[发明专利]一种LED背光源驱动电路及其驱动方法

说明书

技术领域

本发明涉及彩色液晶显示器内LED背光源的驱动电路，尤其涉及一种可自我适应环境的LED驱动电路以及亮度反馈和补色的方法。

背景技术

在航空液晶显示器领域，LED（Light Emitting Diode，发光二极管）逐渐成为了背光源的主流。LED具有体积小、寿命长、能耗小、发热低以及颜色可控性强等优势。然而，随着LED技术的广泛应用，航空领域对其中的LED液晶显示器的要求也越来越高，其中较主要的两个方面是颜色和功耗。

随着显示信息画面越来越复杂，为了能让飞行员更好的观测和明确各种信息，LED液晶显示器则被要求具有更好的色彩显示效果，特别是在夜视环境下，需要满足更利于人眼观察的夜视兼容色坐标。因此，LED彩色背光源也逐渐成为必要。同时，为了保证显示器的高可靠性，功耗问题从始至终都是一个着重考虑的方面。因此，在进行LED液晶显示器设计时，则需要增加LED彩色背光源，同时要求显示器功耗小，以减少显示器内部的发热量，保证显示器的可靠性。

由于LED彩色背光源应用暂不广泛，就目前而言，如何在保证功耗的同时，兼容显示器的色彩，此类操作的公开文献不多。同时，在高亮度航空显示器领域，还存在背光板温度变化大的特点，LED灯的导通电压随温度变化而变化，就会导致功耗的浪费或者显示器亮度的变化，而且LED灯的光效还会随温度变化而衰减。

上述问题一直困扰着LED彩色背光源设计人员，因此需要设计一种可以兼顾显示器颜色和功耗，同时在最大亮度进行反馈调整，在高、低温下进行颜色补偿的光源驱动系统。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是实现一种可以根据外部环境的变化，自我适应的LED驱动电路，能够进行昼夜切换、功率调节、亮度反馈和色度补偿的驱动控制。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种LED背光源驱动电路，驱动电路的控制器输出PWM调光信号至线性恒流源控制背光灯，所述的控制器输出控制信号至昼夜切换开关，所述的背光灯由电压转换电路供电，所述的昼夜切换开关串联电阻RS后与电阻型温度传感器并联，该并联电路一端接地，另一端经电阻R2接入电压转换电路反馈电压输入端，所述的反馈电压输入端和电压转换电路供电输出端通过电阻R1连接。

所述的控制器连接有采集背光灯工作环境温度和亮度的温度传感器和光传感器。

所述的背光灯设有多路，每路背光灯由多串LED光源并联构成，每串LED光源串联有多个LED光源，每路所述的背光灯颜色不同，包括白色LED光源和彩色LED光源。

所述的控制器通过串口与上位机进行通讯，并设有用于存储的EEPROM。

昼夜切换开关分为昼模式和夜模式，在昼模式下由控制器控制其断开，在夜模式下由控制器控制其闭合。

在昼模式下以白色LED光源为背光灯光源，在夜模式下以彩色LED光源为背光灯光源。

光传感器采集的光亮反馈值为Z，所述的LED背光源设有0-N级别调光等级，级别越高亮度越大，当LED背光源处于调光等级为X，其中0＜X＜N，此时标准光反馈值Y，如果Z大于Y，则控制器减小PWM调光信号的占空比，使亮度下降，如果Z小于Y，则控制器增加PWM调光信号的占空比，使亮度上升。

Z与Y的比较未超过预设调整阀值，则控制器不进行输出PWM调光信号的调整，若超过预设调整阀值，则控制器进行输出PWM调光信号的调整。

彩色LED光源中设有橙灯，控制器输出至橙灯的PWM调光信号占空比为C，温度传感器（3）采集的温度为T，控制器在常温状态下输出至橙灯的PWM调光信号占空比为C₀，

C=C₀×[（-0.0002）(T+55)2+0.4288×(T+55)+70.7273]／100。

所述的控制器通过串口与上位机进行通讯，通过I²C将上位机设置的值存到EEPROM中作为掉电保存数据。

本发明的优点在于该驱动电路及其驱动方法具有功率小、夜视颜色可配的特点，同时解决了亮度衰减以及高、低温环境下偏色的问题。

附图说明

下面对本发明说明书中每幅附图表达的内容及图中的标记作简要说明：

图1为自适应LED驱动电路的框图；

图2为电压转换模块的电路框图；

图3为LED白灯的额定导通电压与环境温度的关系，其中横坐标为环境温度T，纵坐标为额定导通电压值V；

图4为LED彩灯的导通电流与导通电压的关系；其中横坐标为导通电压V，纵坐标为导通电流值I；