CN106952610A - 一种led显示屏消影控制电路和方法 - Google Patents

一种led显示屏消影控制电路和方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种LED显示屏消影控制电路，与直流电源和控制装置相连，其特征在于，LED显示屏消影控制电路包括时序控制信号产生模块和消影控制模块，其中，时序控制信号产生模块，电连接于控制装置和消影控制模块，用于根据来自控制装置的协议信号进行时序处理以产生时序控制信号；消影控制模块，电连接于直流电源和LED显示屏，用于根据时序控制信号产生钳位电压，并使消影电压等于钳位电压，消除LED显示屏的拖影。本发明通过协议信号设置芯片内部钳位电压，进而达到控制消影电压的目的，消除了寄生电容差异、N管放电能力差异和放电时间差异对消影电压的影响，借此可有效解决LED显示屏首行偏暗的现象。

Description

一种LED显示屏消影控制电路和方法
技术领域
本发明涉及LED驱动控制领域，尤其涉及一种LED显示屏消影控制电路和方法。
背景技术
在日常的LED显示屏中，通常采用两种芯片分别接在LED的阳极和阴极来实现对显示要求的控制。其中，控制LED阳极的芯片称为行管(如图1所示的P0、N0…P7、N7)，控制LED阴极的芯片称为恒流源(如图1所示的I0、I2…I15)，行管和恒流源彼此相互配合以实现对LED开关或亮度的控制，即，当行管输出高电平并且恒流源输出低电平时，使得LED两端正向偏置电压超过开启电压Vf，LED便处于正常发光状态；此外，当行管输出和恒流源输出关闭时，处于高阻状态，使得LED两端的正向偏置远低于开启电压Vf，此时LED便不发光。然而在实际应用中，由于LED两端寄生电容(如图1中的CR0)的存在，使得行管输出和恒流源输出为高阻状态时，寄生电容的电荷未通过有效放电路径被释放掉，使LED两端的电压并未明显降低到预设值，使得LED处于暗亮状态，在显示效果的表现为拖影。为了解决此类现象，一种常用的方法是当行管输出为高阻态时，通过芯片内部放电路径释放寄生电容的电荷，使得行管输出端的电压降低到一个不足以开启LED的电位，以达到消除拖影的目的，故该电压亦被称为消影电压。
图1所示为现有技术中LED显示屏的连接示意图，图2所示为图1所示的行管的工作示意图，图3所示为图1所示的行管的输出端时序示意图。如图2所示，在标号①的时段，P0管导通，N0管关闭，LED阳极被拉至VDD，并且电流通过P0管对行线寄生电容CR0进行充电；在标号②的时段，P0管关闭，N0管导通，此时行线寄生电容CR0通过N0管对地进行放电，经放电时间tdischarge后，CR0两端的电压下降到Vanti-ghost(消影电压)，此时LED两端电压低于开启电压，LED处于关闭状态，等待下一次的开启。由此可知，通过控制寄生电容的放电时间tdischarge，可以达到控制行线的消影电压Vanti-ghost的目的。
但在实际应用方案中，存在以下问题：
1)LED显示屏的不同行线之间的寄生电容CR存在差异，导致相同放电能力的N管和放电时间tdischarge却产生不同的行消影电压Vanti-ghost；
2)由于行管片间差异，用于行消影驱动的N管驱动能力大小不一，放电时间tdischarge存在偏差，亦会产生不同的行消影电压，导致行消影电压一致性较差。
发明内容
本发明的目的在于提供一种LED显示屏消影控制电路和方法。
一方面，本发明实施例提供一种LED显示屏消影控制电路，与直流电源和控制装置相连，所述LED显示屏消影控制电路包括时序控制信号产生模块和消影控制模块，其中，
所述时序控制信号产生模块，电连接于所述控制装置和所述消影控制模块，用于根据来自所述控制装置的协议信号进行时序处理以产生时序控制信号；
所述消影控制模块，电连接于所述直流电源和LED显示屏，用于根据所述时序控制信号产生钳位电压，并使消影电压等于所述钳位电压，消除所述LED显示屏的拖影。
优选地，所述时序控制信号包括钳位电压使能信号、显示使能信号和消影使能信号，所述消影控制模块包括钳位电压产生单元和显示控制单元，
所述钳位电压产生单元，控制端连接于所述时序控制信号产生模块的输出端，输入端连接于所述直流电源，第一输出端连接于所述显示控制单元，用于在所述钳位电压使能信号的控制下，产生所述钳位电压，并将所述钳位电压传输到所述显示控制单元；
所述显示控制单元，接收显示所述显示使能信号的第一控制端和接收所述消影使能信号的第二控制端均连接于所述时序控制信号产生模块的输出端，第一输入端连接于所述钳位电压产生单元的第一输出端，第二输入端连接于所述直流电源，输出端连接于所述LED显示屏，用于在所述显示使能信号和所述消影使能信号的控制下，控制所述LED显示屏发光，并为所述LED显示屏的寄生电容提供放电路径，使所述消影电压等于所述钳位电压。
优选地，所述时序控制信号还包括钳位电压复位信号，所述消影控制模块还包括钳位电压复位单元，控制端连接于所述时序控制信号产生模块的输出端，输入端连接于所述钳位电压产生单元的第二输出端，用于在消影完成后，对所述钳位电压进行复位。
优选地，所述钳位电压产生单元包括钳位电流源、第一PMOS管、钳位电容和电压移位子单元，
所述钳位电流源的输入端连接所述直流电源，所述钳位电流源的输出端连接所述第一PMOS管的源极，所述第一PMOS管的栅极为所述钳位电压产生单元的控制端，所述第一PMOS管的漏极连接所述钳位电容的第一端，所述钳位电容的第一端还连接于所述电压移位子单元的第一端，所述钳位电容的第二端接地，所述电压移位子单元的第二端为所述钳位电压产生单元的第一输出端，所述第一PMOS管的漏极为所述钳位电压产生单元的第二输出端。
优选地，所述显示控制单元包括第二PMOS管、第三PMOS管和第一NMOS管，
所述第二PMOS管的源极连接所述直流电源，所述第二PMOS管的栅极为所述显示控制单元的第一控制端，所述第二PMOS管的漏极连接所述第三PMOS管的源极，所述第二PMOS管的漏极和所述第三PMOS管的源极共同形成所述显示控制单元的输出端，所述第三PMOS管的栅极为所述显示控制单元的输入端，所述第三PMOS管的漏极连接所述第一NMOS管的漏极，所述第一NMOS管的栅极为所述显示控制单元的第二控制端，所述第一NMOS管的源极接地。
优选地，所述钳位电压复位单元包括第二NMOS管，所述第二NMOS管的栅极为所述钳位电压复位单元的控制端，所述第二NMOS管的漏级为所述钳位电压复位单元的输入端，所述第二NMOS管的源极接地。
相应地，本发明还提供一种LED显示屏消影控制方法，包括以下步骤：
步骤S1：根据来自控制装置的协议信号进行时序处理以产生时序控制信号；
步骤S2：根据所述时序控制信号产生钳位电压，并并使消影电压等于所述钳位电压，消除LED显示屏的拖影。
优选地，所述时序控制信号包括钳位电压使能信号、显示使能信号和消影使能信号，所述步骤S2包括：
步骤S21：根据所述显示使能信号，开启所述LED显示屏；
步骤S22：根据所述钳位电压使能信号，产生所述钳位电压；
步骤S23：根据所述消影使能信号，为所述LED显示屏的寄生电容提供放电路径，使所述消影电压等于所述钳位电压。
优选地，所述所述时序控制信号还包括钳位电压复位信号，在所述步骤S2之后还包括：
步骤S3：在消影完成后，对所述钳位电压进行复位。
实施本发明实施例，具有如下有益效果：在本发明中，在消影功能开启前，获取协议信号，通过协议信号设置各个模块的时序控制信号，在时序控制信号的控制下，产生钳位电压；进入消影状态后，钳位电压被传输到输出端口，产生消影电压；消影状态结束后，钳位电压被拉至低电位。因此，通过控制钳位电压即可实现对消影电压的控制，消除了寄生电容差异、N管放电能力差异和放电时间差异对消影电压的影响，借此可有效解决LED显示屏首行偏暗的现象。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1所示为现有技术中LED显示屏的连接示意图；
图2所示为图1所示的行管的工作示意图；
图3所示为图1所示的行管的输出端时序示意图；
图4所示为本发明第一实施例提供的LED显示屏消影控制电路的模块结构图；
图5所示为本发明第二实施例提供的LED显示屏消影控制电路的模块结构图；
图6示出了本发明第二实施例提供的消影控制模块的示例电路结构图；
图7所示为图6所示的消影控制模块的各时序控制信号的时序图；
图8所示为图6所示的消影控制模块的输出端口电压的时序图；
图9所示为本发明一实施例提供的LED显示屏消影控制方法的流程图。
具体实施方式
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作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一
图4示出了本发明第一实施例提供的LED显示屏消影控制电路的模块结构图，为了便于说明，仅示出了与本发明第一实施例相关的部分，详述如下：
LED显示屏消影控制电路100与直流电源200和控制装置300相连，所述LED显示屏消影控制电路100包括时序控制信号产生模块110和消影控制模块120，其中：
所述时序控制信号产生模块110，电连接于所述控制装置300和所述消影控制模块120，用于根据来自所述控制装置300的协议信号进行时序处理以产生时序控制信号；
所述消影控制模块120，电连接于所述直流电源200和LED显示屏400，用于根据所述时序控制信号产生钳位电压，并使消影电压等于所述钳位电压，消除所述LED显示屏的拖影。
本实施例通过协议信号设置芯片内部钳位电压，进而达到控制消影电压的目的，消除了寄生电容差异、N管放电能力差异和放电时间差异对消影电压的影响，借此可有效解决LED显示屏首行偏暗的现象。
实施例二
图5示出了本发明第二实施例提供的LED显示屏消影控制电路的模块结构图，为了便于说明，仅示出了与本发明第二实施例相关的部分，详述如下：
所述时序控制信号包括钳位电压使能信号、显示使能信号和消影使能信号，所述消影控制模块120包括钳位电压产生单元121和显示控制单元122：
所述钳位电压产生单元121，控制端连接于所述时序控制信号产生模块110的输出端，输入端连接于所述直流电源200，第一输出端连接于所述显示控制单元122，用于在所述钳位电压使能信号的控制下，产生所述钳位电压，并将所述钳位电压传输到所述显示控制单元；
所述显示控制单元122，接收显示所述显示使能信号的第一控制端和接收所述消影使能信号的第二控制端均连接于所述时序控制信号产生模块110的输出端，第一输入端连接于所述钳位电压产生单元121的第一输出端，第二输入端连接于所述直流电源200，输出端连接于所述LED显示屏400，用于在所述显示使能信号和所述消影使能信号的控制下，控制所述LED显示屏发光，并为所述LED显示屏的寄生电容提供放电路径，使所述消影电压等于所述钳位电压。
作为本发明一实施例，所述时序控制信号还包括钳位电压复位信号，所述消影控制模块120还包括钳位电压复位单元123，控制端连接于所述时序控制信号产生模块110的输出端，输入端连接于所述钳位电压产生单元121的第二输出端，用于在消影完成后，对所述钳位电压进行复位。
本实施例在消影功能开启前，获取协议信号，通过协议信号设置各个模块的时序控制信号，通过钳位电压产生单元产生钳位电压；进入消影状态后，钳位电压被传输到输出端口，产生消影电压；消影状态结束后，钳位电压被拉至低电位。因此，通过控制钳位电压即可实现对消影电压的控制，消除了寄生电容差异、N管放电能力差异和放电时间差异对消影电压的影响，借此可有效解决LED显示屏首行偏暗的现象。
图6示出了本发明第二实施例提供的消影控制模块的示例电路结构图，详述如下：
作为本发明一实施例，所述钳位电压产生单元121包括钳位电流源Iclamp、第一PMOS管P1、钳位电容Cclamp和电压移位子单元。如图6所示，所述钳位电流源Iclamp的输入端连接所述直流电源VDD，所述钳位电流源Iclamp的输出端连接所述第一PMOS管P1的源极，所述第一PMOS管P1的栅极为所述钳位电压产生单元的控制端，所述第一PMOS管P1的漏极连接所述钳位电容Cclamp的第一端，所述钳位电容Cclamp的第一端还连接于所述电压移位子单元的第一端，所述钳位电容Cclamp的第二端接地，所述电压移位子单元的第二端为所述钳位电压产生单元的第一输出端1，所述第一PMOS管P1的漏极为所述钳位电压产生单元的第二输出端2。
作为本发明一实施例，所述显示控制单元122包括第二PMOS管P2、第三PMOS管P3和第一NMOS管N1。如图6所示，所述第二PMOS管P2的源极连接所述直流电源VDD，所述第二PMOS管P2的栅极为所述显示控制单元的第一控制端1，所述第二PMOS管P2的漏极连接所述第三PMOS管P3的源极，所述第二PMOS管P2的漏极和所述第三PMOS管P3的源极共同形成所述显示控制单元的输出端，所述第三PMOS管P3的栅极为所述显示控制单元的输入端，所述第三PMOS管P3的漏极连接所述第一NMOS管N1的漏极，所述第一NMOS管N1的栅极为所述显示控制单元的第二控制端2，所述第一NMOS管N1的源极接地。
作为本发明一实施例，所述钳位电压复位单元123包括第二NMOS管N2，所述第二NMOS管N2的栅极为所述钳位电压复位单元123的控制端，所述第二NMOS管N2的漏极为所述钳位电压复位单元的输入端，所述第二NMOS管N2的源极接地。
以下结合具体例子对LED显示屏消隐控制电路的工作原理进行详细说明：
图7所示为图6所示的消影控制模块的各时序控制信号的时序图，图8所示为图6所示的消影控制模块的输出端口电压的时序图。如图7所示，从上至下依次为在本发明实施例中，显示使能信号、钳位电压使能信号、消影使能信号和钳位电压复位信号，其中，显示使能信号和钳位电压使能信号为低电平有效，消影使能信号和钳位电压复位信号为高电平有效。
如图7标号①的时段，端口附近的P2管导通，N1管截止，显示控制单元122的输出为高电平，使得LED阳极电压被拉到高电平，进而LED能够正常导通发光，见图6标号①过程。
如图7标号②的时段，P2管断开，N1管仍处于关闭状态，此时显示控制单元122的输出端口悬空，由于寄生电容的作用，输出维持高电平；并且在钳位电压产生单元121内部，P1管导通，对钳位电容Cclamp进行充电，经充电时间tclamp后到达钳位电压Vclamp＝Iclamp×tclamp/Cclamp，其中tclamp时间由输入协议信号设置。见图6标号②的过程，充电后的钳位电压Vclamp经过电压移位模块后变为Vclamp-|VTP|，其中VTP为P3管的阈值电压。
经过充电时间tclamp后，进入消影过程，如图7标号③的时段，显示控制单元122的N1管导通，寄生电容CR0通过P3管和N1管对地进行放电，使得LED阳极电压达到(Vclamp-|VTP|)+|VTP|＝Vclamp，即此时消影电压Vanti-ghost等于钳位电压Vclamp，见图6标号③的过程。
在消影状态结束时，如图7标号④的时段，N1管截止，N2管导通，钳位电容Cclamp通过N2管对地进行放电，钳位电压被拉至低电位，见图6标号④的过程。
在本实施例中，通过协议信号设置各个模块的时序控制信号和钳位电容的充电时间，并控制消影电压等于钳位电压，由于钳位电压仅与钳位电容、钳位电流源和钳位电容的充电时间有关，因此，消除了寄生电容差异、N管放电能力差异和放电时间差异对消影电压的影响，借此可有效解决LED显示屏首行偏暗的现象。
如图9所示，本发明还提供一种LED显示屏消影控制方法，包括以下步骤：
步骤S1：根据来自控制装置的协议信号进行时序处理以产生时序控制信号；
步骤S2：根据所述时序控制信号产生钳位电压，并并使消影电压等于所述钳位电压，消除LED显示屏的拖影。
进一步地，所述时序控制信号包括钳位电压使能信号、显示使能信号和消影使能信号，所述步骤S2包括：
步骤S21：根据所述显示使能信号，开启所述LED显示屏；
步骤S22：根据所述钳位电压使能信号，产生所述钳位电压；
步骤S23：根据所述消影使能信号，为所述LED显示屏的寄生电容提供放电路径，使所述消影电压等于所述钳位电压。
进一步地，所述所述时序控制信号还包括钳位电压复位信号，在所述步骤S2之后还包括：
步骤S3：在消影完成后，对所述钳位电压进行复位。
本实施例在消影功能开启前，获取协议信号，通过协议信号设置各个模块的时序控制信号，在时序控制信号的控制下，产生钳位电压；进入消影状态后，钳位电压被传输到输出端口，产生消影电压；消影状态结束后，钳位电压被拉至低电位。因此，通过控制钳位电压即可实现对消影电压的控制，消除了寄生电容差异、N管放电能力差异和放电时间差异对消影电压的影响，借此可有效解决LED显示屏首行偏暗的现象。
以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本发明权利要求所作的等同变化，仍属于发明所涵盖的范围。

Claims (9)

1.一种LED显示屏消影控制电路，与直流电源和控制装置相连，其特征在于，所述LED显示屏消影控制电路包括时序控制信号产生模块和消影控制模块，其中，
所述时序控制信号产生模块，电连接于所述控制装置和所述消影控制模块，用于根据来自所述控制装置的协议信号进行时序处理以产生时序控制信号；
所述消影控制模块，电连接于所述直流电源和LED显示屏，用于根据所述时序控制信号产生钳位电压，并使消影电压等于所述钳位电压，消除所述LED显示屏的拖影。
2.根据权利要求1所述的LED显示屏消影电压控制电路，其特征在于，所述时序控制信号包括钳位电压使能信号、显示使能信号和消影使能信号，所述消影控制模块包括钳位电压产生单元和显示控制单元，
所述钳位电压产生单元，控制端连接于所述时序控制信号产生模块的输出端，输入端连接于所述直流电源，第一输出端连接于所述显示控制单元，用于在所述钳位电压使能信号的控制下，产生所述钳位电压，并将所述钳位电压传输到所述显示控制单元；
所述显示控制单元，接收显示所述显示使能信号的第一控制端和接收所述消影使能信号的第二控制端均连接于所述时序控制信号产生模块的输出端，第一输入端连接于所述钳位电压产生单元的第一输出端，第二输入端连接于所述直流电源，输出端连接于所述LED显示屏，用于在所述显示使能信号和所述消影使能信号的控制下，控制所述LED显示屏发光，并为所述LED显示屏的寄生电容提供放电路径，使所述消影电压等于所述钳位电压。
3.根据权利要求2所述的LED显示屏消影电压控制电路，其特征在于，所述时序控制信号还包括钳位电压复位信号，所述消影控制模块还包括钳位电压复位单元，控制端连接于所述时序控制信号产生模块的输出端，输入端连接于所述钳位电压产生单元的第二输出端，用于在消影完成后，对所述钳位电压进行复位。
4.根据权利要求3所述的LED显示屏消影电压控制电路，其特征在于，所述钳位电压产生单元包括钳位电流源、第一PMOS管、钳位电容和电压移位子单元，
所述钳位电流源的输入端连接所述直流电源，所述钳位电流源的输出端连接所述第一PMOS管的源极，所述第一PMOS管的栅极为所述钳位电压产生单元的控制端，所述第一PMOS管的漏极连接所述钳位电容的第一端，所述钳位电容的第一端还连接于所述电压移位子单元的第一端，所述钳位电容的第二端接地，所述电压移位子单元的第二端为所述钳位电压产生单元的第一输出端，所述第一PMOS管的漏极为所述钳位电压产生单元的第二输出端。
5.根据权利要求3所述的LED显示屏消影电压控制电路，其特征在于，所述显示控制单元包括第二PMOS管、第三PMOS管和第一NMOS管，
所述第二PMOS管的源极连接所述直流电源，所述第二PMOS管的栅极为所述显示控制单元的第一控制端，所述第二PMOS管的漏极连接所述第三PMOS管的源极，所述第二PMOS管的漏极和所述第三PMOS管的源极共同形成所述显示控制单元的输出端，所述第三PMOS管的栅极为所述显示控制单元的输入端，所述第三PMOS管的漏极连接所述第一NMOS管的漏极，所述第一NMOS管的栅极为所述显示控制单元的第二控制端，所述第一NMOS管的源极接地。
6.根据权利要求5所述的LED显示屏消影电压控制电路，其特征在于，所述钳位电压复位单元包括第二NMOS管，所述第二NMOS管的栅极为所述钳位电压复位单元的控制端，所述第二NMOS管的漏极为所述钳位电压复位单元的输入端，所述第二NMOS管的源极接地。
7.一种LED显示屏消影控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S1：根据来自控制装置的协议信号进行时序处理以产生时序控制信号；
步骤S2：根据所述时序控制信号产生钳位电压，并并使消影电压等于所述钳位电压，消除LED显示屏的拖影。
8.根据权利要求7所述的LED显示屏消影控制方法，其特征在于，所述时序控制信号包括钳位电压使能信号、显示使能信号和消影使能信号，所述步骤S2包括：
步骤S21：根据所述显示使能信号，开启所述LED显示屏；
步骤S22：根据所述钳位电压使能信号，产生所述钳位电压；
步骤S23：根据所述消影使能信号，为所述LED显示屏的寄生电容提供放电路径，使所述消影电压等于所述钳位电压。
9.根据权利要求8所述的LED显示屏消影控制方法，其特征在于，所述所述时序控制信号还包括钳位电压复位信号，在所述步骤S2之后还包括：
步骤S3：在消影完成后，对所述钳位电压进行复位。
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