專利名稱：一種恒流控制電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于集成電路設(shè)計領(lǐng)域，尤其涉及一種恒流控制電路。
背景技術(shù)：
LED作為一種低功耗的綠色光源，廣泛應(yīng)用于照明、背光顯示等領(lǐng)域，其發(fā)光的特殊性，要求流過LED芯片的電流相對恒定，發(fā)光才能穩(wěn)定。特別是作為顯示屏的背光源，更是要求流過每路LED芯片電流的大小盡可能相等，才能達(dá)到理想的顯示效果。也就是說，恒流控制電路是LED光源的必需模塊?，F(xiàn)今商用的恒流控制電路，一般都需要利用功率管(包括NM0S、PM0S、NPN和PNP功 率管)調(diào)整每路功率管相關(guān)的壓降，以調(diào)整電流、達(dá)到使流經(jīng)每路LED芯片的電流相等的目的。如果功率管內(nèi)置，將會增加芯片面積、同時增加了芯片成本；此外，功率管的散熱問題也不易解決。所以，現(xiàn)今通用的解決方案是將功率管外置。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于改進(jìn)功率管內(nèi)置的恒流控制電路的芯片面積大、成本高的缺點(diǎn)，利用外置的功率管，提供一種可以實(shí)現(xiàn)自調(diào)節(jié)、并且控制精度高的恒流控制電路。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的一種恒流控制電路，包括一個電流源輸出模塊和兩路以上輸出電路，所述的每路輸出電路均包括一個恒流自動調(diào)節(jié)模塊、一個功率管驅(qū)動控制模塊以及由一個或多個LED燈組成的負(fù)載模塊；所述每個恒流自動調(diào)節(jié)模塊的輸入端接所述電流源輸出模塊的輸出端，所述每個功率管驅(qū)動控制模塊分別接所述恒流自動調(diào)節(jié)模塊的兩個輸出端，所述負(fù)載模塊的第一端接第二直流電源PVDD、第二端接所述功率管驅(qū)動控制模塊的輸出端。本發(fā)明實(shí)施例提供的恒流控制電路，利用簡單的電路結(jié)構(gòu)，跟蹤每路輸出電路的電流變化，然后從整體上對所有支路的電流進(jìn)行調(diào)節(jié)，使電流變大的支路電流減小，同時使電流變小的其他支路電流增大，所有支路共同維持一個穩(wěn)定的電流值，整個系統(tǒng)始終處于一種動態(tài)平衡中，使得每路電流的變化幅值非常小，電流調(diào)節(jié)也更快、更精準(zhǔn)。


圖I是本發(fā)明實(shí)施例提供的恒流控制電路的結(jié)構(gòu)框圖；圖2是本發(fā)明實(shí)施例提供的恒流控制電路中包括三路輸出電路的示例電子元器件圖；圖3是本發(fā)明另一實(shí)施例提供的恒流控制電路中包括三路輸出電路的示例電子元器件圖。
具體實(shí)施方式
為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。本發(fā)明提供一種自調(diào)節(jié)的恒流控制電路，能為迅速發(fā)展的集成電路設(shè)計業(yè)提供一種全新的恒流控制電路結(jié)構(gòu)。利用簡單的電路結(jié)構(gòu)，跟蹤每路輸出電路的電流變化，然后從整體上對所有支路的電流進(jìn)行調(diào)節(jié)，所有支路共同維持一個穩(wěn)定的電流值，使整個系統(tǒng)始終處于一種動態(tài)平衡中。圖I示出了本發(fā)明實(shí)施例提供的恒流控制電路的結(jié)構(gòu)框圖，為了便于說明，僅示出了與本發(fā)明實(shí)施例相關(guān)的部分。如圖所示一種恒流控制電路，包括一個電流源輸出模塊100和兩路以上輸出電路200，每路輸出電路均包括一個恒流自動調(diào)節(jié)模塊201、一個功率管驅(qū)動控制模塊202 以及由一個或多個LED燈組成的負(fù)載模塊203 ;每個恒流自動調(diào)節(jié)模塊201的輸入端接電流源輸出模塊100的輸出端，每個功率管驅(qū)動控制模塊202分別接恒流自動調(diào)節(jié)模塊201的兩個輸出端，負(fù)載模塊203的第一端接直流電源PVDD、第二端接功率管驅(qū)動控制模塊202的輸出端。作為本發(fā)明的一個實(shí)施例，所述電流源輸出模塊100包括一個基準(zhǔn)電流源IBIAS和由PMOS管Ml、PMOS管M2組成的總線電流鏡，PMOS管Ml、PMOS管M2的源極都接直流電源VDD，PMOS管Ml的柵極和漏極共接后與PMOS管M2的柵極相連，基準(zhǔn)電流源IBIAS接在PMOS管Ml的漏極與地之間，PMOS管M2的漏極為電流源輸出模塊100的輸出端。作為本發(fā)明的一個實(shí)施例，所述每個恒流自動調(diào)節(jié)模塊201包括一個由PMOS管Mnl和PMOS管Mn2構(gòu)成的對管、一個由NMOS管Mn3和NMOS管Mn4構(gòu)成的第一電流鏡、一個由PMOS管Mn5和PMOS管Mn6構(gòu)成的第二電流鏡、電流探測電阻Rnl和電流探測電阻Rn2 ；其中，PMOS管Mnl的柵極和PMOS管Mn2的柵極連接在一起，PMOS管Mnl柵極和PMOS管Mn2柵極的公共連接端為恒流自動調(diào)節(jié)模塊201的第一輸出端，電流探測電阻Rnl連接在該第一輸出端與地之間，PMOS管Mnl的源極和PMOS管Mn2的源極同時接PMOS管M2的漏極，PMOS管Mnl的漏極和PMOS管Mn2的漏極同時接NMOS管Mn3的漏極，NMOS管Mn3的漏極和柵極共接后與NMOS管Mn4的柵極相連，NMOS管Mn3的源極和NMOS管Mn4的源極接地，NMOS管Mn4的漏極接PMOS管Mn5的漏極，PMOS管Mn5的柵極和漏極共接后與PMOS管Mn6的柵極相連，PMOS管Mn5的源極和PMOS管Mn6的源極都接直流電源VDD，電流探測電阻Rn2連接在PMOS管Mn6的漏極與地之間，PMOS管Mn6的漏極與電流探測電阻Rn2的公共連接端為恒流自動調(diào)節(jié)模塊201的第二輸出端。這里的η是大于或等于2的自然數(shù)，為多路輸出電路包括的支路數(shù)目。作為本發(fā)明的一個實(shí)施例，所述每個功率管驅(qū)動控制模塊202包括一個運(yùn)算放大器OPnl和一個PNP型三極管Qnl ;運(yùn)算放大器OPnl的正相輸入端接參考電壓源VREF、負(fù)相輸入端接恒流自動調(diào)節(jié)模塊201的第二輸出端，運(yùn)算放大器OPnl的輸出端接PNP型三極管Qnl的基極，PNP型三極管Qnl的集電極接恒流自動調(diào)節(jié)模塊201的第一輸出端，PNP型三極管Qnl的發(fā)射極為功率管驅(qū)動控制模塊202的輸出端、接負(fù)載模塊203的第二端。相對應(yīng)的，這里的η是大于或等于2的自然數(shù)，為多路輸出電路包括的支路數(shù)目。作為本發(fā)明的另一個實(shí)施例，所述每個功率管驅(qū)動控制模塊202包括一個運(yùn)算放大器OPnl和一個NMOS管Μη7 ;運(yùn)算放大器OPnl的負(fù)相輸入端接參考電壓源VREF、正相輸入端接恒流自動調(diào)節(jié)模塊201的第二輸出端，運(yùn)算放大器OPnl的輸出端接NMOS管Mn7的柵極，NMOS管Mn7的源極接恒流自動調(diào)節(jié)模塊201的第一輸出端，NMOS管Mn7的漏極為功率管驅(qū)動控制模塊202的輸出端、接負(fù)載模塊203的第二端。同樣的，這里的η是大于或等于2的自然數(shù)，為多路輸出電路包括的支路數(shù)目。圖2所示是本發(fā)明一個實(shí)施例提供的恒流控制電路中包括三路輸出電路的示例電子元器件圖。下面以該實(shí)施例提供的恒流控制電路為例，對其電子元器件的連接關(guān)系和工作原理作具體說明。如圖2所示一種恒流控制電路，包括一個電流源輸出模塊和三路輸出電路，每路輸出電路均包括一個恒流自動調(diào)節(jié)模塊、一個功率管驅(qū)動控制模塊以及由多個LED燈串聯(lián)組成的負(fù)載模塊；電流源輸出模塊包括一個基準(zhǔn)電流源IBIAS和由PMOS管Ml、PMOS管M2組成的總線電流鏡，PMOS管Ml、PMOS管M2的源極都接直流電源VDD，PMOS管Ml的柵極和漏極共接后與PMOS管M2的柵極相連，基準(zhǔn)電流源IBIAS接在PMOS管Ml的漏極與地之間，PMOS管M2的漏極為電流源輸出模塊的輸出端；
輸出電路一的恒流自動調(diào)節(jié)模塊包括一個由PMOS管Mll和PMOS管M12構(gòu)成的對管、一個由NMOS管M13和NMOS管M14構(gòu)成的第一電流鏡、一個由PMOS管Ml5和PMOS管M16構(gòu)成的第二電流鏡、電流探測電阻RlI和電流探測電阻R12 ;其中，PMOS管MlI的柵極和PMOS管M12的柵極連接在一起，PMOS管Mll柵極和PMOS管M12柵極的公共連接端為恒流自動調(diào)節(jié)模塊的第一輸出端，電流探測電阻RlI連接在該第一輸出端與地之間，PMOS管MlI的源極和PMOS管M12的源極同時接PMOS管M2的漏極，PMOS管Mll的漏極和PMOS管M12的漏極同時接NMOS管M13的漏極，NMOS管M13的漏極和柵極共接后與NMOS管M14的柵極相連，NMOS管M13的源極和NMOS管M14的源極接地，NMOS管M14的漏極接PMOS管M15的漏極，PMOS管M15的柵極和漏極共接后與PMOS管M16的柵極相連，PMOS管M15的源極和PMOS管M16的源極都接直流電源VDD，電流探測電阻R12連接在PMOS管M16的漏極與地之間，PMOS管M16的漏極與電流探測電阻R12的公共連接端為恒流自動調(diào)節(jié)模塊的第二輸出端;在本實(shí)施例中，輸出電路一的功率管驅(qū)動控制模塊的功率管選用三極管，即功率管驅(qū)動控制模塊包括一個運(yùn)算放大器OPll和一個PNP型三極管Qll ;運(yùn)算放大器OPll的正相輸入端接參考電壓源VREF、負(fù)相輸入端接恒流自動調(diào)節(jié)模塊的第二輸出端，運(yùn)算放大器OPll的輸出端接PNP型三極管Qll的基極，PNP型三極管Qll的集電極接恒流自動調(diào)節(jié)模塊的第一輸出端，PNP型三極管Qll的發(fā)射極為功率管驅(qū)動控制模塊的輸出端、接負(fù)載模塊的第二端；進(jìn)一步地,在本實(shí)施例中，輸出電路一的負(fù)載模塊包括發(fā)光二極管DlA和發(fā)光二極管D1B，發(fā)光二極管DlA的正極接直流電源PVDD、負(fù)極接發(fā)光二極管DlB的正極，發(fā)光二極管DlB的負(fù)極接PNP型三極管Qll的發(fā)射極。相應(yīng)地，輸出電路二的恒流自動調(diào)節(jié)模塊包括一個由PMOS管M21和PMOS管M22構(gòu)成的對管、一個由NMOS管M23和NMOS管M24構(gòu)成的第一電流鏡、一個由PMOS管M25和PMOS管M26構(gòu)成的第二電流鏡、電流探測電阻R21和電流探測電阻R22 ;其中，PMOS管M21的柵極和PMOS管M22的柵極連接在一起，PMOS管M21柵極和PMOS管M22柵極的公共連接端為恒流自動調(diào)節(jié)模塊的第一輸出端，電流探測電阻R21連接在該第一輸出端與地之間，PMOS管M21的源極和PMOS管M22的源極同時接PMOS管M2的漏極，PMOS管M21的漏極和PMOS管M22的漏極同時接NMOS管M23的漏極，NMOS管M23的漏極和柵極共接后與NMOS管M24的柵極相連，NMOS管M23的源極和NMOS管M24的源極接地，NMOS管M24的漏極接PMOS管M25的漏極，PMOS管M25的柵極和漏極共接后與PMOS管M26的柵極相連，PMOS管M25的源極和PMOS管M26的源極都接直流電源VDD，電流探測電阻R22連接在PMOS管M26的漏極與地之間，PMOS管M26的漏極與電流探測電阻R22的公共連接端為該輸出電路二的恒流自動調(diào)節(jié)模塊的第二輸出端；輸出電路二的功率管驅(qū)動控制模塊包括一個運(yùn)算放大器0P21和一個PNP型三極管Q21 ;運(yùn)算放大器0P21的正相輸入端接參考電壓源VREF、負(fù)相輸入端接恒流自動調(diào)節(jié)模塊的第二輸出端，運(yùn)算放大器0P21的輸出端接PNP型三極管Q21的基極，PNP型三極管Q21的集電極接恒流自動調(diào)節(jié)模塊的第一輸出端，PNP型三極管Q21的發(fā)射極為功率管驅(qū)動控制模塊的輸出端、接負(fù)載模塊的第二端；輸出電路二的負(fù)載模塊包括發(fā)光二極管D2A和發(fā)光二極管D2B，發(fā)光二極管D2A的 正極接直流電源PVDD、負(fù)極接發(fā)光二極管D2B的正極，發(fā)光二極管D2B的負(fù)極接PNP型三極管Q21的發(fā)射極。同樣的，輸出電路三的恒流自動調(diào)節(jié)模塊包括一個由PMOS管M31和PMOS管M32構(gòu)成的對管、一個由NMOS管M33和NMOS管M34構(gòu)成的第一電流鏡、一個由PMOS管M35和PMOS管M36構(gòu)成的第二電流鏡、電流探測電阻R31和電流探測電阻R32 ;其中，PMOS管M31的柵極和PMOS管M32的柵極連接在一起，PMOS管M31柵極和PMOS管M32柵極的公共連接端為恒流自動調(diào)節(jié)模塊的第一輸出端，電流探測電阻R31連接在該第一輸出端與地之間，PMOS管M31的源極和PMOS管M32的源極同時接PMOS管M2的漏極，PMOS管M31的漏極和PMOS管M32的漏極同時接NMOS管M33的漏極，NMOS管M33的漏極和柵極共接后與NMOS管M34的柵極相連，NMOS管M33的源極和NMOS管M34的源極接地，NMOS管M34的漏極接PMOS管M35的漏極，PMOS管M35的柵極和漏極共接后與PMOS管M36的柵極相連，PMOS管M35的源極和PMOS管M36的源極都接直流電源VDD，電流探測電阻R32連接在PMOS管M36的漏極與地之間，PMOS管M36的漏極與電流探測電阻R32的公共連接端為該輸出電路三的恒流自動調(diào)節(jié)模塊的第二輸出端；輸出電路三的功率管驅(qū)動控制模塊包括一個運(yùn)算放大器0P31和一個PNP型三極管Q31 ;運(yùn)算放大器0P31的正相輸入端接參考電壓源VREF、負(fù)相輸入端接恒流自動調(diào)節(jié)模塊的第二輸出端，運(yùn)算放大器0P31的輸出端接PNP型三極管Q31的基極，PNP型三極管Q31的集電極接恒流自動調(diào)節(jié)模塊的第一輸出端，PNP型三極管Q31的發(fā)射極為功率管驅(qū)動控制模塊的輸出端、接負(fù)載模塊的第二端；輸出電路三的負(fù)載模塊包括發(fā)光二極管D3A和發(fā)光二極管D3B,發(fā)光二極管D3A的正極接直流電源PVDD、負(fù)極接發(fā)光二極管D3B的正極，發(fā)光二極管D2B的負(fù)極接PNP型三極管Q31的發(fā)射極。圖2所示的上述恒流控制電路的工作原理如下在正常穩(wěn)定狀態(tài)下，
1D9=1DU =4b vSi = Vs2 = Vs3,并且 ID9+ID11+ID13=I=cons tan t。
3假設(shè)第一路LED負(fù)載模塊的電流Il突然增大，那么節(jié)點(diǎn)SI的電壓Vsi升高，
權(quán)利要求
1.一種恒流控制電路，包括一個電流源輸出模塊和兩路以上輸出電路，其特征在于，所述的每路輸出電路均包括一個恒流自動調(diào)節(jié)模塊、一個功率管驅(qū)動控制模塊以及由一個或多個LED燈組成的負(fù)載模塊； 所述每個恒流自動調(diào)節(jié)模塊的輸入端接所述電流源輸出模塊的輸出端，所述每個功率管驅(qū)動控制模塊分別接所述恒流自動調(diào)節(jié)模塊的兩個輸出端，所述負(fù)載模塊的第一端接直流電源PVDD、第二端接所述功率管驅(qū)動控制模塊的輸出端。
2.如權(quán)利要求I所述的恒流控制電路，其特征在于，所述電流源輸出模塊包括一個基準(zhǔn)電流源IBIAS和由PMOS管Ml、PMOS管M2組成的總線電流鏡，所述PMOS管Ml、PMOS管M2的源極都接直流電源VDD，所述PMOS管Ml的柵極和漏極共接后與所述PMOS管M2的柵極相連，所述基準(zhǔn)電流源IBIAS接在所述PMOS管Ml的漏極與地之間，所述PMOS管M2的漏極為所述電流源輸出模塊的輸出端。
3.如權(quán)利要求I所述的恒流控制電路，其特征在于，所述每個恒流自動調(diào)節(jié)模塊包括一個由PMOS管Mnl和PMOS管Mn2構(gòu)成的對管、一個由NMOS管Mn3和NMOS管Mn4構(gòu)成的第一電流鏡、一個由PMOS管Mn5和PMOS管Mn6構(gòu)成的第二電流鏡、電流探測電阻Rnl和電流探測電阻Rn2 ； 所述PMOS管Mnl的柵極和PMOS管Mn2的柵極連接在一起，所述PMOS管Mnl柵極和PMOS管Mn2柵極的公共連接端為所述恒流自動調(diào)節(jié)模塊的第一輸出端，所述電流探測電阻Rnl連接在所述第一輸出端與地之間，所述PMOS管Mnl的源極和PMOS管Mn2的源極同時接所述PMOS管M2的漏極，所述PMOS管Mnl的漏極和PMOS管Mn2的漏極同時接所述NMOS管Mn3的漏極，所述NMOS管Mn3的漏極和柵極共接后與所述NMOS管Mn4的柵極相連，所述NMOS管Mn3的源極和NMOS管Mn4的源極接地，所述NMOS管Mn4的漏極接所述PMOS管Mn5的漏極，所述PMOS管Mn5的柵極和漏極共接后與所述PMOS管Mn6的柵極相連，所述PMOS管Mn5的源極和PMOS管Mn6的源極都接直流電源VDD，所述電流探測電阻Rn2連接在所述PMOS管Mn6的漏極與地之間，所述PMOS管Mn6的漏極與電流探測電阻Rn2的公共連接端為所述恒流自動調(diào)節(jié)模塊的第二輸出端。
4.如權(quán)利要求1-3任一項所述的恒流控制電路，其特征在于，所述每個功率管驅(qū)動控制模塊包括一個運(yùn)算放大器OPnl和一個PNP型三極管Qnl ； 所述運(yùn)算放大器OPnl的正相輸入端接參考電壓源VREF、負(fù)相輸入端接所述恒流自動調(diào)節(jié)模塊的第二輸出端，所述運(yùn)算放大器OPnl的輸出端接所述PNP型三極管Qnl的基極，所述PNP型三極管Qnl的集電極接所述恒流自動調(diào)節(jié)模塊的第一輸出端，所述PNP型三極管Qnl的發(fā)射極為所述功率管驅(qū)動控制模塊的輸出端、接所述負(fù)載模塊的第二端。
5.如權(quán)利要求1-3任一項所述的恒流控制電路，其特征在于，所述每個功率管驅(qū)動控制模塊包括一個運(yùn)算放大器OPnl和一個NMOS管Mn7 ； 所述運(yùn)算放大器OPnl的負(fù)相輸入端接參考電壓源VREF、正相輸入端接所述恒流自動調(diào)節(jié)模塊的第二輸出端，所述運(yùn)算放大器OPnl的輸出端接所述NMOS管Mn7的柵極，所述NMOS管Mn7的源極接所述恒流自動調(diào)節(jié)模塊的第一輸出端，所述NMOS管Mn7的漏極為所述功率管驅(qū)動控制模塊的輸出端、接所述負(fù)載模塊的第二端。
全文摘要
本發(fā)明屬于集成電路設(shè)計領(lǐng)域，尤其涉及一種恒流控制電路。本發(fā)明實(shí)施例提供的恒流控制電路，利用簡單的電路結(jié)構(gòu)，跟蹤每路輸出電路的電流變化，然后整體對所有輸出電路的電流進(jìn)行調(diào)節(jié)，使得每路電流的變化幅值非常小、電流調(diào)節(jié)更迅速和精確；每路輸出電路只需一套對管、兩組電流鏡、兩個電阻、一個運(yùn)算放大器和一個功率管，相比同類電路，省去了大量的數(shù)字邏輯和復(fù)雜的比較器。
文檔編號H05B37/02GK102811536SQ20121023519
公開日2012年12月5日 申請日期2012年7月9日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月9日
發(fā)明者喻召福, 白驥, 邵彥生, 羅賢亮 申請人:深圳創(chuàng)維－Rgb電子有限公司