CN111312128B - 驱动电路及数字光处理投影仪 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种驱动电路及数字光处理投影仪，驱动电路包括控制器和LED灯驱动单元，控制器根据接收到的图像数据信号输出驱动调制信号。每一LED灯驱动单元包括LED灯驱动支路、采集电路和扩流电路，LED灯驱动支路接入直流电源，并根据驱动调制信号驱动至LED灯工作。采集电路采集LED灯驱动支路的工作电流或者电压信号，扩流电路根据采集的工作电流或者电压信号确定LED灯驱动支路需要补偿的电流，并根据补偿的电流对LED灯驱动支路的工作电流进行扩流。本发明用于解决驱动电路驱动能力有限的技术问题。

Description

驱动电路及数字光处理投影仪
技术领域
本发明涉及数字光处理投影仪技术领域，特别涉及驱动电路及数字光处理投影仪。
背景技术
数字光处理(DLP，Digital Light Processing)投影仪要先把影像信号经过数字处理，然后再把光投影出来。它是基于TI(美国德州仪器)公司开发的数字微镜元件——数字微镜器件(DMD，Digital Micromirror Device)来完成可视数字信息显示的技术，数字微镜器件是光开关的一种，利用旋转反射镜实现光开关的开合，开闭时间稍长，为微秒量级。DLP为目前最常见的大屏幕显示系统。光源是DLP投影系统中最重要的部件之一。光机系统一般由发光部件、DMD、光学元件及结构部件四个部分组成。光源系统的优劣直接影响画面的投影质量，随着半导体技术的发展，LED灯成为一种重要的光源。DLP投影仪作为TI公司的一种产品，驱动方案只有采用TI的驱动芯片组实现时最简单、效率高。但是，实际使用中因LED灯的亮度需求不断提高，因此需要驱动电流不断增大，而TI提供的LED灯驱动芯片驱动范围有限。
发明内容
本发明的主要目的是提出一种驱动电路，旨在解决现有的驱动电路驱动能力有限的技术问题。
为实现上述目的，本发明提出一种驱动电路，所述驱动电路包括：
控制器，被配置为根据接收到的图像数据信号输出驱动调制信号；以及
LED灯驱动单元，所述LED灯驱动单元为N个，N大于或者等于1，每一所述LED灯驱动单元包括：
LED灯驱动支路，被配置为接入直流电源，并根据所述驱动调制信号驱动至LED灯工作；
采集电路，被配置为采集LED灯驱动支路的工作电流或者电压信号；
扩流电路，被配置为根据采集的工作电流或者电压信号确定LED灯驱动支路需要补偿的电流，并根据补偿的电流对LED灯驱动支路的工作电流进行扩流。
可选地，任一LED灯驱动支路包括电源输出端、驱动信号输入端、检测/补偿端和驱动信号输出端，所述LED灯驱动支路的驱动信号输入端与所述控制器的输出端连接，所述LED灯驱动支路的驱动信号输出端与所述LED灯的阴极连接，所述LED灯驱动支路的电源输出端与所述LED灯的阳极连接，所述LED灯驱动支路的检测/补偿端、所述扩流电路的第一输入端及所述采集电路的采集/补偿输出端互联；所述扩流电路的输入/输出端与所述采集电路输入/输出端连接。
可选地，每一所述LED灯驱动单元的扩流电路包括高速差分放大电路和电源电路；
所述电源电路的输入端为所述LED灯驱动单元的输入端，所述电源电路的反馈输入端与所述高速差分放大电路的反馈输出端连接，所述电源电路的输出端与所述高速差分放大电路的输入端连接；所述高速差分放大电路的输出端为所述LED灯驱动单元的输出端；
所述高速差分放大电路，被配置为检测所在驱动支路驱动电压，并将所述驱动电压放大预设倍数；
所述电源电路，被配置为根据所述驱动信号输出第二驱动电流，并根据被放大预设的倍数的所述驱动电压对所述第二驱动电流进行扩流，以得到经过扩流后的第一驱动电流。
可选地，所述高速差分放大电路可以为型号为AD8229的芯片；和/或，所述电源电路为型号为TPS2641的芯片。
可选地，所述N为大于或者等于2时，N个所述LED灯驱动单元的LED灯驱动支路集成在第一芯片中，所述第一芯片具有输入端、N个输出端、电源输出端及同步信号输出端，多个所述LED灯驱动支路的驱动信号输入端构成第一芯片的驱动信号输入端，多个所述LED灯驱动单元的电源输出端构成第一芯片的电源输出端，所述第一芯片的驱动信号输入端与所述控制器的输出端连接，N个所述第一芯片的输出端分别与N个所述LED灯的负极连接，所述第一芯片的电源输出端与N个所述LED灯的正极连接；所述电源电路具有受控端；N个所述LED灯驱动单元的电源电路的受控端均与所述同步信号输出端连接；
N个所述LED灯驱动单元，用于根据同步信号同时工作。
可选地，所述控制器具有同步信号输出端，所述控制器的同步信号输出端与N个所述电源电路的受控端均连接；或，
所述第一芯片具有所述控制器具有同步信号输出端，所述第一芯片的同步信号输出端与N个所述电源电路的受控端均连接。
可选地，N为3时，第一芯片采用DLPA3000芯片。
可选地，每一所述扩流电路还包括单向导通电路，所述单向导通电路连接与所述电源电路的输出端以及所述高速差分放大电路的输出端连接。
可选地，所述驱动电路还包括防回流电路，所述防回流电路连接于所述LED灯驱动支路的电源输出端及多个所述LED灯的阳极之间。
为实现上述目的，本发明还提出一种数字光处理投影仪，包括如上所述的驱动电路。
本发明通过在驱动电路中扩流电路所述驱动电路配置有驱动电路包括控制器和LED灯驱动单元，控制器根据接收到的图像数据信号输出驱动调制信号。每一LED灯驱动单元包括LED灯驱动支路、采集电路和扩流电路，LED灯驱动支路接入直流电源，并根据驱动调制信号驱动至LED灯工作。采集电路采集LED灯驱动支路的工作电流或者电压信号，扩流电路根据采集的工作电流或者电压信号确定LED灯驱动支路需要补偿的电流，并根据补偿的电流对LED灯驱动支路的工作电流进行扩流，从而使得在不改变LED灯驱动支路的前提下，针对需要较大的驱动能力的LED灯，可以通过扩流电路对其驱动电路进行扩流，增加其驱动能力，从而解决驱动电路驱动能力有限的问题。
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为本发明驱动电路的模块示意图；
图2为本发明驱动电路的模块示意图；
图3为本发明驱动电路的电路示意图；
图4为本发明驱动电路中的驱动芯片输出电流经过扩流的示意图。
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。
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，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示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，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“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。
本发明提出一种驱动电路，用于解决现有的驱动电路驱动能力有限的技术问题。
在一实施例中，如图1所示，提出一种驱动电路，被配置为驱动LED灯30，驱动电路包括控制器10和LED灯驱动单元20，LED灯驱动单元20为N个，N大于或者等于1，每一LED灯驱动单元20包括LED灯驱动支路201、采集电路202和扩流电路203。
其中，控制器10根据接收到的图像数据信号输出驱动调制信号，其主要功能是将图像数据转换为驱动调制信号，去控制LED灯驱动支路201输出的驱动信号，驱动调制信号能够对LED灯驱动支路201输出的驱动信号的电流大小、占空比进行设定，两者之间有对应的调制关系，因此，控制器10能够通过控制LED灯驱动支路201的驱动信号的电流、占空比去控制LED灯30进行亮度变化，此时，由于在应用过程中，LED灯30的类型以及所需的驱动电流的范围有极大变化，在面对LED灯30需要的驱动能力较大的情况下，就需要换用驱动能力较大的LED灯驱动支路201，这必然意味着成本的增加，如果不想改动现有的LED灯驱动支路201，则需要在现有的方案的基础上对电路进行改进。因此，在本专利中，在LED灯驱动支路201输出驱动信号的部分增设了采集电路202和扩流电路203，采集电路202采集LED灯驱动支路201的工作电流或者电压信号，扩流电路203可以根据采集L的工作电流或者电压信号确定LED灯驱动支路201需要补偿的电流，并根据补偿的电流对LED灯驱动支路201的工作电流进行扩流，以获取经过扩流后的第一驱动电流，从而驱动LED灯30，在本发明的技术方案中，并未对现有的LED灯驱动支路201以及控制器10进行更改，仅在LED灯驱动支路201的输出部分增设了采集电路202和扩流电路203对驱动信号的驱动电流进行扩流，使得其驱动能力明显增强，从而解决了现有的LED灯驱动支路201驱动能力有限的问题，而且，花费成本比较小，改动也比较小，在实际应用中，还可以将采集电路202和扩流电路203直接配置成单独的模块，在需要时直接将采集电路202和扩流电路203接入LED灯驱动支路201的输出部分，就可以很方便的对现有的LED灯驱动支路201进行改进，方便了用户的使用，且能在现有的电路基础上进行改进，帮用户以及厂商节约了生产和使用成本，提高了LED灯驱动支路201的适用范围。
需要说明的是，任何实现上述各功能电路之间信号传递的连接关系均可，并不限定，本实施例中，采用如下连接关系实现上述各功能电路之间信号传递。任一LED灯驱动支路201包括电源输出端、驱动信号输入端、检测/补偿端和驱动信号输出端，所述LED灯驱动支路201的驱动信号输入端与所述控制器的输出端连接，所述LED灯驱动支路201的驱动信号输出端与所述LED灯的阴极连接，所述LED灯驱动支路201的电源输出端与所述LED灯的阳极连接，所述LED灯驱动支路201的检测/补偿端、所述扩流电路的第一输入端及所述采集电路的采集/补偿输出端互联；所述扩流电路的输入/输出端与所述采集电路输入/输出端连接。
可选地，如图2及图3所示，每一LED灯驱动支路201包括高速差分放大电路和电源电路2031，所述高速差分放大电路检测所在LED灯驱动支路201的驱动电压，并将所述驱动电压放大预设的倍数得到电压U1输出，所述电源电路2031根据被放大的驱动信号的电压U1输出第二驱动电流I1，并根据被放大预设的倍数的所述驱动电压U1对所述第二驱动电流进行扩流I1，以得到经过扩流后的第一驱动电流I3，从而实现LED灯驱动支路201所在的驱动电流的增大。当LED灯驱动支路201为多路时，其扩流的原理参照第一驱动支路301的扩流原理，在此不再赘述。
需要说明的是，任何实现上述各功能电路之间信号传递的连接关系均可，并不限定，本实施例中，采用如下连接关系实现上述各功能电路之间信号传递。所述电源电路2031的输入端为所述LED灯驱动单元20的输入端，所述电源电路2031的反馈输入端与所述高速差分放大电路的反馈输出端连接，所述电源电路2031的输出端与所述高速差分放大电路的输入端连接；所述高速差分放大电路的输出端为所述LED灯驱动单元20的输出端。
可选地，如图3所示，所述N为大于或者等于2时，N个所述LED灯驱动单元20的LED灯驱动支路201集成在第一芯片中，所述第一芯片具有输入端、N个输出端、电源输出端及同步信号输出端，多个所述LED灯驱动支路201的驱动信号输入端构成第一芯片的驱动信号输入端，多个所述LED灯驱动单元20的电源输出端构成第一芯片的电源输出端，所述第一芯片的驱动信号输入端与所述控制器的输出端连接，N个所述第一芯片的输出端分别与N个所述LED灯的负极连接，所述第一芯片的电源输出端与N个所述LED灯的正极连接；所述电源电路具有受控端；N个所述LED灯驱动单元20的电源电路的受控端均与所述同步信号输出端连接。
其中，N个所述LED灯驱动单元20根据同步信号同时工作。进一步可以实现多个LED等被驱动时，扩流动作可以同步执行，特别是在显示领域，可以同时提高显示的亮度。
可选地，为了实现同时同步，所述控制器具有同步信号输出端，所述控制器的同步信号输出端与N个所述电源电路的受控端均连接。
其中，同步信号由控制器提供。
可选地，为了实现同时同步，所述第一芯片具有所述控制器具有同步信号输出端，所述第一芯片的同步信号输出端与N个所述电源电路的受控端均连接。
其中，同步信号由第一芯片提供。
可选地，为了降低产品的开发周期和难度，所述第一芯片的型号为DLPA3000。在现有技术中，第一芯片采用DLPA3000时，驱动方案较为成熟，且效率较高，直接在第一芯片上进行扩流方案的改进可以极大程度上节约产品开发的周期和难度。
可选地，高速差分放大电路可以采用芯片设置。
其中，芯片将采集到的电压进行预设倍数的放大，其放大倍数可以根据实际需要获得的驱动能力配置。
可选地，采样点路包括第一电阻，第一电阻R1为采样电阻。
其中，第一电阻采集第二驱动电流I1，将其转化为采样电压输出至高速差分放大电路。可选地，为了简化电路以及实现采样电压的放大，所述高速差分放大电路可以为型号为AD8229的芯片。
可选地，为了简化电路，以及更好的实现扩流电流的补充，所述电源电路(2031/2051/2081)为型号为TPS2641的芯片。
可选地，所述扩流电路203还包括多个单向导通电路(2032/2052/2082)，任一所述单向导通电路(2032/2052/2082)连接于对应的所述电源电路(3011/3021/3031)的输出端以及所述高速差分放大电路的输出端连接。
其中，单向导通电路(2032/2052/2082)可以实现电源保护，可以防止扩流电路203的扩流电流反向流动。
可选地，为了简化电路以及快速实现单向导通功能，单向导通电路(2032/2052/2082)可以采用二极管(D1/D2/D3)来实现。
可选地，所述驱动电路还包括防回流电路40，所述防回流电路连接于所述LED灯驱动支路201的电源输出端及多个所述LED灯的阳极之间。
其中，防回流电路也是单向导通电路50，其目的也是为了保护LED灯驱动支路201的输出电源。也可以采用二极管D4来实现。
以下以三路LED灯(R/G/B)，配置三路LED灯驱动支路201来对本发明的原理，结合图1、2、3、4对本发明的原理进行说明：
LED灯驱动支路201的电源输出端的电源电流定义为I2，则每一LED灯驱动支路201的第二驱动电流为I2，第一LED灯驱动支路的第一驱动电流定义为I1，第二LED灯驱动支路的第一驱动电流定义为I4，第三LED灯驱动支路的第一驱动电流定义为I6：
则对应第一LED灯驱动支路的第一LED灯R的驱动电流I3为：I3＝I1+I2；
对应第二LED灯驱动支路的第二LED灯G的驱动电流I5为：I3＝I4+I2；
对应第三LED灯驱动支路的第三LED灯B的驱动电流I7为：I7＝I6+I2；
此时，不同LED灯驱动支路的LED灯的驱动电流由对应的高速差分放大电路的放大倍数、高速差分放大电路的采样电阻的阻值以及输出的电压决定，具体如下：
对应第一LED灯驱动支路的高速差分放大电路U1的放大倍数定义为K1、采样电阻为R1、高速差分放大电路输出的放大后的采样电压为U1:则U1＝K1*I1*R1；
对应第二LED灯驱动支路的高速差分放大电路U2的放大倍数定义为K2、采样电阻为R2、高速差分放大电路3021输出的放大后的采样电压为U2:则U2＝K2*I4*R2；
对应第三LED灯驱动支路的高速差分放大电路U3的放大倍数定义为K3、采样电阻为R3、高速差分放大电路3031输出的放大后的采样电压为U3:则U3＝K3*I6*R3。其电流扩流的效果示意图可以参考图4所示。因此，在本发明中，在并未更改驱动LED灯的LED灯驱动支路201的情况下，通过扩流电路203即实现了驱动能力的增加，更创新的采用了电压放大以及电源芯片结合的方式实现扩流，从而实现了LED灯驱动支路201驱动能力的增加。而且利用前期比较稳定的驱动芯片类型用作LED灯驱动单元，其需要做的更改也比较小，从而节约了用户的开发成本以及研发周期。
为了解决上述问题，本发明还提出一种数字光处理投影仪，包括如上所述的驱动电路。
值得注意的是，因为本发明数字光处理投影仪包含了上述驱动电路的全部实施例，因此本发明数字光处理投影仪具有上述驱动电路的所有有益效果，此处不再赘述。此时的LED灯在一个像素单元里为红绿蓝三原色。LED灯驱动支路201驱动像素单元。
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，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种驱动电路，被设置为驱动LED灯，其特征在于，所述驱动电路包括：
控制器，被配置为根据接收到的图像数据信号输出驱动调制信号；以及
LED灯驱动单元，所述LED灯驱动单元为N个，N大于或者等于1，每一所述LED灯驱动单元包括：
LED灯驱动支路，被配置为接入直流电源，并根据所述驱动调制信号驱动至LED灯工作；
采集电路，被配置为采集LED灯驱动支路的工作电流或者电压信号；
扩流电路，被配置为根据采集的工作电流或者电压信号确定LED灯驱动支路需要补偿的电流，并根据补偿的电流对LED灯驱动支路的工作电流进行扩流；
所述采集电路及所述扩流电路分别与所述LED灯驱动支路的输出端电连接。
2.如权利要求1所述的驱动电路，其特征在于，任一LED灯驱动支路包括电源输出端、驱动信号输入端、检测/补偿端和驱动信号输出端，所述LED灯驱动支路的驱动信号输入端与所述控制器的输出端连接，所述LED灯驱动支路的驱动信号输出端与所述LED灯的阴极连接，所述LED灯驱动支路的电源输出端与所述LED灯的阳极连接，所述LED灯驱动支路的检测/补偿端、所述扩流电路的第一输入端及所述采集电路的采集/补偿输出端互联；所述扩流电路的输入/输出端与所述采集电路输入/输出端连接。
3.如权利要求2所述的驱动电路，其特征在于，每一所述LED灯驱动单元的扩流电路包括高速差分放大电路和电源电路；
所述电源电路的输入端为所述LED灯驱动单元的输入端，所述电源电路的反馈输入端与所述高速差分放大电路的反馈输出端连接，所述电源电路的输出端与所述高速差分放大电路的输入端连接；所述高速差分放大电路的输出端为所述LED灯驱动单元的输出端；
所述高速差分放大电路，被配置为检测所在驱动支路驱动电压，并将所述驱动电压放大预设倍数；
所述电源电路，被配置为根据所述驱动信号输出第二驱动电流，并根据被放大预设的倍数的所述驱动电压对所述第二驱动电流进行扩流，以得到经过扩流后的第一驱动电流。
4.如权利要求3所述的驱动电路，其特征在于，所述高速差分放大电路为型号为AD8229的芯片；和/或，所述电源电路为型号为TPS2641的芯片。
5.如权利要求3所述的驱动电路，其特征在于，所述N为大于或者等于2时，N个所述LED灯驱动单元的LED灯驱动支路集成在第一芯片中，所述第一芯片具有输入端、N个输出端、电源输出端及同步信号输出端，多个所述LED灯驱动支路的驱动信号输入端构成第一芯片的驱动信号输入端，多个所述LED灯驱动单元的电源输出端构成第一芯片的电源输出端，所述第一芯片的驱动信号输入端与所述控制器的输出端连接，N个所述第一芯片的输出端分别与N个所述LED灯的负极连接，所述第一芯片的电源输出端与N个所述LED灯的正极连接；所述电源电路具有受控端；N个所述LED灯驱动单元的电源电路的受控端均与所述同步信号输出端连接；
N个所述LED灯驱动单元，用于根据同步信号同时工作。
6.如权利要求5所述的驱动电路，其特征在于，所述控制器具有同步信号输出端，所述控制器的同步信号输出端与N个所述电源电路的受控端均连接；或，
所述第一芯片具有所述控制器具有同步信号输出端，所述第一芯片的同步信号输出端与N个所述电源电路的受控端均连接。
7.如权利要求5所述的驱动电路，其特征在于，N为3时，第一芯片采用DLPA3000芯片。
8.如权利要求3所述的驱动电路，其特征在于，每一所述扩流电路还包括单向导通电路，所述单向导通电路连接与所述电源电路的输出端以及所述高速差分放大电路的输出端连接。
9.如权利要求2所述的驱动电路，其特征在于，所述驱动电路还包括防回流电路，所述防回流电路连接于所述LED灯驱动支路的电源输出端及多个所述LED灯的阳极之间。
10.一种数字光处理投影仪，其特征在于，包括如权利要求1-8任一项所述的驱动电路。
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