：微处理器、大电流恒流器、小电流恒流器和开关电路；

其中，所述微处理器、大电流恒流器和白灯组依次连接，形成白灯组控制回路，用于通过大电流恒流器对白灯组进行电压控制，以对白灯组进行亮度调节；

所述微处理器、小电流恒流器、开关电路和彩灯组的连接结构，形成彩灯组控制回路，其中，微处理器分别与小电流恒流器和开关电路连接，且小电流恒流器和开关电路的输出端分别连接到彩灯组；所述彩灯组控制回路，用于通过开关电路对彩灯组进行电压控制，以对彩灯组进行亮度调节，还用于通过小电流恒流器对彩灯组的电流控制，以对彩灯组进行色温、色坐标、光谱辐亮度进行调节。

2.根据权利要求1所述的液晶屏快速调光电路，其特征在于，

所述微处理器通过三组输出控制端一一对应连接到大电流恒流器、小电流恒流器和开关电路的输入控制端，且开关电路的开关输出端连接到彩灯组LED的阳极，彩灯组LED的阴极连接到小电流恒流器的恒流端。

3.根据权利要求2所述的液晶屏快速调光电路，其特征在于，所述白灯组控制回路中，大电流恒流器的电压输出端连接到白灯组，且大电流恒流器连接到电源电压Vcc；所述白灯组控制回路对白灯组进行电压控制，包括：

将电源电压Vcc进行升压后输出至白灯组使其得到产生最大亮度的电压值；根据微处理器输出的第一电压控制信号(PWM1)对升压后的电压进行斩波处理，以通过调节占空比调节白灯组中LED灯串的光通量，从而控制背光灯组的亮度。

4.根据权利要求3所述的液晶屏快速调光电路，其特征在于，

所述白灯组控制回路中，白灯组中LED灯串的阴极通过反馈电阻Fd接地，该阴极还连接到大电流恒流器的反馈端，用于向大电流恒流器输出反馈电压，以使得大电流恒流器根据反馈电压实现对白灯组的恒流控制。

5.根据权利要求2所述的液晶屏快速调光电路，其特征在于，

所述彩灯组控制回路中，所述开关电路的电压输出端连接到彩灯组，且开关电路连接到电源电压Vcc；所述彩灯组控制回路对彩灯组进行电压控制，包括：

通过小电流恒流器产生彩灯组LED灯的阴极电位，并由开关电路根据微处理器输出的第二电压控制信号(PWM2)对彩灯组中各LED灯串的阳极电位(电源电压Vcc)进行斩波处理，以通过调节占空比调节彩灯组中LED灯的光通量，从而控制背光灯组的亮度。

6.根据权利要求5所述的液晶屏快速调光电路，其特征在于，

所述彩灯组控制回路中，微处理器的电流输出控制端具体连接到小电流恒流器的输入控制端，小电流恒流器的恒流端连接到彩灯组中各LED灯串的阴极；所述彩灯组控制回路对彩灯组进行电流控制，包括：

根据微处理器输出的电流控制信号(I²C)对小电流恒流器写入的电流值，控制彩灯组中各LED灯串的工作电流，从而对彩灯组进行色温、色坐标、光谱辐亮度进行调节。

7.根据权利要求6所述的液晶屏快速调光电路，其特征在于，

所述彩灯组中LED灯串包括橙色灯串、绿色灯串和蓝色灯串，所述小电流恒流器具有三个恒流端，一一对应连接三类灯串的阴极。

8.根据权利要求7所述的液晶屏快速调光电路，其特征在于，

所述小电流恒流器内部，每个恒流端分别通过一套独立的恒流阱接地，以使得小电流恒流器通过内部恒流阱实现对彩灯组中3组LED灯串的恒流控制。

9.一种液晶屏背光装置，其特征在于，包括：背光灯组和如权利要求1～8中任一项所述的液晶屏快速调光电路；

所述背光灯组包括白灯组和彩灯组，所述液晶屏快速调光电路与白灯组形成的白灯组控制回路，用于对白灯组进行电压控制，以对白灯组进行亮度调节；

所述液晶屏快速调光电路与彩灯组形成的彩灯组控制回路，用于通过开关电路对彩灯组进行电压控制，以对彩灯组进行亮度调节，还用于通过小电流恒流器对彩灯组的电流控制，以对彩灯组进行色温、色坐标、光谱辐亮度进行调节。

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