一种适用于多通道的自适应电压调节的分区调光系统技术方案

本实用新型专利技术属于LED驱动技术领域，尤其涉及一种适用于多通道的自适应电压调节的分区调光系统。本实用新型专利技术主要是通过每个LED驱动芯片对其连接的所有LED通路的电压进行采集，将采集的电压依次传递到LED驱动芯片组的最后一个驱动芯片汇总后，再反馈传递到背光控制器中，通过背光控制器选择出能满足所有LED通路点亮的最小电压进行供电设置，从而实现散热优化和效率增加的目的。化和效率增加的目的。化和效率增加的目的。

【技术实现步骤摘要】
一种适用于多通道的自适应电压调节的分区调光系统


[0001]本技术属于LED驱动
，尤其涉及一种适用于多通道的自适应电压调节的分区调光系统。

技术介绍

[0002]LED分区背光显示因其高对比度的优秀显示效果和其对现有LCD产业的高兼容性，正越来受到业界的重视。作为LCD显示领域的重要升级方向之一，其利用将传统单一亮度的背光显示转变成根据前端图像信息通过一定算法进行合理的区域性的背光显示调节，从而实现和前端液晶显示一起提高整体图像对比度，解决LCD屏幕因液晶漏光所导致的对比度不高的劣势。故LED分区背光也在各个LCD显示领域普及，如电竞屏、电视。因为需要对各个区域进行背光调节，所有LED分区背光的LED驱动芯片倾向于同LED灯珠一起，集成在LED灯板一侧，这样方便系统实现相应控制也简化走线设计，但这样会使灯板散热成为问题，原因是：为了确保LED驱动下工作精确且正常，需要保证足够的压降在驱动级输出上，但LED灯珠因为不同温度、批次、个体间偏差以及背光板不同区域电源走线长度导致的压降差等因素，即使在相同正向导通电流，也会有不同的正向导通压降，所以需要给LED供电留有足够的设计余量，即LED供电电压需要更高，而多余的电压压降就会将在LED驱动级芯片上，又因驱动级芯片和灯珠贴在同侧灯板上，故而散热成为LED分区背光的一个挑战，同时为了偏差余量而使系统工作在更高的LED供电电压下也不利于整体系统的能效比，即将不必要的功耗浪费在LED驱动级上，更加费电。如何自适应的检测各个分区的情况从而反馈给供电板，动态地给多串多路的单供电或多供电系统进行合理的动态电压调节成为LED分区背光领域的新需求。
[0003]目前市面上量产LED自适应电压调节的方式集中在单片式控制方法(非系统层面)，即单颗LED驱动芯片收集自身本芯片内部的各个通道的最大最小点亮电压后直接控制前端DC/DC供电芯片的输出电压。不支持一串多颗芯片链式和多串，更不支持前端多供电系统。
[0004]主要因为之前的背光调光系统集中在单片式少分区的分区调光，即一颗芯片解决。但分区数少，精细度不够，针对目前上百区甚至上千区的高精细度分区调光的要求，没有一套行之有效的更复杂的系统层级的信息采集、通信、汇总和最后处理反馈的解决方法。

技术实现思路

[0005]针对上述问题，本技术提出一种适用于多通道的自适应电压调节的分区调光系统。
[0006]本技术的技术方案为：
[0007]一种适用于多通道的自适应电压调节的分区调光系统，包括背光控制器、L路LED芯片组和供电芯片，每路LED芯片组包括N个驱动芯片，背光控制器与每一路LED芯片组的第一个驱动芯片连接，整路LED芯片组采用菊花链式通信方式连接，背光控制器通过控制LED
芯片组控制传输到LED通路的电压，LED通路连接在供电芯片和驱动芯片之间；每个驱动芯片对其连接的所有LED通路的端口电压进行采集，记录所有电压中的最高点亮电压和最低点亮电压，并且从第一个驱动芯片开始，将所记录的最高点亮电压和最低点亮电压依次向后传递，使得第N个驱动芯片获得整路LED芯片组中所有驱动芯片记录的最高点亮电压和最低点亮电压；每路LED芯片组的第N个驱动芯片将记录的所有最高点亮电压和最低点亮电压传递到背光控制器，背光控制器对接收到的最高点亮电压和最低点亮电压进行比较，确定支持全部LED通路都能点亮的最小电压值，根据确定的最小电压值设置供电芯片传输到LED通路的电压。
[0008]进一步的，所述供电芯片为多个，LED通路也分为对应的多组，每一个供电芯片为一组LED通路供电，所有的供电芯片均由背光控制器控制。
[0009]本技术的有益效果是：本技术通过在分区背光系统中设计一种适用于多串多路的单供电或多供电自适应电压调节的拓扑结构，实现散热优化和效率增加。
附图说明
[0010]图1为本技术的支持自适应电压调节和串间芯片链式通信的LED驱动芯片简化框图；
[0011]图2为支持自适应电压调节的多串多通路的单供电式系统拓扑框图；
[0012]图3为支持自适应电压调节的多串多通路的多供电式系统拓扑框图。
具体实施方式
[0013]下面结合附图，详细描述本技术的技术方案。
[0014]本技术的支持自适应电压调节和串间芯片链式通信的LED驱动芯片如图1所示，分区调光的LED驱动芯片在LED点亮的时候，即需要输出驱动电流的时候，对实际单芯片的多个输出通路端口进行电压检测，即图1中Headroom Detection，将这一电压和目标区间或者预设电压进行对比。得到各个通路下的最大最小点亮电压，如图1这里为单颗n通路。同时为了支持单个串链上的信息采集，需要单颗LED驱动芯片还能通过其输入的数据接口，收集前端传递的前级各通道统计信息的最大和最小值，即图1中通过输入IO(DIN)收集到的Former Headroom Info，并处理加入本颗芯片的各通路的最大最小点亮电压信息，利用单串分区调光的LED驱动芯片的通信接口使用菊花链式通信，最后通过本芯片的输出IO(DOUT)递归传递给下一颗LED驱动芯片，即第i个驱动芯片将自身获取的最高和最低点亮电压与前i
‑
1个驱动芯片获取的所有最高和最低点亮电压传递给第i+1个驱动芯片，i＝1,2，
…
，N，使得在第N个驱动芯片处得到第l路所有驱动芯片所负载的LED通路的最高和最低点亮电压，l＝1,2，
…
，L，最后每一路的第N个驱动芯片将获得的所有最高和最低点亮电压信息。
[0015]在该串最后一颗LED驱动芯片收集完整串全部通道的LED电压检测信息(即最大和最小电压值)后统一将该串汇总信息传递给统一的背光控制器芯片，如图2和图3所示。因为系统需要，很多情况下背光控制器芯片会同时驱动控制很多串类似的串行LED驱动芯片链(每个串行链上有多颗芯片，每颗芯片又可以控制多个通道)。图中示意的是一串驱动芯片链路由M颗LED驱动芯片按照菊花链式排布，同时最后一颗“驱动芯片M”将整条串链的汇总
信息传递给背光控制器(即形成一条完整环状链)。
[0016]图2是对于单供电式拓扑的系统进行说明的系统拓扑框图。背光控制器芯片在收集图中L串LED驱动芯片的n*M个通道最大最小点亮电压后，按照目标设定值或者区间，将反馈信息提供给可调输出电压的前端供电系统，可以是AC/DC或者DC/DC。利用这个控制反馈环路最后确保下，前端供电电压提供可支持各串LED驱动芯片的最坏情况的点亮电压都满足设定电压的最小值，从而优化散热提升效率。
[0017]图3是对于多供电式拓扑的系统进行说明的系统拓扑框图。对于多供电式拓扑，背光控制器芯片在收集图中L串LED驱动芯片的n*M个通道最大最小点亮电压后，按照目标设定值或者区间，并利用背光控制器芯片提前写入的各串供电和多供电之间的映射表，如图所示，这里由VLED供电系统由k组不同的前端电源系统提供，按照板级走线需求和便利性，分别提本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种适用于多通道的自适应电压调节的分区调光系统，其特征在于，包括背光控制器、L路LED芯片组和供电芯片，每路LED芯片组包括N个驱动芯片，背光控制器与每一路LED芯片组的第一个驱动芯片连接，整路LED芯片组采用菊花链式通信方式连接，背光控制器通过控制LED芯片组控制传输到LED通路的电压，LED通路连接在供电芯片和驱动芯片之间；每个驱动芯片对其连接的所有LED通路的端口电压进行采集，记录所有电压中的最高点亮电压和最低点亮电压，并且从第一个驱动芯片开始，将所记录的最高点亮电压和最低点亮电压依次向后传递，使得第N个驱动芯片...

【专利技术属性】
技术研发人员：熊巍巍，李路，
申请(专利权)人：苏州中科华矽半导体科技有限公司，
类型：新型
国别省市：