CN204045188U - 级联增强型led驱动芯片 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种级联增强型LED驱动芯片，包括信号输入端口、级联增强电路、数字控制电路、时间电路、输出驱动电路、电压调节电路、电流调节电路、驱动输出接口以及信号输出端口；所述数字控制电路分别与信号输入端口、输出驱动电路、时间电路以及信号输出端口连接；所述级联增强电路的输入端与数字控制电路连接，级联增强电路的输出端与信号输入端口连接；所述驱动输出接口与输出驱动电路连接；所述电流调节电路接入输出驱动电路与驱动输出接口连接的连接线上。本实用新型能够提高数据传输速率、电流输出精度较佳、刷新速率高，具有较宽的灰度控制范围，画面更细腻。

Description

级联增强型LED驱动芯片

技术领域

本实用新型涉及一种LED驱动集成电路，尤其涉及一种级联增强型LED驱动芯片。

背景技术

LED可以直接把电能转化为光能。LED的心脏是一个半导体的晶片，晶片的一端附着在一个支架上，是负极，另一端连接电源的正极，整个晶片被环氧树脂封装起来。半导体晶片由两部分组成，一部分是P型半导体，在它里面空穴占主导地位，另一端是N型半导体，其里面主要是电子。但这两种半导体连接起来的时候，它们之间就形成一个“P-N结”。其发光原理为：当电流通过导线作用于这个晶片的时候，电子就会被推向P区，在P区里电子跟空穴复合，然后就会以光子的形式发出光能。由于LED具有较佳的节能效果，其广泛地运用于各行各业中，如电子设备的指示灯、数码管、显示板等，显示器和光电耦合器件，以及建筑物轮廓、游乐园、广告牌、街道、舞台等场所，并且已从最初的单色静态装饰照明发展到如今的全彩动态装饰照明。然而，现在技术中的LED驱动集成电路并不理想，主要表现为：数据传播比较慢，电流输出精度较低，刷新速率不够快，灰阶相对不高，不支持高压驱动的问题，这在很大程度上限制了LED灯的使用。为此，有必要对上述问题进行改进。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种能够提高数据传输速率、电流输出精度较佳，能够提高级联个数的级联增强型LED驱动芯片。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：提供一种级联增强型LED驱动芯片，包括信号输入端口、级联增强电路、数字控制电路、时间电路、输出驱动电路、电压调节电路、电流调节电路、驱动输出接口以及信号输出端口：

所述数字控制电路分别与信号输入端口、输出驱动电路、时间电路以及信号输出端口连接；所述级联增强电路的输入端与数字控制电路连接，级联增强电路的输出端与信号输入端口连接；所述驱动输出接口与输出驱动电路连接；所述电流调节电路接入输出驱动电路与驱动输出接口连接的连接线上；所述电压调节电路与数字控制电路连接。

具体的，所述级联增强电路包括上升沿增强电路、第一MOS管、下降沿增强电路及第二MOS管，所述上升沿增强电路与第一MOS管连接；所述下降沿增强电路与第二MOS管连接。

优选的方案中，所述输出驱动电路以及驱动输出接口的数量均为三组，驱动输出接口与对应的输出驱动电路形成三组驱动输出通道。

优选的方案中，三组驱动输出通道之间的电流误差为电流标准值的±1.5％。

优选的方案中，所述输入信号端口及输出信号端口的数量均为两个，输入信号端口与对应的输出信号端口形成两组数据通道。

优选的方案中，还包括灰阶控制电路以及曼彻斯特解码电路，所述曼彻斯特解码电路的输入端与信号输入端口连接，所述曼彻斯特解码电路的输出端与灰阶控制电路连接，所述灰阶控制电路与数字控制电路连接。

本实用新型的有益效果在于：本实用新型主要包括级联增强电路、数字控制电路、时间电路、输出驱动电路、电压调节电路以及电流调节电路，其中，时间电路提供时钟信号，采用级联增强电路可以校准输入信号与时钟信号的相位关系，改善输入信号的占空比，能够使采样数据准确无误，转发的数据均经过数字控制电路的译码和再生，不易受到信号变化的影响，能够提高级联数量；采用电流调节电路，能够调节电流输出的精度，采用电压调节电路，能够根据负载LED串联个数调整输出电压，能够大大提高芯片的可靠性，数据的传输速率较高。

附图说明

图1为本实用新型级联增强型LED驱动芯片的方框图；

图2为级联增强型LED驱动芯片的复位帧与同步帧的示意图；

图3为级联增强型LED驱动芯片的数据帧的示意图；

图4为级联增强电路的示意图；

图5为级联增强型LED驱动芯片的电流输出示意图。

标号说明：

1、数字控制电路；2、级联增强电路；3、时间电路；4、电流调节电路；5、电压调节电路；6、曼彻斯特解码电路；7、灰阶控制电路；21、上升沿增强电路；22、下降沿增强电路；61、第一输出驱动电路；62、第二输出驱动电路；63、第三输出驱动电路。

具体实施方式

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

请参照图1，一种级联增强型LED驱动芯片，包括信号输入端口、级联增强电路2、数字控制电路1、时间电路3、输出驱动电路、电压调节电路5、电流调节电路4、驱动输出接口以及信号输出端口；

所述数字控制电路1分别与信号输入端口、输出驱动电路、时间电路3以及信号输出端口连接；所述级联增强电路2的输入端与数字控制电路1连接，级联增强电路2的输出端与信号输入端口连接；所述驱动输出接口与输出驱动电路连接；所述电流调节电路4接入输出驱动电路与驱动输出接口连接的连接线上；所述电压调节电路5与数字控制电路1连接。

参阅图2以及图3，LED驱动芯片上电后数据从SD1管脚输入，先发一次同步帧，以便芯片检测通讯的波特率；发送同步帧后延迟一段时间后再发数据帧，可以保证每颗芯片都能准确检测到通讯的波特率。发送若干数据帧后，重新发一次复位帧，等待1ms后，再发送一次同步帧，以便芯片消除积累误差。所有数据传送完毕后，给芯片输入超过10us低电平，即触发内部的自动锁存机制，刚输入的数据即被转存到输出PWM序列，从而实现所有芯片的数据同时更新。

从上述描述可知，本实用新型的有益效果在于：本实用新型采用级联增强电路2可以校准输入信号与时钟信号的相位关系，改善输入信号的占空比，能够使采样数据准确无误，转发的数据均经过数字控制电路1的译码和再生，不易受到信号变化的影响，能够提高级联数量；采用电流调节电路4，能够调节电流输出的精度，采用电压调节电路5，能够根据负载LED串联个数调整输出电压，能够大大提高芯片的可靠性，数据的传输速率较高。

在一优选的方案中，所述级联增强电路2包括上升沿增强电路21、第一MOS管、下降沿增强电路22及第二MOS管，所述上升沿增强电路21与第一MOS管连接；所述下降沿增强电路22与第二MOS管连接。级联增强电路2主动检测信号的上升沿以及下降沿的畸变情况，具体的，上升沿增强电路21校准输入信号与时钟信号的上升沿，上下降沿增强电路22校准输入信号与时钟信号的下降沿，从而改善整个信号的占空比，保证输入信号以及输出信号的稳定性。

在一优选的方案中，所述输出驱动电路以及驱动输出接口的数量均为三组，驱动输出接口与对应的输出驱动电路形成三组驱动输出通道。具体的，输出驱动电路包括第一输出驱动电路61、第二输出驱动电路62以及第三输出驱动电路63。多组驱动输出通道可以同时连接多组LED元件。三组驱动输出通道为较优选的设计方案，两组、四组以及四组以上的方案也是可行方案。

在一优选的方案中，三组驱动输出通道之间的电流误差为电流标准值的±1.5％，参阅图5，从图5中我们可以看出，通道间的电流差异小，并且不受负载电压的影响。

优选的方案中，所述输入信号端口及输出信号端口的数量均为两个，输入信号端口与对应的输出信号端口形成两组数据通道。当两个通道同时接收到有效数据信息时，芯片会默认选择一通道数据为有效数据；芯片会在数据通路空闲时，定时检测数据通路状况，一旦检测到一个数据通路有短路情况，将自动将数据通路切换到另一条数据通道，大大提高了芯片的可靠性。

优选的方案中，还包括灰阶控制电路7以及曼彻斯特解码电路6，所述曼彻斯特解码电路6的输入端与信号输入端口连接，所述曼彻斯特解码电路6的输出端与灰阶控制电路7连接，所述灰阶控制电路7与数字控制电路1连接。曼彻斯特解码电路6接受通过SD1传输进来的曼彻斯特编码信号并解码，能够使信号具有较好的自同步能力以及良好的抗干扰能力。灰阶控制电路7接受曼彻斯特解码电路6解码后的信号，通过数字控制电路1控制PWM信号实现对输出驱动电路的灰阶控制，能够实现8～4096个灰度调节，可以使LED呈现出更为细腻的画面效果。

除上述的优点外，级联增强型LED驱动芯片还具有如下优点：

1、较高的刷新速率，PWM输出频率可以达到1000Hz以上。

2、极强的抗干扰能力，ESD＞7KV。

3、通信效率高，同步效果好。

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同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (6)

1.一种级联增强型LED驱动芯片，其特征在于，包括信号输入端口、级联增强电路、数字控制电路、时间电路、输出驱动电路、电压调节电路、电流调节电路、驱动输出接口以及信号输出端口；

所述数字控制电路分别与信号输入端口、输出驱动电路、时间电路以及信号输出端口连接；所述级联增强电路的输入端与数字控制电路连接，级联增强电路的输出端与信号输入端口连接；所述驱动输出接口与输出驱动电路连接；所述电流调节电路接入输出驱动电路与驱动输出接口连接的连接线上；所述电压调节电路与数字控制电路连接。

2.根据权利要求1所述的级联增强型LED驱动芯片，其特征在于，所述级联增强电路包括上升沿增强电路、第一MOS管、下降沿增强电路及第二MOS管，所述上升沿增强电路与第一MOS管连接；所述下降沿增强电路与第二MOS管连接。

3.根据权利要求1所述的级联增强型LED驱动芯片，其特征在于，所述输出驱动电路以及驱动输出接口的数量均为三组，驱动输出接口与对应的输出驱动电路形成三组驱动输出通道。

4.根据权利要求3所述的级联增强型LED驱动芯片，其特征在于，三组驱动输出通道之间的电流误差为电流标准值的±1.5％。

5.根据权利要求1所述的级联增强型LED驱动芯片，其特征在于，所述输入信号端口及输出信号端口的数量均为两个，输入信号端口与对应的输出信号端口形成两组数据通道。

6.根据权利要求1-5任一项所述的级联增强型LED驱动芯片，其特征在于，还包括灰阶控制电路以及曼彻斯特解码电路，所述曼彻斯特解码电路的输入端与信号输入端口连接，所述曼彻斯特解码电路的输出端与灰阶控制电路连接，所述灰阶控制电路与数字控制电路连接。