CN112291888B - Led开路检测电路及方法，led驱动芯片及驱动方法 - Google Patents

Led开路检测电路及方法，led驱动芯片及驱动方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种LED开路检测电路及方法，LED驱动芯片及驱动方法。所述电路包括：激励模块，用于在当前检测的LED的阳极和阴极之间施加激励电压，当前检测的LED开路时，激励电压大于当前检测的LED的导通压降、且小于电压阈值，电压阈值为两个串联LED的导通压降；当前检测的LED正常时，激励电压等于当前检测的LED的导通压降；判断模块，用于采集激励电压，并与参考电气参数进行比较，根据比较结果判断当前检测的LED是否开路。本发明通过检测出开路的LED，可以在驱动时不对开路的LED进行点亮驱动，从而能够避免因LED开路所引起的其他LED误点亮问题。且检测时的激励电压大于LED的导通压降、小于电压阈值，能够避免开路检测过程中激励电压在LED开路时将其他LED误点亮。

Description

LED开路检测电路及方法，LED驱动芯片及驱动方法
技术领域
本发明涉及电故障的探测装置，特别是涉及一种LED开路检测电路，还涉及一种LED开路检测方法，一种LED驱动芯片，一种LED驱动方法。
背景技术
目前市场上大多数LED(发光二极管)灯条都是装配有动态扫描驱动芯片的。随着科技的发展，LED面板中的点阵越来越多，驱动芯片的驱动端口的数量也相应增多。而端口数量的增多就意味着芯片面积的增加，生产成本也会变高，乃至于芯片封装出来的体积也更大，不利于电路板级的应用。
因此，LED复用驱动模式应运而生，其驱动端口合并了SEG(段选)口和GRID(位选)口的驱动功能，如图1所示，只需要一组m个驱动端口，就能实现对m×(m-1)点阵的驱动，大大提升了驱动端口利用率。
复用驱动模式下特殊的LED驱动网络，决定了芯片的任意两个驱动端口之间均会存在多条LED通路，且两个驱动端口之间只有一条通路是单个LED，其余通路都是两个LED串联。在单个LED的通路正常工作时，其余两个LED的通路均不会被点亮，显示效果正常；而当该单个LED的通路发生开路，且端口的驱动电压足够高时，其余两个LED的通路就会被误点亮，从而导致显示效果异常。
发明内容
基于此，有必要提供一种LED开路检测电路及方法，LED驱动芯片及驱动方法，对复用驱动模式的LED点阵进行开路检测，以避免芯片在实际应用中出现显示效果异常的问题。
一种LED开路检测电路，用于对复用驱动模式的LED点阵进行开路检测，包括：激励模块，用于在当前检测的LED的阳极和阴极之间施加激励电压，所述激励电压被配置为在所述当前检测的LED开路时大于所述当前检测的LED的导通压降、且小于电压阈值，所述电压阈值为两个串联LED的导通压降，所述当前检测的LED为所述LED点阵中的LED；判断模块，用于采集所述激励电压，并与参考电气参数进行比较，根据比较结果判断所述当前检测的LED是否开路。
在其中一个实施例中，还包括与所述判断模块连接的存储模块，用于存储所述判断模块的判断结果。
在一个实施例中，激励模块包括电压源，通过控制所述判断模块采集所述当前检测的LED的阳极或阴极电压时所述电压源对所述阳极或阴极的充电时间，使所述激励电压大于所述当前检测的LED的导通压降、且小于电压阈值；或在控制充电时间的同时，通过在所述电压源和所述当前检测的LED的阳极之间串联阻抗元器件，所述阻抗元器件用于进一步限制所述激励电压对所述阳极的充电速度，使所述激励电压大于所述当前检测的LED的导通压降、且小于电压阈值。
在其中一个实施例中，所述激励模块包括恒流源，通过控制所述判断模块采集所述当前检测的LED的阳极或阴极电压时所述恒流源对所述阳极或阴极的充电时间，使所述激励电压大于所述当前检测的LED的导通压降、且小于电压阈值。
在其中一个实施例中，所述激励模块包括恒压源，所述恒压源的电压大于所述当前检测的LED的导通压降、且小于电压阈值，能使所述激励电压也大于所述当前检测的LED的导通压降、且小于电压阈值。
一种LED驱动芯片，用于以复用驱动模式对LED点阵进行扫描驱动，包括前述任一实施例所述的开路检测电路，以及与所述判断模块连接的控制模块，所述控制模块用于根据所述判断模块的判断结果对所述LED点阵进行扫描驱动，包括不对检测结果为开路的LED进行点亮驱动。
一种LED开路检测方法，用于对以复用驱动模式进行扫描驱动的LED点阵进行开路检测，所述方法包括：在当前检测的LED的阳极和阴极之间施加激励电压，所述激励电压被配置为在所述当前检测的LED开路时大于所述当前检测的LED的导通压降、且小于电压阈值，所述电压阈值为两个串联LED的导通压降，所述当前检测的LED为所述LED点阵中的LED；采集所述激励电压，并与参考电气参数进行比较，根据比较结果判断所述当前检测的LED是否开路。
在其中一个实施例中，还包括存储检测结果的步骤。
一种LED驱动方法，用于以复用驱动模式对LED点阵进行扫描驱动，所述方法包括：在LED驱动芯片上电后，采用前述任一实施例所述的LED开路检测方法对所述LED驱动芯片需要驱动的所有LED进行开路检测；所述LED驱动芯片根据检测结果对各LED进行扫描驱动，包括不对检测结果为开路的LED进行点亮驱动。
一种LED驱动方法，用于以复用驱动模式对LED点阵进行扫描驱动，所述方法包括：在驱动每个LED之前，采用前述任一实施例所述的LED开路检测方法对所要驱动的LED进行开路检测；若检测结果为开路，则不对当前LED进行点亮驱动，否则对当前LED进行点亮驱动。
上述LED开路检测电路，通过检测出开路的LED，可以在驱动时不对开路的LED进行点亮驱动，从而能够避免因LED开路所引起的其他LED误点亮问题。且检测时的激励电压大于LED的导通压降、小于两个串联LED的导通压降，能够避免开路检测过程中激励电压在LED开路时将其他LED误点亮。
附图说明
为了更好地描述和说明这里公开的那些发明的实施例和/或示例，可以参考一幅或多幅附图。用于描述附图的附加细节或示例不应当被认为是对所公开的发明、目前描述的实施例和/或示例以及目前理解的这些发明的最佳模式中的任何一者的范围的限制。
图1是一示例性的LED复用驱动模式的驱动端口与LED点阵的连接方式的示意图；
图2是图1所示电路在驱动端口A1输出低电平、驱动端口A2输出高电平时在驱动端口A1和A2之间存在的通路的示意图；
图3是图2所示电路在发光二极管D1正常时的等效电路原理图；
图4是图2所示电路在发光二极管D1开路时的等效电路原理图；
图5是一实施例中LED驱动芯片的结构框图；
图6是另一实施例中LED驱动芯片的结构框图；
图7是激励模块为限流方式的一实施例中LED开路检测电路的电路原理图；
图8是图7所示实施例将判断模块替换为电流判断方式后的电路原理图；
图9是激励模块为恒流方式的一实施例中LED开路检测电路的电路原理图；
图10是激励模块为恒压方式的一实施例中LED开路检测电路的电路原理图；
图11是一共阳极的实施例中驱动端口A1输出高电平、驱动端口A2输出低电平时在驱动端口A1和A2之间存在的通路的示意图；
图12是图11所示电路在发光二极管D4正常时的等效电路原理图；
图13是图11所示电路在发光二极管D4开路时的等效电路原理图；
图14是图7所示开路检测电路在共阳极的实施例中的电路原理图；
图15是一实施例中LED开路检测方法的流程图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，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仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“竖直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。当元件或层被称为“在...上”、“与...相邻”、“连接到”或“耦合到”其它元件或层时，其可以直接地在其它元件或层上、与之相邻、连接或耦合到其它元件或层，或者可以存在居间的元件或层。相反，当元件被称为“直接在...上”、“与...直接相邻”、“直接连接到”或“直接耦合到”其它元件或层时，则不存在居间的元件或层。应当明白，尽管可使用术语第一、第二、第三，甲、乙、丙等描述各种元件、部件、区、层和/或部分，这些元件、部件、区、层和/或部分不应当被这些术语限制。这些术语仅仅用来区分一个元件、部件、区、层或部分与另一个元件、部件、区、层或部分。因此，在不脱离本发明教导之下，下面讨论的第一元件、部件、区、层或部分可表示为第二元件、部件、区、层或部分。
当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在所述特征、整体、步骤、操作、元件和/或组件，但不排除存在或附加一个或多个其他特征、整体、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组合。单数形式的“一”、“一个”和“所述/该”也意图包括复数形式，除非上下文清楚指出另外的方式。
LED复用驱动模式决定了两个驱动端口之间会存在多条驱动通路，其中有且只有一条通路是单个LED，其余通路都是两个LED串联，参见图2至图4。单个LED的通路(即发光二极管D1的所在的通路)是驱动端口A1输出低电平、驱动端口A2输出高电平时会被点亮的通路；而其余同样位于驱动端口A1和驱动端口A2之间的两个LED串联的通路，在发光二极管D1正常工作时，由于两个驱动端口间的压降不足，所以不会被点亮。但是，当发光二极管D1开路时，可能会出现两个端口之间的驱动电压足够驱动两个串联的LED点亮的情况，从而发生误点亮。一旦发生误点亮，LED点阵的显示效果就会受到影响，这是在实际应用中要避免出现的。基于此，需要提供一种LED开路检测电路。
本申请提供一种LED开路检测电路，用于对复用驱动模式的LED点阵进行开路检测，包括：
激励模块，用于在当前检测的LED的阳极和阴极之间施加激励电压，所述激励电压被配置为在所述当前检测的LED开路时大于所述当前检测的LED的导通压降、且小于电压阈值，所述电压阈值为两个串联LED的导通压降，所述当前检测的LED为所述LED点阵中的LED。
判断模块，用于采集所述激励电压，并与参考电气参数进行比较，根据比较结果判断所述当前检测的LED是否开路。
以LED开路检测电路集成在LED驱动芯片中的实施例对其进行介绍。图5是一实施例中LED驱动芯片的结构框图。LED驱动芯片100为LED复用驱动芯片，用于以复用驱动模式对LED点阵200进行扫描驱动。LED驱动芯片100包括LED开路检测电路，LED开路检测电路包括激励模块112和判断模块114，LED开路检测电路每次对连接的LED点阵200中的一个LED进行开路检测。可以理解的，LED点阵200的各LED以对应复用驱动模式的方式连接，例如图1所示的方式连接。
激励模块112的功能是为被检测的两驱动端口提供合适的探测信号，使得检测过程中被检测结点发生开路时，判断模块114能通过驱动端口采集到检测通路中的特定电气参数，保证开路检测的正常进行。参见图2至图4，由于LED复用驱动网络的结构特殊性，决定了两个驱动端口之间存在m-1条通路，其中有且只有一条单个LED的通路，其余m-2条均为两个LED串联的通路。当LED点阵被正常驱动时，只有单个LED的那条通道会导通，其余由两个LED串联的通道并不会导通。但是，当该单个LED发生开路，而驱动端口提供的驱动电压又大于两个LED串联的压降时，其余由两个LED串联的通道就会被导通，从而造成了误点亮的现象，即使该点亮时长远小于端口的正常驱动时长，但仍可能会产生能被人眼识别的亮度，即暗亮，在实际应用中就会影响LED的显示效果。因此在实际应用中，即使在开路检测过程中也要避免出现两个串联的LED被同时点亮的情况。
在图5所示的实施例中，激励模块112用于对LED点阵200中当前检测的LED(以下以该LED为发光二极管D1进行说明)的阳极和阴极施加激励电压，该激励电压大于发光二极管D1的导通压降、且小于电压阈值，其中电压阈值为两个串联LED的导通压降；假设发光二极管D1的导通压降为Vled，则激励电压Ve满足：Vled<Ve<2Vled。此处将LED点阵200中每个LED的导通压降视为近似相等。
判断模块114用于采集发光二极管D1的阳极或阴极的电气参数，并与参考电气参数进行比较，根据比较结果判断发光二极管D1是否开路。
在一个实施例中，判断模块114采集发光二极管D1的阳极电压，并与参考电压进行比较(即电压判断方式)。由于Vled<Ve<2Vled，因此发光二极管D1正常(未开路)时会导通，发光二极管D1两端的压降为Vled。而发光二极管D1开路时，由于LED点阵200的各LED以对应复用驱动模式的方式连接，如前所述，在发光二极管D1的阳极和阴极之间还存在其他通路，这些通路均为两个LED串联。由于Vled<Ve<2Vled，因此这些通路也不会导通，发光二极管D1的阳极的电压较高。综上，发光二极管D1正常(未开路)时，判断模块114采集到的电压小于发光二极管D1开路时的电压(大概相差Vled)，因此可以合理选择参考电压来判断发光二极管D1是否开路。在一个实施例中，发光二极管D1正常工作时阳极和阴极的压降不会大于Vled，可以将参考电压Vr设为略大于Vled。
在另一个实施例中，判断模块114采集发光二极管D1的阴极的电压(或电流)，并与参考电压(或电流)进行比较(即电流判断方式)。发光二极管D1正常(未开路)时，发光二极管D1导通，阴极有电流流过；而发光二极管D1开路时，阴极无电流流过，因此可以合理选择参考电压(或电流)来判断发光二极管D1是否开路。在一个实施例中，可以将参考电压(或电流)设为略大于0。
上述LED开路检测电路，通过检测出开路的LED，可以在LED驱动芯片100驱动时不对开路的LED进行点亮驱动，从而能够避免因LED开路所引起的其他LED误点亮问题。且检测时的激励电压大于LED的导通压降、小于两个串联LED的导通压降，能够避免开路检测过程中激励电压在LED开路时将其他LED误点亮。
当不引入开路检测电路时，LED复用驱动芯片的表现效果为：无论各个LED结点是否发生开路，芯片均会按照显存的数据对各个LED结点输出驱动。若此时某个被驱动的结点发生开路，就极有可能导致某些原本不亮的LED结点被错误点亮。
当引入开路检测电路后，LED驱动芯片的表现效果为：当检测结点未发生开路时，芯片正常地对该结点输出驱动；而当检测到结点发生开路时，LED驱动芯片就不对该结点输出驱动，也就不会出现误点亮现象。
上述LED开路检测电路集成在LED驱动芯片100中，在其他实施例中LED开路检测电路也可以不集成在LED驱动芯片100中。
在图5所示的实施例中，LED驱动芯片100还包括控制模块120。控制模块120用于对LED点阵200进行扫描驱动控制。在一个实施例中，激励模块112是在控制模块120的控制下向发光二极管D1提供激励电压，即由控制模块120控制提供激励电压的时刻。
图6是另一实施例中LED驱动芯片的结构框图，在该实施例中，LED开路检测电路还包括与判断模块114连接的存储模块116。存储模块116用于存储判断模块114的判断结果。在一个实施例中，控制模块120在对LED点阵200进行扫描驱动时读取存储模块116中存储的判断结果(即各LED是否开路)，根据判断结果进行数字逻辑和时序的调控，实现对LED驱动芯片100的驱动端口输出驱动的控制。
上述LED驱动芯片100，在芯片端口输出驱动之前，对相应驱动结点LED的开路状况进行检测，并存储检测结果，用以实时控制各个端口的输出状况。即当芯片在对某个LED结点输出驱动之前，已经对其进行了开路检测，若检测结果是该结点开路，端口就不会对该结点输出驱动。
在一个实施例中，存储模块116可以由锁存器(Latch)或者随机存取存储器(RAM)等存储单元搭配一些简单的门电路组合而成，但不限于Latch和RAM，凡是数字电路中具有存储“0”、“1”信号功能的单元均可以作为存储模块116。
在一个实施例中，通过Latch或RAM对判断模块114的判断结果进行实时地存储，再输出驱动的时序，从对应的Latch或RAM中读出判断结果，并通过数字逻辑和时序对相应LED结点的驱动输出状态进行调控，让驱动芯片不对检测到存在开路的LED驱动结点输出驱动。其中，存储模块通过数字逻辑对驱动端口的驱动输出的控制可以具体表现为：通过改变使能信号的逻辑状态，来对驱动端口的开关管、或者从显存到开关管的控制通路、或者相应LED结点对应显存地址的读取状态进行控制，达到让相应LED结点不被输出驱动的目的。
如前述，激励模块112既要能够实现对开路情况的检测，又不能让端口之间存在较大的压差，以至于点亮两个串联的LED。基于以上原则，本申请提出了三种不同的激励方式：限流方式、恒流方式和恒压方式。
在一个实施例中，激励模块包括电压源，通过控制所述判断模块采集所述当前检测的LED的阳极或阴极电压时所述电压源对所述阳极或阴极的充电时间，使所述激励电压大于所述当前检测的LED的导通压降、且小于电压阈值；或在控制充电时间的同时，通过在所述电压源和所述当前检测的LED的阳极之间串联阻抗元器件，所述阻抗元器件用于进一步限制所述激励电压对所述阳极的充电速度，使所述激励电压大于所述当前检测的LED的导通压降、且小于电压阈值。
在一个实施例中，限流方式的激励模块包括电压源和阻抗元器件，阻抗元器件用于串联在电压源和当前检测的LED的阳极之间。阻抗元器件的阻抗值使激励电压大于当前检测的LED的导通压降、且小于电压阈值。或通过控制判断模块采集当前检测的LED的阳极(或阴极)电压时电压源对阳极(或阴极)的充电时间，使激励电压大于当前检测的LED的导通压降、且小于电压阈值；在一个实施例中，充电时间是通过LED驱动芯片的控制模块进行控制。
图7是激励模块为限流方式的一实施例中LED开路检测电路的电路原理图。在该实施例中，LED驱动芯片采用共阴极驱动方式，驱动端口A1连接发光二极管D1的阳极，驱动端口A2连接发光二极管D1的阴极，LED开路检测电路对发光二极管D1进行开路检测。GRID(位选)开关管的输入端连接器件工作电源VDD，GRID开关管的输出端、激励模块的输出端及判断模块的输入端连接驱动端口A1，判断模块的输出端连接存储模块。存储模块的输出端连接GRID开关管的控制端，表示是否对发光二极管D1输出驱动是由存储模块存储的判断结果来控制。SEG(段选)开关管的输入端连接驱动端口A2，输出端接地(GND)。判断模块包括一个比较器comp，比较器comp的第一输入端通过采样电阻连接驱动端口A1，获得采样电压Vt；比较器comp的第二输入端用于输入参考电压Vr。
在图7所示的实施例中，限流方式的激励模块由器件工作电源VDD供电(可以设置开关管P1来控制器件工作电源VDD给激励模块供电的开/关)，但在器件工作电源VDD和端口之间串联一定阻值的电阻，限制了流过检测通路的电流大小，从而限制器件工作电源VDD对检测结点的充电速度。此模式下，通过控制开路检测时间(充电时间)以及合理选择限流电阻的阻值，可以实现：当LED开路，判断模块采集LED结点的电气参数时，该结点的电压大于单个LED的导通压降，且小于两个LED串联的压降。抑或是通过合理选择限流电阻的阻值，限制该检测通路的电流足够小，从而确保开路检测的正常进行，且不造成误点亮。在其他实施例中，限流电阻也可以用其他本领域习知的能够提供所需阻抗的阻抗元器件来代替，例如二极管接法的MOS管。
在图7所示的实施例中，GRID开关管和开关管P1是低电平导通，SEG开关管是高电平导通。SEG开关管的使能信号ENH和开关管P1的使能信号ENL可由驱动芯片的控制模块控制。
存储模块的作用是存储来自判断模块的数据(判断结果)，根据该存储数据，通过数字逻辑和时序的调控，实现对芯片驱动端口输出驱动的控制。
判断模块的作用是：在合适的时刻，采集驱动芯片的一组驱动端口的电气参数，并通过与预设的电气参数参考值进行比较，得到对该驱动结点的LED两端压降或驱动电流大小的判断，进而判断出该LED结点的开路情况，并将判断结果送入存储模块。
根据判断模块判断依据的不同，可分为两种判断方式：电压判断和电流判断。在一个实施例中，电压判断的依据是LED结点正常显示时，两驱动端口的压降不会大于单个LED的导通电压；而电流判断的依据则是LED结点正常显示时，该检测通路的驱动电流不会小于相应预设值。
在图7所示的实施例中，判断模块采用电压判断的方式：判断模块采集相应驱动端口(在图7中为驱动端口A1)的电压，获得采样电压Vt，与参考电压Vr进行比较。若Vt<Vr，则可判断该结点LED的压降不小于单个LED的导通电压，即该LED结点正常，并将判断结果D(数字信号“0”或者“1”)送入存储模块；若Vt>Vr，则判断该结点LED的压降小于单个LED的导通电压，即该LED结点出现开路，并将判断结果D(数字信号“1”或者“0”)送入存储模块。
图8是图7所示实施例将判断模块替换为电流判断方式后的电路原理图。判断模块采集相应驱动端口(在图8中为驱动端口A1)的电压值Vt，与预设电压值Vr进行比较。若Vt>Vr，则可判断流过该结点LED的驱动电流未小于相应预设值，即该LED结点正常，并将判断结果D(数字信号“0”或者“1”)送入存储模块；若Vt<Vr，则判断流过该结点LED的驱动电流小于相应预设值，即该结点LED出现开路，并将判断结果D(数字信号“1”或者“0”)送入存储模块。
在一个实施例中，判断模块可由参考电压生成模块和比较器两部分构成。其中，参考电压生成模块生成的参考电压，对其驱动能力并无特殊要求，因此可以通过分压电阻对器件工作电源VDD分压，或者电流偏置、电压偏置等方式简单生成。而比较器主要是实现对两个结点电平高低的比较，因此也可以附加ΔVt的设计，当出现Vt>Vr或Vt<Vr时，可以起到稳定比较结果的作用。
由于RC充电特性曲线的特殊性，和实际应用中结点电容的不确定性，决定了上述限流方式中阻抗元器件的设计存在一定难度。因而在此基础上提出了恒流方式。在一个实施例中，恒流方式的激励模块包括恒流源。通过控制判断模块采集当前检测的LED的阳极电压时恒流源对阳极的充电时间，使激励电压大于当前检测的LED的导通压降、且小于电压阈值；在一个实施例中，充电时间是通过LED驱动芯片的控制模块进行控制。
图9是激励模块为恒流方式的一实施例中LED开路检测电路的电路原理图，其与图7所示实施例的主要区别在于激励模块不同。采用恒流方式可以使结点充电电流为恒定大小，不受限流电阻和结点电压的影响，使端口的充电压差更容易控制。在图9所示的实施例中，通过电路内部的偏置模块，利用电流镜结构，引出恒定大小的Iset电流供驱动端口A1充电使用。通过控制开路检测时间(充电时间)以及偏置电流，实现当LED开路，判断模块采集结点电气参数时，结点的电压大于单个LED的导通压降，且小于两个LED串联的压降。从而确保开路检测的正常进行，且不造成误点亮。在图9所示的实施例中，激励模块包括PMOS管P1和PMOS管P2，两个PMOS管的源极连接器件工作电源VDD，栅极相互连接，PMOS管P1的漏极连接驱动端口A1，PMOS管P2的漏极连接栅极且偏置电流为Ic。在一个实施例中，偏置电流Ic可由驱动芯片的控制模块控制输出。
由于恒流方式仍需根据实际情况对偏置电流进行调整，若对检测(充电)时间把控不到位，依然存在检测过程中误点亮的可能。因此，本申请进一步提出了恒压方式。在一个实施例中，激励模块包括恒压源。
在一个实施例中，所述恒压源的电压大于所述当前检测的LED的导通压降、且小于电压阈值，能使所述激励电压也大于所述当前检测的LED的导通压降、且小于电压阈值。图10是激励模块为恒压方式的一实施例中LED开路检测电路的电路原理图，其与图7所示实施例的主要区别在于激励模块不同。激励模块不再通过器件工作电源VDD对检测端口供电，而是通过电压基准模块产生激励电压Ve(Vled<Ve<2Vled)对驱动端口A1充电，在极短时间内完成充电过程。实现当LED开路，判断模块采集结点电气参数时，结点的电压大于单个LED的导通压降且小于两个LED串联的压降。从而确保开路检测的正常进行，且不造成误点亮。
本申请的激励模块包括但不限于以上三种实现方式(及限流方式、恒流方式和恒压方式)。只要是通过给端口激励来实现开路检测的方式，都属于本申请的保护范围。
在一个实施例中，LED开路检测电路在LED驱动芯片上电后，对LED驱动芯片需要驱动的所有LED进行开路检测；LED驱动芯片根据检测结果对各LED进行扫描驱动，包括不对检测结果为开路的LED进行点亮驱动。
在一个实施例中，LED开路检测电路在驱动每个LED之前，对所要驱动的LED进行开路检测；若检测结果为开路，则LED驱动芯片不对当前LED进行点亮驱动，否则对当前LED进行点亮驱动。
上述实施例主要以共阴极驱动为例进行阐述，但所有适用于共阴极的电路应用，均同样适用于共阳极驱动模式。本领域技术人员可参考图11至图14，其中图11是一共阳极的实施例中驱动端口A1输出高电平、驱动端口A2输出低电平时在驱动端口A1和A2之间存在的通路的示意图，图12是图11所示电路在发光二极管D4正常时的等效电路原理图；图13是图11所示电路在发光二极管D4开路时的等效电路原理图；本申请对应共阳极驱动模式的具体电路原理不再赘述。
本申请相应提供一种LED开路检测方法，用于对以复用驱动模式进行扫描驱动的LED点阵进行开路检测，所述方法包括：
在当前检测的LED的阳极和阴极之间施加激励电压，所述激励电压被配置为在所述当前检测的LED开路时大于所述当前检测的LED的导通压降、且小于电压阈值，所述电压阈值为两个串联LED的导通压降，所述当前检测的LED为所述LED点阵中的LED。
采集所述激励电压，并与参考电气参数进行比较，根据比较结果判断所述当前检测的LED是否开路。
图15是一实施例中LED开路检测方法的流程图，包括：
S110，在LED点阵中当前检测的LED的阳极和阴极之间施加激励电压。
在一个实施例中，可以通过驱动芯片在LED的阳极和阴极分别对应的驱动端口之间施加激励电压。
S120，采集当前检测的LED的阳极或阴极的电气参数。
在一个实施例中，在合适的时刻，采集驱动芯片的一组驱动端口的电气参数
S130，与参考电气参数进行比较，根据比较结果判断LED是否开路。
将步骤S120采集的电气参数与预设的电气参数参考值进行比较，得到对该驱动结点的LED两端压降或驱动电流大小的判断，进而判断出该LED结点的开路情况。
根据判断模块判断依据的不同，可分为两种判断方式：电压判断和电流判断。在一个实施例中，电压判断的依据是LED结点正常显示时，两驱动端口的压降不会大于单个LED的导通电压；而电流判断的依据则是LED结点正常显示时，该检测通路的驱动电流不会小于相应预设值。
在一个实施例中，是采集当前检测的LED的阳极电压，并与参考电压进行比较(即电压判断方式)。在另一个实施例中，是采集当前检测的LED的阴极的电压(或电流)，并与参考电压(或电流)进行比较(即电流判断方式)。
在一个实施例中，步骤130之后还包括存储检测结果的步骤。
本申请相应提供一种LED驱动方法，在驱动芯片通过驱动端口输出驱动之前，采用前述任一实施例的LED开路检测方法对相应驱动结点LED的开路状况进行检测，用以实时控制各个驱动端口的输出状况。即当驱动芯片在对某个LED结点输出驱动之前，已经对该LED进行了开路检测，若检测结果是该结点开路，端口就不会对该结点输出驱动。
根据检测时机的不同，本申请的LED驱动芯片/LED驱动方法可采用整体检测和靶向检测两种开路检测方式。整体检测是在驱动芯片上电后，采用前述任一实施例的LED开路检测方法对驱动芯片需要驱动的所有LED进行开路检测，然后驱动芯片根据检测结果对各LED进行扫描驱动，包括不对检测结果为开路的LED进行点亮驱动。靶向检测是在驱动每个LED之前，采用前述任一实施例的LED开路检测方法对所要驱动的LED进行开路检测，若检测结果为开路，则不对当前LED进行点亮驱动，否则对当前LED进行点亮驱动。靶向检测方式中，当前LED在检测过程中被短暂电量也不会影响显示效果。
在一个实施例中，整体检测是在LED驱动芯片正常上电复位之后，先对整个LED点阵中的各个结点进行开路检测，并存储检测结果。检测结果的信号经过数字逻辑和数字时序的调控后，反馈给驱动芯片，持续对LED点阵各个结点的输出驱动信号进行控制。若检测结果正常，则检测结果的信号不会对相应LED结点的输出驱动信号造成影响；若检测到某个LED结点发生开路，则检测结果的信号会使驱动芯片不对该结点输出驱动。芯片上电之后，该检测结果将持续生效，直至芯片再次上电或是再次接收到“开显示”的命令，对LED点阵进行新一轮的开路检测，才会刷新存储的检测结果。整体检测方式会对所有LED结点进行开路检测和存储检测结果。
在一个实施例中，靶向检测是LED驱动芯片正常上电复位之后，在驱动芯片将要对某个LED结点输出驱动前，先对该结点进行开路检测，并存储检测结果。检测结果的信号经过数字逻辑和数字时序的调控后，反馈给驱动芯片，对将要输出到该结点的驱动信号进行控制。若检测结果正常，则检测结果的信号不会对相应LED结点的输出驱动信号造成影响；若检测到某个LED结点发生开路，则检测结果的信号会使驱动芯片不对该结点输出驱动。驱动芯片上电并“开显示”之后，驱动芯片对LED点阵输出驱动的期间，存储的检测结果会随着驱动端口驱动LED结点的变化而持续刷新。靶向检测方式只会对将要输出驱动的LED结点进行开路检测、存储以及控制。
本申请的LED驱动芯片/LED驱动方法不局限于上述整体检测和靶向检测的方式。根据本申请的开路检测原理，检测时间的准确定义必然是在某个LED结点被驱动端口驱动之前。只要是在驱动端口输出高低电平驱动之前对相应LED显示节点进行的开路检测，都属于本申请的保护范围。
应该理解的是，虽然图15的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，图15中的至少一部分步骤可以包括多个步骤或者多个阶段，这些步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤中的步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种LED开路检测电路，用于对复用驱动模式的LED点阵进行开路检测，所述复用驱动模式为只需要一组m个驱动端口，就能实现对m×(m-1)点阵的驱动的驱动模式，其特征在于，包括：
激励模块，用于在当前检测的LED的阳极和阴极之间施加激励电压，所述激励电压被配置为在所述当前检测的LED开路时大于所述当前检测的LED的导通压降、且小于电压阈值，所述电压阈值为两个串联LED的导通压降，所述当前检测的LED为所述LED点阵中的LED；
判断模块，用于采集所述激励电压，并与参考电压进行比较，根据比较结果判断所述当前检测的LED的阳极和阴极之间的压降是否大于所述当前检测的LED的导通压降，或所述阴极是否没有电流流过，从而判断当前检测的LED是否开路。
2.根据权利要求1所述的LED开路检测电路，其特征在于，还包括与所述判断模块连接的存储模块，用于存储所述判断模块的判断结果。
3.根据权利要求1或2所述的LED开路检测电路，其特征在于，所述激励模块包括电压源，通过控制所述判断模块采集所述激励电压时所述电压源对所述阳极或阴极的充电时间，使所述激励电压大于所述当前检测的LED的导通压降、且小于电压阈值；或在控制充电时间的同时，通过在所述电压源和所述当前检测的LED的阳极之间串联阻抗元器件，所述阻抗元器件用于进一步限制所述激励电压对所述阳极的充电速度，使所述激励电压大于所述当前检测的LED的导通压降、且小于电压阈值。
4.根据权利要求1或2所述的LED开路检测电路，其特征在于，所述激励模块包括恒流源，通过控制所述判断模块采集所述激励电压时所述恒流源对所述阳极或阴极的充电时间，使所述激励电压大于所述当前检测的LED的导通压降、且小于电压阈值。
5.根据权利要求1或2所述的LED开路检测电路，其特征在于，所述激励模块包括恒压源，所述恒压源的电压大于所述当前检测的LED的导通压降、且小于电压阈值，能使所述激励电压也大于所述当前检测的LED的导通压降、且小于电压阈值。
6.一种LED驱动芯片，用于以复用驱动模式对LED点阵进行扫描驱动，其特征在于，包括根据权利要求1-5中任一项所述的开路检测电路，以及与所述判断模块连接的控制模块，所述控制模块用于根据所述判断模块的判断结果对所述LED点阵进行扫描驱动，包括不对所述判断结果为开路的LED进行点亮驱动。
7.一种LED开路检测方法，用于对以复用驱动模式进行扫描驱动的LED点阵进行开路检测，所述复用驱动模式为只需要一组m个驱动端口，就能实现对m×(m-1)点阵的驱动的驱动模式，其特征在于，所述方法包括：
在当前检测的LED的阳极和阴极之间施加激励电压，所述激励电压被配置为在所述当前检测的LED开路时大于所述当前检测的LED的导通压降、且小于电压阈值，所述电压阈值为两个串联LED的导通压降，所述当前检测的LED为所述LED点阵中的LED；
采集所述激励电压，并与参考电压进行比较，根据比较结果判断所述当前检测的LED的阳极和阴极之间的压降是否大于所述当前检测的LED的导通压降，或所述阴极是否没有电流流过，从而判断当前检测的LED是否开路。
8.根据权利要求7所述的LED开路检测方法，其特征在于，还包括存储判断结果的步骤。
9.一种LED驱动方法，用于以复用驱动模式对LED点阵进行扫描驱动，其特征在于，所述方法包括：
在LED驱动芯片上电后，采用权利要求7或8所述的方法对所述LED驱动芯片需要驱动的所有LED进行开路检测；
所述LED驱动芯片根据检测结果对各LED进行扫描驱动，包括不对检测结果为开路的LED进行点亮驱动。
10.一种LED驱动方法，用于以复用驱动模式对LED点阵进行扫描驱动，其特征在于，所述方法包括：
在驱动每个LED之前，采用权利要求7或8所述的方法对所要驱动的LED进行开路检测；
若检测结果为开路，则不对当前LED进行点亮驱动，否则对当前LED进行点亮驱动。
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