用于经多路复用LED显示器的预放电电路的制作方法

本发明大体上涉及电路，且更特定地涉及一种用于经多路复用LED显示器的预放电电路，以便补偿经多路复用LED显示器的行之间的亮度差。

背景技术：

在经多路复用发光二极管(LED)显示器中，在任何时刻仅点亮显示器的一行LED。在正常操作模式中，控制器将数据发送到LED驱动器芯片以设置将点亮选定行中的哪些LED。解多路复用器用于启动导通到LED的选定行的电源的晶体管，使得所述行中的选定LED被点亮。接着，发送下一行的有效数据，点亮下一行，以此类推，从而点亮整个显示器。此过程可极快地发生，使得其(对于人眼来说)看起来是每个LED同时点亮。

技术实现要素：

在一个实例中，一种系统包含经配置以操作具有多列发光二极管(LED)装置的LED显示器的输出驱动器电路。所述输出驱动器电路经配置以响应于基于供应到所述输出驱动器电路的数据和驱动器导通信号启动而驱动所述LED装置列的给定列输出。预放电电路包含连接到所述列输出中的每一者的单独放电电路。所述预放电电路经配置以在启动所述输出驱动器电路之前的预定时段内将所述给定列输出放电。

在另一实例中，一种系统包含控制器，其控制具有N行和M列的LED装置的经多路复用LED显示器，其中N和M是正整数。所述控制器通过断言所述N行中的每一者的单独排选择信号来选择LED装置的相应行。输出驱动器电路经配置以响应于基于由所述控制器产生的数据和输出启用信号启动而驱动所述M列LED装置的给定列输出。预放电电路包含连接到所述列输出中的每一者的单独放电电路。所述预放电电路经配置以在启动所述输出驱动器电路之前的预定时段内将所述给定列输出放电。

在又一实例中，一种方法包含基于接收到用于驱动显示器的输出启用信号而启用列输出的预放电阶段。所述方法包含在所述预放电阶段期间将来自所述列输出中的给定列输出的经存储电荷放电。所述方法包含终止所述预放电阶段。所述方法包含启动所述列输出以在已经停用所述预充电阶段之后的预定时段内驱动所述显示器。

附图说明

图1说明补偿经多路复用LED显示器的行之间的亮度差的系统的示意框图的实例。

图2说明补偿经多路复用LED显示器的行之间的亮度差的实例LED驱动器和预放电电路。

图3说明实例信号和时序图，其中在用于关于图2所述的控制器和预放电电路的实例灰阶度下对每一行断言一次实例列输出。

图4说明实例信号和时序图，其中在用于关于图2所述的控制器和预放电电路的不同实例灰阶度下对每一行断言两次实例列输出。

图5说明开关式放电电路的实例，所述开关式放电电路可在预放电电路内采用以补偿经多路复用LED显示器的行之间的亮度差。

图6说明恒定电流式放电电路的实例，所述恒定电流式放电电路可在预放电电路内采用以补偿经多路复用LED显示器的行之间的亮度差。

图7说明补偿经多路复用LED显示器的行之间的亮度差的实例方法。

图8说明用于驱动器电路的实例时序产生器和时序图。

图9说明补偿其中多个LED驱动器呈菊花链的经多路复用LED显示器的行之间的亮度差以支持经多路复用显示器中的对应列的系统的另一实例。

具体实施方式

为了缓解行之间的亮度差的影响，LED驱动器电路包含输出驱动器电路和预放电电路以缓解显示器的不同行(排)中的LED的前向电压之间的差。预放电电路包含连接到单独列输出中的每一者的单独放电电路。预放电电路经配置以在输出驱动器电路根据给定LED的显示数据断言LED之前针对给定列输出将LED放电(例如，吸收LED中的电流)。因此，可减小相邻行的LED上的前向电压之间的差以提供影响LED显示器的相邻行之间的亮度的均匀显示强度。输出驱动器电路可驱动具有N行和M列的LED装置的经多路复用LED显示器的列输出。控制器可通过断言N行中的每一者的单独排选择来选择相应的LED显示装置，且输出驱动器电路经由用于M列中的每一者的单独列输出导通所述行中的给定LED。预放电电路可针对LED显示器中启用的每一列输出来从LED吸收电流。

图1说明补偿跨经多路复用LED显示器110的由显示器的连续照明引起的亮度差的系统100的实例。经多路复用LED显示器110可包含N行和M列LED显示装置(图2)，其中M和N分别表示正整数。LED驱动器120包含输出驱动器电路124，其将列输出COL OUT 0到COL OUT M驱动到LED显示器110。如本文所使用，术语电路可包含执行电路功能的有源和/或无源元件的集合，例如控制器150或LED驱动器120。术语电路还可包含集成电路，其中所有电路元件在共同衬底上制造。控制器150通过断言N行中的每一者的单独排选择(示为排选择0到排选择N)来选择LED显示器110的LED显示装置的给定行。除选择LED显示器110的给定行之外，控制器150还将示为数据(DATA)和输出启用(OUTPUT ENABLE)的控制信号供应到LED驱动器120。控制信号控制导通LED显示器110中的哪些LED装置，且控制其中应导通选定LED装置的启动持续时间(例如，亮度/强度)。

经接收数据可连续定时进入LED驱动器120且由用户应用程序(例如，未示出的控制器中的存储器)供应。数据控制给定列输出COL OUT 0到COL COUT M是否应该导通LED显示器110的选定行的给定LED显示装置。输出启用信号用于LED驱动器120中的时序控制，且是具有脉宽以控制给定LED装置的亮度的经脉宽调制信号。例如，控制器150将较短脉宽输出启用提供到用于较暗LED的选定LED装置，而提供较长脉宽而将LED装置操作得更明亮。

输出启用由LED驱动器120中的时序产生器160接收。时序产生器160经配置以经由预放电导通(PRE_DISCHARGE ON)信号控制预放电电路170的启动。时序产生器160可响应于启用的给定列输出而提供预放电控制信号以启动预放电电路，使得在给定列输出由输出驱动器电路断言(还受时序产生器控制)之前的预定时段内减小给定列输出的电压。预放电导通信号因此控制启动预放电电路170的时序(例如，何时启动及启动时长)。时序产生器160还经由驱动器导通(DRIVER ON)信号控制输出驱动器电路124，例如包含相应的列输出中的每一者的时序和强度。预放电电路170包含连接到单独列输出COL OUT 0到COL OUT M中的每一者的单独放电电路DISCH 0到DISCH M。时序产生器160可启动每一预放电电路170以减小可在相应的列输出上累积的寄生电容电压。此类电压可通过在输出驱动器电路124断言列输出之前从相应的列输出中的LED装置吸收电流而减小。

放电电路DISCH 0到DISCH M中的每一者可与M列中的每一者的单独列输出(COLUMN OUTPUTS)中的相应者电连接。放电电路DISCH 0到DISCH M是由时序产生器160控制且补偿LED显示器110的行之间的由显示器的连续照明引起的亮度差。补偿包含缓解寄生电容电压，其可由于在显示器110的连续照明期间跨LED的前向电压而在列输出上累积。

在一个实例中，在相应的列输出电路COL OUT 0到COL OUT M由时序产生器160断言以启动对应的LED之前的预定时段内，可启动(例如，施加脉冲)用作相应的放电电路DISCH 0到DISCH M的晶体管开关装置(图5)。晶体管开关装置可从相应的列输出吸收电流以减小经累积寄生电压，以便减小跨连接到相应的列输出的相邻LED的前向电压的差。

在另一实例中，在相应的列输出电路COL OUT 0到COL OUT M由时序产生器160断言以启动对应的LED之前的预定时段内，可启动用作放电电路DISCH 0到DISCH M的恒定电流源(图6)，其中恒定电流源可从相应的列输出吸收电流以减小经累积寄生电容。在启动相应的列输出信号以补偿经多路复用LED显示器110的行之间的亮度差之前，与单独列输出电路COL OUT 0到COL OUT M中的每一者相关联的单独放电电路DISCH 0到DISCH M减小来自列输出的寄生电容电压。此可通过在启动列输出电路COL OUT 0到COL OUT M中的一或多者(例如，每一者)以驱动显示器110的相应行之前，简短地启动(例如，施加脉冲于)相应的放电电路DISCH 0到DISCH M以在预定时段内从LED装置(例如，电流槽)汲取电流从而减小经累积寄生电压来实现。由于启动相应的放电电路，在给定列的相邻行中启动的LED装置中的前向电压之间的差可减小，由此缓解LED的行之间的亮度差异性。下文将相对于减小如本文中所揭示的寄生电压来说明和描述各种时序图和开关电路。

图2说明补偿经多路复用LED显示器210的行之间的亮度差的实例LED驱动器200和预放电电路204。在此实例中，LED驱动器200包含十六个输出，但是(如上文关于图1所提及)任一M个此类输出也是可能的。显示器210包含N行，示为LINE_0到LINE_N。N行中的每一者取决于由LED驱动器200(或菊花链实例中的驱动器)支持的列输出的数目而包含数个LED显示装置。在一些实例中，一个以上LED驱动器200可呈菊花链以支持显示器的多个列输出，如下文关于图9说明并描述。在图2的实例中，基于来自LED驱动器200的输出数目，每一行将使用十六个LED装置。LED驱动器200通常包含驱动器电路以驱动给定列中的相应LED。控制器(图1)产生相应的排选择信号以启用LINE_0到LINE_N来照明。如所示，寄生电容可存储跨LED的电荷，其对应于可跨显示器210的给定行中的LED所累积的前向电压VF1到VFN。跨LED的前向电压差进一步可在显示器的连续照明之间变化。预防电电路204可用于缓解此类电压，且因此校平显示器210的行之间的亮度级。

图3说明实例信号和时序图300，其中在用于关于图2所述的控制器和预放电电路的实例灰阶度下对每一行断言一次实例列输出。310处展示实例排选择信号且所述排选择信号用于启用显示器的给定行。在320处，每当给定输出经接合以驱动显示器的相应LED装置时，断言驱动器导通信号。在330处，在启用320的驱动器导通信号之前，产生预放电信号。在启动输出信号以驱动LED显示器的给定输出列之前，预放电信号减小跨连接到给定输出列的一或多个LED的电荷。

如340处所示，预放电脉冲(例如，预放电控制信号)针对给定列启动预放电电路以减小此输出列处的输出电压。电压减小示出为在水平虚线与350处的输出信号之间。在此实例中，仅示出输出信号零，但是可对未经如此说明的其它输出中的每一者实施类似时序和性能。360、370及380处的输出零的后续预放电事件(对应于不同行)对减小经累积寄生电压的影响的大小不及发生在340处的第一事件，因为大部分寄生电压在340处的第一事件之后已经大幅减小。

图4说明实例信号和时序图400，其中在用于关于图2所述的控制器和预放电电路的不同实例灰阶度下对每一行断言两次实例列输出410。虽然此实例中示出了输出0，但是类似时序和逻辑可取决于应用数据和电路配置而适用于未示出的其它输出。此外，虽然410处的输出0被示为每个给定排选择信号导通两次，但是基于控制器和LED驱动器电路的配置，每个给定排选择可发生输出0(或其它输出)的两次以上断言。

在414处，控制器发出排0选择以启用经多路复用LED显示器的给定行。在420处，在424处断言驱动器导通信号之前，预放电信号起始预放电时段(参见针对时序的图8)。420处的预放电信号具有减小被示为介于430处的箭头之间的寄生电压的作用。在此实例中，424处的输出启用具有窄于后续输出启用434的脉宽，指示424处的给定LED的第一照明比434处的第二照明暗，第二照明由于输出启用的较长脉宽而较明亮。如所示，在434处的驱动器导通信号之前，在440处起始第二预放电脉冲。然而，在此实例中，已经由420处发出的第一放电脉冲大幅减小寄生电压。在450处，启动排选择1，且如上文关于414处的排0所述般，在此时段期间(如果应用数据如此引导)，可以类似方式断言输出0。虽然未示出，但是也可断言用于相应的输出的其它排选择、输出及预放电脉冲。

图5说明开关式放电电路500的实例，所述开关式放电电路可在预放电电路(例如，图1的电路170或图2的204)内采用以补偿跨经多路复用LED显示器的亮度差。在此实例中，采用恒定电流源510来驱动耦合到LED显示器列(未展示)的输出(OUTPUT)。输出启用信号520控制恒定电流源510何时导通或断开。预放电晶体管530耦合到输出。当预放电控制信号540导通时，预放电晶体管530从输出吸收电流，且使寄生电压减小。在输出启用信号520之前的预定时段内断言预放电控制信号540，且在输出启用信号导通恒定电流源510之前解除断言以驱动输出。

图6说明恒定电流式放电电路610(由控制信号620启动)的替代性实例，所述恒定电流式放电电路可在预放电电路内采用以补偿跨经多路复用LED显示器的由显示器的连续照明引起的亮度差。在此实例中，恒定电流式放电电路610可用作图5中描绘的预放电晶体管的替代品。

图7说明补偿跨经多路复用LED显示器的由显示器的连续照明引起的亮度差的实例方法700。为了简单起见，所述方法被示为且描述为循序执行，但是所述方法不受所说明的次序限制。在其它实例中，一些方面可以不同次序发生和/或与其它方面同时发生。此外，可能并非需要所有所说明的特征来实施方法。所述方法的各个动作可例如经由配置有实行本文中所述的各个动作或命令的可执行指令的处理器、计算机、时序产生器和/或控制器来自动地执行。

在710处，方法700包含基于(例如，经由图1的时序产生器160)接收到用于驱动显示器的输出启用信号而启用列输出的预放电阶段。如本文中所使用，术语阶段是指其中可发生自动化事件(例如产生预放电脉冲)的时段。例如，预放电阶段可包含用于将来自列输出信号的电荷放电的规定时段。在720处，方法700包含在预放电阶段期间(例如，经由由图1的时序产生器160提供的控制信号)对来自列输出中的给定列输出的经存储电荷(例如，寄生电压)进行放电。例如，可凭借将给定列输出连接到较低电势(例如，接地)通过放电电路实施放电。

在730处，方法700包含终止预放电阶段。终止可发生在一定时段之后，以便(例如经由图1的时序产生器160)减小来自列输出的寄生电压。在一个实例中，对寄生电压进行预放电的预放电阶段的长度可基于时段(例如，控制预放电脉冲的宽度)。在另一实例中，(例如，经由比较器)可监测寄生电压，且当寄生电压低于预定阈值时可终止预放电阶段(例如，时段可取决于经存储电荷而变化)。在740处，方法700包含启动列输出以在停用预放电阶段之后的预定时段内驱动显示器(例如，经由图1的时序产生器160)。

图8说明包含时序产生器810和驱动器电路820的实例电路800。在此实例中，由时序产生器810接收输出启用信号。输出启用信号是由控制器(图1的控制器150)产生。输出启用信号的实例时序被示为822处的TON。时序产生器810可产生关于信号的预放电以响应于来自控制器的输出启用信号而启动预放电电路824。在经由由产生器断言的驱动器导通信号启用输出驱动器电路830之前的预定时段内，时序产生器810可产生预放电导通信号。在启动输出驱动器电路830以驱动输出(如下文关于实例时序图834所述)之前，预放电电路824对来自耦合到LED显示器的列的输出的寄生电压进行放电。

时序产生器810可包含逻辑(例如，硬件和/或软件)以产生如本文中所述的预放电脉冲。预放电信号的宽度(示为Tpre-dischg)控制对OUTPUT进行放电的时长。Tpre-dischg可为固定的或可变的(例如，基于经监测电压而控制)。例如，可在时序产生器810中采用单触发电路(未展示)以产生从844处所示的输出启用的尾沿触发的预放电脉冲840。此外，时序产生器810可包含计数器或其它时序逻辑(未展示)以引起示为854处的TD的预定时间延迟。时序延迟TD设置预放电脉冲的下降边沿与driv_on信号的上升边缘之间的时间量以用于断言860处所示的列输出。时间延迟TD可为固定的或可编程的。

图9说明其中多个LED驱动器呈菊花链以支持经多路复用LED显示器910中的更多列的实例系统900。在此实例中，控制器920经由排选择LS0、LS1到LSN来选择显示器910的N行。来自控制器920的输出可包含串行数据、串行时钟(SCLK)、数据锁存器(LAT)及BLANK输出(描述为上述的输出启用)，其可向相应的驱动器发出信号以同时断开显示器910中的所有LED装置。菊花链LED驱动器930和940被示为装置1及装置N，其中N是表示驱动器的数目的正整数。每一LED驱动器930和940包含输出驱动器电路(示为ODC 1和ODC N)以及预放电电路(示为ODC N和PDC N)以缓解如本文中所述的驱动器的相应的列输出处的寄生电压。在此菊花链实例中，数据通过每一LED驱动器930到940连续计时直到每一驱动器经由用于其相应输出的LAT锁存其相应的数据为止。此时，可由控制器920将输出启用(例如，BLANK)发出到所述链中的所有驱动器，从而(例如，经由每一LED驱动器中的时序产生器)起始例如本文中所述的预放电电路和时序。

修改在所描述的实施例中是可行的，并且其它实施例在权利要求书的范畴内是可行的。