Comment implémenter l'écran LCD PMW Semballage sur la carte mère

      PWM (modulation de largeur d'impulsion) pour les écrans LCD est une solution courante pour le contrôle de la luminosité en ajustant le cycle de service de la source de rétroéclairage. Le cœur de cette méthode consiste à générer un signal PWM avec une fréquence et un cycle de service spécifiques sur la carte mère, entraînant le circuit de rétroéclairage (généralement un rétroéclairage LED) pour s'allumer et désactiver selon ce cycle de signal. Cette méthode utilise la persistance de la vision de l'œil humain pour obtenir un ajustement de luminosité lisse. Les ingénieurs technologiques de Shenzhen Hongjia, s'appuyant sur des années d'expérience en R&D, offrent les idées de conception suivantes pour la référence de vos ingénieurs:

A. Principes de base de la gradation PMW

Les affichages de cristal liquides (LCD) n'émettent pas eux-mêmes; Au lieu de cela, ils comptent sur une source de rétro-éclairage (principalement des LED) pour fournir de la lumière. La gradation PWM ajuste la luminosité moyenne en contrôlant le rapport des temps de rétroéclairage (cycle de service):

· Lorsque le cycle de service PWM est à 100%, le rétro-éclairage est toujours allumé, atteignant une luminosité maximale.

· Au fur et à mesure que le cycle de service diminue, le rétro-éclairage est activé pendant une partie du cycle, entraînant une diminution correspondante de la luminosité moyenne.

· L'œil humain ne peut pas percevoir un scintillement de haute fréquence (généralement> 200 Hz) en raison de sa persistance de vision (environ 24 images par seconde), atteignant ainsi une gradation lisse.

B. Génération de signaux PWM de la carte mère

La carte mère doit fournir un signal PWM stable et réglable, généralement implémenté par une puce de contrôle principale (comme un contrôleur de rétroéclairage MCU, SOC ou dédié). Les étapes spécifiques sont les suivantes:

1. Sélection des puces de contrôle principale

· MCUS / SOC avec des contrôleurs PWM intégrés: il s'agit notamment de la série ARM Cortex-M (STM32), des points d'accès au téléphone mobile (tels que Qualcomm Snapdragon) et des contrôleurs de télévision (tels que MediaTek MTK). Ces MCU / SOC ont un module de générateur PWM intégré, permettant la configuration du logiciel de paramètres tels que la fréquence, le cycle de service et la polarité.

Driveau de rétroéclair dédié IC: Si la carte mère n'a besoin que de conduire le rétroéclairage, un IC de pilote de rétroéclair avec un contrôle PWM intégré (tel que TPS61088 de TI ou PCA9685 de NXP) peut simplifier la conception du circuit.

2. Configuration des paramètres PWM

Sélection de fréquence: un équilibre doit être trouvé entre la fuite de luminosité et les interférences. Une fréquence trop faible (<200 Hz) peut provoquer un scintillement visible; Une fréquence trop élevée (> 20 kHz) peut augmenter les pertes de commutation et potentiellement interférer avec les circuits audio. Plage commune: 100 Hz-20KHz (les téléviseurs / moniteurs utilisent généralement 1 à 10 kHz, et les téléphones portables utilisent généralement 200Hz-1kHz).

Plage du cycle de service: Généralement, 0% -100% correspond à la luminosité de 0 à maximum. Cela doit correspondre à la linéarité du circuit du conducteur de rétroéclairage pour éviter la non-linéarité de luminosité aux cycles à faible du service.

Résolution: le degré de précision d'ajustement du cycle de service (par exemple, les niveaux 8 bits → 256, 10 bits → 1024), ce qui détermine la finesse de l'ajustement de la luminosité (les téléphones mobiles / téléviseurs nécessitent généralement ≥ 8 bits).

C. TRANSMISSION DE SIGNAGE PWM AU CIRCUIT DU DIBELLIGHT

Le signal PWM généré par la carte mère doit être transmis à la carte du pilote de rétroéclairage (ou le circuit de rétroéclairage directement intégré sur la carte mère) via une connexion filaire. Les problèmes suivants doivent être pris en compte:

1. Intégrité du signal

· Transmission à courte distance (par exemple, la carte mère et la carte de rétroéclairage sont adjacentes): utilisez des traces de PCB standard (le contrôle d'impédance n'est pas requis), mais évitez de fonctionner parallèle aux signaux à haute fréquence (tels que LVDS et EDP) pour éviter la diaphonie.

· Transmission à longue distance (par exemple, câbles d'écran d'ordinateur portable): utilisez des câbles blindés (tels que des câbles coaxiaux) ou des câbles différentiels (tels que des LVD) et minimiser les longueurs de trace pour éviter l'atténuation ou la distorsion du signal PWM.

2. Association au niveau

La sortie du niveau PWM par la carte mère (par exemple, 3,3 V CMOS) doit être compatible avec le niveau d'entrée du carton de rétroéclairage IC. Si le conducteur IC est alimenté par 5V, une conversion de niveau peut être nécessaire (par exemple, en utilisant une puce logique de série 74LVC).

3. Protection d'isolement

S'il existe une haute tension entre le circuit de rétro-éclairage et la carte mère (par exemple, les lampes fluorescentes de la cathode froide (CCFL) nécessitent une haute tension, tandis que les rétro-éclairages LED sont principalement basse tension), un optocoupleur (comme le HCPL-0723) doit être utilisé pour isoler la boucle de sol et empêcher la tension élevée de l'interférer avec le signal PWM.

D. Conception du circuit du conducteur de rétroéclair (étape de sortie du signal PWM)

Le signal PWM doit être converti en courant / tension requis par la LED par le circuit du conducteur. La fonction centrale est de convertir le cycle de service PWM en courant moyen de la LED. Un circuit typique comprend une architecture de modulation de courant à courant constant + PWM, avec les composants suivants:

1. Convertisseur Boost / Buck

Les rétro-éclairages LED nécessitent un courant stable (par exemple, 350 mA à 2a par chaîne). L'alimentation de la carte mère est généralement de 5 V / 12V, nécessitant un convertisseur DC-DC pour ajuster la tension:

Circuit de boost: lorsque la tension totale des LED en série dépasse la tension d'alimentation de la carte mère (par exemple, lorsque plusieurs LED sont connectées en série), une puce Boost (comme le TI TPS61020) est utilisée.

Circuit de buck: lorsque la tension LED est inférieure à la tension d'alimentation de la carte mère (par exemple, une seule chaîne de LED basse tension), un IC de retenue (comme le TI TPS5430) est utilisé.

2. Module de modulation PWM

Le conducteur IC doit recevoir le signal PWM de la carte mère et ajuster le courant de sortie en fonction de son cycle de service. Solutions courantes:

ICS de pilote avec contrôle PWM intégré: tels que le maximum MAX16834 et le NXP PCA9685, qui ont un comparateur PWM intégré qui convertit directement le signal PWM de la carte mère en modulation de courant LED (aucun composant supplémentaire requis).

Solution discrète: construire un circuit de commutation PWM à l'aide de transistors / MOSFET (par exemple, en utilisant un MOSFET comme interrupteur électronique, le signal PWM contrôlant son marche / arrêt, ajustant ainsi le courant LED moyen).

3. Échantillonnage et rétroaction de courant (contrôle de courant constant)

Pour garantir une luminosité stable, le courant LED doit être échantillonné et renvoyé au CI du conducteur pour une réglementation du courant constant:

Une résistance d'échantillonnage (par exemple, 0,1Ω à 1Ω) est connectée en série avec le circuit LED, et la tension échantillonnée est amplifiée par un ampli OP (par exemple, le TI INA219).

Le conducteur IC compare la tension échantillonnée avec une tension de référence et ajuste le cycle de service PWM ou la résistance sur la résistance du commutateur pour maintenir un courant constant (pour empêcher la dérive de luminosité du LED en raison des fluctuations de température).

F. Paramètres et considérations clés

1. Interférence de fréquence: La fréquence PWM doit éviter l'horloge pixel du signal d'affichage (par exemple, 75 MHz-150MHz de LVDS) pour éviter les interférences électromagnétiques (EMI) et la distorsion d'écran. Le bruit à haute fréquence peut être filtré en ajoutant un filtre RC (par exemple, en connectant un condensateur de 100pf en parallèle avec la ligne de signal PWM).

2. Diminuement multicanal: Si une gradation RVB indépendante est requise (par exemple, pour les moniteurs haut de gamme), la carte mère doit produire trois signaux PWM indépendants pour contrôler les rétro-éclairages LED rouges, verts et bleus, respectivement, pour atteindre une gamme de couleurs plus large et une plus grande précision des couleurs.

3. Démarrage et protection contre le conducteur: le circuit du conducteur doit avoir une fonction de démarrage en douceur (pour éviter une surtension de courant instantanée pendant le démarrage) et une protection contre les surintensités intégrée (OCP), la protection contre la surtension (OVP) et la protection des surestinées (OTP) pour éviter les dommages aux LED ou IC de conduite.

      La technologie Shenzhen Hongjia est spécialisée dans la recherche et le développement, la production et les ventes de 1,14 pouce à des écrans de 12,1 pouces et des écrans tactiles de soutien. Nous avons une salle blanche de 3 000 mètres carrés, trois lignes de production entièrement automatiques et 12 ans d'expérience dans l'industrie. Nous avons une équipe d'ingénieurs expérimentés qui peuvent fournir des conseils aux clients lors de la conception de produits, simplifiant ainsi la conception de la carte mère PWM. Nous avons des affichages de différentes tailles qui prennent tous en charge la gradation PWM. Les clients sont invités à nous envoyer un e-mail pour des demandes de renseignements.