CN105744677A - 电源传输路径与数据传输路径重合的led驱动系统 - Google Patents

电源传输路径与数据传输路径重合的led驱动系统 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种电源传输路径与数据传输路径重合的LED驱动系统，该系统包括若干LED驱动芯片，若干LED驱动芯片均包括：总输入端、总输出端、逻辑控制模块、RGB灰度调节模块、供电模块、电压钳位模块、数字信号提取模块及信号处理模块。其中，电压钳位模块的输入端经总输入端与上一级LED驱动芯片的总输出端连接，输出端经总输出端与下一级LED驱动芯片的总输入端连接；供电模块与该LED驱动芯片的总输入端连接并为该LED驱动芯片供电；数字信号提取模块的输入端与该LED驱动芯片的总输入端连接，输出端与信号处理模块的输入端连接；信号处理模块的输出端与逻辑控制模块的输入端连接，逻辑控制模块的输出端与RGB灰度调节模块的受控端连接。

Description

电源传输路径与数据传输路径重合的LED驱动系统
技术领域
本发明涉及LED驱动技术领域，尤其涉及一种电源传输路径与数据传输路径重合的LED驱动系统。
背景技术
现有的灯饰、软硬灯条的应用技术中，LED驱动芯片都是并联应用。各级芯片并联接到同一条电源线上。这样，就造成整个系统的电流过大，进而使得FPC铜箔的厚度相应增加，从而提高了整个LED产品的成本。
发明内容
本发明解决的技术问题是，提供一种能够降低LED驱动系统的电流，不仅降低了LED驱动系统的走线复杂度，而且减小了FPC铜箔的厚度，节省了产品成本的LED驱动系统。
本发明解决上述技术问题的技术方案是，提供一种电源传输路径与数据传输路径重合的LED驱动系统，该LED驱动系统包括若干LED驱动芯片，若干所述LED驱动芯片均包括：总输入端、总输出端、逻辑控制模块、RGB灰度调节模块及供电模块，若干所述LED驱动芯片还包括：
电压钳位模块，用于将所述LED驱动芯片的供电电压钳制在预设的范围内；
数字信号提取模块，用于提取包含有RGB灰度数据的曼彻斯特码，并输出相应的提取信号；
信号处理模块，用于接收所述提取信号并根据当前LED驱动芯片存储的地址获取相应位置的有效数据，输出所述有效数据至所述逻辑控制模块，使得逻辑控制模块根据所述有效数据控制所述RGB灰度调节模块调整RGB的灰度；
其中，所述电压钳位模块的输入端经所述总输入端与上一级LED驱动芯片的总输出端连接，输出端经所述总输出端与下一级LED驱动芯片的总输入端连接；所述供电模块与该LED驱动芯片的总输入端连接并为该LED驱动芯片供电；所述数字信号提取模块的输入端与该LED驱动芯片的总输入端连接，输出端与所述信号处理模块的输入端连接；信号处理模块的输出端与所述逻辑控制模块的输入端连接，所述逻辑控制模块的输出端与所述RGB灰度调节模块的受控端连接。
优选地，若干所述LED驱动芯片还包括：用于产生基准电压的基准电压产生模块，及比较模块；其中，所述基准电压产生模块的基准电压输出端与所述比较模块的基准电压输入端连接，所述比较模块的比较电压输入端与所述电源输入端连接，所述比较模块的比较结果输出端与所述供电模块的受控端连接，以控制所述供电模块通电或断电。
优选地，若干所述LED驱动芯片还包括：用于存储所述基准电压的校准值及该LED驱动芯片地址的存储模块，所述存储模块的基准电压校准值输出端与所述比较模块的基准电压输入端连接。
优选地，若干所述LED驱动芯片还包括：用于滤除电源杂波信号的滤波模块，所述滤波模块设在所述总输入端与所述供电模块之间的位置。
优选地，还包括用于对电压进行补偿的中继器，所述中继器设在串联的LED驱动芯片间，以延长串联线路。
本发明提供的电源传输路径与数据传输路径重合的LED驱动系统，该LED驱动系统包括若干LED驱动芯片，且若干LED驱动芯片串联连接。具体地，各LED驱动芯片电源传输路径与数据传输路径重合。LED驱动芯片的总输入端与上一级LED驱动芯片的总输出端连接，LED驱动芯片的总输出端与下一级LED驱动芯片的总输入端连接。其中，LED驱动芯片内置电压钳位模块确保电压稳定。数据传输路径与电源传输路径重合，从而进一步降低LED驱动系统的布线复杂度。数字信号提取模块与该LED驱动芯片的总输入端连接，从总输入端中提取出曼彻斯特码作为提取信号输出至信号处理模块。信号处理模块负责从提取信号中获取与本LED驱动芯片地址对应的有效数据，在将该有效数据发送至逻辑控制模块。逻辑控制模块则根据接收到的有效数据输出相应的控制信号至RGB灰度控制模块，以调整RGB灰度控制模块输出的PWM信号的脉宽宽度，从而实现调整RGB灰度的目的。本发明将LED驱动系统的中LED驱动芯片串联连接，克服了现有技术中并联连接至电源所造成的电流过大，FPC铜箔厚度过大而提高产品成本的缺陷。本发明中每个节点的LED驱动芯片电流相等，FPC铜箔厚度大幅降低，使得整个产品的成本同等节省50%~60%。另一方面，本发明将电源传输路径与数字信号传输路径重合在一起，简化了系统的布线，进一步减小了产品的布线成本。
附图说明
图1为本发明电源传输路径与数据传输路径重合的LED驱动系统的模块图；
图2为本发明电源传输路径与数据传输路径重合的LED驱动系统中LED驱动芯片第一实施例的模块图；
图3为本发明电源传输路径与数据传输路径重合的LED驱动系统中LED驱动芯片第二实施例的模块图；
图4为本发明电源传输路径与数据传输路径重合的LED驱动系统中LED驱动芯片第三实施例的模块图；
图5为本发明电源传输路径与数据传输路径重合的LED驱动系统中LED驱动芯片第三实施例的模块图。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
下面通过具体实施方式结合附图对本发明作进一步详细说明。
参考图1至5，图1为本发明电源传输路径与数据传输路径重合的LED驱动系统的模块图；图2为本发明电源传输路径与数据传输路径重合的LED驱动系统中LED驱动芯片第一实施例的模块图；图3为本发明电源传输路径与数据传输路径重合的LED驱动系统中LED驱动芯片第二实施例的模块图；图4为本发明电源传输路径与数据传输路径重合的LED驱动系统中LED驱动芯片第三实施例的模块图；图5为本发明电源传输路径与数据传输路径重合的LED驱动系统中LED驱动芯片第三实施例的模块图。本发明一实施例提供一种电源传输路径与数据传输路径重合的LED驱动系统，其包括若干LED驱动芯片。若干所述LED驱动芯片串联连接。
若干LED驱动芯片均包括：总输入端、总输出端、逻辑控制模块1、RGB灰度调节模块2、供电模块3、电压钳位模块4、数字信号提取模块5及信号处理模块6。其中，电压钳位模块4的输入端经该LED驱动芯片的总输入端与上一级LED驱动芯片的总输出端连接，输出端经该LED驱动芯片的总输出端与下一级LED驱动芯片的总输入端连接。供电模块3与该LED驱动芯片的总输入端连接并为该LED驱动芯片供电。数字信号提取模块5的输入端与该LED驱动芯片的总输入端连接，输出端与信号处理模块6的输入端连接。信号处理模块6的输出端与逻辑控制模块1的输入端连接，逻辑控制模块1的输出端与RGB灰度调节模块2的受控端连接。
电压钳位模块4用于稳定LED驱动芯片的供电电压。需要说明的是，为了避免LED驱动芯片的供电电压浮动而造成LED驱动芯片工作不稳定，在本实施例中，电压钳位模块4将电压钳制在一个固定电压范围内，使得串联的LED驱动芯片每一级分压电压值固定，保证LED驱动芯片供电稳定，并且当电源过压时保护LED驱动芯片。如LED驱动芯片的工作电压为3.3V，则电压钳位模块4将电源输入端与电源输出端之间的压差钳制在3.3V。
数字信号提取模块5用于从总输入端上提取曼彻斯特码。需要说明的是，曼彻斯特码包含有用于调整RGB灰度的控制指令，且曼彻斯特码的一帧数据中包含所有芯片的数据。具体地，若LED驱动系统包括N个芯片，则一帧数据需要包括3*N个数据。具体如下：一帧数据包括：Start+data1+data2+data3+…+data(N-2)+data(N-1)+dataN+End，每个芯片根据自己的地址，从这一帧数据的固定位置中提取数据。例如：位于地址1的LED驱动芯片则提取data1+data2+data3；位于地址5的LED驱动芯片则提取data13+14+15，以此类推，与该芯片地址不对应的数据则不提取。由于LED驱动芯片的电源传输路径与曼彻斯特码传输路径重合在一起，因而需要数字信号提取模块5从总输入端上提取曼彻斯特码并输出相应的提取信号至信号处理模块6。
信号处理模块6接收数字信号提取模块5输出的提取信号。需要说明的是，每一个LED驱动芯片均预先烧录好唯一的地址。信号处理模块6接收提取信号，并从提取信号中获取与其地址对应的有效数据段（即有效数据），并将该有效数据发送至逻辑控制模块1。逻辑控制模块1则根据接收到的有效数据输出相应的控制信号至RGB灰度调整模块，以调整PWM信号的脉宽，控制RGB的开关时间，从而最终调整RGB灰度。
LED驱动芯片内置有OSC模块（图中未示出），该OSC模块为LED驱动芯片提供时钟信号。具体地，OSC模块为环形振荡器，用于产生时钟信号为逻辑控制模块1使用，并且分频后的时钟用于RGB灰度调节。此外，LED驱动芯片内置有ISET模块（图中未示出），该模块用于产生RGB100%电流偏置。
本发明提供的电源传输路径与数据传输路径重合的LED驱动系统，该LED驱动系统包括若干LED驱动芯片，且若干LED驱动芯片串联连接。具体地，各LED驱动芯片电源传输路径与数据传输路径重合。LED驱动芯片的总输入端与上一级LED驱动芯片的总输出端连接，LED驱动芯片的总输出端与下一级LED驱动芯片的总输入端连接。其中，LED驱动芯片内置电压钳位模块4确保电压稳定。数据传输路径与电源传输路径重合，从而进一步降低LED驱动系统的布线复杂度。数字信号提取模块5与该LED驱动芯片的总输入端连接，从总输入端中提取出曼彻斯特码作为提取信号输出至信号处理模块6。信号处理模块6负责从提取信号中获取与本LED驱动芯片地址对应的有效数据，在将该有效数据发送至逻辑控制模块1。逻辑控制模块1则根据接收到的有效数据输出相应的控制信号至RGB灰度控制模块，以调整RGB灰度控制模块输出的PWM信号的脉宽宽度，从而实现调整RGB灰度的目的。本发明将LED驱动系统中的LED驱动芯片串联连接，克服了现有技术中并联连接至电源所造成的电流过大，FPC铜箔厚度过大而提高产品成本的缺陷。本发明中每个节点的LED驱动芯片电流相等，FPC铜箔厚度大幅降低，使得整个产品的成本同等节省50%~60%。另一方面，本发明将电源传输路径与数字信号传输路径重合在一起，简化了系统的布线，进一步减小了产品的布线成本。
进一步地，为避免LED在低电压状态下启动而造成系统运作不稳定设置频繁重启等缺陷，在本实施例中，若干LED驱动芯片还包括基准电压产生模块7及比较模块8。顾名思义，基准电压用于产生基准电压，而比较模块8则用于将当前LED电源输入端的电压值与基准电压的固定倍数作比较，以确认当前电源电压是否处于欠压状态。其中，基准电压产生模块7的基准电压输出端与比较模块8的基准电压输入端连接，比较模块8的比较电压输入端与该LED驱动芯片的总输入端连接，比较模块8的比较结果输出端与供电模块3的受控端连接，以控制供电模块3通电或断电。若当前的电源电压小于基准电压值时，则LED驱动芯片当前处于欠压状态，比较模块8输出控制信号至供电模块3的受控端，使得供电模块3停止为LED驱动芯片供电，从而避免LED驱动芯片在欠压状态下启动而造成系统不稳定的缺陷。若当前的电源电压大于基准电压值时，则LED驱动芯片当前电源处于正常状态，比较模块8输出控制信号至供电模块3的受控端，使得供电模块3为LED驱动芯片供电。需要说明的是，基准电压产生模块7所产生的基准电压可以根据实际情况进行设置，在此不再赘述。
进一步地，为确保基准电压的稳定性，减小基准电压的误差，在本实施例中，若干LED驱动芯片还包括用于存储基准电压的校准值的存储模块9，存储模块9的基准电压校准值输出端与比较模块8的基准电压输入端连接。具体地，存储模块9为OTP存储模块。另一方面，该存储模块9存储该LED驱动芯片的地址。逻辑控制模块1向存储模块9烧写地址，将该LED驱动芯片的地址存储在存储模块9当中。使得每颗LED驱动芯片都可以独立编址。
进一步地，为使得LED驱动芯片的供电电源更加平滑，确保LED驱动芯片工作的稳定性，若干LED驱动芯片还包括：用于滤除电源杂波信号的滤波模块11，滤波模块11设在总输入端与供电模块3之间的位置。滤波模块11将混杂在电源传输路径上的数字信号滤除掉，以保证LED驱动芯片的驱动电源平滑，从而保证了LED驱动芯片电源的稳定性。进一步地，经滤波模块11滤除的电源为整个LED驱动芯片使用。
进一步地，为使得LED驱动系统能够串联更多的LED驱动芯片，扩大系统的容量，在本实施例中，LED驱动系统还包括用于对电压进行补偿的中继器10。中继器10设在串联的LED驱动芯片间，以延长串联线路。具体地，若工作电压为3.3V的LED驱动芯片串联在220V的市电电源上时，在不增设中继器10的情况下，220V电源可以为66个LED驱动芯片供电。则该LED驱动系统以66个驱动芯片为一节。中继器10设置在节点上，以将第66个LED驱动片电源输出端的电源升压为220V，使得第二节LED驱动芯片可以顺利接上。本实施例增设中继器10，有效地扩大了LED驱动系统的容量。
以上内容是结合具体的实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换。

Claims (5)

1.一种电源传输路径与数据传输路径重合的LED驱动系统，包括若干LED驱动芯片，若干所述LED驱动芯片均包括：总输入端、总输出端、逻辑控制模块、RGB灰度调节模块及供电模块，其特征在于，若干所述LED驱动芯片还包括：
电压钳位模块，用于将所述LED驱动芯片的供电电压钳制在预设的范围内；
数字信号提取模块，用于提取包含有RGB灰度数据的曼彻斯特码，并输出相应的提取信号；
信号处理模块，用于接收所述提取信号并根据当前LED驱动芯片存储的地址获取相应位置的有效数据，输出所述有效数据至所述逻辑控制模块，使得逻辑控制模块根据所述有效数据控制所述RGB灰度调节模块调整RGB的灰度；
其中，所述电压钳位模块的输入端经所述总输入端与上一级LED驱动芯片的总输出端连接，输出端经所述总输出端与下一级LED驱动芯片的总输入端连接；所述供电模块与该LED驱动芯片的总输入端连接并为该LED驱动芯片供电；所述数字信号提取模块的输入端与该LED驱动芯片的总输入端连接，输出端与所述信号处理模块的输入端连接；信号处理模块的输出端与所述逻辑控制模块的输入端连接，所述逻辑控制模块的输出端与所述RGB灰度调节模块的受控端连接。
2.如权利要求1所述的电源传输路径与数据传输路径重合的LED驱动系统，其特征在于，若干所述LED驱动芯片还包括：用于产生基准电压的基准电压产生模块，及比较模块；其中，所述基准电压产生模块的基准电压输出端与所述比较模块的基准电压输入端连接，所述比较模块的比较电压输入端与该LED驱动芯片的总输入端连接，所述比较模块的比较结果输出端与所述供电模块的受控端连接，以控制所述供电模块通电或断电。
3.如权利要求2所述的电源传输路径与数据传输路径重合的LED驱动系统，其特征在于，若干所述LED驱动芯片还包括：用于存储所述基准电压的校准值及该LED驱动芯片地址的存储模块，所述存储模块的基准电压校准值输出端与所述比较模块的基准电压输入端连接。
4.如权利要求1所述的电源传输路径与数据传输路径重合的LED驱动系统，其特征在于，若干所述LED驱动芯片还包括：用于滤除数字信号的滤波模块，所述滤波模块设在所述总输入端与所述供电模块之间的位置。
5.如权利要求1至4任一项所述的电源传输路径与数据传输路径重合的LED驱动系统，其特征在于，还包括用于对电压进行补偿的中继器，所述中继器设在串联的LED驱动芯片间，以延长串联线路。
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