CN114464126A - 一种Micro LED的扫描驱动电路及其驱动方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种Micro LED的扫描驱动电路及其驱动方法，涉及LED技术领域，包括；所述时钟提取模块，用于提取时钟信号；数字控制模块，用于将外界传输的图像数据信息转换分割为若干像素信号并控制模块工作；扫描控制模块，用于控制所述LED模块显示每行像素；驱动控制模块，用于提高驱动能力并控制LED模块的电能；LED模块，用于显示图像数据信息。本发明Micro LED的扫描驱动电路及其驱动方法通过时钟提取模块从外界传输的图像数据信息中提取所需时钟信号，避免数字控制模块接收的图像数据信息出现错乱，扫描控制模块可单独驱动显示器中的每行像素进行显示，驱动控制模块确保对多个显示屏进行驱动。

Description

一种Micro LED的扫描驱动电路及其驱动方法

技术领域

本发明涉及LED技术领域，具体是一种Micro LED的扫描驱动电路及其驱动方法。

背景技术

Micro LED即微缩LED，指将传统LED经阵列化，微缩化后定址巨量转移到电路基板所形成的超小间距LED，实现了将毫米级的LED长度进一步微缩到微米级，达到超高像素、超高解析率，Micro LED与OLED相似，具备无需背光源、能够自发光的特性，但较之OLED，MicroLED的光彩更容易准确调试，发光寿命更长，亮度更高，故被誉为OLED之后的下一代显示技术，其中对Micro LED的扫描驱动电路是关键技术之一，但现有的驱动电路无法满足对Micro LED亮度的要求和智能闪烁控制，且为实现对Micro LED的智能驱动，稳定高频的时钟供应时必要的，它能够使得Micro LED实现不同样式的稳定闪烁。

发明内容

本发明实施例提供一种Micro LED的扫描驱动电路及其驱动方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

依据本发明实施例的第一方面，提供一种Micro LED的扫描驱动电路及其驱动方法，该Micro LED的扫描驱动电路包括：电源模块，时钟提取模块，数字控制模块，扫描控制模块，驱动控制模块，LED模块；

所述电源模块，用于提供电能；

所述时钟提取模块，与所述数字控制模块和扫描控制模块连接，用于从外界传输的图像数据信息中提取所需时钟信号并提供给所述数字控制模块和扫描控制模块；

所述数字控制模块，用于接收所述时钟信号并将外界传输的图像数据信息转换分割为若干像素信号并传输给扫描控制模块，用于输出控制信号并控制各个模块的工作；

所述扫描控制模块，与所述数字控制模块和时钟提取模块连接，用于接收外界传输的图像数据信息和所述时钟信号，用于接收所述数字控制模块输出的控制信号并输出扫描信号，用于将所述扫描信号转换为行扫描信号，与所述LED模块连接，用于根据所述时钟信号和行扫描信号输出驱动信号控制所述LED模块中每行像素；

所述驱动控制模块，与所述数字控制模块，用于接收所述数字控制模块输出的控制信号并提高控制信号的驱动能力，用于对所述电源模块的输出电能进行采样检测并输出电压信号，用于控制所述LED模块的工作并将输入所述LED模块的电能维持在正常范围内；

所述LED模块，用于通过多个显示屏显示外界传输的图像数据信息。

为解决上述技术问题，本发明还提供一种Micro LED的驱动方法，包括：

时钟提取模块从外界传输的图像数据信息中提取所需时钟信号并提供给数字控制模块和扫描控制模块；

数字控制模块接收时钟信号并将外界传输的图像数据信息转换分割为若干像素信号并传输给扫描控制模块；以及对电源模块输出电能进行采样继而输出控制信号驱动多个显示屏的工作；

扫描控制模块接收数字控制模块输出的像素信号并输出扫描信号并将所述扫描信号转换为行扫描信号，并根据所述时钟信号输出驱动信号驱动显示屏的工作。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明Micro LED的扫描驱动电路及其驱动方法，包括：时钟提取模块，通过从外界传输的图像数据信息中提取所需时钟信号，实现在信号周期内分别产生两种脉冲信号，便于数字控制模块实现数据译码与数据重新整形转发，避免数字控制模块接收的图像数据信息出现错乱，为LED模块提供准确数据，还采用扫描控制模块单独驱动显示器中的每行像素进行显示，并由驱动控制模块确保对多个显示屏进行驱动，实现对多显示屏的控制的同时，确保对单个显示器的精准控制。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实例提供的Micro LED的扫描驱动电路的原理方框示意图。

图2为本发明实例提供的扫描控制模块和驱动控制模块的连接示意图。

图3为本发明实例提供的Micro LED的扫描驱动电路的电路图。

图4为本发明实例提供的一种Micro LED的驱动方法的流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，图1为本发明实施例所提供的一种Micro LED的扫描驱动电路的原理方框示意图，该Micro LED的扫描驱动电路，包括：电源模块1，时钟提取模块2，数字控制模块3，扫描控制模块4，驱动控制模块5，LED模块6；

具体地，所述电源模块1，用于提供电能；

时钟提取模块2，与所述数字控制模块3和扫描控制模块4连接，用于从外界传输的图像数据信息中提取所需时钟信号并提供给所述数字控制模块3和扫描控制模块4；

数字控制模块3，用于接收所述时钟信号并将外界传输的图像数据信息转换分割为若干像素信号并传输给扫描控制模块4，用于输出控制信号并控制各个模块的工作；

扫描控制模块4，与所述数字控制模块3和时钟提取模块2连接，用于接收外界传输的图像数据信息和所述时钟信号，用于接收所述数字控制模块3输出的控制信号并输出扫描信号，用于将所述扫描信号转换为行扫描信号，与所述LED模块6连接，用于根据所述时钟信号和行扫描信号输出驱动信号控制所述LED模块6中每行像素；

所述驱动控制模块5，与所述数字控制模块3，用于接收所述数字控制模块3输出的控制信号并提高控制信号的驱动能力，用于对所述电源模块1的输出电能进行采样检测并输出电压信号，用于控制所述LED模块6的工作并将输入所述LED模块6的电能维持在正常范围内；

LED模块6，用于通过多个显示屏显示外界传输的图像数据信息。

在具体实施例中，上述电源模块1可采用整流器、滤波电路和DC-DC电路对电源进行处理并输出所需电源，具体不做赘述；上述时钟提取模块2可采用输入延迟电路和逻辑运算电路对数据进行解码和重建，避免数据错乱；上述数字控制模块3可采用，但并不限于数字处理单元（DSP）、现场可编程逻辑门阵列（FPGA）等微控制器进行图像数据信息接收、转换分割为若干像素信号并控制各个模块的各做；上述扫描控制模块4可采用扫描驱动器和移位寄存器实现对扫描信号的处理和输出，继而驱动显示屏的工作；上述驱动控制模块5可采用金氧半场效应管驱动电路实现对多个显示屏的控制，同时采用阻抗补偿电路将输入所述LED模块6的电能维持在正常范围内；上述LED模块6采用多个Micro LED组成的显示屏。

在本实施例中，请参阅图2，所述扫描控制模块4包括扫描驱动单元401和寄存器单元402；

具体地，所述扫描驱动单元401，用于接收所述数字控制模块3输出的控制信号并输出扫描信号；

寄存器单元402，用于将所述扫描信号转换为行扫描信号，并根据所述时钟信号输出驱动信号；

该扫描驱动单元401的一端和寄存器单元402的一端均与所述数字控制模块3连接，扫描驱动单元401的另一端连接寄存器单元402的另一端。

进一步地，所述驱动控制模块5包括驱动单元501、输入检测单元502、阻抗补偿单元503；

具体地，所述驱动单元501，用于接收所述数字控制模块3输出的控制信号并提高控制信号的驱动能力；

输入检测单元502，用于对所述电源模块1的输出电能进行采样检测并输出电压信号；

阻抗补偿单元503，用于控制所述LED模块6的工作并将输入所述LED模块6的电能维持在正常范围内；

该驱动单元501的一端、输入检测单元502的一端和阻抗补偿单元503均与数字控制模块3连接，阻抗补偿单元503的另一端和驱动单元501的另一端分别与所述LED模块6连接，输入检测模块的另一端连接到所述电源模块1。

在具体实施例中，上述扫描驱动单元401可采用扫描驱动器，通过产生扫描信号驱动上述LED模块6中单个显示屏在每行像素被扫描时，单个显示屏通过每行像素显示具体图像；上述寄存器单元402可采用移位寄存器将所述扫描信号转换为行扫描信号，并根据所述时钟信号输出驱动信号；上述驱动单元501采用MOS管驱动电路进行对所述LED模块6进行恒流驱动；上述输入检测单元502可采用电阻分压电路检测电源模块1输出的电能情况，具体不做赘述；上述阻抗补偿单元503可采用三极管配合控制将输入所述LED模块6的电能维持在正常范围内。

在本实施中，请参阅图3，所述时钟提取模块2包括第一功率管M1、第一电阻R1、第一电源VCC1、第一运放OP1、第二电阻R2、第三电阻R3、反馈电源VREF、第二功率管M2、第三功率管M3、信号源I1、基准电源VF、第一电容C1、第一逻辑芯片J1、第二逻辑芯片J2、第三逻辑芯片J3、第四逻辑芯片J4和第二运放OP2；

具体地，所述第一功率管M1的源极连接第一电源VCC1和第二功率管M2的源极，第一功率管M1的漏极连接第一电阻R1的一端和第一运放OP1的同相端，第一电阻R1的另一端和第一二极管D1的阴极均接地，第一功率管M1的栅极和第二功率管M2的栅极均连接第一运放OP1的输出端，第一运放OP1的反相端连接第二电阻R2的一端并通过第三电阻R3连接反馈电源VREF，第二电阻R2的另一端连接第一二极管D1的阳极，第二功率管M2的漏极连接第三功率管M3的源极、信号源I1的一端和第二运放OP2的同相端，信号源I1的另一端通过第一电容C1接地，第二运放OP2的反相端通过基准电源VF接地，第二运放OP2的输出端连接第四逻辑芯片J4的第一端和第二逻辑芯片J2的一端，第四逻辑芯片J4的第二端连接第二逻辑芯片J2的另一端，第三功率管M3的栅极连接第一逻辑芯片J1的第三端，第一逻辑芯片J1的第一端通过第三逻辑芯片J3连接第一逻辑芯片J1的第二端。

进一步地，所述扫描驱动单元401包括扫描驱动器；所述寄存器单元402包括移位寄存器、电平数据信号VGH、第四功率管M4、第五功率管M5、参考电压VBL、第二电容C2、第六功率管M6；所述数字控制模块3包括第一控制器U1；

具体地，所述扫描驱动器的第一输入端和第二输入端分别连接所述第一控制器U1的第四IO端和第五IO端，扫描驱动器的输出端连接移位寄存器的第一输入端，移位寄存器的第二输入端连接第一控制器U1的第六IO端，移位寄存器的第一输出端连接第四功率管M4的栅极，移位寄存器的第二输出端连接第五功率管M5的栅极，第四功率管M4的源极和第五功率管M5的漏极均连接第六功率管M6的栅极并通过第二电容C2接地，第四功率管M4的漏极连接电平数据信号VGH，第五功率管M5的源极连接参考电压VBL。

进一步地，所述驱动单元501包括第三运放OP3、第四电阻R4、驱动管VT1、第五电阻R5、第三电容C3、第一稳压管VD1、第一电感L1；

具体地，所述第三运放OP3的反相端连接所述第一控制器U1的第七IO端和驱动管VT1的源极并通过第五电阻R5连接地端，第三运放OP3的同相端连接第一控制器U1的第八IO端，第三运放OP3的输出端通过第四电阻R4连接驱动管VT1的栅极，驱动管VT1的漏极连接第一稳压管VD1的阳极、第三电容C3的一端和第一电感L1的一端，第一电感L1的另一端连接所述LED模块6，第一稳压管VD1的阴极和第三电容C3的另一端均连接所述电源模块1。

进一步地，所述阻抗补偿单元503包括第七电阻R7、第八电阻R8、第一开关管N1、第九电阻R9、第二开关管N2、第二稳压管VD2、第十电阻R10、第六电阻R6和第三开关管N3；

具体地，所述第七电阻R7的一端、第八电阻R8的一端和第九电阻R9的一端均连接第二开关管N2的基极，第七电阻R7的另一端连接所述第一控制器U1的第十IO端，第八电阻R8的另一端、第一开关管N1的发射极和第二开关管N2的发射极均接地，第一开关管N1的集电极连接第九电阻R9的另一端，第一开关管N1的基极通过第十电阻R10连接第二稳压管VD2的阳极，第二开关管N2的集电极通过第六电阻R6连接第三开关管N3的基极，第三开关管N3的发射极连接所述电源模块1，第三开关管N3的集电极连接所述第六功率管M6的漏极。

进一步地，所述LED模块6包括第一显示屏和第一二极管D1；

具体地，所述第一显示屏的第一端与所述第六功率管M6的源极，第一显示屏的第二端连接所述第二稳压管VD2的阴极和第一二极管D1的阴极，第一二极管D1的阳极连接第一电感L1的另一端。

在具体实施例中，上述第一控制器U1可选用TMS320F28027芯片；上述驱动管VT1可选用N沟道增强型MOS管；上述第一功率管M1、第二功率管M2、第三功率管M3、第四功率管M4、第五功率管M5和第六功率管M6均可选用结型场效应管；上述第一开关管N1、第二开关管N2、第三开关管N3均可采用NPN型三极管；上述第一运放OP1、第二运放OP2和第三运放OP3均可选用OP07系列运算放大器；上述第一逻辑芯片J1和第二逻辑芯片J2可选用与门逻辑电路；上述第三逻辑芯片J3和第四逻辑芯片J4可选用延时器，具体型号不做限定。

在本实施例中，请参阅图4，一种Micro LED的驱动方法，包括：

S1：时钟提取模块从外界传输的图像数据信息中提取所需时钟信号并提供给数字控制模块和扫描控制模块；

S2：第一控制器接收时钟信号并将外界传输的图像数据信息转换分割为若干像素信号并传输给扫描控制模块；以及对电源模块输出电能进行采样继而输出控制信号驱动多个第一显示屏的工作；

S3：扫描控制模块接收数字控制模块输出的像素信号并输出扫描信号并将所述扫描信号转换为行扫描信号，并根据所述时钟信号输出驱动信号驱动第一显示屏的工作。

本发明一种Micro LED的扫描驱动电路及其驱动方法，通过电源模块1提供所需电能，时钟提取模块2通过从外界传输的图像数据信息中提取所需时钟信号，实现在信号周期内分别产生两种脉冲信号，具体在第一控制器U1的第一IO端输出信号后，检测到上升沿，将信号解码为二进制码，并在两种脉冲信号之间跳变，完成信号重建，便于数字控制模块3实现数据译码与数据重新整形转发，避免数字控制模块3接收的图像数据信息出现错乱，为LED模块6提供准确数据，第一控制器U1接收时钟信号并将外界传输的图像数据信息转换分割为若干像素信号并传输给扫描控制模块4，扫描控制模块4将扫描信号转换为行扫描信号，同时根据时钟信号和行扫描信号输出驱动信号控制LED模显示每行像素，实现扫描控制模块4单独驱动显示器中的每行像素进行显示，并由驱动控制模块5控制驱动管VT1控制多个显示屏工作，并且扫描控制模块4在一个帧里提供扫描讯号，将显示屏面板电压写入后，即在一个帧内的剩余时间逐条输出扫描电压，并由扫描电压与数据电压的差值除以一帧内的扫描速率，即可得到不用时期的发光时间，其中由阻抗补偿单元503将输入所述LED模块6的电能维持在正常范围内，确保LED模块6的正常工作。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (9)

1.一种Micro LED的扫描驱动电路，其特征在于：

该Micro LED的扫描驱动电路包括：电源模块，时钟提取模块，数字控制模块，扫描控制模块，驱动控制模块，LED模块；

所述电源模块，用于提供电能；

所述时钟提取模块，与所述数字控制模块和扫描控制模块连接，用于从外界传输的图像数据信息中提取所需时钟信号并提供给所述数字控制模块和扫描控制模块；

所述数字控制模块，用于接收所述时钟信号并将外界传输的图像数据信息转换分割为若干像素信号并传输给扫描控制模块，用于输出控制信号并控制各个模块的工作；

所述扫描控制模块，与所述数字控制模块和时钟提取模块连接，用于接收外界传输的图像数据信息和所述时钟信号，用于接收所述数字控制模块输出的控制信号并输出扫描信号，用于将所述扫描信号转换为行扫描信号，与所述LED模块连接，用于根据所述时钟信号和行扫描信号输出驱动信号控制所述LED模块中每行像素；

所述驱动控制模块，与所述数字控制模块，用于接收所述数字控制模块输出的控制信号并提高控制信号的驱动能力，用于对所述电源模块的输出电能进行采样检测并输出电压信号，用于控制所述LED模块的工作并将输入所述LED模块的电能维持在正常范围内；

所述LED模块，用于通过多个显示屏显示外界传输的图像数据信息。

2.根据权利要求1所述的一种Micro LED的扫描驱动电路，其特征在于，所述时钟提取模块包括第一功率管、第一电阻、第一电源、第一运放、第二电阻、第三电阻、反馈电源、第二功率管、第三功率管、信号源、基准电源、第一电容、第一逻辑芯片、第二逻辑芯片、第三逻辑芯片、第四逻辑芯片和第二运放；

所述第一功率管的源极连接第一电源和第二功率管的源极，第一功率管的漏极连接第一电阻的一端和第一运放的同相端，第一电阻的另一端和第一二极管的阴极均接地，第一功率管的栅极和第二功率管的栅极均连接第一运放的输出端，第一运放的反相端连接第二电阻的一端并通过第三电阻连接反馈电源，第二电阻的另一端连接第一二极管的阳极，第二功率管的漏极连接第三功率管的源极、信号源的一端和第二运放的同相端，信号源的另一端通过第一电容接地，第二运放的反相端通过基准电源接地，第二运放的输出端连接第四逻辑芯片的第一端和第二逻辑芯片的一端，第四逻辑芯片的第二端连接第二逻辑芯片的另一端，第三功率管的栅极连接第一逻辑芯片的第三端，第一逻辑芯片的第一端通过第三逻辑芯片连接第一逻辑芯片的第二端。

3.根据权利要求2所述的一种Micro LED的扫描驱动电路，其特征在于，所述扫描控制模块包括扫描驱动单元和寄存器单元；

所述扫描驱动单元，用于接收所述数字控制模块输出的控制信号并输出扫描信号；

所述寄存器单元，用于将所述扫描信号转换为行扫描信号，并根据所述时钟信号输出驱动信号；

所述扫描驱动单元的一端和寄存器单元的一端均与所述数字控制模块连接，扫描驱动单元的另一端连接寄存器单元的另一端。

4.根据权利要求3所述的一种Micro LED的扫描驱动电路，其特征在于，所述扫描驱动单元包括扫描驱动器；所述寄存器单元包括移位寄存器、电平数据信号、第四功率管、第五功率管、参考电压、第二电容、第六功率管；所述数字控制模块包括第一控制器；

所述扫描驱动器的第一输入端和第二输入端分别连接所述第一控制器的第四IO端和第五IO端，扫描驱动器的输出端连接移位寄存器的第一输入端，移位寄存器的第二输入端连接第一控制器的第六IO端，移位寄存器的第一输出端连接第四功率管的栅极，移位寄存器的第二输出端连接第五功率管的栅极，第四功率管的源极和第五功率管的漏极均连接第六功率管的栅极并通过第二电容接地，第四功率管的漏极连接电平数据信号，第五功率管的源极连接参考电压。

5.根据权利要求4所述的一种Micro LED的扫描驱动电路，其特征在于，所述驱动控制模块包括驱动单元、输入检测单元、阻抗补偿单元；

所述驱动单元，用于接收所述数字控制模块输出的控制信号并提高控制信号的驱动能力；

所述输入检测单元，用于对所述电源模块的输出电能进行采样检测并输出电压信号；

所述阻抗补偿单元，用于控制所述LED模块的工作并将输入所述LED模块的电能维持在正常范围内；

所述驱动单元的一端、输入检测单元的一端和阻抗补偿单元均与数字控制模块连接，阻抗补偿单元的另一端和驱动单元的另一端分别与所述LED模块连接，输入检测模块的另一端连接到所述电源模块。

6.根据权利要求5所述的一种Micro LED的扫描驱动电路，其特征在于，所述驱动单元包括第三运放、第四电阻、驱动管、第五电阻、第三电容、第一稳压管、第一电感；

所述第三运放的反相端连接所述第一控制器的第七IO端和驱动管的源极并通过第五电阻连接地端，第三运放的同相端连接第一控制器的第八IO端，第三运放的输出端通过第四电阻连接驱动管的栅极，驱动管的漏极连接第一稳压管的阳极、第三电容的一端和第一电感的一端，第一电感的另一端连接所述LED模块，第一稳压管的阴极和第三电容的另一端均连接所述电源模块。

7.根据权利要求6所述的一种Micro LED的扫描驱动电路，其特征在于，所述阻抗补偿单元包括第七电阻、第八电阻、第一开关管、第九电阻、第二开关管、第二稳压管、第十电阻、第六电阻和第三开关管；

所述第七电阻的一端、第八电阻的一端和第九电阻的一端均连接第二开关管的基极，第七电阻的另一端连接所述第一控制器的第十IO端，第八电阻的另一端、第一开关管的发射极和第二开关管的发射极均接地，第一开关管的集电极连接第九电阻的另一端，第一开关管的基极通过第十电阻连接第二稳压管的阳极，第二开关管的集电极通过第六电阻连接第三开关管的基极，第三开关管的发射极连接所述电源模块，第三开关管的集电极连接所述第六功率管的漏极。

8.根据权利要求7所述的一种Micro LED的扫描驱动电路，其特征在于，所述LED模块包括第一显示屏和第一二极管；

所述第一显示屏的第一端与所述第六功率管的源极，第一显示屏的第二端连接所述第二稳压管的阴极和第一二极管的阴极，第一二极管的阳极连接第一电感的另一端。

9.一种Micro LED的驱动方法，其特征在于，包括：

时钟提取模块从外界传输的图像数据信息中提取所需时钟信号并提供给数字控制模块和扫描控制模块；

第一控制器接收时钟信号并将外界传输的图像数据信息转换分割为若干像素信号并传输给扫描控制模块；以及对电源模块输出电能进行采样继而输出控制信号驱动多个第一显示屏的工作；

扫描控制模块接收数字控制模块输出的像素信号并输出扫描信号并将所述扫描信号转换为行扫描信号，并根据所述时钟信号输出驱动信号驱动第一显示屏的工作。

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