CN2840250Y - 发光二极管显示屏的负载起动电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种发光二极管显示屏的负载起动电路，该负载起动电路包括：故障检测电路；计数器，其包括复位端、时钟脉冲输入端和输出端；当出现故障时，占空比控制器的输出信号为固定高电平，占空比为1，全屏熄灭；当恢复正常时，占空比控制器的输出信号占空比从1逐渐减至预设值，显示器屏负载从0开始递增，最后，全屏亮度等级达到预设值。采用本实用新型的发光二极管显示屏的负载起动电路，可实现零负载起动。

Description

发光二极管显示屏的负载起动电路

【技术领域】

本实用新型涉及一种发光二极管显示屏的驱动控制技术，特别是涉及一种发光二极管显示屏的起动负载控制技术。

【背景技术】

由于发光二极管(Light Emitting Diode，LED)显示屏具有色彩鲜艳、亮度高、寿命长、工作稳定可靠等优点，在许多行业都得到了广泛的应用，如在车站、码头、商场、银行等公共场所将发光二极管显示屏用于信息发布。

一块发光二极管显示屏存在数以百万计的发光二极管，这些发光二极管直接与驱动芯片连接，驱动芯片普遍采用串并转换芯片，驱动芯片以级联方式联接，如果全屏的驱动芯片级联成一串，数据传输比较缓慢，有时甚至无法正常工作。

目前业界通常把发光二极管显示屏分成多个显示单元，每个显示单元内的数据串行传送，而多个显示单元之间则并行传送。如图1所示，一个显示单元具有确定的像素点数，像素点数用p×q(p、q为2的n次幂2ⁿ)表示，其中q为行数，p为每行的像素点数。例如，可取64×4(共256点)、32×8(共256点)、32×4(共128点)等，一块发光二极管显示屏通常由大量的显示单元构成。

目前，大多采用脉宽调制方法来实现发光二极管显示屏的灰度控制，也就是周期性改变光脉冲宽度，即占空比，只要这个重复点亮发光二极管的周期足够短，即显示频率足够高时，由于人眼的视觉暂留而感觉不到发光象素在抖动。

所谓亮度等级，是指一种独立于灰度等级之外的，全屏整体性的亮度级别。

对于高清(1280×720)户外发光二极管显示屏，其最大功率达200多千瓦，开机时，如果不对起动负载进行控制，因起动电流、起动功率过大有可能损坏电源，或对电网造成干扰。常规的LED显示屏采用依次上电方法，即将屏体分为多个区域，各区域依次上电，这种方法会使成本提高，且有时不可靠。

【实用新型内容】

为克服现有技术的发光二极管显示屏的负载电路起动电流和起动功率过大的缺陷，本实用新型提供一种发光二极管显示屏的负载起动电路，其可实现零负载起动。

本实用新型为解决上述技术问题所提供的一种技术方案是：一种发光二极管显示屏的负载起动电路，该负载起动电路包括：故障检测电路；计数器，其包括复位端、时钟脉冲输入端和输出端；选择器，其包括第一输入端、第二输入端和输出端；占空比控制器，其包括时钟脉冲输入端、第二输入端和输出端；其中该故障检测电路连接至该计数器的复位端，该计数器的输出端与选择器的第一输入端相连接，该选择器的输出端连接至该占空比控制器的第二输入端。

上述技术方案的进一步改进在于：当出现故障时，占空比控制器的输出信号为固定高电平，占空比为1，全屏熄灭；当恢复正常时，占空比控制器的输出信号占空比从1逐渐减至预设值，显示器屏负载从0开始递增，最后，全屏亮度等级达到预设值。

与现有技术相比，本实用新型的发光二极管显示屏的负载起动电路，通过故障检测电路、计数器、选择器和占空比控制器的配合，当出现故障时，占空比控制器的输出信号为固定高电平，占空比为1，全屏熄灭；当恢复正常时，占空比控制器的输出信号占空比从1逐渐减至预设值，显示器屏负载从0开始递增，最后，全屏亮度等级达到预设值，从而实现零负载起动。

【附图说明】

图1是一种现有技术的发光二极管显示屏的构成示意图。

图2至图4是显示脉宽不同时，全屏亮度等级与灰度值的关系图。

图5是发光二极管的一种驱动芯片TB62726的输出结构图。

图6至图7是显示脉宽不同时，全屏亮度等级的调节原理示意图。

图8是本实用新型的发光二极管显示屏的工作流程图。

图9是本实用新型的发光二极管显示屏的零负载起动电路框图。

【具体实施方式】

对于全屏亮度等级控制方法，以下以像素点数为64×4＝256点的显示单元为例进行说明，其它像素点数的显示单元与其类似。

一个单位的显示脉宽，通常包含N个移位时钟周期，移位时钟周期即为驱动芯片的工作时钟周期，0≤N≤256，一个单位的显示脉宽包含的移位时钟周期数的最大值等于显示单元像素点数。

如图2所示，发光二极管显示屏普通采用脉宽调制技术实现灰度控制。灰度0对应的显示脉宽为0，灰度1对应的显示脉宽为1个单位，......，灰度254对应的显示脉宽为254个单位，灰度255对应的显示脉宽为255个单位。

当N＝256时，如图2所示，此时全屏亮度等级最大，随着N的减少，全屏亮度等级相应减少，当N＝0时全屏LED熄灭。图3是N＝190时，对应的全屏亮度等级，该全屏亮度等级小于图2所示的全屏亮度等级。图4中，N＝120。图4的全屏亮度等级小于图2和图3所示的全屏亮度等级。图2至图4中只画出了显示脉冲，未画出移位时钟。

以下说明全屏亮度等级的调节方法。

发光二极管驱动芯片一般均包含有输出引脚OUT0～OUT15和输出使能引脚/OE。以日本东芝公司生产的发光二极管驱动芯片TB62726为例，OUT0～OUT15可直接驱动16个发光二极管，n片驱动芯片TB 62726级联可驱动16n个发光二极管，同一单元内所有驱动芯片的输出使能引脚/OE连接在一起。图5显示一块驱动芯片TB62726的输出结构。

输入到Q0～Q15的信号均为脉宽调制信号，一个显示脉宽是固定的，包含256个移位时钟周期，即驱动芯片需要经过256次移位操作之后，才能产生这些脉宽调制信号，该脉宽调制信号称为Q信号，Q信号用于实现发光二极管的灰度控制。

发光二极管全屏亮度等级由输出使能信号控制，如果输出使能信号为恒定的逻辑低电平，经反相器反相后为恒定的逻辑高电平，“开通”TB62726输出端的与门，OUT0～OUT15的1个显示脉宽等于Q信号的1个显示脉宽，即包含N＝256个移位时钟周期，如图2所示，对应的全屏亮度等级最高。

如果输出使能信号是一个周期性脉冲，当输出使能信号为逻辑高电平时，经反相器反相后“关断”TB62726输出端的与门，全屏LED熄灭；反之，当/OE为逻辑低电平时，经反相器反相后“开通”TB62726输出端的与门，发光二极管是点亮还是熄灭受Q信号控制，Q为逻辑高时点亮，Q为逻辑低时熄灭，由于Q信号在实现每一级灰度时保持固定的占空比不变，故不会影响显示图像的灰度等级。因此，通过控制输出使能信号的占空比即可整体性地控制全屏发光二极管的亮度等级，而保持灰度等级不变。

图6和图7显示对应于灰度值4时，两种全屏亮度等级的情况。OUTn信号即是图3或图4中灰度值4的输出脉冲信号。显然，图6中OUTn的脉宽大于图7中OUTn的脉宽，即图6的亮度等级大于图7中的亮度等级。由图中可知，输出使能信号的占空比越大，发光二极管显示屏的亮度等级越低。

当改用像素点数为32×4(共128点)的显示单元时，1个单位的显示脉宽最多包含128个移位时钟周期。总之，1个单位的显示脉宽最多包含的移位时钟周期个数等于显示单元的点数。

请参阅图8，是本实用新型发光二极管显示屏的工作流程图。经过步骤11上电后，至步骤12，/OE占空比从1逐渐减至预设值，全屏亮度等级也由全屏熄灭逐渐增至预设值，实现上电零负载起动。

接着，进入步骤13不断判断是否出现故障，如果出现故障，则进入步骤14，设定/OE为固定高电平，占空比为1，全屏熄灭。

然后，进入步骤15不断判断故障是否排除，如果故障已经排除，则/OE占空比从1逐渐减至预设值，全屏亮度等级也由全屏熄灭逐渐增至预设值，实现故障排除后的零负载起动，此后，不断判断是否出现故障，如此循环。

故障情况包括：前端信号中断、前端电源掉电等可能导致非正常显示的场合。

请参阅图9，本实用新型的发光二极管显示屏零负载起动电路框图。该零负载起动电路2包括计数器21、故障检测电路22、选择器23、/OE占空比控制器24和反相器25。该计数器21包括复位端reset、时钟脉冲输入端pclk、使能端cnten和输出端C[7:0]。该选择器23包括第一输入端、第二输入端、第三输入端和输出端P[7:0]。该/OE占空比控制器24包括时钟脉冲输入端sclk、第二输入端和输出端。

故障检测电路22连接计数器21的复位端reset，该计数器21的时钟脉冲输入端pclk连接输入低频时钟，其输出端C与选择器23的第一输入端相连接，选择器23的第二输入端具有一个第一占空比预设值，选择器23的第三输入端与C[7]相连接。选择器23的输出端P[7:0]与/OE占空比控制器24的第二输入端相连接，/OE占空比控制器24的时钟脉冲输入端sclk连接输入驱动芯片的串移时钟，其输出端与驱动芯片的输出使能引脚/OE相连接。该反相器25的输入端与C[7]相连接，输出端与计数器21的使能端cnten连接。

该/OE占空比控制器24根据选择器23的输出值P[7:0]的大小，控制/OE信号的占空比，当P[7:0]＝0时，/OE占空比最大为1，当P[7:0]＝1时，/OE占空比为254/255，......，当P[7:0]＝n时，/OE占空比为(255-n)/255，依此类推。即P[7:0]越小，/OE占空比越大，全屏发光二极管亮度越低。

上电或出现故障时，故障检测电路22输出一复位脉冲reset，复位计数器21使C[7:0]＝0，C[7]＝‘0’，选择器23选择‘0’端，输出P[7:0]等于C[7:0]＝0，由前分析可知，/OE占空比最大为1，全屏发光二极管熄灭。

故障排除后，reset无效，计数器21在pclk控制下从0开始计数，P[7:0]＝C[7:0]也从0开始递增，/OE占空比递减，即发光二极管屏亮度等级递增，实现上电或故障排除后零负载起动。

当计数器21计到C[7]＝‘1’时，C[7]经反相器25接到计数器21计数使能端cnten，使cnten＝‘0’，计数器21停止计数，使C[7]保持为‘1’，选择器23选择‘1’端，P[7:0]等于/OE占空比预设值，使发光二极管屏亮度等级为预设值。

本实用新型的发光二极管显示屏的负载起动电路，通过故障检测电路、计数器、选择器和占空比控制器的配合，当出现故障时，占空比控制器的输出信号为固定高电平，占空比为1，全屏熄灭；当恢复正常时，占空比控制器的输出信号占空比从1逐渐减至预设值，显示器屏负载从0开始递增，最后，全屏亮度等级达到预设值，从而实现零负载起动。

Claims (6)

1.一种发光二极管显示屏的负载起动电路，其特征在于：该负载起动电路包括：

故障检测电路；

计数器，其包括复位端、时钟脉冲输入端和输出端；

选择器，其包括第一输入端、第二输入端和输出端；

占空比控制器，其包括时钟脉冲输入端、第二输入端和输出端；

其中该故障检测电路连接至该计数器的复位端，该计数器的输出端与选择器的第一输入端相连接，该选择器的输出端连接至该占空比控制器的第二输入端。

2.如权利要求1所述的发光二极管显示屏的负载起动电路，其特征在于：该计数器还包括用于控制计数器工作状态的使能端，并与一反相器的输出端相连接。

3.如权利要求2所述的发光二极管显示屏的负载起动电路，其特征在于：该反相器的输入端连接输入该计数器的计数结果。

4.如权利要求3所述的发光二极管显示屏的负载起动电路，其特征在于：当计数结果为“1”时，经过反相器后，该计数器的使能端为“0”，计数器停止计数。

5.如权利要求3所述的发光二极管显示屏的负载起动电路，其特征在于：当计数结果为“0”时，经过反相器后，该计数器的使能端为“1”，计数器正常计数。

6.如权利要求1所述的发光二极管显示屏的负载起动电路，其特征在于：当出现故障时，占空比控制器的输出信号为固定高电平，占空比为1，全屏熄灭；当恢复正常时，占空比控制器的输出信号占空比从1逐渐减至预设值，显示器屏负载从0开始递增，最后，全屏亮度等级达到预设值。

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