一种WLED驱动器和驱动控制方法技术

本发明专利技术提供一种WLED驱动器和驱动控制方法，其中WLED驱动器包括2N2个开关，其中每个CS模块分别包括2N个开关，其N个开关的一端分别与误差放大器的输出端连接，N个开关的另一端分别连接N个NMOS晶体管的栅极，剩下的N个开关的一端分别与误差放大器的负输入端连接，剩下的N个开关的另一端分别连接N个反馈电阻的正输入端。当控制器生成时钟控制信号组Φ组后，控制器依据时钟控制信号组Φ组分时控制2N2个开关的切换动作，以使得在一个时钟周期T内，误差放大器的输入失调电压分时平均地依次作用在每个通道上，因此消除了由误差放大器的输入失调电压引入的通道间电流失配的问题，从而保证了多通道间WLED亮度的一致性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及白色发光二极管WLED驱动器通道间的电流失配控制
，更具体的说，涉及一种WLED驱动器和驱动控制方法。
技术介绍
WLED(White Light Emitting Diode，白色发光二极管)具有体积小、光色纯、发光效率高、寿命长等优点，被广泛应用于显示屏背光、照明等
，尤其应用于智能手机、平板电脑等移动设备中，相比于其他背光技术，可以显著地缩小设备的体积和重量，并延长电池的放电时间。WLED工作时需要WLED驱动器和输入电源，其中，WLED驱动器集成在一块芯片上，外接少量的外围器件。在实际应用中，为了使多个WLED的亮度一致，同时兼顾考虑简化WLED驱动器电路和减小功率耗散，一般是将多个WLED制作成WLED灯串或阵列，从工艺和电路的可行性上来说，通常一个WLED灯串或阵列能够串联连接的灯的数目一般在11个左右。对于屏幕尺寸在4-6英寸之间的设备来说，一个包含11个WLED灯的灯串就可以满足设备的应用需求，而对于屏幕尺寸超过6英寸的巨屏智能手机、平板电脑或笔记本电脑等设备来说，一个WLED灯串是无法满足设备的应用需求的。基于此，现有技术进一步提出在WLED驱动器上集成多个WLED灯串通道，每个通道对应一个WLED灯串，因此通道越多，能够同时驱动的灯串就越多。如图1所示，其示出了现有技术中WLED驱动器的结构示意图。WLED驱动器包括DC-DC CONVERTER(升压转换器)，控制电路和两个可精确编程控制的CS(Current Sink，电流漏)，其中DC-DC CONVERTER用于根据任意通道上挂载的WLED灯的最大数目调整输出电压VOUT到合适的值，第一电流漏CS1连接第一通道IFB1，第二电流漏CS2连接第二通道IFB2，每个CS分别用于确定与之连接的通道对应的WLED灯串的电流，理想情况下，CS确定的电流与基准电压VREF成预设的正比关系。为了保证通道间WLED灯串亮度的一致性，关键在于各个通道的CS精度。一般CS的实现方式是将一个高增益的运放和功率级连接成单位负反馈环路。然而实际应用过程中，运放的输入失调电压和功率级的反馈电阻失配会使得WLED驱动器中不同通道间电流大小存在差异，而对于目前的集成电路制造水平来说，反馈电阻的良好匹配是比较容易实现的，相对来说，运放的输入失调电压对于WLED驱动器通道间的电流失配影响较大，因此现有技术中为实现多个通道间WLED灯串亮度的一致性，关键在于消除运放的输入失调电压引入的通道电流失配。仍以图1为例，现有技术中要使得IFB1和IFB2两个通道电流的失配减小，就需要引入低输入失调电压的误差放大器(EA，error amplifier)。而对于CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor，互补金属氧化物半导体)工艺来说，误差放大器的输入失调电压约在几毫伏～几十毫伏间，减小误差放大器的输入失调电压的一种方法是将误差放大器内部的器件尺寸做的比较大，然而这就使得芯片的面积增大，不利于成本控制，且其根本无法完全消除通道间的电流失配。另外，现有技术还可以通过在误差放大器电路中增加修调电路，以减小误差放大器的输入失调电压。然而这种方法需要针对每个误差放大器单独进行修调，增加了电路的复杂度及成本。因此，现有技术急需一种在不消除误差放大器的输入失调电压的前提下实现WLED驱动器中集成的多个通道间电流的精确匹配，以保证多通道间WLED亮度的一致性。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供一种WLED驱动器和驱动控制方法，以提供一种在不消除误差放大器的输入失调电压的前提下实现WLED驱动器中集成的多个通道间电流的精确匹配，以保证多通道间WLED亮度的一致性的方法。技术方案如下：第一方面，本专利技术提供一种WLED驱动器，包括升压转换器、控制器和N个通道，N为大于1的正整数，其中每个通道都包括电流漏CS模块，所述CS模块用于驱动WLED灯串；所述CS模块包括误差放大器EA、金属-氧化 物-半导体NMOS晶体管和反馈电阻，所述WLED驱动器共包括2N2个开关，每个所述CS模块分别包括2N个开关；其中，所述2N2个开关构成开关矩阵SG＝Sg(i，j)和开关矩阵SFB＝Sfb(i，j)，其中，Sg(i，j)为第i个CS模块中的误差放大器的输出端与第j个CS模块中的NMOS晶体管的栅极间的开关，Sfb(i，j)为第i个CS模块中的误差放大器的负输入端与第j个CS模块中的反馈电阻的正输入端间的开关，i，j均为小于等于N的正整数；所述升压转换器用于根据任意通道上对应的WLED灯串中WLED灯的最大数目调整所述WLED驱动器的输出电压；所述CS模块包括的2N个开关中的N个开关的一端分别与所述误差放大器的输出端连接，所述N个开关的另一端分别连接N个NMOS晶体管的栅极，剩下的N个开关的一端分别与所述误差放大器的负输入端连接，所述剩下的N个开关的另一端分别连接N个反馈电阻的正输入端，所述CS模块用于确定流经通道上的WLED灯串的电流值；所述控制器用于生成时钟控制信号组Φ组，并依据所述时钟控制信号组Φ 组，分时控制所述2N2个开关的切换动作，以使得在一个时钟周期T内，所述误差放大器的输入失调电压分时平均地依次作用在每个通道上；其中，所述时钟控制信号组Φ组＝(Φ1、Φ2…ΦN)，所述时钟控制信号组Φ组包括N个时钟信号Φ，所述N个时钟信号Φ为同源非交叠的N相时钟信号Φ，其中时钟信号Φi+j相比Φi延时T为每相时钟的时钟周期。在第一方面的第一种可能的实现方式中，所述控制器具体用于，依据时钟信号Φi，控制开关矩阵SG中[Sg1i，Sg2(i+1)，…，Sg(n-i+1)n，Sg(n-i+2)1，…，Sgn(i-1)]开关闭合，所述开关矩阵SG中其他开关断开；控制开关矩阵SFB中[Sfb1i，Sfb2(i+1)，…，Sfb(n-i+1)n，Sfb(n-i+2)1，…，Sfbn(i-1)]开关闭合，所述开关矩阵SFB中其他开关断开。结合第一方面的第一种可能的实现方式，在第二种可能的实现方式中，所述N为2、3或4。第二方面，本专利技术提供一种WLED驱动器驱动控制方法，应用于WLED驱动器，所述WLED驱动器包括N个通道，N为大于1的正整数，其中每个 通道包括电流漏CS模块，所述CS模块用于驱动WLED灯串，所述CS模块包括误差放大器EA、金属-氧化物-半导体NMOS晶体管和反馈电阻，每个所述CS模块分别包括2N个开关，所述WLED驱动器共包括2N2个开关；其中，所述CS模块包括的2N个开关中的N个开关的一端分别与所述误差放大器的输出端连接，所述N个开关的另一端分别连接N个NMOS晶体管的栅极，剩下的N个开关的一端分别与所述误差放大器的负输入端连接，所述剩下的N个开关的另一端分别连接N个反馈电阻的正输入端；其中，所述2N2个开关构成开关矩阵SG＝Sg(i，j)和开关矩阵SFB＝Sfb(i，j)，其中，Sg(i，j)为第i个CS模块中的误差放大器的输出端与第j个CS模块中的NMOS晶体管的栅极间的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种WLED驱动器，包括升压转换器、控制器和N个通道，N为大于1的正整数，其中每个通道都包括电流漏CS模块，所述CS模块用于驱动WLED灯串；所述CS模块包括误差放大器EA、金属‑氧化物‑半导体NMOS晶体管和反馈电阻，其特征在于，所述WLED驱动器共包括2N2个开关，每个所述CS模块分别包括2N个开关；其中，所述2N2个开关构成开关矩阵SG＝Sg(i，j)和开关矩阵SFB＝Sfb(i，j)，其中，Sg(i，j)为第i个CS模块中的误差放大器的输出端与第j个CS模块中的NMOS晶体管的栅极间的开关，Sfb(i，j)为第i个CS模块中的误差放大器的负输入端与第j个CS模块中的反馈电阻的正输入端间的开关，i，j均为小于等于N的正整数；所述升压转换器用于根据任意通道上对应的WLED灯串中WLED灯的最大数目调整所述WLED驱动器的输出电压；所述CS模块包括的2N个开关中的N个开关的一端分别与所述误差放大器的输出端连接，所述N个开关的另一端分别连接N个NMOS晶体管的栅极，剩下的N个开关的一端分别与所述误差放大器的负输入端连接，所述剩下的N个开关的另一端分别连接N个反馈电阻的正输入端，所述CS模块用于确定流经通道上的WLED灯串的电流值；所述控制器用于生成时钟控制信号组Φ组，并依据所述时钟控制信号组Φ组，分时控制所述2N2个开关的切换动作，以使得在一个时钟周期T内，所述误差放大器的输入失调电压分时平均地依次作用在每个通道上；其中，所述时钟控制信号组Φ组＝(Φ1、Φ2…ΦN)，所述时钟控制信号组Φ组包括N个时钟信号Φ，所述N个时钟信号Φ为同源非交叠的N相时钟信号Φ，其中时钟信号Φi+j相比Φi延时T为每相时钟的时钟周期。...

【技术特征摘要】
1.一种WLED驱动器，包括升压转换器、控制器和N个通道，N为大
于1的正整数，其中每个通道都包括电流漏CS模块，所述CS模块用于驱动
WLED灯串；所述CS模块包括误差放大器EA、金属-氧化物-半导体NMOS
晶体管和反馈电阻，其特征在于，所述WLED驱动器共包括2N2个开关，每
个所述CS模块分别包括2N个开关；其中，所述2N2个开关构成开关矩阵SG＝Sg(i，j)和开关矩阵SFB＝Sfb(i，j)，其中，Sg(i，j)为第i个CS模块中的
误差放大器的输出端与第j个CS模块中的NMOS晶体管的栅极间的开关，
Sfb(i，j)为第i个CS模块中的误差放大器的负输入端与第j个CS模块中的
反馈电阻的正输入端间的开关，i，j均为小于等于N的正整数；
所述升压转换器用于根据任意通道上对应的WLED灯串中WLED灯的最
大数目调整所述WLED驱动器的输出电压；
所述CS模块包括的2N个开关中的N个开关的一端分别与所述误差放大
器的输出端连接，所述N个开关的另一端分别连接N个NMOS晶体管的栅极，
剩下的N个开关的一端分别与所述误差放大器的负输入端连接，所述剩下的
N个开关的另一端分别连接N个反馈电阻的正输入端，所述CS模块用于确
定流经通道上的WLED灯串的电流值；
所述控制器用于生成时钟控制信号组Φ组，并依据所述时钟控制信号组Φ
组，分时控制所述2N2个开关的切换动作，以使得在一个时钟周期T内，所述
误差放大器的输入失调电压分时平均地依次作用在每个通道上；
其中，所述时钟控制信号组Φ组＝(Φ1、Φ2…ΦN)，所述时钟控制信号组
Φ组包括N个时钟信号Φ，所述N个时钟信号Φ为同源非交叠的N相时钟信
号Φ，其中时钟信号Φi+j相比Φi延时T为每相时钟的时钟周期。
2.根据权利要求1所述的WLED驱动器，其特征在于，
所述控制器具体用于，依据时钟信号Φi，控制开关矩阵SG中[Sg1i，Sg2
(i+1)，…，Sg(n-i+1)n，Sg(n-i+2)1，…，Sgn(i-1)]开关闭合，所述
开关矩阵SG中其他开关断开；控制开关矩阵SFB中[Sfb1i，Sfb2(i+1)，…，
Sfb(n-i+1)n，Sfb(n-i+2)1，…，Sfbn(i-1)]开关闭合，所述开关矩阵SFB中其他开关断开。
3.根据权利要求2所述的WLED驱动器，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄冬其，余笑，李汇，
申请(专利权)人：深圳市海思半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44