[发明专利]一种PWM调光装置

说明书

本发明公开了一种PWM调光装置：振荡器，用于生成振荡信号并输出至非线性校正单元和算术平均分割的PWM调光单元；复位单元，用于根据供电电平对非线性校正单元和算术平均分割的PWM调光单元进行复位；非线性校正单元，将外部灰度编码信号转化为适用于人眼的灰度级编码，非线性校正单元的输入端接收外部灰度编码信号，非线性校正单元的复位端与复位单元的输出端连接，非线性校正单元的时钟端与振荡器的输出端连接；算术平均分割的PWM调光单元，用于将灰度级编码转化为LED的输出，算术平均分割的PWM调光单元的输入端与非线性校正单元的输出端连接。该PWM调光装置可以解决传统PWM调光算法装置刷新频率低导致显示效果差，人眼视觉效果不佳的问题。

技术领域

本发明涉及电路技术领域，具体涉及一种平均分割PWM调光算法及装置。

背景技术

传统的LED灰度算法显示系统存在许多问题，如刷新频率低、有残影、显示不均匀等。在实际应用中，需要对LED驱动器提出更高的要求，不仅希望LED 驱动器能够支持对光亮度的调节，同时希望能够满足高画质影像的要求，精确地再现全动态视频所需的全色谱。

PWM信号占空比与光通量成线性关系，而人眼对亮度变化的感觉是非线性的。因此，需要引入非线性校正技术，对进行补偿，来达到人眼对光调节线性感觉的目的。

PWM调光是保持电流大小恒定，周期性地打开和关闭LED来改变电流的导通时间。人眼对亮度的感受是一个累积的过程，所以导通的时间在整个周期中所占的比例越大，人眼感受到的亮度越高。当开关造成的闪烁超过临界闪烁频率，人眼就无法分辨出光源在闪烁，人眼会认为是连续的。传统的PWM调光算法，在高字位段会出现高低电平的集中输出，导致LED灰阶亮度的不均匀性，视觉效果不佳。当分辨率越大时，高字位所占比例越大，不均匀性越严重。

由于传统PWM调光算法中灰度数据的高位权值大导致整体灰度均匀性较差的现象，将一个PWM显示周期均分成数个短的导通时间，同时将灰度数据分割为3部分，即将整个灰度数据分割成最高位灰度数据、次高位灰度数据和低位灰度数据进行处理，从而提高了刷新频率和显示效果。对于M位的灰度数据，若低位灰度数据为N，最高位灰度数据为P，次高位灰度数据为(M-N-P)。原先最高位灰度数据的最低位的权值是2^M-P，现在变成2^M-P-N，而原先最高位灰度数据的最高位的权值是2^M-1，现在变成2^M-N-1；原先次高位灰度数据的最低位的权值是2^N，现在变成2⁰，而原先次高位灰度数据的最高位的权值是2^M-P-1，现在变成2^M-P-N-1。

如图1所示，每个显示子周期中包含2^M-N个基本时钟，其中最高位灰度数据占用(2^M-N-2^M-N-P)个基本时钟，次高位灰度数据占用(2^M-N-P-1)个基本时钟，低位灰度数据占一个基本时钟。

在实际应用中，对于给定长度为M的二进制灰度数据，还有关于应该如何选择低位灰度数据的位数N和最高位灰度数据的位数P的问题。当N越大时，显示子周期的数量就会越多，刷新率越高，整体显示效果越好。但是当N越大，系统的复杂性也会越高，所以要合理选择N值。P的选择决定了显示子周期的均匀性，P如果太大，可能会导致最高位灰度占用的基本时钟太高，出现高低电平的集中输出，导致显示子周期的灰阶亮度的均匀性不足。

发明内容

针对现有技术不足，本发明提高了一种PWM调光装置，旨在解决传统PWM 调光算法装置刷新频率低导致显示效果差，人眼视觉效果不佳的问题。

本发明包括了一种PWM调光装置，包括：

振荡器，用于生成振荡信号，并输出至非线性校正单元和算术平均分割的 PWM调光单元；