Hogyan lehet megvalósítani az LCD képernyő PMW tompítást az alaplapon

      A PWM (impulzusszélesség -moduláció) tompítás az LCD képernyőkhöz a fényerő -szabályozás általános megoldása a háttérvilágítás forrásának üzemi ciklusának beállításával. Ennek a módszernek az a lényege, hogy PWM jelet generáljon egy adott frekvenciával és üzemi ciklussal az alaplapon, a háttérvilágítást (általában egy LED -es háttérvilágítást) vezetve, hogy ezen jelciklus szerint be- és kikapcsoljon. Ez a módszer felhasználja az emberi szem látásának kitartását a sima fényerő -beállítás elérése érdekében. A Shenzhen Hongjia technológiai mérnökök, a K + F tapasztalatokra vonatkozó évekig tartó mérnökök, a következő tervezési ötleteket kínálják a mérnökök referenciájához:

A. A PMW tompításának alapelvei

A folyékony kristály kijelzők (LCD) nem bocsátják ki magukat a fényt; Ehelyett egy háttérvilágításra (többnyire LED -ek) támaszkodnak, hogy fényt biztosítsanak. A PWM tompítás az átlagos fényerőt beállítja a háttérvilágítás be- és kikapcsolási idejének arányának szabályozásával (vámciklus):

· Ha a PWM üzemi ciklusa 100%, a háttérvilágítás mindig be van kapcsolva, elérve a maximális fényerőt.

· Ahogy a szolgálati ciklus csökken, a háttérvilágítás a ciklus csak egy részén van, ami az átlagos fényerő megfelelő csökkenését eredményezi.

· Az emberi szem nem érzékeli a magas frekvenciájú villogást (általában> 200Hz) a látás tartóssága miatt (kb. 24 képkocka / másodperc), így sima tompítást ér el.

B. alaplap PWM jelgenerálás

Az alaplapnak stabil és állítható PWM -jelet kell biztosítania, amelyet általában egy fő vezérlő chip hajt végre (például egy MCU, SOC vagy dedikált háttérvilágító). A konkrét lépések a következők:

1. Fő vezérlő chip kiválasztása

· Az MCUS/SOCS integrált PWM vezérlőkkel: Ide tartoznak az ARM Cortex-M sorozat (STM32), a mobiltelefon-hozzáférési pontok (például a Qualcomm Snapdragon) és a TV-vezérlők (például a MediaTek MTK). Ezeknek az MCU -knak egy integrált PWM generátor modulja van, lehetővé téve a szoftver konfigurációját, például a frekvenciát, az üzemi ciklust és a polaritást.

Dedikált háttérvilágítási illesztőprogram IC: Ha az alaplapnak csak a háttérvilágítást kell hajtania, akkor az integrált PWM vezérlővel rendelkező háttérvilágító illesztőprogram (például a TI TPS61088 vagy az NXP PCA9685) egyszerűsítheti az áramkör kialakítását.

2. PWM paraméter konfigurációja

Frekvencia kiválasztása: Az egyensúlyt meg kell ütni a fényerő simasága és az interferencia között. A túl alacsony (<200Hz) frekvencia látható villogást okozhat; A túl magas frekvencia (> 20 kHz) növelheti a váltási veszteségeket és potenciálisan zavarhatja az audio áramköröket. Közös tartomány: 100Hz-20 kHz (a TV-k/monitorok általában 1-10 kHz-t használnak, és a mobiltelefonok általában 200Hz-1KHz-t használnak).

A DOURE ciklus tartománya: Általában 0% -100% 0-tól maximális fényességnek felel meg. Ennek meg kell egyeznie a háttérvilágító vezető áramkörének linearitásával, hogy elkerülje a fényerő nemlinearitását alacsony üzemi ciklusok esetén.

Felbontás: A vámciklus beállításának pontossága (például 8 bites → 256 szint, 10 bites → 1024 szint), amely meghatározza a fényerő beállításának finomságát (a mobiltelefonok/TV-k általában ≥8 bitre van szükségük).

C. PWM jelátvitel a háttérvilágító vezető áramköréhez

Az alaplap által generált PWM -jelet a vezetékes csatlakozáson keresztül tovább kell továbbítani a háttérvilágító vezető táblára (vagy a háttérvilágítást közvetlenül az alaplapra). A következő kérdéseket kell figyelembe venni:

1.

· A rövid távú sebességváltó (például az alaplap és a háttérvilágítás szomszédos): Használjon standard PCB-nyomokat (az impedancia-vezérlés nem szükséges), de kerülje a magas frekvenciájú jelekkel párhuzamos futást (például LVD-k és EDP) az áthallás megakadályozására.

· Hosszú távolsági sebességváltó (például laptop képernyő kábelek): Használjon árnyékolt kábeleket (például koaxiális kábeleket) vagy differenciálkábeleket (például LVD-ket), és minimalizálja a nyomkövetési hosszokat a PWM jelcsillapodás vagy torzulás elkerülése érdekében.

2. Szintű illesztés

A PWM szintű kimenetet az alaplap által (például 3,3 V CMOS) kompatibilisnek kell lennie az IC háttérvilágító illesztőprogram bemeneti szintjével. Ha az illesztőprogram IC -t 5V -vel táplálják, szükség lehet szintű átalakításra (például egy 74LVC sorozatú logikai chip segítségével).

3. Elkülönítési védelem

Ha nagy feszültség van a háttérvilágítás és az alaplap között (például a hideg katódfuoreszkáló lámpák (CCFL) nagy feszültségre van szükség, míg a LED-es háttérvilágítások többnyire alacsony feszültségűek), akkor az optocoupler-t (például a HCPL-0723-at) kell használni a földhurok izolálására és a PWM jelzéssel való interferencián való nagyfeszültség megakadályozására.

D. A háttérvilágítás meghajtó áramkörének kialakítása (PWM jel kimeneti szakasz)

A PWM jelet a vezető áramkör által vezetett áram/feszültségre kell konvertálni. Az alapfunkció a PWM vámciklusának átalakítása a LED átlagos áramává. Egy tipikus áramkör tartalmaz egy állandó áramlási meghajtót + PWM modulációs architektúrát, a következő összetevőkkel:

1. Boost/Buck Converter

A LED -es háttérvilágítások stabil áramot igényelnek (például 350 mA - 2a / húronként). Az alaplap tápellátása általában 5 V/12 V, és DC-DC konverter szükséges a feszültség beállításához:

Boost áramkör: Ha a LED -ek soros feszültsége meghaladja az alaplap tápegységének feszültségét (például ha több LED -et csatlakoztatnak sorban), akkor egy lendületet (például a Ti TPS61020) használunk.

Buck Circuit: Ha a LED-feszültség kevesebb, mint az alaplapellátási feszültség (például egy alacsony feszültségű LED-ek egyetlen húrja), akkor egy lépcsőzetes IC-t (például a TI TPS5430) használunk.

2. PWM modulációs modul

Az illesztőprogram IC -nek meg kell kapnia az alaplap PWM jelét, és a kimeneti áramot a szolgálati ciklus alapján be kell állítania. Közös megoldások:

Az integrált PWM vezérléssel rendelkező illesztőprogram -IC -k: például a Maxim MAX16834 és az NXP PCA9685, amelyek integrált PWM -összehasonlítóval rendelkeznek, amely közvetlenül az alaplap PWM jelet LED -aktuális modulációvá alakítja (további alkatrészekre nincs szükség).

Diszkrét megoldás: Készítsen egy PWM kapcsolási áramkört tranzisztorok/MOSFET -ek segítségével (például egy MOSFET -et használva elektronikus kapcsolóként, a PWM jel vezérli annak be- és kikapcsolását, ezáltal beállítva az átlagos LED -áramot).

3. Az aktuális mintavétel és a visszajelzés (állandó áramszabályozás)

A stabil fényerő biztosítása érdekében a LED -áramot mintát kell venni, és vissza kell adni az illesztőprogram IC -hez az állandó áramszabályozáshoz:

A mintavételi ellenállást (például 0,1Ω -tól 1Ω -ig) sorozatban csatlakoztatjuk a LED -áramkörrel, és a mintavételezett feszültséget OP erősítéssel amplifikáljuk (például a Ti INA219).

Az IC illesztőprogram összehasonlítja a mintázott feszültséget egy referenciafeszültséggel, és beállítja a PWM vámciklusát vagy a kapcsoló ellenállását az állandó áram fenntartása érdekében (hogy megakadályozzuk a LED-es fényerő eltolódását a hőmérsékleti ingadozások miatt).

F. Kulcsfontosságú paraméterek és megfontolások

1. frekvencia-interferencia: A PWM frekvenciának el kell kerülnie a kijelzőjel pixel óráját (például LVDS 75MHz-15MHz) az elektromágneses interferencia (EMI) és a szűrő torzulásának megakadályozása érdekében. A magas frekvenciájú zajt kiszűrhet egy RC szűrő hozzáadásával (például egy 100 pF kondenzátor csatlakoztatásával a PWM jelvonalával párhuzamosan).

2. Többcsatornás tompítás: Ha független RGB tompításra van szükség (például a csúcskategóriás monitorokhoz), akkor az alaplapnak három független PWM-jelet kell kiállítania a piros, zöld és a kék LED háttérvilágítás irányításához, hogy szélesebb színű skálát és nagyobb színpontot érjen el.

3. lágy indítás és védelem: A meghajtó áramkörének lágy indítási funkcióval kell rendelkeznie (az indítás során a pillanatnyi áram túlfeszültségének elkerülése érdekében) és az integrált túláram -védelem (OCP), a túlfeszültségvédelem (OVP) és a túlfeszültség -védelem (OTP) a LED -ek vagy az illesztőprogramok IC károsodásának megakadályozása érdekében.

      A Shenzhen Hongjia technológia az 1,14 hüvelyk-12,1 hüvelykes kijelzők és az érintőképernyők kutatására és fejlesztésére, gyártására és értékesítésére szakosodott. Van egy 3000 négyzetméteres tiszta szobánk, három teljesen automatikus gyártósorunk és 12 éves ipari tapasztalatunk. Van egy tapasztalt mérnökök csoportja, akik tanácsot adhatnak az ügyfeleknek a termékek tervezésekor, ezáltal egyszerűsítve az alaplap PWM tervezését. Különböző méretű kijelzőink vannak, amelyek mindegyike támogatja a PWM tompítást. Az ügyfelek szívesen e -mailt küldnek nekünk a kérdésekért.