CN1604712A - 发光二极管驱动电路和发光二极管驱动系统 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例的发光二极管驱动电路包括：配置成提供恒定电压的恒定电压源；电流产生电路，它配置成根据恒定电压源提供的恒定电压产生对与外部端子连接的阻抗电路的阻抗值敏感的电流；以及电流放大电路，它配置成对电流产生电路产生的电流进行放大，以便产生驱动发光二极管的驱动电流。

Description

发光二极管驱动电路和发光二极管驱动系统
技术领域
本发明涉及发光二极管驱动电路和发光二极管驱动系统，它们用于驱动用作便携式信息设备等的照明元件的发光二极管。
背景技术
最近，锂电池已经推广作为便携式设备的容易处理并可再充电的电池。随着由电池供电的高级便携式设备的开发，发光二极管常常用于液晶显示器的状态显示和作为后照明。特别是，白光发光二极管更经常地与开发的彩色液晶显示器一起使用。一般地说，白光发光二极管包括蓝光发光二极管和荧光元件，荧光元件用于将蓝光转换成绿光和红光，以便通过将光的红、绿和蓝三基色混合来产生白光。
理论上，蓝光发光二极管需要约2.7V或更高的电压驱动，商用的蓝光发光二极管要求3～4V的电压。因此，为了驱动由最终放电电压为3.0V的锂离子电池供电的装置上的白光发光二极管，已经在发光二极管驱动半导体装置中使用升压电路，以便补偿电压的不足。
在便携式电话装置消耗锂离子电池容量约80％或80％以上的情况下，需要用电压不超过3.4V的电池来驱动它。在传统的白光发光二极管情况下，在正常使用的温度范围内，通常它们要用约20mA或更小的电流驱动，以便保证发光二极管的可接受的寿命。在使用多个白光发光二极管的情况下，要求把每一个白光发光二极管的电流控制在20mA或更小。
因此，如图13所示那样控制发光二极管的电流量，该图示出传统的发光二极管驱动装置。更具体地说，电压为3.2V至4.2V的锂离子电池101的输出电压，用升压/恒定电压电路102升压到约5V的恒定电压。所述电压被提供给与电源101并联的串联的发光二极管111和电阻121、串联的发光二极管112和电阻122、串联的发光二极管113和电阻123等等。因此，所有发光二极管111、112、113等等的电流都被调整为恒定值。
然而，在这种情况下，发光二极管111、112、113等等在正向电压特性中的波动使流入各个发光二极管的电流产生大的波动，因而使发光二极管的亮度产生大的波动。
同样也知道如图14所示的另一种传统的发光二极管驱动装置。所述发光二极管驱动装置用升压/恒定电流电路103将3.2V的锂离子电池101的输出电压升压到4.2V，并利用电阻104的输出电压产生恒定电流，将它提供给发光二极管111、112、113等等。
然而，图13和14所示的传统技术需要诸如DC-DC变换器的升压电路，用于升压/恒定电压电路102或升压/恒定电流电路103。
因此，传统的技术具有以下缺点；它增加了成本，并且由于使用比驱动发光二极管的电流大的电池放电电流，因而缩短了电池的寿命。
而且，在升压/恒定电压电路102或升压/恒定电流电路103中使用的DC-DC变换器会产生高频开关噪音。由于开关噪音容易干扰便携式电话的高灵敏度无线接收机并降低接收机的灵敏度，因此传统的技术需要屏蔽或其它类似的装置并且在电路板设计或配置设计上要花费相当的精力。
此外，传统的技术常常会遇到声频和低频噪音的麻烦，所述声频和低频噪音作为返回噪音在用于将便携式电话传送的语音转换成数字形式的AD转换器中转换成音频。
因此，存在另一种不要提高电压的方案，当电池电压高时，例如在笔记本型个人计算机中，将电源与发光二极管连接，用电阻控制所有发光二极管的电流。尽管如此，由于发光二极管特性的变化因而流经发光二极管的电流波动大，所述方案仍然存在发光二极管亮度波动大的问题。
为了克服这个问题，正如在日本公开特许公报JP2003-59676A和JP-H11-305198A中说明的那样，建议在可以使用商用交流电等以及电源电压足够高的情况下使用稳定电流的恒定电流电路。
然而，当将日本公开特许公报JP2003-59676A和JP-H11-305198A中公开的传统技术用于利用电池的驱动过程时，由于需要增加串行连接的电池以提高电源电压，因而它具有成本高、重量重的缺点。
为了克服所述缺点，图15示出的又一种传统的发光二极管驱动装置，将发光二极管111、112、113、114等等和电阻121、122、123、124等等的串联连接对并联连接到电源101，以便控制所有发光二极管111、112、113、114等等的电流，而不是提高电池的电压。
尽管如此，所述发光二极管驱动电路由于发光二极管的正向电压的变化以及取决于电池101的电压的电流的大波动，因而仍然存在发光二极管111、112、113、114等等的电流波动大的缺点。
因此，即使在电池充足了电因而准备好提供足够的电压时，仍然需要增加电阻以减小发光二极管的亮度波动，因而以比昂贵的发光二极管的最大额定值低很多的电流(即在亮度不足的情况下)驱动发光二极管。
此外，所述配置必须使用DC-DC变换器等来改变发光二极管的亮度，即改变流向发光二极管的电流，但是，DC-DC变换器的使用会带来这里已经讨论的各种不便。
发明内容
根据本发明实施例的发光二极管驱动电路包括：恒定电压源，它配置成提供恒定电压；电流产生电路，它配置成产生根据由恒定电压源提供的恒定电压、对与外部端子连接的阻抗电路的阻抗值敏感的电流；以及电流放大电路，它配置成对由电流产生电路产生的电流进行放大，以便产生驱动发光二极管的驱动电流。
根据本发明实施例的发光二极管驱动系统包括：恒定电压源，它配置成提供恒定电压；阻抗电路，它与外部端子连接并且其阻抗是可变的；电流产生电路，它配置成产生根据恒定电压源提供的恒定电压、对阻抗电路的阻抗值敏感的电流；以及电流放大电路，它配置成对由电流产生电路产生的电流进行放大，以便产生驱动发光二极管的驱动电流。
附图说明
图1是显示作为本发明实施例的发光二极管驱动系统配置的方框图；
图2是显示在发光二极管驱动系统中发光二极管驱动电路配置的详细原理图；
图3是显示能够改变发光二极管驱动电路(芯片)和预定参考电压之间阻抗值的电路配置原理图；
图4是显示另一个发光二极管驱动系统配置的原理图；
图5是显示作为本发明另一个实施例的发光二极管驱动系统配置的方框图；
图6是用于说明膨胀特性的原理图；
图7是显示图5所示的发光二极管驱动系统中缓冲电路配置的原理图；
图8是显示图5所示的发光二极管驱动系统中缓冲电路配置的原理图；
图9是显示图5所示的发光二极管驱动系统中缓冲电路配置的原理图；
图10是显示图5所示的发光二极管驱动系统中缓冲电路配置的原理图；
图11是显示图5所示的发光二极管驱动系统中缓冲电路配置的原理图；
图12是显示作为本发明又一个实施例的发光二极管驱动系统配置的方框图；
图13是传统的发光二极管驱动电路配置的原理图；
图14是另一个传统的发光二极管驱动电路配置的原理图；以及
图15是又一个传统的发光二极管驱动电路配置的原理图。
具体实施方式
图1是显示作为本发明实施例的发光二极管驱动系统配置的方框图。
这里示出的发光二极管驱动系统包括：多个发光二极管17(1)～17(n)；例如单片形式的发光二极管驱动电路18，用于驱动发光二极管17(1)～17(n)；以及外部连接的阻抗电路16，它将发光二极管驱动电路18的外部端子(外部电流设置端子)15连接到参考电位(例如地电位)。系统使用锂离子电池或者串联的两个或三个蓄电池(未示出)作为它的电源。可以从各种类型的发光二极管中选择发光二极管17(1)～17(n)。在本系统中使用白光发光二极管。
发光二极管驱动电路18和发光二极管17(1)～17(n)通过外部端子(电流输出端子)14(1)～14(n)连接。
发光二极管驱动电路18中的缓冲电路11根据与其连接的带隙恒压电源的输出电压以及通过外部电流设置端子15与其连接的阻抗电路16的阻抗值产生电流。第一电流镜电路12对缓冲电路11提供的电流进行放大并将它提供给与它连接的第二电流镜电路13。第二电流镜电路13对第一电流镜电路12提供的电流再次放大并通过电流输出端子14(1)～14(n)将它提供给发光二极管17(1)～17(n)。发光二极管17(1)～17(n)由第二电流镜电路13提供的电流驱动。
图2是显示在发光二极管驱动系统中发光二极管驱动电路18配置的更详细的示意图。
正如图2所示，缓冲电路11将近似等于带隙恒压电源10所提供电压的电压输出给外部电流设置端子15。
更具体地说，带隙恒压电源10的输出电压按照与集电极与参考电位连接、发射极通过象电流源那样的负载与源电压V连接的PNP晶体管22中的基极-发射极电压VBE1对应的量值增加。于是，所述电压按照与基极与PNP晶体管22的发射极连接的NPN晶体管23中基极-发射极电压VBE2对应的量值减小，然后输出给外部电流设置端子15。PNP晶体管22的基极-发射极电压VBE1和NPN晶体管23的基极-发射极电压VBE2近似相等。因此，与带隙恒压电源10的输出电压近似相等的电压输出给外部电流设置端子15。
由外部电流设置端子15和阻抗电路16的阻抗值确定的电流从外部电流设置端子15流向参考电位。即，等于所述电流的电流从构成第一电流镜电路12的PNP晶体管24流向NPN晶体管23的集电极，该电流用作第一电流镜电路12的参考电流。PNP晶体管24的发射极连接到电源电压V，而PNP晶体管24的集电极连接到NPN晶体管23的集电极。
与PNP晶体管24的基极连接的是另一个PNP晶体管25的基极。这些基极共同连接到PNP晶体管24的集电极。PNP晶体管25以预定的放大倍数(例如放大2倍)放大参考电流并将它提供给第二电流镜电路13。
正如从前面的说明看到的，缓冲电路11产生参考电流，所述参考电流的大小由带隙恒压电源10的输出电压和阻抗电路16的阻抗确定。更详细地说，缓冲电路11产生由外部电流设置端子15的电压和阻抗电路16的阻抗值确定的参考电流。第一电流镜电路12以确定的放大倍数对所述参考电流进行放大，并将它提供给第二电流镜电路13。
第二电流镜电路13包括多个分别与发光二极管17(1)～17(n)相关联的输出晶体管(NPN晶体管)32(1)～32(n)，以便在各输出晶体管中按照预定的放大倍数(例如，50倍)放大来自第一电流镜电路12的电流，并将放大后的电流提供给相关的发光二极管17(1)～17(n)。即，如果第一电流镜电路12的放大倍数是2倍，第二电流镜电路13的放大倍数是50倍，那么，等于第一电流镜电路12的参考电流100倍(2×50)的电流将提供给各个发光二极管17(1)～17(n)。
关于第二电流镜电路13，更详细地说，从第一电流镜电路12输出的电流流入与PNP晶体管25的集电极连接的参考电流晶体管(NPN晶体管)31的集电极。参考电流晶体管31的发射极与预定的参考电位连接。流入参考电流晶体管31的集电极的电流提高了参考电流晶体管31的基极电位，所述电位提供给共同连接到参考电流晶体管31的基极的输出晶体管32(1)～32(n)。输出晶体管32(1)～32(n)的发射极与预定的参考电位连接，它们的集电极与电流输出端子14(1)～14(n)连接。带有基极电位的输出晶体管32(1)～32(n)按照预定的放大倍数(例如50倍)放大电流晶体管31的集电极电流，并通过各个电流输出端子34输出放大后的电流。即，输出晶体管32(1)～32(n)的发射极面积按照所述预定的放大倍数大于参考电流晶体管31的发射极面积。
图2所示的NPN晶体管35(其基极与参考电流晶体管31的集电极连接，其发射极与晶体管31的基极连接)用来向输出晶体管32(1)～32(n)提供基极电流。即，NPN晶体管35避免参考电流晶体管31的集电极电流部分地流向基极因而减小其量值，因而NPN晶体管35避免了放大作用的减小。NPN晶体管35的集电极连接到电源电压V。
可以通过改变连接到外部电流设置端子15的阻抗电路的阻抗来自由地设置发光二极管17(1)～17(n)的驱动电流。
图3示出了阻抗电路16的另一个例子。这里再次强调，可以改变提供给发光二极管17(1)～17(n)的电流。
更具体地说，如图3所示，串联连接的电阻41(1)～41(n)和n沟道MOS晶体管42(1)～42(n)并行连接在外部电流设置端子15和预定的参考电位之间。可以接通或断开n沟道MOS晶体管42(1)～42(n)的任何所需的组合以便改变外部电流设置端子15和预定的参考电位之间的阻抗值，从而将发光二极管17(1)～17(n)的驱动电流设置为所需的值。
在上述例子中，由构成第一电流镜电路12的PNP晶体管放大的电流将再次由构成第二电流镜电路13的NPN晶体管放大。然而，如表示发光二极管驱动系统的另一个例子的图4所示，在第一级电流镜电路26包括NPN晶体管27、28(1)～28(n)和29的情况下，电流镜电路26可以直接将电流输出给发光二极管17(1)～17(n)。
就是说，在双极型IC中，一般地说，NPN晶体管的性能比PNP晶体管更好。因此，如果电流镜电路由NPN晶体管组成，那么，由第一级的放大倍数就可以提供足够的电流给发光二极管。因此，有可能实现减小电路面积的有效的电路配置。
在利用NPN晶体管27、28(1)～28(n)和29组成电流镜电路26的所述电路配置中，PNP晶体管37或P沟道FET(未示出)用作与阻抗电路16的一端连接的晶体管，阻抗电路16的另一端连接到电源电压。另外，NPN晶体管30用作其基极连接到带隙恒压电源10的输出端的晶体管。NPN晶体管30的集电极连接到电源电压，而其发射极连接到参考电位。
如上所述，所述实施例配置成根据带隙恒压电源提供的恒定电压，产生与阻抗电路的阻抗值对应的电流，并用所述电流放大后的电流驱动发光二极管。因此，就能提供稳定的电流给发光二极管，并可以用合适的方法，例如利用阻抗电路中的开关电阻，通过改变阻抗电路的阻抗值改变或修改发光二极管的驱动电流。
此外，本实施例配置成将电流提供给发光二极管，而不是利用升压电路(电荷泵)因而提升电源电压的传统技术。因此，就象联系先有技术讨论的那样，根据本实施例的发光二极管驱动系统不会遭遇由于应用升压电路引起的各种不希望有的问题，即，在没有来自这种升压电路的高频和低频噪音的情况下，具有无线接收机功能的、易受噪音影响的便携式电话和其它设备的性能增强了。此外，不需要从电池向这种升压电路提取比驱动发光二极管的电流大的电池放电电流，因此，驱动象便携式电话那样的装置的电池的可以使用更长的寿命。而且，省略昂贵的升压电路可以降低成本。
图5是显示作为本发明另一个实施例的发光二极管驱动系统配置的方框图。
与前一个实施例中的缓冲电路相比，这里示出的半导体装置具有附加功能，即，根据芯片温度(环境温度)控制驱动发光二极管的电流。一般地说，发光二极管在高温下损坏更快。为了克服这个问题，在高温下要限制内部电流，以便减小功耗(膨胀(dilating))。这里所示的实施例在缓冲电路51中具有这样的膨胀功能。
图6是显示示范性膨胀特性的曲线图。
如图6中的实线表示的那样，一旦芯片的温度超过预定的温度TA，缓冲电路51就会降低外部电流设置端子15的电压，从而降低流入阻抗电路16中的电流。即，缓冲电路51降低了提供给发光二极管17(1)～17(n)的电流。另一方面，缓冲电路51使外部电流设置端子15中的电压保持在相当于预定的环境温度Ta的恒定电平。
图7至10是参照芯片温度的变化，表示改变外部电流设置端子15中的电压的缓冲电路的一些配置的简图。
更详细地说，图7示出了通过应用正温度系数的电流源，控制外部电流设置端子15中的电压的配置。图8示出了通过应用二极管的正向电压VF的负温度系数，控制外部电流设置端子15中的电压的配置。图9示出了通过应用正温度系数的电阻，控制外部电流设置端子15中的电压的配置。图10示出了通过应用负温度系数的电阻，控制外部电压设置端15中的电压的配置。
首先，如图7所示，在应用正温度系数的电流源的情况下，外部电流设置端子15的电压必须具有负温度系数。所以，带隙恒压电源10的电压输入到差分放大器52的正端子。在所述电路中，一旦芯片的温度升高，电流源53的输出电流增加，因而，加给电阻的电压(输出电压)Rref增加。随着加给电阻的电压Rref的增加，除输入给正端子的电压外，输入给差分放大器52负端子的电压也增加。因此，NPN晶体管23工作在降低输出电压的方向。这样，在阻抗电路16中的电流减小，外部电流设置端子15的电压线性减小到预定电压。在图7中，R1和R2是用于确定差分放大器52的放大率的电阻，所述放大率由R2/R1确定。例如，当电阻Rref的输出电压的温度系数为1mV/℃，并且R1/R2＝5时，那么外部电流设置端子15的温度系数则为1mV/℃x-5＝-5mV/℃。
接着，如图8所示，在二极管55的正向电压VF的负温度系数用于控制电压的情况下，带隙恒压电源10的电压输入给差分放大器52的负端子，以保证外部电流设置端子15的电压为负温度系数。这里使用没有温度特性的电流源54作为电流源。R0是调节电压的电阻，用于使带隙恒压电源10的输出电压和二极管55的正向电压平衡。在所述电路中，一旦芯片的温度升高，二极管55的正向电压则降低。因此，输入给差分放大器52正端子的电压比输入给负端子的电压低。降低输入给正端子的电压将减小NPN晶体管23的输出电流，并降低外部电流设置端子15的电压。
接着，如图9所示，在正温度系数的电阻Rx用于控制电压的情况下，与图7的配置类似，带隙恒压电源10的电压输入给差分放大器52的正端子，以保证外部电流设置端子15的电压为负温度系数。这里使用没有温度特性的电流源54作为电流源。在所述电路中，一旦芯片的温度升高，电阻器Rx的电阻值增加，差分放大器52负端子的输入电压比正端子的输入电压高。结果，NPN晶体管23的输出电流减小，外部电流设置端子15的电压降低。
接着，如图10所示，在负温度系数的电阻Ry用于控制电压的情况下，与图8的配置类似，带隙恒压电源10的电压输入给差分放大器52的负端子，以保证外部电流设置端子15的电压为负温度系数。在所述电路中，一旦芯片的温度升高，电阻器Ry的电阻值降低，输入给差分放大器52正端子的电压比输入给负端子的电压低。结果，NPN晶体管23输出的电流减小，外部电流设置端子15的电压降低。
图11是显示包括图7所示电路和增加的嵌位晶体管60的电路的示意图，所述嵌位晶体管60用于使外部电流设置端子15的电压保持在温度等于和低于预定温度(例如，温度TA)(见图6)下的恒定电平上。在图8至10所示的电路中，还可以通过增加嵌位晶体管60把外部电流设置端子15的电压保持在预定温度或较低温度下的恒定值。然而，这里把包括添加到图7所示电路的嵌位晶体管60的电路作为代表性例子。
如图11所示，嵌位晶体管(PNP晶体管)60的发射极与NPN晶体管23的基极相连，嵌位晶体管60的基极连接到带隙恒压电源10的输出端。嵌位晶体管60的集电极连接到预定的参考电位。正如从图6的膨胀特性也可以理解那样，图7所示的没有嵌位晶体管60的电路不能防止外部电流设置端子15的电压随温度的降低而增加，即使温度为TA或更低(见图6中的虚线)。然而，在图11所示电路的情况下，嵌位晶体管60将NPN晶体管23的基极电位钳制在预定的温度TA上，从而防止了外部电流设置端子15的电流增加到超过预定的值。即，随着温度的增加，电流源53的电流增加，电路的运行使差分放大器52的输出电压增加；然而，由于嵌位晶体管60的发射极-基极阻抗随差分放大器52的输出电压的增加而减小，这就防止了差分放大器52的输出电压的增加。这样，在处于或低于预定温度TA时，外部电流设置端子15的电压就被近似嵌制在带隙恒压电源10的电压上，而不会增加到超过所述电压。另一方面，在处于或高于预定温度TA时，由于嵌位晶体管60的发射极和基极之间的二极管断开，图11所示的电路就等价于图7所示的电路，外部电流设置端子15的电压就随温度的上升而减小。
如上所说，根据本实施例，让缓冲电路执行发光二极管能够消耗的电源膨胀可以保证发光二极管更长的使用寿命。
图12是显示作为本发明又一个实施例的发光二极管驱动系统配置的方框图。
除了本发明的前述各实施例的各发光二极管驱动系统中任何一个之外，这里示出的发光二极管驱动系统还包括：光电二极管或其它检测亮度的光电检测器元件56；以及控制电路57，用于应检测到的照明度的要求而控制阻抗电路16的阻抗值。更具体地说，这里示出的发光二极管驱动系统通过利用光电检测器元件56检测照明度并且利用控制电路57根据所述照明度控制阻抗电路16的阻抗值，来控制发光二极管17(1)～17(n)发射的光的总量，以便满足检测到的照明度。用这种方法，可以实现在电池的使用效率方面得到有效增强的发光二极管驱动系统。例如，当具有这种发光二极管驱动系统的便携式电话在黑暗的地方使用时，发光二极管17(1)～17(n)发射的光总量可以使显示器更明亮。当便携式电话在明亮的地方使用时，可以减小发光二极管17(1)～17(n)发射的光总量，以正常的亮度显示。从而可以实现能够有效利用它的电池的发光二极管驱动系统。
已经将本发明的前述实施例解释为利用双极型晶体管构成缓冲电路11和51、第一电流镜电路12、第二电流镜电路13和电流镜电路26。然而，场效应晶体管可以用于代替双极型晶体管。即，可以用N沟道MOS代替NPN双极型晶体管，而用P沟道MOS代替PNP双极型晶体管。利用场效应晶体管代替双极型晶体管的优点在于：在第二电流镜电路13(见NPN晶体管35)中不需要进行基极电流补偿。然而，由于在NPN双极型晶体管和PNP双极型晶体管之间基极-发射极电压的波动很小，在使用双极型晶体管的情况下，电流镜电路的精度很高，因此，输出给外部电流设置端子的电压的精度也很高。

Claims (30)

1.一种发光二极管驱动电路，它包括：
恒定电压源，它配置成提供恒定电压；
电流产生电路，它配置成根据所述恒定电压源提供的所述恒定电压，产生对阻抗电路的阻抗值敏感的电流，所述阻抗电路与外部端子连接；以及
电流放大电路，它配置成对所述电流产生电路产生的电流进行放大，以便产生驱动发光二极管的驱动电流。
2.如权利要求1所述的发光二极管驱动电路，其特征在于：所述电流放大电路包括能够通过输出端子连接到各个发光二极管的输出晶体管，以便利用所述输出晶体管产生各个发光二极管的驱动电流。
3.如权利要求1所述的发光二极管驱动电路，其特征在于：所述电流产生电路具有所述NPN双极型晶体管，所述NPN双极型晶体管的基极接收所述恒定电压源的输出，所述外部端子与所述NPN双极型晶体管的发射极连接，而所述电流放大电路与所述NPN双极型晶体管的集电极连接。
4.如权利要求1所述的发光二极管驱动电路，其特征在于：所述电流产生电路具有PNP双极型晶体管和NPN双极型晶体管，所述PNP双极型晶体管的基极接收所述恒定电压源的输出，所述NPN双极型晶体管的基极与所述PNP双极型晶体管的发射极连接，所述NPN双极型晶体管的发射极与所述外部端子连接，而所述NPN双极型晶体管的集电极与所述电流放大电路连接。
5.如权利要求3所述的发光二极管驱动电路，其特征在于所述电流放大电路包括：
第一电流镜电路，它包括多个PNP双极型晶体管，这些晶体管对作为参考电流的在所述NPN双极型晶体管的所述集电极中流动的电流进行放大；以及
第二电流镜电路，它包括多个NPN双极型晶体管，这些晶体管对作为参考电流的所述第一电流镜电路的输出电流进行放大，以便为所述发光二极管产生所述驱动电流。
6.如权利要求4所述的发光二极管驱动电路，其特征在于所述电流放大电路包括：
第一电流镜电路，它包括多个PNP双极型晶体管，这些晶体管对作为参考电流的在所述NPN双极型晶体管集电极中流动的电流进行放大；以及
第二电流镜电路，它包括多个NPN双极型晶体管，这些晶体管对作为参考电流的所述第一电流镜电路的输出电流进行放大，以便为所述发光二极管产生所述驱动电流。
7.如权利要求1所述的发光二极管驱动电路，其特征在于：所述电流产生电路具有PNP双极型晶体管，所述PNP双极型晶体管的基极接收所述恒定电压源的输出，所述PNP双极型晶体管的发射极与所述外部端子连接，而所述PNP双极型晶体管的集电极与所述电流放大电路连接。
8.如权利要求1所述的发光二极管驱动电路，其特征在于：所述电流产生电路具有NPN双极型晶体管和PNP双极型晶体管，所述NPN双极型晶体管的基极接收所述恒定电压源的输出，所述PNP双极型晶体管的基极与所述NPN双极型晶体管的发射极连接，所述PNP双极型晶体管的发射极与所述外部端子连接，而所述PNP双极型晶体管的集电极与所述电流放大电路连接。
9.如权利要求7所述的发光二极管驱动电路，其特征在于：所述电流放大电路具有电流镜电路，所述电流镜电路包括多个NPN晶体管，这些NPN晶体管对作为参考电流的在所述PNP双极型晶体管的所述集电极中流动的电流进行放大，以便为所述发光二极管产生所述驱动电流。
10.如权利要求8所述的发光二极管驱动电路，其特征在于：所述电流放大电路具有电流镜电路，所述电流镜电路包括多个NPN晶体管，这些NPN晶体管对作为参考电流的在所述PNP双极型晶体管的所述集电极中流动的电流进行放大，以便为所述发光二极管产生所述驱动电流。
11.如权利要求2所述的发光二极管驱动电路，其特征在于：所述输出晶体管是双极型晶体管。
12.如权利要求1所述的发光二极管驱动电路，其特征在于：所述电流产生电路具有N沟道场效应晶体管，所述N沟道场效应晶体管的栅极接收所述恒定电压源的输出，所述外部端子与所述N沟道场效应晶体管的源极连接，而所述电流放大电路与所述N沟道场效应晶体管的漏极相连。
13.如权利要求1所述的发光二极管驱动电路，其特征在于：所述电流产生电路具有P沟道场效应晶体管和N沟道场效应晶体管，所述P沟道场效应晶体管的栅极接收所述恒定电压源的输出，所述N沟道场效应晶体管的栅极与所述P沟道场效应晶体管的源极连接，所述N沟道场效应晶体管的源极与所述外部端子连接，而所述N沟道场效应晶体管的漏极与所述电流放大电路相连。
14.如权利要求12所述的发光二极管驱动电路，其特征在于所述电流放大电路包括：
第一电流镜电路，它包括多个P沟道场效应晶体管，这些P沟道场效应晶体管对作为参考电流的在所述N沟道场效应晶体管的所述漏极中流动的电流进行放大；以及
第二电流镜电路，它包括多个N沟道场效应晶体管，这些N沟道场效应晶体管对作为参考电流的所述第一电流镜电路的输出电流进行放大，以便为所述发光二极管产生所述驱动电流。
15.如权利要求13所述的发光二极管驱动电路，其特征在于所述电流放大电路包括：
第一电流镜电路，它包括多个P沟道场效应晶体管，这些P沟道场效应晶体管对作为参考电流的在所述N沟道场效应晶体管的所述漏极中流动的电流进行放大；以及
第二电流镜电路，它包括多个N沟道场效应晶体管，这些N沟道场效应晶体管对作为参考电流的所述第一电流镜电路的输出电流进行放大，以便为所述发光二极管产生所述驱动电流。
16.如权利要求1所述的发光二极管驱动电路，其特征在于：所述电流产生电路具有P沟道场效应晶体管，所述P沟道场效应晶体管的栅极接收所述恒定电压源的输出，所述P沟道场效应晶体管的源极与所述外部端子连接，而所述P沟道场效应晶体管的漏极与所述电流放大电路连接。
17.如权利要求1所述的发光二极管驱动电路，其特征在于：所述电流产生电路具有N沟道场效应晶体管和P沟道场效应晶体管，所述N沟道场效应晶体管的栅极接收所述恒定电压源的输出，所述P沟道场效应晶体管的栅极与所述N沟道场效应晶体管的源极连接，所述P沟道场效应晶体管的源极与所述外部端子连接，而所述P沟道场效应晶体管的漏极与所述电流放大电路连接。
18.如权利要求16所述的发光二极管驱动电路，其特征在于：所述电流放大电路包括具有多个N沟道场效应晶体管的电流镜电路，所述多个N沟道场效应晶体管对作为参考电流的在所述P沟道场效应晶体管的所述漏极中流动的电流进行放大，以便为所述发光二极管产生所述驱动电流。
19.如权利要求17所述的发光二极管驱动电路，其特征在于：所述电流放大电路包括具有多个N沟道场效应晶体管的电流镜电路，所述多个N沟道场效应晶体管对作为参考电流的在所述P沟道场效应晶体管的所述漏极中流动的电流进行放大，以便为所述发光二极管产生所述驱动电流。
20.如权利要求2所述的发光二极管驱动电路，其特征在于：所述输出晶体管是场效应晶体管。
21.如权利要求1所述的发光二极管驱动电路，其特征在于：所述电流产生电路随芯片温度的升高而减小所述产生的电流。
22、如权利要求21所述的发光二极管驱动电路，其特征在于所述电流产生电路使用以下元件中的至少一个以便控制所述产生的电流的总量：具有正温度系数的电流源；其正向电压具有负温度系数的二极管；具有正温度系数的电阻器；以及具有负温度系数的电阻器。
23.如权利要求21所述的发光二极管驱动电路，其特征在于：当芯片温度等于或低于预定温度时，所述电流产生电路将所述产生的电流的总量保持在恒定的电平上。
24.如权利要求22所述的发光二极管驱动电路，其特征在于：当芯片温度等于或低于预定温度时，所述电流产生电路将所述产生的电流的总量保持在恒定的电平上。
25.如权利要求1所述的发光二极管驱动电路，其特征在于：所述恒定电压源是带隙恒压电源。
26.一种发光二极管驱动系统，它包括：
恒定电压源，它配置成提供恒定电压；
阻抗电路，它连接到外部端子并且是可变阻抗的；
电流产生电路，它配置成根据所述恒定电压源提供的所述恒定电压，产生对所述阻抗电路的阻抗值敏感的电流；以及
电流放大电路，它配置成对所述电流产生电路产生的电流进行放大，以便产生驱动发光二极管的驱动电流。
27.如权利要求26所述的发光二极管驱动系统，其特征在于：所述阻抗电路包括串联的晶体管和电阻器，所述串联的晶体管和电阻器与所述外部端子并联。
28.如权利要求26所述的发光二极管驱动系统，其特征在于还包括由所述电流放大电路产生的所述驱动电流驱动的发光二极管。
29.如权利要求26所述的发光二极管驱动系统，其特征在于还包括光电检测元件，
其中，根据由所述光电检测元件检测到的发光度来控制所述阻抗电路的所述阻抗值。
30.如权利要求28所述的发光二极管驱动系统，其特征在于：所述发光二极管是白光发光二极管。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103907399A (zh) * 2011-11-04 2014-07-02 皇家飞利浦有限公司 用于驱动照明源的自调节照明驱动器以及包括自调节照明驱动器的照明单元
CN107643783A (zh) * 2017-10-09 2018-01-30 东莞市翔实信息科技有限公司 无人驾驶电光驱动恒流电路、集成电路与控制系统

Families Citing this family (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7567223B2 (en) * 2005-03-01 2009-07-28 Honeywell International Inc. Light-emitting diode (LED) hysteretic current controller
US7675487B2 (en) * 2005-07-15 2010-03-09 Honeywell International, Inc. Simplified light-emitting diode (LED) hysteretic current controller
GB0610433D0 (en) * 2006-05-25 2006-07-05 Magink Display Technologies Lighting a cholesteric liquid crystal display apparatus
JP5040185B2 (ja) * 2006-06-21 2012-10-03 ミツミ電機株式会社 発光ダイオード駆動回路
US7884557B2 (en) * 2006-07-14 2011-02-08 Wolfson Microelectronics Plc Protection circuit and method
US7911441B2 (en) * 2006-12-25 2011-03-22 Chunghwa Picture Tubes, Ltd. Current-controlling apparatus for controlling current of light emitting diode string
JP4813347B2 (ja) * 2006-12-27 2011-11-09 シャープ株式会社 定電流ドライバ
DE102007009104B4 (de) * 2007-02-24 2011-04-14 Lear Corporation Gmbh Steuerschaltung zum getakteten Ansteuern mindestens einer Leuchtdiode
JP4983319B2 (ja) * 2007-03-07 2012-07-25 ミツミ電機株式会社 発光ダイオード駆動回路
JP2008218911A (ja) * 2007-03-07 2008-09-18 Mitsumi Electric Co Ltd 発光ダイオード駆動回路
JP2008218910A (ja) * 2007-03-07 2008-09-18 Mitsumi Electric Co Ltd 発光ダイオード駆動回路
JP4953979B2 (ja) * 2007-08-20 2012-06-13 三菱電機株式会社 発光ダイオード点灯回路及び誘導灯点灯装置。
JP4994253B2 (ja) * 2008-01-24 2012-08-08 株式会社ジャパンディスプレイイースト 液晶表示装置
JP5097628B2 (ja) * 2008-07-03 2012-12-12 パナソニック株式会社 半導体光源駆動装置および半導体光源駆動方法
DE102009003632B4 (de) * 2009-03-17 2013-05-16 Lear Corporation Gmbh Verfahren und Schaltungsanordnung zur Ansteuerung einer Last
US8658958B2 (en) * 2009-04-06 2014-02-25 Himax Display, Inc. Light sensing circuit having programmable current source and method thereof
US20110109233A1 (en) * 2009-11-12 2011-05-12 Silicon Touch Technology Inc. Multi-channel current driver
CN102063139B (zh) * 2009-11-12 2013-07-17 登丰微电子股份有限公司 温度系数调整电路及温度补偿电路
JP5591554B2 (ja) * 2010-02-10 2014-09-17 株式会社沖データ 駆動回路、駆動装置、及び画像形成装置
US20130038228A1 (en) * 2010-02-15 2013-02-14 Sheng-Chun Hu Driver cicruit apparatus for an led string, light source apparatus and integrated circuit
CN105657915B (zh) * 2016-04-05 2017-12-05 易美芯光（北京）科技有限公司 一种基于低压关闭模式的分段式led驱动电路
CN106255266B (zh) * 2016-08-23 2018-03-13 深圳市华星光电技术有限公司 一种驱动电路

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5701133A (en) * 1994-10-13 1997-12-23 Lucent Technologies Inc. Cascaded multiplying current mirror driver for LED's
DE69936009T2 (de) * 1998-03-13 2008-01-10 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd., Kadoma Stossdämpfungshalter und Informationsverarbeitungsvorrichtung mit diesem Halter
JP2002015553A (ja) * 2000-06-16 2002-01-18 Internatl Business Mach Corp <Ibm> プレート状機器、回転体内蔵機器、ディスク装置

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103907399A (zh) * 2011-11-04 2014-07-02 皇家飞利浦有限公司 用于驱动照明源的自调节照明驱动器以及包括自调节照明驱动器的照明单元
US9807831B2 (en) 2011-11-04 2017-10-31 Philips Lighting Holding B.V. Self-adjusting lighting driver for driving lighting sources and lighting unit including self-adjusting lighting driver
CN107643783A (zh) * 2017-10-09 2018-01-30 东莞市翔实信息科技有限公司 无人驾驶电光驱动恒流电路、集成电路与控制系统

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Publication number Publication date
JP2005116616A (ja) 2005-04-28
US20050073489A1 (en) 2005-04-07

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