Kuinka toteuttaa LCD -näytön PMW himmennys emolevyssä

      PWM (pulssin leveyden modulaatio) himmentäminen LCD -seuloille on yleinen ratkaisu kirkkauden hallintaan säätämällä taustavalon lähteen käyttöjaksoa. Tämän menetelmän ydin on luoda PWM -signaali, jolla on tietty taajuus- ja käyttöjakso emolevyssä, ajaen taustavalon piirin (yleensä LED -taustavalo) kytkemiseen ja pois päältä tämän signaalikyklin mukaan. Tässä menetelmässä hyödynnetään ihmisen silmän näkökyvyn jatkuvuutta sujuvan kirkkauden säätämisen saavuttamiseksi. Shenzhen Hongjia -teknologiainsinöörit, jotka hyödyntävät vuosien tutkimus- ja kehityskokemusta, tarjoavat seuraavat suunnitteluideat insinööriesi viitteeseen:

A. PMW -himmennyksen perusperiaatteet

Nestemäiset kidesinäytöt (LCD) eivät säteile itse valoa; Sen sijaan he luottavat taustavalonlähteeseen (enimmäkseen LEDit) valon aikaansaamiseksi. PWM -himmennys säätää keskimääräistä kirkkautta säätelemällä taustavalon suhdetta päällä ja off -aikoina (käyttöjakso):

· Kun PWM -käyttöjakso on 100%, taustavalo on aina päällä ja saavuttaa maksimaalisen kirkkauden.

· Vukeusjakson vähentyessä taustavalo on vain osa sykliä, mikä johtaa vastaavaan keskimääräisen kirkkauden laskuun.

· Ihmisen silmä ei voi havaita korkeataajuista välkkymistä (tyypillisesti> 200 Hz) sen näkökyvyn pysyvyyden vuoksi (noin 24 kuvaa sekunnissa), mikä saavuttaa sileän himmentämisen.

B. Emolevy PWM -signaalin luominen

Emolevyn on tarjottava vakaa ja säädettävä PWM -signaali, jota tyypillisesti toteutetaan pääohjausrivulla (kuten MCU, SOC tai erillinen taustavalon ohjain). Erityiset vaiheet ovat seuraavat:

1. Pääohjaus sirun valinta

· MCUS/SOCS integroiduilla PWM-ohjaimilla: Näihin kuuluvat ARM Cortex-M -sarja (STM32), matkapuhelimen tukiasemat (kuten Qualcomm Snapdragon) ja TV-ohjaimet (kuten MediaTek MTK). Näissä MCUS/SOC: issa on integroitu PWM -generaattorimoduuli, joka mahdollistaa parametrien, kuten taajuuden, käyttöjakson ja napaisuuden, ohjelmistokokoonpanot.

Omistettu taustavalon ohjain IC: Jos emolevyn on vain ajettava taustavaloa, taustavalon ohjaimen IC integroidulla PWM -ohjauksella (kuten TI: n TPS61088 tai NXP: n PCA9685) voi yksinkertaistaa piirisuunnittelua.

2. PWM -parametrien kokoonpano

Taajuusvalinta: Tasapaino on saavutettava kirkkauden sileyden ja häiriöiden välillä. Liian matala (<200 Hz) taajuus voi aiheuttaa näkyvän välkkymisen; Liian korkea (> 20 kHz) taajuus voi lisätä kytkentähäviöitä ja mahdollisesti häiritä äänipiirejä. Yleinen alue: 100Hz-20KHz (TVS/Monitorit käyttävät tyypillisesti 1-10 kHz ja matkapuhelimet käyttävät tyypillisesti 200Hz-1KHz).

Vukeusjakson alue: Tyypillisesti 0% -100% vastaa kirkkautta 0: sta maksimiin. Tämän on vastattava taustavalojen ohjainpiirin lineaarisuutta, jotta vältetään kirkkauden epälineaarisuus matalassa työsyklissä.

Resoluutio: Käyttöjakson säätötarkkuuden aste (esim. 8-bittinen → 256 tasoa, 10-bittinen → 1024 tasoa), mikä määrittää kirkkauden säätämisen hienouden (matkapuhelimet/televisiot vaativat tyypillisesti ≥8 bittiä).

C. PWM -signaalin lähetys taustavalon ohjaimen piiriin

Emolevyn tuottama PWM -signaali on siirrettävä taustavalon ohjauskortille (tai taustavalopiirille, joka on integroitu suoraan emolevyssä) langallisen yhteyden kautta. Seuraavat kysymykset tulisi harkita:

1. Signaalin eheys

· Lyhyen matkansiirto (esim. Emolevy ja taustavalon vierekkäiset): Käytä tavanomaisia ​​piirilevyjä (impedanssinhallinta ei vaadita), mutta vältä kulkemista rinnakkain korkean taajuuden signaalien (kuten LVDD: n ja EDP: n) rinnalla Crosstalkin estämiseksi.

· Pitkän matkansiirto (esim. Kannettavan tietokoneen näytön kaapelit): Käytä suojattuja kaapeleita (kuten koaksiaalikaapeleita) tai differentiaalikaapeleita (kuten LVD-levyjä) ja minimoi jäljen pituus PWM-signaalin vaimennuksen tai vääristymisen välttämiseksi.

2. tason sovitus

Emolevyn (esim. 3,3 V CMO: n) PWM -tason lähdön on oltava yhteensopiva taustavalon ohjaimen IC: n syöttötason kanssa. Jos kuljettajan IC: n virtalähde on 5 V, tason muuntaminen voidaan tarvita (esim. 74LVC -sarjan logiikkapiiri).

3. eristyssuojaus

Jos taustavalopiirin ja emolevyn välillä on suuri jännite (esimerkiksi kylmäkatodin fluoresoivat lamput (CCFL: t) vaativat suurta jännitettä, kun taas LED-taustavalot ovat enimmäkseen matalajännitettä), optokopleria (kuten HCPL-0723) on käytettävä maanpidon eristämiseen ja estämään korkeajännitteen kiinnittämistä PWM-signaalin kanssa.

D. Taustavalon ohjaimen piirin suunnittelu (PWM -signaalin lähtövaihe)

PWM -signaali on muunnettava ohjainpiirin LED: n edellyttämään virtaan/jännitteeseen. Ydinfunktio on muuntaa PWM -käyttöjakso LED -led -keskimääräiseksi virraksi. Tyypillinen piiri sisältää vakiovirran käyttöä + PWM -modulaatioarkkitehtuuria seuraavilla komponenteilla:

1. Boost/Buck Converter

LED -taustavalot vaativat vakaan virran (esim. 350 mA - 2A / merkkijono). Emolevyn virtalähde on tyypillisesti 5 V/12 V, ja sen DC-DC-muunnin vaatii jännitteen säätämiseksi:

Boost -piiri: Kun sarjan LEDien kokonaisjännite ylittää emolevyn virtalähteen jännitettä (esim. Kun useita LED -levyjä on kytketty sarjaan), käytetään Boost -sirua (kuten TI TPS61020).

Buck Circuit: Kun LED-jännite on pienempi kuin emolevyn syöttöjännite (esim. Yksi merkkijono matalajännitteisiä LED-levyjä) käytetään asteittaista IC: tä (kuten TI TPS5430).

2. PWM -modulaatiomoduuli

Kuljettajan IC: n on vastaanotettava emolevyn PWM -signaali ja säädettävä lähtövirta sen käyttöjakson perusteella. Yleiset ratkaisut:

Kuljettajan ICS, jolla on integroitu PWM -hallinta: kuten Maxim Max16834 ja NXP PCA9685, joilla on integroitu PWM -vertailu, joka muuntaa emolevyn PWM -signaalin suoraan LED -virran modulaatioon (ylimääräisiä komponentteja ei vaadita).

Diskreetti ratkaisu: Rakenna PWM -kytkentäpiiri transistoreita/MOSFET -yhdisteitä käyttämällä (esim. MOSFET: llä elektronisena kytkimenä, PWM -signaalin säätelemällä sen päälle/pois -arvoa säätäen siten keskimääräistä LED -virtaa).

3. Nykyinen näytteenotto ja palaute (vakiovirran ohjaus)

Vakaan kirkkauden varmistamiseksi LED -virran on otettava näytteitä ja syötettävä takaisin kuljettajan IC: hen vakiovirta -asetukselle:

Näytteenottovastus (esim. 0,1Ω - 1Ω) on kytketty sarjaan LED -piirin kanssa, ja näytteenottojännite vahvistetaan OP -vahvistimella (esim. Ti ina219).

Kuljettajan IC vertaa näytteenottojännitettä referenssijännitteellä ja säätää PWM-käyttöjaksoa tai kytkimen vastustuskykyä vakiovirran ylläpitämiseksi (LED-kirkkauden siirtymisen estämiseksi lämpötilan vaihteluista johtuen).

F. Tärkeimmät parametrit ja näkökohdat

1. Korkean taajuuden kohina voidaan suodattaa pois lisäämällä RC-suodatin (esim. 100PF-kondensaattorin kytkeminen samanaikaisesti PWM-signaalilinjan kanssa).

2. Monikanavainen himmennys: Jos vaaditaan riippumaton RGB-himmennys (esim. Huippuluokan näytöille), emolevyn on tuotettava kolme riippumatonta PWM-signaalia, jotta voidaan hallita vastaavasti punaisia, vihreitä ja sinisiä LED-taustavaloja laajemman väripelien ja suuremman värin tarkkuuden saavuttamiseksi.

3. Pehmeä aloitus ja suojaus: Kuljettajapiirissä on oltava pehmeä aloitustoiminto (välttää välitön virran ylitys käynnistyksen aikana) ja integroitu ylivirtasuojaus (OCP), ylijännitesuojaus (OVP) ja ylikuormitussuojaus (OTP), jotta LED -laitteiden tai kuljettajan IC: n vaurioituminen.

      Shenzhen Hongjia Technology on erikoistunut 1,14 tuuman tutkimukseen ja kehittämiseen, tuotantoon ja myyntiin 12,1 tuuman näytöksiin ja kosketusnäytöihin. Meillä on 3000 neliömetrin puhdas huone, kolme täysin automaattista tuotantolinjaa ja 12 vuoden teollisuuskokemusta. Meillä on ryhmä kokeneita insinöörejä, jotka voivat antaa neuvoja asiakkaille suunnitellessaan tuotteita, yksinkertaistaen siten emolevyn PWM: n suunnittelua. Meillä on erikokoisia näytöksiä, jotka kaikki tukevat PWM: n himmennystä. Asiakkaat ovat tervetulleita lähettämään meille sähköpostia tiedusteluihin.