CN105185312B - Led驱动器、包括其的led显示屏及led驱动芯片的驱动方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种LED驱动器、包括其的LED显示屏及LED驱动芯片的驱动方法，LED驱动器包括：高频时钟模块、变频地址模块和数据存储模块，其中，高频时钟模块包括时钟输出端，用于对接收到的系统时钟频率进行升频处理输出高频时钟信号；变频地址模块包括时钟输入端、查询地址输出端和时钟信号输出端，时钟输入端与高频时钟模块的时钟输出端电连接，用于对高频时钟信号进行变频处理输出变频时钟信号和查询地址信号；数据存储模块包括查询地址输入端和驱动信号输出端，查询地址输入端与查询地址输出端电连接，用于根据查询地址信号输出与变频时钟信号的频率相同的驱动信号。本发明利用上述LED驱动器解决了现有技术中的LED显示屏辐射严重的技术问题。

Description

LED驱动器、包括其的LED显示屏及LED驱动芯片的驱动方法

技术领域

本发明涉及LED技术领域，具体而言，涉及一种LED驱动器、包括其的LED显示屏及LED驱动芯片的驱动方法。

背景技术

LED显示屏是由LED灯和驱动芯片组成，屏幕的图像形成主要靠驱动芯片点亮LED灯以显示不同灰度的数据，灰度数据以串行传输方式输入LED驱动芯片，每颗LED驱动芯片拥有共同的时钟和数据信号。

现有技术中制造的LED显示屏都采用如图1所示的时序进行设计，一个LED显示屏由多条链路组成，图1为单一链路时序图，其中CLK为时钟信号，SDI为驱动信号，LE为栓锁信号(LE为是高电位时，串行资料会被传入至输出栓锁器，当是低电位时，资料会被栓锁住)，OE为电流驱动信号。

实际LED显示屏会有很多条链路，对应不同的SDI，例如一个显示屏会有SDI0到SDI31，共32条链路，每条链路由多颗LED驱动芯片串接而成，一颗LED芯片可以控制16颗LED灯，串接LED驱动芯片以实现控制多颗LED灯，因此，在PCB板上时钟布线会很长，造成很严重的EMI辐射。

现有技术中的LED显示屏都采用如图1所示的时序进行设计，因此产品均没有通过CCC检验CLASS B测试的产品。

针对上述现有技术中LED显示屏辐射严重的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种LED驱动器、包括其的LED显示屏及LED驱动芯片的驱动方法，以解决现有技术中LED显示屏的电磁辐射较大的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种LED驱动器，分别与系统时钟模块和多个LED驱动芯片连接，其特征在于，LED驱动器包括：高频时钟模块、变频地址模块和数据存储模块，其中，高频时钟模块包括时钟输出端，用于对接收到的系统时钟频率进行升频处理，输出高频时钟信号；变频地址模块包括时钟输入端、查询地址输出端和时钟信号输出端，时钟输入端与高频时钟模块的时钟输出端电连接，用于对高频时钟信号进行变频处理，输出变频时钟信号和查询地址信号，其中，输出的变频时钟信号与查询地址信号的频率相同；数据存储模块包括查询地址输入端和驱动信号输出端，查询地址输入端与查询地址输出端电连接，用于根据查询地址信号对其存储的用于驱动LED驱动芯片的驱动信息进行查询，输出与变频时钟信号的频率相同的驱动信号。

进一步地，多个LED驱动芯片之间以串联的方式连接，其中，数据存储模块的驱动信号输出端与多个LED驱动芯片串联连接。

进一步地，变频地址模块的时钟信号输出端分别与每个LED驱动芯片连接。

进一步地，输出的变频时钟信号和查询地址信号的信号频率区间为9MHz-11MHz。

进一步地，以预定频点间隔对变频时钟信号和查询地址信号进行变频处理。

进一步地，高频时钟模块为PLL锁相环时钟模块。

进一步地，LED驱动器采用FPGA可编程逻辑门阵列芯片构成。

进一步地，LED驱动芯片包括：位移缓存器，用于接收驱动信号和变频时钟信号。

进一步地，LED驱动芯片还包括：输出栓锁器，与位移缓存器连接，用于在锁存信号为低电位时，对驱动信号进行栓锁处理；输出驱动器，与输出栓锁器连接，用于在数据输出控制信号为低电位时，对驱动信号进行输出。

根据本发明的另一方面，提供了一种LED显示屏，包括依次连接的系统时钟模块、上述的LED驱动器、LED驱动芯片和LED灯。

根据本发明的另一方面，还提供了一种LED驱动芯片的驱动方法，包括：接收外部时钟模块输出的低频时钟信号；将低频时钟信号输入至高频时钟模块进行升频处理，生成高频时钟信号；将高频时钟信号输入至变频地址模块进行变频处理，生成与高频时钟信号的时钟周期相同的变频时钟信号和查询地址信号；将查询地址信号输入至数据存储模块，根据查询地址信号对数据存储模块中存储的驱动信息进行查询，并输出与变频时钟信号的时钟周期相同的驱动信号，其中，驱动信号用于驱动LED驱动芯片。

进一步地，变频处理的处理方式至少包括：以预定频点间隔对变频时钟信号和查询地址信号进行变频处理。

应用本发明的技术方案，本发明提供的LED驱动器包括高频时钟模块、变频地址模块和数据存储模块，通过变频地址模块对高频时钟信号进行变频处理，以输出变频时钟信号以及与变频时钟信号的频率相同的查询地址信号，并且，通过数据存储模块中输入查询地址信号，输出与变频时钟信号的频率相同的驱动信号，由于驱动信号的频率不是固定的，在一定范围内摆动，从而将该LED驱动器应用于LED显示屏时，能够使LED显示屏的辐射能量在一定频段内分散，有效地降低了LED显示屏的EMI辐射，进而解决了现有技术中的LED显示屏辐射严重的技术问题。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是现有技术中的LED显示屏的单一链路时序图；

图2是根据本发明实施例的LED驱动器的示意图；

图3是根据本发明实施例的LED显示屏的单一链路时序图；

图4是根据本发明实施例的LED驱动器的结构示意图；以及

图5是根据本发明实施例的一种LED驱动芯片的驱动方法的流程示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

具体实施例

根据本发明实施例，提供了一种可以通过本申请装置实施例实施或执行的方法实施例，需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。

根据本发明实施例，提供了一种LED驱动器，以下对本发明实施例所提供的LED驱动器做具体介绍：

图2是根据本发明实施例的LED驱动器的示意图，如图2所示，该LED驱动器主要包括高频时钟模块10、变频地址模块20和数据存储模块30，其中：

高频时钟模块10包括时钟输出端，用于对接收到的系统时钟频率进行升频处理，输出高频时钟信号。

具体地，高频时钟模块10对接收到的系统时钟频率进行升频处理，通过升频处理将系统时钟频率升频至与变频地址模块20匹配的预定频率。

变频地址模块20包括时钟输入端、查询地址输出端和时钟信号输出端，时钟输入端与高频时钟模块10的时钟输出端电连接，用于对高频时钟信号进行变频处理，输出变频时钟信号和查询地址信号，其中，输出的变频时钟信号与查询地址信号的时钟周期相同。

数据存储模块30包括查询地址输入端和驱动信号输出端，查询地址输入端与查询地址输出端电连接，用于根据查询地址信号对其存储的用于驱动LED驱动芯片的驱动信息进行查询，输出与变频时钟信号的时钟周期相同的驱动信号。

具体地，在数据存储模块30中存储着用于记录各个LED灯珠的显示状态的显示参数。其中，LED灯珠的显示状态至少包括：点亮、熄灭、亮度。数据存储模块30根据接收到的查询地址信号获取与查询地址信号对应的显示参数，并将生成的与变频时钟信号的时钟周期相同的驱动信号发送至LED驱动芯片，以驱动LED进行显示。

在实际应用当中，变频地址模块通过对高频时钟进行计数，使时钟周期在预先设置的摆动范围内进行摆动。例如，第一个时钟周期为20，产生的高电平和低电平各占10个时钟周期的低频时钟信号。第二时钟周期为18，则产生的高电平和低电平各占9个时钟周期的低频时钟信号。以此类推，时钟周期可以在预先设定的摆动范围内进行摆动，摆动范围可以首先从20递减到8(20，18，16…12，10，8)，然后再从8递增到20(8，10，12…16，18，20)，具体的摆动范围和摆动精度可以根据系统需要进行调整。

如图4所示，由于变频时钟信号是由高频时钟信号在变频地址模块20中通过变频处理得到的，且上述驱动信号与该变频时钟信号的时钟周期相同，即使每个时钟周期对应一个数据地址。其中，在一个高频时钟的时钟周期内对应的数据地址相同，时钟周期为20的20个时钟周期对应同一个地址，时钟周期为18的18个时钟周期对应另一个地址。这样在数据和产生的低频时钟之间保持了频率的一致性，并且在低频时钟和数据之间也严格满足相位的一致性，即如图3所示，低频时钟的上升沿总是对应数据的中间。

进一步的，由于通过上述LED驱动器生成的驱动信号的频率，与变频时钟信号的频率相同，所以，在LED驱动芯片接收到变频时钟信号时，可以根据接收到的驱动信号的频率与变频时钟信号进行匹配。

在实际应用当中，由于在LED驱动器中，通过数据存储模块30输出的驱动信号与变频时钟信号的时钟周期相同，即驱动信号的时钟周期也不是固定的，而是在一定范围内摆动。从而当将LED驱动器应用于LED显示屏时，能够使LED显示屏的辐射能量在一定频段内分散，有效地降低了LED显示屏的EMI辐射。

本发明实施例所提供的LED驱动器包括高频时钟模块、变频地址模块和数据存储模块，通过变频地址模块对高频时钟信号进行变频处理，以输出具有相同时钟周期的变频时钟信号和查询地址信号。并且，数据存储模块根据输入的查询地址信号，输出与变频时钟信号的时钟周期相同的驱动信号，从而使变频时钟信号与驱动信号相匹配。由于，驱动信号的时钟周期不固定，且在一定范围内摆动，从而将该LED驱动器应用于LED显示屏时，能够使LED显示屏的辐射能量在摆动的范围内分散，有效地降低了LED显示屏的EMI辐射。

优选地，在本发明实施例中，高频时钟模块10为PLL锁相环时钟模块。其中，PLL锁相环时钟具有无剩余频差、良好的窄带载波跟踪性能、良好的宽带调制跟踪性能、良好的门限性能以及易于集成等特性，因此，通常用其来统一整合时脉讯号，使内存能正确的存取资料。

在本发明实施例中，优选地，多个LED驱动芯片之间以串联的方式连接，其中，数据存储模块30的驱动信号输出端与多个LED驱动芯片串联连接。每个LED驱动芯片可以最多连接16个LED灯珠，而每个像素由3～4个灯珠组成，因此，每个LED驱动芯片控制4～5个像素点；上述驱动信号输入到每个LED驱动芯片，使LED驱动芯片去控制像素点的色调、饱和度和亮度。

在上述优选的实施方式中，变频地址模块20的时钟信号输出端可以分别与每个LED驱动芯片连接。

具体的，每个LED驱动芯片控制4～5个像素点，上述变频地址模块具有多个时钟信号输出端，从而使一个时钟信号输出端输出的驱动信号能够输入到一个LED驱动芯片，更为有效地利用LED驱动芯片控制像素点的色调、饱和度和亮度。

优选地，在本发明实施例中，通过变频地址模块输出的变频时钟信号和查询地址信号的信号频率区间为9MHz-11MHz。将上述LED驱动器应用于LED显示屏时，上述优选的信号频率区间能够使LED显示屏的辐射能量在9MHz-11MHz的频段内分散，从而有效地降低LED显示屏的EMI辐射。

在上述优选的实施方式中，可以以预定频点间隔对变频时钟信号和查询地址信号进行变频处理。具体的，在实际应用当中，频点间隔可以根据控制精度的需要进行控制，既可以是0.1MHz，也可以是0.05MHz。将上述LED驱动器应用于LED显示屏时，设定的频点间隔能够进一步使LED显示屏的辐射能量在9MHz-11MHz的频段内分散，更为有效地降低LED显示屏的EMI辐射。

在本发明实施例中，LED驱动器可以采用FPGA可编程逻辑门阵列芯片构成。通过使用可编程逻辑门阵列(FPGA)芯片，实现了对系统时钟频率的升频处理，使输出的变频时钟信号和与变频时钟信号的频率相同的驱动信号的频率不是固定的，在一定范围内摆动，从而将该LED驱动器应用于LED显示屏时，能够使LED显示屏的辐射能量在一定频段内分散，有效地降低了LED显示屏的EMI辐射。

优选地，在本发明实施例中，LED驱动芯片包括：位移缓存器，用于接收驱动信号和变频时钟信号。并且，LED驱动芯片还包括：输出栓锁器，与位移缓存器连接，用于在锁存信号为低电位时，对驱动信号进行栓锁处理；输出驱动器，与输出栓锁器连接，用于在数据输出控制信号为低电位时，对驱动信号进行输出。上述内建于LED驱动芯片的位移缓存器与栓锁功能能够将串行的输入资料转换成平行输出资料格式。

根据本发明的另一方面，提供了一种LED显示屏，该LED显示屏包括LED灯、LED驱动芯片、系统时钟模块和上述LED驱动器，该LED驱动器分别与LED驱动芯片和系统时钟模块连接，用于对系统时钟模块输出的系统时钟频率进行升频和变频处理，并将变频时钟信号和驱动信号输入LED驱动芯片，该LED驱动芯片连接LED灯，在变频时钟信号和驱动信号的作用下使LED显示屏的辐射能量在一定频段内分散，有效地降低了LED显示屏的EMI辐射。

从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：本发明提供了包括高频时钟模块、变频地址模块和数据存储模块的LED驱动器，其中，通过变频地址模块对高频时钟信号进行变频处理，以输出具有相同时钟周期的变频时钟信号和查询地址信号。并且，数据存储模块根据输入的查询地址信号，输出与变频时钟信号的时钟周期相同的驱动信号，从而使变频时钟信号与驱动信号相匹配。由于，驱动信号的频率不固定，且在一定范围内摆动，从而将该LED驱动器应用于LED显示屏时，能够使LED显示屏的辐射能量在摆动的范围内分散，有效地降低了LED显示屏的EMI辐射。

根据本发明实施例，提供了一种LED驱动芯片的驱动方法的方法实施例，需要说明的是，本发明实施例的LED驱动器可以用于执行该实施例的LED驱动芯片的驱动方法，该实施例的LED驱动芯片的驱动方法可以在本发明实施例的LED驱动器中执行。

图5是根据本发明实施例的LED驱动芯片的驱动方法的示意图，如图5所示，该LED驱动芯片的驱动方法包括：

步骤S21，接收外部时钟模块输出的低频时钟信号。

步骤S23，将低频时钟信号输入至高频时钟模块10进行升频处理，生成高频时钟信号。

步骤S25，将高频时钟信号输入至变频地址模块20进行变频处理，生成与高频时钟信号的时钟周期相同的变频时钟信号和查询地址信号。

步骤S27，将查询地址信号输入至数据存储模块30，根据查询地址信号对数据存储模块30中存储的驱动信息进行查询，并输出与变频时钟信号的时钟周期相同的驱动信号，其中，驱动信号用于驱动LED驱动芯片。

具体的，驱动方法包括：接收外部时钟模块输出的低频时钟信号；将低频时钟信号输入至高频时钟模块10进行升频处理，生成高频时钟信号；将低频时钟信号输入至高频时钟模块10进行升频处理，生成高频时钟信号；将查询地址信号输入至数据存储模块30，根据查询地址信号对数据存储模块30中存储的驱动信息进行查询，并输出与变频时钟信号的时钟周期相同的驱动信号，其中，驱动信号用于驱动LED驱动芯片。

作为一种可选的实时方式，上述变频处理的处理方式至少包括：以预定频点间隔对变频时钟信号和查询地址信号进行变频处理。

具体的，变频处理的处理方式至少包括：以预定频点间隔对变频时钟信号和查询地址信号进行变频处理。

显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种LED驱动器，分别与系统时钟模块和多个LED驱动芯片连接，其特征在于，所述LED驱动器包括：高频时钟模块、变频地址模块和数据存储模块，其中，

所述高频时钟模块包括时钟输出端，用于对接收到的系统时钟频率进行升频处理，输出高频时钟信号；

所述变频地址模块包括时钟输入端、查询地址输出端和时钟信号输出端，所述时钟输入端与所述高频时钟模块的所述时钟输出端电连接，用于对所述高频时钟信号进行变频处理，输出变频时钟信号和查询地址信号，其中，输出的所述变频时钟信号与所述查询地址信号的频率相同；

所述数据存储模块包括查询地址输入端和驱动信号输出端，所述查询地址输入端与所述查询地址输出端电连接，用于根据所述查询地址信号对其存储的用于驱动所述LED驱动芯片的驱动信息进行查询，输出与所述变频时钟信号的所述频率相同的驱动信号，

所述高频时钟模块为PLL锁相环时钟模块，所述LED驱动器采用FPGA可编程逻辑门阵列芯片构成。

2.根据权利要求1所述的LED驱动器，其特征在于，所述多个LED驱动芯片之间以串联的方式连接，其中，所述数据存储模块的所述驱动信号输出端与所述多个LED驱动芯片串联连接。

3.根据权利要求2所述的LED驱动器，其特征在于，所述变频地址模块的所述时钟信号输出端分别与每个LED驱动芯片连接。

4.根据权利要求1所述的LED驱动器，其特征在于，输出的所述变频时钟信号和所述查询地址信号的信号频率区间为9MHz-11MHz。

5.根据权利要求4所述的LED驱动器，其特征在于，以预定频点间隔对所述变频时钟信号和所述查询地址信号进行变频处理。

6.根据权利要求1所述的LED驱动器，其特征在于，所述LED驱动芯片包括：位移缓存器，用于接收所述驱动信号和所述变频时钟信号。

7.根据权利要求6所述的LED驱动器，其特征在于，所述LED驱动芯片还包括：

输出栓锁器，与所述位移缓存器连接，用于在锁存信号为低电位时，对所述驱动信号进行栓锁处理；

输出驱动器，与所述输出栓锁器连接，用于在数据输出控制信号为低电位时，对所述驱动信号进行输出。

8.一种LED显示屏，其特征在于，包括依次连接的系统时钟模块、权利要求1至7中任意一项所述的LED驱动器、LED驱动芯片和LED灯。

9.一种LED驱动芯片的驱动方法，其特征在于，所述驱动方法包括：

接收外部时钟模块输出的低频时钟信号；

将所述低频时钟信号输入至高频时钟模块进行升频处理，生成高频时钟信号；

将所述高频时钟信号输入至变频地址模块进行变频处理，生成与所述高频时钟信号的时钟周期相同的变频时钟信号和查询地址信号；

将所述查询地址信号输入至数据存储模块，根据所述查询地址信号对所述数据存储模块中存储的驱动信息进行查询，并输出与所述变频时钟信号的所述时钟周期相同的驱动信号，其中，所述驱动信号用于驱动LED驱动芯片。

10.根据权利要求9所述的驱动方法，其特征在于，所述变频处理的处理方式至少包括：以预定频点间隔对所述变频时钟信号和所述查询地址信号进行变频处理。