专利名称：背光的调光方法及背光驱动电路的制作方法
技术领域：
本发明涉及液晶显示技术，尤其涉及一种背光的调光方法及背光驱动电路。
背景技术：
当前,发光二极管(LED, Light Emitting Diode)在液晶显示器背光源领域应用越来越广泛，利用LED背光源的液晶电视产品以其轻薄和环保的概念征服了很多用户，LED灯管逐渐成为背光源的主要应用产品。目前，LED背光源驱动电路在调节作为背光源的LED灯管亮度时通常采用以下两种方式模拟调光和脉冲宽度调制(PWM，Pulse Width Modula tion)，其中，模拟调光方式采用恒流驱动电路，通过改变LED背光源的背光电流大小来改变LED背光源的亮度，该方案中背光电流的调节范围限制在一个最大值至该最大值的约10%之间(即10 I调光范围)，而LED的色谱与电流有关，在改变背光电流大小时LED表现出的色温和色坐标均不同，会影响显示效果；PWM是通过控制背光电流的通断时间比，从而改变背光电流的有效值，达到改变LED灯管亮度的目的，即背光电流要么处于最大值，要么被关断，PWM信号的占空比在100% -10%内调节时，线性度很好，相对于模拟调光方式能够提高效率，并能避免在电流变化时发生色偏；PWM信号的占空比在10% -I %以内调节时，背光电流很小，PWM信号的上升时间(Rising time)和下降时间(Falling time)固定，调光(Dimming)的线性度会较差，同时背光驱动的效率会急剧下降；并且在PWM的占空比很小而使背光驱动电路的导通时间很短时，背光驱动电路输出背光电流的最大值会随PWM占空比的变化而变化，影响LED背光源的色温一致性，从而影响显示效果。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种背光的调光方法及背光驱动电路，以解决现有应用于背光的调光方式导致背光驱动效率低、以及影响LED背光源色温一致性的问题。为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的本发明提供了一种背光的调光方法，所述方法包括主控制单元的确定模块根据需显示画面的灰度值，得到脉冲信号占空比并将该占空比值与一设定的占空比阈值进行比较；在确定模块得到的占空比高于所述占空比阈值时，所述主控制单元的PWM信号产生模块产生PWM信号并输出给所述调光控制器；在所述确定模块得到的占空比低于所述占空比阈值时，所述主控制单元的PFM信号产生模块产生PFM信号并输出给调光控制器；调光控制器通过输入的PWM信号或PFM信号进行调光。在上述方案中，所述占空比阈值为10%。在上述方案中，所述根据需显示画面的灰度值，得到脉冲信号占空比，为从所存储的画面灰度值与脉冲信号占空比之间的对应关系表中，查询到对应需显示画面灰度值的占空比。在上述方案中，所述产生PFM信号，还包括所述主控制单元的确定模块根据需显示画面的灰度值，得到PFM信号的时间间隔，所述主控制单元的PFM信号产生模块根据所述确定模块得到的脉冲信号占空比以及PFM信号的时间间隔产生PFM信号。在上述方案中，所述主控制单元的确定模块根据需显示画面的灰度值，得到PFM信号的时间间隔，为所述主控制单元的确定模块从所存储的画面灰度值与脉冲信号时间间隔之间的对应关系表中，查询到对应需显示画面灰度值的PFM信号时间间隔。本发明还提供了一种背光的调光方法，所述方法包括主控制单元的确定模块根据需显示画面的灰度值，得到脉冲信号占空比，并输出所述脉冲信号给调光控制器的PWM信号产生模块和PFM信号产生模块；根据所输入的脉冲信号，调光控制器的PWM信号产生模块产生PWM信号，或者调光 控制器的PFM信号产生模块产生PFM信号；调光控制器的调光模块通过所述PWM信号产生模块产生的PWM信号或所述PFM信号产生模块产生的PFM信号进行调光。在上述方案中，所述调光控制器的PFM信号产生模块产生PFM信号，为所述调光控制器的PFM信号产生模块根据输入的脉冲信号，得到需输出给背光源的背光电流目标值；检测当前输出给背光源的背光电流，在检测到所述背光电流低于所述背光电流目标值时，产生PFM信号。在上述方案中，所述调光控制器的PFM信号产生模块产生PFM信号，包括产生占空比高于所述占空比阈值的PFM信号，根据当前输出给背光源的背光电流，实时调整所述PFM信号的时间间隔，直到当前输出给背光源的背光电流达到所述背光电流目标值；或者，产生占空比高于所述占空比阈值的PFM信号，根据当前输出给背光源的背光电流，实时调整所述PFM信号的时间间隔和占空比，直到当前输出给背光源的背光电流达到所述背光电流目标值。本发明还提供了一种背光驱动电路，所述背光驱动电路包括主控制单元和调光控制器；其中，主控制单元包括确定模块、PWM信号产生模块和PFM信号产生模块，确定模块用于根据需显示画面的灰度值，得到脉冲信号占空比并将该占空比值与一设定的占空比阈值进行比较；PWM信号产生模块用于在所述确定模块得到的占空比高于预设的占空比阈值时，产生PWM信号并输出给所述调光控制器；PFM信号产生模块用于在所述确定模块得到的占空比低于预设的占空比阈值时，产生PFM信号并输出给调光控制器；调光控制器，用于通过输入的PWM信号或PFM信号进行调光。在上述方案中，所述确定模块，还用于根据需显示画面的灰度值，得到PFM信号的时间间隔；所述PFM信号产生模块，还用于按照所述确定模块得到的脉冲信号占空比以及PFM信号的时间间隔产生PFM信号，并输出所述PFM信号给所述调光控制器。在上述方案中，所述确定模块，还用于从所存储的画面灰度值与脉冲信号时间间隔之间的对应关系表中，查询到对应需显示画面灰度值的PFM信号时间间隔。本发明还提供了一种背光驱动电路，所述背光驱动电路包括主控制单元和调光控制器，主控制单元包括确定模块，调光控制器包括PWM信号产生模块、PFM信号产生模块和调光模块；其中，确定模块，用于根据需显示画面的灰度值，得到脉冲信号占空比，并输出所述脉冲信号给调光控制器的PWM信号产生模块 和PFM信号产生模块；PWM信号产生模块用于根据所输入的脉冲信号，产生PWM信号；PFM信号产生模块用于根据所输入的脉冲信号,产生PFM信号；调光模块,用于通过所述PWM信号产生模块产生的PWM信号或所述PFM信号产生模块产生的PFM信号进行调光。在上述方案中，所述PFM信号产生模块，还用于根据输入的脉冲信号，得到需输出给背光源的背光电流目标值；检测当前输出给背光源的背光电流，在当前输出给背光源的背光电流低于所述背光电流目标值时，产生PFM信号。在上述方案中，所述PFM信号产生模块，还用于产生占空比高于所述占空比阈值的PFM信号，根据当前输出给背光源的背光电流，实时调整所述PFM信号的时间间隔，直到当前输出给背光源的背光电流达到所述背光电流目标值；或者，产生占空比高于所述占空比阈值的PFM信号，根据当前输出给背光源的背光电流，实时调整所述PFM信号的时间间隔和占空比，直到当前输出给背光源的背光电流达到所述背光电流目标值。本发明通过PWM和脉冲频率调制(PFM, Pulse Frequency Modulation)相结合的混合调光方式，在占空比低于一定值时，产生PFM信号并基于该PFM信号进行调光，在要求输出的背光电流较低时，可以有效地提高系统工作效率，减小功耗，降低EMI，改善LED背光源在低电流工作时的色温一致性，应用于ID Dimming和2D Dimming时效果会更佳。
图I为本发明一种背光的调光方法的实现流程图；图2为本发明另一种背光的调光方法的实现流程图；图3为PFM信号的波形图；图4为PWM模式下占空比取值与输出的背光电流值的对应关系示意图；图5为ID-Dimming下显示不同图片的背光功耗对比示意图；图6为显示同一幅画面时整体调光(Global Dimming)与ID-Dimming的功耗对比示意图；图7为本发明背光驱动电路具体实例的一种组成结构示意图。
具体实施例方式本发明的基本思想是通过PFM和PWM相结合的调光方式，针对不同的负载情况即需显示画面的明亮程度，选择不同的调光方式，实现液晶显示时的背光调节，不仅能够提高液晶显示过程中背光驱动的效率，减小功耗，降低电磁干扰(EMI, Electro MagneticInterference),同时也有利于改善LED背光源在低电流时的色温一致性,应用于一维调光(ID-Dimming)及二维调光(2D_Dimming)时效果更佳。上述方法的具体实现过程可以包括如下两种方式第一，主控制单元根据需显示画面的灰度值，得到脉冲信号占空比，根据所得到的脉冲信号占空比，产生PWM信号或PFM信号并输出给调光控制器；所述调光控制器通过输入的PWM信号或PFM信号进行调光。这里，所述主控制单元可以根据需显示画面的灰度值，得到PFM信号的时间间隔，按照所得到的脉冲信号占空比以及PFM信号的时间间隔产生PFM信号，并输出所述PFM信号给所述调光控制器。具体地，所述主控制单元从所存储的画面灰度值与脉冲信号时间间隔之间的对应关系表中，查询到对应需显示画面灰度值的PFM信号时间间隔。
第二，主控制单元根据需显示画面的灰度值，得到脉冲信号占空比，并输出所述脉冲信号给调光控制器；所述调光控制器根据所输入的脉冲信号，产生PWM信号或PFM信号，并通过所产生的PWM信号或PFM信号进行调光。这里，所述调光控制器根据输入的脉冲信号，得到需输出给背光源的背光电流目标值；检测当前输出给背光源的背光电流，在检测到所述背光电流低于所述背光电流目标值时，产生PFM信号并输出。具体地，所述调光控制器产生占空比高于所述占空比阈值的PFM信号，根据当前输出给背光源的背光电流，实时调整所述PFM信号的时间间隔并输出，直到当前输出给背光源的背光电流达到所述背光电流目标值；或者，所述调光控制器产生占空比高于所述占空比阈值的PFM信号，根据当前输出给背光源的背光电流，实时调整所述PFM信号的时间间隔和占空比并输出，直到当前输出给背光源的背光电流达到所述背光电流目标值。其中，所述调光控制器输出的PFM信号占空比高于预设的占空比阈值，例如所述占空比阈值为10%时，调光控制器产生的PFM信号的占空比可以在20%-30%内。PFM信号的波形如图3所示，其中，激活(Active)状态下，PFM信号为脉冲信号；非激活(Inactive)状态下，输出的PFM信号为低电平信号。实际应用中，PFM信号在Active状态时，调光控制器控制功率开关工作，PFM信号在Inactive状态时，调光控制器控制功率开关停止工作。其中，上述两种方式的具体实现过程中，PWM信号的产生与现有PWM方式中相同，在此不再赘述。具体地，本发明提供的一种背光的调光方法，实现液晶显示时LED背光源的亮度调节，参照图I所示，主要可以包括以下步骤步骤101 :主控制单元的确定模块根据需显示画面的灰度值，得到脉冲信号占空比并将该占空比值与一设定的占空比阈值进行比较；具体地，主控制单元的确定模块可以从所存储的画面灰度值与脉冲信号占空比之间的对应关系表中，查询到对应需显示画面灰度值的占空比。步骤102 :在确定模块得到的占空比高于所述占空比阈值时，所述主控制单元的PWM信号产生模块产生PWM信号并输出给所述调光控制器；在所述确定模块得到的占空比低于所述占空比阈值时，所述主控制单元的PFM信号产生模块产生PFM信号并输出给调光控制器；这里，产生PFM信号可以包括所述主控制单元的确定模块根据需显示画面的灰度值，得到PFM信号的时间间隔，所述主控制单元的PFM信号产生模块根据所述确定模块得到的脉冲信号占空比以及PFM信号的时间间隔产生PFM信号。步骤103 :调光控制器通过输入的PWM信号或PFM信号进行调光。实际应用中，由于PWM方式在占空比低于10%时，调光(Dimming)的线性度会较差，同时背光驱动的效率会急剧下降，并且会影响LED背光源的色温一致性，以至于影响显示效果，因此，所述占空比阈值可以优选为10%。具体地，本发明提供的另一种背光的调光方法，实现液晶显示时LED背光源的亮度调节，如图2所示，主要可以包括以下步骤步骤201 :主控制单元的确定模块根据需显示画面的灰度值，得到脉冲信号占空t匕，并输出所述脉冲信号给调光控制器的PWM信号产生模块和PFM信号产生模块；步骤202 :根据所输入的脉冲信号，调光控制器的PWM信号产生模块产生PWM信号，或者调光控制器的PFM信号产生模块产生PFM信号； 步骤203 :调光控制器的调光模块通过所述PWM信号产生模块产生的PWM信号或所述PFM信号产生模块产生的PFM信号进行调光。 这里，所述调光控制器的PFM信号产生模块产生PFM信号，为所述调光控制器的PFM信号产生模块根据输入的脉冲信号，得到需输出给背光源的背光电流目标值；检测当前输出给背光源的背光电流，在检测到所述背光电流低于所述背光电流目标值时，产生PFM信号。具体地，所述调光控制器的PFM信号产生模块产生PFM信号，包括产生占空比高于所述占空比阈值的PFM信号，根据当前输出给背光源的背光电流，实时调整所述PFM信号的时间间隔，直到当前输出给背光源的背光电流达到所述背光电流目标值；或者，产生占空比高于所述占空比阈值的PFM信号，根据当前输出给背光源的背光电流，实时调整所述PFM信号的时间间隔和占空比，直到当前输出给背光源的背光电流达到所述背光电流目标值。表I是基于TI DDA009IC设计的一款LED驱动电路(Driver)在占空比为10 % -100 %时Dimming的占空比值与输出给LED背光源的背光电流的取值之间的对应关系表，图4为基于表I得到的背光电流与占空比的对应关系不意图，其中，LED电流(Current)的典型值是60mA。
权利要求
1.一种背光的调光方法，其特征在于，所述方法包括 主控制单元的确定模块根据需显示画面的灰度值，得到脉冲信号占空比并将该占空比值与一设定的占空比阈值进行比较； 在确定模块得到的占空比高于所述占空比阈值时，所述主控制单元的PWM信号产生模块产生PWM信号并输出给所述调光控制器； 在所述确定模块得到的占空比低于所述占空比阈值时，所述主控制单元的PFM信号产生模块产生PFM信号并输出给调光控制器； 调光控制器通过输入的PWM信号或PFM信号进行调光。
2.根据权利要求I所述背光的调光方法，其特征在于，所述占空比阈值为10%。
3.根据权利要求I所述背光的调光方法，其特征在于，所述根据需显示画面的灰度值，得到脉冲信号占空比，为从所存储的画面灰度值与脉冲信号占空比之间的对应关系表中，查询到对应需显示画面灰度值的占空比。
4.根据权利要求I所述背光的调光方法，其特征在于，所述产生PFM信号，还包括所述主控制单元的确定模块根据需显示画面的灰度值，得到PFM信号的时间间隔，所述主控制单元的PFM信号产生模块根据所述确定模块得到的脉冲信号占空比以及PFM信号的时间间隔产生PFM信号。
5.根据权利要求4所述背光的调光方法，其特征在于，所述主控制单元的确定模块根据需显示画面的灰度值，得到PFM信号的时间间隔，为所述主控制单元的确定模块从所存储的画面灰度值与脉冲信号时间间隔之间的对应关系表中，查询到对应需显示画面灰度值的PFM信号时间间隔。
6.一种背光的调光方法，其特征在于，所述方法包括 主控制单元的确定模块根据需显示画面的灰度值，得到脉冲信号占空比，并输出所述脉冲信号给调光控制器的PWM信号产生模块和PFM信号产生模块； 根据所输入的脉冲信号，调光控制器的PWM信号产生模块产生PWM信号，或者调光控制器的PFM信号产生模块产生PFM信号； 调光控制器的调光模块通过所述PWM信号产生模块产生的PWM信号或所述PFM信号产生模块产生的PFM信号进行调光。
7.根据权利要求6所述背光的调光方法，其特征在于，所述调光控制器的PFM信号产生模块产生PFM信号，为 所述调光控制器的PFM信号产生模块根据输入的脉冲信号，得到需输出给背光源的背光电流目标值；检测当前输出给背光源的背光电流，在检测到所述背光电流低于所述背光电流目标值时，产生PFM信号。
8.根据权利要求7所述背光的调光方法，其特征在于，所述调光控制器的PFM信号产生模块产生PFM信号，包括 产生占空比高于所述占空比阈值的PFM信号，根据当前输出给背光源的背光电流，实时调整所述PFM信号的时间间隔，直到当前输出给背光源的背光电流达到所述背光电流目标值； 或者，产生占空比高于所述占空比阈值的PFM信号，根据当前输出给背光源的背光电流，实时调整所述PFM信号的时间间隔和占空比，直到当前输出给背光源的背光电流达到所述背光电流目标值。
9.一种背光驱动电路，其特征在于，所述背光驱动电路包括主控制单元和调光控制器；其中，主控制单元包括确定模块、PWM信号产生模块和PFM信号产生模块，确定模块用于根据需显示画面的灰度值，得到脉冲信号占空比并将该占空比值与一设定的占空比阈值进行比较；PWM信号产生模块用于在所述确定模块得到的占空比高于预设的占空比阈值时，产生PWM信号并输出给所述调光控制器；PFM信号产生模块用于在所述确定模块得到的占空比低于预设的占空比阈值时，产生PFM信号并输出给调光控制器； 调光控制器，用于通过输入的PWM信号或PFM信号进行调光。
10.根据权利要求9所述背光驱动电路，其特征在于， 所述确定模块，还用于根据需显示画面的灰度值，得到PFM信号的时间间隔； 所述PFM信号产生模块，还用于按照所述确定模块得到的脉冲信号占空比以及PFM信号的时间间隔产生PFM信号，并输出所述PFM信号给所述调光控制器。
11.根据权利要求10所述背光驱动电路，其特征在于，所述确定模块，还用于从所存储的画面灰度值与脉冲信号时间间隔之间的对应关系表中，查询到对应需显示画面灰度值的PFM信号时间间隔。
12.一种背光驱动电路，其特征在于，所述背光驱动电路包括主控制单元和调光控制器，主控制单元包括确定模块，调光控制器包括PWM信号产生模块、PFM信号产生模块和调光模块；其中， 确定模块，用于根据需显示画面的灰度值，得到脉冲信号占空比，并输出所述脉冲信号给调光控制器的PWM信号产生模块和PFM信号产生模块； PWM信号产生模块用于根据所输入的脉冲信号,产生PWM信号； PFM信号产生模块用于根据所输入的脉冲信号,产生PFM信号； 调光模块，用于通过所述PWM信号产生模块产生的PWM信号或所述PFM信号产生模块产生的PFM信号进行调光。
13.根据权利要求12所述背光驱动电路，其特征在于，所述PFM信号产生模块，还用于根据输入的脉冲信号，得到需输出给背光源的背光电流目标值；检测当前输出给背光源的背光电流，在当前输出给背光源的背光电流低于所述背光电流目标值时，产生PFM信号。
14.根据权利要求13所述背光驱动电路，其特征在于，所述PFM信号产生模块，还用于产生占空比高于所述占空比阈值的PFM信号，根据当前输出给背光源的背光电流，实时调整所述PFM信号的时间间隔，直到当前输出给背光源的背光电流达到所述背光电流目标值；或者，产生占空比高于所述占空比阈值的PFM信号，根据当前输出给背光源的背光电流，实时调整所述PFM信号的时间间隔和占空比，直到当前输出给背光源的背光电流达到所述背光电流目标值。
全文摘要
本发明公开了一种背光的调光方法，所述方法包括主控制单元的确定模块根据需显示画面的灰度值，得到脉冲信号占空比并将该占空比值与一设定的占空比阈值进行比较；在确定模块得到的占空比高于所述占空比阈值时，主控制单元的PWM信号产生模块产生PWM信号并输出给调光控制器；在确定模块得到的占空比低于所述占空比阈值时，主控制单元的PFM信号产生模块产生PFM信号并输出给调光控制器；调光控制器通过输入的PWM信号或PFM信号进行调光。本发明还公开了相应的背光驱动电路，在要求输出的背光电流较低时，可以有效地提高系统工作效率，减小功耗，降低EMI，改善LED背光源在低电流工作时的色温一致性，应用于1D Dimming和2D Dimming时效果会更佳。
文档编号G09G3/34GK102708804SQ20111032474
公开日2012年10月3日 申请日期2011年10月21日 优先权日2011年10月21日
发明者侯帅, 张亮, 张斌, 李卫海 申请人:京东方科技集团股份有限公司, 北京京东方显示技术有限公司