CN101937650A - Led显示器、led驱动电路及其输出电路 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种LED驱动电路以及其内的输出电路。其中所述输出电路包括：具有控制端和偏置端的基准电流确定单元，其根据控制端的控制信号在第一基准电流和第二基准电流间选定一个，并根据选定的基准电流产生一偏置电压由所述偏置端输出；若干电流驱动管，其源极互相连接，其漏极互相连接，其中一个电流驱动管的栅极直接与所述偏置端相连，其余每个电流驱动管的栅极通过一开关电路与所述偏置端相连；输出管，其源极与所述电流驱动管的漏极相连，其漏极作为输出电路的输出端，其栅极控制所述输出管的导通和关断。这样，输出电路基于两种大小不同的基准电流产生输出电流，这样扩展了输出电流的调整范围，且更符合人眼亮度感知规律。

Description

LED显示器、LED驱动电路及其输出电路

【技术领域】

本发明涉及LED应用领域，尤其是涉及一种LED显示器、LED驱动电路及其输出电路。

【背景技术】

LED（Light Emitting Diode，发光二极管）由于寿命长、反映速度快、体积小、功耗小、可靠性高等特点已广泛应用于背光源、照明、电子设备、显示屏和汽车等领域。驱动电路是LED产品的重要组成部分，驱动电路的性能将直接影响到LED产品的寿命、功耗和可靠性等性能。通常，由于LED是特性敏感的半导体器件，又具有负温度特性，因此在LED用作显示面板、照明设备或背光源时，需要对LED采用恒流驱动。

LED产品(比如LED显示器等)通常都包括由若干LED组成的LED阵列和用于驱动LED阵列的若干驱动电路，其中每个驱动电路包括有多个通道（比如4个、8个或16个），所述驱动电路的每个通道可以为一个或多个LED提供恒定的驱动电流。为保证LED阵列中各个LED的亮度和色度的一致性或均匀性，各个驱动电路的各个通道需要提供精确一致的恒定输出电流。目前，主流的驱动电路的通道间（bit-to-bit）电流差值一般都在±3%以内，而片间（chip-to-chip）电流差值一般都在±6%以内。为保证LED驱动电路的恒定输出电流的精度，不仅需要在设计环节进行精心的设计和布局，还需要较高的制造工艺来尽可能的降低工艺误差，这将大幅度提高LED驱动电路的生产和设计成本。

在LED驱动电路内部一般需要提供一基准电流作为输出电流的基准值，因此所述基准电流将直接影响输出电流的精度。所述基准电流的精度有赖于所述LED驱动电路的一外接电阻。为了保证不同LED驱动电路的输出电流的一致性，需要将各个LED驱动电路的外接电阻的阻值差值控制在一定范围内。这样，提高了对外接电阻的要求，也增加了外接电阻的成本。

此外，LED阵列中各个LED的亮度和色度的一致性或均匀性不仅与LED驱动电路的输出电流的一致性有关，还与各LED的光学特性（比如光通量）的一致性有关。举例来讲，假如各个驱动电路的各个通道的输出电流都严格一致，也并一定能保证各个LED的亮度和色度就一定一致，此时还需要考虑各个LED的光学特性（比如光通量）的一致性。为了满足越来越高的应用需求，需要采用更高的、更严格的生产工艺才能生产出满足需要的LED。这样，对LED的一致性的严格要求导致LED的成品率低、造价高。而且，LED的成本在LED产品中的成本比重占有很大的比例，LED的成本增加势必到造成一些LED产品的成本居高不下。

因此，有必要提出一种改进的技术方案来克服上述问题。

【发明内容】

本发明要解决的技术问题之一在于提供一种LED驱动电路，其可以提供精确可调的输出电流。

本发明要解决的技术问题之二在于提供一种输出电路，其可以利用简单的结构提供精确可调的输出电流。

本发明要解决的技术问题之三在于提供一种LED显示器，其LED驱动电路可以提供精确可调的输出电流。

为了解决上述问题，根据本发明的一个方面，本发明提供了一种输出电路，其包括：具有控制端和偏置端的基准电流确定单元，其根据控制端的控制信号在第一基准电流和第二基准电流间选定一个，并根据选定的基准电流产生一偏置电压由所述偏置端输出，其中第一基准电流小于第二基准电流；若干电流驱动管，其源极互相连接，其漏极互相连接，其中一个电流驱动管的栅极直接与所述偏置端相连，其余每个电流驱动管的栅极通过一开关电路与所述偏置端相连，通过控制各个开关电路的导通和关断来控制对应电流驱动管的导通和关断；和输出管，其源极与所述电流驱动管的漏极相连，其漏极作为输出电路的输出端，其栅极控制所述输出管的导通和关断。

进一步的，第一基准电流与第二基准电流的电流比例为1：M，其中1.5≤M≤4.5。

更进一步的，所述偏置端上的偏置电压驱动每个电流驱动管使其产生输出电流，并且根据第一基准电流产生的偏置电压驱动每个电流驱动管产生的输出电流与根据第二基准电流产生的偏置电压驱动对应电流驱动管产生的输出电流的比例等于第一基准电流与第二基准电流的电流比例。

更进一步的，栅极通过开关电路与所述偏置端相连的各电流驱动管的宽长比之比分别为：2⁰：2¹：…：2^Y-2：2^Y-1，其中Y为栅极通过开关电路与所述偏置端相连的电流驱动管的数目，所述输出电路支持2^Y+1阶的输出电流调整。栅极直接与所述偏置端连接的电流驱动管的相对宽长比X满足：X+2⁰+2¹+…+2^Y-2+2^Y-1小于M*X且X+2⁰+2¹+…+2^Y-2+2^Y-1与M*X之间的差值小于或等于第二基准电流时的每阶电流调整幅度。

更进一步的，根据Y+1位电流数据对所述输出电路进行输出电流调整，其中根据电流数据中的1位确定所述基准电流确定单元的控制端的控制信号，根据电流数据中的其余Y位控制各个开关电路的导通和关断。

根据本发明的另一个方面，本发明提供了一种LED驱动电路，其包括：控制模块，接收锁存使能输入端输入的锁存使能信号，并根据所述锁存使能信号判断当前是第一工作模式还是第二工作模式；寄存器组，接收数据输入端输入的N位数据；N个输出驱动模块和对应的N个输出电路，每个输出驱动模块驱动对应的输出电路，每个输出电路通过对应的输出端提供输出电流，在第一工作模式时，每个输出驱动模块根据寄存器组内N位数据中的对应1位数据启动或停止对应的输出电路，在第二工作模式时，所述N位数据包括有调整模式数据、电流数据和通道地址数据，在调整模式数据为统一调整时，各个输出驱动模块根据所述电流数据统一调整各个输出电路的输出电流，在调整模式数据为单路调整时，根据所述通道地址数据使能对应的输出驱动模块，该使能的输出驱动模块根据所述电流数据单独调整对应的输出电路的输出电流，N为自然数。

进一步的，N为4、8、16或32。

进一步的，LED驱动电路还包括：基准电流模块，其提供有第一基准电流和第二基准电流，其中第一基准电流小于第二基准电流。每个输出电路包括：具有控制端和偏置端的基准电流确定单元，其根据控制端的控制信号在第一基准电流和第二基准电流间选定一个，并根据选定的基准电流产生一偏置电压由所述偏置端输出，其中第一基准电流小于第二基准电流；若干电流驱动管，其源极互相连接，其漏极互相连接，其中一个电流驱动管的栅极直接与所述偏置端相连，其余每个电流驱动管的栅极通过一开关电路与所述偏置端相连，通过控制各个开关电路的导通和关断来控制对应电流驱动管的导通和关断；和输出管，其源极与所述电流驱动管的漏极相连，其漏极作为输出电路的输出端，其栅极控制所述输出管的导通和关断。每个输出驱动模块根据寄存器组内N位数据中的对应1位数据启动或停止对应的输出电路为：每个输出驱动电路根据寄存器组内N位数据中的对应1位数据控制对应的输出电路的输出管的导通和关断；各个输出驱动模块根据所述电流数据统一调整各个输出电路的输出电流为：每个输出驱动模块根据所述电流数据中的1位向对应的基准电流确定单元的控制端发出控制信号，所述基准电流确定单元根据所述控制信号在第一基准电流和第二基准电流间选定一个，每个输出驱动模块根据所述电流数据中的剩余位控制对应输出电路中的各个开关电路的导通和关断；该使能的输出驱动模块根据所述电流数据单独调整对应输出电路的输出电流为：该使能的输出驱动模块根据所述电流数据中的1位向所述基准电流确定单元的控制端发出控制信号，所述基准电流确定单元根据所述控制信号在第一基准电流和第二基准电流间选定一个，该使能的输出驱动模块根据所述电流数据中的剩余位控制对应输出电路中的各个开关电路的导通和关断。

进一步的，每个输出驱动模块在根据所述电流数据调整对应输出电路的输出电流前都存储所述电流数据。

与现有技术相比，本发明中的LED驱动电路可以提供各电流输出通道的输出电流的单路调整功能和/或统一调整功能。利用统一调整功能对各电流输出通道的输出电流进行统一调整，可以大大降低甚至消除驱动电路芯片间存在的输出电流差值，利用单路调整功能对每个电流输出通道的输出电流进行单独调整，可以大大降低甚至消除各个通道间存在的输出电流差值，同时还可以降低或消除由于LED的光学特性（比如光通量）的不一致性而引起的亮度和色度的不一致性。本发明中的输出电路基于两种大小不同的基准电流产生输出电流，这样扩展了输出电流的调整范围，且更符合人眼亮度感知规律。

关于本发明的其他目的，特征以及优点，下面将结合附图在具体实施方式中详细描述。

【附图说明】 

结合参考附图及接下来的详细描述，本发明将更容易理解，其中同样的附图标记对应同样的结构部件，其中：

图1为本发明中的LED驱动电路在一个实施例中的结构示意框图；

图2为本发明中的LED驱动电路在第一工作模式时的各信号时序在一个实施例中的示意图；

图3为本发明中的LED驱动电路在第二工作模式时的各信号时序在一个实施例中的示意图；

图4为本发明中的16位电流调整数据的指令格式在一个实施例中的示例图；

图5为本发明中的输出模块在一个实施例中的电路示意图；和

图6为图5中的输出模块的6位电流数据与电流增益的曲线示意图。

【具体实施方式】

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

本发明的详细描述主要通过程序、步骤、逻辑块、过程或其他象征性的描述来呈现，其直接或间接地模拟本发明中的技术方案的运作。所属领域内的技术人员使用此处的这些描述和陈述向所属领域内的其他技术人员有效的介绍他们的工作本质。

此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指与所述实施例相关的特定特征、结构或特性至少可包含于本发明至少一个实现方式中。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非必须都指同一个实施例，也不必须是与其他实施例互相排斥的单独或选择实施例。此外，表示一个或多个实施例的方法、流程图或功能框图中的模块顺序并非固定的指代任何特定顺序，也不构成对本发明的限制。

请参阅图1所示，其为本发明中的LED驱动电路100在一个实施例中的结构示意框图，所述LED驱动电路100包括控制模块110、若干个输出驱动模块120、若干个输出模块130（也可以称为输出电路）、基准电流模块140和寄存器组150。

所述控制模块110可以接收输入端LE输入的锁存使能信号（latch enable signal）和输入端OE输入的输出使能控制信号(output enable control signal )。所述LED驱动电路100具有两种工作模式，分别为第一工作模式和第二工作模式，其中第一工作模式也可以称为电流驱动模式，第二工作模式也可以称为电流调整模式。所述控制模块110可以根据锁存使能信号LE判断当前是进入第一工作模式还是进入第二工作模式。

在一个实施例中，所述寄存器组150包括有移位寄存器151、输出寄存器152和命令寄存器153。移位寄存器151、输出寄存器152和命令寄存器153可以均为N位寄存器，其中N可以为4、8、16、32或其它自然数。所述移位寄存器151可以根据输入端CLK输入的时钟信号接收输入端SDI输入的串行数据，在所述锁存使能信号LE生效后，锁存其内的N位数据，并在当前为第一工作模式时，将所述N位数据输出至所述输出寄存器152作为输出使能数据，在当前为第二工作模式时，将所述N位数据输出至所述命令寄存器153作为电流调整数据。在其他实施例中，也可以将输出寄存器152和命令寄存器153进行复用，或者将移位寄存器151、输出寄存器152和命令寄存器153进行复用，当然还可以有其它变形结构。

所述基准电流模块140经由输入端REXT与一外接电阻相连，其可以为输出模块130提供精确的基准电流，所述基准电流的大小由所述外接电阻决定，其可以同时提供大小两种基准电流，它们的电流比例为1：M，其中1.5≤M≤4.5，比如M=2、3、4、1.5或2.5等，小基准电流也可以被称为第一基准电流，大基准电流也可以被称为第二基准电流。

在一个实施例中，所述输出驱动模块120包括有N个，分别为第一输出驱动模块121、第二输出驱动模块122、……和第N输出驱动模块123，所述输出模块130也包括N个，分别为第一输出模块131、第二输出模块132、……和第N输出模块133，其中每个输出驱动模块用来驱动对应的一个输出模块，对应的输出驱动模块和输出模块形成一个电流输出通道。因此，也可以说所述LED驱动电路100包括有N个电流输出通道。

每个输出模块通过对应的输出端OUT提供精确的输出电流，其中所述输出电流是基于所述基准电流产生的。在所述LED驱动电路100用于驱动LED时，每个输出端OUT可以连接一个或多个LED。这样，每个电流输出通道都可以向连接的LED提供精确的输出电流。在第一工作模式时，每个输出驱动模块根据输出寄存器152内对应的1位数据启动（使能）或停止（非使能）对应的输出模块，其中在启动一输出模块时，该输出模块可以向其输出端提供输出电流，在停止该输出模块时，该输出模块则停止向其输出端提供输出电流。此时，输出寄存器152中的N位数据分别被作为对应的N个输出通道的输出使能信号。在第二工作模式时，各个输出驱动模块可以根据命令寄存器153内的电流调整数据调整输出模块的输出电流值。

图2为本发明中的LED驱动电路100在第一工作模式时的各信号时序在一个实施例中的示意图，其中在此例中N=16。请参阅图2所示，在所述LED驱动电路100运行时，在时钟信号CLK的上升沿采样输入端SDI输入的数据，每个时钟采样1位数据，16个时钟采样16位数据至移位寄存器151。之后，所述锁存使能信号LE先由低电平跳变为高电平，经过约一个时钟周期后，再由高电平跳变为低电平，此时所述锁存使能信号LE生效，锁存移位寄存器151内的16位数据，同时所述控制电路110根据所述锁存使能信号LE的高电平持续的时间（比如小于2个周期）判定当前为第一工作模式，并将所述N位数据输出至所述输出寄存器152作为输出使能数据。此后，在输入端OE输入的输出使能控制信号有效时，每个输出驱动模块根据输出寄存器152内对应的1位数据启动或停止对应输出模块，比如可以用1代表启动、0代表停止。在其他实施例中，所述控制电路110也可以根据所述锁存使能信号LE的低电平持续的时间去判定是第一工作模式或第二工作模式，当然也可以根据其他信号而不是锁存使能信号来判定是第一工作模式或第二工作模式。

在所述LED驱动电路100应用于驱动LED时，每个输出端OUT可以连接一个或多个LED，在一输出模块启动时，连接该输出模块的LED开启（亮），在该输出模块停止时，连接该输出模块的LED关闭（灭）。在第一工作模式下，通过输入端SDI和移位寄存器151以预定频率不断地向输出寄存器152输入16位输出使能数据，从而可以控制各个电流输出通道连接的LED不停的亮灭。由于LED的亮灭切换频率高于人眼的感知，因此人眼并不能感知到LED的亮灭切换，仅能感知到LED的亮度的变化。此时，通过控制LED的占空比就可以调节LED的亮度。

图3为本发明中的LED驱动电路100在第二工作模式时的各信号时序在一个实施例中的示意图，其中在此示例中N=16。请参阅图3所示，在所述LED驱动电路100运行时，在时钟信号CLK的上升沿采样输入端SDI输入的数据，每个时钟采样1位数据，16个时钟采样16位数据至移位寄存器151，同时所述锁存使能信号LE先由低电平跳变为高电平，经过约4个时钟周期后，再由高电平跳变为低电平，此时所述锁存使能信号LE生效，锁存移位寄存器151内的16位数据，同时所述控制电路110根据所述锁存使能信号LE的高电平持续的时间（比如大于2个周期）判定当前为第二工作模式，并将所述16位数据输出至所述命令寄存器153作为电流调整数据。

图4为本发明中的16位电流调整数据的指令格式在一个实施例中的示例图。请参阅图4所示，C、D、E、F四位数据为校验数据，A为缺省位，DA0-DA5六位数据为电流数据，可以实现输出电流的2⁶=64阶调整，6-9四位数据为通道地址，可以支持2⁴=16个电流输出通道。B为电流调整模式选择位，如果B为0，则为单路调整模式，此时控制模块110根据通道地址6-9使能其对应的电流输出通道的输出驱动模块，该输出驱动模块存储电流数据DA0-DA5并据此单独调整对应输出模块的输出电流。如果B为1，则为统一调整模式，此时控制模块110使能所有电流输出通道的输出驱动模块，各个输出驱动模块存储电流数据DA0-DA5并据此统一调整各个通道的输出模块的输出电流，6-9通道地址无效。这样，在第二工作模式下，就可以利用单路调整功能对每个电流输出通道的输出电流进行单独调整，利用统一调整功能对各个电流输出通道的输出电流进行统一调整。

本发明的一个优点或特点在于：所述LED驱动电路100可以提供各电流输出通道的输出电流的单路调整功能和/或统一调整功能。利用统一调整功能对各电流输出通道的输出电流进行统一调整，可以大大降低驱动电路芯片间存在的输出电流差值，这样可以大幅度提高采用了本发明中的LED驱动电路的LED产品（比如LED显示器）的LED的亮度和色度的一致性或均匀性，同时也可以降低或消除由于外接电阻的不一致性而引起的驱动电路芯片间的输出电流差值，从而可以降低对外接电阻的一致性的要求。利用单路调整功能对每个电流输出通道的输出电流进行单独调整，可以大大降低甚至消除各个通道间存在的输出电流差值，这样可以进一步提高采用了本发明中的LED驱动电路的LED产品（比如LED显示器）的LED的亮度和色度的一致性或均匀性，同时还可以降低或消除由于LED的光学特性（比如光通量）的不一致性而引起的亮度和色度的不一致性，从而可以降低对LED的光学特性（比如光通量）的一致性性要求，进而降低了LED的成本。

在一个实施例中，假如每个通道驱动1个LED，LED驱动电路100驱动的16个LED的光学特性（比如光通量）的不一致性较高，也就是说，这16个LED使用同样的输出电流驱动，它们亮度和色度也差别较大。在对LED产品的调试过程中，可以将LED驱动电路100切换至第二工作模式，通过单独微调各个电流输出通道的输出电流来消除16个LED的光学特性的不一致性，最后使得这16个LED的亮度和色度保持较高的一致性，然而此时各个电流输出通道的输出电流则可能有较大差异。由于LED驱动电路的单路调整功能，从而可以大大降低了对LED的光学特性（比如光通量）的一致性要求，而一个LED产品中成本最高的部分就是LED，这样使得采用本发明中的LED驱动电路的LED产品在保证应用质量的同时使成本大幅度降低。

通常来讲，为了保证驱动的LED的亮度和色度的一致性，需要LED驱动电路的各个电流输出通道的输出电流的差异值越小越好。然而，本发明中的LED驱动电路中的单路调整功能，则打破了这种传统上的思维定势，其单路调整功能的目标可以不是将各个电流输出通道的输出电流调整的更一致，而可以是将各个电流输出通道驱动的LED的亮度和色度调整的更一致，这种调整可能会将各个电流输出通道的输出电流的差异值调整的更大以弥补LED的光学特性的不一致性。

在其他实施例中，N也可以为4、8、32或其它数字，同样第二工作模式下的电流数据也可以由6位改为4、5、7、8、9或其它数字位，在第二工作模式下也可以仅设置单路调整功能或统一调整功能，还可以任意改变校验数据的位数。

图5为本发明中的输出模块500（也可以称之为输出电路）在一个实施例中的电路示意图，在此实施例中仍以电流调整数据中的电流数据为6位为例进行介绍，所述输出模块500可以用作LED驱动电路的每个电流输出通道中的输出模块。所述输出模块500包括有电流驱动管M1-M6、输出管M7和基准电流确定单元510。

所述基准电流确定单元510具有控制端和偏置端，其根据控制端的控制信号选择第一基准电流和第二基准电流中的一个，并根据选定的基准电流产生一偏置电压由所述偏置端输出。所述控制端的控制信号可以为6位电流数据中的1位，比如最高位。在具体应用时，最高位为1，则表明选定第二基准电流，所述偏置电压根据第二基准电流产生，最高位为0，则表明选定第一基准电流，所述偏置电压根据第一基准电流产生。

电流驱动管M1-M6中的每一个的源极互相连接并接地，漏极都互相连接。电流驱动管M1的栅极直接与所述偏置端相连，电流驱动管M2-M6的栅极均通过一个开关电路与所述偏置端相连。所述偏置端上的偏置电压驱动每个电流驱动管M1-M6使其产生输出电流，并且根据第一基准电流产生的偏置电压驱动每个电流驱动管M1-M6产生的输出电流与根据第二基准电流产生的偏置电压驱动对应电流驱动管M1-M6产生的输出电流的比例等于第一基准电流与第二基准电流的电流比例，即为1：M。

电流驱动管M1-M6的宽长比之比分别为X:1:2:4:8:16，这样流过电流驱动管M1-M6的电流比例同样分别为X:1:2:4:8:16。电流驱动管M2-M6对应的开关电路的控制端与输出驱动模块相连，所述输出驱动模块根据6位电流数据中的另外5位控制各个开关电路的导通和关断，从而控制各个电流驱动管的导通和关断，进而实现对输出模块500的输出电流的32阶调整。此外，联合6位电流数据中的最高位对基准电流的调整，从而可以实现在对输出模块500的输出电流的64阶调整。电流驱动管M2的输出电流值为每阶电流调整幅度。

为了避免在大基准电流时的输出模块500的最小输出电流与小基准电流时的输出模块500的最大输出电流之间出现大的跳跃，栅极始终与所述偏置端连接的电流驱动管M1的相对宽长比X需要精心设计，作为一个通用的设计考量可以让X满足X+1+2+4+8+16小于M*X且X+1+2+4+8+16接近M*X。举例来说，假如M=4，那么X可以为11，假如M=2，那么X可以为32，假如M=3，那么X可以为16。在一个实施例中，X+1+2+4+8+16接近M*X是指两者之间的差值小于或等于大基准电流时的每阶电流调整幅度。

在LED驱动电路为第二工作模式时，输出驱动模块可以存储命令寄存器153中的6位电流数据并据此来控制输出模块500的电流驱动管M2-M6的导通或关断以及基准电流的选择。各个输出驱动模块内可以事先存储有默认的6位电流数据，比如为101010，在随后的输出电流调整过程中可以用最新的6位电流数据对其进行覆盖。下面列举一些根据电流数据调整输出电流的示例，假如6位电流数据为011100，由于最高位为0，则选定第一基准电流，后5位的十进制数为28，则可以将电流驱动管M4-M6导通，假如6位电流数据为011110，由于最高位为0，则选定第一基准电流，后5位的十进制数为30，则可以将电流驱动管M3-M6导通，假如6位电流数据为101011，由于最高位为1，则选定第二基准电流，后5位的十进制数为11，则可以将电流驱动管M2、M3和M5导通。在具体实现时，可以将后5位中的每一位分别对应一个电流驱动管的开关电路，其中最后一位对应电流驱动管M2，倒数第二位对应电流驱动管M3，以此类推，第五位对应电流驱动管M6。

所述输出管M7的漏极与输出端OUT相连，源极与电流驱动管M1-M6的漏极相连。所述输出管M7的栅极作为所述输出管M7的开关控制端与输出驱动模块相连。在第一工作模式时，输出驱动模块可以根据输出寄存器152内的输出使能数据的对应1位来控制输出管M7的导通或关断，从而控制输出模块500的启动或停止，此时输出驱动模块根据已存储于其内的电流数据来控制输出模块500的电流驱动管M2-M6的导通或关断以及基准电流的选择。

图6为图5中的输出模块500的6位电流数据与电流增益的曲线示意图，其中所述电流增益为实际输出电流值与默认输出电流值的比值，此时所述默认输出电流值为101010，M=4。通常，各个LED驱动电路的各个电流输出通道的输出模块的默认值是一致的，在使用默认值不能保证外接LED的亮度和色度的一致性时，可以进入第二工作模式下对各个LED驱动电路的各个电流输出通道的输出模块的输出电流进行单独或统一微调。图中的曲线由两条斜率不同的直线L1和L2衔接而成，直线L1的过程中一直采用小基准电流进行电流调整，每阶电流调整幅度较小，直线L2的过程中一直采用大基准电流进行电流调整，每阶电流调整幅度较大，为L1时每阶电流调整幅度的M倍。这样的设计也是考虑到下面几个方面：1、在同样阶数调整时，可以获得更广的调整范围；2、在输出电流较小时，由于人眼对LED的光学特性（比如光通量）的变化更为敏感，因此采用较小幅度的调整，在电流较大时，由于人眼对LED的光学特性（比如光通量）的变化相对不敏感，因此采用较大幅度的调整。

在一个实施例中，所述电流驱动管M1-M6和输出管M7均为NMOS晶体管。所述输出管M7为高压管。

在其他实施例中，电流调整数据中的电流数据的位数还可以为5、7或其它位数，其中1位作为基准电流选择位，剩余的作为电流驱动管控制位。举例来说，在电流数据的位数为5时，4位作为电流驱动管控制位，此时可以将图5中的输出模块的电流驱动管M6去掉就可以了，此时还需要重新设定电流驱动管M1的相对宽长比X，使其满足X+1+2+4+8小于M*X且X+1+2+4+8接近M*X即可，此时可以实现输出电流的2⁵阶调整。再举例来说，在电流数据的位数为7时，6位作为电流驱动管控制位，此时可以在图5中的输出模块中增加与电流驱动管M6设置类似的电流驱动管M8就可以了，电流驱动管M8的漏极与电流驱动管M1-M6的漏极相连，源极与电流驱动管M1-M6的源极相连，栅极通过开关电路与所述偏置端相连，电流驱动管M8与电流驱动管M2的宽长比之比为32:1，此时同样还需要重新设定电流驱动管M1的相对宽长比X，其满足X+1+2+4+8+16+32小于M*X且X+1+2+4+8+16+32接近M*X即可。

一般来讲，电流驱动管M2-M6的宽长比之比满足：2⁰：2¹：2²：2³：2⁴。在一个实施例中，假如栅极通过开关电路与偏置端连接的电流驱动管的数目为Y个，那么栅极直接与所述偏置端连接的电流驱动管和各个栅极通过开关电路与偏置端连接的电流驱动管的宽长比之比分别为：X：2⁰：2¹：…：2^Y-2：2^Y-1，其中栅极直接与所述偏置端连接的电流驱动管的相对宽长比X满足：X+2⁰+2¹+…+2^Y-2+2^Y-1小于M*X且X+2⁰+2¹+…+2^Y-2+2^Y-1与M*X之间的差值小于或等于第二基准电流时的每阶电流调整幅度。

本发明的另一个特点或优点在于：为输出模块提供有两种大小不同的基准电流，并且大基准电流时输出模块的最小输出电流大于小基准电流时输出模块的的最大输出电流且大基准电流时输出模块的最小输出电流与小基准电流时输出模块的最大输出电流之间的差值小于或等于大基准电流时输出模块的每阶电流调整幅度，这样扩展了输出电流的调整范围，且更符合人眼亮度感知规律。

本发明的再一个特点或优点在于：各个受控制的Y个电流驱动管的宽长比之比分别为：2⁰：2¹：…：2^Y-2：2^Y-1，从而利用最少的驱动管实现了输出电流的2^Y+1阶调整，前2^Y阶的电流调整幅度是基本均匀的，后2^Y阶的电流调整幅度是基本均匀的，且前2^Y阶的电流调整幅度与后2^Y阶的电流调整幅度的比值为大小基准电流的电流比例，即为1：M。

在另一个实施例中，本发明中的LED驱动电路的每个电流输出通道可以驱动多个LED，比如4个，此时每个电流输出通道可以采用时分复用的方式对连接在其上的多个LED进行驱动。此时，输出驱动模块可以为每个LED设置电流数据存储区以存储每个LED的电流数据，在第二工作模式时，可以对每个电流通道的每个LED进行电流调整，并可以将调整完毕的电流数据存储于输出驱动模块内，这样可以对同一电流输出通道下的不同LED的亮度进行调整，以弥补这些LED的光学特性的不一致性。

在具体应用时，本发明中提出的LED驱动电路100特别适合用于驱动LED显示器，所述LED显示器包括由若干LED组成的LED阵列。假如每个LED驱动电路100的每个电流输出通道可以驱动4个LED，这样每个LED驱动电路可以驱动64个LED，而一个LED显示器可能需要几十个、上百个或更多的LED驱动电路100。不同LED驱动电路的各电流输出通道的统一调整功能可以改善不同LED驱动电路对应的LED之间的亮度和色度的不一致性，同一LED驱动电路的各电流输出通道的单路调整功能则可以改善该LED驱动电路对应的LED之间的亮度和色度的不一致性。由于LED驱动电路的电流调整功能，尤其是单路调整功能，使得可以放宽对LED的光学特性的一致性的要求，但同样可以保证LED显示器具有高质量的图像显示效果。

上文对本发明进行了足够详细的具有一定特殊性的描述。所属领域内的普通技术人员应该理解，实施例中的描述仅仅是示例性的，在不偏离本发明的真实精神和范围的前提下做出所有改变都应该属于本发明的保护范围。本发明所要求保护的范围是由所述的权利要求书进行限定的，而不是由实施例中的上述描述来限定的。

Claims (12)

1.一种输出电路，其特征在于：其包括：

具有控制端和偏置端的基准电流确定单元，其根据控制端的控制信号在第一基准电流和第二基准电流间选定一个，并根据选定的基准电流产生一偏置电压由所述偏置端输出，其中第一基准电流小于第二基准电流；

若干电流驱动管，其源极互相连接，其漏极互相连接，其中一个电流驱动管的栅极直接与所述偏置端相连，其余每个电流驱动管的栅极通过一开关电路与所述偏置端相连，通过控制各个开关电路的导通和关断来控制对应电流驱动管的导通和关断；和

输出管，其源极与所述电流驱动管的漏极相连，其漏极作为输出电路的输出端，其栅极控制所述输出管的导通和关断。

2.根据权利要求1所述的输出电路，其特征在于，第一基准电流与第二基准电流的电流比例为1：M，其中1.5≤M≤4.5。

3.根据权利要求2所述的输出电路，其特征在于，所述偏置端上的偏置电压驱动每个电流驱动管使其产生输出电流，并且根据第一基准电流产生的偏置电压驱动每个电流驱动管产生的输出电流与根据第二基准电流产生的偏置电压驱动对应电流驱动管产生的输出电流的比例等于第一基准电流与第二基准电流的电流比例。

4.根据权利要求2所述的输出电路，其特征在于，栅极通过开关电路与所述偏置端相连的各电流驱动管的宽长比之比分别为：2⁰：2¹：…：2^Y-2：2^Y-1，其中Y为栅极通过开关电路与所述偏置端相连的电流驱动管的数目，所述输出电路支持2^Y+1阶的输出电流调整。

5.根据权利要求4所述的输出电路，其特征在于，栅极直接与所述偏置端连接的电流驱动管的相对宽长比X满足：X+2⁰+2¹+…+2^Y-2+2^Y-1小于M*X且X+2⁰+2¹+…+2^Y-2+2^Y-1与M*X之间的差值小于或等于第二基准电流时的每阶电流调整幅度。

6.根据权利要求5所述的输出电路，其特征在于，根据Y+1位电流数据对所述输出电路进行输出电流调整，其中根据电流数据中的1位确定所述基准电流确定单元的控制端的控制信号，根据电流数据中的其余Y位控制各个开关电路的导通和关断。

7.一种LED驱动电路，其特征在于：其包括：

控制模块，接收锁存使能输入端输入的锁存使能信号，并根据所述锁存使能信号判断当前是第一工作模式还是第二工作模式；

寄存器组，接收数据输入端输入的N位数据；

N个输出驱动模块和对应的N个输出电路，每个输出驱动模块驱动对应的输出电路，每个输出电路通过对应的输出端提供输出电流，

在第一工作模式时，每个输出驱动模块根据寄存器组内N位数据中的对应1位数据启动或停止对应的输出电路，在第二工作模式时，所述N位数据包括有调整模式数据、电流数据和通道地址数据，在调整模式数据为统一调整时，各个输出驱动模块根据所述电流数据统一调整各个输出电路的输出电流，在调整模式数据为单路调整时，根据所述通道地址数据使能对应的输出驱动模块，该使能的输出驱动模块根据所述电流数据单独调整对应的输出电路的输出电流，N为自然数。

8.根据权利要求7所述的LED驱动电路，其特征在于，N为4、8、16或32。

9.根据权利要求7所述的LED驱动电路，其特征在于，

其还包括：基准电流模块，其提供有第一基准电流和第二基准电流，其中第一基准电流小于第二基准电流，

每个输出电路为权利要求1-5任一所述的输出电路，

每个输出驱动模块根据寄存器组内N位数据中的对应1位数据启动或停止对应的输出电路为：每个输出驱动电路根据寄存器组内N位数据中的对应1位数据控制对应的输出电路的输出管的导通和关断；

各个输出驱动模块根据所述电流数据统一调整各个输出电路的输出电流为：每个输出驱动模块根据所述电流数据中的1位向对应的基准电流确定单元的控制端发出控制信号，所述基准电流确定单元根据所述控制信号在第一基准电流和第二基准电流间选定一个，每个输出驱动模块根据所述电流数据中的剩余位控制对应输出电路中的各个开关电路的导通和关断；

该使能的输出驱动模块根据所述电流数据单独调整对应输出电路的输出电流为：该使能的输出驱动模块根据所述电流数据中的1位向所述基准电流确定单元的控制端发出控制信号，所述基准电流确定单元根据所述控制信号在第一基准电流和第二基准电流间选定一个，该使能的输出驱动模块根据所述电流数据中的剩余位控制对应输出电路中的各个开关电路的导通和关断。

10.根据权利要求9所述的LED驱动电路，其特征在于，每个输出驱动模块在根据所述电流数据调整对应输出电路的输出电流前都存储所述电流数据。

11.根据权利要求8所述的LED驱动电路，其特征在于，寄存器组包括有N位移位寄存器、N位输出寄存器和N位命令寄存器，所述移位寄存器接收数据输入端输入的串行数据，在所述锁存使能信号生效后，锁存移位寄存器内的N位数据，并在当前为第一工作模式时，将所述N位数据输出至所述输出寄存器，在当前为第二工作模式时，将所述N位数据输出至所述命令寄存器。

12.一种LED显示器，其包括由多个LED组成的LED阵列和驱动所述LED阵列的多个如权利要求9所述的LED驱动电路。

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