[發(fā)明專利]一種基于片上可編程系統(tǒng)的LED顯示驅(qū)動(dòng)裝置

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710535688.7
• 申請(qǐng)日: 2017-07-04
• 公開（公告）號(hào): CN107578742A
• 公開（公告）日: 2018-01-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 高原;楊昕梅;楊承;唐普英;李紹榮
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 電子科技大學(xué)
• 主分類號(hào): G09G3/32
• 分類號(hào): G09G3/32;H05B33/08
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及光顯示和照明領(lǐng)域，特別是指一種LED顯示驅(qū)動(dòng)裝置，用于為L(zhǎng)ED顯示提供均勻的驅(qū)動(dòng)電流。

背景技術(shù)

在各種顯示和照明系統(tǒng)中，由于LED具有高亮度、低電壓、低功耗、節(jié)能環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于各種場(chǎng)所，成為顯示和照明的主力軍。與此同時(shí)，LED也正朝著更高的發(fā)光亮度、更好的發(fā)光均勻性和更大的發(fā)光密度等方向發(fā)展。對(duì)于高亮度LED來(lái)說，要在提高亮度的同時(shí)延長(zhǎng)使用壽命，就必須保證穩(wěn)定的電流驅(qū)動(dòng)，以實(shí)現(xiàn)均勻性較高的發(fā)光，為此所采用的驅(qū)動(dòng)裝置有必要使其具有較為精確控制的能力。

針對(duì)高亮度LED采用簡(jiǎn)單的LED驅(qū)動(dòng)裝置，僅能保證在一定范圍內(nèi)的恒流驅(qū)動(dòng)，不能保證較為精確的恒定電流輸出。因此，需要采用嵌入式系統(tǒng)或其他可編程器件，利用反饋實(shí)現(xiàn)對(duì)亮度的精準(zhǔn)控制。

采用嵌入式系統(tǒng)或其他可編程器件的LED均勻亮度控制裝置中，一般都采用反饋控制的方法，對(duì)采樣得到的電流信號(hào)，進(jìn)行相應(yīng)的分析和對(duì)比，并通過一定的計(jì)算，得出調(diào)整量值后，反饋控制LED驅(qū)動(dòng)電路，從而達(dá)到控制亮度的目的。

目前，常用的LED亮度控制方法，存在著下面兩個(gè)不足之處：

1.硬件電路結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，控制芯片外圍器件較多。

2.控制步進(jìn)較大，不能滿足對(duì)精度要求較高的場(chǎng)合。

本發(fā)明所提出的方案，在簡(jiǎn)化電路的同時(shí)，很大程度上滿足了對(duì)精度要求較高的場(chǎng)合。

發(fā)明內(nèi)容

技術(shù)問題：本發(fā)明提供了一種用于調(diào)整LED發(fā)光亮度使之均勻發(fā)光的驅(qū)動(dòng)裝置，特別針對(duì)目前LED 亮度高、發(fā)光亮度不均勻性的特點(diǎn)，通過采用可編程片上系統(tǒng)，達(dá)到LED均勻發(fā)光的目的。該裝置具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、易于實(shí)現(xiàn)、精度高的特點(diǎn)。

技術(shù)方案：均勻亮度LED驅(qū)動(dòng)裝置是一種閉環(huán)控制裝置。該裝置通過控制器來(lái)控制驅(qū)動(dòng)LED的電流，進(jìn)而達(dá)到LED發(fā)光均勻的目的。由采樣電路獲得的驅(qū)動(dòng)電流信號(hào)直接輸入到控制器，經(jīng)可編程片上系統(tǒng)構(gòu)成的控制器，進(jìn)行信號(hào)放大、濾波、A/D轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)讀取、PWM信號(hào)調(diào)整后，將PWM信號(hào)輸出到LED 驅(qū)動(dòng)電路，調(diào)整驅(qū)動(dòng)電路的驅(qū)動(dòng)電流大小，控制LED的亮度。

該裝置的采樣電路、控制器、LED驅(qū)動(dòng)電路構(gòu)成一個(gè)環(huán)路。控制器產(chǎn)生一個(gè)PWM信號(hào)，由于該信號(hào)的占空比大小決定LED平均驅(qū)動(dòng)電流的大小，因此可以通過控制PWM信號(hào)的占空比大小改變驅(qū)動(dòng)電流的大小，從而調(diào)整LED的亮度。

本發(fā)明提供了一種LED均勻亮度的控制裝置，該裝置的過程為：

步驟一、電流采樣電路對(duì)LED驅(qū)動(dòng)電流進(jìn)行采樣，并轉(zhuǎn)化為電壓信號(hào)；

步驟二、控制器對(duì)采樣的電壓信號(hào)進(jìn)行A/D變化，轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，并進(jìn)行相應(yīng)的放大；

步驟三、控制器實(shí)現(xiàn)下述功能：產(chǎn)生LED驅(qū)動(dòng)電路所需的PWM信號(hào)；采樣的LED電流信號(hào)經(jīng)計(jì)算后，得到驅(qū)動(dòng)電流的修正值，并對(duì)PWM的占空比進(jìn)行調(diào)整；

步驟四、調(diào)整后的PWM信號(hào)輸出到LED驅(qū)動(dòng)電路，改變LED驅(qū)動(dòng)電流的平均值；

附圖說明

圖1為本發(fā)明的LED均勻亮度驅(qū)動(dòng)裝置示意圖。

圖2為可編程片上系統(tǒng)CY8C29466芯片的內(nèi)部設(shè)置框圖。

具體實(shí)施方式

為了便于對(duì)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)有進(jìn)一步的了解，以下結(jié)合實(shí)例對(duì)本發(fā)明做詳細(xì)的說明。

該裝置由采樣電路(1)、控制器(2)、LED驅(qū)動(dòng)電路(3)組成，如圖1。其連接關(guān)系是：

LED驅(qū)動(dòng)電路輸出的驅(qū)動(dòng)電流，與采樣電路的輸入相連；采樣電路的輸出直接連接到PSoC；PSoC輸出直接與驅(qū)動(dòng)電路的控制端相連。

實(shí)例中，控制器采用Cypress公司的可編程片上系統(tǒng)(PSoC)CY8C29466，該系統(tǒng)將微處理器、存儲(chǔ)器、高密度邏輯電路、模擬和混合電路，以及其他電路集成在一個(gè)芯片上，構(gòu)成一個(gè)具有信號(hào)采集、轉(zhuǎn)換、存儲(chǔ)和I/O處理功能的系統(tǒng)。

CY8C29466內(nèi)部設(shè)置框圖如圖2，實(shí)例中設(shè)定系統(tǒng)時(shí)鐘為12MHz，CPU時(shí)鐘為12MHz。ADC采樣分辨率為8bit，采樣窗口為1s。

采樣電路采用在驅(qū)動(dòng)電路中串聯(lián)一個(gè)精密電阻來(lái)實(shí)現(xiàn)，精密電阻將電流轉(zhuǎn)換為電壓，輸入到 CY8C29466的AGC放大模塊，經(jīng)濾波后進(jìn)行ADC變換，

本發(fā)明解決了由于外部各種因素引起的LED亮度不均勻的問題，通過反饋控制保證LED工作在最佳狀態(tài)。

以上所述，僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并非用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。