一種wled驅(qū)動器和驅(qū)動控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及白色發(fā)光二極管WLED驅(qū)動器通道間的電流失配控制技術(shù)領(lǐng)域，更具 體的說，涉及一種WLED驅(qū)動器和驅(qū)動控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002] WLED(WhiteLightEmittingDiode，白色發(fā)光二極管）具有體積小、光色純、發(fā)光 效率高、壽命長等優(yōu)點，被廣泛應(yīng)用于顯示屏背光、照明等技術(shù)領(lǐng)域，尤其應(yīng)用于智能手機(jī)、 平板電腦等移動設(shè)備中，相比于其他背光技術(shù)，可以顯著地縮小設(shè)備的體積和重量，并延長 電池的放電時間。
[0003] WLED工作時需要WLED驅(qū)動器和輸入電源，其中，WLED驅(qū)動器集成在一塊芯片上， 外接少量的外圍器件。在實際應(yīng)用中，為了使多個WLED的亮度一致，同時兼顧考慮簡化 WLED驅(qū)動器電路和減小功率耗散，一般是將多個WLED制作成WLED燈串或陣列，從工藝和電 路的可行性上來說，通常一個WLED燈串或陣列能夠串聯(lián)連接的燈的數(shù)目一般在11個左右。 對于屏幕尺寸在4-6英寸之間的設(shè)備來說，一個包含11個WLED燈的燈串就可以滿足設(shè)備 的應(yīng)用需求，而對于屏幕尺寸超過6英寸的巨屏智能手機(jī)、平板電腦或筆記本電腦等設(shè)備 來說，一個WLED燈串是無法滿足設(shè)備的應(yīng)用需求的?；诖?，現(xiàn)有技術(shù)進(jìn)一步提出在WLED 驅(qū)動器上集成多個WLED燈串通道，每個通道對應(yīng)一個WLED燈串，因此通道越多，能夠同時 驅(qū)動的燈串就越多。
[0004] 如圖1所示，其示出了現(xiàn)有技術(shù)中WLED驅(qū)動器的結(jié)構(gòu)示意圖。WLED驅(qū)動器包括 DC-DCCONVERTER(升壓轉(zhuǎn)換器），控制電路和兩個可精確編程控制的CS(CurrentSink，電 流漏），其中DC-DCCONVERTER用于根據(jù)任意通道上掛載的WLED燈的最大數(shù)目調(diào)整輸出 電壓Vott到合適的值，第一電流漏CSl連接第一通道IFBl，第二電流漏CS2連接第二通道 IFB2,每個CS分別用于確定與之連接的通道對應(yīng)的WLED燈串的電流，理想情況下，CS確定 的電流與基準(zhǔn)電壓Vkef成預(yù)設(shè)的正比關(guān)系。
[0005] 為了保證通道間WLED燈串亮度的一致性，關(guān)鍵在于各個通道的CS精度。一般CS 的實現(xiàn)方式是將一個高增益的運(yùn)放和功率級連接成單位負(fù)反饋環(huán)路。然而實際應(yīng)用過程 中，運(yùn)放的輸入失調(diào)電壓和功率級的反饋電阻失配會使得WLED驅(qū)動器中不同通道間電流 大小存在差異，而對于目前的集成電路制造水平來說，反饋電阻的良好匹配是比較容易實 現(xiàn)的，相對來說，運(yùn)放的輸入失調(diào)電壓對于WLED驅(qū)動器通道間的電流失配影響較大，因此 現(xiàn)有技術(shù)中為實現(xiàn)多個通道間WLED燈串亮度的一致性，關(guān)鍵在于消除運(yùn)放的輸入失調(diào)電 壓引入的通道電流失配。
[0006] 仍以圖1為例，現(xiàn)有技術(shù)中要使得IFBl和IFB2兩個通道電流的失配減小，就需要 引入低輸入失調(diào)電壓的誤差放大器（EA，erroramplifier)。而對于CMOS(Complementary MetalOxideSemiconductor，互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體）工藝來說，誤差放大器的輸入失調(diào) 電壓約在幾毫伏?幾十毫伏間，減小誤差放大器的輸入失調(diào)電壓的一種方法是將誤差放大 器內(nèi)部的器件尺寸做的比較大，然而這就使得芯片的面積增大，不利于成本控制，且其根本 無法完全消除通道間的電流失配。另外，現(xiàn)有技術(shù)還可以通過在誤差放大器電路中增加修 調(diào)電路，以減小誤差放大器的輸入失調(diào)電壓。然而這種方法需要針對每個誤差放大器單獨 進(jìn)行修調(diào)，增加了電路的復(fù)雜度及成本。
[0007] 因此，現(xiàn)有技術(shù)急需一種在不消除誤差放大器的輸入失調(diào)電壓的前提下實現(xiàn)WLED 驅(qū)動器中集成的多個通道間電流的精確匹配，以保證多通道間WLED亮度的一致性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 有鑒于此，本發(fā)明提供一種WLED驅(qū)動器和驅(qū)動控制方法，以提供一種在不消除誤 差放大器的輸入失調(diào)電壓的前提下實現(xiàn)WLED驅(qū)動器中集成的多個通道間電流的精確匹 配，以保證多通道間WLED亮度的一致性的方法。技術(shù)方案如下：
[0009] 第一方面，本發(fā)明提供一種WLED驅(qū)動器，包括升壓轉(zhuǎn)換器、控制器和N個通道，N為 大于1的正整數(shù)，其中每個通道都包括電流漏CS模塊，所述CS模塊用于驅(qū)動WLED燈串；所 述CS模塊包括誤差放大器EA、金屬-氧化物-半導(dǎo)體NMOS晶體管和反饋電阻，所述WLED 驅(qū)動器共包括2N2個開關(guān)，每個所述CS模塊分別包括2N個開關(guān)；其中，所述2N2個開關(guān)構(gòu)成 開關(guān)矩陣Se=Sg(i，j)和開關(guān)矩陣Sfb=Sfb(i，j)，其中，Sg(i，j)為第i個CS模塊中的誤 差放大器的輸出端與第j個CS模塊中的NMOS晶體管的柵極間的開關(guān)，Sfb(i，j)為第i個 CS模塊中的誤差放大器的負(fù)輸入端與第j個CS模塊中的反饋電阻的正輸入端間的開關(guān)， i，j均為小于等于N的正整數(shù)；
[0010] 所述升壓轉(zhuǎn)換器用于根據(jù)任意通道上對應(yīng)的WLED燈串中WLED燈的最大數(shù)目調(diào)整 所述WLED驅(qū)動器的輸出電壓；
[0011] 所述CS模塊包括的2N個開關(guān)中的N個開關(guān)的一端分別與所述誤差放大器的輸出 端連接，所述N個開關(guān)的另一端分別連接N個NMOS晶體管的柵極，剩下的N個開關(guān)的一端 分別與所述誤差放大器的負(fù)輸入端連接，所述剩下的N個開關(guān)的另一端分別連接N個反饋 電阻的正輸入端，所述CS模塊用于確定流經(jīng)通道上的WLED燈串的電流值；
[0012] 所述控制器用于生成時鐘控制信號組，并依據(jù)所述時鐘控制信號組? a，分 時控制所述2N2個開關(guān)的切換動作，以使得在一個時鐘周期T內(nèi)，所述誤差放大器的輸入失 調(diào)電壓分時平均地依次作用在每個通道上；
[0013] 其中，所述時鐘控制信號組①組=(?1、?2????N)，所述時鐘控制信號組?組包括N 個時鐘信號①，所述N個時鐘信號?為同源非交疊的N相時鐘信號其中時鐘信號?i+j
【主權(quán)項】
1. 一種WL邸驅(qū)動器，包括升壓轉(zhuǎn)換器、控制器和N個通道，N為大于1的正整數(shù)，其中 每個通道都包括電流漏CS模塊，所述CS模塊用于驅(qū)動WL邸燈串；所述CS模塊包括誤差放 大器EA、金屬-氧化物-半導(dǎo)體NMOS晶體管和反饋電阻，其特征在于，所述WL邸驅(qū)動器共 包括2妒個開關(guān)，每個所述CS模塊分別包括2N個開關(guān)；其中，所述2N 2個開關(guān)構(gòu)成開關(guān)矩陣 Se= Sg(i，_]'）和開關(guān)矩陣Sw= S&(i，_]'），其中，Sg(i，_]'）為第i個CS模塊中的誤差放大器 的輸出端與第j個CS模塊中的NMOS晶體管的柵極間的開關(guān)，Sfb(i，j)為第i個CS模塊中 的誤差放大器的負(fù)輸入端與第j個CS模塊中的反饋電阻的正輸入端間的開關(guān)，i，j均為小 于等于N的正整數(shù)； 所述升壓轉(zhuǎn)換器用于根據(jù)任意通道上對應(yīng)的WL邸燈串中WL邸燈的最大數(shù)目調(diào)整所述 WLED驅(qū)動器的輸出電壓； 所述CS模塊包括的2N個開關(guān)中的N個開關(guān)的一端分別與所述誤差放大器的輸出端連 接，所述N個開關(guān)的另一端分別連接N個NMOS晶體管的柵極，剩下的N個開關(guān)的一端分別 與所述誤差放大器的負(fù)輸入端連接，所述剩下的N個開關(guān)的另一端分別連接N個反饋電阻 的正輸入端，所述CS模塊用于確定流經(jīng)通道上的WL邸燈串的電流值； 所述控制器用于生成時鐘控制信號組〇 ，并依據(jù)所述時鐘控制信號組〇 ，分時控制 所述2妒個開關(guān)的切換動作，W使得在一個時鐘周期T內(nèi)，所述誤差放大器的輸入失調(diào)電壓 分時平均地依次作用在每個通道上； 其中，所述時鐘控制信號組巫組=(巫1、巫2…巫N)，所述時鐘控制信號組巫組包括N個 時鐘信號〇,所述N個時鐘信號〇為同源非交疊的N相時鐘信號〇,其中時鐘信號相 比延時T為每相時鐘的時鐘周期。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的WL邸驅(qū)動器，其特征在于， 所述控制器具體用于，依據(jù)時鐘信號控制開關(guān)矩陣S。中[Sgli，Sg2(i+1)，…， Sg(n-i+l)n，Sg(n-i+2) 1，…，Sgn(i-l)]開關(guān)閉合，所述開關(guān)矩陣S。中其他開關(guān)斷開；控制 開關(guān)矩陣 SpB 中[Sfbli，Sft2(i+l)，…，Sfb(n-i+l)n，S歷(n-i 巧）1，…，Sfbn(i-l)]開關(guān)閉合， 所述開關(guān)矩陣Sw中其他開關(guān)斷開。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的WL邸驅(qū)動器，其特征在于，所述N為2、3或4。
4. 一種WL邸驅(qū)動器驅(qū)動控制方法，應(yīng)用于WL邸驅(qū)動器，所述WL邸驅(qū)動器包括N個通 道，N為大于1的正整數(shù)，其中每個通道都包括電流漏CS模塊，所述CS模塊用于驅(qū)動WLED 燈串，所述CS模塊包括誤差放大器EA、金屬-氧化物-半導(dǎo)體NMOS晶體管和反饋電阻，其 特征在于，每個所述CS模塊分別包括2N個開關(guān)，所述WL邸驅(qū)動器共包括2N 2個開關(guān)；其中， 所述CS模塊包括的2N個開關(guān)中的N個開關(guān)的一端分別與所述誤差放大器的輸出端連接， 所述N個開關(guān)的另一端分別連接N個NMOS晶體管的柵極，剩下的N個開關(guān)的一端分別與所 述誤差放大器的負(fù)輸入端連接，所述剩下的N個開關(guān)的另一端分別連接N個反饋電阻的正 輸入端；其中，所述2妒個開關(guān)構(gòu)成開關(guān)矩陣5。= Sg(i，_]'）和開關(guān)矩陣SpB= S&(i，_]'），其 中，Sg(i，j)為第i個CS模塊中的誤差放大器的輸出端與第j個CS模塊中的NMOS晶體管 的柵極間的開關(guān)，Sfb(i，如為第i個CS模塊中的誤差放大器的負(fù)輸入端與第j個CS模塊 中的反饋電阻的正輸入端間的開關(guān)，i，j均為小于等于N的正整數(shù)； 所述方法包括： 生成時鐘控制信號組巫組，所述時鐘控制信號組巫組=(巫1、巫2…巫N)，所述時鐘控制 信號組包括N個時鐘信號巫，所述N個時鐘信號〇為同源非交疊的N相時鐘信號〇， 其中時鐘信號相比〇 i延時./x^，T為每相時鐘的時鐘周期； 依據(jù)所述時鐘控制信號組，分時控制所述2N2個開關(guān)的切換動作，W使得在一個時 鐘周期T內(nèi)，所述誤差放大器的輸入失調(diào)電壓分時平均地依次作用在每個通道上。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述依據(jù)所述時鐘控制信號組〇 ，分時 控制所述2妒個開關(guān)的切換動作具體包括； 依據(jù)時鐘信號巫1，控制開關(guān)矩陣Sg中[S gli，Sg2(i+1)，…，Sg(n-i+l)n， Sg(n-i+2)l，…，Sgn(i-l)]開關(guān)閉合，所述開關(guān)矩陣S。中其他開關(guān)斷開；控制開關(guān)矩陣Sw 中[Sfbli，S歷2(i+l)，…，S歷(n-i+l)n，Sfb(n-i+^l，…，Sfbn(i-l)]開關(guān)閉合，所述開關(guān)矩 陣Sw中其他開關(guān)斷開。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述N為2、3或4。
【專利摘要】本發(fā)明提供一種WLED驅(qū)動器和驅(qū)動控制方法，其中WLED驅(qū)動器包括2N2個開關(guān)，其中每個CS模塊分別包括2N個開關(guān)，其N個開關(guān)的一端分別與誤差放大器的輸出端連接，N個開關(guān)的另一端分別連接N個NMOS晶體管的柵極，剩下的N個開關(guān)的一端分別與誤差放大器的負(fù)輸入端連接，剩下的N個開關(guān)的另一端分別連接N個反饋電阻的正輸入端。當(dāng)控制器生成時鐘控制信號組Φ組后，控制器依據(jù)時鐘控制信號組Φ組分時控制2N2個開關(guān)的切換動作，以使得在一個時鐘周期T內(nèi)，誤差放大器的輸入失調(diào)電壓分時平均地依次作用在每個通道上，因此消除了由誤差放大器的輸入失調(diào)電壓引入的通道間電流失配的問題，從而保證了多通道間WLED亮度的一致性。
【IPC分類】H05B37-02
【公開號】CN104602396
【申請?zhí)枴緾N201410675680
【發(fā)明人】黃冬其, 余笑, 李匯
【申請人】深圳市海思半導(dǎo)體有限公司
【公開日】2015年5月6日
【申請日】2014年11月21日