CN210112328U - 一种μLED电流模式像素驱动电路系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种μLED电流模式像素驱动电路系统，包括：参考电流产生电路、像素电流驱动单元、8位SRAM单元、计数器和比较器。像素电流驱动单元包括级联电流镜电路和开关控制管；级联电流镜电路与参考电流产生电路的电流保持相同。比较器将8位SRAM单元存储的数据与计数器的数据相比较，将8位像素灰度信号转换为PWM信号，通过PWM信号来控制开关控制管，从而实现PWM电流控制μLED的亮度。本实用新型可以将参考电流产生电路的恒定电流精确复制到级联电流镜电路，并且通过比较器产生的PWM信号来控制开关控制管的通断时间，从而实现了电流的脉冲调制，改善了传统电压控制电路引起的显示器显示亮度控制难度增加和显示不均匀的问题，能够获得更好的显示效果和对比度。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种驱动电路技术领域，具体涉及一种μLED电流模式像素驱动电路系统。
背景技术
LED驱动电源是把电源供应转换为特定的电压电流以驱动LED发光的电源转换器。LED驱动电源的输出大多数为可随LED正向压降值变化而改变电压的恒定电流源。驱动方式通行有两种，其一是一个恒压源供多个恒流源，每个恒流源单独给每路LED供电。这种组合方式灵活，当一路LED故障，不影响其他LED的工作。
驱动方式有恒流式、稳压式、脉冲驱动等。恒流驱动电路输出的电流是恒定的，而输出的直流电压却随着负载阻值的大小不同在一定范围内变化，负载阻值小，输出电压就低，负载阻值大，输出电压就高；恒流驱动电路驱动LED是较为理想的。稳压式驱动，当稳压电路中的各项参数确定以后，输出的电压时固定的，而输出的电流却随着负载的增减而变化。脉冲驱动，许多LED应用都需要具有调光功能比如LED背光或建筑照明调光。通过调整LED的亮度和对比度可以实现调光功能。降低器件的电流也许能对LED发光进行调整，但是让LED在低于额定电流的情况下工作会造成许多不良后果，例如色差问题。取代简单电流调整的方法是在LED驱动器中集成脉宽调制(PWM)控制器。PWM的信号并不直接用于控制LED，而是控制一个开关，例如一个MOSFET，从而向LED提供所需电流。PWM控制器通常在一定固定频率上工作，并且对脉宽进行调整，以匹配所需的占空比。当前大多数LED芯片都使用PWM来控制LED发光，为了确保人们不会感到明显的闪烁，PWM脉冲的频率必须大于100HZ。PWM控制的主要优点是通过PWM的调光电流更加精确，最大程度地降低LED发光时的色差。
基于上述几种驱动方式，根据LED电流和电压特点，比较理想的是使用恒流驱动，它能避免LED正向电压的改变而引起电流变动，恒定电流使LED的亮度更加稳定。
然而传统LED采用恒电流控制方式中，采用的恒电流通常直接连接LED，导致LED工作中电流不可避免的会出现波动变化甚至大波动，这将导致显示器显示亮度不容易控制且出现不均匀的问题。
实用新型内容
为了克服以上问题，本实用新型旨在提供一种μLED电流模式像素驱动电路系统，实现驱动电路的恒定电流，以及通过PWM信号精确控制驱动电路的通断。
为了达到上述目的，本实用新型提供了一种μLED电流模式像素驱动电路系统，其包括：参考电流产生电路、像素电流驱动单元、计数器、8位SRAM单元和比较器；
参考电流产生电路，用于产生参考电流；
像素电流驱动单元，包括级联电流镜电路和开关控制管；级联电流镜电路作为参考电流产生电路的镜像分支，与所述参考电流产生电路的电流保持相同；所述参考电流产生电路为恒流电路；
比较器将8位SRAM单元所存储的数据与计数器的信号数据相比较，并且将8位像素灰度信息数据转换为PWM信号；PWM信号控制开关控制管的通断时间。
优选地，所述级联电流镜电路具体包括：相互串联的第零MOS管，第一MOS管和第二MOS管，其中第零MOS管接电源，第二MOS管接μLED，第一MOS管夹设于第零MOS管和第二MOS管之间；所述第一MOS管的栅端接所述SRAM单元。
在一些实施例中，所述计数器采用RAMP发生器，所述PWM信号通过1bit SRAM输出器来输出；其中，
所述8位SRAM单元的一端与比较器相连，另一端连接图像信号端；
所述RAMP发生器连接比较器；
所述比较器接收并且比较来自所述8位SRAM单元的帧信号和所述RAMP发生器的斜坡信号；当所述帧信号和所述斜坡信号相同时，发送1bit PWM信号给1bit SRAM输出器；
所述1bit SRAM输出器与所述比较器相连，接收来自所述比较器的1bit PWM信号并且将其发送到所述第一MOS管的栅端；
所述第一MOS管的栅端接收来自所述1bit SRAM的信号后，所述第一MOS管导通或关断。
在一些实施例中，所述参考电流产生电路具体包括：相互串联的第三MOS管，第四MOS管和第五MOS管；其中，第五MOS管接电源，第三MOS管接参考电流，第四MOS管接地；第四MOS管夹设于第三MOS管和第五MOS管之间；第三MOS管的栅端与第二MOS管的栅端连接；第五MOS管的栅端与第零MOS管的栅端连接。
在一些实施例中，第零MOS管、所述第一MOS管、所述第二MOS管、所述第五MOS管、所述第四MOS管、所述第三MOS管均为同一类型MOS管。
在一些实施例中，第零MOS管、所述第一MOS管、所述第二MOS管、所述第五MOS管、所述第四MOS管、所述第三MOS管均为PMOS管。
在一些实施例中，所述第三MOS管还连接一参考电流源；所述参考电流源的一端接地，另一端与所述第三MOS管的栅端以及源端连接。
在一些实施例中，所述第五MOS管的栅端与第四MOS管的漏端连接。
在一些实施例中，所述第零MOS管的漏端接电源，所述第零MOS管的源端接所述第一MOS管的漏端，所述第一MOS管的源端接所述第二MOS管的漏端，所述第二MOS管的源端接μLED。
在一些实施例中，所述第五MOS管的漏端接电源，所述第五MOS管的源端接所述第四MOS管的漏端，所述第四MOS管的漏端接所述第三MOS管的源端。
在一些实施例中，所述参考电流产生电路位于像素外部，所述级联电流镜电路位于像素内。
在一些实施例中，所述参考电流产生电路为一条，所述级联电流镜电路为多条，多条所述级联电流镜电路连接μLED阵列。
本实用新型的μLED电流模式像素驱动电路系统，可以将参考电流产生电路的恒定电流精确复制到级联电流镜电路，并且通过比较器产生的PWM信号来控制开关控制管的通断时间，从而实现了电流的脉冲调制，改善了传统电压控制电路引起的显示器显示亮度控制难度增加和显示不均匀的问题，能够获得更好的显示效果和对比度。
附图说明
图1为本实用新型的一个实施例的μLED电流模式像素驱动电路系统的结构示意图
具体实施方式
为使本实用新型的内容更加清楚易懂，以下结合说明书附图，对本实用新型的内容作进一步说明。当然本实用新型并不局限于该具体实施例，本领域内的技术人员所熟知的一般替换也涵盖在本实用新型的保护范围内。
本实用新型的μLED电流模式像素驱动电路系统，包括：包括：参考电流产生电路、像素电流驱动单元、计数器、8位SRAM单元和比较器。参考电流产生电路用于产生参考电流；像素电流与驱动单元包括级联电流镜电路和开关控制管。级联电流镜电路作为参考电流产生电路的镜像分支，与参考电流产生电流的电流保持相同，擦哪考电流产生电路为恒流电路；比较器将8位SRAM单元所存储的数据与计数器的信号数据相比较，并且将8位像素灰度信息数据转换为PWM信号；PWM信号控制开关控制管的通断时间。级联电流镜电路能够将参考电流电路的恒定电流精确复制，并且通过比较器产生的PWM信号来控制开关控制管的通断时间，从而实现PWM电流控制μLED的亮度。
以下结合附图1和具体实施例对本实用新型作进一步详细说明。需说明的是，附图均采用非常简化的形式、使用非精准的比例，且仅用以方便、清晰地达到辅助说明本实施例的目的。
请参阅图1，沿着图中虚线，参考电流产生电路(图1左侧)和级联电流镜电路(图1右侧)。具体的，参考电流产生电路具体包括：相互串联的第三MOS管M3，第四MOS管M4和第五MOS管M5；级联电流镜电路具体包括：相互串联的第零MOS管M0，第一MOS管M1和第二MOS管M2(开关控制管)。虚线两侧，参考电流产生电路与级联电流镜电路的分布对称，也即是第五MOS管M5与第零MOS管M0对应，第三MOS管M3与第二MOS管M2对应，第四MOS管M4与第一MOS管M1对应，由此构成级联电路。
这里，第五MOS管M5接电源VDDP，第三MOS管M3接参考电流，第四MOS管M4接地；第四MOS管M4夹设于第三MOS管M3和第五MOS管M5之间；第三MOS管M3的栅端与第二MOS管M2的栅端连接；第五MOS管M5的栅端与第零MOS管M0的栅端连接。这里，第三MOS管M3还连接一参考电流源IREF；参考电流源IREF的一端接地，另一端与第三MOS管M3的栅端以及源端连接。第五MOS管M5的栅端与第四MOS管M4的漏端连接。第五MOS管M5的漏端接电源VDDP，第五MOS管M5的源端接第四MOS管M4的漏端，第四MOS管M4的漏端接第三MOS管M3的源端。
相对应的，第零MOS管M0接电源VDDP，第二MOS管M2接μLED，第一MOS管M1夹设于第零MOS管M0和第二MOS管M2之间；第一MOS管M1的栅端接SRAM单元。第零MOS管M0的漏端接电源VDDP，第零MOS管M0的源端接第一MOS管M1的漏端，第一MOS管M1的源端接第二MOS管M2的漏端，第二MOS管M2的源端接μLED。
这里的，第零MOS管M0、第一MOS管M1、第二MOS管M2、第五MOS管M5、第四MOS管M4、第三MOS管M3均为同一类型MOS管，例如图1中所示PMOS管。
接下来，请再次参阅图1，具体来看本实施例的8位SRAM单元201、计数器202和比较器203。8位SRAM单元201、RAMP发生器(计数器202)、比较器203、1bitSRAM输出器204。8位SRAM单元201的一端与比较器203相连，另一端连接图像信号端。
RAMP发生器(计数器202)连接比较器203；比较器203接收并且比较来自8位SRAM单元201的帧信号和RAMP发生器(计数器202)的斜坡信号；当帧信号和斜坡信号相同时，发送1bit PWM信号给1bit SRAM输出器204；1bit SRAM输出器204与比较器203相连，接收来自比较器203的1bit PWM信号并且将其发送到第一MOS管M1的栅端。
第一MOS管M1的栅端接收来自1bit SRAM的信号后，第一MOS管M1导通或关断。
如图1所示，参考电流产生电路和级联电流镜电路的相对位置中，参考电流产生电路位于像素外部，级联电流镜电路位于像素内。
此外，在本实用新型的其它实施例中，参考电流产生电路为一条，级联电流镜电路为多条，多条级联电流镜电路连接μLED阵列，例如每一条电路连接一像素。
综上所述，本实用新型可以将参考电流产生电路的恒定电流精确复制到级联电流镜电路，并且通过比较器产生的PWM信号来控制开关控制管的通断时间，从而实现了电流的脉冲调制，改善了传统电压控制电路引起的显示器显示亮度控制难度增加和显示不均匀的问题，能够获得更好的显示效果和对比度。
虽然本实用新型已以较佳实施例揭示如上，然所述实施例仅为了便于说明而举例而已，并非用以限定本实用新型，本领域的技术人员在不脱离本实用新型精神和范围的前提下可作若干的更动与润饰，本实用新型所主张的保护范围应以权利要求书所述为准。
Claims (12)
1.一种μLED电流模式像素驱动电路系统，其特征在于，包括：参考电流产生电路、像素电流驱动单元、计数器、8位SRAM单元和比较器；
参考电流产生电路，用于产生参考电流；
像素电流驱动单元，包括级联电流镜电路和开关控制管；级联电流镜电路作为参考电流产生电路的镜像分支，与所述参考电流产生电路的电流保持相同；所述参考电流产生电路为恒流电路；
比较器将8位SRAM单元所存储的数据与计数器的信号数据相比较，并且将8位像素灰度信息数据转换为PWM信号；PWM信号控制开关控制管的通断时间。
2.根据权利要求1所述的μLED电流模式像素驱动电路系统，其特征在于，所述级联电流镜电路具体包括：相互串联的第零MOS管，第一MOS管和第二MOS管，其中第零MOS管接电源，第二MOS管接μLED，第一MOS管夹设于第零MOS管和第二MOS管之间；所述第一MOS管的栅端接所述SRAM单元。
3.根据权利要求2所述的μLED电流模式像素驱动电路系统，其特征在于，所述计数器采用RAMP发生器，所述PWM信号通过1bit SRAM输出器来输出；其中，
所述8位SRAM单元的一端与比较器相连，另一端连接图像信号端；
所述RAMP发生器连接比较器；
所述比较器接收并且比较来自所述8位SRAM单元的帧信号和所述RAMP发生器的斜坡信号；当所述帧信号和所述斜坡信号相同时，发送1bit PWM信号给1bit SRAM输出器；
所述1bit SRAM输出器与所述比较器相连，接收来自所述比较器的1bit PWM信号并且将其发送到所述第一MOS管的栅端；
所述第一MOS管的栅端接收来自所述1bit SRAM的信号后，所述第一MOS管导通或关断。
4.根据权利要求2所述的μLED电流模式像素驱动电路系统，其特征在于，所述参考电流产生电路具体包括：相互串联的第三MOS管，第四MOS管和第五MOS管；其中，第五MOS管接电源，第三MOS管接参考电流，第四MOS管接地；第四MOS管夹设于第三MOS管和第五MOS管之间；第三MOS管的栅端与第二MOS管的栅端连接；第五MOS管的栅端与第零MOS管的栅端连接。
5.根据权利要求4所述的μLED电流模式像素驱动电路系统，其特征在于，第零MOS管、所述第一MOS管、所述第二MOS管、所述第五MOS管、所述第四MOS管、所述第三MOS管均为同一类型MOS管。
6.根据权利要求5所述的μLED电流模式像素驱动电路系统，其特征在于，第零MOS管、所述第一MOS管、所述第二MOS管、所述第五MOS管、所述第四MOS 管、所述第三MOS管均为PMOS管。
7.根据权利要求4所述的μLED电流模式像素驱动电路系统，其特征在于，所述第三MOS管还连接一参考电流源；所述参考电流源的一端接地，另一端与所述第三MOS管的栅端以及源端连接。
8.根据权利要求6所述的μLED电流模式像素驱动电路系统，其特征在于，所述第五MOS管的栅端与第四MOS管的漏端连接。
9.根据权利要求6所述的μLED电流模式像素驱动电路系统，其特征在于，所述第零MOS管的漏端接电源，所述第零MOS管的源端接所述第一MOS管的漏端，所述第一MOS管的源端接所述第二MOS管的漏端，所述第二MOS管的源端接μLED。
10.根据权利要求6所述的μLED电流模式像素驱动电路系统，其特征在于，所述第五MOS管的漏端接电源，所述第五MOS管的源端接所述第四MOS管的漏端，所述第四MOS管的漏端接所述第三MOS管的源端。
11.根据权利要求1所述的μLED电流模式像素驱动电路系统，其特征在于，所述参考电流产生电路位于像素外部，所述级联电流镜电路位于像素内。
12.根据权利要求1所述的μLED电流模式像素驱动电路系统，其特征在于，所述参考电流产生电路为一条，所述级联电流镜电路为多条，多条所述级联电流镜电路连接μLED阵列。
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| CN201920467471.1U CN210112328U (zh) | 2019-04-09 | 2019-04-09 | 一种μLED电流模式像素驱动电路系统 |
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| CN210112328U true CN210112328U (zh) | 2020-02-21 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112927651A (zh) * | 2021-02-05 | 2021-06-08 | 华南理工大学 | 一种像素驱动电路、有源电致发光显示器及驱动方法 |
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2019
- 2019-04-09 CN CN201920467471.1U patent/CN210112328U/zh active Active
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| CN112927651A (zh) * | 2021-02-05 | 2021-06-08 | 华南理工大学 | 一种像素驱动电路、有源电致发光显示器及驱动方法 |
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