專利名稱：基于恒定柵壓線性區(qū)mosfet的多通道led恒流源驅(qū)動的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種基于恒定 柵壓線性區(qū)MOSFET的低失配多通道LED恒流源驅(qū)動，屬于微電子和LED驅(qū)動技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
LED屏由于其能耗低、顯示效果好等一系列的優(yōu)點，其應(yīng)用越來越廣泛。低失配、小面積和低功耗的LED驅(qū)動對降低成本，提高LED發(fā)光效率，LED屏壽命和LED屏顯示質(zhì)量，都有著非常重要的作用。為了得到不同像素點的亮度一致性，不同像素點之間的電流應(yīng)該盡量相等。而且由于LED燈的發(fā)光特性，其兩端電壓變化很小可引起其上電流的劇烈變化，故需要恒流驅(qū)動。另外由于不同的LED燈管之間存在不一致性，不同LED之間如果電流失配太大,則有可能使LED的壽命受到影響。一種典型的LED驅(qū)動電路見圖I。該結(jié)構(gòu)包括一個電壓產(chǎn)生模塊VGEN和n個通道(Channel 1，Channel 2，. . .，Channel n)。VGEN模塊為通道提供參考電壓，包括兩個運放Opal和0pa2,—個電流鏡(Current Source Mirror)以及兩個反饋MOS管MO和Mref。該結(jié)構(gòu)使用DAC(圖中未給出)產(chǎn)生一個可變的電壓Vrefl，Rext為外接電阻。由于Opal放大倍數(shù)很大，通過反饋使得MO的漏端電壓等于Vrefl，利用不同的Vrefl和Rext的組合產(chǎn)生不同的ID，不同的應(yīng)用可以有不同的ID，而且是可調(diào)的。對于一樣的Rext，實際應(yīng)用中調(diào)節(jié)輸出給DAC的數(shù)字信號碼值D來調(diào)節(jié)Vrefl的值就可以實現(xiàn)不同的輸出電流。ID通過電流鏡復制到Iref電流，Vref2為基準源例如Bandgap (圖中未給出)產(chǎn)生的固定電壓，假設(shè)0pa2理想或者放大倍數(shù)很大，由于Mref的存在使得Mref的D端電壓等于Vref2,對于不同的電流會有不同的VG，不同通道之間通過復制VG和Vref2來實現(xiàn)電流的復制。每一個通道包括一個運放以及兩個功率管(對于通道I是Ml和Mol)，由于LED的電流比較大，即Ml和Mol上流過的電流比較大，需要比較大的面積的Ml和Mol。n個通道之間在電路結(jié)構(gòu)上是完全一樣的，不同通道復制Mref的匹配決定了不同通道間的一致性。然而為了適應(yīng)很大范圍的輸出電流變化，由于Vref 2為一個固定值，就需要比較大的VG變化范圍。由于功率管Ml —般工作在線性區(qū)，其電流復制失配可以計算為
權(quán)利要求
1.一種LED恒流源驅(qū)動電路，包括電壓產(chǎn)生模塊VGEN和n個通道，所述VGEN模塊產(chǎn)生VG電壓和VD電壓，VD傳遞給各個通道中運放的正輸入端，VG傳遞給各個通道中對應(yīng)功率管的柵極，所述結(jié)構(gòu)中n個通道的VD和VG是一樣的，其特征在于，所述VGEN模塊需要一個恒定的基準電壓輸入Vrefl和外接電阻Rext端口，所述VGEN模塊包含ID產(chǎn)生電路，電流鏡，VD產(chǎn)生電路和VG產(chǎn)生電路，所述ID產(chǎn)生電路接受基準電壓Vrefl輸入以及Rext輸入，其支路上包含一個運放及反饋管，所述運放一端接Vrefl，另一端接在反饋管上，所述運放及反饋管通過反饋使得ID = Vrefl/Rext ;所述電流鏡復制電流ID產(chǎn)生一定比例關(guān)系的Iref，所述Iref通過VD產(chǎn)生電路中的MOS管Mref產(chǎn)生VD，Mref為工作在線性區(qū)的MOSFET，其漏端電壓和其上的電流近似成正比，VG產(chǎn)生電路為Mref產(chǎn)生柵極電壓。
2.如權(quán)利要求I所述的LED恒流源驅(qū)動電路，其特征在于，所述VG產(chǎn)生電路檢測VD點的電壓，在VD點超過某給定閾值時首先切換Mref和各個通道內(nèi)Ml的m值，然后切換VG點電壓。
3.如權(quán)利要求2所述的LED恒流源驅(qū)動電路，其特征在于，所述VG產(chǎn)生電路產(chǎn)生電壓VDD，a*VDD，b*VDD等，默認工作于VDD，所述VG產(chǎn)生電路保證VD點電壓在合理范圍內(nèi)。
4.如權(quán)利要求2所述的LED恒流源驅(qū)動電路，其特征在于，所述VG產(chǎn)生電路使用狀態(tài)機或者遲滯比較器切換VD點電壓。
5.如權(quán)利要求I所述的LED恒流源驅(qū)動電路，其特征在于，所述n個通道電路結(jié)構(gòu)一致，各自包含對應(yīng)的LED輸出端，所述通道每個通道均包括兩個功率管和一個運放，運放放大倍數(shù)大，將Ml漏端電壓鉗制為VD，各個通道的Ml和Mref成比例關(guān)系。
6.如權(quán)利要求4所述的LED恒流源驅(qū)動電路，其特征在于，所述通道直接接受數(shù)字信號D (Dn. . . D3D2D1D0)控制，通過D信號控制Ml打開的并聯(lián)MOSFET的個數(shù)來實現(xiàn)比例關(guān)系的改變。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種基于恒定柵壓線性區(qū)MOSFET的低失配多通道LED恒流源驅(qū)動，該LED恒流源驅(qū)動電路包括電壓產(chǎn)生模塊VGEN和n個通道，VGEN模塊中的功率管為工作在線性區(qū)的MOSFET，其漏端電壓和其上的電流近似成正比，其柵極接幾個確定的固定電平(默認情況是VDD)。本發(fā)明提出的結(jié)構(gòu)不需要DAC以及復雜的柵壓產(chǎn)生電路，可以實現(xiàn)傳統(tǒng)多通道LED驅(qū)動電路功能的同時，提高性能和降低成本。
文檔編號H05B37/02GK102622957SQ201110034319
公開日2012年8月1日 申請日期2011年2月1日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月1日
發(fā)明者余力瀾, 吉利久, 尹航, 張雅聰, 王冠男, 王釗, 陳中建, 魯文高, 黃澤 申請人:北京大學