CN115379619B - 一种led共阴驱动芯片 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种LED共阴驱动芯片，属于LED驱动芯片设计技术领域，其中，该LED共阴驱动芯片包括整体恒流源电路，整体恒流源电路由偏置电流电路、全局电流增益电路、16个R通道、16个G通道和16个B通道组成，基准电压VREF与OPA、N1和外接电阻REST一起产生电路系统所需的基准电流，并通过二选一选择器选择VDD或者VG电压，以与P1、P2、P3和P4构成全局电流增益电路，来产生所需要的电流传输给CURRENT_R、CURRENT_G和CURRENT_B，而后前述三者产生恒流源电流输出给LED灯珠。本发明LED共阴驱动芯片，支持1~64位任意行扫，改善了LED驱动电路的电流失配，提高了恒流输出电流的精度，进而改善了一致性。

Description

一种LED共阴驱动芯片
技术领域
本发明属于LED驱动芯片设计技术领域，具体涉及一种LED共阴驱动芯片。
背景技术
常规共阴LED驱动芯片的恒流源电路，由参考电路产生基准电压，基准电压通过偏置电路产生偏置电流（一般是外部精度高的电阻），再通过电流控制电路，产生所需要的电流，最后通过恒流源输出电流到LED灯珠。其他辅助电路还有预充电电路，开短路检测等电路。
在32位及以前的LED驱动电路设计中，常规的共源共栅cascode电流镜结构可以满足恒流源的设计需求，但是到更多行扫更多通道之后，控制电路成倍增加，版图面积成倍增加，这将导致电流的一致性恶化。
发明内容
本发明的目的在于提供一种LED共阴驱动芯片，针对48通道（16*3）全彩LED共阴驱动芯片，支持1~64位任意行扫，设计了一种电流一致性高的恒流源电路，48 通道可以输出一致且稳定的恒流，该恒流是寄存器可配置的，另外更改外接电阻阻值也可以调节输出恒流大小，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种LED共阴驱动芯片，该LED共阴驱动芯片包括整体恒流源电路，整体恒流源电路由偏置电流电路、全局电流增益电路、16个R通道、16个G通道和16个B通道组成，基准电压VREF与运算放大器OPA7、NMOS管N1和外接电阻REST一起产生电路系统所需的基准电流，并通过二选一选择器选择电源电压VDD或者偏置电压VG，以与PMOS管P1、PMOS管P2、PMOS管P3和PMOS管P4构成全局电流增益电路，来产生所需要的电流传输给R通道CURRENT_R、G通道CURRENT_G和B通道CURRENT_B，而后前述的R通道CURRENT_R、G通道CURRENT_G和B通道CURRENT_B产生恒流源电流输出给LED灯珠。
优选地，所述整体恒流源电路内包含有R通道电流控制电路、G通道电流控制电路、B通道电流控制电路，前述三个通道电流控制电路内的PMOS管P1、PMOS管P2、PMOS管P3和PMOS管P4与二选一选择器构成电流增益电路，分别为R通道电流增益电路、G通道电流增益电路和B通道电流增益电路；
运算放大器OPA6钳位住PMOS管P1、PMOS管P2、PMOS管P3和PMOS管P4的漏极电压，使其与偏置电压VG相等，以降低系统失调，电流输出给通道的电流通道CURRENT_CHANNEL。
优选地，前述三个通道电流控制电路中设置有NMOS管N2与NMOS管N5，NMOS管N3与NMOS管N6作为共源共栅cascode电流镜，运算放大器OPA5同样是钳位NMOS管N2，NMOS管N3的漏端电压，以降低系统失调。
优选地，前述三个通道电流控制电路内还分别包含有通道恒流输出电路，通道恒流输出电路内的偏置电压VG、运算放大器OPA4、NMOS管N1、R5和R1-R4通过四选一选择器连接产生电压，与运算放大器OPA1、运算放大器OPA2和运算放大器OPA3一起作用给PMOS管P1和PMOS管P2漏端提供钳位电压，同时通道恒流输出电路内的运算放大器OPA1给PMOS管P1和PMOS管P2提供共同的栅电压。
优选地，所述通道恒流输出电路用于调节系统失调和调节逆电压。
优选地，所述整体恒流源电路中还设计有电流限制电路CURRENT_LIMIT，用于对整体恒流源电路进行极限限流，以防止外接电阻REST不当产生大电流。
优选地，该LED共阴驱动芯片支持1~64位任意行扫。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明， 针对48通道（16*3）全彩LED共阴驱动芯片，支持1~64位任意行扫，采用一致性高的恒流源电路，流片测试结果显示：可以有效改善LED驱动电路的电流失配，提高了恒流输出电流的精度，进而改善了一致性。
附图说明
图1为本发明一种LED共阴驱动芯片的整体恒流源电路图。
图2为本发明一种LED共阴驱动芯片的通道电流控制电路图。
图3为本发明一种LED共阴驱动芯片的通道恒流输出电路图。
实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
为了便于进行描述，将图1整体恒流源电路中的OPA，描述为OPA7；将图2通道电流控制电路中左边的OPA，描述为OPA6、右边的OPA，描述为OPA5；将图3通道恒流输出电路中左边OPA，描述为OPA4。
参阅图1所示，本实施例的一种LED共阴驱动芯片，该LED共阴驱动芯片包括整体恒流源电路，整体恒流源电路由偏置电流电路、全局电流增益电路、16个R通道、16个G通道和16个B通道组成，基准电压VREF与运算放大器OPA7、NMOS管N1和外接电阻REST一起产生电路系统所需的基准电流，并通过二选一选择器选择电源电压VDD或者偏置电压VG，以与PMOS管P1、PMOS管P2、PMOS管P3和PMOS管P4构成全局电流增益电路，来产生所需要的电流传输给R通道CURRENT_R、G通道CURRENT_G和B通道CURRENT_B，而后前述的R通道CURRENT_R、G通道CURRENT_G和B通道CURRENT_B产生恒流源电流输出给LED灯珠。
本实施例中，参阅图2，所述整体恒流源电路内包含有R通道电流控制电路、G通道电流控制电路、B通道电流控制电路，前述三个通道电流控制电路内的PMOS管P1、PMOS管P2、PMOS管P3和PMOS管P4与二选一选择器构成电流增益电路，分别为R通道电流增益电路、G通道电流增益电路和B通道电流增益电路；
运算放大器OPA6钳位住PMOS管P1、PMOS管P2、PMOS管P3和PMOS管P4的漏极电压，使其与VG相等，以降低系统失调，电流输出给通道的电流通道CURRENT_CHANNEL。
本实施例中，参阅图2，前述三个通道电流控制电路中设置有NMOS管N2与NMOS管N5，NMOS管N3与NMOS管N6作为共源共栅cascode电流镜，OPA5同样是钳位NMOS管N2，NMOS管N3的漏端电压，以降低系统失调。
本实施例中，参阅图3，前述三个通道电流控制电路内还分别包含有通道恒流输出电路，通道恒流输出电路内的偏置电压VG、运算放大器OPA4、NMOS管N1、R5和R1-R4通过四选一选择器连接产生电压，与运算放大器OPA1、运算放大器OPA2和运算放大器OPA3一起作用给PMOS管P1和PMOS管P2漏端提供钳位电压，同时通道恒流输出电路内的运算放大器OPA1给PMOS管P1和PMOS管P2提供共同的栅电压。
本实施例中，所述通道恒流输出电路用于调节系统失调和调节逆电压。
需要说明的是，参阅图3，四选一选择器选择出一个恒定电压给V1，这个电压用作P2管逆电压调节用，同时高增益的OPA1通过虚短特性使得V1=V2，OPA2的虚短使得V2=V3，OPA2并且要驱动CURRENT<7:0>，8个模块，OPA3使得V3=V4，最终实现V1=V2=V3=V4，P1和P2的漏端电压被稳定在一个恒定值V1上，提高了电路的系统失调特性。
本实施例中，所述整体恒流源电路中还设计有电流限制电路CURRENT_LIMIT，即过流保护电路，用于对整体恒流源电路进行极限限流，以防止外接电阻REST不当产生大电流，而R1为ESD防护。
本实施例中，该LED共阴驱动芯片支持1~64位任意行扫。
本发明，针对48通道（16*3）全彩LED共阴驱动芯片，支持1~64位任意行扫，采用一致性高的恒流源电路，流片测试结果显示：可以有效改善LED驱动电路的电流失配，提高了恒流输出电流的精度，进而改善了一致性。
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (4)

1.一种LED共阴驱动芯片，其特征在于，该LED共阴驱动芯片包括整体恒流源电路，整体恒流源电路由偏置电流电路、全局电流增益电路、16个R通道、16个G通道和16个B通道组成，整体恒流源电路中的基准电压VREF与运算放大器OPA7、NMOS管N1和外接电阻REST一起产生电路系统所需的基准电流，并通过二选一选择器选择电源电压VDD或者偏置电压VG，以与PMOS管P1、PMOS管P2、PMOS管P3和PMOS管P4构成全局电流增益电路，来产生所需要的电流传输给R通道CURRENT_R、G通道CURRENT_G和B通道CURRENT_B，而后前述的R通道CURRENT_R、G通道CURRENT_G和B通道CURRENT_B产生恒流源电流输出给LED灯珠；
所述整体恒流源电路内包含有R通道电流控制电路、G通道电流控制电路、B通道电流控制电路，前述三个通道电流控制电路内的PMOS管P1、PMOS管P2、PMOS管P3和PMOS管P4与二选一选择器构成电流增益电路，分别为R通道电流增益电路、G通道电流增益电路和B通道电流增益电路；
运算放大器OPA6钳位住PMOS管P1、PMOS管P2、PMOS管P3和PMOS管P4的漏极电压，使其与偏置电压VG相等，以降低系统失调，电流输出给通道的电流通道CURRENT_CHANNEL；
前述三个通道电流控制电路中设置有NMOS管N2与NMOS管N5，NMOS管N3与NMOS管N6作为共源共栅cascode电流镜，运算放大器OPA5同样是钳位NMOS管N2，NMOS管N3的漏端电压，以降低系统失调；
所述整体恒流源电路中还设计有电流限制电路CURRENT_LIMIT，用于对整体恒流源电路进行极限限流，以防止外接电阻REST不当产生大电流。
2.根据权利要求1所述的一种LED共阴驱动芯片，其特征在于，前述三个通道电流控制电路内还分别包含有通道恒流输出电路，通道恒流输出电路内的偏置电压VG、运算放大器OPA4、NMOS管N1、R5和R1-R4通过四选一选择器连接产生电压，与运算放大器OPA1、运算放大器OPA2和运算放大器OPA3一起作用给PMOS管P1和PMOS管P2漏端提供钳位电压，同时通道恒流输出电路内的运算放大器OPA1给PMOS管P1和PMOS管P2提供共同的栅电压。
3.根据权利要求2所述的一种LED共阴驱动芯片，其特征在于，所述通道恒流输出电路用于调节系统失调和调节逆电压。
4.根据权利要求1-3任一所述的一种LED共阴驱动芯片，其特征在于，该LED共阴驱动芯片支持1~64位任意行扫。
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