高精度led屏顯恒流驅(qū)動(dòng)電路的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種高精度LED屏顯恒流驅(qū)動(dòng)電路，涉及LED屏顯驅(qū)動(dòng)電路。包括電流修調(diào)電路(110)、恒流控制電路(120)、電流輸出驅(qū)動(dòng)電路(130)、16位鎖存器電路(140)和16位移位寄存器電路(150)；所述電流修調(diào)電路(110)由四個(gè)電阻(R1、R2、R3、R4)構(gòu)成的電阻網(wǎng)絡(luò)和放大器(AMP0)構(gòu)成，四個(gè)電阻(R1、R2、R3、R4)并聯(lián)，每個(gè)電阻串聯(lián)一個(gè)開關(guān)，開關(guān)接地；四個(gè)電阻的并聯(lián)端連接放大器(AMP0)的輸入端；放大器(AMP0)的輸入和輸出端之間并聯(lián)電阻(R0)。本發(fā)明采用標(biāo)準(zhǔn)的SSOP24封裝，用以取代目前在單雙色LED屏幕上使用的通用驅(qū)動(dòng)器件。
【專利說明】高精度LED屏顯恒流驅(qū)動(dòng)電路
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及驅(qū)動(dòng)電路結(jié)構(gòu),具體涉及LED屏顯驅(qū)動(dòng)電路。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)今的單雙色LED顯示屏，驅(qū)動(dòng)LED發(fā)光通常采用的是通用芯片74HC595，74HC595具有8位鎖存，串并移位寄存器和二態(tài)輸出等功能，每路電流最大輸出可達(dá)35mA,如圖1所示。用74HC595作為L(zhǎng)ED驅(qū)動(dòng)電路具有電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，數(shù)據(jù)傳輸速度快等優(yōu)點(diǎn)。但其缺點(diǎn)也同樣明顯，首先通道間的輸出電流差異較大且不具備恒流功能，影響了 LED屏幕的顯示效果和LED的使用壽命。其次通道輸出電流不能調(diào)整，也不具備耐高壓性能。由于芯片輸出電流不能調(diào)整，LED屏幕的整體亮度將無(wú)法調(diào)整，同時(shí)由于芯片通常是單獨(dú)的5V電源供電，缺乏對(duì)高壓的支持將限制輸出通道上可以串聯(lián)LED的個(gè)數(shù)。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0003]本發(fā)明提供一種高精度LED屏顯恒流驅(qū)動(dòng)電路，本發(fā)明的目的是提供一種高精度LED屏顯恒流驅(qū)動(dòng)電路，采用標(biāo)準(zhǔn)的SS0P24封裝，用以取代目前在單雙色LED屏幕上使用的通用驅(qū)動(dòng)器件。
[0004]本發(fā)明提出了一種電路設(shè)計(jì)技術(shù)實(shí)現(xiàn)高精度的LED恒流驅(qū)動(dòng)，該技術(shù)包括在傳統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)芯片中引入電流修調(diào)電路和恒流控制電路。電流修調(diào)電路可以使得屏幕上流過任意兩個(gè)LED的電流差異最小化，恒流驅(qū)動(dòng)技術(shù)可以確保屏幕上的每顆LED在開啟時(shí)流過的電流不隨外界環(huán)境(電源電壓，溫度等)變化而變化，同時(shí)通過一個(gè)外接電阻，輸出電流還可以在3mA_45mA之間任意設(shè)置。
[0005]為解決上述問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:高精度LED屏顯恒流驅(qū)動(dòng)電路，包括電流修調(diào)電路(110)、恒流控制電路(120)、電流輸出驅(qū)動(dòng)電路(130)、16位鎖存器電路(140)和16位移位寄存器電路(150) ;16位移位寄存器電路(150)輸出端連接16位鎖存器電路(140)，16位移位寄存器電路(150)將串行輸入數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為并行數(shù)據(jù)，輸入到16位鎖存器電路(140)，16位移位寄存器電路(150)的輸入信號(hào)INl為來(lái)自LED屏顯主控芯片的串行輸入數(shù)據(jù)，配合時(shí)鐘信號(hào)IN2 ;16位鎖存器電路(140)輸出端連接電流輸出驅(qū)動(dòng)電路(130)，16位鎖存器電路(140)將信號(hào)輸入至電流輸出驅(qū)動(dòng)電路(130);電流輸出驅(qū)動(dòng)電路(130)連接恒流控制電路(120)，恒流控制電路(120)連接電流修調(diào)電路(110)；
所述電流修調(diào)電路(110)由四個(gè)電阻(R1、R2、R3、R4)構(gòu)成的電阻網(wǎng)絡(luò)和放大器(AMPO)構(gòu)成，四個(gè)電阻(R1、R2、R3、R4)并聯(lián)，每個(gè)電阻串聯(lián)一個(gè)開關(guān)，開關(guān)接地；四個(gè)電阻的并聯(lián)端連接放大器(AMPO)的輸入端；放大器(AMPO)的輸入和輸出端之間并聯(lián)電阻(RO)。
[0006]所述高精度LED屏顯恒流驅(qū)動(dòng)電路采用標(biāo)準(zhǔn)的SS0P24封裝。
[0007]所述恒流控制電路(120)包括四個(gè)放大器(AMP1、AMP2、AMP3、AMP4);電阻(R5)連接放大器(AMPl)輸入端和地線；放大器(AMPl)的輸出端通過半導(dǎo)體(PMOSl)和半導(dǎo)體(NM0S4)連接放大器(AMP2)輸入端，半導(dǎo)體(NM0S4)連接電阻(R5);放大器(AMP2)輸出端通過半導(dǎo)體(PM0S3)分別連接放大器(AMP3)和放大器(AMP4)的輸入端，半導(dǎo)體(PM0S2)和半導(dǎo)體(PM0S3)連接；放大器(AMP3)和放大器(AMP4)的輸出端分別連接三個(gè)半導(dǎo)體(NM0S1、NM0S2、NM0S3)，半導(dǎo)體(NMOSl)連接半導(dǎo)體(PM0S3)。
[0008]本發(fā)明為16位高精度LED恒流驅(qū)動(dòng)電路芯片，其技術(shù)特點(diǎn)如下:1.提出通過芯片內(nèi)部電流修調(diào)的方式來(lái)減小芯片與芯片之間輸出電流的差異，并設(shè)計(jì)了一種電流修調(diào)電路(圖2)，該電路可以在10%的范圍內(nèi)對(duì)輸出電流進(jìn)行校正，通過測(cè)試校正過后的芯片可以保證任意芯片任意通道的輸出電流偏差小于3%，極大的提升了顯示屏幕發(fā)光的一致性和顯示效果。2.設(shè)計(jì)一種恒流控制電路(圖3)，該電路可以確保驅(qū)動(dòng)通道打開時(shí)，流過LED燈的電流恒定不變。3.設(shè)計(jì)一個(gè)基于技術(shù)方案I和技術(shù)方案2的16通道高精度LED恒流驅(qū)動(dòng)芯片(圖4)，采用標(biāo)準(zhǔn)的SS0P24封裝用該芯片替代原有的以74HC595為代表的通用芯片。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0009]圖1是【背景技術(shù)】方案的電路圖；
圖2是本發(fā)明框圖；
圖3是圖2中電流修調(diào)電路圖；
圖4是圖2中恒流控制電路圖。
[0010]圖中符號(hào)說明:高精度LED屏顯恒流驅(qū)動(dòng)電路100、電流修調(diào)電路110、恒流控制電路120、電流輸出驅(qū)動(dòng)電路130、16位鎖存器電路140、16位移位寄存器電路150。
【具體實(shí)施方式】
[0011]下面用最佳的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做詳細(xì)的說明。
[0012]如圖2所示，高精度LED屏顯恒流驅(qū)動(dòng)電路，包括電流修調(diào)電路(110)、恒流控制電路(120)、電流輸出驅(qū)動(dòng)電路(130)、16位鎖存器電路(140)和16位移位寄存器電路(150) ;16位移位寄存器電路(150)輸出端連接16位鎖存器電路(140)，16位移位寄存器電路(150)將串行輸入數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為并行數(shù)據(jù)，輸入到16位鎖存器電路(140)，16位移位寄存器電路(150)的輸入信號(hào)INl為來(lái)自LED屏顯主控芯片的串行輸入數(shù)據(jù)，配合時(shí)鐘信號(hào)IN2 ;16位鎖存器電路(140)的輸入信號(hào)IN3和IN4分別為來(lái)自主控芯片的鎖存時(shí)鐘信號(hào)和使能信號(hào)；16位鎖存器電路(140)輸出端連接電流輸出驅(qū)動(dòng)電路(130)，16位鎖存器電路(140)將信號(hào)輸入至電流輸出驅(qū)動(dòng)電路(130)，電流輸出驅(qū)動(dòng)電路(130)根據(jù)鎖存器給出的信號(hào)打開或者關(guān)閉輸出通道；電流輸出驅(qū)動(dòng)電路(130)連接恒流控制電路(120)，恒流控制電路(120)連接電流修調(diào)電路(110);恒流控制電路(120)保證打開通道的電流保持恒定，電流修調(diào)電路(110)確保芯片與芯片之間通道電流偏差減至最小。
[0013]如圖3所示，四個(gè)電阻(Rl、R2、R3、R4)構(gòu)成的電阻網(wǎng)絡(luò)與放大器(AMPO) —起構(gòu)成了電流修調(diào)電路(110)，四個(gè)電阻(R1、R2、R3、R4)并聯(lián)，每個(gè)電阻串聯(lián)一個(gè)開關(guān)，開關(guān)接地；四個(gè)電阻的并聯(lián)端連接放大器(AMPO)的輸入端；放大器(AMPO)的輸入和輸出端之間并聯(lián)電阻(RO)。
[0014]該電路的輸入信號(hào)來(lái)自自身產(chǎn)生的基準(zhǔn)電壓，即圖3中的BANDGAP電路。輸出信號(hào)作為恒流控制電路的輸入信號(hào)VREF1。在芯片測(cè)試時(shí)，可以通過對(duì)芯片的輸出電流采樣，來(lái)調(diào)整開關(guān)S1-S4的導(dǎo)通截止?fàn)顟B(tài)，從而改變VREFl的電壓。VREFl作為恒流控制的輸入電壓將反作用于芯片的輸出電流，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)輸出電流的修調(diào)。
[0015]所述高精度LED屏顯恒流驅(qū)動(dòng)電路采用標(biāo)準(zhǔn)的SS0P24封裝。
[0016]如圖4所示，所述恒流控制電路(120)包括四個(gè)放大器(AMP1、AMP2、AMP3、AMP4)；電阻(R5)連接放大器(AMPl)輸入端和地線；放大器(AMPl)的輸出端通過半導(dǎo)體(PMOSl)和半導(dǎo)體(NM0S4)連接放大器(AMP2)輸入端，半導(dǎo)體(NM0S4)連接電阻(R5);放大器(AMP2)輸出端通過半導(dǎo)體(PM0S3)分別連接放大器(AMP3)和放大器(AMP4)的輸入端，半導(dǎo)體(PM0S2)和半導(dǎo)體(PM0S3)連接；放大器(AMP3)和放大器(AMP4)的輸出端分別連接三個(gè)半導(dǎo)體(NM0S1、NM0S2、NM0S3)，半導(dǎo)體(NMOSl)連接半導(dǎo)體(PM0S3)。
[0017]該電路的輸入信號(hào)來(lái)自電流修調(diào)電路的輸出VREFl。由于放大器AMPl的鉗位作用，電阻R5上所加的電壓即為VREFl，此時(shí)流過電阻R5的電流即為I=VREF1/R5。PMOSl和PM0S2構(gòu)成經(jīng)典的電流鏡結(jié)構(gòu)，由于放大器AMP2的鉗位作用，PM0S2的柵漏級(jí)電壓等于PMOSl的柵漏電壓，那么流過PM0S2的電流就完全等于流過PMOSl的電流也即是電阻R5的電流，該電流同時(shí)流過NMOSl。NMOSl和NM0S2又構(gòu)成經(jīng)典的電流鏡結(jié)構(gòu)，同時(shí)由于放大器AMP3和AMP4的作用，NMOSl和NM0S2的漏極電壓降完全等于VREF2，那么流過NM0S2的電流則完全取決于NM0S2和NMOSl的寬長(zhǎng)比的比值，設(shè)定NM0S2的寬長(zhǎng)比相對(duì)NMOSl的寬長(zhǎng)比的比值為K，那么流過NM0S2的電流也即是通道的輸出電流等于:IOUt=VREFI*K/R5。NM0S3采用了高壓MOS管結(jié)構(gòu)，既提升了芯片輸出端的耐壓能力同時(shí)也保證了通道的恒流能力。為了獲得更高的精度，R5采用外接電阻，同時(shí)由輸出電流公式可知改變電阻R5的值還可以調(diào)整輸出電流的大小。
[0018]最后應(yīng)說明的是:顯然，上述實(shí)施例僅僅是為清楚地說明本發(fā)明所作的舉例，而并非對(duì)實(shí)施方式的限定。對(duì)于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說，在上述說明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動(dòng)。這里無(wú)需也無(wú)法對(duì)所有的實(shí)施方式予以窮舉。而由此所引申出的顯而易見的變化或變動(dòng)仍處于本發(fā)明的保護(hù)范圍之中。
【權(quán)利要求】
1.高精度LED屏顯恒流驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于，包括電流修調(diào)電路(110)、恒流控制電路(120)、電流輸出驅(qū)動(dòng)電路(130)、16位鎖存器電路(140)和16位移位寄存器電路(150)；16位移位寄存器電路(150)輸出端連接16位鎖存器電路(140)，16位移位寄存器電路(150)將串行輸入數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為并行數(shù)據(jù)，輸入到16位鎖存器電路(140)，16位移位寄存器電路(150)的輸入信號(hào)INl為來(lái)自LED屏顯主控芯片的串行輸入數(shù)據(jù)，配合時(shí)鐘信號(hào)IN2 ；16位鎖存器電路(140)輸出端連接電流輸出驅(qū)動(dòng)電路(130)，16位鎖存器電路(140)將信號(hào)輸入至電流輸出驅(qū)動(dòng)電路(130);電流輸出驅(qū)動(dòng)電路(130)連接恒流控制電路(120)，恒流控制電路(120)連接電流修調(diào)電路(110)； 所述電流修調(diào)電路(110)由四個(gè)電阻(R1、R2、R3、R4)構(gòu)成的電阻網(wǎng)絡(luò)和放大器(AMPO)構(gòu)成，四個(gè)電阻(R1、R2、R3、R4)并聯(lián)，每個(gè)電阻串聯(lián)一個(gè)開關(guān)，開關(guān)接地；四個(gè)電阻的并聯(lián)端連接放大器(AMPO)的輸入端；放大器(AMPO)的輸入和輸出端之間并聯(lián)電阻(RO)。
2.如權(quán)利要求1所述高精度LED屏顯恒流驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于，所述高精度LED屏顯恒流驅(qū)動(dòng)電路采用標(biāo)準(zhǔn)的SSOP24封裝。
3.如權(quán)利要求1所述高精度LED屏顯恒流驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于，所述恒流控制電路(120)包括四個(gè)放大器(AMP1、AMP2、AMP3、AMP4);電阻(R5)連接放大器(AMPl)輸入端和地線；放大器(AMPl)的輸出端通過半導(dǎo)體(PMOSl)和半導(dǎo)體(NM0S4)連接放大器(AMP2)輸入端，半導(dǎo)體(NM0S4)連接電阻(R5);放大器(AMP2)輸出端通過半導(dǎo)體(PM0S3)分別連接放大器(AMP3)和放大器(AMP4)的輸入端，半導(dǎo)體(PM0S2)和半導(dǎo)體(PM0S3)連接；放大器(AMP3)和放大器(AMP4)的輸出端分別連接三個(gè)半導(dǎo)體(NM0S1、NM0S2、NM0S3)，半導(dǎo)體(NMOSl)連接半導(dǎo)體(PM0S3)。
【文檔編號(hào)】G09G3/32GK103578406SQ201210254089
【公開日】2014年2月12日 申請(qǐng)日期:2012年7月23日 優(yōu)先權(quán)日:2012年7月23日
【發(fā)明者】胥銳, 冉建橋, 郭燦 申請(qǐng)人:重慶中科芯億達(dá)電子有限公司