占空比调节电路及LED背光亮度调节电路的制作方法

文档序号:11202247
占空比调节电路及LED背光亮度调节电路的制造方法与工艺

本发明涉及电子技术领域,尤其涉及占空比调节电路及LED背光亮度调节电路。



背景技术:

液晶电视机的LED背光亮度的调节一般采用PWM调光方式,即保持通过LED灯的电流不变,改变PWM驱动信号的占空比,使背光灯组的LED灯导通和截止时间随PWM驱动信号的占空比的改变而改变,利用人眼对亮度闪烁不够敏感的特性,使LED灯时亮时暗,如果亮暗的频率超过一定值,人眼看到的就是平均亮度,而不是LED灯的闪烁,通过调整LED灯的亮和暗的时间比例,达到调整LED灯亮度的目的。

提供PWM驱动信号的控制芯片往往对输出的PWM驱动信号的占空比规定一最小值,使得输出的PWM驱动信号的占空比大于某一设定值,一般为1%。然而在实际应用中,LED背光亮度调节电路正常工作时允许的PWM驱动信号的占空比不能低于5%。因此控制芯片输出的PWM驱动信号的占空比有可能落在LED背光亮度调节电路正常工作需求的占空比范围之外,导致LED背光亮度调节电路工作出现异常。



技术实现要素:

本发明所要解决的技术问题在于,提供一种占空比调节电路及LED背光亮度调节电路,能够对接收到的脉冲信号的占空比设定一个最小值,保证脉冲信号的占空比一直位于电路正常工作需求范围之内,从而提高电路的稳定性和可靠性。

为了解决上述技术问题,本发明提供了一种占空比调节电路,包括脉冲输出模块、占空比判断模块和占空比调整模块;

所述脉冲输出模块用于接收脉冲输入端输入的第一脉冲信号,对所述第一脉冲信号进行电平转换,并输出第二脉冲信号到脉冲输出端;

所述占空比判断模块用于接收所述第二脉冲信号,在所述第二脉冲信号的占空比低于设定的占空比时,向所述占空比调整模块发送占空比调整信号;

所述占空比调整模块用于接收所述第一脉冲信号和所述占空比调整信号,并根据所述占空比调整信号输出第三脉冲信号到所述脉冲输出端,其中,所述第三脉冲信号的高电平的电平值与所述第二脉冲信号的高电平的电平值相同。

进一步地,所述脉冲输出模块包括第一电压比较单元和第一二极管;

所述第一电压比较单元接收所述第一脉冲信号,对所述第一脉冲信号进行电平转换,输出第二脉冲信号;

所述第一二极管与所述第一电压比较单元连接,在所述第二脉冲信号为高电平时导通,在所述第二脉冲信号为低电平时截止。

进一步地,所述占空比判断模块包括第一电阻、第一电容和开关管;

所述第一电阻接收所述第二脉冲信号,并输出所述第二脉冲信号;

所述第一电容与所述第一电阻连接,在所述第二脉冲信号为高电平时储存电能;

所述开关管与所述第一电容连接,在所述电能达到导通电压时,由截止转为导通。

进一步地,所述占空比调整模块包括第二二极管、第二电容、第二电压比较单元和第三二极管;

所述第二二极管接收所述第一脉冲信号,在所述第一脉冲信号为高电平时导通;

所述第二电容与所述第二二极管连接,在所述第二二极管导通时储存电能,所述第二电容接收所述占空比调整信号,根据所述占空比调整信号释放电能;

所述第二电压比较单元与所述第二电容连接,在所述电能达到预设电压时,输出高电平信号;

所述第三二极管与所述第二电压比较单元连接,在所述第三脉冲信号为高电平时导通,在所述第三脉冲信号为低电平时截止。

进一步地,所述占空比输出模块包括第一电压比较单元和第一二极管;

所述第一电压比较单元的同相输入端用于连接脉冲输入端,所述第一电压比较单元的反相输入端用于连接参考电压,所述第一电压比较单元的输出端与所述第一二极管的正极连接,所述第一二极管的负极与所述占空比判断模块连接,所述第一二极管的负极还用于连接脉冲输出端。

进一步地,所述占空比判断模块包括第一电阻、第一电容和开关管;

所述开关管的第一端与所述占空比调整模块连接,所述开关管的第二端接地,所述开关管的控制端分别连接所述第一电阻的第二端和所述第一电容的第一端,所述第一电容的第二端接地,所述第一电阻的第一端与所述脉冲输出模块连接。

进一步地,所述占空比判断模块还包括第四二极管;

所述第四二极管的正极与所述第一电阻的第二端连接,所述第四二极管的负极与所述第一电阻的第一端连接。

优选地,所述开关管为NPN型三极管,所述NPN型三极管的集电极为所述开关管的第一端,所述NPN型三极管的发射极为所述开关管的第二端,所述NPN型三极管的基极为所述开关管的控制端。

进一步地,所述占空比判断模块还包括第二电阻;

所述开关管为N沟道MOS管,所述N沟道MOS管的漏极为所述开关管的第一端,所述N沟道MOS管的源极为所述开关管的第二端,所述N沟道MOS管的栅极为所述开关管的控制端;

所述第二电阻的第一端与所述N沟道MOS管的栅极连接,所述第二电阻的第二端接地。

进一步地,所述占空比调整模块包括第二二极管、第二电容、第二电压比较单元和第三二极管;

所述第二二极管的正极用于连接脉冲输入端,所述第二二级管的负极分别连接所述第二电压比较单元的同相输入端和所述第二电容的第一端,所述第二电压比较单元的反相输入端用于连接参考电压,所述第二电压比较单元的输出端与所述第三二极管的正极连接,所述第三二极管的负极连接所述脉冲输出模块,所述第二电容的第一端连接所述占空比判断模块,所述第二电容的第二端接地。

进一步地,所述占空比调整模块还包括第三电阻,所述第二二极管的正极用于连接脉冲输入端,具体为:所述第二二极管通过所述第三电阻连接脉冲输入端。

本发明提供的占空比调节电路,脉冲输出模块对接收到的第一脉冲信号进行电平转换后输出第二脉冲信号,占空比判断模块接收第二脉冲信号,并判断第二脉冲信号的占空比是否低于设定的占空比,在第二脉冲信号的占空比低于设定的占空比时向占空比调整模块发送占空比调整信号,占空比调整模块接收到占空比调整信号后,输出高电平的电平值与第二脉冲信号的高电平的电平值相同的第三脉冲信号,来对第二脉冲信号的占空比进行调整,使其高于设定的占空比,保证第二脉冲信号的占空比一直位于电路正常工作需求范围之内,从而提高电路的稳定性和可靠性。

相应地,本发明还提供了一种LED背光亮度调节电路,包括控制处理模块、占空比调节电路和LED驱动模块;

所述控制处理模块用于接收占空比设定信号,根据所述占空比设定信号产生第一脉冲信号;

所述占空比调节电路为如前所述的占空比调节电路;

所述LED驱动模块用于接收所述第二脉冲信号,并根据所述第二脉冲信号输出LED驱动信号。

本发明提供的LED背光亮度调节电路,控制处理模块根据接收到的占空比设定信号产生第一脉冲信号,脉冲输出模块对接收到的第一脉冲信号进行电平转换后输出第二脉冲信号,占空比判断模块接收第二脉冲信号,并判断第二脉冲信号的占空比是否低于设定的占空比,在第二脉冲信号的占空比低于设定的占空比时向占空比调整模块发送占空比调整信号,占空比调整模块接收到占空比调整信号后,输出高电平的电平值与第二脉冲信号的高电平的电平值相同的第三脉冲信号,来对第二脉冲信号的占空比进行调整,使其高于设定的占空比,保证第二脉冲信号的占空比一直位于电路正常工作需求范围之内,从而提高电路的稳定性和可靠性。

附图说明

图1是本发明提供的占空比调节电路的结构示意图;

图2是本发明提供的占空比调节电路的第一个实施例的电路原理图;

图3是本发明提供的占空比调节电路的第二个实施例的电路原理图;

图4是本发明提供的占空比调节电路的第三个实施例的电路原理图;

图5是本发明提供的占空比调节电路的第四个实施例的电路原理图;

图6是本发明提供的LED背光亮度调节电路的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。

参见图1,是本发明提供的占空比调节电路的结构示意图。

本发明提供一种占空比调节电路,包括脉冲输出模块1、占空比判断模块2和占空比调整模块3;

所述脉冲输出模块1用于接收脉冲输入端输入的第一脉冲信号,对第一脉冲信号进行电平转换,并输出第二脉冲信号到脉冲输出端;

所述占空比判断模块2用于接收第二脉冲信号,在第二脉冲信号的占空比低于设定的占空比时,向占空比调整模块3发送占空比调整信号;

所述占空比调整模块3用于接收第一脉冲信号和占空比调整信号,并根据占空比调整信号输出第三脉冲信号到脉冲输出端,其中,所述第三脉冲信号的高电平的电平值与第二脉冲信号的高电平的电平值相同。

在具体实施时,脉冲输出模块1对接收到的第一脉冲信号进行电平转换后输出第二脉冲信号,占空比判断模块2接收第二脉冲信号,并判断第二脉冲信号的占空比是否低于设定的占空比,在第二脉冲信号的占空比低于设定的占空比时,占空比判断模块2向占空比调整模块3发送占空比调整信号,占空比调整模块3接收到占空比调整信号后,输出高电平的电平值与第二脉冲信号的高电平的电平值相同的第三脉冲信号,来对第二脉冲信号的占空比进行调整,使其高于设定的占空比;在第二脉冲信号的占空比高于设定的占空比时,占空比判断模块2停止向占空比调整模块3发送占空比调整信号,使得第二脉冲信号保持原占空比正常输出,保证第二脉冲信号的占空比一直位于电路正常工作需求范围之内,从而提高电路的稳定性和可靠性。

进一步地,所述脉冲输出模块1包括第一电压比较单元U1和第一二极管D1;

所述第一电压比较单元U1接收第一脉冲信号,对第一脉冲信号进行电平转换,输出第二脉冲信号;

所述第一二极管D1与所述第一电压比较单元U1连接,在第二脉冲信号为高电平时导通,在第二脉冲信号为低电平时截止。

进一步地,所述占空比判断模块2包括第一电阻R1、第一电容C1和开关管Q;所述第一电阻R1接收第二脉冲信号,并输出第二脉冲信号;所述第一电容C1与第一电阻R1连接,在第二脉冲信号为高电平时储存电能;所述开关管Q与第一电容C1连接,在所述电能达到导通电压时,由截止转为导通。

其中,当第二脉冲信号从高电平转变为低电平时,第一电容C1储存的电能仍然没有达到开关管Q的导通电压,此时判定第二脉冲信号的占空比低于设定的占空比,占空比判断模块2向占空比调整模块3发送占空比调整信号。

进一步地,所述占空比调整模块3包括第二二极管D2、第二电容C2、第二电压比较单元U2和第三二极管D3;

所述第二二极管D2接收第一脉冲信号,在第一脉冲信号为高电平时导通;

所述第二电容C2与第二二极管D2连接,在第二二极管D2导通时储存电能,所述第二电容C2接收占空比调整信号,根据占空比调整信号释放电能;

所述第二电压比较单元U2与第二电容C2连接,在电能达到预设电压时,输出高电平信号;

所述第三二极管D3与第二电压比较单元U2连接,在第三脉冲信号为高电平时导通,在第三脉冲信号为低电平时截止。

参见图2,是本发明提供的占空比调节电路的第一个实施例的电路原理图。如图2所示,所述占空比输出模块1包括第一电压比较单元U1和第一二极管D1;

所述第一电压比较单元U1的同相输入端+VI1用于连接脉冲输入端PWM-IN,所述第一电压比较单元U1的反相输入端-VI1用于连接参考电压Vref,所述第一电压比较单元U1的输出端Out1与第一二极管D1的正极连接,所述第一二极管D1的负极与占空比判断模块2连接,所述第一二极管D1的负极还用于连接脉冲输出端PWM-OUT。

需要说明的是,第一电压比较单元U1的同相输入端+VI1接收第一脉冲信号,第一电压比较单元U1的反相输入端-VI1接收参考电压Vref,当第一脉冲信号PWM-IN大于参考电压Vref时,第一电压比较单元U1通过输出端Out1输出高电平信号,此时第一二极管D1导通;当第一脉冲信号PWM-IN小于参考电压Vref时,第一电压比较单元U1通过输出端Out1输出低电平信号,此时第一二极管D1截止。

参见图3,是本发明提供的占空比调节电路的第二个实施例的电路原理图。如图3所示,所述占空比判断模块2包括第一电阻R1、第一电容C1和开关管Q;

所述开关管Q的第一端与占空比调整模块3连接,所述开关管Q的第二端接地,所述开关管Q的控制端分别连接第一电阻R1的第二端和第一电容C1的第一端,所述第一电容C1的第二端接地,所述第一电阻R1的第一端与脉冲输出模块1连接。

需要说明的是,第一电阻R1接收第二脉冲信号,当第二脉冲信号为高电平时,通过第一电阻R1为第一电容C1充电,当第二脉冲信号从高电平转变为低电平时,第一电容C1两端的电压仍然未达到开关管Q的导通电压时,开关管Q截止,此时判定第二脉冲信号的占空比低于设定的占空比,占空比判断模块2向占空比调整模块3发送占空比调整信号;当第二脉冲信号仍处于高电平时,第一电容C1两端的电压达到开关管Q的导通电压,开关管导通,此时判定第二脉冲信号的占空比高于设定的占空比,占空比判断模块2停止向占空比调整模块3发送占空比调整信号。其中,通过第一电阻R1开始向第一电容C1充电直到第一电容C1两端电压达到开关管Q的导通电压的时间为设定的占空比的高电平的持续时间,可以通过改变第一电阻R1的阻值和第一电容C1的容值来对允许的最小占空比进行设定。

进一步地,所述占空比判断模块2还包括第四二极管D4;

所述第四二极管D4的正极与所述第一电阻R1的第二端连接,所述第四二极管D4的负极与所述第一电阻R1的第一端连接。

需要说明的是,当第二脉冲信号为低电平时,第一电容C1上的电能可以通过第四二极管D4进行快速泄放,使得在下一个高电平到来前,第一电容C1上的电能可以释放到零,以避免造成下一个第二脉冲信号的占空比小于设定的占空比时,不能对第二脉冲信号的占空比进行准确的调整,出现最小占空比畸变现象。

优选地,所述开关管Q为NPN型三极管,所述NPN型三极管的集电极为开关管Q的第一端,所述NPN型三极管的发射极为开关管Q的第二端,所述NPN型三极管的基极为开关管Q的控制端。

参见图4,是本发明提供的占空比调节电路的第三个实施例的电路原理图。如图4所示,所述占空比判断模块2还包括第二电阻R2;

所述开关管Q为N沟道MOS管,所述N沟道MOS管的漏极为开关管Q的第一端,所述N沟道MOS管的源极为开关管Q的第二端,所述N沟道MOS管的栅极为开关管Q的控制端;

所述第二电阻R2的第一端与N沟道MOS管的栅极连接,所述第二电阻R2的第二端接地。

参见图5,是本发明提供的占空比调节电路的第四个实施例的电路原理图。如图5所示,所述占空比调整模块3包括第二二极管D2、第二电容C2、第二电压比较单元U2和第三二极管D3;

所述第二二极管D2的正极用于连接脉冲输入端PWM-IN,所述第二二级管D2的负极分别连接第二电压比较单元U2的同相输入端+VI2和第二电容C2的第一端,所述第二电压比较单元U2的反相输入端-VI2用于连接参考电压Vref,所述第二电压比较单元U2的输出端Out2与第三二极管D3的正极连接,所述第三二极管D3的负极连接脉冲输出模块1,所述第二电容C2的第一端连接占空比判断模块2,所述第二电容C2的第二端接地。

需要说明的是,第二二极管D2接收第一脉冲信号,当第一脉冲信号为高电平时,第二二极管D2导通为第二电容C2充电,当第二电容C2两端的电压高于第二电压比较单元U2的反相输入端-VI2接收的参考电压Vref时,第二电压比较单元U2输出高电平信号。当第一脉冲信号为低电平时,第二二极管D2截止,如果第二电容C2此时接收到占空比调整信号,则向第二电压比较单元U2的同相输入端+VI2释放电能,使得第二电压比较单元U2继续输出高电平信号,调整第二脉冲信号的占空比;如果第二电容C2此时没有接收到占空比调整信号,则第二电容C2不向第二电压比较单元U2的同相输入端+VI2释放电能,则第二电压比较单元U2输出低电平,第三三极管D3截止,第二脉冲信号保持原占空比正常输出。

进一步地,所述占空比调整模块3还包括第三电阻R3,所述第二二极管D2的正极用于连接脉冲输入端PWM-IN,具体为:所述第二二极管D2通过第三电阻R3连接脉冲输入端PWM-IN。其中,第三电阻R3为限流电阻。

参见图6,是本发明提供的LED背光亮度调节电路的结构示意图。

本发明提供一种LED背光亮度调节电路,包括控制处理模块4、占空比调节电路和LED驱动模块5;

所述控制处理模块4用于接收占空比设定信号,根据所述占空比设定信号产生第一脉冲信号;

所述占空比调节电路为如前所述的占空比调节电路;

所述LED驱动模块5用于接收所述第二脉冲信号,并根据所述第二脉冲信号输出LED驱动信号。

具体实施时,控制处理模块3接收占空比设定信号,根据该占空比设定信号产生第一脉冲信号,脉冲输出模块1对接收到的第一脉冲信号进行电平转换后输出第二脉冲信号,占空比判断模块2接收第二脉冲信号,并判断第二脉冲信号的占空比是否低于设定的占空比,在第二脉冲信号的占空比低于设定的占空比时,占空比判断模块2向占空比调整模块3发送占空比调整信号,占空比调整模块3接收到占空比调整信号后,输出高电平的电平值与第二脉冲信号的高电平的电平值相同的第三脉冲信号,来对第二脉冲信号的占空比进行调整,使其高于设定的占空比;在第二脉冲信号的占空比高于设定的占空比时,占空比判断模块2停止向占空比调整模块3发送占空比调整信号,使得第二脉冲信号保持原占空比正常输出,LED驱动模块5接收所述第二脉冲信号,并根据所述第二脉冲信号输出LED驱动信号驱动LED灯组,保证了第二脉冲信号的占空比一直位于LED背光亮度调节电路正常工作需求范围之内,从而提高电路的稳定性和可靠性。

需要说明的是,上述实施例提供的占空比判断模块3中,开关管Q既可以为NPN型三极管,也可以为N沟道MOS管为其中的两种实施方式,在其他实施方式中,开关管Q还可以替换为P沟道MOS管或其它三端控制开关器件或其派生器件,在不同的应用场合中,视实际电路的功耗、成本、驱动功率以及与开关管的驱动控制元件参数匹配等要求合理选用和设置,选用和设置开关管是现有技术的常用设计过程,在此不进行赘述。

本发明提供的占空比调节电路及LED背光亮度调节电路,脉冲输出模块对接收到的第一脉冲信号进行电平转换后输出第二脉冲信号,占空比判断模块接收第二脉冲信号,并判断第二脉冲信号的占空比是否低于设定的占空比,在第二脉冲信号的占空比低于设定的占空比时向占空比调整模块发送占空比调整信号,占空比调整模块接收到占空比调整信号后,输出高电平的电平值与第二脉冲信号的高电平的电平值相同的第三脉冲信号,来对第二脉冲信号的占空比进行调整,使其高于设定的占空比,保证第二脉冲信号的占空比一直位于电路正常工作需求范围之内,从而提高电路的稳定性和可靠性。

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

再多了解一些
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