Com controlar la brillantor d’una pantalla del telèfon mòbil a través de díodes?

1, Principis bàsics i tipus de díodes
Com a dispositiu semiconductor fonamental, el nucli d’un díode es troba en l’estructura especial de la seva unió PN. Quan el díode està esbiaixat cap endavant (és a dir, la regió P està connectada a l'elèctrode positiu i la regió N està connectada a l'elèctrode negatiu), els portadors de la unió PN es difonen i es recombinaran, formant un corrent; Quan es biaixi inversament, la regió d’esgotament de la unió PN s’ampliarà, dificultant el pas del corrent. Aquesta conductivitat unidireccional és la base de l’àmplia aplicació de díodes en circuits.
Al sistema de control de brillantor de les pantalles de telefonia mòbil, es poden utilitzar diversos tipus de díodes, inclosos, però sense limitar -se a:
Diode rectificador: s'utilitza per convertir la potència de CA en potència de corrent continu, proporcionant una potència de corrent continu estable per al circuit de control de brillantor de la pantalla.
Diodes emissors de llum (LED): Tot i que no s’utilitzen directament per al control de la brillantor, les pantalles LED mateixes estan compostes per un gran nombre d’unitats LED i la seva brillantor es pot controlar ajustant el corrent.
Photodiode (o fotodiode): com a sensor de llum, pot intuir la intensitat de la llum externa i convertir -la en un senyal elèctric per a l’ajust automàtic de la brillantor de la pantalla.
2, Principi de control de brillantor de la pantalla basat en díodes
Photodiode Sentes ambient Llum
Els fotodíodes són components clau per aconseguir un ajust automàtic de brillantor de les pantalles de telefonia mòbil. El seu principi de treball es basa en l'efecte fotoelèctric: quan la llum s'irradia en un fotodiode, l'energia de fotons excita els electrons a la unió PN, generant un fotocurrent. La magnitud del fotocurrent és directament proporcional a la intensitat de la llum irradiada. Mesurant aquest fotocurrent, es pot determinar indirectament la brillantor de la llum ambiental.
Conversió i processament de senyal elèctric
El fotocurrent generat pel fotodiode s’amplifica i es converteix en un senyal digital mitjançant analògic - a - conversió digital (ADC), que després es processa per un microprocessador (com CPU o MCU). El microprocessador calcula el nivell de brillantor de la pantalla adequat en funció de la intensitat del senyal de llum rebuda i emet instruccions de control corresponents.
Execució d'ajust de la brillantor
Les instruccions de control del microprocessador es transmeten al xip del controlador LED del sistema de llum de la pantalla a través del circuit de conducció. El xip del controlador LED ajusta el corrent que flueix pel LED segons les instruccions, canviant així la brillantor de la pantalla. En aquest procés, tot i que el díode no participa directament en l’ajust continu de la brillantor (ja que l’ajust de la brillantor s’aconsegueix generalment mitjançant la modulació de l’amplada del pols PWM o el control de corrent analògic), el fotodiode, com a element de detecció, és el punt de partida de tot el sistema d’ajust automàtic.
3, Mètode d’implementació i disseny de circuits
Selecció i disposició de fotodíodes
L’elecció d’un fotodiode amb alta sensibilitat, baix corrent fosc i velocitat de resposta ràpida és crucial. Els fotodíodes s’han de col·locar a la coberta frontal o a la vora del telèfon per assegurar una percepció precisa de l’entorn de llum al voltant de l’usuari. Mentrestant, per protegir el fotodiode de la pols i les rascades, es pot utilitzar una coberta protectora transparent per als envasos.
Disseny del circuit de processament de senyal
El circuit de processament de senyal inclou el circuit d'amplificació, el circuit ADC i el circuit d'interfície de microprocessador. El circuit d'amplificació s'utilitza per amplificar el fotocurrent feble generat pel fotodiode; El circuit ADC converteix el senyal de fotocurrent analògic en un senyal digital; El circuit d'interfície de microprocessador és responsable de la transmissió de senyals digitals al microprocessador per al processament.
Circuit d’execució d’ajust de la brillantor
El circuit d’execució d’ajustament de la brillantor està compost principalment per xips de conductor LED i MOSFETS de potència o transistors NPN. El xip de controlador LED rep instruccions de control del microprocessador i controla la brillantor del LED mitjançant senyals PWM o corrents analògics. El dispositiu d'alimentació és responsable de convertir el senyal de control en corrent suficient per conduir el LED a emetre llum.
4, possibles avantatges i reptes
Avantatges:
Estalvi de costos: en comparació amb els circuits electrònics complexos i els sensors avançats, utilitzant díodes per controlar la brillantor de la pantalla pot reduir significativament els costos de maquinari.
Disseny simplificat: la solució basada en díodes redueix la complexitat del circuit i és beneficiosa per escurçar els cicles de desenvolupament de productes.
Adaptació ambiental: els fotodíodes poden intuir els canvis en la llum ambiental en temps real, ajustar automàticament la brillantor de la pantalla i millorar l’experiència dels usuaris.
Repte:
Precisió i estabilitat: Les diferències de rendiment i els canvis de temperatura dels fotodíodes poden afectar la precisió i l'estabilitat del control de la brillantor.
Consum i eficiència d'energia: Tot i que els propis díodes tenen un consum baix d'energia, tot el sistema de control de brillantor ha de considerar de forma exhaustiva l'equilibri entre el consum d'energia i l'eficiència.
La compatibilitat electromagnètica: garantir l’estabilitat i la fiabilitat dels sistemes de control de brillantor en entorns electromagnètics complexos és un repte important.
https://www.trrsemicon.com/diode/smd (2