專利名稱：電流控制電路、發(fā)光二極管驅(qū)動(dòng)器及其制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體上涉及用于驅(qū)動(dòng)發(fā)光二極管(LED)的驅(qū)動(dòng)器，并且，更具體地，涉及在LED驅(qū)動(dòng)器中的用于精確控制LED的輸出電流的電流控制電路。
背景技術(shù)：
當(dāng)前，全集成的LED驅(qū)動(dòng)器和電流控制產(chǎn)品由于沒(méi)有考慮由系統(tǒng)、工藝差異、寄生效應(yīng)和調(diào)光(dimming)等引起的偏差(offset)，因此不能高精度地控制驅(qū)動(dòng)LED的電流。在使用現(xiàn)有的全集成LED驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)LED時(shí)，如果要求高精度的電流，則要使用精確的外部電阻器。然而，在傳統(tǒng)的基于外部電阻器的方法中，接地電壓偏差會(huì)成為一個(gè)失配來(lái)源，該 接地電壓偏差隨著LED輸出電流不同而變化。另夕卜，在升壓調(diào)節(jié)拓?fù)渲校瑐鹘y(tǒng)的方法無(wú)法支持所謂的LDO (low dropoutregulator，低壓降調(diào)節(jié)器)模式，所述LDO模式即為升壓器的輸入電壓大于LED所需的電壓的模式。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問(wèn)題，期望提出一種新的用于驅(qū)動(dòng)LED的電路和方法來(lái)解決上述問(wèn)題中的一個(gè)或多個(gè)。本發(fā)明的一個(gè)目的是，使全集成的LED驅(qū)動(dòng)器在不使用外部元件的情況下通過(guò)自動(dòng)消除偏差的方法來(lái)獲得良好的輸出電流精度。因此，本發(fā)明提出了一種全集成的精確LED輸出電流控制電路和方法，并且該電路和方法可與稍后將描述的真實(shí)的(true)脈沖寬度調(diào)制(PWM)調(diào)光無(wú)縫地結(jié)合。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種電流控制電路，其包括參考電流源單元，被配置為產(chǎn)生參考電流；電流感測(cè)電路，所述電流感測(cè)電路包括其第一端子與所述參考電流源單元連接的參考電阻器、其阻值與所述參考電阻器的阻值成第一比例的感測(cè)電阻器、誤差放大器、以及其源極與所述感測(cè)電阻器的第一端子連接的第一晶體管；以及第一開(kāi)關(guān)電容電路，被配置為在開(kāi)關(guān)信號(hào)為第一電平時(shí)對(duì)在所述參考電阻器的第一端子處的參考電壓進(jìn)行采樣，并且在所述開(kāi)關(guān)信號(hào)為第二電平時(shí)將所采樣的參考電壓傳遞到所述感測(cè)電阻器的第一端子，以使得所述感測(cè)電阻器的第一端子處的電壓等于所述參考電阻器的第一端子處的電壓；其中所述誤差放大器的輸出能夠通過(guò)所述第一開(kāi)關(guān)電容電路而耦接到所述第一晶體管的柵極，并且所述電流控制電路控制通過(guò)所述感測(cè)電阻器的電流以使其與所述參考電流成第二比例，所述第二比例為所述第一比例的倒數(shù)。優(yōu)選地，所述誤差放大器的正相輸入端連接到共模輸入電壓，并且所述第一開(kāi)關(guān)電容電路包括第一電容器，其第一端子連接到所述誤差放大器的反相輸入端；第一開(kāi)關(guān)單元，其被連接在所述參考電阻器的第一端子與所述第一電容器的第二端子之間；第二開(kāi)關(guān)單元，其被連接在所述第一電容器的第二端子與所述感測(cè)電阻器的第一端子之間；第三開(kāi)關(guān)單元，其被連接在所述誤差放大器的反相輸入端與所述誤差放大器的輸出端之間；第四開(kāi)關(guān)單元，其被連接在所述第一晶體管的柵極與所述誤差放大器的輸出端之間；其中，所述第一開(kāi)關(guān)電容電路中的第一開(kāi)關(guān)單元到第四開(kāi)關(guān)單元被配置為在所述開(kāi)關(guān)信號(hào)為第一電平時(shí)，第一開(kāi)關(guān)單元和第三開(kāi)關(guān)單元導(dǎo)通，第二開(kāi)關(guān)單元和第四開(kāi)關(guān)單元斷開(kāi)；在所述開(kāi)關(guān)信號(hào)為第二電平時(shí)，第一開(kāi)關(guān)單元和第三開(kāi)關(guān)單元斷開(kāi)，第二開(kāi)關(guān)單元和第四開(kāi)關(guān)單元導(dǎo)通。優(yōu)選地，所述電流控制電路還包括第二開(kāi)關(guān)電容電路，所述第二開(kāi)關(guān)電容電路被配置為在開(kāi)關(guān)信號(hào)為第一電平時(shí)對(duì)在所述參考電阻器的第二端子處的電壓進(jìn)行采樣，并且在所述開(kāi)關(guān)信號(hào)為第二電平時(shí)將所采樣的第二端子處的電壓傳遞到所述感測(cè)電阻器的第二端子，以使得所述感測(cè)電阻器兩端的電壓降等于所述參考電阻器兩端的電壓降。更優(yōu)選地，所述第二開(kāi)關(guān)電容電路包括第二電容器，其第一端子連接到所述誤差放大器的正相輸入端；第五開(kāi)關(guān)單元，其被連接在所述參考電阻器的第二端子與所述第二電容器的第二端 子之間；第六開(kāi)關(guān)單元，其被連接在所述第二電容器的第二端子與所述感測(cè)電阻器的第二端子之間；第七開(kāi)關(guān)單元，其被連接在所述誤差放大器的正相輸入端與共模輸入電壓之間；其中，所述第二開(kāi)關(guān)電容電路中的第五開(kāi)關(guān)單元到第七開(kāi)關(guān)單元被配置為在所述開(kāi)關(guān)信號(hào)為第一電平時(shí)，第五開(kāi)關(guān)單元和第七開(kāi)關(guān)單元導(dǎo)通，第六開(kāi)關(guān)單元斷開(kāi)；在所述開(kāi)關(guān)信號(hào)為第二電平時(shí)，第五開(kāi)關(guān)單元和第七開(kāi)關(guān)單元斷開(kāi)，第六開(kāi)關(guān)單元導(dǎo)通。優(yōu)選地，所述電流感測(cè)電路還包括控制晶體管，所述控制晶體管的源極與所述第一晶體管的漏極連接，所述控制晶體管的柵極連接到控制信號(hào)，并且所述控制晶體管被配置為在所述控制信號(hào)為第一電平時(shí)關(guān)斷而在所述控制信號(hào)為第二電平時(shí)導(dǎo)通。優(yōu)選地，所述控制信號(hào)為脈沖寬度調(diào)制信號(hào)，并且被用作所述開(kāi)關(guān)信號(hào)。優(yōu)選地，所述電流控制電路還包括內(nèi)部時(shí)鐘和邏輯與電路，其中，所述邏輯與電路的輸入為所述控制信號(hào)和所述內(nèi)部時(shí)鐘，所述邏輯與電路的輸出用作所述開(kāi)關(guān)信號(hào)。優(yōu)選地，所述電流控制電路還包括開(kāi)關(guān)信號(hào)產(chǎn)生電路和內(nèi)部時(shí)鐘，所述開(kāi)關(guān)信號(hào)產(chǎn)生電路被配置為使得在所述控制信號(hào)為第一電平時(shí)所述開(kāi)關(guān)信號(hào)為第一電平；當(dāng)所述控制信號(hào)變?yōu)榈诙娖綍r(shí)，所述開(kāi)關(guān)信號(hào)變?yōu)榈诙娖剑窃谒隹刂菩盘?hào)的第二電平的持續(xù)時(shí)間大于閾值時(shí)所述開(kāi)關(guān)信號(hào)將跟隨所述內(nèi)部時(shí)鐘變化。優(yōu)選地，所述電流感測(cè)電路還包括保持電容器，所述保持電容器被連接在所述感測(cè)電阻器的第二端子與所述第一晶體管的柵極之間。優(yōu)選地，所述參考電流從所述參考電阻器的第一端子流向所述參考電阻器的第二端子，所述參考電阻器的第二端子和所述感測(cè)電阻器的第二端子接地，所述第一晶體管為NMOS晶體管。優(yōu)選地，所述參考電流從所述參考電阻器的第二端子流向所述參考電阻器的第一端子，所述參考電阻器的第二端子和所述感測(cè)電阻器的第二端子連接到外部電壓，所述第一晶體管為PMOS晶體管。優(yōu)選地，所述參考電流源單元包括參考電流源以及第二晶體管和第三晶體管，第二晶體管的柵極和漏極以及第三晶體管的柵極一起連接到所述參考電流源，第二晶體管的源極與第三晶體管的漏極連接，并且第三晶體管的源極與所述參考電阻器的第一端子連接。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種用于驅(qū)動(dòng)一個(gè)或更多個(gè)串聯(lián)的發(fā)光二極管的驅(qū)動(dòng)器，其包括升壓電路，被配置為輸出大于輸入電壓的輸出電壓；以及上述的電流控制電路，所述電流控制電路被配置為控制流過(guò)發(fā)光二極管的電流為預(yù)定的值，并且向所述升壓電路輸出反饋電壓和裕量電壓以便以負(fù)反饋方式調(diào)節(jié)所述輸出電壓。優(yōu)選地，所述電流控制電路連接到發(fā)光二極管的陰極，并且所述輸出電壓連接到發(fā)光二極管的陽(yáng)極。優(yōu)選地，所述電流控制電路連接到發(fā)光二極管的陽(yáng)極，發(fā)光二極管的陰極接地，并且所述輸出電壓連接到所述感測(cè)電阻器和所述參考電阻器的第二端子。優(yōu)選地，所述升壓電路包括另一個(gè)誤差放大器；其中，所述電流控制電路還包括控制晶體管，所述控制晶體管的源極與所述第一晶體管的漏極連接，所述控制晶體管的柵極連接到控制信號(hào)，所述控制晶體管的漏極連接到發(fā)光二極管的陽(yáng)極或陰極；其中，所述參考電流源單元包括參考電流源以及第二晶體管和第三晶體管，第二晶體管的柵極和漏極以及第三晶體管的柵極一起連接到所述參考電流源，第二晶體管的源極與第三晶體管的漏極連接，并且第三晶體管的源極與所述參考電阻器的第一端子連接；其中，第二晶體管的源極的電壓作為所述裕量電壓被輸出到所述另一個(gè)誤差放大器的正相輸入端，所述第一晶體管的漏極的電壓作為所述反饋電壓被輸出到所述另一個(gè)誤差放大器的反相輸入端。根據(jù)本發(fā)明的又一方面，提供了一種用于制作電流控制電路的方法，其包括如下步驟設(shè)置參考電流源單元以產(chǎn)生參考電流；設(shè)置電流感測(cè)電路，所述電流感測(cè)電路包括其第一端子與所述參考電流源單元連接的參考電阻器、其阻值與所述參考電阻器的阻值成第一比例的感測(cè)電阻器、誤差放大器、以及其源極與所述感測(cè)電阻器連接的第一晶體管；以及設(shè)置第一開(kāi)關(guān)電容電路以使得在開(kāi)關(guān)信號(hào)為第一電平時(shí)對(duì)在所述參考電阻器的第一端子處的參考電壓進(jìn)行采樣，并且在所述開(kāi)關(guān)信號(hào)為第二電平時(shí)將所采樣的參考電壓傳遞到所述感測(cè)電阻器的第一端子，使得所述感測(cè)電阻器的第一端子處的電壓等于所述參考電阻器的第一端子處的電壓；其中所述誤差放大器的輸出能夠通過(guò)所述第一開(kāi)關(guān)電容電路而耦接到所述第一晶體管的柵極，并且利用所述電流控制電路來(lái)使得通過(guò)所述感測(cè)電阻器的電流與所述參考電流成第二比例，所述第二比例為所述第一比例的倒數(shù)。根據(jù)本發(fā)明的又一方面，提供了一種用于制作驅(qū)動(dòng)一個(gè)或更多個(gè)串聯(lián)的發(fā)光二極管的驅(qū)動(dòng)器的方法，其包括如下步驟設(shè)置升壓電路以輸出大于輸入電壓的輸出電壓；以及設(shè)置上述的電流控制電路，以便控制流過(guò)發(fā)光二極管的電流為預(yù)定的值，并且向所述升壓電路輸出反饋電壓和裕量電壓以便以負(fù)反饋方式調(diào)節(jié)所述輸出電壓。本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于，可以通過(guò)具有自動(dòng)消除偏差功能的電流控制電路來(lái)消除LED驅(qū)動(dòng)器應(yīng)用中由系統(tǒng)、工藝差異、寄生效應(yīng)和調(diào)光等弓丨起的偏差，從而能夠以高精度控制LED的電流。并且，本發(fā)明的驅(qū)動(dòng)器不需要使用外部電阻器等外部元件來(lái)調(diào)節(jié)電流精度。本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于，根據(jù)本發(fā)明的電流控制電路能夠被無(wú)縫地應(yīng)用于真實(shí)的PWM調(diào)光的LED驅(qū)動(dòng)器，并且在啟用真實(shí)的PWM調(diào)光功能時(shí)，能夠消除由于電路板級(jí)的寄生電阻而導(dǎo)致的芯片的地電壓在LED電流通路的導(dǎo)通/斷開(kāi)狀態(tài)之間的變化對(duì)LED電流的影響。本發(fā)明的又一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于，根據(jù)本發(fā)明的電流控制電路利用電阻器作為感測(cè)元件，從而與使用晶體管電流鏡結(jié)構(gòu)作為感測(cè)電路的情況相比，可以在相同的芯片面積中實(shí)現(xiàn)更好的匹配性能。
本發(fā)明的又一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于，根據(jù)本發(fā)明的LED升壓驅(qū)動(dòng)器還可以支持LDO模式。本發(fā)明的又一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于，本發(fā)明能夠使電流控制電路向升壓電路輸出的反饋電壓與輸出電壓的小信號(hào)反饋比保持穩(wěn)定，而不隨LED電流劇烈變化，從而有利于環(huán)路穩(wěn)定性的設(shè)計(jì)。本發(fā)明的又一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于，根據(jù)本發(fā)明的電流控制電路能夠自適應(yīng)地輸出裕量參考電壓，從而提聞?shì)敵鲂阅?。從以下參考附圖的示例性實(shí)施例的描述中本發(fā)明更多的方面和優(yōu)點(diǎn)將變得清晰。


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下面關(guān)于一些示例實(shí)施例的詳細(xì)描述在結(jié)合附圖來(lái)閱讀時(shí)將會(huì)更好理解。但是，應(yīng)當(dāng)理解，示例實(shí)施例并不限于所示出的精確布置和手段。在附圖中，始終使用相似的數(shù)字來(lái)指示相似的元件。為了圖示的簡(jiǎn)單和清晰起見(jiàn)，附圖示出了構(gòu)造的一般方式，并且可以省略關(guān)于眾所周知的特征和技術(shù)的描述和細(xì)節(jié)以避免不必要地使所示實(shí)施例的方面難以理解。另外，在附圖中的元件并一定按比例畫(huà)出。例如，一些元件或區(qū)域的尺寸在一些附圖中可以相對(duì)相同的或其它附圖的其它元件或區(qū)域放大，以幫助對(duì)示例實(shí)施例的理解。圖I示出了現(xiàn)有技術(shù)中的一種升壓轉(zhuǎn)換器的基本結(jié)構(gòu)。圖2示出了在低側(cè)感測(cè)的情況下的LED驅(qū)動(dòng)器2的示意性框圖。圖3示出了在高側(cè)感測(cè)的情況下的LED驅(qū)動(dòng)器3的示意性框圖。圖4示出了在沒(méi)有考慮LED驅(qū)動(dòng)器中的各種偏差并且沒(méi)有進(jìn)行調(diào)光的情況下的理想的電流控制電路4的基本結(jié)構(gòu)。圖5A和圖5B分別示例性地示出了根據(jù)本發(fā)明的具有開(kāi)關(guān)電容電路的電流控制電路在兩個(gè)階段(階段I和階段2)時(shí)的電路示意圖。圖6A和6B分別示例性地示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的具有兩個(gè)開(kāi)關(guān)電容電路的電流控制電路在開(kāi)關(guān)電容電路的兩個(gè)階段(階段I和階段2)時(shí)的電路示意圖。圖7A示出了開(kāi)關(guān)信號(hào)產(chǎn)生電路的示意圖，圖7B示出了該開(kāi)關(guān)信號(hào)產(chǎn)生電路的輸入和輸出信號(hào)波形的兩種典型情形，從而示例性地說(shuō)明該開(kāi)關(guān)信號(hào)產(chǎn)生電路的工作模式。圖8A和圖SB分別示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的在高側(cè)感測(cè)模式中的電流控制電路在兩個(gè)階段(階段I和階段2)時(shí)的電路示意圖。圖9示出了一種傳統(tǒng)的基于簡(jiǎn)單電阻器的LED電流感測(cè)電路的示意圖。
具體實(shí)施例方式以下將參考附圖描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。應(yīng)注意，下面結(jié)合附圖給出的詳細(xì)描述意指作為一些示例實(shí)施例的描述，而不是要完整描述所有可能的實(shí)施例。應(yīng)當(dāng)理解，相同的或等同的功能可以由不同的實(shí)施例來(lái)實(shí)現(xiàn)。而且，以下對(duì)至少一個(gè)示例性實(shí)施例的描述實(shí)際上僅僅是說(shuō)明性的，決不作為對(duì)本發(fā)明及其應(yīng)用或使用的任何限制。應(yīng)注意到除非另外具體說(shuō)明，否則在這些實(shí)施例中闡述的部件和步驟的相對(duì)布置、數(shù)字表達(dá)式和數(shù)值不限制本發(fā)明的范圍。在這里討論的所有實(shí)施例中，任何具體值都應(yīng)被解釋為僅僅是示例性的，而不是作為限制。因此，示例性實(shí)施例的其它示例可以具有不同的值。對(duì)于相關(guān)領(lǐng)域普通技術(shù)人員已知的技術(shù)、方法和設(shè)備可能不作詳細(xì)討論，但在適當(dāng)情況下，所述技術(shù)、方法和設(shè)備應(yīng)當(dāng)被視為授權(quán)說(shuō)明書(shū)的一部分。在以下描述和權(quán)利要求中的詞語(yǔ)“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等(若存在)用于區(qū)分相似的元件而并沒(méi)有描述特定的順序或時(shí)間次序。而且，詞語(yǔ)“包括”、“包含”、“具有”及其任何變型意指包含非排它的包括，使得包括、包含或具有一系列元素的過(guò)程、方法、物品或裝置并不一定限定于那些元素，而是可以包括沒(méi)有明確列出的或者該過(guò)程、方法、物品或裝置所固有的其它元素。(LED 驅(qū)動(dòng)器)在現(xiàn)有技術(shù)中，LED驅(qū)動(dòng)器可以由升壓電路來(lái)實(shí)現(xiàn)。升壓電路一般包括升壓轉(zhuǎn)換·器以及升壓調(diào)節(jié)反饋環(huán)路。圖I是現(xiàn)有技術(shù)中的一種升壓轉(zhuǎn)換器的基本結(jié)構(gòu)的示意圖。升壓轉(zhuǎn)換器I被配置為接收輸入電壓VIN并且產(chǎn)生幅值大于輸入電壓VIN的幅值的輸出電壓VOUT0當(dāng)開(kāi)關(guān)SB閉合時(shí)，流過(guò)電感器L的電流增大，并且來(lái)自輸入電壓VIN的能量被保存到電感器L中。當(dāng)開(kāi)關(guān)SB斷開(kāi)時(shí)，仍有電流流過(guò)電感器L，并且將先前保存的能量通過(guò)二極管DB轉(zhuǎn)移到輸出。在理想情況(即，沒(méi)有能量損失)下，VOUT = VIN/(I-D)，其中D為開(kāi)關(guān)SB的控制信號(hào)的占空比，即開(kāi)關(guān)SB導(dǎo)通的時(shí)間與整個(gè)周期時(shí)間的比。通過(guò)調(diào)節(jié)占空比D的值，可以調(diào)節(jié)輸出電壓的幅值。升壓調(diào)節(jié)反饋環(huán)路用于將輸出電壓的幅值調(diào)節(jié)為適當(dāng)?shù)闹?，以使得流過(guò)LED的電流幅值為預(yù)定的值。因此在升壓調(diào)節(jié)環(huán)路中存在一個(gè)電路，該電路用于感測(cè)LED的電流，并將其反饋給升壓調(diào)節(jié)環(huán)路以便控制輸出電壓。然而，在根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的LED驅(qū)動(dòng)器中，沒(méi)有電流控制電路來(lái)精確地控制LED的電流。因此，本發(fā)明提出了一種電流控制電路，其既能感測(cè)LED電流以便為升壓調(diào)節(jié)電路提供反饋信號(hào)，又能精確控制流過(guò)LED的電流為預(yù)定值。根據(jù)本發(fā)明的電流控制電路可以連接到LED的陰極以實(shí)現(xiàn)低側(cè)(low-side)感測(cè)模式(即，在LED電流的下游側(cè)感測(cè)LED電流)，或者可以連接到LED的陽(yáng)極以實(shí)現(xiàn)高側(cè)(high-side)感測(cè)模式(即，在LED電流的上游側(cè)感測(cè)LED電流)。圖2和圖3分別示出了根據(jù)本發(fā)明的在低側(cè)感測(cè)和高側(cè)感測(cè)的情況下的LED驅(qū)動(dòng)器2和3的示意性框圖。參考圖2和圖3，LED驅(qū)動(dòng)器2和3用于驅(qū)動(dòng)三個(gè)串聯(lián)的發(fā)光二極管LED。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)理解，在圖2和圖3中示出的三個(gè)串聯(lián)的LED僅僅是示例性的，根據(jù)本發(fā)明的LED驅(qū)動(dòng)器可以用于驅(qū)動(dòng)一個(gè)或更多個(gè)串聯(lián)的LED。以在低側(cè)感測(cè)情況下的LED驅(qū)動(dòng)器2為示例來(lái)說(shuō)明LED驅(qū)動(dòng)器的工作。參考圖2，LED驅(qū)動(dòng)器2包括用于輸出幅值比輸入電壓大的輸出電壓的升壓電路202和稍后將詳細(xì)描述的電流控制電路201。電流控制電路201被配置為將流過(guò)LED的電流Iled的幅值控制為與參考電流值成比例的預(yù)定值，并且向升壓電路202輸出裕量(headroom)電壓Vhr和反饋電壓Vfb，以便以負(fù)反饋方式調(diào)節(jié)輸出電壓。升壓電路202可以采用本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的任何結(jié)構(gòu)。例如，如上所述，升壓電路202可以包括升壓轉(zhuǎn)換器和升壓調(diào)節(jié)電路，所述升壓調(diào)節(jié)電路接收裕量電壓Vhr和反饋電壓Vfb，并通過(guò)比較裕量電壓Vhr和反饋電壓Vfb來(lái)控制升壓轉(zhuǎn)換器，從而調(diào)節(jié)輸出電壓為適當(dāng)?shù)碾妷褐?。由于升壓轉(zhuǎn)換器和升壓調(diào)節(jié)電路的結(jié)構(gòu)和原理已為本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知，因此，在本申請(qǐng)中不再詳細(xì)描述這些電路。在圖2所示的低側(cè)感測(cè)的情況下，電流控制電路201連接到發(fā)光二極管的陰極，并且升壓電路202的輸出電壓連接到發(fā)光二極管的陽(yáng)極。另一方面，在圖3所示的高側(cè)感測(cè)的情況下，將升壓電路202的輸出電壓輸出到電流控制電路201，電流控制電路201連接到發(fā)光二極管的陽(yáng)極，并且發(fā)光二極管的陰極接地。在高側(cè)感測(cè)模式中，升壓電路202可以與低側(cè)感測(cè)模式中的升壓電路相同，電流控制電路201的工作原理與低側(cè)感測(cè)模式中的電流控制電路201類似。因此，下面以低側(cè)感測(cè)模式中的電流控制電路作為示例來(lái)詳細(xì)描述電流控制電路的結(jié)構(gòu)和原理。(低側(cè)感測(cè)模式中的電流控制電路的實(shí)施例)
圖4示出了在沒(méi)有考慮LED驅(qū)動(dòng)器中的各種偏差并且沒(méi)有進(jìn)行調(diào)光的情況下的理想的電流控制電路4的基本結(jié)構(gòu)。如上所述，在低側(cè)感測(cè)模式中，電流控制電路4連接到LED的陰極，并且升壓電路的輸出電壓Vout連接到LED的陽(yáng)極。電流控制電路4向升壓調(diào)節(jié)電路輸出裕量電壓Vhr和反饋電壓Vfb。如圖4所示，升壓調(diào)節(jié)電路可以包括例如誤差放大器EA2，該誤差放大器EA2的正相輸入端接收裕量電壓Vhr，并且該誤差放大器EA2的反相輸入端接收反饋電壓Vfb。電流控制電路4包括用于產(chǎn)生參考電流Iref的參考電流源單元401以及用于感測(cè)LED電流的電流感測(cè)電路部分。所述電流感測(cè)電路部分包括參考電阻器Rr、感測(cè)電阻器Rs、誤差放大器EAl以及第一晶體管Tl。參考電阻器Rr的第一端子連接到參考電流源單元401 (即，第三晶體管T3的源極)和誤差放大器EAl的正相輸入端，而其第二端子連接到地。感測(cè)電阻器Rs的第一端子連接到第一晶體管Tl的源極和誤差放大器EAl的反相輸入端，而其第二端子連接到地。第一晶體管Tl的柵極與誤差放大器EAl的輸出端連接，并且第一晶體管Tl的漏極的電壓作為反饋電壓Vfb被輸出到誤差放大器EA2的反相輸入端。參考電流源單元401包括參考電流源以及第二晶體管T2和第三晶體管T3，第二晶體管T2的柵極和漏極以及第三晶體管T3的柵極一起連接到參考電流源，第二晶體管T2的源極與第三晶體管T3的漏極連接，并且第三晶體管T3的源極連接到電流感測(cè)電路部分。此外，第二晶體管T2的源極的電壓作為裕量電壓Vhr被輸出到誤差放大器EA2的正相輸入端。裕量電壓Vhr是為了保證第一晶體管Tl正常工作而設(shè)置的電壓。通過(guò)反饋環(huán)路，反饋電壓Vfb被控制在裕量電壓Vhr處。也就是說(shuō)，裕量電壓Vhr控制了第一晶體管Tl和感測(cè)電阻器Rs兩者上的總壓降?，F(xiàn)有技術(shù)的裕量電壓為固定電壓，即，第一晶體管Tl和感測(cè)電阻器Rs兩者上的總壓降是固定的。而為了保證在LED電流高(相應(yīng)地，感測(cè)電阻器Rs兩端的電壓降大)的時(shí)候第一晶體管Tl的源漏兩端的電壓也是足夠的，因此，通常裕量電壓必須被設(shè)定為一個(gè)幅值較大的固定電壓。但是，在LED電流低的時(shí)候，第一晶體管Tl上的壓降變得較大，而第一晶體管Tl上的壓降并不需要那么大。然而,根據(jù)本發(fā)明的電路結(jié)構(gòu)，在LED輸出電流低時(shí),裕量電壓Vhr低,而LED輸出電流高時(shí)，裕量電壓Vhr高。也就是說(shuō)，根據(jù)本發(fā)明的電流控制電路能夠自適應(yīng)地輸出裕量參考電壓Vhr。因此，與現(xiàn)有技術(shù)的固定的裕量電壓相比，對(duì)于同樣的輸出電壓，根據(jù)本發(fā)明的裕量電壓在LED輸出電流低時(shí)更小，從而實(shí)際落在LED上的電壓更大，這有助于提高小LED輸出電流情況下的系統(tǒng)實(shí)際效率。感測(cè)電阻器Rs的阻值與參考電阻器Rr的阻值成第一比例N，也就是說(shuō)，假設(shè)參考電阻器Rr的阻值為R，則感測(cè)電阻器Rs的阻值為NR。誤差放大器EAl可以為跨導(dǎo)運(yùn)算放大器。在電流控制電路4穩(wěn)定工作時(shí)，通過(guò)反饋環(huán)路的控制，誤差放大器EAl的正相輸入電壓等于反相輸入電壓。也就是說(shuō)，參考電阻器Rr的第一端子處的電壓Vref等于感測(cè)電阻器Rs的第一端子處的電壓Vres。而且由于誤差放大器的輸入阻抗非常大，流過(guò)誤差放大器的輸入端的電流近似為零，因此流過(guò)參考電阻器Rr的電流即為參考電流Iref，并且流過(guò)感測(cè)電阻器Rs的電流即為L(zhǎng)ED的電流lied。因此，可以如下地推導(dǎo)出LED電流Iled與參考電流Iref的關(guān)系，并且該關(guān)系由下面的公式I表示。 Vref = Vres — Iref X Rr = IledXRs —Iled = IrefXRr/Rs = Iref/N(公式 I)由公式I可以看出，LED的電流Iled(即，通過(guò)感測(cè)電阻器的電流)與參考電流Iref之比為1/N。因此，電流控制電路4控制通過(guò)感測(cè)電阻器的電流以使其與參考電流成第二比例(即，1/N)，該第二比例為第一比例N的倒數(shù)。然而，在實(shí)際情況中，由于存在由系統(tǒng)、工藝差異、寄生效應(yīng)等引起的偏差，因此Vres與Vref之間存在偏差，從而導(dǎo)致電流控制電路4不能精確地控制LED的電流。因此，下面將詳細(xì)描述能夠自動(dòng)消除偏差的電流控制電路。(能夠自動(dòng)消除偏差的電流控制電路的一個(gè)實(shí)施例)發(fā)明人注意到，誤差放大器EAl的偏差是影響LED電流的精度的主要因素，尤其是在LED電流小的情況下。鑒于此，本發(fā)明在上述電流控制電路4的基礎(chǔ)上增加了開(kāi)關(guān)電容電路來(lái)自動(dòng)消除偏差。所述開(kāi)關(guān)電容電路被配置為在開(kāi)關(guān)信號(hào)為第一電平(即，開(kāi)關(guān)電容電路的階段I)時(shí)對(duì)在參考電阻器Rr的第一端子處的參考電壓Vref進(jìn)行采樣，并且在開(kāi)關(guān)信號(hào)為第二電平(即，開(kāi)關(guān)電容電路的階段2)時(shí)將所采樣的參考電壓傳遞到感測(cè)電阻器Rs的第一端子，以使得感測(cè)電阻器Rs的第一端子處的電壓Vres等于參考電阻器Rr的第一端子處的電壓Vref。因此，消除了偏差對(duì)感測(cè)電阻器Rs的電壓Vres的影響，使得感測(cè)電阻器Rs的電壓Vres精確地等于參考電阻器Rr的參考電壓Vref，從而精確地控制了 LED的電流。圖5A和5B分別示例性地示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的具有開(kāi)關(guān)電容電路的電流控制電路5在開(kāi)關(guān)電容電路的兩個(gè)階段(階段I和階段2)時(shí)的電路示意圖。根據(jù)本實(shí)施例的電流控制電路5包括被配置為產(chǎn)生參考電流Iref的參考電流源單元401、電流感測(cè)電路以及第一開(kāi)關(guān)電容電路。本實(shí)施例的參考電流源單元401的結(jié)構(gòu)與上述圖4中的參考電流源單元401相同，因此在此不再贅述。本實(shí)施例的電流感測(cè)電路包括參考電阻器Rr、感測(cè)電阻器Rs、誤差放大器EAl以及第一晶體管Tl。參考電阻器Rr的第一端子與參考電流源單元401連接。第一晶體管Tl的源極與感測(cè)電阻器Rs的第一端子連接。參考電阻器Rr的第二端子和感測(cè)電阻器Rs的第二端子均連接到地。第一晶體管Tl可以為NMOS晶體管。第一開(kāi)關(guān)電容電路包括第一電容器Cl、第一開(kāi)關(guān)單元SI、第二開(kāi)關(guān)單元S2、第三開(kāi)關(guān)單元S3和第四開(kāi)關(guān)單元S4。第一電容器Cl的第一端子連接到誤差放大器EAl的反相輸入端。第一開(kāi)關(guān)單兀SI被連接在參考電阻器Rr的第一端子與第一電容器Cl的第二端子之間。第二開(kāi)關(guān)單元S2被連接在第一電容器Cl的第二端子與感測(cè)電阻器Rs的第一端子之間。第三開(kāi)關(guān)單元S3被連接在誤差放大器EAl的反相輸入端與誤差放大器EAl的輸出端之間。第四開(kāi)關(guān)單元S4被連接在第一晶體管Tl的柵極與誤差放大器EAl的輸出端之間。第一開(kāi)關(guān)電容電路中的第一到第四開(kāi)關(guān)單元S1-S4被配置為在開(kāi)關(guān)信號(hào)為第一電平時(shí)，第一開(kāi)關(guān)單元SI和第三開(kāi)關(guān)單元S3導(dǎo)通，第二開(kāi)關(guān)單元S2和第四開(kāi)關(guān)單元S4斷開(kāi)(如圖5A所示)；在開(kāi)關(guān)信號(hào)為第二電平時(shí)，第一開(kāi)關(guān)單元SI和第三開(kāi)關(guān)單元S3斷開(kāi)，第二開(kāi)關(guān)單元S2和第四開(kāi)關(guān)單元S4導(dǎo)通(如圖5B所示)。第一到第四開(kāi)關(guān)單元S1-S4可以為NMOS開(kāi)關(guān)、PMOS開(kāi)關(guān)或者CMOS開(kāi)關(guān)等。誤差放大器EAl的正相輸入端與共模輸入電壓Vcm連接。如本領(lǐng)域技術(shù)人員所知的，共模輸入電壓Vcm被設(shè)置為使誤差放大器EAl正常工作。此外，在圖5A和圖5B中還示出了保持電容器Ch，該保持電容器Ch被連接在感測(cè)電阻器Rs的第二端子與第一晶體管Tl的柵極之間，并且用于在第四開(kāi)關(guān)單元S4斷開(kāi)時(shí)維持第一晶體管Tl的柵極電壓Vg。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)理解，保持電容器Ch不一定是必需的，只要本發(fā)明的電流控制電路的設(shè)計(jì)使得第一晶體管Tl的柵極電壓Vg能夠在S4斷開(kāi)期間保持穩(wěn)定即可。在圖5A和圖5B中，誤差放大器EAl的正相輸入端處的電壓源Voff是虛擬的，其用于模擬表示誤差放大器EAl的偏差。也就是說(shuō)，在實(shí)際情況中，誤差放大器EAl的兩個(gè)輸入端處的電壓之間存在一定偏差，這個(gè)偏差用Voff表示。下面詳細(xì)說(shuō)明根據(jù)本實(shí)施例的電流控制電路5如何自動(dòng)消除偏差。首先，如圖5A所示，在階段I時(shí)，對(duì)參考電壓Vref進(jìn)行采樣。即，第一電容器Cl的第二端子的電壓為Vref，第一電容器Cl的第一端子的電壓為(Voff+Vcm)，因此第一電容器Cl兩端的電壓Vc等于(Vref-Voff-Vcm)。接著，如圖5B所示，在階段2時(shí)，第一開(kāi)關(guān)單元SI斷開(kāi)，第二開(kāi)關(guān)單元S2導(dǎo)通。由于沒(méi)有電流流到Cl，也沒(méi)有電流從Cl流出，因此Cl兩端的電壓Vc保持不變。因此在階段2時(shí)，將在階段I時(shí)采樣的參考電壓傳遞到了感測(cè)電阻器Rs的第一端子。也就是說(shuō)Vres = (Voff+Vcm) +Vc = (Voff+Vcm) + (Vref-Voff-Vcm) = Vref從上式可以看出，感測(cè)電阻器Rs的電壓Vres精確地等于參考電阻器Rr的參考電壓Vref，偏差的影響被消除。如前面的公式I所述，在感測(cè)電阻器Rs的阻值與參考電阻器Rr的阻值成第一比例N的情況下，LED的電流Iled(即，通過(guò)感測(cè)電阻器Rs的電流)與參考電流Iref之比為1/N。因此，電流控制電路5能夠精確地控制LED的電流以使其與參考電流成第二比例(SP，1/N)。通過(guò)本發(fā)明，可以通過(guò)具有自動(dòng)消除偏差功能的電流控制電路來(lái)消除LED驅(qū)動(dòng)器應(yīng)用中的偏差，從而能夠以高精度控制LED的電流。并且，本發(fā)明不需要使用外部電阻器等外部元件來(lái)調(diào)節(jié)電流精度。
此外，根據(jù)本發(fā)明的電流控制電路利用電阻器作為感測(cè)元件，從而與使用晶體管電流鏡結(jié)構(gòu)作為感測(cè)電路的情況相比，可以在相同的芯片面積中實(shí)現(xiàn)更好的匹配性能。另外，在傳統(tǒng)的LED電流感測(cè)電路中，存在反饋電壓與輸出電壓之比(B卩，反饋比)隨LED電流劇烈變化的問(wèn)題。作為示例，圖9示出了一種傳統(tǒng)的基于簡(jiǎn)單電阻器的LED電流感測(cè)電路的示意圖。從圖9中可以看出，反饋電壓Vfb與輸出電壓Vout之比(B卩，反饋比)為Rs/(Rs+Rl)，其中Rl為L(zhǎng)ED的等效電阻。由于LED的等效電阻與流過(guò)LED的電流成反比，即隨著流過(guò)LED的電流減小而增大，因此，隨著LED的電流的減小，反饋比變得較小，這將降低環(huán)路增益，使電路變得不穩(wěn)定。然而，由于在根據(jù)本發(fā)明的電流感測(cè)電路的反饋路徑中使用了工作在飽和區(qū)中的晶體管，因此，本發(fā)明能夠使電流控制電路向升壓電路輸出的反饋電壓與輸出電壓的反饋比保持穩(wěn)定，而不隨LED電流劇烈變化。具體而言，參考圖4、5A或5B，可以得到根據(jù)本發(fā)明的反饋比Vfb/Vout為(Rs+Rtl)/(Rs+Rtl+Rl)，其中Rl為L(zhǎng)ED的等效電阻，并且Rtl為第一晶體管Tl的源漏兩端的等效電阻。由于Rtl也與Tl的漏極電流(即，流過(guò)LED的電 流)成反比，因此根據(jù)本發(fā)明的反饋比保持穩(wěn)定，不會(huì)隨LED電流變化而劇烈變化。此外，根據(jù)本發(fā)明的LED升壓驅(qū)動(dòng)器還可以支持LDO模式。例如，在LED驅(qū)動(dòng)器的輸入電壓為5V，一個(gè)LED兩端所需的電壓為3. 5V，并且LED驅(qū)動(dòng)器僅僅驅(qū)動(dòng)一個(gè)LED的時(shí)候，所需的輸出電壓要小于輸入電壓，即要求工作在所謂的LDO模式下。然而，雖然升壓電路的輸出電壓Vout會(huì)大于輸入電壓，但是根據(jù)本發(fā)明的電流控制電路能夠讓升壓電路的輸出電壓Vout中的多余電壓降在第一晶體管Tl的源漏兩端，從而可以支持LDO模式。雖然在圖5A和圖5B中沒(méi)有示出調(diào)光電路，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)理解，上述的電流控制電路可以與調(diào)光電路或元件結(jié)合使用，以便可控地調(diào)節(jié)LED的亮度等級(jí)。例如，通過(guò)在LED與第一晶體管Tl之間加入一個(gè)控制晶體管(如稍后將描述的圖6A和圖6B所示)，上述電流控制電路5就可以執(zhí)行真實(shí)的PWM調(diào)光。真實(shí)的PWM調(diào)光通過(guò)維持LED導(dǎo)通時(shí)的電流的大小不變并且改變LED的導(dǎo)通時(shí)間來(lái)調(diào)節(jié)LED的亮度等級(jí)。也就是說(shuō)，通過(guò)調(diào)節(jié)LED導(dǎo)通的時(shí)間量與LED截止的時(shí)間量的相對(duì)比例來(lái)控制LED的亮度。只要LED切換的速度足夠快，人眼就不會(huì)感覺(jué)到閃爍，而只會(huì)看到與LED的導(dǎo)通時(shí)間占空比成比例的有效亮度。由于真實(shí)的PWM調(diào)光不會(huì)改變LED的導(dǎo)通電流的大小，因此，其具有不會(huì)改變色溫的優(yōu)點(diǎn)。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)理解，除了真實(shí)的PWM調(diào)光之外，根據(jù)本發(fā)明的電流控制電路也可以被應(yīng)用于其它形式的調(diào)光中。(能夠自動(dòng)消除偏差的電流控制電路的另一個(gè)實(shí)施例)在上述電流控制電路5中，通過(guò)將感測(cè)電阻器Rs的第二端子和參考電阻器Rr的第二端子連接到地、并且使得感測(cè)電阻器Rs的第一端子處的電壓Vres精確地等于參考電阻器Rr的第一端子處的電壓Vref，實(shí)現(xiàn)了 LED電流的精確控制。但是本發(fā)明的發(fā)明人認(rèn)識(shí)至IJ，在一些應(yīng)用情況下，由于參考電阻器Rr的第二端子與感測(cè)電阻器Rs的第二端子連接到芯片的兩個(gè)不同的接地端子，而且由于在安裝該芯片的電路板上的寄生等而可能在不同的接地端子之間具有地電壓偏差，因此在參考電阻器Rr的第二端子的電壓與感測(cè)電阻器Rs的第二端子的電壓之間可能存在由寄生等引起的偏差。因此，為了更精確地控制LED的電流，可以在上述電流控制電路5的基礎(chǔ)上增加另一個(gè)開(kāi)關(guān)電容電路來(lái)消除參考電阻器Rr的第二端子處的電壓與感測(cè)電阻器Rs的第二端子處的電壓之間的偏差對(duì)LED電流的影響。
鑒于此，本實(shí)施例提出了一種電流控制電路，其還包括第二開(kāi)關(guān)電容電路，所述第二開(kāi)關(guān)電容電路被配置為在開(kāi)關(guān)信號(hào)為第一電平時(shí)對(duì)在參考電阻器的第二端子處的電壓進(jìn)行采樣，并且在開(kāi)關(guān)信號(hào)為第二電平時(shí)將所采樣的第二端子處的電壓傳遞到感測(cè)電阻器的第二端子，以使得感測(cè)電阻器兩端的電壓降等于參考電阻器兩端的電壓降。也就是說(shuō)，根據(jù)本實(shí)施例的電流控制電路能夠通過(guò)兩個(gè)開(kāi)關(guān)電容電路來(lái)使感測(cè)電阻器Rs兩端的電壓降與參考電阻器Rr兩端的電壓降精確地相等。下面將參考圖6A和圖6B來(lái)描述根據(jù)本實(shí)施例的電流控制電路6。圖6A和6B分別示例性地示出了根據(jù)本實(shí)施例的具有兩個(gè)開(kāi)關(guān)電容電路的電流控制電路6在開(kāi)關(guān)電容電路的兩個(gè)階段(階段I和階段2)時(shí)的電路示意圖。 電流控制電路6包括被配置為產(chǎn)生參考電流Iref的參考電流源單元401、電流感測(cè)電路、第一開(kāi)關(guān)電容電路以及第二開(kāi)關(guān)電容電路。本實(shí)施例的參考電流源單元401的結(jié)構(gòu)與上述圖4中的參考電流源單元401相同，因此在此不再贅述。本實(shí)施例的電流感測(cè)電路包括參考電阻器Rr、感測(cè)電阻器Rs、誤差放大器EAl以及第一晶體管Tl。參考電阻器Rr的第一端子與參考電流源單元401連接。第一晶體管Tl的源極與感測(cè)電阻器Rs的第一端子連接。參考電阻器Rr的第二端子連接到芯片的參考地端子REFGND，并且感測(cè)電阻器Rs的第二端子連接到芯片的另一接地端子BLGND。第一晶體管Tl可以為NMOS晶體管。第一開(kāi)關(guān)電容電路包括第一電容器Cl、第一開(kāi)關(guān)單元SI、第二開(kāi)關(guān)單元S2、第三開(kāi)關(guān)單元S3和第四開(kāi)關(guān)單元S4。第一電容器Cl的第一端子連接到誤差放大器EAl的反相輸入端。第一開(kāi)關(guān)單兀SI被連接在參考電阻器Rr的第一端子與第一電容器Cl的第二端子之間。第二開(kāi)關(guān)單元S2被連接在第一電容器Cl的第二端子與感測(cè)電阻器Rs的第一端子之間。第三開(kāi)關(guān)單元S3被連接在誤差放大器EAl的反相輸入端與誤差放大器EAl的輸出端之間。第四開(kāi)關(guān)單元S4被連接在第一晶體管Tl的柵極與誤差放大器EAl的輸出端之間。第一開(kāi)關(guān)電容電路中的第一到第四開(kāi)關(guān)單元S1-S4被配置為在開(kāi)關(guān)信號(hào)為第一電平時(shí)，第一開(kāi)關(guān)單元SI和第三開(kāi)關(guān)單元S3導(dǎo)通，第二開(kāi)關(guān)單元S2和第四開(kāi)關(guān)單元S4斷開(kāi)(如圖6A所示)；在開(kāi)關(guān)信號(hào)為第二電平時(shí)，第一開(kāi)關(guān)單元SI和第三開(kāi)關(guān)單元S3斷開(kāi)，第二開(kāi)關(guān)單元S2和第四開(kāi)關(guān)單元S4導(dǎo)通(如圖6B所示)。第一到第四開(kāi)關(guān)單元S1-S4可以為NMOS開(kāi)關(guān)、PMOS開(kāi)關(guān)或者CMOS開(kāi)關(guān)等。第二開(kāi)關(guān)電容電路包括第二電容器C2、第五開(kāi)關(guān)單元S5、第六開(kāi)關(guān)單元S6和第七開(kāi)關(guān)單元S7。第二電容器C2的第一端子連接到誤差放大器EAl的正相輸入端。第五開(kāi)關(guān)單元S5被連接在參考電阻器Rr的第二端子與第二電容器C2的第二端子之間。第六開(kāi)關(guān)單元S6被連接在第二電容器C2的第二端子與感測(cè)電阻器Rs的第二端子之間。第七開(kāi)關(guān)單元S7被連接在誤差放大器EAl的正相輸入端與共模輸入電壓Vcm之間。如本領(lǐng)域技術(shù)人員所知的，共模輸入電壓Vcm被設(shè)置為使誤差放大器EAl正常工作。此外，第二開(kāi)關(guān)電容電路中的第五到第七開(kāi)關(guān)單元S5-S7被配置為在開(kāi)關(guān)信號(hào)為第一電平時(shí)，第五開(kāi)關(guān)單元和第七開(kāi)關(guān)單元導(dǎo)通，第六開(kāi)關(guān)單元斷開(kāi)(如圖6A所示)；在開(kāi)關(guān)信號(hào)為第二電平時(shí)，第五開(kāi)關(guān)單元和第七開(kāi)關(guān)單元斷開(kāi)，第六開(kāi)關(guān)單元導(dǎo)通(如圖6B所示)。第五到第七開(kāi)關(guān)單元S5-S7可以為NMOS開(kāi)關(guān)、PMOS開(kāi)關(guān)或者CMOS開(kāi)關(guān)等。
此外，在圖6A和圖6B中也示出了保持電容器Ch，該保持電容器Ch被連接在感測(cè)電阻器Rs的第二端子與第一晶體管Tl的柵極之間，并且用于在第四開(kāi)關(guān)單元S4斷開(kāi)時(shí)維持第一晶體管Tl的柵極電壓Vg。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)理解，保持電容器Ch不一定是必需的，只要本發(fā)明的電流控制電路的設(shè)計(jì)使得第一晶體管Tl的柵極電壓Vg能夠在S4斷開(kāi)期間保持穩(wěn)定即可。此外，在圖6A和圖6B中還示出了控制晶體管Td，其通過(guò)控制LED電流路徑的接通或斷開(kāi)來(lái)實(shí)現(xiàn)調(diào)光?？刂凭w管Td可以為NMOS晶體管?？刂凭w管Td的源極與第一晶體管Tl的漏極連接，漏極與LED的陰極連接，柵極連接到控制信號(hào)EN。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)理解，在將根據(jù)本實(shí)施例的電流控制電路6應(yīng)用于不要求調(diào)光的LED驅(qū)動(dòng)器中時(shí)，電流控制電路6可以不包括該控制晶體管Td。在LED驅(qū)動(dòng)器不要求調(diào)光時(shí)，控制晶體管Td可以一直導(dǎo)通。在LED驅(qū)動(dòng)器執(zhí)行真實(shí)的PWM調(diào)光時(shí)，控制晶體管Td的控制信號(hào)為脈沖寬度調(diào)制 信號(hào)，并且此時(shí)該控制信號(hào)可以被用作開(kāi)關(guān)電容電路的開(kāi)關(guān)信號(hào)。在開(kāi)關(guān)信號(hào)的第一電平為低電平而第二電平為高電平的情況下，在控制晶體管Td截止時(shí)開(kāi)關(guān)電容電路處于階段1，而在控制晶體管Td導(dǎo)通時(shí)開(kāi)關(guān)電容電路處于階段2。由于在實(shí)際情況中第一電容器和第二電容器會(huì)緩慢放電，因此開(kāi)關(guān)電容電路不能長(zhǎng)期處于階段2。但是在要求較大亮度等級(jí)的情況下，要求控制晶體管的導(dǎo)通時(shí)間較長(zhǎng)，這會(huì)使得開(kāi)關(guān)電容電路的階段2時(shí)間過(guò)長(zhǎng)。因此，本發(fā)明還可以提供內(nèi)部時(shí)鐘，結(jié)合該內(nèi)部時(shí)鐘和控制信號(hào)來(lái)產(chǎn)生開(kāi)關(guān)信號(hào)。例如，電流控制電路6還可以包括內(nèi)部時(shí)鐘Clk和開(kāi)關(guān)信號(hào)產(chǎn)生電路701。如圖7A所示，將控制信號(hào)EN與內(nèi)部時(shí)鐘Clk輸入開(kāi)關(guān)信號(hào)產(chǎn)生電路701，并且由開(kāi)關(guān)信號(hào)產(chǎn)生電路701輸出開(kāi)關(guān)信號(hào)SC。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，開(kāi)關(guān)信號(hào)產(chǎn)生電路701可以為邏輯與電路(例如，與門)，其中，該邏輯與電路的輸入為控制信號(hào)EN和內(nèi)部時(shí)鐘Clk，該邏輯與電路的輸出用作開(kāi)關(guān)信號(hào)SC。因此，即使控制信號(hào)的高電平時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，最終的開(kāi)關(guān)信號(hào)SC的高電平時(shí)間也不會(huì)超過(guò)內(nèi)部時(shí)鐘Clk的高電平時(shí)段。根據(jù)另一個(gè)實(shí)施例，開(kāi)關(guān)信號(hào)產(chǎn)生電路701為一個(gè)邏輯電路，其可以被配置為使得在控制信號(hào)EN為第一電平時(shí)開(kāi)關(guān)信號(hào)SC為第一電平；當(dāng)控制信號(hào)EN變?yōu)榈诙娖綍r(shí)，開(kāi)關(guān)信號(hào)SC也變?yōu)榈诙娖?，但是在控制信?hào)EN的第二電平的持續(xù)時(shí)間大于閾值(例如，三個(gè)內(nèi)部時(shí)鐘周期)時(shí)開(kāi)關(guān)信號(hào)SC將跟隨內(nèi)部時(shí)鐘Clk變化。圖7B利用輸入和輸出信號(hào)波形的兩種典型情形來(lái)示例性地說(shuō)明該開(kāi)關(guān)信號(hào)產(chǎn)生電路701的工作模式。如果控制信號(hào)EN的高脈沖寬度小于一定數(shù)量(例如三個(gè))內(nèi)部時(shí)鐘周期，則開(kāi)關(guān)信號(hào)SC將跟隨控制信號(hào)EN變化，即波形與控制信號(hào)EN相同，如圖7B中的情形I所示。如果控制信號(hào)EN的高脈沖寬度大于一定數(shù)量的內(nèi)部時(shí)鐘周期，則在檢測(cè)到一定數(shù)量的內(nèi)部時(shí)鐘周期之后，開(kāi)關(guān)信號(hào)SC將跟隨內(nèi)部時(shí)鐘Clk變化，而一旦控制信號(hào)EN變低，開(kāi)關(guān)信號(hào)SC也將立即變低，如圖7B中的情形2所示。在圖6A和圖6B中，同樣地，誤差放大器EAl的正相輸入端處的電壓源Voff是虛擬的，其用于模擬表示誤差放大器EAl的偏差。也就是說(shuō)，在實(shí)際情況中，誤差放大器EAl的兩個(gè)輸入端處的電壓之間存在一定偏差，這個(gè)偏差用Voff表示。另外，REFGND與BLGND之間的電阻Rpar也是虛擬的，其用于模擬在這兩個(gè)接地端子之間的電路板上的連線的寄生電阻。當(dāng)存在LED電流時(shí)，REFGND端子處的電壓Vrefgnd與BLGND端子處的電壓Vblgnd之間存在Iled * Rpar的偏差。下面以真實(shí)PWM調(diào)光模式下的情形為例來(lái)詳細(xì)說(shuō)明根據(jù)本實(shí)施例的電流控制電路6如何自動(dòng)消除各種偏差。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)理解，根據(jù)本實(shí)施例的電流控制電路6在不實(shí)行調(diào)光或者實(shí)行其它方式的調(diào)光的情況下也能類似地自動(dòng)消除各種偏差。首先，如圖6A所示，在階段I時(shí)，控制晶體管Td截止，沒(méi)有LED電流，因此，REFGND端子的電壓Vrefgnd與BLGND端子的電壓Vblgnd之間沒(méi)有偏差。而且，第一開(kāi)關(guān)電容電路和第二開(kāi)關(guān)電容電路分別對(duì)參考電壓Vref和REFGND端子的電壓Vrefgnd進(jìn)行采樣。即，第一電容器Cl的第二端子的電壓為Vref，第一電容器Cl的第一端子的電壓為(Voff+Vcm)，因此第一電容器Cl兩端的電壓Vcl等于(Vref-Voff-Vcm)。第二電容器C2的第二端子的電壓為Vref gnd，第二電容器C2的第一端子的電壓為Vp = Vcm,因此第二電容器C2兩端的電壓 Vc2 等于(Vrefgnd-Vcm)。 接著，如圖6B所示，在階段2時(shí)，第一開(kāi)關(guān)單元SI和第五開(kāi)關(guān)單元S5斷開(kāi)，第二開(kāi)關(guān)單元S2和第六開(kāi)關(guān)單元S6導(dǎo)通，并且控制晶體管Td導(dǎo)通，此時(shí)LED電流為Iled，因此，BLGND端子的電壓Vblgnd與REFGND端子的電壓Vrefgnd之間存在偏差I(lǐng)led * Rpar。由于沒(méi)有電流流到Cl和C2，也沒(méi)有電流從Cl和C2流出，因此Cl和C2兩端的電壓Vcl和Vc2保持不變。因此在階段2時(shí)，將在階段I時(shí)采樣的參考電阻器Rr兩端的壓降傳遞到感測(cè)電阻器Rs的兩端。也就是說(shuō),Vref-Vrefgnd = Vres-Vblgnd,其推導(dǎo)過(guò)程如下Vp = Vblgnd-Vc2 = Vblgnd- (Vrefgnd-Vcm) — Vres = Vp+Voff+Vcl = Vblgnd-(Vrefgn d_Vcm)+Voff+(Vref-Voff-Vcm) = Vblgnd+Vref-Vrefgnd — Vref-Vrefgnd = Vres-Vblgnd從上式可以看出，感測(cè)電阻器Rs兩端的電壓降精確地等于參考電阻器Rr兩端的電壓，從而消除了各種偏差的影響，精確地控制了 LED電流。通過(guò)本實(shí)施例，除了在前面的實(shí)施例中提到的優(yōu)點(diǎn)之外，本發(fā)明的還一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于，根據(jù)本發(fā)明的電流控制電路能夠被無(wú)縫地應(yīng)用于真實(shí)的PWM調(diào)光的LED驅(qū)動(dòng)器，并且在啟用真實(shí)的PWM調(diào)光功能時(shí)，能夠消除由于電路板級(jí)的寄生電阻而導(dǎo)致的芯片的地電壓在LED電流通路的導(dǎo)通/斷開(kāi)狀態(tài)之間的變化對(duì)LED電流的影響。(高側(cè)感測(cè)模式中的電流控制電路的實(shí)施例)圖8A和圖SB分別示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的在高側(cè)感測(cè)模式中的電流控制電路8在兩個(gè)階段(階段I和階段2)時(shí)的電路示意圖。根據(jù)本實(shí)施例的電流控制電路8的電路結(jié)構(gòu)和工作原理與上面參考圖5A和圖5B所述的電流控制電路5的電路結(jié)構(gòu)和工作原理類似，因此下面僅僅詳細(xì)描述為了適應(yīng)高側(cè)感測(cè)模式而與電流控制電路5的不同之處。注意，雖然圖8A和圖SB中示出了控制晶體管Td,但是如圖5A和圖5B所示一樣，高側(cè)感測(cè)模式中的電流控制電路也可以沒(méi)有控制晶體管Td，或者可以具有其它形式的調(diào)光電路。在聞側(cè)感測(cè)模式中，如圖8A和圖8B所不出的，升壓電路的輸出電壓Vout輸出到電流控制電路8，電流控制電路8連接到發(fā)光二極管的陽(yáng)極，并且發(fā)光二極管的陰極接地。具體來(lái)說(shuō)，輸出電壓Vout連接到參考電阻器Rr的第二端子與感測(cè)電阻器Rs的第二端子，并且控制晶體管Td的漏極連接到發(fā)光二極管的陽(yáng)極。第一晶體管Tl和控制晶體管Td可以為PMOS晶體管。
為了使反饋電壓Vfb的幅值較小以適應(yīng)后續(xù)的工作在低電壓下的升壓調(diào)節(jié)電路，電流控制電路8還可以包括一個(gè)減法電路，其將輸出電壓Vout減去第一晶體管Tl的漏極電壓，從而輸出幅值較小的反饋電壓Vfb。而且該反饋電壓Vfb與前述低側(cè)感測(cè)模式中的反饋電壓Vfb相同，S卩，均為感測(cè)電阻器Rs和第一晶體管Tl兩者上的電壓降之和。因此，高側(cè)感測(cè)模式中的裕量電壓Vhr的產(chǎn)生以及后續(xù)的升壓調(diào)節(jié)電路可以與低側(cè)感測(cè)模式中的相同。在高側(cè)感測(cè)模式中自動(dòng)消除偏差的方法和原理與前述低側(cè)感測(cè)模式中的相同，因此在此不再贅述。同樣，高側(cè)感測(cè)模式中的電流控制電路也具有如前所述的優(yōu)點(diǎn)。如果電流控制電路8中的參考電阻器Rr的第二端子與感測(cè)電阻器Rs的第二端子(即，連接到輸出電壓Vout的端子)的電壓之間也存在偏差，則也可以如圖6A和圖6B所示那樣增加另一個(gè)開(kāi)關(guān)電容電路來(lái)消除該偏差。
本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠從以上描述中認(rèn)識(shí)到，可以以各種形式來(lái)實(shí)施本發(fā)明，并且可以獨(dú)立或者組合地實(shí)施各種實(shí)施例。因此，雖然已經(jīng)參考示例性實(shí)施例描述了本發(fā)明，但是應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明不限于所公開(kāi)的示例性實(shí)施例。以下權(quán)利要求的范圍將被給予最寬的解釋從而包括所有這樣的修改、等同的結(jié)構(gòu)與功能。
權(quán)利要求
1.一種電流控制電路，包括 參考電流源單元，被配置為產(chǎn)生參考電流； 電流感測(cè)電路，所述電流感測(cè)電路包括其第一端子與所述參考電流源單元連接的參考電阻器、其阻值與所述參考電阻器的阻值成第一比例的感測(cè)電阻器、其源極與所述感測(cè)電阻器的第一端子連接的第一晶體管、以及誤差放大器；以及 第一開(kāi)關(guān)電容電路，被配置為在開(kāi)關(guān)信號(hào)為第一電平時(shí)對(duì)在所述參考電阻器的第一端子處的參考電壓進(jìn)行采樣，并且在所述開(kāi)關(guān)信號(hào)為第二電平時(shí)將所采樣的參考電壓傳遞到所述感測(cè)電阻器的第一端子，以使得所述感測(cè)電阻器的第一端子處的電壓等于所述參考電阻器的第一端子處的電壓； 其中所述誤差放大器的輸出能夠通過(guò)所述第一開(kāi)關(guān)電容電路而耦接到所述第一晶體管的柵極，并且所述電流控制電路控制通過(guò)所述感測(cè)電阻器的電流以使其與所述參考電流成第二比例，所述第二比例為所述第一比例的倒數(shù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電流控制電路，其中，所述誤差放大器的正相輸入端連接到共模輸入電壓，并且所述第一開(kāi)關(guān)電容電路包括 第一電容器，其第一端子連接到所述誤差放大器的反相輸入端； 第一開(kāi)關(guān)單元，其被連接在所述參考電阻器的第一端子與所述第一電容器的第二端子之間； 第二開(kāi)關(guān)單元，其被連接在所述第一電容器的第二端子與所述感測(cè)電阻器的第一端子之間； 第三開(kāi)關(guān)單元，其被連接在所述誤差放大器的反相輸入端與所述誤差放大器的輸出端之間； 第四開(kāi)關(guān)單元，其被連接在所述第一晶體管的柵極與所述誤差放大器的輸出端之間； 其中，所述第一開(kāi)關(guān)電容電路中的第一開(kāi)關(guān)單元到第四開(kāi)關(guān)單元被配置為 在所述開(kāi)關(guān)信號(hào)為第一電平時(shí)，第一開(kāi)關(guān)單元和第三開(kāi)關(guān)單元導(dǎo)通，第二開(kāi)關(guān)單元和第四開(kāi)關(guān)單元斷開(kāi)； 在所述開(kāi)關(guān)信號(hào)為第二電平時(shí)，第一開(kāi)關(guān)單元和第三開(kāi)關(guān)單元斷開(kāi)，第二開(kāi)關(guān)單元和第四開(kāi)關(guān)單元導(dǎo)通。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電流控制電路，還包括第二開(kāi)關(guān)電容電路，所述第二開(kāi)關(guān)電容電路被配置為在開(kāi)關(guān)信號(hào)為第一電平時(shí)對(duì)在所述參考電阻器的第二端子處的電壓進(jìn)行采樣，并且在所述開(kāi)關(guān)信號(hào)為第二電平時(shí)將所采樣的第二端子處的電壓傳遞到所述感測(cè)電阻器的第二端子，以使得所述感測(cè)電阻器兩端的電壓降等于所述參考電阻器兩端的電壓降。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電流控制電路，其中，所述第二開(kāi)關(guān)電容電路包括 第二電容器，其第一端子連接到所述誤差放大器的正相輸入端； 第五開(kāi)關(guān)單元，其被連接在所述參考電阻器的第二端子與所述第二電容器的第二端子之間； 第六開(kāi)關(guān)單元，其被連接在所述第二電容器的第二端子與所述感測(cè)電阻器的第二端子之間； 第七開(kāi)關(guān)單元，其被連接在所述誤差放大器的正相輸入端與共模輸入電壓之間；其中，所述第二開(kāi)關(guān)電容電路中的第五開(kāi)關(guān)單元到第七開(kāi)關(guān)單元被配置為 在所述開(kāi)關(guān)信號(hào)為第一電平時(shí)，第五開(kāi)關(guān)單元和第七開(kāi)關(guān)單元導(dǎo)通，第六開(kāi)關(guān)單元斷開(kāi)； 在所述開(kāi)關(guān)信號(hào)為第二電平時(shí)，第五開(kāi)關(guān)單元和第七開(kāi)關(guān)單元斷開(kāi)，第六開(kāi)關(guān)單元導(dǎo)通。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中的任一權(quán)利要求所述的電流控制電路，其中，所述電流感測(cè)電路還包括控制晶體管，所述控制晶體管的源極與所述第一晶體管的漏極連接，所述控制晶體管的柵極連接到控制信號(hào)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電流控制電路，其中，所述控制信號(hào)為脈沖寬度調(diào)制信號(hào)，并且被用作所述開(kāi)關(guān)信號(hào)。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電流控制電路，還包括內(nèi)部時(shí)鐘和邏輯與電路，其中，所述邏輯與電路的輸入為所述控制信號(hào)和所述內(nèi)部時(shí)鐘，所述邏輯與電路的輸出用作所述開(kāi)關(guān)信號(hào)。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電流控制電路，還包括開(kāi)關(guān)信號(hào)產(chǎn)生電路和內(nèi)部時(shí)鐘，所述開(kāi)關(guān)信號(hào)產(chǎn)生電路被配置為使得 在所述控制信號(hào)為第一電平時(shí)所述開(kāi)關(guān)信號(hào)為第一電平； 當(dāng)所述控制信號(hào)變?yōu)榈诙娖綍r(shí)，所述開(kāi)關(guān)信號(hào)變?yōu)榈诙娖剑窃谒隹刂菩盘?hào)的第二電平的持續(xù)時(shí)間大于閾值時(shí)所述開(kāi)關(guān)信號(hào)將跟隨所述內(nèi)部時(shí)鐘變化。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電流控制電路，其中，所述電流感測(cè)電路還包括保持電容器，所述保持電容器被連接在所述感測(cè)電阻器的第二端子與所述第一晶體管的柵極之間。
10.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電流控制電路，其中，所述參考電流從所述參考電阻器的第一端子流向所述參考電阻器的第二端子，所述參考電阻器的第二端子和所述感測(cè)電阻器的第二端子接地，所述第一晶體管為NMOS晶體管。
11.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電流控制電路，其中，所述參考電流從所述參考電阻器的第二端子流向所述參考電阻器的第一端子，所述參考電阻器的第二端子和所述感測(cè)電阻器的第二端子連接到外部電壓，所述第一晶體管為PMOS晶體管。
12.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電流控制電路，其中，所述參考電流源單元包括參考電流源以及第二晶體管和第三晶體管，第二晶體管的柵極和漏極以及第三晶體管的柵極一起連接到所述參考電流源，第二晶體管的源極與第三晶體管的漏極連接，并且第三晶體管的源極與所述參考電阻器的第一端子連接。
13.一種用于驅(qū)動(dòng)一個(gè)或更多個(gè)串聯(lián)的發(fā)光二極管的驅(qū)動(dòng)器，包括 升壓電路，被配置為輸出大于輸入電壓的輸出電壓；以及 根據(jù)權(quán)利要求1-12中的任一權(quán)利要求所述的電流控制電路，所述電流控制電路被配置為控制流過(guò)發(fā)光二極管的電流為預(yù)定的值，并且向所述升壓電路輸出反饋電壓和裕量電壓以便以負(fù)反饋方式調(diào)節(jié)所述輸出電壓。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的驅(qū)動(dòng)器，其中，所述電流控制電路連接到發(fā)光二極管的陰極，并且所述輸出電壓連接到發(fā)光二極管的陽(yáng)極。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的驅(qū)動(dòng)器，其中，所述電流控制電路連接到發(fā)光二極管的陽(yáng)極，發(fā)光二極管的陰極接地，并且所述輸出電壓連接到所述感測(cè)電阻器和所述參考電阻器的第二端子。
16.根據(jù)權(quán)利要求13所述的驅(qū)動(dòng)器，其中，所述升壓電路包括另一個(gè)誤差放大器； 其中，所述電流控制電路還包括控制晶體管，所述控制晶體管的源極與所述第一晶體管的漏極連接，所述控制晶體管的柵極連接到控制信號(hào)，所述控制晶體管的漏極連接到發(fā)光二極管的陽(yáng)極或陰極； 其中，所述參考電流源單元包括參考電流源以及第二晶體管和第三晶體管，第二晶體管的柵極和漏極以及第三晶體管的柵極一起連接到所述參考電流源，第二晶體管的源極與第三晶體管的漏極連接，并且第三晶體管的源極與所述參考電阻器的第一端子連接； 其中，第二晶體管的源極的電壓作為所述裕量電壓被輸出到所述另一個(gè)誤差放大器的正相輸入端，所述第一晶體管的漏極的電壓作為所述反饋電壓被輸出到所述另一個(gè)誤差放大器的反相輸入端。
17.一種用于制作電流控制電路的方法，包括如下步驟 設(shè)置參考電流源單元以產(chǎn)生參考電流； 設(shè)置電流感測(cè)電路，所述電流感測(cè)電路包括其第一端子與所述參考電流源單元連接的參考電阻器、其阻值與所述參考電阻器的阻值成第一比例的感測(cè)電阻器、誤差放大器、以及其源極與所述感測(cè)電阻器連接的第一晶體管；以及 設(shè)置第一開(kāi)關(guān)電容電路以使得在開(kāi)關(guān)信號(hào)為第一電平時(shí)對(duì)在所述參考電阻器的第一端子處的參考電壓進(jìn)行采樣，并且在所述開(kāi)關(guān)信號(hào)為第二電平時(shí)將所采樣的參考電壓傳遞到所述感測(cè)電阻器的第一端子，使得所述感測(cè)電阻器的第一端子處的電壓等于所述參考電阻器的第一端子處的電壓； 其中所述誤差放大器的輸出能夠通過(guò)所述第一開(kāi)關(guān)電容電路而耦接到所述第一晶體管的柵極，并且利用所述電流控制電路來(lái)使得通過(guò)所述感測(cè)電阻器的電流與所述參考電流成第二比例，所述第二比例為所述第一比例的倒數(shù)。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其中，所述誤差放大器的正相輸入端連接到共模輸入電壓，并且所述第一開(kāi)關(guān)電容電路包括 第一電容器，其第一端子連接到所述誤差放大器的反相輸入端； 第一開(kāi)關(guān)單元，其被連接在所述參考電阻器的第一端子與所述第一電容器的第二端子之間； 第二開(kāi)關(guān)單元，其被連接在所述第一電容器的第二端子與所述感測(cè)電阻器的第一端子之間； 第三開(kāi)關(guān)單元，其被連接在所述誤差放大器的反相輸入端與所述誤差放大器的輸出端之間； 第四開(kāi)關(guān)單元，其被連接在所述第一晶體管的柵極與所述誤差放大器的輸出端之間； 其中，所述第一開(kāi)關(guān)電容電路中的第一開(kāi)關(guān)單元到第四開(kāi)關(guān)單元被配置為 在所述開(kāi)關(guān)信號(hào)為第一電平時(shí)，第一開(kāi)關(guān)單元和第三開(kāi)關(guān)單元導(dǎo)通，第二開(kāi)關(guān)單元和第四開(kāi)關(guān)單元斷開(kāi)； 在所述開(kāi)關(guān)信號(hào)為第二電平時(shí)，第一開(kāi)關(guān)單元和第三開(kāi)關(guān)單元斷開(kāi)，第二開(kāi)關(guān)單元和第四開(kāi)關(guān)單元導(dǎo)通。
19.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，還包括如下步驟設(shè)置第二開(kāi)關(guān)電容電路以使得在開(kāi)關(guān)信號(hào)為第一電平時(shí)對(duì)在所述參考電阻器的第二端子處的電壓進(jìn)行采樣，并且在所述開(kāi)關(guān)信號(hào)為第二電平時(shí)將所采樣的第二端子處的電壓傳遞到所述感測(cè)電阻器的第二端子，使得所述感測(cè)電阻器兩端的電壓降等于所述參考電阻器兩端的電壓降。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，其中，所述第二開(kāi)關(guān)電容電路包括 第二電容器，其第一端子連接到所述誤差放大器的正相輸入端； 第五開(kāi)關(guān)單元，其被連接在所述參考電阻器的第二端子與所述第二電容器的第二端子之間； 第六開(kāi)關(guān)單元，其被連接在所述第二電容器的第二端子與所述感測(cè)電阻器的第二端子之間； 第七開(kāi)關(guān)單元，其被連接在所述誤差放大器的正相輸入端與共模輸入電壓之間； 其中，所述第二開(kāi)關(guān)電容電路中的第五開(kāi)關(guān)單元到第七開(kāi)關(guān)單元被配置為 在所述開(kāi)關(guān)信號(hào)為第一電平時(shí)，第五開(kāi)關(guān)單元和第七開(kāi)關(guān)單元導(dǎo)通，第六開(kāi)關(guān)單元斷開(kāi)； 在所述開(kāi)關(guān)信號(hào)為第二電平時(shí)，第五開(kāi)關(guān)單元和第七開(kāi)關(guān)單元斷開(kāi)，第六開(kāi)關(guān)單元導(dǎo)通。
21.根據(jù)權(quán)利要求17-20中的任一權(quán)利要求所述的方法，其中，所述電流感測(cè)電路還包括控制晶體管，所述控制晶體管的源極與所述第一晶體管的漏極連接，所述控制晶體管的柵極連接到控制信號(hào)。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，其中，所述控制信號(hào)為脈沖寬度調(diào)制信號(hào)，并且被用作所述開(kāi)關(guān)信號(hào)。
23.根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，還包括如下步驟 設(shè)置內(nèi)部時(shí)鐘和邏輯與電路，其中，所述邏輯與電路的輸入為所述控制信號(hào)和所述內(nèi)部時(shí)鐘，所述邏輯與電路的輸出用作所述開(kāi)關(guān)信號(hào)。
24.根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，還包括如下步驟 設(shè)置開(kāi)關(guān)信號(hào)產(chǎn)生電路和內(nèi)部時(shí)鐘，所述開(kāi)關(guān)信號(hào)產(chǎn)生電路被配置為使得 在所述控制信號(hào)為第一電平時(shí)所述開(kāi)關(guān)信號(hào)為第一電平； 當(dāng)所述控制信號(hào)變?yōu)榈诙娖綍r(shí)，所述開(kāi)關(guān)信號(hào)變?yōu)榈诙娖?，但是在所述控制信?hào)的第二電平的持續(xù)時(shí)間大于閾值時(shí)所述開(kāi)關(guān)信號(hào)將跟隨所述內(nèi)部時(shí)鐘變化。
25.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其中，所述電流感測(cè)電路還包括保持電容器，所述保持電容器被連接在所述感測(cè)電阻器的第二端子與所述第一晶體管的柵極之間。
26.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其中，所述參考電流從所述參考電阻器的第一端子流向所述參考電阻器的第二端子，所述參考電阻器的第二端子和所述感測(cè)電阻器的第二端子接地，所述第一晶體管為NMOS晶體管。
27.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其中，所述參考電流從所述參考電阻器的第二端子流向所述參考電阻器的第一端子，所述參考電阻器的第二端子和所述感測(cè)電阻器的第二端子連接到外部電壓，所述第一晶體管為PMOS晶體管。
28.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其中，所述參考電流源單元包括參考電流源以及第二晶體管和第三晶體管，第二晶體管的柵極和漏極以及第三晶體管的柵極一起連接到所述參考電流源，第二晶體管的源極與第三晶體管的漏極連接，并且第三晶體管的源極與所述參考電阻器的第一端子連接。
29.一種用于制作驅(qū)動(dòng)一個(gè)或更多個(gè)串聯(lián)的發(fā)光二極管的驅(qū)動(dòng)器的方法，包括如下步驟 設(shè)置升壓電路以輸出大于輸入電壓的輸出電壓；以及 設(shè)置根據(jù)權(quán)利要求1-12中的任一權(quán)利要求所述的電流控制電路，以便控制流過(guò)發(fā)光二極管的電流為預(yù)定的值，并且向所述升壓電路輸出反饋電壓和裕量電壓以便以負(fù)反饋方式調(diào)節(jié)所述輸出電壓。
30.根據(jù)權(quán)利要求29所述的方法，其中，將所述電流控制電路連接到發(fā)光二極管的陰極，并且將所述輸出電壓連接到發(fā)光二極管的陽(yáng)極。
31.根據(jù)權(quán)利要求29所述的方法，其中，將所述電流控制電路連接到發(fā)光二極管的陽(yáng)極，將發(fā)光二極管的陰極接地，并且將所述輸出電壓連接到所述感測(cè)電阻器和所述參考電阻器的第二端子。
32.根據(jù)權(quán)利要求29所述的方法，其中，所述升壓電路包括另一個(gè)誤差放大器； 其中，所述電流控制電路還包括控制晶體管，所述控制晶體管的源極與所述第一晶體管的漏極連接，所述控制晶體管的柵極連接到控制信號(hào)，所述控制晶體管的漏極連接到發(fā)光二極管的陽(yáng)極或陰極； 其中，所述參考電流源單元包括參考電流源以及第二晶體管和第三晶體管，第二晶體管的柵極和漏極以及第三晶體管的柵極一起連接到所述參考電流源，第二晶體管的源極與第三晶體管的漏極連接，并且第三晶體管的源極與所述參考電阻器的第一端子連接； 其中，第二晶體管的源極的電壓作為所述裕量電壓被輸出到所述另一個(gè)誤差放大器的正相輸入端，所述第一晶體管的漏極的電壓作為所述反饋電壓被輸出到所述另一個(gè)誤差放大器的反相輸入端。
全文摘要
本發(fā)明涉及電流控制電路、發(fā)光二極管驅(qū)動(dòng)器及其制作方法。本發(fā)明提出了一種全集成的精確LED輸出電流控制電路和方法，其可與真實(shí)的PWM調(diào)光無(wú)縫地結(jié)合。本發(fā)明通過(guò)在發(fā)光二極管驅(qū)動(dòng)器中使用具有自動(dòng)消除偏差功能的電流控制電路來(lái)消除了LED驅(qū)動(dòng)器應(yīng)用中由系統(tǒng)、工藝差異、寄生效應(yīng)和調(diào)光等引起的偏差，從而使得能夠以高精度控制LED的電流。并且，本發(fā)明的驅(qū)動(dòng)器不需要使用外部電阻器等外部元件來(lái)調(diào)節(jié)電流精度。
文檔編號(hào)H05B37/02GK102958236SQ20111025316
公開(kāi)日2013年3月6日 申請(qǐng)日期2011年8月31日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月31日
發(fā)明者邵濱, 富吉賢治 申請(qǐng)人:美國(guó)亞德諾半導(dǎo)體公司