CN100553391C - 发光二极管驱动电路及串联式发光二极管发光系统 - Google Patents

Abstract

本发明为一种发光二极管驱动电路及串联式发光二极管发光系统，发光二极管驱动电路由比较单元比较数据信号与至少一个电压电平，以输出模式选择信号。缓存单元包括有指令缓存器与数据缓存器，该缓存单元连接于该比较单元，受控于该模式选择信号以进入指令模式或数据传送模式。该指令缓存器于该指令模式下储存工作指令数据，该数据缓存器于数据传送模式下储存该发光显示数据，该缓存单元在该数据缓存器饱和时输出次级数据信号。该驱动单元受控于该工作指令数据，根据该发光显示数据驱动发光二极管模块。串联式发光二极管发光系统包括控制器串联至少一个发光二极管驱动电路。

Description

发光二极管驱动电路及串联式发光二极管发光系统

技术领域

本发明涉及一种发光二极管驱动电路及串联式发光二极管发光系统，特别涉及一种可工作于交变电压源，并且利用比较器来判断输入数据信号的发光二极管驱动电路及串联式发光二极管发光系统。

背景技术

电源的发现与照明的发明，使得照明不再仅限于自然光源，再加上电子工业的发展，使得以电源为光源的照明方式为可控制状态，因此，业内人士都对此广加利用。除了夜间照明外，也发展出具视觉特征的装饰照明，如霓虹灯、激光、LED…等，而这些装饰照明的最大特色是可图案化。此外，大楼建筑物外围圈设照明灯管，则可以借由灯管所透出的光线，将大楼的轮廓显现出来，以呈现出美轮美奂的效果。

近年来，业内人士常使用省电、寿命长，颜色也多变的发光二极管(LED)为大楼装饰用灯。发光二极管是一种借二极管正向导通时，其中传导载子的空穴与电子发生复合作用，将电能转换成为光能，而发射出窄频带接近单色可见光的发光装置。发光二极管的耗电量低，耐用性好，所以元件耗损率较低，目前已有多种不同色光的发光二极管被制造出来。因此，不同色光的发光二极管可以相互搭配以产生多种颜色。另外发光二极管具有高明亮度与稳定色度的光线，且切换速度可高于人眼的视觉暂留，所以能呈现出连续变化的彩色图像，因此，被广泛的用来当作大型显示板、动态图像显示板或大楼装饰照明的显示元件。

请参考图1，为公知发光二极管驱动电路的电路方框示意图，发光二极管驱动电路10中包括有位移缓存器102以及驱动单元104，位移缓存器102依据该时钟信号Clock储存该显示数据信号Data，该驱动单元104受控于该数据锁存信号Latch，根据储存于该位移缓存器102的显示数据信号Data以驱动全彩发光二极管发光。此外，当位移缓存器102中的数据存满时，位移缓存器102会输出尚未储存的显示数据信号Data，以传送到下一级串接的发光二极管驱动电路10。

请参考图2，为公知串联式发光二极管发光系统方框示意图。发光系统1使用多个发光二极管驱动电路(10、12...1n)相互串联连接而成，所述发光二极管驱动电路(10、12...1n)同时接收直流电源V_DD，并且在公知的发光系统1中，每一级的发光二极管驱动电路都需要接收时钟信号Clock、显示数据信号Data、数据锁存信号Latch或其它的功能信号So等。

在公知的发光系统1中，若是要新增其它的功能，则往往需要同时增加新的传输线来应付新的需要，这会让整个发光系统1的传输线非常复杂，且增加修护的困难度。同时，公知的发光系统1中每个发光二极管驱动电路都使用同样的直流电源V_DD作为电源的供应，这会让串联式发光二极管发光系统发生电压的衰减，使得发光系统1中后级的发光二极管驱动电路无法得到稳定的直流电源V_DD供应。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种发光二极管驱动电路及串联式发光二极管发光系统，发光系统使用的发光二极管驱动电路利用整流单元与电源供应单元而得以工作于交变电压源，进而避免发生供应电压的衰减。并且发光二极管驱动电路利用内部的比较器来判断输入的数据信号，借由增加发光二极管驱动电路内部比较器的数量，而得以减少数据传输线的使用量。

本发明的发光二极管驱动电路包括有比较单元、缓存单元及驱动单元。比较单元具有至少一个电压电平，该比较单元比较数据信号与所述电压电平，以及输出模式选择信号，该数据信号为工作指令数据或发光显示数据。缓存单元包括有指令缓存器与数据缓存器，该缓存单元连接于该比较单元，受控于该模式选择信号，并且根据时钟信号以进入指令模式或数据传送模式，该指令缓存器在该指令模式下储存该工作指令数据，该数据缓存器在该数据传送模式下储存该发光显示数据，该缓存单元并于该数据缓存器饱和时输出次级数据信号。该驱动单元连接于该缓存单元，该驱动单元受控于该工作指令数据，根据该发光显示数据驱动发光二极管模块。

本发明所述的发光二极管驱动电路，其中，还包括有整流单元，接收交变电压源以及输出直流电压。

本发明所述的发光二极管驱动电路，其中，该交变电压源为交变方波电压源。

本发明所述的发光二极管驱动电路，其中，还包括有电压供应单元连接于该整流单元，该电压供应单元根据该直流电压输出所述电压电平。

本发明所述的发光二极管驱动电路，其中，还包括有电压跟随单元连接于该缓存单元，该电压跟随单元接收该次级数据信号，并调整该次级数据信号的电压电平与该数据信号的电压电平相同。

本发明所述的发光二极管驱动电路，其中，该缓存单元还包括有切换单元，该切换单元连接于该数据缓存器，接收该发光显示数据，并且在该数据缓存器饱和时输出该次级数据信号。

本发明所述的发光二极管驱动电路，其中，该发光二极管模块为全彩发光二极管。

本发明所述的发光二极管驱动电路，其中，该工作指令数据为锁存指令。

本发明所述的发光二极管驱动电路，其中，该工作指令数据为读回指令。

本发明所述的发光二极管驱动电路，其中，该工作指令数据为地址指令。

本发明的串联式发光二极管发光系统包括有控制器与至少一个发光二极管驱动电路，该控制器输出数据信号，该数据信号为工作指令数据或发光显示数据。所述发光二极管驱动电路相互串联连接于该控制器，根据时钟信号接收该数据信号。本发明的串联式发光二极管发光系统在指令模式时，所述发光二极管驱动电路以并联数据传输方式同时储存该工作指令数据，并且在该数据传送模式时，所述发光二极管驱动电路以串联数据传输方式依次传输次级数据信号。

本发明的串联式发光二极管发光系统，其中，包括有：

控制器，输出数据信号，该数据信号为工作指令数据或发光显示数据；

至少一个发光二极管驱动电路，相互串联连接于该控制器，根据时钟信号接收该数据信号，该发光二极管驱动电路包括有：

比较单元，具有至少一个电压电平，该比较单元比较该数据信号与所述电压电平，以及输出模式选择信号；

缓存单元，包括有指令缓存器与数据缓存器，该缓存单元连接于该比较单元，受控于该模式选择信号，并且根据该时钟信号以进入指令模式或数据传送模式，该指令缓存器在该指令模式下储存该工作指令数据，该数据缓存器在该数据传送模式下储存该发光显示数据，该缓存单元并于该数据缓存器饱和时输出次级数据信号；及

驱动单元，连接于该缓存单元，该驱动单元受控于该工作指令数据，根据该发光显示数据驱动发光二极管模块；

借此，在该指令模式时所述发光二极管驱动电路以并联数据传输方式同时储存该工作指令数据，并且在该数据传送模式下，以串联数据传输方式依次传输该次级数据信号。

本发明所述的串联式发光二极管发光系统，其中，该发光二极管驱动电路还包括有整流单元，接收交变电压源以及输出直流电压。

本发明所述的串联式发光二极管发光系统，其中，该交变电压源为交变方波电压源。

本发明所述的串联式发光二极管发光系统，其中，该发光二极管驱动电路还包括有电压供应单元，该电压供应单元连接于该整流单元，并且根据该直流电压输出所述电压电平。

本发明所述的串联式发光二极管发光系统，其中，该发光二极管驱动电路还包括有电压跟随单元连接于该缓存单元，该电压跟随单元接收该次级数据信号，并调整该次级数据信号的电压电平与该数据信号的电压电平相同。

本发明所述的串联式发光二极管发光系统，其中，该缓存单元还包括有切换单元，该切换单元连接于该数据缓存器，在该数据缓存器饱和时，该切换单元根据该发光显示数据，以输出该次级数据信号到下一级的发光二极管驱动电路。

本发明所述的串联式发光二极管发光系统，其中，该发光二极管模块为全彩发光二极管。

本发明所述的串联式发光二极管发光系统，其中，该工作指令数据为锁存指令。

本发明所述的串联式发光二极管发光系统，其中，该工作指令数据为读回指令。

本发明所述的串联式发光二极管发光系统，其中，该工作指令数据为地址指令。

附图说明

图1为公知发光二极管驱动电路的电路方框示意图；

图2为公知串联式发光二极管发光系统方框示意图；

图3为本发明发光二极管驱动电路电路方框示意图；

图4为本发明的缓存单元内部方框示意图；及

图5为本发明串联式发光二极管发光系统方框示意图。

其中，附图标记说明如下：

公知：

1发光系统            10、12...1n发光二极管驱动电路

102位移缓存器        104驱动单元

本发明：

2发光系统            20、22...2n发光二极管驱动电路

202比较单元          204缓存单元     2040指令缓存器

2042数据缓存器       2044切换单元    206驱动单元

207整流单元          208电压供应单元 209电压跟随单元

具体实施方式

请参考图3，为本发明发光二极管驱动电路电路方框示意图。发光二极管驱动电路20，根据时钟信号Clock接收数据信号Data，包括有比较单元202、缓存单元204及驱动单元206。

该比较单元202，具有至少一个电压电平，该比较单元202比较该数据信号Data与所述电压电平，以及输出模式选择信号Sc，该数据信号Data可为工作指令数据或发光显示数据。配合图4，为本发明的缓存单元内部方框示意图。该缓存单元204包括有指令缓存器2040与数据缓存器2042，该缓存单元204连接于该比较单元202，受控于该模式选择信号Sc，并且根据该时钟信号Clock以进入指令模式或数据传送模式。该工作指令可为数据锁存指令(Latch Instruction)、读回指令(Read Back Instruction)或地址指令(Address Instruction)。

该指令缓存器2040在该指令模式下储存该工作指令数据，该数据缓存器2042在该数据传送模式下储存该发光显示数据，该缓存单元204并于该数据缓存器2042饱和时输出次级数据信号Data 1。驱动单元206连接于该缓存单元204，该驱动单元206受控于该工作指令数据，根据该发光显示数据驱动发光二极管模块(未标示)，该发光二极管模块为全彩发光二极管。

配合图4，再参考图3，本发明的发光二极管驱动电路20利用比较单元202接收该数据信号Data，当该数据信号Data为工作指令数据时，该数据信号Data的电平会大于比较单元202的电压电平，而发光二极管驱动电路20则会进入指令模式，以执行数据锁存指令、读回指令或地址指令等相关的工作指令。当发光二极管驱动电路20在执行数据锁存指令时，内部的驱动单元206受控于该数据锁存指令，根据存放于数据缓存器2042中的发光显示数据以驱动全彩发光二极管。当发光二极管驱动电路20在执行读回指令时，存放于数据缓存器2042中的发光显示数据会被控制器(未标示)读取。当发光二极管驱动电路20在执行地址指令时，可设定本身的地址而受控于该控制器。

此外，当该数据信号Data为发光显示数据时，该数据信号Data的电平会小于比较单元202的电压电平，而发光二极管驱动电路20则会进入数据传送模式，以执行数据的储存及传送。

再参考图3，该发光二极管驱动电路20还包括有整流单元207，整流单元207接收交变电压源AC以及输出直流电压Vc，该交变电压源AC为交变方波电压源。同时，该发光二极管驱动电路20还包括电压供应单元208连接于该整流单元207，该电压供应单元208根据该直流电压Vc输出所述电压电平。该发光二极管驱动电路20还包括电压跟随单元209连接于该缓存单元204，该电压跟随单元209接收该次级数据信号Data 1，并调整该次级数据信号Data 1的电压电平与该数据信号Data的电压电平相同。

再参考图4，该缓存单元204还包括有切换单元2044，该切换单元2044连接于该数据缓存器2042，接收该发光显示数据，并且在该数据缓存器2042饱和时输出该次级数据信号Data 1到下一级的发光二极管驱动电路(未标示)。

请参考图5，为本发明串联式发光二极管发光系统方框示意图。本发明的发光二极管发光系统2由控制器21与至少一个发光二极管驱动电路(20、22、2n)连接组成，控制器21输出数据信号Data，该数据信号Data为工作指令数据或发光显示数据。所述发光二极管驱动电路(20、22、2n)相互串联连接于该控制器21，根据时钟信号Clock接收该数据信号Data。同时，发光二极管发光系统2处于指令模式时所述发光二极管驱动电路(20、22、2n)以并联数据传输方式同时储存该工作指令数据，并且在该数据传送模式下，所述发光二极管驱动电路(20、22、2n)以串联数据传输方式依序传输次级数据信号Data 1。

再参考图5，在本发明的发光二极管发光系统2中，所述发光二极管驱动电路(20、22、2n)都受控于控制器21输出的工作指令数据，而同时进入指令模式。并且，所述发光二极管驱动电路(20、22、2n)也受控于控制器21输出的发光显示数据，而依次进入数据传送模式。在数据传送模式下，第一级发光二极管驱动电路20会先储存发光显示数据，当第一级发光二极管驱动电路20中的数据缓存器2042数据饱和时，第一级发光二极管驱动电路20内部的切换单元2044会动作，而将尚未储存的发光显示数据作为次级数据信号Data 1传送到第二级发光二极管驱动电路22。第二级发光二极管驱动电路22的动作原理与第一级发光二极管驱动电路20相同。这样，发光二极管发光系统2在数据传送模式下以串联数据传输方式依次传输该次级数据信号Data 1以实现数据的传送。

综上所述，本发明提供一种发光二极管驱动电路及串联式发光二极管发光系统，发光系统使用的发光二极管驱动电路利用整流单元与电源供应单元而得以工作于交变电压源，进而避免发生供应电压的衰减。并且发光二极管驱动电路利用内部的比较器来判断输入的数据信号，借由增加发光二极管驱动电路内部比较器的数量，发光系统无需增加传输线就可以应付新增的功能。同时，本发明的发光系统可受控于该控制器而进入指令模式或数据传送模式，以达到各种发光显示的需求。

但是，以上所述仅为本发明最佳之一的具体实施例的详细说明与附图，任何本领域的技术人员在本发明的领域内，可轻易想到的变化或修改都可涵盖在以下本发明的权利要求书的范围内。

Claims (16)

1.一种发光二极管驱动电路，根据时钟信号接收数据信号，其特征在于，包括有：

整流单元，接收交变电压源以及输出直流电压；

电压供应单元，连接于该整流单元，该电压供应单元根据该直流电压，用以输出至少一电压电平；

比较单元，连接于该电压供应单元，接收所述电压电平，该比较单元比较该数据信号与所述电压电平，以及输出模式选择信号，该数据信号为工作指令数据或发光显示数据；

缓存单元，包括有指令缓存器与数据缓存器，该缓存单元连接于该比较单元，受控于该模式选择信号，并且根据该时钟信号以进入指令模式或数据传送模式，该指令缓存器在该指令模式下储存该工作指令数据，该数据缓存器在该数据传送模式下储存该发光显示数据，该缓存单元并于该数据缓存器饱和时输出次级数据信号；及

驱动单元，连接于该缓存单元，该驱动单元受控于该工作指令数据，根据该发光显示数据驱动发光二极管模块。

2.如权利要求1所述的发光二极管驱动电路，其特征在于，该交变电压源为交变方波电压源。

3.如权利要求1所述的发光二极管驱动电路，其特征在于，还包括有电压跟随单元连接于该缓存单元，该电压跟随单元接收该次级数据信号，并调整该次级数据信号的电压电平与该数据信号的电压电平相同。

4.如权利要求3所述的发光二极管驱动电路，其特征在于，该缓存单元还包括有切换单元，该切换单元连接于该数据缓存器，接收该发光显示数据，并且在该数据缓存器饱和时输出该次级数据信号。

5.如权利要求1所述的发光二极管驱动电路，其特征在于，该发光二极管模块为全彩发光二极管。

6.如权利要求1所述的发光二极管驱动电路，其特征在于，该工作指令数据为锁存指令。

7.如权利要求1所述的发光二极管驱动电路，其特征在于，该工作指令数据为读回指令。

8.如权利要求1所述的发光二极管驱动电路，其特征在于，该工作指令数据为地址指令。

9.一种串联式发光二极管发光系统，其特征在于，包括有：

控制器，输出数据信号，该数据信号为工作指令数据或发光显示数据；

至少一个发光二极管驱动电路，相互串联连接于该控制器，根据时钟信号接收该数据信号，该发光二极管驱动电路，包括有：

整流单元，接收交变电压源以及输出直流电压；

电压供应单元，连接于该整流单元，该电压供应单元根据该直流电压，用以输出至少一电压电平；

比较单元，连接于该电压供应单元，接收所述电压电平，该比较单元比较该数据信号与所述电压电平，以及输出模式选择信号；

缓存单元，包括有指令缓存器与数据缓存器，该缓存单元连接于该比较单元，受控于该模式选择信号，并且根据该时钟信号以进入指令模式或数据传送模式，该指令缓存器在该指令模式下储存该工作指令数据，该数据缓存器在该数据传送模式下储存该发光显示数据，该缓存单元并于该数据缓存器饱和时输出次级数据信号；及

驱动单元，连接于该缓存单元，该驱动单元受控于该工作指令数据，根据该发光显示数据驱动发光二极管模块；

借此，在该指令模式时所述发光二极管驱动电路以并联数据传输方式同时储存该工作指令数据，并且在该数据传送模式下，以串联数据传输方式依次传输该次级数据信号。

10.如权利要求9所述的串联式发光二极管发光系统，其特征在于，该交变电压源为交变方波电压源。

11.如权利要求9所述的串联式发光二极管发光系统，其特征在于，该发光二极管驱动电路还包括有电压跟随单元连接于该缓存单元，该电压跟随单元接收该次级数据信号，并调整该次级数据信号的电压电平与该数据信号的电压电平相同。

12.如权利要求11所述的串联式发光二极管发光系统，其特征在于，该缓存单元还包括有切换单元，该切换单元连接于该数据缓存器，在该数据缓存器饱和时，该切换单元根据该发光显示数据，以输出该次级数据信号到下一级的发光二极管驱动电路。

13.如权利要求9所述的串联式发光二极管发光系统，其特征在于，该发光二极管模块为全彩发光二极管。

14.如权利要求9所述的串联式发光二极管发光系统，其特征在于，该工作指令数据为锁存指令。

15.如权利要求9所述的串联式发光二极管发光系统，其特征在于，该工作指令数据为读回指令。

16.如权利要求9所述的串联式发光二极管发光系统，其特征在于，该工作指令数据为地址指令。

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