一種用於led驅動的脈衝調製控制方法及裝置的製作方法
2023-09-23 23:40:20
專利名稱：一種用於led驅動的脈衝調製控制方法及裝置的製作方法
技術領域：
本發明屬於LED驅動領域，尤其涉及一種用於LED驅動的脈衝調製控制方法及裝
置
背景技術：
近年來，LED作為多種發光裝置的基本發光器件，被廣泛應用於各種照明設備中。例如，將紅綠藍三色LED燈組裝成燈組，再將燈組串聯或並聯以形成LED燈帶，並用於裝飾照明、護欄燈和室內外視頻牆等。以往是通過將多個LED燈組的驅動晶片與主控裝置串聯(如圖I所示)，並採用脈寬調製(Pulse Width Modulation,PWM)作為脈衝調製方式對LED燈帶進行驅動控制，但是，由於在上述控制方式中，每一級LED燈組需要從上一級LED燈組的驅動晶片獲取灰度數據進行脈寬調製以驅動LED，如果其中某一級LED燈組損壞，則會影響後續LED燈組的灰度數據接收。為了解決上述問題，現有技術通過將LED燈帶中的每一個LED燈組的驅動晶片進行並聯(如圖2所示)並採用PWM作為脈衝調製方式對LED燈帶實現驅動。然而，採用PWM對灰度數據進行脈衝調製的過程中，如果所接收到的灰度數據為低灰度等級(在8位灰度數據(全為「I」時對應的十進位數為255)中，所有的有效數據位「I」所對應的十進位數小於或等於128)時，由於所生成的脈衝調製控制信號的佔空比小，故LED燈組的開啟時間較短，這樣容易造成LED燈組出現閃爍和發光亮度不均勻的現象。因此，現有技術所提供的脈衝調製方式存在導致LED發光裝置工作時出現閃爍和發光亮度不均勻的問題。
發明內容
本發明的目的在於提供一種用於LED驅動的脈衝調製控制方法，旨在解決現有技術提供的脈衝調製方式所存在的導致LED發光裝置工作時出現閃爍和發光亮度不均勻的問題。本發明是這樣實現的，一種用於LED驅動的脈衝調製控制方法，所述脈衝調製控制方法包括以下步驟根據所接收到的地址信息獲取所述地址信息所對應的LED燈組的灰度數據；結合所述灰度數據，並按照預設參數生成一個脈衝調製信號或多個具有相同或特定佔空比的脈衝調製信號，並存儲所述一個脈衝調製信號於第一預設存儲空間或存儲所述多個具有相同或特定佔空比的脈衝調製信號於所述第一預設存儲空間以形成多個連續且具有周期性的脈衝調製信號。本發明的另一目的還在於提供一種用於LED驅動的脈衝調製控制裝置，所述脈衝調製控制裝置包括灰度數據獲取單元，用於根據所接收到的地址信息獲取所述地址信息所對應的LED燈組的灰度數據；脈衝調製信號生成單元，用於結合灰度數據，並按照預設參數生成一個脈衝調製信號或多個具有相同或特定佔空比的脈衝調製信號；第一存儲單元，用於存儲所述一個脈衝調製信號或多個具有相同或特定佔空比的脈衝調製信號。在本發明中，根據所接收到的地址信息獲取所述地址信息所對應的LED燈組的灰度數據，然後結合所述灰度數據在脈衝調製周期內按照預設參數生成一個脈衝調製信號或多個具有相同 或特定佔空比的脈衝調製信號，並存儲所述一個脈衝調製信號於第一預設存儲空間或存儲所述多個具有相同或特定佔空比的脈衝調製信號於所述第一預設存儲空間以形成多個連續且具有周期性的脈衝調製信號，進而保證LED工作時的發光亮度能夠平滑變化而不出現閃爍或亮度不均勻，從而解決了現有技術提供的脈衝調製方式所存在的導致LED發光裝置工作時出現閃爍和發光亮度不均勻的問題。
圖I是現有技術所提供的LED燈組的驅動晶片與主控裝置的串聯連接圖；圖2是現有技術所提供的LED燈組的驅動晶片與主控裝置的並聯連接圖；圖3是本發明第一實施例提供的用於LED驅動的脈衝調製控制方法的實現流程圖；圖4是本發明第二實施例提供的用於LED驅動的脈衝調製控制方法的具體實現流程圖；圖5是本發明第二實施例提供的用於LED驅動的脈衝調製控制方法所生成的脈衝調製信號波形圖；圖6是本發明第三實施例提供的用於LED驅動的脈衝調製控制方法的具體實現流程圖；圖7是本發明第三實施例提供的用於LED驅動的脈衝調製控制方法所生成的脈衝調製信號波形圖；圖8是本發明第四實施例提供的用於LED驅動的脈衝調製控制方法的具體實現流程圖；圖9是本發明第四實施例提供的用於LED驅動的脈衝調製控制方法所生成的脈衝調製信號波形圖；圖10是本發明第五實施例提供的用於LED驅動的脈衝調製控制方法的具體實現流程圖；圖11是本發明第五實施例提供的用於LED驅動的脈衝調製控制方法所生成的脈衝調製信號波形圖；圖12是本發明第六實施例提供的用於LED驅動的脈衝調製控制裝置的結構圖；圖13是本發明第七實施例提供的用於LED驅動的脈衝調製控制裝置的結構圖；圖14是本發明第八實施例提供的用於LED驅動的脈衝調製控制裝置的結構圖；圖15是本發明第九實施例提供的用於LED驅動的脈衝調製控制裝置的結構圖；圖16是本發明第十實施例提供的用於LED驅動的脈衝調製控制裝置的結構圖。
具體實施方式
為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，並不用於限定本發明。在本發明實施例中，根據所接收到的地址信息獲取該地址信息所對應的LED燈組的灰度數據，然後結合所述灰度數據在脈衝調製周期內按照預設參數生成一個脈衝調製信號或多個具有相同或特定佔空比的脈衝調製信號，並存儲一個脈衝調製信號於第一預設存儲空間或存儲所述多個具有相同或特定佔空比的脈衝調製信號於第一預設存儲空間以形成多個連續且具有周期性的脈衝調製信號，進而保證LED工作時的發光亮度能夠平滑變化而不出現閃爍或亮度不均勻。本發明實施例所提及的灰度數據是由LED主控裝置發出的二進位數據，其中包含所需生成的脈衝調製信號的脈衝調製周期所佔用的時間寬度和LED開啟電平所佔用的時間寬度等信息。以下結合具體實施例對本發明所提供的用於LED驅動的脈衝調製控制方法及裝置的具體實現進行詳細描述實施例一:圖3示出了本發明第一實施例提供的用於LED驅動的脈衝調製控制方法的實現流程，為了便於說明，僅示出了與本發明第一實施例相關的部分，詳述如下在步驟SlOl中，根據所接收到的地址信息獲取該地址信息所對應的LED燈組的灰度數據。其中，地址信息是與每個LED燈組相對應的，即每個LED燈組都分配有特定的地址信息，能夠使數據包中的灰度數據與具備特定地址信息的LED燈組形成一一對應關係。在步驟S102中，結合灰度數據，按照預設參數生成一個脈衝調製信號或多個具有相同或特定佔空比的脈衝調製信號，並存儲一個脈衝調製信號於第一預設存儲空間，或存儲多個具有相同或特定佔空比的脈衝調製信號於第一預設存儲空間以形成多個連續且具有周期性的脈衝調製信號。實施例二 :圖4示出了本發明第二實施例提供的用於LED驅動的脈衝調製控制方法的具體實現流程，為了便於說明，僅示出了與本發明第二實施例相關的部分，詳述如下在本實施例中，步驟S201與本發明第一實施例中的步驟SlOl相同，本實施例所提及的步驟S201至步驟S208包含於本發明第一實施例中的步驟S102。在步驟S201中，根據所接收到的地址信息獲取該地址信息所對應的LED燈組的灰度數據。在步驟S202中，根據灰度數據的位數設定所輸入的基本時鐘信號的二進位計數上限值；步驟S202具體為根據灰度數據的位數設定二進位計數值的位數；根據二進位計數值的位數獲取二進位計數上限值。
在步驟S203中，對輸入的基本時鐘信號進行二進位計數，並更新第二預設存儲空間中的數據為當前計數結果，步驟S203具體為每輸入一個基本時鐘信號，則從低位開始置位為「 I 」，並按照二進位計數方法從第一次開始累計輸入的基本時鐘信號的個數作為當前計數結果；將第二預設存儲空間的數據更新為當前計數結果。在步驟S204中，根據預設的LED刷新頻率參數對當前計數結果進行邏輯組合運算，並輸出邏輯組合運算結果；步驟S204具體為按照邏輯算式(I)對計數結果進行邏輯組合運算
Qk..........................................................i = n-l
Di=jQk*Qk-i*---* Q[k-(n-2-i)] * Q[k-(n-i-i)]...........n-k-l<i<n-l⑴
Qo*Qi*---* Q(n-2-D * Q(n-I-I)........ ............0 <i<n-k-l其中，Di為邏輯組合運算結果，Qk、Q1^ Qttm)]、Qm-i)]、Q。、Qi、Q(M 及 Qfo-u均為當前計數結果中特定數據位所對應的二進位數值，n為當前計數結果中二進位數據位的個數，i為邏輯組合運算結果中與各個數據位對應的序號，且0彡i ( n-1，k為預設的LED刷新頻率參數，且0 < k < n，其用於控制LED的刷新頻率。在步驟S205中，根據灰度數據和邏輯組合運算結果獲取當前具有特定佔空比的脈衝調製信號；步驟S205具體為按照算式(2)對灰度數據和邏輯組合運算結果進行邏輯或運算
i=n-lOUT = [ (M1 * D1)(2)
i=0其中，Mi為灰度數據中特定數據位所對應的二進位數值，OUT為邏輯或運算結果；根據邏輯或運算結果中的數據位的二進位數值相應生成當前具有特定佔空比的脈衝調製信號，在當前特定的脈衝調製信號中，每個單位脈衝時間的高電平和低電平分別對應二進位數值「 I 」和「 0 」。在步驟S206中，將當前具有特定佔空比的脈衝調製信號存儲於第一預設存儲空間。在步驟S207中，判斷第二預設存儲空間中的當前計數結果是否等於二進位計數上限值，是，則執行步驟S208，否，則返回步驟S202。在步驟S208中，將第一預設存儲空間中的每個具有特定佔空比的脈衝調製信號按照存儲順序形成多個連續且具有周期性的脈衝調製信號。以下結合具體例子對本實施例提供的脈衝調製控制方法作進一步說明設定灰度數據為八位二進位數「00010010」，每個單位脈衝時間為t，則相應可知當前計數結果中二進位數據位的個數n = 8，基本時鐘的二進位計數上限值為28t = 256t，即最終輸出的脈衝調製信號的脈衝調製周期為256t。結合算式⑴可知，當k = 4時，Di的值如下式所示
Q4..........................................................1 = 7Di =< Q4 * Q3 * ... * Q[4.(8-2-i)] * Q[4-(8-l-i)]...........3<i<7 Qo *Qi * * Q(8-2-i) * Q(s-i-i)....................o<i<3
其中，Q0, Q1, Q2、Q3、Q4、Q5、Q6、Q7分別對應當前計數結果中從低位到高位所對應的
二進位數值。再結合算式(2)可知，邏輯或運算結果OUT如下式所示
權利要求
1.一種用於LED驅動的脈衝調製控制方法，其特徵在於，所述脈衝調製控制方法包括以下步驟 根據所接收到的地址信息獲取所述地址信息所對應的LED燈組的灰度數據； 結合所述灰度數據，按照預設參數生成一個脈衝調製信號或多個具有相同或特定佔空比的脈衝調製信號，並存儲所述一個脈衝調製信號於第一預設存儲空間或存儲所述多個具有相同或特定佔空比的脈衝調製信號於所述第一預設存儲空間以形成多個連續且具有周期性的脈衝調製信號。
2.如權利要求I所述的脈衝調製控制方法，其特徵在於，所述結合灰度數據，按照預設參數生成一個脈衝調製信號或多個具有相同或特定佔空比的脈衝調製信號，並存儲所述一個脈衝調製信號於第一預設存儲空間或存儲所述多個具有相同或特定佔空比的脈衝調製信號於所述第一預設存儲空間以形成多個連續且具有周期性的脈衝調製信號的步驟具體包括以下步驟 a，根據所述灰度數據的位數設定輸入的基本時鐘信號的二進位計數上限值； b，對所述輸入的基本時鐘信號進行二進位計數，並更新第二預設存儲空間中的數據為當前計數結果； C，根據預設的LED刷新頻率參數對所述當前計數結果進行邏輯組合運算，並輸出邏輯組合運算結果； d，根據所述灰度數據和所述邏輯組合運算結果獲取當前具有特定佔空比的脈衝調製信號; e，將所述當前具有特定佔空比的脈衝調製信號存儲於第一預設存儲空間； f，判斷所述第二預設存儲空間中的當前計數結果是否等於二進位計數上限值，是，則執行步驟g，否，則返回步驟a; g，將所述第一預設存儲空間中的每個具有特定佔空比的脈衝調製信號按照存儲順序形成多個連續且具有周期性的脈衝調製信號。
3.如權利要求I所述的脈衝調製控制方法，其特徵在於，所述結合灰度數據，按照預設參數生成一個脈衝調製信號或多個具有相同或特定佔空比的脈衝調製信號，並存儲所述一個脈衝調製信號於第一預設存儲空間或存儲所述多個具有相同或特定佔空比的脈衝調製信號於所述第一預設存儲空間以形成多個連續且具有周期性的脈衝調製信號的步驟具體包括以下步驟 根據所述灰度數據生成PWM脈衝調製信號； 結合所述灰度數據將所述PWM脈衝調製信號分割為多個具有特定佔空比的脈衝調製信號; 順序存儲所述多個具有特定佔空比的脈衝調製信號中的每個脈衝調製信號於第一預設存儲空間以形成多個連續且具有周期性的脈衝調製信號。
4.如權利要求I所述的脈衝調製控制方法，其特徵在於，所述結合灰度數據，按照預設參數生成一個脈衝調製信號或多個具有相同或特定佔空比的脈衝調製信號，並存儲所述一個脈衝調製信號於第一預設存儲空間或存儲所述多個具有相同或特定佔空比的脈衝調製信號於所述第一預設存儲空間以形成多個連續且具有周期性的脈衝調製信號的步驟具體包括以下步驟根據所述灰度數據生成PWM脈衝調製信號； 按照預設LED開關頻率將所述PWM脈衝調製信號分割為多個具有相同佔空比的脈衝調製信號； 順序存儲多個具有相同佔空比的脈衝調製信號中的每個脈衝調製信號於第一預設存儲空間以形成多個連續且具有周期性的脈衝調製信號。
5.如權利要求I所述的脈衝調製控制方法，其特徵在於，所述結合灰度數據，按照預設參數生成一個脈衝調製信號或多個具有相同或特定佔空比的脈衝調製信號，並存儲所述一個脈衝調製信號於第一預設存儲空間或存儲所述多個具有相同或特定佔空比的脈衝調製信號於所述第一預設存儲空間以形成多個連續且具有周期性的脈衝調製信號的步驟具體包括以下步驟 根據所述灰度數據獲取其對應的脈衝調製信號的脈衝調製周期和LED開啟電平兩者分別所佔用的時間寬度； 判斷所述LED開啟電平所佔用的時間寬度是否大於脈衝調製周期所佔用的時間寬度的一半，是，則將所述LED開啟電平所佔用的時間寬度和所述脈衝調製周期所佔用的時間寬度同時擴充為原來的兩倍，否，則所述LED開啟電平所佔用的時間寬度和所述脈衝調製周期所佔用的時間寬度維持不變； 按照所述脈衝調製周期所佔用的時間寬度和所述LED開啟電平所佔用的時間寬度生成一個脈衝調製信號； 將所述脈衝調製信號存儲於第一預設存儲空間。
6.一種用於LED驅動的脈衝調製控制裝置，其特徵在於，所述脈衝調製控制裝置包括 灰度數據獲取單元，用於根據所接收到的地址信息獲取所述地址信息所對應的LED燈組的灰度數據； 脈衝調製信號生成單元，用於結合所述灰度數據，按照預設參數生成一個脈衝調製信號或多個具有相同或特定佔空比的脈衝調製信號； 第一存儲單元，用於存儲所述一個脈衝調製信號或所述多個具有相同或特定佔空比的脈衝調製信號。
7.如權利要求6所述的脈衝調製控制裝置，其特徵在於，所述脈衝調製信號生成單元包括計數上限值設定單元、計數與數據更新單元、第二存儲單元、邏輯組合運算單元、脈衝調製信號獲取單元、第一數據轉存單元、計數判斷單元、跳轉單元以及第二數據轉存單元； 所述計數上限值設定單元用於根據所述灰度數據的位數設定輸入的基本時鐘信號的二進位計數上限值； 所述計數與數據更新單元用於對所述輸入的基本時鐘信號進行二進位計數，並更新所述第二存儲單元中的數據為當前計數結果； 所述第二存儲單元用於存儲所述當前計數結果； 所述邏輯組合運算單元用於根據預設的LED刷新頻率參數對所述當前計數結果進行邏輯組合運算，並輸出邏輯組合運算結果； 所述脈衝調製信號獲取單元用於根據所述灰度數據和所述邏輯組合運算結果獲取當前具有特定佔空比的脈衝調製信號； 所述第一數據轉存單元用於將所述當前具有特定佔空比的脈衝調製信號存儲於所述第一存儲單元； 所述計數判斷單元用於判斷所述第二存儲單元中的當前計數結果是否等於所述二進位計數上限值； 所述跳轉單元用於當所述計數判斷單元中的判斷結果為否時跳轉至所述計數與數據更新單元進行工作； 所述第二數據轉存單元用於將所述第一存儲單元中的每個具有特定佔空比的脈衝調製信號按照存儲順序形成多個連續且具有周期性的脈衝調製信號。
8.如權利要求6所述的脈衝調製控制裝置，其特徵在於，所述脈衝調製信號生成單元包括第一 PWM脈衝調製信號獲取單元、第一信號分割單元及第三數據轉存單元； 所述第一 PWM脈衝調製信號生成單元用於根據所述灰度數據生成PWM脈衝調製信號；所述第一信號分割單元用於結合所述灰度數據將所述PWM脈衝調製信號分割為多個具有特定佔空比的脈衝調製信號； 所述第三數據轉存單元用於順序存儲多個具有特定佔空比的脈衝調製信號中的每個脈衝調製信號於所述第一存儲單元以形成多個連續且具有周期性的脈衝調製信號。
9.如權利要求6所述的脈衝調製控制裝置，其特徵在於，所述脈衝調製信號生成單元包括 第二 PWM脈衝調製信號生成單元，用於根據所述灰度數據接收單元接收到的灰度數據生成PWM脈衝調製信號； 第二信號分割單元，用於按照預設LED開關頻率將所述PWM脈衝調製信號分割為多個具有相同佔空比的脈衝調製信號； 第四數據轉存單元，用於順序存儲所述多個具有相同佔空比的脈衝調製信號中的每個脈衝調製信號於所述第一存儲單元以形成多個連續且具有周期性的脈衝調製信號。
10.如權利要求6所述的脈衝調製控制裝置，其特徵在於，所述脈衝調製信號生成單元包括 時間寬度獲取單元，用於根據所述灰度數據獲取其對應的脈衝調製信號的脈衝調製周期和LED開啟電平兩者分別所佔用的時間寬度。
時間寬度判斷單元，用於判斷所述LED開啟電平所佔用的時間寬度是否大於所述脈衝調製周期所佔用的時間寬度的一半， 時間寬度控制單元，用於當所述時間寬度判斷單元的判斷結果為是時，將所述LED開啟電平所佔用的時間寬度和所述脈衝調製周期所佔用的時間寬度同時擴充為原來的兩倍，當所述時間寬度判斷單元的判斷結果為否時，維持所述LED開啟電平所佔用的時間寬度和所述脈衝調製周期所佔用的時間寬度不變； 脈衝調製信號生成子單元，用於按照所述脈衝調製周期所佔用的時間寬度和所述LED開啟電平所佔用的時間寬度生成一個脈衝調製信號； 第五數據轉存單元，用於將所述脈衝調製信號生成子單元生成的脈衝調製信號存儲於所述第一存儲單元。
全文摘要
本發明適用於LED驅動領域，提供了一種用於LED驅動的脈衝調製控制方法及裝置。在本發明中，根據所接收到的地址信息獲取該地址信息所對應的LED燈組的灰度數據，然後結合所述灰度數據在脈衝調製周期內按照預設參數生成一個脈衝調製信號或多個具有相同或特定佔空比的脈衝調製信號，並存儲一個脈衝調製信號於第一預設存儲空間或存儲所述多個具有相同或特定佔空比的脈衝調製信號於第一預設存儲空間以形成多個連續且具有周期性的脈衝調製信號，進而保證LED工作時的發光亮度能夠平滑變化而不出現閃爍或亮度不均勻，從而解決了現有技術提供的脈衝調製方式所存在的導致LED發光裝置工作時出現閃爍和發光亮度不均勻的問題。
文檔編號H05B37/02GK102625541SQ20121010486
公開日2012年8月1日 申請日期2012年4月11日 優先權日2012年4月11日
發明者李照華, 楊亞吉, 石磊, 符傳匯, 胡富斌, 陳克勇 申請人:深圳市明微電子股份有限公司