一種多路恆流驅動器的製作方法
2023-05-05 00:44:16 1
專利名稱：一種多路恆流驅動器的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種電源裝置，具體是一種多路恆流驅動器。
背景技術：
LED作為新興的照明光源，已經大量運用在便攜設備上。比如目前在便攜設備LED 背光碟機動電路結構裡，通常採用多路LED同時工作，以滿足背光照明的要求。鑑於LED工作時必須採用恆定電流方式的特點，在這些背光碟機動的多路LED電路中，常採用並聯的驅動方式，使每一路LED能以相同電流獨立工作。這種傳統的電路結構每路包括一個運放， 調整管和一個取樣電阻。為了使每個LED都具有同樣的電流，消除不匹配帶來的差異，該取樣電阻需要消耗LED驅動支路的電流，同時佔據一部分電壓差。這個電壓差通常都需要 0. 2v-0. 3v，輸出電流才可能穩定。這樣的結構，在達到多路匹配的目的時，產生了過多的消耗；同時，如果是多路對稱的驅動，則影響匹配電流的因素過多。
實用新型內容針對以上多路LED驅動匹配電壓差大，損耗過大並且不匹配因素過多的問題，本實用新型提出一種多路恆流驅動器，其技術方案如下一種多路恆流驅動器，它包括一基準支路，包括一電流源、一調整迴路和一以所述電流源電流作為Ids的基準管；所述電流源一端接電源，另一端接所述調整迴路的輸入端和基準管柵極；所述調整迴路輸出端通過基準管的漏極源極接地；該調整迴路還具有一可將其自身電壓箝位至與基準管Vds相等的上電壓端；基準管的柵極作為一下電壓端；多路負載支路，至少兩條，每條其結構為一控制管的源極漏極與一負載串聯後接入電源與地，其中所述負載端接電源，負載與控制管連接處作為上箝位端；所述控制管柵極與地之間具有一保持電容；該柵極作為下箝位端；多路切換裝置，數量與所述負載支路相等；每路包括可分別連通所述基準支路與每條負載支路的上電壓端與上箝位端、下電壓端與下箝位端的兩個開關。在實際工作時，任何時刻最多只有一路負載支路通過多路切換裝置與基準支路連通。作為本技術方案的優選者，可以作如下改進一較佳實施例的所述基準支路的調整迴路包括一調整管，其漏極源極分別作為所述調整電路的輸入及輸出端； 一運放，其輸出端接所述調整管柵極，其正輸入端作為所述上電壓端，其負輸入端接所述調整管源極。一較佳實施例的所述多路負載支路每一路的負載為一發光二極體，所述發光二極體正極接電源，負極與控制管漏極連接作為所述上箝位端。一較佳實施例的所述多路切換裝置的開關均為受控的開關MOS管。一較佳實施例的所述多路切換裝置還包括一由時鐘驅動的切換控制器，該切換控
3制器具有可控制所有所述開關MOS管柵極的驅動埠。一較佳實施例的所述切換控制器包括多路觸發迴路，每路觸發迴路包括一 D觸發器和一延遲驅動門，其中除第一路和最後一路以外，所有所述觸發迴路中D觸發器的Q端均與下一級D觸發器D端直連，並連接一個所述延遲驅動門的輸入端；第一路觸發迴路中的D觸發器Q端通過一個反相器連接到第二路的D端，同時在第二路的D端連接一個延遲驅動門的輸入端；最後一路觸發迴路中的D觸發器Q端通過一個反相器連接到第一路的D端；同時在第一路的D端連接一個延遲驅動門的輸入端；每一路觸發迴路對應的延遲驅動門，其輸出端作為所述驅動埠連接控制所述開關MOS管柵極；所有D觸發器時鐘端連通並作為該切換控制器的時鐘端；所述觸發迴路的數量與所述負載支路相同。一較佳實施例的所述延遲驅動門包括一二輸入端與門和一由反相器串聯成的延遲部件；所述延遲部件串聯於所述與門一個輸入端與某個驅動端之間；與門的另一個輸入端連接該同一個驅動端。一較佳實施例的所述負載支路是多路對稱的結構。與現有技術相比，本實用新型帶來的有益效果是1.採用了多路切換和保持電容的方式，使負載支路每一路在與基準支路連通時， 其控制管Vds和Vgs均被箝位至與同一時刻調整支路的基準管保持一致，達到精確匹配，不需取樣電阻，從而控制管的Vds可以降至幾十毫伏的級別，損耗極小。2.相對於每一條負載支路而言，其相互之間不匹配的因素被限制在為僅僅是負載支路之間控制管的參數差異。3.調整支路採用運放箝位基準管與控制管的Vds，電壓精度高。4.電路結構簡單，成本低廉。
以下結合附圖實施例對本實用新型作進一步說明
圖1是本實用新型實施例一示意圖；圖2是本實用新型實施例二電路圖；圖3是本實用新型實施例二對應的切換控制器電路圖；圖4是圖3中切換控制器的時序圖。
具體實施方式
實施例一如圖1所示本實用新型實施例一示意，基準支路包括電流源CS、基準管Nb和一調整迴路；其中調整迴路具有其上電壓端Clp電壓箝位至輸出端Oout的功能；負載支路一包括發光二極體LED1、控制管附和保持電容Cl，相應地，負載支路二包括LED2、控制管N2和
保持電容C2......根據需要可擴種至第η路負載支路。其中，對於負載支路一而言，連動
的開關SlA和SlB分別作為該負載支路一與基準支路連通的途徑。SlA可連通負載支路一的上箝位端與調整支路的上電壓端Clp，而SlB可連通負載支路一上的下箝位端與基準支路的下電壓端。當SlA與SlB導通，而其他開關均不導通時，控制管m的Vgs和Vds被箝位與Nb保持一致，同時Cl以Vgs電壓充電，Nb的Ids保持為CS電流，所以，若附與Nb參數一致，則LEDl電流就被精確控制與CS相等；當切換裝置控制負載支路二與基準支路連通時，SlA, SlB恢復關斷狀態。但此時由於保持電容Cl已被充滿電荷，故負載支路一的控制管W柵極電壓維持，仍然維持恆流時的狀態，雖然與基準支路斷開，但該狀態短時間不會改變。同理，負載支路二、三乃至η實現每一負載支路與基準支路的輪流導通，最終實現精確匹配。需要提出的是，切換裝置需要使對應每一對對應某條負載支路的開關其導通狀態不能與其他負載支路對應的開關發生重疊，因為這會使得負載支路之間上和/或下箝位端相互短路，破壞其匹配的電壓狀態，畢竟因為LED的歐姆接觸和控制管本身一致性等原因， 每一條負載支路的控制管其Vgs和Vds會存在些許差異。也正是這樣結構電路，用輪流導通的控制，實現了每一路電流的精確匹配。實施例二 圖2是本實用新型實施例二電路圖，可見，相比實施例一而言，實現了一個例子的調整迴路。該調整迴路包括一個運放Al和一個調整管Na。運放的輸入端使基準管Nb和控制管Nn的Vds保持一致。該實施例的開關全部用受控的MOS管實現，則用一個單時鐘驅動的切換控制器來實現各路負載支路的切換。如圖3所示切換控制器電路圖，該切換控制器，每一路具有一個 D觸發器和一個延遲驅動門。除第一路和最後一路外，每一個D觸發器輸出端Q接下一級的 D輸入端，同時接延遲驅動門輸入端；而第一路和最後一路的D觸發器的Q端都連接一個反相器輸入端，如圖，第一路對應G1，最後一路對應&1，這兩路通過這兩個反相器輸出再接延遲驅動門輸入端。所有D觸發器共連時鐘信號CLK ；每一路的D觸發器對應的延遲驅動門輸出Sl至 Sn，用以控制作為開關的MOS管；其中，延遲驅動門採用一個二輸入端邏輯與門和一個延遲部件DL實現。通過CLK時鐘信號的輸入，對應Sl至Sn每一級驅動門輪流導通，並且相鄰兩者之間具有延遲導通的特性，避免每一路負載支路的Vds和Vgs被相互短接，這個導通時序如圖4所示，波形的上升沿和下降沿都具有IOns的延遲，避免級間短路。需要指出的是， Sl至Sn每一個驅動門的輸出信號，均同時連動相應負載支路上的兩個開關。以上所述，僅為本實用新型較佳實施例而已，故不能依此限定本實用新型實施的範圍，即依本實用新型專利範圍及說明書內容所作的等效變化與修飾，皆應仍屬本實用新型涵蓋的範圍內。
權利要求1.一種多路恆流驅動器，其特徵在於它包括一基準支路，包括一電流源、一調整迴路和一以所述電流源電流作為Ids的基準管；所述電流源一端接電源，另一端接所述調整迴路的輸入端和基準管柵極；所述調整迴路輸出端通過基準管的漏極源極接地；該調整迴路還具有一可將其自身電壓箝位至與基準管Vds 相等的上電壓端；基準管的柵極作為一下電壓端；多路負載支路，至少兩條，每條其結構為一控制管的源極漏極與一負載串聯後接入電源與地，其中所述負載端接電源，負載與控制管連接處作為上箝位端；所述控制管柵極與地之間具有一保持電容；該柵極作為下箝位端；多路切換裝置，數量與所述負載支路相等；每路包括可分別連通所述基準支路與每條負載支路的上電壓端與上箝位端、下電壓端與下箝位端的兩個開關。
2.如權利要求1所述一種多路恆流驅動器，其特徵在於所述基準支路的調整迴路包括一調整管，其漏極源極分別作為所述調整電路的輸入及輸出端； 一運放，其輸出端接所述調整管柵極，其正輸入端作為所述上電壓端，其負輸入端接所述調整管源極。
3.如權利要求2所述一種多路恆流驅動器，其特徵在於所述多路負載支路每一路的負載為一發光二極體，所述發光二極體正極接電源，負極與控制管漏極連接作為所述上箝位端。
4.如權利要求1所述一種多路恆流驅動器，其特徵在於所述多路切換裝置的開關均為受控的開關MOS管。
5.如權利要求4所述一種多路恆流驅動器，其特徵在於所述多路切換裝置還包括一由時鐘驅動的切換控制器，該切換控制器具有可控制所有所述開關MOS管柵極的驅動端□。
6.如權利要求5所述一種多路恆流驅動器，其特徵在於所述切換控制器包括多路觸發迴路，每路觸發迴路包括一 D觸發器和一延遲驅動門，其中除第一路和最後一路以外，所有所述觸發迴路中D觸發器的Q端均與下一級D觸發器 D端直連，並連接一個所述延遲驅動門的輸入端；第一路觸發迴路中的D觸發器Q端通過一個反相器連接到第二路的D端，同時在第二路的D端連接一個延遲驅動門的輸入端；最後一路觸發迴路中的D觸發器Q端通過一個反相器連接到第一路的D端；同時在第一路的D端連接一個延遲驅動門的輸入端；每一路觸發迴路對應的延遲驅動門，其輸出端作為所述驅動埠連接控制所述開關 MOS管柵極；所有D觸發器時鐘端連通並作為該切換控制器的時鐘端； 所述觸發迴路的數量與所述負載支路相同。
7.如權利要求6所述一種多路恆流驅動器，其特徵在於所述延遲驅動門包括一二輸入端與門和一由反相器串聯成的延遲部件；所述延遲部件串聯於所述與門一個輸入端與某個驅動端之間；與門的另一個輸入端連接該同一個驅動端。
8.如權利要求4至7任一項多路恆流驅動器，其特徵在於所述負載支路是多路對稱的結構。
專利摘要本實用新型公開了一種多路恆流驅動器，其特徵在於它包括一基準支路，多路負載支路和多路切換裝置。其中在多路切換裝置的控制下，實現多路負載支路與基準支路的輪流獨立連接；由於採用了多路切換和保持電容的方式，使負載支路每一路在與基準支路連通時，其控制管Vds和Vgs均被箝位至與同一時刻調整支路的基準管保持一致，達到精確匹配，不需取樣電阻，從而控制管的Vds可以降至幾十毫伏的級別，損耗極小。
文檔編號H05B37/02GK201986218SQ20102068783
公開日2011年9月21日 申請日期2010年12月29日 優先權日2010年12月29日
發明者熊守芬 申請人:廈門聯創微電子股份有限公司