CN106559931B - Led矩阵控制电路 - Google Patents

Abstract

一种LED矩阵控制电路，包括：LED矩阵，包括M行N列矩阵状布置的M×N个LED元件；M个第一控制开关，与LED矩阵中每一行一一对应设置，每个第一控制开关串联于电源电压向对应其的一行LED元件的阳极供电的共同流路中，用于在对应行控制信号控制下接通或断开电源电压向该一行LED元件的阳极的供电；及M×N个第二控制开关，每个LED元件设置有一个第二控制开关，每个第二控制开关串联于对应其的LED元件的阴极至接地电压之间的流路中，用于在对应列控制信号控制下接通或断开该LED元件的阴极与接地电压之间的流路，且在断开LED元件的阴极与接地电压之间的流路时，对应该第二控制开关的LED元件的阴极至与该LED元件属于相同列的其它LED元件的阴极之间的流路也被断开。

Description

LED矩阵控制电路

技术领域

本发明涉及一种LED矩阵控制电路。

背景技术

LED由于具有体积小、耗电量低、工作寿命长、响应时间快等优异的特性，因而在LED显示设备、信息显示装置等领域有着广泛的用途。而且，由于LED生产制造技术的革新，在LED成本下降的同时，其反向击穿电压也呈现下降趋势。

对于LED的控制方式来说，LED矩阵控制电路是一种廉价、高性能的LED控制方式。图1显示传统的LED矩阵控制电路的一个实例的电路配置。图1所示的LED矩阵控制电路包括LED矩阵11、行控制开关12以及列控制开关13。LED矩阵11包括被布置成3行3列(X轴方向为行、Y轴方向为列)的矩阵状的LED元件LED11-LED33。3个行控制开关12分别为PNP型三极管TR1、TR2以及TR3。3个列控制开关13分别为NPN型三极管TR4、TR5以及TR6。图1中，PNP型三极管TR1、TR2以及TR3(行控制开关12)分别在相应的行控制信号SR11、SR12以及SR13的控制下能够处于导通或者截止状态，以接通或者断开电源电压+VLED至一行LED元件的阳极的供电。具体地，SR11控制TR1处于导通或者截止状态，以接通或者断开+VLED向处于同一行的LED11、LED12以及LED13的阳极的供电，SR12控制TR2处于导通或者截止状态，以接通或者断开+VLED向处于同一行的LED21、LED22以及LED23的阳极的供电，SR13控制TR3处于导通或者截止状态，以接通或者断开+VLED向处于同一行的LED31、LED32以及LED33的阳极的供电。另一方面，NPN型三极管TR4、TR5以及TR6(列控制开关13)分别在相应的列控制信号SC11、SC12以及SC13的控制下能够处于导通或者截止状态，以接通或者断开一列的LED元件的阴极至接地电压之间的流路。具体地，SC11控制TR4处于导通或者截止状态，以接通或者断开处于同一列的LED11、LED21以及LED31的阴极至接地电压之间的流路，SC12控制TR5处于导通或者截止状态，以接通或者断开处于同一列的LED12、LED22以及LED32的阴极至接地电压之间的流路，SC13控制TR6处于导通或者截止状态，以接通或者断开处于同一列的LED13、LED23以及LED33至接地电压之间的流路。

关于LED矩阵控制电路的控制，通常是逐行点亮LED元件的控制，例如，先进行图1中第一行中LED11的点亮控制，再进行第二行中LED22的点亮控制，最后进行第三行中LED33的点亮控制。针对该点亮控制顺序的控制，起初，行控制信号SR11、SR12、SR13以及列控制信号SC11、SC12、SC13均为截止信号以使得所有的三极管均处于截止状态，没有LED元件被点亮。当开始控制时，首先，行控制信号SR11被切换至开启信号以导通三极管TR1，以开始对LED11的点亮控制。之后列控制信号SC11被切换为开启信号以导通三极管TR4，从而形成从+VLED－TR1－LED11－TR4－接地电压的电流流路，LED11被点亮。接下来，列控制信号SC11被切换至截止信号以使得三极管TR4截止，随后行控制信号SR11被切换至截止信号以使得三极管TR1截止，同时，行控制信号SR12被切换为开启信号以导通三极管TR2，以开始对LED22的点亮控制。随后，列控制信号SC12被切换至开启信号以导通三极管TR5，从而形成从+VLED－TR2－LED22－TR5－接地电压的电流流路，LED22被点亮。接下来，列控制信号SC12被切换至截止信号以使得三极管TR5截止，随后行控制信号SR12被切换至截止信号以使得三极管TR2截止，同时，行控制信号SR13被切换至开启信号以导通三极管TR3，以开始对LED33的点亮控制。对LED33的点亮控制类似于上述对LED11、LED22的点亮控制，在此省略说明。

在上述控制中，例如，在对LED11的点亮控制中，行控制信号SR11处于开启信号状态，三极管TR1导通，电源电压+VLED除了向LED11的阳极供电之外，还向LED12、LED13的阳极供电。由于在对LED11的点亮控制中三极管TR5、TR6一直处于截止状态，并且属于同一列的LED元件的阴极之间的流路连通，因而在与LED12属于同一列的LED22、LED32的阴极会出现与LED12的阳极的供电电压对应的逆电压，在与LED13属于同一列的LED23、LED33的阴极会出现与LED13的阳极的供电电压对应的逆电压。此外，在对LED11的点亮控制中，在行控制信号SR11为开启信号而列控制信号SC11为截止信号的状态下，在与LED11属于同一列的LED21、LED31的阴极也会出现与LED11的阳极的供电电压对应的逆电压。由此可知，在图1所示的LED矩阵控制电路中，在对LED元件的点亮控制中，逆电压可能会被施加到其它未点亮的LED元件的阴极。如若这些LED元件的阴极被施加的逆电压的大小大于等于这些LED元件的反向击穿电压的大小，则会出现这些LED元件被损坏的可能性。

此外，在LED矩阵控制电路的控制中，行控制信号或列控制信号的高速切换，会使得已被点亮的LED元件上的电荷来不及在下一行的LED元件的点亮前完全释放，从而容易造成微点灯现象。

发明内容

本发明是为了解决上述至少一个问题而完成的，其目的是提供一种能够抑制逆电压的产生以减小LED元件被损坏的可能性，并且能减少微电灯现象的LED矩阵控制电路。

为达上述目的，根据本发明的一个方面，提供一种LED矩阵控制电路，包括：

LED矩阵，该LED矩阵包括以M行N列的矩阵状布置的M×N个LED元件，M、N为大于1的整数；

M个第一控制开关，与LED矩阵中的每一行一一对应地设置，每个第一控制开关被串联于电源电压向对应于该第一控制开关的一行LED元件的阳极供电的共同流路中，用于在对应的行控制信号的控制下接通或者断开电源电压向该一行LED元件的阳极的供电；以及

M×N个第二控制开关，LED矩阵中的每个LED元件设置有一个第二控制开关，每一个第二控制开关被串联于对应于该第二控制开关的LED元件的阴极至接地电压之间的流路中，用于在对应的列控制信号的控制下接通或者断开该LED元件的阴极与接地电压之间的流路，并且在断开LED元件的阴极与接地电压之间的流路的情形下，对应于该第二控制开关的LED元件的阴极至与该LED元件属于相同的列的其它LED元件的阴极之间的流路也被断开。

根据本发明的实施例所提供的LED矩阵控制电路，由于与每个LED元件对应设置有一个第二控制开关，且在第二控制开关断开LED元件的阴极与接地电压之间的流路的情形下，对应于第二控制开关的LED元件的阴极至与该LED元件属于相同的列的其它LED元件的阴极之间的流路也被断开，因而能够抑制逆电压的产生，从而减小LED元件被损坏的可能性，提供高信赖性。

进一步，该LED矩阵控制电路中，当上述行控制信号为开启信号时，上述第一控制开关处于导通状态，以接通电源电压向上述一行LED元件的阳极的供电，当上述行控制信号为截止信号时，上述第一控制开关处于截止状态，以断开电源电压向上述一行LED元件的阳极的供电。

进一步，该LED矩阵控制电路中，当上述列控制信号为开启信号时，上述第二控制开关处于导通状态，以接通上述LED元件的阴极与接地电压之间的流路，当上述列控制信号为截止信号时，上述第二控制开关处于截止状态，以断开上述LED元件的阴极与接地电压之间的流路。

进一步，该LED矩阵控制电路中，第二控制开关的一开关端接至对应的LED元件的阴极，另一开关端相对于该对应的LED元件所在的列的其它各个LED元件并联地接地。如此，能够实现在第二控制开关断开LED元件的阴极与接地电压之间的流路的情形下，对应于第二控制开关的LED元件的阴极至与该LED元件属于相同的列的其它LED元件的阴极之间的流路也被断开，从而抑制逆电压的产生，减小LED元件被损坏的可能性，提供高信赖性。

进一步，该LED矩阵控制电路中，每一个第二控制开关是NPN型三极管，其发射极作为与接地电压连通的一开关端，集电极作为与对应于该第二控制开关的LED元件的阴极连通的另一开关端，基极用于输入对应的列控制信号。

进一步，该LED矩阵控制电路中，每一个第二控制开关是N沟道场效应管，其源极作为与接地电压连通的一开关端，漏极作为与对应于该第二控制开关的LED元件的阴极连通的另一开关端，栅极用于输入对应的列控制信号。

进一步，该LED矩阵控制电路中，每一个第一控制开关包括一个NPN型三极管和一个PNP型三极管，NPN型三极管的集电极与PNP型三极管的基极连接，NPN型三极管的发射极与接地电压连接，PNP型三极管的发射极作为与电源电压连通的一开关端，PNP型三极管的集电极作为与对应于该第一控制开关的一行LED元件的阳极连通的另一开关端，NPN型三极管的基极用于输入对应的行控制信号。

进一步，该LED矩阵控制电路中，每一个第一控制开关是PNP型三极管，其发射极作为与电源电压连通的一开关端，集电极作为与对应于该第一控制开关的一行LED元件的阳极连通的另一开关端，基极用于输入对应的行控制信号。

进一步，该LED矩阵控制电路中，每一个第一控制开关包括一个N沟道场效应管和一个P沟道场效应管，N沟道场效应管的漏极与P沟道场效应管的栅极连接，N沟道场效应管的源极与接地电压连接，P沟道场效应管的源极作为与电源电压连通的一开关端，P沟道场效应管的漏极作为与对应于该第一控制开关的一行LED元件的阳极连通的另一开关端，N沟道场效应管的栅极用于输入对应的行控制信号。

进一步，该LED矩阵控制电路中，每一个第一控制开关是P沟道场效应管，其源极作为与电源电压连通的一开关端，漏极作为与对应于该第一控制开关的一行LED元件的阳极连通的另一开关端，栅极用于输入对应的行控制信号。

进一步，该LED矩阵控制电路中，在与一个第一控制开关对应的行控制信号从开启信号切换至截止信号之后，且在与另一个第一控制开关对应的行控制信号从截止信号切换至开启信号之前，具有预定的时间间隔。通过使得在针对一行中的LED元件的点亮控制的行控制信号从开启信号切换至截止信号之后，且在针对另一行中的LED元件的点亮控制的行控制信号从截止信号切换至开启信号之前停留一定的时间间隔，可以进一步使得在另一行中的LED元件被点亮之前，上一行中已被点亮的LED元件上的电压(电荷)能够释放到一个足够低的水平，从而大大减弱微点灯现象。

进一步，该LED矩阵控制电路进一步包括M×N个限流电阻，LED矩阵中的每个LED元件设置有一个限流电阻，每一个限流电阻被串联于对应于该限流电阻的LED元件的阴极至对应于该LED元件的第二控制开关之间的流路中，用于限制流经该LED元件的电流。

进一步，该LED矩阵控制电路中，进一步包括M×N个限流电阻，LED矩阵中的每个LED元件设置有一个限流电阻，每一个限流电阻被串联于对应于该限流电阻的LED元件所在行的一行LED元件的阳极至与该一行LED元件对应的第一控制开关之间的非共同流路中，用于限制流经对应于该限流电阻的LED元件的电流。

进一步，该LED矩阵控制电路中，进一步包括M个限流电阻，与LED矩阵中的每一行一一对应地设置，每一个限流电阻被串联于与该限流电阻对应的一行LED元件的阳极至与该一行LED元件对应的第一控制开关之间的共同流路中，用于限制流经该一行LED元件的电流。

如上所述，采用根据本发明的实施例的LED矩阵控制电路能够抑制逆电压的产生以减小LED元件被损坏的可能性，并且还能减少微电灯现象。

附图说明

图1显示传统的LED矩阵控制电路的一个实例的电路配置；

图2显示根据本发明实施例的LED矩阵控制电路的框图；

图3显示根据本发明实施例的LED矩阵控制电路的电路配置；

图4显示本发明实施例所提供的LED矩阵控制电路的电路图；以及

图5显示在关于根据本发明实施例的LED矩阵控制电路的控制的实例中，行控制信号和列控制信号的时序图。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明的内容，以下结合附图，通过具体实施例的说明，对本发明进行更加深入而具体的介绍。

这里，值得注意的是，在以下关于本发明的描述中，为了便于说明，以左右方向(X轴方向)作为“行”，上下方向(Y轴方向)作为“列”。但是，在本发明中，“行”和“列”应当被理解成是相对的，而不是绝对的。实际上，在本发明所公开的技术中，“行”是指LED矩阵中沿某一方向排列的且阳极之间彼此连通的LED元件的排列方向，相应地，与该方向垂直的方向为“列”。

图2显示根据本发明实施例的LED矩阵控制电路的框图。图2中的LED矩阵控制电路包括LED矩阵21、第一控制开关22以及第二控制开关23。

LED矩阵21包括以M行N列的矩阵状布置的M×N个LED元件，M、N为大于1的整数。

第一控制开关22的数目为M个，与LED矩阵21中的每一行一一对应地设置，每个第一控制开关22被串联于电源电压向对应于该第一控制开关22的一行LED元件的阳极供电的共同流路中，用于在对应的行控制信号的控制下接通或者断开电源电压向该一行LED元件的阳极的供电。当上述行控制信号为开启信号时，该第一控制开关22处于导通状态，以接通电源电压向该一行LED元件的阳极的供电，当上述行控制信号为截止信号时，该第一控制开关处于截止状态，以断开电源电压向该一行LED元件的阳极的供电。

第二控制开关23的数目为M×N个，LED矩阵21中的每个LED元件独立地设置有一个第二控制开关23，每一个第二控制开关23被串联于对应于该第二控制开关23的LED元件的阴极至接地电压之间的流路中，用于在对应的列控制信号的控制下接通或者断开该LED元件的阴极与接地电压之间的流路，并且在断开该LED元件的阴极与接地电压之间的流路的情形下，对应于该第二控制开关的LED元件的阴极至与该LED元件属于相同的列的其它LED元件的阴极之间的流路也被断开。当上述列控制信号为开启信号时，该第二控制开关23处于导通状态，以接通该LED元件的阴极与接地电压之间的流路，当上述列控制信号为截止信号时，该第二控制开关23处于截止状态，以断开该LED元件的阴极与接地电压之间的流路。

图3显示根据本发明实施例的LED矩阵控制电路的电路配置。

图3中，LED矩阵21包括以3行3列的矩阵状布置的3×3＝9个LED元件LED11-LED33(参见图1中的LED11-LED33)。在图3所示的LED矩阵21的布置形式下，X轴方向为行，Y轴方向为列。当图3所示的LED矩阵21整体旋转90度时，相应地，Y轴方向为行，X轴方向为列。在本发明以下的说明中，均基于图3所示的LED矩阵21的布置形式，即，X轴方向为行，Y轴方向为列。此外，图3中构成LED矩阵21的LED元件的行数和列数仅仅是例示性说明，构成LED矩阵21的LED元件的行数和列数可以是任意的。

如图3所示，与LED矩阵21中的每一行LED元件一一对应，设置有3个第一控制开关22。图3中，每一个第一控制开关22包括一个NPN型三极管和一个PNP型三极管。具体地，如图1所示，NPN型三极管TR12与PNP型三极管TR11组合构成对应于第一行LED元件LED11、LED12以及LED13的第一个第一控制开关22，NPN型三极管TR22与PNP型三极管TR21组合构成对应于第二行LED元件LED21、LED22以及LED23的第二个第一控制开关22，NPN型三极管TR32与PNP型三极管TR31组合构成对应于第三行LED元件LED31、LED32以及LED33的第三个第一控制开关22。每一个第一控制开关22被串联于电源电压+VLED向对应于该第一控制开关22的一行LED元件的阳极供电的共同流路中,用于在对应的行控制信号的控制下接通或者断开电源电压+VLED向该一行LED元件的阳极的供电。具体地，如图3所示，由三极管TR12与TR11构成的第一个第一控制开关22串联于电源电压+VLED向对应于该第一控制开关22的第一行LED元件LED11-LED13的阳极供电的共同流路中，由三极管TR22与TR21构成的第二个第一控制开关22串联于电源电压+VLED向对应于该第一控制开关22的第二行LED元件LED21-LED23的阳极供电的共同流路中，由三极管TR32与TR31构成的第三个第一控制开关22串联于电源电压+VLED向对应于该第一控制开关22的第三行LED元件LED31-LED33的阳极供电的共同流路中。每一个第一控制开关22中的PNP型三极管的发射极作为该第一控制开关22与电源电压+VLED连通的一开关端，集电极作为该第一控制开关22与对应于该第一控制开关22的一行LED元件的阳极连通的另一开关端。每一个第一控制开关22中，NPN型三极管的集电极与PNP型三极管的基极连接，发射极与接地电压连接，基极用于输入对应的行控制信号SR21、SR22或者SR23。当行控制信号SR21、SR22或者SR23为开启信号时，与该行控制信号对应的第一控制开关22将处于导通状态，从而接通电源电压+VLED向与该第一控制开关22对应的一行LED元件的阳极的供电。相反，当行控制信号SR21、SR22或者SR23为截止信号时，与该行控制信号对应的第一控制开关22将处于截止状态，从而断开电源电压+VLED向与该第一控制开关22对应的一行LED元件的阳极的供电。例如，第一个第一控制开关22(由三极管TR11和TR12构成)在对应的行控制信号SR21的控制下，能够接通或者断开电源电压+VLED向一行LED元件LED11-LED13的阳极的供电。当行控制信号SR21为开启信号时，第一个第一控制开关22将处于导通状态，以接通电源电压+VLED向一行LED元件LED11-LED13的阳极的供电，当行控制信号SR21为截止信号时，第一个第一控制开关22将处于截止状态，以断开电源电压+VLED向一行LED元件LED11-LED13的阳极的供电。

这里，除了采用NPN型三极管和PNP型三极管来构成第一控制开关22之外，也可以只采用PNP型三极管来构成第一控制开关22，当只采用PNP型三极管来构成第一控制开关22时，PNP型三极管的发射极作为与电源电压+VLED连通的一开关端，集电极作为与对应于该第一控制开关22的一行LED元件的阳极连通的另一开关端，基极用于输入对应的行控制信号。此外，还可以采用场效应管来构成第一控制开关22。例如，每一个第一控制开关22包括一个N沟道场效应管和一个P沟道场效应管，N沟道场效应管的漏极与P沟道场效应管的栅极连接，N沟道场效应管的源极与接地电压连接，P沟道场效应管的源极作为该第一控制开关22与电源电压+VLED连通的一开关端，P沟道场效应管的漏极作为该第一控制开关22与对应于该第一控制开关22的一行LED元件的阳极连通的另一开关端，N沟道场效应管的栅极用于输入对应的行控制信号。同样，每一个第一控制开关22也可以只包括一个P沟道场效应管，P沟道场效应管的源极作为与电源电压+VLED连通的一开关端，漏极作为与对应于该第一控制开关22的一行LED元件的阳极连通的另一开关端，栅极用于输入对应的行控制信号。此外，还可以采用其它元件来构成第一控制开关22，只要其所构成的第一控制开关22具有开关功能，能够实现电源电压+VLED向与之对应的一行LED元件的阳极的供电的接通或者断开即可，本发明再此不作限定。需要注意的是，采用不同的元件构成第一控制开关22时，用于控制电源电压+VLED向一行LED元件的阳极的供电的接通或者断开的对应的行控制信号的实际值也需根据实际情况来对应地确定。

如图3所示，LED矩阵21中的每个LED元件独立地设置有一个第二控制开关23，因而图3所示的LED矩阵控制电路中共设置有3×3＝9个第二控制开关23。图3中，每一个第二控制开关23采用NPN型三极管。例如，如图3所示，LED11独立地设置有NPN型三极管TR14，LED21独立地设置有NPN型三极管TR24，LED31独立地设置有NPN型三极管TR34，等等。图3中，每一个第二控制开关23被串联于对应于该第二控制开关23的LED元件的阴极至接地电压之间的流路中，用于在对应的列控制信号的控制下接通或者断开所述LED元件的阴极与所述接地电压之间的流路。第二控制开关23的一开关端接至对应的LED元件的阴极，另一开关端相对于该对应的LED元件所在的列的其它各个LED元件并联地接地。如图3所示，三极管TR14被串联于LED11的阴极至接地电压之间的流路中，三极管TR24被串联于LED21的阴极至接地电压之间的流路中，三极管TR34被串联于LED31的阴极至接地电压之间的流路中，等等。每一个NPN型三极管的发射极作为该第二控制开关23与接地电压连通的一开关端；集电极作为该第二控制开关23与对应于该第二控制开关23的LED元件的阴极连通的另一开关端，并且该另一开关端相对于该LED元件所在的列的其它各个LED元件并联地接地；基极用于输入对应的列控制信号SC21、SC22或者SC23。当列控制信号SC21、SC22或者SC23为开启信号时，与该列控制信号对应的第二控制开关23(NPN型三极管)将处于导通状态，从而接通与该第二控制开关23对应的LED元件的阴极至接地电压之间的流路。相反，当列控制信号SC21、SC22或者SC23为截止信号时，与该列控制信号对应的第二控制开关23(NPN型三极管)将处于截止状态，从而断开与该第二控制开关23对应的LED元件的阴极至接地电压之间的流路。例如，如图3所示，与列控制信号SC21对应的第二控制开关23为三极管TR14、TR24以及TR34。当列控制信号SC21为开启信号时，三极管TR14、TR24以及TR34将处于导通状态，从而，LED11的阴极至接地电压之间的流路、LED21的阴极至接地电压之间的流路、以及LED31的阴极至接地电压之间的流路被接通。相反，当列控制信号SC21为截止信号时，三极管TR14、TR24以及TR34将处于截止状态，从而，LED11的阴极至接地电压之间的流路、LED21的阴极至接地电压之间的流路、以及LED31的阴极至接地电压之间的流路被断开。并且，在图3所示的LED矩阵控制电路中，当某一个第二控制开关23在对应的列控制信号的控制下断开与该第二控制开关23对应的LED元件的阴极与接地电压之间的流路的情形下，对应于该第二控制开关23的LED元件的阴极至与该LED元件属于相同的列的其它LED元件的阴极之间的流路也被断开。例如，如图3所示，当列控制信号SC21为截止信号时，由于三极管TR24将处于截止状态，从而能够使得LED21的阴极至与LED21属于同一列的LED11或LED31的阴极之间的流路也被断开。

这里，除了采用NPN型三极管作为第二控制开关23之外，也可以采用N沟道场效应管作为第二控制开关23。当采用N沟道场效应管作为第二控制开关23时，N沟道场效应管的源极作为该第二控制开关23与接地电压连通的一开关端，漏极作为该第二控制开关23与对应于该第二控制开关23的LED元件的阴极连通的另一开关端，栅极用于输入对应的列控制信号。此外，还可以采用其它元件来构成第二控制开关23，只要其所构成的第二控制开关23具有开关功能，能够实现与该第二控制开关23对应的LED元件的阴极至接地电压之间的流路的接通或者断开即可，本发明再此不作限定。需要注意的是，采用不同的元件构成第二控制开关23时，用于控制与该第二控制开关23对应的LED元件的阴极至接地电压之间的流路的接通或者断开的对应的列控制信号的实际值也需根据实际情况来对应地确定。

考虑图3中LED11的点亮控制的情形。起初，行控制信号SR21、SR22、SR23以及列控制信号SC21、SC22、SC23均为对应的截止信号，所有的行控制开关22和列控制开关23均处于截止状态，电源电压+VLED向LED元件的阳极的供电的流路以及LED元件的阴极至接地电压之间的流路均被断开。开始LED11的点亮控制时，首先，行控制信号SR21从截止信号切换至开启信号，电源电压+VLED向LED11、LED12以及LED13的阳极供电的流路接通，之后，列控制信号SC21从截止信号切换至开启信号，LED11的阴极至接地电压之间的流路接通，从而形成从+VLED－TR11－LED11－TR14－接地电压的电流流路，LED11被点亮。接下来，列控制信号SC21从开启信号切换至截止信号，LED11的阴极至接地电压之间的流路断开，随后，行控制信号SR21从开启信号切换至截止信号，电源电压+VLED向LED元件的阳极的供电的流路断开。

在上述LED11的点亮控制中，在行控制信号SR21为开启信号的期间，LED11、LED12以及LED13的阳极均被供电。但是，如上所述，在本发明的实施例所提供的LED矩阵控制电路中，当某一个第二控制开关23在对应的列控制信号的控制下断开与该第二控制开关23对应的LED元件的阴极与接地电压之间的流路的情形下，对应于该第二控制开关23的LED元件的阴极至与该LED元件属于相同的列的其它LED元件的阴极之间的流路也被断开，并且，在上述LED11的点亮控制中行控制信号SR21为开启信号的期间，列控制信号SC22、SC23均为截止信号，因而LED12或LED13所属列的LED元件的阴极之间的流路始终被断开，从而逆电压不会被施加到与LED12属于同一列的LED22和LED32的阴极，以及与LED13属于同一列的LED23和LED33的阴极。基于同样的理由，在行控制信号SR21为开启信号，而列控制信号SC21为截止信号时，逆电压也不会被施加到与LED11属于同一列的LED21和LED31的阴极。此外，在行控制信号SR21为开启信号，而列控制信号SC21为开启信号时，由于LED11被点亮，在与LED11属于同一列的LED21和LED31的阴极也不会有逆电压。由此，可以看出，本发明的实施例所提供的LED矩阵控制电路相较于图1所示的传统的LED矩阵控制电路而言，在对LED元件的点亮控制中，能够抑制逆电压的产生，从而减小LED元件被损坏的可能性。

图4显示本发明实施例所提供的LED矩阵控制电路的电路图。如图4所示，LED矩阵控制电路进一步包括限流电阻R，用于限制流经LED元件的电流。图4中，与LED矩阵中的每一个LED元件对应设置有一个限流电阻R，每一个限流电阻R被串联于对应于该限流电阻R的LED元件的阴极至对应于该LED元件的第二控制开关23之间的流路中，用于限制流经该LED元件的电流。例如，一个限流电阻R被串联在三极管TR14与对应于该三极管TR14的LED11的阴极之间，用于限制流经LED11元件的电流。这里，对于限流电阻R的设置位置并不局限于如图4所示的情形。例如，可以与LED矩阵中的每一个LED元件对应设置有一个限流电阻R，每一个限流电阻R被串联于对应于该限流电阻R的LED元件所在行的一行LED元件的阳极至与该一行LED元件对应的第一控制开关22之间的非共同流路中，用于限制流经对应于该限流电阻R的LED元件的电流。又例如，还可以与LED矩阵中的每一行一一对应地设置一个限流电阻R，每一个限流电阻R被串联于与该限流电阻对应的一行LED元件的阳极至与该一行LED元件对应的第一控制开关22之间的共同流路中，用于限制流经该一行LED元件的电流。对于限流电阻R的设置位置，本发明在此不作限定，限流电阻R也可以被设置在LED矩阵控制电路的其它位置，只要其能够用于限制流经LED元件的电流即可。

以下结合图5和表1来说明关于根据本发明实施例的LED矩阵控制电路的点亮控制。这里，以依次点亮图4中第一行的LED11、第二行的LED21、第三行的LED31作为实例来进行说明。实际使用过程中，可根据实际需要来决定LED矩阵控制电路的点亮控制顺序，本发明再此不作限定。

图5显示在关于根据本发明实施例的LED矩阵控制电路的控制的实例中，行控制信号和列控制信号的时序图。从图5中可以看出，行控制信号SR21、SR22、SR23和列控制信号SC21、SC22、SC23分别对应于随时间变化的高/低电平。

在根据本发明的实施例中，当图4中的行控制信号(SR21、SR22或者SR23)为图5中所示的低电平时，图4中与该行控制信号对应的第一控制开关22的NPN型三极管(TR12、TR22或者TR32)在该低电平的作用下不能够使得被导通，图4中与该NPN型三极管对应的A、C或者E点将处于高电平状态，并且与该NPN型三极管连接的PNP型三极管(TR11、TR21或者TR31)处于不被导通的状态，电源电压+VLED向对应于该第一控制开关22的一行LED元件的供电被截断。当图4中的行控制信号(SR21、SR22或者SR23)为图5中所示的高电平时，图4中与该行控制信号对应的第一控制开关22的NPN型三极管(TR12、TR22或者TR32)在该高电平的作用下能够使得被导通，图4中与该NPN型三极管对应的A、C或者E点将处于低电平状态，并且与该NPN型三极管连接的PNP型三极管(TR11、TR21或者TR31)处于被导通的状态，电源电压+VLED向对应于该第一控制开关22的一行LED元件的供电被接通。这种情况下，与该一行LED元件对应的B、D或者F点将处于高电平状态。图4中的行控制信号SR21、SR22或者SR23为图5中的低电平即对应于该行控制信号为如之前所述的截止信号，为图5中的高电平即对应于该行控制信号为如之前所述的开启信号。

在根据本发明的实施例中，当图4中的列控制信号(SC21、SC22或者SC23)为图5中所示的低电平时，图4中与该列控制信号对应的第二控制开关23(NPN型三极管)在该低电平的作用下不能够使得被导通，与该第二控制开关23(NPN型三极管)对应的LED元件至接地电压之间的流路断开。若此时电源电压+VLED向与该第二控制开关23对应的LED元件的供电也断开，则图4中与该LED元件对应的B、D或者F点将处于高阻状态。当图4中的列控制信号(SC21、SC22或者SC23)为图5中所示的高电平时，图4中与该列控制信号对应的第二控制开关23(NPN型三极管)在该高电平的作用下能够使得被导通，与该第二控制开关23(NPN型三极管)对应的LED元件至接地电压之间的流路接通。若此时电源电压+VLED向与该第二控制开关23对应的LED元件的供电也断开，则图4中与该LED元件对应的B、D或者F点将处于低电平状态。图4中的列控制信号SC21、SC22或者SC23为图5中的低电平即对应于该列控制信号为如之前所述的截止信号，为图5中的高电平即对应于该列控制信号为如之前所述的开启信号。

表1中列出了与图5中的时序图对应的各个控制阶段、图4的LED矩阵控制电路中的A、B、C、D、E和F各点以及各LED元件的状态变化情况。在表1中，图5中的行控制信号SR21、SR22或SR23，或者列控制信号SC21、SC22或SC23的低电平对应采用数值“0”表示，高电平分别对应采用数值“1”表示；A、B、C、D、E或F点处于高电平状态时，对应采用数值“1”表示，处于低电平状态时，对应采用数值“0”表示，处于高阻状态时，对应采用字母“Z”表示；LED11、LED21或LED31不被点亮时，对应采用数值“0”表示，被点亮时，对应采用数值“1”表示；LED*代表除了LED11、LED21以及LED31之外的其它LED元件，同样，对应以数值“0”表示不被点亮，以数值“1”表示被点亮。

	SR21	SR22	SR23	SC21	SC22	SC23	A	B	C	D	E	F	LED11	LED21	LED31	LED*
																	1	0	0	0	0	0	0	1	Z	1	Z	1	Z	0	0	0	0
2	1	0	0	0	0	0	0	1	1	Z	1	Z	0	0	0	0
																	3	1	0	0	1	0	0	0	1	1	0	1	0	1	0	0	0
4	1	0	0	0	0	0	0	1	1	Z	1	Z	0	0	0	0
																	5	0	0	0	0	0	0	1	Z	1	Z	1	Z	0	0	0	0
6	0	1	0	0	0	0	1	Z	0	1	1	Z	0	0	0	0
																	7	0	1	0	1	0	0	1	0	0	1	1	0	0	1	0	0
8	0	1	0	0	0	0	1	Z	0	1	1	Z	0	0	0	0
																	9	0	0	0	0	0	0	1	Z	1	Z	1	Z	0	0	0	0
10	0	0	1	0	0	0	1	Z	1	Z	0	1	0	0	0	0
																	11	0	0	1	1	0	0	1	0	1	0	0	1	0	0	1	0
12	0	0	1	0	0	0	1	Z	1	Z	0	1	0	0	0	0
																	13	0	0	0	0	0	0	1	Z	1	Z	1	Z	0	0	0	0

表1

从图5和表1可以看出，在图5和表1所示的点亮控制中，首先进行对第一行的LED11的点亮控制，之后进行对第二行的LED21的点亮控制，最后进行对第三行的LED31的点亮控制。

如图5和表1所示，起初状态下，行控制信号SR21、SR22和SR23以及列控制信号SC21、SC22以及SC23均为低电平，即，截止信号(表1中的阶段1)。所有的LED元件均不被被点亮。

接下来，开始进行对LED11的点亮控制。首先，行控制信号SR21从低电平切换至高电平，即，从截止信号切换至开启信号(表1中阶段1至阶段2)，电源电压+VLED向第一行LED元件供电。此时，LED11还未被点亮。之后，列控制信号SC21从低电平切换至高电平，即，从截止信号切换至开启信号(表1中的阶段2至阶段3)，LED11至接地电压之间的流路接通，此时，从电源电压+VLED-TR11-LED11-R-TR14形成电流流路，LED11被点亮。随后，列控制信号SC21从高电平切换至低电平，即，从开启信号切换至截止信号(表1中的阶段3至阶段4)，以使得LED11熄灭。接下来，行控制信号SR21从高电平切换至低电平，即，从开启信号切换至截止信号(表1中的阶段4至阶段5)，以断开电源电压+VLED向第一行LED元件供电。

从图5和表1中的阶段5可以看出，实施例中，在行控制信号SR21从高电平切换至低电平(即，从开启信号切换至截止信号)的同时，行控制信号SR22并没有从低电平切换至高电平(即，从截止信号切换至开启信号)，以开始对LED21的点亮控制，而是在行控制信号SR21从高电平切换至低电平之后，行控制信号SR22从低电平切换至高电平之前，停留预定的时间间隔Δt。

接下来，开始进行对LED21的点亮控制。首先，行控制信号SR22从低电平切换至高电平，即，从截止信号切换至开启信号(表1中阶段5至阶段6)，电源电压+VLED向第二行LED元件供电。之后，列控制信号SC21从低电平切换至高电平，即，从截止信号切换至开启信号(表1中的阶段6至阶段7)，LED21至接地电压之间的流路接通，此时LED21被点亮。随后，列控制信号SC21从高电平切换至低电平，即，从开启信号切换至截止信号(表1中的阶段7至阶段8)，以使得LED21熄灭。接下来，行控制信号SR22从高电平切换至低电平，即，从开启信号切换至截止信号(表1中的阶段8至阶段9)，以断开电源电压+VLED向第二行LED元件供电。

同样，从图5和表1中的阶段9可以看出，实施例中，在行控制信号SR22从高电平切换至低电平(即，从开启信号切换至截止信号)的同时，行控制信号SR23并没有从低电平切换至高电平(即，从截止信号切换至开启信号)，以开始对LED31的点亮控制，而是在行控制信号SR22从高电平切换至低电平之后，行控制信号SR23从低电平切换至高电平之前，停留预定的时间间隔Δt。

随后，开始进行对LED31的点亮控制。首先，行控制信号SR23从低电平切换至高电平，即，从截止信号切换至开启信号(表1中阶段9至阶段10)，电源电压+VLED向第三行LED元件供电。之后，列控制信号SC21从低电平切换至高电平，即，从截止信号切换至开启信号(表1中的阶段10至阶段11)，LED31至接地电压之间的流路接通，此时LED31被点亮。随后，列控制信号SC21从高电平切换至低电平，即，从开启信号切换至截止信号(表1中的阶段11至阶段12)，以使得LED31熄灭。接下来，行控制信号SR23从高电平切换至低电平，即，从开启信号切换至截止信号(表1中的阶段12至阶段13)，以断开电源电压+VLED向第三行LED元件供电。至此，LED矩阵控制电路的点亮控制结束。

从上面可以看出，本发明实施例中，在与一个第一控制开关22对应的行控制信号从开启信号切换至截止信号之后，且在与另一个第一控制开关22对应的行控制信号从截止信号切换至开启信号之前，具有预定的时间间隔Δt。通过采用这样的方式，能够使得针对某一行中的LED元件的点亮控制的行控制信号从开启信号切换至截止信号至针对另一行中的LED元件的点亮控制的行控制信号从截止信号切换至开启信号之间的延时增加，从而可以进一步使得在下一被点亮控制的行中的LED元件被点亮之前，上一被点亮控制的行中已被点亮的LED元件上的电压(电荷)能够释放到一个足够低的水平，从而大大减弱微点灯现象。

综上所述，根据本发明的实施例的LED矩阵控制电路，能够抑制逆电压的产生以减小LED元件被损坏的可能性，并且能够大大抑制微点灯现象。

虽然经过对本发明结合具体实施例进行描述，对于本领域的技术技术人员而言，根据上文的叙述后作出的许多替代、修改与变化将是显而易见。因此，当这样的替代、修改和变化落入附后的权利要求的精神和范围之内时，应该被包括在本发明中。

Claims (14)

1.一种LED矩阵控制电路，其特征在于，包括：

LED矩阵，所述LED矩阵包括以M行N列的矩阵状布置的M×N个LED元件，M、N为大于1的整数；

M个第一控制开关，与所述LED矩阵中的每一行一一对应地设置，每个所述第一控制开关被串联于电源电压向对应于所述第一控制开关的一行LED元件的阳极供电的共同流路中，用于在对应的行控制信号的控制下接通或者断开所述电源电压向所述一行LED元件的阳极的供电；以及

M×N个第二控制开关，所述LED矩阵中的每个LED元件设置有一个所述第二控制开关，每一个所述第二控制开关被串联于对应于所述第二控制开关的LED元件的阴极至接地电压之间的流路中，用于在对应的列控制信号的控制下接通或者断开所述LED元件的阴极与所述接地电压之间的流路，并且在断开所述LED元件的阴极与所述接地电压之间的流路的情形下，对应于所述第二控制开关的LED元件的阴极至与所述LED元件属于相同的列的其它LED元件的阴极之间的流路也被断开；

其中，在对应的行控制信号的控制下接通所述电源电压向所述一行LED元件的阳极的供电之后，在对应的列控制信号的控制下接通所述LED元件的阴极与所述接地电压之间的流路，从而点亮所述LED元件。

2.如权利要求1所述的LED矩阵控制电路，其特征在于，

当所述行控制信号为开启信号时，所述第一控制开关处于导通状态，以接通所述电源电压向所述一行LED元件的阳极的供电，当所述行控制信号为截止信号时，所述第一控制开关处于截止状态，以断开所述电源电压向所述一行LED元件的阳极的供电。

3.如权利要求1所述的LED矩阵控制电路，其特征在于，

当所述列控制信号为开启信号时，所述第二控制开关处于导通状态，以接通所述LED元件的阴极与所述接地电压之间的流路，当所述列控制信号为截止信号时，所述第二控制开关处于截止状态，以断开所述LED元件的阴极与所述接地电压之间的流路。

4.如权利要求1所述的LED矩阵控制电路，其特征在于，

所述第二控制开关的一开关端接至对应的LED元件的阴极，另一开关端相对于所述对应的LED元件所在的列的其它各个LED元件并联地接地。

5.如权利要求1所述的LED矩阵控制电路，其特征在于，

每一个所述第二控制开关是NPN型三极管，其发射极作为与所述接地电压连通的一开关端，集电极作为与对应于所述第二控制开关的LED元件的阴极连通的另一开关端，基极用于输入对应的列控制信号。

6.如权利要求1所述的LED矩阵控制电路，其特征在于，

每一个所述第二控制开关是N沟道场效应管，其源极作为与所述接地电压连通的一开关端，漏极作为与对应于所述第二控制开关的LED元件的阴极连通的另一开关端，栅极用于输入对应的列控制信号。

7.如权利要求1所述的LED矩阵控制电路，其特征在于，

每一个所述第一控制开关包括一个NPN型三极管和一个PNP型三极管，所述NPN型三极管的集电极与所述PNP型三极管的基极连接，所述NPN型三极管的发射极与所述接地电压连接，所述PNP型三极管的发射极作为与所述电源电压连通的一开关端，所述PNP型三极管的集电极作为与对应于所述第一控制开关的一行LED元件的阳极连通的另一开关端，所述NPN型三极管的基极用于输入对应的行控制信号。

8.如权利要求1所述的LED矩阵控制电路，其特征在于，

每一个所述第一控制开关是PNP型三极管，其发射极作为与所述电源电压连通的一开关端，集电极作为与对应于所述第一控制开关的一行LED元件的阳极连通的另一开关端，基极用于输入对应的行控制信号。

9.如权利要求1所述的LED矩阵控制电路，其特征在于，

每一个所述第一控制开关包括一个N沟道场效应管和一个P沟道场效应管，所述N沟道场效应管的漏极与所述P沟道场效应管的栅极连接，所述N沟道场效应管的源极与所述接地电压连接，所述P沟道场效应管的源极作为与所述电源电压连通的一开关端，所述P沟道场效应管的漏极作为与对应于所述第一控制开关的一行LED元件的阳极连通的另一开关端，所述N沟道场效应管的栅极用于输入对应的行控制信号。

10.如权利要求1所述的LED矩阵控制电路，其特征在于，

每一个所述第一控制开关是P沟道场效应管，其源极作为与所述电源电压连通的一开关端，漏极作为与对应于所述第一控制开关的一行LED元件的阳极连通的另一开关端，栅极用于输入对应的行控制信号。

11.如权利要求2所述的LED矩阵控制电路，其特征在于，

在与一个所述第一控制开关对应的行控制信号从开启信号切换至截止信号之后，且在与另一个所述第一控制开关对应的行控制信号从截止信号切换至开启信号之前，具有预定的时间间隔。

12.如权利要求1所述的LED矩阵控制电路，其特征在于，进一步包括

M×N个限流电阻，所述LED矩阵中的每个LED元件设置有一个所述限流电阻，每一个所述限流电阻被串联于对应于所述限流电阻的LED元件的阴极至对应于所述LED元件的所述第二控制开关之间的流路中，用于限制流经所述LED元件的电流。

13.如权利要求1所述的LED矩阵控制电路，其特征在于，进一步包括

M×N个限流电阻，所述LED矩阵中的每个LED元件设置有一个所述限流电阻，每一个所述限流电阻被串联于对应于所述限流电阻的LED元件所在行的一行LED元件的阳极至与所述一行LED元件对应的第一控制开关之间的非共同流路中，用于限制流经对应于所述限流电阻的LED元件的电流。

14.如权利要求1所述的LED矩阵控制电路，其特征在于，进一步包括

M个限流电阻，与所述LED矩阵中的每一行一一对应地设置，每一个所述限流电阻被串联于与所述限流电阻对应的一行LED元件的阳极至与所述一行LED元件对应的第一控制开关之间的共同流路中，用于限制流经所述一行LED元件的电流。