一種調(diào)光控制電路及其方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及LED背光驅(qū)動電路設(shè)計領(lǐng)域，尤其涉及一種調(diào)光控制電路及其方法
【背景技術(shù)】
[0002]LED背光，是指用于液晶顯示屏幕的照明，由于其具有功耗低，調(diào)整比高，響應(yīng)迅速快，壽命長等特點(diǎn)，在逐漸取代傳統(tǒng)的CCFL(冷陰極管)背光源。LED驅(qū)動電路就是能夠保證LED恒流輸出，及高調(diào)光比等的控制電路。目前該類產(chǎn)品的國內(nèi)市場基本上被國外產(chǎn)品所占領(lǐng)，因此研究和設(shè)計該驅(qū)動控制電路對實(shí)現(xiàn)該類產(chǎn)品的國產(chǎn)化，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展有著現(xiàn)實(shí)的意義。
[0003]隨著電子產(chǎn)品的發(fā)展，要求電子顯示屏幕的調(diào)光范圍越來越寬，這里所說的調(diào)光指PWM(數(shù)字)調(diào)光，如圖1所示為PWM調(diào)光時序圖，PffM為外部輸入的方波信號，LED輸出電流波形。在PWM調(diào)光控制中，時間量TR則表示輸出電流由O轉(zhuǎn)換到目標(biāo)電流所需的時間，時間量TF代表輸出電流從目標(biāo)電流轉(zhuǎn)換回O所需的時間。在大多數(shù)的情況下，調(diào)光頻率愈低，對比度就愈高，這是因?yàn)檫@些固定延遲只會占用少部分的調(diào)光周期。但是調(diào)光頻率太低又會可能引起音頻噪聲，影響電子產(chǎn)品的應(yīng)用，所以一般調(diào)光頻率在正常使用時會大于20KHz，那么要提高調(diào)光比，只能盡可能的減小TR、TF時間。至于上限則取決于最低對比度的要求，對比度一般被表示成最低導(dǎo)通時間的倒數(shù)。
[0004]如圖2所示為傳統(tǒng)PffM調(diào)光驅(qū)動電路，在圖2中畫出了兩種傳統(tǒng)PffM調(diào)光控制方式。示例1，PffM信號直接控制運(yùn)放AMP的工作狀態(tài)，PffM為“高”時候，AMP正常工作，由運(yùn)放對調(diào)整管NI柵極充電，使得整個環(huán)路建立起來，當(dāng)AMP “正” “負(fù)”輸入電壓相等時，調(diào)整管NI達(dá)到正常的設(shè)定電流，而LED串和調(diào)整管NI串聯(lián)，所以LED也達(dá)到要求的電流；當(dāng)PffM為“低”時，AMP不工作，AMP輸出下拉到“地”電位，從而關(guān)閉調(diào)整管NI。由于AMP的驅(qū)動能力有限，所以輸出電流的TR及TF時間都較長。而示例2，為通過控制開關(guān)S1、S2對調(diào)整管柵極進(jìn)行充放電，這種形式TR、TF時間都可以做到很小，但是AMP脫離出了整個加速環(huán)路之外，會造成LED輸出電流有較大過沖，容易造成LED的損壞。所以市場上國內(nèi)的背光驅(qū)動類產(chǎn)品調(diào)光比都較小。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，提供一種調(diào)光控制電路及其方法。本發(fā)明需要設(shè)計具有快速響應(yīng)的PWM(數(shù)字)調(diào)光，能夠讓LED輸出電流從零到正常，以及從正常電流到零都有較快的響應(yīng)時間，而且能夠使PWM具有較大的調(diào)光比，且能夠保證LED輸出電流過沖電流較小。
[0006]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明第一方面提供一種調(diào)光控制電路，該電路包括:延遲關(guān)閉模塊002，用于延遲預(yù)定時間后，將所述鉗位模塊003徹底關(guān)閉；鉗位模塊003，用于將所述主運(yùn)放模塊001中的節(jié)點(diǎn)電壓鉗位在預(yù)定的電壓值上；主運(yùn)放模塊001，用于給所述工作環(huán)路模塊006充電；維持環(huán)路模塊004，用于維持所述主運(yùn)放模塊001的正常工作；關(guān)閉電路模塊005，用于完成將LED輸出電流從正常到關(guān)閉的過程；工作環(huán)路模塊006，用于完成將LED輸出電流從零到正常的過程。
[0007]優(yōu)選地，所述主運(yùn)放模塊001分別與所述工作環(huán)路模塊006和所述維持環(huán)路模塊004分別構(gòu)成反饋環(huán)路。
[0008]優(yōu)選地，所述維持環(huán)路模塊004包括第二 N型MOS管N2、第三電阻R3以及第一控制開關(guān)SI ;其中，第二 N型MOS管N2的漏極連接外部輸入電壓源VNl，其柵極連接所述主運(yùn)放模塊001的輸出端，其源極連接第三電阻R3的一端以及第一控制開關(guān)SI的一端；第三電阻R3的另一端接地GND ;第一控制開關(guān)SI另一端與主運(yùn)放模塊001的負(fù)輸入端相連。
[0009]優(yōu)選地，所述關(guān)閉電路模塊005包括第三控制開關(guān)S3、第四控制開關(guān)S4以及第四電阻R4 ;其中，第四控制開關(guān)S4的一端與主運(yùn)放模塊001的輸出端相連，另一端與第三控制開關(guān)S3的一端相連；第三控制開關(guān)S3的另一端與第四電阻R4的一端相連；第四電阻R4的另一端接地GND。
[0010]優(yōu)選地，所述工作環(huán)路模塊006包括第一 N型MOS管N1、第二電阻R2以及第二控制開關(guān)S2 ;其中，第一 N型MOS管NI的漏極與LED串相連，實(shí)現(xiàn)第一 N型MOS管NI和LED的串聯(lián)，其柵極與關(guān)閉電路模塊005中第三控制開關(guān)S3以及第四控制開關(guān)S4連接點(diǎn)相連，其源極與第二電阻R2的一端以及第二控制開關(guān)S2的一端相連；第二控制開關(guān)S2的另一端與主運(yùn)放模塊001的負(fù)輸入端相連；第二電阻R2的另一端接地GND。
[0011 ] 優(yōu)選地，所述主運(yùn)放模塊001，主運(yùn)放為兩級折疊共源共柵運(yùn)放，其頻率補(bǔ)償形式為米勒補(bǔ)償，其第二級運(yùn)放的輸入管的柵極連接所述鉗位模塊003的輸出端。
[0012]優(yōu)選地，所述延遲關(guān)閉模塊002包括第一反相器021、第二反相器022、與非門023、第一 D觸發(fā)器024以及第二 D觸發(fā)器025 ;其中，PffM輸入信號與第一反相器021的輸入端相連，第一反相器021的輸出端與第二反相器022的輸入端相連；第二反相器022的輸出端與第一 D觸發(fā)器024的數(shù)據(jù)輸入D端以及與非門023的一端相連；時鐘輸入CLK與第一 D觸發(fā)器024以及第二 D觸發(fā)器025的CLK端相連；EN為芯片使能輸入連接與非門023的另一端，與非門023輸出端與第一 D觸發(fā)器024以及第二 D觸發(fā)器025的復(fù)位RSET端相連；第一 D觸發(fā)器024的Q端與第二 D觸發(fā)器025的輸入D端相連，第二 D觸發(fā)器025的Q端輸出為延遲關(guān)閉模塊002的輸出。
[0013]優(yōu)選地，所述鉗位模塊003包括第二 P型MOS管P2、第三P型MOS管P3以及第四P型MOS管P4 ;其中，第二 P型MOS管P2的源極接輸入電源VDD，其柵極接延遲關(guān)閉模塊002的輸出端，此處定義線名SHUT，其漏極接第三P型MOS管P3的源極；第三P型MOS管P3的柵漏連接第四P型MOS管P4的源極；第四P型MOS管P4柵漏短接一起作為鉗位模塊的輸出端，此處定義為VPD ;該VPD連接所述主運(yùn)放模塊001的第二級輸入管第八P型MOS管P8的柵極。
[0014]本發(fā)明第二方面提供了一種調(diào)光控制電路的方法，應(yīng)用于主運(yùn)放模塊、延遲關(guān)閉模塊、鉗位模塊、維持環(huán)路模塊、關(guān)閉電路模塊以及工作環(huán)路模塊組成的調(diào)光控制電路中，其特征在于，包括以下步驟:根據(jù)輸入PWM信號將所述主運(yùn)放模塊AMPl中的節(jié)點(diǎn)電壓鉗位在預(yù)定的電壓值上；根據(jù)所述鉗位作用后的節(jié)點(diǎn)電壓，所述主運(yùn)放模塊AMPl給所述工作環(huán)路模塊充電；所述工作環(huán)路模塊充電后，完成將LED輸出電流從零到正常的過程；所述LED輸出電流正常時，經(jīng)預(yù)定時間延遲后，將所述鉗位作用徹底關(guān)閉；根據(jù)輸入PWM信號，維持所述主運(yùn)放模塊AMPl的正常工作；所述主運(yùn)放模塊AMPl正常工作的同時，完成將LED輸出電流從正常加速關(guān)閉的過程。
[0015]優(yōu)選地，根據(jù)輸入PffM信號將所述主運(yùn)放模塊AMPl中的節(jié)點(diǎn)電壓鉗位在預(yù)定的電壓值上步驟包括:輸入PWM信號為“高”時，讓在加速階段主運(yùn)放模塊AMPl的第二輸入管柵源電壓恒定，不受輸入電源VDD等變化影響。
[0016]優(yōu)選地，根據(jù)所述鉗位作用后的節(jié)點(diǎn)電壓，所述主運(yùn)放模塊AMPl給所述工作環(huán)路模塊充電步驟包括:所述主運(yùn)放模塊AMPl的第二級輸入管柵源電壓在PffM調(diào)光轉(zhuǎn)換過程中受鉗位后的柵極VPD節(jié)點(diǎn)電壓控制。
[0017]優(yōu)選地，所述工作環(huán)路充電后，保證主運(yùn)放正負(fù)輸入端電壓相等；所述LED輸出電流正常時，削弱對第二級輸入管P8柵極節(jié)點(diǎn)電壓的鉗位作用，延遲后徹底關(guān)閉鉗位作用。
[0018]優(yōu)選地，根據(jù)輸入PffM信號，維持所述主運(yùn)放模塊AMP