[發明專利]一種電流舵DAC電路

有效

• 申請號: 201911012308.7
• 申請日: 2019-10-23
• 公開（公告）號: CN112702063B
• 公開（公告）日: 2023-07-25
• 發明（設計）人: 張識博;尤勇;劉軍
• 申請（專利權）人: 華潤微集成電路（無錫）有限公司
• 主分類號: H03M1/66
• 分類號: H03M1/66;H05B45/36;H05B45/37
• 代理公司: 上海光華專利事務所(普通合伙) 31219
• 代理人: 余明偉

本發明提供一電流舵DAC電路，包括邏輯控制電路，用于根據電壓脈沖信號產生一N位二進制碼并在RESET信號的控制下進行復位操作；二進制碼DAC轉換電路，連接于邏輯控制電路，用于根據參考電壓產生基準電流并將基準電流按比例鏡像至N條電流支路，通過N位二進制碼控制N條電流支路的N個開關管以產生電壓輸出；同時通過開關信號控制調節支路的開關管以產生調節電壓加至二進制碼DAC轉換電路的輸出端；比較電路，連接于二進制碼DAC轉換電路和邏輯控制電路，用于根據輸出電壓和預設電壓的比較結果產生RESET信號和開關信號。通過本發明解決了現有電流舵DAC電路因輸出電壓調節范圍過窄導致LED燈亮度受限，達不到滿載等問題。

技術領域

本發明屬于集成電路領域，特別是涉及一種電流舵DAC電路。

背景技術

在LED驅動芯片電路中，有時候要用到DAC轉換電路，從而實現一些數字量到模擬量的轉變。目前業界常用的電流舵DAC結構有三種，即二進制碼結構、溫度碼結構和分段結構；其中二進制碼結構的優點是結構簡單、面積小，缺點是開關動作時輸出有瞬間毛刺等問題；溫度碼結構的優點是單調性好、匹配精度要求不高，缺點是芯片面積消耗巨大；分段結構是二進制碼結構和溫度碼結構的結合，低位用二進制碼，高位用溫度碼，所以兼有二者的優點和缺點。由于LED驅動芯片不是專門的DAC芯片，所以在性能上要求不是很高，一般為了節省面積就直接選用二進制碼結構的電流舵DAC。

典型的二進制碼結構的電流舵DAC電路結構如圖1所示，包括邏輯控制電路及與其連接的二進制碼DAC轉換電路，其中圖2為邏輯控制電路，圖3為二進制碼DAC轉換電路。如圖2所示，現有邏輯控制電路用于生成一二進制碼，當V_PULSE脈沖信號給到串聯的D觸發器組后，輸出的Qn…Q3Q2Q1依次翻轉，由最低位的二進制碼0…000到最高位的二進制碼1…111，其中每一位輸出邏輯對應控制二進制碼DAC轉換電路中的一個開關管。如圖3所示，現有二進制碼DAC轉換電路用于生成一基準電流，然后將其鏡像成二進制關系的電流鏡組，并最終結合二進制碼輸出模擬電壓V_OUT。

如圖2和圖3所示，假設基準電流大小為I，則開關管NM_K1控制的支路電流大小為I，開關管NM_K2控制的支路電流大小為2I，開關管NM_K3控制的支路電流大小為4I，開關管NM_Kn控制的電流大小為2^n-1I。當最低位的二進制碼0…000給到二進制碼DAC轉換電路的各開關管NM_K1至NM_Kn時，所有支路開關管都是關斷的，此時輸出電壓V_OUT＝0*R₂＝0；當最高位的二進制碼1…111給到二進制碼DAC轉換電路的各開關管NM_K1至NM_Kn時，所有支路開關管都是導通的，此時將電流鏡像到輸出，輸出電壓V_OUT＝(I+2I+4I+…+2^n-1I)*R₂＝(2ⁿ-1)I*R₂；當二進制碼由0…000向1…111轉換時，輸出電壓V_OUT由0到(2ⁿ-1)I*R₂逐漸增大，增大單位步長為I*R₂；也就是說，現有電路方案的輸出電壓范圍為0到(2ⁿ-1)I*R₂，模擬分辨率為I*R₂。可見，現有電路方案的輸出電壓范圍較窄，其具體輸出電壓波形如圖4所示。

由于現有電路方案的輸出電壓調節范圍過窄，通常會導致LED燈的亮度受限，達不到滿載等問題；在其模擬分辨率滿足條件的前提下，若使其輸出電壓調節范圍越寬，則需要的DAC位數越多，相應的電流支路和控制邏輯就會越多，最終導致芯片面積較大等問題；若通過增大其模擬分辨率，即增大其單位階躍步長來增大其輸出電壓調節范圍，同時保持芯片面積基本不變，勢必又會帶來輸出電壓單位步長較大，LED燈閃和電磁干擾等問題。

發明內容