CN110831300A

CN110831300A - Led矩阵调光电路、方法及电子设备

Info

Publication number: CN110831300A
Application number: CN201911354547.0A
Authority: CN
Inventors: 姚志忠
Original assignee: Shenzhen Skyworth RGB Electronics Co Ltd
Current assignee: Shenzhen Skyworth RGB Electronics Co Ltd
Priority date: 2019-12-24
Filing date: 2019-12-24
Publication date: 2020-02-21

Abstract

本发明提出一种LED矩阵调光电路、方法及电子设备，所述LED矩阵调光电路包括控制电路、开关电路、LED矩阵电路、调光电路以及预充电电路，其中：所述控制电路，用于对应输出第一电平信号和第二电平信号至所述开关电路以及所述预充电电路，以控制所述开关电路关断时预充电电路导通；所述预充电电路，与所述LED矩阵电路的输出端连接，用于在所述开关电路关断时，输出充电电压；所述调光电路，与所述LED矩阵电路的输出端连接,用于接收所述控制电路的驱动信号以调节背光电流。通过设置预充电电路，在开关电路阻断时，迅速提升LED矩阵电路的负端电压，使对应LED压差低于启动电压，以迅速关断LED，避免出现灯光拖影。

Description

LED矩阵调光电路、方法及电子设备

技术领域

本发明涉及LED技术领域，尤其涉及一种LED矩阵调光电路、LED矩阵调光方法及电子设备。

背景技术

为了应对当前在显示器领域中MINI LED及Micro LED高昂的成本及复杂的驱动系统，越来越多地应用矩阵调光，然而，由于背光LED系统中存在寄生电容，当背光系统开通或者关断的瞬间由于寄生电容存储的电荷放电，背光就会出现灯光拖影(俗称鬼影)现象，这种现象对我们的观看体验和画质的提升带来了极大的困扰。

发明内容

本发明的主要目的在于提出一种LED矩阵调光电路、LED矩阵调光方法及电子设备，旨在解决现有技术中LED显示器出现灯光拖影的问题。

为实现上述目的，本发明提供一种LED矩阵调光电路，所述LED矩阵调光电路包括控制电路、开关电路、LED矩阵电路、调光电路以及预充电电路，其中：

所述控制电路，用于对应输出第一电平信号和第二电平信号至所述开关电路以及所述预充电电路，以控制所述开关电路关断时预充电电路导通；

所述预充电电路，与所述LED矩阵电路的输出端连接，用于在所述开关电路关断时，输出充电电压；

所述调光电路，与所述LED矩阵电路的输出端连接,用于接收所述控制电路的驱动信号以调节背光电流。

可选地，所述LED矩阵调光电路还包括放电电路；

所述控制电路，还用于输出第一电平信号至所述放电电路，以控制所述开关电路关断时放电电路导通；

所述放电电路，与所述LED矩阵电路的输入端连接，用于在所述开关电路关断时，对所述LED矩阵电路进行放电。

可选地，所述放电电路包括多个放电单元，每个放电单元与所述LED矩阵电路的一LED单元行的输入端连接；

每个放电单元包括第一开关管、第一电阻以及第二电阻；所述第一开关管的受控端分别连接第一电阻的第一端以及所述控制电路，所述第一电阻的第二端连接第一电源，所述第一开关管的电源端通过第二电阻与对应LED单元行的输入端连接，所述第一开关管的输出端接地。

可选地，所述预充电电路包括多个预充电单元，每个预充电单元与所述LED矩阵电路的一LED单元列的输出端连接；

每个预充电单元包括第二开关管、第三电阻以及第四电阻；所述第二开关管的输出端连接对应LED单元列的输出端，所述第二开关管的受控端通过第三电阻与控制电路连接，所述第二开关管的电源端连接第二电源；所述第四电阻设置在所述第二开关管的电源端及受控端之间。

可选地，所述开关电路包括多个开关单元，每个开关单元与所述LED矩阵电路的一LED单元行的输入端连接；

每个开关单元包括：第三开关管以及第五电阻；所述第三开关管的输出端与对应LED单元行的输入端连接，所述第三开关管的受控端连接所述控制电路，所述第三开关管的电源端连接第三电源；所述第五电阻设置在所述第三开关管的电源端及控制端之间。

可选地，所述调光电路包括多个调光单元，每个调光单元与所述LED矩阵电路的一LED单元列的输出端连接，每个调光单元包括第四开关管；

所述第四开关管的输入端连接对应LED矩阵电路单元列的输出端，所述第四开关管的受控端连接所述控制电路，所述第四开关管的输出端接地。

可选地，所述第二开关管、第三开关管以及第四开关管为三极管或MOS管。

此外，为实现上述目的，本发明还提供一种LED矩阵调光方法，所述方法包括：

对应输出第一电平信号和第二电平信号至开关电路以及预充电电路，以控制所述预充电电路在所述开关电路关断时输出充电电压至连接的LED矩阵电路的输出端。

可选地，所述方法还包括：

发送第一电平信号至放电电路，以使所述放电电路在所述开关电路关断之后对所述LED矩阵电路的输入端进行放电。

此外，为实现上述目的，本发明还提供一种电子设备，所述电子设备包括LED矩阵调光电路，所述LED矩阵调光电路被配置为如上所述的LED矩阵调光电路或者应用于如上所述的LED矩阵调光方法。

本发明实施例在所述LED矩阵调光电路设置有控制电路、开关电路、LED矩阵电路、调光电路以及预充电电路，其中：所述控制电路，用于对应输出第一电平信号和第二电平信号至所述开关电路以及所述预充电电路，以控制所述开关电路关断时预充电电路导通；所述预充电电路，与所述LED矩阵电路的输出端连接，用于在所述开关电路关断时，输出充电电压；所述调光电路，与所述LED矩阵电路的输出端连接,用于接收所述控制电路的驱动信号以调节背光电流。其中通过设置预充电电路，在开关电路阻断时，迅速提升LED矩阵电路的负端电压，使对应LED压差低于启动电压，以迅速关断LED，避免出现灯光拖影。

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示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明LED矩阵调光电路一实施例的功能模块图；

图2为本发明LED矩阵调光电路另一实施例的功能模块图；

图3为本发明LED矩阵调光电路应用在图2实施例中的电路结构图。

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。

附图标号说明：

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

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的一部分实施例，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。

需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后......)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本发明中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

本发明提供一种LED矩阵调光电路，应用于电子设备中，该电子设备可以是洗衣机、微波炉以及电视机等，请参见图1，图1为本发明LED矩阵调光电路一实施例的功能模块图。在该实施例中，所述LED矩阵调光电路包括控制电路100、开关电路200、LED矩阵电路400、调光电路500以及预充电电路300；所述控制电路100的输出端分别与开关电路200、预充电电路300及调光电路500连接，所述开关电路200的输出端与LED矩阵电路400的输入端连接，所述LED矩阵电路400的输出端分别与预充电电路300及调光电路500连接。其中：

所述控制电路100，用于对应输出第一电平信号和第二电平信号G_L至所述开关电路200以及所述预充电电路300，以控制所述开关电路200关断时预充电电路300导通；

所述预充电电路300，与所述LED矩阵电路400的输出端连接，用于在所述开关电路200关断时，输出充电电压；

所述调光电路500，与所述LED矩阵电路400的输出端连接,用于接收所述控制电路100的驱动信号以调节背光电流。

上述第一电平信号和第二电平信号G_L的状态相反。当上述开关电路200接收到的来自所述控制电路100发送的第一电平信号为低电平时，输出电压至LED矩阵电路400的输入端，此时第二电平信号G_L为高电平；当上述预充电电路300接收到来自所述控制电路100发送的第二电平信号G_L为低电平时，输出电压至LED矩阵电路400的输出端，此时第一电平信号为高电平。上述调光电路500用于在根据来自所述控制电路100发送的驱动信号调节背光电流。本实施例通过设置预充电电路300，在开关电路200阻断时，迅速提升LED矩阵电路400的负端电压，使对应LED电压差低于启动电压，以迅速关断LED，避免出现灯光拖影。

进一步地，请一并参见图2与图3，在另一实施例中，所述LED矩阵调光电路还包括放电电路600；所述放电电路600的受控端与所述控制电路100连接，所述放电电路600的电源端与所述LED矩阵电路400的输入端连接。所述放电电路600用于在接收到来自所述控制电路100发送的第一电平信号为高电平时，对所述LED矩阵电路400进行放电。即所述开关电路200与放电电路600同时接收来自控制电路100的第一电平信号，当上述开关电路200接收到来自控制电路100发送的第一电平信号为低电平时，输出电压值至LED矩阵电路400的输入端，此时放电电路600处于关断状态。当上述开关电路200接收到来自控制电路100发送的第一电平信号为高电平时，开关电路处于关断状态，上述放电电路600导通，将所述LED矩阵电路400中残留的电荷放掉。本实施例通过设置放电电路600，在开关电路200关断时，迅速放掉LED矩阵电路中的残留电荷，使对应LED正极无电压，以迅速关断LED，避免出现灯光拖影。同时放电电路600和预充电电路300结合设置，能够更好地保障显示效果。

其中，所述放电电路600包括多个放电单元(未标示)，每个放电单元与所述LED矩阵电路400的一LED单元行(未标示)的输入端连接；每个放电单元包括第一开关管Q1、第一电阻R1以及第二电阻R2；所述第一开关管Q1的受控端分别连接第一电阻R1的第一端以及所述控制电路100，所述第一电阻R1的第二端连接第一电源3.3V，所述第一开关管Q1的电源端通过第二电阻R2与对应LED单元行的输入端连接，所述第一开关管Q1的输出端接地。

所述预充电电路300包括多个预充电单元(未标示)，每个预充电单元与所述LED矩阵电路400的一LED单元列(未标示)的输出端连接；每个预充电单元包括第二开关管Q2、第三电阻R3以及第四电阻R4；所述第二开关管Q2的输出端连接对应LED单元列的输出端，所述第二开关管Q2的受控端通过第三电阻R3与控制电路连接，所述第二开关管Q2的电源端连接第二电源VLED+；第四电阻R4设置在所述第二开关管Q2的电源端及受控端之间。

当所述第一开关管Q1关断时，预充电电路300接受的第二电平信号G_L变为低电平，此时第二开关管Q2导通，第二开关管Q2给LED矩阵电路400提供电压，以使得连接的LED单元列的LED负极电压升高，以至于该LED正负极电压差小于LED点亮电压，能够迅速关断，避免灯光拖影。

进一步地，所述开关电路200包括多个开关单元(未标示)，每个开关单元与所述LED矩阵电路400的一LED单元行的输入端连接；每个开关单元包括：第三开关管Q3以及第五电阻R5；所述第三开关管Q3的输出端与对应LED单元行的输入端连接，所述第三开关管Q3的受控端连接所述控制电路，所述第三开关管Q3的电源端连接第三电源VBUS；第五电阻R5设置在所述第三开关管Q3的电源端及控制端之间。所述调光电路500包括多个调光单元(未标示)，每个调光单元与所述LED矩阵电路400的一LED单元列的输出端连接，每个调光单元包括第四开关管Q4；所述第四开关管Q4的输入端连接对应LED矩阵电路单元列的输出端，所述第四开关管Q4的受控端连接所述控制电路，所述第四开关管Q4的输出端接地。

所述开关电路200中的每个开关单元的第三开关管Q3依次分时错相导通，通过调节所述调光电路500中的调光单元的第四开关管Q4的占空比来调节背光电流，一次实现LED背光系统的矩阵调光(分时调节)，例如，当处于第一导通优先级的第三开关管Q3接收到低电平信号导通的同时，第四开关管Q4接收到高点平信号关断，则LED单元列A中A1点亮，当下一个场同步信号周期到来，处于第一导通优先级的第三开关管Q3接收到高电平信号而关断，处于第二导通优先级的第三开关管Q3接收到低电平信号导通，则LED单元列A中A2点亮。通过在每行设置开关电路及在每列设置调光电路来对所有LED的开关进行控制，无需为每个LED设置独立开关，节省了成本。

其中，上述开关管可以为三极管；具体地，所述第四开关管Q4为PNP型三极管，第四开关管的受控端、输入端及输出端分别对应三极管的基极、发射极及集电极；所述第二开关管Q2与第三开关管Q3为NPN型三极管，上述第二开关管Q2和第三开关管Q3的受控端、电源端及控制端分别对应三极管的基极、集电极及发射极。所述第一开关管Q1为三极管时为PNP型三极管，第一开关管Q1的受控端、电源端及输出端分别对应三极管的基极、发射极及集电极。

上述开关管也可以任一个为MOS管。当第四开关管为MOS管时，所述第四开关管Q4为PMOS管，第四开关管Q4的受控端、输入端及输出端分别对应PMOS管的源极、栅极及漏极；所述第二开关管Q2与第三开关管Q3为MOS管时为NMOS管，上述第二开关管Q2和第三开关管Q3的受控端、电源端及控制端分别对应MOS管的源极、漏极及栅极。所述第一开关管Q1为MOS管时为PMOS管，第一开关管Q1的受控端、电源端及输出端分别对应MOS管的源极、栅极及漏极。本方案提供了多种可供选择的开关控制方案，相比集成芯片，节约了成本，同时与LED矩阵电路对应分布，结构排布合理。

此外，本发明还保护一种LED矩阵调光方法，所述方法包括：

步骤S10，对应输出第一电平信号和第二电平信号至开关电路以及预充电电路，以控制所述预充电电路在所述开关电路关断时输出充电电压至连接的LED矩阵电路的输出端。

进一步地，所述方法还包括：

步骤S20，发送第一电平信号至放电电路，以使所述放电电路在所述开关电路关断之后对所述LED矩阵电路的输入端进行放电。

本方法应用于LED矩阵调光电路，该LED矩阵调光电路的结构可参照上述实施例，在此不再赘述。其实现过程与前述结构实施例一致，可以参照执行。

本发明还保护一种电子设备，该电子设备包括LED矩阵调光电路，该LED矩阵调光电路的结构可参照上述实施例，在此不再赘述。理所应当地，由于本实施例的保护装置采用了上述LED矩阵调光电路的技术方案，因此该保护装置具有上述LED矩阵调光电路所有的有益效果。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个......”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者系统中还存在另外的相同要素。上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims

1.一种LED矩阵调光电路，其特征在于，所述LED矩阵调光电路包括控制电路、开关电路、LED矩阵电路、调光电路以及预充电电路，其中：

2.如权利要求1所述的LED矩阵调光电路，其特征在于，所述LED矩阵调光电路还包括放电电路；

3.如权利要求2所述的LED矩阵调光电路，其特征在于，所述放电电路包括多个放电单元，每个放电单元与所述LED矩阵电路的一LED单元行的输入端连接；

4.如权利要求1-3任一项所述的LED矩阵调光电路，其特征在于，所述预充电电路包括多个预充电单元，每个预充电单元与所述LED矩阵电路的一LED单元列的输出端连接；

5.如权利要求4所述的LED矩阵调光电路，其特征在于，所述开关电路包括多个开关单元，每个开关单元与所述LED矩阵电路的一LED单元行的输入端连接；

6.如权利要求5所述的LED矩阵调光电路，其特征在于，所述调光电路包括多个调光单元，每个调光单元与所述LED矩阵电路的一LED单元列的输出端连接，每个调光单元包括第四开关管；

7.如权利要求6所述的LED矩阵调光电路，其特征在于，所述第二开关管、第三开关管以及第四开关管为三极管或MOS管。

8.一种LED矩阵调光方法，其特征在于，所述方法包括：

9.根据权利要求8所述的LED矩阵调光方法，其特征在于，所述方法还包括：

10.一种电子设备，所述电子设备包括LED矩阵调光电路，所述LED矩阵调光电路被配置为如权利要求1-7中任一项所述的LED矩阵调光电路或者应用如权利要求8或9所述的LED矩阵调光方法。