專利名稱：一種呼吸燈驅(qū)動電路及呼吸燈驅(qū)動芯片的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于集成電路領(lǐng)域，尤其涉及一種呼吸燈驅(qū)動電路及呼吸燈驅(qū)動芯片。
背景技術(shù)：
呼吸燈是指通過微電腦控制燈光實(shí)現(xiàn)由亮到暗的逐漸變化的一種照明顯示裝置，利用其良好的視覺裝飾效果被廣泛用于數(shù)碼產(chǎn)品、電腦、音響以及汽車等各個領(lǐng)域，目前對于呼吸燈的驅(qū)動通常采用以下方式一、使用積分器原理控制開關(guān)管的導(dǎo)通電流實(shí)現(xiàn)驅(qū)動；圖I示出了現(xiàn)有基于積分器原理實(shí)現(xiàn)的呼吸燈驅(qū)動電路的結(jié)構(gòu)，包括第一誤差放大器EAl、第二誤差放大器EA2、第一開關(guān)管Tl、電容Cl、電阻R1、電阻R2、電阻R3、電阻R4、電阻R5、電阻R6、電阻R7 ；電阻Rl的一端與電源電壓連接，電阻Rl的另一端與第一開關(guān)管的輸入端連接，電阻Rl的另一端同時通過電阻R2與第一誤差放大器El的正向輸入端連接，第一誤差放大器El的正向輸入端與第二誤差放大器E2的反向輸入端連接,第一誤差放大器El的反向輸入端通過電容Cl與第一誤差放大器El的輸出端連接,第一誤差放大器El的輸出端與第一開關(guān)管Tl的控制端連接，第一次誤差放大器El的輸出端同時通過電阻R4與第二誤差放大器E2的正向輸入端連接,第二誤差放大器E2的正向輸入端通過電阻R6與第二誤差放大器E2的輸出端連接，第二誤差放大器E2的輸出端通過電阻R5與第一誤差放大器El的反向輸入端連接，第二誤差放大器E2的反向輸入端通過電阻R3接地，第一開關(guān)管Tl的輸出端為該驅(qū)動電路I的高電位輸出端與LED的陽極連接，電阻R7的一端接地，電阻R7的另一端為該驅(qū)動電路I的低電位輸出端與LED的陰極連接。其中，電阻R1、電阻R2、電阻R3、電阻R4、電阻R6及第二誤差放大器EA2組成矩形波發(fā)生電路，第二誤差放大器EA2的輸出作為由電阻R1、電阻R2、電阻R3、電阻R5、電容Cl及第一誤差放大器EAl組成的積分運(yùn)算電路的輸入,第一誤差放大器EAl的輸出三角波變化的電壓，以調(diào)制三極管Tl的基極電壓，從而達(dá)到調(diào)制LED電流漸變的效果。但是，該方案由于使用過多的分立器件，不利于生產(chǎn)裝配，可靠性差、成本高，并且由于使用大量的電阻和大容值電容，集成電路產(chǎn)品的面積較大。二、利用PWM信號調(diào)節(jié)開關(guān)的導(dǎo)通時間實(shí)現(xiàn)驅(qū)動；圖2示出了現(xiàn)有基于PWM信號控制實(shí)現(xiàn)的呼吸燈驅(qū)動電路的結(jié)構(gòu)，包括PWM信號發(fā)生器21、可控開關(guān)K以及恒流源I ;恒流源I的一端與電源電壓連接，恒流源I的另一端與可控開關(guān)K的輸入端連接，可控開關(guān)K的控制端與PWM信號發(fā)生器21的輸出端連接，可控開關(guān)K的輸出端與LED的陽極連接，LED的陰極接地。其中，通過PWM信號發(fā)生器21控制輸出如圖3所示的脈沖時間在1%至100%之間變化的PWM信號進(jìn)而控制可控開關(guān)K的導(dǎo)通時間，使恒流源I對LED的驅(qū)動電流變化以實(shí)現(xiàn)呼吸式驅(qū)動LED，PWM信號的脈沖。但是，由于PWM信號發(fā)生器的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，使得驅(qū)動電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜、規(guī)模大，對集成電路的制造工藝要求高，并且芯片面積大,成本高。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型實(shí)施例的目的在于提供一種呼吸燈驅(qū)動電路，旨在解決現(xiàn)有呼吸燈驅(qū)動電路可靠性差，面積大，成本高的問題。本實(shí)用新型實(shí)施例是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種呼吸燈驅(qū)動電路，所述驅(qū)動電路包括提供多路不同恒流源的電源單元，所述電源單元的輸入端與外部電源電壓連接； 分別控制所述電源單元的多路恒流源的開關(guān)單元，所述開關(guān)單元的多個輸入端分別與所述電源單元的多個輸出端連接，所述開關(guān)單元的輸出端與呼吸燈的輸入端連接，所述呼吸燈的輸出端接地；控制所述開關(guān)單元的通路選擇，進(jìn)而對恒流源進(jìn)行加權(quán)控制的控制單元，所述控制單元的輸入端與外部時序電路連接，所述控制單元的多個輸出端對應(yīng)與所述開關(guān)單元的多個控制端連接。進(jìn)一步地，所述電源單元包括多個恒流源，所述恒流源的值為電流權(quán)重與基本電流的乘積，所述電流權(quán)重成幾何指數(shù)增加的方式設(shè)定。更進(jìn)一步地，所述恒流源的數(shù)目為7，所述基本電流為80至100微安。更進(jìn)一步地，七個所述恒流源的電流權(quán)重分別為1，2，4，8，16，32，64。更進(jìn)一步地，所述開關(guān)單元包括多個受控開關(guān)，所述受控開關(guān)的數(shù)量與所述恒流源數(shù)量相等。更進(jìn)一步地，所述受控開關(guān)為開關(guān)管或晶閘管。更進(jìn)一步地，所述受控開關(guān)為N型MOS管，所述N型MOS管的漏極為所述受控開關(guān)的輸入端，所述N型MOS管的源極為所述受控開關(guān)的輸出端，所述N型MOS管的柵極為所述受控開關(guān)的控制端。更進(jìn)一步地，所述控制單元包括第一觸發(fā)器至第n+1觸發(fā)器和第一多路選擇器至第η多路選擇器；所述第一觸發(fā)器的輸入端為所述控制單元的輸入端，第二觸發(fā)器的輸入端與所述第一觸發(fā)器的反向輸出端連接，所述第n+1觸發(fā)器的輸入端與第η觸發(fā)器的反向輸出端連接，所述第n+1觸發(fā)器的反向輸出端同時與所述第一多路選擇器至第η多路選擇器的選通控制端連接，所述第一觸發(fā)器至第η觸發(fā)器的正向輸出端、反向輸出端分別對應(yīng)與所述第一多路選擇器至第η多路選擇器的第一通路輸入端、第二通路輸入端連接，所述第一多路選擇器至第η多路選擇器的輸出端分別為所述控制單元的多個輸出端，所述η為大于或等于2的整數(shù)。更進(jìn)一步地，所述觸發(fā)器為T型觸發(fā)器。本實(shí)用新型實(shí)施例的另一目的在于提供一種包括上述驅(qū)動電路的呼吸燈驅(qū)動芯片。本實(shí)用新型實(shí)施例通過控制受控開關(guān)分時閉合實(shí)現(xiàn)對多路恒流源的加權(quán)組合控制，使呼吸燈電流線性變化，該驅(qū)動電路結(jié)構(gòu)簡單，有利于集成，芯片面積小，對集成電路制造工藝要求低、成本低，并且該驅(qū)動電流線性度高，變化范圍恒定，不隨負(fù)載、電源電壓的變化而變化。

圖I為現(xiàn)有基于積分器原理實(shí)現(xiàn)的呼吸燈驅(qū)動電路的結(jié)構(gòu)圖；圖2為現(xiàn)有基于PWM信號控制實(shí)現(xiàn)的呼吸燈驅(qū)動電路的結(jié)構(gòu)圖；圖3為PWM信號發(fā)生器輸出的變化的PWM波形圖；圖4為本實(shí)用新型一實(shí)施例提供的呼吸燈驅(qū)動電路的結(jié)構(gòu)圖；圖5為本實(shí)用新型一實(shí)施例提供的呼吸燈驅(qū)動電路的示例電路結(jié)構(gòu)圖；圖6為本實(shí)用新型一實(shí)施例提供的呼吸燈驅(qū)動電路的四路加權(quán)控制信號波形圖。
具體實(shí)施方式
為了使本實(shí)用新型的目的、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，對本實(shí)用新型進(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實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。本實(shí)用新型實(shí)施例通過控制受控開關(guān)分時閉合實(shí)現(xiàn)對多路恒流源的加權(quán)組合控制，驅(qū)動呼吸燈電流線性變化，該電路結(jié)構(gòu)簡單，可靠性高，面積小，有利于集成，成本低。圖4示出了本實(shí)用新型一實(shí)施例提供的呼吸燈驅(qū)動電路的結(jié)構(gòu)圖，為了便于說明，僅示出了與本實(shí)用新型實(shí)施例相關(guān)的部分。作為本實(shí)用新型一實(shí)施例提供的呼吸燈驅(qū)動電路4可封裝于多種呼吸燈驅(qū)動芯片中，該呼吸燈驅(qū)動電路4包括提供多路不同恒流源的電源單元41，電源單元41的輸入端與外部電源40電壓連接；分別控制電源單元41的多路恒流源的開關(guān)單元42，開關(guān)單元42的多個輸入端分別與電源單元41的多個輸出端連接，開關(guān)單元42的輸出端與呼吸燈44的輸入端連接，呼吸燈44的輸出端接地；由生成的控制信號控制開關(guān)單元42的通路選擇，進(jìn)而對恒流源進(jìn)行加權(quán)控制的控制單元43，控制單元43的輸入端與外部時序電路45連接，控制單元43的多個輸出端對應(yīng)與開關(guān)單元42的多個控制端連接。本實(shí)用新型實(shí)施例通過控制受控開關(guān)分時閉合實(shí)現(xiàn)對多路恒流源的加權(quán)組合控制，使呼吸燈電流線性變化，該驅(qū)動電路結(jié)構(gòu)簡單，有利于集成，芯片面積小，對集成電路制造工藝要求低、成本低，并且該驅(qū)動電流線性度高，變化范圍恒定，不隨負(fù)載、電源電壓的變化而變化。以下結(jié)合具體實(shí)施例對本實(shí)用新型的實(shí)現(xiàn)進(jìn)行詳細(xì)說明。圖5示出了本實(shí)用新型一實(shí)施例提供的呼吸燈驅(qū)動電路的示例電路結(jié)構(gòu)，為了便于說明，僅示出了與本實(shí)用新型實(shí)施例相關(guān)的部分。作為本實(shí)用新型一實(shí)施例，電源單元41包括多個恒流源Ip V·· In，該恒流源的值為電流權(quán)重與基本電流的乘積，該恒流源I1U2-In的電流權(quán)重可以按照幾何指數(shù)增加的方式設(shè)定，依次為= Yld1I-2^1,而基本電流I以及恒流源數(shù)目η可以通過實(shí)際測試獲得。[0046]優(yōu)選地，當(dāng)η為7，I為80 100微安時，可以使顯示效果與成本的獲得最佳平衡點(diǎn)，此時七個恒流源IpIfI7的電流權(quán)重分別為1，2，4，8，16，32，64。開關(guān)單元42包括多個受控開關(guān)Kl、Κ2…Kn,該受控開關(guān)的數(shù)量與恒流源的數(shù)量相
坐寸ο作為本實(shí)用新型一實(shí)施例，該受控開關(guān)Κ1、Κ2…Kn均可以采用MOS管、雙極型三極管、絕緣柵雙極型晶體管(IGBT, Insulated Gate Bipolar Transistor)或晶閘管(Thyristor)等開關(guān)管實(shí)現(xiàn)，也均可以米用可控娃(SCR, Silicon Controlled Rectifier)或可關(guān)斷晶閘管(GT0,Gate Turn-Off Thyristor)等晶閘管實(shí)現(xiàn)。以適用于集成電路的設(shè)計。優(yōu)選地，受控開關(guān)Kl、K2…Kn可以采用N型MOS管實(shí)現(xiàn)，N型MOS管的漏極為受控開關(guān)的輸入端，N型MOS管的源極為受控開關(guān)的輸出端，N型MOS管的柵極為受控開關(guān)的控 制端?？刂茊卧?3包括n+1個觸發(fā)器Ql至Qn+Ι和η個多路選擇器MUXl至MUXn，其中第一觸發(fā)器Ql的輸入端為控制單元43的輸入端與外部時序電路45連接，第二觸發(fā)器Q2的輸入端與第一觸發(fā)器Ql的反向輸出端Q連接，依次，第n+1觸發(fā)器Qn+Ι的輸入端與第η觸發(fā)器Qn的反向輸出端^連接，第n+1觸發(fā)器Qn+Ι的反向輸出端^同時與第一多路選擇器MUXl至第η多路選擇器MUXn的選通控制端S連接，第一觸發(fā)器Ql至第η觸發(fā)器Qn的正向輸出端Q和反向輸出端^分別對應(yīng)與第一多路選擇器MUXl至第η多路選擇器MUXn的第一通路輸入端Α、第二通路輸入端B連接，第一多路選擇器MUXl至第η多路選擇器MUXn的輸出端01至On為控制單元43的多個輸出端，此處η為大于或等于2的整數(shù)。優(yōu)選地，該觸發(fā)器Ql至Qn+Ι為T型觸發(fā)器TFl至TFn+Ι，呼吸燈44為LED。在本實(shí)用新型實(shí)施例中，時鐘信號CLK每通過一個T型觸發(fā)器后信號周期延遲為原來的兩倍，頻率變?yōu)樵瓉淼亩种?，以四路加?quán)控制為例，參見圖6，時鐘信號CLK的初始狀態(tài)為低電平，頻率為f，T型觸發(fā)器TFl上升沿觸發(fā)，當(dāng)時鐘信號CLK從低電平跳變到高電平時，T型觸發(fā)器TFl的正向輸出端輸出的控制信號SI翻轉(zhuǎn)為高電平，并且當(dāng)時鐘信號CLK再次從低電平跳變到高電平時，控制信號SI翻轉(zhuǎn)為低電平，由此，控制信號SI的頻
率為|f，由于T型觸發(fā)器TFl的反向輸出端與T型觸發(fā)器TF2的輸入端連接，因此當(dāng)控制
信號SI處于下降沿時，T型觸發(fā)器TF2的正向輸出端輸出的控制信號S2進(jìn)行翻轉(zhuǎn)，頻率
為纟控制信號S2處于下降沿時，T型觸發(fā)器TF3的正向輸出端輸出的控制信號S3進(jìn)
4
行翻轉(zhuǎn)，頻率為.f，控制信號S3處于下降沿時，T型觸發(fā)器TF4的正向輸出端輸出的控制 8
信號S4進(jìn)行翻轉(zhuǎn)，頻率為+1'由此，信號SI至信號S4通過四個多路選擇器MUXl至MUX4
I 6
的輸出端01至04依次輸出0000至1111的四位16階變化的脈沖控制信號，該控制信號對應(yīng)控制受控開關(guān)Kl至K4通斷，以實(shí)現(xiàn)恒流源Il至14的選通，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)LED中電流Im的加權(quán)，其信號變化參見圖6，Iled從O線性變化到最高值151，此時T型觸發(fā)器TF5的反向輸出端通過四個多路選擇器對控制信號進(jìn)行反向，再依次變化為O，完成一個周期T的呼吸燈驅(qū)動電流控制，呼吸燈中驅(qū)動電流Im的公式表示為Im = (Κ12°+Κ321+Κ322+……+Κν2ν^)Ι,其中K1至Kn為受控開關(guān)Kl至Kn在一定時段的通斷狀態(tài)值，取I或O，例如，當(dāng)受控開關(guān)Kn導(dǎo)通時對應(yīng)的狀態(tài)值Kn為1，反之，當(dāng)受控開關(guān)Kn斷開時對應(yīng)的狀態(tài)值Kn為O，I為第一恒流源Il中的電流。從上式可以看出，Im的大小可以根據(jù)I、[…&狀態(tài)值的不同組合呈現(xiàn)2ν階變化，從暗逐漸變化到亮，再從亮逐漸變化到暗，從而實(shí)現(xiàn)驅(qū)動LED電流呼吸變化的目的。本實(shí)用新型實(shí)施例通過控制受控開關(guān)分時閉合實(shí)現(xiàn)對多路恒流源的加權(quán)組合控制，使呼吸燈電流線性變化，該驅(qū)動電路結(jié)構(gòu)簡單，可以避免采用分離器件實(shí)現(xiàn)，有利于集成,芯片面積小,對集成電路制造工藝要求低、成本低,并且該驅(qū)動電流線性度高,變化范圍恒定，不隨負(fù)載、電源電壓的變化而變化。以上僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用 護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種呼吸燈驅(qū)動電路，其特征在于，所述驅(qū)動電路包括 提供多路不同恒流源的電源單元，所述電源單元的輸入端與外部電源電壓連接； 分別控制所述電源單元的多路恒流源的開關(guān)單元，所述開關(guān)單元的多個輸入端分別與所述電源單元的多個輸出端連接，所述開關(guān)單元的輸出端與呼吸燈的輸入端連接，所述呼吸燈的輸出端接地； 控制所述開關(guān)單元的通路選擇，進(jìn)而對恒流源進(jìn)行加權(quán)控制的控制單元，所述控制單元的輸入端與外部時序電路連接，所述控制單元的多個輸出端對應(yīng)與所述開關(guān)單元的多個控制端連接。
2.如權(quán)利要求I所述的驅(qū)動電路，其特征在于，所述電源單元包括多個恒流源，所述恒流源的值為電流權(quán)重與基本電流的乘積，所述電流權(quán)重成幾何指數(shù)增加的方式設(shè)定。
3.如權(quán)利要求2所述的驅(qū)動電路，其特征在于，所述恒流源的數(shù)目為7，所述基本電流為80至100微安。
4.如權(quán)利要求3所述的驅(qū)動電路，其特征在于，七個所述恒流源的電流權(quán)重分別為1，2,4,8,16,32,64ο
5.如權(quán)利要求I所述的驅(qū)動電路，其特征在于，所述開關(guān)單元包括多個受控開關(guān)，所述受控開關(guān)的數(shù)量與所述恒流源數(shù)量相等。
6.如權(quán)利要求5所述的驅(qū)動電路，其特征在于，所述受控開關(guān)為開關(guān)管或晶閘管。
7.如權(quán)利要求6所述的驅(qū)動電路，其特征在于，所述受控開關(guān)為N型MOS管，所述N型MOS管的漏極為所述受控開關(guān)的輸入端，所述N型MOS管的源極為所述受控開關(guān)的輸出端，所述N型MOS管的柵極為所述受控開關(guān)的控制端。
8.如權(quán)利要求I所述的驅(qū)動電路，其特征在于，所述控制單元包括第一觸發(fā)器至第η+1觸發(fā)器和第一多路選擇器至第η多路選擇器； 所述第一觸發(fā)器的輸入端為所述控制單元的輸入端，第二觸發(fā)器的輸入端與所述第一觸發(fā)器的反向輸出端連接，所述第η+1觸發(fā)器的輸入端與第η觸發(fā)器的反向輸出端連接，所述第η+1觸發(fā)器的反向輸出端同時與所述第一多路選擇器至第η多路選擇器的選通控制端連接，所述第一觸發(fā)器至第η觸發(fā)器的正向輸出端、反向輸出端分別對應(yīng)與所述第一多路選擇器至第η多路選擇器的第一通路輸入端、第二通路輸入端連接，所述第一多路選擇器至第η多路選擇器的輸出端分別為所述控制單元的多個輸出端，所述η為大于或等于2的整數(shù)。
9.如權(quán)利要求8所述的驅(qū)動電路，其特征在于，所述觸發(fā)器為T型觸發(fā)器。
10.一種呼吸燈驅(qū)動芯片，其特征在于，所述芯片中的呼吸燈驅(qū)動電路為如權(quán)利要求I至9所述的驅(qū)動電路。
專利摘要本實(shí)用新型適用于集成電路領(lǐng)域，提供了一種呼吸燈驅(qū)動電路及呼吸燈驅(qū)動芯片，所述驅(qū)動電路包括電源單元，其輸入端與外部電源電壓連接；開關(guān)單元，其多個輸入端分別與所述電源單元的多個輸出端連接，其輸出端與呼吸燈的輸入端連接，所述呼吸燈的輸出端接地；控制單元，其輸入端與外部時序電路連接，其多個輸出端對應(yīng)與所述開關(guān)單元的多個控制端連接。本實(shí)用新型實(shí)施例通過控制受控開關(guān)分時閉合實(shí)現(xiàn)對多路恒流源的加權(quán)組合控制，使呼吸燈電流線性變化，該驅(qū)動電路結(jié)構(gòu)簡單，有利于集成，芯片面積小，對集成電路制造工藝要求低、成本低，并且該驅(qū)動電流線性度高，變化范圍恒定，不隨負(fù)載、電源電壓的變化而變化。
文檔編號H05B37/02GK202617408SQ20122005321
公開日2012年12月19日 申請日期2012年2月17日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月17日
發(fā)明者馮稀亮, 徐卓慧, 胡社琴, 張奇 申請人:深圳市博馳信電子有限責(zé)任公司