一种PWM调光控制电路及显示装置的制作方法

本实用新型属于背光控制领域，尤其涉及一种PWM调光控制电路及显示装置。

背景技术：

在目前采用LED作为背光源的电子设备(如LED显示器、LED电视)中，为了实现对LED背光源的亮度调节，电子设备中的主控制板所输出的背光调节电压是一个线性变化的直流电压，但有些电子设备中的背光驱动芯片是无法兼容线性直流调光方式(即采用线性调节直流电压的方式对LED电流进行调节)，其只能采用PWM调光方式(即采用脉宽调制信号控制功率场效应管对LED电流进行调节)对LED负载进行亮度调节。

因此，现有采用LED作为背光源的电子设备存在无法全面兼容线性直流调光的问题。

技术实现要素：

本实用新型提供一种PWM调光控制电路，旨在解决现有技术中存在采用LED作为背光源的电子设备无法全面兼容线性直流调光的问题。

本实用新型是这样实现的，一种PWM调光控制电路，与直流电源和LED驱动芯片连接，LED驱动芯片用于控制LED负载工作。该PWM调光控制电路包括：

锯齿波产生模块和脉宽调制波产生模块，

脉宽调制波产生模块的线性可调电压输入端接入直流电压，直流电压处于预设电压范围内，锯齿波产生模块的输入端和脉宽调制波产生模块的电源输入端均连接直流电源，锯齿波产生模块的输出端连接脉宽调制波产生模块的锯齿波信号输入端，脉宽调制波产生模块的输出端连接LED驱动芯片；

锯齿波产生模块向脉宽调制波产生模块提供锯齿波信号，脉宽调制波产生模块根据直流电压和锯齿波信号输出相应的脉宽调制信号以使LED驱动芯片对LED负载进行亮度调节。

本实用新型还提供一种显示装置，包括LED驱动芯片和LED负载，该显示装置还包括上述PWM调光控制电路。

在本实用新型中，输入PWM调光控制电路的直流电压是线性可调的直流电压，脉宽调制波产生模块根据该线性可调的直流电压和锯齿波产生模块提供的锯齿波信号输出相应的脉宽调制信号以使LED驱动芯片对LED负载进行亮度调节。因此，本实用新型中的PWM调光控制电路可以实现线性直流电压输入到脉宽调制波输出的转换，能够使得以LED作为背光源的电子设备兼容线性直流调光的方式。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型实施例提供的一种PWM调光控制电路的模块结构图；

图2是本实用新型实施例提供的一种PWM调光控制电路的另一模块结构图；

图3是本实用新型实施例提供的一种PWM调光控制电路的电路结构图；

图4是本实用新型实施例提供的一种PWM调光控制电路的另一电路结构图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

图1示出了本实用新型实施例提供的PWM调光控制电路1的模块结构，为了便于说明，仅示出了与本实用新型实施例相关的部分，详述如下：

如图1所示，PWM调光控制电路1与直流电源VCC和LED驱动芯片2连接，LED驱动芯片2用于控制LED负载3工作。该PWM调光控制电路1包括锯齿波产生模块100和脉宽调制波产生模块200。

脉宽调制波产生模块200的线性可调电压输入端接入直流电压，直流电压处于预设电压范围内，在本实用新型实施例中，该预设电压范围可以为0～2.5V，所以上述直流电压可以在0V至2.5V之间线性变化。锯齿波产生模块100的输入端和脉宽调制波产生模块200的电源输入端均连接直流电源VCC，在本实用新型实施例中，直流电源VCC是输出电压为5V的直流电源。锯齿波产生模块100的输出端连接脉宽调制波产生模块200的锯齿波信号输入端，脉宽调制波产生模块200的输出端连接LED驱动芯片2。锯齿波产生模块100向脉宽调制波产生模块200提供锯齿波信号，脉宽调制波产生模块200根据上述直流电压和锯齿波信号输出相应的脉宽调制信号以使LED驱动芯片2对LED负载3进行亮度调节。

图2示出了本实用新型实施例提供的PWM调光控制电路的另一模块结构，为了便于说明，仅示出了与本实用新型实施例相关的部分，详述如下：

作为本实用新型一实施例，在上述图1的PWM调光控制电路模块结构的基础上，如图2所示，该PWM调光控制电路1还包括线性可调电压模块300，线性可调电压模块300的输入端连接直流电源VCC，线性可调电压模块300的输出端连接脉宽调制波产生模块200的线性可调电压输入端；线性可调电压模块300输出上述直流电压，其可以在0V至2.5V之间线性变化。

在本实用新型实施例中，输入PWM调光控制电路1的直流电压是线性可调的直流电压，锯齿波产生模块100向脉宽调制波产生模块200提供锯齿波信号，脉宽调制波产生模块200根据直流电压和锯齿波产生模块提供的锯齿波信号输出相应的脉宽调制信号，以使LED驱动芯片2对LED负载3进行亮度调节。因此，本实用新型中的PWM调光控制电路1可以实现线性直流电压输入到脉宽调制波输出的转换功能，能够使得以LED作为背光源的电子设备兼容线性直流调光的方式。

图3示出了本实用新型实施例提供的PWM调光控制电路的一电路结构，为了便于说明，仅示出了与本实用新型实施例相关的部分，详述如下：

作为本实用新型一实施例，锯齿波产生模块100包括：

第一电阻R1、第二电阻R2、第一比较器COMP1、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第一NPN型三极管Q1、第一电容C1、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8以及第二NPN型三极管Q2。

第一电阻R1的第一端与第一比较器COMP1的正电源端共接形成锯齿波产生模块100的输入端，第一电阻R1的第二端与第二电阻R2的第一端以及第八电阻R8的第一端共接于第一比较器COMP1的反相输入端，第一比较器COMP1的输出端连接第三电阻R3的第一端以及第六电阻R6的第一端，第三电阻R3的第二端与第四电阻R4的第一端共接于第一NPN型三极管Q1的基极，第一NPN型三极管Q1的集电极连接第五电阻R5的第一端，第五电阻R5的第二端与第一电容C1的第一端共接形成锯齿波产生模块100的输出端，第六电阻R6的第二端与第七电阻R7的第一端共接于第二NPN型三极管Q2的基极，第二NPN型三极管Q2的集电极连接第八电阻R8的第二端，第一电容C1的第二端、第二NPN型三极管Q2的发射极、第七电阻R7的第二端、第四电阻R4的第二端以及第一NPN型三极管Q1的发射极共接于地。

作为本实用新型一实施例，脉宽调制波产生模块200包括：第九电阻R9、第十电阻R10以及第二比较器COMP2。

第九电阻R9的第一端与第二比较器COMP2的正电源端共接形成脉宽调制波产生模块200的电源输入端，第二比较器COMP2的反向输入端为脉宽调制波产生模块200的线性可调电压输入端，第九电阻R9的第二端与第二比较器COMP2的同相输入端共接形成脉宽调制波产生模块200的锯齿波信号输入端，第二比较器COMP2的输出端连接第十电阻R10的第一端，第十电阻R10的第二端为脉宽调制波产生模块200的输出端。第二比较器COMP2比较其反相输入端输入的线性可调的直流电压以及同相输入端输入的锯齿波信号的大小，根据比较结果输出脉宽调制信号。

作为本实用新型一实施例，线性可调电压模块300包括：电位器VR1、第十一电阻R11以及第十二电阻R12。

电位器VR1的第一端为线性可调电压模块300的输入端，电位器VR1的调节端连接第十一电阻R11的第一端，第十一电阻R11的第二端与第十二电阻R12的第一端共接形成线性可调电压模块300的输出端，第十二电阻R12的第二端与电位器VR1的第二端共接于地。

在本实用新型实施例当中，调节电位器VR1的调节端，可以线性改变电位器VR1的输出直流电压，进而改变脉宽调制波产生模块200输出的脉宽调制波的占空比，通过调节脉宽调制波的占空比可达到改变LED负载3的发光亮度的目的。

图4示出了本实用新型实施例提供的PWM调光控制电路的另一电路结构，为了便于说明，仅示出了与本实用新型实施例相关的部分，详述如下：

作为本实用新型一实施例，在上述图3所示电路结构的基础上，如图4所示，该PWM调光控制电路1还包括第五电容C5，该第五电容C5为滤波电容，其用于滤除上述直流电源VCC输出的交流信号，稳定直流电源VCC的输出电压。

作为本实用新型一实施例，在上述电路结构的基础上，如图4所示，锯齿波产生模块100还包括第二电容C2，第二电容C2的第一端和第二端分别连接上述第一电容C1的第一端和第二端。该第二电容C2可以和第一电容C1配合使用，通过改变第一电容C1和第二电容C2的电容值，改变PWM调光控制电路1输出的脉宽调制波的频率。

作为本实用新型一实施例，在上述电路结构的基础上，如图4所示，该线性电压可调模块300还包括第三电容C3，第三电容C3的第一端和第二端分别连接电位器VR1的调节端和第二端。该第三电容C3为滤波电容，用于滤除电位器VR1输出的直流电压中的交流成分，稳定电位器VR1输出端的输出直流电压。

作为本实用新型一实施例，在上述电路结构的基础上，如图4所示，该线性电压可调模块300还包括第四电容C4，第四电容C4的第一端和第二端分别连接第十二电阻R12的第一端和第二端。该第四电容C4为滤波电容，用于滤除该线性电压可调模块300输出的直流电压中的交流成分，稳定该线性电压可调模块300输出端的输出直流电压。

以下结合工作原理，对上述PWM调光控制电路作进一步说明：

当接通直流电源VCC后，5V直流电压对第一电容C1进行充电，当C1两端的充电电压超过由第一电阻R1和第二电阻R2分压后的2.5V电压时，第一比较器COMP1的输出端就会翻转(在此之前，第一比较器COMP1的输出端输出低电平)，输出高电平，这样输出的高电平就为第一NPN型三极管Q1的基极提供一个导通电压使其处于导通状态，之后第一电容C1(也就是第一比较器COMP1的同相输入端)经过第五电阻R5和第一NPN型三极管Q1对地放电，第一比较器COMP1的输出端输出高电平的同时也为第二NPN型三极管Q2的基极提供一个高电平，使得第二NPN型三极管Q2也处于导通状态。由于第二NPN型三极管Q2与第一电阻R1组成一个回路和第五电阻R5并联，导致第一比较器COMP1的反相输入端基准电压拉低，同时第一电阻R1的阻值大小也决定了第一电容C1的放电时间。在第一电容C1放电的过程中，当某一时刻第一电容C1两端的电压比第一比较器COMP1的反相输入端的电压低时，第一比较器COMP1的输出端就会翻转，输出一个低电平，输出的低电平致使第一NPN型三极管Q1以及第二NPN型三极管Q2截止，那么直流电源VCC又会对第一电容C1充电，从而完成一个完整的充放电过程。直流电源VCC不断地对第一电容C1充电，之后第一电容C1放电。以此不断循环，第一电容C1的两端就会形成一个锯齿波。

当需要调节LED负载3的亮度时，操作者可以通过调节电位器VR1的调节端调节输入第二比较器COMP2的反相输入端的直流电压的值，直流电源VCC的5V电压经过电位器VR1后由分压电阻第十一电阻R11与第十二电阻R12分压后输入第二比较器COMP2的反相输入端，因此，该直流电压的值从0至2.5V线性变化。第二比较器COMP2比较上述直流电压和锯齿波后输出相应占空比的脉宽调制波，LED驱动芯片2根据上述脉宽调制波控制LED负载3的亮度变化。调节电位器可以改变输出的脉宽调制波的占空比，因此，通过调节电位器改变LED负载3的亮度。

以下结合三个时刻的电路工作过程，进一步阐述PWM调光控制电路1调节LED负载3的工作原理：

(1)当直流电源VCC接通时刻，调节电位器VR1的调节端使其输出的电压为5V，则该5V电压经过第十一电阻R11和第十二电阻R12分压后输入第二比较器COMP2的反相输入端的电压即为2.5V；由于第一NPN型三极管、第二NPN型三极管、第五电阻R5、第一电容C1的振荡产生锯齿波，锯齿波的峰值电压为2.5V，因此第二比较器COMP2的同相输入端的电压就低于第二比较器COMP2的反相输入端所输入的2.5V电压，因此第二比较器COMP2的输出端就输出低电平，导致LED驱动芯片2无法驱动LED负载3，则此时LED负载3不亮。

(2)调节电位器VR1的调节端使其输出的电压为2.5V，则该2.5V电压经过第十一电阻R11和第十二电阻R12分压后输入第二比较器COMP2的反相输入端的电压即为1.25V；由于第一NPN型三极管、第二NPN型三极管、第五电阻R5、第一电容C1的振荡产生锯齿波，锯齿波的峰值电压为2.5V，峰谷电压大于0V，因此第二比较器COMP2的同相输入端的锯齿波信号的电压和第二比较器COMP2的反相输入端1.25V的电压相比较，第二比较器COMP2的输出端就输出一定占空比的脉宽调制波，LED驱动芯片2根据该一定占空比的脉宽调制波驱动LED负载3产生一定的亮度。

(3)调节电位器VR1的调节端使其输出的电压为0V，则该0V电压经过第十一电阻R11和第十二电阻R12分压后输入第二比较器COMP2的反相输入端的电压即为0V；由于第一NPN型三极管、第二NPN型三极管、第五电阻R5、第一电容C1的振荡产生锯齿波，锯齿波的峰值电压为2.5V，峰谷电压大于0V，因此第二比较器COMP2的同相输入端的锯齿波信号的电压就高于第二比较器COMP2的反相输入端0V的电压，第二比较器COMP2的输出端就输出高电平，LED驱动芯片2根据该高电平驱动LED负载3产生最大程度的亮度。

因此，由上述内容可知，当直流电压从0V至5V调节时，该PWM调光控制电路1就会输出一个占空比从0％—50％—100％的脉宽调制波，从而可使LED驱动芯片2根据该脉宽调制波调整LED负载3的发光亮度。由此可知，此时PWM调光控制电路1对于LED调光的工作方式为正调光方式。

另外，在本实用新型其他实施例中，可将电位器VR1的反接，从而能够在调节电位器VR1使直流电压从0V至5V线性变化时，以使PWM调光控制电路1输出一个占空比从100％—50％—0％的脉宽调制波，从而可使LED驱动芯片2根据该脉宽调制波调整LED负载3的发光亮度。由此可知，此时PWM调光控制电路1对于LED调光的工作方式为负调光方式。

该PWM调光控制电路1主要用于显示器或者电视机的背光控制电路上，例如，主控板输出的线性电压可以直接输入该PWM调光控制电路1第二比较器COMP2的反相输入端(此时，该PWM调光控制电路1不包括线性电压可调模块)；也可以做成测试设备用于检测背光电源板(此时，该PWM调光控制电路1包括线性电压可调模块)；同时该PWM调光控制电路1具有结构简单，制造成本低，频率设置灵活等优点。

基于上述PWM调光控制电路的优点，本实用新型实施例还提供了一种显示装置，该显示装置不仅包括上述的LED驱动芯片2和LED负载3，并且还包括上述的PWM调光控制电路1。LED驱动芯片2用于控制LED负载3工作。该显示装置具体可以是LED显示器、LED电视、LED广告牌等。

在本实用新型实施例中，输入PWM调光控制电路1的直流电压是线性可调的直流电压，锯齿波产生模块100向脉宽调制波产生模块200提供锯齿波信号，脉宽调制波产生模块200根据直流电压和锯齿波产生模块提供的锯齿波信号输出相应的脉宽调制信号，以使LED驱动芯片2对LED负载3进行亮度调节。因此，本实用新型中的PWM调光控制电路1可以实现线性直流电压输入到脉宽调制波输出的转换功能，能够使得以LED作为背光源的电子设备兼容线性直流调光的方式。

以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。