一种RGB型LED驱动IC器件的制作方法

本实用新型涉及led驱动ic技术领域，尤其涉及一种可应用于led显示屏和装饰性led照明亮化系统的rgb型led驱动ic器件。

背景技术：

在led技术领域内，rgb灯是以三原色共同交集成像，也有蓝光led配合黄色荧光粉、以及紫光led配合rgb荧光粉，整体来说，这两种都有其成像原理。因而，白光led与rgbled两者殊途同归，都是希望达到白光的效果，只不过一个是直接以白光呈现，另一个则是以红绿蓝三色混光而成。例如，某些led背光板出现的颜色特别清楚而鲜艳，甚至有高画质电视的程度，这种情形正是rgb的特色，在光的混色上，具备更多元的特性。

rgb在应用上，明显比白光led呈现多元化，如车灯、交通号志、橱窗等，需要用到某一波段的灯光时，rgb的混色可随心所欲，相较之下，白光led就比较吃亏，白光led在清晰度与色纯度都明显逊于rgb，使rgb灯变得更有优势。

尽管rgb型led灯表现出较大的优势，然而，本实用新型技术方案之研发人员针对以往rgb型led器件进行分析之后发现，目前的大多数rgb型led灯在控制上的问题仍有待加强，特别是其led器件芯片在应用于目前的led显示屏和装饰性led照明系统时，因其自身的rgbled驱动ic片功能所限，多数情况下仅能支持一种供电模式，并且应用不灵话，输出极性固定，级联功能差，级联过程功耗大且工作不稳定的现象时有发生；若采用一些复杂的驱动ic片则需要较高的成本，显然，对于rgbled驱动ic片的功能，目前已经到了led显示和led亮化业高速发展的瓶颈阶段，主要表现于现有的这些rgbled驱动ic片不适合应用于输出电源电压高于5.5v的状态、恒定电压/电流驱动模式、以及大功率高亮度led驱动状态。

因此，本实用新型之技术方案也是为了克服以上弊端，需要合理优化rgb型led驱动ic芯片的功能模块，以便于能够拓展应用范围且最大限度的降低系统成本，并且能够适合用于低成本的led装饰照明系统。当然，本实用新型技术方案之研发人员在分析出以往rgb型led驱动ic芯片的弊端之后，将各个测试研发阶段所采取的中间方案有效的进行整合与多次性能测试，最终利于得到本实用新型趋于最佳优化的技术方案。

综上所述，本实用新型正是在现有公知技术的基础上，为了满足ic芯片领域的实际应用需求，对本技术领域内的驱动ic提出进一步研发，提出一种rgb型led驱动ic器件，其应用灵活且利于提高工作运行的稳定性。因而，所提出的技术方案能够缓解、部分解决或能够完全解决现有技术存在的问题。

技术实现要素：

为克服上述问题或者至少部分地解决或缓减解决上述问题，本实用新型提供一种rgb型led驱动ic器件，其便于拓展应用范围且最大限度的降低系统成本，并且能够适合用于低成本的led装饰照明系统。

为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种rgb型led驱动ic器件，用于室内外led显示屏和装饰性led照明系统，该led驱动ic器件包括：

输入控制模块，其设置于led驱动ic内部，并且其接有pol连接端与ckm连接端；

pwm比较器，其与输入控制模块连接，并且分别连接pwm计数器与灰度数据锁存器，灰度数据锁存器于没有探测到时钟cki信号存在时，将采样的灰度数据进行锁存；

灰度数据移位寄存器，其与灰度数据锁存器相连接，并且用于将串行数据输入口sdi的数据信号进行存储；

内部振荡器单元，其与pwm计数器相连接；

基准电压源部分，其与内部振荡器单元相连接；

时钟数据自动对齐电路模块，其与灰度数据移位寄存器相连接；

三个可编程恒定电流驱动器，均与pwm比较器、基准电压源部分相连接，每个恒定电流驱动器包括一组连接端，依次分别为rout连接端与rfb连接端、gout连接端与gfb连接端、bout连接端与bfb连接端，该可编程恒定电流驱动器以恒定电流和恒定电压模式驱动外部的led串。

结合以上本实用新型之技术方案，技术人员还可结合实际需求对技术方案进一步限定或补充，可供限定或补充的技术手段包括以下任意一项：

对于rgb型led驱动ic，其从sdi数据输入的串行数据在cki端口时钟信号的上升沿被读入到芯片内部的灰度数据移位寄存器中，输入的时钟信号和led灰度控制信号在芯片内部经过时钟数据自动对齐电路模块整形后在cko和sdo端输出。

对于每个恒定电流驱动器，均可形成一个独立的输出驱动通道，每个通道均采用独立的256级pwm灰度控制，并且于不改变led发光色彩的条件下实现256级led灰度控制，并输出恒定led驱动电流。

在结合具体应用时，技术人员还可得到相应的技术方案，包括：

对于rgb型led驱动ic器件的芯片，若其外围接入rs元件、d0元件、c0元件，从而形成一种高输入电压rgb型led驱动ic器件；

进一步地，当信号传输频率高于2mhz时，其中的c0元件位置处并联一个300nf的陶瓷电容，用于稳定信号传输。

对于rgb型led驱动ic器件的芯片，若其芯片采用高性能运算放大器来控制晶体管m0产生一个恒定电流，以此恒定电流来驱动芯片外接的led串，形成一种恒定电流驱动模式的rgb型led驱动ic器件。

对于rgb型led驱动ic器件的芯片，若其芯片的rfb、gfb以及bfb引脚直接与gnd短接，形成一种恒定电压驱动模式的rgb型led驱动ic器件。

对于rgb型led驱动ic器件，若其外接一个开关，用于在恒定电压驱动模式下驱动高亮led，同时实现高亮led的256级灰度控制。

通过对于以上技术方案，技术人员可进一步实施以下任意一项：

rgb型led驱动ic器件的芯片包括vcc引脚、cko引脚、sdo引脚、nc引脚、rout引脚、gout引脚、bout引脚、cki引脚、sdi引脚、pol引脚、rfb引脚、gfb引脚、bfb引脚、gnd引脚。

此外，时钟数据自动对齐电路模块将内部的数据和时钟自动对齐。

本实用新型通过合理设置输入控制模块、pwm比较器、pwm计数器、灰度数据锁存器、内部振荡器单元、灰度数据移位寄存器、基准电压源部分以及时钟数据自动对齐电路模块，有利于拓展应用范围且最大限度的降低系统成本，并且能够适合用于低成本的led装饰照明系统。

附图说明

下面根据附图对本实用新型作进一步详细说明。

图1是本实用新型所实施的rgb型led驱动ic器件，其电路芯片功能模块原理示意图；

图2是本实用新型所实施的rgb型led驱动ic器件，其电路芯片引脚示意图；

图3是本实用新型所实施的rgb型led驱动ic器件，其应用于输出电源电压高于5.5v状态时所列举的可供参考的电路部分连接示意图；

图4是本实用新型所实施的rgb型led驱动ic器件，其应用于恒定电压驱动模式或恒定电流驱动模式状态所列举的可供参考的电路部分连接示意图；

图5是本实用新型所实施的rgb型led驱动ic器件，其应用于大功率高亮度led驱动状态所列举的可供参考的电路部分连接示意图；

图6是本实用新型所实施的rgb型led驱动ic器件，其在应用时，采用外部开关实现高压恒流驱动led串状态时，所列举的可供参考的电路部分连接示意图。

具体实施方式

本实用新型拟实施的rgb型led驱动ic器件，所实施的技术手段要达到的目的在于，克服以往所使用的rgbled驱动ic片在应用于输出电源电压高于5.5v、恒定电压/电流驱动模式、以及大功率高亮度led驱动等状态时所暴露出的应用的局限性，并且以往所使用的rgbled驱动ic片既不利于降低系统成本，也不利于提升系统的稳定性。

本实用新型所实施之技术方案，主要通过rgb型led驱动ic片各个电路模块的合理设置来实现其应用的灵活性，由于led驱动ic片应用的条件与构建ic芯片模块的需求不同，所涉及的范围较广，对于不在本实用新型技术方案范围之内的常规技术手段，例如，本实施例无必要将电路中每个微小的元器件的型号、无关紧要的元件、连接方式、导线之间的实物连接等细化出来，例如，电路之间的连接显然采用常规技术手段，技术人员显然能够根据驱动ic片对各个电路模块选择适宜的位置进行安装，ic各个模块在布局完成之后可采用常规技术手段进行封装等。因而，所实施的技术方案实际上是一种能够让本领域技术人员结合常规技术手段参照及实施的rgb型led驱动ic片模块布局，技术人员根据不同的应用条件以及设计需求，按照本申请形成的ic片的各个模块布局进行调试，能够构建成最终的rgb型的led驱动ic器件结构，并且通过所构建成的器件结构实际获得一系列优势，这些优势将会在以下对系统结构的解析中逐步体现出来。

进一步地，对于拟实施的rgb型led驱动ic器件，技术人员能够根据本领域常见的知识对其进行引脚的配置、以及外部封装等，ic片的尺寸、外形等均可根据设计人员需求而定，例如，所配置的引脚根据芯片型号不同或设计类型的不同可设置若干个，因而，有关引脚的数量、以及封装采用的技术手段等并不属于本实用新型技术方案之内。

实施例一

如图1-2所示，本实用新型拟实施的rgb型led驱动ic器件，对于其外形结构，技术人员可选择将其ic片设计为若干引脚，包括vcc引脚、cko引脚、sdo引脚、nc引脚、rout引脚、gout引脚、bout引脚、cki引脚、sdi引脚、pol引脚、rfb引脚、gfb引脚、bfb引脚、gnd引脚。

对于该led驱动ic器件的内部功能模块，其包括输入控制模块、以及与其相连接的pwm比较器、分别与该pwm比较器相连接的pwm计数器与灰度数据锁存器、与其中的pwm计数器相连接的内部振荡器单元、与其中的灰度数据锁存器相连接的灰度数据移位寄存器；

相应地，所实施的内部振荡器单元与基准电压源部分相连接，所实施的灰度数据移位寄存器与时钟数据自动对齐电路模块相连接；

进一步地，对于所实施的pwm比较器，其分别连接三个可编程恒定电流驱动器，每个恒定电流驱动器包括一组连接端，依次分别为rout连接端与rfb连接端、gout连接端与gfb连接端、bout连接端与bfb连接端；

同时，每个恒定电流驱动器均与基准电压源部分相连接。

进一步地，对于所实施的输入控制模块，其接有pol连接端与ckm连接端，并且这两个连接端口接入三个恒定电流驱动器的连接端口；

进一步地，对于所实施的灰度数据移位寄存器，其接有cki连接端与sdi连接端，其中的cki连接端与ckm连接端相接，其中的sdi连接端与时钟数据自动对齐电路模块的sdo连接端相接。

以上本实用新型所实施的rgb型led驱动ic器件，工作时，在输入时钟的上升沿采样串行数据输入口sdi的数据信号，并将其存储到其内部的灰度数据移位寄存器中；

当连续1ms内没有探测到时钟cki信号的存在时，将锁存先前采样的灰度数据至灰度数据锁存器当中，并同时刷新内部的寄存器，准备下次数据传输；

其中，可编程恒定电流驱动器能够以恒定电流和恒定电压模式驱动外部的led串，通过外围电路的扩展，这些驱动器能够在高输入电压下以恒定电压或电流模式驱动led串；

其中，时钟数据自动对齐电路模块可将内部的数据和时钟自动对齐，内部的推挽输出级具有很强的驱动能力，以满足其级联应用的需要。

以上本实用新型所实施的rgb型led驱动ic器件，在应用时，其中的恒定电流led驱动器主要为室内/外led显示屏和装饰性led照明系统而设计，非常适合用于需要接力串接的led照明系统，拥有三个独立的输出驱动通道，每个通道均能实现独立的256级pwm灰度控制，可在不改变led发光色彩的条件下实现256级led灰度控制，并能输出高达200ma的恒定led驱动电流；从sdi数据输入的串行数据在cki口时钟信号的上升沿被读入到芯片内部的灰度数据移位寄存器中，输入的时钟信号和led灰度控制信号在芯片内部经过时钟数据自动对齐电路模块整形后在cko和sdo端输出，以使芯片能够接力串接工作；当pol＝″0″时，输出极性反转，工作如同一个pwm控制器，能够驱动外接的开关或电路驱动高亮度的led，并利于实现大功率led的256级灰度控制；本实用新型所实施的rgb型led驱动ic器件，特别在用于一般的led照明装饰系统时，能够表现出速度快、可靠性高、灰度数据同步刷新等特点，利于最大限度的降低系统成本，同样也适合用于低成本的led装饰照明系统。

实施例二

如图3所示，本实用新型拟实施的rgb型led驱动ic器件，在应用于高输入电压状态时，芯片外围接入rs、d0、c0，从而形成一种高输入电压rgb型led驱动ic器件，其工作电源电压范围为3.3～5.5v，当输出电源电压高于5.5v时，接入一个齐纳二极管d0用于钳制电源电压来生成的电源，正常工作条件下，芯片消耗约1.5ma的电流，限流电阻rs中流过的电流至少应该为芯片消耗电流的2倍约为3ma，以保证正常工作，如果输入的电源电压为12v，那么rs＝2k可满足该应用；另外，技术人员在电源上接一个到地的电容c0以滤除电源上的噪声，c0＝10uf满足大多数的应用，在制作pcb板时，c0应尽量靠近vccpin脚。

此外，当信号传输频率高于2mhz时，技术人员可在c0处并联一个约300nf的陶瓷电容，以使信号的传输更稳定。

实施例三

如图4所示，本实用新型拟实施的rgb型led驱动ic器件，在应用于恒定电流驱动模式时，采用一个高性能的运算放大器来控制晶体管m0产生一个恒定电流，以此恒定电流来驱动芯片外接的led串，各驱动通道的输出电流均可由外接的电流反馈电阻来独立编程设定，如图3所示，xfb为rfb/gfb/bfb，其中，vref＝0.75v，为设置输出电流的基准电压，rxfb为rrfb/rgfb/rbfb引脚上所连接的电流反馈电阻，例如，如果驱动led所需的电流为20ma，则rxfb＝39ω。

为保证恒定电流驱动器的正常工作，r/g/boutpin的电压在正常工作时应该设置在1～1.5v之间，这样可保持在整个工作范围内都能输出一个高精度的驱动电流；如果r/g/bout的电压过低，会导致内部驱动电路工作不正常，不能够输出驱动所需要的电流，如果r/g/bout的电压过高，会导致有过多的功率消耗在芯片上，使电路工作的稳定性降低。

本实用新型拟实施的rgb型led驱动ic器件，不仅能够为用户提供恒定电流驱动模式，也能提供恒定电压驱动模式，如图4所示可供恒定电压驱动模式参考，在该模式下兼容zql9712，在恒定电压驱动模式下，驱动输出电压高大50ma；应用时，只需要将r/g/bfbpin脚直接与gnd短接，便能工作在恒定电压驱动模式下。

实施例四

如图5所示，本实用新型拟实施的rgb型led驱动ic器件，在应用于大功率高亮度的led驱动状态时，可利用外接的开关，在恒定电压驱动模式下驱动高亮led，同时实现高亮led的256级灰度控制，当pol＝″low″时候，输出极性反转，此时工作如同一个pwm控制器，其产生的pwm控制信号可用于控制外部的大功率led恒流驱动器或npnbjt开关晶体管以驱动led。

实施例五

如图6所示，本实用新型拟实施的rgb型led驱动ic器件，在采用外部开关实现高压恒流驱动led串状态时，有利于通过外接的开关在高电源电压输入的情况下以极低的成本实现led的串联驱动，该模式可用于在高输入电压模式下驱动led串，此时npn管工作于线性区，最高的应用电压取决于外接的npn三极管的耐压。

在本说明书的描述中，若出现术语″实施例一″、″本实施例″、″具体实施″等描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本实用新型或发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例；而且，所描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何一个或多个实施例或示例中以恰当的方式结合。

在本说明书的描述中，术语″连接″、″安装″、″固定″、″设置″、″具有″等均做广义理解，例如，″连接″可以是固定连接或在不影响部件关系与技术效果的基础上通过中间组件间接进行，也可以是一体连接或部分连接，如同此例的情形对于本领域普通技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

上述对实施例的描述是为了便于该技术领域的普通技术人员能够理解和应用，熟悉本领域技术的人员显然可轻易对这些实例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其它实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本案不限于以上实施例，对于以下几种情形的修改，都应该在本案的保护范围内：①以本实用新型技术方案之输入控制模块、pwm比较器、pwm计数器、灰度数据锁存器、内部振荡器单元、灰度数据移位寄存器构成的rgb型led驱动ic器件，并结合现有公知常识所实施的新的技术方案，该新的技术方案所产生的技术效果并没有超出本实用新型技术效果之外；②采用公知技术对本实用新型技术方案的部分特征的等效替换，例如，对可替换实施的电子元器件、线路元件等进行替换，所产生的技术效果与本实用新型技术效果相同；③以本实用新型技术方案为基础进行拓展，拓展后的技术方案的实质内容没有超出本实用新型技术方案之外；④利用本实用新型文本记载内容所作的等效变换，将所得技术手段应用在其它相关技术领域的方案。