[发明专利]发光二极管照明脉冲宽度调制驱动电路

说明书

技术领域

本发明涉及发光二极管照明驱动领域，特别是涉及一种发光二极管照明脉冲宽度调制驱动电路。

背景技术

脉冲宽度调制(Pulse Width Modulation，PWM)，是利用微处理器的数字输出来对模拟电路进行控制的一种非常有效的技术，广泛应用在从测量、通信到功率控制与变换及发光二极管（Light-Emitting Diode，LED）照明等许多领域中。

LED灯亮度通常通过调节LED驱动的PWM周期占空比来控制。通常的PWM控制位分辨率是8位，8位PWM分辨率可提供2⁸=256个不同的辉度级别。相应的PWM周期由256个时钟周期组成。在集成电路中，一般芯片时钟不超过几十兆赫兹。为方便计算，我们选取时钟频率为10.24MHz，则PWM周期为256/10.24MHz=25us，因此PWM的刷新频率为1/25us=4KHz。

为了提高分辨率，丰富色彩显示效果，PWM控制位数就要高。若PWM控制位为16位，则可提供2¹⁶=65535个不同的辉度级别。如果PWM的控制位提高到16位，我们选取的时钟还是10.24MHz，则PWM的刷新率为10.24MHz/65536=156.25Hz。在156.25Hz刷新率控制下的LED灯，人眼就能感觉到LED的闪烁。

传统的PWM驱动电路，难以兼顾既有高的分辨率又有高的显示刷新率。当PWM控制位高时，虽然有高的分辨率，但数据刷新率低，导致LED灯出现闪烁；当PWM控制位低时，数据刷新率能得到保障，但分辨率严重降低。

发明内容

基于此，有必要提供一种既能提供高的分辨率，又能提供高的刷新率的发光二极管照明脉冲宽度调制驱动电路。

一种发光二极管照明脉冲宽度调制驱动电路，包括：

缓存器模块，接收每一数据帧中的具有m+n位的脉冲宽度调制控制信号并寄存；

累积进位模块，接收从所述缓存器模块输出的脉冲宽度调制控制信号中的低n位信号，并将所述低n位信号进行累加，当所述低n位信号累加后向n+1位进位时，寄存进位后的和值并输出低n位进位信号；

脉冲宽度调制生成模块，接收从所述缓存器模块输出的脉冲宽度调制控制信号中的高m位信号，并根据所述低n位进位信号和高m位信号生成脉冲宽度调制信号。

在一数据帧周期内，所述累积进位模块和所述脉冲宽度调制生成模块接收从所述缓存器模块输出的2ⁿ次信号，所述脉冲宽度调制生成模块输出2ⁿ个高m位控制信号。

在其中一个实施例中，所述累积进位模块包括n个位处理单元。所述n个位处理单元分别处理所述低n位信号的累加运算并寄存和值，并向高一位的位处理单元输出进位信号，第n位的位处理单元向所述脉冲宽度调制生成模块输出所述低n位进位信号。

在其中一个实施例中，所述位处理单元包括D触发器和全加器，同位的D触发器D输入端和同位的全加器S输出端连接，同位的D触发器的Q输出端和同位的全加器的B输入端连接，所述全加器的Co输出端与高一位的位处理单元的全加器Ci输入端连接，所述全加器的Ci输入端与低一位的位处理单元的全加器Co输出端连接，低n位控制信号的最低位所对应的全加器Ci输入端恒接“0”，第n位的位处理单元的全加器Co输出端连接所述脉冲宽度调制生成模块的输入端。

在其中一个实施例中，所述脉冲宽度调制生成模块包括脉冲宽度调制控制信号进位处理电路和脉冲宽度调制生成电路；所述脉冲宽度调制控制信号进位处理电路处理低n位进位信号，使所述高m位信号加1，新的高m位信号通过脉冲宽度调制生成电路输出信号；在一数据帧周期内，所述脉冲宽度调制生成电路输出2ⁿ个高m位控制信号。

在其中一个实施例中，所述脉冲宽度调制控制信号进位处理电路包括m个串接的半加器；所述高m位信号每一位信号对应一个所述半加器，分别从所述半加器的A输入端输入；所述半加器的Ci输入端连接低一位所述半加器的的Co输出端，所述高m位信号中的最低位信号所对应的所述半加器的Ci输入端连接所述第n位的位处理单元的全加器Co输出端；所述半加器的S输出端连接所述脉冲宽度调制生成电路的输入端。

在其中一个实施例中，所述m为10，所述n为6。