一種led驅(qū)動芯片輸出電流的精確控制技術(shù)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明是針對應(yīng)用戶外、室內(nèi)LED驅(qū)動集成電路的單線數(shù)據(jù)傳輸控制及傳輸技術(shù)，具體是指一種LED驅(qū)動芯片輸出電流的精確控制技術(shù)。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，在應(yīng)用戶外、室內(nèi)LED驅(qū)動芯片的單線數(shù)據(jù)傳輸時(shí)，一般采用的方法是邊處理數(shù)據(jù)邊傳輸?shù)姆椒ǎ@樣造成了數(shù)據(jù)傳輸量大的問題，對傳輸導(dǎo)線的要求很高。同時(shí)，對電流的處理方法一般是一個(gè)調(diào)節(jié)電流命令幀來控制所有的芯片，這樣在控制單個(gè)芯片的能力有限，如果遇到某個(gè)燈點(diǎn)由于其他因素造成電流過小或過大時(shí)，只能去處理該燈點(diǎn)。在實(shí)際應(yīng)用中，由于集成電路芯片的工藝加工不一致性和應(yīng)用環(huán)境的變化等因素，會造成在傳輸數(shù)據(jù)過程中有效的表征數(shù)據(jù)信息的脈沖寬度變窄或變寬，以至在級聯(lián)較多時(shí)，脈沖寬度會消失或不足以表征所攜帶的信息，最終的結(jié)果是數(shù)據(jù)傳輸受級聯(lián)個(gè)數(shù)和傳輸距離限制，使數(shù)據(jù)不能級聯(lián)過多。在環(huán)境變化時(shí)，芯片內(nèi)部時(shí)鐘頻率也有可能發(fā)現(xiàn)改變而使解碼發(fā)生錯(cuò)誤。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是用較為簡單的方法解決了上述問題，滿足了減少數(shù)據(jù)量、控制電流精確、處理數(shù)據(jù)和抗干擾能力強(qiáng)的要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種LED驅(qū)動芯片輸出電流的精確控制技術(shù)，本發(fā)明能夠精確控制單個(gè)芯片的電流，并能夠逐次減少傳輸信號的數(shù)量。
[0004]本發(fā)明技術(shù)方案如下:一種LED驅(qū)動芯片輸出電流的精確控制技術(shù)，在傳輸過程中，單個(gè)LED驅(qū)動芯片數(shù)據(jù)輸入輸出信號線各有一根，N個(gè)LED驅(qū)動芯片級聯(lián)。上電后，所有芯片的總線處于關(guān)閉狀態(tài)，芯片不能夠傳輸信號，只能夠接受數(shù)據(jù)。以傳輸RGB數(shù)據(jù)為例，當(dāng)輸入數(shù)據(jù)到達(dá)第一顆芯片時(shí)，芯片接受數(shù)據(jù)并進(jìn)行解碼，并生成RGB數(shù)據(jù)。當(dāng)芯片接受完一個(gè)數(shù)據(jù)包后，芯片總線被打開。后續(xù)數(shù)據(jù)能夠通過該芯片進(jìn)行傳輸，而該芯片并不進(jìn)行解碼，后續(xù)芯片只接收2-N顆芯片數(shù)據(jù)。當(dāng)輸入數(shù)據(jù)到達(dá)第二顆芯片時(shí)，芯片接收第二顆芯片數(shù)據(jù)，并轉(zhuǎn)換成RGB數(shù)據(jù)，同時(shí)傳輸?shù)?-N顆芯片數(shù)據(jù)。依次類推，第N顆芯片接收第N顆芯片數(shù)據(jù)，并轉(zhuǎn)換成RGB數(shù)據(jù)。當(dāng)所有數(shù)據(jù)都被傳輸完成后，所有芯片產(chǎn)生一個(gè)同步信號，所有芯片的RGB數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成PWM波形進(jìn)行輸出驅(qū)動各自LED燈。
[0005]上述RGB數(shù)據(jù)傳輸方式同樣可以傳輸調(diào)節(jié)電流命令，故可以單獨(dú)控制單的脈寬損失、時(shí)鐘抖動等。
[0007]信號經(jīng)過LED驅(qū)動芯片的鎖存后傳輸給下一級芯片，通過內(nèi)部時(shí)鐘的鎖存可以達(dá)到信號重建的作用，有利于減少級聯(lián)過程中的脈寬損失，增加芯片的級聯(lián)能力。
[0008]發(fā)送的數(shù)據(jù)信號采用曼徹斯特編碼，必須滿足頻率在100Hz?1.5MHz之內(nèi)，且同一邊沿有效時(shí)占空比變化不能超過25%。
[0009]數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議以40bit(12bit)數(shù)據(jù)為一組數(shù)據(jù)指令單位結(jié)構(gòu)，其中包含起始位、判別位、RGB數(shù)據(jù)(電流數(shù)據(jù))、停止位。
[0010]所述LED驅(qū)動芯片除因電源穩(wěn)定性而外接電容外，無其他外接電阻電容。
[0011]采用本發(fā)明后，可以在應(yīng)用戶外、室內(nèi)LED驅(qū)動芯片的單線數(shù)據(jù)傳輸時(shí)，降低數(shù)據(jù)的傳輸量，減輕導(dǎo)線的負(fù)荷，還能夠精確控制單顆芯片的輸出電流，增強(qiáng)芯片的容錯(cuò)和抗干擾能力，使單線級聯(lián)更加方便和穩(wěn)定。
[0012]附圖與實(shí)施方式如下:
【附圖說明】
[0013]圖1LED驅(qū)動芯片內(nèi)部示意圖。
[0014]圖2是為本發(fā)明的級聯(lián)示意圖。
[0015]圖3和圖4為曼徹斯特編碼示意圖。
[0016]圖5是本發(fā)明芯片數(shù)據(jù)處理原理示意圖。
[0017]圖6是芯片內(nèi)部工作原理狀態(tài)機(jī)。
【具體實(shí)施方式】
[0018]本發(fā)明用于LED驅(qū)動芯片輸出電流的精確控制技術(shù)，其工作原理是:在傳輸過程中，單個(gè)LED驅(qū)動芯片數(shù)據(jù)輸入輸出信號線各有一根，N個(gè)LED驅(qū)動芯片級聯(lián)。上電后，所有芯片的總線處于關(guān)閉狀態(tài)，芯片不能夠傳輸信號，只能夠接受數(shù)據(jù)。以傳輸RGB數(shù)據(jù)為例，當(dāng)輸入數(shù)據(jù)到達(dá)第一顆芯片時(shí)，芯片接受數(shù)據(jù)并進(jìn)行解碼，并生成RGB數(shù)據(jù)。當(dāng)芯片接受完一個(gè)數(shù)據(jù)包后，芯片總線被打開。后續(xù)數(shù)據(jù)能夠通過該芯片進(jìn)行傳輸，而該芯片并不進(jìn)行解碼，后續(xù)芯片只接收2-N顆芯片數(shù)據(jù)。當(dāng)輸入數(shù)據(jù)到達(dá)第二顆芯片時(shí)，芯片接收第二顆芯片數(shù)據(jù)，并轉(zhuǎn)換成RGB數(shù)據(jù)，同時(shí)傳輸?shù)?-N顆芯片數(shù)據(jù)。依次類推，第N顆芯片接收第N顆芯片數(shù)據(jù)，并轉(zhuǎn)換成RGB數(shù)據(jù)。當(dāng)所有數(shù)據(jù)都被傳輸完成后，所有芯片產(chǎn)生一個(gè)同步信號，所有芯片的RGB數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成PWM波形進(jìn)行輸出驅(qū)動各自LED燈。LED驅(qū)動芯片內(nèi)部如圖1所示，包括解碼及傳輸模塊、解析模塊、輸出模塊、時(shí)鐘模塊、電源控制模塊。其中，電源控制模塊給芯片內(nèi)部模塊供電；時(shí)鐘模塊產(chǎn)生芯片內(nèi)部時(shí)鐘，供給各個(gè)模塊；解碼及傳輸模塊對輸入信號進(jìn)行解碼、存儲和傳輸；解析模塊根據(jù)解碼結(jié)果產(chǎn)生色彩和電流數(shù)據(jù)；輸出模塊根據(jù)解析數(shù)據(jù)產(chǎn)生輸出波形。LED驅(qū)動芯片的級聯(lián)如圖2所示。
[0019]曼徹斯特編碼示意圖如圖3和圖4所示，圖中以曼徹斯特編碼“1101”和“0010”為例說明，其中包含了下降沿有效的“1”、上升沿有效的變化到“0”以及“0”變化到 “1”。
[0020]具體數(shù)據(jù)包通信協(xié)議幀結(jié)構(gòu)為:
[0021]數(shù)據(jù)幀:2,bll+1' bl+12bitsR+12bitsG+12bitsB+l' bl
[0022]調(diào)節(jié)電流命令幀:2'bll+1' bO+8bitsDATA+l/ bl
[0023]通信協(xié)議幀說明:如上所述，數(shù)據(jù)幀包括起始位2' bll，判別位1' bl，12位紅色數(shù)據(jù)12bitsR，12位綠色數(shù)據(jù)12bitsG，12位藍(lán)色數(shù)據(jù)12bitsB，停止位1' bl ;調(diào)節(jié)電流命令幀包括起始位2' bll，判別位1' b0，8位電流數(shù)據(jù)8bitsDATA，停止位1' bl。發(fā)送過程中，通信協(xié)議幀的順序是起始位、判別位、數(shù)據(jù)、停止位。所有芯片接收的數(shù)據(jù)包都是按照上述格式和順序進(jìn)行排列。
[0024]傳輸原理:上電后，芯片個(gè)模塊寄存器復(fù)位，所有芯片的總線被關(guān)閉，此時(shí)的芯片只能接收發(fā)送過來的數(shù)據(jù)，且只接收和處理與上述通信協(xié)議幀結(jié)構(gòu)一致的數(shù)據(jù)，若判別位為1，則按照數(shù)據(jù)幀的結(jié)構(gòu)進(jìn)行處理，若判別位為0，則按照調(diào)節(jié)電流命令幀的結(jié)構(gòu)進(jìn)行處理，接收完畢后，芯片存儲接收到的數(shù)據(jù)，同時(shí)總線被打開，通過Sdo傳輸數(shù)據(jù)給下一顆芯片。下一顆芯片重復(fù)上述過程。總線的功能是控制芯片是否能夠發(fā)送數(shù)據(jù)，當(dāng)總線關(guān)閉時(shí)，芯片只接收與處理數(shù)據(jù)，不發(fā)送數(shù)據(jù)；當(dāng)總線打開時(shí)，芯片只鎖存與發(fā)送數(shù)據(jù)，不處理數(shù)據(jù)。故芯片傳輸?shù)臄?shù)據(jù)逐級減少。當(dāng)所有的數(shù)據(jù)發(fā)送完畢后，所有級聯(lián)的芯片內(nèi)部會產(chǎn)生一個(gè)PWM同步信號，把存儲的PWM或者電流數(shù)據(jù)通過輸出模塊進(jìn)行輸出，輸出信號為out_r、out_g、out_b。這樣就完成了一幀數(shù)據(jù)的傳輸與顯示。芯片內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖1所示，級聯(lián)示意圖如圖2所示。
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