專利名稱：具有高恒流精度的led顯示屏恒流驅(qū)動電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種驅(qū)動電路，尤其是一種具有高恒流精度的LED顯示屏恒流驅(qū)動電路。
背景技術(shù)：
發(fā)光二極管是一種電流控制器件，具有亮度高、體積小、功耗低、單色性好、響應(yīng)速度快、使用壽命長等優(yōu)點(diǎn)。由發(fā)光二極管陣列構(gòu)成大、中、小型LED顯示屏，可以用來顯示文字、圖形、圖像、動畫、行情、視頻等各種各樣的信息，而由紅色、綠色和藍(lán)色三基色的發(fā)光二極管組成的全彩色LED顯示屏，更是能顯示細(xì)膩的彩色圖像。在全彩LED顯示屏中，為了提高顯示屏的顯示質(zhì)量，使之適應(yīng)白天、夜晚、陰天、晴朗等各種光線環(huán)境，以及大山、樓宇、天空等不同顯示背景，人們需要建立不同的亮度和灰度對應(yīng)關(guān)系，使觀看者獲得適合人眼特性的最佳圖像灰度層次和亮度對比關(guān)系?，F(xiàn)有技術(shù)一般采用掃描控制的方式，建立不同的圖像灰度層次和亮度對比關(guān)系。這種控控制技術(shù)的原理 是在掃描周期內(nèi)對發(fā)光二極管的亮度進(jìn)行時(shí)間量化，分為M個(gè)時(shí)間亮度單元，在掃描周期內(nèi)亮N (N ^ M)次；當(dāng)時(shí)間亮度單元的掃描頻率大于人眼可分辨頻
率時(shí)，就能得到I個(gè)發(fā)光二極管亮度的顯示效果，再將三種顏色的#、#進(jìn)行調(diào) MMr Mg Mb
制，從而得到一個(gè)圖像灰度層次和亮度對比關(guān)系的系統(tǒng)。這里的M的值越大，能夠?qū)崿F(xiàn)的灰度層次就越多，亮度對比度就越大，可顯示的信息就越豐富，圖像也就越細(xì)膩。但由于發(fā)光二極管的亮度是由驅(qū)動它的電流大小決定的，所以M的取值會受到驅(qū)動電流恒流精度以及不同電流驅(qū)動通道之間電流一致性的制約，因而很難建立十分精確的更多灰度層次和亮度對比關(guān)系的系統(tǒng)，進(jìn)而影響整個(gè)全彩LED顯示屏的顯示質(zhì)量。另外，為了提高LED顯示屏的整體亮度，適應(yīng)光線較強(qiáng)的環(huán)境，部分LED顯示屏在設(shè)計(jì)生產(chǎn)時(shí)，會將幾個(gè)LED串在一起增加亮度，但這樣的方案會增大整個(gè)系統(tǒng)的供電電壓，同時(shí)也要求LED驅(qū)動電路的輸出驅(qū)動通道端口具有耐壓能力可提升的特性。為使得LED驅(qū)動電路的輸出驅(qū)動通道端口具有耐壓能力可提升的特性，主要的解決的方式是改用更高耐壓的加工工藝或是每個(gè)數(shù)據(jù)輸出端口通過一個(gè)耐壓驅(qū)動管去驅(qū)動LED串，但這兩種方案都會增加整個(gè)系統(tǒng)的成本。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為避免上述已有技術(shù)中存在的不足之處，提供一種具有高恒流精度的LED顯示屏恒流驅(qū)動電路，以提高芯片的恒流精度。本發(fā)明為解決技術(shù)問題采用以下技術(shù)方案。
具有高恒流精度的LED顯示屏恒流驅(qū)動電路，其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是，包括基準(zhǔn)電壓源電路、恒流調(diào)節(jié)電路、電壓采樣電路、電流鏡像比自調(diào)電路、鏡像比可調(diào)的第一級電流鏡、鏡像比可調(diào)的第二級電流鏡組及顯示幀數(shù)據(jù)處理電路；所述基準(zhǔn)電壓源電路分別與恒流調(diào)節(jié)電路和電壓采樣電路相連接，用于產(chǎn)生基準(zhǔn)電壓U0,并將基準(zhǔn)電壓U0分別輸入至恒流調(diào)節(jié)電路和電壓采樣電路；所述恒流調(diào)節(jié)電路與第一級電流鏡相連接，用于依據(jù)所述基準(zhǔn)電壓源電路產(chǎn)生的基準(zhǔn)電壓Utl,產(chǎn)生一個(gè)恒定電流Itl,并將恒定電流Itl傳輸至第一級電流鏡；第一級電流鏡分別與第二級電流鏡組和電壓采樣電路相連接，并將恒定電流Itl鏡像以后獲得的
電流I1分別傳輸給第二級電流鏡組，同時(shí)將電壓信號〃，輸出至電壓采樣電路；所述電壓
采樣電路與電流鏡像比自調(diào)電路相連接，用于根據(jù)基準(zhǔn)電壓U0和電壓信號U0h得到a26和a32兩個(gè)信號，并將信號a26和a32輸入電流鏡像比自調(diào)電路；所述電流鏡像比自調(diào)電路分別與第一級電流鏡和第二級電流鏡組相連接，根據(jù)電壓采樣電路的輸出的信號a26和a32，獲得電流鏡像比控制信號d08和d09并輸出至第一級電流鏡，獲得電流鏡像比控制信號a27和a31并輸出至第二級電流鏡組；第一級電流鏡，根據(jù)電流鏡像比自調(diào)電路的輸出控制信號d08和d09，調(diào)整不同的電流鏡像管導(dǎo)通方式，實(shí)現(xiàn)鏡像比的調(diào)整；第二級電流鏡組，根據(jù)電流鏡像比自調(diào)電路的輸出控制信號a27和a31，調(diào)整不同的電流鏡像管導(dǎo)通方式，實(shí)現(xiàn)鏡像比的調(diào)整；所述顯示幀數(shù)據(jù)處理電路，包括多個(gè)顯示幀數(shù)據(jù)處理單元；所述顯示幀數(shù)據(jù)處理單元的輸出端分別連接至第二級電流鏡組的輸入端；輸出驅(qū)動通道端口設(shè)置有耐壓電路，所述耐壓電路包括兩個(gè)NMOS管:M1和M2 ;其中，Ml的源端和M2的漏端鏈接在一起，M2的源端接地，Ml的漏端接數(shù)據(jù)輸出壓焊點(diǎn)。所述恒流調(diào)節(jié)電路包括一個(gè)比較器、一個(gè)電流偏置管和一個(gè)外置接地電阻，通過調(diào)節(jié)外置接地電阻的大小調(diào)節(jié)恒定電流Itl;其中，所述比較器的一個(gè)輸入端接基準(zhǔn)電壓源電路提供的基準(zhǔn)電壓U0 ;所述比較器另一個(gè)輸入端與外置接地電阻的非接地端及電流偏置管的源端三者連接在一起；所述比較器的輸出端接電流偏置管的柵端，電流偏置管的漏端作為恒定電流1(1的輸出端。所述基準(zhǔn)電壓源電路包括七級環(huán)路振蕩器和帶隙基準(zhǔn)電路；其中，所述的七級環(huán)路振蕩器產(chǎn)生一組互為反向振蕩信號作為帶隙基準(zhǔn)電路的啟動信號；所述帶隙基準(zhǔn)電路用于產(chǎn)生的基準(zhǔn)電壓Utl，分別輸入到恒流調(diào)節(jié)電路和電壓采樣電路。 所述電壓采樣電路包括兩個(gè)差分比較器和一個(gè)邏輯處理電路；兩個(gè)差分比較器的
一個(gè)輸入端均接從第一級電流鏡輸出的電壓信號Vffll，兩個(gè)差分比較器的另一個(gè)輸入端分
別接基準(zhǔn)電壓源電路輸出的基準(zhǔn)電壓U0和電源電壓分壓得到的電壓，兩個(gè)差分比較器的輸出端的信號經(jīng)過邏輯處理電路處理，得到a26和a32兩個(gè)信號，輸入電流鏡像比自調(diào)電路。所述電流鏡像比自調(diào)電路包括多個(gè)邏輯和時(shí)序電路，根據(jù)電壓采樣電路的采樣結(jié)果信號a26和a32，自動選擇對應(yīng)狀態(tài)的電流鏡像比控制信號輸出，即輸出電流鏡像比控制信號d08和d09到第一級電流鏡，同時(shí)輸出電流鏡像比控制信號a27和a31到第二級電流鏡組。所述第一級電流鏡包括多個(gè)電流鏡像管，根據(jù)電流鏡像比自調(diào)電路的輸出控制信號d08和d09，調(diào)整不同的電流鏡像管導(dǎo)通方式，實(shí)現(xiàn)1: 1、1:2和1:4三種鏡像比的調(diào)整；所述第二級鏡像比可調(diào)的電流鏡電路包括多個(gè)電流鏡像管，根據(jù)電流鏡像比自調(diào)電路的輸出控制信號a27和a31，調(diào)整不同的電流鏡像管導(dǎo)通方式，實(shí)現(xiàn)1:15、1:7.5和1:3.75三種鏡像比的調(diào)整；所述第一級電流鏡的鏡像比:1:1、1:2和1:4，與第二級電流鏡像電路的鏡像比1:15、1:7.5和1:3.75是——對應(yīng)關(guān)系，即可合成為:1: 1:15 ;1:2:7.5 ;1:4:3.75三種
鏡像比。所述顯示幀數(shù)據(jù)處理電路包括多個(gè)顯示幀數(shù)據(jù)處理單元；每個(gè)顯示幀數(shù)據(jù)處理單元包括一個(gè)I位數(shù)據(jù)寄存器、一個(gè)I位數(shù)據(jù)鎖存器和一個(gè)二輸入與非門組成；所述I位數(shù)據(jù)鎖存器D端接I位數(shù)據(jù)寄存器Q端，I位數(shù)據(jù)鎖存器Q端接二輸入與非門的一個(gè)輸入端；所述所有顯示幀數(shù)據(jù)處理單元中的二輸入與非門另一輸入端設(shè)置統(tǒng)一的數(shù)據(jù)輸出開關(guān)信號，每個(gè)二輸入與非門的輸出端對應(yīng)第二級電流鏡組的輸入端；所述第一個(gè)顯示幀數(shù)據(jù)處理單元中的I位數(shù)據(jù)寄存器D端輸入顯示幀數(shù)據(jù)串，最后一個(gè)顯示幀數(shù)據(jù)處理單元中的I位數(shù)據(jù)寄存器Q端通過電路輸出到芯片引腳，其余顯示幀數(shù)據(jù)處理單元中的I位數(shù)據(jù)寄存器D端接上一個(gè)顯示幀數(shù)據(jù)處理單元中的I位數(shù)據(jù)寄存器Q端，顯示幀數(shù)據(jù)處理單元中的I位數(shù)據(jù)寄存器Q端接下一個(gè)顯示幀數(shù)據(jù)處理單元中的I位數(shù)據(jù)寄存器D端；所述所有顯示幀數(shù)據(jù)處理單元中的I位數(shù)據(jù)寄存器的時(shí)鐘信號相同；所述所有顯示幀數(shù)據(jù)處理單元中的I位數(shù)據(jù)鎖存器的時(shí)鐘信號相同；所述所有顯示幀數(shù)據(jù)處理單元中的I位數(shù)據(jù)寄存器和I位數(shù)據(jù)鎖存器清零信號相同。與已有技術(shù)相比，本發(fā)明有益效果體現(xiàn)在:(I)應(yīng)用運(yùn)算放大電路構(gòu)成的恒流調(diào)節(jié)電路，使恒流調(diào)節(jié)電路輸出的電流只與基準(zhǔn)電壓和定值調(diào)流電阻相關(guān)，再利用帶隙基準(zhǔn)電壓技術(shù)，提高了芯片的恒流精度；(2)根據(jù)第一級電流鏡輸出偏置管的電壓采樣結(jié)果，選擇合適的電流鏡像比，避免第二級電流鏡的原始電流過大或是過小，保證了第二級電流鏡的鏡像精度，；(3)芯片共用了第一級鏡像比可調(diào)的電流鏡電路，在提高芯片性能的同時(shí)，減少了芯片中重復(fù)單元的面積，有效的降低了芯片成本、工作功耗以及不同輸出驅(qū)動通道之間的電流誤差；(4)芯片的輸出驅(qū)動通道端口設(shè)置耐壓電路，在串行LED提高顯示屏亮度的方案中，可以直接驅(qū)動LED串，不會增加整個(gè)系統(tǒng)的成本。本發(fā)明的LED顯示屏恒流驅(qū)動電路，能夠提高現(xiàn)有LED顯示屏芯片的驅(qū)動電流恒流精度和減小不同電流驅(qū)動通道之間的電流誤差，增多LED顯示屏灰度層次和加大亮度對比度，從而實(shí)現(xiàn)提升LED顯示屏顯示質(zhì)量的目的，并以較低成本解決輸出驅(qū)動通道端口的耐壓問題，恒流精度高。


圖1是本發(fā)明一實(shí)施實(shí)例中整體電路框圖。圖2是本發(fā)明一實(shí)施實(shí)例中恒流調(diào)節(jié)電路。圖3是本發(fā)明一實(shí)施實(shí)例中第一級電流鏡。圖4是本發(fā)明一實(shí)施實(shí)例中第二級電流鏡組中的單個(gè)電流鏡電路。圖5是本發(fā)明一實(shí)施實(shí)例中顯示幀數(shù)據(jù)處理電路。圖6是本發(fā)明一實(shí)施實(shí)例中13V耐壓電路。以下通過具體實(shí)施方式
，并結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
具體實(shí)施例方式參見圖1 圖6，具有高恒流精度的LED顯示屏恒流驅(qū)動電路，包括基準(zhǔn)電壓源電路、恒流調(diào)節(jié)電路、電壓采樣電路、電流鏡像比自調(diào)電路、鏡像比可調(diào)的第一級電流鏡、鏡像比可調(diào)的第二級電流鏡組及顯示幀數(shù)據(jù)處理電路；所述基準(zhǔn)電壓源電路分別與恒流調(diào)節(jié)電路和電壓采樣電路相連接，用于產(chǎn)生基準(zhǔn)電壓U。，并將基準(zhǔn)電壓U0分別輸入至恒流調(diào)節(jié)電路和電壓采樣電路；所述恒流調(diào)節(jié)電路與第一級電流鏡相連接，用于依據(jù)所述基準(zhǔn)電壓源電路產(chǎn)生的基準(zhǔn)電壓Utl,產(chǎn)生一個(gè)恒定電流Itl,并將恒定電流Itl傳輸至第一級電流鏡；第一級電流鏡分別與第二級電流鏡組和電壓采樣電路相連接，并將恒定電流Itl鏡像以后獲得的
電流I1分別傳輸給第二級電流鏡組，同時(shí)將電壓信號Ucji輸出至電壓采樣電路；所述電壓
采樣電路與電流鏡像比自調(diào)電路相連接，用于根據(jù)基準(zhǔn)電壓U0和電壓信號Uoli得到a26和a32兩個(gè)信號，并將信號a26和a32輸入電流鏡像比自調(diào)電路；所述電流鏡像比自調(diào)電路分別與第一級電流鏡和第二級電流鏡組相連接，根據(jù)電壓采樣電路的輸出的信號a26和a32，獲得電流鏡像比控制信號d08和d09并輸出至第一級電流鏡，獲得電流鏡像比控制信號a27和a31并輸出至第二級電流鏡組；第一級電流鏡，根據(jù)電流鏡像比自調(diào)電路的輸出控制信號d08和d09，調(diào)整不同的電流鏡像管導(dǎo)通方式，實(shí)現(xiàn)鏡像比的調(diào)整；第二級電流鏡組，根據(jù)電流鏡像比自調(diào)電路的輸出控制信號a27和a31，調(diào)整不同的電流鏡像管導(dǎo)通方式，實(shí)現(xiàn)鏡像比的調(diào)整；所述顯示幀數(shù)據(jù)處理電路，包括多個(gè)顯示幀數(shù)據(jù)處理單元；所述顯示幀數(shù)據(jù)處理單元的輸出端分別連接至第二級電流鏡組的輸入端；輸出驅(qū)動通道端口設(shè)置有耐壓電路，所述耐壓電路包括兩個(gè)NMOS管:M1和M2 ;其中，Ml的源端和M2的漏端連接在一起，M2的源端接地，Ml的漏端接數(shù)據(jù)輸出壓焊點(diǎn)。所述恒流調(diào)節(jié)電路包括一個(gè)比較器、一個(gè)電流偏置管和一個(gè)外置接地電阻，通過調(diào)節(jié)外置接地電阻的大小調(diào)節(jié)恒定電流Itl ;其中，所述比較器的一個(gè)輸入端接基準(zhǔn)電壓源電路提供的基準(zhǔn)電壓U0 ;所述比較器另一個(gè)輸入端與外置接地電阻的非接地端及電流偏置管的源端三者連接在一起；所述比較器的輸出端接電流偏置管的柵端，電流偏置管的漏端作為恒定電流1(1的輸出端。所述基準(zhǔn)電壓源電路包括七級環(huán)路振蕩器和帶隙基準(zhǔn)電路；其中，所述的七級環(huán)路振蕩器產(chǎn)生一組互為反向振蕩信號作為帶隙基準(zhǔn)電路的啟動信號；所述帶隙基準(zhǔn)電路用于產(chǎn)生的基準(zhǔn)電壓Utl，分別輸入到恒流調(diào)節(jié)電路和電壓采樣電路。 所述電壓采樣電路包括兩個(gè)差分比較器和一個(gè)邏輯處理電路；兩個(gè)差分比較器的
一個(gè)輸入端均接從第一級電流鏡輸出的電壓信號，兩個(gè)差分比較器的另一個(gè)輸入端分
別接基準(zhǔn)電壓源電路輸出的基準(zhǔn)電壓U0和電源電壓分壓得到的電壓，兩個(gè)差分比較器的輸出端的信號經(jīng)過邏輯處理電路處理，得到a26和a32兩個(gè)信號，輸入電流鏡像比自調(diào)電路。所述電流鏡像比自調(diào)電路包括多個(gè)邏輯和時(shí)序電路，根據(jù)電壓采樣電路的采樣結(jié)果信號a26和a32，自動選擇對應(yīng)狀態(tài)的電流鏡像比控制信號輸出，即輸出電流鏡像比控制信號d08和d09到第一級電流鏡，同時(shí)輸出電流鏡像比控制信號a27和a31到第二級電流鏡組。所述第一級電流鏡包括多個(gè)電流鏡像管，根據(jù)電流鏡像比自調(diào)電路的輸出控制信號d08和d09，調(diào)整不同的電流鏡像管導(dǎo)通方式，實(shí)現(xiàn)1: 1、1:2和1:4三種鏡像比的調(diào)整；所述第二級鏡像比可調(diào)的電流鏡電路包括多個(gè)電流鏡像管，根據(jù)電流鏡像比自調(diào)電路的輸出控制信號a27和a31，調(diào)整不同的電流鏡像管導(dǎo)通方式，實(shí)現(xiàn)1:15、1:7.5和1:3.75三種鏡像比的調(diào)整；所述第一級電流鏡的鏡像比:1:1、1:2和1:4，與第二級電流鏡像電路的鏡像比1:15、1:7.5和1:3.75是——對應(yīng)關(guān)系，即可合成為:1:1:15 ；1:2:7.5 ；1:4:3.75三種鏡像比。所述顯示幀數(shù)據(jù)處理電路包括多個(gè)顯示幀數(shù)據(jù)處理單元；每個(gè)顯示幀數(shù)據(jù)處理單元包括一個(gè)I位數(shù)據(jù)寄存器、一個(gè)I位數(shù)據(jù)鎖存器和一個(gè)二輸入與非門組成；所述I位數(shù)據(jù)鎖存器D端接I位數(shù)據(jù)寄存器Q端，I位數(shù)據(jù)鎖存器Q端接二輸入與非門的一個(gè)輸入端；所述所有顯示幀數(shù)據(jù)處理單元中的二輸入與非門另一輸入端設(shè)置統(tǒng)一的數(shù)據(jù)輸出開關(guān)信號，每個(gè)二輸入與非門的輸出端對應(yīng)第二級電流鏡組的輸入端；所述第一個(gè)顯示幀數(shù)據(jù)處理單元中的I位數(shù)據(jù)寄存器D端輸入顯示幀數(shù)據(jù)串，最后一個(gè)顯示幀數(shù)據(jù)處理單元中的I位數(shù)據(jù)寄存器Q端通過電路輸出到芯片引腳，其余顯示幀數(shù)據(jù)處理單元中的I位數(shù)據(jù)寄存器D端接上一個(gè)顯示幀數(shù)據(jù)處理單元中的I位數(shù)據(jù)寄存器Q端，顯示幀數(shù)據(jù)處理單元中的I位數(shù)據(jù)寄存器Q端接下一個(gè)顯示幀數(shù)據(jù)處理單元中的I位數(shù)據(jù)寄存器D端；所述所有顯示幀數(shù)據(jù)處理單元中的I位數(shù)據(jù)寄存器的時(shí)鐘信號相同；所述所有顯示幀數(shù)據(jù)處理單元中的I位數(shù)據(jù)鎖存器的時(shí)鐘信號相同；所述所有顯示幀數(shù)據(jù)處理單元中的I位數(shù)據(jù)寄存器和I位數(shù)據(jù)鎖存器清零信號相同。圖1中，箭頭方向?yàn)樾盘柕牧飨?，基?zhǔn)電壓源電路輸出基準(zhǔn)電壓Utl到恒流調(diào)節(jié)電路和電壓采樣電路；恒流調(diào)節(jié)電路根據(jù)基準(zhǔn)電壓Utl和外置設(shè)定電阻Rext的大小，輸出初級鏡像電流Itl ;電壓采樣電路根據(jù)基準(zhǔn)電壓Utl和第一級電流鏡的電流偏置管柵端采樣得到
的電壓Vffll，輸出采樣結(jié)果信號a26和a32 ;電流鏡像比自調(diào)電路根據(jù)采樣結(jié)果信號a26和
a32，輸出電流鏡像比設(shè)置信號d08和d09到第一級電流鏡，輸出電流鏡像比設(shè)置信號a27和a31到第二級電流鏡組；第一級電流鏡按電流鏡像比設(shè)置信號d08和d09設(shè)置的鏡像比和初級鏡像電流Itl輸出對應(yīng)的次級鏡像電流I1 ;顯示幀數(shù)據(jù)處理電路將輸入的顯示幀數(shù)據(jù)串中的每一個(gè)位數(shù)據(jù)都對應(yīng)一個(gè)顯示幀數(shù)據(jù)處理單元，顯示幀數(shù)據(jù)處理電路共輸出16個(gè)位數(shù)據(jù)和一個(gè)顯示幀數(shù)據(jù)級聯(lián)數(shù)據(jù),每一個(gè)位數(shù)據(jù)對應(yīng)輸入一個(gè)第二級電流鏡組；每一個(gè)第二級電流鏡按電流鏡像比設(shè)置信號a27和a31設(shè)置的鏡像比和次級鏡像電流I1輸出對應(yīng)的驅(qū)動電流1tjt，每一個(gè)與之對應(yīng)的位數(shù)據(jù)作為輸出電流IaiT的開關(guān)信號；基準(zhǔn)電壓源電路由一個(gè)七級環(huán)路振蕩器和一個(gè)帶隙基準(zhǔn)電路構(gòu)成，其中，所述的七級環(huán)路振蕩器產(chǎn)生一組互為反向振蕩信號作為帶隙基準(zhǔn)電路的啟動信號，再由帶隙基準(zhǔn)電路產(chǎn)生Utl到恒流調(diào)節(jié)電路和電壓采樣電路；圖2示出的是恒流調(diào)節(jié)電路，其中a25為偏置信號，差分對管M8和M5分別接基準(zhǔn)電壓U。和外置設(shè)定電阻Rext的非接地端，通過比較電路的輸出端對Ml進(jìn)行調(diào)節(jié)，將設(shè)定電阻Rext的非接地端的電壓鉗到基準(zhǔn)電壓U0 一樣大小，則流經(jīng)初級鏡像電流Itl對應(yīng)的電流偏置管M12的電流大小為UcZRext ；電壓采樣電路包括兩個(gè)差分比較器和一個(gè)邏輯處理電路，兩個(gè)差分比較器的一個(gè)輸入端均接從第一級電流鏡的電流偏置管柵端采樣得到的電壓Uffll，兩個(gè)差分比較器的另一個(gè)輸入端分別接基準(zhǔn)電壓源電路輸出的基準(zhǔn)電壓U0和電源電壓分壓得到的電壓，兩個(gè)差分比較器的輸出端的信號經(jīng)過邏輯處理電路處理，得到a26和a32兩個(gè)信號，輸入電流鏡像比自調(diào)電路；電流鏡像比自調(diào)電路包括一系列的邏輯和時(shí)序電路，根據(jù)電壓采樣電路的采樣結(jié)果信號a26和a32，自動選擇對應(yīng)狀態(tài)的電流鏡像比控制信號輸出，即輸出電流鏡像比控制信號d08和d09到第一級鏡像比可調(diào)的電流鏡電路，d08和d09低電平工作時(shí)驅(qū)動電流與初級鏡像電流Itl大小相同；同時(shí)輸出電流鏡像比控制信號a27和a31到第二級鏡像比可調(diào)的電流鏡電路，a27和a31高電平工作時(shí)驅(qū)動電流與次級鏡像電流I1大小相同；圖3示出的是第一級電流鏡，圖中a25為偏置信號，M14、M15和M16為電流鏡像管，其中m=20(或10)表示有20 (或10)個(gè)相同的電流鏡像管并聯(lián)，電路里兩級間的電流鏡像管的長和寬是對應(yīng)相同的。圖2中Itl對應(yīng)的電流偏置管M12的m參數(shù)為10，根據(jù)電流鏡像原理，可得M14、M15和M16對應(yīng)的電流鏡像比分別為:1:2 ;1:1 ;1: 1，通過組合方式可以得到電流鏡像比:1:1 ;1:2 ; 1: 4。圖3中，流經(jīng)次級鏡像電流I1對應(yīng)的電流偏置管M18的電流大小為對應(yīng)的鏡像倍數(shù)與U0ZRext的乘積；圖4示出的是第二級電流鏡組中的單個(gè)電流鏡電路。圖4中a25為偏置信號；D_OUT為顯示幀數(shù)據(jù)處理電路輸出的位數(shù)據(jù)信號；M21、M20和M19為電流鏡像管，m參數(shù)分別為15 ; 15 ;30，圖3中的I1對應(yīng)的電流偏置管M18的m參數(shù)為4，由于電路里兩級間的電流鏡像管的長和寬是對應(yīng)相同，根據(jù)電流鏡像原理，可得M21、M20和M19對應(yīng)的電流鏡像比分別為:1:3.75 ；1:3.75 ；1:7.5，通過組合方式可以得到電流鏡像比:1:15 ；1:7.5 ；1:3.75。圖4中，輸出電流I_out的電流為兩次電流鏡像倍數(shù)乘積再乘上UcZRexttl由于電路設(shè)計(jì)時(shí)第一級電流鏡和第二級電流鏡的鏡像比存在對應(yīng)關(guān)系，兩級電流鏡像比可以合成為:1:1:15 ；1:2:7.5 ;1:4:3.75，則兩級電流鏡的鏡像倍數(shù)乘積始終是15，即輸出電流始終是15 (U0/R )-圖5示出的是顯示幀數(shù)據(jù)處理電路。圖中示出，顯示幀數(shù)據(jù)處理電路由16個(gè)相同的顯示幀數(shù)據(jù)處理單元級聯(lián)而成。每一個(gè)顯示幀數(shù)據(jù)處理單元由一個(gè)I位數(shù)據(jù)寄存器fdOl、一個(gè)I位數(shù)據(jù)鎖存器fd02和一個(gè)二輸入與非門組成；所述I位數(shù)據(jù)鎖存器fd02的D端接I位數(shù)據(jù)寄存器Q端，I位數(shù)據(jù)鎖存器fd02的Q端接二輸入與非門的a輸入端；所述所有顯示幀數(shù)據(jù)處理單元中的二輸入與非門b輸入端設(shè)置統(tǒng)一的數(shù)據(jù)輸出開關(guān)信號switch，每個(gè)二輸入與非門的輸出端z作為D_out輸出端，輸出到第二級電流鏡組中的對應(yīng)單元；所述第一個(gè)顯示幀數(shù)據(jù)處理單元中的I位數(shù)據(jù)寄存器fdOl的D端輸入顯示幀數(shù)據(jù)串frame，最后一個(gè)顯示幀數(shù)據(jù)處理單元中的I位數(shù)據(jù)寄存器fdOl的Q端作為F_out端，通過電路輸出到芯片引腳，其余顯示幀數(shù)據(jù)處理單元中的I位數(shù)據(jù)寄存器fdOl的D端接上一個(gè)顯示幀數(shù)據(jù)處理單元中的I位數(shù)據(jù)寄存器fdOl的Q端，顯示幀數(shù)據(jù)處理單元中的I位數(shù)據(jù)寄存器fdOl的Q端接下一個(gè)顯示幀數(shù)據(jù)處理單元中的fdOl的I位數(shù)據(jù)寄存器D端；所述所有顯示幀數(shù)據(jù)處理單元中的I位數(shù)據(jù)寄存器fdOl的時(shí)鐘信號都為Clk ;所述所有顯示幀數(shù)據(jù)處理單元中的I位數(shù)據(jù)鎖存器fd02的時(shí)鐘信號都為lock ;所述所有顯示幀數(shù)據(jù)處理單元中的I位數(shù)據(jù)寄存器fdOl和I位數(shù)據(jù)鎖存器fd02的清零信號都為clr ；圖6示出的是，芯片的輸出驅(qū)動通道端口設(shè)置的13V耐壓電路。圖中的耐壓電路包括兩個(gè)NMOS管:M1和M2，其中，Ml的源端和M2的漏端鏈接在一起，M2的源端接地，Ml的漏端接數(shù)據(jù)輸出壓焊點(diǎn)，圖中A、B是控制Ml和M2開關(guān)的信號；當(dāng)OUT端口有電流輸出時(shí):經(jīng)限流電阻R限流后，OUT端口的電壓限為(0.4V 1.0V)，此時(shí)Ml與M2都導(dǎo)通，則Vdsi與Vds2都小于IV ;當(dāng)OUT端口沒有電流輸出時(shí):假設(shè)OUT端的電壓為13V，Ml與M2都截止，因?yàn)镸l與M2的寬長相差不是很大，在兩個(gè)數(shù)量級之內(nèi)，Ml和M2可以近似相當(dāng)于如圖中虛線中所示的兩個(gè)電阻值很大并且相近的電阻Rl和R2串聯(lián)，則Z點(diǎn)電壓約為13/2=6.5V。此時(shí)Ml與M2的VDS都約為6.5V，在正常的NMOS管的工藝耐壓值之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.具有高恒流精度的LED顯示屏恒流驅(qū)動電路，其特征是，包括基準(zhǔn)電壓源電路、恒流調(diào)節(jié)電路、電壓采樣電路、電流鏡像比自調(diào)電路、鏡像比可調(diào)的第一級電流鏡、鏡像比可調(diào)的第二級電流鏡組及顯示幀數(shù)據(jù)處理電路； 所述基準(zhǔn)電壓源電路分別與恒流調(diào)節(jié)電路和電壓采樣電路相連接，用于產(chǎn)生基準(zhǔn)電壓U0,并將基準(zhǔn)電壓U0分別輸入至恒流調(diào)節(jié)電路和電壓采樣電路； 所述恒流調(diào)節(jié)電路與第一級電流鏡相連接，用于依據(jù)所述基準(zhǔn)電壓源電路產(chǎn)生的基準(zhǔn)電壓Utl,產(chǎn)生一個(gè)恒定電流Itl,并將恒定電流Itl傳輸至第一級電流鏡； 第一級電流鏡分別與第二級電流鏡組和電壓采樣電路相連接，并將恒定電流Itl鏡像以后獲得的電流I1分別傳輸給第二級電流鏡組，同時(shí)將電壓信號"@輸出至電壓采樣電路； 所述電壓采樣電路與電流鏡像比自調(diào)電路相連接，用于根據(jù)基準(zhǔn)電壓U0和電壓信號Uah得到a26和a32兩個(gè)信號，并將信號a26和a32輸入電流鏡像比自調(diào)電路； 所述電流鏡像比自調(diào)電路分別與第一級電流鏡和第二級電流鏡組相連接，根據(jù)電壓采樣電路的輸出的信號a26和a32，獲得電流鏡像比控制信號d08和d09并輸出至第一級電流鏡，獲得電流鏡像比控制信號a27和a31并輸出至第二級電流鏡組； 第一級電流鏡，根據(jù)電流鏡像比自調(diào)電路輸出的電流鏡像比控制信號d08和d09，調(diào)整不同的電流鏡像管導(dǎo)通方式，實(shí)現(xiàn)鏡像比的調(diào)整； 第二級電流鏡組，根據(jù)電流鏡像比自調(diào)電路輸出的電流鏡像比控制信號a27和a31，調(diào)整不同的電流鏡像管導(dǎo)通方式，實(shí)現(xiàn)鏡像比的調(diào)整； 所述顯示幀數(shù)據(jù)處理電路，包括多個(gè)顯示幀數(shù)據(jù)處理單元；所述多個(gè)顯示幀數(shù)據(jù)處理單元中的每一個(gè)的輸出端分別連接至第二級電流鏡組的輸入端； 輸出驅(qū)動通道端口設(shè)置有耐壓電路，所述耐壓電路包括兩個(gè)NMOS管:Ml和M2 ;其中，Ml的源端和M2的漏端連接在一起，M2的源端接地，Ml的漏端接數(shù)據(jù)輸出壓焊點(diǎn)。
所述恒流調(diào)節(jié)電路包括一個(gè)比較器、一個(gè)電流偏置管和一個(gè)外置接地電阻，通過調(diào)節(jié)外置接地電阻的大小調(diào)節(jié)恒定電流Itl ;其中，所述比較器的一個(gè)輸入端接基準(zhǔn)電壓源電路提供的基準(zhǔn)電壓U0 ;所述比較器另一個(gè)輸入端與外置接地電阻的非接地端及電流偏置管的源端三者連接在一起；所述比較器的輸出端接電流偏置管的柵端，電流偏置管的漏端作為恒定電流Id的輸出端。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種具有高恒流精度的LED顯示屏恒流驅(qū)動電路，包括基準(zhǔn)電壓源電路、恒流調(diào)節(jié)電路、電壓采樣電路、電流鏡像比自調(diào)電路、電流鏡電路及顯示幀數(shù)據(jù)處理電路?；鶞?zhǔn)電壓源電路包括七級環(huán)路振蕩器和帶隙基準(zhǔn)電路；電壓采樣電路包括差分比較器和邏輯處理電路；電流鏡像比自調(diào)電路包括多個(gè)邏輯和時(shí)序電路；電路的輸出驅(qū)動通道端口設(shè)置有13V耐壓電路，包括兩個(gè)NMOS管。恒流調(diào)節(jié)電路包括一個(gè)比較器、一個(gè)電流偏置管和一個(gè)外置接地電阻，通過調(diào)節(jié)外置接地電阻的大小調(diào)節(jié)恒定電流I0。本發(fā)明的驅(qū)動電路，具有可提高芯片的恒流精度、能增多LED顯示屏灰度層次和加大亮度對比度、以較低成本解決輸出驅(qū)動通道端口的耐壓問題等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號G09G3/32GK103198789SQ20131008045
公開日2013年7月10日 申請日期2011年9月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月28日
發(fā)明者王曉蕾, 鄭皓, 蔣飛飛 申請人:合肥工業(yè)大學(xué), 合肥工大先行微電子技術(shù)有限公司