本实用新型涉及显示控制技术领域,尤其涉及一种恒流源产生电路和一种显示驱动芯片。
背景技术:
目前,在led显示驱动芯片的实际应用中,led显示驱动芯片所输出的恒流源可以由两种结构产生,第一种是通过led显示驱动芯片内部的电压型带隙(bandgap)电路产生一个精确的参考电压,然后通过该参考电压和位于led显示驱动芯片外部的一个精确电阻(简称外部电阻),产生一个精确的电流基准,再利用该电流基准通过电流镜(currentmirror)镜像得到所需要的电流从而驱动led以调节led的亮度,然而由于外部电阻自身带一定的温度系数,因此在温度变化时产生的电流基准会有所波动,且外部电阻也会增加电路板走线成本;第二种是通过在led显示驱动芯片内部的电流型带隙(bandgap)电路产生一个精确的参考电流,再利用这个参考电流通过电流镜(currentmirror)镜像得到所需要的电流驱动led以调节led的亮度,然后这种方法虽然产生了精准的电流,但是电流型带隙电路在芯片内部无法产生精准的参考电压,从而影响芯片的工作性能。
因此,如何实现led驱动芯片内部即可以产生精确的参考电流又可以产生精确的参考电压是目前亟需解决的问题。
技术实现要素:
因此,为了解决现有技术的缺陷和不足,本实用新型实施例公开一种恒流源产生电路、一种显示驱动芯片、一种led灯板、以及一种led显示屏。
一方面,本实用新型实施例公开的一种恒流源产生电路,包括:电源模块,包括:参考电压输出单元和连接所述参考电压输出单元的参考电流输出单元,所述参考电压输出单元用于输出参考电压信号,所述参考电流输出单元用于基于目标电流信号输出参考电流信号;偏置模块,连接所述电源模块,用于对所述参考电压信号、或者所述参考电流信号进行处理以输出第一电流信号;电流控制模块,连接所述偏置模块,用于接收所述第一电流信号,并对所述第一电流信号进行调节后输出第二电流信号;以及恒流输出模块,连接所述电流控制模块,用于接收所述第二电流信号,并对所述第二电流信号进行调节后输出所述目标电流信号。
通过在电源模块中设置参考电压输出单元和参考电流输出单元以分别输出参考电压信号和参考电流信号,从而偏置模块对参考电压信号或者参考电流信号进行处理,可以实现在led驱动芯片内部既产生精确的参考电流又产生精确的参考电压,提高了led驱动芯片的使用灵活性,有效地降低成本。
在本实用新型的一个实施例中,所述恒流源产生电路还包括:控制器;所述参考电压输出单元,连接所述控制器,且包括:电源产生组件和连接所述电源产生组件的电压调节组件,其中所述电源产生组件用于输出初始电流信号和反向电压信号,所述电压调节组件用于基于所述初始电流信号产生初始电压信号,以及基于由所述控制器输入的第一控制信号对所述初始电压信号进行调节输出所述参考电压信号;所述参考电流输出单元,连接所述控制器,且用于基于所述初始电流信号、所述反向电压信号和所述目标电流信号以及由所述控制器输入的第二控制信号输出所述参考电流信号。
通过在恒流源产生电路中设置控制器,连接参考电压输出单元和参考电流输出单元,从而使得参考电压输出单元可以基于控制器输入的第一控制信号对初始电压信号进行调节以得到参考电压信号,以及参考电流输出单元可以基于控制器输入的第二控制信号输出参考电流信号,由此保证输出的参考电压信号以及参考电流信号的精准度。
在本实用新型的一个实施例中,所述参考电流输出单元包括:电流调节子单元,连接所述参考电压输出单元,用于接收所述初始电流信号,以及调节所述初始电流信号得到温度正比电流信号;补偿电流产生子单元,连接所述参考电压输出单元和所述控制器,用于基于所述反向电压信号产生初始补偿电流信号,以及基于所述第二控制信号对所述初始补偿电流信号进行调节产生目标补偿电流信号;补偿电流调节子单元,连接所述补偿电流产生子单元,用于对所述目标补偿电流信号进行调节得到温度反比电流信号;参考电流输出子单元,连接所述补偿电流调节子单元、所述电流调节子单元和所述偏置模块,用于将所述温度正比电流信号和所述温度反比电流信号进行混合处理得到所述参考电流信号输出至所述偏置模块。
通过在参考电流产生单元中设置电流调节子单元、补偿电流产生子单元以及补偿电流调节子单元,可以避免温度对电流信号的影响,实现参考电流输出子单元输出不随温度漂移的参考电流信号。
在本实用新型的一个实施例中,所述电流调节子单元包括:至少一个第六开关元件,每个所述第六开关元件的输入端连接电源端,每个所述第六开关元件的控制端连接所述电源产生组件,每个所述第六开关元件的输出端连接所述参考电流输出子单元。
通过在所述电流调节子单元中设置至少一个第六开关元件,实现对初始电流信号的调节,进一步地保证参考电流信号的精度要求。
在本实用新型的一个实施例中,所述补偿电流产生子单元包括:第二运算放大器,所述第一运算放大器的正输入端连接所述电源产生组件;第七开关元件,所述第七开关元件的输入端连接所述补偿电流调节子单元,所述第七开关元件的控制端连接所述第二运算放大器的输出端,所述第七开关元件的输出端连接所述第二运算放大器的负输入端;多个第一电阻,串联连接至所述第七开关元件的输出端;多个第八开关元件,与所述多个第一电阻一一对应,其中每个所述第八开关元件的控制端连接所述控制器,每个所述第八开关元件的输入端和输出端连接对应第一电阻的两端。
通过在补偿电流产生子单元中设置多个第八开关元件,其控制端连接控制器,从而基于控制器输入的第二控制信号对初始补偿电流信号进行调节得到目标补偿电流信号,可以实现目标补偿电流信号在一个宽动态范围内调节,进一步保证了参考电流信号的电流精度要求。
在本实用新型的一个实施例中,所述补偿电流调节子单元,包括:至少一个第九开关元件,每个所述第九开关元件的输入端连接所述电源端,每个所述第九开关元件的控制端互联且连接至所述第七开关元件的所述输入端,每个所述第九开关元件的输出端连接至所述参考电流输出子单元;第十开关元件,所述第十开关元件的输入端连接所述电源端,所述第十开关元件的控制端连接所述第九开关元件的控制端,所述第十开关元件的输出端连接所述第七开关元件的输入端。
通过在补偿电流调节子单元中设置至少一个第九开关元件和第十开关元件,实现对目标补偿电流信号的调节,进一步地保证参考电流信号的精度要求。
在本实用新型的一个实施例中,所述参考电流输出子单元,包括:第一开关元件,所述第一开关元件的输入端连接所述第六开关的输出端和所述第九开关元件的输出端,所述第一开关元件的输出端接地;至少一个第二开关元件,每个所述第二开关元件的控制端连接所述第一开关元件的控制端、以及所述第六开关的输出端和所述第九开关元件的输出端,每个所述第二开关元件的输入端连接所述选择单元,每个所述第二开关元件的输出端接地。
通过在参考电流输出子单元中设置第一开关元件和至少一个第二开关元件,实现对待输出的参考电流信号进一步调节,进一步地保证参考电流信号的精准度。
在本实用新型的一个实施例中,所述偏置模块包括:电流产生单元;电流调节单元;选择单元,连接在所述电流产生单元和所述电流调节单元之间以及所述电流调节单元和所述参考电流输出单元之间,以用于控制所述电流产生单元和所述电流调节单元之间的通路、以及所述电流调节单元和所述参考电流输出单元之间的通路;其中,响应于所述电流产生单元和所述电流调节单元之间的通路为导通状态,所述电流调节单元接收由所述电流产生单元基于所述参考电压信号和外部电阻得到的待调节电流信号,并对所述待调节电流信号进行调节后输出所述第一电流信号;或者响应于所述电流调节单元和所述参考电流输出单元之间的通路为导通状态,所述电流调节单元用于接收所述参考电流信号,并对所述参考电流信号进行调节后输出所述第一电流信号。
在本实用新型的一个实施例中,所述选择单元包括:第三开关元件,连接在所述电流调节单元和所述参考电流输出子单元之间,以控制所述电流调节单元和所述参考电流输出子单元之间的通路;第四开关元件,连接在所述电流产生单元和所述电流调节单元之间,以控制所述电流产生单元和所述电流调节单元之间的通路;和/或
所述电流产生单元包括:第一运算放大器,所述第一运算放大器的正输入端连接所述参考电压输出单元;第五开关元件,所述第五开关元件的输入端连接所述第四开关元件,所述第五开关元件的控制端连接所述第一运算放大器的输出端,所述第五开关元件的输出端连接所述外部电阻。
通过在电流产生单元中设置第五开关元件,其输出端连接外部电阻,可以防止内部电流温漂过大,为客户提供更多选择以应对不同的产品和环境,提高led显示驱动芯片的兼容性。
另一方面,本实用新型实施例公开了一种显示驱动芯片,包括上述任一实施例所述的恒流源产生电路。
再一方面,本实用新型实施例公开了一种led灯板,包括:像素阵列,包括多个像素点、且每个所述像素点包括多个不同颜色led;以及如上述另一方面所述的显示驱动芯片,其中,所述显示驱动芯片的所述恒流输出模块连接所述像素阵列。
又一方面,本实用新型实施例公开了一种led显示屏,包括:显示控制卡;以及至少一个如上述再一方面所述的led灯板,电连接所述显示控制卡。
上述一个或多个技术方案可以具有以下优点或有益效果:通过在电源模块中设置参考电压输出单元和参考电流输出单元以分别输出参考电压信号和参考电流信号,从而偏置模块对参考电压信号或者参考电流信号进行处理,可以实现在led驱动芯片内部既产生精确的参考电流又产生精确的参考电压,提高了led驱动芯片的使用灵活性以及兼容性,有效地降低成本。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本实用新型的第一实施例公开的恒流源产生电路的一种结构示意图。
图2为本实用新型的第一实施例公开的恒流源产生电路的另一种结构示意图。
图3为本实用新型的第一实施例公开的恒流源产生电路的再一种结构示意图。
图4为本实用新型的第一实施例公开的恒流源产生电路中参考电压输出单元的一种电路结构示意图。
图5为本实用新型的第一实施例公开的恒流源产生电路中参考电流输出单元的一种结构示意图。
图6为本实用新型的第一实施例公开的恒流源产生电路中参考电流输出单元的一种电路结构示意图。
图7为本实用新型的第一实施例公开的恒流源产生电路中偏置模块的一种电路结构示意图。
图8a和图8b为本实用新型的第一实施例公开的恒流源产生电路的一种电路结构示意图。
图9为本实用新型的第二实施例公开的显示驱动芯片的一种结构示意图。
图10为本实用新型的第三实施例公开的led灯板的一种结构示意图。
图11为本实用新型的第四实施例公开的led显示屏的一种结构示意图。
主要元件符号说明:
10:恒流源产生电路;11:电源模块;111:电源产生组件;1111:第十一开关子单元;1112:第十二开关子单元;112:参考电流输出单元;1121:电流调节子单元;1122:参考电流输出子单元;1123:补偿电流产生子单元;1124:补偿电流调节子单元;113:电压调节组件;114:参考电压输出单元;12:偏置模块;121:选择单元;122:电流调节单元;123:电流产生单元;13:电流控制模块;14:恒流输出模块;15:控制器;
20:显示驱动芯片;21:恒流源产生电路;
30:led灯板;31:显示驱动芯片;32:像素阵列;
40:led显示屏;41:led灯板;42:显示控制卡。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图,对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本实用新型保护的范围。
【第一实施例】
参见图1,本实用新型的第一实施例公开一种恒流源产生电路10,如图1所示,恒流源产生电路10例如包括:电源模块11、偏置模块12、电流控制模块13和恒流输出模块14。
具体地,电源模块11例如包括:参考电流输出单元112和参考电压输出单元114,其中参考电压输出单元114用于输出参考电压信号,参考电流输出单元112用于基于目标电流信号输出参考电流信号。其中,提到的目标电流信号可以理解为恒流源产生电路10最终输出的恒定电流信号。
偏置模块12连接电源模块11,用于对所述参考电压信号、或者所述参考电流信号进行处理以输出第一电流信号。电流控制模块13连接偏置模块12,用于接收所述第一电流信号,并对所述第一电流信号进行调节后输出第二电流信号。恒流输出模块14连接电流控制模块13,用于接收所述第二电流信号,并对所述第二电流信号进行调节后输出所述目标电流信号。
以上通过在电源模块11中设置参考电压输出单元113和参考电流输出单元112以分别输出参考电压信号和参考电流信号,从而偏置模块12对参考电压信号或者参考电流信号进行处理,可以实现在led驱动芯片内部既产生精确的参考电流又产生精确的参考电压,提高了led驱动芯片的使用灵活性,有效地降低成本。
在本实用新型的其他实施例中,如图2所示,恒流源产生电路10例如还包括:控制器15,连接参考电压输出单元114和参考电流输出单元112,以输出第一控制信号和第二控制信号至参考电压输出单元114和参考电流输出单元112。提到的控制器15例如为可编程寄存器,现场可编程门阵列、具有数字逻辑处理能力的处理器等。当然本实施例并不限制控制器15的数量,参考电压输出单元114和参考电流输出单元112也可以各自连接一个控制器。
进一步地,如图2所示,参考电压输出单元114例如包括:电压产生组件111和连接电压产生组件111的电压调节组件113,其中,电源产生组件111用于输出初始电流信号和反向电压信号,电压调节组件113用于基于所述初始电流信号产生初始电压信号,以及基于所述第一控制信号对所述初始电压信号进行调节输出所述参考电压信号。
进一步地,如图2所示,参考电流输出单元112连接控制器15,且用于基于所述初始电流信号、所述反向电压信号和所述目标电流信号以及由所述第二控制信号输出所述参考电流信号。
通过在恒流源产生电路10中设置控制器15连接参考电压输出单元114和参考电流输出单元112,从而使得参考电压输出单元114可以基于控制器15输入的第一控制信号对初始电压信号进行调节以得到参考电压信号,以及参考电流输出单元112可以基于控制器15输入的第二控制信号输出参考电流信号,由此保证输出的参考电压信号以及参考电流信号的精准度。
在本实用新型的其他实施例中,如图3所示,偏置模块12例如包括:选择单元121、电流调节单元122和电流产生单元123。
其中,选择单元121连接在电流产生单元123和电流调节单元122之间以及电流调节单元122和参考电流输出单元112之间,以用于控制电流产生单元123和电流调节单元122之间的通路、以及电流调节单元122和参考电流输出单元112之间的通路。
其中,响应于电流产生单元123和电流调节单元122之间的通路为导通状态,电流调节单元122接收由电流产生单元123基于所述参考电压信号和外部电阻得到的待调节电流信号,并对所述待调节电流信号进行调节后输出所述第一电流信号;或者
响应于电流调节单元122和参考电流输出单元112之间的通路为导通状态,电流调节单元122用于接收所述参考电流信号,并对所述参考电流信号进行调节后输出所述第一电流信号。
进一步地,如图4所示,电源产生组件111例如包括:第三运算放大器op1、第十一开关子单元1111和第十二开关子单元1112。
其中,第三运算放大器op1包括:正输入端、负输入端和输出端。第十一开关子单元1111连接第三运算放大器op1的负输入端、参考电流输出单元112和电压调节子单元113。第十二开关子单元1112连接第三运算放大器op1的正输入端、第十一开关子单元1111、电压调节子单元113和参考电流输出单元112。
具体地,第十一开关子单元1111例如包括开关元件m1和开关元件q1,第十二开关子单元例如包括开关元件m2和开关元件q2,其中,开关元件m1的源极连接开关元件m2的源极,开关元件m1的栅极连接开关元件m2的栅极以及第三运算放大器op1的输出端,开关元件m1的漏极连接第三运算放大器op1的负输入端和开关元件q1的源极,开关元件m2的漏极连接第三运算放大器op1的正输入端、以及通过电阻r0连接开关元件q2的源极,开关元件q1的漏极连接开关元件q2的漏极并接地,开关元件q1的栅极连接开关元件q2的栅极并接地,其中在电阻r0和开关元件q2的源极之间设置有反向电压信号输出端以输出反向电压信号。需要说明的是,本实施例并不限制电源产生组件111的具体电路结构,图4仅为了更好地理解本实施例,本实施例也不限制开关元件m1、开关元件m2、开关元件q1以及开关元件q2的具体型号以及数量,如图4所示,开关元件m1和开关元件m2例如为mos管,开关元件q1和开关元件q2例如为三极管,当然提到的开关元件还可以为其他场效应管以及单刀单掷开关等开关元件。
进一步地,如图4所示,电压调节子单元113例如具体包括:第十三开关元件m3、多个第二电阻r1、多个第十四开关元件m4以及第十五开关元件m5。
第十三开关元件m3的控制端和输入端连接第十一开关子单元1111和第十二开关子单元1112。多个第二电阻r1串联连接至第十三开关元件m3的输出端。多个第十四开关元件m4与多个第二电阻r1一一对应,其中每个第十四开关元件m4的控制端连接控制器15,每个第十四开关元件m4的输入端和输出端连接对应第二电阻r1的两端。第十五开关元件m5的控制端和输出端接地,第十五开关元件m5的输入端连接多个第二电阻r1。
值得一提的是,本实施例并不限制多个第二电阻r1以及多个第十四开关元件m4的具体数量,其中提到的多个第二电阻r1的阻值可以相同也可以不相同。需要说明的是,本实施例并不限制电压调节子单元113的具体电路结构,图4仅为了更好地理解本实施例,本实施例也不限制第十三开关元件m3、第十四开关元件m4和第十五开关元件m5的具体型号以及数量,举例而言,如图4所示,第十三开关元件m3例如为pmos管,第十五开关元件m5例如为三极管,第十四开关元件m4例如为单刀单掷开关,当然提到的开关元件还可以为其他场效应管例如nmos管等开关元件。
通过在恒流源产生电路10中设置控制器15连接电压调节子单元113中每个第十四开关元件m4的控制端,从而使得电压调节子单元113可以基于控制器15输入的第一控制信号对初始电压信号进行调节以得到参考电压信号,由此保证输出的参考电压信号的精准度。
在本实用新型的其他实施例中,如图5所示,参考电流输出单元112例如包括:电流调节子单元1121、参考电流输出子单元1122、补偿电流产生子单元1123以及补偿电流调节子单元1124。
其中,电流调节子单元1121连接参考电压输出单元114,用于接收所述初始电流信号,以及调节所述初始电流信号得到温度正比电流信号。补偿电流产生子单元1123连接参考电压输出单元114和控制器15,用于基于所述反向电压信号产生初始补偿电流信号,以及基于控制器15输入的第二控制信号对所述初始补偿电流信号进行调节产生目标补偿电流信号。补偿电流调节子单元1124连接补偿电流产生子单元1123用于对所述目标补偿电流信号进行调节得到温度反比电流信号。参考电流输出子单元1122连接补偿电流调节子单元1124、电流调节子单元1121和偏置模块12,用于将所述温度正比电流信号和所述温度反比电流信号进行混合处理得到所述参考电流信号输出至偏置模块12。
通过在参考电流产生单元112中设置电流调节子单元1121、补偿电流产生子单元1123以及补偿电流调节子单元1124,可以避免温度对电流信号的影响,实现参考电流输出子单元112输出不随温度漂移的参考电流信号。
在本实用新型的其他实施例中,如图6所示,电流调节子单元1121例如包括:至少一个第六开关元件m6,每个第六开关元件m6的输入端连接电源端,每个第六开关元件m6的控制端连接电源产生组件111,例如连接第十一开关子单元1111,每个第六开关元件m6的输出端连接参考电流输出子单元1122。提到的第六开关元件m6例如为pmos管,当然本实施例并不以此为限,第六开关元件m6还可以为其他型号场效应管例如nmos管、或者单刀单掷开关等。
以上通过在电流调节子单元1121中设置至少一个第六开关元件m6,实现对初始电流信号的调节,进一步地保证参考电流信号的精度要求。
在本实用新型的其他实施例中,如图6所示,补偿电流产生子单元1123例如包括:第二运算放大器op2、第七开关元件m7、多个第一电阻r2以及多个第八开关元件m8。
其中,第二运算放大器op2的正输入端连接电源产生组件111,例如连接第十二开关子单元1112。第七开关元件m7的输入端连接补偿电流调节子单元1124,第七开关元件m7的控制端连接第二运算放大器op2的输出端,第七开关元件m7的输出端连接第二运算放大器op2的负输入端。多个第一电阻r2串联连接至第七开关元件m7的输出端。多个第八开关元件m8与多个第一电阻r2一一对应,其中每个第八开关元件m8的控制端连接控制器15,每个第八开关元件m8的输入端和输出端连接对应第一电阻r2的两端。
值得一提的是,本实施例并不限制多个第一电阻r2以及多个第八开关元件m8的具体数量,其中提到的多个第一电阻r2的阻值可以相同也可以不相同,本实施例也不限制开关元件的具体型号,举例而言,如图6所示,开关元件m7例如为nmos管,开关元件m8例如为单刀单掷开关,当然提到的开关元件还可以为其他场效应管例如pmos管等开关元件。
以上通过在补偿电流产生子单元1123中设置多个第一电阻r2以及对应的多个第八开关元件m8,每个第八开关元件m8的控制端连接控制器15,从而基于控制器15输入的第二控制信号对初始补偿电流信号进行调节得到目标补偿电流信号,可以实现目标补偿电流信号在一个宽动态范围内调节,进一步保证了参考电流信号的电流精度要求。
在本实用新型的其他实施例中,如图6所示,补偿电流调节子单元1124例如包括:至少一个第九开关元件m9和第十开关元件m10。
其中每个第九开关元件m9的输入端连接电源端,每个第九开关元件m9的控制端互联且连接至第七开关元件m7的输入端,每个第九开关元件m9的输出端连接至参考电流输出子单元1122。第十开关元件m10的输入端连接电源端,第十开关元件m10的控制端连接第九开关元件m9的控制端,第十开关元件m10的输出端连接第七开关元件m7的输入端。举例而言,图6中第九开关元件m9和第十开关元件m10为pmos管,但本实施例并不以此为限,第九开关元件m9和第十开关元件m10还可以nmos管等其他类型场效应管以及单刀单掷开关等。
以上通过在补偿电流调节子单元1124中设置至少一个第九开关元件m9和第十开关元件m10,实现对目标补偿电流信号的调节,进一步地保证参考电流信号的精度要求。
在本实用新型的其他实施例中,如图6所示,参考电流输出子单元1122例如包括:第一开关元件m11和至少一个第二开关元件m12,其中,第一开关元件m11的输入端连接第六开关元件m6的输出端和第九开关元件m9的输出端,第一开关元件m11的输出端接地。每个第二开关元件m12的控制端连接第一开关元件m11的控制端、以及第六开关元件m6的输出端和第九开关元件m9的输出端,每个第二开关元件m12的输入端连接选择单元121,每个第二开关元件m12的输出端接地。
以上通过在参考电流输出子单元1122中设置第一开关元件m11和至少一个第二开关元件m12,实现对待输出的参考电流信号进一步调节,进一步地保证参考电流信号的精准度。
在本实用新型的其他实施例中,如图7所示,选择单元121例如包括:第三开关元件m13和第四开关元件m14,第三开关元件m13连接在电流调节单元122和参考电流输出子单元1122之间,以用于控制电流调节单元122和参考电流输出子单元1122之间的通路,即控制参考电流信号输入电流调节单元122。第四开关元件m14连接在电流产生单元123和电流调节单元122之间,以用于控制电流产生单元123和电流调节单元122之间的通路,即控制电流调节单元123输出的待调节电流信号输入电流调节单元122。举例而言,第三开关元件m13和第四开关元件m14例如为单刀单掷开关,但本实施例并不仅限于此,第三开关元件m13和第四开关元件m14还可以为场效应管,例如pmos管或者nmos管等。
在本实用新型的其他实施例中,选择单元121也可以为其他形式的选择电路,例如现有的数据选择器mux等。
在本实用新型的其他实施例中,如图7所示,电流产生单元123例如包括:第一运算放大器op3和第五开关元件m15。其中第一运算放大器op3的正输入端连接参考电压输出单元114。第五开关元件m15的输入端连接第四开关元件m14,第五开关元件m15的控制端连接第一运算放大器op3的输出端,第五开关元件m15的输出端用于连接外部电阻rext。举例而言,第五开关元件m15例如为nmos管,但本实施例并不以此为限,第五开关元件m15还可以为其他类型场效应管,例如pmos管、或者单刀单掷开关等。
进一步地,如图7所示,电流调节单元122例如包括多个第十六开关元件m16和与多个第十六开关元件m16一一对应的第十七开关元件m17,每个第十六开关元件m16的控制端互连,每个第十六开关元件m16的输出端连接第十七开关元件m17,第十七开关元件m17例如连接控制器,以由控制器控制第十七开关元件m17的打开和关闭,值得一提的是,电流调节单元122的结构为现有偏置电路的结构,在此不再赘述。
以上通过在电流产生单元123中设置第五开关元件m15,其输出端连接外部电阻rext,可以防止内部电流温漂过大,为客户提供更多选择以应对不同的产品和环境,提高led显示驱动芯片的兼容性。
电流控制模块13和恒流输出模块14为现有恒流源产生电路的结构,为了简洁,在此不再赘述。
下面结合图4、图6、图8a和图8b对本实施例公开的恒流源产生电路的工作过程进行简要说明。
恒流源产生电路10设置在led显示驱动芯片中,其中恒流源产生电路10中的电源模块11例如为电压型bandgap即电压基准电路,其可以产生一个与温度和电源无关的基准电压(参考电压信号),举例而言,基准电压例如为1.2v,具体地,电流流过电阻r1’产生一个初始电压信号,然后基于多个第二电阻r1和第十五开关元件m5对这个初始电压信号进行调节从而得到基准电压,即多个第二电阻r1和第十五开关元件m5所产生的压降构成基准电压,由于电阻的阻值在不同的工艺角下会有偏差,从而导致输出的基准电压波动,例如测量的实际输出电压为1.3v大于所需的基准电压1.2v,那么基于测量的实际输出电压1.3v和基准电压1.2v可以确定所需第二电阻r1的阻值,举例而言,例如将实际输出电压1.3v调节为基准电压1.2v需要阻值为50欧姆,其中每个第二电阻r1的阻值不同,例如包括:20欧姆的第二电阻、10欧姆的第二电阻、40欧姆的第二电阻等,此时可以将一个40欧姆的第二电阻以及一个10欧姆的第二电阻串联在通路上,将其他阻值的第二电阻短路,即通过配置寄存器使得40欧姆的第二电阻r1以及10欧姆的第二电阻r1各自对应的第十四开关元件m4为打开状态,其余的第二电阻r1对应的第十四开关元件m4为关闭状态,从而完成对电压的调节以输出基准电压1.2v。举例而言,第十四开关元件例如为nmos管,则控制器输出的第一控制信号为“1”使得第十四开关元件m4为关闭状态,输出的第一控制信号为“0”使得第十四开关元件m4为打开状态。
电源模块11产生的基准电压vbgr直接输出到偏置模块12,与此同时电源模块11会产生一个初始电流信号ptat1,这个初始电流信号ptat1与绝对温度成正比,然后经过电流调节子单元对初始电流信号ptat1进行调节后可以得到温度正比电流信号ptat2,其中对初始电流信号ptat1进行调节例如为通过电流镜进行调节,具体的放大比例可以根据实际需求进行设置,举例而言放大比例例如为5倍则对应设置五个第六开关元件m6以得到温度正比电流信号ptat2,同时电源产生组件111将反向电压信号vbe输出至第三运算放大器op1的正输入端,利用第三运算放大器op1的虚短(正负输入端电位相同)的特性,将第三运算放大器op1的负输入端的电压钳制到与正输入端的电压相同,即等于vbe,然后基于vbe/r可以得到一个与绝对温度成反比的目标补偿电流信号ctat1,具体地,基于vbe/r2’可以先得到一个初始补偿电流信号,然后根据目标电流信号确定所需目标补偿电流信号ctat1的大小,此时目标补偿电流信号ctat1的大小可以通过控制器来调节,例如led显示驱动芯片正常工作温度为85℃,对应的目标电流信号为10ma,在实际使用过程中,测试led显示驱动芯片在正常工作温度为85℃时输出的目标电流信号为10.1ma,则表明需要增大目标补偿电流信号以降低目标电流信号的大小,即降低第一电阻r2对应的阻值,例如由原来导通5个第一电阻r2改变为导通4个串联的第一电阻r2,那么控制器输入第二控制信号控制4个串联的第一电阻r2对应的第八开关元件m8为打开状态,以及其余的第一电阻r2的第八开关元件m8为关闭状态,从而完成对目标补偿电流信号ctat1的调节,举例而言,第八开关元件例如为pmos管,控制器输出的第二控制信号为“0”使得第八开关元件m8为关闭状态,输出的第二控制信号为“1”使得第八开关元件m8为打开状态。
目标补偿电流信号ctat1经由第七开关元件m7输入至补偿电流调节子单元1124,补偿电流调节子单元1124对目标补偿电流信号进行调节,例如通过电流镜比例镜像得到所需的温度反比电流信号ctat2,举例而言,比例为3,则对应设置3个第九开关元件m9,然后参考电流输出子单元1122将接收到温度正比电流信号ptat2以及温度反比电流信号ctat2按照一定比例中和(混合处理),例如根据1:3比例中和,当然本实施例并不仅限于此,不同的工艺中和比例会有所不同,从而得到一个可控的精准的零温度系数电流,然后经过电流镜进行镜像得到参考电流信号ic输出到偏置模块12,其中零温度系数电流通过电流镜例如镜像5倍得到参考电流信号ic,即设置一个导通的第一开关元件m11以及五个导通的第二开关元件m12完成镜像5倍。
在偏置模块12中设置有选择单元121,其例如为数据选择器mux,可以根据选择使用内部精准电流即参考电流信号或者选择外部电阻,例如,当mux的使能信号为低电位时,对应第三开关元件m13闭合,此时偏置模块12使用参考电流信号,那么偏置模块12中的第一运算放大器op3会被关闭,第五开关元件m15会被关掉减少电路功耗(0功耗),此时参考电流信号通过数据选择器mux流入偏置模块12中的电流调节单元122中,从而保证电流控制模块13的正常工作,电流调节单元122中第十七开关元件m17连接控制器,举例而言,此时需要对参考电流信号进行1.5倍放大,则需要有两个第十六开关元件m16闭合,由于有一个常闭的第十六开关元件m16,因此控制器需要控制一个第十七开关元件m17闭合即可,同时电流控制电路13对应地需要有三个第十八开关元件m18导通,由于有一个常闭的第十八开关元件m18,即控制器还需要输入第四控制信号控制两个第十九开关元件m19导通,从而完成对参考电流信号进行1.5倍放大;当数据选择器mux的使能信号为高电位时,对应第四开关元件m14闭合,此时电路使用外部电阻,电源模块11输出的参考电压信号vbgr_1.2v会被送到第一运算放大器op3的正输入端,利用运算放大器虚短(正负输入端电位相等)特性,将第一运算放大器op3负输入端的电压钳制到与vbgr_1.2v电压相等,然后通过外接电阻rext产生一路精准的电流即待调节电流信号直接通过第五开关元件m15送到电流调节单元122中,保证后级电流控制模块13的正常工作,在此过程中电源模块11的第一开关元件m11被关闭,从而降低电路内部功耗。
电流控制模块13接收到第一电流信号对第一电流信号进行调节输出第二电流信号到恒流输出模块14。恒流输出模块14对第二电流信号进行调节后输出目标电流信号。其中,电流控制模块13和恒流输出模块14可以通过配置控制器来控制具体的电流调节,关于电流控制模块13和恒流输出模块14对电流进行调节为现有技术,本实用新型实施例在此不做具体阐述。电流控制模块13和横流是输出模块14的具体结构为本领域常见的结构,在此不再赘述。
综上所述,本实施例公开的恒流源产生电路10通过在电源模块11中设置参考电压输出单元113和参考电流输出单元112以分别输出参考电压信号和参考电流信号,从而偏置模块12选择对参考电压信号或者参考电流信号进行处理,可以实现在led驱动芯片内部既产生精确的参考电流又产生精确的参考电压,提高了led驱动芯片的使用灵活性,有效地降低成本。
【第二实施例】
如图9所示,示出了一种显示驱动芯片20,包括恒流源产生电路21。其中恒流源产生电路21例如为前述第一实施例公开的恒流源产生电路10,在此不再赘述。
【第三实施例】
如图10所示,示出了一种led灯板30,包括:像素阵列32,包括多个像素点且每个所述像素点包括多个不同颜色led;以及显示驱动芯片31,其中,显示驱动芯片31例如为第二实施例公开的显示驱动芯片20,在此不再赘述,显示驱动芯片31的恒流输出电路电连接所述像素阵列32,显示驱动芯片31的恒流源产生电路输出的电流输入至所述像素阵列32以控制点亮所述像素阵列32中led。
【第四实施例】
如图11所示,示出了一种led显示屏40,包括:显示控制卡42和led灯板41。所述显示控制卡42电连接所述led灯板41。其中,显示控制卡42例如采用led显示控制技术领域成熟的接收卡、扫描卡或模组控制器相似的硬件结构,也即采用可编程逻辑器件比如fpga(fieldprogrammablegatearray,现场可编程门阵列)器件作为图像处理器。所述led灯板41为上述第三实施例所述的led灯板30,本实用新型实施例在此不再赘述。
另外,可以理解的是,前述各个实施例仅为本实用新型的示例性说明,在技术特征不冲突、结构不矛盾、不违背本实用新型的实用新型目的前提下,各个实施例的技术方案可以任意组合、搭配使用。
最后应说明的是:以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。
1.一种恒流源产生电路,其特征在于,包括:
电源模块,包括:参考电压输出单元和连接所述参考电压输出单元的参考电流输出单元,所述参考电压输出单元用于输出参考电压信号,所述参考电流输出单元用于基于目标电流信号输出参考电流信号;
偏置模块,连接所述电源模块,用于对所述参考电压信号、或者所述参考电流信号进行处理以输出第一电流信号;
电流控制模块,连接所述偏置模块,用于接收所述第一电流信号,并对所述第一电流信号进行调节后输出第二电流信号;以及
恒流输出模块,连接所述电流控制模块,用于接收所述第二电流信号,并对所述第二电流信号进行调节后输出所述目标电流信号。
2.根据权利要求1所述的恒流源产生电路,其特征在于,所述恒流源产生电路还包括:控制器;
所述参考电压输出单元,连接所述控制器,且包括:电源产生组件和连接所述电源产生组件的电压调节组件,其中所述电源产生组件用于输出初始电流信号和反向电压信号,所述电压调节组件用于基于所述初始电流信号产生初始电压信号,以及基于由所述控制器输入的第一控制信号对所述初始电压信号进行调节输出所述参考电压信号;
所述参考电流输出单元,连接所述控制器,且用于基于所述初始电流信号、所述反向电压信号和所述目标电流信号以及由所述控制器输入的第二控制信号输出所述参考电流信号。
3.根据权利要求2所述的恒流源产生电路,其特征在于,所述参考电流输出单元包括:
电流调节子单元,连接所述参考电压输出单元,用于接收所述初始电流信号,以及调节所述初始电流信号得到温度正比电流信号;
补偿电流产生子单元,连接所述参考电压输出单元和所述控制器,用于基于所述反向电压信号产生初始补偿电流信号,以及基于所述第二控制信号对所述初始补偿电流信号进行调节产生目标补偿电流信号;
补偿电流调节子单元,连接所述补偿电流产生子单元,用于对所述目标补偿电流信号进行调节得到温度反比电流信号;
参考电流输出子单元,连接所述补偿电流调节子单元、所述电流调节子单元和所述偏置模块,用于将所述温度正比电流信号和所述温度反比电流信号进行混合处理得到所述参考电流信号输出至所述偏置模块。
4.根据权利要求3所述的恒流源产生电路,其特征在于,所述电流调节子单元包括:至少一个第六开关元件,每个所述第六开关元件的输入端连接电源端,每个所述第六开关元件的控制端连接所述电源产生组件,每个所述第六开关元件的输出端连接所述参考电流输出子单元。
5.根据权利要求4所述的恒流源产生电路,其特征在于,所述补偿电流产生子单元包括:
第二运算放大器,所述第二运算放大器的正输入端连接所述电源产生组件;
第七开关元件,所述第七开关元件的输入端连接所述补偿电流调节子单元,所述第七开关元件的控制端连接所述第二运算放大器的输出端,所述第七开关元件的输出端连接所述第二运算放大器的负输入端;
多个第一电阻,串联连接至所述第七开关元件的输出端;
多个第八开关元件,与所述多个第一电阻一一对应,其中每个所述第八开关元件的控制端连接所述控制器,每个所述第八开关元件的输入端和输出端连接对应第一电阻的两端。
6.根据权利要求5所述的恒流源产生电路,其特征在于,所述补偿电流调节子单元,包括:
至少一个第九开关元件,每个所述第九开关元件的输入端连接所述电源端,每个所述第九开关元件的控制端互联且连接至所述第七开关元件的所述输入端,每个所述第九开关元件的输出端连接至所述参考电流输出子单元;
第十开关元件,所述第十开关元件的输入端连接所述电源端,所述第十开关元件的控制端连接所述第九开关元件的控制端,所述第十开关元件的输出端连接所述第七开关元件的输入端。
7.根据权利要求6所述的恒流源产生电路,其特征在于,所述参考电流输出子单元,包括:
第一开关元件,所述第一开关元件的输入端连接所述第六开关元件的输出端和所述第九开关元件的输出端,所述第一开关元件的输出端接地;
至少一个第二开关元件,每个所述第二开关元件的控制端连接所述第一开关元件的控制端、以及所述第六开关元件的输出端和所述第九开关元件的输出端,每个所述第二开关元件的输入端连接所述偏置模块中的选择单元,每个所述第二开关元件的输出端接地。
8.根据权利要求1所述的恒流源产生电路,其特征在于,所述偏置模块包括:
电流产生单元;
电流调节单元;
选择单元,连接在所述电流产生单元和所述电流调节单元之间以及所述电流调节单元和所述参考电流输出单元之间,以用于控制所述电流产生单元和所述电流调节单元之间的通路、以及所述电流调节单元和所述参考电流输出单元之间的通路;
其中,响应于所述电流产生单元和所述电流调节单元之间的通路为导通状态,所述电流调节单元接收由所述电流产生单元基于所述参考电压信号和外部电阻得到的待调节电流信号,并对所述待调节电流信号进行调节后输出所述第一电流信号;或者
响应于所述电流调节单元和所述参考电流输出单元之间的通路为导通状态,所述电流调节单元用于接收所述参考电流信号,并对所述参考电流信号进行调节后输出所述第一电流信号。
9.根据权利要求8所述的恒流源产生电路,其特征在于,
所述选择单元包括:
第三开关元件,连接在所述电流调节单元和所述参考电流输出单元中的参考电流输出子单元之间,以控制所述电流调节单元和所述参考电流输出子单元之间的通路;
第四开关元件,连接在所述电流产生单元和所述电流调节单元之间,以控制所述电流产生单元和所述电流调节单元之间的通路;
和/或,
所述电流产生单元包括:
第一运算放大器,所述第一运算放大器的正输入端连接所述参考电压输出单元;
第五开关元件,所述第五开关元件的输入端连接所述第四开关元件,所述第五开关元件的控制端连接所述第一运算放大器的输出端,所述第五开关元件的输出端用于连接所述外部电阻。
10.一种显示驱动芯片,其特征在于,包括:
权利要求1-9中任意一项所述的恒流源产生电路。
技术总结