CN114333713B

CN114333713B - Led驱动电路、背光模组、显示装置

Info

Publication number: CN114333713B
Application number: CN202111652190.1A
Authority: CN
Inventors: 赵新江
Original assignee: Beijing Eswin Computing Technology Co Ltd
Current assignee: Beijing Eswin Computing Technology Co Ltd
Priority date: 2021-12-30
Filing date: 2021-12-30
Publication date: 2023-03-31
Anticipated expiration: 2041-12-30
Also published as: CN114333713A

Abstract

本申请提供了一种LED驱动电路、背光模组、显示装置。LED驱动电路包括：电压生成单元、开关电路、第一控制模块和第二控制模块、驱动单元；第一控制模块和第二控制模块均包括跨导放大器组和运放单元，基于开关电路的导通和断开交替工作在校准阶段和控制阶段；驱动单元基于第一电压产生工作电压，基于工作电压为LED提供驱动电流；跨导放大器组在控制阶段接收基准电压和工作电压，通过内部补偿后输出第一电压给驱动单元，运放单元在控制阶段为断开状态；跨导放大器组在校准阶段接收基准电压并存储校准电压，基于校准电压输出第二电压给运放单元，跨导放大器组在控制阶段基于校准电压进行内部补偿；运放单元在校准阶段使得第二电压与第一电压相等。

Description

LED驱动电路、背光模组、显示装置

技术领域

本申请涉及半导体技术领域，具体而言，本申请涉及一种LED驱动电路、背光模组、显示装置。

背景技术

在LCD(Liquid Crystal Display，液晶显示)器件中，需要用到背光模组，背光模组用于为LCD显示面板提供背光源，背光源一般采用多路恒流LED(Light Emitting Diode，发光二极管)驱动电路；为了LCD显示面板显示均匀，要求各路背光源电流相等。另外，为了调节显示面板的显示亮度，还需要对每一路LED驱动电路的电流进行调节，从满载一直调到满载的1％；驱动电流的调节范围非常宽，当LED驱动电路电流为小电流时，电流精度和匹配就是一个很大的难题。

发明内容

本申请针对现有方式的缺点，提出一种LED驱动电路、背光模组、显示装置，用以解决现有LED驱动电路电流为小电流时，无法达到精度要求的技术问题。

第一方面，本申请提供了一种LED驱动电路，包括：电压生成单元，用于根据输入的基准电流，生成基准电压；

开关电路，用于基于开关控制信号导通和断开；

第一控制模块和第二控制模块，均包括跨导放大器组和运放单元，用于基于所述开关电路的导通和断开，交替工作在校准阶段和控制阶段；

驱动单元，用于接收工作在所述控制阶段的跨导放大器组输出的第一电压，基于所述第一电压产生工作电压，并基于所述工作电压为所述LED提供驱动电流；

所述跨导放大器组，用于在控制阶段接收所述基准电压和所述工作电压，并通过内部补偿后输出第一电压给所述驱动单元，所述运放单元在控制阶段处于断开状态；

所述跨导放大器组，用于在校准阶段接收所述基准电压并存储校准电压，并基于所述校准电压输出第二电压给所述运放单元，以使得所述跨导放大器组在控制阶段基于所述校准电压进行内部补偿，所述运放单元用于在校准阶段使得所述第二电压与所述第一电压相等，以使得在一个交替工作周期内所述工作电压等于所述基准电压。

可选的，所述跨导放大器组包括主跨导放大器和校准跨导放大器单元；

在一个交替工作周期内：所述主跨导放大器，用于在控制阶段接收所述基准电压以及工作电压，并根据所述校准跨导放大器单元对所述主跨导放大器进行补偿后输出所述第一电压给所述驱动单元；以及在校准阶段，同相输入端和反相输入端均接收所述基准电压；

所述校准跨导放大器单元，用于在校准阶段存储所述校准电压，以使得输入到所述运放单元的所述第二电压等于所述第一电压；并在控制阶段基于所述校准电压为所述主跨导放大器提供补偿。

可选的，所述第一控制模块包括第一主跨导放大器、第一校准跨导放大器单元和第一运放单元，所述第二控制模块包括第二主跨导放大器、第二校准跨导放大器单元和第二运放单元；

在一个交替工作周期的半个周期内：

所述第一主跨导放大器与所述第一校准跨导放大器单元工作在控制阶段，所述第一主跨导放大器用于接收所述基准电压以及第一个工作电压，并根据所述第一校准跨导放大器单元对所述第一主跨导放大器进行补偿后输出第一个第一电压给所述驱动单元；

所述第二主跨导放大器与所述第二校准跨导放大器单元工作在校准阶段，所述第二主跨导放大器同相输入端和反相输入端均接收所述基准电压；所述第二校准跨导放大器单元用于存储第二校准电压，并基于所述第二校准电压输出第一个第二电压给所述第二运放单元，以使得输入到所述第二运放单元的所述第一个第二电压等于所述第一个第一电压；所述第二校准电压为与所述第二主跨导放大器的失调电压相关的电压。

可选的，在一个交替工作周期的另外半个周期内：

所述第二主跨导放大器与所述第二校准跨导放大器单元工作在控制阶段，所述第二主跨导放大器用于接收所述基准电压以及第二个工作电压，并根据所述第二校准跨导放大器单元对所述第二主跨导放大器进行补偿后输出第二个第一电压给所述驱动单元；

所述第一主跨导放大器与所述第一校准跨导放大器单元工作在校准阶段，所述第一主跨导放大器同相输入端和反相输入端均接收所述基准电压；所述第一校准跨导放大器单元用于存储第一校准电压，并基于所述第一校准电压输出第二个第二电压给所述第一运放单元，以使得输入到所述第一运放单元的所述第二个第二电压等于所述第二个第一电压；所述第一校准电压为与所述第一主跨导放大器的失调电压相关的电压。

可选的，所述开关电路包括第一开关电路和第二开关电路；

所述第一开关电路基于第一开关控制信号导通和断开；所述第二开关电路基于第二开关控制信号导通和断开；

所述第一开关电路导通时，所述第二开关电路断开，所述第一控制模块工作在校准阶段，所述第二控制模块工作在控制阶段；

所述第二开关电路导通时，所述第一开关电路断开，所述第二控制模块工作在校准阶段，所述第一控制模块工作在控制阶段。

可选的，所述校准跨导放大器单元包括校准跨导放大器和第一电容；

对于所述第一控制模块，包括：

所述主跨导放大器同相输入端接收所述基准电压，反相输入端分别通过所述第一开关电路接收所述基准电压和通过所述第二开关电路接收所述工作电压，输出端分别连接所述校准跨导放大器输出端、通过所述第二开关电路连接所述驱动单元控制端、通过所述第一开关电路连接所述运放单元；

所述校准跨导放大器同相输入端分别通过所述第一开关电路连接所述运放单元和通过所述第一电容连接接地端，反相输入端接收调零基准电压。

可选的，对于所述第二控制模块，包括：

所述主跨导放大器同相输入端接收所述基准电压，反相输入端分别通过所述第二开关电路接收所述基准电压和通过所述第一开关电路接收所述工作电压，输出端分别连接所述校准跨导放大器输出端、通过所述第一开关电路连接所述驱动单元控制端、通过所述第二开关电路连接所述运放单元；

可选的，所述运放单元包括差分运算放大器和第二电容；

对于所述第一控制模块，所述差分运算放大器反相输入端通过所述第一开关电路连接所述主跨导放大器输出端，输出端通过所述第一开关电路连接所述校准跨导放大器同相输入端；

对于所述第二控制模块，所述差分运算放大器反相输入端通过所述第二开关电路连接所述主跨导放大器输出端，输出端通过所述第二开关电路连接所述校准跨导放大器同相输入端；

所述第二电容的一端连接所述差分运算放大器的反相输入端，另一端连接所述差分运算放大器的输出端。

可选的，电压生成单元包括第一电阻，所述第一电阻第一端接收所述基准电流，第二端接地，用于根据接收的所述基准电流，产生输入到所述跨导放大器组的基准电压。

可选的，所述驱动单元包括驱动晶体管和第二电阻，所述驱动晶体管的第一端连接所述LED，第二端连接所述第二电阻的第一端，控制端接收所述第一电压，用于在所述第一电压的控制下导通或断开；

所述第二电阻的第一端还与所述跨导放大器组的输入端连接，所述第二电阻的第二端接地，用于根据所述工作电压生成驱动电流。

可选的，还包括电压跟随放大器，所述电压跟随放大器第一输入端接收所述第一电压，第二输入端连接输出端，输出端连接所述驱动单元。

可选的，还包括第三电容，所述第三电容第一端连接所述电压跟随放大器第一输入端，第二端接地。

第二方面，本申请提供了一种背光模组，包括如第一方面所述LED恒流驱动电路。

第三方面，本申请提供了一种显示装置，包括显示面板和如第一方面所述的背光模组；

所述背光模组用于为所述显示面板提供背光。

本申请实施例提供的技术方案带来的有益技术效果包括：

本申请实施例提供的LED驱动电路包括：第一控制模块和第二控制模块，第一控制模块和第二控制模块均包括跨导放大器组和运放单元，基于开关电路的导通和断开交替工作在校准阶段和控制阶段；在一个交替工作周期内：跨导放大器组在控制阶段接收基准电压和工作电压，并通过内部补偿后输出第一电压给驱动单元；在校准阶段接收基准电压并存储校准电压，并基于校准电压输出第二电压给运放单元，以使得跨导放大器组在控制阶段基于校准电压进行内部补偿。第一控制模块和第二控制模块交替工作在校准阶段和控制阶段，并通过运放单元在校准阶段使得第二电压与第一电压相等，使得工作电压等于基准电压，因此，本申请实施例能够消除跨导放大器组失调电压影响；另外，通过运放单元在校准阶段使得第二电压与第一电压相等，确保跨导放大器组在校准阶段以及控制阶段输出保持不变，从而减小噪声干扰并进一步确保工作电压等于基准电压，实现失调消除，从而提升小电流时LED驱动电路驱动电流精度。

上述说明仅是本申请实施例技术方案的概述，为了能够更清楚了解本申请实施例的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本申请实施例的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本申请实施例的具体实施方式。

附图说明

本申请上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为一种LED驱动电路图；

图2为另一种LED驱动电路图；

图3为本申请实施例提供的一种LED驱动电路图；

图4为本申请实施例提供的又一种LED驱动电路图；

图5为本申请实施例开关控制信号波形图；

图6为本申请实施例提供的LED驱动电路一种驱动模式原理示意图；

图7为本申请实施例提供的LED驱动电路另一种驱动模式原理示意图。

附图标记说明：

100-电压生成单元；200-第一控制模块；300-第二控制模块；400-驱动单元；210-第一跨导放大器组；211-第一主跨导放大器；212-第一校准跨导放大器单元；2121-第一校准跨导放大器；2122-第一个第一电容；220-第一运放单元；221-第一差分运算放大器；222-第一个第二电容；310-第二跨导放大器组；311-第二主跨导放大器；312-第二校准跨导放大器单元；3121-第二校准跨导放大器；3122-第二个第一电容；320-第二运放单元；321-第二差分运算放大器；322-第二个第二电容；410-驱动晶体管；420-第二电阻；510-电压跟随放大器；520-第三电容；S1-第一开关；S2-第二开关。

具体实施方式

下面详细描述本申请，本申请的实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的部件或具有相同或类似功能的部件。此外，如果已知技术的详细描述对于示出的本申请的特征是不必要的，则将其省略。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本申请，而不能解释为对本申请的限制。

本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)，具有与本申请所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语，应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样被特定定义，否则不会用理想化或过于正式的含义来解释。

本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本申请的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。应该理解，当我们称元件被“连接”到另一元件时，它可以直接连接到其他元件，或者也可以存在中间元件。此外，这里使用的“连接”可以包括无线连接。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的全部或任一单元和全部组合。

参考图1所示，对于传统的LED驱动电路，基准电流Iref通过电阻R1生成基准电压Vref，运算放大器A1的同相输入端接收基准电压Vref，反相输入端连接输出管M1的一端和电阻R2的一端，输出端连接输出管M1的控制端；运算放大器A1输出端输出控制电压控制输出管M1导通，在电阻R2的一端产生工作电压Vcs，电阻R2根据工作电压Vcs生成驱动电流Iout，当输出管M1导通时，运算放大器A1形成负反馈，若运算放大器A1为理想的运算放大器，由运算放大器A1的虚短虚断可得，运算放大器A1同相输入端输入的电压Vref与反相输入端输入的电压Vcs相等，驱动电流Iout＝Vref/R2＝Iref*R1/R2，通过电流源输出单元的多次复制，便可以产生n路恒定电流。

但实际应用时，参考图2所示，由于运算放大器A1并非是理想的运放，运算放大器A1存在失调电压Vos，导致电压Vcs＝Vref+Vos，驱动电流Iout＝(Iref*R1+Vos)/R2。因此实际驱动电流偏离理想值比例为Vos/(Iref*R1)，当输入电流Iref满载时，由于失调电压Vos的值较小，失调电压对驱动电流精度的影响较小，但当由于显示亮度的需求将输入电流Iref调节的较小时，会导致Iref*R1较低，此时失调电压对驱动电流精度的影响不可忽略。例如：当输入电流Iref调节到满载的5％时，会导致Iref*R1低到3mV，若失调电压Vos＝1mV，则实际驱动电流偏离理想比例为33％，达不到应用需要3％的精度要求。

基于现有技术存在的上述问题，本申请提出一种LED驱动电路，通过设置第一控制模块和第二控制模块引入相应的补偿抵消失调电压，解决LED驱动电路当驱动电流为小电流时难以达到精度要求的技术问题。

下面以具体实施例对本申请的技术方案以及本申请的技术方案如何解决上述技术问题进行详细说明。

参考图3和图4所示，本申请实施例提供了一种LED驱动电路，包括：电压生成单元100、开关电路、第一控制模块200和第二控制模块300、驱动单元400，电压生成单元100用于根据输入的基准电流Iref，生成基准电压Vref；开关电路用于基于开关控制信号(s1、s2)导通和断开；第一控制模块200和第二控制模块300均包括跨导放大器组(图4中第一控制模块200包括第一跨导放大器组210，第二控制模块300包括第二跨导放大器组310)和运放单元(图4中第一控制模块200包括第一运放单元220，第二控制模块300包括第二运放单元320)，第一控制模块200和第二控制模块300基于开关电路的导通和断开，交替工作在校准阶段和控制阶段。

驱动单元400用于接收工作在控制阶段的跨导放大器组(图4中第一跨导放大器组210或第二跨导放大器组310)输出的第一电压，基于第一电压产生工作电压Vcs，并基于工作电压Vcs为LED提供驱动电流Iout。

跨导放大器组(图4中第一跨导放大器组210或第二跨导放大器组310)在控制阶段接收基准电压Vref和工作电压Vcs，并通过内部补偿后输出第一电压给驱动单元400，所述运放单元在控制阶段处于断开状态；跨导放大器组(图4中第一跨导放大器组210或第二跨导放大器组310)在校准阶段接收基准电压Vref并储存校准电压Vc，并基于校准电压Vc输出第二电压给运放单元(图4中第一运放单元220或第二运放单元320)，基于运放单元存储校准电压Vc，以使得跨导放大器组在控制阶段基于校准电压Vc进行内部补偿；运放单元在校准阶段使得第二电压与第一电压相等，以使得在一个交替工作周期内工作电压Vcs等于基准电压Vref。

需要说明的是，上述第一电压(如图6中V1和图7中V2’)指跨导放大器组输出到驱动单元的电压，第二电压(如图6中V2和图7中V1’)指跨导放大器组输出至运放单元的电压。

需要说明的是，上述一个交替工作周期包括如图6、图7所示两种工作状态的周期，即在一个交替工作周期内，对于一个跨导放大器组，包括控制阶段和校准阶段两种工作状态。

本申请实施例提供的LED驱动电路包括第一控制模块200和第二控制模块300，第一控制模块200和第二控制模块300均包括跨导放大器组和运放单元，基于开关电路的导通和断开交替工作在校准阶段和控制阶段；在一个交替工作周期内：跨导放大器组在控制阶段接收基准电压Vref和工作电压Vcs，并通过内部补偿后输出第一电压给驱动单元；在校准阶段接收基准电压Vref并存储校准电压Vc，并基于校准电压Vc输出第二电压给运放单元，以使得跨导放大器组在控制阶段基于校准电压Vc进行内部补偿，第一控制模块200和第二控制模块300交替工作在校准阶段和控制阶段，并通过运放单元在校准阶段使得第二电压与第一电压相等，使得工作电压Vcs等于基准电压Vref，因此，本申请实施例能够消除跨导放大器组失调电压Vos影响；另外，通过运放单元在校准阶段使得第二电压V2与第一电压V1相等，确保跨导放大器组在校准阶段以及控制阶段输出保持不变，从而减小噪声干扰并进一步确保工作电压Vcs等于基准电压Vref，实现失调消除，从而提升小电流时LED驱动电路驱动电流精度。

具体的，参考图4所示，电压生成单元100包括第一电阻100，第一电阻100(电阻值为R1)的第一端接收基准电流Iref，第二端连接接地端，第一电阻100根据接收的基准电流Iref，产生输入到跨导放大器组的基准电压Vref，其中Vref＝R1*Iref。

具体的，参考图4所示，跨导放大器组区分为第一控制模块200中的第一跨导放大器组210以及第二控制模块300中的第二跨导放大器组310；运放单元区分为第一控制模块200中的第一运放单元220以及第二控制模块300中的第二运放单元320。

其中，第一跨导放大器组210包括第一主跨导放大器211和第一校准跨导放大器单元212，第二跨导放大器组310包括第二主跨导放大器311和第二校准跨导放大器单元312；在一个交替工作周期内，第一主跨导放大器211在控制阶段接收基准电压Vref以及工作电压Vcs，并根据第一校准跨导放大器单元212对第一主跨导放大器211的失调电压Vos1补偿后输出第一电压给驱动单元400，以使得工作电压Vcs等于基准电压Vref；在校准阶段，第一主跨导放大器211同相输入端和反相输入端均接收基准电压Vref。

第一校准跨导放大器单元212在校准阶段存储第一校准电压Vc1，以使得输入到第一运放单元220的第二电压等于第一电压；并在控制阶段基于第一校准电压Vc1为第一主跨导放大器211提供补偿，以消除第一主跨导放大器211失调电压Vos1。

类似的，第二主跨导放大器311在控制阶段接收基准电压Vref以及工作电压Vcs，并根据第二校准跨导放大器单元312对第二主跨导放大器311的失调电压Vos2补偿后输出第一电压给驱动单元400，以使得工作电压Vcs等于基准电压Vref；在校准阶段，第二主跨导放大器311同相输入端和反相输入端均接收基准电压Vref。第二校准跨导放大器单元312在校准阶段存储第二校准电压Vc2，以使得输入到第二运放单元320的第二电压等于第一电压；并在控制阶段基于第二校准电压Vc2为第二主跨导放大器311提供补偿，以消除第二主跨导放大器311失调电压Vos2。

具体的，参考图4所示，第一控制模块200包括第一主跨导放大器211、第一校准跨导放大器单元212和第一运放单元220，第二控制模块300包括第二主跨导放大器311、第二校准跨导放大器单元312和第二运放单元320。

参考图4、图5和图6所示，在一个交替工作周期的半个周期内(T1)：第一主跨导放大器211与第一校准跨导放大器单元212工作在控制阶段，第一主跨导放大器211用于接收基准电压Vref以及第一个工作电压Vcs1，并根据第一校准跨导放大器单元212对第一主跨导放大器211进行补偿后输出第一个第一电压V1给驱动单元400。

第二主跨导放大器311与第二校准跨导放大器单元312工作在校准阶段，第二主跨导放大器311同相输入端和反相输入端均接收基准电压Vref；第二校准跨导放大器单元312用于存储第二校准电压Vc2，并基于第二校准电压Vc2输出第一个第二电压V2给第二运放单元320，以使得输入到第二运放单元320的第一个第二电压V2等于第一个第一电压V1；第二校准电压Vc2为与第二主跨导放大器311的失调电压Vos2相关的电压。

类似的，参考图4、图5和图7所示，在一个交替工作周期的另外半个周期内(T2)：第二主跨导放大器311与第二校准跨导放大器单元312工作在控制阶段，第二主跨导放大器311用于接收基准电压Vref以及第二个工作电压Vcs2，并根据第二校准跨导放大器单元312基于T1时段存储的第二校准电压Vc2对第二主跨导放大器311进行补偿后输出第二个第一电压V2’给驱动单元400。

第一主跨导放大器211与第一校准跨导放大器单元212工作在校准阶段，第一主跨导放大器211同相输入端和反相输入端均接收基准电压Vref；第一校准跨导放大器单元212用于存储第一校准电压Vc1，并基于第一校准电压Vc1输出第二个第二电压V1’给第一运放单元220，以使得输入到第一运放单元220的第二个第二电压V1’等于第二个第一电压V2’；第一校准电压Vc1为与第一主跨导放大器211的失调电压Vos1相关的电压。

在一个具体实施例中，参考图4、图5、图6和图7所示，开关电路包括第一开关电路(包括被第一开关控制信号s1控制的第一开关S1)和第二开关电路(包括被第二开关控制信号s2控制的第二开关S2)；第一开关电路基于第一开关控制信号s1导通和断开；第二开关电路基于第二开关控制信号s2导通和断开；第一开关电路导通时，第二开关电路断开，第一控制模块200工作在校准阶段，第二控制模块300工作在控制阶段；第二开关电路导通时，第一开关电路断开，第二控制模块300工作在校准阶段，第一控制模块200工作在控制阶段。

具体实施时，参考图4所示，第一开关电路包括多个第一开关S1，第一开关S1控制端接收第一控制信号s1，在第一控制信号s1为高电平时导通，第二开关电路包括多个第二开关S2，第二开关S2控制端接收第二控制信号s2，在第二控制信号s2为高电平时导通。第一控制信号s1与第二控制信号s2波形图如图5所示，第一控制信号s1与第二控制信号s2交替为高电平，且高电平时间少于低电平时间，避免发生第一开关S1与第二开关S2同时导通。

需要说明的是，本领域技术人员可根据使用需要设置第一开关S1或第二开关S2为N型MOS(Metal-Oxide-Semiconductor，金属氧化物半导体)管、P型MOS管、传输门，薄膜晶体管等类型的开关，并根据实际使用需要设计控制信号，保证能达到如图4所示控制第一控制模块200电路以及第二控制模块300电路在对应时间阶段内导通和断开即可。

参考图4所示，第一校准跨导放大器单元212包括第一校准跨导放大器2121和第一个第一电容2122；对于第一控制模块200，第一主跨导放大器211同相输入端接收基准电压Vref，反相输入端分别通过一个第一开关S1接收基准电压Vref和通过一个第二开关S2接收工作电压Vcs，输出端分别连接第一校准跨导放大器2121输出端、通过一个第二开关S2连接驱动单元400控制端、通过一个第一开关S1连接第一运放单元220的反相输入端，以及通过一个第二开关S2连接第一运放单元220的同相输入端；第一校准跨导放大器2121同相输入端分别通过一个第一开关S1连接第一运放单元220的输出端和通过第一个第一电容2122连接接地端，反相输入端接收调零基准电压Vcm_az。其中，第一个第一电容2122用于存储第一校准电压Vc1。

类似的，参考图4所示，第二校准跨导放大器单元312包括第二校准跨导放大器3121和第二个第一电容3122；对于第二控制模块300，第二主跨导放大器311同相输入端接收基准电压Vref，反相输入端分别通过一个第二开关S2接收基准电压Vref和通过一个第一开关S1接收工作电压Vcs，输出端分别连接第二校准跨导放大器3121输出端、通过一个第一开关S1连接驱动单元400控制端、通过一个第二开关S2连接第二运放单元320的反相输入端，以及通过一个第一开关S1连接第一运放单元220的同相输入端；第二校准跨导放大器3121同相输入端分别通过一个第二开关S2连接第一运放单元320的输出端和通过第二个第一电容3122连接接地端，反相输入端接收调零基准电压Vcm_az。其中，第二个第一电容3122用于存储第二校准电压Vc2。

进一步的，参考图4所示，第一运放单元220包括第一差分运算放大器221和第一个第二电容222；对于第一控制模块200，第一差分运算放大器221反相输入端通过一个第一开关S1连接第一校准跨导放大器2121的输出端，第一差分运算放大器221同相输入端连接驱动单元400控制端，第一个第二电容222的一端连接第一差分运算放大器221的反相输入端，第一个第二电容222的另一端连接第一差分运算放大器221的输出端。

第二运放单元320包括第二差分运算放大器321和第二个第二电容322；对于第二控制模块300，第二差分运算放大器321反相输入端通过一个第二开关S2连接第二校准跨导放大器3121的输出端，第二差分运算放大器321同相输入端连接驱动单元400控制端，第二电容322的一端连接第二差分运算放大器321的反相输入端，第二电容322的另一端连接第二差分运算放大器321的输出端。

需要说明的是，差分运算放大器可根据实际使用需要设置为差分跨导放大器或常规的运算放大器，第二电容用于稳定差分运算放大器输出端以及反相输入端电压。

具体实施时，参考图4所示，驱动单元400包括驱动晶体管410和第二电阻420(第二电阻阻抗为R2)，驱动晶体管410的第一端连接LED，第二端连接第二电阻420的第一端，控制端接收第一电压V1，用于在第一电压V1的控制下导通或断开；第二电阻420的第一端还与跨导放大器组的输入端连接(具体地，对于第一控制模块200，第二电阻420的第一端通过第二开关S2与第一主跨导放大器211反相输入端连接，对于第二控制模块300，第二电阻420的第一端通过第一开关S1与第二主跨导放大器311反相输入端连接)，第二电阻420的第二端接地，用于根据工作电压Vcs生成驱动电流Iout，生成的驱动电流Iout＝Vcs/R2，由于本申请实施例中的工作电压Vcs与基准电压Vref相等，因此生成的驱动电流Iout＝Vref/R2，上述驱动单元400的控制端即为驱动晶体管410的控制端。

在实际使用时，本领域技术人员可根据实际需要设置驱动晶体管410为N型MOS管或P型MOS管，或设置为其他类型的晶体管。

参考图4、图6和图7所示，为稳定第一电压(如图6中V1、图7中V2’)，平衡第一控制模块200以及第二控制模块300在校准阶段以及控制阶段的阻抗，LED驱动电路还设置有电压跟随放大器510，电压跟随放大器510第一输入端接收第一电压(如图6中V1、图7中V2’)，第二输入端连接输出端，输出端连接驱动晶体管410控制端。

参考图4所示，LED驱动电路还设置有第三电容520，第三电容520第一端连接电压跟随放大器510第一输入端，第二端接地，用于稳定及保持第一电压(如图6中V1、图7中V2’)。

下面结合附图详细介绍一下本申请实施例提供的LED驱动电路的工作原理。

参考图6、图7所示，假设第一主跨导放大器211与第二主跨导放大器311跨导增益均为Am1，其中第一主跨导放大器211失调电压为第一失调电压Vos1，第二主跨导放大器311失调电压为第二失调电压Vos2；第一校准跨导放大器2121与第二校准跨导放大器3121跨导增益均为Am2。

参考图4、图5和图6所示，在第一时段T1，第二控制信号s2为高电平，第一控制信号s1为低电平，第二开关S2导通，第一开关S1断开，使得第二控制模块300工作在校准阶段，第一控制模块200工作在控制阶段，如图6所示。

第二主跨导放大器311输入端短接基准电压Vref，与第二校准跨导放大器3121输出端共同输出第一个第二电压V2至第二差分运算放大器321反向输入端；第二差分运算放大器321同相输入端接收第一个第一电压V1，输出端连接第二校准跨导放大器3121同相输入端，由此从第二差分运算放大器321输出端至第二校准跨导放大器3121同相输入端，从第二校准跨导放大器3121至第二差分运算放大器321反相输入端构成一个负反馈回路，第二差分运算放大器321两输入端虚短，使得第一个第二电压V2等于第一个第一电压V1，第二个第一电容3122储存校准电压Vc2。

在T1时段，LED驱动电路最初开始使用时，假设此时工作电压为Vcs1。

此时第一个第一电容2122未存储电压，因此对于第一控制模块200，有，第一个第一电压V1等于第一主跨导放大器211输出：

V1＝Am1*(Vref-Vcs1+Vos1)

对于驱动晶体管410，有：

V1＝Vcs1+Vgs

对于第二控制模块300，第二个第一电容根据第一个第一电压V1与第一个第二电压V2相等存储第二校准电压为Vc2，第二校准电压Vc2与第二失调电压Vos2相关，因此有如下公式：

V2＝Am1*Vos2+Am2*(Vc2-Vcm_az)＝V1

参考图4、图5和图7所示，在第二时段T2，第一控制信号s1为高电平，第二控制信号s2为低电平，第一开关S1导通，第二开关S2断开，使得第一控制模块200工作在校准阶段，第二控制模块300工作在控制阶段，如图7所示。

类似的，第一主跨导放大器211输入端短接基准电压Vref，与第一校准跨导放大器2121输出端共同输出第二个第二电压V1’至第一差分运算放大器221反向输入端；第一差分运算放大器221同相输入端接收第二个第一电压V2’，输出端连接第一校准跨导放大器2121同相输入端，由此从第一差分运算放大器221输出端至第一校准跨导放大器2121同相输入端，从第一校准跨导放大器2121至第一差分运算放大器221反向输入端构成一个负反馈回路，第一差分运算放大器221两输入端虚短，使得第二个第二电压V1’等于第二个第一电压V2’，第一个第一电容2122储存校准电压Vc1。

在T2时段，第一控制模块200与第二控制模块300第一次交替，假设此时工作电压为Vcs2。

对于第二控制模块300，第二校准跨导放大器3121根据存储的第二校准电压Vc2对第二主跨导放大器311输出进行补偿，补偿后输出的第二个第一电压为V2’：

V2’＝Am1(Vref-Vcs2+Vos2)+Am2*(Vc2-Vcm_az)

对于驱动晶体管410，有：

V2’＝Vcs2+Vgs

对于第一控制模块200，第一个第一电容2122根据第二个第二电压V1’与第二个第一电压V2’相等存储第一校准电压Vc1，第一校准电压与第一失调电压Vos1相关，因此，有如下公式：

V1’＝Am1*Vos1+Am2*(Vc1-Vcm_az)＝V2’

因此根据V2’-V2＝Am1(Vref-Vcs2)＝Vcs1-Vcs2

得出第一次交替后，基准电压Vref与工作电压Vcs2之差为：

Vref-Vcs2＝(Vcs1-Vcs2)/Am1

因此，在建立工作电压Vcs的过程中，每一次第一控制模块200与第二控制模块300的交替，基准电压Vref与工作电压Vcs的差值均会根据主跨导放大器的跨导增益Am1减小，基准电压Vref与工作电压Vcs的差值与校准跨导放大器跨导增益以及失调电压Vos1和Vos2无关。因此，第一控制模块200与第二控制模块300的交替控制使得最终Vref-Vcs＝0，使得工作电压Vcs不受失调电压Vos的影响。

需要说明的是，主跨导放大器的跨导增益Am1非常大，因此一次交替后，便可以使得基准电压Vref与工作电压Vcs的差值接近于0。

另外，在达到工作电压Vcs等于基准电压Vref的稳态后，通过保证第一差分运算放大器220和第二差分运算放大器320两输入端虚短，保证第一主跨导放大器211与第一校准跨导放大器2121输出在控制阶段与校准阶段保持不变、第二主跨导放大器311与第二校准跨导放大器3121输出在控制阶段与校准阶段保持不变，从而减小切换时的噪声干扰并进一步确保主跨导放大器的反向输入端工作电压Vcs等于基准电压vref，实现真正的失调消除。

需要说明的是，基准调零电压Vcm_az为一个普通的偏置输入电压，本领域技术人员可根据实际设计需要选择基准调零电压Vcm_az大小，满足其在LED电路工作过程中保持不变即可。

基于同一发明构思，本申请实施例提供了一种背光模组，包括上述的LED恒流驱动电路。本申请实施例提供的背光模组具有与上述LED驱动电路相同的有益效果，因此不再赘述。

基于同一发明构思，本申请实施提供了一种显示装置，其包括显示面板和上述的背光模组；背光模组用于为显示面板提供背光。本申请实施例提供的显示装置具有与背光模组相同的有益效果，因此不再赘述。

具体地，本申请实施例中的显示装置可以为液晶电视、笔记本电脑等显示设备。

本申请实施例提供的技术方案带来的有益技术效果包括：

本申请实施例提供的LED驱动电路包括第一控制模块和第二控制模块，第一控制模块和第二控制模块均包括跨导放大器组和运放单元，基于开关电路的导通和断开交替工作在校准阶段和控制阶段；在一个交替工作周期内：跨导放大器组在控制阶段接收基准电压和工作电压，并通过内部补偿后输出第一电压给驱动单元；在校准阶段接收基准电压并存储校准电压，并基于校准电压输出第二电压给运放单元，以使得跨导放大器组在控制阶段基于校准电压进行内部补偿，第一控制模块和第二控制模块交替工作在校准阶段和控制阶段，并通过运放单元在校准阶段使得第二电压与第一电压相等，使得工作电压等于基准电压，因此，本申请实施例能够消除跨导放大器组失调电压影响；另外，通过运放单元在校准阶段使得第二电压与第一电压相等，确保跨导放大器组在校准阶段以及控制阶段输出保持不变，从而减小噪声干扰并进一步确保工作电压等于基准电压，实现失调消除，从而提升小电流时LED驱动电路驱动电流精度。

本技术领域技术人员可以理解，本申请中已经讨论过的各种操作、方法、流程中的步骤、措施、方案可以被交替、更改、组合或删除。进一步地，具有本申请中已经讨论过的各种操作、方法、流程中的其他步骤、措施、方案也可以被交替、更改、重排、分解、组合或删除。进一步地，现有技术中的具有与本申请中公开的各种操作、方法、流程中的步骤、措施、方案也可以被交替、更改、重排、分解、组合或删除。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本说明书的描述中，具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

应该理解的是，虽然附图的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，其可以以其他的顺序执行。而且，附图的流程图中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段，这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，其执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其他步骤或者其他步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。

以上所述仅是本申请的部分实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。

Claims

1.一种LED驱动电路，其特征在于，包括：

电压生成单元，用于根据输入的基准电流，生成基准电压；

开关电路，用于基于开关控制信号导通和断开；

所述跨导放大器组，用于在校准阶段接收所述基准电压并存储校准电压，并基于所述校准电压输出第二电压给所述运放单元，所述跨导放大器组在控制阶段基于所述校准电压进行内部补偿，所述运放单元用于在校准阶段使得所述第二电压与所述第一电压相等，以使得在一个交替工作周期内所述工作电压与所述基准电压的差值接近于0。

2.如权利要求1所述LED驱动电路，其特征在于，所述跨导放大器组包括主跨导放大器和校准跨导放大器单元；

在一个交替工作周期内：

所述主跨导放大器，用于在控制阶段接收所述基准电压以及工作电压，并根据所述校准跨导放大器单元对所述主跨导放大器进行补偿后输出所述第一电压给所述驱动单元；以及在校准阶段，同相输入端和反相输入端均接收所述基准电压；

3.如权利要求2所述驱动电路，其特征在于，所述第一控制模块包括第一主跨导放大器、第一校准跨导放大器单元和第一运放单元，所述第二控制模块包括第二主跨导放大器、第二校准跨导放大器单元和第二运放单元；

在一个交替工作周期的半个周期内：

4.如权利要求3所述驱动电路，其特征在于，在一个交替工作周期的另外半个周期内：

5.如权利要求2所述LED驱动电路，其特征在于，

所述开关电路包括第一开关电路和第二开关电路；

6.如权利要求5所述LED驱动电路，其特征在于，所述校准跨导放大器单元包括校准跨导放大器和第一电容；

对于所述第一控制模块，包括：

7.如权利要求6所述LED驱动电路，其特征在于，

对于所述第二控制模块，包括：

8.如权利要求7所述LED驱动电路，其特征在于，所述运放单元包括差分运算放大器和第二电容；

9.如权利要求1所述LED驱动电路，其特征在于，电压生成单元包括第一电阻，所述第一电阻第一端接收所述基准电流，第二端接地，用于根据接收的所述基准电流，产生输入到所述跨导放大器组的基准电压。

10.如权利要求1所述LED驱动电路，其特征在于，所述驱动单元包括驱动晶体管和第二电阻，所述驱动晶体管的第一端连接所述LED，第二端连接所述第二电阻的第一端，控制端接收所述第一电压，用于在所述第一电压的控制下导通或断开；

11.如权利要求1-10任一项所述LED驱动电路，其特征在于，还包括电压跟随放大器，所述电压跟随放大器第一输入端接收所述第一电压，第二输入端连接输出端，输出端连接所述驱动单元。

12.如权利要求11所述LED驱动电路，其特征在于，还包括第三电容，所述第三电容第一端连接所述电压跟随放大器第一输入端，第二端接地。

13.一种背光模组，其特征在于，包括如权利要求1-12任一项所述LED恒流驱动电路。

14.一种显示装置，其特征在于，包括显示面板和如权利要求13所述的背光模组；

所述背光模组用于为所述显示面板提供背光。