一种背光源系统的制作方法

1.本发明实施例涉及背光技术，尤其涉及一种背光源系统。


背景技术：

2.在生产生活中，车辆作为交通运输工具，有着非常重要的作用。车辆的仪表可显示车速、档位和电量等信息，是车辆必不可少的组成部分。车辆如电动车上的仪表采用va屏显示车速等信息，仪表的背光源系统发光时，va屏可显示信息。
3.目前，现有的背光源系统，通常在工作发光时，其所在仪表的va屏的整屏为同一亮度，在满足亮度需求时，若va屏的部分区域所需电流较小即亮度较小，则无法单独降低该区域的亮度，会带来功耗较大、发热量较大的问题。


技术实现要素：

4.本发明实施例提供一种背光源系统，以在保证亮度的同时降低功耗，减少发热量。
5.本发明实施例提供了一种背光源系统，包括：背光源、驱动模块和控制器；
6.其中，背光源包括多个led，led之间连接的方式包括两级并联、三级并联和串并结合中的至少一种；驱动模块包括驱动芯片和多个开关管，驱动芯片与开关管电连接，开关管与至少一个led电连接，驱动芯片与至少一个led电连接，驱动芯片与控制器电连接，控制器用于通过控制驱动芯片的工作状态，控制开关管的通断，以控制led的亮灭。
7.可选的，多个led分为多组，多组led的电流和电压均不同。
8.可选的，多个led分为三组，三组led的电压分别为3.3v、5v和6.6v。
9.可选的，驱动芯片与至少一个led的负极电连接，led的正极与第一电源电连接。
10.可选的，开关管的第一端与第二电源电连接，开关管的第二端与至少一个led的正极电连接，led的负极接地。
11.可选的，上述背光源系统还包括亮度调节模块，控制器通过亮度调节模块与led电连接，控制器用于通过控制亮度调节模块的工作状态，调节led的亮度。
12.可选的，亮度调节模块包括mos管，mos管的第一端与电源电连接，mos的第二端与至少一个led的正极电连接，mos管的栅极与控制器电连接。
13.可选的，上述背光源系统还包括供电模块，供电模块包括多个供电单元，供电单元用于将输入的直流电压进行dcdc变换，各供电单元输出的电压大小均不同。
14.可选的，供电模块还包括滤波单元，滤波单元与供电单元电连接，滤波单元用于将输入供电模块的电压进行滤波，并将滤波后的电压传输至供电单元。
15.可选的，供电单元包括电压转换器，电压转换器与滤波单元电连接。
16.本发明实施例提供的背光源系统，包括背光源、驱动模块和控制器；其中，背光源包括多个led，led之间连接的方式包括两级并联、三级并联和串并结合中的至少一种；驱动模块包括驱动芯片和多个开关管，驱动芯片与开关管电连接，开关管与至少一个led电连接，驱动芯片与至少一个led电连接，驱动芯片与控制器电连接，控制器用于通过控制驱动
芯片的工作状态，控制开关管的通断，以控制led的亮灭。本发明实施例提供的背光源系统，led采用多种连接方式和控制方式，如多个led均与驱动芯片的不同控制口连接，由驱动芯片单独控制，控制器通过控制驱动芯片控制led亮灭；多个led有一一对应的多个开关管，一个开关管连接一个led，led单独控制；多个led有对应的多个开关管，至少两个led并联，由对应的开关管控制；至少两个led串联，由对应的开关管控制；至少两个led串联后与另外两个串联的led并联，由对应的开关管控制；这样控制器和驱动芯片可以为需要大电流的led提供大电流，无需大电流的led则可提供较小电流，以在保证亮度需求的同时降低功耗，减少发热量。
附图说明
17.图1是本发明实施例提供的一种背光源系统的结构框图；
18.图2是本发明实施例提供的一种led连接方式的示意图；
19.图3是本发明实施例提供的一种led分布的示意图；
20.图4是本发明实施例提供的另一种led连接方式的示意图；
21.图5是本发明实施例提供的另一种led分布的示意图；
22.图6是本发明实施例提供的又一种led连接方式的示意图；
23.图7是本发明实施例提供的又一种led分布的示意图；
24.图8是本发明实施例提供的又一种led连接方式的示意图；
25.图9是本发明实施例提供的又一种led分布的示意图；
26.图10是本发明实施例提供的一种亮度调节模块的结构示意图；
27.图11是本发明实施例提供的一种供电模块的结构示意图；
28.图12是本发明实施例提供的一种滤波单元的结构示意图；
29.图13是本发明实施例提供的一种分压供电的示意图；
30.图14是本发明实施例提供的一种驱动芯片的结构示意图；
31.图15是本发明实施例提供的一种隔光结构的示意图；
32.图16是本发明实施例提供的一种led组合分布的示意图。
具体实施方式
33.下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
34.图1是本发明实施例提供的一种背光源系统的结构框图。参考图1，背光源系统包括：背光源10、驱动模块20和控制器30。
35.其中，背光源10包括多个led，led之间连接的方式包括两级并联、三级并联和串并结合中的至少一种；驱动模块20包括驱动芯片21和多个开关管22，驱动芯片21与开关管22电连接，开关管22与至少一个led电连接，驱动芯片21与至少一个led电连接，驱动芯片21与控制器30电连接，控制器30用于通过控制驱动芯片21的工作状态，控制开关管22的通断，以控制led的亮灭。
36.示例性地，背光源系统为电动车va屏的背光源系统。图2是本发明实施例提供的一
种led连接方式的示意图，图3是本发明实施例提供的一种led分布的示意图。参考图1、图2和图3，驱动芯片21的不同控制口seg1/seg6与不同的led连接，图3中虚线框圈出的led即为图2中与驱动芯片21连接的led。图2中所示的23个led对应va屏彩色丝印上的23个单独标识，标记不同的功能，在结构上单独隔光处理，避免串光，并由驱动芯片21单独控制亮灭，即单个led单独控制，led最大电流可以是38ma，为保证驱动芯片21长期稳定工作，可设置led工作电流为28ma。图2中的lcd为rgb三色灯，其中两个红绿灯混色为黄色灯，lcd可作为充电指示灯。图4是本发明实施例提供的另一种led连接方式的示意图，图5是本发明实施例提供的另一种led分布的示意图。参考图1、图4和图5，开关管22可以是mos管q，一个开关管22连接一个led，不同开关管22连接驱动芯片21的不同控制口seg2/seg3，驱动芯片21通过控制开关管22的通断控制对应的led的亮灭，图5中虚线框圈出的led即为图4中与开关管22连接的led。图4中所示的led对应电动车va屏显示的高亮时速两个大8字的充电图标，电量百分比及电量能量回收部分，是需要高亮和经常工作部分，工作电流较大，led可长时间工作在60ma。
37.图6是本发明实施例提供的又一种led连接方式的示意图，图7是本发明实施例提供的又一种led分布的示意图。参考图6和图7，led之间连接的方式包括两级并联和三级并联，即至少一个开关管22连接两个并联的led，至少一个开关管22连接三个并联的led，图7中虚线框圈出的led即为图6中与开关管22连接的led。图6中所示的两个并联的led可同时亮显示va屏的时间部分，三个并联的led同时亮显示va屏电力驱动模式，led的工作电流可以是60ma。图8是本发明实施例提供的又一种led连接方式的示意图，图9是本发明实施例提供的又一种led分布的示意图。参考图8和图9，led之间连接的方式包括串并结合的方式，如图8中所示，两个led串联后与另外两个串联的led并联，图9中虚线框圈出的led即为图8中与开关管22连接的led。图8中所示的led电流可设置为120ma，led对应va屏的能量回收动态显示效果条及骑行动效的效果环形条，采用单独隔光的结构，避免串光。背光源中的led多种连接方式和控制方式，可以为需要大电流的led提供大电流，无需大电流的led则可提供较小电流，以降低功耗。
38.本实施例提供的背光源系统，led采用多种连接方式和控制方式，如多个led均与驱动芯片的不同控制口连接，由驱动芯片单独控制，控制器通过控制驱动芯片控制led亮灭；多个led有一一对应的多个开关管，一个开关管连接一个led，led单独控制；多个led有对应的多个开关管，至少两个led并联，由对应的开关管控制；至少两个led串联，由对应的开关管控制；至少两个led串联后与另外两个串联的led并联，由对应的开关管控制；这样控制器和驱动芯片可以为需要大电流的led提供大电流，无需大电流的led则可提供较小电流，以在保证亮度需求的同时降低功耗，减少发热量。
39.可选的，各led分为多组，多组led的电流和电压均不同。
40.具体的，可以按照各led所需电流和电压大小进行分组，若各led所需电流和电压大小有n种，如一种电流对应一种电压，则可将所有led分为n组，不同组的led提供不同的电流和电压，这样在满足背光源中所有led需求的同时，便于对led的控制。
41.可选的，各led分为三组，三组led的电压分别为3.3v、5v和6.6v。
42.具体的，结合图2、图4、图6和图8，电源vdd1的电压可以是5v，图4和图6中所有led均连接电源vdd2，led所需电压较小，电源vdd2的电压可以是3.3v，图8中的所有led均连接
电源vdd3，led所需电压较大，电源vdd3的电压可以是6.6v，以满足实际所需。
43.需要说明的是，本实施例中led的组数和每组的电压值仅为示意性说明，具体可根据实际背光需求设定，在此不做限定。
44.可选的，驱动芯片21与至少一个led的负极电连接，led的正极与第一电源电连接。
45.具体的，参考图1和图2，led的正极连接电源vdd1即第一电源，不同led的负极与驱动芯片21不同的控制口电连接，由驱动芯片21直接控制led的亮灭，并且不同led由驱动芯片不同的控制口单独控制，可以实现不同led分时亮灭。
46.可选的，开关管22的第一端与第二电源电连接，开关管22的第二端与至少一个led的正极电连接，led的负极接地。
47.具体的，参考图1、图4和图6，开关管22的第一端连接电源vdd2即第二电源，图4中各开关管22的第一端均连接第二电源。另外，图8中的开关管22的第一端连接电源vdd3，开关管22可控制其连接的led的亮灭。
48.可选的，上述背光源系统还包括亮度调节模块40，控制器30通过亮度调节模块40与led电连接，控制器30用于通过控制亮度调节模块40的工作状态，调节led的亮度。
49.示例性地，图10是本发明实施例提供的一种亮度调节模块的结构示意图。参考图10，亮度调节模块40与控制器30的控制口pwm1、pwm2、pwm3电连接，还与电源dc1、dc2、dc13电连接。控制器30传输pwm信号至亮度调节模块，通过调整pwm信号的占空比可调节亮度调节模块40输出至led的电压，实现led亮度调节，可解决通过led串联电阻调节led亮度带来的功耗大、发热源多的问题，从而降低功耗，减少发热源。
50.可选的，亮度调节模块包括mos管，mos管的第一端与电源电连接，mos的第二端与至少一个led的正极电连接，mos管的栅极与控制器电连接。
51.具体的，图10中示意出了三个mos管，三个mos管的第一端连接电源dc1、dc2和dc3，三个mos管的栅极分别连接控制器30的控制口pwm1、pwm2、pwm3，三个mos管的第二端的电压可分别作为电源vdd1、vdd2和vdd3的电压。控制器30传输至各mos管的pwm信号的占空比可以相同或者不同，控制器30通过调整传输至mos管的pwm信号的占空比，可改变mos管的第一端传输至第二端的电压大小，使得与mos的第二端连接的led的正极电压可调，满足各led的实际亮度需求。
52.可选的，上述背光源系统还包括供电模块50，供电模块50包括多个供电单元51，供电单元51用于将输入的直流电压进行dcdc变换，各供电单元输出的电压大小均不同。
53.示例性地，图11是本发明实施例提供的一种供电模块的结构示意图。图11中示意出了三个供电单元51，各供电单元51均可输入12v电压，并将输入电压分别转换为三种大小不同的电压如5v、3.3v和6.6v的电压，三种电压分别作为电源dc1、dc2和dc3的电压，以满足实际供电需求。
54.可选的，供电单元51包括电压转换器u，电压转换器u与滤波单元52电连接。
55.具体的，图11中示意出了三个电压转换器u1、u2和u3，每个供电单元51设置一个电压转换器，各电压转换器连接的电容均可起到滤波作用，电感可作为降压反馈电感，保证电压转换器的输出稳定性。各电压转换器均可输入12v电压，三个电压转换器u1、u2和u3分别将输入的12v电压转换为5v、3.3v和6.6v的电压并输出。
56.可选的，供电模块50还包括滤波单元52，滤波单元52与供电单元51电连接，滤波单
元52用于将输入供电模块50的电压进行滤波，并将滤波后的电压传输至供电单元51。
57.示例性地，图12是本发明实施例提供的一种滤波单元的结构示意图。滤波单元52包括二极管、共模电感em和电容，其中一个二极管d1为肖特基二极管，可防止正路正负极反接，另外两个二极管d2和d3分别为750w和6600w瞬态二极管，可起到防浪涌作用。电容c1、c2和共模电感em组成π型滤波电路，可平滑输入电压，共模电感em吸收电路中的共模信号，防止信号干扰，滤波单元52中的电阻为预留的大功率零欧姆电阻。
58.另外，图13是本发明实施例提供的一种分压供电的示意图，图13中虚线框圈出的部分即为供电模块50中的三个供电单元51，三个供电单元51在电路板分离式分布，能够有效降低使用功耗及发热现象的发生，在高温和长时间运行环境下，三个供电单元51均不会超负荷输出，保证了供电模块输出稳定，增加了系统安全性。图14是本发明实施例提供的一种驱动芯片的结构示意图，图14示意出了四个驱动芯片u4-u7，四个驱动芯片由控制器控制，均由同一电源dc1供电，驱动芯片连接的电阻可以起到上拉和限流的作用。各驱动芯片的时钟引脚clk和锁存引脚le由控制器统一控制，控制引脚sdi则单独由控制器控制，以实现各驱动芯片的独立工作。图15是本发明实施例提供的一种隔光结构的示意图，以背光系统应用在电动车仪表为例，仪表的背光系统采用中框隔光结构，能够有效避免仪表的液晶屏显示的各个图标相互之间串光。在电动车行驶时，部分需要显示的图标对应的led点亮(图标对应的led在仪表底部)，不需要显示的图标对应的led无需点亮。由于液晶屏的特性，温度升高导致图标开窗位置透光性升高，导致无需显示的图标在附近led点亮的影响，会产生浮影现象。背光源系统采用中框隔光结构，能够有效阻隔图标四周光源，不仅避免了图标浮影产生，而且各个图标底部中框外形采用漏斗形设计，可将四散的led光线进行居中朝顶部中间图标位置投射，即降低对周围图标影响，还可大大增强自身图标显示亮度。图16是本发明实施例提供的一种led组合分布的示意图，图16中示意出了led的组合1-8多种组合，分别用于多种图标如车辆的车速、档位和电量等指示。
59.需要说明的是，本实施例中各器件的具体参数数值大小以及各电压值仅为示意性说明，具体可根据实际背光需求设定，在此不做限定。
60.本实施例提供的背光源系统，可应用在大尺寸(如7寸)、高亮度、广视角集合多种图形功能显示于一体的彩色va屏仪表，背光系统中的各led分组，能够使得控制器分组分区分时精准地控制各led,在结构隔光中框的配合下使仪表在各工作状态下无浮影现象，即使是最高亮度和高温如70度工作条件下也无浮影，va屏仪表达到整体一体黑效果。仪表的工作平均功耗只有12v/300ma，背光源系统平均亮度20000lux，va屏表面平均亮度2000lux，va屏整机加茶色盖板(透光率20％)表面平均亮度400lux；背光系统所在仪表不仅能够显示速度、里程、档位、电量等通用功能，而且还可显示更多特定专属功能如网络、gps、定速巡航、龙头锁、边撑、及各类故障指示图标等，使得客户可以更加直观了解车辆当前状况信息；同时能够增加不同档位的驾驶模式下超大动态图形显示，如骑行状态条和能量回收条，增强了用户驾乘直观视觉体验。本实施例中的背光系统可将仪表亮度自动提升到320-400lux，使得仪表的显示界面在太阳强光下显示的图标依旧明亮清晰，在不同颜色衬托下视觉效果上也更加明朗细腻。由于va屏显示的图形符号大小不一，部分图形符号可由一个led，采用驱动芯片直驱的方式即可满足亮度要求，还有部分大图标需由驱动芯片控制开关管方式驱动led，led多种串并联方式，可解决仪表的不同大小区域对背光亮度达到一致的需求问题。
61.注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整、结合和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。