采用多色LED补色的背光源

By | 2020年7月25日

  1 、引 言


  跟着led技巧的成熟,各类颜色的LED纷繁研收回来,同时老本也正在年夜幅降落。输入电流正在300mA以上的LED驱动电路常见的有电感式开关电源以及线性电源驱动形式,也有用开关电源以及线性电源联结驱动的形式。线性电源驱动电路中简直不地弹以及纹波,对电路孕育发生的滋扰小,罕用正在对电磁兼容要求高的场所。


  多颜色LED混色补色的背光技巧是以后钻研的热点。早正在2000年,日本就已消费出多芯片型LED背光产物。随后,各至公司接踵推出以多芯片型LED为背光的高功能LCD。但详细怎么混色补色,如今地下的文献还很少。


  尽管红绿蓝3种颜色LED灯夹杂出的背光色域宽,但存正在红边景象。本文彩用红色LED灯作为主光源,而后用橙灯以及蓝灯作为补色光源,失去出屏白场色温正在(6 500±100)K 之内,色坐标u′正在0.198±0.01之内,v′正在0.468±0.01之内的规范红色光。


  2 、补色电路框图


  白灯LED是用蓝光激起$荧光粉而失去白光,因为液晶屏对短波重量的衰减要年夜于长波重量,故白灯LED收回的光出屏后颜色偏偏黄,既需求补蓝光,同时也要补红光。


  正在流过典型电流20mA的状况下,常温下橙灯电压是2V,蓝灯电压是3V,白灯电压是3V。


  3种灯都是8个一串。橙灯正在典型电流状况下工作只要要16V阁下便可,其驱动电道路性恒流源效率没有到60%,因为橙灯是补色的,故此功率损耗最年夜没有到1W;白灯以及蓝灯的线性电源效率超越85%。


  3种LED灯各用一道路性恒流源驱动,每一路设置总以及电流200mA,保障每一串LED灯的电流是其典型电流20mA,如图1所示。每一道路性恒流源自力采纳同频次的PWM 调光旌旗灯号,它们的频次是固定的,占空工夫随调光洁度没有同而扭转。


  以FPGA作为管制器,依据上位机的调光指令调整PWM 占空比,从而管制背光洁度;采样颜色传感器的数据,微调橙灯以及蓝灯的PWM 占空比,保障正在温度发作变动时色温没有变。



  3 、PWM 调光与补色


  3.1 橙灯以及蓝灯补色前的预备工作



  图2为白灯及补色调灯的PWM 调光波形图。应保障驱动电路餍足如下前提:


  (1)驱动电压应该可以保障LED灯恒流所必须的电压输入;(2)驱动电路的输入电流应该具备导通工夫上的分歧性,这样能够做到亮度线性调理;(3)正在昼模式下,白光应该逐步降低,而补色的蓝灯以及橙灯应该按白灯变动比例逐步添加。


  图2 白灯及补色调灯的PWM 调光波形图。


  3.2 正在SS-230平板显示零碎综合剖析仪器上混光


  图3为SS-230平板显示综合剖析零碎的照片。试验时,调白光从低亮度到高亮度,橙灯以及蓝灯也按比例逐步添加,保障色温正在(6 500±30)K,色坐标u′=0。198,v′=0。468。记载从低亮度到高亮度调光进程中,白灯、橙灯以及蓝灯的调光PWM波形高电平继续工夫的数据,共记载40组数据。



  图3 SS-230平板显示综合剖析零碎。


  3.3 数据拟合


  依据记载的40组数据,能够患上出正在没有同亮度状况下3种灯的调光PWM 高电平常间。上面拟合出3种光的调光高电平常间与亮度的关系,见图4。


  图3中3根没有间断曲线的表白式以下:


  图3



  图4 亮度与3种灯的调光级数的关系。


  式(1)中,L 是亮度,W 、O 以及B 是白灯、橙灯以及蓝灯PWM 波形高电平常间级数,调光周期为500μs,高电平常间级数是(7FFF)16=(32 767)10级。


  3.4 颜色闭环管制


  依据所失去的拟合曲线,正在背光灯温度恒定而且与做拟合曲线时的背光灯温度分歧的状况下,正在全亮度范畴内调光能够失去规范红色光源。然而要保障背光LED灯温度没有变是不成能的,跟着LED灯温度变动,白灯、橙灯以及蓝灯的衰减纷歧样,色温会有漂移景象。


  记载颜色传感器正在200个调光周期,即100ms内,红、绿以及蓝3颜色重量输入的脉冲个数,这些数据作为3颜色重量的亮度值。


  正在温度变动时,依据颜色传感器丈量出的红、绿以及蓝三色亮度数据,微调橙灯以及蓝灯的PWM波形高电平常间,使红、绿以及蓝三色亮度比值恒定,则色温放弃没有变。


  4 、结 论


  正在SS-230平板显示零碎综合剖析仪器上,从低亮度到高亮度变动丈量出40个点,调整3种灯的PWM脉冲高电平常间,失去规范红色光源。而后采纳线性拟合的办法失去亮度没有同状况下3种灯的PWM波形高电平继续工夫的比例关系,依据该关系调光能够保障整个亮度范畴内背光源是规范红色光。依据颜色传感器输入的红、绿以及蓝3颜色通道数据,微调橙灯以及蓝灯的PWM 高电平常间,维持红、绿以及蓝3颜色通道数据的比例关系没有变则色温恒定。采纳以上方法失去出屏白场色温正在(6 500±100)K之内,色坐标u′正在0.198±0.01之内,v′正在0.468±0.01之内的规范红色光。