Hur kontrollerar jag ljusstyrkan på en mobiltelefonskärm via dioder?

1, grundläggande principer och typer av dioder
Som en grundläggande halvledaranordning ligger kärnan i en diod i den speciella strukturen i dess PN -korsning. När dioden är framåtriktad (dvs. P -regionen är ansluten till den positiva elektroden och N -regionen är ansluten till den negativa elektroden) kommer bärarna i PN -korsningen att diffundera och rekombinera och bilda en ström; När den omvänd partisk kommer utarmningsområdet i PN -korsningen att expandera, vilket hindrar passagen. Denna enkelriktade konduktivitet är grunden för den breda tillämpningen av dioder i kretsar.
I ljusstyrningssystemet för mobiltelefonskärmar kan olika typer av dioder användas, inklusive men inte begränsat till:
Rättande diod: Används för att omvandla växelström till DC -effekt, vilket ger stabil likström för skärmens ljusstyrka.
Ljusemitterande dioder (lysdioder): Även om de inte direkt används för ljusstyrka, består LED -skärmar själva av ett stort antal LED -enheter, och deras ljusstyrka kan kontrolleras genom att justera strömmen.
Photodiode (eller fotodiode): Som en ljussensor kan den känna intensiteten för yttre ljus och omvandla den till en elektrisk signal för automatisk justering av skärmens ljusstyrka.
2, Principle of Screen Brightness Control baserat på dioder
Photodiode Senses Ambient Light
Fotodioder är nyckelkomponenter för att uppnå automatisk ljusstyrka justering av mobiltelefonskärmar. Dess arbetsprincip är baserad på den fotoelektriska effekten: när ljuset bestrålas på en fotodiod, väcker fotonenergi elektroner i PN -korsningen, vilket genererar en fotström. Storleken på fotoledningen är direkt proportionell mot intensiteten hos det bestrålade ljuset. Genom att mäta denna fotoledning kan ljusstyrkan hos det omgivande ljuset fastställas indirekt.
Elektrisk signalomvandling och bearbetning
Fotokurrentet som genereras av fotodioden amplifieras och omvandlas till en digital signal genom analog - till - digital konvertering (ADC), som sedan bearbetas av en mikroprocessor (såsom CPU eller MCU). Mikroprocessorn beräknar lämplig skärmens ljusstyrka baserat på den mottagna ljussignalstyrkan och problemen motsvarande kontrollinstruktioner.
Justering av ljusstyrka
Kontrollinstruktionerna för mikroprocessorn överförs till LED -drivrutinens chip i skärmens bakgrundsbelysningssystem genom körkretsen. LED -drivrutinen justerar strömmen som strömmar genom lysdioden enligt instruktionerna och därmed ändrar skärmens ljusstyrka. I denna process, även om dioden inte direkt deltar i kontinuerlig justering av ljusstyrka (eftersom ljusstyrka justering vanligtvis uppnås genom PWM -pulsbreddmodulering eller analog strömkontroll), är fotodioden, som ett avkänningselement, utgångspunkten för hela den automatiska justeringssystemet.
3, implementeringsmetod och kretsdesign
Urval och arrangemang av fotodioder
Att välja en fotodiod med hög känslighet, låg mörk ström och snabb svarshastighet är avgörande. Fotodioder bör placeras på telefonens främre täckning eller gräns för att säkerställa en korrekt uppfattning om den ljusa miljön runt användaren. Under tiden, för att skydda fotodioden från damm och repor, kan ett transparent skyddskåp användas för förpackning.
Design av signalbehandlingskrets
Signalbehandlingskretsen inkluderar amplifieringskrets, ADC -krets och mikroprocessorgränssnittskrets. Amplifieringskretsen används för att förstärka den svaga fotoledningen som genereras av fotodioden; ADC -kretsen omvandlar den analoga fotoledningen till en digital signal; Mikroprocessorgränssnittskretsen ansvarar för att överföra digitala signaler till mikroprocessorn för bearbetning.
Design av justeringskrets för ljusstyrka
Körningskretsen för ljusstyrka är huvudsakligen bestående av LED -drivrutiner och kraftmosfets eller NPN -transistorer. LED -drivrutinen CHIP får kontrollinstruktioner från mikroprocessorn och styr LED -ljusstyrkan genom PWM -signaler eller analoga strömmar. Kraftanordningen är ansvarig för att konvertera kontrollsignalen till tillräcklig ström för att driva lysdioden till avger ljus.
4, potentiella fördelar och utmaningar
Fördelar:
Kostnadsbesparingar: Jämfört med komplexa elektroniska kretsar och avancerade sensorer kan du använda dioder för att kontrollera skärmens ljusstyrka avsevärt minska hårdvarukostnaderna.
Förenklad design: Den diodbaserade lösningen minskar kretskomplexiteten och är fördelaktig för att förkorta produktutvecklingscykler.
Miljöanpassningsförmåga: Fotodioder kan känna förändringar i omgivande ljus i realtid, automatiskt justera skärmens ljusstyrka och förbättra användarupplevelsen.
Utmaning:
Noggrannhet och stabilitet: Prestandningsskillnaderna och temperaturförändringarna för fotodioder kan påverka noggrannheten och stabiliteten i ljusstyrkan.
Strömförbrukning och effektivitet: Även om dioderna själva har låg effektförbrukning, måste hela ljusstyrningssystemet omfattande överväga balansen mellan kraftförbrukning och effektivitet.
Elektromagnetisk kompatibilitet: Att säkerställa stabiliteten och tillförlitligheten hos ljusstyrningssystem i komplexa elektromagnetiska miljöer är en stor utmaning.
https://www.trrsemicon.com/diode/smd{ (2a)