CN208094846U - 一种防止中小型led点阵串光电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型实施例公开了一种防止中小型LED点阵串光电路，包括控制器、第一驱动模块、高阻态模块、第二驱动模块和点阵模块；其中，控制器的输出端分别与第一驱动模块的输入端和第二驱动模块的输入端电连接；第一驱动模块输出端与高阻态模块的第一端电连接；高阻态模块的第二端与点阵模块的第一输入端电连接，用于在其第一端电压低于第二端电压时呈高阻状态；第二驱动模块的输出端与点阵模块的第二输入端电连接；点阵模块，包括至少一个发光二极管LED点阵，用于根据第一输入端与第二输入端的输入信号触发发光二极管LED点阵。本实用新型实施例提供的一种防止中小型LED点阵串光电路，延长了LED寿命，防止了中小型LED点阵串光，且兼容性强，成本低廉。

Description

一种防止中小型LED点阵串光电路

技术领域

本实用新型实施例涉及LED点阵技术，尤其涉及一种防止中小型LED点阵串光电路。

背景技术

发光二极管(Light Emitting Diode，LED)是半导体二极管的一种，可以把电能转化成光能。发光二极管与普通二极管一样是由一个PN结组成，也具有单向导电性。由于其具有电光转化效率高(接近60％)、绿色环保、寿命长(可达10万小时)、工作电压低(3V左右)、反复开关无损寿命、体积小、发热少、亮度高、坚固耐用、易于调光、色彩多样、光束集中稳定、启动无延时等优势，在金融、交通、体育、广告等领域得到广泛应用。

LED点阵模块结构中包括LED灯珠串联的结构，当串联的LED灯珠中任一灯珠击穿后，会出现其他灯珠在接反向电压时不应该亮的情况下发光，从而出现点阵模块串光的现象。

目前，中(小)型LED点阵模块因其造价限制，导致驱动电路中无法使用昂贵的专业LED恒流驱动芯片，而通常采用价格较低的驱动芯片(例如74HC595 以及74HC574等)。虽然此类芯片通常可以输出高电平、低电平和高阻态三种状态，但是其高阻态输出状态只能保证所有输出端口同时输出高阻态，而不能选择性使端口输出高阻态，故LED灯珠两端会处于一端低电压一端高电压的状态。

这就导致了，当LED点阵模块结构中包括LED灯珠串联的结构时，若LED 灯珠正极为低电压时，负极则为高电压，即LED灯珠处于反向电压状态。若LED 灯珠长时间处于反向电压状态，则漏电流会越来越大，一般在使用2年左右会使LED灯珠击穿，造成LED灯珠反向导通，从而会出现点阵模块串光的现象，且该现象在电源不稳定的恶劣环境下尤为明显。

发明内容

有鉴于此，本实用新型实施例提供了一种防止中小型LED点阵串光电路，延长了LED寿命，防止了中小型LED点阵串光，且兼容性强，成本低廉。

本实用新型实施例提供了一种防止中小型LED点阵串光电路，包括：

控制器、第一驱动模块、高阻态模块、第二驱动模块和点阵模块；其中，

所述控制器，其输出端分别与所述第一驱动模块的输入端和所述第二驱动模块的输入端电连接；

所述第一驱动模块，其输出端与所述高阻态模块的第一端电连接；

所述高阻态模块，其第二端与所述点阵模块的第一输入端电连接，用于在其第一端电压低于第二端电压时呈高阻状态；

所述第二驱动模块，其输出端与所述点阵模块的第二输入端电连接；

所述点阵模块，包括至少一个发光二极管LED点阵，用于当所述第一输入端电压高于所述第二输入端电压时，点亮所述发光二极管LED点阵。

所述控制器包括控制芯片和第一电容；其中，

所述控制芯片的电源输入端与输入电源电连接，所述控制芯片的外部访问允许端与输入电源电连接，所述控制芯片的第一信号输入端配置为接收上级电路输出信号，所述控制芯片的第一信号输出端和第二信号输出端配置为与所述第一驱动模块以及第二驱动模块的输入端电连接；

所述第一电容的第一电极与输入电源电连接，所述第一电容的第二电极接地。

所述第一驱动模块包括至少一个触发器单元，若所述触发器单元数量大于1 时，所述触发器单元并联设置，其中触发器单元包括触发芯片、第二电容和第一电阻；其中，

所述触发芯片的电源输入端与输入电源电连接，所述触发芯片的第一输入端与所述控制芯片的第一输出端电连接，所述触发芯片的第二输入端和第三输入端与所述控制芯片的第二输出端电连接，所述触发芯片的第一输出端通过所述第一电阻与所述高阻态模块的第一端电连接；

所述第二电容的第一电极与输入电源电连接，所述第二电容的第二电极接地。

所述高阻态模块包括至少一个高阻态单元，所述高阻态单元包括至少一个第一二极管，其中，所述第一二极管的数量根据所述第一驱动模块确定；

所述第一二极管的正极与所述第一驱动模块的输出端电连接，所述第一二级管的负极与所述点阵模块的第一输入端电连接。

所述高阻态单元具体用于：

当所述第一二极管的正极电压高于负极电压时，所述高阻态单元呈导通状态；当所述第一二极管的正极电压低于负极电压时，所述高阻态单元呈高阻状态。

所述第二驱动模块包括至少一个锁存器单元，若所述锁存器单元数量大于1 时，所述锁存器单元并联设置，其中锁存器单元包括锁存芯片、第三电容和第二电阻；其中，

所述锁存芯片的电源输入端和第一输入端均与输入电源电连接，所述锁存芯片的第二输入端与所述控制芯片的第二输出端电连接，所述锁存芯片的第三输入端与所述控制芯片的第一输出端电连接，所述锁存芯片的第一输出端与所述点阵模块的第二输入端电连接；

所述第三电容的第一电极与所述锁存芯片的电源输入端电连接，所述第三电容的第二电极接地；

所述第二电阻串联于输入电源与所述锁存芯片的第三输入端。

本实用新型实施例提供的一种防止中小型LED点阵串光电路，通过设置高阻态模块，使高阻态第一端电压低于第二端电压时呈高阻态，相当于在第一驱动模块输出低电压，第二驱动模块输出高电压，点阵模块中LED处于反向电压时，高阻态模块呈高阻态，从而大大减小了点阵模块中LED反向漏电流，导致 LED不容易被击穿，延长了LED寿命，防止了中小型LED点阵串光，且对已开发产品，不需要修改软件，兼容性强，成本低廉。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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做一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，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获得其他的附图。

图1是本实用新型实施例一提供的一种防止中小型LED点阵串光电路的结构示意图；

图2是本实用新型实施例二提供的一种防止中小型LED点阵串光电路图；

图3是本实用新型实施例二提供的一种防止中小型LED点阵串光电路图中高阻态模块结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，以下将参照本实用新型实施例中的附图，通过实施方式清楚、完整地描述本实用新型的技术方案，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例一

图1是本实用新型实施例一提供的一种防止中小型LED点阵串光电路的结构示意图，本实施例可适用于防止中小型LED点阵串光的情况，参见图1，该防止中小型LED点阵串光电路包括：

控制器10、第一驱动模块20、高阻态模块30、第二驱动模块40和点阵模块50。

控制器10，其输出端分别与第一驱动模块20的输入端和第二驱动模块40 的输入端电连接，用于生成控制信号，并将控制信号发送至第一驱动模块20和第二驱动模块40。

其中，控制器可以是单片机，例如可以是基于微控制器(Micro Controller Unit，MCU)的单片机或者可以是基于嵌入式系统(System on Chip，SoC)的单片机；控制器还可以是可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller， PLC)。其中，控制器10可以根据用户程序生成控制信号，用于控制第一驱动模块20和第二驱动模块40。

第一驱动模块20，其输出端与高阻态模块30的第一端电连接，用于接收控制信号，并根据控制信息生成第一驱动信号，将第一驱动信号发送至高阻态模块30。

其中，第一驱动模块20可以包括至少一个驱动芯片，也可以是一个驱动芯片的一部分，具体可根据点阵模块50以及具体使用需求来进行确定。

例如，当点阵模块50是4个8*8点阵屏时，第一驱动模块20可以是1个含有8个输出引脚的驱动芯片，此时，4个8*8点阵屏所接收的第一驱动信号相同；若4个8*8点阵屏需要所接收不同的第一驱动信号时，可以用4个含有8 个输出引脚的驱动芯片分别进行驱动。

又如，当点阵模块50是1个4*4点阵屏时，第一驱动模块20可以是1个含有8个输出引脚的驱动芯片的一部分，具体是，可以利用该驱动芯片中的4 个输出引脚进行第一驱动信号输出。

再如，当点阵模块50是1个16*16点阵屏时，第一驱动模块20可以是2 个含有8个输出引脚的驱动芯片，具体是，2个驱动芯片可以分别连接点阵屏第一输入端的8个输入引脚，用以共同驱动此点阵屏。

值得注意的是，以上对第一驱动模块20的举例仅为示例性的举例，并不作为限定第一驱动模块20的条件，第一驱动模块20可以根据点阵模块50以及具体使用需求来进行选取。

高阻态模块30，其第二端与点阵模块50的第一输入端电连接，用于在其第一端电压低于第二端电压时呈高阻状态。

其中，在第一驱动模块20输出低电压信号，第二驱动模块40输出高电压信号，点阵模块50中LED处于反向电压时，高阻态模块30的第一端电压低于第二端电压，则高阻态模块30呈高阻态状态，从而大大减小了点阵模块50中 LED的反向漏电流，保护了点阵模块中的LED，使其不容易被击穿，延长了LED 寿命，防止了中小型LED点阵串光。

第二驱动模块40，其输出端与点阵模块50的第二输入端电连接，用于接收控制信号，并根据控制信息生成第二驱动信号，将第二驱动信号发送至点阵模块50。

其中，第二驱动模块40可以包括至少一个驱动芯片，也可以是一个驱动芯片的一部分，第二驱动模块40数量可以根据点阵模块50以及具体使用需求来进行选取，具体请参见关于第一驱动模块20的阐述。此外，第一驱动模块20 和第二驱动模块40可以存在于同一驱动芯片上，例如，当点阵模块50是1个 4*4点阵屏时，第一驱动模块20可以是1个含有8个输出引脚的驱动芯片的一部分，具体是，可以利用该驱动芯片中的4个输出引脚进行第一驱动信号输出；第二驱动模块40可以是该驱动芯片的另一部分，具体是，可以利用该驱动芯片的另外4个输出引脚进行第二驱动信号输出。

点阵模块50，包括至少一个发光二极管LED点阵，用于当第一输入端电压高于第二输入端电压时，点亮发光二极管LED点阵。

其中，点阵模块50可以包括多个发光二极管LED点阵，且发光二极管LED 点阵为中小型点阵，发光二极管LED点阵可以是其第一输入端与第二输入端引脚数量相同的中小型点阵，例如可以是4*4、8*8或者16*16的点阵，也可以是第一输入端与第二输入端引脚数量不同的中小型点阵，例如可以是32*16的点阵。其中，在第一驱动模块20输出高电压信号，第二驱动模块40输出低电压信号时，高阻态模块30的第一端电压高于第二端电压，高阻态模块30呈导通状态，点阵模块50第一输入端电压高于第二输入端电压，则点阵模块50中LED处于正向电压，LED被点亮。

本实施例提供的一种防止中小型LED点阵串光电路，通过设置高阻态模块，使高阻态第一端电压低于第二端电压时呈高阻态，相当于在第一驱动模块输出低电压，第二驱动模块输出高电压，点阵模块中LED处于反向电压时，高阻态模块呈高阻态，从而大大减小了点阵模块中LED反向漏电流，导致LED不容易被击穿，延长了LED寿命，防止了中小型LED点阵串光，且对已开发产品，不需要修改软件，兼容性强，成本低廉。

实施例二

图2是本实用新型实施例二提供的一种防止中小型LED点阵串光电路图。本实施例是上述实施例的可选实施方式。

参见图2，在本实施例中，控制器10包括控制芯片U1和第一电容C1；其中，控制芯片U1的电源输入端Vcc与输入电源电连接，控制芯片U1的外部访问允许端EA与输入电源电连接，控制芯片U1的第一信号输入端P3配置为接收上级电路输出信号，控制芯片U1的第一信号输出端P0和第二信号输出端P2 配置为与第一驱动模块20以及第二驱动模块40的输入端电连接；

第一电容C1的第一电极与输入电源电连接，所述第一电容C1的第二电极接地，用于进行输入电源稳压，以保护控制芯片U1。

其中，EA端接输入电源，即EA端接高电平，可以使控制芯片U1的CPU 执行内部程序存储器的指令；其中，P3端口可以包括8个引脚输入的端口，其作为第一信号输入端，可以利用其中部分引脚接收上级电路的输出信号，例如可以接收时钟信号、中断信号、定时器信号以及读写信号等；其中，P0端口可以包括8个引脚输出的端口，其作为第一信号输出端，可以输出高/低电平信号，并发送至第一驱动模块20和第二驱动模块40的输入端，用以使第一驱动模块 20和第二驱动模块40产生驱动信号，驱动点阵模块50中的LED；其中，P2端口可以包括8个引脚输入的端口，其作为第二信号输出端，可以利用其中部分引脚发送输出信号，例如可以发送时钟信号、输出控制端信号等，并发送至第一驱动模块20和第二驱动模块40的输入端，用以控制第一驱动模块20和第二驱动模块40的驱动信号输出。可选的，控制芯片U1可以是AT89S52-24AU芯片。其中，输入电源可以为+5V电源。

第一驱动模块20包括至少一个触发器单元，若触发器单元数量大于1时，触发器单元并联设置，其中触发器单元包括触发芯片U2、第二电容C2和第一电阻R1；其中，触发芯片U2的电源输入端Vcc与输入电源电连接，触发芯片 U2的第一输入端D与控制芯片U1的第一输出端P0电连接，触发芯片U2的第二输入端OC和第三输入端CLK与控制芯片U1的第二输出端P2电连接，触发芯片U2的第一输出端Q通过第一电阻R1与高阻态模块30的第一端电连接；

第二电容C2的第一电极与输入电源电连接，第二电容C2的第二电极接地，同样用于对输入电源稳压，以保护触发芯片U2。

其中，触发器单元的数量与可以根据点阵模块50以及具体使用需求来进行选取，具体可以参见实施例一中关于第一驱动模块20的阐述；其中，第一电阻R1用于限流，以保护点阵模块50中的LED；其中，输入电源可以为+5V电源。

其中，第一输入端D和第一输出端Q皆与P0端相对应，若P0为8个引脚输出的端口，则第一输入端D为8个引脚的输入端口，第一输出端Q为8个引脚输出的端口；可选的，触发芯片U2可以是74HC574芯片，则第二输入端OC 用于控制第一输出端Q的输出信号，当第二输入端OC为高电平时，第一输出端Q不输出信号；当第二输入端OC为低电平时，且当第三输入端CLK接收到上升沿信号时，将第一输入端D的接收信号对应作为第一输出端Q的输出信号；当OC为低电平时，且当第三输入端CLK接收到下降沿信号、高电平或低电平信号时，第一输出端Q的输出信号保持不变。

其中，控制芯片U1的第二信号输出端P2可以使用不同的引脚分别与触发芯片U2的第二输入端OC和第三输入端CLK电连接。

高阻态模块30包括至少一个高阻态单元，高阻态单元包括至少一个第一二极管D1，其中，第一二极管D1的数量根据第一驱动模块20确定；

第一二极管D1的正极与第一驱动模块20的输出端电连接，第一二极管D2 的负极与点阵模块50的第一输入端IN1电连接。

示例性的，第一二极管D1型号可以是1N4148；其中，高阻态单元数量与触发器单元数量相等；其中，高阻态单元所包括的第一二极管D1的数量与第一控制芯片U2的第一输出端Q输出第一驱动信号的引脚数量相等。示例性的，图3是本实用新型实施例二提供的一种防止中小型LED点阵串光电路图中高阻态模块结构示意图，其中，每一个第一控制芯片U2对应一个触发器单元，且每一个触发器单元对应的一组第一二极管D1为一个高阻态单元；其中，第一控制芯片U2的第一输出端Q有8个引脚输出第一驱动信号，对应的高阻态单元中存在8个第一二极管D1串接于第一控制芯片U2的第一输出端Q与点阵模块50 中发光二极管LED点阵的第一输入端之间。

其中，高阻态单元具体用于：

当第一二极管D1的正极电压高于负极电压时，高阻态单元呈导通状态；当第一二极管D1的正极电压低于负极电压时，高阻态单元呈高阻状态。

其中，高阻态单元呈导通状态，则高阻态模块30呈导通状态，点阵模块50 第一输入端电压高于第二输入端电压，则点阵模块50中LED处于正向电压， LED被点亮；高阻态单元呈高阻态状态，则高阻态模块30呈高阻态状态，点阵模块50第一输入端电压低于第二输入端电压，则点阵模块50中LED处于反向电压，LED熄灭，且漏电流大大减小，导致LED不容易被击穿，延长了LED 寿命，防止了中小型LED点阵串光。

第二驱动模块40包括至少一个锁存器单元，若锁存器单元数量大于1时，锁存器单元并联设置，其中锁存器单元包括锁存芯片U3、第三电容C3和第二电阻R2；其中，锁存芯片U3的电源输入端Vcc和第一输入端CLR均与输入电源电连接，锁存芯片的第二输入端CLK与控制芯片U1的第二输出端P2电连接，锁存芯片的第三输入端D与控制芯片U1的第一输出端P0电连接，锁存芯片 U3的第一输出端DRAIN与点阵模块的第二输入端IN2电连接；

第三电容C3的第一电极与锁存芯片U3的电源输入端电连接，第三电容C3 的第二电极接地，用于进行输入电源稳压，以保护锁存芯片U3；

第二电阻R2串联于输入电源与锁存芯片U3的第三输入端，用于限流，可以保护锁存芯片U3第三输入端D。

其中，第一输入端CLR接输入电源，用于当第二输入端CLK为上升沿时，将第三输入端D的输入信号在满足设定时间后对应作为第一输出端DRAIN的输出信号；其中，锁存芯片U3还包括参考地端GND，用于接地；其中，输入电源可以为+5V电源；其中，锁存芯片U3可以是TPIC6B273芯片。

本实施例提供的一种防止中小型LED点阵串光电路，具体描述了各芯片的输入/输出端口，其作用以及连接关系，并具体阐述了高阻态模块可以是二极管，且描述了二极管数量与其电路连接关系，通过设置二极管作为高阻态模块，使二极管正极低于负极电压时呈高阻态，从而大大减小了点阵模块中LED反向漏电流，使得LED不容易被击穿，延长了LED寿命，防止了中小型LED点阵串光，同时可应用于已开发产品，不需要修改软件，兼容性强，成本低廉。

注意，上述仅为本实用新型的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本实用新型不限于这里的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本实用新型进行了较为详细的说明，但是本实用新型不仅仅限于以上实施例，在不脱离本实用新型构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本实用新型的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (6)

1.一种防止中小型LED点阵串光电路，其特征在于，包括控制器、第一驱动模块、高阻态模块、第二驱动模块和点阵模块；其中，

所述控制器，其输出端分别与所述第一驱动模块的输入端和所述第二驱动模块的输入端电连接；

所述第一驱动模块，其输出端与所述高阻态模块的第一端电连接；

所述高阻态模块，其第二端与所述点阵模块的第一输入端电连接，用于在其第一端电压低于第二端电压时呈高阻状态；

所述第二驱动模块，其输出端与所述点阵模块的第二输入端电连接；

所述点阵模块，包括至少一个发光二极管LED点阵，用于当所述第一输入端电压高于所述第二输入端电压时，点亮所述发光二极管LED点阵。

2.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述控制器包括控制芯片和第一电容；其中，

所述控制芯片的电源输入端与输入电源电连接，所述控制芯片的外部访问允许端与输入电源电连接，所述控制芯片的第一信号输入端配置为接收上级电路输出信号，所述控制芯片的第一信号输出端和第二信号输出端配置为与所述第一驱动模块以及第二驱动模块的输入端电连接；

所述第一电容的第一电极与输入电源电连接，所述第一电容的第二电极接地。

3.根据权利要求2所述的电路，其特征在于，所述第一驱动模块包括至少一个触发器单元，若所述触发器单元数量大于1时，所述触发器单元并联设置，其中触发器单元包括触发芯片、第二电容和第一电阻；其中，

所述触发芯片的电源输入端与输入电源电连接，所述触发芯片的第一输入端与所述控制芯片的第一输出端电连接，所述触发芯片的第二输入端和第三输入端与所述控制芯片的第二输出端电连接，所述触发芯片的第一输出端通过所述第一电阻与所述高阻态模块的第一端电连接；

所述第二电容的第一电极与输入电源电连接，所述第二电容的第二电极接地。

4.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述高阻态模块包括至少一个高阻态单元，所述高阻态单元包括至少一个第一二极管，其中，所述第一二极管的数量根据所述第一驱动模块确定；

所述第一二极管的正极与所述第一驱动模块的输出端电连接，所述第一二极管的负极与所述点阵模块的第一输入端电连接。

5.根据权利要求4所述的电路，其特征在于，所述高阻态单元具体用于：

当所述第一二极管的正极电压高于负极电压时，所述高阻态单元呈导通状态；

当所述第一二极管的正极电压低于负极电压时，所述高阻态单元呈高阻状态。

6.根据权利要求2所述的电路，其特征在于，所述第二驱动模块包括至少一个锁存器单元，若所述锁存器单元数量大于1时，所述锁存器单元并联设置，其中锁存器单元包括锁存芯片、第三电容和第二电阻；其中，

所述锁存芯片的电源输入端和第一输入端均与输入电源电连接，所述锁存芯片的第二输入端与所述控制芯片的第二输出端电连接，所述锁存芯片的第三输入端与所述控制芯片的第一输出端电连接，所述锁存芯片的第一输出端与所述点阵模块的第二输入端电连接；

所述第三电容的第一电极与所述锁存芯片的电源输入端电连接，所述第三电容的第二电极接地；

所述第二电阻串联于输入电源与所述锁存芯片的第三输入端。