[發(fā)明專利]多行掃高刷新率的全彩LED驅(qū)動芯片及驅(qū)動方法

有效

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• 申請日: 2019-06-13
• 公開（公告）號: CN110277052B
• 公開（公告）日: 2020-08-04
• 發(fā)明（設計）人: 雷鑑銘;秦騰祥;程崇源;張焱魁
• 申請（專利權(quán)）人: 華中科技大學
• 主分類號: G09G3/32
• 分類號: G09G3/32
• 代理公司: 華中科技大學專利中心 42201
• 代理人: 曹葆青;李智

本發(fā)明公開了一種多行掃高刷新率的全彩LED驅(qū)動芯片及驅(qū)動方法，屬于全彩LED驅(qū)動芯片設計領域，包括：同步控制器、移位寄存器、狀態(tài)寄存器、SRAM緩沖器、灰度時鐘生成模塊、驅(qū)動模塊、預充電電路以及模擬輸出模塊；灰度時鐘生成模塊用于根據(jù)指令信息，對數(shù)據(jù)時鐘信號DCLK進行倍頻/分頻處理，以生成用于控制灰度等級的灰度時鐘信號GCLK；驅(qū)動模塊用于對灰度時鐘信號GCLK計數(shù)以得到各行像素數(shù)據(jù)所對應的灰度計數(shù)，并在每次掃描過程中利用連續(xù)N行像素數(shù)據(jù)及對應的灰度計數(shù)生成各行像素數(shù)據(jù)所對應的PWM信號的輸出波形，從而實現(xiàn)多行掃描；模擬輸出模塊用于接收PWM信號并配合預充電電路產(chǎn)生恒流驅(qū)動LED燈珠。本發(fā)明能夠提高刷新率，并支持更多的掃描行數(shù)。

技術(shù)領域

本發(fā)明屬于全彩LED驅(qū)動芯片設計領域，更具體地，涉及一種多行掃高刷新率的全彩LED驅(qū)動芯片及驅(qū)動方法。

背景技術(shù)

LED即發(fā)光二極管(Light Emitting Diode)誕生于上世紀60年代，經(jīng)過五十多年的發(fā)展，LED的功耗越來越低，有效亮度越來越高，同時兼具壽命長、高速響應、低成本、綠色環(huán)保等特性，在傳統(tǒng)照明顯示，航天航空及消費類產(chǎn)品等領域的應用愈加廣泛。得益于LED好的空間延展性、一致性、拼接無痕等優(yōu)點，LED屏在內(nèi)外大屏顯示領域表現(xiàn)優(yōu)越，并且隨著LED燈珠尺寸的不斷減小，LED屏的像素密度隨之不斷增加，可以預見LED屏必將成為內(nèi)外大屏顯示領域的主流產(chǎn)品。隨著高清視頻技術(shù)的發(fā)展，市場對LED屏的灰度等級、視覺刷新率、像素密度有更高的要求，在這種趨勢下，LED顯示控制芯片也向著高灰度等級控制、高視覺刷新率、高行掃的方向發(fā)展。

傳統(tǒng)的通用LED顯示控制芯片采用外置PWM的方式，按位進行二進制脈沖寬度調(diào)制，其灰度完整顯示時間與灰度等級成指數(shù)關系。并且實際應用為保證所有信道輸出的電流具有良好的線性度，其最小OE寬度(即最低權(quán)值位對應的PWM輸出時間)不能無限縮小。在一幀時間的顯示過程中，滿足高灰度顯示的條件下，即便采用高低權(quán)值位打散顯示與門控使能的方式進行處理，其視覺刷新率也不超過幾百赫茲。

專用LED顯示控制芯片采用內(nèi)建PWM脈沖寬度處理，通過內(nèi)置SRAM完成像素灰度數(shù)據(jù)讀寫的乒乓操作，采用流水線設計與分布式脈沖寬度處理(SPWM)進行灰度等級、視覺刷新率、行掃描能力的提升。為了保證LED具有良好的行灰度等級，SPWM進行子周期劃分時，單個子周期內(nèi)的灰度時鐘(GCLK)個數(shù)不能太少，并且由于LED屏PCB走線頻率限制，其一幀時間內(nèi)總的GCLK個數(shù)有限，而傳統(tǒng)的LED驅(qū)動芯片中，灰度時鐘信號通過引腳由片外信號提供，由此在滿足高灰度顯示的條件下，其視覺刷新率與行掃描能力互相制約，實際應用中無法同時實現(xiàn)高的視覺刷新率與多行掃描。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)的缺陷和改進需求，本發(fā)明提供了一種多行掃高刷新率的全彩LED驅(qū)動芯片及驅(qū)動方法，其目的在于，提高刷新率，并支持更多的掃描行數(shù)。

為實現(xiàn)上述目的，按照本發(fā)明的第一方面，提供了一種多行掃高刷新率的全彩LED驅(qū)動芯片，包括：同步控制器、移位寄存器、狀態(tài)寄存器、SRAM緩沖器、灰度時鐘生成模塊、驅(qū)動模塊、預充電電路以及模擬輸出模塊；

同步控制器，其第一輸入端用于接收鎖存信號LE，鎖存信號LE用于指示輸入數(shù)據(jù)的類型；同步控制器用于通過其第一輸出端將鎖存信號LE傳輸?shù)揭莆患拇嫫骱蜖顟B(tài)寄存器；

移位寄存器，其第一輸入端用于接收串行輸入數(shù)據(jù)SDI，其第二輸入端用于接收數(shù)據(jù)時鐘信號DCLK，其第三輸入端連接至同步控制器的第一輸出端，數(shù)據(jù)時鐘信號DCLK作為發(fā)送指令數(shù)據(jù)及像素數(shù)據(jù)的時鐘信號；移位寄存器用于根據(jù)鎖存信號LE從串行輸入數(shù)據(jù)SDI中識別出指令數(shù)據(jù)和像素數(shù)據(jù)并分別傳輸至狀態(tài)寄存器和SRAM緩沖器；

灰度時鐘生成模塊，其第一輸入端用于接收數(shù)據(jù)時鐘信號DCLK，其第二輸入端與狀態(tài)寄存器相連，灰度時鐘生成模塊用于根據(jù)指令信息，對數(shù)據(jù)時鐘信號DCLK進行倍頻/分頻處理，以生成灰度時鐘信號GCLK，灰度時鐘信號用于控制灰度等級；