CN202085343U - 一种宽电源电压范围的高性能led恒流驱动电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种宽电源电压范围的高性能LED恒流驱动电路，由高压驱动NMOS管、低压恒流NMOS管、偏置电路和ESD保护电路构成，高压驱动NMOS管源极与低压恒流NMOS管漏极连接，低压恒流NMOS管源极与地电位连接，ESD保护电路一端与高压驱动NMOS管的漏极连接，ESD保护电路另一端与地电位连接，偏置电路的高压NMOS管栅极与高压驱动NMOS管栅极相连，偏置电路的低压NMOS管栅极与低压恒流NMOS管栅极相连，高压驱动NMOS管源极和偏置电路的高压NMOS管源极分别与两路选择器(MUX)两输入端口相连，MUX输出连接偏置电路中的运算放大器一端，运算放大器的输出提供高压驱动NMOS管的偏置电压，实现反馈控制。本实用新型击穿电压低更易实现对高压驱动NMOS管ESD保护，提高LED恒流驱动电路可靠性及稳定性。
Description
技术领域
本实用新型涉及电学领域，尤其涉及电子电路，特别涉及一种宽电源电压范围的高性能发光二极管(LED)恒流驱动电路。
背景技术
现有技术中，LED恒流驱动电路中的驱动MOS管采用高压工艺时，偏置电路通常用运放反馈控制，在驱动电路开关切换时，电流不稳定。此外ESD电路也需要可控硅或高压MOS管做静电保护，工艺复杂，浪费面积，长期工作可靠性不好。
发明内容
本实用新型的目的为了解决传统偏置电路通常用运放反馈控制，在驱动电路开关切换时，电流不稳定的问题，而提供一种宽电源电压范围的高性能发光二极管(LED)恒流驱动电路，本实用新型的ESD保护解决了传统高压MOS管ESD电路，工艺复杂、浪费面积的问题。
本实用新型的技术方案为：
一种宽电源电压范围的高性能发光二极管LED恒流驱动电路，由一个高压驱动NMOS管、一个低压恒流NMOS管、偏置电路和ESD保护电路构成，其特征在于：高压驱动NMOS管的源极与低压恒流NMOS管的漏极连接，低压恒流NMOS管的源极与地电位连接，ESD保护电路的一端与高压驱动NMOS管的漏极连接，ESD保护电路的另一端与地电位连接；偏置电路中的高压NMOS管的栅极与驱动电路中高压驱动NMOS管的栅极相连，偏置电路中的低压NMOS管的栅极与驱动电路中低压恒流NMOS管的栅极相连，驱动电路中高压驱动NMOS管的源极与偏置电路中的高压NMOS管的源极分别与两路选择器(MUX)两输入端口相连，MUX输出连接偏置电路中的运算放大器一端，运算放大器的输出提供高压驱动NMOS管的偏置电压，实现反馈控制。所述的ESD保护电路各器件均为低压器件。
所述的偏置电路由5个反馈放大器、二个电流镜PMOS管，二个电流控制NMOS管、一个电压调节PMOS管、两路选择器(MUX)和一路复制的驱动电路组成，所述的复制的驱动电路由一个低压NMOS管、一个高压NMOS管组成，V1接第一反馈放大器AMP1的正端口，AMP1的输出与第一电流控制NMOS管M2的栅极相连，AMP1的负端口与M2的源极相连，同时还与外接电阻REXT的一端相连；外接电阻REXT另一端接地，REXT的大小可以调节流过M2管的电流大小；M2的漏极与第一电流镜PMOS管M1的漏极、栅极相连，M1的源极连VCC，第二电流镜PMOS管M3的栅极与M1的栅极相连，并形成镜像关系；M3的栅极连第二反馈放大器AMP2的负端口，M3的漏极与AMP2的正端口连接，同时连接电压调节PMOS晶体管M4的源极，M3的源极连VCC；AMP2的输出连接M4的栅极，形成反馈；电压调节PMOS晶体管M4的漏极连接第二电流控制NMOS管M5的漏极，同时连接第三反馈放大器AMP3的负端口，AMP3的输出连接M5的栅极形成反馈，M5的源极接地；AMP3的正端口接V2控制M5的栅极；AMP3的输出连接第五反馈放大器AMP5的正端口，AMP5的负端口连接到AMP5的输出端口，AMP5的输出连接到低压NMOS管M7和M9的栅极，M7的漏极与高压NMOS管M6的源极相连，M7的源极接地，电压调节管M4的漏极连接第四反馈放大器AMP4的正端口，同时高压NMOS管M6、高压驱动NMOS管M8的源极分别连接MUX两输入端口，MUX输出连接AMP4负端口，AMP4的输出连接M6和M8的栅极，M6的漏极接VCC；M9的源极接地，M9的漏极接M8的源极，M8的漏极与ESD保护电路相连，作为输出端。
在驱动电路断开的情况下保持复制的驱动电路工作，进而保证反馈放大器在驱动电路工作和关断的情况下保持在一个稳定的工作状态，保持驱动电路在状态切换时稳定工作。
低压器件构成的ESD保护电路，击穿电压低更易实现对高压驱动MOS管的ESD保护，提高LED恒流驱动电路的可靠性，以及长期稳定性。
本实用新型与现有技术相比，其效果是积极和明显的。本实用新型利用增加一路复制的驱动电路与反馈放大器连接，可以保证驱动电路在开关切换时保持运放稳定工作，提高驱动电路开关时的性能。同时低压器件构成的ESD保护电路，击穿电压低更易实现对高压驱动MOS管ESD保护，提高LED恒流驱动电路的可靠性，以及长期稳定性，面积小成本低。
附图说明
图1为本实用新的电路示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型进行详细的说明：
如图1所示，本实用新型由一个高压驱动NMOS管M8、一个低压恒流NMOS管M9、偏置电路和ESD保护电路构成，高压驱动NMOS管M8的源极与低压恒流NMOS管M9的漏极连接，低压恒流NMOS管M9的源极与地电位连接，ESD保护电路的一端与高压驱动NMOS管M8的漏极连接，ESD保护电路的另一端与地电位连接，偏置电路的高压NMOS管M6的栅极与高压驱动NMOS管M8的栅极相连，偏置电路的低压NMOS管M7的栅极与低压恒流NMOS管M9的栅极相连，驱动电路中高压驱动NMOS管M8的源极与偏置电路中的高压NMOS管M6的源极分别与偏置电路的两路选择器(MUX)两输入端口相连，MUX输出连接偏置电路的运算放大器一端，运算放大器的输出提供高压驱动NMOS管M8的偏置电压，实现反馈控制。所述的ESD保护电路的各器件均为低压器件。
其中V1、V2是外部所给的偏置电压。所述的偏置电路由5个反馈放大器(AMP1，AMP2，AMP3，AMP4，AMP5)、二个电流镜PMOS管(M1，M3)，二个电流控制NMOS管(M2，M5)、一个电压调节PMOS晶体管M4、两路选择器MUX和一路复制的驱动电路组成，所述复制的驱动电路由一个低压NMOS管M7、一个高压NMOS管M6组成，V1接第一反馈放大器AMP1的正端口，AMP1的输出与第一电流控制NMOS管M2的栅极相连，AMP1的负端口与M2的源极相连，同时还与外接电阻REXT的一端相连；外接电阻REXT另一端接地，REXT的大小可以调节流过M2管的电流大小；M2的漏极与第一电流镜PMOS管M1的漏极、栅极相连，M1的源极连VCC，第二电流镜PMOS管M3的栅极与M1的栅极相连，并形成镜像关系；M3的栅极连第二反馈放大器AMP2的负端口，M3的漏极与AMP2的正端口连接，同时连接电压调节PMOS晶体管M4(M4是什么，请加以说明)的源极，M3的源极连VCC；AMP2的输出连接M4的栅极，形成反馈；电压调节PMOS晶体管M4的漏极连接第二电流控制NMOS管M5的漏极，同时连接第三反馈放大器AMP3的负端口，AMP3的输出连接M5的栅极形成反馈，M5的源极接地；AMP3的正端口接V2控制M5的栅极；AMP3的输出连接第五反馈放大器AMP5的正端口，AMP5的负端口连接到AMP5的输出端口，AMP5的输出连接到低压NMOS管M7和M9的栅极，M7的漏极与高压NMOS管M6的源极相连，M7的源极接地，电压调节管M4的漏极连接第四反馈放大器AMP4的正端口，同时高压NMOS管M6、高压驱动NMOS管M8的源极分别连接MUX两输入端口，MUX输出连接AMP4负端口，AMP4的输出连接M6和M8的栅极，M6的漏极接VCC。M9的源极接地，其中M9的栅极还可以由外部其他的使能端口控制开关(电路原理图中未标明)。M9的漏极接M8的源极，M8的漏极与ESD保护电路相连，作为输出端。
在驱动电路断开的情况下保持复制的驱动电路工作，进而保证反馈放大器在驱动电路工作和关断的情况下保持在一个稳定的工作状态，保持驱动电路在状态切换时稳定工作。
Claims (2)
1.一种宽电源电压范围的高性能LED恒流驱动电路，由一个高压驱动NMOS管、一个低压恒流NMOS管、偏置电路和ESD保护电路构成，其特征在于：高压驱动NMOS管的源极与低压恒流NMOS管的漏极连接，低压恒流NMOS管的源极与地电位连接，ESD保护电路的一端与高压驱动NMOS管的漏极连接，ESD保护电路的另一端与地电位连接；偏置电路中的高压NMOS管的栅极与驱动电路中高压驱动NMOS管的栅极相连，偏置电路中的低压NMOS管的栅极与驱动电路中低压恒流NMOS管的栅极相连，驱动电路中高压驱动NMOS管的源极与偏置电路中的高压NMOS管的源极分别与两路选择器MUX两输入端口相连，MUX输出连接偏置电路中的运算放大器一端，运算放大器的输出提供高压驱动NMOS管的偏置电压，实现反馈控制。
2.根据权利要求1所述的一种宽电源电压范围的高性能LED恒流驱动电路，其特征在于：所述的偏置电路由5个反馈放大器、二个电流镜PMOS管，二个电流控制NMOS管、一个电压调节PMOS管、两路选择器(MUX)和一路复制的驱动电路组成，所述的复制的驱动电路由一个低压NMOS管、一个高压NMOS管组成，V1接第一反馈放大器AMP1的正端口，AMP1的输出与第一电流控制NMOS管M2的栅极相连，AMP1的负端口与M2的源极相连，同时还与外接电阻REXT的一端相连；外接电阻REXT另一端接地，REXT的大小可以调节流过M2管的电流大小；M2的漏极与第一电流镜PMOS管M1的漏极、栅极相连，M1的源极连VCC，第二电流镜PMOS管M3的栅极与M1的栅极相连，并形成镜像关系；M3的栅极连第二反馈放大器AMP2的负端口，M3的漏极与AMP2的正端口连接，同时连接电压调节PMOS晶体管M4的源极，M3的源极连VCC；AMP2的输出连接M4的栅极，形成反馈；电压调节PMOS晶体管M4的漏极连接第二电流控制NMOS管M5的漏极，同时连接第三反馈放大器AMP3的负端口，AMP3的输出连接M5的栅极形成反馈，M5的源极接地；AMP3的正端口接V2控制M5的栅极；AMP3的输出连接第五反馈放大器AMP5的正端口，AMP5的负端口连接到AMP5的输出端口，AMP5的输出连接到低压NMOS管M7和M9的栅极，M7的漏极与高压NMOS管M6的源极相连，M7的源极接地，电压调节管M4的漏极连接第四反馈放大器AMP4的正端口，同时高压NMOS管M6、高压驱动NMOS管M8的源极分别连接MUX两输入端口，MUX输出连接AMP4负端口，AMP4的输出连接M6和M8的栅极，M6的漏极接VCC；M9的源极接地，M9的漏极接M8的源极，M8的漏极与ESD保护电路相连，作为输出端。
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| CN201120023040XU Expired - Lifetime CN202085343U (zh) | 2011-01-25 | 2011-01-25 | 一种宽电源电压范围的高性能led恒流驱动电路 |
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| CN109917843A (zh) * | 2019-04-17 | 2019-06-21 | 南京芯耐特半导体有限公司 | 一种自偏置的恒流生成电路结构及恒流生成方法 |
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2011
- 2011-01-25 CN CN201120023040XU patent/CN202085343U/zh not_active Expired - Lifetime
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