CN110718184A - Led显示系统及其阵列式led显示面板的驱动电路 - Google Patents

Led显示系统及其阵列式led显示面板的驱动电路 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种LED显示系统及其阵列式LED显示面板的驱动电路，驱动电路包括：控制逻辑模块，其基于接收到的数据，经第一输出端输出参考电流控制信号，经第二输出端输出恒流控制信号，经第三输出端输出驱动控制信号；参考电流源，其基于参考电流控制信号产生参考电流；恒流输出模块，其N个恒流源分别经N个恒流端口与N条行线对应相连，恒流源基于参考电流源产生的参考电流产生一路恒流，恒流输出模块基于恒流控制信号，控制对应的一个或多个恒流源经对应的一个或多个恒流端口产生一路或多路恒流；驱动输出模块，其M个驱动开关分别经M个驱动端口与M条列线对应相连。与现有技术相比，本发明可以使阵列式LED显示面板得到均衡的显示效果，提高产品的外观使用感受。

Description

LED显示系统及其阵列式LED显示面板的驱动电路
【技术领域】
本发明涉及LED(Liquid Emitting Diode)显示技术领域，特别涉及一种LED显示系统及其阵列式LED显示面板的驱动电路。
【背景技术】
目前的白色家电、小家电基本上都需要使用LED面板驱动芯片(或驱动电路)。现有的驱动芯片，也都是采用阵列式驱动，即由行管和列管组成阵列(也可以称为段和位)，优点是结构简单，可以大量的节省面积，降低成本，使用也很方便。但是在实际使用时，随着点亮LED数量的变化以及电源电压的变化，点亮的LED的电流也会出现变化，特别是在高端的产品上，会直接影响产品的外观使用感受。
因此，有必要提出一种改进的技术方案来克服上述问题。
【发明内容】
本发明的目的之一在于提供一种LED显示系统及其阵列式LED显示面板的驱动电路，所述阵列式LED显示面板的驱动电路可以使阵列式LED显示面板得到均衡的显示效果，提高产品的外观使用感受。
根据本发明的一个方面，本发明提供一种阵列式LED显示面板的驱动电路，所述阵列式LED显示面板包括N条行线、M条列线，以及连接于所述行线和列线之间的多个LED，其中，N和M为大于1的自然数。所述驱动电路包括：控制逻辑模块，其基于其输入端接收到的数据，通过其第一输出端输出参考电流控制信号，通过其第二输出端输出恒流控制信号，通过其第三输出端输出驱动控制信号；参考电流源，其控制端与所述控制逻辑模块的第一输出端相连，其基于所述参考电流控制信号产生参考电流；恒流输出模块，其包括控制端、N个恒流端口和N个恒流源，所述恒流输出模块的控制端与所述控制逻辑模块的第二输出相连，所述N个恒流源分别经所述N个恒流端口与N条行线对应相连，每个恒流源基于所述参考电流源产生的参考电流产生一路恒流，所述恒流输出模块基于所述恒流控制信号，控制对应的一个或多个恒流源经对应的一个或多个恒流端口产生一路或多路恒流；驱动输出模块，其包括控制端、M个驱动端口和M个驱动开关，所述驱动输出模块的控制端与所述控制逻辑模块的第三输出端相连，所述M个驱动开关分别经所述M个驱动端口与所述M条列线对应相连，同一时间，所述驱动输出模块基于驱动控制信号最多控制一个驱动开关导通。
进一步的，当所述驱动输出模块基于驱动控制信号控制一个驱动开关导通时，所述S恒流输出模块1基于所述恒流控制信号，控制对应的一个或多个恒流源经对应的一个或多个恒流端口输出一路或多路恒流。
进一步的，所述参考电流源的输入端与一电压源相连，其输出端输出所述参考电流；所述恒流源的输入端与一电压源相连，其输出端与对应的恒流端口相连，所述恒流源产生的恒流自所述电压源流向对应的恒流端口；所述驱动开关的第一连接端与对应的驱动端口相连，其第二连接端接地，其控制端与所述驱动输出模块的控制端相连。
进一步的，所述驱动开关为NMOS晶体管，其第一连接端为NMOS晶体管的漏极，其第二连接端为NMOS晶体管的源极，其控制端为NMOS晶体管的栅极。
进一步的，所述参考电流源的输出端接地，其输入端流入所述参考电流；所述恒流源的输入端与对应的恒流端口相连，其输出端接地，所述恒流源产生的恒流自对应的恒流端口流向接地端；所述驱动开关的第一连接端与电压源相连，其第二连接端与对应的驱动端口相连，其控制端与所述驱动输出模块的控制端相连。
进一步的，所述驱动开关为PMOS晶体管，其第一连接端为PMOS晶体管的源极，其第二连接端为PMOS晶体管的漏极，其控制端为PMOS晶体管的栅极。
进一步的，所述恒流控制信号包括N个子恒流控制信号，所述N个子恒流控制信号分别控制所述N个恒流源，当一个子恒流控制信号为有效电平时，对应的恒流源经对应的恒流端口产生一路恒流；当一个子恒流控制信号为无效电平时，对应的恒流源不经对应的恒流端口产生恒流；所述驱动控制信号包括M个子驱动控制信号，所述M个子驱动控制信号分别控制所述M个驱动开关的导通和关断，当一个子驱动控制信号为有效电平时，控制对应的驱动开关导通，当一个子驱动控制信号为无效电平时，控制对应的驱动开关关断。
进一步的，当需要点亮第X行第Y列的LED时，由所述驱动输出模块基于驱动控制信号控制与第Y条列线相连的驱动开关导通，且由所述恒流输出模块基于所述恒流控制信号，控制与第X条行线相连的恒流端口有恒流流过。
进一步的，所述驱动端口的电流驱动能力大于等于N个恒流端口的电流驱动能力的总和。
进一步的，所述恒流端口流过的恒流的大小与所述参考电流源相关，和/或所述恒流端口流过的恒流的大小受所述控制逻辑模块的控制。
根据本发明的另一个方面，本发明提供一种LED显示系统，其包括阵列式LED显示面板和阵列式LED显示面板的驱动电路。所述阵列式LED显示面板包括N条行线、M条列线，以及连接于所述行线和列线之间的多个LED，其中，N和M为大于1的自然数。所述驱动电路包括：控制逻辑模块，其基于其输入端接收到的数据，通过其第一输出端输出参考电流控制信号，通过其第二输出端输出恒流控制信号，通过其第三输出端输出驱动控制信号；参考电流源，其控制端与所述控制逻辑模块的第一输出端相连，其基于所述参考电流控制信号产生参考电流；恒流输出模块，其包括控制端、N个恒流端口和N个恒流源，所述恒流输出模块的控制端与所述控制逻辑模块的第二输出相连，所述N个恒流源分别经所述N个恒流端口与N条行线对应相连，每个恒流源基于所述参考电流源产生的参考电流产生一路恒流，所述恒流输出模块基于所述恒流控制信号，控制对应的一个或多个恒流源经对应的一个或多个恒流端口产生一路或多路恒流；驱动输出模块，其包括控制端、M个驱动端口和M个驱动开关，所述驱动输出模块的控制端与所述控制逻辑模块的第三输出端相连，所述M个驱动开关分别经所述M个驱动端口与所述M条列线对应相连，同一时间，所述驱动输出模块基于驱动控制信号最多控制一个驱动开关导通。
与现有技术相比，本发明采用恒流技术驱动阵列式LED显示面板，以恒流方式取代传统的开关式驱动结构，可以使阵列式LED显示面板得到均衡的显示效果，提高产品的外观使用感受。
【附图说明】
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例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性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：
图1为本发明在一个实施例中的阵列式LED显示面板的驱动电路的电路示意图；
图2为图1中的参考电流源、恒流输出模块和驱动输出模块在第一实施例中的电路示意图；
图3为图1中的参考电流源、恒流输出模块和驱动输出模块在第二实施例中的电路示意图；
图4为图1所示的阵列式LED显示面板的驱动电路在一个实施例中的工作状态模拟图。
【具体实施方式】
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。除非特别说明，本文中的连接、相连、相接的表示电性连接的词均表示直接或间接电性相连。
本发明采用恒流技术驱动阵列式LED显示面板，以取代传统的开关式驱动结构。请参考图1所示，其为本发明在一个实施例中的阵列式LED显示面板的驱动电路的电路示意图。其中，LED显示面板(未图示)包括N条行线、M条列线，在每条行线和每条列线之间连接有一个或多个LED，其中，N和M为大于1的自然数。图1所示的阵列式LED显示面板的驱动电路(或驱动芯片)包括控制逻辑模块110、参考电流源120、恒流输出模块130和驱动输出模块140。
如图1所示，通讯端口150接收数据后，由控制逻辑模块110进行译码，针对不同的代码，分别控制参考电流源120、恒流输出模块130和驱动输出模块140。
所述控制逻辑模块110，其输入端经所述通讯端口150接收数据，并基于所述数据，通过其第一输出端输出参考电流控制信号CO1，通过其第二输出端输出恒流控制信号CO2，通过其第三输出端输出驱动控制信号CO3。
所述参考电流源120，其控制端与所述控制逻辑模块110的第一输出端CO1相连，其基于所述参考电流控制信号CO1产生参考电流。
所述恒流输出模块130，其包括控制端、N个恒流源(例如，图2或图3中的恒流源I11、I21)和N个恒流端口SEG1-SEGN，所述恒流输出模块130的控制端与所述控制逻辑模块110的第二输出CO2相连，N个恒流源分别与所述N个恒流端口SEG1-SEGN一一对应相连，所述N个恒流端口SEG1-SEGN分别与N条行线一一对应相连，也就是说，所述N个恒流源分别经所述N个恒流端口SEG1-SEGN与N条行线对应相连，例如，第一个恒流源经恒流端口SEG1与第一条行线相连；第二个恒流源经恒流端口SEG2与第二条行线相连；……；第N个恒流源经恒流端口SEGN与第N条行线相连。每个恒流源基于所述参考电流源120产生的参考电流产生一路恒流，所述恒流输出模块130基于所述恒流控制信号CO2，控制对应的一个或多个恒流源产生一路或多路恒流，所述一路或多路恒流流过对应的一个或多个恒流端口(或控制对应的一个或多个恒流源经对应的一个或多个恒流端口产生一路或多路恒流)。
在一个具体的实施例中，所述恒流控制信号CO2包括N个子恒流控制信号，所述N个子恒流控制信号分别控制所述N个恒流源，当一个子恒流控制信号为有效电平时，对应的恒流源基于所述参考电流通过对应的恒流端口输出一路恒流；当一个子恒流控制信号为无效电平时，对应的恒流源不通过对应的恒流端口输出恒流。在一个实施例中，所述子恒流控制信号的有效电平和无效电平分别为所述子恒流控制信号的高电平和低电平；在另一个实施例中，所述子恒流控制信号的有效电平和无效电平分别为所述子恒流控制信号的低电平和高电平。
所述驱动输出模块140，其包括控制端、M个驱动端口GRID1-GRIDM和M个驱动开关(例如，图2或图3中的驱动开关K11、K21)，所述驱动输出模块140的控制端与所述控制逻辑模块110的第三输出端CO3相连，所述M个驱动开关分别与所述M个驱动端口GRID1-GRIDM一一对应相连，所述M个驱动端口GRID1-GRIDM分别于M条列线一一对应相连，也就是说，所述M个驱动开关分别经所述M个驱动端口GRID1-GRIDM与所述M条列线对应相连。例如，第一个驱动开关经驱动端口GRID1与第一条列线串联；第二个驱动开关经驱动端口GRID2与第二条列线串联；……；第M个驱动开关经驱动端口GRIDM与第M条列线串联。
在一个具体的实施例中，所述驱动控制信号CO3包括M个子驱动控制信号，所述M个子驱动控制信号分别控制所述M个驱动开关的导通和关断，当一个子驱动控制信号为有效电平时，控制对应的驱动开关导通，当一个子驱动控制信号为无效电平时，控制对应的驱动开关关断。在一个实施例中，所述子驱动控制信号的有效电平和无效电平分别为所述子驱动控制信号的高电平和低电平；在另一个实施例中，所述子驱动控制信号的有效电平和无效电平分别为所述子驱动控制信号的低电平和高电平。
需要特别说明的是，同一时间，所述驱动输出模块140基于驱动控制信号CO3最多控制一个驱动开关导通。当所述驱动输出模块140基于驱动控制信号CO3控制一个驱动开关导通时，导通的该驱动开关为对应相连的列线上的LED提供电流通路，所述恒流输出模块130基于所述恒流控制信号CO2，控制对应的一个或多个恒流源经对应的一个或多个恒流端口输出一路或多路恒流。其中，驱动端口GRID的电流驱动能力大于等于N个恒流端口SEG电流驱动能力的总和。
当需要点亮第X行第Y列的LED时，由所述驱动输出模块140基于驱动控制信号CO3控制与第Y条列线相连的驱动开关导通，且由所述恒流输出模块130基于所述恒流控制信号CO2，控制与第X条行线相连的恒流端口有恒流流过。这样，图1所示的阵列式LED显示面板的驱动电路一共可以控制N×M个LED形成的点阵。
请参考图2所示，其为图1中的参考电流源、恒流输出模块和驱动输出模块在第一实施例中的电路示意图。图2中的参考电流源I01的输入端与一电压源相连，其输出端输出参考电流；每个所述恒流源I11的输入端与一电压源相连，其输出端与对应的恒流端口相连，所述恒流源I11产生的恒流自所述电压源流向对应的恒流端口，为了简化电路，图2仅示出第N个恒流源I11和第N个恒流端口SEGN的电路连接关系；每个所述驱动开关K11的第一连接端与对应的驱动端口相连，其第二连接端接地，其控制端与所述驱动输出模块140的控制端相连，为了简化电路，图2仅示出第M个驱动开关K11和第M个驱动端口GRIDM的电路连接关系。在图2所示的具体实施例中，所述驱动开关K11为NMOS晶体管，其第一连接端为NMOS晶体管的漏极，其第二连接端为NMOS晶体管的源极，其控制端为NMOS晶体管的栅极。
图2为高电平输出恒流模式，即接收电流的端口为驱动端口GRID，为非恒流模式；高电平输出端口为恒流端口SEG，为恒流模式。
请参考图3所示，其为图1中的参考电流源、恒流输出模块和驱动输出模块在第二实施例中的电路示意图。图3中的参考电流源I02的输出端接地，其输入端流入参考电流；每个所述恒流源I21的输出端接地，其输入端与对应的恒流端口相连，所述恒流源I21产生的恒流自对应的恒流端口流向接地端，为了简化电路，图3仅示出第N个恒流源I21和第N个恒流端口SEGN的电路连接关系；每个所述驱动开关K21的第二连接端与对应的驱动端口相连，其第一连接端与一电压源相连，其控制端与所述驱动输出模块140的控制端相连，为了简化电路，图3仅示出第M个驱动开关K21和第M个驱动端口GRIDM的电路连接关系。在图3所示的具体实施例中，所述驱动开关K21为PMOS晶体管，其第一连接端为PMOS晶体管的源极，其第二连接端为PMOS晶体管的漏极，其控制端为PMOS晶体管的栅极。
图3为低电平输出恒流模式，即输出高电平的端口为驱动端口GRID，其为非恒流模式；接收电流的端口为恒流端口SEG，其为恒流模式。
需要特别说明的是，恒流端口SEG的电流大小和内部的参考电流源110相关，同时也由控制逻辑模块110控制。也就是说，所述恒流端口SEG流过的恒流的大小与所述参考电流源110相关，和/或所述恒流端口SEG流过的恒流的大小受所述控制逻辑模块110控制。这样，通过编程，可以实现任一通道(或统一)的电流调整。
请参考图4所示，其为图1所示的驱动电路在一个实施例中的工作状态模拟图。
由图4可知，当驱动端口GRID1有效时(即与驱动端口GRID1相连的驱动开关导通时)，恒流端口SEG1和SEGN恒流输出，对应的LED点亮；当驱动端口GRID2有效时(即与驱动端口GRID2相连的驱动开关导通时)，恒流端口SEG2恒流输出，对应的LED点亮；……；当驱动端口GRIDM有效时，恒流端口SEG1和SEG2恒流输出，对应的LED点亮。图4中，驱动端口GRID的有效电平为高电平。
综上所述，本发明中的恒流端口SEG和驱动端口GRID共同作用组成阵列，恒流端口SEG工作在恒流模式，驱动端口GRID工作在非恒流模式；在同一时刻，最多只有一个驱动端口GRID导通。与现有技术相比，本发明采用恒流技术驱动阵列式LED显示面板，以恒流方式取代传统的开关式驱动结构，可以使阵列式LED显示面板得到均衡的显示效果，提高产品的外观使用感受。
在本发明中，“连接”、“相连”、“连”、“接”等表示电性连接的词语，如无特别说明，则表示直接或间接的电性连接。
需要指出的是，熟悉该领域的技术人员对本发明的具体实施方式所做的任何改动均不脱离本发明的权利要求书的范围。相应地，本发明的权利要求的范围也并不仅仅局限于前述具体实施方式。

Claims (11)

1.一种阵列式LED显示面板的驱动电路，所述阵列式LED显示面板包括N条行线、M条列线，以及连接于所述行线和列线之间的多个LED，其中，N和M为大于1的自然数，其特征在于，所述驱动电路包括：
控制逻辑模块，其基于其输入端接收到的数据，通过其第一输出端输出参考电流控制信号，通过其第二输出端输出恒流控制信号，通过其第三输出端输出驱动控制信号；
参考电流源，其控制端与所述控制逻辑模块的第一输出端相连，其基于所述参考电流控制信号产生参考电流；
恒流输出模块，其包括控制端、N个恒流端口和N个恒流源，所述恒流输出模块的控制端与所述控制逻辑模块的第二输出相连，所述N个恒流源分别经所述N个恒流端口与N条行线对应相连，每个恒流源基于所述参考电流源产生的参考电流产生一路恒流，所述恒流输出模块基于所述恒流控制信号，控制对应的一个或多个恒流源经对应的一个或多个恒流端口产生一路或多路恒流；
驱动输出模块，其包括控制端、M个驱动端口和M个驱动开关，所述驱动输出模块的控制端与所述控制逻辑模块的第三输出端相连，所述M个驱动开关分别经所述M个驱动端口与所述M条列线对应相连，
同一时间，所述驱动输出模块基于驱动控制信号最多控制一个驱动开关导通。
2.根据权利要求1所述的阵列式LED显示面板的驱动电路，其特征在于，
当所述驱动输出模块基于驱动控制信号控制一个驱动开关导通时，所述S恒流输出模块1基于所述恒流控制信号，控制对应的一个或多个恒流源经对应的一个或多个恒流端口输出一路或多路恒流。
3.根据权利要求1所述的阵列式LED显示面板的驱动电路，其特征在于，
所述参考电流源的输入端与一电压源相连，其输出端输出所述参考电流；
所述恒流源的输入端与一电压源相连，其输出端与对应的恒流端口相连，所述恒流源产生的恒流自所述电压源流向对应的恒流端口；
所述驱动开关的第一连接端与对应的驱动端口相连，其第二连接端接地，其控制端与所述驱动输出模块的控制端相连。
4.根据权利要求3所述的阵列式LED显示面板的驱动电路，其特征在于，
所述驱动开关为NMOS晶体管，其第一连接端为NMOS晶体管的漏极，其第二连接端为NMOS晶体管的源极，其控制端为NMOS晶体管的栅极。
5.根据权利要求1所述的阵列式LED显示面板的驱动电路，其特征在于，
所述参考电流源的输出端接地，其输入端流入所述参考电流；
所述恒流源的输入端与对应的恒流端口相连，其输出端接地，所述恒流源产生的恒流自对应的恒流端口流向接地端；
所述驱动开关的第一连接端与电压源相连，其第二连接端与对应的驱动端口相连，其控制端与所述驱动输出模块的控制端相连。
6.根据权利要求5所述的阵列式LED显示面板的驱动电路，其特征在于，
所述驱动开关为PMOS晶体管，其第一连接端为PMOS晶体管的源极，其第二连接端为PMOS晶体管的漏极，其控制端为PMOS晶体管的栅极。
7.根据权利要求1所述的阵列式LED显示面板的驱动电路，其特征在于，
所述恒流控制信号包括N个子恒流控制信号，所述N个子恒流控制信号分别控制所述N个恒流源，当一个子恒流控制信号为有效电平时，对应的恒流源经对应的恒流端口产生一路恒流；当一个子恒流控制信号为无效电平时，对应的恒流源不经对应的恒流端口产生恒流；
所述驱动控制信号包括M个子驱动控制信号，所述M个子驱动控制信号分别控制所述M个驱动开关的导通和关断，当一个子驱动控制信号为有效电平时，控制对应的驱动开关导通，当一个子驱动控制信号为无效电平时，控制对应的驱动开关关断。
8.根据权利要求1所述的阵列式LED显示面板的驱动电路，其特征在于，
当需要点亮第X行第Y列的LED时，由所述驱动输出模块基于驱动控制信号控制与第Y条列线相连的驱动开关导通，且由所述恒流输出模块基于所述恒流控制信号，控制与第X条行线相连的恒流端口有恒流流过。
9.根据权利要求1所述的阵列式LED显示面板的驱动电路，其特征在于，
所述驱动端口的电流驱动能力大于等于N个恒流端口的电流驱动能力的总和。
10.根据权利要求1所述的阵列式LED显示面板的驱动电路，其特征在于，
所述恒流端口流过的恒流的大小与所述参考电流源相关，和/或
所述恒流端口流过的恒流的大小受所述控制逻辑模块的控制。
11.一种LED显示系统，其特征在于，其包括阵列式LED显示面板和如权利要求1-10所述的阵列式LED显示面板的驱动电路，
所述阵列式LED显示面板包括N条行线、M条列线，以及连接于所述行线和列线之间的多个LED，其中，N和M为大于1的自然数。
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