本发明涉及一种LED背光源调光系统。
背景技术:
显示屏的LED背光模块对调光的最重要的要求是:1,恒流控制,避免闪烁,2,需要保障长时间工作,使用寿命长。
现有的LED背光源的调光系统种类繁多,其中恒流控制为现有成熟技术,但都无法做到恒流和使用寿命的保障,可靠性低;
因此,有必要设计一种可靠性更高的LED背光源调光系统。
技术实现要素:
本发明所要解决的技术问题是提供一种LED背光源调光系统,该LED背光源调光系统能实现无级和恒流调光,可靠性高。
发明的技术解决方案如下:
一种LED背光源调光系统,包括MCU、MMI模块、PWM调光模块、多选一模拟开关和电流检测电路;MCU为微处理单元,MMI为人机接口模块;
LED背光源具有多个LED灯,多个LED灯等分为N组,形成串联的N条灯串,基于N条灯串形成N个发光模块;N为大于或等于2的整数;
电流检测电路包括测量电阻Rx和电压检测模块;
多选一模拟开关具有N个通道,设有N个通道分支IO端和一个公共IO端;多选一模拟开关还设有通道选择端;所述的通道选择端与MCU的IO端口相连;MCU输出信号到通道选择端控制任一个通道导通;
MCU输出PWM脉冲到PWM调光模块;PWM调光模块的输出端接多选一模拟开关的公共IO端;N个发光模块的正极端分别接多选一模拟开关具有N个通道分支IO端;N个发光模块的负极端均通过测量电阻Rx接地;
电压检测模块的输出端接MCU的数据输入端口。
N为2或4。
发光模块为具有储能功能的LED发光模块;发光模块包括LED灯串、储能电感和续流二极管;LED灯串与储能电感串联形成发光支路;续流二极管与所述的发光支路并联。
电压检测模块由放大器和A/D转换器串联而成;放大器的输入端接测量电阻Rx,A/D转换器的输出端接MCU。
PWM调光模块为恒流驱动芯片。
MCU中设有定时器和通道选择数产生单元;通道选择数产生单元产生1-N之间的顺序整数或随即整数;定时器用于产生一个1-30分钟之间的定时。顺序整数是指先依次产生1,2,3,…,N,到达N后,下一个为1; 定时的优选值为5分钟,10分钟,15分钟。
MMI模块为按键或触摸屏。
MCU为DSP、ARM处理器、单片机、FPGA或CPLD。
按以下步骤实现LED背光源的无级恒流调光:
步骤1:初始化;
包括将通道选择数设定为1,PWM脉冲的占空比设置为0.5;
步骤2:启动定时器;
步骤3:定时到时,MCU产生通道选择数;
步骤4:多选一模拟开关基于通道选择数选择一路发光模块;
步骤5:基于MMI的输入指令产生PWM脉冲;
MMI的输入指令用于设定占空比,MCU依据设定的占空比产生PWM脉冲,实现无级调光;
步骤6:恒流控制
采用电流检测电路检测发光模块的电流,MCU基于检测的电流调整PWM脉冲的占空比,当电流超过阈值,则MCU停止输出PWM脉冲,实现LED恒流控制和过流保护。
有益效果:
本发明的LED背光源调光系统,具有以下特点:
1.可靠性高;
将多个LED灯分为N组,轮换启动和切换工作,避免某一个灯长时间工作发热量大而损坏LED灯,因此,可靠性高。
2.恒流控制:
通过电流检测电路检测LED灯的工作电流,此电流值作为反馈信号,配合控制器(如PID控制器,模糊控制等),能实现高精度的电流恒定;另外电感和续流二极管的采用进一步很定电流,避免LED灯的忽明忽暗,提供稳定的光效。
3.过流保护
同样基于电流检测电路实现过流检测和保护,阈值为对LED灯损害的电流值,如采用极限值的0.95倍作为阈值。
4.电路简单,易于实施。
多路模拟开关、调光芯片、电流检测电路和MCU均为成熟模块,易于实施。
5.采用PWM调光机制,能实现无级调光;
综上所述,这种LED背光源调光系统功能丰富,可靠性高,易于实施,构思巧妙。
附图说明
图1为系统的总体电原理框图。
图2为调光模块原理图。
图3为控制流程图。
具体实施方式
以下将结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明:
实施例1:如图1至3, 一种LED背光源调光系统,包括MCU、MMI模块、PWM调光模块、多选一模拟开关和电流检测电路;MCU为微处理单元,MMI为人机接口模块;
LED背光源具有多个LED灯,多个LED灯等分为N组,形成串联的N条灯串,基于N条灯串形成N个发光模块;N为大于或等于2的整数;
电流检测电路包括测量电阻Rx和电压检测模块;
多选一模拟开关具有N个通道,设有N个通道分支IO端和一个公共IO端;多选一模拟开关还设有通道选择端;所述的通道选择端与MCU的IO端口相连;MCU输出信号到通道选择端控制任一个通道导通;
MCU输出PWM脉冲到PWM调光模块;PWM调光模块的输出端接多选一模拟开关的公共IO端;N个发光模块的正极端分别接多选一模拟开关具有N个通道分支IO端;N个发光模块的负极端均通过测量电阻Rx接地;
电压检测模块的输出端接MCU的数据输入端口。
N为2或4。
发光模块为具有储能功能的LED发光模块;发光模块包括LED灯串、储能电感和续流二极管;LED灯串与储能电感串联形成发光支路;续流二极管与所述的发光支路并联。
电压检测模块由放大器和A/D转换器串联而成;放大器的输入端接测量电阻Rx,A/D转换器的输出端接MCU。
PWM调光模块为恒流驱动芯片。
MCU中设有定时器和通道选择数产生单元;通道选择数产生单元产生1-N之间的顺序整数或随即整数;定时器用于产生一个1-30分钟之间的定时。顺序整数是指先依次产生1,2,3,…,N,到达N后,下一个为1; 定时的优选值为5分钟,10分钟,15分钟。
MMI模块为按键或触摸屏。
MCU为DSP、ARM处理器、单片机、FPGA或CPLD。
按以下步骤实现LED背光源的无级恒流调光:
步骤1:初始化;
包括将通道选择数设定为1,PWM脉冲的占空比设置为0.5;
步骤2:启动定时器;
步骤3:定时到时,MCU产生通道选择数;
步骤4:多选一模拟开关基于通道选择数选择一路发光模块;
步骤5:基于MMI的输入指令产生PWM脉冲;
MMI的输入指令用于设定占空比,MCU依据设定的占空比产生PWM脉冲,实现无级调光;
步骤6:恒流控制
采用电流检测电路检测发光模块的电流,MCU基于检测的电流调整PWM脉冲的占空比,当电流超过阈值,则MCU停止输出PWM脉冲,实现LED恒流控制和过流保护。