一种用于驱动LED显示器的电路和方法技术

本公开描述了一种用于驱动LED显示器的电路和方法。该驱动电路包括选择电路，用于从多个光发射器中选择第一光发射器，预充电电路，用于根据所选择的第一光发射器为显示板的等效电容充电，以及电源电路，用于在选择了所述第一光发射器之后向所述第一光发射器供电，其中所述电源电路被配置为在一个或多个阶段中向所述第一光发射器供应驱动电流。本公开的驱动电路和方法能够用于显著地提高LED显示器的刷新率和分辨率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术大体上涉及用于发光二极管(LED)显示器的设备和方法，更特别地，涉及ー种用于驱动LED显示器的电路和方法。
技术介绍
时间复用的LED矩阵显示器包括ー个或多个LED阵列。LED矩阵显示器的性能特征之ー是当LED的选择信号开启吋，LED亮起所需要的时间。因为LED矩阵显示器中的部件具有在LED开始亮之前需要充电的电容，所以时延是明显的。图1示出了在时间复用的LED矩阵显示器中的LED阵列的一般形式。LED以N乘M的方式布置，其中电流源的M条通道(列)与N条扫描线(行)交叉。在任何给定时间，存在0至M条由电流供电的通道，而为任一电流通道仅选择一条扫描线。为了在列i和行j的交点处(即，图1中的LED 111)点亮LED，电流源必需为N乘M阵列上影响该LED的所有的电容充电。对于LED 111，该些电容包括线绕电容Cw 100、列i中的每个LED的电容Q101，…10N、以及每个开关121至12N(不包括12j)的开关电容。对于LED(i，j)，所有的电容的效果能够被表示为ー个等效电容Q。为了说明，假定所有的LED的电容(CJ是相同的，并且所有的开关的电容(Cs)是相同的，则ら能够由下式表不:Ci = Cff+CL+ (N-1) *CS*CL/ (CS+CL)以不同于图1中的形式布置的LED也会具有类似的时延，因为部件(例如，LED、线绕、开关)具有 电容。本公开提供了用于减少由为有影响的电容充电而引起的时延的设备和方法。
技术实现思路
本公开提供了ー种用于驱动包括多个光发射器的LED显示板的电路，该多个光发射器布置为具有多个列和行的阵列。驱动电路与光发射器的阵列电耦合。驱动电路包括选择电路，用于从多个光发射器中选择第一光发射器；预充电电路，用于根据所选择的第一光发射器为显示板的等效电容充电；以及电源电路，用于在选择了第一光发射器之后向第一光发射器供电。电源电路包括电源，以及与电源耦合的电流控制机构。电流控制机构被配置为当通过第一光发射器的驱动电流小于或等于第一阈值时，向电源供应第一电流。电流控制机构还被配置为当驱动电流大于第一阈值并且小于第二阈值时，向电源供应第二电流。第一电流大于第二电流。在一个实施例中，所述预充电电路包括第一晶体管、与所述第一晶体管电耦合的第一开关、以及与所述第一开关电耦合的第一逻辑门。逻辑门包括“与”门。在一个实施例中，电源电路包括第二逻辑门、与所述第二逻辑门电耦合的第二晶体管、与所述第二晶体管电耦合的第二开关、第一电阻以及第ニ电阻，其中所述第二开关在所述第一和第二电阻之间是可切換的。本公开还提供了ー种用于驱动包括光发射器阵列的显示板的方法。该方法包括在从所述光发射器阵列选择第一光发射器之前且在取消选择先前所选择的光发射器之后，为所述阵列的等效电容充电；选择所述第一光发射器；以及在选择了所述第一光发射器之后，使用电源来将驱动电压施加至所述第一光发射器，以便引起通过所述第一光发射器的驱动电流，其中施加驱动电压包括:当所述驱动电流小于或等于第一阈值时，将第一电流施加至所述电源，以便快速打开电源；以及当所述驱动电流大于所述第一阈值并且小于第二阈值时，将第二电流施加至所述电源，以便最小化电流超调，其中第一电流大于第二电流。附图说明通过结合所附附图理解下述详细的说明能够容易地理解本公开的教导。图1示出了 LED阵列的示意图；图2示出了扫描线驱动信号的时序图；图3示出了根据本公开的ー个实施例的电路；图4是示出了在本公开的ー个实施例中的各种信号的特性的示意图。具体实施例方式附图和下述描述仅通过示例性的方式与本公开的实施例关联。应当理解，根据下列描述，易于将在此公开的结构和方法的替代的实施例视为可以在不背离所要求保护的专利技术的原则下采用的可行的替代实施方式。下面将详细參考本公开的多个实施例，在所附附图中示出了本公开的例子。应当理解，在该些附图中任何地方可以用适合的类似或相似的附图标记，并且类似或相似的附图标记可以表示类似或相似 的功能。附图仅以示例性的目的示出了本公开的实施例。本领域的技术人员将容易地根据下述描述认识到，可以在不背离在此描述的公开的原则下采用在此所述的结构和方法的替代的实施例。图2示出了扫描线开关选择的时序图。当行j处的开关被闭合吋，SWj表示选择扫描线j的激活的高信号。在两个连续的激活高信号之间存在短的时间段。该时间间隔被称为死区时间。图3不出了本公开的LED快速上升驱动电路(LED fast rising driver circuit)运行示意图。部件313表示上述的等效电容负载。根据本公开的ー个实施例，快速上升驱动电路包括两个模块300和301。模块300包括NMOS 302、“与”门303和开关304。该开关一端连接至逻辑“I”电压、POWER或VDD，另一端连接至LED 311的阳极。模块300具有三个输入=VR1.死区时间信号以及“下ー个PWM不等于0”的信号。VRi是为LED 311特别设定的參考电压。死区时间信号是由图2中所示的SW^推导或导出的逻辑信号。该死区时间信号仅在两个连续的激活的选择信号SW^之间激活。第三信号“下ー个PWM不等于0”是由PWM(脉宽调制)信号推导或导出的逻辑信号。在2011年9月21日提交的美国申请号为13/237960的申请中能够找出对PWM信号的更详细的解释，在此通过引用将其全文包含在内。“下ー个PWM不等于0”信号仅当下ー个PWM信号不等于逻辑零时激活。在一个实施例中，模块300在死区时间期间起作用。开关312在死区时间期间断开，以便没有电流流过LED 311。在另一方面，如果两个信号在门303处变为“真”并且驱动门303来输出“真”信号，则开关304闭合。将VRi设为ー个值，以便使通过NMOS 302的电流为电容313充电并且将LED的阳极侧电压拉升至稍低于VFm S卩，(VR1-Vth)的值稍低于LED 拐点电压(inflection voltage) VFqo Vth 是 NMOS 302 的阈值电压，而 VFtl 等于 LED 的拐点处的前向电压(forwarding voltage)。红色LED的VF0的值在例如1.6V至2.6V的范围内。绿色或蓝色LED的VFtl的值在例如2.6V至3.8V的范围内。当开关304闭合时，NMOS 302变为闭合。这就允许了电流从VDD通过NMOS 302，以为由等效电容313表示的LED显示器的电容负载充电。在死区时间结束后，由于门303输出“假”并且开关304断开，模块300停止馈给电压或电流。因此，通过模块300的运行，在死区时间期间，阳极侧的电压上升至接近但小于LED VFtl的值。例如，阳极侧的电压能够上升至0.2V或低于VFtl的值。因此，当下ー个PWM选择循环来到时，将电容313充电至LED VFtl的所需时间较短。如图4所示，通过NMOS 302的电流(Imm)在死区时间开始后快速增长，并且VAMde也上升接近Vh。模块301在死区时间结束后起作用。模块301包括两个电阻305和306、开关307、NMOS 308以及“与”门309。模块301的一端连接至PMOS 310的门极输入，而另一端连接至逻辑“O”、接地或VSS。至“与”门309有两个逻辑信号输入，一个本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种显示板，包括：布置有多个光发射器；以及驱动电路，其与所述多个光发射器电耦合；其中，所述驱动电路包括：选择电路，用于从所述多个光发射器中选择第一光发射器；预充电电路，用于根据所选择的第一光发射器为所述显示板的等效电容充电；以及电源电路，用于在选择了所述第一光发射器之后向所述第一光发射器供电，其中所述电源电路包括电源以及与所述电源耦合的电流控制机构，其中所述电流控制机构被配置为当通过所述第一光发射器的驱动电流小于或等于第一阈值时，向所述电源供应第一电流，并且其中，所述电流控制机构被配置为当所述驱动电流大于所述第一阈值并且小于第二阈值时，向所述电源供应第二电流，其中所述第一电流大于所述第二电流。

【技术特征摘要】
2011.12.05 US 13/311,0351.一种显不板，包括: 布置有多个光发射器；以及 驱动电路，其与所述多个光发射器电耦合； 其中，所述驱动电路包括: 选择电路，用于从所述多个光发射器中选择第一光发射器； 预充电电路，用于根据所选择的第一光发射器为所述显示板的等效电容充电；以及 电源电路，用于在选择了所述第一光发射器之后向所述第一光发射器供电，其中所述电源电路包括电源以及与所述电源耦合的电流控制机构，其中所述电流控制机构被配置为当通过所述第一光发射器的驱动电流小于或等于第一阈值时，向所述电源供应第一电流，并且其中，所述电流控制机构被配置为当所述驱动电流大于所述第一阈值并且小于第二阈值时，向所述电源供应第二电流，其中所述第一电流大于所述第二电流。2.根据权利要求1所述的显示板，其中，所述预充电电路在死区时间期间运行，所述死区时间是在选择所述第一光发射器之前且在取消选择先前所选择的光发射器之后的时间段。3.根据权利要求1所述的显示板，其中，所述预充电电路包括第一晶体管、与所述第一晶体管电耦合的第一开关、以及与所述第一开关电耦合的第一逻辑门。4.根据权利要求3所述的显示板，其中，所述第一晶体管包括NMOS设备，并且所述第一逻辑门包括“与”逻辑门。5.根据权利要求1所述的显示板`，其中，所述电流控制机构包括第二逻辑门、与所述第ニ逻辑门电耦合的第二晶体管、第一电阻、第二电阻以及与所述第二晶体管电耦合的第二开关，所述第二开关在所述第一和第二电阻之间是可切換的。6.根据权利要求5所述的显示板，其中，所述第二逻辑门包括“与”逻辑门，并且所述第ニ晶体管包括NMOS设备。7.根据权利要求5所述的显示板，其中，所述第二电阻具有大于所述第一电阻的阻抗值的阻抗值。8.根据权利要求7所述的显示板，其中，当所述驱动电流小于或等于所述第一阈值吋，所述第二开关切換至所述第一电阻，以便供应所述第一电流，并且其中，当所述驱动电流在所述第一阈值与所述第二阈值之间时，所述第二开关切換至所述第二电阻，以便供应所述第二电流。9.根据权利要求8所述的显示板，其中，所述第一阈值为零并且所述第二阈值大约为目标驱动电流的90%。10.根据权利要求9所述的显示板，其中，所述电源电路还包括电流反射镜，以用于将通过所述第一光发射器的所述驱动电流维持至实质上等于所述目标驱动电流。11.一种用于驱动光发射器阵列的装置，包括: 选择电路，用于从所述光发射器阵列中选择第一光发射器； 预充电电路，用于根据所选择的第一光发射器为所述阵列的等...

【专利技术属性】
技术研发人员：李红化，卢纯，
申请(专利权)人：广州硅芯电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：