消除基于led的显示系统中的可见闪烁的制作方法
【专利说明】消除基于LED的显示系统中的可见闪烁
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求于2014年I月7日提交的美国临时申请N0.61/924436的优先权的权益。通过引用的方式将以上提及的申请的全部公开内容并入本文中。
技术领域
[0003]本公开内容总体上涉及电源，并且更具体地涉及消除由开关稳压器供电的基于LED的显示器中的可见闪烁。
【背景技术】
[0004]此处提供的背景描述是出于总体上呈现本公开内容的背景环境的目的。在该背景部分中所描述的程度上，目前指定的发明者的工作以及在提交时不能被描述为现有技术的描述的各方面被既不明示也不暗示地确认为相对于本公开内容的现有技术。
[0005]由于发光二极管(LED)相对于传统显示系统所提供的许多优点，基于LED的显示系统正越来越受欢迎。例如，LED比传统灯泡更节能耐用。作为结果，基于LED的显示系统正迅速成为家庭、企业以及车辆中使用的传统显示系统的优选替代物。另外，由于同样原因，诸如标示和广告牌之类的基于LED的显示系统也大受欢迎。
【发明内容】
[0006]系统包括驱动器电路、调制器电路以及复位电路。驱动器电路经由开关来驱动多个发光二极管。开关由具有第一频率的第一信号来控制。驱动器电路基于包括多个脉冲的第二信号来控制发光二极管的亮度。调制器电路使用直接序列扩频调制来调制第一信号。直接序列扩频调制使用基于第一信号所产生的序列。复位电路在第二信号的多个脉冲中的每个脉冲处使调制器电路复位。调制器电路在第二信号的多个脉冲中的每个脉冲处重复该序列。
[0007]在其它特征中，第二信号的多个脉冲具有第二频率。调制器电路通过在第二信号的多个脉冲中的每个脉冲处重复该序列来消除发光二极管中的由于具有小于第二频率的频率的谐波而产生的可见闪烁。
[0008]在另一个特征中，复位电路通过在第二信号的多个脉冲中的每个脉冲处使调制器电路复位来同步第一信号和第二信号。
[0009]在其它特征中，调制器电路包括分频电路、L位移位寄存器和数模转换器。分频电路以N对第一频率进行分频并且产生分频信号，其中N是大于I的整数。L位移位寄存器由分频信号来计时并且在分频信号的每个时钟周期处输出L位中的M位，其中L和M是大于I的整数，并且其中L大于M。数模转换器将M位转换成包括在分频信号的每个时钟周期处改变的2M个离散阶的波形。调制器电路基于该波形来调制第一信号。
[0010]在其它特征中，序列包括在分频信号的每个时钟周期处改变的M位。序列在分频信号的每(2^1) *N个时钟周期处进行重复。
[0011]在另一个特征中，调制器电路包括低通滤波器，其对由数模转换器产生的波形进行滤波，并且低通滤波器具有等于第一频率除以N的截止频率。
[0012]在另一个特征中，系统还包括信号发生器，其产生第一信号并且基于经滤波的波形来控制第一信号的第一频率。
[0013]在其它特征中，方法包括经由开关来驱动多个发光二极管以及由具有第一频率的第一信号来控制开关。方法还包括使用直接序列扩频调制来调制第一信号。直接序列扩频调制使用基于第一信号所产生的序列。方法还包括基于包括多个脉冲的第二信号来控制发光二极管的亮度。方法还包括在第二信号的多个脉冲中的每个脉冲处重复该序列。
[0014]在其它特征中，第二信号的多个脉冲具有第二频率。方法还包括:通过在第二信号的多个脉冲中的每个脉冲处重复该序列来消除发光二极管中的由于具有小于第二频率的频率的谐波而产生的可见闪烁。
[0015]在其它特征中，方法还包括以N对第一频率进行分频并且产生分频信号，其中N是大于I的整数。方法还包括在分频信号的每个时钟周期处移位L位，其中L是大于I的整数。方法还包括在分频信号的每个时钟周期处输出L位中的M位，其中M是大于I的整数，并且L大于M0方法还包括将M位转换成包括在分频信号的每个时钟周期处改变的2M个离散阶的波形。方法还包括基于波形来调制第一信号。
[0016]在另一个特征中，方法还包括通过在第二信号的多个脉冲中的每个脉冲处使分频和移位复位来同步第一信号和第二信号。
[0017]在其它特征中，序列包括在分频信号的每个时钟周期处改变的M位。方法还包括在分频信号的每(2^1)*N个时钟周期处重复该序列。
[0018]在另一个特征中，方法还包括使用低通滤波器来对波形进行滤波，该低通滤波器具有等于第一频率除以N的截止频率。
[0019]在另一个特征中，方法还包括基于经滤波的波形来控制第一信号的第一频率。
[0020]根据【具体实施方式】、权利要求以及附图，本公开内容的适用性的其它领域将变得显而易见。【具体实施方式】和具体示例仅旨在说明的目的，而并不是要限制本公开内容的范围。
【附图说明】
[0021]根据【具体实施方式】和附图，本公开内容将得到更全面的理解，附图中:
[0022]图1是基于LED的显示系统的功能框图；
[0023]图2是图1的基于LED的显示系统的功能框图，其示出图1的基于LED的显示系统所使用的驱动器电路的示例；
[0024]图3是包括闪烁控制电路的基于LED的显示系统的功能框图；
[0025]图4是图3的闪烁控制电路的功能框图；
[0026]图5示出了由图4的闪烁控制电路产生的信号，用以消除图3的基于LED的显示系统的可见闪烁；以及
[0027]图6是用于消除基于LED的显示系统中的可见闪烁的方法的流程图。
[0028]在附图中，可以将附图标记重复用于标识相似和/或相同的元件。
【具体实施方式】
[0029]在基于LED的显示系统中，开关稳压器(例如，降压稳压器)通常用于调节流经串联连接的LED串的电流。流经LED的平均正向电流确定了 LED的亮度。基于脉冲宽度调制(PWM)的控制信号以高频率开关LED。有效正向电流是在LED开和关时的正向电流的基于时间的平均。当使用PWM方法来控制LED的亮度时，开/关调光频率必须快于人眼能够检测到的频率以避免可见闪烁。大于或等于200Hz的调光频率通常避免了闪烁问题。
[0030]直接序列扩频调制(DSSM)在开关稳压器中用于减少辐射和传导电磁干扰(EMI)。当使用DSSM时，即使PWM频率大于或等于200Hz，但是在非常低的占空比(例如，小于10%)下闪烁仍然是可见的。这是因为DSSM可以引入频率低于人眼可以检测到的调光频率的谐波。
[0031]本公开内容涉及消除可见闪烁，而不降低LED驱动器电路的EMI性能。具体地，可以通过消除频率低于LED电流谱中的调光频率的谐波来消除可见闪烁，这可以通过在亮度控制信号的每个PWM脉冲处迫使跳频序列相同来实现。
[0032]现在参考图1，基于LED的显示系统100包括多个LED 102、驱动器电路104和亮度控制电路106。LED 102可以包括串联连接的LED串。驱动器电路104驱动LED 102。亮度控制电路106向驱动器电路104提供亮度控制信号。驱动器电路104基于亮度控制信号来控制LED 102的亮度。
[0033]现在参考图2，驱动器电路104可以包括DC到DC转换器108。DC到DC转换器108通常包括开关稳压器(例如，降压稳压器)。DC到DC转换器108包括控制电路110和功率级112。功率级112可以包括开关(或取决于实施方式可以包括高侧开关和低侧开关)和无源部件(例如，电感和电容)。功率级112的开关(或多个开关)由控制电路110来控制。控制电路110产生控制信号，功率级112的开关(或多个开关)在该控制信号所具有的开关频率下被接通和关断。例如，开关频率可以是400kHz或2.1MHz。功率级112基于由控制电路110产生的控制信号来向LED 102输送功率。
[0034]现在参考图3，基于LED的显示系统200包括LED 102、亮度控制电路106和驱动器电路202。驱动器电路202包括DC到DC转换器108和闪烁控制电路204。如下面将详细说明的，闪烁控制电路204通过消除频率低于LED电流谱中的调光频率的谐波来消除可见闪烁。具体地，闪烁控制电路204通过在亮度控制信号的每个PWM脉冲处迫使跳频序列相同来消除频率低于调光频率的谐波，如下面所解释的。
[0035]现在参考图4，闪烁控制电路204包括信号发生器206、调制器电路208以及复位电路210。调制器电路208包括分频电路212、移位寄存器214、数模转换器(DAC) 216和低通滤波器218。
[0036]信号发生器206包括振荡器，并且产生具有预定开关频率的时钟。时钟用于以开关频率来接通和关断DC到DC转换器108的开关(或多个开关)。
[0037]调制器电路208使用DSSM来调制开关频率。复位电路210接收亮度控制信号，亮度控制信号包括包含具有预定频率(即，调光频率；例如，10Hz到IkHz)的调制(PWM)脉冲的多个脉冲。另外，复位电路210可以接收用于启用或禁用系统200的使能信号(EN)。例如，使能信号可以基于DC到DC转换器108的输入和/或输出电压。使能信号可以指示DC到DC转换器108的输入和/或输出电压是否大于或小于预定阈值。例如，使能信号和亮度控制信号可以被输入到与门，并且与门的输出用于使调制器电路208复位。因此，当使能信号为高时，与门在每个PWM脉冲处产生复位脉冲。
[0038]复位电路210在