专利名称：多路led驱动电路的利记博彩app
技术领域：
本发明涉及驱动电路，更具体地说，涉及一种多路LED驱动电路。
背景技术：
发光二极管(LED)在信息显示系统、便携式设备背光源应用中的表现是 有目共睹的。在节能环保技术呼声日益高涨、LED照明成为主流日趋明朗的 今天，LED驱动技术更是倍受关注和追捧的话题。越来越多的力量投入该项 技术的研究，竞争也越来越激烈。
其中，大型LED显示屏的广泛采用，要求驱动电路能够驱动更多数量的 LED，往往用单路串联、多路并联以及芯片间级联的方式来实现。这类多通道 的LED驱动器件，除了有较复杂的逻辑时序、高速的开关性能要求外，关键 在于提供多个通路的恒定电流来驱动发光二极管，为了满足大型屏幕发光均匀 性和白平衡的要求，须保证每一路驱动电流基本一致，达到较高的电流匹配精 度。
现有常规的多路LED驱动一般通过简单电流镜来实现，如图1示例，预设 偏置电流源10提供电流灌入电流镜镜像管11，产生栅源驱动电压信号，提供 给输出驱动管12的栅极，利用简单的电流镜像复制关系，设置驱动管12与镜 像管ll的宽长尺寸比，就能获得放大的电流以驱动发光二极管LED。然而这 种简单的电流镜方式并不能实现高精度电流匹配，并且需要耗费多路预设偏置 电流IB，功耗较大，电流转换效率低。
另外一种常用的驱动电路由图2示例给出，相对于简单电流镜，其相当于 在预设偏置电流源IO下增加了一个有源共栅共源(active cascode)结构。利 用运算放大器20将镜像管11和驱动管12的漏源电压钳位，运算放大器20输出经过调整管21提供驱动管的栅源电压，并形成负反馈回路维持系统稳定。 由于镜像管11和驱动管12的栅源电压与漏源电压都相等，因此输出电流精度 有所提高。然而该电路的缺点却也十分明显，运算放大器20只检测其中一路 驱动管的漏源电压信号，对于其他N-l路输出电流来说并没有得到精确的调 控，并且受驱动管12在工艺实现过程中的不匹配、发光二极管自身性能差异 等问题的影响较严重，造成每一路输出的驱动电流大小不一致；另外，驱动管 12的输出电阻较小，易受外部电源波动的干扰。因此仍然不能满足高精度匹 配电流的要求。
因此，需要一种可对每一通路的漏源电压信号进行检测并对输出电流进行 单独调控以达到高精度电流匹配性的多路LED驱动电路。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的只检测其中一路驱动管的 漏源电压信号而无法对其它N-l路输出电流进行精确调控的缺陷，提供一种可 对每一通路的漏源电压信号进行检测并对输出电流进行单独调控以达到高精 度电流匹配性的多路LED驱动电路。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是构造一种多路LED驱动电 路，包括用于提供精准电流的精准电流源，用于将所述精准电流放大并复制到 多路输出的多路镜像放大模块，其中，还包括用于对每一路输出进行精确调控 的有源输出级。
在本发明所述的多路LED驱动电路中，所述有源输出级包括多个输出运 算放大器op和多个有源输出管MNC，所述多个输出运算放大器op的正向输 入端均连接到所述精准电流源、反向输入端分别连接到所述多路镜像放大模块 的多路驱动输出端和所述多个有源输出管MNC的源极、输出端分别与所述多 个有源输出管MNC的栅极相连，所述多个有源输出管MNC的漏极分别向多 路LED供电。
在本发明所述的多路LED驱动电路中，所述精准电流源包括电流镜、第 一运算放大器和第一电流调整管，其中所述电流镜的第一电流镜镜像管MP1的漏极连接到预设偏置电源和所述第一运算放大器的正向输入端、第二电流镜
镜像管MP2的漏极连接到所述运算放大器的反向输入端和所述第一电流调整 管的源极，所述第一运算放大器的输出端连接到所述第一电流调整管的栅极， 所述第一电流调整管的漏极连接到所述多路镜像放大模块和所述多个运算放 大器的正向输入端。
在本发明所述的多路LED驱动电路中，所述多路镜像放大模块包括镜像 管、多路驱动单元和第二运算放大器，其中，所述多路驱动单元包括多个驱动 管MNB，所述多个驱动管MNB的源极接地、漏极分别连接到所述多个输出 运算放大器op的反向输入端和所述多个有源输出管MNC的源极；
所述镜像管的漏极分别连接到所述第一电流调整管的漏极，所述镜像管的 源极接地、栅极连接到所述第二运算放大器的输出端和所述多个驱动管MNB 的栅极，所述第二运算放大器的反向输入端接参考电压Vref、正向输入端连接 到所述多个输出运算放大器op的正向输入端。
在本发明所述的多路LED驱动电路中，通过调节镜像管和所述多路驱动 单元的长宽比来放大多路驱动单元的漏极输出电流。
在本发明所述的多路LED驱动电路中，所述多个驱动管MNB、所述第一 电流镜镜像管MP1、第二电流镜镜像管MP2和/或所述多个有源输出管MNC 是MOS型晶体管。
在本发明所述的多路LED驱动电路中，所述多个驱动管MNB、所述第一 电流镜镜像管MP1、第二电流镜镜像管MP2和/或所述多个有源输出管MNC 是BIPOLAR型晶体管。
实施本发明的仅以一路预设偏置电流即可驱动多路发光二极管，节省功 耗，电流转换效率高；每一路输出电流都得到了单独的检测和调节，输出电流 匹配精度高；有源输出级结构，输出电阻大，抗干扰能力强。
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中 图1是常规简单电流镜驱动电路图；图2是另一现有常规驱动电路图3是本发明的多路LED驱动电路的第一实施例的逻辑框图； 图4是本发明的多路LED驱动电路的第二实施例的电路图。
具体实施例方式
图3是本发明的多路LED驱动电路的第一实施例的逻辑框图。其示出了 一种多路LED驱动电路，包括用于提供精准电流的精准电流源30,用于将所 述精准电流放大并复制到多路输出的多路镜像放大模块40，其中，还包括用 于对每一路输出进行精确调控的有源输出级34。
图4是本发明的多路LED驱动电路的第二实施例的电路图。如图4所示， 预设偏置电流源IO提供的电流IB反映的是输出驱动电流的大小，精准电流源 30将其精确镜像到输出通路。第一运算放大器31的钳位作用使得电流镜的第 一电流镜镜像管MP1和第二电流镜镜像管MP2的漏极电压相等，使得电流得 以精确地复制。第一运算放大器31的输出端连接至第一电流调整管32的栅极， 提供负反馈回路以调节第二电流镜镜像管MP2的漏极电压。第一运算放大器 31和第一电流调整管32的存在使得精准电流源30的输出电阻较大，保证了 镜像电流精度。
通过调整镜像管11和输出驱动管MNB 1输出驱动管MNB 12到的宽长 比，可以获得适当的对IB进行倍数放大的电流，以驱动发光二极管。对于输 出驱动管MNB来说，为了达到电流的精确镜像和放大，必须为其提供调整镜 像管11的栅电压信号和漏电压信号。
本发明采用第二运算放大器33实现上述功能，其反向输入端为基准电压 信号Vref，第二运算放大器33的钳位作用将镜像管11的漏极电压固定，并作 为输出提供至有源输出级34。在预设偏置电流IB大小不同的工作状态下，第 二运算放大器33输出自动调节镜像管11的栅电压信号，并作为输出提供至输 出驱动管MNB的栅极，即多路驱动单元12的所有驱动管的栅极都由该信号 同时驱动。利用这两个电压信号可以同时驱动多个输出通路，即实现了仅以一 路预设偏置电流来驱动多路输出。由于存在着多路输出，每一路的工作状态是存在差异的，除了版图设计和
物理实现过程中的影响以外，LED本身的个体差异也会导致各条通路之间匹 配度变差。假如只检测其中一条输出通路的工作状态来对所有通路的输出电流 进行调节，那么未被检测到的通路实际上不仅没有得到精确的调控，甚至可能 造成与实际情况相反的误调控，因此通路之间的电流匹配度是较差的。
为了实现对每一路输出的精确调控，本发明在每一输出通路引入有源输出 级34。其中，所述有源输出级34包括多个输出运算放大器op和多个有源输 出管MNC，所述多个输出运算放大器op的正向输入端均连接到所述精准电流 源30、反向输入端分别连接到所述多路镜像放大模块40的多路驱动输出端和 所述多个有源输出管MNC的源极、输出端分别与所述多个有源输出管MNC 的栅极相连，所述多个有源输出管MNC的漏极分别向多路LED供电。由于 输出运算放大器op的存在，每一路输出驱动管MNB的漏极电压都能与镜像 管11的漏极电压保持一致。结合第二运算放大器33的输出信号，即每一路输 出驱动管MNB的栅极由同一个镜像管11栅极信号驱动，而每一路驱动管 MNB的漏极电压信号则分别与镜像管11的漏极电压保持一致。由于每一路输 出都进行单独的检测，并通过输出运算放大器op和有源输出管MNC形成负 反馈回路，对每个输出驱动管MNB的漏极电压进行单独调控，因此提高了各 通路间的电流匹配度。假设其中任意一路输出输出驱动管MNBn的晶体管漏 极电压与调整管11的漏极电压的误差为A^^^") (n表示第n路输出)，则误 差信号通过有源输出级34得到放大和调整。其中输出运算放大器opn检测输 出驱动管MNBn漏极电压信号，并提供增益^(")，有源输出管MNCn作为调 整管，源极为输出端，则最终可在输出驱动管MNBn的漏极得到调整电压信 号<formula>formula see original document page 8</formula>
此处需要特别说明的是，有源输出管MNCn不一定是常规的常压MOS晶 体管，还可以替换为耐高压的晶体管器件，以满足高压应用的要求，而在特定 工艺制程条件下，衬偏效应如果不能消除，可能会在上式中引入^"M^e")的偏差。由上式可以直观地看出有源输出级34的作用对于不同的n路输出， 误差信号是不可能完全相同的，此时系统使得n路输出最终获得的调整电压信 号只与其本身检测到的本路误差信号有关，并且严格一一对应。以此实现了多
路输出的单独检测和单独调控，电流匹配度得到明显改善。
并且，由于有源输出级34是共源共栅结构，增大了输出电阻，由电源波动 或者发光二极管差异造成的影响会被晶体管MNC屏蔽，保证了输出电流精度。
在本发明的又一实施例中，任意MOS型晶体管都可用BIPOLAR型晶体管 进行替换，然而考虑芯片面积和成本的增加，BIPOLAR型晶体管的应用受到 了限制，对其实施例此处不再赘述。
虽然本发明是通过具体实施例进行说明的，本领域技术人员应当明白，在 不脱离本发明范围的情况下，还可以对本发明进行各种变换及等同替代。因此， 本发明不局限于所公开的具体实施例，而应当包括落入本发明权利要求范围内 的全部实施方式。
权利要求
1、一种多路LED驱动电路，包括用于提供精准电流的精准电流源(30)，用于将所述精准电流放大并复制到多路输出的多路镜像放大模块(40)，其特征在于，还包括用于对每一路输出进行精确调控的有源输出级(34)。
2、 根据权利要求1所述的多路LED驱动电路，其特征在于，所述有源输 出级(34)包括多个输出运算放大器op和多个有源输出管MNC，所述多个输 出运算放大器op的正向输入端均连接到所述精准电流源(30)、反向输入端分 别连接到所述多路镜像放大模块(40)的多路驱动输出端和所述多个有源输出 管MNC的源极、输出端分别与所述多个有源输出管MNC的栅极相连，所述 多个有源输出管MNC的漏极分别向多路LED供电。
3、 根据权利要求2所述的多路LED驱动电路，其特征在于，所述精准电 流源(30)包括电流镜(301〉、第一运算放大器(31)和第一电流调整管(32)， 其中所述电流镜(301)的第一电流镜镜像管MP1的漏极连接到预设偏置电源(10)和所述第一运算放大器(31)的正向输入端、第二电流镜镜像管MP2 的漏极连接到所述运算放大器(31)的反向输入端和所述第一电流调整管(32) 的源极，所述第一运算放大器(31)的输出端连接到所述第一电流调整管(32) 的栅极，所述第一电流调整管(32)的漏极连接到所述多路镜像放大模块(40) 和所述多个运算放大器的正向输入端。
4、 根据权利要求3所述的多路LED驱动电路，其特征在于，所述多路镜 像放大模块(40)包括镜像管(11)、多路驱动单元(12)和第二运算放大器(33)，其中，所述多路驱动单元(12)包括多个驱动管MNB，所述多个驱动 管MNB的源极接地、漏极分别连接到所述多个输出运算放大器op的反向输 入端和所述多个有源输出管MNC的源极；所述镜像管(11)的漏极分别连接到所述第一电流调整管(32)的漏极， 所述镜像管(11)的源极接地、栅极连接到所述第二运算放大器(33)的输出 端和所述多个驱动管MNB的栅极，所述第二运算放大器(32)的反向输入端 接参考电压Vref、正向输入端连接到所述多个输出运算放大器op的正向输入端。
5、 根据权利要求3所述的多路LED驱动电路，其特征在于，通过调节镜 像管(11)和所述多路驱动单元(12)的长宽比来放大多路驱动单元(12)的 漏极输出电流。
6、 根据权利要求1-5中任一权利要求所述的多路LED驱动电路，其特征 在于，所述多个驱动管MNB、所述第一电流镜镜像管MP1、第二电流镜镜像 管MP2和/或所述多个有源输出管MNC是MOS型晶体管。
7、 根据权利要求1-5中任一权利要求所述的多路LED驱动电路，其特征 在于，所述多个驱动管MNB、所述第一电流镜镜像管MP1、第二电流镜镜像 管MP2和/或所述多个有源输出管MNC是BIPOLAR型晶体管。
全文摘要
本发明涉及一种多路LED驱动电路，包括用于提供精准电流的精准电流源(30)，用于将所述精准电流放大并复制到多路输出的多路镜像放大模块(40)，还包括用于对每一路输出进行精确调控的有源输出级(34)。实施本发明的仅以一路预设偏置电流即可驱动多路发光二极管，节省功耗，电流转换效率高；每一路输出电流都得到了单独的检测和调节，输出电流匹配精度高；有源输出级结构，输出电阻大，抗干扰能力强。
文档编号H05B37/02GK101409967SQ200810217219
公开日2009年4月15日 申请日期2008年11月3日 优先权日2008年11月3日
发明者咏 周, 钟昌贤, 陈志军 申请人:深圳市联德合微电子有限公司