[发明专利]高清LED显示屏低灰全周期自动补偿电路、系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及电路补偿的技术领域，特别涉及一种高清LED显示屏低灰全周期自动补偿电路、系统及方法，以确保在最小灰阶的同等电荷的输入，达到显示屏的低灰一致性。

背景技术

近来，发光二极管(LEDs)被广泛适用于电子设备和应用上。比如，LEDs被用于一般照明的光源。此外，LEDs还被用于制造显示屏，电视机等。除了这些应用，还需要驱动电路给LEDs提供电源及控制LEDs发出预期亮度的照明光。

LED显示板一般涉及由LEDs一或多行和列的阵列组成的器件。作为一种选择，一个LED显示板可以包含多个子模块，每个子模块有一或多个这样的LED阵列。LED板可以用单色的LEDs阵列，也可以是多色的。当同色的LED灯用在中心显示应用上时，每个LED正常地与显示单元或像素对应。当LED板用不用色的LED灯时，显示单元或像素一般包括3个灯，可能是红光LED，绿光LED和蓝光LED。如此三个一簇的LED灯被称作RGB单元。贴片RGB单元一般有4个端脚。第一，二，三端可分别对应红，绿和蓝LED灯，第四端对应LED灯的共阳极或共阴极。

一个LED驱动电路传送电源到LED灯阵列并且控制传输到LED灯阵列的电流。驱动电路可能是单个通道的驱动或者多通道的驱动。每个通道驱动电路可以传输电源到多个LED灯并控制传送到LED灯的电流。一组LED灯电力的连接到相同的通道，这组LED灯通常称作“扫描线”。

一般地，LED驱动电路通过变化传输和流过LED灯的电流来控制LED的亮度。根据传送电流，LED亮度也会按照LED的特性规格来响应。更大的电流传送到LED通常表现出更高强度的亮度。为有效控制电流的传送，LED驱动电路可以用一个与调制相结合的恒定电流源，比如脉宽调制(PWM)。

图1A阐明了一个理想的脉宽调制信号110，每个脉宽调制周期的宽度为W，幅度为A。变化PWM的脉冲110的宽度W，LED驱动电路可有效地传送合适的驱动电流给LED灯，以显现出灰阶的不同明暗度的光。当传送PWM信号时，驱动电路可见每个LED的不同的负载特性。这种负载特性的多样性可能构成大量累积的效应，例如每个LED的正向电压Vf的变化，每个扫描线固有内阻的变化，和每个LED响应到正向电流If的变化。这些效应引起巨大的LED灯之间的亮度差别，特别是在低灰度设定时。图1B是一个典型的由于变化性，在驱动电路中的PWM信号120。

进一步地，在低灰度设置时，PWM信号的宽度W可能十分窄，那种脉冲的PWM信号可能会因为无补偿驱动电流和负载特性而丢失。因此，系统设计者要采用预对应的方法来克服PCB上PWM信号的失真。

图1C表示一个理想的PWM信号130，它在每个PWM周期的开始有一个预调整部分135。一般地，预调整部分135有个脉冲时长或宽度D，其一般小于常规PWM周期的脉宽W，并有一个大于常规PWM周期的振幅A的振幅A’。在LED显示板驱动电路中，PWM电流信号可以被预调整纠正，以克服或补偿上升时间的信号失真。图1D表示一个典型的在驱动电路中的PWM信号140，带有预调整。

在低灰度设置时，预调整部分135的脉冲时长D可近似或大于PWM周期的脉宽W。由此，即使有预调整，PWM驱动信号可能仍然失真，导致短脉冲和/或伴随有PWM瞬变。因此，PWM驱动信号可能要求更进一步的处理，特别是在低灰度设置时。

发明内容

本发明的主要目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种高清LED显示屏低灰全周期自动补偿电路。

本发明的另一目的在于，提供一种高清LED显示屏低灰全周期自动补偿系统。

本发明的再一目的在于，提供一种高清LED显示屏低灰全周期自动补偿方法。

为了达到上述第一目的，本发明采用以下技术方案：

高清LED显示屏低灰全周期自动补偿电路，包括：

一个电流源，用于产生LED灯的电流信号；

一个检测模块，用于检测LED灯接通低电流时对应的正向电压，并进一步设置为保持该正向检测电压；

一个测量模块，用于测量LED灯阳极电压上升到LED灯接通显示电流时对应的正向检测电压的时间。

优选的，本发明的自动补偿电路还包括一个比较器；一个三端开关，连接至比较器的输出，该三端开关可在第一种情况和第二种情况之间切换；其中第一种情况是在比较器和检测模块之间电传导，第二种情况是在比较器和测量模块之间电传导。