一种调光控制电路及其方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及LED背光驱动电路设计领域，尤其涉及一种调光控制电路及其方法
【背景技术】
[0002]LED背光，是指用于液晶显示屏幕的照明，由于其具有功耗低，调整比高，响应迅速快，寿命长等特点，在逐渐取代传统的CCFL(冷阴极管)背光源。LED驱动电路就是能够保证LED恒流输出，及高调光比等的控制电路。目前该类产品的国内市场基本上被国外产品所占领，因此研究和设计该驱动控制电路对实现该类产品的国产化，促进产业的发展有着现实的意义。
[0003]随着电子产品的发展，要求电子显示屏幕的调光范围越来越宽，这里所说的调光指PWM(数字)调光，如图1所示为PWM调光时序图，PffM为外部输入的方波信号，LED输出电流波形。在PWM调光控制中，时间量TR则表示输出电流由O转换到目标电流所需的时间，时间量TF代表输出电流从目标电流转换回O所需的时间。在大多数的情况下，调光频率愈低，对比度就愈高，这是因为这些固定延迟只会占用少部分的调光周期。但是调光频率太低又会可能引起音频噪声，影响电子产品的应用，所以一般调光频率在正常使用时会大于20KHz，那么要提高调光比，只能尽可能的减小TR、TF时间。至于上限则取决于最低对比度的要求，对比度一般被表示成最低导通时间的倒数。
[0004]如图2所示为传统PffM调光驱动电路，在图2中画出了两种传统PffM调光控制方式。示例1，PffM信号直接控制运放AMP的工作状态，PffM为“高”时候，AMP正常工作，由运放对调整管NI栅极充电，使得整个环路建立起来，当AMP “正” “负”输入电压相等时，调整管NI达到正常的设定电流，而LED串和调整管NI串联，所以LED也达到要求的电流；当PffM为“低”时，AMP不工作，AMP输出下拉到“地”电位，从而关闭调整管NI。由于AMP的驱动能力有限，所以输出电流的TR及TF时间都较长。而示例2，为通过控制开关S1、S2对调整管栅极进行充放电，这种形式TR、TF时间都可以做到很小，但是AMP脱离出了整个加速环路之外，会造成LED输出电流有较大过冲，容易造成LED的损坏。所以市场上国内的背光驱动类产品调光比都较小。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是针对现有技术存在的上述不足，提供一种调光控制电路及其方法。本发明需要设计具有快速响应的PWM(数字)调光，能够让LED输出电流从零到正常，以及从正常电流到零都有较快的响应时间，而且能够使PWM具有较大的调光比，且能够保证LED输出电流过冲电流较小。
[0006]为了实现上述目的，本发明第一方面提供一种调光控制电路，该电路包括:延迟关闭模块002，用于延迟预定时间后，将所述钳位模块003彻底关闭；钳位模块003，用于将所述主运放模块001中的节点电压钳位在预定的电压值上；主运放模块001，用于给所述工作环路模块006充电；维持环路模块004，用于维持所述主运放模块001的正常工作；关闭电路模块005，用于完成将LED输出电流从正常到关闭的过程；工作环路模块006，用于完成将LED输出电流从零到正常的过程。
[0007]优选地，所述主运放模块001分别与所述工作环路模块006和所述维持环路模块004分别构成反馈环路。
[0008]优选地，所述维持环路模块004包括第二 N型MOS管N2、第三电阻R3以及第一控制开关SI ;其中，第二 N型MOS管N2的漏极连接外部输入电压源VNl，其栅极连接所述主运放模块001的输出端，其源极连接第三电阻R3的一端以及第一控制开关SI的一端；第三电阻R3的另一端接地GND ;第一控制开关SI另一端与主运放模块001的负输入端相连。
[0009]优选地，所述关闭电路模块005包括第三控制开关S3、第四控制开关S4以及第四电阻R4 ;其中，第四控制开关S4的一端与主运放模块001的输出端相连，另一端与第三控制开关S3的一端相连；第三控制开关S3的另一端与第四电阻R4的一端相连；第四电阻R4的另一端接地GND。
[0010]优选地，所述工作环路模块006包括第一 N型MOS管N1、第二电阻R2以及第二控制开关S2 ;其中，第一 N型MOS管NI的漏极与LED串相连，实现第一 N型MOS管NI和LED的串联，其栅极与关闭电路模块005中第三控制开关S3以及第四控制开关S4连接点相连，其源极与第二电阻R2的一端以及第二控制开关S2的一端相连；第二控制开关S2的另一端与主运放模块001的负输入端相连；第二电阻R2的另一端接地GND。
[0011 ] 优选地，所述主运放模块001，主运放为两级折叠共源共栅运放，其频率补偿形式为米勒补偿，其第二级运放的输入管的栅极连接所述钳位模块003的输出端。
[0012]优选地，所述延迟关闭模块002包括第一反相器021、第二反相器022、与非门023、第一 D触发器024以及第二 D触发器025 ;其中，PffM输入信号与第一反相器021的输入端相连，第一反相器021的输出端与第二反相器022的输入端相连；第二反相器022的输出端与第一 D触发器024的数据输入D端以及与非门023的一端相连；时钟输入CLK与第一 D触发器024以及第二 D触发器025的CLK端相连；EN为芯片使能输入连接与非门023的另一端，与非门023输出端与第一 D触发器024以及第二 D触发器025的复位RSET端相连；第一 D触发器024的Q端与第二 D触发器025的输入D端相连，第二 D触发器025的Q端输出为延迟关闭模块002的输出。
[0013]优选地，所述钳位模块003包括第二 P型MOS管P2、第三P型MOS管P3以及第四P型MOS管P4 ;其中，第二 P型MOS管P2的源极接输入电源VDD，其栅极接延迟关闭模块002的输出端，此处定义线名SHUT，其漏极接第三P型MOS管P3的源极；第三P型MOS管P3的栅漏连接第四P型MOS管P4的源极；第四P型MOS管P4栅漏短接一起作为钳位模块的输出端，此处定义为VPD ;该VPD连接所述主运放模块001的第二级输入管第八P型MOS管P8的栅极。
[0014]本发明第二方面提供了一种调光控制电路的方法，应用于主运放模块、延迟关闭模块、钳位模块、维持环路模块、关闭电路模块以及工作环路模块组成的调光控制电路中，其特征在于，包括以下步骤:根据输入PWM信号将所述主运放模块AMPl中的节点电压钳位在预定的电压值上；根据所述钳位作用后的节点电压，所述主运放模块AMPl给所述工作环路模块充电；所述工作环路模块充电后，完成将LED输出电流从零到正常的过程；所述LED输出电流正常时，经预定时间延迟后，将所述钳位作用彻底关闭；根据输入PWM信号，维持所述主运放模块AMPl的正常工作；所述主运放模块AMPl正常工作的同时，完成将LED输出电流从正常加速关闭的过程。
[0015]优选地，根据输入PffM信号将所述主运放模块AMPl中的节点电压钳位在预定的电压值上步骤包括:输入PWM信号为“高”时，让在加速阶段主运放模块AMPl的第二输入管栅源电压恒定，不受输入电源VDD等变化影响。
[0016]优选地，根据所述钳位作用后的节点电压，所述主运放模块AMPl给所述工作环路模块充电步骤包括:所述主运放模块AMPl的第二级输入管栅源电压在PffM调光转换过程中受钳位后的栅极VPD节点电压控制。
[0017]优选地，所述工作环路充电后，保证主运放正负输入端电压相等；所述LED输出电流正常时，削弱对第二级输入管P8栅极节点电压的钳位作用，延迟后彻底关闭钳位作用。
[0018]优选地，根据输入PffM信号，维持所述主运放模块AMP