电源线边沿信号触发的移位装置及led驱动器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及电路技术领域，具体涉及一种电源线边沿信号触发的移位装置及LED驱动器。
【背景技术】
[0002]发光二极管(Light Emitting D1de，LED)广泛应用于建筑照明、汽车头尾灯、景观灯、节日灯等。LED具有效率高、方向性良好、色彩稳定性良好、可靠性高、寿命长，体积小以及环境安全性高等显著优点，尤其适合应用于景观照明、节日灯照明。红、绿、蓝三色LED通过控制装置可实现七彩色或者更多种颜色的控制，让LED灯具呈现出精彩多姿的绮丽景象，其中控制装置是LED装饰照明系统关键部分。
[0003]近年来基于DMX512协议、DALI协议、归零码协议的LED控制方法在LED装饰照明领域获得较广泛的应用，实现了 LED控制系统的数字化，提高了 LED控制系统的灵活度。
[0004]DMX512协议由美国剧场协会最早制定于1985年，物理层的设计采用RS-485收发器，总线用一对双绞线实现调光台与调光器连接。DALI是欧洲提出来的一种灯光控制总线方案，是用于照明系统控制的开放式异步串行数字通信协议，DALI系统采用主从式结构，系统最多可以连接64个从模块，每个从模块使用唯一的个体标识地址，该地址在系统初始化时设定，使用过程中根据需求可修改从模块的地址。目前也有采用归零码协议，在单根信号线上传输控制信号，通过设置红、绿、蓝LED的占空比实现多种颜色的控制。
[0005]现有的基于以上协议的控制装置可以通过控制红、绿、蓝三色LED占空比获得多种颜色效果，但都需要通过一根以上的信号线传递控制信号，不能通过电源线控制LED，不能应用到只有电源线、地线的产品场合。
【发明内容】
[0006]针对现有技术的不足，本发明提供了一种电源线边沿信号触发的移位装置及LED驱动器。
[0007]一种电源线边沿信号触发的移位装置，包括:
[0008]边沿触发移位单元，由电源线边沿信号触发进行移位，并输出移位结果；
[0009]充电单元，用于根据电源线输入的边沿信号为边沿触发移位单元提供供电电平，当边沿信号为高电平时充电，当边沿信号为低电平时放电；
[0010]初始化单元，用于根据所述的供电电平对边沿触发移位单元进行初始化；
[0011 ] 所述的边沿触发移位单元，包括至少两个串联的D触发器，以各个D触发器的输出端输出移位结果，其中:
[0012]第一个D触发器的触发端与最后一个D触发器的输出端连接，相邻两个D触发器中，后一个D触发器的触发端与前一个D触发器的输出端连接；
[0013]各个D触发器的复位端或置位端与初始化单元连接，时钟端与电源线连接。
[0014]本发明中通过初始化，可以对边沿触发移位单元置任意数，根据需要设定。对于边沿移位单元而言，其中的各个D触发器在初始时刻输出不同，移位才有意义，因此，所述边沿移位单元中至少有一个D触发器的复位端与初始化单元连接，至少有一个D触发器的置位端与初始化单元连接。对于各个D触发器，置“零”时，该D触发器的复位端与初始化单元连接，置位端接无效电平(若置位端低电平有效，则接高电平)；反之，置“I”时，该D触发器的置位端与初始化单元连接，复位端接无效电平。当电源线信号为高电平时，充电单元充电，当充电单元提供的电平达到高电平时，边沿触发移位单元和初始化单元上电成功。
[0015]为保证移位装置正常工作，边沿信号的低电平的持续时长必须小于充电单元的供电电平由高电平降低至低电平所需的时长。
[0016]未作特殊说明，本发明中的边沿触发移位单元(即边沿移位单元)的输出具有高低位之分。第一个D触发器是指边沿触发移位单元中最低位对应的D触发器，最后一个D触发器指边沿触发移位单元中最高位对应的D触发器。相邻两个D触发器中以相对低位的D触发器作为前一个，相对高位的D触发器作为后一个。
[0017]D触发器可以为上升沿计数，也可以为下降沿计数，根据需求选择。
[0018]D触发器的个数越多，边沿计数单元对应的计数范围越大。具体数量根据实际应用需求设定。作为优选，所述的边沿触发移位单元包括2?200个串联的D触发器。
[0019]所述的充电单元包括二极管，所述二极管的阳极与电源线连接，阴极通过一储能元件接地，所述的充电单元通过二极管的阴极为边沿触发移位单元和初始化单元提供供电电平。
[0020]考虑到与COMS工艺的兼容性，作为优选，所述的充电单元包括NPN三极管，所述NPN三极管的集电极和基极连接后与电源线连接，发射极通过一储能元件接地，所述的充电单元通过NPN三极管的发射极为边沿触发移位单元和初始化单元提供供电电平。作为优选，所述的充电单元包括PNP三极管，所述PNP三极管的集电极和基极连接后通过一储能元件接地，发射极与电源线连接，所述的充电单元通过PNP三极管的集电极或基极为边沿触发移位单元和初始化单元提供供电电平。
[0021]储能元件应理解为可以进行充放电的电子元件。作为优选，所述的储能元件为充电电容或MOS管。由于充电电容与传统的CMOS工艺不兼容，因此可以使用与CMOS工艺兼容性好的MOS管作为等效电容作为储能元件，便于集成，使用MOS管时，该MOS管的源极和漏极短接，形成等效电容。
[0022]通过二极管防止充电电容反向放电，防止边沿信号不稳使计数结果出现错误。NPN三极管和PNP三极管通过设定对应的连接方式，也可以形成一等效二极管，也可以起到防止反向充电的作用。
[0023]本发明还提供了一种LED驱动器，包括上述的电源线边沿信号触发的移位装置，以及用于根据电源线边沿信号触发的移位装置输出的移位结果驱动LED的驱动单元。
[0024]驱动单元可以根据驱动需要采用现有的LED驱动电路实现。
[0025]与现有技术相比，本发明中利用电源线边沿信号触发的移位装置，通过对电源线输入的边沿信号进行移位实现对驱动单元的控制进而驱动LED完成七彩发光，只需要一根电源线和地线，不需要额外的信号线，有利于实现LED驱动器的单片集成。
【附图说明】
[0026]图1为本实施例的LED驱动器的结构框图；
[0027]图2为本实施例的边沿移位单元的电路原理图；
[0028]图3为本实施例的充电单元的电路原理图；
[0029]图4为本实施例的初始化单元的电路原理图；
[0030]图5为本实施例的电源线边沿信号触发的移位装置的时序图。
【具体实施方式】
[0031]下面将结合附图和具体实施例对本发明进一步详细描述。
[0032]如图1所示(虚线框所示部分)，本实施例的电源线边沿信号触发的移位装置，包括:
[0033]边沿触发移位单元，由电源线边沿信号触发进行移位，并输出移位结果；
[0034]充电单元，用于根据电源线输入的边沿信号为边沿触发移位单元提供供电电平，当边沿信号为高电平时充电，当边沿信号为低电平时放电；
[0035]初始化单元，用于根据所述的供电电平对边沿触发移位单元进行初始化。
[0036]图2为本实施例的边沿触发移位单元，该边沿触发移位单元实际上为边沿移位单元，该边沿移位单元包括3个串联的D触发器，以各个D触发器的输出端输出移位结果。
[0037]本实施例中的D触发器为带低电平复位和带低电平置位的时钟上升沿触发D触发器，分别为第一 D触发器F1、第二 D触发器F2和第三D触发器F3，对应的正向输出端分别为Ql、Q2和Q3，对应的移位结果从低到高依次为Ql、Q2、Q3。
[0038]第一 D触发器Fl的触发端Dl与最后一个D触发器F3的输出端Q3连接，相邻两个D触发器中，后一个D触发器的触发端与前一个D触发器的输出端连接，即第二 D触发器F2的触发端D2与第一 D触发器Fl的输出端Ql连接，第三D触发器F3的触发端D3与第二D触发器F2的输出端Q2连接。
[0039]第一 D触发器Fl的置位端PRTl、第二 D触发器F2的复位端RD2和第三D触发器F3的复位端RD3与初始化单元的输出端连接，通过初始化单元对D触发器进行初始置数，第一 D触发器Fl的复位端RDl、第二 D触发器F2的置位端PRT2和第三D触发器F3的置位端PRT3连接充电单元的输出端(即连接高电平使输入为无效电平)。
[0040]时钟端(包括CK1、CK2和CK3)与电源线连接，对由电源线输入的边沿信号触发进行移位，输出移位结果。
[0041]图3为本实施例的充电单元的具体电路，包括二极管D，二极管D的阳极与电源线连接，阴极通过一储能元件C接地(本实施例中充电电容为源漏短接的MO