一种系统级联的LED驱动数据传输电路的制作方法

一种系统级联的led驱动数据传输电路
技术领域
1.本实用新型涉及集成电路技术领域，具体涉及一种系统级联的led驱动数据传输电路。


背景技术：

2.目前，在led照明技术领域，通常会将各颗led驱动芯片串联，在首led驱动芯片接收到led驱动数据后，会将该led驱动数据用于驱动与该首led驱动芯片对应的led灯珠，并将处理后的led驱动数据发送至下一颗led驱动芯片，该下一颗led驱动芯片接收该处理后的led驱动数据，并采用如首led驱动芯片相似的方式处理该处理后的led驱动数据，依次类推，确保各颗led驱动芯片均能够驱动相应的led灯珠。
3.虽然该种方式能够以较少的芯片引脚实现led灯珠的驱动，但是，当相互串联的多颗led驱动芯片中存在外部电气影响、某颗led驱动芯片输出的led驱动数据无法满足下一颗led驱动芯片的驱动需求时，会导致该下一颗led驱动芯片及之后的led驱动芯片无法正常驱动led灯珠，使得采用该led驱动芯片的led照明装置容易出现大块led灯珠无法正常工作的情况。


技术实现要素：

4.因此，本实用新型的目的是提供一种系统级联的led驱动数据传输电路，避免了现有技术中存在的大块led灯珠无法正常工作的问题。
5.一种系统级联的led驱动数据传输电路，包括依次连接的首驱动芯片、多个驱动芯片；
6.首驱动芯片的数据输入端的数量为1个，数据输入端与外部控制卡连接，数据输入端接收外部控制卡发送的传输电路的led驱动数据；
7.每个驱动芯片包括一个数据输出端，驱动芯片向前同时获取至少两个驱动芯片的数据输出端输出的led驱动数据，从至少两个该led驱动数据中选择目标led驱动数据，并通过数据输出端输出根据目标led驱动数据得到向后驱动芯片的led驱动数据。
8.在一示例中，驱动芯片包括：
9.信号选择模块，与至少两个驱动芯片的数据输出端连接；
10.信号处理模块，与信号选择模块连接；
11.信号转发模块，与信号处理模块、驱动芯片的数据输出端分别连接。
12.在一示例中，信号选择模块包括：
13.计帧单元，与驱动芯片中接收led驱动数据的端口连接，计算led驱动数据的帧数；
14.选择单元，与计帧单元、信号处理模块分别连接，将达到设定帧数的led驱动数据确定为目标led驱动数据。
15.在一示例中，信号选择模块包括信号强弱选择单元，信号强弱选择单元与至少两个驱动芯片的数据输出端、信号处理模块分别连接。
16.在一示例中，信号强弱选择单元包括第一电阻、第二电阻、第一反相器、第二反相器和第一开关管；
17.第一电阻的第一端与驱动芯片中接收led驱动数据的端口连接，第一电阻的第二端与第一反相器的第一端和第一开关管的第一端分别连接，第一开关管的第二端通过第二电阻连接至供电电压端，第一开关管的第三端与参考地端连接，第一反相器的第二端连接至第二反相器的第一端，第二反相器的第二端与信号处理模块连接。
18.在一示例中，信号强弱选择单元包括第三电阻、电流镜、第四电阻和第三反相器；
19.电流镜的第一端、第三电阻的第一端与供电电压端分别连接，电流镜的第二端、第三电阻的第二端与驱动芯片中接收led驱动数据的端口连接，电流镜的第三端、第四电阻的第一端与第三反相器的第一端连接，第四电阻的第二端与参考地端连接，第三反相器的第二端与信号处理模块连接。
20.在一示例中，信号强弱选择单元包括：
21.电平检测器，与驱动芯片中接收led驱动数据的端口连接，检测用于表征led驱动数据的信号的电平；
22.电平选择器，与电平检测器、信号处理模块分别连接，将为预设电平的led驱动数据确定为目标led驱动数据。
23.在一示例中，信号处理模块包括：
24.处理单元，与信号选择模块连接，获取目标led驱动数据中与驱动芯片对应的led驱动数据；
25.截取单元，与处理单元、信号转发模块分别连接，截取目标led驱动数据中向后的所有驱动芯片对应的led驱动数据，并发送至信号转发模块。
26.在一示例中，信号处理模块还包括屏蔽单元，屏蔽单元与处理单元连接，屏蔽单元屏蔽目标led驱动数据中向前的驱动芯片对应的led驱动数据。
27.在一示例中，该系统级联的led驱动数据传输电路还包括：
28.led显示驱动模块，与信号处理模块、外部led灯珠分别连接，驱动外部led灯珠工作。
29.由上述技术方案可知，本实用新型提供的led驱动数据传输电路，驱动芯片同时获取至少两个led驱动数据，并从至少两个该led驱动数据中选择目标led驱动数据，用于驱动与该驱动芯片连接的led灯珠，这样即便是某一个驱动芯片出现损坏，导致传输的led驱动数据信号强度较差或不正确，驱动芯片也可以根据另外强度较优良的led驱动数据驱动led灯珠，一方面可以降低led照明装置中出现大面积led灯珠不亮起的状态，另一方面可以保持芯片获取信号强度较优良的led驱动数据驱动led灯珠，同时可以避免芯片临时损坏导致的显示不正常现象。
附图说明
30.为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。
31.图1为实施例提供的led驱动数据传输电路的一模块框图。
32.图2为实施例提供的首驱动芯片的led驱动数据示意图。
33.图3为实施例提供的驱动芯片的led驱动数据示意图。
34.图4为实施例提供的驱动芯片的模块框图。
35.图5为实施例提供的信号选择模块的第一种模块框图。
36.图6为实施例提供的信号选择模块的第二种模块框图。
37.图7为实施例提供的信号强弱选择单元的第一种实现方式的电路图。
38.图8为实施例提供的信号强弱选择单元的第二种实现方式的电路图。
39.图9为实施例提供的信号强弱选择单元的第三种实现方式的模块框图。
40.图10为实施例提供的信号处理模块的一模块框图。
41.图11为实施例提供的信号处理模块的另一模块框图。
42.图12实施例提供的led驱动数据传输电路的另一模块框图。
具体实施方式
43.下面将结合附图对本实用新型技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。
44.实施例：
45.一种系统级联的led驱动数据传输电路，参见图1，包括依次连接的首驱动芯片2、多个驱动芯片3；
46.首驱动芯片2的数据输入端的数量为1个，数据输入端与外部控制卡1连接，数据输入端接收外部控制卡1发送的传输电路的led驱动数据；
47.每个驱动芯片3包括一个数据输出端，驱动芯片3向前同时获取至少两个驱动芯片3的数据输出端输出的led驱动数据，从至少两个该led驱动数据中选择目标led驱动数据，并通过数据输出端输出根据目标led驱动数据得到向后驱动芯片3的led驱动数据。
48.在本实施例中，需要注意的是，本实施例中所描述的“外部控制卡1”是相对于led驱动数据传输电路而言的“外部”，并不是led驱动数据传输电路所在载体的“外部”，并不对“外部控制卡1”的具体位置做的限定。同理，本实施例中关于下述外部的外围电路、外部的电子元器件等同理。
49.在本实施例中，首驱动芯片2和多个驱动芯片3依次连接，其中驱动芯片3的数量根据需要驱动的外部led灯珠4数量确定，需要驱动的外部led灯珠4越多，驱动芯片3的数量越多。需要注意的是，在本实施例中，首驱动芯片2和多个驱动芯片3依次连接的方式可以为依次串联，也可以是串并联结合，此处对该首驱动芯片2、多个驱动芯片3的连接方式不做具体限制，可满足驱动芯片3能够获取到至少两个led驱动数据即可，比如，该至少两个led驱动数据可以由一个驱动芯片2输出不同的led驱动数据，由此每个驱动芯片3即可实现获得至少两个led驱动数据。
50.在本实施例中，首驱动芯片2具有一个数据输入端和一个数据输出端。首驱动芯片2的数据输入端与外部控制卡1连接。外部控制卡1被配置为输出传输电路的led驱动数据，传输电路的led驱动数据用于驱动所有外部led灯珠4过将不同位置于1或0，从而控制与该位对应的外部led灯珠4点亮或熄灭。首驱动芯片2接收到led驱动数据后，可以根据连接的
外部led灯珠4获取对应的led驱动数据，根据该led驱动数据驱动与其连接外部led灯珠4，其led驱动数据示意图参见图2，定义首驱动芯片2的数据输入端为a端，首驱动芯片2的数据输出端为c端，则从图2中可知，首驱动芯片2接收到的外部控制卡1的led驱动数据为图2中的信号a，获取led驱动数据中用于驱动与首驱动芯片2连接的外部led灯珠4的led驱动数据(即图2所示的信号a中的s1)，通过该led驱动数据(s1)驱动与首驱动芯片2连接的外部led灯珠4工作，并将led驱动数据中用于驱动与其他驱动芯片3连接的外部led灯珠4的led驱动数据(即图2所示的信号b中的s2)通过c端发送至后面的驱动芯片3。
51.在本实施例中，驱动芯片3具有数据输入端，驱动芯片3的数据输入端向前连接至驱动芯片3的数据输出端，获取该驱动芯片3输出的led驱动数据。驱动芯片3中数据输入端的数量可以与获取的led驱动数据的数量相关或不想关，例如驱动芯片3获取两个led驱动数据时，可以设置两个数据输入端；驱动芯片3获取三个led驱动数据时，可以设置三个数据输入端；驱动芯片3获取两个led驱动数据时，也可以设置单个数据输入端，通过该单个数据输入端获取该两个led驱动数据。
52.在本实施例中，驱动芯片3从led驱动数据中选择目标led驱动数据后，可以根据连接的外部led灯珠4获取对应的led驱动数据，根据该led驱动数据驱动与其连接外部led灯珠4。驱动芯片3还通过数据输出端输出根据目标led驱动数据得到向后驱动芯片3的led驱动数据，该向后驱动芯片3的led驱动数据需要传输给后面的驱动芯片3，用于驱动与后面的驱动芯片3连接的外部led灯珠4。驱动芯片3的led驱动数据示意图参见图3，驱动芯片3获得的led驱动数据包括led驱动数据a和led驱动数据b，可以从led驱动数据a和led驱动数据b中选择一个目标led驱动数据，基于该目标led驱动数据驱动与该驱动芯片3对应连接的外部led灯珠4，同时根据该目标led驱动数据获取到向后驱动芯片3的led驱动数据，其中，s1可以视为在该驱动芯片3之前的驱动芯片3的led驱动数据，s2可以视为该驱动芯片3的led驱动数据，s3可以视为在该驱动芯片3之后的驱动芯片3的led驱动数据。
53.由此可见，led驱动数据传输电路中，驱动芯片同时获取至少两个led驱动数据，并从至少两个该led驱动数据中选择目标led驱动数据，用于驱动与该驱动芯片连接的外部led灯珠，这样即便是某一个驱动芯片出现损坏，导致传输的led驱动数据信号强度较差或不正确，驱动芯片也可以根据另外强度较优良的led驱动数据驱动外部led灯珠，一方面可以降低led照明装置中出现大面积外部led灯珠不亮起的状态，另一方面可以保持芯片获取信号强度较优良的led驱动数据驱动外部led灯珠，同时可以避免芯片临时损坏导致的显示不正常现象。该led驱动数据传输电路中各个模块处于实时工作状态，也即实时获取最优的led驱动数据进行工作。
54.进一步地，在一些实施例中，参见图4，驱动芯片3包括：
55.信号选择模块31，与至少两个驱动芯片3的数据输出端连接；
56.信号处理模块32，与信号选择模块31连接；
57.信号转发模块33，与信号处理模块32、驱动芯片3的数据输出端分别连接。
58.在本实施例中，信号选择模块31被配置为从至少两个该led驱动数据中选择目标led驱动数据。信号选择模块31可以同步对至少两个该led驱动数据进行判断，确认更符合要求的led驱动数据为目标led驱动数据，并将结果发送至信号处理模块32。信号处理模块32被配置为获取驱动与当前驱动芯片连接的外部led灯珠4的led驱动数据，以及向后驱动
芯片3的led驱动数据，并将向后驱动芯片3的led驱动数据发送至信号转发模块33。信号转发模块33被配置为将向后驱动芯片3的led驱动数据传输给后面的驱动芯片3。
59.在本实施例中，信号选择模块31还可以包括整形单元。整形单元是用于将led驱动数据整形为特定的波形(比如脉冲、正弦等)，以便于信号处理模块32更精准地处理led驱动数据。该led驱动数据传输电路还可以包括系统时钟模块和系统复位模块，从而为led驱动数据传输电路提供所需要的时钟信号和复位信号。
60.进一步地，在一些实施例中，参见图5，信号选择模块31包括：
61.计帧单元311，与驱动芯片3中接收led驱动数据的端口连接，计算led驱动数据的帧数；
62.选择单元312，与计帧单元311、信号处理模块32分别连接，将达到设定帧数的led驱动数据确定为目标led驱动数据。
63.在本实施例中，计帧单元311分别同时计算端口接收到的led驱动数据的帧数，基于计帧结果确认最终的目标led驱动数据。例如计帧单元311可以预先设置帧数阈值，当接收到的led驱动数据的帧数未达到帧数阈值时，则判定与输出该led驱动数据的驱动芯片3受到外部电气影响或损坏，判断接收到的led驱动数据的帧数是否达到帧数阈值，若达到，则确认输出该led驱动数据的驱动芯片3正常，将该led驱动数据视为目标led驱动数据。接收到的led驱动数据的帧数重新达到帧数阈值时，则则判定与输出该led驱动数据的驱动芯片3正常，同时确认将该驱动芯片3输出的led驱动数据作为目标led驱动数据。该信号选择模块31可以避免只要检测接收到的led驱动数据异常就将另一led驱动数据作为目标led驱动数据。
64.在本实施例中，通过在检测过程中加入同步计帧过程，能够在判断中设置延迟逻辑，防止端口接收到的led驱动数据紊乱。
65.进一步地，在一些实施例中，参见图6，信号选择模块31包括信号强弱选择单元313，信号强弱选择单元313与至少两个驱动芯片3的数据输出端、信号处理模块32分别连接。
66.在本实施例中，信号强弱选择单元313被配置为同时获取用于表征数据输入端接收led驱动数据的信号，比较两者信号的强弱，根据强弱比较结果确定目标led驱动数据。例如信号强弱选择单元可以将信号强的一者作为最终的目标led驱动数据。
67.进一步地，在一些实施例中，参见图7，信号强弱选择单元313包括第一电阻3131、第二电阻3134、第一反相器3132、第二反相器3133和第一开关管3135。
68.其中，第一电阻3131的第一端与驱动芯片3中接收led驱动数据的端口连接，第一电阻3131的第二端与第一反相器3132的第一端和第一开关管3135的第一端分别连接，第一开关管3135的第二端通过第二电阻3134连接至供电电压端vdd，第一开关管3135的第三端与参考地端连接，第一反相器3132的第二端连接至第二反相器3133的第一端，第二反相器3133的第二端与信号处理模块32连接。
69.在本实施例中，第一反相器1132可以为施密特反相器。第一开关管1135可以为n型场效应管，第一开关管1135的第二端可以为栅极，第一开关管1135的第一端可以为漏极，第一开关管1135的第三端为源极。第一反相器3132的第一端可以为输入端，其第二端可以为输出端。第一反相器3133的第一端可以为输入端，其第二端可以为输出端。
70.在本实施例中，该信号强弱选择单元313可以对数据输入端进行反相器检测，若反相器能够翻转，则表示对应的驱动数据为目标数据。如图7所示，第一开关管3135处于常通状态，数据输入端的信号强弱会影响输入至第一反相器3132的电平。例如当数据输入端接收到用于表征led驱动数据的信号为强信号(此时可以将高电平视为强信号)时，第一开关管3135的第一端电平为高，第二反相器3133输出高电平；当数据输入端接收到用于表征led驱动数据的信号为弱信号(此时可以将低电平视为弱信号)时，第一开关管3135的第一端电平为低，第二反相器3133输出低电平。因此可以通过第二反相器3133输出电平的高低来判断数据输入端接收到的信号强弱。
71.故而，可以基于信号强弱选择单元11可以输出信号强弱结果，信号处理模块12可以根据该信号强弱选择结果得到相应的目标驱动数据。
72.进一步地，在一些实施例中，参见图8，信号强弱选择单元可以包括第三电阻3136、电流镜3137、第四电阻3138和第三反相器3139。
73.其中，电流镜3137的第一端、第三电阻3136的第一端与供电电压端vdd分别连接，电流镜3137的第二端、第三电阻3136的第二端与驱动芯片3中接收led驱动数据的端口连接，电流镜3137的第三端、第四电阻3138的第一端与第三反相器3139的第一端连接，第四电阻3138的第二端与参考地端连接，第三反相器3139的第二端与信号处理模块32连接。
74.在本实施例中，电流镜1137可以包括第二开关管1140和第三开关管1141，其中，第二开关管1140的第一端和第三开关管1141的第一端连接，第二开关管1140的第一端和第三开关管1141的第一端作为电流镜1137的第一端；第三开关管1141的第三端作为电流镜1137的第三端；第二开关管1141的第二端、第二开关管1141的第三端、第三开关管1140的第二端与第三电阻1136的第二端连接。其中，第二开关管1140和第三开关管1141可以为p型场效应管，第二开关管1140的第一端和第三开关管1141的第一端可以为源极，第二开关管1140的第二端和第三开关管1141的第二端可以为栅极时，第二开关管1140的第三端和第三开关管1141的第三端为漏极。第三反相器1139的第一端为输入端，其第二端为输出端。
75.在本实施例中，该信号强弱选择单元313可以对数据输入端进行强下拉检测，确定数据输入端接收的信号的强弱，如图8所示，当数据输入端接收到信号后，会导致电流镜3137中第二开关管3140的漏极电流发生变化，进而导致第三开关管3141的漏极电流变化，当数据输入端接收到的信号为强信号(此时可以将低电平视为强信号)时，流经第四电阻3138的电流变大，进而导致第四电阻3138的压降变大，增至一定电压，使第三反相器3139翻转输出低电平；当数据输入端接收到的信号为弱信号(此时可以将高电平视为弱信号)时，流经第四电阻3138的电流变小，进而导致第四电阻3138的压降变小，使第三反相器3139翻转输出高电平。因此，可以通过第三反相器3139输出电平的高低来判断数据输入端接收到的信号强弱。
76.故而，可以基于信号强弱选择单元11可以输出信号强弱结果，信号处理模块12可以根据该信号强弱选择结果得到相应的目标驱动数据。
77.进一步地，在一些实施例中，参见图9，信号强弱选择单元313包括：
78.电平检测器314，与驱动芯片3中接收led驱动数据的端口连接，检测用于表征led驱动数据的信号的电平；
79.电平选择器315，与电平检测器314、信号处理模块32分别连接，将为预设电平的
led驱动数据确定为目标led驱动数据。
80.在本实施例中，信号强弱选择单元313可以同时获取用于数据输入端接收到的led驱动数据的电平信号，基于电平信号的强弱确认目标led驱动数据。例如，在正常状态下，接收到的为有效数据的一个led驱动数据a对应的电平为x，接收到的为有效数据的led驱动数据b对应的电平为y。若实际接收到的led驱动数据a对应的电平信号为低电平，led驱动数据b对应的电平为y，则接收到的led驱动数据b符合要求；若接收到的led驱动数据a对应的电平为x，接收到的led驱动数据b对应的电平为y，则可以基于默认选择规则确认收到的led驱动数据符合要求。需要注意的是，x、y的电平可以相同，也可以不相同。
81.进一步地，在一些实施例中，参见图10，信号处理模块32可以包括：
82.处理单元321，与信号选择模块31连接，获取目标led驱动数据中与驱动芯片3对应的led驱动数据；
83.截取单元322，与处理单元321、信号转发模块33分别连接，截取目标led驱动数据中向后的所有驱动芯片3对应的led驱动数据，并发送至信号转发模块33。
84.在本实施例中，处理单元321用于获取与驱动芯片3对应的led驱动数据，用来驱动与其连接的外部led灯珠4。截取单元322用于将驱动向后的驱动芯片3的led驱动数据发送至信号转发模块3。
85.在本实施例中，当信号选择模块31确定的目标led驱动数据为a端接收到的led驱动数据符合要求时(比如图3中的led驱动数据b为目标led驱动数据)，信号处理模块32的处理方法为：驱动芯片3中的处理单元321可以将led驱动数据b确定为目标led驱动数据，获取led驱动数据中用于驱动与该驱动芯片3连接的外部led灯珠4的led驱动数据，截取单元322截取led驱动数据中用于与在该驱动芯片3之后的驱动芯片3连接的外部led灯珠4的led驱动数据发送至信号转发模块33。
86.进一步地，在一些实施例中，参见图11，信号处理模块32还包括屏蔽单元323，屏蔽单元323与处理单元321连接，屏蔽单元323屏蔽目标led驱动数据中向前的驱动芯片3对应的led驱动数据。
87.在本实施例中，在上述驱动芯片的连接电路中，假设信号选择模块31确定b端接收到的led驱动数据符合要求时，参见图12，信号处理模块32的处理方法为假设用于输出led驱动数据b的驱动芯片3出现故障，无法输出led驱动数据b，此时如图3所示，驱动芯片3中的处理单元321可以将led驱动数据a确定为目标led驱动数据，获取led驱动数据a中用于驱动与该驱动芯片3连接的外部led灯珠4的led驱动数据(s2段)，截取单元322截取led驱动数据a中用于与在该驱动芯片3之后的驱动芯片3连接的外部led灯珠4的led驱动数据(s3段)发送至信号转发模块33，同时，屏蔽单元323屏蔽与在该驱动芯片3之前的驱动芯片3连接的外部led灯珠4的led驱动数据(s1段)。其中屏蔽方式包括删除、不处理需要屏蔽的数据。
88.进一步地，在一些实施例中，参见图12，还包括：
89.led显示驱动模块34，与信号处理模块32、外部led灯珠4分别连接，驱动外部led灯珠4工作。
90.在本实施例中，led显示驱动模块34可以设置多个输出端来驱动多个外部led灯珠4，其中每个输出端可以连接一个或多个外部led灯珠4。led显示驱动模块34可以输出电平信号来控制外部led灯珠4点亮或熄灭，例如led显示驱动模块34输出高电平控制外部led灯
珠4点亮，输出低电平控制外部led灯珠4熄灭。
91.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求和说明书的范围当中。