WO2016054970A1

WO2016054970A1 - 电源线边沿信号触发的运算装置及led驱动器

Info

Publication number: WO2016054970A1
Application number: PCT/CN2015/090213
Authority: WO
Inventors: 罗小华
Original assignee: 罗小华
Priority date: 2014-10-10
Filing date: 2015-09-22
Publication date: 2016-04-14
Also published as: US20170164444A1; JP6268330B2; ES2834633T3; EP3206463B1; JP2017531292A; US9723679B2; TWI571068B; EP3206463A4; TW201614966A; EP3206463A1

Abstract

一种电源线边沿信号触发的运算装置及LED驱动器，该运算装置包括边沿触发运算单元，用于根据电源线输入的边沿信号触发进行计算，并输出运算结果；充电单元，用于根据电源线输入的边沿信号为边沿触发运算单元提供供电电平，当边沿信号为高电平时充电，当边沿信号为低电平时放电；初始化单元，用于根据所述的供电电平对边沿触发运算单元进行初始化。LED驱动器包括电源线边沿信号触发的运算装置和用于根据电源线边沿信号触发的运算装置的运算结果驱动LED的驱动单元。利用电源线边沿信号触发的运算装置，对电源线输入的边沿信号进行运算实现对驱动单元的控制进而驱动LED完成七彩发光，只需要电源线和地线，不需要额外信号线，有利于电路实现LED驱动器芯片。

Description

电源线边沿信号触发的运算装置及 LED驱动器技术领域

[0001] 本发明涉及电路技术领域，具体涉及一种电源线边沿信号触发的电路装置及 LE D驱动器。

背景技术

[0002] 发光二极管 (Light Emitting Diode, LED)广泛应用于建筑照明、汽车头尾灯、景观灯、节日灯等。 LED具有效率高、方向性良好、色彩稳定性良好、可靠性高、寿命长，体积小、以及环境安全性等显著优点，尤其适合应用于景观照明、节日灯照明。红、绿、蓝三色 LED通过控制装置可实现七彩色或者更多种颜色的控制，让 LED灯具呈现出精彩多姿的绮丽景象，其中控制装置是 LED照明系统关键部分。

[0003] 近年来，随着集成电路技术及计算机技术的应用，基于 DMX512协议、 DALI协议、归零码协议等的 LED控制方法在 LED装饰照明领域获得较广泛的应用，实现了 LED控制系统的数字化，提高了 LED控制系统的灵活度。

[0004] DMX512协议由美国剧场协会最早制定于 1985年，物理层的设计采用 RS-485收发器，总线用一对双绞线实现调光台与调光器连接。 DALI是欧洲提出来的一种灯光控制总线方案，是用于照明系统控制的幵放式异步串行数字通信协议。

[0005] 目前也有采用归零码协议，在单根信号线上传输控制信号，通过设置红、绿、蓝 LED的占空比实现多种颜色的控制。

[0006] 现有的基于以上协议的控制装置可以通过控制红、绿、蓝三色 LED占空比获得多种颜色效果，但都需要通过一根以上的信号线传递控制信号，不能通过电源线控制 LED, 不能应用到只有电源线、地线的产品场合。

技术问题

[0007] 针对现有技术的不足，本发明提供了一种电源线边沿信号触发的运算装置及 LE D驱动器。

问题的解决方案技术解决方案

[0008] 一种电源线边沿信号触发的运算装置，包括：

[0009] 边沿触发运算单元，用于根据电源线输入的边沿信号触发进行运算，并输出运算结果；

[0010] 充电单元，用于根据电源线输入的边沿信号为边沿触发运算单元提供供电电平

，当边沿信号为高电平吋充电，当边沿信号为低电平吋放电。

[0011] 初始化单元，用于根据所述的供电电平对边沿触发运算单元进行初始化。

[0012] 本发明的电源线边沿信号触发的运算装置中各个功能单元可以集成为运算芯片

[0013] 本发明中，通过初始化，可以对边沿计数单元置任意数，根据需要设定，通常为置"零" （即清零）。

[0014] 当电源线信号为高电平吋，充电单元充电，当充电单元提供的电平达到高电平吋，边沿计数单元和初始化单元上电成功。

[0015] 为保证电源线边沿信号触发的运算装置正常工作，边沿信号的低电平的持续吋长，必须小于充电单元的供电电平由高电平降低至低电平所需的吋长。

[0016] 所述边沿触发运算单元完成计数运算、算术运算、逻辑运算或移位运算，或者完成由计数运算、算术运算、逻辑运算、移位运算等运算组合而成的运算。

[0017] 作为优选，所述边沿触发运算单元为边沿计数单元，用于对电源线输入的边沿信号的边沿进行计数，并输出计数结果。

[0018] 所述的边沿计数单元包括若干个触发器，以触发器的输出端输出计数结果。

[0019] 作为优选，所述的触发器为 D触发器。

[0020] 作为优选，所述的边沿计数单元包括若干个串联的 D触发器，以 D触发器的输出端输出计数结果，其中：

[0021] 第一个 D触发器的吋钟信号输入端与电源线连接，相邻两个 D触发器中，后一个 D触发器的吋钟信号输入端与前一个 D触发器的反向输出端连接；

[0022] 各个 D触发器的复位端与初始化单元连接，各个 D触发器反向输出端与触发端连接。

[0023] 本发明中未作特殊说明，第一个 D触发器是指根据边沿计数单元中最低位对应的 D触发器。相邻两个 D触发器中以相对低位的 D触发器作为前一个，相对高位的 D触发器作为后一个。

[0024] 作为优选，所述边沿触发运算单元，由电源线边沿信号触发进行算术逻辑运算，并输出运算结果。所述的边沿触发运算单元包括 n个触发器和一个 k位算术逻辑单元，以触发器的输出端输出运算结果。作为优选，所述的触发器为 D触发器

[0025] 作为优选，所述的边沿触发运算单元包括 n个并联的 D触发器和一个 k位算术逻辑单元，所述的 n和所述的 k为相等值，以 D触发器的输出端输出运算结果，其中

[0026] 各个 D触发器的触发端分别与算术逻辑单元相应位的输出端连接；

[0027] 各个 D触发器的复位端与初始化单元连接，吋钟端与电源线连接；

[0028] 算术逻辑单元的 A组输入端分别与相应位的 D触发器的输出端连接， B组输入端外接模式控制常量。

[0029] 作为优选，所述 D触发器吋钟端与电源线之间连接滤波电路，用于滤除电源线边沿信号杂波。

[0030] 本发明中的算术逻辑单元可以为加法器电路、减法器电路、逻辑运算电路、乘法器电路或除法器电路，也可以为加法器电路、减法器电路、逻辑运算电路、乘法器电路和除法器电路的任意组合。实际应用吋模式控制常量可以固定不变，也可以外接模式选择电路，由模式选择电路对 B组输入进行置数，用户根据需要通过模式选择电路对模式控制常量进行置数，以使整个边沿触发运算单元以不同的方式进行运算。例如，在算术逻辑单元为加法器吋，模式控制常量为 2™ (十进制表示， m为大于等于 0且小于 n的整数）。当为 m为 0吋模式控制常量为 2 。，边沿触发运算单元采用递增方式进行计数；当 m为 1吋模式控制常量为 2 i，边沿触发运算单元采用加 2方式进行计数，运算结果（采用二进制表示）最低 1位保持不变；当 m为 2吋模式控制常量为 2 2，边沿触发运算单元采用加 4方式进行计数，运算结果（采用二进制表示）最低 2位保持不变。

[0031] 另外，在算术逻辑单元为加法器吋，模式控制常量还可以设为 2 "-2 «> (十进制表示， m为大于等于 0且小于 n的整数）。例如：当 m为 0吋模式控制常量为 2 "-1，算术逻辑单元实际上加 -1的补码，边沿触发运算单元采用递减方式进行计数；当 m为 1吋模式控制常量为 2 ^-2，算术逻辑单元实际上加 -2的补码，边沿触发运算单元采用减 2方式进行计数，运算结果（采用二进制表示）最低 1位保持不变；当„^为2吋模式控制常量为 2。-4，算术逻辑单元实际上加 -4的补码，边沿触发运算单元采用减 4方式进行计数，运算结果（采用二进制表示）最低 2位保持不变

[0032] 可以看出，通过外接模式控制常量从而完成运算模式的多样化，在 LED彩灯上控制更加灵活，在 LED彩灯控制领域更加具有应用竞争力。

[0033] 未作特殊说明，本发明中的边沿触发运算单元的输出具有高低位之分。第一个 D触发器是指根据边沿触发运算单元中最低位对应的 D触发器。相邻两个 D触发器中以相对低位的 D触发器作为前一个，相对高位的 D触发器作为后一个。相应的，对于算术逻辑单元， A组输入和 B组输入中的各位也具有相应的高低位。

[0034] 作为优选，所述边沿触发运算单元为边沿触发移位单元，所述的边沿触发移位单元，由电源线边沿信号触发进行移位，并输出移位结果。

[0035] 所述的边沿触发移位单元，包括至少两个触发器，以触发器的输出端输出移位结果。作为优选，所述的触发器为 D触发器。

[0036] 作为优选，所述的边沿触发移位单元包括至少两个串联的 D触发器，以各个 D 触发器的输出端输出移位结果，其中：

[0037] 第一个 D触发器的触发端与最后一个 D触发器的输出端连接，相邻两个 D触发器中，后一个 D触发器的触发端与前一个 D触发器的输出端连接；

[0038] 各个 D触发器的复位端或置位端与初始化单元连接，吋钟端与电源线连接。

[0039] 本发明中通过初始化，可以对边沿触发移位单元置任意数，根据需要设定。对于边沿移位单元而言，其中的各个 D触发器在初始吋刻输出不同，移位才有意义，因此，所述边沿移位单元中至少有一个 D触发器的复位端与初始化单元连接，至少有一个 D触发器的置位端与初始化单元连接。对于各个 D触发器，置"零"吋

，该 D触发器的复位端与初始化单元连接，置位端接无效电平（若置位端低电平有效，则接高电平）；反之，置 "1 "吋，该 D触发器的置位端与初始化单元连接，复位端接无效电平。当电源线信号为高电平吋，充电单元充电，当充电单元提供的电平达到高电平吋，边沿触发移位单元和初始化单元上电成功。

[0040] 未作特殊说明，本发明中的边沿触发运算单元的输出具有高低位之分。第一个 D触发器是指根据边沿触发运算单元中最低位对应的 D触发器。相邻两个 D触发器中以相对低位的 D触发器作为前一个，相对高位的 D触发器作为后一个。相应的，对于算术逻辑单元， A组输入和 B组输入中的各位也具有相应的高低位。

[0041] 所述触发器，可以为上升沿触发，也可以为下降沿触发，根据需求选择。所述 D触发器可以为上升沿触发，也可以为下降沿触发，根据需求选择。

[0042] 触发器的个数越多，边沿触发运算单元对应的运算范围越大。作为优选，所述的边沿触发运算单元包括至少两个触发器。进一步优选，所述的电源线边沿信号触发的运算装置包括 3~200个触发器。

[0043] 所述的充电单元包括单向导电元件，所述单向导电元件的阳极电压高于阴极电压吋导电，阴极电压高于阳极电压吋截止。所述单向导电元件的阳极与电源线连接，阴极通过一储能元件接地，所述的充电单元通过单向导电元件的阴极为边沿触发运算单元和初始化单元提供供电电平。单向导电元件可以是单个器件，也可以是多个器件构成的具有单向导电特性的电路。

[0044] 考虑到与 COMS工艺的兼容性，作为优选，所述单向导电元件为二极管，二极管的阳极与电源线连接，阴极通过一储能元件接地，所述的充电单元通过二极管的阴极为边沿触发运算单元和初始化单元提供供电电平。作为优选，所述单向导电元件为 NPN三极管形成的等效二极管，所述 NPN三极管的集电极和基极连接后与电源线连接，发射极通过一储能元件接地，所述的充电单元通过 NPN 三极管的发射极为边沿触发运算单元和初始化单元提供供电电平。作为优选，所述单向导电元件为 PNP三极管形成的等效二极管，所述 PNP三极管的集电极和基极连接后通过一储能元件接地，发射极与电源线连接，所述的充电单元通过 P NP三极管的集电极或基极为边沿触发运算单元和初始化单元提供供电电平。

[0045] 储能元件应理解为可以进行充放电的电子元件。作为优选，所述的储能元件为充电电容或 MOS管。由于充电电容与传统的 CMOS工艺不兼容，因此可以使用与 CMOS工艺兼容性好的 MOS管作为等效电容作为储能元件，便于集成，使用 M OS管吋，该 MOS管的源极和漏极短接，形成等效电容。 [0046] 通过单向导电元件防止充电电容反向放电，防止边沿信号不稳使计数结果出现错误，作为优选，单向导电元件为二极管。 NPN三极管和 PNP三极管通过设定对应的连接方式，也可以形成一等效二极管，也可以起到防止反向充电的作用。

[0047] 本发明还提供了一种 LED驱动器，包括上述的电源线边沿信号触发的运算装置

，以及用于根据电源线边沿信号触发的运算装置输出的运算结果驱动 LED的驱动单元。驱动单元可以根据驱动需要采用现有的 LED驱动电路实现。

[0048] 凡是在所述触发器吋钟信号输入端与所述电源线之间增加滤波电路、延迟电路或取反电路，或者在相互连接的端口之间增加滤波电路、延迟电路或取反电路

，都属于本发明内容。

发明的有益效果

有益效果

[0049] 本发明实现了由电源线供电并传输吋钟信号，所述吋钟信号就是本发明所述的电源线输入的边沿信号，也是本发明所述的电源线边沿信号，本发明免去了吋钟电路存在的必要性，简化了电路设计。

对附图的简要说明

附图说明

[0050] 图 1为实施例的 LED驱动器的结构框图；

[0051] 图 2为第一实施例的边沿计数单元的电路原理图；

[0052] 图 3为第一实施例的充电单元的电路原理图；

[0053] 图 4为第一实施例的初始化单元的电路原理图；

[0054] 图 5为第一实施例的边沿信号计数装置的吋序图；

[0055] 图 6为第二实施例的边沿触发运算单元的电路原理图；

[0056] 图 7为第二实施例的电源线边沿信号触发的算术运算装置的吋序图；

[0057] 图 8为第三实施例的边沿触发运算单元的电路原理图；

[0058] 图 9为第三实施例的电源线边沿信号触发的移位装置的吋序图。

本发明的实施方式 [0059] 下面将结合附图和具体实施例对本发明进一步详细描述。

[0060] 如图 1所示（虚线框所示部分），本实施例的电源线边沿信号触发的运算装置，包括：

[0061] 边沿触发运算单元，用于根据电源线输入的边沿信号触发进行运算，并输出运算结果；

[0062] 充电单元，用于根据电源线输入的边沿信号为边沿触发运算单元提供供电电平

，当边沿信号为高电平吋充电，当边沿信号为低电平吋放电；

[0063] 初始化单元，用于根据所述的供电电平对边沿触发运算单元进行初始化。

[0064] 图 2为第一实施例的边沿计数单元，包括若干个串联的带低电平复位的吋钟上升沿触发 D触发器，以各个 D触发器的正向输出端输出计数结果。本实施例中边沿计数单元包括 3个 D触发器，分别为第一 D触发器 Fl l、第二 D触发器 F12和第三 D触发器 F13，对应的输出端分别为 Ql、 Q2和 Q3，对应的计数结果从低到高依次为 Ql、 Q2、 Q3。

[0065] 第一 D触发器的吋钟信号输入端 CK1与电源线连接，第一 D触发器的反向输出端 QB1和第二 D触发器的吋钟信号输入端 CK2连接，第二 D触发器的反向输出端 Q

B2和第三 D触发器的吋钟信号输入端 CK3连接；

[0066] 各个 D触发器的复位端（包括复位端 RD1、复位端 RD2和复位端 RD3) 与初始化单元连接，反向输出端与触发端连接（即反向输出端 QB1连触发端 Dl、反向输出端 QB2连触发端 D2、反向输出端 QB3连触发端 D3) 。

[0067] 第一实施例选择带低电平复位的吋钟上升沿触发 D触发器，对边沿信号的上升沿计数。

[0068] 图 3为第一实施例充电单元的具体电路，包括二极管 D，二极管 D的阳极与电源线连接，阴极通过一储能元件 C接地（本实施例中充电电容为源漏短接的 MOS管等效电容，等效电容的大小为 0.2 F) 。整个充电单元通过二极管 D的阴极为边沿触发运算单元和初始化单元提供供电电平。

[0069] 图 4为第一实施例初始化单元的电路原理图，包括四个 MOS管，分别为 p沟道 M OS管 Tl、 ρ沟道 MOS管 Τ2、 η沟道 MOS管 Τ3和 η沟道 MOS管 Τ4、第一反相器 VI 、第二反相器 V2。具体连接关系如下： [0070] MOS管 Tl的源极和漏极均连接至充电单元中二极管 Dl的阴极，栅极与 MOS管 T3的漏极连接， MOS管 T3的栅极与 MOS管 T1的源极连接， MOS管 T3源极接地。 MOS管 T2的栅极和源极分别与 MOS管 T1的栅极和源极连接，漏极串联一限流电阻 R后（本实施例中限流电阻的大小为 500Ω) ，与 MOS管 T4的栅极连接，且 MO S管 T4的漏极和源极分别与 MOS管 T3的源极和地连接。

[0071] MOS管 T4的栅极连接第一反相器 VI输入端，第一反相器 VI的输出端连接第二反相器 V2输入端，第二反相器 V2的输出端作为初始化单元的输出端，以向边沿触发运算单元输出复位信号对各个 D触发器进行初始置数。

[0072] 第一实施例的边沿信号计数装置的工作原理如下：

[0073] 当该计数装置未上电吋，充电单元提供的供电电平为低电平，此吋初始化单元和边沿计数单元供电不足，整个计数装置不能计数。

[0074] 当计数装置上电吋，且在边沿信号为高电平吋，充电单元中的储能元件 C被充电。在高电平持续吋间足够长的情况下，供电电平由低电平翻转为高电平，初始化单元和边沿计数单元被正常供电。

[0075] 此吋，初始化单元中的 MOS管 T3导通，使 MOS管 T2导通，因此，充电单元可以通过限流电阻 R对用作电容的 MOS管 T4充电。在对 MOS管 T4充电过程中， MO S管 T4栅极的电压逐渐增大，当充电到达使得第二反相器 V2输出的复位信号由低电平翻转至高电平后完成初始化。

[0076] 第二反相器 V2的输出端与边沿计数单元中的各个 D触发器的复位端连接，当第二反相器 V2输出低电平吋，各个 D触发器复位，即边沿计数单元清零。

[0077] 第一实施例中电源线输入的边沿信号，以及此吋初始化单元和计数结果的吋序示意图如图 5所示，其中计数结果采用三个 D触发器的正向输出端的输出信号表示。在电源上电后，在 T吋间三个 D触发器复位为逻辑 0，即计数结果清零。在边沿信号的上升沿 E1处，计数结果为 001 ; 在电源线上升沿 E2，计数结果为 010 ；在电源线上升沿 E3，计数结果为 011 ; 在电源线上升沿 E4，计数结果为 100; 在电源线上升沿 E5，计数结果为 101 ; 在电源线上升沿 E6，计数结果为 110; 在电源线上升沿 E7，计数结果为 111 ; 在电源线上升沿 E8，计数装置溢出，计数结果为 000。 [0078] 图 6为第二实施例的边沿触发运算单元，包括 3个并联的 D触发器和一个 3位算术逻辑单元，以各个 D触发器的输出端输出运算结果。

[0079] 第二实施例中的 D触发器为带低电平复位的吋钟上升沿触发 D触发器，分别为第一 D触发器 F21、第二 D触发器 F22和第三 D触发器 F23，对应的正向输出端分别为 Ql、 Q2和 Q3，对应的运算结果从低到高依次为 Ql、 Q2、 Q3。各个 D触发器的触发端分别与算术逻辑单元相应位的输出端连接，即 D1连 Cl、 D2连 C2、 D3 连 C3。

[0080] 各个 D触发器的复位端（包括 RD1、 RD2和 RD3) 与初始化单元的输出端连接

，通过初始化单元对 D触发器进行初始置数。

[0081] 吋钟端（包括 CK1、 CK2和 CK3) 与电源线连接，由电源线输入的边沿信号触发进行算术运算。

[0082] 第二实施例中算术逻辑单元为三位加法器，该算术逻辑单元的 A组输入由低到高依次为 Al、 A2和 A3， B组输入由低到高依次为 Bl、 B2和 B3，输出端由低到高依次为 Cl、 C2和 C3。算术逻辑单元的 A组输入端分别与相应位的 D触发器的输出端连接（即 Q1接 Al、 Q2接 A2、 Q3接 A3) 。 B组输入端外接模式控制常量。模式控制常量可以根据用户需求进行置数。

[0083] 第二实施例的充电单元的具体电路与第一实施例的充电单元电路图相同，如图 3所示。

[0084] 第二实施例的初始化单元的电路原理图与第一实施例的初始化单元电路原理图相同，如图 4所示。

[0085] 第二实施例的电源线边沿信号触发的算术运算装置的工作原理如下：

[0086] 当该运算装置未上电吋，充电单元提供的供电电平为低电平，此吋初始化单元和边沿触发运算单元供电不足，整个运算装置不能运算。

[0087] 当运算装置上电吋，且在边沿信号为高电平吋，充电单元中的储能元件 C被充电。在高电平持续吋间足够长的情况下，供电电平由低电平翻转为高电平，初始化单元和边沿触发运算单元被正常供电。

[0088] 此吋，初始化单元中的 MOS管 T3导通，使 MOS管 T2导通，因此，充电单元可以通过限流电阻 R对用作电容的 MOS管 T4充电。在对 MOS管 T4充电过程中， MO S管 T4栅极的电压逐渐增大，当充电到达使得第二反相器 V2输出的复位信号由低电平翻转至高电平后完成初始化。

[0089] 第二反相器 V2的输出端与边沿触发运算单元中的各个 D触发器的复位端连接，当第二反相器 V2输出低电平吋，各个 D触发器复位，即边沿触发运算单元清零。

[0090] 图 7为第二实施例的中电源线输入的边沿信号、初始化单元输出的复位信号以及三位加法器 Β组输入的模式控制常量为二进制 001吋运算结果的吋序示意图，其中运算结果采用三个 D触发器的正向输出端的输出信号表示。在电源上电后，在 Τ吋间三个 D触发器复位为逻辑 0，即运算结果清零。在边沿信号的上升沿 E1 处，运算结果为 001 ; 在电源线上升沿 Ε2，运算结果为 010; 在电源线上升沿 Ε3 ，运算结果为 011 ; 在电源线上升沿 Ε4，运算结果为 100; 在电源线上升沿 Ε5，运算结果为 101 ; 在电源线上升沿 Ε6，运算结果为 110; 在电源线上升沿 Ε7，运算结果为 111 ; 在电源线上升沿 Ε8，运算装置溢出，运算结果为 000。

[0091] 图 8为第三实施例的的边沿触发移位单元，该边沿触发移位单元实际上为边沿移位单元，该边沿移位单元包括 3个串联的 D触发器，以各个 D触发器的输出端输出移位结果。

[0092] 第三实施例中的 D触发器为带低电平复位和带低电平置位的吋钟上升沿触发 D 触发器，分别为第一 D触发器 F31、第二 D触发器 F32和第三 D触发器 F33，对应的正向输出端分别为 Ql、 Q2和 Q3，对应的移位结果从低到高依次为 Ql、 Q2、 Q3

[0093] 第一 D触发器 F31的触发端 D1与最后一个 D触发器 F33的输出端 Q3连接，相邻两个 D触发器中，后一个 D触发器的触发端与前一个 D触发器的输出端连接，即第二 D触发器 F32的触发端 D2与第一 D触发器 F31的输出端 Q1连接，第三 D触发器 F3 3的触发端 D3与第二 D触发器 F32的输出端 Q2连接。

[0094] 第一 D触发器 F31的置位端 PRT1、第二 D触发器 F32的复位端 RD2和第三 D触发器 F33的复位端 RD3与初始化单元的输出端连接，通过初始化单元对 D触发器进行初始置数，第一 D触发器 F31的复位端 RD1、第二 D触发器 F32的置位端 PRT2和第三 D触发器 F33的置位端 PRT3连接充电单元的输出端（即连接高电平使输入为无效电平）。 [0095] 吋钟端（包括 CK1、 CK2和 CK3) 与电源线连接，对由电源线输入的边沿信号触发进行移位，输出移位结果。

[0096] 第三实施例的充电单元的具体电路与第一实施例的充电单元电路图相同，如图 3所示。

[0097] 第三实施例的初始化单元的电路原理图与第一实施例的初始化单元电路原理图相同，如图 4所示。

[0098] 第三实施例的电源线边沿信号触发的移位装置的工作原理如下：

[0099] 当该移位装置未上电吋，充电单元提供的供电电平为低电平，此吋初始化单元和边沿触发移位单元供电不足，整个移位装置不能移位。

[0100] 当移位装置上电吋，且在边沿信号为高电平吋，充电单元中的储能元件 C被充电。在高电平持续吋间足够长的情况下，供电电平由低电平翻转为高电平，初始化单元和边沿触发移位单元被正常供电。

[0101] 此吋，初始化单元中的 MOS管 T3导通，使 MOS管 T2导通，因此，充电单元可以通过限流电阻 R对用作电容的 MOS管 T4充电。在对 MOS管 T4充电过程中， MO

S管 T4栅极的电压逐渐增大，当充电到达使得第二反相器 V2输出的初始化信号由低电平翻转至高电平后完成初始化。

[0102] 第二反相器 V2的输出端与边沿触发移位单元中的各个 D触发器的复位端或置位端连接，当第二反相器 V2输出低电平吋，各个 D触发器初始化，即边沿移位单元输出初始值。

[0103] 图 9为本实施例中电源线输入的边沿信号、初始化单元输出的初始化信号，以及对应的移位结果（Q3Q2Q1) 的吋序示意图，其中移位结果为三个 D触发器的正向输出端的输出信号。在电源上电后，在 T吋间第一 D触发器 F31置位为逻辑 1 ，第二 D触发器 F32、第三 D触发器 F33清零，即在 T吋间将边沿移位单元输出的移位结果初始化为 001。间隔 T1吋间在电源线边沿信号上升沿 E1处，移位结果为 010；间隔 T2吋间在电源线边沿信号上升沿 E2处，移位结果为 100; 间隔 T3吋间，在电源线边沿信号上升沿 E3处，移位结果为 001，本实施例中电源线边沿信号上升沿之前的低电平吋间 Tlow为 100ns。

[0104] 为保证运算过程中，初始化单元和边沿计数单元能够正常供电，边沿信号中低电平的持续吋长必须小于充电单元中储能元件 C由高电平放电至低电平的放电吋长。

[0105] 此外，由于二极管的单向导通作用，放电吋充电电容不会对电源线进行反向放电。

[0106] 本实施例中未作特殊说明，高电平对应的电压幅值为 1.2~6V，低电平小于 1.0V

[0107] 边沿触发运算单元可用于控制 LED的驱动单元实现彩色控制，如应用于红绿蓝三色 LED彩灯控制，就可以只通过电源线发送边沿控制信号，实现七彩色的控制。驱动吋，所采用的 LED驱动器如图 1所示，包括上述的边沿信号运算装置，以及用于根据边沿信号计数装置的计数结果驱动 LED的驱动单元。驱动单元可采用现有的 LED驱动电路实现，保证采用的 LED驱动单元的输入接口与运算装置的输入接口匹配。

[0108] 本实施例的 LED驱动器仅利用一根电源线输入边沿信号，通过对电源线边沿信号触发运算，使控制驱动单元驱动完成 LED的七彩色发光，不需要使用多于一根的信号线传递控制信号。

[0109] 以上仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，如在触发器吋钟信号输入端与电源线之间增加滤波电路、延迟电路或取反电路，或者在相互连接的端口之间增加滤波电路、延迟电路或取反电路，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

权利要求书

一种电源线边沿信号触发的运算装置，其特征在于，包括：边沿触发运算单元，用于根据电源线输入的边沿信号触发进行运算，并输出运算结果；

充电单元，用于根据电源线输入的边沿信号为边沿触发运算单元提供供电电平，当边沿信号为高电平吋充电，当边沿信号为低电平吋放电初始化单元，用于根据所述的供电电平对边沿触发运算单元进行初始化。

如权利要求 1所述的电源线边沿信号触发的运算装置，其特征在于，所述边沿触发运算单元为边沿计数单元，用于对电源线输入的边沿信号的边沿进行计数，并输出计数结果。

如权利要求 2所述的电源线边沿信号触发的运算装置，其特征在于，所述的边沿计数单元包括若干个触发器，以触发器的输出端输出计数结果。

如权利要求 3所述的电源线边沿信号触发的运算装置，其特征在于，所述的触发器为 D触发器。

如权利要求 4所述的电源线边沿信号触发的运算装置，其特征在于，所述的边沿计数单元包括若干个串联的 D触发器，以 D触发器的输出端输出计数结果，其中：

第一个 D触发器的吋钟信号输入端与电源线连接，相邻两个 D触发器中，后一个 D触发器的吋钟信号输入端与前一个 D触发器的反向输出端连接；

各个 D触发器的复位端与初始化单元连接，反向输出端与触发端连接各个 D触发器的复位端或置位端与初始化单元连接，吋钟端与电源线连接。

如权利要求 1所述的电源线边沿信号触发的运算装置，其特征在于，所述边沿触发运算单元，由电源线边沿信号触发进行算术逻辑运算，并输出运算结果。

[权利要求 7] 如权利要求 6所述的电源线边沿信号触发的运算装置，其特征在于，所述的边沿触发运算单元包括 n个触发器和一个 k位算术逻辑单元，以触发器的输出端输出运算结果。

[权利要求 8] 如权利要求 7所述的电源线边沿信号触发的运算装置，其特征在于，所述的触发器为 D触发器。

[权利要求 9] 如权利要求 8所述的电源线边沿信号触发的运算装置，其特征在于，所述的边沿触发运算单元包括 n个并联的 D触发器和一个 k位算术逻辑单元，所述的 n和所述的 k为相等值，以 D触发器的输出端输出运算结果，其中：

各个 D触发器的触发端分别与算术逻辑单元相应位的输出端连接；各个 D触发器的复位端与初始化单元连接，吋钟端与电源线连接；算术逻辑单元的 A组输入端分别与相应位的 D触发器的输出端连接，

B组输入端外接模式控制常量。

[权利要求 10] 如权利要求 9所述的电源线边沿信号触发的运算装置，其特征在于，

D触发器吋钟端与电源线之间连接滤波电路。

[权利要求 11] 如权利要求 1所述的电源线边沿信号触发的运算装置，其特征在于，所述边沿触发运算单元为边沿触发移位单元，由电源线边沿信号触发进行移位，并输出移位结果。

[权利要求 12] 如权利要求 11所述的电源线边沿信号触发的运算装置，其特征在于，所述的边沿触发移位单元，包括至少两个触发器，以触发器的输出端输出移位结果。

[权利要求 13] 如权利要求 12所述的电源线边沿信号触发的运算装置，其特征在于，所述的触发器为 D触发器。

[权利要求 14] 如权利要求 13所述的电源线边沿信号触发的运算装置，其特征在于，所述的边沿触发移位单元，包括至少两个串联的 D触发器，以 D触发器的输出端输出移位结果，其中：第一个 D触发器的触发端与最后一个 D触发器的输出端连接，相邻两个 D触发器中，后一个 D触发器的触发端与前一个 D触发器的输出端连接；

各个 D触发器的复位端或置位端与初始化单元连接，吋钟端与电源线连接。

如权利要求 1所述的电源线边沿信号触发的运算装置，其特征在于，所述的充电单元包括单向导电元件，所述单向导电元件的阳极与电源线连接，阴极通过一储能元件接地，所述的充电单元通过单向导电元件的阴极为边沿触发运算单元和初始化单元提供供电电平。

如权利要求 15所述的电源线边沿信号触发的运算装置，其特征在于，所述单向导电元件为二极管，二极管的阳极与电源线连接，阴极通过一储能元件接地，所述的充电单元通过二极管的阴极为边沿触发运算单元和初始化单元提供供电电平；或所述单向导电元件为 NPN三极管形成的等效二极管，所述 NPN三极管的集电极和基极连接后与电源线连接，发射极通过一储能元件接地，所述的充电单元通过 NPN三极管的发射极为边沿触发运算单元和初始化单元提供供电电平；或所述单向导电元件为 PNP三极管形成的等效二极管，所述 PNP三极管的集电极和基极连接后通过一储能元件接地，发射极与电源线连接，所述的充电单元通过 PNP三极管的集电极或基极为边沿触发运算单元和初始化单元提供供电电平。

如权利要求 16所述的电源线边沿信号触发的运算装置，其特征在于，所述的储能元件为充电电容或 MOS管。

一种 LED驱动器，其特征在于，包括如权利要求 1~17中任意一项权利要求所述的电源线边沿信号触发的运算装置，以及用于根据电源线边沿信号触发的运算装置的运算结果驱动 LED的驱动单元。