CN101771404B - 一种led控制芯片 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种LED控制芯片，其中，包括数据控制模块、电压模块和脉冲调制模块；所述数据控制模块接收第一信号，进行处理，输出作为外部各负载输入条件的第二信号；所述电压模块与所述脉冲调制模块、所述数据控制模块相连接，并连接到外部交流电源，用于将所述交流电转换为直流电，并输出预设电压到所述数据控制模块和所述脉冲调制模块；所述脉冲调制模块接收所述第二信号，根据所述第二信号，调整输出条件，为外部各负载进行供电；所述脉冲控制子模块包括脉冲宽度调制子模块和脉冲频率调制子模块，用于根据所述第二信号，分别控制所述功率MOSFET调整所述输出条件。本发明可直接采用市电供电，在低负荷和高负荷时效率都比较高。
Description
技术领域
本发明涉及一种LED控制领域，特别是，涉及一种LED控制芯片。
背景技术
现有技术中，LED控制芯片一般通过外接变压器与市电交流电连接，通过变压器将交流电转换为直流电，再通过降压器转为合适的低压后为LED控制芯片进行供电，连接的器件较多，较复杂。
并且，LED控制芯片一般通过集成脉冲宽度调制(PWM，PulseWidthModulation)来调节其电流、或电压、或功率，脉冲宽度调制(PWM)是目前应用最为广泛的一种控制方式，脉冲宽度调制(PWM)具有噪音低、满负载时效率高且能工作在连续导电模式的优点，但是由于采用PWM控制，电流输出较大，在低负荷时效率比较低，损耗较大。
因此，现有技术存在缺陷，需要改进。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供一种可直接采用市电交供电，并且，在低负荷和高负荷时效率都比较高的LED控制芯片。
本发明的技术方案如下：一种LED控制芯片，其中，包括数据控制模块、电压模块和脉冲调制模块；所述数据控制模块设置第一信号输入接口，用于通过所述第一信号输入接口，接收第一信号，进行处理，输出作为外部各负载输入条件的第二信号，所述输入条件至少包括输入电流、输入电压、输入功率其中之一；所述电压模块与所述脉冲调制模块、所述数据控制模块相连接，并连接到外部交流电源，用于将外部的交流电转换为直流电，并调整得到一预设电压，输出所述预设电压到所述数据控制模块和所述脉冲调制模块；所述脉冲调制模块设置第二信号输入接口、脉冲控制子模块和功率MOSFET，通过所述第二信号输入接口接收所述第二信号，所述脉冲控制子模块根据所述第二信号，控制所述功率MOSFET调整输出条件，为外部各负载进行供电，所述输出条件至少包括输出电流、输出电压、输出功率其中之一；其中，所述脉冲控制子模块包括脉冲宽度调制子模块和脉冲频率调制子模块，所述脉冲宽度调制子模块和所述脉冲频率调制子模块分别与所述功率MOSFET相连接，用于根据所述第二信号，分别控制所述功率MOSFET调整所述输出条件。
所述的LED控制芯片，其中，所述沟道功率MOSFET是P沟道功率MOSFET和/或N沟道功率MOSFET。
所述的LED控制芯片，其中，在所述脉冲宽度调制子模块和所述脉冲频率调制子模块之间，还设置一自动切换子模块，用于按预设置条件自动选择所述脉冲宽度调制子模块和/或所述脉冲频率调制子模块并切换调制方式。
所述的LED控制芯片，其中，所述电压模块设置至少两精密电阻。
所述的LED控制芯片，其中，还设置一逐点调整模块，所述脉冲调制模块通过所述逐点调整模块连接到外部各负载，用于输入调整数据，根据所述调整数据调整所述输出条件，以控制外部各负载的亮度。
所述的LED控制芯片，其中，所述逐点调整模块设置存储子模块和调整子模块，所述存储子模块用于接收所述调整数据并存储，所述调整子模块用于调用所述调整数据，调整所述输出条件。
所述的LED控制芯片，其中，还设置一检测模块，与外部的各负载连接，用于检测外部各负载的显示数据，判断各负载的连接状态，并发送给外部的显示终端
所述的LED控制芯片，其中，所述检测模块设置纠错子模块，与所述数据控制模块相连接，用于根据所述显示数据，纠正所述第二信号，并发送到所述脉冲调制模块。
所述的LED控制芯片，其中，所述数据控制模块设置第一主信号输入接口和第一从信号输入接口，分别用于接收外部的第一主信号和第一从信号，所述数据控制模块还用于根据所述第一主信号或所述第一从信号，进行处理，输出所述第二信号。
所述的LED控制芯片，其中，所述数据控制模块还设置一判断子模块，用于判断所述第一主信号为故障时，选用所述第一从信号，由所述数据控制模块进行处理。
采用上述方案，通过在所述LED控制芯片内集成数据控制模块、电压模块和脉冲调制模块，电压模块直接可以起到变压和降压的效果，因此，可使所述LED控制芯片直接采用市电供电；并且，通过在所述脉冲调制模块设置脉冲宽度调制子模块和脉冲频率调制(PFM，PulseFrequencyModulation)子模块，在低负荷时采用脉冲宽度调制子模块进行调制，在高负荷时转为脉冲频率调制子模块进行调制，可同时具有脉冲宽度调制子模块和脉冲频率调制子模块的优点，调制效率高，效果好。
附图说明
图1是本发明中实施例1的示意图；
图2是本发明中实施例2的示意图；
图3是本发明中实施例3的示意图；
图4是本发明中实施例4的示意图；
图5是本发明中实施例5的示意图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例，对本发明进行详细说明。
实施例1
如图1所示，本实施例提供了一种LED控制芯片，所述LED控制芯片集成有数据控制模块、电压模块和脉冲调制模块；所述LED控制芯片与外面的负载相连接，用于控制所述负载发光，实现点亮、闪烁、追逐、显示动画等效果，各负载为各灯具或显示装置，如：LED路灯、LED台灯、LED日光灯、LED显示屏等。
所述电压模块与所述脉冲调制模块、所述数据控制模块相连接，并且，所述电压模块连接到外部交流电源，如，所述交流电源可以为市电交流电，所述电压模块将所述交流电转换为直流电，并且，将所述直流电转换为预设电压，然后将预设电压输出到所述数据控制模块和所述脉冲调制模块。预设电压为所述数据控制模块和/或所述脉冲调制模块的工作电压；这两个工作电压可以相同，也可以根据实际情况存在区别。这两个工作电压不相同时，可以通过电阻调整输出，例如，通过一个多输出端的可变电阻实现。
例如，通过所述电压模块内设置一个或多个精密电阻，通过精密电阻来调整所述直流电，得到预设电压，各精密电阻可以采用串联或并联的方式。
例如，所述电压模块设置有变压电路，所述变压电路可以将外部的交流电转换为直流电，并且，所述变压电路与两个或多个相互串联的精密电阻相连接，通过调节精密电阻的阻值，可以输出预设电压，如，输出预设电压3V、或者输出预设电压5V、或者输出预设电压12V等，以提供给所述数据控制模块和所述脉冲调制模块。
所述数据控制模块分别与所述电压模块、外部的控制系统相连接，通过所述电压模块供电；并且，外部的控制系统向所述数据控制模块发送用于控制各负载的第一信号，所述数据控制模块设置第一信号输入接口，接收所述第一信号，并且，根据各负载的设置对所述第一信号进行处理，各负载的设置指，各负载的数量、分布情况、每一负载显示的状态参数等；处理后，输出作为外部各负载输入条件的第二信号，根据所述第二信号，来控制各负载。
其中，各负载的输入条件至少包括输入电流、输入电压、输入功率其中之一；例如，所述输入条件为输入电流；或者，所述输入条件为输入电压和输入电流等；所述输出条件至少包括输出电流、输出电压、输出功率其中之一；例如，所述输出条件为输出电流；或者，所述输出条件为输出电压和输出电流等。
所述脉冲调制模块分别与所述电压模块、所述数据控制模块相连接，通过所述电压模块供电，并且，所述脉冲调制模块设置第二信号输入接口，用于接收来自所述数据控制模块的第二信号。
并且，所述脉冲调制模块还设置脉冲控制子模块和功率MOSFET，其中，所述脉冲控制子模块包括脉冲宽度调制(PWM)子模块和脉冲频率调制(PFM)子模块，所述脉冲宽度调制子模块和所述脉冲频率调制子模块分别与所述功率MOSFET相连接，用于根据所述第二信号，分别控制所述功率MOSFET调整所述输出条件。
其中，所述输出条件即为所述LED控制芯片的输出条件，即与上述各负载的输入条件相对应，一般为与上述各负载的输入条件相同；所述输出条件至少包括输出电流、输出电压、输出功率其中之一；例如，所述输出条件为输出电流；或者，所述输出条件为输出电压和输出电流等；所述输出条件至少包括输出电流、输出电压、输出功率其中之一；例如，所述输出条件为输出电流；或者，所述输出条件为输出电压和输出电流等。
所述脉冲调制模块通过控制所述功率MOSFET开关变化的次数进行控制，从而调节所述LED控制芯片的输出条件。例如，一般地，在各负载为灯具，并且，负载的数量较少时，可以采用脉冲频率调制子模块控制，即，当输出电压达到在设定电压以上时，功率MOSFET开关即会停止开关，在下降到设定输出条件前，脉冲频率调制子模块进行任何操作，但如果输出电压下降到设定电压以下，脉冲频率调制子模块开启，接通功率MOSFET开关，使输出条件达到预设输出条件，以控制各负载，所述预设输出条件指的是，根据显示效果，如变亮、变暗、闪烁、跳跃、显示动画等显示效果，对应每一负载的各LED发光二极管状态的电信号。如此，可以使所述LED控制芯片消耗电流较小，效率高。
或者，在各负载为显示屏，或者为灯具，并且，负载的数量较多时，可采用脉冲宽度调制子模块控制，在达到输出条件设定值时，脉冲宽度调制子模块减少流入线圈的电流，调整升压使其与设定输出条件保持一致。
通过同时设置脉冲宽度调制子模块和脉冲频率调制子模块，可以同时具有脉冲宽度调制子模块和脉冲频率调制子模块的优点，控制效率高，电流损耗小。
其中，所述功率MOSFET是P沟道功率MOSFET、或者为N沟道功率MOSFET、或者为P沟道功率MOSFET和N沟道功率MOSFET。例如，使用N沟道功率MOSFET用来做开关时，N沟道功率MOSFET开关可以在线性区操作，并且，N沟道功率MOSFET的源极与漏极的电压在开关为导通时会趋向一致；或者，使用P沟道功率MOSFET做开关时，其基极接至电路里电位最高的地方，通常是电源；或者，当而同时使用一个P沟道功率MOSFET加上N沟道功率MOSFET作为开关使，所以开关的电阻几乎可以保持定值，减少讯号失真。
实施例2
如图2所示，在上述各例的基础上，本实施例提供的LED控制芯片中，在所述脉冲宽度调制子模块和所述脉冲频率调制子模块之间，还设置一自动切换子模块。
所述自动切换子模块可以用于按预设置条件自动选择所述脉冲宽度调制子模块和/或所述脉冲频率调制子模块并切换调制方式，例如，选择所述脉冲宽度调制子模块进行调制；或者，选择所述脉冲频率调制子模块进行调制；或者，所述脉冲宽度调制子模块和所述脉冲频率调制子模块，并且，在两者之间进行切换调制方式。
又如，在各负载为显示屏，或者为各多个灯具串联或并联时，选择所述脉冲宽度调制子模块进行调制；或者，在各负载为较少灯具串联或并联时，选择所述脉冲频率调制子模块进行调制；或者，同时选择所述脉冲宽度调制子模块和所述脉冲频率调制子模块，当点亮的负载较少时，切换到脉冲宽度调制子模块进行调制，当点亮负载较多时，即切换到脉冲宽度调制子模块进行调制，并且，还可以根据时间，来切换两者的调制方式。
实施例3
如图3所示，在上述各例的基础上，本实施例提供的LED控制芯片中，还设置一逐点调整模块，所述调整模块用于调整与所述LED控制芯片相连接的各负载的亮度。
例如，调整LED显示屏中各LED像素点的各色LED发光二极管的亮度，使各LED像素点显示均一，显示效果好；或者，调整各LED路灯的各LED发光二级管的亮度，使各LED路灯的亮度达到标准值，或者通过调整各色LED发光二极管的亮度比例，得到发白色光、或黄色光的LED路灯等。
并且，所述逐点调整模块一端与所述脉冲调制模块相连接，所述逐点调整模块另一端与各负载相连接，并且，所述逐点调整模块设置一数据输入接口，通过所述数据输入接口接收外部的调整数据，并且，根据所述调整数据来调整所述输出条件，以控制外部各负载的亮度。其中，所述调整数据为根据各负载的显示参数而得到的调整数据，用于调整各负载的亮度，以及各负载的均一性，使各负载的显示效果达到最佳。
或者，还可以在所述逐点调整模块中，设置存储子模块和调整子模块，所述存储子模块用于接收所述调整数据并存储，再通过所述调整子模块调用所述调整数据，调整所述输出条件；通过在所述调整模块中设置存储子模块，可以使在需要调整各负载时，非常方便快捷。
实施例4
如图4所示，在上述各例的基础上，本实施例提供的所述LED控制芯片中，还设置有一检测模块，所述检测模块与外部的各负载连接，用于检测外部各负载的显示数据，并且，根据所述显示数据，判断各负载的连接状态，并发送给外部的显示终端，通过显示终端可以直观各负载为连接或断开，或者，通过所述显示数据，可以判断各负载显示是否异常，从而可以快速发现故障，找出原因，并且，进行维修，使用非常方便。
又如，所述检测模块还可以设置一纠错子模块，所述纠错子模块，一端与所述数据控制模块相连接，另一端与所述脉冲调制模块相连接，所述数据控制模块将所述第二信号输入至所述纠错子模块中，所述纠错子模块根据所述显示数据与原始数据的差异，纠正所述第二信号后，再发送到所述脉冲调制模块，所述脉冲调制模块根据纠正后的所述第二信号，控制所述功率MOSFET调整所述输出条件。如此，避免了所述数据控制模块在处理第一信号，输出第二信号时发生错误，例如，发生数据丢失、错码等。
实施例5
如图5所示，在上述各例的基础上，本实施例提供的所述LED控制芯片中，所述数据控制模块设置有第一主信号输入接口和第一从信号输入接口，分别用于接收外部的第一主信号和第一从信号，一般所述数据控制模块通过一主信号线输入第一主信号，并且，通过一条或多条从信号线输入第一从信号，所述第一主信号和第一从信号可以为相同的控制信号，用于控制各负载。
所述数据控制模块根据所述第一主信号或所述第一从信号，进行处理，输出所述第二信号。例如，所述第一主信号或所述第一从信号均为正确时，所述数据控制模块根据所述第一主信号，进行处理，输出所述第二信号；当所述第一主信号发生故障时，如数据丢失、乱码，或无信号输入时，所述数据控制模块则根据所述第一从信号，进行处理，输出所述第二信号。即所述第一从信号为所述第一主信号的备份，在第一主信号发生故障，或无法输入时，所述第一从信号代理所述第一主信号，不影响所述数据控制模块的工作，即不影响所述LED控制芯片的控制性能。
并且，所述数据控制模块还可以设置一判断子模块，所述判断模块设置第一主信号输入接口和第一从信号输入接口，通过第一主信号输入接口输入第一主信号，并且，通过第一从信号输入接口输入第一从信号，并且，判断所述第一主信号是否为故障，当所述第一主信号为故障时，选用所述第一从信号，由所述数据控制模块进行处理。
应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。
Claims (5)
1.一种LED控制芯片，其特征在于，包括数据控制模块、电压模块和脉冲调制模块；
所述数据控制模块设置第一信号输入接口，用于通过所述第一信号输入接口，接收第一信号，进行处理，输出作为外部各负载输入条件的第二信号，所述输入条件至少包括输入电流、输入电压、输入功率其中之一；
所述电压模块设置至少两精密电阻，所述电压模块与所述脉冲调制模块、所述数据控制模块相连接，并连接到外部交流电源，用于将外部的交流电转换为直流电，并通过所述精密电阻来调整所述直流电，得到预设电压，输出所述预设电压到所述数据控制模块和所述脉冲调制模块；
所述脉冲调制模块设置第二信号输入接口、脉冲控制子模块和功率MOSFET，通过所述第二信号输入接口接收所述第二信号，所述脉冲控制子模块根据所述第二信号，控制所述功率MOSFET调整输出条件，为外部各负载进行供电，所述输出条件至少包括输出电流、输出电压、输出功率其中之一；
其中，所述脉冲控制子模块包括脉冲宽度调制子模块和脉冲频率调制子模块，所述脉冲宽度调制子模块和所述脉冲频率调制子模块分别与所述功率MOSFET相连接，用于根据所述第二信号，分别控制所述功率MOSFET调整所述输出条件；
还设置一检测模块，与外部的各负载连接，用于检测外部各负载的显示数据，判断各负载的连接状态，并发送给外部的显示终端；
所述检测模块设置纠错子模块，与所述数据控制模块相连接，用于根据所述显示数据，纠正所述第二信号，并发送到所述脉冲调制模块；
所述第一信号包括第一主信号和第一从信号，所述第一信号输入接口包括第一主信号接口和第一从信号接口，所述第一主信号输入接口和第一从信号输入接口分别用于接收外部的第一主信号和第一从信号，所述数据控制模块还用于根据所述第一主信号或所述第一从信号，进行处理，输出所述第二信号；
所述数据控制模块还设置一判断子模块，用于判断所述第一主信号为故障时，选用所述第一从信号，由所述数据控制模块进行处理。
2.根据权利要求1所述的LED控制芯片，其特征在于，所述功率MOSFET是P沟道功率MOSFET和/或N沟道功率MOSFET。
3.根据权利要求1所述的LED控制芯片，其特征在于，在所述脉冲宽度调制子模块和所述脉冲频率调制子模块之间，还设置一自动切换子模块，用于按预设置条件自动选择所述脉冲宽度调制子模块和/或所述脉冲频率调制子模块并切换调制方式。
4.根据权利要求1所述的LED控制芯片，其特征在于，还设置一逐点调整模块，所述脉冲调制模块通过所述逐点调整模块连接到外部各负载，用于输入调整数据，根据所述调整数据调整所述输出条件，以控制外部各负载的亮度。
5.根据权利要求4所述的LED控制芯片，其特征在于，所述逐点调整模块设置存储子模块和调整子模块，所述存储子模块用于接收所述调整数据并存储，所述调整子模块用于调用所述调整数据，调整所述输出条件。
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Legal Events
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Owner name: HU'NAN QIU ZEYOU PATENT STRATEGIC PLANNING CO., LT Free format text: FORMER OWNER: QIU ZEYOU Effective date: 20101101 |
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Free format text: CORRECT: ADDRESS; FROM: 410005 28/F, SHUNTIANCHENG, NO.185, FURONG MIDDLE ROAD, CHANGSHA CITY, HU'NAN PROVINCE TO: 410205 JUXING INDUSTRY BASE, NO.8, LUJING ROAD, CHANGSHA HIGH-TECH. DEVELOPMENT ZONE, YUELU DISTRICT, CHANGSHA CITY, HU'NAN PROVINCE |
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Granted publication date: 20160120 Termination date: 20200108 |