本實(shí)用新型涉及LED背光源技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種液晶顯示屏背光控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

液晶顯示屏背景照明主要采用冷陰極熒光燈管和白光LED照明，而LED背光源以其發(fā)光效率高、能耗小、可靠耐用、使用壽命長(zhǎng)、綠色環(huán)保等優(yōu)勢(shì)在各領(lǐng)域顯示產(chǎn)品上的應(yīng)用越來越廣泛。隨著LED背光技術(shù)的不斷成熟，人們對(duì)其性能也在不斷進(jìn)行著改進(jìn)，讓LED背光技術(shù)發(fā)揮到它最大的效益。在一些特殊情況下對(duì)顯示器亮度有著特殊的要求，如手機(jī)顯示屏一旦處于黑暗狀態(tài)，在沒有人為操作時(shí)，應(yīng)該處于黑屏，以達(dá)到省電的目的，這就要求顯示器具備自適應(yīng)調(diào)節(jié)的能力，因此保證液晶顯示器背景照明光強(qiáng)的自動(dòng)調(diào)節(jié)具有重要的作用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的在于提供一種液晶顯示屏背光控制系統(tǒng)，可根據(jù)環(huán)境和背景照明及環(huán)境溫度的情況，自動(dòng)調(diào)節(jié)顯示屏的背景照明強(qiáng)度，使液晶顯示屏的亮度與環(huán)境亮度保持一致。

為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型采用了一種液晶顯示屏背光控制系統(tǒng)，包括控制單元、溫度檢測(cè)單元、亮度檢測(cè)單元、LED背光源驅(qū)動(dòng)單元和鍵盤輸入單元，所述溫度檢測(cè)單元采用溫度傳感器檢測(cè)環(huán)境溫度，亮度檢測(cè)單元采用兩個(gè)光電傳感器分別用于檢測(cè)環(huán)境亮度和LED背光源亮度，溫度檢測(cè)單元連接控制單元，亮度檢測(cè)單元和控制單元之間通過濾波放大電路進(jìn)行連接，所述控制單元連接LED背光源驅(qū)動(dòng)單元，LED背光源驅(qū)動(dòng)單元對(duì)LED背光源亮度進(jìn)行調(diào)節(jié)。

上述技術(shù)方案中，進(jìn)一步地，所述控制單元為采用STM32F030F4微控制器及其外圍電路組成的系統(tǒng)。

上述技術(shù)方案中，進(jìn)一步地，所述亮度檢測(cè)單元采用BPW21光電傳感器。

上述技術(shù)方案中，進(jìn)一步地，所述濾波放大電路包括由運(yùn)算放大器LM324組成的信號(hào)放大電路和由電阻R4和電容C2組成的濾波電路。

上述技術(shù)方案中，進(jìn)一步地，所述背光源驅(qū)動(dòng)單元為采用LTM3598芯片的背光源驅(qū)動(dòng)電路，所述背光源驅(qū)動(dòng)電路中設(shè)置有由R13和R14組成的過熱保護(hù)電路。

本實(shí)用新型通過實(shí)時(shí)采集環(huán)境光強(qiáng)和背景照明光強(qiáng)及環(huán)境溫度，實(shí)現(xiàn)對(duì)背景照明強(qiáng)度的自動(dòng)調(diào)節(jié)，使液晶顯示屏的亮度和環(huán)境亮度保持一致，消除因環(huán)境光強(qiáng)變化引起的視覺疲勞。該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低，并能保證發(fā)光亮度變化的連續(xù)性，可廣泛應(yīng)用于個(gè)人電腦顯示器、電視機(jī)，及工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的顯示設(shè)備。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖。

圖2是本實(shí)用新型控制單元中微處理器及其外圍電路圖。

圖3是本實(shí)用新型亮度檢測(cè)單元檢測(cè)電路圖。

圖4是本實(shí)用新型亮度檢測(cè)信號(hào)處理濾波放大電路圖。

圖5是本實(shí)用新型背光源驅(qū)動(dòng)單元電路圖。

圖6是本實(shí)用新型背光源驅(qū)動(dòng)單元中過熱保護(hù)電路圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說明。

本實(shí)施例中所述控制系統(tǒng)采用兩個(gè)光電傳感器分別采集環(huán)境亮度和背光源亮度，分別經(jīng)過濾波放大后接入控制單元的A/D接口，控制單元通過溫度傳感器采集環(huán)境溫度，根據(jù)采集的參數(shù)控制單元分析并計(jì)算輸出的占空比驅(qū)動(dòng)背光源驅(qū)動(dòng)單元改變流經(jīng)背光源LED的電流大小，從而實(shí)現(xiàn)背光源LED亮度的閉環(huán)控制。

環(huán)境亮度采用光電傳感器BPW21進(jìn)行測(cè)量，BPW21可將環(huán)境光亮度轉(zhuǎn)換成電流信號(hào)，在完全黑暗的條件下輸出為2nA，其環(huán)境亮度感知范圍為0至5000lx，最大值由LM324輸出最大值決定。光電傳感器BPW21對(duì)環(huán)境亮度進(jìn)行采集，采集后信號(hào)經(jīng)濾波放大電路處理后送入控制單元的微控制器STM32F030F4內(nèi)部A/D中進(jìn)行轉(zhuǎn)換。

系統(tǒng)另外采用一個(gè)光電傳感器BPW21對(duì)LED發(fā)光源發(fā)光亮度進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，將采集數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波放大處理后，再進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，控制單元將采集的數(shù)據(jù)與基準(zhǔn)值進(jìn)行比較，看有無差值，有則再進(jìn)行控制，無則繼續(xù)保持，等待下一循環(huán)。設(shè)定值為前一時(shí)刻環(huán)境亮度對(duì)應(yīng)的二進(jìn)制數(shù)，LED背光源亮度對(duì)應(yīng)的二進(jìn)制數(shù)為實(shí)際值，通過兩者差值，得出控制單元控制的依據(jù)，進(jìn)而控制PWM波占空比。

由于LED發(fā)光效率受到工作環(huán)境溫度的影響，對(duì)不同溫度范圍內(nèi)LED發(fā)光效率有所不同，因此需要對(duì)工作環(huán)境溫度進(jìn)行檢測(cè)；本實(shí)施例中采用數(shù)字式溫度傳感器DS18B20來進(jìn)行溫度的檢測(cè)和采集，采集后的溫度信號(hào)送入控制單元，控制單元根據(jù)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理后，產(chǎn)生相對(duì)應(yīng)的PWM波控制電流的大小，從而對(duì)溫度造成的影響進(jìn)行補(bǔ)償。

背光源驅(qū)動(dòng)單元采用背光源驅(qū)動(dòng)芯片LT3598，工作時(shí)接收控制單元發(fā)出的PWM波，根據(jù)PWM波的占空比大小來決定輸出電流的大??；LT3598有六個(gè)驅(qū)動(dòng)口，兩個(gè)驅(qū)動(dòng)口驅(qū)動(dòng)一串10只的LED燈條。

如圖3為亮度檢測(cè)電路，采用BPW實(shí)現(xiàn)對(duì)環(huán)境亮度和顯示器亮度的測(cè)量，它將采集來的信號(hào)傳遞給放大電路，經(jīng)放大處理后，送入微控制器內(nèi)部的A/D轉(zhuǎn)換器進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換；為保證顯示器亮度與環(huán)境亮度一致，以上一時(shí)刻采集的環(huán)境亮度作為下一時(shí)刻控制的目標(biāo)值，下一時(shí)刻采集的顯示器亮度作為實(shí)際值，兩者的差值經(jīng)微控制器處理，微處理器發(fā)出指令，產(chǎn)生控制信號(hào)，向LT3589發(fā)出PWM，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)亮度的控制。如圖4所示，為用于亮度信號(hào)處理的濾波放大電路，由BPW21采集的信號(hào)需要較弱需經(jīng)放大濾波處理，這里采用運(yùn)算放大器LM324對(duì)信號(hào)進(jìn)行放大，經(jīng)濾波電路處理后送入控制單元。

如圖5為本實(shí)用新型背光源驅(qū)動(dòng)電路，系統(tǒng)采用控制PWM波的形式控制電流的大小來對(duì)LED的發(fā)光亮度進(jìn)行調(diào)節(jié)。由于該背光源驅(qū)動(dòng)電路需要對(duì)6串LED燈條進(jìn)行供電，而LED燈條之間的電壓不匹配將造成功率的額外損耗，引起驅(qū)動(dòng)電路過熱，從而導(dǎo)致背光源驅(qū)動(dòng)芯片溫度升高，因此需要采用過熱保護(hù)電路，以避免溫升過高對(duì)電路正常工作的影響。如圖6所示，為過熱保護(hù)電路示意圖，在LT3598的T_set引腳接一個(gè)電阻分壓電路R13和R14，通過設(shè)定R13和R14的比值就可以設(shè)定最大的結(jié)溫值，當(dāng)環(huán)境溫度達(dá)到設(shè)定的結(jié)溫值后，LT3598開始線性地降低LED電流，并保持在該溫度水平，若環(huán)境溫度超過設(shè)定的最大結(jié)溫值，LED電流將減小到大約全部LED電流的5％，從而避免環(huán)境溫升過高而影響電路的正常工作。

本實(shí)用新型控制系統(tǒng)的控制原理為：通過溫度傳感器采集溫度信號(hào)，將采集的信號(hào)送入微控制器內(nèi)，光傳感器采集外界環(huán)境亮度，將信號(hào)進(jìn)行放大處理，再進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換送入微控制器內(nèi)部，微控制器發(fā)出相應(yīng)的PWM波控制LED燈的發(fā)光亮度。

本實(shí)用新型的說明書和附圖被認(rèn)為是說明性的而非限制性的，在本實(shí)用新型基礎(chǔ)上，本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)所公開的技術(shù)內(nèi)容，不需要?jiǎng)?chuàng)造性的勞動(dòng)就可以對(duì)其中一些技術(shù)特征作出一些替換和變形，均在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。