So implementieren Sie den LCD -Bildschirm PMW Dimmen auf dem Motherboard

      Das Dimmen von PWM (Impulsbreitenmodulation) für LCD -Bildschirme ist eine häufige Lösung für die Helligkeitskontrolle, indem der Arbeitszyklus der Hintergrundbeleuchtungsquelle angepasst wird. Der Kern dieser Methode besteht darin, ein PWM -Signal mit einem bestimmten Frequenz- und Arbeitszyklus auf dem Motherboard zu erzeugen und die Hintergrundbeleuchtung (normalerweise eine LED -Hintergrundbeleuchtung) nach diesem Signalzyklus ein- und auszuschalten. Diese Methode nutzt die Beharrlichkeit des menschlichen Auges, um eine reibungslose Helligkeit anzupassen. Shenzhen Hongjia Technology Engineers, die auf jahrelanger Erfahrung in der F & E -Erfahrung beruhen, bieten die folgenden Designideen für die Referenz Ihrer Ingenieure an:

A. Grundprinzipien des PMW -Dimmens

Flüssigkristallanzeigen (LCDs) emittieren selbst kein Licht; Stattdessen verlassen sie sich auf eine Hintergrundbeleuchtungsquelle (hauptsächlich LEDs), um Licht zu liefern. Das PWM -Dimmen passt die durchschnittliche Helligkeit an, indem das Verhältnis der Hintergrundbeleuchtung und aus dem Zeitpunkt (Dienstzyklus) gesteuert wird:

· Wenn der PWM -Arbeitszyklus 100%beträgt, ist die Hintergrundbeleuchtung immer eingeschaltet und erreicht maximale Helligkeit.

· Wenn der Arbeitszyklus abnimmt, ist die Hintergrundbeleuchtung nur für einen Teil des Zyklus eingeschaltet, was zu einer entsprechenden Abnahme der durchschnittlichen Helligkeit führt.

· Das menschliche Auge kann das Hochfrequenzflacker (typischerweise> 200 Hz) aufgrund seiner Beharrlichkeit des Sehvermögens (ungefähr 24 Frames pro Sekunde) nicht wahrnehmen, wodurch ein reibungsloses Dimmen erreicht wird.

B. Motherboard PWM -Signalerzeugung

Das Motherboard muss ein stabiles und einstellbares PWM -Signal liefern, das typischerweise von einem Hauptsteuerchip (z. Die spezifischen Schritte sind wie folgt:

1. Auswahl der Hauptsteuerungschip -Chip

· MCUS/SOCS mit integrierten PWM-Controllern: Dazu gehören die ARM Cortex-M-Serie (STM32), Mobiltelefonzugriffspunkte (wie Qualcomm Snapdragon) und TV-Controller (wie MediaTek MTK). Diese MCUs/SOCs haben ein integriertes PWM -Generatormodul, das die Softwarekonfiguration von Parametern wie Frequenz, Arbeitszyklus und Polarität ermöglicht.

Dedized Backlight Triver IC: Wenn das Motherboard nur die Hintergrundbeleuchtung anführen muss, kann ein Backlight -Treiber -IC mit integriertem PWM -Steuerelement (z.

2. Konfiguration der PWM -Parameter

Frequenzauswahl: Ein Gleichgewicht muss zwischen Helligkeitsglättigkeit und Interferenz getroffen werden. Eine zu niedrige Frequenz (<200 Hz) kann sichtbares Flackern verursachen. Eine zu hohe Frequenz (> 20 kHz) kann die Schaltverluste erhöhen und möglicherweise Audioschaltungen beeinträchtigen. Gemeinsamer Bereich: 100 Hz-20 kHz (Fernsehgeräte/Monitore verwenden normalerweise 1-10 kHz und Mobiltelefone verwenden normalerweise 200 Hz-1kHz).

Arbeitszyklusbereich: Typischerweise entspricht 0% -100% der Helligkeit von 0 bis maximal. Dies muss mit der Linearität der Hintergrundbeleuchtungs -Treiberkreis übereinstimmen, um die Nichtlinearität der Helligkeit in geringen Zyklen zu vermeiden.

Auflösung: Genauigkeit des Grades Zyklusanpassungsgenauigkeit (z. B. 8-Bit → 256-Stufen, 10-Bit → 1024 Level), was die Feinheit der Helligkeitsanpassung bestimmt (Mobiltelefone/Fernsehgeräte erfordern normalerweise ≥8 Bit).

C. PWM -Signalübertragung auf den Hintergrundlicht -Treiberkreislauf

Das vom Motherboard erzeugte PWM -Signal muss über eine verdrahtete Verbindung auf die Hintergrundbeleuchtungsfahrerplatine (oder die Hintergrundbeleuchtungsschaltung direkt auf dem Motherboard integriert) übertragen werden. Die folgenden Probleme sollten berücksichtigt werden:

1. Signalintegrität

· Kurzstreckenübertragung (z. B. die Motherboard und die Hintergrundbeleuchtungskarte sind nebeneinander): Verwenden Sie Standard-PCB-Spuren (Impedanzkontrolle sind nicht erforderlich). Vermeiden Sie jedoch, parallel zu hochfrequenten Signalen (wie LVDs und EDP) zu laufen, um das Übersprechen zu verhindern.

· Langstreckenübertragung (z. B. Laptop-Bildschirmkabel): Verwenden Sie abgeschirmte Kabel (z. B. Koaxialkabel) oder Differentialkabel (z. B. LVDs) und minimieren Sie die Spurenlängen, um die Abschwächung oder Verzerrung der PWM-Signal-Signal zu vermeiden.

2. Level Matching

Die Ausgabe von PWM -Ebenen durch das Motherboard (z. B. 3,3 V CMOs) muss mit dem Eingangsniveau des Hintergrundbeleuchtungs -Treiber -IC kompatibel sein. Wenn der Treiber -IC mit 5 V angetrieben wird, kann die Ebene der Ebene erforderlich sein (z. B. unter Verwendung eines Logikchips der 74LVC -Serie).

3. Isolationsschutz

Wenn zwischen dem Hintergrundbeleuchtungskreis und dem Motherboard eine hohe Spannung vorhanden ist (z. B. kalte Kathodenlampen (CCFLs) erfordern eine hohe Spannung, während LED-Rückwärtsbeleuchtung meist niedrigspannung sind) muss ein Optokoppler (z.

D. Backlight Treiberschaltung Design (PWM -Signalausgangsstufe)

Das PWM -Signal muss in die Strom-/Spannung umgewandelt werden, die von der LED von der Treiberschaltung erforderlich ist. Die Kernfunktion besteht darin, den PWM -Arbeitszyklus in den durchschnittlichen Strom der LED umzuwandeln. Eine typische Schaltung enthält eine konstante Stromantrieb + PWM -Modulationsarchitektur mit den folgenden Komponenten:

1. Boost/Buck Converter

LED -Hintergrundbeleuchtung erfordern einen stabilen Strom (z. B. 350 mA bis 2a pro String). Die Motherboard-Stromversorgung beträgt typischerweise 5 V/12 V und erfordert einen DC-DC-Wandler, um die Spannung anzupassen:

Boost Circuit: Wenn die Gesamtspannung der LEDs in Serie die Motherboard -Stromversorgungsspannung überschreitet (z. B. wenn mehrere LEDs in Reihe angeschlossen sind), wird ein Boost -Chip (z. B. TI TPS61020) verwendet.

Buck Circuit: Wenn die LED-Spannung geringer ist als die Motherboard-Versorgungsspannung (z. B. eine einzelne Reihe von LEDs mit niedriger Spannung), wird ein Step-Down-IC (wie das TI-TPS5430) verwendet.

2. Modulmoduliermodul

Der Treiber -IC muss das Motherboard -PWM -Signal empfangen und den Ausgangsstrom anhand seines Arbeitszyklus anpassen. Gemeinsame Lösungen:

Treiber -ICs mit integrierter PWM -Steuerung: wie die Maxim Max16834 und NXP PCA9685, die einen integrierten PWM -Komparator aufweisen, der das Motherboard -PWM -Signal direkt in LED -Strommodulation umwandelt (keine zusätzlichen Komponenten erforderlich).

Diskrete Lösung: Erstellen Sie einen PWM -Schaltkreis mit Transistoren/MOSFETs (z. B. unter Verwendung eines MOSFET als elektronischer Schalter, wobei das PWM -Signal der Ein/Aus steuert und damit den durchschnittlichen LED -Strom einstellt).

3. Stromabtastung und Rückkopplung (konstante Stromregelung)

Um eine stabile Helligkeit zu gewährleisten, muss der LED -Strom abgetastet und an den Treiber -IC zurückgeführt werden, um eine konstante Stromregulierung zu erhalten:

Ein Stichprobenwiderstand (z. B. 0,1 Ω bis 1 Ω) ist in Reihe mit dem LED -Schaltkreis angeschlossen, und die abgetastete Spannung wird durch einen OP -AMP (z. B. die Ti ina219) verstärkt.

Der Treiber-IC vergleicht die abgetastete Spannung mit einer Referenzspannung und passt den PWM-Arbeitszyklus oder den Einwiderstand des Schalters an, um einen konstanten Strom aufrechtzuerhalten (um die Drift der LED-Helligkeit aufgrund von Temperaturschwankungen zu verhindern).

F. Schlüsselparameter und Überlegungen

1. Frequenzinterferenz: Die PWM-Frequenz muss den Pixeluhr des Anzeigsignals (z. B. 75 MHz-150 MHz) vermeiden, um elektromagnetische Interferenzen (EMI) und eine Screen-Verzerrung zu verhindern. Hochfrequenzrauschen können durch Hinzufügen eines RC-Filters herausgefiltert werden (z. B. Anschluss eines 100-PF-Kondensators parallel zur PWM-Signallinie).

2. Multi-Channel-Dimmen: Wenn ein unabhängiges RGB-Dimmen erforderlich ist (z. B. für High-End-Monitore), muss das Motherboard drei unabhängige PWM-Signale ausgeben, um die Rot-, Grün- und Blau-LED-Hintergrundbeleuchtung zu kontrollieren, um eine breitere Farbspieldauer und eine größere Farbgenauigkeit zu erzielen.

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