LED的调光电路、背光控制系统及显示设备的制作方法

led的调光电路、背光控制系统及显示设备
技术领域
1.本公开涉及led驱动技术领域，具体涉及一种led的调光电路、背光控制系统及其显示设备。


背景技术：

2.led(light emitting diode，发光二极管)具有节能、环保、高效、寿命长等特点，广泛应用于照明、显示等领域。目前常采用dc调光模式和/或pwm调光模式以驱动led显示。
3.为了获得更优秀的显示视觉效果，需要向led提供精度更高的调光电流。目前模拟电路中将输入电压转换为输出电流的转换电路，其转换精度受转换电路中元器件制备工艺的影响会下降，进而无法满足led的显示效果。


技术实现要素：

4.为了解决上述技术问题，本公开提供了一种led的调光电路、背光控制系统及其显示设备。
5.根据本公开第一方面，提供了一种led的调光电路，包括：
6.电压生成模块，提供调光电压；以及
7.电压转换电流模块，与所述电压调整模块连接，将所述调光电压转换为调光电流并输出，
8.其中，调整所述电压生成模块和/或所述电压转换电流模块中的电阻参数以提升所述调光电流的精度。
9.可选地，所述电压生成模块调整电阻参数以调整所述调光电压，基于所述调整的调光电压转换得到的所述调光电流的精度提升。
10.可选地，所述电压生成模块还根据数字信号调整所述调光电压。
11.可选地，所述电压转换电流模块调整电阻参数以补偿自身的转换系数，并基于所述补偿后的转换系数得到的所述调光电流的精度提升，所述转换系数与所述自身元器件的电气参数相关。
12.可选地，所述电压生成模块包括：
13.电压调整单元，调整自身电阻参数以提供可调的参考电压；以及
14.数模转换器，与所述电压调整单元连接，基于所述参考电压和数字信号输出所述调光电压。
15.可选地，所述电压调整单元包括：
16.电流源，提供参考电流；以及
17.第一电阻，与电流源串联，第一电阻的阻值与目标调光电流、所述参考电流、所述电压转换电流模块的转换系数相关。
18.可选地，所述数字信号可编辑。
19.可选地，所述电压调整单元还包括：
20.第一运算放大器，第一输入端与所述电流源和所述第一电阻的连接节点连接，第二输入端与输出端连接，且输出端输出所述参考电压。
21.可选地，所述电压转换电流模块包括：
22.运放单元，与所述电压调整模块连接，通过调整自身电阻参数以补偿转换系数，并基于所述调光电压生成中间电流；以及
23.电流镜，与所述运放单元连接，提供与所述中间电流呈比例的所述调光电流。
24.可选地，所述运放单元包括：
25.第二运算放大器，第一输入端接收所述调光电压，输出端输出中间电压；
26.第一晶体管，控制端接收所述中间电压，第一端与所述第二运算放大器的第二输入端连接，第二端输出所述中间电流；
27.第二电阻，第一端与所述第一晶体管的第一端连接，第二端接地，
28.其中，所述第二电阻的阻值可调，第二电阻的阻值与所述目标调光电流、所述参考电流、所述电压转换电流模块中其他元器件的电气参数相关。
29.根据本公开第二方面，提供了一种背光控制系统，包括所述led的调光电路。
30.根据本公开第三方面，提供了一种显示设备，包括所述背光控制系统。
31.本公开中，通过调整所述电压生成模块和/或所述电压转换电流模块中的电阻参数以提升所述调光电流的精度，进而达到补偿因电压转换电流模块中将调光电压转换为调光电流的转换系数受到模块中元器件制备工艺的影响而在目标转换系数基础上发生偏移的量。本公开提供的调光电路，无需改变电路结构即可解决因电路结构中元器件制备工艺造成的调光电流精度下降的技术问题。
32.应当说明的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。
附图说明
33.图1示出根据本公开实施例提供的led的调光电路的结构示意图；
34.图2示出根据本公开实施例提供的led的调光电路的一种电路示意图；
35.图3示出根据本公开实施例提供的led的调光电路的又一种电路示意图。
具体实施方式
36.为了便于理解本公开，下面将参照相关附图对本公开进行更全面的描述。附图中给出了本公开的较佳实施例。但是，本公开可以通过不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反的，提供这些实施例的目的是使对本公开的公开内容的理解更加透彻全面。
37.图1示出根据本公开实施例提供的led的调光电路的结构示意图。参见图1，led的调光电路1000包括电压生成模块1100和电压转换电流模块1200。电压生成模块1100用于提供调光电压vset。电压转换电流模块1200与电压调整模块1100连接，用于将调光电压vset转换为调光电流idim并输出，调光电流idim例如用于驱动led显示。通过调光电压转换电流模块1200中元器件的电气参数以使得调光电压vset基于转换系数转换为目标调光电流。实际情况中电压转换电流模块1200中至少部分元器件的电气参数受到制备工艺影响进而使
得转换系数发生偏移。本公开中的调光电路1000调整电压生成模块1100和/或电压转换电流模块1200中的电阻参数以提升调光电流idim的精度。
38.在一个实施例中，通过调整电压生成模块1100中的电阻参数以调整调光电压vset，基于调整的调光电压vset转换得到的调光电流idim的精度提升。进一步地，电压生成模块1100还根据数字信号data调整调光电压vset。
39.进一步地，电压生成模块1100包括电压调整单元1110和数模转换器1120。电压调整单元1110调整自身电阻参数以提供可调的参考电压vref。数模转换器1120与电压调整单元1110连接，并基于参考电压vref和数字信号data输出调光电压vset。
40.在另一个实施例中，通过调整电压转换电流模块1200自身的电阻参数以补偿自身的转换系数，基于补偿后的转换系数得到的调光电流idim的精度提升，转换系数与自身元器件的电气参数相关。进一步地，电压转换电流模块1200包括运放单元和电流镜。运放单元与电压调整模块连接，通过调整自身电阻参数以补偿转换系数，并基于调光电压vset提供中间电流。电流镜与运放单元连接，提供与中间电流呈比例的调光电流idim。
41.图2示出根据本公开实施例提供的led的调光电路的一种电路示意图。参见图2，调光电路2000包括电压生成模块2100和电压转换电流模块2200。电压生成模块2100包括电压调整单元2110和数模转换器2120。电压转换电流模块2200包括运放单元2210和电流镜2220。
42.电压调整单元2110包括电流源i1、第一电阻r1。电流源i1提供参考电流iref。第一电阻r1为可变电阻，连接于电流源i1和地之间。其中，第一电阻r1的阻值与目标调光电流、参考电流iref、调光电路2000中电压转换电流模块1200的转换系数相关。进一步地，还包括第一运算放大器u1，第一输入端与电流源i1和第一电阻r1的连接节点连接，第二输入端与输出端连接，输出端输出参考电压vref。其中，第一运算放大器u1的输出端与第二输入端(反相输入端)连接组成缓冲器，第一运算放大器u1的输出端输出的参考电压vref＝iref
×
r1+vos1。其中vos1指第一运算放大器u1的失调电压。其中，缓冲器的输入阻抗无穷大，输出阻抗很小，可以提升输出的参考电压vref的驱动能力。
43.数模转换器2120与电压调整单元2110连接以接受参考电压vref，以及接受数据信号data。其中，数据信号data可编辑，以使得根据调光电压vset转换得到的调光电流idim的电流范围更大，可以满足更多调光要求。其中，数据信号data例如为八位的二进制数。数模转换器2120用于根据数字信号data中的各数位的值控制与之对应的模拟电子开关，并将数值为1的位在位权网络上产生与其位权成正比的电流值，在由运算放大器对各电流值求和，并转换成调光电压vset。其中数模转换器2120的增益为m，以数据信号data为八位的二进制数为例，增益其中，数模转换器2120的输出还包含积分非线性误差电压vinl，积分非线性误差电压vinl指数模转换器2120在所有的数值点上对应的模拟值和真实值之间误差最大的那一点的误差值，也就是输出数值偏离线性最大的距离。
44.运放单元包括2210包括第二运算放大器u2、第一晶体管m1、第三电阻r3。第二运算放大器u2的第一输入端与数模转换器2120的输出端连接以接收调光电压vset，第二运算放大器u2的输出端输出中间电压vin。第一晶体管m1的控制端(栅极)与第二运算放大器u2的输出端连接以接收中间电压vin，第一晶体管m1的第一端(源极)与第二运算放大器u2的第
二输入端连接，第一晶体管m1的第二端(漏极)输出中间电流iin。第三电阻r3的第一端与第一晶体管m1的第一端连接，第三电阻r3的第二端接地。其中，第二运算放大器u2与第一晶体管m1组成电压跟随器，第一晶体管m1例如为nmos晶体管，第一晶体管m1的栅源电压vgs大于预设电压时导通。其中经由第一晶体管m1第一端提供至第三电阻r3的电压为m
×
(iref
×
r1+vos1)+vin1+vos2，vos2指第二运算放大器u2的失调电压。第一晶体管m1的第二端处的中间电流与流过第三电阻r3的电流相等。中间电流
45.电流镜2220包括第二晶体管m2和第三晶体管m3。第二晶体管m2的控制端与第三晶体管m3的控制端连接，第二晶体管m2的第一端与第二晶体管m2的控制端连接并接受中间电流iin，第二晶体管m2的第二端接受供电电压。第三晶体管m3的第一端输出调光电流idim，第三晶体管m3的第二端接受供电电压。电流镜2220中第二晶体管m2和第二晶体管m3的工艺参数都相等时，电流镜2220的理想电流比例k与第二晶体管m2和第三晶体管m3的宽长比相关。实际工作中电流镜2220的理想电流比例k还受电流镜中器件的制备工艺影响而发生偏移，电流镜2220的实际电流比例为k+δk，其中δk为电流比例偏移值。其中，调光电流其中，电阻r3例如为定值电阻。
46.其中，调光电路2000中的第一电阻r1的阻值可调，且基于上述参数进行调整，可以提升调光电流idim的精度，使其与目标调光电流更接近或者相等。
47.在其他实施例中，在调光电路2000的基础上去掉数模转换器2120，直接由电压调整单元2110向电压转换电流模块2200提供调光电压。同样可以提升调光电流idim的精度，使其与目标调光电流更接近或者相等。
48.图3示出根据本公开实施例提供的led的调光电路的又一种电路示意图。参见图3，调光电路3000包括电压生成模块3100和电压转换电流模块3200。电压生成模块3100包括电压调整单元3110和数模转换器2120。电压转换电流模块3200包括运放单元3210和电流镜2220。其中，数模转换器2120和电流镜2220与调光电路2000中的电路结构相同，此处不再赘述。
49.电压调整单元3110包括电流源i1、第四电阻r4。电流源i1提供参考电流iref。第四电阻r4例如为定值电阻，连接于电流源i1和地之间。进一步地，还包括第一运算放大器u1，第一输入端与电流源i1和第四电阻r4的连接节点连接，输出端与第二输入端连接且输出参考电压vref。其中，第一运算放大器u1的输出端与第二输入端(反相输入端)连接组成缓冲器，第一运算放大器u1的输出端输出的参考电压vref＝iref
×
r4+vos1。其中，缓冲器的输入阻抗无穷大，输出阻抗很小，可以提升输出的参考电压vref的驱动能力。
50.运放单元包括3210包括第二运算放大器u2、第一晶体管m1、第二电阻r2。第二运算放大器u2的第一输入端与数模转换器2120的输出端连接以接收调光电压vset，第二运算放大器u2的输出端输出中间电压vin。第一晶体管m1的控制端(栅极)与第二运算放大器u2的输出端连接以接收中间电压vin，第一晶体管m1的第一端(源极)与第二运算放大器u2的第二输入端连接，第一晶体管m1的第二端(漏极)输出中间电流iin。第二电阻r2的第一端与第一晶体管m1的第一端连接，第二电阻r2的第二端接地。第二电阻r2为可变电阻，第二电阻r2的阻值与目标调光电流、参考电流iref、电压转换电流模块3200中其他元器件(除第二电阻
r2之外)的电气参数相关。其中，第二运算放大器u2与第一晶体管m1组成电压跟随器，第一晶体管m1例如为nmos晶体管，第一晶体管m1的栅源电压vgs大于预设电压时导通。其中经由第一晶体管m1第一端提供至第二电阻r2的电压为m
×
(iref
×
r4+vos1)+vin1+vos2，vos2指第二运算放大器u2的失调电压。第一晶体管m1的第二端处的中间电流与流过第二电阻r2的电流相等。中间电流
51.进而，本实施例中输出的调光电流而，本实施例中输出的调光电流
52.其中，调光电路3000中的第二电阻r2的阻值可调，且基于上述参数进行调整，可以提升调光电流idim的精度，使其与目标调光电流更接近或者相等。
53.在其他实施例中，例如还提供一种调光电路，在调光电路2000的基础上将第三电阻r3替换为第五电阻，第五电阻例如为可变电阻。进而通过调整第一电阻r1和第五电阻的阻值，提升调光电流idim的精度。
54.本公开提供的led的调光电路，通过调整电压调整单元的电阻参数和/或调整电压转换电流模块的电阻参数，以提升调光电流的精度。本公开提供的调光电路，无需改变电路结构即可补偿因制备工艺造成的调光电流精度下降的技术问题。
55.本公开还提供一种背光控制系统，用于驱动控制液晶显示设备中的背光组件。其中，背光控制系统中包含了上述led的调光电路，可以提升调光电流的精度。进而实现背光组件更稳定可靠的背光显示效果。进一步地，背光控制系统采用dc调光模式、或者pwm调光模式、或者二者结合的模式驱动led背光组件。
56.本公开还提供一种显示设备，包含上述提供的背光控制系统。显示设备例如为液晶显示设备，例如包含手机、手提计算机、可穿戴电子设备等。
57.需要说明的是，本文中的数值均仅用于示例性的说明，在本公开的其它实施例中，也可以采样其它的数值来实现本方案，具体应根据实际情况进行合理设置，本公开对此不作限定。
58.最后应说明的是：显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本公开所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本公开的保护范围之中。
59.还应理解，本文采用的术语和表述方式只是用于描述，本说明书的一个或多个实施例并不应局限于这些术语和表述。使用这些术语和表述并不意味着排除任何示意和描述(或其中部分)的等效特征，应认识到可能存在的各种修改也应包含在权利要求范围内。其他修改、变化和替换也可能存在。相应的，权利要求应视为覆盖所有这些等效物。