一种多基色LED光源多像素消除亮度饱和电路制造技术

本发明专利技术涉及一种多基色LED光源多像素消除亮度饱和电路，所述电路包括电源控制电路、灰阶信号接收电路、灰阶信号处理电路、PWM输出电路和恒流驱动电路，电源控制电路用于将外部电源的电压降压为合适的电压，灰阶信号接收电路用于接收LED光源的灰阶信号，并转换为灰阶数字信号后输入给灰阶信号处理电路，灰阶信号处理电路用于生成新的灰阶信号，以消除亮度饱和，恒流驱动电路用于将PWM电平信号和恒电流信号整合为带灰阶的恒流驱动信号，并输入给LED光源以驱动LED光源发光。本发明专利技术在保持颜色比例的情况下，进行亮度修正，使得多基色LED光源在多像素混合使用时候能实现消除额外亮度，降低功耗，节能减排。

【技术实现步骤摘要】
一种多基色LED光源多像素消除亮度饱和电路
本专利技术涉及LED光源电路控制
，具体涉及一种多基色LED光源多像素消除亮度饱和电路。
技术介绍
LED作为新一代光源，具有环保节能的优点，在照明、景观和装饰领域具有广泛的应用。在实际使用过程中，照明、装饰或景观所处环境复杂，以及人眼对绿色健康的认识的提高，都对LED光源有新的要求，其中，尤其对LED光源产生的亮度控制有更高追求。人眼视觉系统并不是对所有亮度区域都有同样的敏感度，在亮度较高区域，人眼视觉系统受到光刺激后会产生饱和，也即对该亮度区域形成亮度饱和区域。人眼对亮度饱和区域的亮度等级的敏感度和灰度的识别率都会大大下降，甚至产生厌恶的情绪，也即造成光污染，而且还额外耗能，为此需要对LED光源进行控制。传统的LED驱动控制方式是，当LED的驱动电流确定后，其输出的功率亮度则为固定值，当多基色同时亮灯的时候，由于亮度叠加造成亮度饱和，进而形成亮度饱和区域，若简单把LED光源的整体功率调低，则一种颜色发光(亮灯)时又显得太暗。导致要么多基色整灯全亮时形成亮度饱和，要么单色亮灯亮度不足，无法符合目前的实际使用需求。因此，能够消除多余饱和亮度的LED灯具具有重要的现实意义，正常显示亮度的同时又能节能减排。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术的目的提供一种多基色LED光源多像素消除亮度饱和电路，其能够解决消除多余饱和亮度的问题。实现本专利技术的目的的技术方案为：一种多基色LED光源多像素消除亮度饱和电路，包括灰阶信号接收电路、灰阶信号处理电路、PWM输出电路和恒流驱动电路，灰阶信号接收电路用于接收LED光源的灰阶信号，并将接收到的灰阶信号转换为灰阶数字信号，并将转换后的灰阶数字信号输入给灰阶信号处理电路，灰阶信号处理电路包括信号解码单元和去亮度饱和处理单元，信号解码单元用于对灰阶数字信号进行解码，以得到去亮度饱和处理单元能够接收并处理的灰阶信号；去亮度饱和处理单元用于将LED光源的每个像素的每种基色的灰阶信号进行处理，并得到新的灰阶信号，以使得超过预设阈值的整个LED光源亮度调整至预设阈值以内，且维持各个基色比例不变，PWM输出电路接收去亮度饱和处理单元输出的经过处理后的新的灰阶信号，PWM输出电路根据每一个像素的每一基色的灰阶信号生成对应PWM电平信号并发送给PWM输出电路，恒流驱动电路用于将接收到的每一个像素的每一个基色的PWM电平信号和恒电流信号整合为带灰阶的恒流驱动信号，每个恒流驱动模块接收一组PWM电平信号，恒流驱动信号输入给LED光源并驱动LED光源发光，每一个恒流驱动模块对应驱动一组LED光源发光。进一步地，所述灰阶信号接收电路包括收发器芯片U4、电容C33、电阻R37、R38、R39、R40、R41、双向瞬变抑制二极管D1、D2、自恢复保险丝PT1和PT2，收发器芯片U4的引脚RO作为接收端用于接收LED光源的灰阶信号，收发器芯片U4的RE引脚和DE引脚共同通过电阻R37接地，收发器芯片U4的DI引脚作为发射端TXD，收发器芯片U4的电源端VCC分别与正电压连接和通过电容C33接地，收发器芯片U4的接地端GND接地，收发器芯片U4的差分信号引脚B依次串联电阻R40和自恢复保险丝PT1，自恢复保险丝PT1的另一端作为信号输出端B，引脚B与电阻R40之间的连接节点通过电阻R38与电容C33共同接地；收发器芯片U4的引脚A依次串联电阻R41和自恢复保险丝PT2，自恢复保险丝PT2的另一端作为信号输出端A，电阻R40和自恢复保险丝PT1之间的连接节点和电阻R41和自恢复保险丝PT2之间的连接节点依次串联有双向瞬变抑制二极管D1和D2，其中，双向瞬变抑制二极管D1的正极与电阻R41和自恢复保险丝PT2之间的连接节点连接，双向瞬变抑制二极管D2的正极与电阻R40和自恢复保险丝PT1之间的连接节点连接；电阻R41与引脚A之间还连接有电阻R39的一端，电阻R39的另一端与+5V的电源连接；信号输出端A和B作为差分通信协议数字信号，并经过转换为TTL电平的灰阶数字信号后经收发器芯片U4作为RXD端的引脚RO发射给灰阶信号处理电路中的信号解码单元。进一步地，所述PWM输出电路包括PWM调制芯片U3，以及电阻RV1、RE1、R01和电容CV1，电阻RV1的一端与外部或内部电源的电压输出端连接，电阻RV1的另一端分别通过电容CV1接地以及与PWM调制芯片U3的电源端VDD连接，PWM调制芯片U3的引脚DIN与灰阶信号处理电路的数据输出端连接，PWM调制芯片U3的引脚REXT通过电阻RE1接地，PWM调制芯片U3的引脚DOUT通过电阻R01与灰阶信号处理电路的输出端连接，PWM调制芯片U3的四个PWM引脚作为四个输出引脚。进一步地，所述恒流驱动电路包括恒流驱动芯片UU1，以及电阻R1、R2、R3、R4和电容C1，恒流驱动芯片UU1的电源端VDD通过电阻R4与外部或内部电源的电压输出端连接，恒流驱动芯片UU1的输出端DOUT与LED光源连接，恒流驱动芯片UU1的引脚REXT连接电阻R3后与恒流驱动芯片UU1的接地端GND共同接地，恒流驱动芯片UU1的引脚DIM通过电阻R2与PWM输出电路的一个输出端连接，恒流驱动芯片UU1的引脚DIM还通过电阻R1分别与电容C1的一端和电源端VDD连接，电容C1的另一端接地。进一步地，所述灰阶信号处理电路包括信号解码单元和去亮度饱和处理电路，信号解码单元包括移位寄存器、数据缓冲区、协议解码单元、像素颜色数据寄存器、GAMMA校正单元和接收控制器，移位寄存器、数据缓冲区、协议解码单元、像素颜色数据寄存器、GAMMA校正单元依次连接，接收控制器分别与移位寄存器和协议解码单元连接，移位寄存器在接收控制器的控制下用于接收灰阶信号接收电路输出的灰阶信号，并输出给数据缓冲区内存放，接收控制器产生中断信号通知协议解码单元，协议解码单元接收到中断信号后对数据缓冲区内的灰阶信号进行协议解码，解码得到的每个像素颜色数据，并将像素颜色数据存放到像素颜色数据寄存器内，GAMMA校正单元把每个像素颜色数据进行GAMMA校正，并把校正后的数据输入给去亮度饱和处理单元；所述去亮度饱和处理单元包括寄存器矩阵、若干乘法运算器、一个亮度加法器、亮度饱和校正曲线运算器、校正参数h寄存器，以及像素颜色数据寄存器、移位寄存器、归零码发生器和发送控制器，寄存器矩阵共有n×m个寄存器，n为LED光源的像素数量，m为LED光源的颜色数量，GAMMA校正单元将对应像素颜色数据送入寄存器矩阵中对应的寄存器，寄存器矩阵中的每个寄存器将对应像素的颜色数据发送给亮度加法器进行相加求和处理，求和结果发送给亮度饱和校正曲线运算器进行处理，然后将处理结果发送给校正参数h寄存器，经校正参数h寄存器处理后的处理结果分别发送给各个乘法运算器，寄存器矩阵中的每一个像素颜色数据分别发送给对应的乘法运算器，各个像素颜色数据和校正参数h相乘后均发送给像素颜色数据寄存器，然后将像素颜色数据发送给移位寄存器，移位寄存器在发送控制器的控制下进行缓存，然本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多基色LED光源多像素消除亮度饱和电路，其特征在于，包括灰阶信号接收电路、灰阶信号处理电路、PWM输出电路和恒流驱动电路，/n灰阶信号接收电路用于接收LED光源的灰阶信号，并将接收到的灰阶信号转换为灰阶数字信号，并将转换后的灰阶数字信号输入给灰阶信号处理电路，/n灰阶信号处理电路包括信号解码单元和去亮度饱和处理单元，信号解码单元用于对灰阶数字信号进行解码，以得到去亮度饱和处理单元能够接收并处理的灰阶信号；去亮度饱和处理单元用于将LED光源的每个像素的每种基色的灰阶信号进行处理，并得到新的灰阶信号，以使得超过预设阈值的整个LED光源亮度调整至预设阈值以内，且维持各个基色比例不变，/nPWM输出电路接收去亮度饱和处理单元输出的经过处理后的新的灰阶信号，PWM输出电路根据每一个像素的每一基色的灰阶信号生成对应PWM电平信号并发送给PWM输出电路，/n恒流驱动电路用于将接收到的每一个像素的每一个基色的PWM电平信号和恒电流信号整合为带灰阶的恒流驱动信号，每个恒流驱动模块接收一组PWM电平信号，恒流驱动信号输入给LED光源并驱动LED光源发光，每一个恒流驱动模块对应驱动一组LED光源发光。/n...

【技术特征摘要】
1.一种多基色LED光源多像素消除亮度饱和电路，其特征在于，包括灰阶信号接收电路、灰阶信号处理电路、PWM输出电路和恒流驱动电路，
灰阶信号接收电路用于接收LED光源的灰阶信号，并将接收到的灰阶信号转换为灰阶数字信号，并将转换后的灰阶数字信号输入给灰阶信号处理电路，
灰阶信号处理电路包括信号解码单元和去亮度饱和处理单元，信号解码单元用于对灰阶数字信号进行解码，以得到去亮度饱和处理单元能够接收并处理的灰阶信号；去亮度饱和处理单元用于将LED光源的每个像素的每种基色的灰阶信号进行处理，并得到新的灰阶信号，以使得超过预设阈值的整个LED光源亮度调整至预设阈值以内，且维持各个基色比例不变，
PWM输出电路接收去亮度饱和处理单元输出的经过处理后的新的灰阶信号，PWM输出电路根据每一个像素的每一基色的灰阶信号生成对应PWM电平信号并发送给PWM输出电路，
恒流驱动电路用于将接收到的每一个像素的每一个基色的PWM电平信号和恒电流信号整合为带灰阶的恒流驱动信号，每个恒流驱动模块接收一组PWM电平信号，恒流驱动信号输入给LED光源并驱动LED光源发光，每一个恒流驱动模块对应驱动一组LED光源发光。


2.根据权利要求1所述的多基色LED光源多像素消除亮度饱和电路，其特征在于，所述灰阶信号接收电路包括收发器芯片U4、电容C33、电阻R37、R38、R39、R40、R41、双向瞬变抑制二极管D1、D2、自恢复保险丝PT1和PT2，收发器芯片U4的引脚RO作为接收端用于接收LED光源的灰阶信号，收发器芯片U4的RE引脚和DE引脚共同通过电阻R37接地，收发器芯片U4的DI引脚作为发射端TXD，收发器芯片U4的电源端VCC分别与正电压连接和通过电容C33接地，收发器芯片U4的接地端GND接地，收发器芯片U4的差分信号引脚B依次串联电阻R40和自恢复保险丝PT1，自恢复保险丝PT1的另一端作为信号输出端B，引脚B与电阻R40之间的连接节点通过电阻R38与电容C33共同接地；收发器芯片U4的引脚A依次串联电阻R41和自恢复保险丝PT2，自恢复保险丝PT2的另一端作为信号输出端A，电阻R40和自恢复保险丝PT1之间的连接节点和电阻R41和自恢复保险丝PT2之间的连接节点依次串联有双向瞬变抑制二极管D1和D2，其中，双向瞬变抑制二极管D1的正极与电阻R41和自恢复保险丝PT2之间的连接节点连接，双向瞬变抑制二极管D2的正极与电阻R40和自恢复保险丝PT1之间的连接节点连接；电阻R41与引脚A之间还连接有电阻R39的一端，电阻R39的另一端与+5V的电源连接；信号输出端A和B作为差分通信协议数字信号，并经过转换为TTL电平的灰阶数字信号后经收发器芯片U4作为RXD端的引脚RO发射给灰阶信号处理电路中的信号解码单元。


3.根据权利要求1所述的多基色LED光源多像素消除亮度饱和电路，其特征在于，所述PWM输出电路包括PWM调制芯片U3，以及电阻RV1、RE1、R01和电容CV1，电阻RV1的一端与外部或内部电源的电压输出端连接，电阻RV1的另一端分别通过电容CV1接地以及与PWM调制芯片U3的电源端VDD连接，PWM调制芯片U3的引脚DIN与灰阶信号处理电路的数据输出端连接，PWM调制芯片U3的引脚REXT通过电阻RE1接地，PWM调制芯片U3的引脚DOUT通过电阻R01与灰阶信号处理电路的输出端连接，PWM调制芯片U3的四个PWM引脚作为四个输出引脚。


4.根据权利要求1所述的多基色LED光源多像素消除亮度饱和电路，其特征在于，所述恒流驱动电路包括恒流驱动芯片UU1，以及电阻R1、R2、R3、R4和电容C1，恒流驱动芯片UU1的电源端VDD通过电阻R4与外部或内部电源的电压输出端连接，恒流驱动芯片UU1的输出端DOUT与LED光源连接，恒流驱动芯片UU1的引脚REXT连接电阻R3后与恒流驱动芯片UU1的接地端GND共同接地，恒流驱动芯片UU1的引脚DIM通过电阻R2与PWM输出电路的一个输出端连接，恒流驱动芯片UU1的引脚DIM还通过电阻R1分别与电容C1的一端和电源端VDD连接，电容C1的另一端接地。


5.根据权利要求1所述的多基色LED光源多像素消除亮度饱和电路，其特征在于，所述灰阶信号处理电路包括信号解码单元和去亮度饱和处理电路，信号解码单元包括移位寄存器、数据缓冲区、协议解码单元、像素颜色数据寄存器、GAMMA校正单元和接收控制器，移位寄存器、数据缓冲区、协议解码单元、像素颜色数据寄存器、GAMMA校正单元依次连接，接收控制器分别与移位寄存器和协议解码单元连接，移位寄存器在接收控制器的控制下用于接收灰阶信号接收电路输出的灰阶信号，并输出给数据缓冲区内存放，接收控制器产生中断信号通知协议解码单元，协议解码单元接收到中断信号后对数据缓冲区内的灰阶信号进行协议解码，解码得到的每个像素颜色数据，并将像素颜色数据存放到像素颜色数据寄存器内，GAMMA校正单元把每个像素颜色数据进行GAMMA校正，并把校正后的数据输入给去亮度饱和处理单元；
所述去亮度饱和处理单元包括寄存器矩阵、若干乘法运算器、一个亮度加法器、亮度饱和校正曲线运算器、校正参数h寄存器，以及像素颜色数据寄存器、移位寄存器、归零码发生器和发送控制器，寄存器矩阵共有n×m个寄存器，n为LED光源的像素数量，m为LED光源的颜色数量，GAMMA校正单元将对应像素颜色数据送入寄存器矩阵中对应的寄存器，寄存器矩阵中的每个寄存器将对应像素的颜色数据发送给亮度加法器进行相加求和处理，求和结果发送给亮度饱和校正曲线运算器进行处理，然后将处理结果发送给校正参数h寄存器，经校正参数h寄存器处理后的处理结果分别发送给各个乘法运算器，
寄存器矩阵中的每一个像素颜色数据分别发送给对应的乘法运算器，各个像素颜色数据和校正参数h相乘后均发送给像素颜色数据寄存器，然后将像素颜色数据发送给移位寄存器，移位寄存器在发送控制器的控制下进行缓存，然后将像素颜色数据发送给归零码发送器，归零码即是经灰阶信号处理电路处理后的新的灰阶信号，生成归零码后通过...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈邓伟，赵云云，
申请(专利权)人：广州中大中鸣科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44