[發明專利]具有多相顯示時鐘的分數脈寬調制方法及系統

在審

• 申請號: 202110466166.2
• 申請日: 2021-04-28
• 公開（公告）號: CN113140181A
• 公開（公告）日: 2021-07-20
• 發明（設計）人: 李紅化;邱顯益;湯尚寬;陳俊顏;張漪;柳臻朝
• 申請（專利權）人: 廣州硅芯電子科技有限公司
• 主分類號: G09G3/32
• 分類號: G09G3/32
• 代理公司: 北京君泊知識產權代理有限公司 11496
• 代理人: 周倩

一種用于產生分數PWM脈沖以驅動發光器件的方法，包括使用多相鎖相環或延遲鎖相環產生多相時鐘信號，包括產生與多相時鐘信號的多個相位對應的PWM脈沖的多個相位的步驟，在多個PWM脈沖中選擇兩個或多個相位，對所選PWM脈沖的相位進行邏輯運算以產生分數PWM脈沖，并在電流源中利用分數PWM脈沖產生驅動電流。所述發光器件可以是包括具有多個通道和多條掃描線的LED陣列的LED顯示器。所述驅動電流對所述多個通道之一中的LED進行驅動。

技術領域

本申請提供了用于產生脈寬調制(PWM)脈沖以驅動發光器件的方法和系統，尤其涉及產生分數PWM脈沖。

背景技術

小尺寸高分辨率的發光二極管顯示器要求較小的發光二極管間距。較小的發光二極管顯示器對發光二極管驅動器提出了獨特的挑戰，因為每個發光二極管驅動器必須以更高的分辨率(即高灰度位數)來驅動更多的像素。此外，驅動電流由于發光二極管光效率的增加而減少，使得發光二極管的上升時間可能更長。為了應對這些技術挑戰，解決方案之一是為發光二極管驅動器實施更高的掃描次數，這樣他就能夠以降低的平均電流驅動更多的像素。然而，在相同的高灰度位數下，更多的掃描次數意味著更多的PWM脈沖必須適合一個幀周期。換句話說，PWM脈沖的分辨率應該更高。

圖1顯示了GCLK和PWM脈沖之間的關系。在這種情況下，PWM脈沖的寬度等于四個GCLK周期。PWM引擎通過使用單相GCLK產生PWM脈沖。較小的PWM脈沖寬度意味著較高的PWM脈沖分辨率。當最小PWM脈沖寬度等于一個GCLK周期時，分辨率最高。例如，脈寬為一個GCLK周期時的PWM脈沖分辨率是脈寬為四個GCLK周期時的分辨率的四倍。

因此，幀中的GCLK數定義了最小PWM脈沖寬度，因此更高的PWM脈沖分辨率需要更快的GCLK。一種選擇是在發光二極管驅動器芯片上放置時鐘，例如鎖相環(PLL)或延遲鎖相環(DLL)，并產生高速(即高頻)內部時鐘來處理接收器和發光二極管驅動器之間的數據傳輸。但是，高頻運行LED驅動器會消耗更多的功率。此外，一旦GCLK頻率超過一定水平，可能需要更先進和更昂貴的硬件。

小型高分辨率顯示器的另一個技術挑戰是，由于負載更大、電流更小，LED達到正向電壓(V_f)需要更長的上升時間(T_r)，導致了LED打開延遲和其他異常情況。由于印刷電路板和發光二極管的寄生電阻、電感和電容在像素之間變化，T_r的平坦斜率進一步加劇了發光二極管顯示器在低亮度水平下的不均勻性。

例如，具有80個RGB通道、96條掃描線、16位灰度級并以60Hz幀速率和1920刷新率運行的發光二極管顯示器，每條掃描線的時間周期為：

周期_掃描＝1s÷1920÷96＝5.43us

在圖11所示的傳統印刷電路板布局中，電流源驅動每個通道中的96個發光二極管，即負載為96個發光二極管。每個掃描輸出驅動80×3個指示燈。假設LED寄生電容約為10pf，驅動電流約為1mA，LED的V_f為2.8V，上升時間為：

如本例所示，T_r幾乎是周期_掃描的一半。換句話說，在大約半個顯示周期內，LED處于非線性和異常狀態。

因此，需要提高PWM脈沖分辨率的系統和方法。在小型高分辨率發光二極管顯示器中，還需要減少上升時間并增加均勻性。

發明內容

提供這個概述是為了以簡化的形式介紹一些概念，這些概念將在下面的詳細描述中進一步描述。本概述的目的不是為了確定所要求的標的物的關鍵特征或基本特征，也不是為了幫助確定所要求標的物的范圍。