CN105960054A - 一种矩阵照明***扫描驱动装置 - Google Patents

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沈忠文
张宇宁
张祖林
丁云平
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    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B45/00—Circuit arrangements for operating light-emitting diodes [LED]

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  • Control Of Indicators Other Than Cathode Ray Tubes (AREA)
  • Led Devices (AREA)
  • Circuit Arrangement For Electric Light Sources In General (AREA)

Abstract

本发明涉及一种矩阵照明***扫描驱动装置，一种矩阵照明***扫描驱动装置，包括壳体、驱动电路板、LED矩阵和透镜阵列；驱动电路板位于壳体底部，LED矩阵位于驱动电路上方，透镜阵列位于LED矩阵上方；驱动电路包括高压低速扫描模块、低压高速扫描模块，光电耦合可控部件和PWM调光模块。上述驱动装置，以解决I/0口数量多，布局复杂的问题，实现降低驱动电路能耗、延长使用寿命以及提高LED矩阵的亮度的目的。

Description

一种矩阵照明***扫描驱动装置
技术领域
本发明涉及LED照明技术领域，具体涉及一种矩阵照明***扫描驱动装置。
背景技术
近年来，随着人们生活品质的提高，智能照明控制***越来越受到人们的青睐。发光二极管（LED）因其光效高、功耗低以及使用寿命长等优良特性，广泛应用于智能照明控制***。其中，矩阵照明***具有实时可控、营造氛围等优点，在舞美灯光、分区照明等领域被广泛应用。
光源驱动方法在矩阵照明***的实时可控功能中起着至关重要的作用，传统的LED矩阵照明***采用的驱动方法一般分为两种，分别为静态扫描驱动法和动态扫描驱动法。静态扫描驱动法中的I/0口通过电子开关驱动照明单元，一个I/0口控制一个照明单元，静态扫描驱动方法因其照明单元电压占空比很大，容易实现高亮度照明，但是该方法 I/0口数量过多，布线复杂，若要驱动16×16的LED矩阵，则需要256个I/0口和开关。在n×n的LED阵列矩阵照明***中，动态扫描驱动方法有16个行驱动线和16个列驱动线，每行和每列的交叉点上都有照明单元（LED）。动态扫描驱动法采用逐行或者逐列扫描，其优点是I/0口和开关数量较少，布线简单。显而易见，动态扫描方式驱动随着扫描行数的增加，每个照明单元的点亮时间就会越少，平均亮度越暗。提高驱动电压可以提高亮度，但是过大的驱动电流会使照明单元的使用寿命减少，并且导致能耗增大。因此，如何使驱动电路I/0口和开关数量减少、布局简单，且在降低能耗和保护电路的前提下，保证高亮度照明成为矩阵照明***驱动方法的技术难题。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种矩阵照明***扫描驱动装置，以解决I/0口数量多，布局复杂的问题，实现降低驱动电路能耗、延长使用寿命以及提高LED矩阵的亮度的目的。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种矩阵照明***扫描驱动装置，包括壳体、驱动电路板、LED矩阵和透镜阵列；所述驱动电路板位于壳体底部，所述LED矩阵位于驱动电路上方，所述透镜阵列位于LED矩阵上方；所述驱动电路板位与LED矩阵之间的间隙为0.01mm～0.02mm,所述LED矩阵与透镜阵列之间的间隙为0.01mm～0.03mm。
作为本发明进一步改进的，所述驱动电路包括高压低速扫描模块、低压高速扫描模块，光电耦合可控部件和PWM调光模块；所述PWM调光模块位于驱动电路的输入端，所述高压低速扫描模块位于PWM调光模块右侧，所述光电耦合可控部件位于高压低速扫描模块右侧，所述低压高速扫描模块位于光电耦合可控部件右侧。
作为本发明进一步改进的，所述光电耦合可控部件包括可控硅组件。
作为本发明进一步改进的，所述PWM调光模块包括采样限流电阻、温敏电阻、接地电阻、误差放大器、PWM比较器和电流镜；所述误差放大器位于PWM调光模块的输入端、所述PWM比较器位于误差放大器的右侧，所述电流镜位于PWM比较器的右侧，所述采样限流电阻和温敏电阻并联的位于电流镜的下侧。
由于上述技术方案的运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：
本发明方案的矩阵照明***扫描驱动装置，提供一种矩阵照明***扫描驱动装置，以解决I/0口数量多，布局复杂的问题，实现降低驱动电路能耗、延长使用寿命以及提高LED矩阵的亮度的目的。
附图说明
下面结合附图对本发明技术方案作进一步说明：
附图1为本发明的矩阵照明***扫描驱动装置的组成结构示意图；
附图2为本发明的矩阵照明***扫描驱动装置的LED矩阵结构示意图；
附图3为本发明的矩阵照明***扫描驱动装置的PWM调光模块结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步的详细说明。
在本发明的描述中，需要理解的是，如“向前”、“向后”、“前”、“后”、“侧面”等指示方位或位置关系的术语为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了描述本发明或简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或部件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。
如图1所示，一种基于驱动电路的LED矩阵照明结构，包括：依次层叠的驱动电路1、M×N规格的LED矩阵2及透镜阵列3，所述驱动电路1实现对LED阵列的实时控制。所述M×N规格的LED矩阵2和透镜阵列3配合完成照明工作。所述透镜阵列3主要处理LED矩阵发出的光线，利用光线的干涉，衍射等传播原理，实现对光的调制，提高亮度均匀性。
如图2所示为实际的16×16的矩阵照明驱动电路图，图中PV和PH为输入高压电源两端，SV1-SV16为行驱动线。光电耦合可控硅用于隔离高压开关控制模块和和低压控制模块，可控硅在电压为0时才会自动断开。
所述扫描驱动电路中，第1行点亮时间最长，第16行点亮时间最短，刷新时间越短，越有利于提高矩阵照明效果，而可控硅有利于缩短刷新时间。因此，所述扫描驱动方法将扫描分为两部分：高压低速扫描和低压高速扫描，在低压时提高刷新率快速扫描，可以提高亮度；在高压时，降低刷新率也不会对亮度有太大的影响。
如图3所示，所述PWM调光模块中采样限流电阻和温敏电阻并联，温敏电阻具有正温度系数，即该温敏电阻阻值随温度的升高而增大，且其居里温度点为80℃；当环境温度未达到 80℃时，温敏电阻的阻值不变，当温度超过80℃（即临界温度）时，其阻值迅速增加，Iref将随着温敏电阻阻值的增大减少。
如图3所示，LED负载模块中每一列LED负载的电压值和R0两端的采样电压相等，当LED负载模块电流一定时，电路功率和R0成正比，故可通过R0控制整个LED负载模块的功率值，从而控制驱动电路能耗。
以上仅是本发明的具体应用范例，对本发明的保护范围不构成任何限制。凡采用等同变换或者等效替换而形成的技术方案，均落在本发明权利保护范围之内。

Claims (4)

1.一种矩阵照明***扫描驱动装置，包括壳体，其特征在于：还包括驱动电路板、LED矩阵和透镜阵列；所述驱动电路板位于壳体底部，所述LED矩阵位于驱动电路上方，所述透镜阵列位于LED矩阵上方；所述驱动电路板位与LED矩阵之间的间隙为0.01mm～0.02mm,所述LED矩阵与透镜阵列之间的间隙为0.01mm～0.03mm。
2.根据权利要求1所述的矩阵照明***扫描驱动装置，其特征在于：所述驱动电路包括高压低速扫描模块、低压高速扫描模块，光电耦合可控部件和PWM调光模块；所述PWM调光模块位于驱动电路的输入端，所述高压低速扫描模块位于PWM调光模块右侧，所述光电耦合可控部件位于高压低速扫描模块右侧，所述低压高速扫描模块位于光电耦合可控部件右侧。
3.根据权利要求2所述的矩阵照明***扫描驱动装置，其特征在于：所述光电耦合可控部件包括可控硅组件。
4.根据权利要求2所述的矩阵照明***扫描驱动装置，其特征在于：所述PWM调光模块包括采样限流电阻、温敏电阻、接地电阻、误差放大器、PWM比较器和电流镜；所述误差放大器位于PWM调光模块的输入端、所述PWM比较器位于误差放大器的右侧，所述电流镜位于PWM比较器的右侧，所述采样限流电阻和温敏电阻并联的位于电流镜的下侧。
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