一種燈芯一體化led燈珠及燈珠控制系統(tǒng)的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種燈芯一體化LED燈珠，包括驅(qū)動(dòng)控制芯片，驅(qū)動(dòng)控制芯片包括串行解碼電路、PWM控制電路、RC振蕩電路、整形轉(zhuǎn)發(fā)電路、恒流控制電路、LED驅(qū)動(dòng)電路、紅色LED燈、綠色LED燈和藍(lán)色LED燈，驅(qū)動(dòng)控制芯片設(shè)有第一數(shù)據(jù)輸入引腳、第二數(shù)據(jù)輸入引腳、第一數(shù)據(jù)輸出引腳和第二數(shù)據(jù)輸出引腳，串行解碼電路接收單線串行數(shù)據(jù)并進(jìn)行解碼，LED驅(qū)動(dòng)電路控制紅色LED燈、綠色LED燈和藍(lán)色LED燈的發(fā)光亮度和灰度。本發(fā)明還涉及一種燈珠控制系統(tǒng)，包括控制器和多個(gè)級(jí)聯(lián)的燈珠，燈珠為燈芯一體化LED燈珠。實(shí)施本發(fā)明，具有以下有益效果：電路相對(duì)簡(jiǎn)單、適合做體積小、各種異型、柔性或線路板很窄的產(chǎn)品。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
_種燈芯_體化LED燈珠及燈珠控制系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及LED領(lǐng)域，特別涉及一種燈芯一體化LED燈珠及燈珠控制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]LED具有高節(jié)能、長(zhǎng)壽命、利環(huán)保、配套投資小和多變幻的優(yōu)點(diǎn)。LED采用直流驅(qū)動(dòng)，超低功耗(單管0.03瓦-1瓦)，電光功率轉(zhuǎn)換接近100%，相同照明效果比傳統(tǒng)光源節(jié)能80%以上。LED光源被稱為長(zhǎng)壽燈，意為永不熄滅的燈，其使用壽命可達(dá)5萬(wàn)到10萬(wàn)小時(shí)，比傳統(tǒng)光源壽命長(zhǎng)10倍以上。LED是一種綠色光源，環(huán)保效益更佳。由于LED照明燈具以極小的功率達(dá)到5倍功率的照明燈具的效果，其配套投資小。LED光源可利用紅、綠、籃三基色原理，在計(jì)算機(jī)技術(shù)控制下使三種顏色具有256級(jí)灰度并進(jìn)行任意混合，即可產(chǎn)生256*256*256 =16777216種顏色，形成不同光色的組合變化多端，實(shí)現(xiàn)豐富多彩的動(dòng)態(tài)變化效果及各種圖像。
[0003]傳統(tǒng)的燈珠內(nèi)部包含控制芯片，燈珠與用于驅(qū)動(dòng)的芯片是各自獨(dú)立的，這樣使得電路相對(duì)復(fù)雜，元器件較多，不適合做體積小的產(chǎn)品或者線路板很窄的產(chǎn)品。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題在于，針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的上述電路相對(duì)復(fù)雜、不適合做體積小或線路板很窄的產(chǎn)品的缺陷，提供一種電路相對(duì)簡(jiǎn)單、適合做體積小、各種異型、柔性或線路板很窄的產(chǎn)品的燈芯一體化LED燈珠及燈珠控制系統(tǒng)。
[0005]本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是:構(gòu)造一種燈芯一體化LED燈珠，包括驅(qū)動(dòng)控制芯片，所述驅(qū)動(dòng)控制芯片包括串行解碼電路、PffM控制電路、RC振蕩電路、整形轉(zhuǎn)發(fā)電路、恒流控制電路、LED驅(qū)動(dòng)電路、紅色LED燈、綠色LED燈和藍(lán)色LED燈，所述驅(qū)動(dòng)控制芯片還設(shè)有第一數(shù)據(jù)輸入引腳、第二數(shù)據(jù)輸入引腳、第一數(shù)據(jù)輸出引腳和第二數(shù)據(jù)輸出引腳，所述串行解碼電路分別與所述第一數(shù)據(jù)輸入引腳和第二數(shù)據(jù)輸入引腳連接、用于對(duì)單線串行數(shù)據(jù)進(jìn)行接收并解碼，所述PWM控制電路分別與所述串行解碼電路和LED驅(qū)動(dòng)電路連接、用于通過(guò)脈寬調(diào)制的方式實(shí)現(xiàn)對(duì)所述紅色LED燈、綠色LED燈和藍(lán)色LED燈的亮度和灰度控制，所述RC振蕩電路與所述PffM控制電路連接、用于為所述驅(qū)動(dòng)控制芯片的工作提供振蕩時(shí)鐘，所述恒流控制電路分別與所述串行解碼電路和LED驅(qū)動(dòng)電路連接、用于控制使流過(guò)所述紅色LED燈、綠色LED燈和藍(lán)色LED燈的電流大小保持恒定，所述LED驅(qū)動(dòng)電路還分別與所述紅色LED燈、綠色LED燈和藍(lán)色LED燈連接、用于控制所述紅色LED燈、綠色LED燈和藍(lán)色LED燈的發(fā)光亮度和灰度，所述整形轉(zhuǎn)發(fā)電路接收所述串行解碼電路傳送的數(shù)據(jù)并分別通過(guò)所述第一數(shù)據(jù)輸出引腳和第二數(shù)據(jù)輸出引腳進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)。
[0006]在本發(fā)明所述的燈芯一體化LED燈珠中，采用LED3535封裝方式。
[0007]在本發(fā)明所述的燈芯一體化LED燈珠中，所述LED驅(qū)動(dòng)電路設(shè)有用于控制所述紅色LED燈的亮度和灰度的OUTR通道、用于控制所述綠色LED燈的亮度和灰度的OUTG通道和用于控制所述藍(lán)色LED燈的亮度和灰度的OUTB通道。
[0008]在本發(fā)明所述的燈芯一體化LED燈珠中，當(dāng)所述第一數(shù)據(jù)輸入引腳在設(shè)定時(shí)間內(nèi)保持懸空或低電平狀態(tài)，所述啟動(dòng)控制芯片自動(dòng)切換到第二數(shù)據(jù)輸入引腳選擇信號(hào)輸入。
[0009]在本發(fā)明所述的燈芯一體化LED燈珠中，所述設(shè)定時(shí)間為150ms。
[0010]在本發(fā)明所述的燈芯一體化LED燈珠中，當(dāng)所述第一數(shù)據(jù)輸入引腳保持高電平時(shí)，所述紅色LED燈、綠色LED燈和藍(lán)色LED燈處于關(guān)斷狀態(tài)。
[0011]在本發(fā)明所述的燈芯一體化LED燈珠中，采用單線通訊方式，采用歸O碼的方式發(fā)送信號(hào)。
[0012]在本發(fā)明所述的燈芯一體化LED燈珠中，所述驅(qū)動(dòng)控制芯片還設(shè)有電源引腳和接地引腳。
[0013]本發(fā)明還涉及一種燈珠控制系統(tǒng)，包括控制器和多個(gè)級(jí)聯(lián)的燈珠，所述燈珠為上述燈芯一體化LED燈珠中的任意一個(gè)，所述控制器的一輸出引腳通過(guò)第一電阻與第一級(jí)燈珠的驅(qū)動(dòng)控制芯片的第一數(shù)據(jù)輸入引腳連接，所述控制器的另一輸出引腳通過(guò)第二電阻與第二級(jí)燈珠的驅(qū)動(dòng)控制芯片的第二數(shù)據(jù)輸入引腳連接，當(dāng)前級(jí)燈珠的驅(qū)動(dòng)控制芯片的第一數(shù)據(jù)輸出引腳通過(guò)所述第一電阻與下一級(jí)燈珠的驅(qū)動(dòng)控制芯片的第一數(shù)據(jù)輸入引腳連接，所述當(dāng)前級(jí)燈珠的驅(qū)動(dòng)控制芯片的第二數(shù)據(jù)輸出引腳通過(guò)所述第二電阻與其后第二級(jí)燈珠的驅(qū)動(dòng)控制芯片的第一數(shù)據(jù)輸入引腳連接。
[0014]在本發(fā)明所述的燈珠控制系統(tǒng)中，所述控制器還設(shè)有電源引腳和接地引腳，所述電源引腳通過(guò)一個(gè)電容與所述接地引腳連接。
[0015]實(shí)施本發(fā)明的燈芯一體化LED燈珠及燈珠控制系統(tǒng)，具有以下有益效果:由于驅(qū)動(dòng)控制芯片包括串行解碼電路、PWM控制電路、RC振蕩電路、整形轉(zhuǎn)發(fā)電路、恒流控制電路、LED驅(qū)動(dòng)電路、紅色LED燈、綠色LED燈和藍(lán)色LED燈，也就是將LED驅(qū)動(dòng)電路、紅色LED燈、綠色LED燈和藍(lán)色LED燈做成了一體的封裝形式，相當(dāng)于燈珠內(nèi)包含了發(fā)光的LED和控制其發(fā)光的驅(qū)動(dòng)控制芯片，其集成度高，使外圍電路得到簡(jiǎn)化，適合做小體積產(chǎn)品，所以其電路相對(duì)簡(jiǎn)單、適合做體積小、各種異型、柔性或線路板很窄的產(chǎn)品。
【附圖說(shuō)明】
[0016]為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0017]圖1為本發(fā)明燈芯一體化LED燈珠及燈珠控制系統(tǒng)一個(gè)實(shí)施例中驅(qū)動(dòng)控制芯片的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖2為所述實(shí)施例中燈珠控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖3為所述實(shí)施例中燈珠控制系統(tǒng)的電路原理圖；
[0020]圖4為所述實(shí)施例中控制器發(fā)送一幀完整數(shù)據(jù)包的結(jié)構(gòu)格式示意圖；
[0021]圖5為所述實(shí)施例中Cl命令格式的示意圖；
[0022]圖6為所述實(shí)施例中C2命令格式的示意圖；
[0023]圖7為所述實(shí)施例中Dl命令格式的示意圖；
[0024]圖8為所述實(shí)施例中控制器的一輸出引腳的輸出數(shù)據(jù)的格式示意圖；
[0025]圖9為所述實(shí)施例中控制器的另一輸出引腳的輸出數(shù)據(jù)的格式示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0026]下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0027]在本發(fā)明燈芯一體化LED燈珠及燈珠控制系統(tǒng)實(shí)施例中，其燈芯一體化LED燈珠包括驅(qū)動(dòng)控制芯片，驅(qū)動(dòng)控制芯片的結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示。圖1中，該驅(qū)動(dòng)控制芯片包括串行解碼電路1、Pmi控制電路2、RC振蕩電路3、整形轉(zhuǎn)發(fā)電路4、恒流控制電路5、LED驅(qū)動(dòng)電路6、紅色LED燈LEDl、綠色LED燈LED2和藍(lán)色LED燈LED3，驅(qū)動(dòng)控制芯片還設(shè)有第一數(shù)據(jù)輸入引腳DIN、第二數(shù)據(jù)輸入引腳FDIN、第一數(shù)據(jù)輸出引腳DOl和第二數(shù)據(jù)輸出引腳D02，雙端輸入輸出可保證可靠性，可以實(shí)現(xiàn)單線串行級(jí)聯(lián)傳輸，通過(guò)一根信號(hào)線完成數(shù)據(jù)的接收與解碼，壞一個(gè)驅(qū)動(dòng)控制芯片(燈芯一體化LED燈珠)不影響傳輸(只影響一個(gè)像素點(diǎn)，而傳統(tǒng)的會(huì)影響I?1023個(gè)像素)。本實(shí)施例中，驅(qū)動(dòng)控制芯片還設(shè)有電源引腳VDD和接地弓丨腳GND。
[0028]本實(shí)施例中，串行解碼電路I分別與第一數(shù)據(jù)輸入引腳DIN和第二數(shù)據(jù)輸入引腳FDIN連接、用于接收單線串行數(shù)據(jù)并對(duì)其進(jìn)行解碼，PffM控制電路2分別與串行解碼電路I和LED驅(qū)動(dòng)電路6連接、用于通過(guò)脈寬調(diào)制的方式實(shí)現(xiàn)對(duì)紅色LED燈LEDl、綠色LED燈LED2和藍(lán)色LED燈LED3的亮度和灰度控制。PWM控制電路2能夠?qū)崿F(xiàn)256級(jí)調(diào)節(jié)，掃描頻率2KHz。本實(shí)施例中，PffM控制電路2的內(nèi)部集成gamma修正為65536，修正值2.4，gamma的豐線性調(diào)整更適合人眼的視覺(jué)特性，使得畫(huà)面的對(duì)比度更高，畫(huà)面層次感更好。值得一提的是，本實(shí)施例中，紅色LED燈LEDl、綠色LED燈LED2和藍(lán)色LED燈LED3相當(dāng)于三色一體。
[0029]本實(shí)施例中，RC振蕩電路3與PffM控制電路2連接、用于為驅(qū)動(dòng)控制芯片的工作提供振蕩時(shí)鐘，RC振蕩電路3能根據(jù)數(shù)據(jù)線上信號(hào)進(jìn)行時(shí)鐘同步，其傳輸可靠。恒流控制電路5分別與串行解碼電路I和LED驅(qū)動(dòng)電路6連接、用于控制使導(dǎo)通時(shí)流過(guò)紅色LED燈LED1、綠色LED燈LED2和藍(lán)色LED燈LED3的電流大小保持恒定。恒流控制電路5能夠?qū)崿F(xiàn)128級(jí)調(diào)節(jié)(2mA?25mA)，無(wú)灰度損失的白平衡調(diào)整。
[0030]本實(shí)施例中，LED驅(qū)動(dòng)電路6采用功率CMOS工藝。LED驅(qū)動(dòng)電路6還分別與紅色LED燈LEDl、綠色LED燈LED2和藍(lán)色LED燈LED3連接、用于控制紅色LED燈LEDl、綠色LED燈LED2和藍(lán)色LED燈LED3的發(fā)光亮度和灰度，整形轉(zhuǎn)發(fā)電路4接收串行解碼電路I傳送的數(shù)據(jù)，根據(jù)接收到的數(shù)據(jù)，對(duì)其對(duì)其波形及時(shí)序?qū)挾劝凑招酒陨淼恼袷帟r(shí)鐘重新生成新的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)序的數(shù)據(jù)，并分別通過(guò)第一數(shù)據(jù)輸出引腳DOl和第二數(shù)據(jù)輸出引腳D02進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)。通過(guò)采用自動(dòng)整形轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù)，信號(hào)不會(huì)失真衰減，使得燈芯一體化LED燈珠的級(jí)聯(lián)個(gè)數(shù)不受信號(hào)傳送的限制，僅受限于刷屏速度的要求。
[0031]本實(shí)施例中，通過(guò)將LED驅(qū)動(dòng)電路6、紅色LED燈LEDl、綠色LED燈LED2和藍(lán)色LED燈LED3做成了一體的封裝形式，相當(dāng)于燈珠內(nèi)包含了發(fā)光的LED和控制其發(fā)光的驅(qū)動(dòng)控制芯片，其集成度高，使外圍電路得到簡(jiǎn)化，適合做小體積產(chǎn)品，所以其電路相對(duì)簡(jiǎn)單、適合做體積小、各種異型、柔性或線路板很窄的產(chǎn)品。
[0032]本實(shí)施例中，該燈芯一體化LED燈珠采用LED3535封裝方式。值得一提的是，驅(qū)動(dòng)控制芯片還內(nèi)置上電復(fù)位電路(圖中未示出)，上電復(fù)位后內(nèi)部寄器默認(rèn)清零。
[0033]本實(shí)施例中，LED驅(qū)動(dòng)電路6設(shè)有OUTR通道、OUTG通道和OUTB通道(圖中未示出)，其中，OUTR通道用于控制紅色LED燈LEDl的亮度和灰度，OUTG通道用于控制綠色LED燈LED2的亮度和灰度，OUTB通道用于控制藍(lán)色LED燈LED3的亮度和灰度?？刂破魍ㄟ^(guò)輸入一組特定的數(shù)據(jù)，既可以實(shí)現(xiàn)對(duì)紅色LED燈LEDl、綠色LED燈LED2和藍(lán)色LED燈LED3的控制。
[0034]本實(shí)施例中，該燈芯一體化LED燈珠采用單線通訊方式，采用歸O碼的方式發(fā)送信號(hào)。內(nèi)部電路在上電復(fù)位以后，接收第一數(shù)據(jù)輸入引腳DIN傳送來(lái)的數(shù)據(jù)，接收完所需的數(shù)據(jù)后，第一數(shù)據(jù)輸出引腳DOl和第二數(shù)據(jù)輸出引腳D02開(kāi)始轉(zhuǎn)發(fā)第一數(shù)據(jù)輸入引腳DIN后續(xù)發(fā)來(lái)的數(shù)據(jù)，為下個(gè)級(jí)聯(lián)的驅(qū)動(dòng)控制芯片提供輸入數(shù)據(jù)。在轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)之前，第一數(shù)據(jù)輸出引腳DOl和第二數(shù)據(jù)輸出引腳D02 口一直為低電平。如果第一數(shù)據(jù)輸入引腳DIN輸入復(fù)位信號(hào)，內(nèi)部電路將在復(fù)位成功后根據(jù)接收到的數(shù)據(jù)輸出相對(duì)應(yīng)PWM占空比，然后分別控制紅色LED燈LEDl、綠色LED燈LED2和藍(lán)色LED燈LED3的點(diǎn)亮。且驅(qū)動(dòng)電路重新等待接受新的數(shù)據(jù)，在接收完先前的數(shù)據(jù)后，通過(guò)第一數(shù)據(jù)輸出引腳DOl和第二數(shù)據(jù)輸出引腳D02轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)，驅(qū)動(dòng)控制芯片在沒(méi)有接收到復(fù)位信號(hào)前，OUTR通道、OUTG通道和OUTB通道原輸出保持不變。
[0035]本實(shí)施例中，第一數(shù)據(jù)輸入引腳DIN和第二數(shù)據(jù)輸入引腳FDIN同時(shí)檢測(cè)輸入信號(hào)，如果第一數(shù)據(jù)輸入引腳DIN在設(shè)定時(shí)間內(nèi)保持懸空或低電平狀態(tài)，則驅(qū)動(dòng)控制芯片自動(dòng)切換到第二數(shù)據(jù)輸入引腳roiN選擇信號(hào)輸入。第二數(shù)據(jù)輸入引腳FDIN只有在第一數(shù)據(jù)輸入引腳DIN沒(méi)有信號(hào)輸入時(shí)才起作用，作為輸入備用通道。上述設(shè)定時(shí)間為150ms，當(dāng)然，在本實(shí)施例的一些情況下，設(shè)定時(shí)間的大小可根據(jù)具體情況進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整。本實(shí)施例中，當(dāng)?shù)谝粩?shù)據(jù)輸入引腳DIN保持高電平時(shí)，紅色LED燈LEDl、綠色LED燈LED2和藍(lán)色LED燈LED3處于關(guān)斷狀態(tài)。
[0036]值得一提的是，本實(shí)施例中，驅(qū)動(dòng)控制芯片的邏輯電源電壓的極限值為5.5V，驅(qū)動(dòng)內(nèi)部RGB電流的極限值為2?25mA，端口驅(qū)動(dòng)電壓的極限值為5.6V，串行時(shí)鐘頻率的極限值為1.2mHz，工作溫度范圍的極限值為-40?+85°C，儲(chǔ)存溫度范圍的極限值為-55?+150°C，靜電ESD的極限值為3000V。驅(qū)動(dòng)控制芯片的工作電壓為4.5V?5.5V，端口耐壓為5.5V。燈珠內(nèi)部電路長(zhǎng)時(shí)間工作在上述極限參數(shù)條件下，可能造成器件可靠性降低或永久性損壞，實(shí)際使用時(shí)，任何一項(xiàng)參數(shù)需要在低于極限值的情況下工作。
[0037]本實(shí)施例還涉及一種燈珠控制系統(tǒng)，圖2為本實(shí)施例中燈珠控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。本實(shí)施例中，該燈珠控制系統(tǒng)包括控制器和多個(gè)級(jí)聯(lián)的燈珠，級(jí)聯(lián)的燈珠為本實(shí)施例中的上述一體化LED燈珠。圖2中，其中data I為控制器發(fā)送的數(shù)據(jù)，data2、data3、data4為級(jí)聯(lián)的驅(qū)動(dòng)控制芯片轉(zhuǎn)發(fā)的數(shù)據(jù)。圖2作為例子只畫(huà)出了三個(gè)驅(qū)動(dòng)控制芯片，為了進(jìn)行區(qū)別，分別將其稱為第一驅(qū)動(dòng)控制芯片Ul、第二驅(qū)動(dòng)控制芯片U2和第三驅(qū)動(dòng)控制芯片U3。
[0038]本實(shí)施例中，燈珠級(jí)聯(lián)和數(shù)據(jù)傳輸并轉(zhuǎn)發(fā)的過(guò)程如下:控制器發(fā)來(lái)datal數(shù)據(jù)，首先第一驅(qū)動(dòng)控制芯片Ul會(huì)對(duì)數(shù)據(jù)Cl、C2進(jìn)行校驗(yàn)，如果正確，則第一驅(qū)動(dòng)控制芯片Ul接收并轉(zhuǎn)發(fā)Cl命令和C2命令，吸收掉datal數(shù)據(jù)，如果此時(shí)沒(méi)有復(fù)位信號(hào)，第一驅(qū)動(dòng)控制芯片Ul —直轉(zhuǎn)發(fā)控制器繼續(xù)發(fā)來(lái)的數(shù)據(jù)，第二驅(qū)動(dòng)控制芯片U2同理也會(huì)進(jìn)行對(duì)C1、C2校驗(yàn)，正確后才接收第一驅(qū)動(dòng)控制芯片Ul轉(zhuǎn)發(fā)來(lái)的Cl命令和C2命令，吸收掉data2數(shù)據(jù)，依此類(lèi)推，發(fā)完所有數(shù)據(jù)后，發(fā)復(fù)位命令，所有的驅(qū)動(dòng)控制芯片就會(huì)復(fù)位，并把各自接收到的數(shù)據(jù)解碼后控制OUTR通道、OUTG通道和OUTB通道輸出，完成一個(gè)數(shù)據(jù)刷新周期。所有的驅(qū)動(dòng)控制芯片又回到接收準(zhǔn)備狀態(tài)。
[0039]本實(shí)施例中，數(shù)據(jù)刷新時(shí)間是根據(jù)一個(gè)燈珠控制系統(tǒng)系統(tǒng)中級(jí)聯(lián)了多少像素點(diǎn)來(lái)計(jì)算的，一組RGB(紅色LED燈LEDl、綠色LED燈LED2、藍(lán)色LED燈LED3)通常為一個(gè)像素，一個(gè)驅(qū)動(dòng)控制芯片可以控制一組RGB。按照1200K傳輸速率計(jì)算:Ibit傳輸最高速率為833ns(頻率約1200KHz)，一個(gè)像素?cái)?shù)據(jù)包括紅(8bit)，綠(8bit)，藍(lán)(8bit)共24bit位，傳輸時(shí)間為24X0.8uS = 20uS，如果一個(gè)燈珠控制系統(tǒng)系統(tǒng)中共有2000個(gè)像素點(diǎn)，一次刷新全部顯示的時(shí)間為20uS X〔 2000+1〕=40mS (忽略RESET碼時(shí)間)，即一秒鐘刷新率為:I + 40 X 1000?25Hz。如果珠控制系統(tǒng)系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)刷新率要求不高，則對(duì)級(jí)聯(lián)像素點(diǎn)陣數(shù)量無(wú)要求，只要供電正常，理論上可用驅(qū)動(dòng)控制芯片無(wú)限級(jí)聯(lián)。本實(shí)施例中，刷新速率為30幀/s時(shí)，級(jí)聯(lián)數(shù)不小于1024點(diǎn)。本實(shí)施例中，發(fā)送I碼或O碼的周期時(shí)間為833ns (頻率1200KHz)。
[0040]圖4為本實(shí)施例中控制器發(fā)送一幀完整數(shù)據(jù)包的結(jié)構(gòu)格式示意圖；圖4中Cl和C2為設(shè)定恒流值命令。每個(gè)驅(qū)動(dòng)控制芯片都會(huì)接收并轉(zhuǎn)發(fā)C1C2命令。Dl?Dn為設(shè)定PffM值，RESET為復(fù)位命令。一個(gè)驅(qū)動(dòng)控制芯片接收最小數(shù)據(jù)包為ClC2Dn+RESET(n最小值為I)。
[0041 ]圖5為本實(shí)施例中Cl命令格式的示意圖。Cl命令包含24bit數(shù)據(jù)位。R7、G7和B7默認(rèn)為0。則6:0]用于設(shè)定OUTR通道恒流電流，全O為2mA，全I(xiàn)為25mA，共128級(jí)恒流設(shè)定。G[6:0]用于設(shè)定OUTG通道恒流電流，全O為2mA，全I(xiàn)為25mA，共128級(jí)恒流設(shè)定。B[6: O]用于設(shè)定OUTB通道恒流電流，全O為2mA，全I(xiàn)為25mA，共128級(jí)恒流設(shè)定。
[0042]圖6為本實(shí)施例中C2命令格式的示意圖。C2命令是Cl命令的對(duì)應(yīng)bit位取反，用法同Cl命令。控制器發(fā)送給驅(qū)動(dòng)控制芯片的數(shù)據(jù)須遵循C1、C2命令互為取反的規(guī)則，否則驅(qū)動(dòng)控制芯片將不能對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行正確解碼。
[0043]圖7為本實(shí)施例中01命令格式的示意圖；01、02、03、04...Dn的命令格式是一樣的，包含24bit數(shù)據(jù)位。R[7:0]用于設(shè)置OUTR輸出的PffM占空比。全O為關(guān)斷，全I(xiàn)為占空比最大X[7:0]用于設(shè)置OUTG輸出的PffM占空比。全O為關(guān)斷，全I(xiàn)為占空比最大。B[7:0]用于設(shè)置OUTB輸出的PffM占空比。全O為關(guān)斷，全I(xiàn)為占空比最大。
[0044]本實(shí)施例中，對(duì)于RESET命令(復(fù)位命令)格式來(lái)說(shuō)，低電平有效，保存低電平大于40微秒，驅(qū)動(dòng)控制芯片復(fù)位。驅(qū)動(dòng)控制芯片復(fù)位后把接收到的數(shù)據(jù)解碼輸出，并重新回到接收數(shù)據(jù)狀態(tài)。
[0045]圖3為本實(shí)施例中燈珠控制系統(tǒng)的電路原理圖。圖3中，控制器的一輸出引腳DOI通過(guò)第一電阻ROl與第一級(jí)燈珠的驅(qū)動(dòng)控制芯片Ul的第一數(shù)據(jù)輸入引腳DIN連接，控制器的另一輸出引腳D02通過(guò)第二電阻R02與第二級(jí)燈珠的驅(qū)動(dòng)控制芯片U2的第二數(shù)據(jù)輸入引腳FDIN連接，當(dāng)前級(jí)燈珠的驅(qū)動(dòng)控制芯片的第一數(shù)據(jù)輸出引腳DOl通過(guò)第一電阻ROl與下一級(jí)燈珠的驅(qū)動(dòng)控制芯片的第一數(shù)據(jù)輸入引腳連接，當(dāng)前級(jí)燈珠的驅(qū)動(dòng)控制芯片的第二數(shù)據(jù)輸出引腳D02通過(guò)第二電阻與其后第二級(jí)燈珠的驅(qū)動(dòng)控制芯片的第一數(shù)據(jù)輸入引腳DIN連接。
[0046]具體的，控制器的一輸出引腳DOl通過(guò)第一電阻ROl與第一驅(qū)動(dòng)控制芯片Ul的第一數(shù)據(jù)輸入引腳DIN連接，控制器的另一輸出引腳D02通過(guò)第二電阻R02與第二驅(qū)動(dòng)控制芯片U2的第二數(shù)據(jù)輸入引腳ΠΠΝ連接，第一驅(qū)動(dòng)控制芯片Ul的第一數(shù)據(jù)輸出引腳DOl通過(guò)第一電阻ROl與第二驅(qū)動(dòng)控制芯片U2的第一數(shù)據(jù)輸入引腳DIN連接，第一驅(qū)動(dòng)控制芯片Ul的第二數(shù)據(jù)輸出引腳D02通過(guò)第二電阻R02與第三驅(qū)動(dòng)控制芯片U3的第二數(shù)據(jù)輸入引腳ΠΠΝ連接，第二驅(qū)動(dòng)控制芯片U2的第一數(shù)據(jù)輸出引腳DOl通過(guò)第一電阻ROl與第三驅(qū)動(dòng)控制芯片U3的第一數(shù)據(jù)輸入弓I腳DIN連接。
[0047]本實(shí)施例中，控制器還設(shè)有電源引腳VDD和接地引腳GND，電源引腳VDD通過(guò)一個(gè)電容C3與接地引腳GND連接?？刂破鲾?shù)據(jù)輸出規(guī)則為:在當(dāng)前這個(gè)硬件接法下，控制器的一輸出引腳DOl和另一輸出引腳D02輸出的數(shù)據(jù)是不一樣的，應(yīng)當(dāng)符合一定的規(guī)則。
[0048]圖8為本實(shí)施例中控制器的一輸出引腳DOl的輸出數(shù)據(jù)的格式示意圖；圖9為本實(shí)施例中控制器的另一輸出引腳D02的輸出數(shù)據(jù)的格式示意圖?？刂破鞯牧硪惠敵鲆_D02輸出的數(shù)據(jù)少了一組RGB的信息，其余不變。這是由于控制器的另一輸出引腳D02的數(shù)據(jù)直接輸入到第二個(gè)燈珠所導(dǎo)致的。
[0049]將驅(qū)動(dòng)控制芯片應(yīng)用到LED面板設(shè)計(jì)上時(shí)，通道間甚至驅(qū)動(dòng)控制芯片間的電流差異很小，此源于該驅(qū)動(dòng)控制芯片的優(yōu)異特性。
[0050]總之，在本實(shí)施例中，每顆燈珠可通過(guò)雙輸入輸出數(shù)字接口級(jí)聯(lián)(也即通過(guò)第一數(shù)據(jù)輸入引腳DIN、第二數(shù)據(jù)輸入引腳Π)ΙΝ、第一數(shù)據(jù)輸出引腳DOl和第二數(shù)據(jù)輸出引腳D02級(jí)聯(lián))，實(shí)現(xiàn)單線信號(hào)傳輸，備用通訊端口(第二數(shù)據(jù)輸入引腳FDIN)可防止主通訊端口(第一數(shù)據(jù)輸入引腳DIN)損壞，雙輸出端口(驅(qū)動(dòng)控制芯片的第一數(shù)據(jù)輸出引腳DOl和第二數(shù)據(jù)輸出引腳D02)可實(shí)現(xiàn)級(jí)聯(lián)中某顆燈珠損壞而不影響后級(jí)的正常使用。驅(qū)動(dòng)控制芯片所驅(qū)動(dòng)的每個(gè)LED燈(紅色LED燈LED1、綠色LED燈LED2和藍(lán)色LED燈LED3)的恒流電流與PffM控制電路3都可通過(guò)命令設(shè)置，電流調(diào)節(jié)非常簡(jiǎn)單。本發(fā)明性能優(yōu)良，質(zhì)量可靠。
[0051]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種燈芯一體化LED燈珠，其特征在于，包括驅(qū)動(dòng)控制芯片，所述驅(qū)動(dòng)控制芯片包括串行解碼電路、Pmi控制電路、RC振蕩電路、整形轉(zhuǎn)發(fā)電路、恒流控制電路、LED驅(qū)動(dòng)電路、紅色LED燈、綠色LED燈和藍(lán)色LED燈，所述驅(qū)動(dòng)控制芯片還設(shè)有第一數(shù)據(jù)輸入引腳、第二數(shù)據(jù)輸入引腳、第一數(shù)據(jù)輸出引腳和第二數(shù)據(jù)輸出引腳，所述串行解碼電路分別與所述第一數(shù)據(jù)輸入引腳和第二數(shù)據(jù)輸入引腳連接、用于對(duì)單線串行數(shù)據(jù)進(jìn)行接收并解碼，所述PWM控制電路分別與所述串行解碼電路和LED驅(qū)動(dòng)電路連接、用于通過(guò)脈寬調(diào)制的方式實(shí)現(xiàn)對(duì)所述紅色LED燈、綠色LED燈和藍(lán)色LED燈的亮度和灰度控制，所述RC振蕩電路與所述PWM控制電路連接、用于為所述驅(qū)動(dòng)控制芯片的工作提供振蕩時(shí)鐘，所述恒流控制電路分別與所述串行解碼電路和LED驅(qū)動(dòng)電路連接、用于控制使流過(guò)所述紅色LED燈、綠色LED燈和藍(lán)色LED燈的電流大小保持恒定，所述LED驅(qū)動(dòng)電路還分別與所述紅色LED燈、綠色LED燈和藍(lán)色LED燈連接、用于控制所述紅色LED燈、綠色LED燈和藍(lán)色LED燈的發(fā)光亮度和灰度，所述整形轉(zhuǎn)發(fā)電路接收所述串行解碼電路傳送的數(shù)據(jù)并分別通過(guò)所述第一數(shù)據(jù)輸出引腳和第二數(shù)據(jù)輸出引腳進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燈芯一體化LED燈珠，其特征在于，采用LED3535封裝方式。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的燈芯一體化LED燈珠，其特征在于，所述LED驅(qū)動(dòng)電路設(shè)有用于控制所述紅色LED燈的亮度和灰度的OUTR通道、用于控制所述綠色LED燈的亮度和灰度的OUTG通道和用于控制所述藍(lán)色LED燈的亮度和灰度的OUTB通道。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燈芯一體化LED燈珠，其特征在于，當(dāng)所述第一數(shù)據(jù)輸入引腳在設(shè)定時(shí)間內(nèi)保持懸空或低電平狀態(tài)，所述啟動(dòng)控制芯片自動(dòng)切換到第二數(shù)據(jù)輸入引腳選擇信號(hào)輸入。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燈芯一體化LED燈珠，其特征在于，所述設(shè)定時(shí)間為150ms。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燈芯一體化LED燈珠，其特征在于，當(dāng)所述第一數(shù)據(jù)輸入引腳保持高電平時(shí)，所述紅色LED燈、綠色LED燈和藍(lán)色LED燈處于關(guān)斷狀態(tài)。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燈芯一體化LED燈珠，其特征在于，采用單線通訊方式，采用歸O碼的方式發(fā)送信號(hào)。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燈芯一體化LED燈珠，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)控制芯片還設(shè)有電源引腳和接地引腳。9.一種燈珠控制系統(tǒng)，其特征在于，包括控制器和多個(gè)級(jí)聯(lián)的燈珠，所述燈珠為權(quán)利要求I至7中的任意一項(xiàng)燈芯一體化LED燈珠，所述控制器的一輸出引腳通過(guò)第一電阻與第一級(jí)燈珠的驅(qū)動(dòng)控制芯片的第一數(shù)據(jù)輸入引腳連接，所述控制器的另一輸出引腳通過(guò)第二電阻與第二級(jí)燈珠的驅(qū)動(dòng)控制芯片的第二數(shù)據(jù)輸入引腳連接，當(dāng)前級(jí)燈珠的驅(qū)動(dòng)控制芯片的第一數(shù)據(jù)輸出引腳通過(guò)所述第一電阻與下一級(jí)燈珠的驅(qū)動(dòng)控制芯片的第一數(shù)據(jù)輸入引腳連接，所述當(dāng)前級(jí)燈珠的驅(qū)動(dòng)控制芯片的第二數(shù)據(jù)輸出引腳通過(guò)所述第二電阻與其后第二級(jí)燈珠的驅(qū)動(dòng)控制芯片的第一數(shù)據(jù)輸入引腳連接。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的燈珠控制系統(tǒng)，其特征在于，所述控制器還設(shè)有電源引腳和接地引腳，所述電源引腳通過(guò)一個(gè)電容與所述接地引腳連接。
【文檔編號(hào)】F21V23/00GK105898934SQ201610405904
【公開(kāi)日】2016年8月24日
【申請(qǐng)日】2016年6月8日
【發(fā)明人】李志 , 蘇莊嚴(yán), 徐毅
【申請(qǐng)人】深圳市聚智德科技有限公司