CN201789662U - Led控制电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种LED控制电路，为多层电路板结构，包括输出层、接地层、在接地层和输出层之间设置的至少一个信号线层，所述输出层包括电源电路、LED驱动电路，所述电源电路用于向LED驱动电路和支路LED发光电路提供工作电压，所述LED驱动电路用于控制输出给LED不同占空比的脉宽调制信号，所述电源电路还通过稳压电容改善输出电流上升和下降的波形，抑制电流突波的产生；本实用新型的LED控制电路通过在LED发光电路供电端V_LED和LED驱动电路供电端V_DD设置稳压电容，以及在LED驱动芯片的LE端、CLK端，OE端各设置一RC积分电路来防止突波的发生，保护了LED发光电路，提高LED显示屏的显示效果。

Description

LED控制电路

技术领域

本实用新型涉及LED领域，尤其涉及一种LED控制电路。

背景技术

LED显示屏运用越来越广泛，在金融证券、体育赛事、交通讯息、广告传递、影视娱乐等场所都可以看到它的应用，同时由于最近几年LED成本下降及亮度的提升以及LED显示屏本身具有耗电少、寿命长、视角大及响应速度快，而且可以根据不同地点及需求订制相对应的尺寸的优势，在市场上快速崛起成新一代的传播媒体宠儿，其条件更是其他大型显示设备无法比拟的。鉴于此，如何通过各种技术手段提高LED显示屏画质水平成了当今众多厂家努力的着眼点。

LED是由电流来驱动的，电流的脉冲宽度可以控制LED的亮度及灰阶度。灰阶度就是显示屏上每一颗LED亮度的分辨率，举例来说，4bit灰阶度表示LED有16阶的亮度变化。LED亮度的灰阶度可由驱动芯片上的OE宽度来控制，不同的OE宽度会得到不同的LED灰阶度，也就会显示出不同的LED亮度变化。除此之外，OE的单位宽度愈短，完成一个灰阶度变化的周期也就愈短，也就是单位时间内，所能得到的刷新率也就愈高。愈小的OE脉宽，就能产出愈高的输出色阶，也就是拥有愈快速的输出电流响应，刷新率及输出灰阶度也就愈高。可提升输出的色阶和画面刷新率，高输出色阶则提供了更丰富多彩的LED显示屏图像显示效果，而高刷新率提供了LED显示屏流畅无闪烁的画面播放效果。

然而，较小的OE脉冲宽度需要较快的上升/下降时间(tr/tf)来维持脉冲宽度的完整性，根据电感效应的公式DV=L*di/dt（DV是寄生电感所产生的突波电压，L是寄生电感感值，di/dt是切换瞬间的电流变化率），因时间t变小，相对而言瞬间的电压变大容易产生突波，此电压突波由VLED和OUTn之间的寄生电感所产生，不仅可能击穿驱动芯片的输出信道，造成芯片的损坏，也使得整个LED显示屏电磁波干扰的现象变得严重，显示屏画面会产生抖动甚至是系统的毁损。

发明内容

本实用新型主要解决的技术问题是提供一种能够防止突波的LED控制电路。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的一个技术方案是：提供一种LED控制电路，连接有至少一个支路LED发光电路，所述LED控制电路为多层电路板结构，所述包括：

输出层、接地层、在接地层和输出层之间设置的至少一个信号线层，所述输出层包括电源电路和LED驱动电路；

所述电源电路用于向所述LED驱动电路和至少一个支路LED发光电路提供工作电压，所述电源电路包括电源芯片，所述电源芯片包括接地端、LED驱动电路供电端、以及LED发光电路供电端；

所述LED驱动电路用于控制输出给LED不同占空比的脉宽调制信号，所述LED驱动电路包括驱动芯片，所述驱动芯片包括LE端、CLK端、OE端、电压输入端以及多个LED信号输出引脚；

所述电源芯片上的LED驱动电路供电端和所述LED驱动芯片上的电压输入端电性连接后的交汇点通过第一电容接地，所述LED发光电路供电端通过第二电容接地；

所述电源芯片上的LED发光电路供电端通过电感与LED发光电路连接，所述电感用于滤波，所述驱动芯片上的多个LED信号输出引脚均通过分压电阻与LED发光电路电性连接。

其中，还包括分别设置于所述驱动芯片的LE端、CLK端和OE端用于降低输入信号的频率的峰值的滤波电路，。

其中，所述滤波电路为RC积分电路，且所述积分电路的电阻值均小于22Ω，电容值均小于33pF。

其中，所述接地层和输出层之间层叠的设置有第一信号线层和第二信号线层。

其中，在所述LED控制电路上还设有一开关电路，所述开关电路用于控制不同支路LED发光电路的通断。

所述开关电路包括场效应管，所述场效应管的栅极通过电阻与驱动芯片的输出端电性连接，所述场效应管的源极直接与LED发光电路连接，所述场效应管的漏极直接与驱动芯片连接。

其中，所述驱动芯片为16位的LED恒流驱动芯片。

其中，所述驱动芯片为型号是MBI5042、ZQ9726或SMT5026。

其中，所述第二电容的电容值大小为1000~1500mF。

其中，所述第一电容的电容值大小为0.075~0.125 uF。

本实用新型的LED控制电路通过在LED发光电路供电端V_LED和LED驱动电路供电端V_DD分别通过稳压电容接地，以及在LED驱动芯片的LE端、CLK端、OE端各设置一RC积分电路来防止突波的发生，保护了LED发光电路，提高LED显示屏的显示效果；同时电路简单，成本低。

附图说明

图1是本实用新型LED控制电路的电路板的分解示意图。

图2是本实用新型LED控制电路的原理框图。

图3是本实用新型LED控制电路的输出层的原理示意图。

具体实施方式

为详细说明本实用新型的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图详予说明。

由图1所示，为本实用新型LED控制电路10的电路板的分解示意图，由图可知，本实用新型的LED控制电路10，为四层电路板结构，该四层电路板结构包括依次堆叠设置的输出层11、第一信号线层12、第二信号线层13以及接地层14，该输出层11和该接地层14设于绝缘板外表面，该第一信号线层12和第二信号线层13被合成在绝缘板内，该输出层11用于向LED发光电路（图中未示）提供所需电流，该第一信号线层12和该第二信号线层13用于输出相应的信号给输出层11，该接地层14用于接地，导出电流。由于在输出层11和接地层14之间设置了第一信号线层12和该第二信号线层13，使输出层11和接地层14间隔开，该种结构的设计可减少由输出层11和接地层14产生的寄生电感。

如图2所示，为本实用新型LED驱动电路的原理框图，该输出层11包括一电源电路40、一LED驱动电路50、电性连接于该LED驱动电路50上的开关电路以及RC积分电路；该电源电路40用于向LED驱动电路50和至少一个支路LED发光电路80提供工作电压；该LED驱动电路50用于控制输出给LED不同占空比的脉宽调制信号；该开关电路70用于控制不同支路LED发光电路80的通断，实现LED扫描功能；该RC积分电路60用于数字滤波，排除干扰信号。

请一起参阅图2和图3，该电源电路40为电源芯片（Power IC），该Power IC包括一接地端，一LED驱动电路供电端VDD，以及一LED发光电路供电端V_LED，该LED驱动电路供电端VDD通过第一电容（去耦电容CP1）接地，该去耦电容CP1有三个方面的作用：一是作为本集成电路的蓄能电容；二是滤除该器件产生的高频噪声，切断高频噪声通过供电回路进行传播的通路；三是防止电源携带的噪声对电路构成干扰，改善Power IC输出给LED驱动芯片（Driver IC）的电流上升和下降的波形，使波形变得平缓，减少突波对LED驱动芯片造成的冲击；去耦电容CP1的电容值为为0.075~0.125 uF范围内，分布电感的典型值是5uH，它的并行共振频率为7MHz左右，对于10MHz以下的噪声有较好的去耦效果。该LED驱动电路50供电端VDD还与LED驱动芯片的电压输入端VDD’电性连接，用于向LED驱动芯片提供工作电压；该LED发光电路供电端V_LED通过第二电容（稳压电容CP2）接地，稳压电容CP2的电容值大小为1000~1500mF范围内，该稳压电容CP2用于改善Power IC输出给LED发光电路80的电流上升和下降的波形，使波形变得平缓，减少突波对LED发光电路80的影响，该LED发光电路80供电端V_LED还通过一电感L与各路LED发光电路80电性相连，在本优选实施例中只示出一路LED发光电路80。

该LED驱动电路50为LED驱动芯片（Driver IC），该LED驱动芯片（Driver IC）上设有LE端、CLK端，OE端、LED驱动电路供电端以及多个LED信号输出引脚，该LE端用于锁存数据，即当输入的数据消失时,在芯片的输出端,数据仍然保持，该CLK端用于接收时钟脉冲信号，该OE端用于输出使能脉冲信号，该LED驱动芯片的电压输入端VDD’与Power IC的供电端VDD电性连接，用于接收Power IC传输来的工作电压，在LED信号输出引脚OUT1处通过一分压电阻RL1与一路LED发光电路80相连，在LED信号输出引脚OUT2处通过一分压电阻RL2与另一路LED发光电路80相连，该多个分压电阻（RL1、RL2、、、、、、）用于对电感L分压。

当OE为0时，为高电平有效，这时其输出端没有一个处于有效工作状态，该LED驱动芯片不工作；当OE为1时，该LED驱动芯片可以正常工作，输出端处于有效工作状态下。

该LED驱动芯片为16位的LED恒流驱动芯片，可选择型号是MBI5042、 ZQ9726或SMT5026的LED恒流驱动芯片。

开关电路70包括一个MOS管Q2，用于控制一路LED发光电路80，实现点对列的LED扫描驱动，该MOS管Q2的栅极通过一电阻电性连接在上述驱动芯片的Y1端，该电阻用于防止MOS管Q2的寄生电容所产生的突波将LED驱动芯片烧毁，该MOS管Q2的源极直接与LED发光电路80连接，所述MOS管Q2的漏极直接与LED驱动芯片的Y1端连接。

在上述LED驱动芯片的OE端连接一RC积分电路61，用于降低输入信号的频率的峰值，防止突波的发生，该RC积分电路61的电容Ci1一端接OE端另一端接地，该RC积分电路61的电阻Ri1一端接OE端另一端接信号输入端90；在CLK端连接连接一RC积分电路62，该RC积分电路62的电容Ci2一端接CLK端另一端接地，该RC积分电路62的电阻Ri2一端接CLK端另一端接信号输入端90；在LE端各连接一RC积分电路63，该RC积分电路63的电容Ci3一端接LE端另一端接地，该RC积分电路63的电阻Ri3一端接LE端另一端接信号输入端90；由于LED屏幕工作时色彩的变化丰富会导致供电波动增加，IC输入端也是最易受到冲击地方，电阻（Ri1、Ri2、Ri3）的存在可减小电压波动带来的波峰，同时也会提高电容（Ci1、Ci2、Ci3）的滤波效果。

上述积分电路的电阻的大小均小于22Ω，电容的大小均小于33pF。

本实用新型的LED驱动电路50通过在LED发光电路80供电端V_LED和LED驱动电路50供电端V_DD设置稳压电容，以及在LED驱动芯片的LE端、CLK端，OE端各设置一RC积分电路60来防止突波的发生，保护了LED发光电路80，提高LED显示屏的显示效果。

以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型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，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种LED控制电路，连接有至少一个支路LED发光电路，所述LED控制电路为多层电路板结构，所述LED控制电路包括：

输出层、接地层、在接地层和输出层之间设置的至少一个信号线层，所述输出层包括用于向所述LED驱动电路和至少一个支路LED发光电路提供工作电压的电源电路和用于向LED发光电路输出不同占空比的脉宽调制信号的LED驱动电路；

所述电源电路包括电源芯片，所述电源芯片包括接地端、LED驱动电路供电端、以及LED发光电路供电端；

所述LED驱动电路包括驱动芯片，所述驱动芯片包括LE端、CLK端、OE端、电压输入端以及多个LED信号输出引脚；

其特征在于：

所述电源芯片上的LED驱动电路供电端和所述LED驱动芯片上的电压输入端电性连接后的交汇点通过第一电容接地，所述LED发光电路供电端通过第二电容接地；

所述电源芯片上的LED发光电路供电端通过电感与LED发光电路连接，所述电感用于滤波，所述驱动芯片上的多个LED信号输出引脚均通过分压电阻与LED发光电路电性连接。

2.根据权利要求1所述的LED控制电路，其特征在于：还包括分别设置于所述驱动芯片的LE端、CLK端和OE端用于降低输入信号的频率的峰值的滤波电路。

3.根据权利要求2所述的LED控制电路，其特征在于：所述滤波电路为RC积分电路，且所述积分电路的电阻值均小于22Ω，电容值均小于33pF。

4.根据权利要求1所述的LED控制电路，其特征在于：所述接地层和输出层之间设置有层叠的第一信号线层和第二信号线层。

5.根据权利要求1所述的LED控制电路，其特征在于：在所述LED控制电路上还设有用于控制不同支路LED发光电路的通断的开关电路。

6.根据权利要求5所述的LED控制电路，其特征在于：所述开关电路包括场效应管，所述场效应管的栅极通过电阻与驱动芯片的输出端电性连接，所述场效应管的源极直接与LED发光电路连接，所述场效应管的漏极直接与驱动芯片连接。

7.根据权利要求1所述的LED控制电路，其特征在于：所述驱动芯片为16位的LED恒流驱动芯片。

8.根据权利要求7所述的LED控制电路，其特征在于：所述驱动芯片为型号是MBI5042、ZQ9726或SMT5026。

9.根据权利要求1所述的LED控制电路，其特征在于：所述第二电容的电容值大小为1000~1500mF。

10.根据权利要求1所述的LED控制电路，其特征在于：所述第一电容的电容值大小为0.075~0.125 uF。

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