邊沿信號計數裝置及led驅動器的製造方法
2023-07-04 16:27:46 1
邊沿信號計數裝置及led驅動器的製造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種邊沿信號計數裝置及LED驅動器，該邊沿信號計數裝置，包括邊沿計數單元，用於對電源線輸入的邊沿信號的邊沿進行計數，並輸出計數結果；充電單元，為邊沿計數單元和初始化單元供電，當電源線信號為高電平時充電，當電源線信號為低電平時放電；初始化單元，用於根據所述的供電電平對邊沿計數單元進行初始化。LED驅動器包括邊沿信號計數裝置和用於根據邊沿信號計數裝置的計數結果驅動LED的驅動單元。本實用新型利用邊沿信號計數裝置，對電源線輸入的邊沿信號進行計數實現對驅動單元的控制進而驅動LED完成七彩發光，只需要一根電源線和地線，不需要額外信號線，有利於電路實現LED驅動器晶片。
【專利說明】邊沿信號計數裝置及[口驅動器
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及電路【技術領域】，具體涉及一種邊沿信號計數裝置及1^0驅動器。
【背景技術】
[0002]發光二極體(「曲七010(16，120)廣泛應用於建築照明、汽車頭尾燈、景觀燈、節日燈等。120具有效率高、方向性良好、色彩穩定性良好、可靠性高、壽命長，體積小、以及環境安全性等顯著優點，尤其適合應用於景觀照明、節日燈照明。紅、綠、藍三色120通過控制裝置可實現七彩色或者更多種顏色的控制，讓[￡0燈具呈現出精彩多姿的綺麗景象，其中控制裝置是[￡0照明系統關鍵部分，
[0003]近年來，隨著集成電路技術及計算機技術的應用，基於01X512協議、0從I協議、歸零碼協議等的[￡0控制方法在[￡0裝飾照明領域獲得較廣泛的應用，實現了 [￡0控制系統的數位化，提高了 [￡0控制系統的靈活度。
[0004]01X512協議由美國劇場協會最早制定於1985年，物理層的設計採用83-485收發器，總線用一對雙絞線實現調光臺與調光器連接。舊-485採用平衡發送和差分接收，接收靈敏度高，而且抗幹擾的能力強，信號傳輸距離可達千米。01X512協議採用數位技術對實現調光設備的亮度調節，協議對燈光控制臺信息的數據格式以及物理層都做了嚴格的規定，給燈光控制提供了一個標準接口。由於01X512協議具有廣泛的適用性，很快被全世界的製造商和用戶採用，幾乎所有的燈光控制臺和受控設備都兼容了 01X512協議標準。
[0005]0^11是歐洲提出來的一種燈光控制總線方案，是用於照明系統控制的開放式異步串行數字通信協議。0從I系統採用主從式結構，系統最多可以連接64個從模塊，每個從模塊使用唯一的個體標識地址，該地址在系統初始化時設定，使用過程中根據需求可修改從模塊的地址。
[0006]目前也有採用歸零碼協議，在單根信號線上傳輸控制信號，通過設置紅、綠、藍120的佔空比實現多種顏色的控制。
[0007]現有的基於以上協議的控制裝置可以通過控制紅、綠、藍三色[￡0佔空比獲得多種顏色效果，但都需要通過一根以上的信號線傳遞控制信號，不能通過電源線控制1^0，不能應用到只有電源線、地線的產品場合。
實用新型內容
[0008]針對現有技術的不足，本實用新型提供了一種邊沿信號計數裝置及120驅動器。
[0009]一種邊沿信號計數裝置，包括:
[0010]邊沿計數單元，用於對電源線輸入的邊沿信號的邊沿進行計數，並輸出計數結果；
[0011]充電單元，用於根據電源線輸入的邊沿信號為邊沿計數單元和初始化單元提供供電電平，當邊沿信號為高電平時充電，當邊沿信號為低電平時放電；
[0012]初始化單元，用於根據所述的供電電平對邊沿計數單元進行初始化。
[0013]本實用新型的邊沿信號計數裝置中各個功能單元可以集成為計數晶片。
[0014]本實用新型中，通過初始化，可以對邊沿計數單元置任意數，根據需要設定，通常為置「零」(即清零
[0015]當電源線信號為高電平時，充電單元充電，當充電單元提供的電平達到高電平時，邊沿計數單元和初始化單元上電成功。
[0016]為保證邊沿信號計數裝置正常工作，邊沿信號的低電平的持續時長，必須小於充電單元的供電電平由高電平降低至低電平所需的時長。
[0017]所述的邊沿計數單元包括若干個串聯的0觸發器，以各個0觸發器的輸出端輸出計數結果，其中:
[0018]第一個0觸發器的時鐘信號輸入端與電源線連接，相鄰兩個0觸發器中，後一個0觸發器的時鐘信號輸入端與前一個0觸發器的反向輸出端連接；
[0019]各個0觸發器的復位端與初始化單元連接，各個0觸發器反向輸出端與觸發端連接。
[0020]本發明中未作特殊說明，第一個0觸發器是指根據計數單元中最低位對應的0觸發器。相鄰兩個0觸發器中以相對低位的0觸發器作為前一個，相對高位的0觸發器作為後一個。
[0021]0觸發器可以為上升沿計數，也可以為下降沿計數，可根據需求選擇。
[0022]0觸發器的個數越多，邊沿計數單元對應的計數範圍越大。作為優選，所述的邊沿計數單元包括至少兩個串聯的0觸發器。進一步優選，所述的邊沿計數單元包括3?200個串聯的0觸發器。
[0023]所述的充電單元包括二極體，所述二極體的陽極與電源線連接，陰極通過一儲能元件接地，
[0024]所述的充電單元通過二極體的陰極為邊沿計數單元和初始化單元提供供電電平。
[0025]儲能元件應理解為可以進行充放電的電子元件。作為優選，所述的儲能元件為充電電容或103管。由於充電電容與傳統的0103工藝不兼容，因此可以使用與0103工藝兼容性好的103管作為等效電容作為儲能元件，便於集成，使用103管時，該103管的源極和漏極短接，形成等效電容。
[0026]通過二極體防止充電電容反向放電，導致邊沿信號不穩，使計數結果出現錯誤。
[0027]本實用新型還提供了一種[￡0驅動器，包括上述的邊沿信號計數裝置，以及用於根據邊沿信號計數裝置的計數結果驅動[￡0的驅動單元。
[0028]驅動單元可以根據驅動需要採用現有的[￡0驅動電路實現。
[0029]與現有技術相比，本實用新型中利用邊沿信號計數裝置，通過對電源線輸入的邊沿信號進行計數實現對驅動單元的控制進而驅動[￡0完成七彩發光，只需要一根電源線和地線，不需要額外的信號線，有利於實現[￡0驅動器的晶片集成。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0030]圖1為本實施例的[￡0驅動器的結構框圖；
[0031]圖2為本實施例的邊沿計數單元的電路原理圖；
[0032]圖3為本實施例的充電單元的電路原理圖；
[0033]圖4為本實施例的初始化單元的電路原理圖；
[0034]圖5為本實施例的邊沿信號計數裝置的時序圖。
【具體實施方式】
[0035]下面將結合附圖和具體實施例對本實用新型進一步詳細描述。
[0036]如圖1所示(虛線框所示部分)，本實施例的邊沿信號計數裝置，包括:
[0037]邊沿計數單元，用於對電源線輸入的邊沿信號的邊沿進行計數，並輸出計數結果；
[0038]充電單元，用於根據電源線輸入的邊沿信號為邊沿計數單元和初始化單元提供供電電平，當邊沿信號為高電平時充電，當邊沿信號為低電平時放電；
[0039]初始化單元，用於根據所述的供電電平對邊沿計數單元進行初始化。
[0040]圖2為本實施例的邊沿計數單元，包括若干個串聯的帶低電平復位的時鐘上升沿觸發0觸發器，以各個0觸發器的正向輸出端輸出計數結果。本實施例中邊沿計數單元包括3個0觸發器，分別為第一 0觸發器、第二 0觸發器和第三0觸發器？3，對應的輸出端分別為01、02和03，對應的計數結果從低到高依次為01、02、03。
[0041]第一 0觸發器的時鐘信號輸入端0(1與電源線連接，第一 0觸發器的反向輸出端邸1和第二 0觸發器的時鐘信號輸入端0(2連接，第二 0觸發器的反向輸出端邸2和第三0觸發器的時鐘信號輸入端0(3連接；
[0042]各個0觸發器的復位端(包括復位端即1、復位端即2和復位端803)與初始化單元連接，反向輸出端與觸發端連接(即反向輸出端冊1連觸發端01、反向輸出端冊2連觸發端02、反向輸出端邸3連觸發端03)。
[0043]本實施例選擇帶低電平復位的時鐘上升沿觸發0觸發器，對邊沿信號的上升沿計數。
[0044]圖3為本實施例的充電單元的具體電路，包括二極體0，二極體0的陽極與電源線連接，陰極通過一儲能元件接地(本實施例中充電電容為源漏短接的103管等效電容，等效電容的大小為0.2 9的。整個充電單元通過二極體0的陰極為邊沿計數單元和初始化單元提供供電電平。
[0045]圖4為初始化單元的電路原理圖，包括四個103管，分別為？溝道103管了1、？溝道103管12、！！溝道103管！'3和？溝道103管14、第一反相器V1、第二反相器V〗。具體連接關係如下:
[0046]108管II的源極和漏極均連接至充電單元中二極體01的陰極，柵極與103管丁3的漏極連接，108管13的柵極與103管II的源極連接，108管13源極接地。103管12的柵極和源極分別與103管II的柵極和源極連接，漏極串聯一限流電阻I？後(本實施例中限流電阻的大小為500 0 )，與103管14的柵極連接，且103管14的漏極和源極分別與103管13的源極和地連接。
[0047]108管14的柵極連接第一反相器VI輸入端，第一反相器VI的輸出端連接第二反相器乂2輸入端，第二反相器乂2的輸出為初始化單元的輸出端向邊沿計數單元輸出復位信號。
[0048]本實施例的邊沿信號計數裝置的工作原理如下:
[0049]當該計數裝置未上電時，充電單元提供的供電電平為低電平，此時初始化單元和邊沿計數單元供電不足，整個計數裝置不能計數。
[0050]當計數裝置上電時，且在邊沿信號為高電平時，充電單元中的儲能元件被充電。在高電平持續時間足夠長的情況下，供電電平由低電平翻轉為高電平，初始化單元和邊沿計數單元被正常供電。
[0051]此時，初始化單元中的103管13導通，使103管12導通，因此，充電單元可以通過限流電阻8對用作電容的皿)3管14充電。在對皿)3管14充電過程中，皿)3管14柵極的電壓逐漸增大，當充電到達使得第二反相器乂2輸出的復位信號由低電平翻轉至高電平後完成初始化。
[0052]第二反相器V〗的輸出端與邊沿計數單元中的各個0觸發器的復位端連接，當第二反相器％輸出低電平時，各個0觸發器復位，即邊沿計數單元清零。
[0053]本實施例中電源線輸入的邊沿信號，以及此時初始化單元和計數結果的時序示意圖如圖5所示，其中計數結果採用三個0觸發器的正向輸出端的輸出信號表示。在電源上電後，在I時間三個0觸發器復位為邏輯0，即計數結果清零。在邊沿信號的上升沿￡1處，計數結果為001 ；在電源線上升沿22，計數結果為010 ；在電源線上升沿23，計數結果為011 ；在電源線上升沿￡4，計數結果為100 ；在電源線上升沿￡5，計數結果為101 ；在電源線上升沿￡6，計數結果為110 ；在電源線上升沿￡7，計數結果為111 ；在電源線上升沿￡8，計數裝置溢出，計數結果為000。
[0054]為保證計數過程中，初始化單元和邊沿計數單元能夠正常供電，邊沿信號中低電平的持續時長必須小於充電單元中儲能元件0由高電平放電至低電平的放電時長。
[0055]此外，由於二極體的單向導通作用，放電時充電電容不會對電源線進行反向放電。
[0056]本實施例中未作特殊說明，高電平對應的電壓幅值為3.0?5乂，低電平小於1.(^。
[0057]邊沿信號計數裝置可用於控制120的驅動單元實現彩色控制，如應用於紅綠藍三色120彩燈控制，就可以只通過電源線發送邊沿控制信號，實現七彩色的控制。驅動時，所採用的[￡0驅動器如圖1所示，包括上述的邊沿信號計數裝置，以及用於根據邊沿信號計數裝置的計數結果驅動[￡0的驅動單元。驅動單元可採用現有的1^0驅動電路實現，保證採用的1^0驅動單元的輸入接口與計數裝置的輸入接口匹配。
[0058]本實施例的[￡0驅動器僅利用一根電源線輸入邊沿信號，通過對邊沿信號進行計數，使控制驅動單元驅動完成[￡0的七彩色發光，不需要使用多於一根的信號線傳遞控制信號。
[0059]以上僅為本實用新型的較佳實施例，並不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本實用新型的保護範圍之內，如:在電源線與邊沿計數單元輸入端之間增加濾波電路、延遲電路或取反電路；相鄰兩個0觸發器後一個0觸發器的時鐘信號輸入端與前一個0觸發器的反向輸出端之間增加延遲電路或取反電路；各個0觸發器的反向輸出端與觸發端之間增加延遲電路。
【權利要求】
1.一種邊沿信號計數裝置，其特徵在於，包括: 邊沿計數單元，用於對電源線輸入的邊沿信號的邊沿進行計數，並輸出計數結果； 充電單元，用於根據電源線輸入的邊沿信號為邊沿計數單元提供供電電平，當邊沿信號為高電平時充電，當邊沿信號為低電平時放電； 初始化單元，用於根據所述的供電電平對邊沿計數單元進行初始化。
2.如權利要求1所述的邊沿信號計數裝置，其特徵在於，所述的邊沿計數單元包括若干個串聯的D觸發器，以各個D觸發器的輸出端輸出計數結果，其中: 第一個D觸發器的時鐘信號輸入端與電源線連接，相鄰兩個D觸發器中，後一個D觸發器的時鐘信號輸入端與前一個D觸發器的反向輸出端連接； 各個D觸發器的復位端與初始化單元連接，反向輸出端與觸發端連接。
3.如權利要求2所述的邊沿信號計數裝置，其特徵在於，所述的邊沿計數單元包括至少兩個串聯的D觸發器。
4.如權利要求3所述的邊沿信號計數裝置，其特徵在於，所述的邊沿計數單元包括3?200個串聯的D觸發器。
5.如權利要求1所述的邊沿信號計數裝置，其特徵在於，所述的充電單元包括二極體，所述二極體的陽極與電源線連接，陰極通過一儲能元件接地， 所述的充電單元通過二極體的陰極為邊沿計數單元和初始化單元提供供電電平。
6.如權利要求5所述的邊沿信號計數裝置，其特徵在於，所述的儲能元件為充電電容或MOS管。
7.一種LED驅動器，其特徵在於，包括如權利要求1?6中任意一項權利要求所述的邊沿信號計數裝置，以及用於根據邊沿信號計數裝置的計數結果驅動LED的驅動單元。
【文檔編號】H05B37/02GK204180343SQ201420584724
【公開日】2015年2月25日 申請日期:2014年10月10日 優先權日:2014年10月10日
【發明者】羅小華 申請人:羅小華