[实用新型]基于FPGA的特种背光源驱动电路

说明书

技术领域

本实用新型涉及液晶显示器领域，尤其是航空用彩色液晶显示器的驱动电路领域，具体为一种基于FPGA的特种背光源驱动电路。

背景技术

随着LED技术的成熟和成本的大幅下降，LED作为背光源已经成为一种趋势。在民用领域，LED背光源驱动电路常采用LED集成驱动芯片。在背光源具有高亮度比的特种应用领域，集成驱动芯片在恒流工作下，低亮度时过窄的PWM波形控制下的输出电流不稳定会导致闪烁。因此在背光具有高亮度比的应用场合，还要增加辅助驱动，但这样做加大了驱动电路的复杂程度，也提高了LED的成本。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种基于FPGA的特种背光源驱动电路，以解决采用LED集成驱动芯片会导致LED闪烁，需要增加辅助驱动的问题。

为了达到上述目的，本实用新型所采用的技术方案为：

基于FPGA的特种背光源驱动电路，其特征在于：包括由FPGA芯片构成的主控制器，多位的A/D转换器，还包括有第一、第二MOS管，所述第一MOS管的栅极通过缓冲电路与所述FPGA芯片的一个PWM输出接口电连接，第一MOS管的源极接地，漏极分别通过电感引入外部电压、通过二极管接入背光源的一个接线端，所述第一MOS管和背光源对应接线端之间导线上还下拉接有串联的电压采样电阻，并在电压采样电阻之间引出有采样导线接至所述A/D转换器的一个输入端，所述第二MOS管的栅极通过缓冲电路与所述FPGA芯片的另一个PWM输出接口电连接，第二MOS管的漏极与所述背光源另一个接线端电连接，第二MOS管的源极接有电流采样电阻，并从所述电流采样电阻上引出采样导线接至所述A/D转换器的另一输入端，所述A/D转换器上的输入端上还接有亮度传感器，A/D转换器的输出端与所述FPGA芯片的信号输入接口电连接。

所述的基于FPGA的特种背光源驱动电路，其特征在于：所述FPGA芯片通过其RS232接口与外部上位机通讯连接。

本实用新型用来驱动LED灯串组，具有过压保护和恒流功能，采用PWM调光方式，升压电路只有在PWM调光有效时工作。合理设置了电路中的MOS管开启和关闭时间，消除了地弹噪声，提高了电磁兼容效果。本实用新型可通过设定各种亮度级别下的亮度值，根据亮度传感器的反馈值，控制PWM调光占空比，从而保证背光亮度稳定。

附图说明

图1为本实用新型电路原理框图。

图2为本实用新型PWM调光波形图。

图3为本实用新型PWM升压波形图。

具体实施方式

如图1所示。基于FPGA的特种背光源驱动电路，包括由FPGA芯片构成的主控制器，12位的A/D转换器，FPGA芯片通过其RS232接口与外部用户的上位机通讯连接。还包括有第一、第二MOS管T1、T2，第一MOS管T1的栅极通过缓冲电路与FPGA芯片的一个PWM输出接口电连接，第一MOS管T1的源极接地，漏极分别通过电感L1引入外部电压Vin、通过二极管D接入背光源的一个接线端，第一MOS管T1和背光源对应接线端之间导线上还下拉接有串联的电压采样电阻R1、R2，并在电压采样电阻R1、R2之间引出有采样导线接至A/D转换器的一个输入端，第二MOS管T2的栅极通过缓冲电路与FPGA芯片的另一个PWM输出接口电连接，第二MOS管T2的漏极与背光源另一个接线端电连接，第二MOS管T2的源极接有电流采样电阻R3，并从电流采样电阻R3上引出采样导线接至A/D转换器的另一输入端，A/D转换器上的输入端上还接有亮度传感器，A/D转换器的输出端与FPGA芯片的信号输入接口电连接。以FPGA芯片作为控制器，根据用户通过RS232接口通讯发来的昼夜模式指令和调光级数命令，设定工作电流、PWM调光波形，控制PWM升压波形的占空比。亮度传感器判断昼模式下背光亮度是否稳定，是亮度控制的依据。

如图2、图3所示。根据用户调光指令，FPGA发出PWM调光波形。PWM升压波形只有在调光波形是高电平时才出现，其占空比由工作电流决定。

为了达到智能驱动电路的工作稳定性，采用如下措施：

1、电流采样后的A/D转换器至少是12位的

一般电流采样电阻上的电压是200mv左右，A/D转换器的参考电压是1.2V，转换后的数字量是170左右。输出电流变化量是1时，只占总电流的1/170，人眼不能明显察觉。

2、昼夜模式工作电流和工作方式不一样

特种显示器要求出屏亮度比最高达10000∶1，而开关电源只有在调光PWM是高电平时才工作。为了保证开关电源有2个周期(5us)的工作时间，调光PWM波形的最小占空时间是10us。