模式转换电路设计
开篇：润墨网以专业的文秘视角，为您筛选了一篇模式转换电路设计范文，如需获取更多写作素材，在线客服老师一对一协助。欢迎您的阅读与分享！
摘 要：文章提供了一种背光模式转换电路，用于LED液晶显示装置，包括PWM控制电路和电流控制电路两部分。通过文中的电路设计方案，可以实现对背光的控制，完成LED液晶显示装置显示模式的切换，满足用户在多种显示模式下的观看需求。
关键词： 背光控制；脉宽调制控制；电流控制；模式转换
中图分类号：TN312+.8文献标识码：B
Design of Pattern Conversion Circuit
LI Gui-ying1, DING Shi-yong2, TAN Wen-wen2, XU Yan1
(1. College of Science, Shandong University of Science and Technology, Qingdao Shandong 266510, China; 2. College of Information and Electrical Engineering, Shandong University of Science and Technology, Qingdao Shandong 266510, China)
Abstract: This paper provides a pattern conversion of backlight circuit applied LED liquid crystal display (LCD) device, which include the PWM control circuit and current control circuit. This design can control the backlight of the device, while it is complete the switchover of the LCD device, which can cater to the need of users when the device is in a variety of mode.
Keywords: backlight control; PWM control; current control; pattern conversion
引 言
LED液晶显示装置，使之可以在不同显示模式间切换，并在不同显示模式下达到最佳显示效果。LED液晶显示装置正如LED液晶电视的出现，丰富了人们的娱乐生活[1]，而不同显示模式如2D模式和3D模式的出现，更是给人们带来了越来越绚丽逼真的显示效果。但不同显示模式下，LED液晶显示装置对于背光的需求也不同，故而需要通过对背光的有效控制，实现在不同显示模式间的流畅切换，以便在各种显示模式下都能够给用户带来更好的体验效果。但在实现的过程中，我们发现现有技术中至少存在如下问题：
（1） 对驱动电流的控制不够精确；
（2） 只能对单路信号进行控制，增加了制造成本。
本文的设计方案解决了上述两个问题，不仅可以实现对背光的控制，完成LED液晶显示装置显示模式的切换，满足用户在多种显示模式下的观看需求，而且可以控制多路信号，降低了生产成本。
1设计方案架构
如图1所示，本文的设计方案包括如下几个部分：
（1） 模式控制信号源，输出至少一路模式控制脉宽调制信号，并在所述LED液晶显示装置进行显示模式转换时，输出模式转换信号；
（2） 脉宽调制（PWM）控制电路，根据模式控制信号源发出的模式转换信号，选择模式控制信号源输出的模式控制脉宽调制信号或来自主板信号源的主板脉宽调制信号，从而实现模式转换时的信号选择，并将所选择的模式控制脉宽调制信号或主板脉宽调制信号输入至驱动芯片，同时控制背光的驱动电流来实现背光亮暗程度；
（3） 电流控制电路，根据模式控制信号源发出的模式转换信号，以及驱动IC输出管脚ADIM的值，以便控制电流的幅度大小，从而实现背光亮暗程度。
在本文的技术方案中，对于LED显示装置在不同显示模式间的切换，主要依靠背光控制实现，而背光控制主要依靠在不同的显示模式下，通过相应的脉宽调制（PWM）信号来驱动对应的显示模式，而所选择的脉宽调制信号包括模式控制信号源输出的模式控制脉宽调制信号和来自主板信号源的主板脉宽调制信号，即通过脉宽调制模块对于这两种信号的选择、输出及驱动模块的驱动，实现相应显示模式的转换。
2设计方案的工作原理及其参数计算
如图2所示，相关元器件及符号说明如下：
（1） N1为驱动芯片；
（2） R2和R3分压限流，使得V1的基极1端电压稳定，防止由于V1基极电流过大而损坏管子；
（3） R1、R4和VD5限流，防止由于V1集电极3端电流过大而损坏管子；
（4） 电容C1、C2、C3、C4、C5、C6具有滤波作用[2]。
那么，在如图2所示的设计方案中，该电路的工作原理如下。
2.12D模式工作状态
当2D/3D控制信号输出一个2D信号时，2D PWM ON/OFF端和3D Enable端均为低电平信号。
PWM控制电路：2D PWM ON/OFF端的电压为低电平，三极管V1截止，V1的集电极3脚就为高电平，二极管VD5截止，从而拉高调光信号PWM的电位，此时二极管VD3、VD4导通，二极管VD1、VD2截止，电视机只接收主板输出的PWM调光信号，电视处于2D模式。
电流控制电路：当3D Enable为低电平信号，亦即三极管V2的1脚为低电平时，V2截止，V2的集电极3脚为高电平，V3导通，此时ADIM点的电压由R7和R9并联后与R10分压获得，即：
U2D=UVREF* (R7//R9/(R7//R9+R10)（1）
2.23D模式工作状态
当2D/3D控制信号输出一个3D信号时，2D PWM ON/OFF端和3D Enable端均为高电平信号。
PWM控制电路：2D PWM ON/OFF端的电压为高电平时，三极管V1导通，V1的集电极3脚就为低电平，二极管VD5导通，从而拉低调光信号PWM的电位，二极管VD3、VD4截止，此时PWM控制电路接收由2D/3D控制信号源输出的调光信号PWM1、PWM2，当PWM1、PWM2为高或低电平时，分别控制二极管VD1、VD2导通或截止，从而实现3D模式下调光信号的控制。
电流控制电路：当3D Enable为高电平信号，亦即三极管V2的1脚为高电平时，V2导通，V2的集电极3脚低电平，V3截止，此时驱动芯片ADIM点的电压U1由R9和R10分压获得，即：
U3D=UVREF*R9/(R9+R10)（2）
2.3输出给灯条电流的计算
对于我们选定的驱动芯片，对于不同范围值的ADIM点电压UADIM，有不同的输出电流IISEN的计算公式，如：
当UADIM的范围为Ua
IISEN1=U2D/(n*R11)（3）
IISEN2=U2D/(n*R12)（4）
当UADIM的范围为UADIM
IISEN1=C1/R11（5）
IISEN2=C1/R12（6）
当UADIM的范围为UADIM>Ub时，
IISEN1=C2/R11（7）
IISEN2=C2/R12（8）
注：其中，公式中n为大于1的常数，C1、C2为常数，且C1
根据上述公式，适当选择合适参数，就可以得到LED液晶显示时所需要的电流值。
3结论
（1） 在本文的电路设计中，若是只进行PWM信号控制，可以实现模式切换，也能够显示3D效果，但是电视屏幕亮度太低，观赏效果不佳；若是只控制电流，则模式切换不能够显示出3D效果，只是屏幕变亮而已。
（2） 附图中的“2D/3D控制信号”发出的“2D PWM ON/OFF”信号和“3D_Enable_High”信号，理论上讲可以使用一个信号来控制。但是，在实际应用中需要考虑到时序的先后问题，因而在本文中才使用了两个不同的信号，从而更可靠地实现了2D/3D模式的切换。
（3） 在LED液晶电视2D/3D模式切换时的背光控制电路中，本文所述电路设计并不仅仅局限于控制两路调光信号，也能够实现多路调光信号的控制，如图3所示。图3与图2在电路设计上相比，PWM控制电路部分由PWM1、PWM2两路信号，改为PWM1～PWMn多路信号，相应的IC可选择具有n路驱动功能的驱动IC。
4展望
在LED液晶显示电路设计时，根据不同的驱动IC，可以有不同的设计，如对于驱动电流的控制，可以通过模式转换信号来控制电流控制电路的选择，不需要根据IC的ADIM参考点就可实现电流的动态控制[3]。
随着我们的技术不断成熟，驱动芯片的不断更新换代，加上我们的智慧，相信在不久的将来，在LED显示领域我们将会有更加完美的技术设计方案。
参考文献
[1] 周志敏，纪爱华等. LCD背光驱动电路设计与应用实例[M]. 北京：人民邮电出版社，2009.1～8.
[2] 杨素行. 模拟电子技术基础简明教程[M]. 北京：高等教育出版社，2006.318～328.
[3] 康佳集团股份有限公司. 一种用于液晶电视的LED背光源动态控制装置. ZL200820213594.4，2009-09-23.
作者简介：李桂英（1985-），女，山东聊城人，山东科技大学在读硕士研究生，研究方向为磁电子学与自旋电子学，E-mail：，。