CN102932990B

CN102932990B - 带点矫正的led驱动电路

Info

Publication number: CN102932990B
Application number: CN201210384798.5A
Authority: CN
Inventors: 金荣; 陈后鹏; 许伟义; 王倩; 蔡道林; 宋志棠
Original assignee: SHANGHAI JUNAKE ELECTRONICS Co Ltd
Current assignee: SHANGHAI JUNAKE ELECTRONICS Co Ltd
Priority date: 2012-10-11
Filing date: 2012-10-11
Publication date: 2016-06-22
Anticipated expiration: 2032-10-11
Also published as: CN102932990A

Abstract

本发明提供一种带点矫正的LED驱动电路。该电路包括：用于在相同驱动条件下检测每一个LED亮度的亮度检测单元；多个矫正比例单元，分别用于基于第一参考亮度信息及所检测的所有LED的亮度信息中的一个来确定该个LED的矫正比例；多个亮度比例单元，分别用于基于第二参考亮度信息及所有LED中的一个的当前待呈现的亮度信息来确定该个LED的亮度比例；多个驱动通道，每一驱动通道均包含受控开关；多个输出单元，分别用于基于一个LED的矫正比例及该个LED的亮度比例，来输出开关控制信号至该个LED所对应的驱动通道的受控开关。本发明能矫正因LED颗粒的不一致性而导致的亮度-电流的不一致性，还能保证镜像电流的匹配性。

Description

带点矫正的LED驱动电路

技术领域

本发明涉及电路领域，特别是涉及一种带点矫正的LED驱动电路。

背景技术

由于LED颗粒大批量制造引起的工艺偏差以及后期划片和封装等诸多因素，都会造成各LED成品的亮度-电流曲线的不一致，进而会导致在相同电流驱动下，各LED的亮度不一致，由此会引起由多个LED构成的显示屏在显示图象时发生图像失真。为了尽可能降低影响，LED出厂时，厂商会根据亮度-电流特性对LED进行分类，如此虽然可以减小LED颗粒间的不一致性，但仍难以确保每一LED颗粒亮度的一致性；此外，还有其他因素也会导致LED亮度的不一致性，例如，因维护的需要，替换的LED颗粒和原LED颗粒之间存在亮度不一致性；又例如，LED驱动芯片各通道间电流的不匹配导致LED颗粒的亮度不一致性等。

如图1所示，其为现有LED驱动芯片的驱动通道所采用的电流镜电路示意图。该电流镜电路包括场效应管M1与M2，其中，场效应管M2镜像场效应管M1的电流，即：I_M2/I_M1=（W/L）_M2/（W/L）_M1，该电流镜电路有一个很大的缺陷，即沟调效应，也就是当场效应管M2的漏端电压大于场效应管M1的漏端电压时，随着场效应管M2漏端电压的升高，通过场效应管M2的电流会加大，反之随着场效应管M2漏端电压的降低，通过场效应管M2的电流会降小。虽然可以通过增加场效应管M2的沟道长度，来减小沟调效应，但却难以完全避免沟调效应。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种带点矫正的LED驱动电路，以矫正因显示电路中的各LED颗粒的不一致性而导致的亮度-电流的不一致性。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种带点矫正的LED驱动电路，用于具有多个LED的显示电路，其至少包括：

亮度检测单元，用于在相同驱动条件下检测每一个LED的亮度；

多个矫正比例单元，分别用于基于第一参考亮度信息及所检测的一个LED的亮度信息来确定该个LED的矫正比例；

多个亮度比例单元，分别用于基于第二参考亮度信息及一个LED的当前待呈现的亮度信息来确定该个LED的亮度比例；

多个驱动通道，每一驱动通道均包含受控开关，分别用于向一个LED提供驱动信号使该个LED发光；

多个输出单元，分别用于基于一个LED的矫正比例及该个LED的亮度比例，来输出开关控制信号至该个LED所对应的驱动通道的受控开关。

优选地，矫正比例单元至少包括：第一计数电路，用于基于时钟来计量所检测的一个LED的亮度信息及第一参考亮度信息；以及矫正匝空比确定电路，用于基于所计量的该个LED的亮度信息及第一参考亮度信息来确定该个LED的矫正匝空比。

优选地，亮度比例单元包括：第二计数电路，用于基于时钟来计量一个LED的当前待呈现的亮度信息及第二参考亮度信息；以及亮度匝空比确定电路，用于基于所计量的该个LED当前待呈现的亮度信息及第二参考亮度信息，来确定该个LED的亮度匝空比。

优选地，驱动通道还包括：包含第一场效应管及第二场效应管的电流镜电路、输入端分别连接第一场效应管及第二场效应管、输出端连接受控开关的比较电路、连接所述受控开关且与所述第二场效应管及LED串联的调整管。

如上所述，本发明的带点矫正的LED驱动电路，具有以下有益效果：能减小因为亮度-电流不一致性而导致的图象失真，尤其能实现对每个像素点的单独矫正；此外，通过调整管来使参考电流源管的源漏端和驱动管的源漏端电压一致，可以保证镜像电流的匹配性。

附图说明

图1显示为现有技术中的电流镜电路示意图。

图2显示为本发明的带点矫正的LED驱动电路示意图。

图3显示为显示电路示意图。

图4显示为本发明的带点矫正的LED驱动电路中的矫正比例单元的优选电路示意图。

图5显示为本发明的带点矫正的LED驱动电路的的优选电路示意图。

元件标号说明

1LED驱动电路

11亮度检测单元

12矫正比例单元

12a第一计数电路

12b矫正匝空比确定电路

13亮度比例单元

13a第二计数电路

13b亮度匝空比确定电路

14驱动通道

15输出单元

2显示电路

21~2nLED

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。

请参阅图1至图5。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。

如图所示，本发明提供一种带点矫正的LED驱动电路。所述LED驱动电路1至少包括：亮度检测单元11、多个矫正比例单元12、多个亮度比例单元13、多个驱动通道14、以及多个输出单元15。

所述亮度检测单元11检测显示电路包含的所有LED的亮度。

具体地，测量前，先根据显示电路的最高亮度要求设置所述亮度检测单元11包含的采样电阻的阻值，然后当同一时刻显示电路中仅有一颗LED亮时，所述亮度检测单元11测量该个LED的亮度，随后再测量下一个LED，如此逐个点进行亮度测量，来获得每一颗LED的亮度信息。

例如，如图3所示，该显示电路2包含由多颗LED构成的LED显示阵列。在设置了采样电阻值后，使电流I1仅流经LED21，亮度检测单元11检测该LED21的亮度，随后，使电流I1仅流经LED22，亮度检测单元11再检测该LED22的亮度......，直至亮度检测单元11检测完该显示电路2包含的最后一颗LED，即LED2n的亮度。

优选地，所述亮度检测单元11通过光敏器件来感测每一颗LED的亮度。

所述多个矫正比例单元12中分别基于第一参考亮度信息及所检测的一个LED的亮度信息来确定该个LED的矫正比例。

其中，所述第一参考亮度信息为所述亮度检测单元11所检测出的所有LED亮度信息中的一个，优选地，为所检测出的所有LED亮度信息中亮度信息最小者，例如，在所检测出的所有LED亮度信息中，LED2i的亮度信息最小，则第一参考亮度信息为LED2i的亮度信息。

其中，矫正比例单元12的个数基于显示电路的分辨率来确定。例如，显示电路的分辨率为1024*680，则矫正比例单元12共有1024*680个。

具体地，每一个矫正比例单元12将亮度检测单元11所检测的各自的LED的亮度信息与第一参考亮度信息的比作为各自的LED的矫正比例。

例如，显示电路2包括LED21、LED22、......LED2n，以亮度检测单元11所测量点中最暗点（例如为LED2i）的亮度信息作为第一参考亮度信息，则矫正比例单元121基于亮度检测单元11检测的LED21的亮度信息及最暗点LED2i的亮度信息，来确定LED21的矫正比例为矫正比例单元122基于亮度检测单元11检测的LED22的亮度信息及最暗点LED2i的亮度信息，来确定LED22的矫正比例为......矫正比例单元12n基于亮度检测单元11检测的LED2n的亮度信息及最暗点LED2i的亮度信息，来确定LED2n的矫正比例为

优选地，各矫正比例单元通过计数的方式来得到各自的矫正比例。

例如，如图4所示，其示出了一个矫正比例单元的一种优选结构。该矫正比例单元包括第一计数电路12a及矫正匝空比确定电路12b。

所述第一计数电路12a基于时钟来计量所检测的LED的亮度信息及第一参考亮度信息。

例如，如图4所示，所述第一计数电路12a包含以D触发器构成的N位移位寄存器，其基于时钟SCK来计数。输入数据为时钟SCK边沿（上升沿或者下降沿）有效，通过移位寄存的方式，使数据锁存在寄存器内。

所述矫正匝空比确定电路12b基于所计量的一颗LED的亮度信息及第一参考亮度信息来确定该颗LED的矫正匝空比。

例如，如图4所示，所述矫正匝空比确定电路12b包括2个多位比较器及RS触发器。其中，DIN[N：0]为亮度检测单元11所检测的LED21的亮度信息，Nb`0为第一参考亮度信息，在本实施例中为亮度检测单元11所检测的最暗点LED2i的亮度信息。

该矫正比例单元12中，第一计数电路12a基于时钟SCK来锁存计数值，RS触发器初始值为“1”，当第一计数电路12a所计SCK的个数达到DIN[N:0]，则下方的多路比较器输出由“0”变为“1”，RS触发器复位，Q为“0”；接着，当第一计数电路12a再次重新计数SCK的个数达到Nb`0,则移位寄存器清0，RS触发器置位，Q为“1”。

此外，各矫正比例单元确定各自的矫正匝空比后，基于该些矫正匝空比，亮度检测单元11再次测量每一LED的亮度，由此，各矫正比例单元再次基于所检测的亮度信息来进行各自的矫正匝空比微调，比如：1023/D₁[9:0]＝L₁/L_最暗（矫正的数据位数可以根据实际需要调整，此例中使用的位数为10位）。

所述多个亮度比例单元13分别用于基于第二参考亮度信息及一个LED的当前待呈现的亮度信息（即PWM数据）来确定该个LED的亮度比例。

其中，所述第二参考亮度信息为所有LED的当前待呈现的亮度信息中的一个，优选地，为所述第一参考亮度信息所对应的LED的当前待呈现的亮度信息；例如，第一参考亮度信息为亮度检测单元11所检测的最暗点LED2i的亮度信息，则第二参考亮度信息为LED2i的当前待呈现的亮度信息。

其中，亮度比例单元13的个数与矫正比例单元12的个数相同。

具体地，每一个矫正比例单元12将各自的LED的当前待呈现的亮度信息与第二参考亮度信息的比作为各自的LED的亮度比例。

例如，第一参考亮度信息对应的LED为LED2i，则亮度比例单元131基于LED21当前PWM数据及LED2i当前PWM数据，来确定LED21的亮度比例为亮度比例单元132基于LED22当前PWM数据及LED2i当前PWM数据，来确定LED22的亮度比例为......亮度比例单元13n基于LED2n当前PWM数据及LED2当前PWM数据，来确定LED2n的亮度比例为

优选地，各亮度比例单元通过计数的方式来得到各自的亮度比例。

例如，如图5所示，其示出了一个亮度比例单元的一种优选结构。该亮度比例单元包括第二计数电路13a及亮度匝空比确定电路13b。

所述第二计数电路13a基于时钟来计量所检测的LED的亮度信息及第二参考亮度信息。

例如，如图5所示，所述第二计数电路13a包含以D触发器构成的M位移位寄存器，其基于时钟SCK来计数。输入数据为时钟SCK边沿（上升沿或者下降沿）有效，通过移位寄存的方式，使数据锁存在寄存器内。

所述亮度匝空比确定电路13b基于所计量的某一个LED的亮度信息及第二参考亮度信息来确定该个LED的亮度匝空比。

例如，如图5所示，所述亮度匝空比确定电路13b包括2个多位比较器及RS触发器。其中，DIN[M：0]为一个LED（例如，LED21）当前PWM数据，Nb`1为第二参考亮度信息，在本实施例中为亮度检测单元11所检测的最暗点LED2i的当前PWM数据。

该亮度比例单元中，第二计数电路13a基于时钟SCK来锁存计数值，RS触发器初始值为“1”，当第二计数电路13a所计SCK的个数达到DIN[M:0]，则下方的多路比较器输出由“0”变为“1”，RS触发器复位，Q为“0”；当第二计数电路13a再次重新计数SCK的个数达到Nb`1,则移位寄存器清0，RS触发器置位，Q为“1”。

所述多个驱动通道14中的每一均包含受控开关，分别用于向一个LED提供驱动信号使该个LED发光。其中，受控开关由相应的输出单元来控制（容后陈述）。

其中，驱动通道14的个数与亮度比例单元13的个数相同。

优选地，驱动通道14可采用在LED与镜像管的电路中设置有受控开关的电流源电路。

更为优选地，驱动通道14可包括：包含参考电流源管M1及驱动管M2的电流镜电路141、比较电路142、受控开关143及调整管M3。其中，比较电路（OPA）142输入端分别连接参考电流源管M1及驱动管M2、输出端连接受控开关143；调整管M3与所述驱动管M2及LED21串联，且连接受控开关143，如图5所示。

在该驱动通道中，驱动管M2镜像参考电流源管M1的电流，即电流I_M2/I_M1=（W/L）_M2/（W/L）_M1，通过加入了调整管M3和比较电路（OPA）142使驱动管M2漏端电压等于参考电流源管M1漏端电压，避免了沟调效应。并且调整管M3还有用于调整匝空比的作用，通过关闭调整管M3以达到快速关断LED21的作用，用以调整LED21的亮度，调整管M3由受控开关143控制。

所述多个输出单元15分别用于基于一个LED的矫正比例及该个LED的亮度比例，来输出开关控制信号至该个LED所对应的驱动通道的受控开关。

具体地，输出单元15基于LED的矫正比例及该个LED的亮度比例的乘积，来输出开关控制信号。

优选地，输出单元15包括乘法电路，例如，如图5所示，所述乘法电路以与门来实现，该与门将矫正匝空比确定电路12b的RS触发器的输出与亮度匝空比确定电路13b的RS触发器的输出进行逻辑与后，输出控制信号至LED21所对应的驱动通道的受控开关143。

综上所述，本发明的带点矫正的LED驱动电路通过使整个屏幕上LED颗粒的最高亮度保持一致、其它亮度则通过调整匝空比来进行调节，由此可大大降低因为亮度-电流不一致性而导致的图象失真问题，尤其能实现对每个通道的单独矫正；此外，通过调整管来使参考电流源管的源漏端和驱动管的源漏端电压一致，以保证镜像电流的匹配性；而且，本发明的矫正比例并不参与到PWM控制器运算中，如此，显然可以减轻PWM控制器的负荷，并且降低PWM数据量，以达到避免了高频信号引起的一系列问题，如EMC、EMI干扰；所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims

1.一种带点矫正的LED驱动电路，用于具有多个LED的显示电路，其特征在于，所述带点矫正的LED驱动电路至少包括：

多个矫正比例单元，分别用于基于第一参考亮度信息及所检测的一个LED的亮度信息来确定该个LED的矫正比例，其中，所述第一参考亮度信息为所述亮度检测单元所检测出的所有LED亮度信息中的一个；将所述亮度检测单元所检测的各自的LED亮度信息与第一参考亮度信息的比作为各自LED的矫正比例；

多个亮度比例单元，分别用于基于第二参考亮度信息及一个LED的当前待呈现的亮度信息来确定该个LED的亮度比例；其中，所述第二参考亮度信息为所有LED的当前待呈现的亮度信息中的一个；所述当前待呈现的亮度信息为一个LED的当前待呈现的PWM数据；将各自的LED的当前待呈现的亮度信息与第二参考亮度信息的比作为各自的LED的亮度比例；

多个输出单元，分别用于基于一个LED的矫正比例及该个LED的亮度比例的乘积来输出开关控制信号至该个LED所对应的驱动通道的受控开关。

2.根据权利要求1所述的带点矫正的LED驱动电路，其特征在于，矫正比例单元至少包括：第一计数电路，用于基于时钟来计量所检测的一个LED的亮度信息及第一参考亮度信息；矫正匝空比确定电路，用于基于所计量的该个LED的亮度信息及第一参考亮度信息来确定该个LED的矫正匝空比。

3.根据权利要求2所述的带点矫正的LED驱动电路，其特征在于：所述第一计数电路包括第一移位寄存器；所述矫正匝空比确定电路包括与所述第一移位寄存器的每一位连接的两个第一多路比较器及连接所述两个第一多路比较器输出端的第一RS触发器。

4.根据权利要求1所述的带点矫正的LED驱动电路，其特征在于，亮度比例单元包括：第二计数电路，用于基于时钟来计量一个LED的当前待呈现的亮度信息及第二参考亮度信息；

亮度匝空比确定电路，用于基于所计量的该个LED当前待呈现的亮度信息及第二参考亮度信息，来确定该个LED的亮度匝空比。

5.根据权利要求4所述的带点矫正的LED驱动电路，其特征在于：所述第二计数电路包括第二移位寄存器；所述亮度匝空比确定电路包括与所述第二移位寄存器的每一位连接的两个第二多路比较器及连接所述两个第二多路比较器输出端的第二RS触发器。

6.根据权利要求1至5任一项所述的带点矫正的LED驱动电路，其特征在于：所述第一参考亮度信息及第二参考亮度信息均来自同一个LED。

7.根据权利要求1所述的带点矫正的LED驱动电路，其特征在于：驱动通道还包括：包含参考电流源管及驱动管的电流镜电路、输入端分别连接参考电流源管及驱动管、输出端连接受控开关的比较电路、连接所述受控开关且与所述驱动管及LED串联的调整管。

8.根据权利要求1所述的带点矫正的LED驱动电路，其特征在于：所述输出单元包括乘法电路。

9.根据权利要求8所述的带点矫正的LED驱动电路，其特征在于：所述乘法电路包括与门。