一种led驱动芯片输出电流的精确控制技术的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明是针对应用户外、室内LED驱动集成电路的单线数据传输控制及传输技术，具体是指一种LED驱动芯片输出电流的精确控制技术。
【背景技术】
[0002]目前，在应用户外、室内LED驱动芯片的单线数据传输时，一般采用的方法是边处理数据边传输的方法，这样造成了数据传输量大的问题，对传输导线的要求很高。同时，对电流的处理方法一般是一个调节电流命令帧来控制所有的芯片，这样在控制单个芯片的能力有限，如果遇到某个灯点由于其他因素造成电流过小或过大时，只能去处理该灯点。在实际应用中，由于集成电路芯片的工艺加工不一致性和应用环境的变化等因素，会造成在传输数据过程中有效的表征数据信息的脉冲宽度变窄或变宽，以至在级联较多时，脉冲宽度会消失或不足以表征所携带的信息，最终的结果是数据传输受级联个数和传输距离限制，使数据不能级联过多。在环境变化时，芯片内部时钟频率也有可能发现改变而使解码发生错误。本发明的优点是用较为简单的方法解决了上述问题，满足了减少数据量、控制电流精确、处理数据和抗干扰能力强的要求。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于提供一种LED驱动芯片输出电流的精确控制技术，本发明能够精确控制单个芯片的电流，并能够逐次减少传输信号的数量。
[0004]本发明技术方案如下:一种LED驱动芯片输出电流的精确控制技术，在传输过程中，单个LED驱动芯片数据输入输出信号线各有一根，N个LED驱动芯片级联。上电后，所有芯片的总线处于关闭状态，芯片不能够传输信号，只能够接受数据。以传输RGB数据为例，当输入数据到达第一颗芯片时，芯片接受数据并进行解码，并生成RGB数据。当芯片接受完一个数据包后，芯片总线被打开。后续数据能够通过该芯片进行传输，而该芯片并不进行解码，后续芯片只接收2-N颗芯片数据。当输入数据到达第二颗芯片时，芯片接收第二颗芯片数据，并转换成RGB数据，同时传输第3-N颗芯片数据。依次类推，第N颗芯片接收第N颗芯片数据，并转换成RGB数据。当所有数据都被传输完成后，所有芯片产生一个同步信号，所有芯片的RGB数据转换成PWM波形进行输出驱动各自LED灯。
[0005]上述RGB数据传输方式同样可以传输调节电流命令，故可以单独控制单的脉宽损失、时钟抖动等。
[0007]信号经过LED驱动芯片的锁存后传输给下一级芯片，通过内部时钟的锁存可以达到信号重建的作用，有利于减少级联过程中的脉宽损失，增加芯片的级联能力。
[0008]发送的数据信号采用曼彻斯特编码，必须满足频率在100Hz?1.5MHz之内，且同一边沿有效时占空比变化不能超过25%。
[0009]数据传输协议以40bit(12bit)数据为一组数据指令单位结构，其中包含起始位、判别位、RGB数据(电流数据)、停止位。
[0010]所述LED驱动芯片除因电源稳定性而外接电容外，无其他外接电阻电容。
[0011]采用本发明后，可以在应用户外、室内LED驱动芯片的单线数据传输时，降低数据的传输量，减轻导线的负荷，还能够精确控制单颗芯片的输出电流，增强芯片的容错和抗干扰能力，使单线级联更加方便和稳定。
[0012]附图与实施方式如下:
【附图说明】
[0013]图1LED驱动芯片内部示意图。
[0014]图2是为本发明的级联示意图。
[0015]图3和图4为曼彻斯特编码示意图。
[0016]图5是本发明芯片数据处理原理示意图。
[0017]图6是芯片内部工作原理状态机。
【具体实施方式】
[0018]本发明用于LED驱动芯片输出电流的精确控制技术，其工作原理是:在传输过程中，单个LED驱动芯片数据输入输出信号线各有一根，N个LED驱动芯片级联。上电后，所有芯片的总线处于关闭状态，芯片不能够传输信号，只能够接受数据。以传输RGB数据为例，当输入数据到达第一颗芯片时，芯片接受数据并进行解码，并生成RGB数据。当芯片接受完一个数据包后，芯片总线被打开。后续数据能够通过该芯片进行传输，而该芯片并不进行解码，后续芯片只接收2-N颗芯片数据。当输入数据到达第二颗芯片时，芯片接收第二颗芯片数据，并转换成RGB数据，同时传输第3-N颗芯片数据。依次类推，第N颗芯片接收第N颗芯片数据，并转换成RGB数据。当所有数据都被传输完成后，所有芯片产生一个同步信号，所有芯片的RGB数据转换成PWM波形进行输出驱动各自LED灯。LED驱动芯片内部如图1所示，包括解码及传输模块、解析模块、输出模块、时钟模块、电源控制模块。其中，电源控制模块给芯片内部模块供电；时钟模块产生芯片内部时钟，供给各个模块；解码及传输模块对输入信号进行解码、存储和传输；解析模块根据解码结果产生色彩和电流数据；输出模块根据解析数据产生输出波形。LED驱动芯片的级联如图2所示。
[0019]曼彻斯特编码示意图如图3和图4所示，图中以曼彻斯特编码“1101”和“0010”为例说明，其中包含了下降沿有效的“1”、上升沿有效的变化到“0”以及“0”变化到 “1”。
[0020]具体数据包通信协议帧结构为:
[0021]数据帧:2,bll+1' bl+12bitsR+12bitsG+12bitsB+l' bl
[0022]调节电流命令帧:2'bll+1' bO+8bitsDATA+l/ bl
[0023]通信协议帧说明:如上所述，数据帧包括起始位2' bll，判别位1' bl，12位红色数据12bitsR，12位绿色数据12bitsG，12位蓝色数据12bitsB，停止位1' bl ;调节电流命令帧包括起始位2' bll，判别位1' b0，8位电流数据8bitsDATA，停止位1' bl。发送过程中，通信协议帧的顺序是起始位、判别位、数据、停止位。所有芯片接收的数据包都是按照上述格式和顺序进行排列。
[0024]传输原理:上电后，芯片个模块寄存器复位，所有芯片的总线被关闭，此时的芯片只能接收发送过来的数据，且只接收和处理与上述通信协议帧结构一致的数据，若判别位为1，则按照数据帧的结构进行处理，若判别位为0，则按照调节电流命令帧的结构进行处理，接收完毕后，芯片存储接收到的数据，同时总线被打开，通过Sdo传输数据给下一颗芯片。下一颗芯片重复上述过程。总线的功能是控制芯片是否能够发送数据，当总线关闭时，芯片只接收与处理数据，不发送数据；当总线打开时，芯片只锁存与发送数据，不处理数据。故芯片传输的数据逐级减少。当所有的数据发送完毕后，所有级联的芯片内部会产生一个PWM同步信号，把存储的PWM或者电流数据通过输出模块进行输出，输出信号为out_r、out_g、out_b。这样就完成了一帧数据的传输与显示。芯片内部结构如图1所示，级联示意图如图2所示。
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