LED矩阵管理器制造技术

本发明专利技术公开一种用于控制串联连接的多个LED(102)的电路(100)，该电路包括多个开关(142)，其中每个开关可连接在所述多个LED之一的阳极与阴极之间。每个所述开关具有其中电流不通过该开关的第一状态和其中电流通过该开关的第二状态。所述电路还包括用于接收数据以对开关进行编程的输入端(116)，以及用于在控制与第一LED并联连接的第二LED的电路与所述电路之间传送数据的数据线。此外，所述电路包括用于向控制与第一LED串联连接的第三LED的其他电路传送数据的数据输出端(112，114)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】LED矩阵管理器
本专利技术涉及用于控制发光二极管(LED)光源的电路和方法。
技术介绍
许多照明应用从传统的光源转移到发光二极管(LED)光源。使用LED的一个领域是显示面板，其中所述LED被布置成串，在该串中LED串联连接。将LED布置成串的一个问题是该串中的所有LED被一起管理。例如，所有LED被一起关闭和打开并因此变得暗淡。这些LED没有被单独控制。此外，如果一个LED变成不正常的开路，整个LED串可能变得不正常，并且控制器没有解决该类问题的方式。
技术实现思路
本专利技术公开了用于控制串联连接的多个LED的电路。该电路包括多个开关，其中每个开关可连接在多个LED之一的阳极和阴极之间。每个开关具有其中电流不经过该开关的第一状态和其中电流经过该开关的第二状态。该电路还包括用于接收数据以对所述开关进行编程的输入端，以及用于在控制与第一LED并联连接的第二LED的电路与该电路之间传送数据的数据线。此外，该电路包括向控制与第一LED串联连接的第三LED的其他电路传送数据的数据输出端。附图说明图1是用于控制多个LED的电路的实施例的框图。图2是图1中的电路的控制器的示意图。图3是图1中的电流源的实施例的示意图。图4是连接在一起以运行LED阵列的多个电路的框图。图5是在图4的电路之间的电源配置的示意图。图6是在图5的电路之间的数据传输的示意图。图7是示出用于图1的LED的脉宽调制驱动信号的时序图的示例。图8是用于将供应图1的LED的电流转换为低压源的电路的实施例。图9是用于将供应图1的LED的电流转换为低压源的电路的另一实施例。图10是平衡串联电流调节器的输入电压的串联电流调节器的实施例。具体实施方式本文公开了用于控制多个LED的电路。电路100的实施例的框图在图1示出。电路100驱动多个LED102，其中LED102串联连接，以使得一个LED的阴极连接到另一个LED的阳极。电路100具有用于传送和/或接收数字或二进制数据信号的若干端口。第一端口108具有可连接到微处理器或其他电路(未在图1中示出)的输入端110。微处理器向电路110发送关于LED102的运行的数据。第一端口108也具有可连接到与电路110相同或大致相同的另一个电路的线路112。该另一个电路可以控制不同的多个LED，如下面所详述。第二端口113具有可连接到另一个电路(未在图1中示出)的输出端114和输入端116，该另一个电路控制可与LED102串联连接的LED。电路100也具有可连接到另一个电路(未在图1中示出)或电源的电源连接件118。电路100具有可连接到LED102的多个端子120。每个端子120可连接到LED102之一的阳极或阴极。因此，存在比LED102的数量多一个的端子120。例如，如果电路100能够控制十六个LED102，则必须有十七个端子120。如下所述，端子120为每个LED102提供旁通电路，从而端子120提供打开和关闭每个LED102的机制。电路100包括执行各种功能的若干内部电路。数字接口126通过第一端口108和第二端口113从微处理器和其他电路接收数据并向微处理器和其他电路传送数据。数字接口126从可连接到另一个电路或微处理器的输入端110接收数据。数字接口126可以执行数据的初步分析，以确定该数据应当被传送到哪里。在某些情况下，通过线路112或输出端114将数据传送到另一个电路。数字接口126也可以通过输入端116从其他电路接收数据。注意在某些实施例中，第一端口108可以处理双向数据。因此，线路112可以从其他电路接收数据并通过输入端110将数据传递给微处理器。如上所简述，由电路100所接收的数据可能旨在用于电路100，在此情况下，该数据可以被转送到寄存器存储器128。寄存器存储器128解码和/或储存该数据，以便该数据可以最终用于运行LED102。该数据可以包含用以单独控制LED102的信息。例如，该数据可以包含关于每个LED102保持打开或关闭多长时间的信息，其使得脉宽调制(PWM)能够控制每个LED102的亮度。电荷泵130从用于运行LED102的电压提供运行电路100的正确电压。如下所述，电荷泵130的使用使得能够以用于驱动LED102的相对高电压运行电路100。电荷泵130还可以向另一个电路(未在图1中示出)提供电力，以便其他电路不需要连接到单独的电源。偏置电路132可以从电荷泵130接收电力，以便为电路100内的不同组件提供工作电压。开关电路140从寄存器存储器128接收数据，并从电荷泵130或偏置132接收电力以运行LED102。在图1所示的简单形式中，开关电路140具有可连接在每个LED102的阳极与阴极之间的多个开关142。在此示出的开关142是FET，但是在电路100中可以使用其他形式的开关。开关142由控制器144控制，其中每个开关连接到一个控制器。在描述了电路100的组件之后，现在将描述电路100的运行。电路100内的组件的更详细实施例及其运行的描述在下面进一步描述。来自微处理器或控制器(未在图1中示出)的数据在输入端110处被接收，并被传送到数字接口126。数字接口126确定该数据应当被传送到哪里。对于本说明书，假设所接收的数据旨在控制连接到电路100的端子120的LED102。该数据包括关于LED102中的哪个LED要被点亮以及每个LED102的亮度的信息。该信息由寄存器存储器128储存和/或解码。电流源150驱动LED102，这导致这些LED点亮。所有的开关142可以是正常断开的，因此电流正常经过所有LED102，这使得所述LED处于正常导通的状态。寄存器存储器128中的数据命令控制器144断开或闭合单独的开关142。断开的开关142将接通它们关联的LED102，并且闭合的开关142将关断它们关联的LED102。参照单独的开关154及其关联的单独LED156以及控制器158。如在电路100中所示，当开关154断开时，LED156具有来自电流源150通过其自身的电流，并且其点亮。通过闭合开关154，该电流绕过LED156，这使得LED156熄灭。通过接通和关断开关154，例如通过使用PWM，可以控制LED156的亮度。电流源150已经被显示为连接到该串LED102的顶端，其为所述串的阳极端。然而，电流源130也可以连接到该串LED102的底端，其最接近所述串的阴极端。控制器158的更详细实施例在图2中示出。控制器158控制开关154，开关154控制LED156。控制器158表示图1的电路100中的所有控制器144。控制器158可以包括可连接到图1的电荷泵130的本地电源160。电源160调节从电荷泵130接收的电压，以便其可以运行控制器158内的组件。电源160也可以将控制器158使用的公共接地电位作为基准电压。由于使用图1中的电荷泵130，不同电路的接地电位可以不同，因此，使用关于控制器158的公共接地。电源以LED156的阴极为基准，以便开关154能够将其关断和接通。如下面所描述，电荷泵130生成高到足以使控制器158能够运行开关154的电压，其中该电压可以比运行电路100的其他组件所需要的电压更高。电平移位电路164(在本文中有时候简称为“电平移位器164”)从图1的寄存器存本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于控制串联连接的多个第一LED的电路，所述电路包括：多个开关，其中每个开关能够连接在所述多个第一LED之一的阳极与阴极之间，每个所述开关具有其中电流不经过所述开关的第一状态和其中电流经过所述开关的第二状态；第一数据输入端，其用于接收数据以对所述开关进行编程；数据线，其用于在控制与所述第一LED并联连接的第二LED的电路与所述电路之间传送数据；以及数据输出端，其用于向控制与所述第一LED串联连接的第三LED的其他电路传送数据。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.01.26 US 61/591,226;2012.01.26 US 61/591,220;1.一种用于控制串联连接的多个第一LED的电路，所述电路包括：多个开关，其中每个开关能够连接在所述多个第一LED之一的阳极与阴极之间，每个所述开关具有其中电流不经过所述开关的第一状态和其中电流经过所述开关的第二状态；第一数据输入端，其用于接收数据以对所述开关进行编程；数据线，其用于在控制与所述第一LED并联连接的第二LED的电路与所述电路之间传送数据；数据输出端，其用于向控制与所述第一LED串联连接的第三LED的其他电路传送数据，其中用于控制所述开关的数据是脉宽调制的格式，并且其中所述电路进一步包括数据分选器，其中所述数据分选器基于其导通时间对所述脉宽调制信号进行分类；以及进一步包括电荷泵，其中所述电荷泵将供应给至少一个所述第一LED的电压转换成运行用于控制所述第一LED的电路所需要的电压，其中齐纳二极管被放置以与至少一个所述第一LED串联，并且所述齐纳二级管具有与控制器的工作电压相等的电压，并且所述齐纳二级管将流过所述第一LED的电流转换为所述工作电压。2.根据权利要求1所述的电路，其进一步包括电平移位器，其中所述电平移位器使与所述数据关联的电压电平与所述电路的工作电压兼容。3.根据权利要求1所述的电路，其中所述电荷泵具有可电连接到控制所述第三LED的电路的输出端。4.根据权利要求1所述的电路，其进一步包括故障检测器，其中所述故障检测器确定所述第一LED之一是否在起作用。5.根据权利要求4所述的电路，其中当所述第一LED之一检测到具有故障时，所述故障检测器传送数据。6.根据权利要求4所述的电路，其中所述故障检测器测量所述第一LED之一的阳极与阴极之间的电压。7.根据权利要求4所述的电路，其中与所述第一LED中的故障LED关联的开关被置于所述第二状态，以使得电流绕过所述故障LED。8.根据权利要求1所述的电路，其进一步包括电流源，其中所述电流源驱动所述第一LED，所述电流源包括：电压输入端，其具有第一节点和第二节点；输出节点；第一开关，其连接在所述第一节点与所述输出节点之间，其中所述第一开关由所述控制器控制；第二开关，其连接在所述输出节点与所述第二节点之间，其中所述第二开关由所述控制器控制；以及电感器，其连接在所述输出节点与所述LED之间。9.根据权利要求8所述的电路，其进一步包括感测经过所述电感器的电流的电流传感器，其中所述电流传感器具有连接到所述控制器的输出端，并且其中所述控制器基于由所述电流传感器感测的电流控制所述第一开关和所述第二开关。10.根据权利要求1所述的电路，其进一步包括从控制所述第三LED的电路接收数据的第二数据输入端。11.根据权利要求10所述的电路，其中所述数据输出端可连接到所述第二数据输入端。12.根据权利要求1所述的电路，其进一步包括延迟，其中具有最短导通时间的开关首先导通。13.根据权利要求1所述的电路，其中所述数据以多个帧的格式接收，并且其中所有的所述开关在每个帧开始时处于所述第二状态。14.根据权利要求13所述的电路，其进一步包括驱动所述LED的电流源，并且其中当所有所述开关处于所述第二状态时，所述电流源被禁用。15.一种用于控制多个LED的装置，所述装置包括：第一电路，其用于控制第一多个LED，所述第一电路包括：数据线；多个开关，其中每个开关能够连接在所述第一多个LED之一的阳极与阴极之间，每个所述开关具有其中电流不经过所述开关的第一状态和其中电流经过所述开关的第二状态，其中在所述数据线上接收的数据控制所述开关的状态；第二电路，其用于控制第二多个LED，其中所述第一多个LED能够与所述第二多个LED串联连接，所述第二电路包括：第一数据线，其能够连接到所述第一电路的所述数据线；第二数据线，其能够连接到处理器；多个开关，其中每个开关能够连接在所...

【专利技术属性】
技术研发人员：G·法拉提尼，E·如特载尔，J·莫里尼，A·狄寨拜尔，G·索奇，G·利西，R·苏布拉马尼亚姆，K·马哈茂戴，
申请(专利权)人：德克萨斯仪器股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US