電源線邊沿信號觸發的移位裝置及led驅動器的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及電路技術領域，具體涉及一種電源線邊沿信號觸發的移位裝置及LED驅動器。
【背景技術】
[0002]發光二極管(Light Emitting D1de，LED)廣泛應用于建筑照明、汽車頭尾燈、景觀燈、節日燈等。LED具有效率高、方向性良好、色彩穩定性良好、可靠性高、壽命長，體積小以及環境安全性高等顯著優點，尤其適合應用于景觀照明、節日燈照明。紅、綠、藍三色LED通過控制裝置可實現七彩色或者更多種顏色的控制，讓LED燈具呈現出精彩多姿的綺麗景象，其中控制裝置是LED裝飾照明系統關鍵部分。
[0003]近年來基于DMX512協議、DALI協議、歸零碼協議的LED控制方法在LED裝飾照明領域獲得較廣泛的應用，實現了 LED控制系統的數字化，提高了 LED控制系統的靈活度。
[0004]DMX512協議由美國劇場協會最早制定于1985年，物理層的設計采用RS-485收發器，總線用一對雙絞線實現調光臺與調光器連接。DALI是歐洲提出來的一種燈光控制總線方案，是用于照明系統控制的開放式異步串行數字通信協議，DALI系統采用主從式結構，系統最多可以連接64個從模塊，每個從模塊使用唯一的個體標識地址，該地址在系統初始化時設定，使用過程中根據需求可修改從模塊的地址。目前也有采用歸零碼協議，在單根信號線上傳輸控制信號，通過設置紅、綠、藍LED的占空比實現多種顏色的控制。
[0005]現有的基于以上協議的控制裝置可以通過控制紅、綠、藍三色LED占空比獲得多種顏色效果，但都需要通過一根以上的信號線傳遞控制信號，不能通過電源線控制LED，不能應用到只有電源線、地線的產品場合。
【發明內容】
[0006]針對現有技術的不足，本發明提供了一種電源線邊沿信號觸發的移位裝置及LED驅動器。
[0007]一種電源線邊沿信號觸發的移位裝置，包括:
[0008]邊沿觸發移位單元，由電源線邊沿信號觸發進行移位，并輸出移位結果；
[0009]充電單元，用于根據電源線輸入的邊沿信號為邊沿觸發移位單元提供供電電平，當邊沿信號為高電平時充電，當邊沿信號為低電平時放電；
[0010]初始化單元，用于根據所述的供電電平對邊沿觸發移位單元進行初始化；
[0011 ] 所述的邊沿觸發移位單元，包括至少兩個串聯的D觸發器，以各個D觸發器的輸出端輸出移位結果，其中:
[0012]第一個D觸發器的觸發端與最后一個D觸發器的輸出端連接，相鄰兩個D觸發器中，后一個D觸發器的觸發端與前一個D觸發器的輸出端連接；
[0013]各個D觸發器的復位端或置位端與初始化單元連接，時鐘端與電源線連接。
[0014]本發明中通過初始化，可以對邊沿觸發移位單元置任意數，根據需要設定。對于邊沿移位單元而言，其中的各個D觸發器在初始時刻輸出不同，移位才有意義，因此，所述邊沿移位單元中至少有一個D觸發器的復位端與初始化單元連接，至少有一個D觸發器的置位端與初始化單元連接。對于各個D觸發器，置“零”時，該D觸發器的復位端與初始化單元連接，置位端接無效電平(若置位端低電平有效，則接高電平)；反之，置“I”時，該D觸發器的置位端與初始化單元連接，復位端接無效電平。當電源線信號為高電平時，充電單元充電，當充電單元提供的電平達到高電平時，邊沿觸發移位單元和初始化單元上電成功。
[0015]為保證移位裝置正常工作，邊沿信號的低電平的持續時長必須小于充電單元的供電電平由高電平降低至低電平所需的時長。
[0016]未作特殊說明，本發明中的邊沿觸發移位單元(即邊沿移位單元)的輸出具有高低位之分。第一個D觸發器是指邊沿觸發移位單元中最低位對應的D觸發器，最后一個D觸發器指邊沿觸發移位單元中最高位對應的D觸發器。相鄰兩個D觸發器中以相對低位的D觸發器作為前一個，相對高位的D觸發器作為后一個。
[0017]D觸發器可以為上升沿計數，也可以為下降沿計數，根據需求選擇。
[0018]D觸發器的個數越多，邊沿計數單元對應的計數范圍越大。具體數量根據實際應用需求設定。作為優選，所述的邊沿觸發移位單元包括2?200個串聯的D觸發器。
[0019]所述的充電單元包括二極管，所述二極管的陽極與電源線連接，陰極通過一儲能元件接地，所述的充電單元通過二極管的陰極為邊沿觸發移位單元和初始化單元提供供電電平。
[0020]考慮到與COMS工藝的兼容性，作為優選，所述的充電單元包括NPN三極管，所述NPN三極管的集電極和基極連接后與電源線連接，發射極通過一儲能元件接地，所述的充電單元通過NPN三極管的發射極為邊沿觸發移位單元和初始化單元提供供電電平。作為優選，所述的充電單元包括PNP三極管，所述PNP三極管的集電極和基極連接后通過一儲能元件接地，發射極與電源線連接，所述的充電單元通過PNP三極管的集電極或基極為邊沿觸發移位單元和初始化單元提供供電電平。
[0021]儲能元件應理解為可以進行充放電的電子元件。作為優選，所述的儲能元件為充電電容或MOS管。由于充電電容與傳統的CMOS工藝不兼容，因此可以使用與CMOS工藝兼容性好的MOS管作為等效電容作為儲能元件，便于集成，使用MOS管時，該MOS管的源極和漏極短接，形成等效電容。
[0022]通過二極管防止充電電容反向放電，防止邊沿信號不穩使計數結果出現錯誤。NPN三極管和PNP三極管通過設定對應的連接方式，也可以形成一等效二極管，也可以起到防止反向充電的作用。
[0023]本發明還提供了一種LED驅動器，包括上述的電源線邊沿信號觸發的移位裝置，以及用于根據電源線邊沿信號觸發的移位裝置輸出的移位結果驅動LED的驅動單元。
[0024]驅動單元可以根據驅動需要采用現有的LED驅動電路實現。
[0025]與現有技術相比，本發明中利用電源線邊沿信號觸發的移位裝置，通過對電源線輸入的邊沿信號進行移位實現對驅動單元的控制進而驅動LED完成七彩發光，只需要一根電源線和地線，不需要額外的信號線，有利于實現LED驅動器的單片集成。
【附圖說明】
[0026]圖1為本實施例的LED驅動器的結構框圖；
[0027]圖2為本實施例的邊沿移位單元的電路原理圖；
[0028]圖3為本實施例的充電單元的電路原理圖；
[0029]圖4為本實施例的初始化單元的電路原理圖；
[0030]圖5為本實施例的電源線邊沿信號觸發的移位裝置的時序圖。
【具體實施方式】
[0031]下面將結合附圖和具體實施例對本發明進一步詳細描述。
[0032]如圖1所示(虛線框所示部分)，本實施例的電源線邊沿信號觸發的移位裝置，包括:
[0033]邊沿觸發移位單元，由電源線邊沿信號觸發進行移位，并輸出移位結果；
[0034]充電單元，用于根據電源線輸入的邊沿信號為邊沿觸發移位單元提供供電電平，當邊沿信號為高電平時充電，當邊沿信號為低電平時放電；
[0035]初始化單元，用于根據所述的供電電平對邊沿觸發移位單元進行初始化。
[0036]圖2為本實施例的邊沿觸發移位單元，該邊沿觸發移位單元實際上為邊沿移位單元，該邊沿移位單元包括3個串聯的D觸發器，以各個D觸發器的輸出端輸出移位結果。
[0037]本實施例中的D觸發器為帶低電平復位和帶低電平置位的時鐘上升沿觸發D觸發器，分別為第一 D觸發器F1、第二 D觸發器F2和第三D觸發器F3，對應的正向輸出端分別為Ql、Q2和Q3，對應的移位結果從低到高依次為Ql、Q2、Q3。
[0038]第一 D觸發器Fl的觸發端Dl與最后一個D觸發器F3的輸出端Q3連接，相鄰兩個D觸發器中，后一個D觸發器的觸發端與前一個D觸發器的輸出端連接，即第二 D觸發器F2的觸發端D2與第一 D觸發器Fl的輸出端Ql連接，第三D觸發器F3的觸發端D3與第二D觸發器F2的輸出端Q2連接。
[0039]第一 D觸發器Fl的置位端PRTl、第二 D觸發器F2的復位端RD2和第三D觸發器F3的復位端RD3與初始化單元的輸出端連接，通過初始化單元對D觸發器進行初始置數，第一 D觸發器Fl的復位端RDl、第二 D觸發器F2的置位端PRT2和第三D觸發器F3的置位端PRT3連接充電單元的輸出端(即連接高電平使輸入為無效電平)。
[0040]時鐘端(包括CK1、CK2和CK3)與電源線連接，對由電源線輸入的邊沿信號觸發進行移位，輸出移位結果。
[0041]圖3為本實施例的充電單元的具體電路，包括二極管D，二極管D的陽極與電源線連接，陰極通過一儲能元件C接地(本實施例中充電電容為源漏短接的MO