CN103594058B - 一种led显示屏驱动电路 - Google Patents

Abstract

本发明涉及LED领域，更具体地，涉及一种LED显示屏驱动电路。其包括LED灯和恒流源，一个或多个恒流源和对应数量的LED灯封装在一起形成一体化灯组，灯组内的恒流源和LED灯以1：1的配比方式电气连接，灯组内还封装有一个与一个或多个恒流源连接的恒流源控制器，该恒流源控制器设有外部接口。本发明中一个或多个恒流源和对应数量的LED灯以及恒流源控制器封装在一起形成一体化灯组，灯组内包含了一个或多个LED灯及一个或多个恒流源，封装程度高，多个灯组在一起就可以高密度的LED显示屏，使得本发明能适用于高密度LED显示屏。

Description

一种LED显示屏驱动电路

技术领域

本发明涉及LED领域，更具体地，涉及一种LED显示屏驱动电路。

背景技术

LED在户外显示屏已广泛应用。近年来，随着LED显示技术及工艺的发展，LED密度、可靠性、显示效果等方面大大提升，应用于室内大尺寸显示屏技术成为了当前LED显示的热点技术。

传统的LED显示屏，一般是采用分时扫描方式复用电流源。其驱动电路连接方式采用矩阵的形式，如图1所示，为典型的M*N LED显示矩阵。其中，101是恒流源、1路或多路恒流源101集成于独立IC内；102是LED灯，1个或多个LED灯102封装成独立的LED模组；恒流源101与LED灯102两者是独立结构的器件；103是可受控制的电子开关。

对于LED显示屏，扫描数是显示屏重要驱动参数之一。扫描数越少，各LED灯的显示刷新率越快速，LED闪烁感越低。图1中所示LED显示矩阵中的矩阵行数目即为显示屏的行数量，是以显示屏灯板的硬件连接方式体现的，不能动态地修改，使得器扫描数难以减少，难以实现低扫描数驱动。

在现实的室内LED显示屏应用中，由于观看距离近、像素密度高，LED闪烁容易引起观看严重不适的问题，长期观看甚至可能对视觉产生伤害；因此，迫切希望LED显示屏能降低扫描数、甚至采用静态驱动以降低LED的闪烁感。同时，现有的IC与恒流源分离、矩阵扫描的传统驱动方式，在密度、功耗等方面难以实现低扫描数驱动。

现有技术中也有将恒流源和LED灯以一对一的方式封装在一起形成简单的混合封装形态，但这种简单混合封装形态只是把原来行业应用技术上分离的两部分功能器件，通过结构、封装手段简单结合在一起，以达到重量轻、结构简单的效果，但是恒流源和LED灯以一对一方式封装在一起后，只能以1：1的方式静态扫描，存在功耗大、成本高等问题，不适用于高密度LED屏。

发明内容

本发明为克服上述现有技术所述的至少一种缺陷（不足），提供一种适用于高密度LED显示屏的LED显示屏驱动电路。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：

一种LED显示屏驱动电路，包括LED灯和恒流源，一个或多个恒流源和对应数量的LED灯封装在一起形成一体化灯组，灯组内的恒流源和LED灯以1：1的配比方式电气连接，灯组内还封装有一个与一个或多个恒流源连接的恒流源控制器，该恒流源控制器设有外部接口。 

与现有技术相比，本发明技术方案的有益效果是：

本发明中一个或多个恒流源和对应数量的LED灯以及恒流源控制器封装在一起形成一体化灯组，灯组内包含了一个或多个LED灯及一个或多个恒流源，封装程度高，多个灯组在一起就可以高密度的LED显示屏，使得本发明能适用于高密度LED显示屏。

附图说明

图1为本发明一种LED显示屏驱动电路具体实施例的电路图。

图2为本发明中多个灯组组成的LED显示屏示意图。

图3为本发明具体实施例的恒流源控制器的架构图。

图4为本发明具体实施例中恒流源的休眠控制状态图。

具体实施方式

附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；

为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；

对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或隐含所指示的技术特征的数量。由此，限定的“第一”、“第二”的特征可以明示或隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以是通过中间媒介间接连接，可以说两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明的具体含义。

下面结合附图和实施例对本发明的技术方案做进一步的说明。

实施例1

如图1所示，为本发明一种LED显示屏驱动电路具体实施例的电路图。参见图1，本具体实施例的一种LED显示屏驱动电路，包括LED灯202、恒流源201，一个或多个恒流源201和对应数量的LED灯202封装在一起形成一体化灯组204，灯组204内的恒流源201和LED灯202以1：1的配比方式电气连接，灯组204内还封装有一个与一个或多个恒流源201连接的恒流源控制器203，该恒流源控制器203设有外部接口。其中图1所示的灯组内包括了两个恒流源201和两个LED灯202和一个恒流源控制器203。

在本发明的LED显示屏驱动电路中，恒流源201和LED灯202以1：1的配比封装在一体化灯组204内，并同时与一个恒流源控制器203封装在一起，封装程度高，恒流源201输出的电流可以控制在4mA以下，实现小型化、低功耗、低成本的封装结构。如图2所示，多个灯组204连接在一起可以构成高密度的LED显示屏，使得本发明能适用于高密度LED显示屏。

在具体实施过程中，如图1所示，恒流源控制器203上的外部接口一般包括灰阶数据接口DI、灰阶时钟接口DCLK、PWM时钟接口PWMCLK、数据锁存信号接口LE、灰阶数据环路输出接口DO、电源接口和接地接口。

在具体实施过程中，为了实现LED灰阶显示，如图3所示，本具体实施例的恒流源控制器203包括位移寄存器301、灰阶寄存器302、PWM计数器303和比较器304，灰阶数据接口DI、灰阶时钟接口DCLK、灰阶数据环路输出接口DO连接位移寄存器301，数据锁存信号接口LE连接灰阶寄存器302，PWM时钟接口PWMCLK连接PWM计数器303，灰阶数据接口DI中的数据以串行方式进入位移寄存器301，位移寄存器301连接灰阶寄存器302，灰阶寄存器302和PWM计数器303分别连接比较器304， 比较器304输出控制信号IOE至一个或多个恒流源。工作时，灰阶数据DI以串行方式进入位移寄存器301，当锁存信号有效，位移寄存器301数据锁存到灰阶寄存器302；灰阶寄存器302和PWM计数器303的数据分别输入到比较器304中，当PWM计数器303的计数小于灰阶数据寄存器302内的数据时，比较器304输出恒流源控制电平IOE，恒流源输出有效；当PWM计数器303的计数大于灰阶数据寄存器302内的数据时，比较器304输出恒流源关闭控制电平，恒流源输出无效。本发明以PWM恒流源方式驱动LED灯实现灰阶显示，该PWM灰阶功能在恒流源控制器内实现，可独立实现高密度LED全彩RGB显示功能。而且，相对于利用外部模块实现PWM灰阶功能需要复杂的外部电路系统和连接方式，本发明将PWM灰阶功能封装在一体化灯组内，灯组连接外部的连接线包括灰阶数据接口DI、灰阶时钟接口DCLK、PWM时钟接口PWMCLK、数据锁存信号接口LE、灰阶数据环路输出接口DO、电源接口和接地接口，能够大大简化外部电路系统和连接方式，使应用本发明的LED显示屏具有更加简化的电路结构。

在一种优选的实施方式中，恒流源控制器203内对应于一个或多个恒流源201设置一个或多个位移寄存器301和灰阶寄存器302，位移寄存器301和灰阶寄存器302一对一连接，一个或多个灰阶寄存器302分别连接比较器304，灰阶数据接口DI、灰阶时钟接口DCLK、灰阶数据环路输出接口DO与一个或多个位移寄存器301连接，数据锁存信号接口LE与一个或多个灰阶寄存器302连接，比较器302对应于一个或多个恒流源201输出一路或多路控制信号IOE1、IOE2…IOEn。

在具体实施过程中，恒流源201可以通过设置休眠状态来实现动态调整LED显示屏扫描数。休眠状态指的是恒流源201没电流输出，恒流源201自身功耗接近零。具体实现时，可以通过灰阶数据接口DI或者休眠控制接口发送休眠控制指令控制恒流源201进入或退出休眠状态，从而动态改变LED显示屏的扫描数。也可通过硬件信号的方法实现，具体地如图3所示，恒流源控制器203内还设有休眠控制器305，恒流源控制器203的外部接口还包括休眠控制接口SLEEP，休眠控制接口SLEEP与休眠控制器305连接，休眠控制器305还与PWM计数器303、一个或多个恒流源201连接，休眠控制器305通过休眠控制接口SLEEP接收的休眠控制指令，休眠控制器305根据休眠控制指令控制PWM计数器303停止计数并根据休眠控制指令关闭一个或多个恒流源201。在另一种实施方式中，休眠控制器305还与位移寄存器301连接，休眠控制器305通过位移寄存器301接收灰阶数据接口DI发送的休眠控制指令，再根据休眠控制指令控制PWM计数器303停止计数并根据休眠控制指令关闭一个或多个恒流源201。本发明中可以通过灰阶数据接口DI发送指令控制以及通过外部控制口发送指令控制，具体应用时可以以择一的方式选择其中一种控制方式控制一个或多个恒流源201进入休眠状态。具体如图3所示，休眠控制器305输出信号至PWM计数器305，使PWM计数器303停止计数，于此同时，休眠控制器305还输出standby信号至一个或多个恒流源201，恒流源201根据standby信号自动关闭。本发明利用休眠控制接口SLEEP或灰阶数据接口DI控制恒流源201进入休眠状态的时长，等效实现动态调整LED显示屏扫描数。例如，当LED显示屏中的所有恒流源201均不进入休眠状态时即静态驱动，当LED显示屏中的恒流源50%工作50%休眠即为2扫，当LED显示屏中的恒流源25%工作75%休眠即4扫，具体的休眠控制状态图如图4所示。本发明利用休眠控制很好地实现了动态调整LED显示屏扫描数，使得应用该LED显示屏驱动电路的LED显示屏能实现动态修改扫描数的低扫描数甚至静态的驱动方式，解决了室内大尺寸LED屏的闪烁感和高密度等技术难题。相同或相似的标号对应相同或相似的部件；

附图中描述位置关系的用于仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种LED显示屏驱动电路，包括LED灯和恒流源，其特征在于，一个或多个恒流源和对应数量的LED灯封装在一起形成一体化灯组，灯组内的恒流源和LED灯以1：1的配比方式电气连接，灯组内还封装有一个与一个或多个恒流源连接的恒流源控制器，该恒流源控制器设有外部接口；

所述恒流源控制器上的外部接口包括灰阶数据接口、灰阶时钟接口、PWM时钟接口、数据锁存信号接口、灰阶数据环路输出接口、电源接口和接地接口；

所述恒流源控制器包括位移寄存器、灰阶寄存器、PWM计数器和比较器，灰阶数据接口、灰阶时钟接口、灰阶数据环路输出接口连接位移寄存器，数据锁存信号接口连接灰阶寄存器，PWM时钟接口连接PWM计数器，灰阶数据接口中的数据以串行方式进入位移寄存器，位移寄存器连接灰阶寄存器，灰阶寄存器和PWM计数器分别连接比较器， 比较器输出控制信号至一个或多个恒流源。

2.根据权利要求1所述的LED显示屏驱动电路，其特征在于，恒流源控制器内对应于一个或多个恒流源设置一个或多个位移寄存器和一个或多个灰阶寄存器，位移寄存器和灰阶寄存器一对一连接，一个或多个灰阶寄存器分别连接比较器，灰阶数据接口、灰阶时钟接口、灰阶数据环路输出接口与一个或多个位移寄存器连接，数据锁存信号接口与一个或多个灰阶寄存器连接，比较器对应于一个或多个恒流源输出一路或多路控制信号。

3.根据权利要求1至2任一项所述的LED显示屏驱动电路，其特征在于，所述恒流源控制器内还设有休眠控制器，恒流源控制器的外部接口还包括休眠控制接口，休眠控制接口与休眠控制器连接，休眠控制器还与PWM计数器、一个或多个恒流源连接，休眠控制器通过休眠控制接口接收的休眠控制指令，休眠控制器根据休眠控制指令控制PWM计数器停止计数并关闭恒流源。

4.根据权利要求3所述的LED显示屏驱动电路，其特征在于，所述休眠控制器还与位移寄存器连接，休眠控制器通过位移寄存器接收灰阶数据接口发送的休眠控制指令。