CN101702847A - 不随温度、工艺变化的无过冲快速预充电电路 - Google Patents

不随温度、工艺变化的无过冲快速预充电电路 Download PDF

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Abstract

一种不随温度、工艺变化的无过冲快速预充电电路，由第一场效应管M1、第二场效应管M2、第三场效应管M3、时序控制开关S1和电阻R1组成，S1一端与M2的栅极电连接，另一端与M1的栅极电连接；M1的漏极接电源，其源极接Mo的栅极；M2的栅极与漏极相连，且漏极连接一恒流源；M2的源极电连接M3的漏极，M3的漏极与栅极相连，M3的源极通过电阻R1接地。其优点在于，由于Mo管与模拟Mo管的M3管都在同一芯片内，栅端电压Vgs共同受温度、工艺角影响，用Vgs3做过冲驱动电压即可补偿Mo管的特性，会使得流过LED的Io既没有过冲又能够快速达到预定值，提高了电路的控制精度，达到输出灰阶精度要求。

Description

不随温度、工艺变化的无过冲快速预充电电路
技术领域
本发明涉及LED装饰照明领域，特别是一种不随温度、工艺变化的无过冲快速预充电电路。
背景技术
现有技术中的LED驱动电路由输出恒流电路、预充电电路和外置LED构成。如图2所示，输出恒流电路由比较器(comparator)和输出管Mo组成，比较器的正极接输入参考电压Vref，输出接输出管Mo的栅极，比较器的负极接输出管Mo的源极，再通过一个电阻Ro连接到地。输出管Mo的漏极接外部电路的LED负极，LED的正极接外部电源。而预充电电路是由第一场效应管M1构成，其栅极连接数字控制信号，漏极接电源线，源极连接输出管Mo的栅极。当LED恒流驱动器在PWM信号的控制下驱动外部LED电流流通时，由于内部比较器的响应速度不够快，为了提高输出信号的slew rate，会增加一个预充电电路，快速的将A点电压提高，使输出管Mo马上打开。但是，由于输出管Mo的特性是随着工艺、温度变化的，A点电压需要跟随这些特性变换，否则会造成A点电压预充过高或者过低。在A点预充电压过高的情况下，流过LED的电流Io会有一个过冲(见图3)，严重时会烧毁LED；在A点预充电压过低时，LED的电流会缓慢的达到预定值(见图4)，这样会降低电路的控制精度，达不到输出灰阶精度要求。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，针对上述现有技术现状，而提供一种不随温度、工艺变化的无过冲快速预充电电路，它会使得流过LED的电流Io既没有过冲又能够快速达到预定值，提高了电路的控制精度，达到输出灰阶精度要求。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种不随温度、工艺变化的无过冲快速预充电电路，其特征在于：由第一场效应管M1、第二场效应管M2、第三场效应管M3、时序控制开关S1和电阻R1组成，所述时序控制开关S1一端与第二场效应管M2的栅极电连接，另一端与第一场效应管M1的栅极电连接；
所述第一场效应管M1的漏极接电源，其源极接输出场效应管Mo的栅极；所述第二场效应管M2的栅极与漏极相连，且漏极电连接一恒流源；第二场效应管M2的源极电连接第三场效应管M3的漏极，第三场效应管M3的漏极与栅极相连，第三场效应管M3的源极通过电阻R1接地。
与现有技术相比，本发明的优点在于，由于第三场效应管M3管模拟输出管Mo的栅端电压Vgs3，将Vgs3作为预充电压赋值给Vgso，由于第三场效应管M3及输出管Mo都是在同一个芯片内部，其栅端电压Vgs共同受温度、工艺角影响提高或降低，用Vgs3做过冲驱动电压即可补偿输出管Mo管在温度、工艺角下的特性，会使得流过LED的电流Io既没有过冲又能够快速达到预定值，提高了电路的控制精度，达到输出灰阶精度要求。
附图说明
图1是本发明的电路图；
图2是现有技术的电路图；
图3是现有技术中过冲时A点预充电压与流过LED电流的示意图；
图4现有技术中过缓时A点预充电压与流过LED电流的示意图；
图5本发明的A点预充电压与流过LED电流的示意图。
具体实施方式
下面根据实施例和附图对本发明作进一步详细说明。
如图1、5所示，一种不随温度、工艺变化的无过冲快速预充电电路，由第一场效应管M1、第二场效应管M2、第三场效应管M3、时序控制开关S1和电阻R1组成，所述时序控制开关S1一端与第二场效应管M2的栅极电连接，另一端与第一场效应管M1的栅极电连接；
所述第一场效应管M1的漏极接电源，其源极接输出场效应管Mo的栅极；所述第二场效应管M2的栅极与漏极相连，且漏极电连接一恒流源；第二场效应管M2的源极电连接第三场效应管M3的漏极，第三场效应管M3的漏极与栅极相连，第三场效应管M3的源极通过电阻R1接地。
本发明的工作原理如下：
如图1、5所示，LED驱动电路由输出恒流电路、预充电电路和外置LED构成。输出恒流电路由比较器(comparator)和输出管Mo组成，比较器的正极接输入参考电压Vref，输出接输出管Mo的栅极，比较器的负极接输出管Mo的源极，再通过一个电阻Ro连接到地。输出管Mo的漏极接外部电路的LED负极，LED的正极接外部电源。而预充电电路是由第一场效应管M1、第二场效应管M2、第三场效应管M3、时序控制开关S1和电阻R1组成，第一场效应管M1的栅极连接时序开关S1，漏极接电源线，源极连接输出管Mo的栅极，输出管Mo的漏极连接外部的LED灯；
第三场效应管M3管模拟输出管Mo的栅端电压Vgs3，将Vgs3作为预充电压赋值给Vgso，由于第三场效应管M3及输出管Mo都是在同一个芯片内部，其栅端电压Vgs共同受温度、工艺角影响提高或降低，用Vgs3做过冲驱动电压即可补偿输出管Mo在温度、工艺角下的特性。此外，为了将Vgs3电压赋值给输出管Mo作为预充电时的钳制电压，在第三场效应管M3与输出管Mo的栅极上加上一个电流镜结构的第一场效应管M1、第二场效应管M2，在预充电阶段，第一场效应管M1管会将输出管Mo的栅极电压快速充电，当VA电压达到Vgs3时，由于第一场效应管M1的Vgs减小，输出充电电流也减小，基本不对输出管Mo管充电，当电路预充电结束时，逻辑电路会断开第一场效应管M1、第二场效应管M2管的栅极连接，并把第一场效应管M1的栅极接地，停止预充电，而此时输出管Mo栅极电压VA已经被稳定的充到预期值。仿真结果证明，该结构极好的保证了LED充电的速度，并且不会带来过大的过冲电流。
本发明根据输出电流及输出管Mo特性改变的预充电电路，电路内部会根据工艺角的偏差，动态的调整A点电压，使在不同温度、工艺角下预充电路都会快速的将输出电流锁定在预期值。

Claims (1)

1.一种不随温度、工艺变化的无过冲快速预充电电路，其特征在于：由第一场效应管M1、第二场效应管M2、第三场效应管M3、时序控制开关S1和电阻R1组成，所述时序控制开关S1一端与第二场效应管M2的栅极电连接，另一端与第一场效应管M1的栅极电连接；
所述第一场效应管M1的漏极接电源，其源极接输出场效应管Mo的栅极；所述第二场效应管M2的栅极与漏极相连，且漏极连接一恒流源；第二场效应管M2的源极电连接第三场效应管M3的漏极，第三场效应管M3的漏极与栅极相连，第三场效应管M3的源极通过电阻R1接地。
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