CN101932157B - 一种led恒流驱动芯片输入电路 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种LED恒流驱动芯片输入电路，包括：顺次连接的保护电路、降噪电路和驱动电路，外部信号由保护电路输入，经降噪电路降低噪声干扰，经驱动电路增强驱动能力，输入信号管脚上有静电产生时，例如高于电源电压VDD时或者低于接地参考电压时，均可通过保护电路泄放静电电荷，阻止高能量注入芯片内部，损坏内部器件，外部数字信号进入电路，经过降噪电路，可以有效消除外部噪声的影响，给内部电路提供整形后的逻辑电平，降噪电路后跟三级反相驱动器链可以大大增大信号驱动能力。

Description

一种LED恒流驱动芯片输入电路

技术领域

本发明涉及LED驱动技术领域，尤其涉及的是一种LED恒流驱动芯片输入电路。

背景技术

LED是Light Emitting Diode的英文缩写。最早诞生于20世纪60年代。早期LED以发出微弱红光光谱为主，发光亮度在0.001流明/瓦，后来才出现橙色、绿色、蓝色等。由于当时的技术和工艺条件显示，早期生产的发光二极管采用的是液体相位外延技术，该种工艺生产的二极管亮度始终未超过0.1流明/瓦。二十世纪八十年代后，日本企业率先实现技术突破，发光亮度达到5至10流明/瓦。二十世纪九十年代以后，随着新材料科学的发展，采取更为先进的低压金属有机物气相外延(LPMOVPE)和低压金属有机物化学气相淀积外延方法(LPMOCVD)开发出更高亮度的LED，使得LED的应用领域更加广阔，LED显示应用就是其中的一种重要应用。信息平面显示是现代生活中用途广泛的领域，证券交易所的显示面板，动态广告牌，航空的飞机动态显示，体育馆，商业，工业和其他行业的大型和超大型全色显示屏的信息显示，进一步满足了现代人对信息显示的需求欲望。

随着国民经济的飞速发展，各行业对LED显示屏的需求也变得急剧扩大。它已广泛地应用于电信、邮政、金融、交通、体育场馆等各个行业及政府工作部门。另外，随着计算机网络技术的发展，LED显示屏在网络环境下的使用情况越来越多，在多媒体、多种显示设备组成的信息显示系统中，智能化网络控制和互联网控制多屏技术也在实际中得到应用。而LED显示屏的应用需要专门的LED驱动控制芯片，它能使LED获得良好、均匀而且稳定的电流，从而使LED显示更加均匀，同时可以延长LED的使用寿命，满足各种场合的应用要求。

国内外LED显示屏制造商纷纷投入力量，研制开发设计适合自己产品发展需要的大规模或超大规模专用LED驱动电路。这类专用IC相对复杂，功能较强。LED专用驱动IC简化了显示屏系统设计的复杂程度，在一定程度上增强了显示屏的功能，整体系统的稳定性得到了很大提高。

在实际应用中，往往需要实现多驱动芯片的级联使用，这就要求用于级联的输出信号具有较强的驱动能力。而对于外界输入的数字信号则在保证足够的驱动能力外还应尽量减少外部噪声对电路的影响，因此需要在设计中增加输入电路，对于外部数字信号输入，在信号输入端利用输入级电路以获得足够的驱动能力和消除噪声影响。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种消除噪声影响并提高信号驱动能力的LED驱动芯片输入电路。

本发明的技术方案如下：

一种LED恒流驱动芯片输入电路，其中，包括：顺次连接的保护电路、降噪电路和驱动电路，外部信号由保护电路输入，经降噪电路降低噪声干扰，经驱动电路增强驱动能力。

应用于上例，所述的输入电路，其中，所述保护电路包括第一PMOS管、第一NMOS管和限流电阻，所述第一PMOS管的漏极和所述第一NMOS管的漏极连接，所述外部信号通过所述第一PMOS管的漏极输入所述限流电阻一端与所述第一PMOS管的漏极连接，另一端连接所述降噪电路，所述第一PMOS管的源极和栅极共同连接电源电压，所述第一NMOS管的源极和栅极共同接地。

应用于上述任一例，所述的输入电路，其包括若干串联的所述保护电路。

应用于上述任一例，所述的输入电路，在降噪电路和驱动电路之间也设置一所述保护电路。

应用于上述任一例，所述的输入电路，其中，所述降噪电路包括第二PMOS管、第三PMOS管、第四PMOS管、第二NMOS管、第三NMOS管和第四NMOS管，所述第三PMOS管、第二PMOS管、第二NMOS管、第三NMOS管依次串联，所述第二PMOS管的漏极和所述第二NMOS管的漏极连接，所述第三PMOS管的源极连接电源电压，所述第三NMOS管的源极接地，所述第四PMOS管的源极连接所述第三PMOS管的漏极，所述第四PMOS管的漏极接地，所述第四PMOS管的栅极连接所述第二PMOS管的漏极，所述第四NMOS管的源极连接所述第三NMOS管的漏极，所述第四NMOS管的漏极连接电源电压，所述第四NMOS管的栅极连接所述第二NMOS管的漏极。

应用于上述任一例，优选的，所述的输入电路，在所述降噪电路和所述驱动电路之间还设置一放大电路。

应用于上述任一例，所述的输入电路，其中，所述驱动电路包括级联的第一反相器、第二反相器和第三反相器。

应用于上述任一例，所述的输入电路，其中，所述第一反相器包串联的第五PMOS管和第五NMOS管，例如，所述第五PMOS管的宽为4微米，长为0.9微米，所述第五NMOS管的宽为2微米，长为0.9微米。需要说明的是，上例仅仅是一个应用示例，并不意味着对第五PMOS管和第五NMOS管的限制。

应用于上述任一例，所述的输入电路，其中，所述第二反相器包括串联的第六PMOS管和第六NMOS管，例如，所述第六PMOS管的宽为8微米，长为0.9微米，所述第六NMOS管的宽为4微米，长为0.9微米。需要说明的是，上例仅仅是一个应用示例，并不意味着对第六PMOS管和第六NMOS管的限制。

应用于上述任一例，所述的输入电路，其中，所述第三反相器包括并联的第七PMOS管、第八PMOS管、第九PMOS管、第十PMOS管，和并联的第七NMOS管、第八NMOS管、第九NMOS管、第十NMOS管，所述并联的第七至第十PMOS管与所述并联的第七至第十NMOS管串联，例如，所述第七至第十PMOS管的宽为8微米，长为0.9微米，所述第七至第十NMOS管的宽为4微米，长为0.9微米。需要说明的是，上例仅仅是一个应用示例，并不意味着对第七至第十PMOS管与第七至第十NMOS管的限制。

采用上述方案，本发明通过在信号输入端设置顺次设置保护电路、降噪电路和驱动电路，取得了以下有益效果：

1、输入信号管脚上有静电产生时，例如高于电源电压VDD时或者低于接地参考电压时，均可通过保护电路泄放静电电荷，阻止高能量注入芯片内部，损坏内部器件，保护电路还设置限流电阻，避免过强电流破坏后续电路；

2、芯片内高速率的数据传送到外部会因大的电容值而变得复杂，使用降噪电路可以解决这个问题，外部数字信号进入电路，经过降噪电路，可以有效消除外部噪声的影响，给内部电路提供整形后的逻辑电平。

3、降噪电路后跟三级反相驱动器链可以大大增大信号驱动能力。

附图说明

图1为本发明电路原理图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例，对本发明进行详细说明。

本实施例提供一种LED恒流驱动芯片输入电路，如图1所示，包括：顺次连接的保护电路、降噪电路和驱动电路，外部信号由保护电路输入，经降噪电路降低噪声干扰，经驱动电路增强驱动能力。其中，如图1所示，各虚线框内包含各电路。

其中，如图1所示，保护电路包括第一PMOS管P1、第一NMOS管N1和限流电阻R，第一PMOS管P1的漏极和第一NMOS管N1的漏极连接，外部信号通过第一PMOS管P1的漏极输入，限流电阻R一端与第一PMOS管P1的漏极连接，限流电阻R另一端连接降噪电路，第一PMOS管P1的源极和栅极共同连接电源电压，第一NMOS管N1的源极和栅极共同接地，当输入信号管脚有静电产生时，例如高于电源电压VDD时，可通过第一PMOS管P1泄放，当低于GND参考电压时，可通过第一NMOS管N1泄放，保护电路还设置限流电阻R，避免过强电流破坏电路，信号经过保护电路后经由保护电阻输出给后续的降噪电路。

优选的，可以在所述的输入电路串联若干个相同的所述保护电路。

优选的，还可以在降噪电路和驱动电路之间也设置一所述保护电路。

优选的，降噪电路包括第二PMOS管P2、第三PMOS管P3、第四PMOS管P4、第二NMOS管N2、第三NMOS管N3和第四NMOS管N4，第三PMOS管P3、第二PMOS管P2、第二NMOS管N2、第三NMOS管N3依次串联，栅极共接保护电阻R，第二PMOS管P2的漏极和第二NMOS管N2的漏极连接，第三PMOS管P3的源极连接电源电压，第三NMOS管N3的源极接地，第四PMOS管P4的源极连接第三PMOS管P3的漏极，第四PMOS管P4的漏极接地，第四PMOS管P4的栅极连接第二PMOS管P2的漏极，第四NMOS管N4的源极连接第三NMOS管N3的漏极，第四NMOS管N4的漏极连接电源电压，第四NMOS管N4的栅极连接第二NMOS管N2的漏极，输入信号由第二PMOS管P2的栅极输入，经由第二PMOS管P2的漏极和第二NMOS管N2的漏极输出；举例来说当输入信号由低变高时，第三NMOS管N3先于第二NMOS管N2打开，由于此时第四NMOS管N4栅极为高电平，所以第四NMOS管N4也打开，由此而将第三NMOS管的漏极钳制于VDD，这样第二NMOS管N2的打开电压必须等到其栅极电压升至较高时，第二NMOS管N2才能打开，引起第二NMOS管N2漏极电平翻转，这样在输出端就得到了形状规则的信号波形，噪声信号得到了滤除。

应用于上述任一例，优选的，可以在所述降噪电路和所述驱动电路之间还设置一放大电路(图中未示出)。

优选的，驱动电路包括级联的第一反相器、第二反相器和第三反相器。其中，第一反相器包串联的第五PMOS管P5和第五NMOS管N5，第五PMOS管P5的宽为4微米，长为0.9微米，第五NMOS管N5的宽为2微米，长为0.9微米。第二反相器包括串联的第六PMOS管P6和第六NMOS管N6，第六PMOS管P6的宽为8微米，长为0.9微米，第六NMOS管N6的宽为4微米，长为0.9微米。第三反相器包括并联的第七PMOS管P7、第八PMOS管P8、第九PMOS管P9、第十PMOS管P10，和并联的第七NMOS管N7、第八NMOS管N8、第九NMOS管N9、第十NMOS管N10，并联的第七至第十PMOS管与并联的第七至第十NMOS管串联，第七至第十PMOS管的宽为8微米，长为0.9微米，第七至第十NMOS管的宽为4微米，长为0.9微米，以反相器中PMOS管为例，第一反相器的宽长比为4u/0.9u，第二反相器的宽长比为8u/0.9u，因此输入信号的驱动能力在第二反向器变为第一级反相器的2倍，第三反相器的宽长比为32u/0.9u，在第三反相器后输入信号的驱动能力变为第一级反相器的8倍，信号驱动能力通过三级驱动后得到大幅提升。

应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (4)

1.一种LED恒流驱动芯片的输入电路，其特征在于，包括：顺次连接的保护电路、降噪电路和驱动电路，外部信号由保护电路输入，经降噪电路降低噪声干扰，经驱动电路增强驱动能力后输出；

所述保护电路包括第一PMOS管、第一NMOS管和限流电阻，所述第一PMOS管的漏极和所述第一NMOS管的漏极连接，并与所述外部信号、以及所述限流电阻一端连接，所述限流电阻的另一端连接所述降噪电路，所述第一PMOS管的源极和栅极共同连接电源电压，所述第一NMOS管的源极和栅极共同接地；

所述降噪电路包括第二PMOS管、第三PMOS管、第四PMOS管、第二NMOS管、第三NMOS管和第四NMOS管，所述第三PMOS管、第二PMOS管、第二NMOS管、第三NMOS管依次串联，所述第二PMOS管的漏极和所述第二NMOS管的漏极连接，所述第三PMOS管的源极连接电源电压，所述第三NMOS管的源极接地，所述第四PMOS管的源极连接所述第三PMOS管的漏极，所述第四PMOS管的漏极接地，所述第四PMOS管的栅极连接所述第二PMOS管的漏极，所述第四NMOS管的源极连接所述第三NMOS管的漏极，所述第四NMOS管的漏极连接电源电压，所述第四NMOS管的栅极连接所述第二NMOS管的漏极；

所述驱动电路包括级联的第一反相器、第二反相器和第三反相器，所述第一反相器包括串联的第五PMOS管和第五NMOS管，所述第二反相器包括串联的第六PMOS管和第六NMOS管，所述第三反相器包括串联的第一并联部和第二并联部，所述第一并联部包括并联的第七PMOS管、第八PMOS管、第九PMOS管、第十PMOS管，所述第二并联部包括并联的第七NMOS管、第八NMOS管、第九NMOS管、第十NMOS管。

2.根据权利要求1所述的输入电路，其特征在于，其包括若干串联的所述保护电路。

3.根据权利要求1所述的输入电路，其特征在于，在降噪电路和驱动电路之间也设置一所述保护电路。

4.根据权利要求1所述的输入电路，其特征在于，在所述降噪电路和所述驱动电路之间还设置一放大电路。