一種led驅動電路及其輸出電路的製作方法

2023-05-27 00:56:36

專利名稱：一種led驅動電路及其輸出電路的製作方法
技術領域：
一種LED驅動電路及其輸出電路技術領域：
本實用新型涉及LED應用領域，尤其是涉及一種LED驅動電路及其輸出電路。背景技術：
LED (Light Emitting Diode，發光二極體)由於壽命長、反映速度快、體積小、功耗 小、可靠性高等特點已廣泛應用於背光源、照明、電子設備、顯示屏和汽車等領域。驅動電路 是LED產品的重要組成部分，驅動電路的性能將直接影響到LED產品的壽命、功耗和可靠性 等性能。通常，由於LED是特性敏感的半導體器件，又具有負溫度特性，因此在LED用作顯 示面板、照明設備或背光源時，需要對LED採用恆流驅動。LED產品(比如LED顯示器等)通常都包括由若干LED組成的LED陣列和用於驅 動LED陣列的若干驅動電路，其中每個驅動電路包括有多個通道(比如4個、8個或16個)， 所述驅動電路的每個通道可以為一個或多個LED提供恆定的驅動電流。為保證LED陣列中 各個LED的亮度和色度的一致性或均勻性，各個驅動電路的各個通道需要提供精確一致的 恆定輸出電流。目前，主流的驅動電路的通道間(bit-to-bit)電流差值一般都在士 3%以 內，而片間(chip-to-chip)電流差值一般都在士6%以內。為保證LED驅動電路的恆定輸 出電流的精度，不僅需要在設計環節進行精心的設計和布局，還需要較高的製造工藝來盡 可能的降低工藝誤差，這將大幅度提高LED驅動電路的生產和設計成本。在LED驅動電路內部一般需要提供一基準電流作為輸出電流的基準值，因此所述 基準電流將直接影響輸出電流的精度。所述基準電流的精度有賴於所述LED驅動電路的一 外接電阻。為了保證不同LED驅動電路的輸出電流的一致性，需要將各個LED驅動電路的 外接電阻的阻值差值控制在一定範圍內。這樣，提高了對外接電阻的要求，也增加了外接電 阻的成本。此外，LED陣列中各個LED的亮度和色度的一致性或均勻性不僅與LED驅動電路 的輸出電流的一致性有關，還與各LED的光學特性(比如光通量)的一致性有關。舉例來講， 假如各個驅動電路的各個通道的輸出電流都嚴格一致，也並一定能保證各個LED的亮度和 色度就一定一致，此時還需要考慮各個LED的光學特性(比如光通量)的一致性。為了滿足 越來越高的應用需求，需要採用更高的、更嚴格的生產工藝才能生產出滿足需要的LED。這 樣，對LED的一致性的嚴格要求導致LED的成品率低、造價高。而且，LED的成本在LED產品 中的成本比重佔有很大的比例，LED的成本增加勢必到造成一些LED產品的成本居高不下。因此，有必要提出一種改進的技術方案來克服上述問題。
實用新型內容本實用新型要解決的技術問題之一在於提供一種LED驅動電路，其可以提供精確 可調的輸出電流。本實用新型要解決的技術問題之二在於提供一種輸出電路，其可以利用簡單的結 構提供精確可調的輸出電流。為了解決上述問題，根據本實用新型的一個方面，本實用新型提供了一種輸出電 路，其包括具有控制端和偏置端的基準電流確定單元，其根據控制端的控制信號在第一基準電流和第二基準電流間選定一個，並根據選定的基準電流產生一偏置電壓由所述偏置端 輸出，其中第一基準電流小於第二基準電流；若干電流驅動管，其源極互相連接，其漏極互 相連接，每個電流驅動管的柵極通過一開關電路與所述偏置端相連，通過控制各個開關電 路的導通和關斷來控制對應電流驅動管的導通和關斷；和輸出管，其源極與所述電流驅動 管的漏極相連，其漏極作為輸出電路的輸出端，其柵極控制所述輸出管的導通和關斷。進一步的，第一基準電流與第二基準電流的電流比例為1 :M，其中1.5 < MS 4. 5。更進一步的，所述偏置端上的偏置電壓驅動每個電流驅動管使其產生輸出電流， 並且根據第一基準電流產生的偏置電壓驅動每個電流驅動管產生的輸出電流與根據第二 基準電流產生的偏置電壓驅動對應電流驅動管產生的輸出電流的比例等於第一基準電流 與第二基準電流的電流比例。更進一步的，各電流驅動管的寬長比之比分別為2° :21 …2Y_3 :2Υ_2 :Χ，其中X滿 足2°+2、…+2υ_3+2υ_2小於Μ*Χ且2°+2、…+2υ_3+2υ_2與Μ*Χ之間的差值小於或等於第二基 準電流時的每階電流調整幅度，Y所述電流驅動管的數目。再進一步的，與相對寬長比為X的電流驅動管連接的開關電路的控制信號和基準 電流確定單元的控制信號根據同1位電流數據確定。根據Y位電流數據對所述輸出電路進 行輸出電流調整，其中根據Y位電流數據中的1位確定與相對寬長比為X的電流驅動管連 接的開關電路的控制信號和基準電流確定單元的控制信號，根據其餘Y位數據控制其它各 個開關電路的導通和關斷。根據本實用新型的一個方面，本實用新型提供了一種LED驅動電路，其包括控制 模塊，確定當前是第一工作模式還是第二工作模式；寄存器組，接收數據輸入端輸入的控制 數據；若干輸出驅動模塊和對應的輸出電路，每個輸出驅動模塊驅動對應的輸出電路，每個 輸出電路通過對應的輸出端提供輸出電流。在第一工作模式時，每個輸出驅動模塊根據寄 存器組內的控制數據中的對應數據啟動或停止對應的輸出電路，在第二工作模式時，所述 控制數據包括有調整模式數據、電流數據和通道地址數據，在調整模式數據為統一調整時， 各個輸出驅動模塊根據所述電流數據統一調整各個輸出電路的輸出電流，在調整模式數據 為單路調整時，根據所述通道地址數據使能對應的輸出驅動模塊，該使能的輸出驅動模塊 根據所述電流數據單獨調整對應的輸出電路的輸出電流。進一步的，所述控制數據為N位，所述輸出驅動模塊和輸出電路也均為N個，其中 N為自然數。進一步的，所述LED驅動電路還包括基準電流模塊，所述基準電流模塊提供有第 一基準電流和第二基準電流，其中第一基準電流小於第二基準電流。每個輸出電路包括具 有控制端和偏置端的基準電流確定單元，其根據控制端的控制信號在第一基準電流和第二 基準電流間選定一個，並根據選定的基準電流產生一偏置電壓由所述偏置端輸出，其中第 一基準電流小於第二基準電流；若干電流驅動管，其源極互相連接，其漏極互相連接，每個 電流驅動管的柵極通過一開關電路與所述偏置端相連，通過控制各個開關電路的導通和關 斷來控制對應電流驅動管的導通和關斷；和輸出管，其源極與所述電流驅動管的漏極相連， 其漏極作為輸出電路的輸出端，其柵極控制所述輸出管的導通和關斷。每個輸出驅動模塊 根據寄存器組內的控制數據中的對應數據啟動或停止對應的輸出電路為每個輸出驅動電 路根據寄存器組內的N位控制數據中的對應1位數據控制對應的輸出電路的輸出管的導通和關斷；各個輸出驅動模塊根據所述電流數據統一調整各個輸出電路的輸出電流為每個 輸出驅動模塊根據所述電流數據中的1位向對應的基準電流確定單元的控制端以及與對 應的輸出電路的一個開關電路發出控制信號，所述基準電流確定單元根據所述控制信號在 第一基準電流和第二基準電流間選定一個，每個輸出驅動模塊根據所述電流數據中的其餘 位控制對應輸出電路中的其餘開關電路的導通和關斷；該使能的輸出驅動模塊根據所述電 流數據單獨調整對應輸出電路的輸出電流為該使能的輸出驅動模塊根據所述電流數據中 的1位向對應的基準電流確定單元的控制端以及與對應的輸出電路的一個開關電路發出 控制信號，所述基準電流確定單元根據所述控制信號在第一基準電流和第二基準電流間選 定一個，該使能的輸出驅動模塊根據所述電流數據中的其餘位控制對應的輸出電路中的其 餘開關電路的導通和關斷。進一步的，每個輸出驅動模塊在根據所述電流數據調整輸出電路的輸出電流前都 存儲所述電流數據。進一步的，寄存器組包括有N位移位寄存器、N位輸出寄存器和N位命令寄存器， 所述移位寄存器接收數據輸入端輸入的串行數據，在鎖存使能信號生效後，鎖存移位寄存 器內的N位數據，並在當前為第一工作模式時，將所述N位數據輸出至所述輸出寄存器，在 當前為第二工作模式時，將所述N位數據輸出至所述命令寄存器。與現有技術相比，本實用新型中的LED驅動電路可以提供各電流輸出通道的輸出 電流的單路調整功能和/或統一調整功能。利用統一調整功能對各電流輸出通道的輸出電 流進行統一調整，可以大大降低甚至消除驅動電路晶片間存在的輸出電流差值，利用單路 調整功能對每個電流輸出通道的輸出電流進行單獨調整，可以大大降低甚至消除各個通道 間存在的輸出電流差值，同時還可以降低或消除由於LED的光學特性(比如光通量)的不一 致性而引起的亮度和色度的不一致性。本實用新型中的輸出電路基於兩種大小不同的基準 電流產生輸出電流，這樣擴展了輸出電流的調整範圍，且更符合人眼亮度感知規律。關於本實用新型的其他目的，特徵以及優點，下面將結合附圖在具體實施方式
中 詳細描述。
結合參考附圖及接下來的詳細描述，本實用新型將更容易理解，其中同樣的附圖 標記對應同樣的結構部件，其中圖1為本實用新型中的LED驅動電路在一個實施例中的結構示意框圖；圖2為本實用新型中的LED驅動電路在第一工作模式時的各信號時序在一個實施 例中的示意圖；圖3為本實用新型中的LED驅動電路在第二工作模式時的各信號時序在一個實施 例中的示意圖；圖4為本實用新型中的16位電流調整數據的指令格式在一個實施例中的示例 圖；圖5為本實用新型中的輸出模塊在一個實施例中的電路示意圖；和圖6為圖5中的輸出模塊的7位電流數據與電流增益的曲線示意圖。
具體實施方式
為使本實用新型的上述目的、特徵和優點能夠更加明顯易懂，
以下結合附圖和具
5體實施方式對本實用新型作進一步詳細的說明。本實用新型的詳細描述主要通過程序、步驟、邏輯塊、過程或其他象徵性的描述來 呈現，其直接或間接地模擬本實用新型中的技術方案的運作。所屬領域內的技術人員使用 此處的這些描述和陳述向所屬領域內的其他技術人員有效的介紹他們的工作本質。此處所稱的「一個實施例」或「實施例」是指與所述實施例相關的特定特徵、結構 或特性至少可包含於本實用新型至少一個實現方式中。在本說明書中不同地方出現的「在 一個實施例中」並非必須都指同一個實施例，也不必須是與其他實施例互相排斥的單獨或 選擇實施例。此外，表示一個或多個實施例的方法、流程圖或功能框圖中的模塊順序並非固 定的指代任何特定順序，也不構成對本實用新型的限制。請參閱圖1所示，其為本實用新型中的LED驅動電路100在一個實施例中的結構 示意框圖，所述LED驅動電路100包括控制模塊110、若干個輸出驅動模塊120、若干個輸出 模塊130 (也可以稱為輸出電路)、基準電流模塊140和寄存器組150。所述控制模塊110可以接收輸入端LE輸入的鎖存使能信號(latch enable signal)和輸入端OE輸入的輸出使能控制信號(output enable control signal )。所述 LED驅動電路100具有兩種工作模式，分別為第一工作模式和第二工作模式，其中第一工作 模式也可以稱為電流驅動模式，第二工作模式也可以稱為電流調整模式。所述控制模塊110 可以根據鎖存使能信號LE判斷當前是進入第一工作模式還是進入第二工作模式。在一個實施例中，所述寄存器組150包括有移位寄存器151、輸出寄存器152和命 令寄存器153。移位寄存器151、輸出寄存器152和命令寄存器153可以均為N位寄存器，其 中N可以為4、8、16、32或其它自然數。所述移位寄存器151可以根據輸入端CLK輸入的時 鍾信號接收輸入端SDI輸入的串行數據，在所述鎖存使能信號LE生效後，鎖存其內的N位 數據，並在當前為第一工作模式時，將所述N位數據輸出至所述輸出寄存器152作為輸出使 能數據，在當前為第二工作模式時，將所述N位數據輸出至所述命令寄存器153作為電流調 整數據。在其他實施例中，也可以將輸出寄存器152和命令寄存器153進行復用，或者將移 位寄存器151、輸出寄存器152和命令寄存器153進行復用，當然還可以有其它變形結構。所述基準電流模塊140經由輸入端REXT與一外接電阻相連，其可以為輸出模塊 130提供精確的基準電流，所述基準電流的大小由所述外接電阻決定，其可以同時提供大小 兩種基準電流，它們的電流比例為1 :M，其中1.5彡M彡4. 5，比如M=2、3、4、1.5或2. 5等， 小基準電流也可以被稱為第一基準電流，大基準電流也可以被稱為第二基準電流。在一個實施例中，所述輸出驅動模塊120包括有N個，分別為第一輸出驅動模塊 121、第二輸出驅動模塊122、……和第N輸出驅動模塊123，所述輸出模塊130也包括N個， 分別為第一輸出模塊131、第二輸出模塊132、……和第N輸出模塊133，其中每個輸出驅動 模塊用來驅動對應的一個輸出模塊，對應的輸出驅動模塊和輸出模塊形成一個電流輸出通 道。因此，也可以說所述LED驅動電路100包括有N個電流輸出通道。每個輸出模塊通過對應的輸出端OUT提供精確的輸出電流，其中所述輸出電流是 基於所述基準電流產生的。在所述LED驅動電路100用於驅動LED時，每個輸出端OUT可以 連接一個或多個LED。這樣，每個電流輸出通道都可以向連接的LED提供精確的輸出電流。 在第一工作模式時，每個輸出驅動模塊根據輸出寄存器152內對應的1位數據啟動(使能) 或停止(非使能)對應的輸出模塊，其中在啟動一輸出模塊時，該輸出模塊可以向其輸出端提供輸出電流，在停止該輸出模塊時，該輸出模塊則停止向其輸出端提供輸出電流。此時， 輸出寄存器152中的N位數據分別被作為對應的N個輸出通道的輸出使能信號。在第二工 作模式時，各個輸出驅動模塊可以根據命令寄存器153內的電流調整數據調整輸出模塊的 輸出電流值。圖2為本實用新型中的LED驅動電路100在第一工作模式時的各信號時序在一個 實施例中的示意圖，其中在此例中N=16。請參閱圖2所示，在所述LED驅動電路100運行 時，在時鐘信號CLK的上升沿採樣輸入端SDI輸入的數據，每個時鐘採樣1位數據，16個時 鍾採樣16位數據至移位寄存器151。之後，所述鎖存使能信號LE先由低電平跳變為高電 平，經過約一個時鐘周期後，再由高電平跳變為低電平，此時所述鎖存使能信號LE生效，鎖 存移位寄存器151內的16位數據，同時所述控制電路110根據所述鎖存使能信號LE的高 電平持續的時間(比如小於2個周期)判定當前為第一工作模式，並將所述N位數據輸出至 所述輸出寄存器152作為輸出使能數據。此後，在輸入端OE輸入的輸出使能控制信號有效 時，每個輸出驅動模塊根據輸出寄存器152內對應的1位數據啟動或停止對應輸出模塊，比 如可以用1代表啟動、0代表停止。在其他實施例中，所述控制電路110也可以根據所述鎖 存使能信號LE的低電平持續的時間去判定是第一工作模式或第二工作模式，當然也可以 根據其他信號而不是鎖存使能信號來判定是第一工作模式或第二工作模式。在所述LED驅動電路100應用於驅動LED時，每個輸出端OUT可以連接一個或多 個LED，在一輸出模塊啟動時，連接該輸出模塊的LED開啟(亮)，在該輸出模塊停止時，連接 該輸出模塊的LED關閉(滅)。在第一工作模式下，通過輸入端SDI和移位寄存器151以預 定頻率不斷地向輸出寄存器152輸入16位輸出使能數據，從而可以控制各個電流輸出通道 連接的LED不停的亮滅。由於LED的亮滅切換頻率高於人眼的感知，因此人眼並不能感知 到LED的亮滅切換，僅能感知到LED的亮度的變化。此時，通過控制LED的佔空比就可以調 節LED的亮度。圖3為本實用新型中的LED驅動電路100在第二工作模式時的各信號時序在一個 實施例中的示意圖，其中在此示例中N=16。請參閱圖3所示，在所述LED驅動電路100運行 時，在時鐘信號CLK的上升沿採樣輸入端SDI輸入的數據，每個時鐘採樣1位數據，16個時 鍾採樣16位數據至移位寄存器151，同時所述鎖存使能信號LE先由低電平跳變為高電平， 經過約4個時鐘周期後，再由高電平跳變為低電平，此時所述鎖存使能信號LE生效，鎖存移 位寄存器151內的16位數據，同時所述控制電路110根據所述鎖存使能信號LE的高電平 持續的時間(比如大於2個周期)判定當前為第二工作模式，並將所述16位數據輸出至所述 命令寄存器153作為電流調整數據。圖4為本實用新型中的16位電流調整數據的指令格式在一個實施例中的示例圖。 請參閱圖4所示，D、E、F三位數據為校驗數據，C為預設位，DA0-DA6七位數據為電流數據， 可以實現輸出電流的27=1觀階調整，7、8、9和A四位數據為通道地址，可以支持24=16個電 流輸出通道。B為電流調整模式選擇位，如果B為0，則為單路調整模式，此時控制模塊110 根據通道地址7、8、9和A使能其對應的電流輸出通道的輸出驅動模塊，該輸出驅動模塊可 以存儲電流數據DA0-DA6並據此單獨調整對應輸出模塊的輸出電流。如果B為1，則為統 一調整模式，此時控制模塊110使能所有電流輸出通道的輸出驅動模塊，各個輸出驅動模 塊存儲電流數據DA0-DA6並據此統一調整各個通道的輸出模塊的輸出電流，通道地址7、8、
79和A無效。這樣，在第二工作模式下，就可以利用單路調整功能對每個電流輸出通道的輸 出電流進行單獨調整，利用統一調整功能對各個電流輸出通道的輸出電流進行統一調整。本實用新型的一個優點或特點在於所述LED驅動電路100可以提供各電流輸出 通道的輸出電流的單路調整功能和/或統一調整功能。利用統一調整功能對各電流輸出通 道的輸出電流進行統一調整，可以大大降低驅動電路晶片間存在的輸出電流差值，這樣可 以大幅度提高採用了本實用新型中的LED驅動電路的LED產品(比如LED顯示器)的LED的 亮度和色度的一致性或均勻性，同時也可以降低或消除由於外接電阻的不一致性而引起的 驅動電路晶片間的輸出電流差值，從而可以降低對外接電阻的一致性的要求。利用單路調 整功能對每個電流輸出通道的輸出電流進行單獨調整，可以大大降低甚至消除各個通道間 存在的輸出電流差值，這樣可以進一步提高採用了本實用新型中的LED驅動電路的LED產 品(比如LED顯示器)的LED的亮度和色度的一致性或均勻性，同時還可以降低或消除由於 LED的光學特性(比如光通量)的不一致性而引起的亮度和色度的不一致性，從而可以降低 對LED的光學特性(比如光通量)的一致性性要求，進而降低了 LED的成本。在一個實施例中，假如每個通道驅動1個LED，LED驅動電路100驅動的16個LED 的光學特性(比如光通量)的不一致性較高，也就是說，這16個LED使用同樣的輸出電流驅 動，它們亮度和色度也差別較大。在對LED產品的調試過程中，可以將LED驅動電路100切 換至第二工作模式，通過單獨微調各個電流輸出通道的輸出電流來消除16個LED的光學特 性的不一致性，最後使得這16個LED的亮度和色度保持較高的一致性，然而此時各個電流 輸出通道的輸出電流則可能有較大差異。由於LED驅動電路的單路調整功能，從而可以大 大降低了對LED的光學特性(比如光通量)的一致性要求，而一個LED產品中成本最高的部 分就是LED，這樣使得採用本實用新型中的LED驅動電路的LED產品在保證應用質量的同時 使成本大幅度降低。通常來講，為了保證驅動的LED的亮度和色度的一致性，需要LED驅動電路的各個 電流輸出通道的輸出電流的差異值越小越好。然而，本實用新型中的LED驅動電路中的單 路調整功能，則打破了這種傳統上的思維定勢，其單路調整功能的目標可以不是將各個電 流輸出通道的輸出電流調整的更一致，而可以是將各個電流輸出通道驅動的LED的亮度和 色度調整的更一致，這種調整可能會將各個電流輸出通道的輸出電流的差異值調整的更大 以彌補LED的光學特性的不一致性。在其他實施例中，N也可以為4、8、32或其它數字，同樣第二工作模式下的電流數 據也可以由7位改為5、6、8、9或其它數字位，在第二工作模式下也可以僅設置單路調整功 能或統一調整功能，還可以任意改變校驗數據的位數。圖5為本實用新型中的輸出模塊500 (也可以稱之為輸出電路)在一個實施例中的 電路示意圖，在此實施例中仍以電流調整數據中的電流數據為7位為例進行介紹，所述輸 出模塊500可以用作LED驅動電路的每個電流輸出通道中的輸出模塊。所述輸出模塊500 包括有電流驅動管M1-M7、輸出管M8和基準電流確定單元510。所述基準電流確定單元510具有控制端和偏置端，其根據控制端的控制信號選擇 第一基準電流和第二基準電流中的一個，並根據選定的基準電流產生一偏置電壓由所述偏 置端輸出。所述控制端的控制信號可以為7位電流數據中的1位，比如最高位。在具體應 用時，最高位為1，則表明選定第二基準電流，所述偏置電壓根據第二基準電流產生，最高位為0，則表明選定第一基準電流，所述偏置電壓根據第一基準電流產生。電流驅動管M1-M7中的每一個的源極互相連接並接地，漏極都互相連接，柵極均 通過一個開關電路與所述偏置端相連。所述偏置端上的偏置電壓驅動每個電流驅動管 M1-M7使其產生輸出電流，並且根據第一基準電流產生的偏置電壓驅動每個電流驅動管 M1-M7產生的輸出電流與根據第二基準電流產生的偏置電壓驅動對應電流驅動管M1-M7產 生的輸出電流的比例等於第一基準電流與第二基準電流的電流比例，即為1 :M。電流驅動管M1-M7的寬長比之比分別為1:2:4:8:16:32:X，這樣流過電流驅動管 M1-M7的電流比例同樣分別為1:2:4:8:16:32:X。電流驅動管M1-M6對應的開關電路的控 制端與輸出驅動模塊相連，所述輸出驅動模塊根據7位電流數據中的另外6位控制這些開 關電路的導通和關斷，從而控制各個電流驅動管M1-M6的導通和關斷，進而實現對輸出模 塊500的輸出電流的64階調整。電流驅動管M7對應的開關電路的控制端與輸出驅動模塊 相連，所述輸出驅動模塊根據7位電流數據中的用於確定基準電流的那1位數據控制該開 關電路的導通和關斷。這樣，根據7位電流數據可以實現對輸出模塊500的輸出電流的1 階調整。電流驅動管Ml的輸出電流為每階電流調整幅度。為了避免在大基準電流時的輸出模塊500的最小輸出電流與小基準電流時的輸 出模塊500的最大輸出電流之間出現大的跳躍，電流驅動管M7的相對寬長比X需要精心設 計，作為一個通用的設計考量可以讓X滿足1+2+4+8+16+32小於M*X且1+2+4+8+16+32接 近M*X。舉例來說，假如M=2，那麼X可以為32，假如M=3，那麼X可以為22，假如M=4,那麼X 可以為16。在一個實施例中，1+2+4+8+16+32接近M*X是指兩者之間的差值小於或等於大 基準電流時的每階電流調整幅度。在LED驅動電路為第二工作模式時，輸出驅動模塊可以存儲命令寄存器153中的 7位電流數據並據此來控制輸出模塊500的電流驅動管M1-M7的導通或關斷以及基準電流 的選擇。各個輸出驅動模塊內可以事先存儲有默認的7位電流數據，比如為1010010，在隨 後的輸出電流調整過程中可以用最新的7位電流數據對其進行覆蓋。下面列舉一些根據電 流數據調整輸出電流的示例，假如7位電流數據為0111000，由於最高位為0，則選定第一基 準電流，同時控制電流驅動管M7關斷，後6位的十進位數為56，則可以將電流驅動管M4-M6 導通，假如7位電流數據為0111100，由於最高位為0，則選定第一基準電流，同時控制電流 驅動管M7關斷，後6位的十進位數為60，則可以將電流驅動管M3-M6導通，假如7位電流數 據為1010110，由於最高位為1，則選定第二基準電流，同時控制電流驅動管M7導通，後6位 的十進位數為22，則可以將電流驅動管M2、M3和M5導通。在具體實現時，可以將7位數據 中的每一位分別對應一個電流驅動管的開關電路，其中最後一位對應電流驅動管M1，倒數 第二位對應電流驅動管M2，以此類推，第六位對應電流驅動管M6，最高位用於同時控制電 流驅動管M7和基準電流確定單元510。所述輸出管M8的漏極與輸出端OUT相連，源極與電流驅動管M1-M7的漏極相連。 所述輸出管M8的柵極作為所述輸出管M8的開關控制端與輸出驅動模塊相連。在第一工作 模式時，輸出驅動模塊可以根據輸出寄存器152內的輸出使能數據的對應1位來控制輸出 管M8的導通或關斷，從而控制輸出模塊500的啟動或停止，此時輸出驅動模塊根據已存儲 於其內的電流數據來控制輸出模塊500的電流驅動管M1-M7的導通或關斷以及基準電流的 選擇。[0057]圖6為圖5中的輸出模塊500的7位電流數據與電流增益的曲線示意圖，其中 所述電流增益為實際輸出電流值與默認輸出電流值的比值，此時所述默認輸出電流值為 1010010, M=2。通常，各個LED驅動電路的各個電流輸出通道的輸出模塊的默認值是一致 的，在使用默認值不能保證外接LED的亮度和色度的一致性時，可以進入第二工作模式下 對各個LED驅動電路的各個電流輸出通道的輸出模塊的輸出電流進行單獨或統一微調。圖 中的曲線由兩條斜率不同的直線Ll和L2銜接而成，直線Ll的過程中一直採用小基準電流 進行電流調整，每階電流調整幅度較小，直線L2的過程中一直採用大基準電流進行電流調 整，每階電流調整幅度較大，為Ll時每階電流調整幅度的M倍。這樣的設計也是考慮到下 面幾個方面1、在同樣階數調整時，可以獲得更廣的調整範圍；2、在輸出電流較小時，由於 人眼對LED的光學特性(比如光通量)的變化更為敏感，因此採用較小幅度的調整，在電流較 大時，由於人眼對LED的光學特性(比如光通量)的變化相對不敏感，因此採用較大幅度的調 整。在一個實施例中，所述電流驅動管M1-M7和輸出管M8均為NMOS電晶體。所述輸 出管M8為高壓管。在其他實施例中，電流調整數據中的電流數據的位數還可以為6、8或其它位數， 它們都將作為電流驅動管控制位，其中1位(比如最高位)將兼做基準電流選擇位。舉例來 說，在電流數據的位數為6時，需要將圖5中的輸出模塊的電流驅動管M6刪除，6位數據 分別控制電流驅動管M1-M5和M7,控制著電流驅動管M7的最高位兼做基準電流選擇位， 此時還需要重新設定電流驅動管M7的相對寬長比X，使其滿足1+2+4+8+16小於M*X且 1+2+4+8+16接近M*X即可，此時可以實現輸出電流的26階調整。再舉例來說，在電流數據 的位數為8時，需要在圖5中的輸出模塊中增加一電流驅動管M9，電流驅動管M9的漏極與 電流驅動管M1-M7的漏極相連，源極與電流驅動管M1-M7的源極相連，柵極通過開關電路 與所述偏置端相連，電流驅動管M9與電流驅動管Ml的寬長比之比為64:1，8位數據分別 控制電流驅動管M1-M7和M9，控制著電流驅動管M7的最高位兼做基準電流選擇位，此時同 樣還需要重新設定電流驅動管M7的相對寬長比X，其滿足1+2+4+8+16+32+64小於M*X且 1+2+4+8+16+32+64 接近 M*X 即可。一般來講，電流驅動管M1-M7的寬長比之比滿足2° :21 22 23 24 25 =X0假如電流 驅動管的數目為Y個，這些電流驅動管的寬長比之比分別為2° :21 …2Y_3 :2Υ_2 :Χ，其中X 滿足乂+21+…+2γ-3+2γ-2小於Μ*χ且2°+21+…+2Υ-3+2Υ_2與Μ*Χ之間的差值小於或等於第二 基準電流時的每階電流調整幅度。本實用新型的另一個特點或優點在於為輸出模塊提供有兩種大小不同的基準電 流，並且大基準電流時輸出模塊的最小輸出電流大於小基準電流時輸出模塊的的最大輸出 電流且大基準電流時輸出模塊的最小輸出電流與小基準電流時輸出模塊的最大輸出電流 之間的差值小於或等於大基準電流時輸出模塊的每階電流調整幅度，這樣擴展了輸出電流 的調整範圍，且更符合人眼亮度感知規律。本實用新型的再一個特點或優點在於Υ個電流驅動管的寬長比之比分別為2° 21 …2Υ_3 :2Υ_2 :Χ，其中 X 滿足2^+21+... +2y_3+2y_2 小於 M*X 且 2^+21+…+2Y_3+2Y_2 與 Μ*Χ 之 間的差值小於或等於第二基準電流時的每階電流調整幅度，從而利用最少的驅動管實現了 輸出電流的2Υ階調整，前階的電流調整幅度是基本均勻的，後階的電流調整幅度是基本均勻的，且前階的電流調整幅度與後階的電流調整幅度的比值為大小基準電 流的電流比例，即為1 =M0在另一個實施例中，本實用新型中的LED驅動電路的每個電流輸出通道可以驅動 多個LED，比如4個，此時每個電流輸出通道可以採用時分復用的方式對連接在其上的多個 LED進行驅動。此時，輸出驅動模塊可以為每個LED設置電流數據存儲區以存儲每個LED的 電流數據，在第二工作模式時，可以對每個電流通道的每個LED進行電流調整，並可以將調 整完畢的電流數據存儲於輸出驅動模塊內，這樣可以對同一電流輸出通道下的不同LED的 亮度進行調整，以彌補這些LED的光學特性的不一致性。在具體應用時，本實用新型中提出的LED驅動電路100特別適合用於驅動LED顯 示器，所述LED顯示器包括由若干LED組成的LED陣列。假如每個LED驅動電路100的每 個電流輸出通道可以驅動4個LED，這樣每個LED驅動電路可以驅動64個LED，而一個LED 顯示器可能需要幾十個、上百個或更多的LED驅動電路100。不同LED驅動電路的各電流輸 出通道的統一調整功能可以改善不同LED驅動電路對應的LED之間的亮度和色度的不一致 性，同一 LED驅動電路的各電流輸出通道的單路調整功能則可以改善該LED驅動電路對應 的LED之間的亮度和色度的不一致性。由於LED驅動電路的電流調整功能，尤其是單路調 整功能，使得可以放寬對LED的光學特性的一致性的要求，但同樣可以保證LED顯示器具有 高質量的圖像顯示效果。上文對本實用新型進行了足夠詳細的具有一定特殊性的描述。所屬領域內的普通 技術人員應該理解，實施例中的描述僅僅是示例性的，在不偏離本實用新型的真實精神和 範圍的前提下做出所有改變都應該屬於本實用新型的保護範圍。本實用新型所要求保護的 範圍是由所述的權利要求書進行限定的，而不是由實施例中的上述描述來限定的。
權利要求1.一種輸出電路，其特徵在於其包括具有控制端和偏置端的基準電流確定單元，其根據控制端的控制信號在第一基準電流 和第二基準電流間選定一個，並根據選定的基準電流產生一偏置電壓由所述偏置端輸出， 其中第一基準電流小於第二基準電流；若干電流驅動管，其源極互相連接，其漏極互相連接，每個電流驅動管的柵極通過一開 關電路與所述偏置端相連，通過控制各個開關電路的導通和關斷來控制對應電流驅動管的 導通和關斷；和輸出管，其源極與所述電流驅動管的漏極相連，其漏極作為輸出電路的輸出端，其柵極 控制所述輸出管的導通和關斷。
2.根據權利要求1所述的輸出電路，其特徵在於，第一基準電流與第二基準電流的電 流比例為1 M，其中1.5彡M彡4. 5。
3.根據權利要求2所述的輸出電路，其特徵在於，各電流驅動管的寬長比之比分 別為20 21 . . . 2Y_3 2Υ_2 X，其中 X 滿足2^+21+. . . +2Y_3+2Y_2 小於 Μ*Χ 且 2°+2、. . +2υ_3+2υ_2與Μ*Χ之間的差值小於或等於第二基準電流時的每階電流調整幅度，Y 所述電流驅動管的數目。
4.一種LED驅動電路，其特徵在於其包括控制模塊，確定當前是第一工作模式還是第二工作模式；寄存器組，接收數據輸入端輸入的控制數據；若干輸出驅動模塊和對應的輸出電路，每個輸出驅動模塊驅動對應的輸出電路，每個 輸出電路通過對應的輸出端提供輸出電流。
5.根據權利要求4所述的LED驅動電路，其特徵在於，所述輸出驅動模塊和輸出電路也 均為N個，其中N為自然數。
6.根據權利要求5所述的LED驅動電路，其特徵在於，其還包括基準電流模塊，其提供有第一基準電流和第二基準電流，其中第一基準電流 小於第二基準電流，每個輸出電路為權利要求1-3任一所述的輸出電路。
專利摘要本實用新型公開了一種LED驅動電路以及其內的輸出電路。所述LED驅動電路包括控制模塊，確定當前是第一工作模式還是第二工作模式；寄存器組，接收數據輸入端輸入的控制數據；若干輸出驅動模塊和對應的輸出電路，每個輸出驅動模塊驅動對應的輸出電路。在第二工作模式時，所述控制數據包括有調整模式數據、電流數據和通道地址數據，在調整模式數據為單路調整時，根據所述通道地址數據使能對應的輸出驅動模塊，該使能的輸出驅動模塊根據所述電流數據單獨調整對應的輸出電路的輸出電流。這樣，可以大大降低甚至消除各個通道間存在的輸出電流差值，同時還可以降低或消除由於LED的光學特性的不一致性而引起的亮度和色度的不一致性。
文檔編號H05B37/02GK201868079SQ201020534968
公開日2011年6月15日 申請日期2010年9月19日 優先權日2010年9月19日
發明者劉鈺, 史良俊 申請人:無錫力芯微電子股份有限公司