[實用新型]一種LED顯示灰度補償驅動裝置及其系統

有效

• 申請號: 201520594119.6
• 申請日: 2015-08-07
• 公開（公告）號: CN204857145U
• 公開（公告）日: 2015-12-09
• 發明（設計）人: 李家棟;陳亦飛;張青松;楊雪峰
• 申請（專利權）人: 深圳市綠源半導體技術有限公司
• 主分類號: G09G3/32
• 分類號: G09G3/32
• 代理公司: 深圳市恒申知識產權事務所(普通合伙) 44312
• 代理人: 陳健

技術領域

本實用新型涉及集成電路芯片設計技術，尤其涉及一種LED顯示灰度補償驅動裝置及其系統。

背景技術

LED顯示控制中，即使將LED控制在一定的驅動電流和灰度顯示下，由于存在LED燈珠驅動電壓、電流的差異，會大大影響顯示效果，而且現在LED顯示一般采取掃描形式，會出現首行顯示不均勻，高低灰度顯示耦合等不良影響。尤其針對現在LED顯示領域中高密度小間距顯示屏的應用，所采用的LED燈珠使用小電流，在低灰度顯示時，會出現嚴重的灰度顯示不正常，同時一致性也極差，大大限制了LED技術在顯示領域尤其是高密小間距LED顯示屏領域的使用。

傳統的LED顯示驅動裝置(芯片/電路)中一般包含一個開關MOS管和一個恒流電流源，顯示驅動裝置連接LED燈珠。開關MOS管的控制端為灰度數據轉換過來的控制信號，包含了灰度顯示信號。恒流電流源為LED提供所需要的電流。可以將現實中的LED燈珠看作是理想的LED燈珠與一個寄生電容相并聯，LED燈珠也存在一個導通閾值電壓，只有在電壓大于該LED燈珠的導通閾值時才會被點亮。

如圖1所示，以紅色燈珠為例，在換行時間里，行掃描電壓為高阻態，LED顯示驅動裝置輸出電壓為高阻態或消隱態，此時，LED燈珠上的電壓差沒有驅動，保持高阻態，燈珠不會發亮。而在顯示區域里，行掃描電壓輸出正常高電壓，LED顯示驅動裝置輸出電壓為低電壓Vds(恒流飽和電壓)，由于寄生電容的存在，LED燈珠上驅動電壓差是一個緩慢往上升的過程，只有當電壓差大于1.2V(以紅色LED燈為例，其他LED燈類似，紅色LED燈的導通閾值電壓以1.2V為例，但不限于此)時，才會讓LED燈珠點亮。

LED燈珠實際顯示灰度波形如圖1最后一條線所示，理想輸出波形的顯示寬度應該是△t＝t4-t2，實際輸出為△t＝t4-t3，可以看出來，顯示灰度寬度已經被大大減弱，表現為LED亮度大大降低。

從圖1中可以看出，傳統的LED顯示驅動裝置主要存在以下問題：

一、由于存在寄生電容，使得LED燈珠在剛開始驅動導通的時候，首先必須把寄生電容兩端的電壓充到導通閾值電壓以上，LED燈珠才能開始點亮。當LED顯示驅動裝置使用消隱功能時，會將寄生電容的兩端充電至反向電壓，這樣，當開始驅動LED燈珠時，必須先中和掉這部分反向電荷，才開始慢慢正向充電，從而使得這種灰度損失更大。

二、當LED顯示驅動裝置在小電流應用時，即恒流源的電流很小時，對寄生電容的充電電流也很小，會大大增加充電時間，使得灰度損失更大，所以，在小電流應用時，灰度損失比例大大增強。

三、當在LED顯示驅動裝置用于高階灰度應用時(例如16位灰度數據的應用場景)，在低灰度顯示時，即t4和t2的間隔很小的時候，充電寄生電容損失的顯示時間比例就會大大增加，損失比例為(t4-t3)/(t4-t2)，當分母變小，分子不變，所以灰度損失變大。

由于上述問題的存在，使得LED顯示驅動裝置在低灰度、小電流應用，且帶消隱電路功能時，會出現很大的灰度損失，從而造成顯示時一致性不好、低灰度效果欠佳等問題，尤其表現為低灰麻點、首行偏暗、高低灰度耦合等效應。

實用新型內容

本實用新型所要解決的技術問題在于提供一種LED顯示灰度補償驅動裝置，旨在解決灰度顯示損失時間較長的問題。

本實用新型是這樣實現的，一種LED顯示灰度補償驅動裝置，包括驅動電源、LED燈和LED顯示驅動芯片，所述LED燈的一端與所述LED顯示驅動芯片相連接，其另一端與驅動電源相連接，該LED顯示灰度補償驅動裝置還包括預充電模塊，所述預充電模塊與所述LED顯示驅動芯片相連接，用于對所述LED燈進行預充電，使LED燈在正常顯示之前兩端電壓差接近其導通閾值電壓。

進一步地，所述預充電模塊包括參考電壓產生電路和P型的第一開關MOS管；所述參考電壓產生電路的輸入端與交流電源相連接，其輸出端與所述第一開關MOS管的源極相連接；所述第一開關MOS管的柵極為預充電控制端，所述第一開關MOS管的漏極與所述LED顯示驅動芯片相連接。

進一步地，所述LED顯示驅動芯片包括N型的第二開關MOS管和恒流電流源；所述第二開關MOS管的柵極為灰度控制端，所述第二開關MOS管的源極與所述恒流電流源的一端相連接，所述第二開關MOS管的漏極為輸出端且與所述LED燈的一端相連接；所述恒流電流源的另一端接地。