CN117558232A - Led驱动电路和驱动方法 - Google Patents

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Abstract

本公开提供了LED驱动电路和驱动方法。本实施例涉及用于控制LED背光源系统的电压的LED驱动电路，并且涉及用于通过监测LED串的输出电压来通过数字计数器控制在LED串的一端处形成的LED串的驱动电压的技术。

Description

LED驱动电路和驱动方法
技术领域
本实施例涉及LED驱动电路和包括该LED驱动电路的显示装置。
背景技术
随着信息化的发展，正在开发能够使信息可视化的各种显示装置。液晶显示器(LCD)、有机发光二极管(OLED)显示器和等离子体显示面板(PDP)等是已开发或正在开发的显示装置的代表性示例。这样的显示装置正在向适当地显示高分辨率图像的方向发展。
在LED显示技术中，可以排列所需数量的模块化LED像素以构成单个大型面板。可替代地，在LED显示技术中，可以排列各自由多个LED像素组成的所需数量的单元面板，以形成单个大型面板结构。以该方式，在LED显示技术中通过排列所需数量的LED像素，可以容易地实现大型显示装置。
LED显示装置不仅在增加尺寸方面有利，而且在使面板尺寸多样化方面有利，并且在LED显示技术中，可以根据LED像素的适当排列来以各种方式调节水平尺寸和垂直尺寸。
另一方面，LED显示装置可以将脉宽调制(PWM)驱动控制信号和脉幅调制(PAM)驱动控制信号等传输到LED的通道端子，以控制在LED的一端处形成的LED串的输出电压V_CH和流过LED的LED电流I_LED等。
为了精确地控制LED的亮度，需要控制LED串的输出电压V_CH、流过LED的LED电流I_LED，并且同时，需要适当地控制LED串的驱动电压V_LED。
特别地，当连接到LED串的通道的电流源和晶体管被直接接通/关断时，可能生成影响相邻通道的电流的驱动的噪声，并且需要适当地减少在LED控制处理期间由根据频率的LED的亮度变化所引起的闪烁。
本节中的讨论仅为了提供背景信息，并不构成对现有技术的承认。
发明内容
鉴于这样的背景，本实施例的目的是提供一种LED驱动电路和包括该LED驱动电路的显示装置，其中，该LED驱动电路用于控制LED串的输出电压V_CH和/或LED串的驱动电压V_LED以提高LED驱动处理中的LED亮度控制的精度。
本实施例的另一目的是提供一种LED驱动电路和包括该LED驱动电路的显示装置，其中，该LED驱动电路用于当监测到LED串的通道端子电压为低于参考电压的电压时使用数字逻辑电路(例如，数字计数器)来生成反馈控制信号，并且用于控制LED串的输出电压V_CH或LED串的驱动电压V_LED。
本实施例的另一个目的是提供一种LED驱动电路和包括该LED驱动电路的显示装置，其中，该LED驱动电路能够通过升压转换器来控制LED串的驱动电压而不是直接调节LED串的输出电压，以通过利用数字逻辑电路对从外部传输的时钟或在LED驱动电路中生成的时钟进行计数以生成反馈控制信号，来减少可能影响其他通道(诸如相邻的LED串等)的噪声。
为了实现上述目的，在一个方面，本实施例可以提供一种LED驱动电路，其包括：净空检测电路，用于检测LED串的输出电压V_CH；数字逻辑电路，用于生成所述LED串的通道使能信号CH_EN，以控制所述LED串的输出电压V_CH；通道控制电路，用于响应于所述数字逻辑电路的通道使能信号CH_EN的定时来控制所述LED串的输出电压V_CH的电平；以及反馈晶体管，用于接收所述净空检测电路所检测到的所述LED串的输出电压，其中，所述反馈晶体管电连接到微控制器单元以调节所述LED串的驱动电压V_LED，并且所述微控制器单元测量流过所述反馈晶体管的电流并生成用于调节所述LED串的驱动电压V_LED的电平的反馈控制信号，以控制升压转换器的操作。
为了实现上述目的，本实施例可以提供一种LED驱动电路，其包括：净空检测电路，用于检测LED串的一端处所形成的所述LED串的输出电压V_CH；数字逻辑电路，用于当所述净空检测电路判断为所述LED串的输出电压V_CH等于或小于预设的参考电压V_REF时，对外部垂直同步信号VSYNC或内部PWM时钟信号的时钟进行计数，以确定反馈定时；反馈晶体管，用于接收所述数字逻辑电路的输出信号；以及反馈控制电路，其连接到所述反馈晶体管的第一端子，并且基于流过所述第一端子的电流值来判断是否调节所述LED串的驱动电压V_LED。
为了实现上述目的，本实施例可以提供一种LED驱动方法，其包括：监测LED串的输出电压V_CH，并判断输出电压V_CH是否等于或小于参考电压V_REF；当所述LED串的输出电压V_CH等于或小于参考电压V_REF时，通过对外部垂直同步信号VSYNC或内部PWM时钟信号的时钟进行计数来确定反馈定时；以及在所述反馈定时期间调节所述LED串的驱动电压V_LED的强度。
如上所述，根据本实施例，LED驱动电路可以通过监测LED串的输出电压或LED电流来精确地调节LED串的亮度。
根据本实施例，LED驱动电路可以通过直接接通/关断连接到LED串的通道端子的电路来降低诸如可能在相邻通道中发生的电流变化等的噪声并且消除或减轻显示装置的闪烁。
根据本实施例，LED驱动电路可以通过利用数字计数器电路对外部或内部时钟进行计数来实现脉宽调制(PWM)驱动波形，并且可以在不受显示帧频的限制的情况下通过以高PWM频率驱动LED来实现无闪烁效果。
附图说明
图1是根据本实施例的显示装置的框图。
图2是用于描述根据本实施例的驱动显示装置的方法的图。
图3是示出根据本实施例的向发光二极管的各个通道供电的方法的图。
图4是用于描述根据本实施例的LED驱动电路的开关操作的图。
图5是根据本实施例的开关电路的配置图。
图6是用于描述根据本实施例的控制LED驱动电流的方法的图。
图7是根据本实施例的LED驱动电路的第一示例性配置图。
图8是根据本实施例的LED驱动电路的第二示例性配置图。
图9是根据本实施例的由LED驱动电路处理的信号的第一示例性时序图。
图10是根据本实施例的由LED驱动电路处理的信号的第二示例性时序图。
图11是根据本实施例的LED驱动方法的流程图。
具体实施方式
图1是根据本实施例的显示装置的框图。
参考图1，显示装置100可以包括片上系统(SOC)110、时序控制器(T-CON)120、数据驱动电路130、显示面板140、微控制器单元(MCU)150、LED驱动电路160和背光源170等。
片上系统(SOC)110可以是用于进行中央处理单元(CPU)(诸如移动装置的应用处理器(AP)等)的功能的电路，并且附加地可以是用于进行算术操作以及控制操作的半导体芯片，其中该控制操作用于控制显示装置的内部电子电路的操作。片上系统110可以控制时序控制器120和微控制器单元150等，或者向各个电路传输信号以定义内部操作。
时序控制器(T-CON)120可以是用于控制数据驱动电路130和LED驱动电路160等的操作定时或用于进行数字运算的电路。此外，时序控制器120可以控制数据驱动电路130以转换从外部接收到的图像数据，以生成与显示面板140的像素的灰度值相对应的数据电压。
数据驱动电路130可以响应于从时序控制器120传输的控制信号，通过改变数据电压的大小和波形来通过数据线DL控制像素141的操作。例如，数据驱动电路130可以控制像素141中所设置的偏光器的操作。
显示面板140可以是有机发光二极管(OLED)面板或液晶显示器(LCD)等，但是可以具有光可以由背光源170透射的结构。微型LED(Mini-LED)是LCD背光源中所包括的用于减少传统LCD的缺点的小型化LED，并且要求比用于传统LCD操作的LED驱动电路更小的芯片，因此可以使用大量的芯片。
面板140的一个像素(P)包括红色(R)、绿色(G)和蓝色(B)子像素，并且可以确定或改变透过滤色器(未示出)的光的波长。
微控制器单元(MCU)150可以是用于通过将控制信号传输到LED驱动电路160来控制LED的驱动定时、驱动电流和驱动电压等的装置。时序控制器120和微控制器单元150可以共用一些功能，并且如果需要，可以被集成用于有效的数据操作，但是不限于此。
LED驱动电路160可以是用于控制背光源中所布置的多个LED的操作的装置。LED驱动电路160可以控制内部电流源或通道控制电路(未示出)的操作，并且可以控制被传输到LED的驱动电流的定时或强度。LED驱动电路160可以基于从微控制器单元150接收到的控制信号来改变LED的操作，或者基于从其他LED驱动电路接收到的信号来改变LED的操作。如果需要，则LED驱动电路160可以基于由内部寄存器(未示出)预先存储的算法或信息来改变LED的操作。
背光源170可以具有基板上布置有多个LED的配置，并且可以根据需要与显示面板140一体形成或与显示面板140分开形成。根据LED驱动电路160，可以针对由LED串定义的各个LED通道单独地控制背光源170中所布置的LED。
在描述中，术语“发光二极管”可与LED互换使用，并且“发光二极管”的含义可以与LED的含义相同。
图2是用于描述根据本实施例的驱动显示装置的方法的图。
参考图2，片上系统(SOC)110可以通过时序控制器120或微控制器单元150来控制显示面板140的操作或LED的操作。
时序控制器120可以确定栅极驱动电路(未示出)、数据驱动电路130和LED驱动电路160的操作定时，并且各个电路的操作定时可被定义为与同步信号SYNC或串行时钟信号SCLK的全部或一部分上升沿或下降沿相对应。
时序控制器120可以通过传输到栅极驱动电路(未示出)的栅极控制信号GCS以及传输到数据驱动电路130的数据控制信号DCS来控制像素P的操作。液晶的偏光器的操作可以响应于显示面板140中所布置的晶体管的电压变化而改变，因此可以适当地控制透射光的比率。
微控制器单元150可以通过传输到LED驱动电路160的LED控制信号LCS来改变传输到LED的驱动电压或驱动电流的状态
时序控制器120和微控制器单元150可以被集成，并且如果需要，则可以被定义为功能分离的单独的电路配置。
图3是示出根据本实施例的向LED的各个通道供电的方法的图。
参考图3，背光源170可以从开关模式电源(SMPS)180通过各个LED串的一端接收驱动电压V_LED，并且使得驱动电流I_LED能够流过电流通道CH1至CH12，以确定LED的亮度。
开关模式电源180可以向第一LED组171-1至第十二LED组171-12供给相同的驱动电压V_LED或不同的驱动电压V_LED1至V_LED12，并且LED驱动电路(未示出)可以通过调节各个通道的另一端的电压来控制流过各个LED串的驱动电流I_LED。各个LED串的LED可以通过响应于驱动电流I_LED而使光向显示面板辐射来显示具有期望亮度的图像。
开关模式电源180可以通过升压转换器来调节LED串的驱动电压V_LED的电平，并且根据从微控制器单元150传输的控制信号来确定LED串的驱动电压V_LED的定时和强度。
尽管相同的驱动电流I_LED可以流过通道，但是不同的驱动电流I_LED1至I_LED12可以流过通道。
微控制器单元150可以调节由开关模式电源180供给的LED驱动电压V_LED的定时和电平。
在图3的背光源170中所形成的LED和通道的数量以及形状用于示出LED的驱动电压和驱动电流，并且背光源可包括各种数量和类型的LED。
图4是用于描述根据本实施例的LED驱动电路的开关操作的图。
参考图4，LED驱动电路160可接收由微控制器单元150传输的LED驱动控制信号CS_LED(例如，PWM驱动控制信号CS_PWM和PAM驱动控制信号CS_PAM)，并调节LED的驱动电流的定时或强度，以控制被传输到显示面板的光的亮度。LED驱动电路160可以通过控制被施加到通道的一端或两端的电压的定时或强度来调节LED的亮度。
LED驱动控制信号CS_LED可以定义LED驱动电路160的内部电路的操作定时，并且可以通过改变LED驱动电路160的内部晶体管的状态来单独控制流过通道CH1和CH2等的LED的驱动电流I_LED。
例如，LED驱动控制信号CS_LED可以控制LED驱动电路160中所布置的开关的接通和关断，或者控制流过晶体管的电流的强度或方向。
参考图4，LED驱动电路160还可以包括通道控制电路162，并且通道控制电路162还可以包括第一开关电路162-1和第二开关电路162-2。
LED驱动电路160可以电连接到LED，并且可以包括一个或多于一个用于传送LED的驱动电流的电流通道CH。例如，可以通过第一通道CH1来单独生成和控制第一驱动电流I_LED1，并且可以通过第二通道CH2来单独生成和控制第二驱动电流I_LED2。
电流通道CH可以与LED、第一开关电路162-1和第二开关电路162-2串联连接。可以通过第一开关电路162-1和第二开关电路162-2的操作来改变LED的输出电压V_CH或驱动电流I_LED。
调光控制电路163可以从微控制器单元150接收PWM驱动控制信号CS_PWM或PAM驱动控制信号CS_PAM，并且定义第一开关电路162-1和第二开关电路162-2的操作定时和操作状态。电流通道CH可以包括多个通道，并且调光控制电路163可以响应于PWM驱动控制信号或PAM驱动控制信号而单独控制多个通道的LED驱动电流I_LED1和I_LED2或者LED串的输出电压V_CH1和V_CH2。
调光控制电路163可以基于LED的驱动电流值或数模转换器DAC的输出电流值来设置第一开关电路162-1的操作时段和第二开关电路162-2的操作时段。
第一开关电路162-1可以根据PWM驱动控制信号的占空比来调节LED的驱动电流的电平。例如，随着PWM驱动控制信号的占空比减小，穿过第一开关电路162-1的电流的时间段减小，从而减小LED的驱动电流I_LED。根据第一开关电路162-1的接通定时和关断定时，LED的驱动电流I_LED可以以特定间隔增大或减小，并且可以通过对增大/减小的驱动电流进行平均来定义LED的驱动电流的平均强度。
第二开关电路162-2可以接收脉幅调制(PAM)驱动控制信号，以调节LED的驱动电流的电平。第二开关电路165可以接收具有模拟信号波形的PAM驱动控制信号或具有数字信号波形的码值。
LED驱动电路160可以单独调节被传输到多个电流通道的PWM驱动控制信号和PAM驱动控制信号，并且在相同时间段中接收用于控制PWM驱动控制信号的PWM控制数据和用于控制PAM驱动控制信号的PAM控制数据。在该情况下，可以通过同时接收PWM控制数据和PAM控制数据来简化通信协议。
微控制器单元150可以通过对N位(N是等于或大于2的自然数)码的LED驱动控制信号进行时分，来确定PWM驱动定时和PAM驱动定时。LED驱动控制信号可以是用于选择如下模式其中之一的控制信号：单独进行PWM驱动的PWM驱动模式、单独进行PAM驱动的PAM驱动模式、以及混合PWM驱动和PAM驱动的混合驱动模式。
LED驱动电路160可以实时或定期地监测由净空检测电路(HR检测)161检测到的LED串的输出电压V_CH1和V_CH2或者LED电流I_LED1和I_LED2，并将输出电压V_CH1和V_CH2或者LED电流I_LED1和I_LED2传输到微控制器单元150，或者将输出电压V_CH1和V_CH2或者LED电流I_LED1和I_LED2传输到LED驱动电路160中所设置的用于LED驱动电路160的操作的数字逻辑运算电路(未示出)。
LED驱动电路160可以包括电连接到多个电流通道的多个集成电路，并且多个集成电路可以以串联结构连接并进行串行外围接口(SPI)通信，使得可以顺次更新驱动模式。可以单独定义多个集成电路或多个电流通道的驱动模式，并且可以根据一帧或一些帧来改变驱动模式。
LED驱动电路160可以包括多个电流通道，并且LED驱动控制信号可以单独调节电流通道的驱动电流，以传输电流偏差补偿信号。
图5是根据本实施例的开关电路的配置图。
参考图5，通道控制电路162可以包括第一开关电路162-1和第二开关电路162-2。
第一开关电路162-1可以包括具有电连接到电流通道的一个端子的场效应晶体管T1，并且晶体管T1可以通过晶体管T1的栅极端子接收PWM驱动控制信号CS_PWM。晶体管T1的一个端子可以连接到LED串的电流通道，并且另一端子可以连接到晶体管T2。
第一开关电路162-1可以通过响应于PWM驱动控制信号的占空比而重复接通状态或关断状态来改变LED的供给电流I_LED的状态。
第二开关电路162-2可以包括运算放大器AMP、场效应晶体管T2以及电阻器R，其中运算放大器AMP通过第一输入端子(例如，正输入端子)来接收PAM驱动控制信号，场效应晶体管T2通过场效应晶体管T2的栅极端子来接收运算放大器的输出信号，电阻器R连接到晶体管T2的漏极端子。
此外，第二开关电路162-2的运算放大器可以通过第二输入端子(例如，负输入端子)来接收晶体管T2的漏极端子电压作为反馈电压，并且通过比较正输入端子和负输入端子之间的电压差来确定输出信号。
图6是用于描述根据本实施例的控制LED驱动电流的方法的图。
参考图6，根据控制LED驱动电路的LED电流或LED串的输出电压的方法，如第一情况(CASE 1)中那样，可以将接通时段S1相对于恒定时段S2的比定义为占空比，并生成PWM驱动控制信号以接通/关断电流源，或者调节穿过晶体管的电流的时间间隔，以改变LED的LED电流I_LED或LED串的输出电压V_CH，从而控制LED的亮度。
如在第二情况(CASE 2)中那样，可以通过将电流源的电流的强度或穿过晶体管的电流的强度从第一强度H1增加到第二强度(H2)来增加LED电流的强度。在该情况下，与第一情况(CASE 1)相比，可以通过在维持相同占空比的同时增加信号强度来增加LED的亮度。
在第三情况(CASE 3)下，可以通过在维持第一强度H1的同时改变占空比来改变LED的亮度。LED的LED电流的电平可以根据改变后的接通状态时段S1’而增加。通过在一个周期内长时间向LED供给电流，可以通过增加在LED中形成的LED电流的平均值来增加LED的亮度。
除了LED电流I_LED之外，LED驱动电路还可以采用上述方法来调节LED串的输出电压V_CH或LED串的驱动电压V_LED。
图7是根据本实施例的LED驱动电路的第一示例性配置图。
参考图7，显示装置200可包括微控制器单元250、LED驱动电路260、LED串270和升压转换器290等。
LED驱动电路260可以包括净空检测电路261、通道控制电路(通道)262、数字逻辑电路(数字逻辑)263和反馈晶体管264等。
净空检测电路261可以检测并监测在LED串270的一端处形成的LED串的输出电压V_CH。LED串270可以被定义为包括一个或多于一个LED的集，LED串的输出电压V_CH在LED串270的下端处形成，LED串的驱动电压V_LED在LED串270的上端处形成，并且LED电流I_LED可以流过LED。
净空检测电路261可以监测LED串的输出电压V_CH是否等于或小于预设参考电压V_REF，并将所检测到的LED串的输出电压V_CH的电平值或与参考电压V_REF和LED串的输出电压V_CH之间的差相对应的偏差值传输到微控制器单元250等。
当LED串的输出电压V_CH等于或小于预设参考电压V_REF时，净空检测电路261可以控制数字逻辑电路263，使得数字逻辑电路263将通道使能信号CH_EN传输到通道控制电路262，以改变(例如，增加)LED串的输出电压V_CH。
净空检测电路261可以将LED串的输出电压V_CH传送到反馈晶体管264的一个端子(例如，栅极端子)。反馈晶体管264可以在LED驱动电路260与微控制器单元250电分离的情况下，将与净空检测电路261所测量的LED串的输出电压V_CH有关的信息传送到微控制器单元250。
通道控制电路262可以是包括电流源、或者一个或多于一个晶体管的集的电路。通道控制电路262可以调节在通道端子处形成的LED串的输出电压V_CH的电平和定时，或者调节LED电流I_LED的电平和定时。
通道控制电路262可以响应于由数字逻辑电路263生成并传输的通道使能信号CH_EN的定时来控制LED串的LED电流I_LED的电平或输出电压V_CH。例如，当通道使能信号CH_EN处于高状态时，通道控制电路262可以增加在通道中形成的LED串的输出电压V_CH，并且当通道使能信号CH_EN处于低状态时，通道控制电路262可以降低在通道中形成的LED串的输出电压V_CH。在该情况下，电压上升和下降定时可能相同，但可能存在一定的时间延迟或偏差。
通道控制电路262可以包括如图4和图5中所示的开关电路。通道控制电路262可以包括第一开关电路，该第一开关电路用于根据数字逻辑电路263所生成的PWM驱动控制信号的占空比来控制诸如LED串的LED电流I_LED的电平和输出电压V_CH等的状态。此外，通道控制电路262可以包括第二开关电路，该第二开关电路用于接收数字逻辑电路263所生成的PAM驱动控制信号并且用于控制诸如LED串的LED电流I_LED的电平和输出电压V_CH等的状态。
数字逻辑电路263可以生成并传输LED串的通道使能信号CH_EN，以控制LED串的输出电压V_CH。数字逻辑电路263可以控制LED串270的一端的输出电压V_CH，但是可以控制LED串270的另一端的驱动电压V_LED。
数字逻辑电路可以通过如下操作来控制通道控制电路的操作：当LED串的输出电压V_CH等于或小于预设参考电压V_REF时，将处于高状态的通道使能信号CH_EN传送到通道控制电路以增加LED串的输出电压V_CH，以及当LED串的输出电压V_CH超过预设参考电压V_REF时，将处于低状态的通道使能信号CH_EN传送到通道控制电路以降低LED串的输出电压V_CH。尽管LED串的输出电压V_CH可以与通道使能信号CH_EN的高状态和低状态的定时相对应，但是上升和下降可能由于预定时间延迟而发生。
此外，数字逻辑电路可以通过如下操作来控制通道控制电路的操作：当LED串的输出电压V_CH等于或小于预设参考电压V_REF时，将处于高状态的通道使能信号CH_EN传送到通道控制电路以增加LED串的驱动电流I_LED，以及当LED串的输出电压V_CH超过预设参考电压V_REF时，将处于低状态的通道使能信号CH_EN传送到通道控制电路以降低LED串的驱动电流I_LED。尽管LED串的驱动电流I_LED可以与通道使能信号CH_EN的高状态和低状态的定时相对应，但是上升和下降可能由于预定时间延迟而发生。
LED串的输出电压V_CH或LED串的驱动电流I_LED可以被定义为与通道使能信号CH_EN的定时相对应。
数字逻辑电路263可以对从LED驱动电路260的外部传输的垂直同步信号VSYNC的时钟的数量进行计数，或者对由内部振荡器生成的PWM时钟信号的时钟的数量进行计数。
例如，数字逻辑电路263可以对在预定时间段期间传输的时钟的数量进行计数，或者测量对预设的时钟的数量进行计数所花费的时间。数字逻辑电路263可以生成用于调节LED串的输出电压V_CH的控制信号，直到满足与预设操作条件相对应的标准为止，或者生成用于调节LED串信号的驱动电压V_LED的反馈信号。
反馈晶体管(T3)264可以接收被传输到栅极端子的LED串的输出电压V_CH的电压值、或参考电压V_REF和LED串的输出电压V_CH之间的差值，并且通过在其他端子(例如，源极端子和漏极端子)处形成的电压来改变电流的强度。例如，在反馈晶体管264中，仅当LED串的输出电压V_CH的电压值等于或小于参考电压V_REF的电压值时，电流才可以流动，并且随着输出电压V_CH的电压值和参考电压V_REF的电压值之间的差增加，流过反馈晶体管264的电流的强度可以增加。
微控制器单元250可以接收与反馈晶体管264的第一端子(例如，源极端子或漏极端子)或第二端子(例如，漏极端子或源极端子)处形成的电压有关的信息或与流过反馈晶体管264的电流有关的信息，并且判断是否调节LED串270的驱动电压V_LED。例如，微控制器单元250可以电连接到反馈晶体管264，测量流过反馈晶体管264的一个端子的端子电流，并且生成用于调节LED串的驱动电压V_LED的电平的反馈控制信号。
微控制器单元250还可以包括反馈控制电路(反馈控制)251和数模转换器(DAC)252等。反馈控制电路251可以获得与反馈晶体管264的端子电流或端子电压有关的信息，判断是否对LED串的驱动电压V_LED进行反馈，并生成反馈控制信号。
微控制器单元250可以通过流过反馈晶体管264的一个端子(例如，连接到通信芯片的反馈端口的端子)的电流值来获得与LED串的输出电压V_CH的上升或下降有关的信息，并且在LED串的输出电压V_CH等于或小于参考电压V_REF时，生成用于调节LED串的驱动电压V_LED的电平的反馈控制信号，以控制升压转换器的输出电压(例如，LED电压V_LED)。
考虑到驱动电压VCC、第一电阻器R1、第二电阻器R2和第三电阻器R3，反馈控制电路251可以通过改变由数模转换器252形成的升压器电压V_B来适当地控制升压转换器290中的电压增加。
反馈控制信号可以是用于操作数模转换器252的控制信号或用于操作升压转换器290的控制信号。反馈控制信号可以包括用于控制LED串的驱动电压V_LED的控制值或与控制值相对应的码值。
如果LED驱动电路260不进行反馈操作(该反馈操作是通过净空检测电路261监测LED串的输出电压V_CH并反馈该输出电压以改变LED串的驱动电压V_LED的操作)或者简单地控制通道控制电路262的接通/关断，则由于LED串的输出电压V_CH的上升和下降的重复而发生对其他相邻通道的电流影响，或者由于闪烁而无法适当地控制显示亮度的改变。
图8是根据本实施例的LED驱动电路的第二示例性配置图。
参考图8，显示装置300可包括LED驱动电路360、LED串370和升压转换器390等。
LED驱动电路360可以包括净空检测电路361、通道控制电路(未示出)、数字逻辑电路363、反馈晶体管364、反馈控制电路365、数模转换器366、多路复用器367、振荡器368和水平同步端口369等。
净空检测电路361可以检测在LED串370的一端(例如，LED驱动芯片的电流通道端口)处形成的输出电压V_CH或LED电流I_LED。这里，LED串370的最下端或者连接到电流通道CH的点可以被定义为净空。
净空检测电路361可以在预设时间重复测量LED串的输出电压V_CH或LED电流I_LED，并将其与参考电压V_REF进行比较。这里，预设时间可以通过微控制器单元(未示出)或内部操作控制来改变。
数字逻辑电路363可以在不通过通道控制电路(未示出)直接进行通道的接通-关断控制的情况下，将反馈信号CS_FB1传输到反馈晶体管364。
当净空检测电路361判断为LED串的输出电压V_CH等于或小于预设参考电压V_REF时，数字逻辑电路363可对外部垂直同步信号VSYNC或内部PWM时钟信号的时钟进行计数，以确定反馈定时。
在该情况下，反馈定时可以是数字逻辑电路363按预设的计数数量对时钟的数量进行计数的定时，或者是针对各个帧复位和更新的定时。
数字逻辑电路363可以对各个帧的垂直同步信号VSYNC的上升沿或下降沿进行计数，或者对内部振荡器368所生成的PWM时钟信号的时钟的数量进行计数。
数字逻辑电路363可以基于作为计数时钟的数量的诸如16或32等的任意固定值，但是可以在每帧之后或在已经经过所设置的反馈定时之后调节计数数量。例如，数字逻辑电路363可以与从净空检测电路361获得的参考电压V_REF和LED串的输出电压V_CH之间的差的绝对值成比例地调节所计数的时钟的数量，并且可以与所计数的时钟的数量成比例地增加升压转换器390的电压的变化量，但是不限于此。
反馈晶体管364可通过其栅极端子来接收数字逻辑电路363的输出信号CS_FB1。
反馈控制电路365连接到反馈晶体管364的第一端子，并且可基于流过第一端子的电流值或第一端子的电压值V_FB来判断是否调节LED串的驱动电压V_LED。
数模转换器366可以基于反馈控制电路365所传输的LED串的驱动电压控制信号来调节输出信号。例如，数模转换器366可以从反馈控制电路365接收用于确定输出模拟信号的不同的数字码值。
升压转换器390可以根据升压器电压V_B来调节LED串的驱动电压V_LED的电平，其中该升压器电压V_B是根据数模转换器的输出信号来确定的。升压转换器390可以是DC-DC转换器的类型。
多路复用器367可以接收由LED驱动电路360中的振荡器368生成的PWM时钟信号以及从水平同步端口369传输的外部水平同步信号VSYNC，选择该两个信号其中之一，并将所选择的信号输出到数字逻辑电路363。根据该配置，LED驱动电路360可以向内部电路364、365、366和390传输与通过数字逻辑电路363的操作的下拉相对应的反馈信号CS_FB1，以控制内部电路364、365、366和390的操作。
数字逻辑电路363可以对每帧或每预设帧的垂直同步信号VSYNC的上升沿或下降沿进行计数。
此外，数字逻辑电路363可以对由内部振荡器368生成的PWM时钟信号的时钟的数量进行计数。
数字逻辑电路363可以基于净空检测电路361的LED串的输出电压V_CH来调节计数时钟的次数。在该情况下，在无需调节在通道中形成的LED串的输出电压的情况下，通过数字运算来内部调节数字逻辑电路363的计数方法，可以改善在通道中出现的噪声现象并改善显示装置的闪烁。
也就是说，数字逻辑电路363可以使用内部计数器来生成反馈信号CS_FB1，而不是通过LED串的输出电压V_CH或LED电流I_LED来生成反馈信号。数字逻辑电路363可以在时钟计数时段期间将用于反馈LED串的驱动电压V_LED的增加的信号传输到反馈晶体管364。
反馈控制电路365可以基于数字逻辑电路363的计数数量来确定数模转换器的操作时间。
升压转换器390可以响应于反馈控制电路365所生成的LED串驱动电压控制信号的时间段，阶段地增加LED串的驱动电压V_LED。
图8中所描述的各个电路的配置可以被理解为在一个集成电路中物理分离或功能分离。例如，升压转换器390可以具有与LED驱动电路360分离的电路配置，但是可以具有集成到LED驱动电路360中的电路配置。
图9是根据本实施例的由LED驱动电路处理的信号的第一示例性时序图。
参考图9，可以对用于指示LED驱动电路200的水平同步信号VSYNC、PWM时钟信号FPWM、LED串的输出电压V_CH、通道使能信号CH_EN、反馈信号FB、LED控制信号(DAC的输入信号)和LED串的驱动电压V_LED随时间的变化的定时进行比较。
由净空检测电路261检测到的通道的LED串的输出电压V_CH可以随着时间重复上升和下降，这可以与通道使能信号CH_EN的定时相对应。
LED控制信号(DAC的输入信号)可以响应于在反馈晶体管的一端处形成的反馈信号FB的定时而被输出，因此，LED串的驱动电压V_LED可以改变。
图10是根据本实施例的由LED驱动电路处理的信号的第二示例性时序图。
参考图10，可以对用于指示LED驱动电路360的水平同步信号VSYNC、PWM时钟信号FPWM、LED串的输出电压V_CH、反馈信号CS_FB1和LED串的驱动电压V_LED随时间的变化的定时进行比较。
净空检测电路361可以监测LED串的输出电压V_CH，并且数字逻辑电路363可以对外部水平同步信号V_SYNC或内部PWM时钟信号FPWM进行计数，以连续维持反馈信号CS_FB1的低状态。在该情况下，反馈控制电路365可以连续传输LED串驱动电压控制信号以用于电压增加，并且升压转换器390可以继续控制LED串的驱动电压V_LED的增加。
数字逻辑电路363可以根据计数终止或复位来终止对外部水平同步信号V_SYNC或内部PWM时钟信号FPWM的计数，并将反馈信号CS_FB1的低状态改变为高状态。
数字逻辑电路363可以进行计数操作，该计数操作用于基于参考电压V_REF和LED串的输出电压V_CH之间的差或参考电流I_REF和LED电流I_LED之间的差来在数字逻辑电路363设置的时间调节计数时钟的数量、或者用于根据满足参考计数数量的计数时间来改变计数时钟的数量。
以该方式，通过监测LED串的输出电压V_CH并在设置时间创建反馈信号CS_FB1，可以减少可能影响相邻通道的噪声。通过利用计数电路对外部或内部时钟进行计数来实现PWM驱动并且在不受显示帧频限制的情况下以高PWM频率进行驱动，可以实现无闪烁效果。
图11是根据本实施例的LED驱动方法的流程图。
参考图11，LED驱动方法600可以包括用于监测LED串的输出电压的步骤S601、用于进行时钟计数的步骤S602、用于生成反馈控制信号的步骤S603、用于控制数模转换器的输出信号的步骤S604、以及用于改变LED串的驱动电压的步骤S605。
用于监测LED串的输出电压的步骤S601可以是用于监测LED串的输出电压V_CH并判断输出电压V_CH是否等于或小于参考电压V_REF的步骤。这样的操作可以在净空检测电路等中进行，并且除了LED串的输出电压V_CH之外，还可以监测LED电流I_LED。
用于进行时钟计数的步骤S602可以是当LED串的输出电压V_CH等于或小于参考电压V_REF时、对外部垂直同步信号VSYNC或内部PWM时钟信号的时钟进行计数以确定反馈定时的步骤。这样的操作可以在数字逻辑电路中进行，并且传输到反馈晶体管的信号的波形和脉宽可以根据多路复用器所传输的垂直同步信号或PWM时钟信号的上升沿或下降沿的数量而变化。
此外，当LED串的输出电压V_CH等于或小于参考电压V_REF时，数字逻辑电路可以进行时钟计数操作，并且当LED串的输出电压V_CH超过参考电压V_REF时，数字逻辑电路可以停止时钟计数操作。
外部垂直同步信号VSYNC或内部PWM时钟信号可以被传输到多路复用器，并且从垂直同步信号和PWM时钟信号中选择出的仅一个信号可以被传输到数字逻辑电路。
用于生成反馈控制信号的步骤S603可以是用于根据从反馈晶体管获得的时钟的数量和定时来改变被传输到数模转换器的码值的步骤。
用于控制数模转换器的输出信号的步骤S604可以是用于根据反馈控制信号来改变模拟信号输出的步骤。因此，在连接到升压转换器的信号线中形成的升压器电压V_B被改变，并且由此LED串的驱动电压V_LED可以被改变。
用于改变LED串的驱动电压的步骤S605可以是通过升压转换器对LED串的驱动电压V_LED进行升压的步骤。升压转换器的升压操作时间可以根据计数标准来确定，其中，该计数标准根据LED串的输出电压V_CH的状态而变化。
如果需要，可以使用除升压转换器以外的用于电压增强的电路。
图11是上述LED控制方法的示例，可以改变或省略一些步骤的顺序，并且可以以不同的方式定义用于进行上述操作的电路的目的。
相关申请的交叉引用
本申请要求于2022年8月5日提交的韩国专利申请10-2022-0097654的优先权，其全部内容通过引用并入本文。

Claims (20)

1.一种LED驱动电路，包括：
净空检测电路，用于检测LED串的输出电压V_CH；
数字逻辑电路，用于生成所述LED串的通道使能信号CH_EN，以控制所述LED串的输出电压V_CH；
通道控制电路，用于响应于所述数字逻辑电路的通道使能信号CH_EN的定时来控制所述LED串的输出电压V_CH的电平；以及
反馈晶体管，用于接收所述净空检测电路所检测到的所述LED串的输出电压，
其中，所述反馈晶体管电连接到微控制器单元以调节所述LED串的驱动电压V_LED，并且所述微控制器单元测量流过所述反馈晶体管的电流并生成用于调节所述LED串的驱动电压V_LED的电平的反馈控制信号，以控制升压转换器的操作。
2.根据权利要求1所述的LED驱动电路，其中，所述净空检测电路监测所述LED串的输出电压V_CH是否等于或小于预设的参考电压V_REF。
3.根据权利要求2所述的LED驱动电路，其中，所述数字逻辑电路通过如下操作来控制所述通道控制电路的操作：当所述LED串的输出电压V_CH等于或小于预设的参考电压V_REF时，将处于高状态的通道使能信号CH_EN传输到所述通道控制电路以增加所述LED串的输出电压V_CH，以及当所述LED串的输出电压V_CH超过预设的参考电压V_REF时，将处于低状态的通道使能信号CH_EN传输到所述通道控制电路以降低所述LED串的输出电压V_CH。
4.根据权利要求1所述的LED驱动电路，其中，所述数字逻辑电路对外部垂直同步信号VSYNC的时钟进行计数，或者对内部振荡器所生成的PWM时钟信号的时钟进行计数。
5.根据权利要求1所述的LED驱动电路，其中，所述通道控制电路包括：
第一开关电路，用于根据所述数字逻辑电路所生成的脉宽调制驱动控制信号即PWM驱动控制信号的占空比来调节所述LED串的输出电压V_CH的电平；以及
第二开关电路，用于接收所述数字逻辑电路所生成的脉幅调制驱动控制信号即PAM驱动控制信号，并且调节所述LED串的输出电压V_CH的电平。
6.根据权利要求1所述的LED驱动电路，其中，所述微控制器单元通过流过所述反馈晶体管的电流值来获得与所述LED串的输出电压V_CH的上升或下降有关的信息，并且当所述LED串的输出电压V_CH等于或小于参考电压V_REF时，生成用于调节所述LED串的输出电压V_CH的电平的反馈控制信号，以控制所述升压转换器的输出电压。
7.一种LED驱动电路，包括：
净空检测电路，用于检测LED串的一端处所形成的所述LED串的输出电压V_CH；
数字逻辑电路，用于当所述净空检测电路判断为所述LED串的输出电压V_CH等于或小于预设的参考电压V_REF时，对外部垂直同步信号VSYNC或内部PWM时钟信号的时钟进行计数，以确定反馈定时；
反馈晶体管，用于接收所述数字逻辑电路的输出信号；以及
反馈控制电路，其连接到所述反馈晶体管的第一端子，并且基于流过所述第一端子的电流值来判断是否调节所述LED串的驱动电压V_LED。
8.根据权利要求7所述的LED驱动电路，还包括：
数模转换器，用于基于所述反馈控制电路所传输的LED串驱动电压控制信号来调节输出信号；以及
升压转换器，用于根据所述数模转换器的输出信号来调节所述LED串的驱动电压V_LED的电平。
9.根据权利要求7所述的LED驱动电路，其中，所述净空检测电路在预设时间重复测量所述LED串的输出电压V_CH，并将输出电压V_CH与参考电压V_REF进行比较。
10.根据权利要求7所述的LED驱动电路，其中，所述数字逻辑电路对每帧的垂直同步信号VSYNC的上升沿或下降沿进行计数，或者所述数字逻辑电路对内部振荡器所生成的PWM时钟信号的时钟的数量进行计数，并且基于所述净空检测电路的所述LED串的输出电压V_CH来调节计数时钟的次数。
11.根据权利要求7所述的LED驱动电路，还包括多路复用器，所述多路复用器用于选择外部垂直同步信号VSYNC或内部PWM时钟信号，并将所选择的信号输出到所述数字逻辑电路。
12.根据权利要求7所述的LED驱动电路，其中，所述数字逻辑电路在时钟计数时段期间将用于反馈所述LED串的驱动电压V_LED的增加的信号传输到所述反馈晶体管。
13.根据权利要求8所述的LED驱动电路，其中，所述反馈控制电路基于所述数字逻辑电路的计数数量来确定所述数模转换器的操作时间。
14.根据权利要求8所述的LED驱动电路，其中，所述升压转换器响应于所述反馈控制电路所生成的LED串驱动电压控制信号的时间段，阶段地增加所述LED串的驱动电压V_LED。
15.根据权利要求7所述的LED驱动电路，其中，无论显示帧频如何，所述LED驱动电路都响应于外部垂直同步信号VSYNC的定时或内部PWM时钟信号的定时来驱动LED。
16.根据权利要求7所述的LED驱动电路，其中，所述LED驱动电路不进行所述LED串的输出电压V_CH的接通关断控制。
17.一种LED驱动方法，包括：
监测LED串的输出电压V_CH，并判断输出电压V_CH是否等于或小于参考电压V_REF；
当所述LED串的输出电压V_CH等于或小于参考电压V_REF时，通过对外部垂直同步信号VSYNC或内部PWM时钟信号的时钟进行计数来确定反馈定时；以及
在所述反馈定时期间调节所述LED串的驱动电压V_LED的强度。
18.根据权利要求17所述的LED驱动方法，其中，所述LED串的输出电压V_CH的监测是由设置在所述LED串的一端处的净空检测电路进行的，并且所述LED串的输出电压V_CH的监测包括：当所述LED串的输出电压V_CH等于或小于参考电压V_REF时，进行数字逻辑电路的时钟计数操作。
19.根据权利要求17所述的LED驱动方法，其中，外部垂直同步信号VSYNC或内部PWM时钟信号被传输到多路复用器，并且从垂直同步信号和PWM时钟信号中选择出的仅一个信号被传输到数字逻辑电路。
20.根据权利要求17所述的LED驱动方法，其中，升压转换器对所述LED串的驱动电压V_LED进行升压，并且所述升压转换器的升压操作时间是根据计数标准来确定的，其中所述计数标准根据所述LED串的输出电压V_CH的状态而变化。
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