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1、(10)申请公布号 CN 102629863 A (43)申请公布日 2012.08.08 C N 1 0 2 6 2 9 8 6 3 A *CN102629863A* (21)申请号 201210099325.0 (22)申请日 2012.04.06 H03K 3/017(2006.01) G09G 3/32(2006.01) (71)申请人开源集成电路（苏州）有限公司 地址 215021 江苏省苏州市工业园区金鸡湖 大道1355号国际科技园C502室 (72)发明人范立新 (74)专利代理机构北京集佳知识产权代理有限 公司 11227 代理人常亮 李辰 (54) 发明名称 PWM电路和LE。
2、D驱动电路 (57) 摘要 本申请公开了PWM电路，包括：PWM计数器、基 准值设定寄存器、倍频器和比较器，其中，倍频器 用以提高时钟信号的频率并将其输出至PWM计数 器。本申请还公开了一种LED驱动电路。通过倍 频器将PWM输入时钟信号的频率提高到原来的N 倍，使得PWM计数器的计数周期缩短到原来周期 的1/N，在动态的LED显示屏中，就可以提高N倍 的刷新频率，同时保持原来的解析度。 (51)Int.Cl. 权利要求书1页 说明书5页 附图2页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 1 页 说明书 5 页 附图 2 页 1/1页 2 1.一种PWM电路，其。
3、特征在于，包括： PWM计数器，用于计数时钟信号； 基准值设定寄存器，设定用于决定PWM信号的占空比的比较基准值； 倍频器，用以提高时钟信号的频率并将其输出至PWM计数器； 比较器，根据所述比较基准值和所述PWM计数器的计数值的比较结果生成PWM信号。 2.根据权利要求1所述的PWM电路，其特征在于，所述倍频器为锁相环。 3.根据权利要求1所述的PWM电路，其特征在于，所述PWM电路进一步包括计数上限值 设定寄存器，用于将决定所述PWM信号的脉冲宽度计数上限值设定在所述PWM计数器中。 4.一种LED驱动电路，其特征在于，包括： 权利要求1所述的PWM电路； LED光源； 驱动模块，连接于所述。
4、PWM电路和所述LED光源之间。 5.根据权利要求4所述的LED驱动电路，其特征在于，所述倍频器为锁相环。 6.根据权利要求4所述的LED驱动电路，其特征在于，所述PWM电路进一步包括计数上 限值设定寄存器，用于将决定所述PWM信号的脉冲宽度的计数上限值设定在所述PWM计数 器中。 权 利 要 求 书CN 102629863 A 1/5页 3 PWM 电路和 LED 驱动电路 技术领域 0001 本申请属于LED显示屏领域，具体涉及一种PWM电路和LED驱动电路。 背景技术 0002 脉冲宽度调制(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。
5、信到功率控制与变换的许多领域中。 0003 参图1所示，在现有技术中，PWM电路10一般包括：PWM计数器11，用于执行时钟 信号的加/减计数；基准值设定寄存器12，用于设定决定PWM信号的占空比(duty cycle) 的比较基准值；比较器13，用于对PWM计数器的计数值和基准值设定寄存器的比较基准值 进行比较，并且生成有效的PWM信号。 0004 在LED显示屏中，为了提高显示解析度采用PWM技术，一般PWM为16bit。在传统 的LED显示屏中，一般采用串行总线，包括SDI(serial digital interface，数字串行)、 DCLK(数据时钟)、LE、GCLK和SDO，其中。
6、GCLK为PWM的输入时钟，频率30MHz。LED显示 屏分动态和静态两种显示屏，静态显示屏为每个LED像素为独立的LED恒流源驱动；动态则 采用分时驱动，每列上的LED共用一个恒流源驱动。LED显示亮度由PWM输出的占空比决 定。 0005 在动态扫描系统中，显示刷新频率要求在2KHz以上，一般的PWM虽然有16bit的 解析度，但受GCLK频率的影响，16bitPWM完成一个脉冲周期所需要的GCLK个数为2 16 65536，如果GCLK的频率为30MHz，则16bitPWM一个周期长度为：65536/30M2.19ms；刷 新频率为458Hz；如果为动态扫描为4扫，则LED显示屏的刷新率。
7、为458/4114.5Hz；为了 满足实际应用要求，提高动态刷新率，只能减小PWM的周期长度，也就是减小PWM的位长，如 PWM的位长为12bit，则刷新率可以1824Hz；但减小PWM位长，解析度就降低，在传统方案下 无法解决动态屏的刷新率和解析度之间的矛盾。 发明内容 0006 有鉴于此，本申请提供一种PWM电路和LED驱动电路，该PWM电路应用于LED显示 屏，可以提高刷新频率，同时可以保持原有的解析度。 0007 为了实现上述目的，本申请提供的技术方案如下： 0008 一种PWM电路，包括： 0009 PWM计数器，用于计数时钟信号； 0010 基准值设定寄存器，设定用于决定PWM信号。
8、的占空比的比较基准值； 0011 倍频器，用以提高时钟信号的频率并将其输出至PWM计数器； 0012 比较器，根据所述比较基准值和所述PWM计数器的计数值的比较结果生成PWM信 号。 0013 优选的，在上述PWM计数器中，所述倍频器为锁相环。 0014 优选的，在上述PWM计数器中，所述PWM电路进一步包括计数上限值设定寄存器， 说 明 书CN 102629863 A 2/5页 4 用于将决定所述PWM信号的脉冲宽度的计数上限值设定在所述PWM计数器中。 0015 本申请还公开了一种LED驱动电路，包括： 0016 上述的PWM电路； 0017 LED光源； 0018 驱动模块，连接于所述P。
9、WM电路和所述LED光源之间。 0019 优选的，在上述LED驱动电路中，所述倍频器为锁相环。 0020 优选的，在上述LED驱动电路中，所述PWM电路进一步包括计数上限值设定寄存 器，用于将决定所述PWM信号的脉冲宽度的计数上限值设定在所述PWM计数器中。 0021 由以上技术方案可以见，本申请提供的PWM电路，包括：PWM计数器、基准值设定寄 存器、倍频器和比较器，其中，倍频器用以提高时钟信号的频率并将其输出至PWM计数器。 通过倍频器将PWM输入时钟信号的频率提高到原来的N倍，使得PWM计数器的计数周期缩 短到原来周期的1/N，在动态的LED显示屏中，就可以提高N倍的刷新频率，同时保持原。
10、来的 解析度。 附图说明 0022 为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现 有技术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 申请中记载的一些实施例，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。 0023 图1所示为现有技术中PWM电路的基本结构方框图； 0024 图2所示为本发明具体实施例中PWM电路的基本结构方框图； 0025 图3所示为图2中PWM电路的操作时序图； 0026 图4所示为本发明具体实施例中的LED驱动电路。 具体实施方式 0027 为了使本技术领域的人员更好地理解。
11、本申请中的技术方案，下面将结合本申请实 施例中的附图，对本申请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 例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都应当属于本申请保护 的范围。 0028 本申请实施例公开了一种PWM电路，包括： 0029 PWM计数器，用于计数时钟信号； 0030 基准值设定寄存器，设定用于决定PWM信号的占空比的比较基准值； 0031 倍频器，用以提高时钟信号的频率并将其输出至PWM计数器； 0032 比较器，根据所述比较基准值和所述PWM计数器的计数值的比较。
12、结果生成PWM信 号。 0033 倍频器用以将输入的脉冲信号的频率提高到原来的N倍，其中N为大于1的整数。 倍频器可以为晶体管倍频器、变容二极管倍频器、阶跃恢复二极管倍频器等；也可以是由非 线性电阻、电感和电容构成的倍频器，如铁氧体倍频器等；在要求倍频噪声较小的设备中， 说 明 书CN 102629863 A 3/5页 5 也可采用根据锁相环原理构成的锁相环倍频器和同步倍频器。在本发明的技术方案中，倍 频器优选为锁相环。在其他实施方式中，PWM计数器的计数输入频率也可以由串行总线上 的DCLK来实现倍频。 0034 锁相环由鉴相器、环路滤波器和压控振荡器组成。鉴相器用来鉴别输入信号与输 出信号。
13、之间的相位差，并输出误差电压。误差电压中的噪声和干扰成分被低通性质的环路 滤波器滤除，形成压控振荡器的控制电压。控制电压作用于压控振荡器的结果是把它的输 出振荡频率拉向环路输入信号频率，当二者相等时，环路被锁定，称为入锁。维持锁定的直 流控制电压由鉴相器提供，因此鉴相器的两个输入信号间留有一定的相位差。 0035 比较器是将一个模拟电压信号与一个基准电压相比较的电路。比较器的两路输入 为模拟信号，输出则为二进制信号，当输入电压的差值增大或减小时，其输出保持恒定。 0036 PWM电路还进一步包括计数上限值设定寄存器，用于将决定所述PWM信号的脉冲 宽度的计数上限值设定在所述PWM计数器中。 0。
14、037 本申请实施例还公开了一种LED驱动电路，包括： 0038 上述的PWM电路； 0039 LED光源； 0040 驱动模块，连接于所述PWM电路和所述LED光源之间。 0041 通过倍频器将PWM输入时钟信号的频率提高到原来的N倍，使得PWM计数器的计 数周期缩短到原来周期的1/N，在动态的LED显示屏中，就可以提高N倍的刷新频率，同时保 持原来的解析度。 0042 在所述的LED驱动电路中，倍频器优选为锁相环，所述PWM电路进一步包括计数上 限值设定寄存器，用于将决定所述PWM信号的脉冲宽度的计数上限值设定在所述PWM计数 器中。 0043 为了进一步说明本发明的技术方案，下面结合附图。
15、对本发明优选实施方案进行描 述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明权利 要求的限制。 0044 参图2的方框图，说明本发明的PWM电路的基本结构。 0045 PWM电路20包括：PWM计数器21、基准值设定寄存器22、倍频器23、比较器24和 计数上限值设定寄存器25。 0046 PWM计数器21用于计数时钟信号GCLK。 0047 基准值设定寄存器22，设定用于决定PWM信号Sp的占空比的比较基准值S1。 0048 倍频器23，用以提高时钟信号GCLK的频率并将其输出至PWM计数器21； 0049 比较器24，对由PWM计数器21计数的计数值S2和由基准。
16、值设定寄存器22计数的 比较基准值S1进行比较，并且生成PWM信号Sp。 0050 计数上限值设定寄存器25，用于将决定所述PWM信号的脉冲宽度的计数上限值设 定在所述PWM计数器21中。 0051 图3是用于示出PWM电路20的操作时序图。 0052 倍频器23对输入的时钟信号GCLK的频率f进行倍频，倍频后时钟信号GCLK的频 率为Nf，其中，N为大于1的整数。PWM计数器21对输入的频率为Nf的时钟信号GCLK进行 计数。来自计数上限值设定寄存器25的计数上限值S3输入到PWM计数器21。PWM计数器 说 明 书CN 102629863 A 4/5页 6 21在“0”和计数上限值S3之间。
17、进行加/减计数。由PWM计数器21计数的计数值S2，被输 入到比较器24中的一个输入端。由基准值设定寄存器22计数的比较基准值S1被输入到 比较器24中的另一个输入端。比较器24比较计数值S2和比较基准值S1，当计数值S2低 于比较基准值S1时，比较器24输出“L”电平作为PWM信号Sp，当计数值S2超过比较基准 值S1时，比较器24输出“H”电平作为PWM信号Sp，并且当计数值S2再次低于比较基准值 S1时，比较器24输出“L”电平作为PWM信号Sp。 0053 参图4所示，为本发明具体实施例中的LED驱动电路。 0054 LED驱动电路30，包括PWM电路20、LED光源31和驱动模块32。
18、。 0055 驱动模块32连接于所述PWM电路和所述LED光源之间，用以为LED光源31提供 稳定的电流。 0056 传统LED显示屏，如果采用高解析度，如16Bit时，因受到总线GCLK的频率限制， LED显示屏的刷新率比较低，一般只能采用静态屏，这样成本就非常高，而采用倍频器后，提 升了PWM计数输入频率，能采用动态频屏方案也可以实现16Bit解析度刷新率2KHz以上， 采用4组扫描(或更多)，就可以减小LED驱动器个数的使用，如采用四组扫描，LED驱动器 就可以减小到1/4，能节省大量的硬件开销。 0057 以下举例对说明本发明技术方案的优点： 0058 假定LED显示屏总线的GCLK频。
19、率为Fclk，刷新率为Fs，解析度为K(Bit)，PWM计 数时钟频率为Fct； 0059 FctFs*2 K ； 0060 FsFct/(2 K )； 0061 传统模式下的FctFclk，即PWM计数时钟就是总线GCLK，所以 0062 FsFclk/(2 K )； (I) 0063 采用倍频器方式后，设倍频器的输出为N倍频，则FctN*Fclk； 0064 所以， 0065 FsN*Fclk/(2 K )； (II) 0066 比较式I和式II，可以看成在总线GCLK的频率和解析度不变条件下，采用倍频器 方式后，LED显示屏动态刷新率可以提高N倍。 0067 综上所述，本发明提供的PWM。
20、电路，包括：PWM计数器、基准值设定寄存器、倍频器 和比较器，其中，倍频器用以提高时钟信号的频率并将其输出至PWM计数器。通过倍频器将 PWM输入时钟信号的频率提高到原来的N倍，使得PWM计数器的计数周期缩短到原来周期的 1/N，在动态的LED显示屏中，就可以提高N倍的刷新频率，同时保持原来的解析度。 0068 最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将 一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作 之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体 意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的。
21、过程、方法、物品或者设备不仅包括 那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或 者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个”限定的要素， 并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。 0069 本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说 说 明 书CN 102629863 A 5/5页 7 明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据 本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不 应理解为对本发明的限制。 说 明 书CN 102629863 A 1/2页 8 图1 图2 说 明 书 附 图CN 102629863 A 2/2页 9 图3 图4 说 明 书 附 图CN 102629863 A 。