CN108417176A - 一种led灯珠驱动电路及led驱动系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种LED灯珠驱动电路和LED驱动系统。所述LED灯珠驱动电路包括均封装于LED灯珠内的至少一个LED晶片和至少一个晶片驱动电路，所述晶片驱动电路用于控制所述LED晶片亮灭；每一所述晶片驱动电路用于接收行驱动信号和列驱动信号，且当所述晶片驱动电路共同接收所述行驱动信号和所述列驱动信号时，所述晶片驱动电路点亮相对应的所述LED晶片。本发明还提供基于所述LED灯珠驱动电路的LED驱动系统。

Description

一种LED灯珠驱动电路及LED驱动系统

技术领域

本发明涉及LED显示屏技术领域，具体地涉及一种LED灯珠驱动电路及LED驱动系统。

背景技术

由于LED具有低压、节能、使用寿命长诸多等优点，目前在各个领域中均得到广泛的应用。

根据LED显示屏的扫描方式，可将LED显示屏分为动态屏和静态屏，静态屏指的是每个扫描行均是同时开启，每颗LED灯由不同的驱动芯片控制；动态屏是利用了人眼的视觉停留，其在某一时间仅显示某一行，然后下一时间显示下一行，直到显示完所有行，然后再显示第一行，以此类推，循环显示，以达到显示整幅画面的目的。

如图1所示，八扫LED显示屏，由分时八行显示组成，例如一个斜条纹可以通过分时八行依次显示，每行点亮一个LED灯组成；其LED显示屏结构如图2所示，在常规PCB 02上直接贴装有以下电子元器件：LED灯01、列恒流驱动芯片03、和行驱动芯片04；而且，LED灯的内部结构如图3所示，在PPA或树脂等材料作为外壳封装的LED灯内部，包括有支架04、红色晶片01、绿色晶片02、蓝色晶片03、和焊线05(金线、铜线或合金线等)。

但是，上述动态屏的传统扫描显示方式中LED显示屏芯片个数多，使PCB布线条数增加，而PCB板的空间有限，如此将会增加布线难度，PCB上的模拟电路(驱动芯片输出的信号)布线错综复杂，使得线路很难满足灯管的电性能需求导致显示效果上出现低灰不均、低灰偏色、有高低灰对比耦合、跨板色差现象；而同一行LED灯正极(也即LED晶片正极)直接互连，同一列LED灯负极(也即LED晶片负极)直接互连的方式，在显示效果上直接会伴随着各种行暗亮、列暗亮、列常亮、列异色等异常现象。

综上所述，现有的动态LED显示屏存在应用芯片个数多、PCB板布线复杂、应用可靠性差，现有COB显示屏无法实现LED灯分光分色、坏LED灯后维修更换的问题；还有显示效果上存在行暗亮、列暗亮、列常亮、列异色、低灰不均、低灰偏色、有高低灰对比耦合、跨板色差、无法实现小于1.0mm像素间距的LED显示屏等问题。

发明内容

本发明的目的在于解决现有中的问题，提供一种LED灯珠驱动电路、LED灯珠驱动电路及LED驱动系统。

为达成上述目的，本发明采用如下技术方案，一种LED灯珠驱动电路包括均封装于LED灯珠内的至少一个LED晶片和至少一个晶片驱动电路，所述晶片驱动电路用于控制所述LED晶片亮灭；每一所述晶片驱动电路用于接收行驱动信号和列驱动信号，且当所述晶片驱动电路共同接收所述行驱动信号和所述列驱动信号时，所述晶片驱动电路点亮相对应的所述LED晶片。

优选地，每一所述晶片驱动电路一端接入VDD，另一端接地，并包括行驱动芯片、单路恒流源和列驱动芯片，所述行驱动芯片、所述单路恒流源、所述列驱动芯片和所述LED晶片在VDD和地端之间串接；所述行驱动芯片和所述列驱动芯片中的一个开关元件根据所述行驱动信号控制通断，另一个开关元件根据所述列驱动信号控制通断。

优选地，所述行驱动芯片和所述列驱动芯片均为MOS管。

一种LED驱动系统，其特征在于：包括行控制芯片、列控制芯片、及如上任一所述的LED灯珠驱动电路，每一所述LED灯珠驱动电路控制LED显示屏内相对应的LED灯珠亮灭；所述行控制芯片和所述列控制芯片分别连接所述LED灯珠驱动电路内的每一晶片驱动电路，且所述行控制芯片向所述晶片驱动电路发送行驱动信号，所述列控制芯片向所述晶片驱动电路发送列驱动信号。

相较于现有技术，本发明提供的技术方案具有如下有益效果：

1、在所述LED灯珠驱动电路内，在所述LED灯珠驱动电路内，所述LED灯珠的LED晶片之间互不连接，且各自独立通过相对应的晶片驱动电路控制亮灭，从而从根源上杜绝了行暗亮、列暗亮、列常亮、列异色等异常现象；

2、每一所述晶片驱动电路一端接入VDD，另一端接地，并包括行驱动芯片、单路恒流源和列驱动芯片，所述行驱动芯片、所述单路恒流源、所述列驱动芯片和所述LED晶片在VDD和地端之间串接，利用恒流源提供稳定电流，保证了每一所述镜片驱动电路中LED晶片发光的稳定性，降低不同晶片驱动电路内LED晶片发光亮度有差异的可能性；

3、所述LED驱动系统内只有纯数字信号，无模拟信号电路，因此芯片应用个数少，如此将会大大降低布线难度，轻松满足LED灯管的电性能需求；而且，所述LED驱动系统所实现的显示效果无低灰不均、无低灰偏色、无高低灰对比耦合、无跨板色差现象。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，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LED驱动系统的结构示意图；

图2是现有技术中LED显示屏的侧面结构示意图；

图3是现有技术中LED灯的内部结构示意图；

图4是本发明实施例提供的LED灯珠驱动电路的结构示意图；

图5是图4所示LED灯珠驱动电路的驱动示意图；

图6是本发明实施例提供的LED驱动系统的结构示意图；

图7是本发明实施例提供的灯珠封装结构的一种实施例的侧面结构示意图；

图8是图7所示的灯珠封装结构的俯视结构示意图；

图9是本发明实施例提供的灯珠封装结构的另一种实施例的侧面结构示意图；

图10是图9所示灯珠封装结构的俯视结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚、明白，以下结合附图和实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明的权利要求书、说明书及上述附图中，如使用术语“包括”、“具有”以及它们的变形，意图在于“包含但不限于”。

如图4所示，一种LED灯珠驱动电路100包括均封装于LED灯珠内的至少一个LED晶片10和至少一个晶片驱动电路20，每一所述晶片驱动电路20用于控制一个所述LED晶片10亮灭。

其中，每一所述晶片驱动电路20用于接收行驱动信号和列驱动信号，且当所述晶片驱动电路20共同接收所述行驱动信号和所述列驱动信号时，所述晶片驱动电路20点亮相对应的所述LED晶片10。

具体地，每一所述晶片驱动电路20一端接入VDD，另一端接地，并包括行驱动芯片21、单路恒流源22和列驱动芯片23，所述行驱动芯片21、所述单路恒流源22、所述列驱动芯片23和所述LED晶片10在VDD和地端之间串接。优选地，所述行驱动芯片21和所述列驱动芯片22均为MOS管。所述MOS管包括NMOS管和PMOS管。当然，不限于本实施例，所述行驱动芯片21和所述列驱动芯片22还可以是具有开关功能的单片机等控制芯片，本发明对此不做限定。

在本实施例中，所述行驱动芯片21、所述单路恒流源22、所述列驱动芯片23和所述LED晶片10依次串接，且所述行驱动芯片21接入VDD，所述LED晶片10接地。应当理解，不限于本实施例，所述晶片驱动电路20内电子元器件的串接顺序可以根据实际需要进行选择，本发明对此不做限定。

而且，所述行驱动芯片21接收所述行驱动信号，并根据所述行驱动信号控制通断，所述列驱动芯片23接收所述列驱动信号，并根据所述列驱动信号控制通断。可选择地，所述行驱动芯片21也可以接收所述列驱动信号，并根据所述列驱动信号控制通断，所述列驱动芯片23也可以接收所述行驱动信号，并根据所述行驱动信号控制通断。

在本实施例中，所述LED灯珠驱动电路的工作原理如下：

当所述行驱动芯片21接收所述行驱动信号后导通，且所述列驱动芯片23接收所述列驱动信号后导通时，所述晶片驱动电路20点亮相对应的LED晶片10。

应当理解，由于单颗LED灯珠内可以封装一个LED晶片，也可以封装至少两个LED晶片；且单颗LED灯珠内还可以具有一个或至少两个全彩像素点，每一全彩像素点对应一个红色晶片、一个蓝色晶片和一个绿色晶片。则，相对应地，所述LED灯珠驱动电路100对应每一LED晶片均设置一个所述晶片驱动电路20控制亮灭。

例如，如图5所示，单颗LED灯珠的LED灯珠驱动电路100包括用于控制红色晶片101亮灭的红色晶片驱动电路121、用于控制绿色晶片102亮灭的绿色晶片驱动电路122、用于控制蓝色晶片103亮灭的蓝色晶片驱动电路123，每一晶片驱动电路121、122、123结构相同，且均包括依次串接的NMOS管1201、单路恒流源1202和PMOS管1203；

而且，每一晶片驱动电路121、122、123由外部VDD与GND供电，对所述蓝色晶片驱动电路123而言，所述蓝色晶片驱动电路121通过行驱动信号H0决定着NMOS管1201的通断，且通过列驱动信号V0-B决定着PMOS管1203的通断；NMOS管1201和PMOS管1203都导通时，则所述单路恒流源1202提供精准的电流点亮相对应的蓝色晶片103。以此类推，当行驱动信号H0分别同时和列驱动信号V0-R或列驱动信号V0-G提供纯数字信号时，相应的红色晶片101或绿色晶片102被点亮。

而且，所述晶片驱动电路为基本型电路结构，但本发明专利不限于此电路的改进型电路，为了控制各个晶片之间独立工作而对所述晶片驱动电路进行的任何改进构思均落入本发明的发明构思范围内。

需要说明的是，在常规的LED灯珠内，LED晶片之间通常为共阴极连接或共阳极连接，因此在显示效果上经常会出现行暗亮、列暗亮、列常亮、列异色等异常现象。但是，在所述LED灯珠驱动电路内，所述LED灯珠的LED晶片之间互不连接，且各自独立通过相对应的晶片驱动电路控制亮灭，从而从根源上杜绝了行暗亮、列暗亮、列常亮、列异色等异常现象。

如图6所示，一种LED驱动系统包括行控制芯片210、列控制芯片220、及如图1所示的多个LED灯珠驱动电路100，每一所述LED灯珠驱动电路100控制LED显示屏内相对应的LED灯珠亮灭。

具体地，所述行控制芯片210和所述列控制芯片220分别连接所有LED灯珠驱动电路内的每一晶片驱动电路(图未示)，且所述行控制芯片210向所述晶片驱动电路发送行驱动信号，所述列控制芯片220向所述晶片驱动电路发送列驱动信号。

所述LED驱动系统的驱动原理如下：

在LED显示屏的驱动过程中，所述行控制芯片210向所述LED灯珠驱动电路100内的每一晶片驱动电路发送行驱动信号；所述列控制芯片220向所述LED灯珠驱动电路100内的每一晶片驱动电路发送列驱动信号；

共同接收所述行驱动信号和所述列驱动信号的晶片驱动电路控制相对应的LED晶片点亮；

仅接受到所述行驱动信号或所述列驱动信号的晶片驱动电路不点亮对应的LED晶片。

例如，在所述LED驱动系统200内，控制系统产生ABC数字信号输出到所述行控制芯片210，经过所述行控制芯片210译码后输出H0至Hn的n+1个纯数字信号，并直接将纯数字信号传输到n+1列的所述LED灯珠驱动电路100的一个信号输入端；

而且，控制系统还产生CLK、OE、LAT数字信号输出到所述列控制芯片220，经过所述列控制芯片220解码后输出V0至Vn的n+1个纯数字信号直接传输到n+1行的复所述LED灯珠驱动电路100的另一个信号输入端；

例如，当H0和V0同时输出纯数字信号给所述LED灯珠驱动电路100时，对应的LED灯珠内的LED晶片会被点亮，以此类推可不难得出，所述LED显示屏可以通过不同的行控制芯片输出的纯数字信号和不同的列控制芯片输出的纯数字信号输出到对应的LED灯珠的LED灯珠驱动电路100来显示内容。

而且，由于所述LED驱动系统内只有纯数字信号，无模拟信号电路，因此芯片应用个数少，如此将会大大降低布线难度，轻松满足LED灯管的电性能需求；而且，所述LED驱动系统所实现的显示效果无低灰不均、无低灰偏色、无高低灰对比耦合、无跨板色差现象。

一种LED显示屏包括多个LEDLED显示屏模组。具体地，每一所述LEDLED显示屏模组内的LED灯珠的灯珠封装结构包括封装基板、封装层、通过所述封装层封装于所述封装基板的驱动电路组合芯片和n个LED晶片、及导电线和焊盘，其中，n为正整数。可选择地，所述封装基板为PCB板。

所述驱动电路组合芯片内集成如图所述LED灯珠驱动电路中的n个晶片驱动电路；每一所述LED晶片通过一个所述晶片驱动电路控制亮灭。

所述导电线连接所述LED晶片和所述驱动电路组合芯片内的晶片驱动电路，且所述导电线还连接所述LED晶片和所述焊盘；所述焊盘穿过所述封装基板的过孔装配于所述封装基板。

接下来，根据每一所述灯珠封装结构内全彩像素点的个数，对所述灯珠封装结构进行详细说明。

例如，每一所述灯珠封装结构内包括一个全彩像素点，即每一所述灯珠封装结构内封装一个红色晶片、一个绿色晶片和一个蓝色晶片；为了便于描述，将构成一个全彩像素点的红色晶片、绿色晶片和蓝色晶片记作全彩晶片组。

如图7所示，所述灯珠封装结构400包括PCB板410、全彩晶片组420、驱动电路组合芯片430、焊盘440、封装层450和导电线460。其中，所述封装层450的材质为树脂或硅树脂封装材料，所述导电线460为金线、铜线或合金线等导电线。

所述驱动电路组合芯片430内集成了驱动所述全彩晶片组420的晶片驱动电路，所述全彩晶片组420和所述驱动电路组合芯片430均通过所述封装层450封装于所述PCB板410，所述焊盘440通过所述PCB板410的过孔装配于所述PCB板410，所述全彩晶片组420和所述驱动电路组合芯片430通过导电线460连接，所述全彩晶片组420和所述焊盘440通过所述导电线460连接。

如图8所示，所述灯珠封装结构400内的全彩晶片组420包括有红色晶片401、绿色晶片402和蓝色晶片403，所述焊盘440包括焊盘405、406、407、408、409、410及辅组焊盘411。应当理解，所述驱动电路组合芯片430内集成了三个所述晶片驱动电路，即内部集成了三个NMOS管、三路恒流源、三个PMOS管。

又例如，每一所述灯珠封装结构内包括2×2个全彩像素点，即每一所述灯珠封装结构内封装四个红色晶片、四个绿色晶片和四个蓝色晶片。其中，为了便于描述，将构成一个全彩像素点的红色晶片、绿色晶片和蓝色晶片记作全彩晶片组。

如图9所示，所述灯珠封装结构500包括PCB板510、全彩晶片组520、驱动电路组合芯片530、焊盘540、封装层550和导电线路560。其中，所述封装层550的材质为树脂或硅树脂封装材料，所述导电线路560为所述PCB板表面的印刷电路。

所述驱动电路组合芯片530内集成了驱动所述全彩晶片组520的晶片驱动电路，所述全彩晶片组520和所述驱动电路组合芯片530均通过所述封装层550封装于所述PCB板510，所述焊盘540通过所述PCB板510的过孔装配于所述PCB板410，所述全彩晶片组520和所述驱动电路组合芯片530通过导电线路560连接，所述全彩晶片组520和所述焊盘540通过所述导电线路560连接。

如图10所示，所述灯珠封装结构500包括2×2个全彩晶片组510、驱动电路组合芯片520、焊盘506、507、508、509、510、511。应当理解，所述驱动电路组合芯片520内集成有12个晶片驱动电路，即集成有十二个NMOS管、十二路恒流源、十二个PMOS管。

应当理解，每一所述灯珠封装结构内还可以包括3个或至少5个全彩像素点，而且，包括3个或至少5个全彩像素点的灯珠封装结构与上述的灯珠封装结构基本相同，在此不做赘述。

应当理解，上述的复合电子元器件可视为COB器件中的一个种类，COB器件内部芯片和晶片可通过芯片倒装工艺的方式加工，而贴装有此复合电子元器件的LED显示屏也可视为COB LED显示屏中的一个种类。

上述说明示出并描述了本发明的优选实施例，如前所述，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述发明构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。

Claims (4)

1.一种LED灯珠驱动电路，其特征在于：包括均封装于LED灯珠内的至少一个LED晶片和至少一个晶片驱动电路，所述晶片驱动电路用于控制所述LED晶片亮灭；

每一所述晶片驱动电路用于接收行驱动信号和列驱动信号，且当所述晶片驱动电路共同接收所述行驱动信号和所述列驱动信号时，所述晶片驱动电路点亮相对应的所述LED晶片。

2.如权利要求1所述的一种LED灯珠驱动电路，其特征在于：每一所述晶片驱动电路一端接入VDD，另一端接地，并包括行驱动芯片、单路恒流源和列驱动芯片，所述行驱动芯片、所述单路恒流源、所述列驱动芯片和所述LED晶片在VDD和地端之间串接；所述行驱动芯片和所述列驱动芯片中的一个开关元件根据所述行驱动信号控制通断，另一个开关元件根据所述列驱动信号控制通断。

3.如权利要求2所述的一种LED灯珠驱动电路，其特征在于：所述行驱动芯片和所述列驱动芯片均为MOS管。

4.一种LED驱动系统，其特征在于：包括行控制芯片、列控制芯片、及如权利要求1-3任一所述的LED灯珠驱动电路，每一所述LED灯珠驱动电路控制LED显示屏内相对应的LED灯珠亮灭；

所述行控制芯片和所述列控制芯片分别连接所述LED灯珠驱动电路内的每一晶片驱动电路，且所述行控制芯片向所述晶片驱动电路发送行驱动信号，所述列控制芯片向所述晶片驱动电路发送列驱动信号。