专利名称:一种led恒流驱动电路的制作方法
技术领域:
本实用新型属于显示电路技术领域,涉及一种LED点阵式显示电路,具体地说,是涉及一种针对LED点阵式显示电路设计的恒流驱动电路。
背景技术:
随着家电用户对显示效果要求的逐渐提高,促使家电领域的显示屏技术迅速发展,显示内容越来越丰富,越来越精细化。目前,家用电器领域的显示屏一般采用LED点阵式电路结构,根据在行与列之间 LED的连接方式不同,可分为共阳极点阵和共阴极点阵。图1示出了一种采用行共阳列共阴编排方式的LED点阵式显示电路,如果需要让某行的LED全部点亮,就给予该行高电平1,然后进行逐列扫描,列扫描脉冲为低电平0时,该行该列的LED就点亮了。如果不想点亮某一列的LED,就向该列输出高电平1,这样就可以实现对特定行上某个LED的亮/灭控制。这就是点阵式LED显示屏的工作原理。对于上述点阵式LED显示屏,其驱动方式主要有三种由分立元器件组建的驱动电路驱动、专用驱动IC驱动和通用驱动IC驱动。纵观显示屏驱动芯片的设计方案,一般采用的驱动方式为SEG(行)驱动为恒压方式,P管开漏输出,GRID (列)驱动为恒压方式,N 管开漏输出,通过对NMOS管或者PMOS管的通断时序进行控制来轮流点亮LED。这种驱动方式的输出电压是固定的,而输出电流是不可控制的,会随着负载的增减而变化。为了能够对 LED的亮度实现8级调节,只能采用占空比调节方式进行亮度控制,即改变用于进行行扫描或者列扫描的脉冲信号占空比,但其扫描频率不变。这种驱动方案可以满足一般的显示需求,但是,在电网供电波动或者显示内部各路分压波动时,会出现显示波动、微闪等现象,从而使得显示效果大打折扣。
实用新型内容本实用新型为了改变LED恒压驱动方式在电网供电波动或者显示内部各路分压波动时,会出现显示波动、微闪的问题,提供了一种LED恒流驱动电路,提高了显示屏的显示效果。为解决上述技术问题,本实用新型采用以下技术方案予以实现一种LED恒流驱动电路,包括控制电路、恒流源电路和开关电路;所述恒流源电路接收控制电路输出的脉冲信号,在控制电路的控制下输出恒定电流至LED电路的阳极,所述LED电路的阴极通过开关电路的开关通路接地,所述开关电路的控制端接收所述控制电路输出的开关控制信号。进一步的,在所述恒流源电路中包含有两个PMOS管和一个集成运放;其中,第一 PMOS管的栅极接收所述控制电路输出的脉冲信号,源极连接直流电源,漏极连接第二 PMOS 管的源极;所述集成运放的同相输入端接收控制电路输出的设定电压,反相输入端连接第二 PMOS管的源极,输出端连接第二 PMOS管的栅极,由此构成负反馈网路;所述第二 PMOS管的漏极连接LED电路的阳极,向LED电路输出恒定电流。当所述LED电路是由多个LED组成的行共阳列共阴的LED点阵式显示电路时,可以在所述LED点阵式显示电路的每一行均对应连接一路所述的恒流源电路。又进一步的,所述开关电路优选采用NMOS管实现,所述LED点阵式显示电路的m 列对应连接m路NMOS管的漏极,所述m路NMOS管的源极接地,栅极对应连接所述控制电路的m个I/O 口,接收控制电路输出的m路开关控制信号;其中,m为正整数。优选的,所述控制电路通过其所述的m个I/O 口输出PWM形式的开关控制信号,控制m路NMOS管轮流导通,即执行列扫描。当所述LED电路为由多个LED组成的行共阴列共阳的LED点阵式显示电路时,可以在所述LED点阵式显示电路的每一列连接一路所述的恒流源电路,为处于同一列上的 LED提供恒定的直流电流。优选的,所述开关电路优选采用NMOS管设计实现,所述LED点阵式显示电路的η 行对应连接η路NMOS管的漏极,所述η路NMOS管的源极接地,栅极对应连接所述控制电路的η个I/O 口,接收控制电路输出的η路开关控制信号;其中,η为正整数。进一步的,所述控制电路通过其所述的η个I/O 口输出PWM形式的开关控制信号, 控制η路NMOS管轮流导通,即执行行扫描。更进一步的,所述控制电路根据LED电路的显示亮度要求,输出不同幅值的设定电压至所述集成运放的同相输入端,通过改变输出到集成运放同相输入端的设定电压幅值,可以调节输出到LED电路的恒定电流值,从而达到调节LED显示亮度的目的。与现有技术相比,本实用新型的优点和积极效果是本实用新型采用恒流驱动方式控制LED电路运行,即使在电网供电出现波动时,由于输入到LED电路的电流保持恒定, 因而可以避免出现显示波动、微闪等现象,由此极大提高了显示效果,使得LED的亮度调节过程变得更加简单。结合附图阅读本实用新型实施方式的详细描述后,本实用新型的其他特点和优点将变得更加清楚。
图1是采用行共阳列共阴编排方式的LED点阵式显示电路的原理图;图2是本实用新型所提出的LED恒流驱动电路中恒流源电路的一种实施例的电路
原理图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的具体实施方式
进行详细地描述。实施例一,本实施例为了解决目前用于点阵式LED显示屏的驱动电路由于采用恒压驱动方式,在电网供电波动或者显示屏内部各路分压波动时,易出现显示波动、微闪等问题,提出了一种LED恒流驱动方式,即通过向LED电路提供恒定的驱动电流,从而使LED稳定发光,杜绝显示波动和微闪现象的发生。具体来讲,可以在LED电路的阳极连接恒流源电路,LED电路的阴极通过开关电路接地,在需要LED点亮时,通过控制电路控制恒流源电路向LED的阳极输出恒定的驱动电流,并控制连接在所述LED阴极的开关电路导通,从而使LED发光显示。由于流过LED的电流保持恒定,因此可以确保LED发光稳定。下面对恒流源电路的具体组建结构及其工作原理进行详细地阐述。参见图2所示,本实施例的恒流源电路采用两个PMOS管VI、V2和一个集成运放 Ul组建实现。其中,第一 PMOS管Vl的栅极连接控制电路,接收控制电路输出的脉冲信号 Vgset,其源极连接直流电源VDD,漏极连接第二 PMOS管V2的源极。所述集成运放Ul的同相输入端+连接控制电路,接收控制电路输出的设定电压Vdset,集成运放Ul的输出端连接第二 PMOS管V2的栅极,并通过第二 PMOS管V2的源极连接其反相输入端_,由此构成负反馈网络,以实现对其输出的栅极电压Vg进行调节。所述第二 PMOS管V2的漏极通过负载 RL接地,向负载RL输出恒定的直流驱动电流。图2所示恒流源电路的工作原理是由于通过控制电路输出的脉冲信号Vgset的幅值固定,即为固定电压,而设定电压Vdset也为固定电压,考虑到集成运放Ul的虚短特性,即V+ = V_,因此,图2中的Vds也为固定电压。由此一来,对于第一 PMOS管Vl而言,因为直流电源VDD、Vgset和Vds的电压固定,因此,可以保证流过第一PMOS管Vl的电流恒定。 当负载RL的阻值变大时,在负载RL变化的瞬间,由于流过负载RL的电流不变,使得Vds的电压升高,由于集成运放Ul工作在负反馈模式,且要求V+ = V_,因此,集成运放Ul调节其输出到第二 PMOS管V2的栅极电压Vg,使得第二 PMOS管V2的导通电阻变小,进而使Vds电压减小,直到Vds = Vdset,达到稳定状态。由于Vds电压不变,因此可以保证流过负载RL 的电流恒定。反之,当负载RL的阻值变小时,在负载RL变化的瞬间,由于流过负载RL的电流不变,使得Vds的电压降低,此时,集成运放Ul调节其输出到第二 PMOS管V2的栅极电压 Vg,使得第二 PMOS管V2的导通电阻变大,进而使Vds电压升高,直到Vds = Vdset,达到稳定状态。由于电压Vds恒定不变,因此可以保证流过负载RL的电流保持恒定。将图2所示的恒流源电路应用于点阵式LED显示电路中,可以为LED提供恒定的驱动电流。以图1所示的采用行共阳列共阴编排方式设计的LED点阵式显示电路为例进行说明,可以在所述LED显示电路的每一行均连接一路图2所示的恒流源电路,每一列仍仿照传统驱动电路设计方式各自通过一路NMOS管接地,即驱动方案为SEG (行)驱动为恒流输出方式,GRID (列)驱动为恒压方式,N管开漏输出。对于n*m矩阵的LED显示电路(n、m均为正整数),可以采用η路恒流源电路与 LED显示电路的η行对应连接,采用m路NMOS管与LED显示电路的m列一一对应连接,且 NMOS管的漏极连接LED显示电路的各列,源极接地,栅极接收控制电路输出的开关控制信号。所述控制电路可以通过其m路I/O 口输出PWM形式的脉冲信号,以列扫描的方式驱动m 路NMOS管轮流导通,即如图1所示的GRID波形。在需要驱动某一行上的LED点亮时,控制电路向连接在该行上的恒流源电路输出高电平的Vgset电压,并根据显示亮度要求输出一定幅值的设定电压Vdset,使恒流源电路开始运行,向该行上的LED输出恒定电流。当需要对LED显示屏的显示亮度进行调节时,只需改变设定电压Vdset的幅值,进而改变流经LED 显示屏行通道内部的恒流电流值,实现LED的亮度调节。采用本实施例所提出的LED恒流驱动方案不是通过调节GRID的占空比进行调节亮度,而是通过SEG通道内部的恒流电流值进行亮度调节,因此,GRID扫描时序波形可以不用改变。[0029]同理,对于采用行共阴列共阳编排方式设计的LED点阵式显示电路,比如将图1 所示的矩阵电路逆时针旋转90度所形成的LED点阵电路,则可以将LED驱动方案修改为 SEG(行)驱动为恒压方式,N管开漏输出,GRID(列)驱动为恒流输出方式。即在LED点阵式显示电路的每一列各自连接一路图2所示的恒流源电路,为处于同一列上的LED提供恒定的直流电流;在LED点阵式显示电路的每一行上各自连接一路NMOS管的漏极,NMOS管的源极接地,栅极对应连接所述控制电路的多路I/O 口,接收控制电路输出的PWM开关控制信号,以行扫描的方式驱动各路NMOS管轮流导通。此时,若要驱动某一列上的LED点亮,只需通过控制电路向连接在该列上的恒流源电路输出Vgset和Vdset电压,即可向LED显示屏的该列通道提供恒定的驱动电流。当然,本实施例所提出的恒流源电路也可以应用于除LED驱动电路以外的其它电子电路设计中,本实施例并不仅限于以上举例。应当指出的是,以上所述仅是本实用新型的一种优选实施方式,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本实用新型原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
权利要求1.一种LED恒流驱动电路,其特征在于包括控制电路、恒流源电路和开关电路;所述恒流源电路接收控制电路输出的脉冲信号,在控制电路的控制下输出恒定电流至LED电路的阳极,所述LED电路的阴极通过开关电路的开关通路接地,所述开关电路的控制端接收所述控制电路输出的开关控制信号。
2.根据权利要求1所述的LED恒流驱动电路,其特征在于在所述恒流源电路中包含有两个PMOS管和一个集成运放;其中,第一PMOS管的栅极接收所述控制电路输出的脉冲信号,源极连接直流电源,漏极连接第二 PMOS管的源极;所述集成运放的同相输入端接收控制电路输出的设定电压,反相输入端连接第二 PMOS管的源极,输出端连接第二 PMOS管的栅极,由此构成负反馈网路;所述第二 PMOS管的漏极连接LED电路的阳极,向LED电路输出恒定电流。
3.根据权利要求2所述的LED恒流驱动电路,其特征在于所述LED电路为由多个LED 组成的行共阳列共阴的LED点阵式显示电路,在所述LED点阵式显示电路的每一行连接一路所述的恒流源电路。
4.根据权利要求3所述的LED恒流驱动电路,其特征在于所述开关电路为NMOS管, 所述LED点阵式显示电路的m列对应连接m路NMOS管的漏极,所述m路NMOS管的源极接地,栅极对应连接所述控制电路的m个I/O 口,接收控制电路输出的m路开关控制信号;其中,m为正整数。
5.根据权利要求2所述的LED恒流驱动电路,其特征在于所述LED电路为由多个LED 组成的行共阴列共阳的LED点阵式显示电路,在所述LED点阵式显示电路的每一列连接一路所述的恒流源电路。
6.根据权利要求5所述的LED恒流驱动电路,其特征在于所述开关电路为NMOS管, 所述LED点阵式显示电路的η行对应连接η路NMOS管的漏极,所述η路NMOS管的源极接地,栅极对应连接所述控制电路的η个I/O 口,接收控制电路输出的η路开关控制信号;其中,η为正整数。
专利摘要本实用新型公开了一种LED恒流驱动电路,包括控制电路、恒流源电路和开关电路;所述恒流源电路接收控制电路输出的脉冲信号,在控制电路的控制下输出恒定电流至LED电路的阳极,所述LED电路的阴极通过开关电路的开关通路接地,所述开关电路的控制端接收所述控制电路输出的开关控制信号。本实用新型采用恒流驱动方式控制LED电路运行,即使在电网供电出现波动时,由于输入到LED电路的电流保持恒定,因而可以避免出现显示波动、微闪等现象,由此极大提高了显示效果,使得LED的亮度调节过程变得更加简单。
文档编号G09G3/32GK201984781SQ201020699419
公开日2011年9月21日 申请日期2010年12月31日 优先权日2010年12月31日
发明者孙江涛 申请人:海信(山东)空调有限公司