高精度led屏顯恆流驅動電路的製作方法

2023-06-14 09:32:46 1

專利名稱：高精度led屏顯恆流驅動電路的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及驅動電路結構，具體涉及LED屏顯驅動電路。
背景技術：
現今的單雙色LED顯示屏，驅動LED發光通常採用的是通用晶片74HC595，74HC595具有8位鎖存，串並移位寄存器和二態輸出等功能，每路電流最大輸出可達35mA,如圖1所示。用74HC595作為LED驅動電路具有電路結構簡單，數據傳輸速度快等優點。但其缺點也同樣明顯，首先通道間的輸出電流差異較大且不具備恆流功能，影響了 LED屏幕的顯示效果和LED的使用壽命。其次通道輸出電流不能調整，也不具備耐高壓性能。由於晶片輸出電流不能調整，LED屏幕的整體亮度將無法調整，同時由於晶片通常是單獨的5V電源供電，缺乏對高壓的支持將限制輸出通道上可以串聯LED的個數。

實用新型內容本實用新型提供一種高精度LED屏顯恆流驅動電路，本實用新型的目的是提供一種高精度LED屏顯恆流驅動電路，採用標準的SS0P24封裝，用以取代目前在單雙色LED屏幕上使用的通用驅動器件。本實用新型提出了一種電路設計技術實現高精度的LED恆流驅動，該技術包括在傳統的驅動晶片中引入電流修調電路和恆流控制電路。電流修調電路可以使得屏幕上流過任意兩個LED的電流差異最小化，恆流驅動技術可以確保屏幕上的每顆LED在開啟時流過的電流不隨外界環境(電源電壓，溫度等)變化而變化，同時通過一個外接電阻，輸出電流還可以在3mA_45mA之間任意設置。為解決上述問題，本實用新型採用如下技術方案高精度LED屏顯恆流驅動電路，其特徵在於，包括電流修調電路(110)、恆流控制電路(120)、電流輸出驅動電路(130)、16位鎖存器電路(140)和16位移位寄存器電路(150) ;16位移位寄存器電路(150)輸出端連接16位鎖存器電路(140)，16位移位寄存器電路(150)將串行輸入數據轉換為並行數據，輸入到16位鎖存器電路(140)，16位移位寄存器電路(150)的輸入信號INl為來自LED屏顯主控晶片的串行輸入數據，配合時鐘信號IN2 ;16位鎖存器電路(140)輸出端連接電流輸出驅動電路(130)，16位鎖存器電路(140)將信號輸入至電流輸出驅動電路(130);電流輸出驅動電路(130)連接恆流控制電路(120)，恆流控制電路(120)連接電流修調電路(110)。本實用新型為16位高精度LED恆流驅動電路晶片，其技術特點如下1.提出通過晶片內部電流修調的方式來減小晶片與晶片之間輸出電流的差異，並設計了一種電流修調電路(圖2)，該電路可以在10%的範圍內對輸出電流進行校正，通過測試校正過後的晶片可以保證任意晶片任意通道的輸出電流偏差小於3%，極大的提升了顯示屏幕發光的一致性和顯示效果。2.設計一種恆流控制電路(圖3)，該電路可以確保驅動通道打開時，流過LED燈的電流恆定不變。3.設計一個基於技術方案I和技術方案2的16通道高精度LED恆流驅動晶片(圖4)，採用標準的SS0P24封裝用該晶片替代原有的以74HC595為代表的通用晶片。

圖1是背景技術方案的電路圖；圖2是本實用新型框圖；圖3是圖2中電流修調電路圖；圖4是圖2中恆流控制電路圖。圖中符號說明高精度LED屏顯恆流驅動電路100、電流修調電路110、恆流控制電路120、電流輸出驅動電路130、16位鎖存器電路140、16位移位寄存器電路150。
具體實施方式
下面用最佳的實施例對本實用新型做詳細的說明。如圖2所示，高精度LED屏顯恆流驅動電路，包括電流修調電路(110)、恆流控制電路(120)、電流輸出驅動電路(130)、16位鎖存器電路(140)和16位移位寄存器電路(150) ；16位移位寄存器電路(150)輸出端連接16位鎖存器電路(140)，16位移位寄存器電路(150)將串行輸入數據轉換為並行數據，輸入到16位鎖存器電路(140)，16位移位寄存器電路(150)的輸入信號INl為來自LED屏顯主控晶片的串行輸入數據，配合時鐘信號IN2 ;16位鎖存器電路(140)的輸入信號IN3和IN4分別為來自主控晶片的鎖存時鐘信號和使能信號；16位鎖存器電路(140)輸出端連接電流輸出驅動電路(130)，16位鎖存器電路(140)將信號輸入至電流輸出驅動電路(130)，電流輸出驅動電路(130)根據鎖存器給出的信號打開或者關閉輸出通道；電流輸出驅動電路(130)連接恆流控制電路(120)，恆流控制電路(120)連接電流修調電路(110);恆流控制電路(120)保證打開通道的電流保持恆定，電流修調電路(110)確保晶片與晶片之間通道電流偏差減至最小。如圖3所示，四個電阻(Rl、R2、R3、R4)構成的電阻網絡與放大器(AMPO) —起構成了電流修調電路(110)，四個電阻(R1、R2、R3、R4)並聯，每個電阻串聯一個開關，開關接地；四個電阻的並聯端連接放大器(AMPO)的輸入端；放大器(AMPO)的輸入和輸出端之間並聯電阻(RO)。該電路的輸入信號來自自身產生的基準電壓，即圖3中的BANDGAP電路。輸出信號作為恆流控制電路的輸入信號VREF1。在晶片測試時，可以通過對晶片的輸出電流採樣，來調整開關S1-S4的導通截止狀態，從而改變VREFl的電壓。VREFl作為恆流控制的輸入電壓將反作用於晶片的輸出電流，從而實現對輸出電流的修調。如圖4所示，所述恆流控制電路(120)包括四個放大器(AMP1、AMP2、AMP3、AMP4)；電阻(R5)連接放大器(AMPl)輸入端和地線；放大器(AMPl)的輸出端通過半導體(PMOSl)和半導體(NM0S4)連接放大器(AMP2)輸入端，半導體(NM0S4)連接電阻(R5);放大器(AMP2)輸出端通過半導體(PM0S3)分別連接放大器(AMP3)和放大器(AMP4)的輸入端，半導體(PM0S2)和半導體(PM0S3)連接；放大器(AMP3)和放大器(AMP4)的輸出端分別連接三個半導體(NM0S1、NM0S2、NM0S3)，半導體(NMOSl)連接半導體(PM0S3)。該電路的輸入信號來自電流修調電路的輸出VREFl。由於放大器AMPl的鉗位作用，電阻R5上所加的電壓即為VREFl，此時流過電阻R5的電流即為I=VREF1/R5。PMOSl和PM0S2構成經典的電流鏡結構，由於放大器AMP2的鉗位作用，PM0S2的柵漏級電壓等於PMOSl的柵漏電壓，那麼流過PM0S2的電流就完全等於流過PMOSl的電流也即是電阻R5的電流，該電流同時流過NMOSl。NMOSl和NM0S2又構成經典的電流鏡結構，同時由於放大器AMP3和AMP4的作用，NMOSl和NM0S2的漏極電壓降完全等於VREF2，那麼流過NM0S2的電流則完全取決於NM0S2和NMOSl的寬長比的比值，設定NM0S2的寬長比相對NMOSl的寬長比的比值為K，那麼流過NM0S2的電流也即是通道的輸出電流等於IOUt=VREFI*K/R5。NM0S3採用了高壓MOS管結構，既提升了晶片輸出端的耐壓能力同時也保證了通道的恆流能力。為了獲得更高的精度，R5採用外接電阻，同時由輸出電流公式可知改變電阻R5的值還可以調整輸出電流的大小。最後應說明的是顯然，上述實施例僅僅是為清楚地說明本實用新型所作的舉例，而並非對實施方式的限定。對於所屬領域的普通技術人員來說，在上述說明的基礎上還可以做出其它不同形式的變化或變動。這裡無需也無法對所有的實施方式予以窮舉。而由此所引申出的顯而易見的變化或變動仍處於本實用新型的保護範圍之中。
權利要求1.高精度LED屏顯恆流驅動電路，其特徵在於，包括電流修調電路(110)、恆流控制電路(120)、電流輸出驅動電路(130)、16位鎖存器電路(140)和16位移位寄存器電路(150)； 16位移位寄存器電路(150)輸出端連接16位鎖存器電路(140)，16位移位寄存器電路 (150)將串行輸入數據轉換為並行數據，輸入到16位鎖存器電路(140)，16位移位寄存器電路(150)的輸入信號INl為來自LED屏顯主控晶片的串行輸入數據，配合時鐘信號IN2 ； 16位鎖存器電路(140)輸出端連接電流輸出驅動電路(130)，16位鎖存器電路(140)將信號輸入至電流輸出驅動電路(130);電流輸出驅動電路(130)連接恆流控制電路(120)，恆流控制電路(120)連接電流修調電路(I 10)，所述高精度LED屏顯恆流驅動電路採用標準的 SS0P24 封裝。
2.如權利要求1所述高精度LED屏顯恆流驅動電路，其特徵在於，N、第二電阻、第三電阻、第四電阻構成的電阻網絡與放大器(AMPO) —起構成了電流修調電路(110)，第一電阻、 第二電阻、第三電阻、第四電阻並聯，每個電阻串聯一個開關，開關接地；四個電阻的並聯端連接放大器(AMPO)的輸入端；放大器(AMPO)的輸入和輸出端之間並聯電阻第六電阻。
3.如權利要求1所述高精度LED屏顯恆流驅動電路，其特徵在於，所述恆流控制電路 (120)包括第一放大器、第二放大器、第三放大器、第四放大器；第五電阻連接第一放大器輸入端和地線；第一放大器的輸出端通過第一半導體和半導體(NM0S4)連接第二放大器輸入端，半導體(NM0S4)連接第五電阻；第二放大器輸出端通過第三半導體分別連接第三放大器和第四放大器的輸入端，第二半導體和第三半導體連接；第三放大器和第四放大器的輸出端分別連接第四半導體、第五半導體、第六半導體，第四半導體連接第三半導體。
專利摘要本實用新型公開了一種高精度LED屏顯恆流驅動電路，涉及驅動電路結構，具體涉及LED屏顯驅動電路。16位移位寄存器電路輸出端連接16位鎖存器電路，16位移位寄存器電路將串行輸入數據轉換為並行數據，輸入到16位鎖存器電路，16位移位寄存器電路的輸入信號IN1為來自LED屏顯主控晶片的串行輸入數據，配合時鐘信號IN2；16位鎖存器電路輸出端連接電流輸出驅動電路，16位鎖存器電路將信號輸入至電流輸出驅動電路；電流輸出驅動電路連接恆流控制電路，恆流控制電路連接電流修調電路。本實用新型的目的是提供一種高精度LED屏顯恆流驅動電路，採用標準的SSOP24封裝，用以取代目前在單雙色LED屏幕上使用的通用驅動器件。
文檔編號G09G3/32GK202887673SQ20122035586
公開日2013年4月17日 申請日期2012年7月23日 優先權日2012年7月23日
發明者胥銳, 冉建橋, 郭燦 申請人:重慶中科芯億達電子有限公司