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CN101541117B - 具有led亮度控制功能的电子装置及控制方法 - Google Patents

具有led亮度控制功能的电子装置及控制方法 Download PDF

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Abstract

一种具有LED亮度控制功能的电子装置，包括：一信号产生单元，用于产生一使用信号；一微控制器，用于根据所述使用信号输出一正常亮度控制信号，及在检测到所述电子装置重新被使用，且记录的未使用时间等于或超过预设未使用时间时，输出一超亮度控制信号；一脉冲电流控制单元，用于根据所述正常亮度控制信号和所述超亮度控制信号控制输出的电流，及一LED矩阵用于根据所述电流超亮发光；所述超亮度控制信号输出时间等于预设超亮度控制信号输出时间时，停止输出超亮度控制信号，所述LED矩阵正常发光。本发明还提供该电子装置的亮度控制方法。

Description

具有LED亮度控制功能的电子装置及控制方法
技术领域
本发明涉及一种具有LED亮度控制功能的电子装置及控制方法，尤其涉及一种控制LED超亮度工作的电子装置及控制方法。
背景技术
随着LED背光技术的发展，越来越多的电子产品的显示屏采用LED矩阵作为背光源。然而，目前的显示屏的LED只能在一定的亮度范围内调节其亮度，即LED矩阵的亮度只能在额定亮度以内调节。但在一些特定场合，例如作为产品展示时，感应使用者的使用信号，需要显示屏的LED矩阵在短时间内超亮度发光使显示屏高亮显示，以吸引使用者的注意。
公开日为2007年10月10日，公开号为CN101052254的中国专利揭露了一种驱动LED发光的方法和LED发光驱动电路。该电路包括：一频率发生器，一脉冲电流控制单元，一脉冲电流检测单元，一基准电流单元和一比较器。可以按照一定的占空比产生脉冲超额电流为LED矩阵供电，使LED间隔、超亮度发光。然，该电路使LED矩阵始终超额定电流工作，在一定程度上会降低LED的使用寿命。基于以上问题，有必要发明一种具有LED亮度控制功能的电子装置，使显示屏的LED矩阵在短时间内超亮度发光，且不影响其使用寿命。
发明内容
本发明的首要目的在于提供一种具有LED亮度控制功能的电子装置，其可控制LED矩阵在短时间内超亮度发光。
本发明的再一目的在于提供一种具有LED亮度控制功能的电子装置，其可控制显示屏的LED矩阵在设定时间内短时间内超亮度发光的次数。
所述电子装置包括：一电源，用于提供所述电子装置工作的电能；一信号产生单元，用于产生一使用信号；一微控制器，用于输出一正常亮度控制信号；一脉冲电流控制单元，用于根据所述正常亮度控制信号控制输出的电流；一LED矩阵用于根据所述电流正常亮度发光；及一显示单元，用于显示所述电子装置的内容。所述微控制器还包括一计时器，所述微控制器在接收到信号产生单元产生一使用信号输出所述正常亮度控制信号的同时输出一超亮度控制信号，所述脉冲电流控制单元根据所述正常亮度控制信号和所述超亮度控制信号控制输出电流，使得该LED矩阵超亮度发光；该微控制器还通过该计时器计时所述超亮度控制信号输出时间，当所述超亮度控制信号输出时间达到预设超亮度控制信号输出时间时，所述微控制器停止输出所述超亮度控制信号，继续输出所述正常亮度控制信号。
本发明的所述电子装置的所述微控制器还通过所述计时器记录持续未接收到信号产生单元产生的使用信号的未使用时间。所述微控制器接收到所述使用信号时所述记录的未使用时间等于或超过一预设未使用时间时，输出所述正常亮度控制信号的同时输出一超亮度控制信号，当所述超亮度控制信号输出时间达到预设超亮度控制信号输出时间时，所述微控制器停止输出所述超亮度控制信号，继续输出所述正常亮度控制信号。
本发明的所述电子装置的微控制器进一步包括有一计数器，微控制器通过该计数器计数设定时间内所述超亮度控制信号输出的次数。对应地，存储器还存储一设定时间内超亮度控制信号的预设输出次数。所述微控制器在需输出所述超亮度控制信号时，判断设定时间内所述超亮度控制信号输出的次数是否大于预设输出次数，当设定时间内所述超亮度控制信号输出的次数小于预设输出次数时输出超亮度控制信号，控制该LED矩阵超亮度发光，否则不输出所述超亮度控制信号。
本发明的另一目的在于提供一种电子装置的亮度控制方法，其可控制LED矩阵在短时间内超亮度发光。所述方法包括：
判断是否检测到一使用信号；
判断记录的未使用时间是否达到预设未使用时间；
输出一正常亮度控制信号和一超亮度控制信号，并计时所述超亮度控制信号的输出时间；及
判断超亮度控制信号输出时间是否达到预设超亮度控制信号输出时间；若达到预设输出时间，则停止输出超亮度控制信号，但继续输出正常亮度控制信号；若未达到预设输出时间，则继续输出所述正常亮度控制信号和超亮度控制信号。
所述方法进一步包括步骤：
判断设定时间内所述超亮度控制信号输出次数是否达到预设输出次数，若达到预设输出次数，则输出所述正常亮度控制信号；若未达到预设输出次数，则输出所述正常亮度控制信号和所述超亮度控制信号。
所述具有LED亮度控制功能的电子装置和控制方法，在检测到使用信号时，控制电子装置一定时间内超亮度发光，且控制在预设时间内超亮度发光的次数，从而不影响电子装置的使用寿命。
附图说明
图1为本发明具有LED亮度控制功能的电子装置的第一实施方式的电路框图。
图2为图1所示的脉冲电流控制单元及LED矩阵的电路图。
图3为图1所示的电子装置的亮度控制流程图。
图4为本发明具有LED亮度控制功能的电子装置的第二实施方式的电路框图。
图5为图4所示的电子装置的亮度控制流程图。
具体实施方式
图1为本发明具有LED亮度控制功能的电子装置(以下简称“电子装置”)的第一实施方式的电路框图。所述电子装置100可为电子相框、便携式电脑等电子产品。所述电子装置100包括：一电源1，用于提供所述电子装置100所需电能；一信号产生单元2，用于产生一使用信号，本发明所述的信号产生单元2包括电源开关、各种输入装置、各种接口以及各种传感器等，所述的使用信号对应地包括：开机信号、各种输入装置的输入信号、接口状态变化信号及传感器检测到的信号等；一微控制器3，用于输出一正常亮度控制信号BL；一脉冲电流控制单元4用于根据所述正常亮度控制信号BL控制输出电流；一LED矩阵6，用于根据所述输出电流产生正常亮度；一显示屏7，用于在所述LED矩阵6发光时显示所述电子装置的内容。
该微控制器3包括有一计时器31，该微控制器3通过该计时器31记录持续未接收到信号产生单元2产生的使用信号的时间(以下称为未使用时间)，所述该微控制器3还连接有一存储器5，该存储器5用于存储一预设超亮度控制信号输出时间及一预设未使用时间。所述微控制器3还在接收到信号产生单元2产生的一使用信号，且所记录的未使用时间等于或超过预设未使用时间时，输出所述正常亮度控制信号BL的同时输出超亮度控制信号HL。所述脉冲电流控制单元4根据所述正常亮度控制信号BL和所述超亮度控制信号HL控制输出电流，使得该LED矩阵6超亮度发光。该微控制器3还通过该计时器31记录所述超亮度控制信号HL输出时间，当所述超亮度控制信号HL输出时间达到该预设超亮度控制信号输出时间时，所述微控制器3停止输出所述超亮度控制信号HL，但继续输出所述正常亮度控制信号BL，所述脉冲电流控制单元4据所述正常亮度控制信号BL控制输出电流，使得所述LED矩阵6正常发光。
此外，为达到省电目的，在继续输出所述正常亮度控制信号BL一预设时间后，可使所述电子装置100进入一睡眠模式，停止所述正常亮度控制信号BL的输出。所述电子装置100在进入睡眠模式的工作方式非本发明重点，故不做详细介绍。
图2为图1所示的脉冲电流控制单元4及LED矩阵6的电路图。所述脉冲电流控制单元4包括一第一开关单元41，受控制于所述正常亮度控制信号BL而导通或截止，从而控制所述第一开关单元41输出的电压；一直流-直流升压变换电路42，用于将所述电源1经由所述第一开关单元41输出的电压变换为驱动所述LED矩阵6所需的电压；一第二开关单元43，受控制于所述超亮度控制信号HL而导通或截止。当所述第二开关单元43导通时，控制一第一电阻R8与所述LED矩阵6串联的一反馈电阻R9并联，则LED矩阵6的电流反馈电阻阻值变小，使流经LED矩阵6的电流变大，LED矩阵6超亮度发光。
所述第一开关单元41包括：一P沟道增强型场效应管Q1(下简称“场效应管Q1”)、一三极管Q2、一电容C2及多个电阻R1、R2、R3及R4。所述场效应管Q1经由一电感FB1电连接于一工作电源VCC。一滤波电容C1电连接于所述场效应管Q1的源极S和电源地之间。所述电阻R1与所述电容C2并联后连接于所述场效应管Q1的源极S和栅极G之间，并经所述电阻R2电连接于所述三极管Q2的集电极C。所述三极管Q2的发射极E电连接于电源地，栅极G经由所述电阻R4连接于所述发射极E。所述正常亮度控制信号BL经由所述电阻R3传送至所述三极管Q2的栅极G控制所述三极管Q2的导通与截止。当所述三极管Q2导通时，所述场效应管Q1的栅极G的电压降低，使所述场效应管Q1的栅源电压反向偏置，所述场效应管Q1导通。
所述直流-直流升压变换电路42包括：一直流-直流升压变换器U1、一电感L1、一电阻R5、一电容C4及一整流器D1。所述直流-直流升压变换器U1(下简称为“变换器U1”)，用于将所述电源1经由所述场效应管Q1输出的电压变换为驱动所述LED矩阵6所需的电压。一电容C3及一电解电容EC1分别电连接于所述变换器U1的输入端和输出端，分别用于输入滤波和输出滤波。所述变换器U1包括：一工作电压端VIN及一使能端EN电连接于所述场效应管Q1的漏极D，且所述使能端EN经所述电阻R5电连接于地。所述变换器U1进一步包括一电源地端GND、一电源开关输出端SW，一过压保护端OVP及一反馈输入端FB。所述电源地端GND电连接于地。所述电源开关输出端SW连接于所述电感L1和所述整流器D1正极，并经由所述电容C4电连接于地。所述电感L1的另一端电连接于所述变换器U1的工作电压端VIN。所述整流器D1的负极电连接于所述LED矩阵6的输入端。所述过压保护端OVP电连接于所述整流器D1的负极，并钳位变换器U1的输出电压。所述LED矩阵6的输出端经所述反馈电阻R9电连接于地。所述变压器U1的反馈输入端FB电连接于所述LED矩阵6的输出端和所述反馈电阻R9之间，用于调节所述所述LED矩阵6的电流。
所述微控制器3输出的所述正常亮度控制信号BL为高电平和/或一PWM信号时，控制所述三极管Q2导通。当所述三极管Q2导通时，所述场效应管Q1导通并输出一与正常亮度控制信号BL同步的高电平信号和/或PWM信号。所述变换器U1的使能端EN根据所述高电平信号和/或PWM信号，控制所述变换器U1经由所述SW端输出一电压。所述电压经所述整流器D1整流后驱动所述LED矩阵发光。若正常亮度控制信号BL为一PWM信号时，改变所述PWM信号的占空比，即可调整变换器U1输出的电压值，从而调整所述LED矩阵的亮度。例如，逐渐增大所述PWM信号的占空比，则变换器U1输出的电压值逐渐增大，则LED矩阵亮度逐渐增强至额定亮度。
所述第二开关单元43包括：一N沟道增强型场效应管Q3、多个电阻R6、R7。所述N沟道增强型场效应管Q3(下简称“场效应管Q3”)的栅极经由所述电阻R7电连接于地，所述场效应管Q3的源极电连接于地，所述场效应管Q3的漏极经所述第一电阻R8电连接于所述LED矩阵的输出端和所述反馈电阻R9之间。所述场效应管Q3的栅极经由所述电阻R6接收所述微控制器3输出的所述超亮度控制信号HL，并根据所述超亮度控制信号HL控制所述场效应管Q3的导通和截止。
当所述场效应管Q3截止时，所述第一电阻R8所在的支路与所述反馈输入端FB及电阻R9断开连接，所述反馈输入端FB输入的反馈电阻的阻值为R9；当所述场效应管Q3导通时，所述第一电阻R8与所述反馈电阻R9并联于所述LED矩阵6输出端和地之间，则所述反馈输入端FB输入的反馈电阻的阻值为所述反馈电阻R9与所述第一电阻R8的并联阻值，所述反馈输入端FB输入的反馈电阻的阻值变小，则增大所述LED矩阵6的电流。由于流经LED矩阵6的电流增大，故LED矩阵6超亮度发光。
请一并参阅图3。图3为图1所示的电子装置100的亮度控制流程图。微控制器3检测到使用信号时，根据该使用信号控制LED矩阵6的亮度。控制方法包括：步骤S21：判断是否检测到一使用信号；若未检测到使用信号，则继续检测使用信号；若检测到一使用信号，则进入步骤S22：判断记录的未使用时间是否达到预设未使用时间，若未达到预设未使用时间，则进入步骤S26：输出正常亮度控制信号；若达到预设未使用时间，则进入步骤S23：输出一正常亮度控制信号和一超亮度控制信号至脉冲电流控制单元4并计时所述超亮度控制信号的输出时间；微控制器3根据步骤S24：判断超亮度控制信号输出时间是否达到预设超亮度控制信号输出时间；若达到预设输出时间，则进入步骤S25：停止输出超亮度控制信号，但继续输出亮度控制信号；若未达到预设输出时间，则调转到步骤S23。
图4为本发明具有LED亮度控制功能的电子装置的第二实施方式的电路框图。由于第二实施方式的电路框图类似于实施方式一，故实施方式二仅对新增组件进行说明，对相同组成组件不再赘述。如图4所示，所述电子装置200的微控制器3进一步包括有一计数器32，微控制器3通过该计数器32计数设定时间范围内所述超亮度控制信号输出的次数。例如，设定24小时内所述超亮度控制信号HL输出的次数为10次。对应地，存储器50还存储一设定时间内超亮度控制信号的预设输出次数。所述微控制器3在需输出所述超亮度控制信号HL时，判断设定时间内所述超亮度控制信号HL输出的次数是否大于预设输出次数，当设定时间内所述超亮度控制信号HL输出的次数小于预设输出次数时输出所述超亮度控制信号HL，控制该LED矩阵6超亮度发光，否则不输出所述超亮度控制信号HL，LED矩阵6正常发光。
请一并参阅图5。图5为图4所示的电子装置200的亮度控制流程图。微控制器3检测到使用信号时，根据该使用信号控制LED矩阵6的亮度。控制方法包括：步骤S41：判断是否检测到一使用信号；若未检测到使用信号，则继续检测使用信号；若检测到一使用信号，则进入步骤S42：判断记录的未使用时间是否达到预设未使用时间，若未达到预设未使用时间，则进入步骤S48：输出所述正常亮度控制信号BL；若达到预设未使用时间，则进入步骤S43：判断设定时间内所述超亮度控制信号输出次数是否达到预设输出次数，若达到预设输出次数则进入步骤S48；若未达到预设输出次数则进入步骤S44：输出所述正常亮度控制信号BL和所述超亮度控制信号HL至脉冲电流控制单元4并计时所述超亮度控制信号的输出时间；微控制器3根据步骤S45：判断所述超亮度控制信号HL输出时间是否达到预设超亮度控制信号输出时间；若达到预设输出时间，则进入步骤S46：停止输出所述超亮度控制信号HL，但继续输出所述正常亮度控制信号BL；若未达到预设输出时间，则调转到步骤S44；步骤S47：计数器计数加1。
综上所述，所述具有LED亮度控制功能的电子装置和控制方法，在检测到使用信号时，控制电子装置一定时间内超亮度发光，且控制在预设时间内超亮度发光的次数，从而不影响电子装置的使用寿命。

Claims (11)

1.一种具有LED亮度控制功能的电子装置包括：一电源，用于提供所述电子装置工作的电能；一信号产生单元，用于产生一使用信号；一微控制器，用于输出一正常亮度控制信号；一脉冲电流控制单元，用于根据所述正常亮度控制信号控制输出的电流；及一LED矩阵用于根据所述电流正常亮度发光；其特征在于，该电子装置还包括一存储器，该存储器用于存储一预设超亮度控制信号输出时间及一预设未使用时间，所述微控制器还包括一计时器，所述微控制器在接收到信号产生单元产生的一使用信号时通过所述计时器记录持续未接收到信号产生单元产生的使用信号的未使用时间，当所述使用信号的未使用时间等于或超过一预设未使用时间时，该微控制器输出所述正常亮度控制信号的同时输出一超亮度控制信号，所述脉冲电流控制单元根据所述正常亮度控制信号和所述超亮度控制信号控制输出电流，使得该LED矩阵超亮度发光；该微控制器还通过该计时器计时所述超亮度控制信号输出时间，当所述超亮度控制信号输出时间达到预设超亮度控制信号输出时间时，所述微控制器停止输出所述超亮度控制信号，继续输出所述正常亮度控制信号。
2.如权利要求1所述的电子装置，其特征在于，所述微控制器还包括一计数器，所述计数器用于计数一设定时间内所述超亮度控制信号输出次数，所述微控制器输出所述超亮度控制信号是为所述超亮度控制信号输出次数未达到设定时间内超亮度控制信号的预设输出次数。
3.如权利要求1所述的电子装置，其特征在于，所述的超亮度控制信号为一高电平信号。
4.如权利要求1所述的电子装置，其特征在于，所述的超亮度控制信号为一PWM信号。
5.如权利要求1所述的电子装置，其特征在于，所述电子装置还包括与所述LED矩阵串联连接的反馈电阻(R9)，所述脉冲电流控制单元包括：一第一开关单元、一直流-直流升压变换电路、一第二开关单元及第一电阻(R8)，所述第一开关单元、直流-直流升压变换电路、第二开关单元依次连接；所述第一开关单元及所述第二开关单元导通时，所述第一电阻(R8)与所述反馈电阻(R9)并联连接。
6.如权利要求5所述的电子装置，其特征在于，所述第一开关单元包括：一场效应管(Q1)及一三极管(Q2)，所述场效应管(Q1)的源极与所述电源相连，漏极与所述直流-直流升压变换电路相连，栅极电连接于所述三极管(Q2)的集电极；所述三极管(Q2)的发射极电连接于电源地，栅极连接于所述发射极，所述亮度控制信号传送至所述三极管(Q2)的栅极控制所述三极管(Q2)的导通与截止；当所述三极管(Q2)导通时，所述场效应管(Q1)的栅极的电压降低，使所述场效应管(Q1)的栅源电压反向偏置，所述场效应管(Q1)导通。
7.如权利要求6所述的电子装置，其特征在于，所述直流-直流升压变换电路包括：一直流-直流升压变换器(U1)、一电感(L1)及一整流器(D1)，所述直流-直流升压变换器(U1)包括一工作电压端及一使能端分别电连接于所述场效应管(Q1)的漏极，所述直流-直流升压变换器U1进一步包括一电源开关输出端、一过压保护端及一反馈输入端，所述电源开关输出端连接于所述电感(L1)和所述整流器(D1)的正极；所述电感(L1)的另一端电连接于所述直流-直流升压变换器(U1)的工作电压端；所述整流器(D1)的负极电连接于所述LED矩阵的输入端；所述过压保护端电连接于所述整流器(D1)的负极，所述直流-直流升压变换器(U1)的反馈输入端电连接于所述LED矩阵的输出端和所述反馈电阻(R9)之间。
8.如权利要求5所述的电子装置，其特征在于，所述第二开关单元包括场效应管(Q3)，所述场效应管(Q3)的栅极电连接于地；所述场效应管(Q3)的源极电连接于地，所述场效应管(Q3)的漏极经所述第一电阻(R8)电连接于所述LED矩阵的输出端和所述反馈电阻(R9)之间；所述场效应管(Q3)的栅极接收所述微控制器输出的超亮度控制信号，控制所述场效应管(Q3)的导通和截止。
9.一种电子装置的亮度控制方法，其特征在于所述方法包括：
判断是否接收到一使用信号；
当接收到一使用信号，记录持续未接收到信号产生单元产生的使用信号的未使用时间；若所述使用信号的未使用时间等于或超过一预设未使用时间时，输出一正常亮度控制信号和一超亮度控制信号，并计时所述超亮度控制信号的输出时间；及
判断超亮度控制信号输出时间是否达到预设超亮度控制信号输出时间；若达到预设超亮度控制信号输出时间，则停止输出所述超亮度控制信号，但继续输出正常亮度控制信号；若未达到预设输出时间，则继续输出所述正常亮度控制信号和超亮度控制信号。
10.如权利要求9所述的控制方法，其特征在于，所述接收到使用信号时输出所述正常亮度控制信号的同时输出一超亮度控制信号步骤包括：判断设定时间内超亮度控制信号输出次数是否达到预设超亮度控制信号输出次数，若未达到所述预设超亮度控制信号输出次数，则输出所述正常亮度控制信号与所述超亮度控制信号。
11.如权利要求10所述的控制方法，其特征在于，所述方法包括：输出所述超亮度控制信号时，将该设定时间内超亮度控制信号输出次数加1。
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