CN102892236B

CN102892236B - Led驱动方法及驱动电路

Info

Publication number: CN102892236B
Application number: CN201210393775.0A
Authority: CN
Inventors: 张伟; 阮灿坤; 陆周; 门洪达; 李杰平
Original assignee: SHENZHEN TITAN MICRO ELECTRONICS CO Ltd
Current assignee: Shenzhen Titan Micro Electronics Co., Ltd
Priority date: 2012-10-16
Filing date: 2012-10-16
Publication date: 2015-01-07
Anticipated expiration: 2032-10-16
Also published as: CN102892236A

Abstract

本发明提供一种LED驱动方法，用于驱动流星灯相邻LED的辉度平缓变化，对每一颗LED，每隔一段时间输入驱动LED发光的数据帧，相邻两个数据帧的数据变化将流星灯中每一颗LED的辉度从该LED在前一数据帧的辉度调整为相邻的前一颗LED在所述前一数据帧的辉度，在每一颗LED的辉度从该LED在前一数据帧的辉度调整为相邻的前一颗LED在所述前一数据帧的辉度的数据帧之间，插入至少两个数据帧，所述插入的至少两个数据帧使得每一颗LED在辉度调整的过程中辉度呈现平滑变化。控制每一颗LED辉度平缓变化，避免辉度变化过大产生闪烁抖动的现象，并且相邻LED之间辉度变化平缓，避免相邻LED之间辉度出现跳动，使流星灯流动过程中产生平滑流畅的流星效果。

Description

LED驱动方法及驱动电路

技术领域

本发明涉及LED驱动领域，特别是涉及一种LED驱动方法以及一种LED驱动电路。

背景技术

随着发光二极管（LED）技术的发展，LED的应用变得十分广泛。一般LED辉度值变化的驱动采用脉冲宽度调制（PWM）驱动方式，以不同占空比实现各LED的不同辉度。

LED流星灯，是一种流动时形成流星效果的LED花样。其中流星效果是流星灯头部较亮，尾部较暗，各个LED的辉度按照线性变化的规律流动形成流星效果，再循环流动便形成了流星雨。

传统的流星灯，流星辉度流动过程不平滑，肉眼观察流星灯时出现闪烁抖动现象，影响视觉效果。

发明内容

基于此，有必要提供一种能够实现LED流星灯辉度平滑变化的驱动方法。

此外，还提供一种LED驱动电路。

一种LED驱动方法，用于驱动流星灯相邻LED的辉度平缓变化，对每一颗LED，每隔一段时间输入驱动LED发光的数据帧，相邻两个数据帧的数据变化将流星灯中每一颗LED的辉度从该LED在前一数据帧的辉度调整为相邻的前一颗LED在所述前一数据帧的辉度，在每一颗LED的辉度从该LED在前一数据帧的辉度调整为相邻的前一颗LED在所述前一数据帧的辉度的数据帧之间，插入至少两个数据帧，所述插入的至少两个数据帧使得每一颗LED在辉度调整的过程中辉度呈现平滑变化。

在其中一个实施例中，每一颗LED辉度调整呈线性变化。

在其中一个实施例中，所述线性变化为每一颗LED辉度从0调整至预设最高辉度值时辉度线性增加，从预设最高辉度值调整至0过程中辉度线性减小。

在其中一个实施例中，所述预设最高辉度值为250。

在其中一个实施例中，所述插入的至少两个数据帧为4个数据帧，每一颗LED辉度从0调整至250时，相邻数据帧中对应同一LED辉度相差50；辉度从250调整至0时，辉度每调整一次减少10。

在其中一个实施例中，采用脉宽调制方式驱动每一颗LED的辉度变化。

在其中一个实施例中，进一步包括以下步骤：

获取并存储每一颗LED变化的辉度值；

生成相应占空比，输出所述相应占空比的脉冲宽度调制波形；

控制对应通道上LED的辉度变化。

一种LED驱动电路，用于驱动包括多颗串联的LED的流星灯，包括：

控制模块，用于产生数据帧，所述数据帧包括多个通道的辉度值，且每个通道的辉度值用于控制一颗LED的亮度；对于多个连续数据帧的同一通道的辉度值，所述控制模块将该辉度值周期性地从辉度为0调整至预设最高辉度值，再从预设最高辉度值至辉度为0；所述控制模块控制每个通道的辉度值从该通道在前一数据帧的辉度经过至少三次数据帧的变化调整为相邻的前一通道在所述前一数据帧的辉度。

脉宽调制模块，用于根据所述辉度值输出相应的占空比，控制相应LED辉度变化。

在其中一个实施例中，所述控制模块包括控制单元和存储单元；

所述控制单元，用于产生控制数据，控制LED辉度变化；

所述存储单元，用于存储每一颗LED变化的辉度值。

上述LED驱动方法以及驱动电路，在每一颗LED的辉度从该LED在前一数据帧的辉度调整为相邻的前一颗LED在所述前一数据帧的辉度的数据帧之间，插入至少两个数据帧，使得每一颗LED在辉度调整的过程中辉度呈现平滑变化。相邻两个LED的辉度值缓冲过渡，使流星灯流动过程中产生平滑流畅的流星效果。

附图说明

图1为本发明一实施例的LED流星灯示意图；

图2为图1所示流星灯数据帧逐个控制LED示意图；

图3为本发明一实施例的LED驱动方法流程图；

图4为采用脉宽调制方式驱动LED辉度变化流程图；

图5为本发明一实施例的LED驱动电路模块图。

具体实施方式

本发明针对多颗串联的LED流星灯，提供一种视觉效果流畅，不出现LED产品闪烁抖动现象的LED驱动方法。对每一颗LED，每隔一段时间输入驱动LED发光的数据帧，相邻两个数据帧的数据变化将流星灯中每一颗LED的辉度从该LED在前一数据帧的辉度调整为相邻的前一颗LED在所述前一数据帧的辉度，在每一颗LED的辉度从该LED在前一数据帧的辉度调整为相邻的前一颗LED在所述前一数据帧的辉度的数据帧之间，插入至少两个数据帧，所述插入的至少两个数据帧使得每一颗LED在辉度调整的过程中辉度呈现平滑变化。控制每一颗LED辉度平缓变化，避免辉度变化过大产生闪烁抖动的现象，并且相邻LED之间辉度变化平缓，避免相邻LED之间辉度出现跳动，使流星灯流动过程中产生平滑流畅的流星效果。

如图1所示，LED流星灯示意图。LED流星灯，包括多颗串联的LED和PCB电路板，PCB电路板上设有控制模块110（参考图5），用于控制LED依次分别点亮和熄灭。LED流星灯一般采用优质的硬性PCB电路板，高亮度超优质LED，内含集成电路程序让灯光像流星一样流动。

如图3所示，一种LED驱动方法，用于驱动包括多颗串联的LED的流星灯，包括如下步骤。

步骤S110：持续周期性产生控制LED辉度的数据帧。每一个数据帧包含多个通道的辉度值，每个通道的辉度值用于对应控制一颗LED的辉度。数据帧是控制模块110（参考图5）控制LED辉度产生的控制数据，每个LED连接控制模块形成一个通道。如图1所示，LED流星灯包括8个串联的LED，控制模块110（参考图5）控制8个通道的LED。如图2所示，一个数据帧包含8个通道LED的辉度值，分别控制8个通道的LED辉度改变，控制模块110每产生一次数据帧，串联的每个LED的亮度相应改变。

步骤S120：对每个数据帧，采用相应通道的辉度值驱动对应的LED以该相应的辉度值点亮。如图2所示，数据帧（250，0，0，0，0，0，0，0），第一个数据250对应第一通道的LED1，LED1以250的辉度点亮，此时只有LED1点亮；第二通道至第八通道辉度值均为0，LED2至LED8均未点亮。

步骤S130，每个通道的辉度值从该通道在前一数据帧的辉度经过至少三次数据帧的变化调整为相邻的前一通道在所述前一数据帧的辉度。如图2所示，LED1与LED2之间、LED2与LED3之间即为相邻的两个LED，是相邻两个通道分别对应的LED。各个LED按照上述步骤产生的辉度值点亮，每个LED的辉度值从该LED在前一数据帧的辉度经过至少三次数据帧的变化调整为相邻的前一LED在前一数据帧的辉度，相邻LED之间辉度变化平缓，避免相邻LED之间辉度出现跳动，使流星灯流动过程中产生平滑流畅的流星效果。如表2所示，为图2所示插入数据帧后逐个点亮LED过程描述表。参考表2，第1通道LED以250的辉度点亮与第2通道LED以250的辉度点亮间隔4个数据帧、经过5次数据帧变化，每相邻两个通道的LED均如此，相邻两个LED的辉度值缓冲过渡，使流星灯流动过程中产生平滑流畅的流星效果。

上述LED驱动方法，通过将每个LED辉度从0周期性调整至预设最高辉度值，并从预设最高辉度值等差的调整为0，辉度值缓冲过渡，相邻两颗LED至少经过三次数据帧变化调整至同一辉度值。使流星灯流动过程中产生平滑流畅的流星效果。

进一步地，每一颗LED辉度从0调整至预设最高辉度值时辉度线性增加，从预设最高辉度值调整至0过程中辉度等差减小。具体的，预设最高辉度值为250。参考表2，插入4个数据帧时，每一颗LED辉度从0调整至250时，相邻数据帧中对应同一LED辉度相差50；辉度从250调整至0时，辉度每调整一次减少10。每颗LED点亮过程中辉度以50递增。在每一颗LED开始点亮的过程中，通过线性递增的方式达到预设最高辉度值，能够起到过渡作用，避免因LED辉度跳动过大，出现明显亮度抖动的现象。将LED从预设最高辉度值250调整至辉度为0的过程中，每一颗LED的辉度值以辉度差10等差地减小，每一颗LED亮度的变化在人眼视觉暂留范围内，观测时LED亮度变化平滑。

在其他实施例中，插入数据帧的数目不同，每一颗LED辉度从0调整至预设最高辉度值时增加的辉度值大小不同，从预设最高辉度值调至0时，辉度等差减小的差值也不同。

插入的数据帧的辉度值变化规律遵循如下所示的公式，

H（n）＝[1-n/(N+1)]*(A1-A0)+A0，

其中，A1为所述LED前一个原始数据帧的辉度值，A0为所述LED原始数据帧的辉度值，N为插入的数据帧数目，N≥2，n为第n个插入帧，n的范围为1到N，H(n)为第n个插入帧的辉度值。

进一步地，如图4所示，采用脉宽调制方式驱动每一颗LED的辉度变化，具体包括以下步骤：

步骤S210，获取并存储每一颗LED变化的辉度。存储每一颗LED辉度变化过程中的辉度值，以供产生占空比。

步骤S220，生成相应占空比，输出所述相应占空比的脉冲宽度调制波形。

步骤S230，控制对应通道上LED的辉度变化。通过输出脉冲宽度调制波形，调节相应LED的辉度，从而控制相应LED输出的亮度。

脉宽调制方式驱动LED，通过不同的占空比输出相应占空比的脉宽调制波形，从而控制相应LED，实现LED亮度的输出。

如图5所示，一种LED驱动电路，用于驱动包括多颗串联的LED130的流星灯，包括：

控制模块110，用于产生数据帧，数据帧包括多个通道的辉度值，且每个通道的辉度值用于控制一颗LED的亮度。对于多个连续数据帧的同一通道的辉度值，控制模块110将该辉度值周期性地从辉度为0调整至预设最高辉度值，再从预设最高辉度值至辉度为0；控制模块110控制每个通道的辉度值从该通道在前一数据帧的辉度经过至少三次数据帧的变化调整为相邻的前一通道在所述前一数据帧的辉度。

脉宽调制模块120，用于根据所述辉度值输出相应的占空比，控制相应LED亮度变化。

上述驱动电路，通过控制模块110控制每颗LED的辉度周期性的平缓变化；相邻两个通道的辉度经过至少三次数据帧变化后调整至同一辉度值，脉宽调制模块120通过上述的辉度值控制相应LED的亮度变化，使相邻的LED之间辉度平缓的变化，形成流星平滑流动的效果。

进一步地，控制模块110包括控制单元112和存储单元114，控制单元112，用于产生控制数据，控制LED辉度变化；存储单元114，用于存储每一颗LED变化的辉度值。

如表1所示，为图2所示插入数据帧前逐个点亮LED过程描述表，可见相邻LED的辉度，前一颗LED前一帧的辉度值直接跳到下一颗LED，这就导致实际观测时出现亮度抖动，使流星雨观测效果不协调，没有平滑流畅的效果。

如表2所示，为图2所示插入数据帧后逐个点亮LED过程详细的描述图。

下面以表2为例，详述8颗LED串联的LED流星灯，每相邻两颗LED插入4帧数据帧后的一次流星的过程。

每一数据帧包含8个通道的辉度值，8个驱动通道分别对应8个LED，第一通道为OUT1对应LED1。每个辉度值用于控制对应通道上LED以相应的辉度亮度。脉宽调制（PMW）驱动方式下，辉度值取值范围为0～255，辉度值为0时表示熄灭状态，辉度为255时，表示LED处于最亮状态。本实施例中，设定最高辉度限值为250，每一颗LED点亮过程中辉度线性递增幅度为50，从最高辉度限值250调整至0过程中，等差递减的辉度差值为10。当前一通道上LED辉度调整至250后，下一通道上LED开始点亮。

起始辉度均为0，均未点亮。

第1帧数据（50，0，0，0，0，0，0，0），此时只有第1通道上LED1点亮，LED1以辉度值50点亮。

对于第1通道，LED1点亮过程辉度变化为0→50→100→150→200→250，到第5帧，LED1以250的辉度点亮，LED1辉度达到最高辉度限值，处于最亮状态，此时只有LED1点亮。这种线性递增的点亮方式有很好的过渡作用，避免点亮过程中LED闪烁抖动的现象。第6帧开始第一通道LED1从预设最高辉度限值250调整至0，辉度变化为240→230→…→0，辉度差值为10，对应的第一预定时间在人眼视觉暂留时间内，观测效果平滑。

第6帧数据（240，50，0，0，0，0，0，0），此时LED2以辉度值50开始点亮。

对于通道2，从第6帧数据开始，LED2开始循环点亮和逐渐熄灭的过程。

对于LED1和LED2，当LED1辉度达到预设最高限值250后，LED2开始点亮，循环LED1的点亮和熄灭过程。

第10帧数据（200，250，0，0，0，0，0，0），此时LED2辉度达到预设最高限值250，LED1和LED2点亮。

第11帧数据（190，240，50，0，0，0，0，0，），此时LED3以辉度值50开始点亮。

对于LED2和LED3，当LED2辉度达到预设最高限值250后，LED2开始点亮，循环LED2的点亮和熄灭过程。

……

第35帧数据（0，0，50，100，150，200，250，0，），此时LED7最亮，LED1和LED2熄灭，LED8未点亮。

第36帧数据（0，0，40，90，140，190，240，50，），此时LED8以辉度50开始点亮。

对于LED7和LED8，当LED7辉度达到预设最高限值250后，LED8开始点亮，循环LED2的点亮和熄灭过程。

第65帧数据（0，0，0，0，0，0，0，0，），此时第8通道LED8完成熄灭过程，一次流星过程结束。

表1图2所示插入数据帧前逐个点亮LED过程描述表

表2图2所示插入数据帧后逐个点亮LED过程描述表

表1中的第1帧对应表2中的第5帧、表1中的第2帧对应表2中的第10帧、……、表1中的第13帧对应表2中的第65帧。在表1的第1帧和第2帧之间插入4个数据帧，即可得到表2的第6~9帧，以此类推。

上述过程，相邻两颗LED，下一颗LED在前一颗LED辉度调整至250即达到最亮状态后开始平缓点亮和逐渐熄灭的过程，实现每一颗LED之间平滑过渡，直至第八通道上LED8熄灭，完成一次流星过程。

采用上述方式获得辉度值，通过脉宽调制方式驱动LED点亮，获取相应的占空比并输出相应占空比的脉宽调制波形，从而控制相应LED点亮，从而实现流星灯平滑流畅的流星效果。

上述通过控制每一颗LED辉度线性变化的方式，完成每一颗LED的点亮和熄灭，前一颗LED达到最亮时，后一颗LED开始逐渐点亮，产生流星流动的效果。每个LED的辉度值从该LED在前一数据帧的辉度经过至少三次数据帧的变化调整为相邻的前一LED在所述前一数据帧的辉度，这种方式使相邻LED之间辉度变化平缓，使得流星观测效果平滑流畅。可以理解，平滑辉度变化不限于上述的线性变化，也可以根据实际需要采用其他的方式进行平滑变化。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims

1.一种LED驱动方法，用于驱动流星灯相邻LED的辉度平缓变化，对每一颗LED，每隔一段时间输入驱动LED发光的数据帧，相邻两个数据帧的数据变化将流星灯中每一颗LED的辉度从该LED在前一数据帧的辉度调整为相邻的前一颗LED在所述前一数据帧的辉度，其特征在于，在每一颗LED的辉度从该LED在前一数据帧的辉度调整为相邻的前一颗LED在所述前一数据帧的辉度的数据帧之间，插入至少两个数据帧，所述插入的至少两个数据帧使得每一颗LED在辉度调整的过程中辉度呈现平滑变化；

采用脉宽调制方式驱动每一颗LED的辉度变化；

进一步包括以下步骤：

获取并存储每一颗LED变化的辉度值；

控制对应通道上LED的辉度变化。

2.根据权利要求1所述的LED驱动方法，其特征在于，每一颗LED辉度调整呈线性变化。

3.根据权利要求2所述的LED驱动方法，其特征在于，所述线性变化为每一颗LED辉度从0调整至预设最高辉度值时辉度线性增加，从预设最高辉度值调整至0过程中辉度线性减小。

4.根据权利要求3所述的LED驱动方法，其特征在于，所述预设最高辉度值为250。

5.根据权利要求4所述的LED驱动方法，其特征在于，所述插入的至少两个数据帧为4个数据帧，每一颗LED辉度从0调整至250时，相邻数据帧中对应同一LED辉度相差50；辉度从250调整至0时，辉度每调整一次减少10。

6.一种LED驱动电路，用于驱动包括多颗串联的LED的流星灯，其特征在于，包括：

控制模块，用于产生数据帧，所述数据帧包括多个通道的辉度值，且每个通道的辉度值用于控制一颗LED的亮度；对于多个连续数据帧的同一通道的辉度值，所述控制模块将该辉度值周期性地从辉度为0调整至预设最高辉度值，再从预设最高辉度值至辉度为0；所述控制模块控制每个通道的辉度值从该通道在前一数据帧的辉度经过至少三次数据帧的变化调整为相邻的前一通道在所述前一数据帧的辉度；

7.根据权利要求6所述的LED驱动电路，其特征在于，所述控制模块包括控制单元和存储单元；

所述控制单元，用于产生控制数据，控制LED辉度变化；

所述存储单元，用于存储每一颗LED变化的辉度值。