CN201986218U - 一种多路恒流驱动器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种多路恒流驱动器，其特征在于它包括一基准支路，多路负载支路和多路切换装置。其中在多路切换装置的控制下，实现多路负载支路与基准支路的轮流独立连接；由于采用了多路切换和保持电容的方式，使负载支路每一路在与基准支路连通时，其控制管Vds和Vgs均被箝位至与同一时刻调整支路的基准管保持一致，达到精确匹配，不需取样电阻，从而控制管的Vds可以降至几十毫伏的级别，损耗极小。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种电源装置，具体是一种多路恒流驱动器。
背景技术
LED作为新兴的照明光源，已经大量运用在便携设备上。比如目前在便携设备LED背光驱动电路结构里，通常采用多路LED同时工作，以满足背光照明的要求。鉴于LED工作时必须采用恒定电流方式的特点，在这些背光驱动的多路LED电路中，常采用并联的驱动方式，使每一路LED能以相同电流独立工作。这种传统的电路结构每路包括一个运放，调整管和一个取样电阻。为了使每个LED都具有同样的电流，消除不匹配带来的差异，该取样电阻需要消耗LED驱动支路的电流，同时占据一部分电压差。这个电压差通常都需要0.2v-0.3v，输出电流才可能稳定。这样的结构，在达到多路匹配的目的时，产生了过多的消耗；同时，如果是多路对称的驱动，则影响匹配电流的因素过多。
实用新型内容
针对以上多路LED驱动匹配电压差大，损耗过大并且不匹配因素过多的问题，本实用新型提出一种多路恒流驱动器，其技术方案如下：
一种多路恒流驱动器，它包括：
一基准支路，包括一电流源、一调整回路和一以所述电流源电流作为Ids的基准管；所述电流源一端接电源，另一端接所述调整回路的输入端和基准管栅极；所述调整回路输出端通过基准管的漏极源极接地；该调整回路还具有一可将其自身电压箝位至与基准管Vds相等的上电压端；基准管的栅极作为一下电压端；
多路负载支路，至少两条，每条其结构为：一控制管的源极漏极与一负载串联后接入电源与地，其中所述负载端接电源，负载与控制管连接处作为上箝位端；所述控制管栅极与地之间具有一保持电容；该栅极作为下箝位端；
多路切换装置，数量与所述负载支路相等；每路包括可分别连通所述基准支路与每条负载支路的上电压端与上箝位端、下电压端与下箝位端的两个开关。在实际工作时，任何时刻最多只有一路负载支路通过多路切换装置与基准支路连通。
作为本技术方案的优选者，可以作如下改进：
一较佳实施例的所述基准支路的调整回路包括：
一调整管，其漏极源极分别作为所述调整电路的输入及输出端；
一运放，其输出端接所述调整管栅极，其正输入端作为所述上电压端，其负输入端接所述调整管源极。
一较佳实施例的所述多路负载支路每一路的负载为一发光二极管，所述发光二极管正极接电源，负极与控制管漏极连接作为所述上箝位端。
一较佳实施例的所述多路切换装置的开关均为受控的开关MOS管。
一较佳实施例的所述多路切换装置还包括一由时钟驱动的切换控制器，该切换控制器具有可控制所有所述开关MOS管栅极的驱动端口。
一较佳实施例的所述切换控制器包括多路触发回路，每路触发回路包括一D触发器和一延迟驱动门，其中：
除第一路和最后一路以外，所有所述触发回路中D触发器的Q端均与下一级D触发器D端直连，并连接一个所述延迟驱动门的输入端；
第一路触发回路中的D触发器Q端通过一个反相器连接到第二路的D端，同时在第二路的D端连接一个延迟驱动门的输入端；最后一路触发回路中的D触发器Q端通过一个反相器连接到第一路的D端；同时在第一路的D端连接一个延迟驱动门的输入端；
每一路触发回路对应的延迟驱动门，其输出端作为所述驱动端口连接控制所述开关MOS管栅极；
所有D触发器时钟端连通并作为该切换控制器的时钟端；
所述触发回路的数量与所述负载支路相同。
一较佳实施例的所述延迟驱动门包括一二输入端与门和一由反相器串联成的延迟部件；所述延迟部件串联于所述与门一个输入端与某个驱动端之间；与门的另一个输入端连接该同一个驱动端。
一较佳实施例的所述负载支路是多路对称的结构。
与现有技术相比，本实用新型带来的有益效果是：
1.采用了多路切换和保持电容的方式，使负载支路每一路在与基准支路连通时，其控制管Vds和Vgs均被箝位至与同一时刻调整支路的基准管保持一致，达到精确匹配，不需取样电阻，从而控制管的Vds可以降至几十毫伏的级别，损耗极小。
2.相对于每一条负载支路而言，其相互之间不匹配的因素被限制在为仅仅是负载支路之间控制管的参数差异。
3.调整支路采用运放箝位基准管与控制管的Vds，电压精度高。
4.电路结构简单，成本低廉。
附图说明
以下结合附图实施例对本实用新型作进一步说明：
图1是本实用新型实施例一示意图；
图2是本实用新型实施例二电路图；
图3是本实用新型实施例二对应的切换控制器电路图；
图4是图3中切换控制器的时序图。
具体实施方式
实施例一：
如图1所示本实用新型实施例一示意，基准支路包括电流源CS、基准管Nb和一调整回路；其中调整回路具有其上电压端Clp电压箝位至输出端Oout的功能；负载支路一包括发光二极管LED1、控制管N1和保持电容C1，相应地，负载支路二包括LED2、控制管N2和保持电容C2......根据需要可扩种至第n路负载支路。其中，对于负载支路一而言，连动的开关S1A和S1B分别作为该负载支路一与基准支路连通的途径。S1A可连通负载支路一的上箝位端与调整支路的上电压端C1p，而S1B可连通负载支路一上的下箝位端与基准支路的下电压端。当S1A与S1B导通，而其他开关均不导通时，控制管N1的Vgs和Vds被箝位与Nb保持一致，同时C1以Vgs电压充电，Nb的Ids保持为CS电流，所以，若N1与Nb参数一致，则LED1电流就被精确控制与CS相等；当切换装置控制负载支路二与基准支路连通时，S1A，S1B恢复关断状态。但此时由于保持电容C1已被充满电荷，故负载支路一的控制管N1栅极电压维持，仍然维持恒流时的状态，虽然与基准支路断开，但该状态短时间不会改变。同理，负载支路二、三乃至n实现每一负载支路与基准支路的轮流导通，最终实现精确匹配。需要提出的是，切换装置需要使对应每一对对应某条负载支路的开关其导通状态不能与其他负载支路对应的开关发生重叠，因为这会使得负载支路之间上和/或下箝位端相互短路，破坏其匹配的电压状态，毕竟因为LED的欧姆接触和控制管本身一致性等原因，每一条负载支路的控制管其Vgs和Vds会存在些许差异。也正是这样结构电路，用轮流导通的控制，实现了每一路电流的精确匹配。
实施例二：
图2是本实用新型实施例二电路图，可见，相比实施例一而言，实现了一个例子的调整回路。该调整回路包括一个运放A1和一个调整管Na。运放的输入端使基准管Nb和控制管Nn的Vds保持一致。
该实施例的开关全部用受控的MOS管实现，则用一个单时钟驱动的切换控制器来实现各路负载支路的切换。如图3所示切换控制器电路图，该切换控制器，每一路具有一个D触发器和一个延迟驱动门。除第一路和最后一路外，每一个D触发器输出端Q接下一级的D输入端，同时接延迟驱动门输入端；而第一路和最后一路的D触发器的Q端都连接一个反相器输入端，如图，第一路对应G1，最后一路对应Gn，这两路通过这两个反相器输出再接延迟驱动门输入端。
所有D触发器共连时钟信号CLK；每一路的D触发器对应的延迟驱动门输出S1至Sn，用以控制作为开关的MOS管；其中，延迟驱动门采用一个二输入端逻辑与门和一个延迟部件DL实现。通过CLK时钟信号的输入，对应S1至Sn每一级驱动门轮流导通，并且相邻两者之间具有延迟导通的特性，避免每一路负载支路的Vds和Vgs被相互短接，这个导通时序如图4所示，波形的上升沿和下降沿都具有10ns的延迟，避免级间短路。需要指出的是，S1至Sn每一个驱动门的输出信号，均同时连动相应负载支路上的两个开关。
以上所述，仅为本实用新型较佳实施例而已，故不能依此限定本实用新型实施的范围，即依本实用新型专利范围及说明书内容所作的等效变化与修饰，皆应仍属本实用新型涵盖的范围内。
Claims (8)
1.一种多路恒流驱动器，其特征在于：它包括：
一基准支路，包括一电流源、一调整回路和一以所述电流源电流作为Ids的基准管；所述电流源一端接电源，另一端接所述调整回路的输入端和基准管栅极；所述调整回路输出端通过基准管的漏极源极接地；该调整回路还具有一可将其自身电压箝位至与基准管Vds相等的上电压端；基准管的栅极作为一下电压端；
多路负载支路，至少两条，每条其结构为：一控制管的源极漏极与一负载串联后接入电源与地，其中所述负载端接电源，负载与控制管连接处作为上箝位端；所述控制管栅极与地之间具有一保持电容；该栅极作为下箝位端；
多路切换装置，数量与所述负载支路相等；每路包括可分别连通所述基准支路与每条负载支路的上电压端与上箝位端、下电压端与下箝位端的两个开关。
2.如权利要求1所述一种多路恒流驱动器，其特征在于：所述基准支路的调整回路包括：
一调整管，其漏极源极分别作为所述调整电路的输入及输出端；
一运放，其输出端接所述调整管栅极，其正输入端作为所述上电压端，其负输入端接所述调整管源极。
3.如权利要求2所述一种多路恒流驱动器，其特征在于：所述多路负载支路每一路的负载为一发光二极管，所述发光二极管正极接电源，负极与控制管漏极连接作为所述上箝位端。
4.如权利要求1所述一种多路恒流驱动器，其特征在于：所述多路切换装置的开关均为受控的开关MOS管。
5.如权利要求4所述一种多路恒流驱动器，其特征在于：所述多路切换装置还包括一由时钟驱动的切换控制器，该切换控制器具有可控制所有所述开关MOS管栅极的驱动端口。
6.如权利要求5所述一种多路恒流驱动器，其特征在于：所述切换控制器包括多路触发回路，每路触发回路包括一D触发器和一延迟驱动门，其中：
除第一路和最后一路以外，所有所述触发回路中D触发器的Q端均与下一级D触发器D端直连，并连接一个所述延迟驱动门的输入端；
第一路触发回路中的D触发器Q端通过一个反相器连接到第二路的D端，同时在第二路的D端连接一个延迟驱动门的输入端；最后一路触发回路中的D触发器Q端通过一个反相器连接到第一路的D端；同时在第一路的D端连接一个延迟驱动门的输入端；
每一路触发回路对应的延迟驱动门，其输出端作为所述驱动端口连接控制所述开关MOS管栅极；
所有D触发器时钟端连通并作为该切换控制器的时钟端；
所述触发回路的数量与所述负载支路相同。
7.如权利要求6所述一种多路恒流驱动器，其特征在于：所述延迟驱动门包括一二输入端与门和一由反相器串联成的延迟部件；所述延迟部件串联于所述与门一个输入端与某个驱动端之间；与门的另一个输入端连接该同一个驱动端。
8.如权利要求4至7任一项多路恒流驱动器，其特征在于：所述负载支路是多路对称的结构。
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN107850908A (zh) * | 2015-05-22 | 2018-03-27 | 德克萨斯仪器股份有限公司 | 用于tof应用的高速照明驱动器 |
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