[發(fā)明專利]LED輸出驅(qū)動電路結(jié)構(gòu)及為LED提供驅(qū)動電流的方法

有效

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• 申請日: 2010-05-25
• 公開（公告）號: CN102264166A
• 公開（公告）日: 2011-11-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張浩然;楊靖
• 申請（專利權(quán)）人: 安肯(北京)微電子技術(shù)有限公司
• 主分類號: H05B37/02
• 分類號: H05B37/02
• 代理公司: 北京市盛峰律師事務(wù)所 11337
• 代理人: 李賀香

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及LED照明領(lǐng)域，尤其涉及LED輸出驅(qū)動電路結(jié)構(gòu)及為LED提供驅(qū)動電流的方法。

背景技術(shù)

LED大屏幕顯示的使用已經(jīng)越來越普遍地應(yīng)用到不同場合，包括樓宇、電梯、公交、銀行、醫(yī)院等，即可以應(yīng)用于各種室內(nèi)環(huán)境，也可以應(yīng)用于各種室外環(huán)境，展示了極其廣闊的市場前景，相應(yīng)地對于LED顯示的速度、功耗和顯示效果也不斷地提出了新的要求，其中LEDDRIVER輸出電路的性能是實(shí)現(xiàn)新要求最關(guān)鍵的部分。

LED?DRIVER輸出電路最初采用如圖1所示最普通的單級NMOS管電流鏡驅(qū)動LED發(fā)光管，其中I_IN為輸入電流，I_OUT為輸出電流，該種電路結(jié)構(gòu)簡單，版圖面積小，但是由于NMOS管存在溝道調(diào)制效應(yīng)，在輸出不同的電壓時電流變化比較大，恒流特性和電流匹配差，導(dǎo)致顯示效果不佳；為了改善恒流特性和電流匹配，LED?DRIVER輸出電路大量采用如圖2所示cascode(共源共柵)結(jié)構(gòu)的NMOS管電流鏡驅(qū)動LED發(fā)光管，其中I_IN為輸入電流，I_OUT為輸出電流，VBP為偏置電壓該種結(jié)構(gòu)很好地改善了輸出不同電壓時的恒流特性，顯示效果也得到的改善，但是由于采用cascode結(jié)構(gòu)，要求輸出電壓比較高，一旦輸出電壓比較低以后，cascode結(jié)構(gòu)將無法正常工作，而在輸出電壓很高，驅(qū)動同等恒定電流的情況下，必然導(dǎo)致輸出驅(qū)動電路功耗變大，要求的電源電壓變高，電路整體效率變低，并且由于采用cascode電路結(jié)構(gòu)，版圖面積大，芯片成本大大提高。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的提供一種輸出速度快，恒流匹配特性高，輸出電壓低并且版圖面積很小的LED輸出驅(qū)動電路結(jié)構(gòu)及為LED提供驅(qū)動電流的方法。

基于上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

一種LED輸出驅(qū)動電路結(jié)構(gòu)，包括電流輸入端、電流輸出端、接地端，所述的LED輸出驅(qū)動電路結(jié)構(gòu)內(nèi)部包括：Auto?Zero運(yùn)算放大器、保持通路源跟隨器、輸出端電壓存儲單元、直流偏移存儲單元、第1開關(guān)-第7開關(guān)，第一場效應(yīng)管和第二場效應(yīng)管，所述的直流偏移存儲單元包括第一直流偏移存儲單元和第二直流偏移存儲單元；

所述第一場效應(yīng)管的漏極與所述LED輸出驅(qū)動電路結(jié)構(gòu)的電流輸入端相連，所述第二場效應(yīng)管的漏極與所述LED輸出驅(qū)動電路結(jié)構(gòu)的電流輸出端相連；

所述Auto?Zero運(yùn)算放大器輸出端通過保持通路源跟隨器與所述的第一場效應(yīng)管的柵極連接，所述的Auto?Zero運(yùn)算放大器的第一正相輸入端通過第7開關(guān)與所述的第一場效應(yīng)管的漏極連接，所述的Auto?Zero運(yùn)算放大器的第一反相輸入端依次通過第3開關(guān)、第6開關(guān)、第5開關(guān)與所述第一場效應(yīng)管的漏極連接，所述第二直流偏移存儲單元一端與所述的AutoZero運(yùn)算放大器的第一反相輸入端連接，另一端接地，所述的第一直流偏移存儲單元一端與所述的Auto?Zero運(yùn)算放大器的第一正相輸入端相連，另一端接地，

所述的第一場效應(yīng)管和第二場效應(yīng)管的柵極通過第1開關(guān)連接，所述的第二場效應(yīng)管的柵極通過第2開關(guān)與地連接，所述的第二正相輸入端和第二反相輸入端通過第6開關(guān)連接，所述的輸出端電壓存儲單元一端通過第3開關(guān)與第一反相輸入端連接，另一端與電壓源連接，所述第4開關(guān)一端通過一電阻與輸出端電壓存儲單元非接電壓源端連接。

優(yōu)化的，所述的LED輸出驅(qū)動電路結(jié)構(gòu)還包括：充電加速源跟隨器，第8開關(guān)，所述的充電加速源跟隨器一端與所述Auto?Zero運(yùn)算放大器的輸出端相連，另一端通過第8開關(guān)與所述第二場效應(yīng)管的柵極相連。

優(yōu)化的，所述的輸出端電壓存儲單元和直流偏移存儲單元為電容。

優(yōu)化的，所述的第1開關(guān)-第8開關(guān)為邏輯開關(guān)，由外界控制信號控制其開閉。

優(yōu)化的，所述的第一場效應(yīng)管和第二場效應(yīng)管尺寸比例為：1∶N，N為正整數(shù)。

一種LED輸出驅(qū)動電路，包括：一邏輯電路和權(quán)利要求1所述的LED輸出驅(qū)動電路結(jié)構(gòu)，所述的邏輯電路由與非門和反相器組成，所述的邏輯電路產(chǎn)生的信號用于控制所述LED輸出驅(qū)動電路結(jié)構(gòu)的相應(yīng)開關(guān)的開關(guān)狀態(tài)。

一種基于以上所述的LED輸出驅(qū)動電路的為LED提供驅(qū)動電流的方法：

通過以上所述的LED輸出驅(qū)動電路的邏輯電路對控制LED管電流通斷的原始信號進(jìn)行處理，處理后輸出四個數(shù)字信號，其中4個為2組不交疊的正反相信號：第1正相信號、第1反相信號、第2正相信號、第2反相信號，處理后的3個數(shù)字信號：第1正相信號、第1反相信號、第2正相信號送入所述的LED輸出驅(qū)動電路結(jié)構(gòu)控制相應(yīng)的開關(guān)狀態(tài)；