专利名称：发光二极管驱动系统和方法
技术领域：
本发明涉及一种驱动电路，特别涉及一种发光二极管驱动系统和方法。 背景才支术
LCD液晶显示器是Liquid Crystal Display的简称，LCD的构造是在两片平 行的玻璃当中^:置液晶，两片玻璃中间有许多垂直和水平的细小电线，透过通 电与否来控制杆状液晶分子改变方向，将光线折射出来产生画面。LCD具有显示 质量高、无电磁辐射、可视面积大、功耗小等优点，从而得到了广泛的应用。 但是，LCD是一种被动显示元器件，本身并不能发光，必须要有背光模块给LCD 提供光源。背光源的性能直接决定显示器的亮度、颜色，以及功耗等主要指标。
目前主要的背光技术是CCFL (冷阴极荧光灯)和LED (发光二极管)。CCFL的 工作原理是当高电压加在灯管两端后，灯管内少数电子高速撞击电极后产生二 次电子发射，开始放电，管内的水银或者惰性气体受电子撞击后，激发辐射出 253. 7nm的紫外光，产生的紫外光激发涂在管内壁上的荧光粉而产生可见光。 CCFL背光源的特点是成本低廉，但是色彩表现不及LED背光。
随着LED亮度的改善，采用LED作为背光光源的LED背光源显示出CCFL背光源 无法比拟的优点，如色彩还原性好、寿命长、不含汞、有利于环境保护，这些 使其成为LCD背光源的研究热点。
现有的LED背光源中LED驱动方式主要有串联、并联和混联方式，分别如图l、 2、 3所示。这三种驱动方式都是对电路中串联或并联在一起的LED进行共同驱动， 不能实现对单个LED的精确控制。 发明内容本发明提供一种能够对每个发光二极管进行单独控制的发光二极管驱动系 统和方法。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案为
一种发光二极管驱动系统，包括至少一个第一控制端和至少一个第二控制 端，所述任意一个第一控制端与所述任意一个第二控制端之间电连接有一个发 光二极管，其中，所述发光二极管的正极与所述第一控制端相连，所述发光二 极管的负极与所述第二控制端相连。
所述发光二极管驱动系统的驱动方法，包括步骤
在任意々个第一控制端和任意一个第二控制端之间施加电压信号，用于打 开或关闭所述第 一控制端和第二控制端之间的发光二极管；
当所述发光二极管处于打开状态时，通过所述第一控制端向所述发光二极 管提供电流信号。
由上可知，本发明的发光二极管驱动系统通过在第一控制端和第二控制端 之间施加电压信号，^使该两端之间形成一定的压差，用于打开或关闭每一个发 光二极管，同时通过第一控制端向发光二极管提供电流信号。调节所述的电压 信号和电流信号的大小，就能够实现对每个发光二极管的控制，从而提高屏幕 的显示精度，P争低功耗。
图1是现有技术中LED采用串联驱动的连接示意图2是现有技术中LED采用并联驱动的连接示意图3是现有技术中LED采用混联驱动的连接示意图4是本发明LED驱动系统实施例1中LED采用行和列驱动的连接示意图5是本发明LED驱动系统实施例2的结构示意图；图6是本发明LED驱动系统实施例3的结构示意图。
具体实施例方式
为解决现有技术中发光二极管驱动电路不能对每个发光二极管进行单独控 制的问题，本发明提供一种发光二极管驱动系统，下面结合附图对本发明作详 细说明。
实施例1:
本实施例的发光二极管驱动系统包括至少一个第一控制端和至少一个第二 控制端，所述任意一个第一控制端与所述任意一个第二控制端之间电连接有一 个发光二极管，其中，所述发光二极管的正极与所述第一控制端相连，所述发 光二极管的负极与所述第二控制端相连。
该发光二极管驱动系统通过在第 一控制端和第二控制端之间施加电压信 号，使该两端之间形成一定的压差，用于打开或关闭每一个发光二极管，同时 通过第一控制端向发光二极管提供电流信号。调节所述的电压信号和电流信号 的大小，就能够实现对每个发光二极管的控制，从而提高屏幕的显示精度，降 低功耗。
如图4所示，该图中列出了 16个LED， LED的正极连接到所述第一控制端， LED的负极连接到所述第二控制端。为了能够驱动更多的LED，节省电路资源， 第一控制端与第二控制端之间的电连接线路呈阵列布设。所述第一控制端和第 二控制端分别为行驱动器和列驱动器。
行驱动器和列驱动器分别用于生成电压Vrl ~ Vr4和Vcl ~ Vc4。通过行驱动 器和列驱动器之间的压差可以打开或关闭每一个LED。例如，图中右下角的LED， 可以通过控制行驱动器和列驱动器分别生成电压Vr4和Vc4,保证Vr4和Vc4 之间的存在一定的压差，便可以使该LED打开或关闭。同时，该LED驱动系统改变每个LED的输入电流值，就可以改变LED发出光的颜色，从而对每个LED 进行精确控制，进而能够提高屏幕的显示精度，降低功耗。 实施例2:
如实施例1所述，不同之处在于本实施例的LED驱动系统还包括
图像数据处理单元101:用于处理图像数据，生成每个LED的颜色数据；在 实现过程中，该图像数据处理单元101可以采用FPGA(现场可编程门阵列)。FPGA 是作为专用集成电路(ASIC)领域中的一种半定制电路而出现的，既解决了定 制电路的不足，又克服了原有可编程器件门电路数有限的缺点。FPGA能够提高 系统集成度和可靠性。
校正参数存储单元102:用于存储驱动每个LED的电流数据的校正参数(即 伽马GAMMA参数)；LED的输入电流不同，发出光的颜色会有所变化。但是LED 的颜色与输入电流不成正比，存在一种失真。GAMMA参数是这种失真的校正参数。
电流提供和校正单元103:用于将所述图像数据处理单元101生成的每个发 光二极管的颜色数据转化为电流数据，并根据所述校正参数存储单元102的校 正参数，对所述电流数据进行校正，然后给所述第一控制端提供相应数值的电 流。在实现过程中，该电流提供和校正单元103可以为微控制单元(MCU)。 MCU 具有体积小、功耗低、控制功能强、扩展灵活、微型化和使用方便等优点，能 够实现上述功能。为了避免MCU驱动电流可能不足的缺点，可以在MCU后连接 电流驱动电路，以提供足够的驱动电流，该电流驱动电路为本领域公知常识， 此处不再赘述。
如图5所示，本实施例工作流程如下图像数据处理单元101处理图像数 据，生成每个LED的颜色数据；接着，电流提供和校正单元103将所述图像数 据处理单元101生成的每个发光二极管的颜色数据转化为电流数据，并根据所
8述校正参数存储单元102的校正参数，对所述电流数据进行校正，然后给所述
第一控制端提供相应数值的电流。
本实施例中，图像数据处理单元根据图像数据生成驱动每个LED的电流数 据后，电流提供和校正单元结合LED的工作特性，对所述电流数据进行了校正， 并提供相应大小的电流给控制端用于驱动每个LED。所以本实施例能够对每个 LED进行精确控制，提高屏幕的显示精度，改善图像的显示质量，降低功耗。
实施例3:
如实施例1所述，不同之处在于本实施例的LED驱动系统还包括 图像数据处理单元101:用于处理图像数据，生成每个LED的颜色数据。 校正参数存储单元202:用于存储对应温度下，驱动每个LED的电流数据的 校正参数(即GA應A参数)。因为LED在不同的温度下工作，发出光的波长会改 变，导致显示的颜色不一致。为了改善这种情况，本实施例中该校正参数存储 单元202存储对应温度下，驱动每个LED的电流数据的GAMMA参数。具体地说， LED背光一般在-20。C 6(TC温度范围内工作，此时，可以将温度范围划分为 [-20。C，0。C]，
， [20。C,4(TC]， [40°C， 60°C]四个范围，在对应温度范 围下,.斧别测试最优的GAMMA参数，存储在校正参数存储单元202中。这样能 够改善LED的发光，进一步提高屏幕的显示精度和显示质量。
电流提供和校正单元103:用于将所述图像数据处理单元101生成的每个发 光二极管的颜色数据转化为电流数据，并按照所述发光二极管的平均温度数据， 获得所述校正参数存储单元202的对应温度范围内的校正参数，对所述电流数 据进行校正，然后给所述第一控制端提供相应数值的电流。
测温单元105:用于测量所述LED的平均温度数据。在实现过程中，所述测 温单元105包括热传感器301:用于测量所述LED的温度信息，生成模拟信号； 滤波放大电路302:用于将所述温度感应电路生成的模拟信号进行滤波和放
大；
模数转换电路303:用于将滤波放大电路处理后的模拟信号数据转换为数字 信号数据。
测温过程如下首先热传感器301测量所述LED的温度信息，生成模拟信 号；接着滤波放大电路302将所述模拟信号进行滤波(以消除干扰)和放大； 然后模数转换电路303将滤波放大电路处理后的模拟信号数据转换为数字信号 数据，该数字信号数据即为LED的平均温度数据。
为了降低千扰的影响、提高所得平均温度数据的准确性，本实施例在不同 位置设置多个热传感器(如3个、5个)，进行多次温度信息的采样。并且相应 地，在所述测温单元105在设置
存储单元304:用于存储所述模数转换电路转换所得的数字信号数据；存储 单元采用先进先出的存储方式，以保证存储的数据为最新的数据，从而提高所 得的平均温度数据的准确性。
计算单元305:用于根据存储单元所存储的数字信号数据，计算LED的平均 温度数据。
测温过程中相应增加步骤存储单元304存储所述模数转换电路转换所得 的多个数字信号数据；然后计算单元305根据存储单元304所存储的数字信号 数据，采用求平均值运算等方法，计算LED的平均温度数据。
当LED的平均温度超过工作范围时，需要对电路进行保护，可以在该LED 驱动系统中设置最高的优先级进行处理，以调节LED电流，使LED能正常工作。
如图6所示，本实施例的工作流程如下图像数据处理单元101处理图像数据，生成每个LED的颜色数据；测温单元105测量所述LED的平均温度数据； 然后，电流^是供和;欧正单元103将所述图傳_数据处理单元101生成的每个发光 二极管的颜色数据转化为电流数据，并按照所述发光二极管的平均温度数据， 获得所述校正参数存储单元202的对应温度范围内的校正参数，对所述电流数 据进行校正，然后给所述第一控制端提供相应数值的电流。
本实施例中，图像数据处理单元101根据图像数据生成驱动每个LED的电 流数据后，电流提供和校正单元103结合LED的工作特性和温度特性，对所述 电流数据进行了校正，并提供相应大小的电流给控制端用于驱动每个LED。所以 本实施例能够对每个LED进行精确控制，提高屏幕的显示精度，改善图像的显 示质量，降低功库毛。
本实施例中，LED的组合方式可以是RGB组合方式或者白光LED组合方式。 本发明适用于需要LED驱动的场所，特别适用于LED背光源电路中。
实施例4:
与实施例1相对应，本实施例提供一种所述发光二极管驱动系统的驱动方 法，包括步骤
在任意一个第一控制端和任意一个第二控制端之间施加电压信号，用于打 开或关闭所述第 一控制端和第二控制端之间的发光二极管；
当所述发光二极管处于打开状态时，通过所述第一控制端向所述发光二极 管提供电流信号。
本实施例的发光二极管驱动方法通过调节所述的电压信号和电流信号的大 小，就能够实现对每个发光二极管的控制，从而提高屏幕的显示精度，降低功 耗。 -
实施例5:与实施例4大体相同，不同之处在于，所述当所述发光二极管处于打开状
态时，通过所述第 一控制端向所述发光二极管提供电流信号的步骤具体为 处理图像数据，生成每个发光二极管的颜色数据； 将所述颜色数据转化为电流数据；
根据校正参数，对所述电流数据进行校正，得到校正后的电流数据，并为 所述发光二极管提供相应数值的电流。
本实施例的发光二极管驱动方法结合LED的工作特性，对驱动LED的电流 数据进行了校正。所以本实施例能够对每个LED进行精确控制，提高屏幕的显 示精度，改善图像的显示质量，P争低功耗。
实施例6:
与实施例4大体相同，不同之处在于，所述当所述发光二极管处于打开状 态时，通过所述第 一控制端向所述发光二极管提供电流信号的步骤具体为 处理图像数据，生成每个发光二极管的颜色数据；
测量所述发光二极管的平均温度数据，并根据所述平均温度数据，查询得 到所述每个发光二极管的校正参数； 将所述颜色数据转化为电流数据；
根据所述校正参数，对所述电流数据进行校正，得到校正后的电流数据， 并为所述发光二极管提供相应数值的电流。
本实施例的发光二极管驱动方法结合LED的工作特性和温度特性，对驱动 LED的电流数据进行了校正。所以本实施例能够对每个LED进行更精确的控制， 提高屏幕的显示精度，改善图像的显示质量，降低功耗。
1权利要求
1、一种发光二极管驱动系统，其特征在于，包括至少一个第一控制端和至少一个第二控制端，所述任意一个第一控制端与所述任意一个第二控制端之间电连接有一个发光二极管，其中，所述发光二极管的正极与所述第一控制端相连，所述发光二极管的负极与所述第二控制端相连。
2、 根据权利要求1所述的发光二极管驱动系统，其特征在于，所述系统还 包括图像数据处理单元用于处理图像数据，生成每个发光二极管的颜色数据； 校正参数存储单元用于存储驱动每个发光二极管的电流数据的校正参数； 电流提供和校正单元用于将所述图像数据处理单元生成的每个发光二极 管的颜色数据转化为电流数据，并根据所述校正参数存储单元的校正参数，对 所述电流数据进行校正，然后给所述第一控制端提供相应数值的电流。
3、 根据权利要求1所述的发光二极管驱动系统，其特征在于，所述系统还 包括图像数据处理单元用于处理图像数据，生成每个发光二极管的颜色数据；校正参数存储单元用于存储对应温度范围内，驱动每个发光二极管的电 流数据的校正参数；测温单元用于测量所述发光二极管的平均温度lt据；电流提供和校正单元用于将所述图像数据处理单元生成的每个发光二极 管的颜色数据转化为电流数据，并按照所述发光二极管的平均温度数据，获得 所述校正参数存储单元的对应温度范围内的校正参数，对所述电流数据进行校 正，然后给所述第一控制端提供相应数值的电流。
4、 根据权利要求3所述的发光二极管驱动系统，其特征在于，所述测温单 元包括热传感器用于测量所述发光二极管的温度信息，生成模拟信号； . 滤波放大电路用于将所述温度感应电路生成的模拟信号进行滤波和放大； 模数转换电路用于将滤波放大电路处理后的模拟信号数据转换为数字信 号数据。
5、 根据权利要求4所述的发光二极管驱动系统，其特征在于，所述热传感 器为至少一个。
6、 根据权利要求5所述的发光二极管驱动系统，其特征在于，所述测温单 元还包括—存储单元用于存储所述模数转换电路转换所得的数字信号数据； 计算单元用于根据存储单元所存储的数字信号数据，计算发光二极管的 平均温度数据。
7、 根据权利要求2或3所述的发光二极管驱动系统，其特征在于，所述图 像数据处理单元为现场可编程门阵列。
8、 根据权利要求2或3所述的发光二极管驱动系统，其特征在于，所述电 流提供和校正单元为微控制单元。
9、 根据权利要求1所述的发光二极管驱动系统的驱动方法，其特征在于， 包括步骤在任意一个第一控制端和任意一个第二控制端之间施加电压信号，用于打 开或关闭所述第 一控制端和第二控制端之间的发光二极管；当所述发光二极管处于打开状态时，通过所述第一控制端向所述发光二极 管提供电流信号。
10、 根据权利要求9所述的发光二极管驱动方法，其特征在于，所述当所 述发光二极管处于打开状态时，通过所述第一控制端向所述发光二极管提供电流信号的步骤具体为处理图^象数据，生成每个发光二极管的颜色数据； 将所述颜色数据转化为电流数据；根据校正参数，对所述电流数据进行校正，得到校正后的电流数据，并为 所述发光二极管提供相应数值的电流。
11、根据权利要求9所述的发光二极管驱动方法，其特征在于，所述当所 述发光二极管处于打开状态时，通过所述第一控制端向所述发光二极管提供电 流信号的步骤具体为处理图像数据，生成每个发光二极管的颜色数据；测量所述发光二极管的平均温度数据，并根据所述平均温度数据，查询得 到所述每个发光二极管的校正参数； 将所述颜色数据转化为电流数据；根据所述校正参数，对所述电流数据进行校正，得到校正后的电流数据， 并为所述发光二极管提供相应数值的电流。
全文摘要
本发明公开了一种LED驱动系统和方法，为解决现有技术中LED驱动电路不能对每个LED进行单独控制的问题而设计；LED驱动系统包括至少一个第一控制端和至少一个第二控制端，所述任意一个第一控制端与所述任意一个第二控制端之间电连接有一个LED，所述LED的正极与所述第一控制端相连，所述LED的负极与所述第二控制端相连。所述LED驱动系统的驱动方法包括步骤在任意一个第一控制端和任意一个第二控制端之间施加电压信号，用于打开或关闭所述第一控制端和第二控制端之间的LED；当所述LED处于打开状态时，通过所述第一控制端向所述LED提供电流信号。本发明适用于需要LED驱动的场所，特别适用于LED背光源电路中。
文档编号H05B37/02GK101547539SQ200810102750
公开日2009年9月30日 申请日期2008年3月26日 优先权日2008年3月26日
发明者王延峰 申请人:北京京东方光电科技有限公司