一种背光降功耗硬件电路及装置的制作方法

1.本技术涉及电路控制领域，尤其涉及一种背光降功耗硬件电路及装置。


背景技术：

2.目前显示屏主要以lcd为主，而lcd本身不会发光，要想让lcd显示画面，就必须使用背光源，常见的背光源一般由数个led灯组成，led灯的个数由屏的尺寸决定。
3.随着led光效的逐渐提高，led具有很长的寿命，且其本身不含有对环境有很大破坏作用的hg元素。由于led的这些优点，其在显示屏背光源领域应用越来越广泛，但是由于led灯在更多情况下需要串联设计，因此在背光芯片驱动器驱动电路进行倍压转换时，就存在两个问题：1、需要利用芯片进行控制，生产成本较高；2、倍压效率低，系统功率损耗较高。
4.在现有技术中，传统boost电路通过利用mos管进行升压，该boost芯片电路如图1所示。在现有的boost升压电路中，boost芯片需要利用单片机控制其进行通断电，当mos管导通时，vin给电感l1充电，此时负载led依靠cout续流供电；当mos断开时，电感l1左右两端电压极性突变，vout＝vin vl-vd1，实现升压。


技术实现要素：

5.本技术的主要目的在于提供一种背光降功耗硬件电路，旨在解决现有boost芯片在升压时倍压效率低导致功率损耗较高的技术问题。
6.为实现上述技术目的，本技术采用如下技术方案：
7.本技术公开了一种背光降功耗硬件电路，所述硬件电路包括第一升压单元，所述第一升压单元包括第一二极管d1、第二二极管d2、第一电容c1以及第二电容c2；
8.其中，所述第一二极管d1的第一端与第一输入端vboost连接，所述第一输入端vboost用于给所述第一升压单元提供电压，所述第一二极管d1的第二端与所述第二二极管d2的第一端连接；
9.所述第二二极管d2的第二端为输出端；
10.所述第一电容c1的第一端分别与第一二极管d1的第二端和第二二极管d2的第一端连接；所述第一电容c1的第二端与第二输入端sw连接，所述第二输入端sw用于给所述第一升压单元提供电压；
11.所述第二电容c2的第一端与所述第二二极管d2的第二端连接，所述第二电容c2的第二端接地。
12.在本发明的一实施方式中，所述硬件电路还包括第一电感l1、第三二极管d3、第三电容c3以及第四电容c4；
13.其中，所述第一电感l1的第一端与第三输入端vin连接，所述第三输入端vin用于给所述硬件电路提供电压，所述第一电感l1的第二端与所述第三二极管d3的第一端连接；
14.所述第三二极管d3的第二端与所述第一二极管d1的第一端连接；
15.所述第四电容c4的第一端分别与第三二极管d3的第二端和第一二极管d1的第一
端连接，所述第四电容c4的第二端接地；
16.所述第四电容c4的第一端、第三二极管d3的第二端以及第一二极管d1的第一端的节点处为所述第一输入端vboost；
17.所述第三电容c3的第一端与所述第一电感l1的第二端连接，所述第三电容c3的第二端接地。
18.在本发明的一实施方式中，所述硬件电路还包括第二电感l2以及第五电容c5；
19.所述第二电感l2的第一端连接于所述第一电感l1的第一端，所述第二电感l2的第二端与所述第三二极管d3的第一端连接；
20.所述第五电容c5的第一端分别与所述第二输入端sw和第二电感l2的第一端连接，所述第五电容c5的第二端接地。
21.在本发明的一实施方式中，所述第一电感l1和第二电感l2是固定电感，所述第一电感l1和所述第二电感l2用于滤波或者谐振中的一种或多种。
22.在本发明的一实施方式中，所述硬件电路还包括反馈单元，所述反馈单元包括第一反馈电路和第二反馈电路；
23.所述第一反馈电路的第一端分别与所述第三二极管d3的第二端、第一二极管d1的第一端以及第四电容c4的第一端的节点处连接，所述第一反馈电路的第二端连接反馈端，所述反馈端用于接收所述反馈单元的反馈信号；
24.所述第二反馈电路的第一端分别与第二二极管d2的第二端以及第二电容c2的第一端连接，所述第二反馈电路的第二端连接所述反馈端；
25.其中，所述第一反馈电路还包括第四二极管d4，所述第四二极管d4的第一端与所述第一反馈电路的第一端连接，所述第四二极管d4的第二端与所述反馈端连接。
26.在本发明的一实施方式中，所述硬件电路还包括至少一个与所述第一升压单元级联的第二升压单元，所述第二升压单元包括第五极管d5、第六二极管d6、第一升压电容cin以及第一输出电容cout；
27.其中，所述第五二极管d5的第一端与第二二极管d2的第二端连接，所述第五二极管d5的第二端与第六二极管d6的第一端连接；
28.所述第六二极管d6的第二端为输出端；
29.所述第一升压电容cin的第一端分别与所述第五二极管d5的第二端和第六二极管d6的第一端连接，所述第一升压电容cin的第二端与所述第二输入端sw连接，所述第二输入端sw用于给第一升压单元和第二升压单元提供电压；
30.所述第一输出电容cout的第一端与所述第六二极管d6的第二端连接，所述第一输出电容cout的第二端接地。
31.本发明还提供一种基于上述任一所述的背光降功耗硬件装置，所述硬件装置包括：
32.硬件电路，所述硬件电路包括第一升压单元；
33.背光芯片，所述背光芯片与所述第一升压单元连接，所述背光芯片为所述第一升压单元提供pwm周期电压信号；
34.显示装置，所述显示装置通过硬件电路提供光源进行显示。
35.在本发明的一实施方式中，所述背光芯片的sw引脚与所述硬件电路的第二输入端
sw连接。
36.在本发明的一实施方式中，所示硬件装置还包括背光芯片的反馈引脚fb与所述反馈单元的反馈端连接。
37.在本发明的一实施方式中，所述硬件电路还包括至少一个第二升压单元，所述第二升压单元与所述第一升压单元级联。
38.本技术提供的背光降功耗硬件电路相比于传统的背光电路，通过第一升压单元使硬件电路达到二倍升压效果，利用第一输入端vboost和第二输入端sw对第一升压单元提供电压，从而实现对显示装置的无感知升压，并且不需要对背光芯片的控制信号参与升压过程，降低硬件电路功耗，提高升压效率，降低生产成本。
附图说明
39.图1为现有背光电路的芯片电路图；
40.图2为本技术实施例提供的一种背光降功耗硬件电路的芯片电路图；
41.图3为本技术实施例提供的一种背光降功耗硬件电路的电路原理图一；
42.图4为图3电路图的时序图；
43.图5是图3电路原理图的仿真波形图；
44.图6是本技术实施例提供的一种背光降功耗硬件电路的电路原理图二；
45.图7是本技术实施例提供的一种背光降功耗硬件电路的电路原理图三；
46.图8是本技术实施例提供的一种背光降功耗硬件电路的电路原理图四；
47.图9是本技术实施例提供的一种背光降功耗硬件电路的电路原理图五。
具体实施方式
48.为了使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本技术作进一步地描述。
49.本技术的说明书、权利要求书及附图中的术语“第一”和“第二”等仅用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。此外，术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备等，没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元等，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备等固有的其它步骤或单元。
50.在本技术中提及的“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本技术的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员可以显式地和隐式地理解的是，本技术描述的实施例可以与其它实施例相结合。
51.在本技术中，“至少一个(项)”是指一个或者多个，“多个”是指两个或两个以上，“至少两个(项)”是指两个或三个及三个以上，“和/或”，用于描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，“a和/或b”可以表示：只存在a，只存在b以及同时存在a和b三种情况，其中a，b可以是单数或者复数。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。“以下至少一项(个)”或其类似表达，是指这些项中的任意组合。例如，a，b或c中的至少一项(个)，可以表示：a，b，c，“a和b”，“a和c”，“b和c”，或“a和b和c”。
52.在本技术实施例中，背光降功耗硬件电路可以适用于电子设备上，可以理解的是，该电子设备可以是手机、穿戴式设备、平板电脑、带无线收发功能的电脑、虚拟现实(virtual reality，vr)终端设备、增强现实(augmented reality，ar)终端设备等等，在此不做具体限定。
53.实施例一
54.本技术提供了一种基于上述任一所述的背光降功耗硬件装置，如图2所示，图2是本技术一实施例提供的硬件装置电路图，硬件装置包括硬件电路、背光芯片和显示装置，硬件电路包括第一升压单元，背光芯片与第一升压单元连接，背光芯片为第一升压单元提供pwm周期电压信号；显示装置通过硬件电路提供光源进行显示。
55.作为本领域技术人员可以理解地，显示屏包括显示面板。显示面板可以采用液晶显示屏(liquid crystal display，lcd)，有机发光二极管(organic light-emittingdiode，oled)，有源矩阵有机发光二极体或主动矩阵有机发光二极体(active-matrixorganic light emitting diode的，amoled)，柔性发光二极管(flex light-emittingdiode，fled)，miniled，microled，micro-oled，量子点发光二极管(quantum dot lightemitting diodes，qled)等。在一些实施例中，电子设备可以包括1个或n个显示屏，n为大于1的正整数。
56.在本技术的进一步实施例中，背光芯片的sw引脚与硬件电路的第二输入端sw连接，反馈引脚fb与反馈单元的反馈端连接。
57.实施例二
58.如图3所示，图3是本技术实施例提供的一种背光降功耗硬件电路，所述第一升压单元包括第一二极管d1、第二二极管d2、第一电容c1以及第二电容c2；其中，所述第一二极管d1的第一端与第一输入端vboost连接，所述第一输入端vboost用于给所述第一升压单元提供电压，所述第一二极管d1的第二端与所述第二二极管d2的第一端连接；所述第二二极管d2的第二端为输出端；所述第一二极管d1的第二端与第二二极管d2的第一端连接；所述第一电容c1的第二端与第二输入端sw连接，所述第二输入端sw用于给所述第一升压单元提供电压；所述第二电容c2的第一端与所述第二二极管d2的第二端连接，所述第二电容c2的第二端接地。
59.作为本领域技术人员可以理解地，二极管具有单向导电性，即通过二极管的电流只能朝一个方向运动，电流不能反向运动。即给二极管阳极加上正向电压时，二极管导通；当给阳极和阴极加上反向电压时，二极管截止。而稳压管是一种特殊的面接触型半导体硅二极管，具有稳定电压的作用。电容可用于谐振、滤波、充放电以及储能等电路中，且电容两端电压不能进行突变，当电路中的电源开关未合上时，电容不带电；当电源开关合上时，电容正极板上的自由电子被电源吸引，并推送到负极板上，因此正极板因电子减少而带上正电，负极板因底子逐渐增加而带上负电，电容两个极板之间产生电位差，此时将电源切断，电容仍能保持充电电压。
60.如图4所示，具体地，结合本实例，通过在第一输入端vboost设置稳定电压，背光芯片通过sw引脚提供pwm周期电压信号用于第一升压单元进行升压。可选的，第一输入端vboost的电压设置为5v，背光芯片通过sw引脚提供电压信号，此时第一电容c1、第二电容c2处的电压发生变化，则电路负载输出端电压发生变化，达到升压效果，降低背光芯片功率损
耗。具体的，在t1时刻，第二输入端sw处的电压信号为0v时，此时vboost处的电压接近于直流电压，即vboost的5v电压一方面直接依次通过第一二极管d1和第二二极管d2到达负载，即到达串联的led处，给led供电，使背光源发光；另一方面依次给第一电容c1和第二电容c2进行充电，此时第一电容c1和第二电容c2处的电压均为5v。在t2开始时刻，sw处方波变为5v，则第一电容c1的电压变为10v，在t2结束时刻，第一电容c1处的电压一方面给第二电容c2进行充电，此时第一电容c1和第二电容c2处的电压均为7.5v，另一方面通过第二二极管d2到达负载。在t3开始时刻，sw处的电压信号方波恢复到0v，由于第一电容c1处的电压是由背光芯片的sw引脚提供，当sw处电压为0时，则第一电容c1处的电压损失，此时第一电容c1处的电压只剩2.5v，而第二电容c2第二端由于与第二二极管d2的第一端进行连接，根据二极管具有单向导电性，第二电容c2处的电压不会发生损失，保持在7.5v，在t3结束时刻，此时第二电容c2的电压到达负载，给led供电，由于vboost处的电压是稳定电压，即vboost的电压会给第一电容c1进行充电，使第一电容c1处的电压恢复至5v。在t4开始时刻，第二输入端sw的电压达到5v，此时第一电容c1的负极板电压值为10v，此时第一电容c1一方面通过第二二极管d2到达负载，给led灯供电，另一方面给第二电容c2进行充电，则在t4结束时刻第一电容c1和第二电容c2处的电压均为8.8v。当第二输入端sw的电压在下一时刻恢复至0v，则第一电容c1和第二电容c2重复上述工作状态，直至第二电容c2处的电压值达到10v，则此时输出端的电压为第一输入端vboost电压值与第二输入端sw电压值相加，即输出端的电压值为第一输入端vboost电压值的两倍，此时硬件电路达到二倍升压效果。
61.在本技术实施例的实施方案中，第一二极管d1处电压为恒定值，第一输入端vboost通过对第一电容c1进行充电和放电，使得输出端电压等于2倍的第一输入端vboost的电压，并且在升压过程中，硬件电路不需要背光芯片电路的控制信号参与，对显示屏或者led灯实现无感知升压，降低背光损耗，同时降低生产成本，如图5所示，图5是本实施例的背光电路的仿真结果波形图。
62.本技术实施例通过在相同的硬件装置上采用现有技术的升压电路与本技术的硬件电路进行对比实验，在本实施例的对比实验中现有技术的升压电路与本技术的硬件电路中均连接6个led灯，现有技术升压电路的实验结果见表1，本技术实施例硬件电路的实验结果见表2。
63.表1
64.[0065][0066]
表2
[0067][0068]
[0069]
实施例三
[0070]
如图6所示，硬件电路还包括第一电感l1、第三二极管d3、第三电容c3以及第四电容c4；其中，所述第一电感l1的第一端与第三输入端vin连接，所述第三输入端vin用于给所述硬件电路提供电压，所述第一电感l1的第二端与所述第三二极管d3的第一端连接；所述第三二极管d3的第二端与所述第一二极管d1的第一端连接；所述第四电容c4的第一端分别与第三二极管d3的第二端和第一二极管d1的第一端连接，所述第四电容c4的第二端接地；所述第四电容c4的第一端、第三二极管d3的第二端以及第一二极管d1的第一端的节点处为所述第一输入端vboost；所述第三电容c3的第一端与所述第一电感l1的第二端连接，所述第三电容c3的第二端接地。
[0071]
在本技术实施例中，第四电容c4用于滤除vboost处的噪声，能够有效提高电路的稳压效果，背光芯片通过sw引脚给硬件电路提供电压信号方波，通过在第一输入端vboost设置稳定电压以及在第二输入端sw提供pwm周期电压信号使硬件电路达到升压效果，利用第一电容c1和第二电容c2的充电以及放电，使硬件电路实现无感知升压，无需通过背光芯片的控制信号参与升压过程，同时提高升压效率，降低背光芯片的功率损耗。
[0072]
实施例四
[0073]
如图7所示，所述硬件电路还包括第二电感l2以及第五电容c5；所述第二电感l2的第一端连接于所述第一电感l1的第一端，所述第二电感l2的第二端与所述第三二极管d3的第一端连接；所述第五电容c5的第一端分别与所述第二输入端sw和第二电感l2的第一端连接，所述第五电容c5的第二端接地。
[0074]
作为本领域技术人员可以理解地，电感的特性是保持其两边的电流大小不变，电感与电容一起组成lc滤波电路，电感可以起到抑制干扰信号的作用，使输出端获得较纯净的直流电流。
[0075]
具体地，结合本实施例，第二输入端sw与背光芯片的sw引脚连接，在sw导通之后，关断之前，即第二输入端sw处有电压导通，此时第五电容c5两端的电压为0v；在sw关断过程中，即第二输入端sw处没有电压导通，结合图1和图7所示，此时第二输入端sw两端的电压产生变化，由于电容两端的电压不能突变，此时输入端电压给第五电容c5进行充电，则sw处两端的电压逐步提升，减小sw处产生的关断损耗，此时第二电感l2与第五电容c5一起振荡放电，在下一时刻sw导通之前对第五电容c5进行放电，使第五电容c5两端电压为0v，进一步降低背光损耗效率。本实施例中增加的第二电感l2用于在sw关断前给第五电容c5进行放电，因此避免了当sw关断时，sw两端的电压突变导致关断损耗过高，从而影响背光损耗效率。
[0076]
在本技术实施例中，输出端的电压为第一输入端vboost处电压的两倍，第一升压单元通过第一电容c1、第二电容c2、第一二极管d1以及第二二极管d2实现二倍升压效果，同时通过第五电容c5以及第二电感l2降低sw的开启和关断损耗，提高升压效率，从而进一步降低背光电路的损耗。
[0077]
实施例五
[0078]
如图8所示，硬件电路还包括反馈单元，所述反馈单元包括第一反馈电路和第二反馈电路；所述第一反馈电路的第一端分别与所述第三二极管d3的第二端、第一二极管d1的第一端以及第四电容c4的第一端的节点处连接，所述第一反馈电路的第二端连接反馈端，所述反馈端用于接收所述反馈单元的反馈信号；所述第二反馈电路的第一端分别与第二二
极管d2的第二端以及第二电容c2的第一端连接，所述第二反馈电路的第二端连接所述反馈端；其中，所述第一反馈电路还包括第四二极管d4，所述第四二极管d4的第一端与所述第一反馈电路的第一端连接，所述第四二极管d4的第二端与所述反馈端连接。
[0079]
作为本领域技术人员可以理解地，可以将硬件电路看作两个部分，将第一反馈电路的第一端之前的电路看作是硬件电路的第一部分，将第一端之后的电路看作是硬件电路的第二部分。第一反馈电路可以理解为近端反馈电路，用于提前响应第一部分电路，将第一部分电路的输出电压反馈回背光芯片；第二反馈电路可以理解为远端反馈电路，用于响应第二部分电路，将硬件电路输出端的输出电压反馈通过反馈端反馈回背光芯片，第一反馈电路和第二反馈电路用于加快硬件电路响应，稳定硬件电路的环路输出，能够使第一升压单元快速升压，达到二倍升压效果，减少升压时间，提高升压效率，从而降低背光电路的功耗。
[0080]
实施例六
[0081]
如图9所示，硬件电路还包括至少一个与所述第一升压单元级联的第二升压单元，所述第二升压单元包括第五极管d5、第六二极管d6、第一升压电容cin以及第一输出电容cout；其中，所述第五二极管d5的第一端与第二二极管d2的第二端连接，所述第五二极管d5的第二端与第六二极管d6的第一端连接；所述第六二极管d6的第二端为输出端；所述第一升压电容cin的第一端分别与所述第五二极管d5的第二端和第六二极管d6的第一端连接，所述第一升压电容cin的第二端与所述第二输入端sw连接，所述第二输入端sw用于给第一升压单元和第二升压单元提供电压；所述第一输出电容cout的第一端与所述第六二极管d6的第二端连接，所述第一输出电容cout的第二端接地。
[0082]
具体地，硬件电路可以级联多个第二升压单元用于硬件电路升压，提高升压效率，并降低生产成本。在第二升压单元中，第五二极管d5和第一升压单元的第一二极管d1的作用相同，第六二极管d6与第一升压单元的第二二极管d2作用相同，第一升压电容cin与第一升压单元的第一电容c1作用相同，第一输出电容cout与第一升压单元的第二电容c2作用相同。第二升压单元的具体工作原理和第一升压单元的工作原理相同，在此不再赘述。硬件电路级联一个第二升压单元时，硬件电路可以达到4倍升压效果，降低硬件电路功耗。
[0083]
在本技术的实施例中，所述第一二极管d1、第二二极管d2、第三二极管d3、第四二极管d4和所述第五二极管d5均是稳压管，用于使硬件电路的电压成为稳定电压；所述第一电感l1和第二电感l2是固定电感，所述第一电感l1和所述第二电感l2用于滤波或者谐振中的一种或多种。
[0084]
本实施例还提供一种计算机存储介质，该计算机存储介质中存储有计算机指令，当该计算机指令在电子设备上运行时，使得电子设备执行上述相关方法步骤实现上述实施例中的相机功能控制方法。
[0085]
本实施例还提供了一种计算机程序产品，当该计算机程序产品在计算机上运行时，使得计算机执行上述相关步骤，以实现上述实施例中的相机功能控制方法。
[0086]
另外，本技术的实施例还提供一种装置，这个装置具体可以是芯片，组件或模块，该装置可包括相连的处理器和存储器；其中，存储器用于存储计算机执行指令，当装置运行时，处理器可执行存储器存储的计算机执行指令，以使芯片执行上述各方法实施例中的相机功能控制方法。
[0087]
其中，本实施例提供的电子设备、计算机存储介质、计算机程序产品或芯片均用于执行上文所提供的对应的方法，因此，其所能达到的有益效果可参考上文所提供的对应的方法中的有益效果，此处不再赘述。
[0088]
通过以上的实施方式的描述，所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，仅以上述各功能模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块完成，即将装置的内部结构划分成不同的功能模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。
[0089]
在本技术所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，该模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个装置，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
[0090]
该作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是一个物理单元或多个物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个不同地方。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
[0091]
另外，在本技术各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
[0092]
该集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个可读取存储介质中。基于这样的理解，本技术实施例的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一个设备(可以是单片机，芯片等)或处理器(processor)执行本技术各个实施例方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(read-only memory，rom)、随机存取存储器(random access memory，ram)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
[0093]
本说明书只为简要说明本技术电路方案的原理性架构，本领域内其他明显等同的变换方式也在本发明的保护范围之内，例如提高vboost处的稳定电压；在电路的输出端级联多组第二升压单元以提高升压效果等。
[0094]
最后应说明的是，以上实施例仅用以说明本技术的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本技术进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本技术的技术方案进行修改或等同替换，而不脱离本技术技术方案的精神和范围。