三色LED驱动芯片.pdf

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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910315407.6 (22)申请日 2019.04.19 (71)申请人 珠海美创芯半导体有限公司 地址 519080 广东省珠海市高新区金唐路1 号24栋C区1层130室 (72)发明人 汪道生曾景辰 (51)Int.Cl. H05B 33/08(2006.01) (54)发明名称 一种三色LED驱动芯片 (57)摘要 本发明提供一种三色LED驱动芯片， 包括电 源电压监控模块、 上升沿检测电路、 下降沿检测 电路、 两级频率控制振荡器、 计数器以及SRAM计 数存储。

2、模块， 电源监控模块分别与上升沿检测电 路、 下降沿检测电路以及输入数据锁存模块相连 接， 下降沿检测电路的信号输出端与计数器的数 据输入端相连接， 上升沿检测电路分别与两级频 率控制振荡器以及SRAM计数存储模块相连接， 两 级频率控制振荡器与计数器的数据输入端相连 接， 计数器的数据输出端分别与SRAM计数存储模 块以及同或检测电路的数据输入端相连接， 与现 有技术相比， 本发明具有如下的有益效果： 该设 计实现了电源及地端口本身同时作为芯片的控 制信号输入途径的功能。 权利要求书2页 说明书4页 附图2页 CN 109922579 A 2019.06.21 CN 109922579 A 。

3、1.一种三色LED驱动芯片， 包括电源电压监控模块、 上升沿检测电路、 下降沿检测电路、 两级频率控制振荡器、 计数器、 SRAM计数存储模块、 同或检测电路、 输入数据锁存模块、 数据 帧计数器、 地址存储MTP以及灰度控制模块， 其特征在于： 所述电源监控模块分别与上升沿 检测电路、 下降沿检测电路以及输入数据锁存模块相连接， 所述下降沿检测电路的信号输 出端与计数器的数据输入端相连接， 所述上升沿检测电路分别与两级频率控制振荡器以及 SRAM计数存储模块相连接， 所述两级频率控制振荡器与计数器的数据输入端相连接， 所述 计数器的数据输出端分别与SRAM计数存储模块以及同或检测电路的数据输。

4、入端相连接， 所 述同或检测电路的数据输出端与输入数据锁存模块的数据输入端相连接， 所述输入数据锁 存模块的数据输出端分别与数据帧计数器以及灰度控制模块的数据输入端相连接， 所述数 据帧计数器以及地址存储MTP的数据输出端均与同或检测电路的数据输入端相连接， 所述 同或检测电路的数据输出端与灰度控制模块的控制端相连接， 所述灰度控制模块的数据输 出端输出灰度控制信号。 2.根据权利要求1所述的一种三色LED驱动芯片， 其特征在于： 所述电源监控模块模块 由电源供电， 所述电源有5V和2.5V两种电压， 且电源电压幅度在5V和2.5V之间转换， 形成电 源地压差脉冲信号。 3.根据权利要求2所述。

5、的一种三色LED驱动芯片， 其特征在于： 所述电源地压差脉冲信 号的时间宽度为两种规格参数T1和T2， 且T2的脉冲宽度是T1脉冲宽度的两倍， 输入电源地 压差脉冲信号的时间为T1则认为输入逻辑0， 输入电源地压差脉冲信号的时间为T2则认为 输入逻辑1。 4.根据权利要求1所述的一种三色LED驱动芯片， 其特征在于： 所述电源电压监控电路 在电源电压为2.5V时输出为低逻辑， 当电源电压为5V时输出为高逻辑。 5.根据权利要求4所述的一种三色LED驱动芯片， 其特征在于： 所述电源电压监控模块 输出端产生第一个下降沿时， 所述下降沿检测电路输出脉冲信号启动计数器对两级频率控 制振荡器的输出信号。

6、进行计数。 6.根据权利要求1所述的一种三色LED驱动芯片， 其特征在于： 所述SRAM计数存储模块 对计数器的计数结果进行存储。 7.根据权利要求1所述的一种三色LED驱动芯片， 其特征在于： 所述电源电压监控模块 在第一个上升沿到来时， 所述上升沿检测电路输出脉冲控制信号控制SRAM计数存储模块存 储此时计数器的计数结果， 并且直到芯片重新上电， 此计数结果会一直保持， 且上升沿检侧 脉冲会控制两级频率控制振荡器降低到低的振荡频率档。 8.根据权利要求1所述的一种三色LED驱动芯片， 其特征在于： 所述电源电压监控模块 检测到电源电压为2.5V时发出脉冲控制信号控制计数器对两级频率控制振荡。

7、器进行计数， 当两级频率控制计数器的计数结果和SRAM计数存储模块存储的第一次计数结果相同时， 此 时的电源电压监控模块对输出信号进行采样并反相。 9.根据权利要求1所述的一种三色LED驱动芯片， 其特征在于： 所述三色LED驱动芯片的 控制信号输入时， 每帧信号由前导码+每颗芯片的控制信号*N （芯片串列级数组成） ， 所述前 导码格式固定， 且首位输入数字逻辑0数字。 10.根据权利要求1所述的一种三色LED驱动芯片， 其特征在于： 所述灰度控制模块内部 设置有灰度控制数据帧计数器， 当输入逻辑信号的前导码和预设的固定前导码吻合， 所述 权利要求书 1/2 页 2 CN 109922579。

8、 A 2 灰度控制数据帧计数器即开始对接下来输入的灰度控制数据帧进行计数， 当同或检测电路 检测到灰度控制帧计数器计数结果和芯片地址设置吻合时， 地址存储MTP存储当前灰度控 制帧数据用来控制LED灯珠显示灰度。 权利要求书 2/2 页 3 CN 109922579 A 3 一种三色LED驱动芯片 技术领域 0001 本发明是一种三色LED驱动芯片， 属于LED驱动以及控制技术领域。 背景技术 0002 目前广泛应用的LED灯珠驱动， 包括背景灯， 舞台灯， 窗帘灯等等应用， 控制端控制 信号均通过控制芯片串接， 由每一颗控制芯片在接收到本芯片数据后将后续数据向后转 发， 此种应用方式存在以下。

9、三个弊端， 一是在灯串中某一刻芯片损坏会导致信号不能正常 向后传输， 使整个显示系统失效， 二是控制信号由第一颗芯片依次向后传输， 当级联级数较 多时， 时延较为严重， 三是每颗芯片均需要单独的信号输入和输出引进， 增加灯串板的复杂 性， 不利于节约成本， 从以上几点考虑， 需要一种LED驱动芯片其电源及地端口本身同时作 为芯片的控制信号输入途径。 发明内容 0003 针对现有技术存在的不足， 本发明目的是提供一种三色LED驱动芯片， 以解决上述 背景技术中提出的问题。 0004 为了实现上述目的， 本发明是通过如下的技术方案来实现： 一种三色LED驱动芯 片， 包括电源电压监控模块、 上升沿。

10、检测电路、 下降沿检测电路、 两级频率控制振荡器、 计数 器、 SRAM计数存储模块、 同或检测电路、 输入数据锁存模块、 数据帧计数器、 地址存储MTP以 及灰度控制模块， 所述电源监控模块分别与上升沿检测电路、 下降沿检测电路以及输入数 据锁存模块相连接， 所述下降沿检测电路的信号输出端与计数器的数据输入端相连接， 所 述上升沿检测电路分别与两级频率控制振荡器以及SRAM计数存储模块相连接， 所述两级频 率控制振荡器与计数器的数据输入端相连接， 所述计数器的数据输出端分别与SRAM计数存 储模块以及同或检测电路的数据输入端相连接， 所述同或检测电路的数据输出端与输入数 据锁存模块的数据输入。

11、端相连接， 所述输入数据锁存模块的数据输出端分别与数据帧计数 器以及灰度控制模块的数据输入端相连接， 所述数据帧计数器以及地址存储MTP的数据输 出端均与同或检测电路的数据输入端相连接， 所述同或检测电路的数据输出端与灰度控制 模块的控制端相连接， 所述灰度控制模块的数据输出端输出灰度控制信号。 0005 进一步地， 所述电源监控模块模块由电源供电， 所述电源有5V和2.5V两种电压， 且 电源电压幅度在5V和2.5V之间转换， 形成电源地压差脉冲信号。 0006 进一步地， 所述电源地压差脉冲信号的时间宽度为两种规格参数T1和T2， 且T2的 脉冲宽度是T1脉冲宽度的两倍， 输入电源地压差脉。

12、冲信号的时间为T1则认为输入逻辑0， 输 入电源地压差脉冲信号的时间为T2则认为输入逻辑1。 0007 进一步地， 所述电源电压监控电路在电源电压为2.5V时输出为低逻辑， 当电源电 压为5V时输出为高逻辑。 0008 进一步地， 所述电源电压监控模块输出端产生第一个下降沿时， 所述下降沿检测 电路输出脉冲信号启动计数器对两级频率控制振荡器的输出信号进行计数。 说明书 1/4 页 4 CN 109922579 A 4 0009 进一步地， 所述SRAM计数存储模块对计数器的计数结果进行存储。 0010 进一步地， 所述电源电压监控模块在第一个上升沿到来时， 所述上升沿检测电路 输出脉冲控制信号。

13、控制SRAM计数存储模块存储此时计数器的计数结果， 并且直到芯片重新 上电， 此计数结果会一直保持， 且上升沿检侧脉冲会控制两级频率控制振荡器降低到低的 振荡频率档。 0011 进一步地， 所述电源电压监控模块检测到电源电压为2.5V时发出脉冲控制信号控 制计数器对两级频率控制振荡器进行计数， 当两级频率控制计数器的计数结果和SRAM计数 存储模块存储的第一次计数结果相同时， 此时的电源电压监控模块对输出信号进行采样并 反相。 0012 进一步地， 所述三色LED驱动芯片的控制信号输入时， 每帧信号由前导码+每颗芯 片的控制信号*N （芯片串列级数组成） ， 所述前导码格式固定， 且首位输入数。

14、字逻辑0数字。 0013 进一步地， 所述灰度控制模块内部设置有灰度控制数据帧计数器， 当输入逻辑信 号的前导码和预设的固定前导码吻合， 所述灰度控制数据帧计数器即开始对接下来输入的 灰度控制数据帧进行计数， 当同或检测电路检测到灰度控制帧计数器计数结果和芯片地址 设置吻合时， 地址存储MTP存储当前灰度控制帧数据用来控制LED灯珠显示灰度。 0014 本发明的有益效果： 本发明的一种三色LED驱动芯片， 本发明通过添加电源电压监 控模块、 上升沿检测电路、 下降沿检测电路、 两级频率控制振荡器、 计数器、 SRAM计数存储模 块、 同或检测电路、 输入数据锁存模块、 数据帧计数器、 地址存储。

15、MTP以及灰度控制模块， 实 现了电源及地端口本身同时作为芯片的控制信号输入途径的功能。 附图说明 0015 通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述， 本发明的其它特征、 目的和优点将会变得更明显： 图1为本发明一种三色LED驱动芯片的模块结构示意图； 图2为本发明一种三色LED驱动芯片高压串联应用的电路原理图； 图3为本发明一种三色LED驱动芯片低压并联应用的电路原理图。 具体实施方式 0016 为使本发明实现的技术手段、 创作特征、 达成目的与功效易于明白了解， 下面结合 具体实施方式， 进一步阐述本发明。 0017 请参阅图1， 本发明提供一种技术方案： 一种三色LED驱动芯。

16、片， 包括电源电压监控 模块、 上升沿检测电路、 下降沿检测电路、 两级频率控制振荡器、 计数器、 SRAM计数存储模 块、 同或检测电路、 输入数据锁存模块、 数据帧计数器、 地址存储MTP以及灰度控制模块， 电 源监控模块分别与上升沿检测电路、 下降沿检测电路以及输入数据锁存模块相连接， 下降 沿检测电路的信号输出端与计数器的数据输入端相连接， 上升沿检测电路分别与两级频率 控制振荡器以及SRAM计数存储模块相连接， 两级频率控制振荡器与计数器的数据输入端相 连接， 计数器的数据输出端分别与SRAM计数存储模块以及同或检测电路的数据输入端相连 接， 同或检测电路的数据输出端与输入数据锁存模。

17、块的数据输入端相连接， 输入数据锁存 模块的数据输出端分别与数据帧计数器以及灰度控制模块的数据输入端相连接， 数据帧计 说明书 2/4 页 5 CN 109922579 A 5 数器以及地址存储MTP的数据输出端均与同或检测电路的数据输入端相连接， 同或检测电 路的数据输出端与灰度控制模块的控制端相连接， 灰度控制模块的数据输出端输出灰度控 制信号。 0018 电源监控模块模块由电源供电， 电源有5V和2.5V两种电压， 且电源电压幅度在5V 和2.5V之间转换， 形成电源地压差脉冲信号。 0019 电源地压差脉冲信号的时间宽度为两种规格参数T1和T2， 且T2的脉冲宽度是T1脉 冲宽度的两倍。

18、， 输入电源地压差脉冲信号的时间为T1则认为输入逻辑0， 输入电源地压差脉 冲信号的时间为T2则认为输入逻辑1。 0020 电源电压监控电路在电源电压为2.5V时输出为低逻辑， 当电源电压为5V时输出为 高逻辑。 0021 电源电压监控模块输出端产生第一个下降沿时， 下降沿检测电路输出脉冲信号启 动计数器对两级频率控制振荡器的输出信号进行计数。 0022 SRAM计数存储模块对计数器的计数结果进行存储。 0023 电源电压监控模块在第一个上升沿到来时， 上升沿检测电路输出脉冲控制信号控 制SRAM计数存储模块存储此时计数器的计数结果， 并且直到芯片重新上电， 此计数结果会 一直保持， 且上升沿。

19、检侧脉冲会控制两级频率控制振荡器降低到低的振荡频率档。 0024 电源电压监控模块检测到电源电压为2.5V时发出脉冲控制信号控制计数器对两 级频率控制振荡器进行计数， 当两级频率控制计数器的计数结果和SRAM计数存储模块存储 的第一次计数结果相同时， 此时的电源电压监控模块对输出信号进行采样并反相。 0025 三色LED驱动芯片的控制信号输入时， 每帧信号由前导码+每颗芯片的控制信号*N （芯片串列级数组成） ， 前导码格式固定， 且首位输入数字逻辑0数字。 0026 灰度控制模块内部设置有灰度控制数据帧计数器， 当输入逻辑信号的前导码和预 设的固定前导码吻合， 灰度控制数据帧计数器即开始对接。

20、下来输入的灰度控制数据帧进行 计数， 当同或检测电路检测到灰度控制帧计数器计数结果和芯片地址设置吻合时， 地址存 储MTP存储当前灰度控制帧数据用来控制LED灯珠显示灰度。 0027 请参阅图2， 作为本发明的一个实施例： 交流电源的一端通过电容C4接整流桥的交 流输入端， 交流电源的另一端通过导线接整流桥的交流输入端， 电阻R4与电容C4之间并联 连接， 整流桥的正极输出端通过导线分别接电容C3的一端以及稳压管ZD的阴极， 电容C3的 另一端通过导线接整流桥的负极输出端， 电阻R3与电容C3之间并联连接， 稳压管ZD的阳极 通过导线分别与电阻RZ的一端以及二极管D1的阴极相连接， 二极管D1。

21、的阳极通过导线接 NMOS管的漏极， 电阻RZ的另一端通过导线接电阻R1的一端， 电阻R1的另一端通过导线接整 流桥的负极输出端， 电容C1与电阻R1并联连接， 稳压管DZ1与电容C1并联连接， 数字信号输 入端通过导线接NMOS管的栅极， NMOS管的源极通过导线接稳压管DZ1的阳极， 发光LED的阳 极通过导线接稳压管ZD的阴极， 发光LED的阴极通过导线接NMOS的漏极， 当NMOS打开时， 每 颗芯片钳位在3.3V， 当NMOS关闭时， 串联连接的三色LED驱动芯片的总电压被钳制为稳压管 ZD的电压， 通过调整稳压管ZD的大小， 进而使得每颗芯片可以分压1.8V， 然后数字信号输入 端。

22、通过控制NMOS管的通断， 控制串联电路中每颗三色LED驱动芯片的电源电压在3.3V和 1.8V之间变化， 三色LED驱动芯片通过其内部的电路提取电源电压的变化并提取出数据， 然 后解码并转换成PWM波形控制发光LED的RGB灰度值。 说明书 3/4 页 6 CN 109922579 A 6 0028 请参阅图3， 作为本发明的一个实施例： 直流电源DC3.3V的正极通过导线接MOS管 PM1的漏极， MOS管PM1的源极通过导线接二极管D1的阴极以及发光LED的阳极， MOS管PM1的 栅极通过导线接数字信号输入端， 二极管D1的阳极通过导线接直流电源DC1.8V的正极， 直 流电源DC1.。

23、8V的负极通过导线分别与直流电源DC3.3V的负极以及发光LED的阴极， 电路工 作时， 数字信号输入端控制MOS管PM1在3.3V和1.8V之间变化， 三色LED驱动芯片通过其内部 的电路提取电源电压的变化并提取出数据， 然后解码并转换成PWM波形控制发光LED的RGB 灰度值。 0029 以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点,对于本领域技 术人员而言， 显然本发明不限于上述示范性实施例的细节， 而且在不背离本发明的精神或 基本特征的情况下， 能够以其他的具体形式实现本发明。 因此， 无论从哪一点来看， 均应将 实施例看作是示范性的， 而且是非限制性的， 本发明的范围由所。

24、附权利要求而不是上述说 明限定， 因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明 内。 0030 此外， 应当理解， 虽然本说明书按照实施方式加以描述， 但并非每个实施方式仅包 含一个独立的技术方案， 说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见， 本领域技术人员应当 将说明书作为一个整体， 各实施例中的技术方案也可以经适当组合， 形成本领域技术人员 可以理解的其他实施方式。 说明书 4/4 页 7 CN 109922579 A 7 图 1 说明书附图 1/2 页 8 CN 109922579 A 8 图 2 图 3 说明书附图 2/2 页 9 CN 109922579 A 9 。