液晶显示屏背光控制系统技术方案

本实用新型专利技术涉及LED背光源技术领域，特别涉及一种液晶显示屏背光控制系统，包括控制单元、温度检测单元、亮度检测单元、LED背光源驱动单元和键盘输入单元，所述温度检测单元采用温度传感器检测环境温度，亮度检测单元采用两个光电传感器分别用于检测环境亮度和LED背光源亮度，温度检测单元连接控制单元，亮度检测单元和控制单元之间通过滤波放大电路进行连接，所述控制单元连接LED背光源驱动单元，LED背光源驱动单元对LED背光源亮度进行调节。该系统结构简单、成本低，可实现对背景照明强度的自动调节，使液晶显示屏的亮度和环境亮度保持一致，并能保证发光亮度变化的连续性，可广泛应用于个人电脑显示器、电视机，及工业现场的显示设备。

【技术实现步骤摘要】
液晶显示屏背光控制系统
本技术涉及LED背光源
，特别涉及一种液晶显示屏背光控制系统。
技术介绍
液晶显示屏背景照明主要采用冷阴极荧光灯管和白光LED照明，而LED背光源以其发光效率高、能耗小、可靠耐用、使用寿命长、绿色环保等优势在各领域显示产品上的应用越来越广泛。随着LED背光技术的不断成熟，人们对其性能也在不断进行着改进，让LED背光技术发挥到它最大的效益。在一些特殊情况下对显示器亮度有着特殊的要求，如手机显示屏一旦处于黑暗状态，在没有人为操作时，应该处于黑屏，以达到省电的目的，这就要求显示器具备自适应调节的能力，因此保证液晶显示器背景照明光强的自动调节具有重要的作用。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种液晶显示屏背光控制系统，可根据环境和背景照明及环境温度的情况，自动调节显示屏的背景照明强度，使液晶显示屏的亮度与环境亮度保持一致。为解决上述技术问题，本技术采用了一种液晶显示屏背光控制系统，包括控制单元、温度检测单元、亮度检测单元、LED背光源驱动单元和键盘输入单元，所述温度检测单元采用温度传感器检测环境温度，亮度检测单元采用两个光电传感器分别用于检测环境亮度和LED背光源亮度，温度检测单元连接控制单元，亮度检测单元和控制单元之间通过滤波放大电路进行连接，所述控制单元连接LED背光源驱动单元，LED背光源驱动单元对LED背光源亮度进行调节。上述技术方案中，进一步地，所述控制单元为采用STM32F030F4微控制器及其外围电路组成的系统。上述技术方案中，进一步地，所述亮度检测单元采用BPW21光电传感器。上述技术方案中，进一步地，所述滤波放大电路包括由运算放大器LM324组成的信号放大电路和由电阻R4和电容C2组成的滤波电路。上述技术方案中，进一步地，所述背光源驱动单元为采用LTM3598芯片的背光源驱动电路，所述背光源驱动电路中设置有由R13和R14组成的过热保护电路。本技术通过实时采集环境光强和背景照明光强及环境温度，实现对背景照明强度的自动调节，使液晶显示屏的亮度和环境亮度保持一致，消除因环境光强变化引起的视觉疲劳。该系统结构简单、成本低，并能保证发光亮度变化的连续性，可广泛应用于个人电脑显示器、电视机，及工业现场的显示设备。附图说明图1是本技术系统结构框图。图2是本技术控制单元中微处理器及其外围电路图。图3是本技术亮度检测单元检测电路图。图4是本技术亮度检测信号处理滤波放大电路图。图5是本技术背光源驱动单元电路图。图6是本技术背光源驱动单元中过热保护电路图。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本技术作进一步的说明。本实施例中所述控制系统采用两个光电传感器分别采集环境亮度和背光源亮度，分别经过滤波放大后接入控制单元的A/D接口，控制单元通过温度传感器采集环境温度，根据采集的参数控制单元分析并计算输出的占空比驱动背光源驱动单元改变流经背光源LED的电流大小，从而实现背光源LED亮度的闭环控制。环境亮度采用光电传感器BPW21进行测量，BPW21可将环境光亮度转换成电流信号，在完全黑暗的条件下输出为2nA，其环境亮度感知范围为0至5000lx，最大值由LM324输出最大值决定。光电传感器BPW21对环境亮度进行采集，采集后信号经滤波放大电路处理后送入控制单元的微控制器STM32F030F4内部A/D中进行转换。系统另外采用一个光电传感器BPW21对LED发光源发光亮度进行数据采集，将采集数据进行滤波放大处理后，再进行A/D转换，控制单元将采集的数据与基准值进行比较，看有无差值，有则再进行控制，无则继续保持，等待下一循环。设定值为前一时刻环境亮度对应的二进制数，LED背光源亮度对应的二进制数为实际值，通过两者差值，得出控制单元控制的依据，进而控制PWM波占空比。由于LED发光效率受到工作环境温度的影响，对不同温度范围内LED发光效率有所不同，因此需要对工作环境温度进行检测；本实施例中采用数字式温度传感器DS18B20来进行温度的检测和采集，采集后的温度信号送入控制单元，控制单元根据采集的数据进行处理后，产生相对应的PWM波控制电流的大小，从而对温度造成的影响进行补偿。背光源驱动单元采用背光源驱动芯片LT3598，工作时接收控制单元发出的PWM波，根据PWM波的占空比大小来决定输出电流的大小；LT3598有六个驱动口，两个驱动口驱动一串10只的LED灯条。如图3为亮度检测电路，采用BPW实现对环境亮度和显示器亮度的测量，它将采集来的信号传递给放大电路，经放大处理后，送入微控制器内部的A/D转换器进行模数转换；为保证显示器亮度与环境亮度一致，以上一时刻采集的环境亮度作为下一时刻控制的目标值，下一时刻采集的显示器亮度作为实际值，两者的差值经微控制器处理，微处理器发出指令，产生控制信号，向LT3589发出PWM，从而实现对亮度的控制。如图4所示，为用于亮度信号处理的滤波放大电路，由BPW21采集的信号需要较弱需经放大滤波处理，这里采用运算放大器LM324对信号进行放大，经滤波电路处理后送入控制单元。如图5为本技术背光源驱动电路，系统采用控制PWM波的形式控制电流的大小来对LED的发光亮度进行调节。由于该背光源驱动电路需要对6串LED灯条进行供电，而LED灯条之间的电压不匹配将造成功率的额外损耗，引起驱动电路过热，从而导致背光源驱动芯片温度升高，因此需要采用过热保护电路，以避免温升过高对电路正常工作的影响。如图6所示，为过热保护电路示意图，在LT3598的Tset引脚接一个电阻分压电路R13和R14，通过设定R13和R14的比值就可以设定最大的结温值，当环境温度达到设定的结温值后，LT3598开始线性地降低LED电流，并保持在该温度水平，若环境温度超过设定的最大结温值，LED电流将减小到大约全部LED电流的5％，从而避免环境温升过高而影响电路的正常工作。本技术控制系统的控制原理为：通过温度传感器采集温度信号，将采集的信号送入微控制器内，光传感器采集外界环境亮度，将信号进行放大处理，再进行模数转换送入微控制器内部，微控制器发出相应的PWM波控制LED灯的发光亮度。本技术的说明书和附图被认为是说明性的而非限制性的，在本技术基础上，本领域技术人员根据所公开的
技术实现思路
，不需要创造性的劳动就可以对其中一些技术特征作出一些替换和变形，均在本技术的保护范围内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
液晶显示屏背光控制系统，其特征在于：包括控制单元、温度检测单元、亮度检测单元、LED背光源驱动单元和键盘输入单元，所述温度检测单元采用温度传感器检测环境温度，亮度检测单元采用两个光电传感器分别用于检测环境亮度和LED背光源亮度，温度检测单元连接控制单元，亮度检测单元和控制单元之间通过滤波放大电路进行连接，所述控制单元连接LED背光源驱动单元，LED背光源驱动单元对LED背光源亮度进行调节。

【技术特征摘要】
1.液晶显示屏背光控制系统，其特征在于：包括控制单元、温度检测单元、亮度检测单元、LED背光源驱动单元和键盘输入单元，所述温度检测单元采用温度传感器检测环境温度，亮度检测单元采用两个光电传感器分别用于检测环境亮度和LED背光源亮度，温度检测单元连接控制单元，亮度检测单元和控制单元之间通过滤波放大电路进行连接，所述控制单元连接LED背光源驱动单元，LED背光源驱动单元对LED背光源亮度进行调节。2.根据权利要求1所述的液晶显示屏背光控制系统，其特征在于：所述控制单元为采用STM32...

【专利技术属性】
技术研发人员：凌嘉蔚，
申请(专利权)人：佘洪林，
类型：新型
国别省市：四川,51