CN102231258A - 一种消除led动态显示残影的方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种消除LED动态显示残影的方法及系统。该系统在进行LED阵列中的LED行切换时，主控制器先将译码电路的片选信号置为无效，使得连接电源模块和LED阵列中各行LED的开关管关断，然后主控制器在预设的时间段内打开恒流驱动电路的多个恒流源，以完全释放开关管上的寄生电荷，从而消除LED动态显示残影。本发明不需要改变硬件结构，需要极短的时间即可有效的消除LED动态显示的残影，相比传统的依靠延时等待的泄放电流的方法，大大缩短了泄放的时间，从而增加了LED的开启时间占空比，在相同恒流源电流下提高了LED的亮度，降低了对LED的功率要求，节省了LED成本，也延长了LED的使用寿命。
Description
技术领域
本发明涉及LED显示领域，尤其涉及一种消除LED动态显示残影的方法及系统。
背景技术
一个LED动态显示系统，如图1所示，主要包括电源模块1、LED阵列2、恒流驱动电路3、m个开关管6-1～6-m、译码电路7和主控制器8。电源模块1输出直流电源VCC，给LED阵列2和恒流驱动电路3供电。LED阵列2由m行n列共m×n个LED组成，每个LED包含阳极和阴极。恒流驱动电路3包括控制模块4和n个通道的恒流源5-1～5-n，其中每个通道恒流源用来给LED提供一个恒定电流，恒流源5-1～5-n的开启与关断通过控制信号CTRL1～CTRLn受恒流控制模块4控制，恒定电流的大小和恒流源的开启时间占空比共同决定LED的亮度。LED显示系统的显示方式可以分为静态显示和动态显示，静态显示是指恒流驱动电路的每个恒流源通道始终驱动一路特定的LED，动态显示是指恒流驱动电路的每个恒流源通道在不同的时间可以分别驱动不同的LED。开关管6-1～6-m和译码电路7是LED动态显示系统所需要的。LED显示屏上的开关管通常采用PMOS管，包含源极，漏极和栅极。每个开关管的源极接电源VCC，漏极接一行LED的阳极，m个开关管共连接m行LED的阳极，n列LED的阴极分别连接到n个恒流源，这样每个恒流源连接m个LED的阴极。译码电路包含片选输入端CS，编码输入端CODE[a:1]和译码输出端DECODE[2a:1]，其中2a≥m。译码电路所有输出端中的m个输出端DECODE[m:1]分别连接m个开关管的栅极，用以控制m行LED跟电源之间的通断。当CS端接无效信号时，译码电路的所有输出端都处于无效状态，即m个开关管都被关断。当CS端接有效信号时，译码电路在同一时间里只有一个输出信号是有效的，这就决定了在同一个时间内只有一个开关管是导通的，只有跟这个导通的开关管相连的一行LED是跟电源连通的，是有效的，其余m-1行LED都是无效的。主控制器8负责给译码电路7提供片选信号CS和编码信号CODE[a:1]，用以选择当前想要显示的一行LED使其有效，主控制器8还通过通信总线9跟恒流驱动电路3的恒流控制模块4进行通信，用来控制CTRL1～CTRLn信号的占空比，从而控制当前有效的一行LED中每个LED的亮度。
由于开关管一般面积比较大，有着比较大的寄生电容，当某开关管导通时，其漏端电压接近电源电压，在行切换时，需要将该开关管关断以使该开关管所连接的一行LED无效，并将下一个开关管开启以显示下一行LED，由于管子的寄生电容的存在，刚被关断的开关管的漏端电压仍然保持在接近电源电压，需要等待一段时间才能将漏端的电荷泄放掉，从而使漏端电压降下去。如果不等其漏端电压降下去，就按下一行要显示的数据将恒流源开启，则由于m行LED的阴极都接到同一组恒流源，刚刚被关断的开关管的漏端电荷通过跟其相连的应该被无效掉的一行LED泄放到开启的恒流源中去，如果此时开启的恒流源数量较少，则被关断的开关管漏端的电荷集中通过少数的LED泄放，可以使这些本来已被无效掉不应该亮的LED出现眼睛能明显感觉到的微亮，这里称之为残影，此时开启的恒流源越少，残影就越明显。
为了消除残影，通常需要在行切换时将当前导通的开关管关断后，先等待一段时间，等到被关断的开关管的漏端电压降下去以后再将下一行开启。这样需要等待的时间是比较长的，不但牺牲了刷新率，更重要的是在等待的过程中所有LED都是不亮的，就会使显示屏的整体亮度降下来，为了提高亮度，就要增大恒流源的电流，就需要选择功率更大或者亮度更高的LED，大大提高了LED显示屏的成本。
发明内容
针对现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种消除LED动态显示残影的方法及系统。
本发明提供了一种消除LED动态显示残影的系统，包括电源模块，LED阵列，恒流驱动电路，开关管，译码电路，以及主控制器，
所述电源模块输出直流电源给LED阵列和恒流驱动电路供电；
LED阵列，所述LED阵列由多个LED组成，每个LED包含阳极和阴极；
恒流驱动电路，所述恒流驱动电路为LED阵列提供若干通道的恒流源，恒流源电流的大小直接影响LED的亮度，恒流源的通断由内部恒流控制模块来控制；
开关管，所述开关管源极连接电源，漏极连接LED阵列中一行LED的阳极，开关管的导通或关断决定跟其相连的一行LED是跟电源模块连接还是断开；
译码电路，所述译码电路的输入端接受主控制器的控制，输出端可以控制多个开关管的通断，从而实现LED动态显示的行切换；
主控制器，所述主控制器跟恒流驱动电路内部的恒流控制模块进行通信，用于将需要显示的灰度数据及控制信息发送给恒流驱动电路，用来控制LED阵列的显示内容和显示效果，所述主控制器还给译码电路提供片选信号和编码输入，用以控制LED动态显示的行切换；
主控制器，在进行LED阵列中的LED行切换时，先将译码电路的片选信号置为无效，使得连接电源模块和LED阵列中各行LED的开关管关断，然后在预设的时间段内打开恒流驱动电路的多个恒流源，以完全释放开关管上的寄生电荷，从而消除LED动态显示残影。
在一个示例中，主控制器，用于在预设的时间段内打开恒流驱动电路的所有恒流源。
在一个示例中，主控制器，用于通过通信总线打开恒流驱动电路的恒流源。
在一个示例中，预设的时间段为1ns-10μs。
本发明提供了一种消除LED动态显示残影的方法，在进行LED阵列中的LED行切换时，主控制器先将译码电路的片选信号置为无效，使得连接电源模块和LED阵列中各行LED的开关管关断，然后主控制器在预设的时间段内打开恒流驱动电路的多个恒流源，以完全释放开关管上的寄生电荷，从而消除LED动态显示残影。
在一个示例中，主控制器在预设的时间段内打开恒流驱动电路的所有恒流源。
在一个示例中，主控制器通过通信总线打开恒流驱动电路的恒流源。
在一个示例中，预设的时间段为1ns-10μs。
本发明有益效果是：不需要改变硬件结构，需要极短的时间即可有效的消除LED动态显示的残影，相比传统的依靠延时等待的泄放电流的方法，大大缩短了泄放的时间，从而增加了LED的开启时间占空比，在相同恒流源电流下提高了LED的亮度，降低了对LED的功率要求，节省了LED成本，也延长了LED的使用寿命。
附图说明
下面结合附图来对本发明作进一步详细说明，其中：
图1是LED动态显示系统结构图；
图2是本发明提供的消除LED动态显示残影的方法流程图。
具体实施方式
本发明旨在解决现有LED动态显示系统的上述缺陷，提出一种可以简单有效的消除残影的方法。该方法不需要改变传统的系统结构，仅仅通过改变控制方式，在进行LED行切换时把被关断开关管的漏端寄生电荷通过所有跟该开关管连接的LED共同泄放掉，让多个LED一起泄放开关管的漏端电荷以弱化流过各个LED的电流，从而消除残影的出现。
所述的可以消除残影的LED动态显示系统，包括：
电源模块1，所述电源模块1输出直流电源给LED阵列2和恒流驱动电路3供电。
LED阵列2，所述LED阵列2由多个LED组成，每个LED包含阳极和阴极，显示内容和显示效果就是通过改变各个LED的灰度和亮度来实现的。
恒流驱动电路3，所述恒流驱动电路3为LED阵列2提供若干通道的恒流源5-1～5-n，恒流源5-1～5-n电流的大小直接影响LED的亮度，恒流源5-1～5-n的通断由内部恒流控制模块4来控制。
开关管6-1～6-m，所述开关管6-1～6-m源级连接电源，漏极连接LED阵列2中一行LED的阳极，开关管6-1～6-m的导通或关断决定跟其相连的一行LED是跟电源模块1连接还是断开。
译码电路7，所述译码电路7的输入端接受主控制器8的控制，输出端可以控制多个开关管6-1～6-m的通断，从而实现LED动态显示的行切换。
主控制器8，所述主控制8器跟恒流驱动电路3内部的恒流控制模块4进行通信，用于将需要显示的灰度数据及控制信息发送给恒流驱动电路3，用来控制LED阵列的显示内容和显示效果，所述主控制器8还给译码电路7提供片选信号和编码输入，用以控制LED动态显示的行切换。
基于以上结构，如图2所示，整个系统消除显示残影的控制过程可以这样描述：在进行LED阵列中的LED行切换时，主控制器8先将译码电路7的片选信号CS置为无效，使得连接电源模块1和LED阵列2中各行LED的开关管6-1～6-m关断，紧接着主控制器8通过通信总线将恒流驱动电路3的所有恒流源5-1～5-n打开一段很短的时间，比如100nS，主动将所有开关管6-1～6-m上的寄生电荷放光。由于寄生电荷是少量的，通过多个LED一起泄放，每个LED上流过的电流是微量的，不足以让人眼感受到LED发光，从而避免了开关管上寄生电荷通过少数LED集中泄放引起的残影。
以上所述仅为本发明的优选实施方式，但本发明保护范围并不局限于此。任何本领域的技术人员在本发明公开的技术范围内，均可对其进行适当的改变或变化，而这种改变或变化都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种消除LED动态显示残影的系统，包括电源模块，LED阵列，恒流驱动电路，开关管，译码电路，以及主控制器，
所述电源模块输出直流电源给LED阵列和恒流驱动电路供电；
LED阵列，所述LED阵列由多个LED组成，每个LED包含阳极和阴极；
恒流驱动电路，所述恒流驱动电路为LED阵列提供若干通道的恒流源，恒流源电流的大小直接影响LED的亮度，恒流源的通断由内部恒流控制模块来控制；
开关管，所述开关管源极连接电源，漏极连接LED阵列中一行LED的阳极，开关管的导通或关断决定跟其相连的一行LED是跟电源模块连接还是断开；
译码电路，所述译码电路的输入端接受主控制器的控制，输出端可以控制多个开关管的通断，从而实现LED动态显示的行切换；
主控制器，所述主控制器跟恒流驱动电路内部的恒流控制模块进行通信，用于将需要显示的灰度数据及控制信息发送给恒流驱动电路，用来控制LED阵列的显示内容和显示效果，所述主控制器还给译码电路提供片选信号和编码输入，用以控制LED动态显示的行切换；
其特征在于，主控制器，在进行LED阵列中的LED行切换时，先将译码电路的片选信号置为无效，使得连接电源模块和LED阵列中各行LED的开关管关断，然后在预设的时间段内打开恒流驱动电路的多个恒流源，以完全释放开关管上的寄生电荷，从而消除LED动态显示残影。
2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，主控制器，用于在预设的时间段内打开恒流驱动电路的所有恒流源。
3.如权利要求1所述的系统，其特征在于，主控制器，用于通过通信总线打开恒流驱动电路的恒流源。
4.如权利要求1所述的系统，其特征在于，预设的时间段为1ns-10μs。
5.一种消除LED动态显示残影的方法，其特征在于，在进行LED阵列中的LED行切换时，主控制器先将译码电路的片选信号置为无效，使得连接电源模块和LED阵列中各行LED的开关管关断，然后主控制器在预设的时间段内打开恒流驱动电路的多个恒流源，以完全释放开关管上的寄生电荷，从而消除LED动态显示残影。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，主控制器在预设的时间段内打开恒流驱动电路的所有恒流源。
7.如权利要求5所述的方法，其特征在于，主控制器通过通信总线打开恒流驱动电路的恒流源。
8.如权利要求5所述的方法，其特征在于，预设的时间段为1ns-10μs。
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