調(diào)光電路的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本申請(qǐng)涉及LED背光驅(qū)動(dòng)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種調(diào)光電路。
【背景技術(shù)】
[0002]在LED (Light Emitting D1de，發(fā)光二極管)背光驅(qū)動(dòng)電路中的調(diào)光電路通常有兩種方式，一種為模擬調(diào)光方式，一種是脈寬調(diào)制(Pulse WidthModulat1n，PWM)的調(diào)光方式。
[0003]PWM調(diào)光方式因其具有高調(diào)光精度、無(wú)色譜偏移等優(yōu)點(diǎn)而被廣泛采用，然而，在一些應(yīng)用中卻受到限制。首先，由于LED背光驅(qū)動(dòng)電路的反饋環(huán)路響應(yīng)速度較慢，如果調(diào)光頻率高于500Hz，則很難做到較好的線性度，因?yàn)長(zhǎng)ED電流上升和下降時(shí)間將占據(jù)較大的占空比。其次，調(diào)光頻率在3K?50KHz (人耳敏感頻率范圍)之間容易產(chǎn)生電容嘯叫聲，引起音頻噪聲，這是由于電容充放電所致。再次，在一些緊密系統(tǒng)中，由于印刷電路板(PrintedCircuitBoard，PCB)面積較小，導(dǎo)致電源、地線阻抗較高，較低頻(如500Hz以下)PWM調(diào)光方式會(huì)導(dǎo)致電源上產(chǎn)生與調(diào)光頻率一致的電源噪聲，從而導(dǎo)致一些敏感電路工作失效。
[0004]現(xiàn)有的一種常見的調(diào)光方式是將數(shù)字脈寬調(diào)制的調(diào)光方式與模擬調(diào)光相結(jié)合，即通過(guò)輸入數(shù)字的調(diào)光信號(hào)(DPWM)，產(chǎn)生一個(gè)調(diào)光電壓VDIM，其幅度與輸入調(diào)光信號(hào)的占空比成正比(例如:VDM=VREF.D，其中D為調(diào)光信號(hào)的占空比，VREF為內(nèi)部基準(zhǔn)電壓，例如0.3V)，然后用該調(diào)光電壓VDIM控制LED驅(qū)動(dòng)電路中電流反饋信號(hào)的電壓值，電流反饋信號(hào)一般通過(guò)一個(gè)反饋電阻與LED串聯(lián)，電流反饋信號(hào)的電壓值即為該反饋電阻上的電壓降，電流反饋環(huán)路將反饋電阻上的電壓降調(diào)整至等于調(diào)光電壓VDIM，即ILED.Rs=VDM=VREF.D，其中Rs為反饋電阻的電阻值，ILED為L(zhǎng)ED的電流。這樣LED電流就與調(diào)光信號(hào)的占空比D成正比，即實(shí)現(xiàn)了調(diào)光效果。
[0005]圖1是現(xiàn)有技術(shù)的一種調(diào)光電路的電路原理圖，描述了由調(diào)光信號(hào)DPWM產(chǎn)生調(diào)光電壓VDIM的具體實(shí)現(xiàn)方式。其中DPWM為外部輸入的數(shù)字調(diào)光信號(hào)，REF為參考電壓，例如0.3V，由此產(chǎn)生的VDM平均電壓等于VREF.D，其中VREF為REF的電壓值。利用電阻R01、電阻R02、電容COl和電容C02構(gòu)成的濾波電路對(duì)DPWM信號(hào)進(jìn)行濾波得到VDM。當(dāng)R01，C01，R02，C02的值足夠大時(shí)，VDM信號(hào)將被濾波成近似一直流電壓。
[0006]為了使較低頻率的DPWM調(diào)光信號(hào)，經(jīng)過(guò)濾波后可以輸出波動(dòng)較小的VDIM信號(hào)，調(diào)光電路中的濾波電路需要較大的電阻值的Rl，R2和較大的電容值的Cl，C2。例如，R1=R2=7.5ΜΩ，C1=C2=12.5pF。此時(shí)，濾波電路能將頻率高于10/(2.π.Rl.Cl)的調(diào)光信號(hào)近似濾成波動(dòng)較小的調(diào)光電壓信號(hào)，此頻率約為16.98Κ赫茲。而在印刷電路板設(shè)計(jì)時(shí)，需要考慮各元件的體積對(duì)線路布局的影響。IpF電容約需要30X30平方微米的芯片面積，Cl和C2約需150X150平方微米的面積，Rl和R2也需約80X80平方微米的面積。該些元件占用的面積相當(dāng)大，不利于線路布局的設(shè)計(jì)，而且容易給散熱、成本都造成較大壓力。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本申請(qǐng)的目的是提供一種調(diào)光電路，能利用較低頻率的調(diào)光信號(hào)，產(chǎn)生較高頻率的調(diào)光電壓VDIM，降低濾波電路的設(shè)計(jì)難度，使得輸出的調(diào)光電壓穩(wěn)定、不易波動(dòng)，并減小濾波電路的芯片占用面積，減輕線路布局設(shè)計(jì)、散熱及成本的壓力。
[0008]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N調(diào)光電路，所述調(diào)光電路包括:第一高頻振蕩器、計(jì)數(shù)器和第二高頻振蕩器；
第一高頻振蕩器，用于產(chǎn)生第一時(shí)鐘信號(hào)；
計(jì)數(shù)器，與所述第一高頻振蕩器相連接，用于根據(jù)所述第一時(shí)鐘信號(hào)對(duì)輸入的數(shù)字脈寬DPWM信號(hào)中的高電平時(shí)間和低電平時(shí)間進(jìn)行計(jì)數(shù)，分別產(chǎn)生高電平時(shí)間數(shù)和低電平時(shí)間數(shù)；
第二高頻振蕩器，與所述計(jì)數(shù)器相連接，用于根據(jù)所述高電平時(shí)間數(shù)和低電平時(shí)間數(shù)，產(chǎn)生與所述DPWM信號(hào)的占空比相同的第二時(shí)鐘信號(hào)。
[0009]本申請(qǐng)?zhí)峁┑恼{(diào)光電路，通過(guò)高頻振蕩器，將較低頻率的DPWM調(diào)光信號(hào)調(diào)制成較高頻率的周期信號(hào)，再經(jīng)過(guò)濾波電路產(chǎn)生調(diào)光電壓VDIM，可以避免當(dāng)輸入較高頻率的DPWM調(diào)光信號(hào)時(shí)易產(chǎn)生音頻噪聲、線性度不好等問題，同時(shí)使得在調(diào)光電路中的濾波電路能夠使用較小的電阻和電容進(jìn)行濾波，降低濾波電路的設(shè)計(jì)難度，從而減小芯片占用面積，減輕線路布局設(shè)計(jì)、散熱及成本的壓力。
【附圖說(shuō)明】
[0010]圖1為現(xiàn)有的一種調(diào)光電路的原理圖；
圖2為本申請(qǐng)實(shí)施例提供的一種調(diào)光電路的原理框圖；
圖3為本申請(qǐng)實(shí)施例提供的第一高頻振蕩器的電路原理圖；
圖4為本申請(qǐng)實(shí)施例提供的第二高頻振蕩器的電路原理圖；
圖5為本申請(qǐng)實(shí)施例提供的電流鏡組的結(jié)構(gòu)原理圖；
圖6為本申請(qǐng)實(shí)施例提供的調(diào)光電路中各信號(hào)的波形示意圖；
圖7為本申請(qǐng)實(shí)施例提供的濾波電路的電路原理圖；
圖8為本申請(qǐng)實(shí)施例提供的另一種第二高頻振蕩器的電路原理圖；
圖9為本申請(qǐng)實(shí)施例提供的另一種調(diào)光電路中各信號(hào)的波形示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0011]下面通過(guò)附圖和實(shí)施例，對(duì)本申請(qǐng)的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
[0012]本申請(qǐng)的調(diào)光電路是采用數(shù)字脈寬調(diào)制與模擬調(diào)光相結(jié)合的方式進(jìn)行調(diào)光，其工作原理是通過(guò)高頻振蕩器對(duì)外部輸入的數(shù)字調(diào)光DPWM信號(hào)進(jìn)行調(diào)制，使產(chǎn)生一個(gè)較高頻率的周期信號(hào)，該周期信號(hào)的占空比近似等于DPWM信號(hào)的占空比，再經(jīng)過(guò)濾波電路，產(chǎn)生調(diào)光電壓VDIM輸出。本申請(qǐng)通過(guò)提高調(diào)光頻率，使得濾波電路能夠采用較小的電阻和電容進(jìn)行濾波，從而減小芯片占用面積，減輕線路布局設(shè)計(jì)、散熱及成本的壓力。
[0013]圖2是本實(shí)施例提供的調(diào)光電路的原理圖，如圖2所示，本申請(qǐng)的調(diào)光電路包括:第一高頻振蕩器10、計(jì)數(shù)器20、第二高頻振蕩器30和濾波器40。
[0014]第一高頻振蕩器10用于產(chǎn)生高頻的第一時(shí)鐘信號(hào)CKl。第一高頻振蕩器10與計(jì)數(shù)器20相連接，提供高頻的第一時(shí)鐘信號(hào)CKl作為計(jì)數(shù)器20的采樣信號(hào)。
[0015]圖3是一種第一高頻振蕩器10的原理圖，如圖3所示，該第一高頻振蕩器10是一個(gè)環(huán)形振蕩器，采用奇數(shù)個(gè)反相器INV1、INV2、INV3依次串聯(lián)，且輸出端和輸入端首尾相接，構(gòu)成環(huán)狀，即可輸出高頻的第一時(shí)鐘信號(hào)頻率CKl。
[0016]當(dāng)然，第一高頻振蕩器10可以采用其他現(xiàn)有的高頻振蕩器實(shí)現(xiàn)，只要頻率較高，這樣對(duì)時(shí)間計(jì)數(shù)產(chǎn)生的誤差較小，產(chǎn)生的第一時(shí)鐘信號(hào)頻率CKl的頻率越高，通過(guò)計(jì)數(shù)器20計(jì)數(shù)誤差越小，最大時(shí)間誤差等于CKl的周期。第一時(shí)鐘信號(hào)頻率CKl的頻率較高，一般濾波器40中所需的電阻和電容值較小，芯片面積較小。
[0017]計(jì)數(shù)器20與第一高頻振蕩器相連接，用于根據(jù)第一時(shí)鐘信號(hào)CKl對(duì)外部輸入的DPWM信號(hào)中的高電平時(shí)間和低電平時(shí)間進(jìn)行計(jì)數(shù)，分別產(chǎn)生高電平時(shí)間數(shù)和低電平時(shí)間數(shù)。
[0018]在這個(gè)過(guò)程中，計(jì)數(shù)器20利用第一時(shí)鐘信號(hào)CKl對(duì)DPWM信號(hào)的高、低電平進(jìn)行采樣，分別計(jì)算高電平時(shí)間和低電平時(shí)間的周期數(shù)。在DPWM信號(hào)的一個(gè)周期中，當(dāng)DPWM信號(hào)處于高電平狀態(tài)時(shí)，用第一時(shí)鐘信號(hào)CKl對(duì)高電平時(shí)間計(jì)數(shù)，產(chǎn)生二進(jìn)制數(shù)據(jù)HDl?HDN ;當(dāng)處于低電平狀態(tài)時(shí)，用第一時(shí)鐘信號(hào)CKl對(duì)低電平時(shí)間計(jì)數(shù)，產(chǎn)生二進(jìn)制數(shù)據(jù)LDl?LDN。由于第一時(shí)鐘信號(hào)CKl的頻率較高，例如，可以是DPWM信號(hào)頻率的100倍，那么在占空比為3:2的DPWM信號(hào)的一個(gè)周期中，高電平時(shí)間內(nèi)包含60個(gè)第一時(shí)鐘信號(hào)CKl周期，則可以得到高電平時(shí)間數(shù)為60，得到二進(jìn)制數(shù)據(jù)HDl?HDN為00111100。低電平時(shí)間內(nèi)包含40個(gè)第一時(shí)鐘信號(hào)CKl周期，則可以得到低電平時(shí)間數(shù)為40，得到二進(jìn)制數(shù)據(jù)LDl?LDN為00101000。理論上來(lái)說(shuō)，第一時(shí)鐘信號(hào)CKl的頻率至少大于DPWM信號(hào)的采樣頻率。
[0019]當(dāng)DPWM信號(hào)占空比不變時(shí)，得到的二進(jìn)制數(shù)據(jù)HDl?HDN和二進(jìn)制數(shù)據(jù)LDl?LDN也不變，為固定的高電平時(shí)間數(shù)和低電平時(shí)間數(shù)。
[0020]第二高頻振蕩器30用于根據(jù)所述高電平時(shí)間數(shù)和低電平時(shí)間數(shù)