Led驅動芯片及其控制方法和led模組的制作方法
【專利摘要】公開了一種LED驅動芯片及其控制方法和LED模組。所述LED驅動芯片具有第一至第四側面，其中第一和第二側面相對，第三和第四側面相對，所述LED驅動芯片包括：用于供電的第一管腳，從第一側面引出并且與第三側面相鄰；用于接地的第二管腳，從第二側面引出并且與第三側面相鄰；用于接收串行輸入信號的第三管腳，從第一側面和第二側面的一個引出；以及用于向外部的LED燈陣列提供多路驅動電流的多個驅動管腳，其中，所述LED驅動芯片配置成根據(jù)串行輸入信號改變所述多個驅動管腳的分布。在LED模組中，通過改變LED驅動芯片的管腳分布，可以提供安裝邊框的位置，并且可以避免模組單元供電和接地布線與模組單元內的信號線交叉。
【專利說明】LED驅動芯片及其控制方法和LED模組

【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及LED顯示【技術領域】，更具體地涉及LED驅動芯片及其控制方法和LED 模組。

【背景技術】
[0002] LED顯示屏廣泛地用于顯示文字和圖案。LED模組是組成LED顯示屏的主要部件， 對應于LED顯示屏的一塊顯示區(qū)域。LED模組可以單個使用，或者多個LED模組依次級聯(lián)成 一組。在LED顯示屏包含多組級聯(lián)LED模組的情形下，顯示屏控制端可以提供多路控制信 號，分別控制相應組的級聯(lián)LED模組，從而在LED顯示屏的特定顯示區(qū)域顯示文字和圖案。 利用級聯(lián)LED模組，可以形成可擴展的顯示部件。
[0003] 圖1示出根據(jù)現(xiàn)有技術的LED模組單元100的結構示意圖。LED模組單元100包 括印刷電路板（PCB) 110,以及安裝在PCB110上的模組輸入接口 120、緩存單元130、LED驅 動芯片140、LED燈陣列150和模組輸出接口 160。此外，LED模組單元100還可以包括電 阻、電容等分立元件和外殼。
[0004] LED模組單元100的模組輸入接口 110和模組輸出接口 160用于級聯(lián)，使得可以從 LED顯示屏的控制端獲取串行數(shù)據(jù)。所述串行數(shù)據(jù)包括數(shù)據(jù)信號、控制信號，當LED顯示系 統(tǒng)為掃描屏系統(tǒng)時還包括掃描信號。LED驅動芯片140例如為集成電路芯片（1C)，用于驅 動與其相連的LED燈陣列150。
[0005] 在一個示例中，如圖2所示，LED驅動芯片140包括16個管腳，分別包括用于供電 的管腳VDD、用于接地的管腳GND、用于接收串行數(shù)據(jù)輸入的管腳DIN、用于提供串行數(shù)據(jù)輸 出的管腳D0UT、用于提供4個內置PM0S管的漏極信號輸出的管腳SCAN0?3、以及用于提 供8路LED陰極驅動信號的管腳0UT0?7。在管腳SCAN0?3中的任一個和管腳0UT0? 7中的任一個之間連接一個LED燈。因此，采用圖2所示的LED驅動芯片140,每一個LED 模組單元100可以驅動4*8個LED燈。
[0006] 圖3和4分別示出根據(jù)現(xiàn)有技術的LED模組200和300的結構示意圖。LED模組 200和300分別包括多個LED模組單元，每個LED模組單元的結構如圖1所示，分別包括各 自的LED驅動芯片和相應的LED燈陣列。
[0007] 在圖3和4所示的實例中，LED模組包括在公共的PCB上形成的2n個模組單元， 其中η為大于等于1的整數(shù)。因此，采用圖2所示的LED驅動芯片140, LED模組可以驅動 4*8*2n個LED燈。在LED模組200和300中，模組單元分為級聯(lián)的第一組模組單元11? In以及級聯(lián)的第二組模組單元21?2n。LED控制板（未示出）向LED模組提供兩路串行 數(shù)據(jù)信號。第一串行數(shù)據(jù)信號在圖中上部的Din焊盤處輸入，經(jīng)由第一組模組單元11?In 到達圖中上部的Dout焊盤。第二串行數(shù)據(jù)信號在圖中下部的Din焊盤處輸入，經(jīng)由第二組 模組單元21?2n到達圖中下部的Dout焊盤。利用級聯(lián)的模組單元，可以形成可擴展的顯 示部件。
[0008] 在PCB的實際布局中，將所有的布線分布在LED燈之間。例如，福建華杰光電有限 公司生產的型號為P10的戶外單色屏LED模組的尺寸為16X32厘米，像素為16X32個，像 素之間的間距為1厘米。在PCB上的布線需要利用LED燈之間的1厘米間距完成。LED模 組的電源總線的布線利用了上下兩組單元之間的間距，總線到各單元的電源、地的布線均 利用了相鄰兩個單元的橫向間距。
[0009] 在實際應用中，需要將多個模組組成更大的屏，這就需要安裝邊框，而邊框會占用 模組四邊的間距。因此，在模組的周邊不適合設置大面積的供電和接地布線。
[0010] 在圖3所示的LED模組200中，最右側單元In、單元2n的供電和接地的布線位于 相應單元的右側，不利于邊框的安裝。為此，對模組最右側單元的電源、地布線進行修改。在 圖4所示的LED模組300中，將最右側單元In、單元2n的供電和接地的布線設置在相應單 元的左側，使得右側的模組周邊留出，用于邊框的安裝。
[0011] 然而，在圖4所示的LED模組300中，供電和接地的布線穿越模組單元，結果供電 和接地布線與單元內部的很多信號線交叉。在采用單層PCB時，需要進行大量的跳線才可 實現(xiàn)穿越模組單元，這給PCB布線帶來了難度和工作量。在采用雙層或多層PCB時，需要借 助過孔和附加的層面才可實現(xiàn)穿越模組單元，這導致制造成本增加。


【發(fā)明內容】

[0012] 本發(fā)明的目的是提供一種可以方便地改變管腳分布而減少布線交叉的LED驅動 芯片及其控制方法和LED模組。
[0013] 根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供一種LED驅動芯片，具有第一至第四側面，其中第一 和第二側面相對，第三和第四側面相對，所述LED驅動芯片包括：用于供電的第一管腳，從 第一側面引出并且與第三側面相鄰；用于接地的第二管腳，從第二側面引出并且與第三側 面相鄰；用于接收串行輸入信號的第三管腳，從第一側面和第二側面的一個引出；以及用 于向外部的LED燈陣列提供多路驅動電流的多個驅動管腳，其中，所述LED驅動芯片配置成 根據(jù)串行輸入信號改變所述多個驅動管腳的分布。
[0014] 優(yōu)選地，所述LED驅動芯片還包括：解碼模塊，對串行輸入信號進行解碼，以獲得 數(shù)據(jù)信號或控制信號；模式設置模塊，根據(jù)控制信號設置輸出端映射模塊的映射關系，使得 多路LED驅動電流分別對應于特定的驅動管腳；信號生成模塊，根據(jù)數(shù)據(jù)信號產生多路LED 驅動電流；輸出端映射模塊，將多路LED驅動電流路由至相應的驅動管腳。
[0015] 優(yōu)選地，所述LED驅動芯片配置成在第一模式和第二模式之間切換，在第一模式 下，所述多路LED驅動電流中的第一組LED驅動電流從第一側面的驅動管腳輸出，第二組 LED驅動電流從第二側面的驅動管腳輸出，以及在第二模式下，所述多路LED驅動電流中的 第一組LED驅動電流從第二側面的驅動管腳輸出，第二組LED驅動電流從第一側面的驅動 管腳輸出。
[0016] 優(yōu)選地，所述LED驅動芯片還包括用于向下一級模組單元提供串行輸出信號的第 四管腳，其中，第三管腳從第一和第二側面中的一個引出，第四管腳從第一和第二側面中的 另一個引出。
[0017] 優(yōu)選地，在所述LED驅動芯片中，根據(jù)第三管腳和第四管腳的信號檢測結果，所述 第三管腳自動配置為輸入模式和輸出模式中的一個，所述第四管腳自動配置為輸入模式和 輸出模式中的另一個。
[0018] 優(yōu)選地，在所述LED驅動芯片中，所述多個驅動管腳包括多個內置場效應晶體管 的漏極信號輸出管腳，以及多個LED的陰極驅動信號管腳，所述LED燈陣列中的每一個LED 燈連接在一個漏極信號輸出管腳和一個陰極驅動信號管腳之間。
[0019] 根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供一種用于上述LED驅動芯片的控制方法，包括：對串 行輸入信號進行解碼，以獲得數(shù)據(jù)信號或控制信號；根據(jù)控制信號設置輸出端映射模塊的 映射關系，使得多路LED驅動電流分別對應于特定的驅動管腳；根據(jù)數(shù)據(jù)信號產生多路LED 驅動電流；以及將多路LED驅動電流路由至相應的驅動管腳。
[0020] 根據(jù)本發(fā)明的第三方面，提供一種LED模組，包括一組級聯(lián)的多個模組單元，每個 模組單元包括上述的LED驅動芯片和相應的LED燈陣列，其中，所述多個模組單元中的LED 驅動芯片固定在公共的印刷電路板上，所述多個模組單元中的至少一個模組單元的LED驅 動芯片相對于其他模組單元的LED驅動芯片旋轉放置。
[0021] 優(yōu)選地，在所述模組中，所述多個模組單元中的至少一個模組單元的LED驅動芯 片相對于其他模組單元的LED驅動芯片旋轉180度。
[0022] 優(yōu)選地，在所述模組中，所述多個模組單元中的最左側模組單元相對于其它模組 單元的LED驅動芯片旋轉放置
[0023] 優(yōu)選地，在所述模組中，所述多個模組單元中的最右側模組單元相對于其它模組 單元的LED驅動芯片旋轉放置。
[0024] 優(yōu)選地，在所述模組中，所述多個模組單元中的所述至少一個模組單元的LED驅 動芯片配置成第一模式，所述多個模組單元中的所述其他模組單元的LED驅動芯片配置成 第二模式。
[0025] 優(yōu)選地，在所述模組中，所述多個模組單元的每一個的LED驅動芯片的供電管腳 和接地管腳均靠近一個相鄰的模組單元，并且利用兩個相鄰模組單元之間的橫向間距，形 成供電布線和接地布線。
[0026] 優(yōu)選地，所述模組還包括至少另一組級聯(lián)的多個模組單元，所述一組級聯(lián)的多個 模組單元和所述至少另一組級聯(lián)的多個模組單元分別接收不同的串行輸入數(shù)據(jù)。
[0027] 優(yōu)選地，在所述模組中，利用所述一組級聯(lián)的多個模組單元和所述至少另一組級 聯(lián)的多個模組單元之間的垂直間距，形成供電總線和接地總線。
[0028] 優(yōu)選地，在所述模組中，每個模組單元的LED驅動芯片的供電布線和接地布線分 別連接到供電總線和接地總線。
[0029] 采用本發(fā)明的LED驅動芯片，可以配置LED驅動芯片的驅動管腳的分布，為供電 和接地布線提供了設計上的靈活性。
[0030] 在優(yōu)選的實施例中，每一個模組單元的LED驅動芯片的供電管腳和接地管腳均靠 近一個相鄰的模組單元，并且利用兩個相鄰模組單元之間的橫向間距，形成供電布線和接 地布線。因此，LED模組的四個側邊可以都沒有供電和接地布線，提供了安裝邊框的位置。
[0031] 供電和接地的布線不需要穿越模組單元，從而避免供電和接地布線與單元內部的 信號線交叉。即使采用單層PCB，也只需要少量的跳線安裝模組單元，從而減小了 PCB布線 難度。并且，由于不需要采用多層PCB，因此降低了 LED模組的制造成本。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0032] 通過以下參照附圖對本發(fā)明實施例的描述，本發(fā)明的上述以及其它目的、特征和 優(yōu)點將更為清楚，在附圖中：
[0033] 圖1示出根據(jù)現(xiàn)有技術的LED模組單元的示意性框圖。
[0034] 圖2示出根據(jù)現(xiàn)有技術的LED驅動芯片的管腳分布示意圖。
[0035] 圖3示出根據(jù)現(xiàn)有技術的LED模組的一個實例的示意性框圖。
[0036] 圖4示出根據(jù)現(xiàn)有技術的LED模組的另一個實例的示意性框圖。
[0037] 圖5a和5b分別示出根據(jù)本發(fā)明的LED驅動芯片在不同模式下的管腳分布示意 圖。
[0038] 圖6a和6b分別示出根據(jù)本發(fā)明的LED驅動芯片安裝在PCB上的布線示意圖。
[0039] 圖7示出根據(jù)本發(fā)明的LED驅動芯片的示意性框圖。
[0040] 圖8示出根據(jù)本發(fā)明的LED模組的示意性框圖。

【具體實施方式】
[0041] 以下將參照附圖更詳細地描述本發(fā)明。在各個附圖中，相同的元件采用類似的附 圖標記來表示。為了清楚起見，附圖中的各個部分沒有按比例繪制。此外，可能未示出某些 公知的部分。
[0042] 應當理解，在描述某個結構時，當將一層、一個區(qū)域稱為位于另一層、另一個區(qū)域 "上面"或"上方"時，可以指直接位于另一層、另一個區(qū)域上面，或者在其與另一層、另一個 區(qū)域之間還包含其它的層或區(qū)域。并且，如果將該結構翻轉，該一層、一個區(qū)域將位于另一 層、另一個區(qū)域"下面"或"下方"。如果為了描述直接位于另一層、另一個區(qū)域上面的情形， 本文將采用"A直接在B上面"或"A在B上面并與之鄰接"的表述方式。
[0043] 本發(fā)明可以各種形式呈現(xiàn)，以下將描述其中一些示例。
[0044] 如上所述，本發(fā)明的目的在于減少LED組件的布線交叉，從而可以使用單層PCB并 且降低制造成本。為此，發(fā)明人設計了可以根據(jù)串行輸入數(shù)據(jù)改變管腳分布的LED驅動芯 片。
[0045] 圖5a和5b示出根據(jù)本發(fā)明的LED驅動芯片440在不同模式下的管腳分布示意圖。 在第一模式下，根據(jù)本發(fā)明的LED驅動芯片440與根據(jù)現(xiàn)有技術的LED驅動芯片140的管 腳數(shù)量和分布相同，如圖5a所示。在第二模式下，根據(jù)本發(fā)明的LED驅動芯片440保持了 用于供電的管腳VDD、用于接地的管腳GND的管腳序號，但改變了其他管腳的管腳序號。
[0046] 具體地，根據(jù)本發(fā)明的LED驅動芯片440在第二模式下重新指定了用于接收串行 數(shù)據(jù)輸入的管腳DIN、用于提供串行數(shù)據(jù)輸出的管腳D0UT的管腳序號、提供4個內置PM0S 管的漏極信號輸出的管腳SCAN0?3、以及用于提供8路LED陰極驅動信號的管腳0UT0? 7的管腳序號。
[0047] 在第一模式下，LED驅動芯片440的管腳分布如表1所示：
[0048] 表 1
[0049]

【權利要求】
1. 一種LED驅動芯片，具有第一至第四側面，其中第一和第二側面相對，第三和第四側 面相對，所述LED驅動芯片包括： 用于供電的第一管腳，從第一側面引出并且與第三側面相鄰； 用于接地的第二管腳，從第二側面引出并且與第三側面相鄰； 用于接收串行輸入信號的第三管腳，從第一側面和第二側面的一個引出；以及 用于向外部的LED燈陣列提供多路驅動電流的多個驅動管腳， 其中，所述LED驅動芯片配置成根據(jù)串行輸入信號改變所述多個驅動管腳的分布。
2. 根據(jù)權利要求1所述的LED驅動芯片，還包括： 解碼模塊，對串行輸入信號進行解碼，以獲得數(shù)據(jù)信號或控制信號； 模式設置模塊，根據(jù)控制信號設置輸出端映射模塊的映射關系，使得多路LED驅動電 流分別對應于特定的驅動管腳； 信號生成模塊，根據(jù)數(shù)據(jù)信號產生多路LED驅動電流； 輸出端映射模塊，將多路LED驅動電流路由至相應的驅動管腳。
3. 根據(jù)權利要求2所述的LED驅動芯片，其中，所述LED驅動芯片配置成在第一模式和 第二模式之間切換， 在第一模式下，所述多路LED驅動電流中的第一組LED驅動電流從第一側面的驅動管 腳輸出，第二組LED驅動電流從第二側面的驅動管腳輸出，以及 在第二模式下，所述多路LED驅動電流中的第一組LED驅動電流從第二側面的驅動管 腳輸出，第二組LED驅動電流從第一側面的驅動管腳輸出。
4. 根據(jù)權利要求2所述的LED驅動芯片，還包括用于向下一級模組單元提供串行輸出 信號的第四管腳， 其中，第三管腳從第一和第二側面中的一個引出，第四管腳從第一和第二側面中的另 一個引出。
5. 根據(jù)權利要求4所述的LED驅動芯片，其中根據(jù)第三管腳和第四管腳的信號檢測結 果，所述第三管腳自動配置為輸入模式和輸出模式中的一個，所述第四管腳自動配置為輸 入模式和輸出模式中的另一個。
6. 根據(jù)權利要求1所述的LED驅動芯片，其中所述多個驅動管腳包括多個內置場效應 晶體管的漏極信號輸出管腳，以及多個LED的陰極驅動信號管腳，所述LED燈陣列中的每一 個LED燈連接在一個漏極信號輸出管腳和一個陰極驅動信號管腳之間。
7. -種用于根據(jù)權利要求1至6中任一項的LED驅動芯片的控制方法，包括： 對串行輸入信號進行解碼，以獲得數(shù)據(jù)信號或控制信號； 根據(jù)控制信號設置輸出端映射模塊的映射關系，使得多路LED驅動電流分別對應于特 定的驅動管腳； 根據(jù)數(shù)據(jù)信號產生多路LED驅動電流；以及 將多路LED驅動電流路由至相應的驅動管腳。
8. -種LED模組，包括一組級聯(lián)的多個模組單元，每個模組單元包括根據(jù)權利要求1至 6中任一項所述的LED驅動芯片和相應的LED燈陣列， 其中，所述多個模組單元中的LED驅動芯片固定在公共的印刷電路板上， 所述多個模組單元中的至少一個模組單元的LED驅動芯片相對于其他模組單元的LED 驅動芯片旋轉放置。
9. 根據(jù)權利要求8所述的LED模組，其中所述多個模組單元中的至少一個模組單元的 LED驅動芯片相對于其他模組單元的LED驅動芯片旋轉180度。
10. 根據(jù)權利要求8所述的LED模組，其中所述多個模組單元中的最左側模組單元相對 于其它模組單元的LED驅動芯片旋轉放置。
11. 根據(jù)權利要求8所述的LED模組，其中所述多個模組單元中的最右側模組單元相對 于其它模組單元的LED驅動芯片旋轉放置。
12. 根據(jù)權利要求8所述的LED模組，其中所述多個模組單元中的所述至少一個模組單 元的LED驅動芯片配置成第一模式，所述多個模組單元中的所述其他模組單元的LED驅動 芯片配置成第二模式。
13. 根據(jù)權利要求12所述的LED模組，其中所述多個模組單元的每一個的LED驅動芯 片的供電管腳和接地管腳均靠近一個相鄰的模組單元，并且利用兩個相鄰模組單元之間的 橫向間距，形成供電布線和接地布線。
14. 根據(jù)權利要求8所述的LED模組，還包括至少另一組級聯(lián)的多個模組單元，所述一 組級聯(lián)的多個模組單元和所述至少另一組級聯(lián)的多個模組單元分別接收不同的串行輸入 數(shù)據(jù)。
15. 根據(jù)權利要求14所述的LED模組，其中利用所述一組級聯(lián)的多個模組單元和所述 至少另一組級聯(lián)的多個模組單元之間的垂直間距，形成供電總線和接地總線。
16. 根據(jù)權利要求15所述的LED模組，其中每個模組單元的LED驅動芯片的供電布線 和接地布線分別連接到供電總線和接地總線。
【文檔編號】G09G3/32GK104050924SQ201410300251
【公開日】2014年9月17日 申請日期:2014年6月27日 優(yōu)先權日:2014年6月27日
【發(fā)明者】趙啟永, 張世僑, 宋衛(wèi)權, 楊小中, 管紅登, 斯斐霞 申請人:杭州士蘭微電子股份有限公司, 福建華杰光電有限公司