专利名称：全温段液晶温度补偿电路的制作方法
技术领域：
本发明涉及汽车仪表点阵液晶温度补偿技术领域，特别与一种全温段液晶温度补偿电路有关。
背景技术：
目前，汽车仪表使用成本昂贵的点阵液晶，且点阵液晶在高温或者低温环境会出现对比度不清晰，出现交叉效应，影响了视觉效果。目前国内点阵液晶还做不到在-30°C 80°C的环境下能正常显示。为了克服以上问题，将液晶集成了温度补偿功能，但是成本昂贵。给仪表行业及整车厂带来了巨大的成本压力。鉴于此，本发明人设计了一个全温段的温度补偿电路，满足了液晶-30°C 80°C的工作环境和客户需求，又大大降低了成本，本案由此产生。
发明内容
本发明主要目的是提供一种可以减少成本，增加汽车仪表性能的电路，该电路可以实现温度补偿，且能进行全温段的补偿，保证仪表在汽车工作的极限温度下还能进行正
常工作。为了达到上述目的，本发明通过以下技术方案来实现
全温段液晶温度补偿电路，包括温度采样支路、单片机、补偿输出电路、液晶显示器；温度采样支路采集仪表环境温度信号，并将该信号输入至单片机中，单片机内部程序根据温度信号输出补偿信号，补偿信号经过补偿输出电路形成驱动信号，驱动液晶显示器工作。所述的温度采样支路包括电源、上拉电阻R115、热敏电阻R116、限流电阻R9，电源与上拉电阻R115和热敏电阻R116串联至接地端；限流电阻R9 —端连接上拉电阻R115和热敏电阻R116，另一端连接至单片机。所述的补偿输出电路包括纹波电路、电压跟随器、负电压转换电路；纹波电路连接单片机输出的脉冲信号，将该脉冲信号转换成接近直流的信号；电压跟随器为运放电路，增大纹波电路输出信号的驱动能力；负电压转换电路连接电压跟随器，将正电压转换成所需负电压，驱动液晶显示器工作。所述的纹波电路包括电阻Rl20、电阻R78、电阻R79、电容C40 ；电阻R78、电阻R79 形成串联，连接在单片机和电压跟随器之间，单片机输出端通过电阻R120接地，电压跟随器输入端通过电容C40接地。所述的电压跟随器包括运放芯片ARIA、电阻R82、电容C42、电容C44 ；运放器ARlA 的第3管脚为输入端，连接纹波电路21 ；运放芯片ARlA的第1管脚为输出端，连接负电压转换电路，芯片ARlA的第1管脚与芯片ARlA的第2管脚串联，同时芯片ARlA的第1管脚通过电容C44反馈连接至电阻R78和电阻R79的串联点上；芯片ARlA的第8管脚通过电阻 R82连接PING+，同时通过电容C42接地。所述的负电压转换电路包括电压转换芯片IC2、电阻R83、R147、电容C43、C46、C47、C48、C49、二极管D16、D17 ；电压转换芯片IC2的电压输入管脚通过电阻R83连接到运放芯片ARlA的输出端，同时电压输入前经电容C43接地滤波，电压转换芯片IC2的电压输出管脚连接反向放置二极管D16、D17，然后通过电阻R147连接到液晶显示器，二极管D16、 D17串联后的前后两端分别通过电容C47、C49接地滤波；电压转换芯片IC2的电容正极管脚和电容负极管脚通过电容C46连接，同时电压转换芯片IC2的电容负极管脚通过电容C49 连接到二极管D16、D17串联点上。采用上述方案后，本发明具有诸多有益效果
本发明通过热敏电阻来感知当前的液晶工作的环境温度，再经过温度采样电路，被单片机采样到。单片机经过查表计算出当前温度需要输出的补偿值，该补偿值为一个频率固定的占空比信号。该信号输出到补偿输出电路，可以输出一个负电压，该负电压供给液晶工作，这样就能调节液晶在全温段都能正常工作。由于热敏电阻，单片机等元器件都能在超过正常工作的电压范围内正常工作， 所以，仪表能实时采样当前的环境温度，能实时补偿液晶需要的电压，这样就能使液晶在-30°C 80°C全温度进行正常工作。且大大降低了仪表的成本。
图1为本发明较佳实施例的模块示意图； 图2为本发明较佳实施例的电路图3为图2中A点波形示意图； 图4为图2中B点波形示意图； 图5为图2中C点波形示意图。图6为本发明较佳实施例的温度补偿参数表。
具体实施例方式以下结合附图和具体实施方式
对本发明作进一步说明。如图1、图2所示，本发明较佳实施例包括温度采样支路1，单片机2，补偿输出电路3，液晶显示器4。温度采样支路1采集温度信号连接单片机2的输入端，单片机2经过查表计算出当前温度需要输出的补偿值，该补偿值为一个频率固定的占空比信号，从输出端中输出至补偿输出电路3中，从补偿输出电路3得到一个负电压，该负电压供给液晶显示器4工作，调节液晶在全温段正常工作。温度采样支路1包括电源5V、上拉电阻R115、热敏电阻R116、限流电阻R9，电源5V 与上拉电阻R115和热敏电阻R116串联至接地端；限流电阻R9 —端连接上拉电阻R115和热敏电阻R116，另一端连接至单片机2。热敏电阻R116感知环境温度，随温度不同形成不同阻值，由此与上拉电阻R115分压取得不同电压值，经过限流电阻R9形成温度信号送至单片机2中。单片机2内部烧录温度查询程序，将输入端中所得到的温度信号查表得出对应的补偿值，从而在输出端输出一个固定频率的占空比信号，该信号如图3所示的波形。补偿输出电路3包括纹波电路31、电压跟随器32、负电压转换电路33。
纹波电路31包括电阻R120、电阻R78、电阻R79、电容C40 ；电阻R78、电阻R79形成串联，连接在单片机2和电压跟随器32之间，单片机2输出端通过电阻R120接地，电压跟随器32输入端通过电容C40接地。纹波电路31将单片机2中输出的占空比信号转换成一个接近直流的信号，如图4所示。电压跟随器32包括运放器ARIA、电阻R82、电容C42、电容C44。运放器ARlA的第 3管脚为输入端，连接纹波电路31。运放器ARlA的第1管脚为输出端，连接负电压转换电路，运放器ARlA的第1管脚与运放器ARlA的第2管脚串联，同时运放器ARlA的第1管脚通过电容C44反馈连接至电阻R78和电阻R79的串联点上；运放器ARlA的第8管脚通过电阻R82连接PING+ (电源信号，直流12V的电压信号，是给运放工作供电的)，同时通过电容C42接地。由于本实施例中运放芯片选用NVC2904，该芯片中具有两个运放器，所以为了运放的工作稳定，增强抗干扰能力。该芯片中的另一个运放器ARlB第6管脚和第7管脚相连，第5管脚接地。纹波电路21中输出的直流信号，经过电压跟随器32运放稳定，送入到负电压转换电路33中进行正负转换。电压转换电路33包括电压转换芯片IC2、电阻R83、R147、电容C43、C46、C47、C48、 C49、二极管D16、D17。本实施例中电压转换芯片IC2选用TPS60400，电压转换芯片IC2的电压输入管脚通过电阻R83连接到运放芯片ARlA的输出端，同时电压输入前经电容C43接地滤波，电压转换芯片IC2的电压输出管脚连接反向放置二极管D16、D17，然后通过电阻 R147连接到液晶显示器，二极管D16、D17串联后的前后两端分别通过电容C47、C49接地滤波；电压转换芯片IC2的电容正极管脚和电容负极管脚通过电容C46连接，同时电压转换芯片IC2的电容负极管脚通过电容C49连接到二极管D16、D17串联点上。电压转换电路33 最后将正电压转换成一个负电压，驱动液晶显示器4工作。本实施例中，还对液晶各个温度下需要的一个驱动电压进行严格的测试及实验验证。保证各点的工驱动电压为点阵液晶的最佳工作温度。如图6所示，为各个温度点的温度补偿参数表。本发明的工作原理如下
通过热敏电阻R116，采样到当前点阵液晶工作的环境温度。通过温度采样支路1，将温度转换成电压值，并且通过单片机2A/D采样口，转换成AD值被单片机2所识别。单片机2 程序通过查表，确定输出当前所需要的占空比值，并且通过输出口输出。补偿输出电路3接收到该占空比信号。通过用由电阻和电容组成的RC纹波电路31，使占空比信号转换成直流信号，并且通过由运放组成的电压跟随器32，将该信号电流放大。再通过一个正电压转换成负电压的集成块组成的电压转换电路33转换成一个负电压。该负电压便是点阵液晶显示器在当前这个温度下所需要的驱动电压，这样就完成了点阵液晶屏的温度补偿工作。例如当前温度是20°C，点阵液晶需要的驱动电压为-7. 05V。此时将仪表放置在 700C的高温中。仪表中的热敏电阻R116采样到当前的温度为70°C，单片机2接收到当前的环境温度，且通过查表，输出该温度下需要输出的一个频率为2KHz占空比为70%的一个信号。该信号被补偿输出电路3所接收，通过电路的转换及计算，输出一个-6V的负电压，并且提供给点阵液晶显示器4工作。此时这个电压就能是点阵液晶在70°C的高温中正常工作。上述实施例仅用于解释说明本发明的发明构思，而非对本发明权利保护的限定，凡利用此构思对本发明进行非实质性的改动，均应落入本发明的保护范围。
权利要求
1.全温段液晶温度补偿电路，其特征在于包括温度采样支路、单片机、补偿输出电路、液晶显示器；温度采样支路采集仪表环境温度信号，并将该信号输入至单片机中，单片机内部程序根据温度信号输出补偿信号，补偿信号经过补偿输出电路形成驱动信号，驱动液晶显示器工作。
2.如权利要求1所述的全温段液晶温度补偿电路，其特征在于所述的温度采样支路包括电源、上拉电阻Rl 15、热敏电阻Rl 16、限流电阻R9，电源与上拉电阻Rl 15和热敏电阻 R116串联至接地端；限流电阻R9 —端连接上拉电阻R115和热敏电阻R116，另一端连接至单片机。
3.如权利要求1所述的全温段液晶温度补偿电路，其特征在于所述的补偿输出电路包括纹波电路、电压跟随器、负电压转换电路；纹波电路连接单片机输出的脉冲信号，将该脉冲信号转换成接近直流的信号；电压跟随器为运放电路，增大纹波电路电路输出的信号的驱动能力；负电压转换电路连接电压跟随器，将正电压转换成所需负电压，驱动液晶显示器工作。
4.如权利要求2所述的全温段液晶温度补偿电路，其特征在于所述的纹波电路包括电阻R120、电阻R78、电阻R79、电容C40 ；电阻R78、电阻R79形成串联，连接在单片机和电压跟随器之间，单片机输出端通过电阻R120接地，电压跟随器输入端通过电容C40接地。
5.如权利要求2所述的全温段液晶温度补偿电路，其特征在于所述的电压跟随器包括运放芯片ARIA、电阻R82、电容C42、电容C44 ；运放器ARlA的第3管脚为输入端，连接纹波电路21 ；运放芯片ARlA的第1管脚为输出端，连接负电压转换电路，芯片ARlA的第1管脚与芯片ARlA的第2管脚串联，同时芯片ARlA的第1管脚通过电容C44反馈连接至电阻 R78和电阻R79的串联点上；芯片ARlA的第8管脚通过电阻R82连接PING+，同时通过电容 C42接地。
6.如权利要求2所述的全温段液晶温度补偿电路，其特征在于所述的负电压转换电路包括电压转换芯片IC2、电阻R83、R147、电容C43、C46、C47、C48、C49、二极管D16、D17 ； 电压转换芯片IC2的电压输入管脚通过电阻R83连接到运放芯片ARlA的输出端，同时电压输入前经电容C43接地滤波，电压转换芯片IC2的电压输出管脚连接反向放置二极管D16、 D17，然后通过电阻R147连接到液晶显示器，二极管D16、D17串联后的前后两端分别通过电容C47、C49接地滤波；电压转换芯片IC2的电容正极管脚和电容负极管脚通过电容C46连接，同时电压转换芯片IC2的电容负极管脚通过电容C49连接到二极管D16、D17串联点上。
全文摘要
本发明主要公开了全温段液晶温度补偿电路，包括温度采样支路、单片机、补偿输出电路、液晶显示器。温度采样支路采集仪表环境温度信号，并将该信号输入至单片机中，单片机内部程序根据温度信号输出补偿信号，补偿信号经过补偿输出电路形成驱动信号，驱动液晶显示器工作。本发明减少成本，增加汽车仪表性能，可以实现温度补偿，且能进行全温段的补偿，保证仪表在汽车工作的极限温度下还能进行正常工作。
文档编号G09G3/36GK102543021SQ20111045314
公开日2012年7月4日 申请日期2011年12月30日 优先权日2011年12月30日
发明者傅恩苗, 叶敏, 杨国芳, 程光尧, 金德胜, 鲁明刚 申请人:延锋伟世通怡东汽车仪表有限公司