基于差分反饋的LCD顯示屏背光恒流驅動電路制造技術

本實用新型專利技術公開了一種基于差分反饋的LCD顯示屏背光恒流驅動電路，包括電源、PWM控制電路、LED驅動電路、分壓電路和差分反饋電路，PWM控制電路控制背光LED開啟和關閉的時間，進而控制背光LED的亮度；分壓電路用以設定反饋電壓門限值，通過匹配LED驅動電路的采樣電阻值來設定LED驅動電路的輸出恒流值；差分反饋電路通過動態調節以實現采樣電阻上的壓降恒定，進而控制LED驅動電路輸出恒流；LED驅動電路根據微處理器控制指令及差分反饋電路的調節輸入，以恒定的電流驅動背光LED，以實現在電源電壓波動的情況下，保持LCD顯示屏亮度的恒定。該電路與傳統的電壓式LCD背光驅動電路相比，具有背光亮度穩定、LED色偏移小、控制精度高等優點。而與集成芯片的恒流驅動電路相比，其應用更加靈活，而且成本優勢明顯。（*該技術在2022年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本技術屬于LED恒流驅動電路、尤其是涉及一種LCD顯示屏背光恒流驅動電路。
技術介紹
目前，主流汽車儀表的LCD背光驅動電路大致有兩類一類是電壓控制式背光驅動電路，另一類是恒流背光驅動電路。其中，電壓控制式背光驅動電路結構簡單，直接通過三極管或達林頓管驅動一串或多串背光LED，背光電源與汽車電瓶電源直接相連，通過PWM信號控制三極管或達林頓管的基極，進而實現對LED的驅動電路的開關控制，再通過合理設定PWM的頻率和占空比，就能實現人眼難以分辨的“恒定背光亮度”的效果。但是這種“恒定背光亮度”的效果是有前提的，那就是發電機輸出電壓要恒定。如果發電機輸出電壓有波動，就會導致流過LED的電流隨之變化，最終導致背光亮度波動或閃爍。而這種現象在恒流控制LCD背光的儀表上是不會出現的。除了發電機啟動對電瓶電壓有影響外，一些大功率負載的啟停及發電機自身整流電路的問題同樣會造成電瓶電壓波動，從而導致類似的問題。因此，在中高端汽車儀表上大都應用恒流驅動背光電路，因此不存上述問題。電壓控制式背光驅動電路還存在一個潛在的缺陷，那就是對于顏色和主波長受正向電流影響較為明顯的LED，如藍色、真綠色和白色LED，該種驅動方式在電壓波動時是無法保證背光顏色的一致性的。因此，對于藍色、真綠色和白色背光的儀表，為保證背光效果，恒流驅動是必須的，因此通常比其他背光顏色的儀表要貴一些。對于恒流背光驅動電路，目前市場上較常見的方案是利用集成芯片，在匹配一些外圍電路實現恒流控制。這種方案的最大優點就是應用簡單，電流穩定、精確，因其電流調節和反饋電路大都在芯片內部實現。但是，其缺點也十分突出；成本偏高，一般是電壓控制式背光電路的幾十倍。對于成本競爭愈來愈激烈的中低端儀表來說，應用集成芯片的恒流控制方案是很難獲得生存空間的。這也是為什么恒流背光驅動電路只有在高端儀表中才較為常見。
技術實現思路
本技術所要解決的技術問題是提供一種LCD顯示屏背光恒流驅動電路，基于三極管差分負反饋電路，以滿足在整車電瓶電壓波動的情況下，LCD依然能夠實現良好、穩定的顯示效果。為了解決上述技術問題，本技術采用如下的技術方案一種基于差分反饋的IXD顯示屏背光恒流驅動電路，包括電源、PWM控制電路和LED驅動電路，還包括分壓電路和差分反饋電路，其中，PWM控制電路與分壓電路相連，并控制背光LED開啟和關閉的時間，進而控制背光LED的亮度；分壓電路與差分反饋電路相連，用以設定反饋電壓門限值，通過匹配LED驅動電路的采樣電阻值來設定LED驅動電路的輸出恒流值；差分反饋電路與LED驅動電路相連，通過動態調節以實現采樣電阻上的壓降恒定，進而控制LED驅動電路輸出恒流；LED驅動電路與電源相連，根據微處理器控制指令及差分反饋電路的調節輸入，以恒定的電流驅動背光LED，以實現在電源電壓波動的情況下，保持LCD顯示屏亮度的恒定。所述差分反饋電路包括一對三級管Q2、Q3和電阻R3，三級管Q2、Q3以差動放大電路方式連接，三級管Q2的基極與分壓電路相連，三級管Q3的基極與LED驅動電路相連，三級管Q2、Q3的發射極相連并與電阻R3相連。所述差分反饋電路還包括三級管Ql和電阻R9，三級管Ql的集電極分別與電阻R9及LED驅動電路相連，電阻R9另一端接零，三級管Ql的基極連接至三級管Q2的集電極。所述分壓電路包括電阻R1、R2和電容C1，PWM控制電路的輸出端與電阻Rl串聯后分別與電阻R2、電容Cl相并聯。所述電源的輸出端還連接有低通濾波電路。所述各部分電路均由離散原器件搭建。采用本技術的基于差分反饋的LCD顯示屏背光恒流驅動電路具有如下優點1、能夠確保電源電壓波動時，背光亮度恒定。2、能夠保證藍色、真綠色和白色LED主波長和顏色不偏移，通過PWM控制，實現亮度可調。3、與傳統的集成芯片式恒流驅動電路相比，具有配置靈活、調節簡單，價格便宜等優點。以下結合附圖和具體實施方式本技術進行詳細說明附圖說明圖1是本技術的原理框圖。圖2是本技術的電路圖。具體實施方式本技術的基于差分反饋的LCD顯示屏背光恒流驅動電路，如圖1所示，包括電源、PWM控制電路(脈沖寬度調制器)和LED驅動電路，還包括分壓電路和差分反饋電路，其中，PWM控制電路與分壓電路相連，并控制背光LED開啟和關閉的時間，進而控制背光LED的亮度；分壓電路與差分反饋電路相連，用以設定反饋電壓門限值，通過匹配LED驅動電路的采樣電阻值來設定LED驅動電路的輸出恒流值，因此需要采用精度較高，穩定性好的精密電阻做分壓和反饋電阻；差分反饋電路與LED驅動電路相連，通過動態調節以實現采樣電阻上的壓降恒定，進而達到流過其電流恒定的目的，也就是控制LED驅動電路輸出恒流；LED驅動電路與電源相連，根據微處理器控制指令及差分反饋電路的調節輸入，以恒定的電流驅動背光LED，以實現在電源電壓波動的情況下，保持LCD顯示屏亮度的恒定。本技術的LCD顯示屏背光恒流驅動電路的具體電路圖如圖2所示，所述差分反饋電路包括一對三級管Q2、Q3和電阻R3，三級管Q2、Q3以差動放大電路方式連接，三級管Q2的基極與分壓電路相連，三級管Q3的基極與LED驅動電路相連，三級管Q2、Q3的發射極相連并與電阻R3相連。所述差分反饋電路還包括三級管Ql和電阻R9，三級管Ql的集電極與電阻R9相連并接零，三級管Ql的基極連接至三級管Q2的集電極。所述分壓電路包括電阻R1、R2和電容Cl，PWM控制電路的輸出端與電阻Rl串聯后分別與電阻R2、電容Cl相并聯。所述電源的輸出端還連接有低通濾波電路，主要由電容C2、C3及電阻R12構成。所述的LED驅動電路主要由二極管D1-D7、三極管Q4 Q7、電阻R4 R6、R6b、RlO等構成。上述三極管Q2、Q3構成差動輸入放大電路的對管，并以R3為負載，這一級電路的目的是穩定電阻R4兩端的壓降，也就是Vbase，使其近似等于Vref。而Vbase的大小與流過LED的電流成正比，因此合理設定Vref并選擇采樣電阻R4，就能確定流過LED的電流值。這里建議Vref的值必須足夠大，以至于由于電源電壓波動和溫度變化引起的參數變化可以被忽略。Vref是由微控制器的PWM控制電路的輸出決定的，而PWM信號直接控制LED的導通時間，因此LED的亮度直接與PWM信號的占空比相關聯。差分輸入對的偏置電流的大小有Vref決定。事實上由于電阻R3兩端的電壓降是定值，所以R3可以被認為是吸收恒定電流的恒流源。因此，如果兩個三極管Q2、Q3的發射極電流近似相等，那么其基極電壓也就近似相等，進而流過LED的電流就與輸入電壓成正比。我們可以近似的認為三極管Ql的Vbe恒定不變，那么流過電阻R8的電流值也為定值(只與電阻R8大小有關)，該電流作為偏置電流流入三極管Q2的集電極，并且為了使差分輸入對處于平衡狀態，該電流的大小應為流過電阻R3電流的一半。穩態工況三極管Ql的基極電流必須足夠小，以至于與R8電流相比可以忽略不計，由此我們可以認為VbeQ2=VbeQ3, IbQ2=IbQ3, IeQ2=IeQ3=Ip/2 (Ip為流過電阻R3電流)。本技術的動態工作原理如下三極管Q3的發射極電流與發光二極管D1-D7的正向電流成正比。如本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種基于差分反饋的LCD顯示屏背光恒流驅動電路，包括電源、PWM控制電路和LED驅動電路，其特征在于:還包括分壓電路和差分反饋電路，其中，PWM控制電路與分壓電路相連，并控制背光LED開啟和關閉的時間，進而控制背光LED的亮度；分壓電路與差分反饋電路相連，用以設定反饋電壓門限值，通過匹配LED驅動電路的采樣電阻值來設定LED驅動電路的輸出恒流值；差分反饋電路與LED驅動電路相連，通過動態調節以實現采樣電阻上的壓降恒定，進而控制LED驅動電路輸出恒流；LED驅動電路與電源相連，根據微處理器控制指令及差分反饋電路的調節輸入，以恒定的電流驅動背光LED，以實現在電源電壓波動的情況下，保持LCD顯示屏亮度的恒定。

【技術特征摘要】
1.一種基于差分反饋的LCD顯示屏背光恒流驅動電路，包括電源、PWM控制電路和LED驅動電路，其特征在于還包括分壓電路和差分反饋電路，其中，PWM控制電路與分壓電路相連，并控制背光LED開啟和關閉的時間，進而控制背光LED的亮度；分壓電路與差分反饋電路相連，用以設定反饋電壓門限值，通過匹配LED驅動電路的采樣電阻值來設定LED驅動電路的輸出恒流值；差分反饋電路與LED驅動電路相連，通過動態調節以實現采樣電阻上的壓降恒定，進而控制LED驅動電路輸出恒流；LED驅動電路與電源相連，根據微處理器控制指令及差分反饋電路的調節輸入，以恒定的電流驅動背光LED，以實現在電源電壓波動的情況下，保持IXD顯示屏亮度的恒定。2.根據權利要求1所述的基于差分反饋的LCD顯示屏背光恒流驅動電路，其特征在于所述差分反饋電路包括一對三級管Q2、Q3和電阻R3，三級管Q2、Q3以差動放大電路方式...

【專利技術屬性】
技術研發人員：趙剛，劉燕云，
申請(專利權)人：上海江森自控汽車電子有限公司，
類型：實用新型
國別省市：