一种LED驱动电路及控制方法技术

本发明专利技术公开的一种LED驱动电路及控制方法，其中电路包括第一场效应管，第一场效应管的漏极输出工作电流；充电模块，与第一场效应管的栅极相连为其栅极充电以控制输出工作电流的上升斜率；放电模块，与第一场效应管的栅极相连为其栅极放电以控制输出工作电流的下降斜率；信号发生模块，输出脉宽调制信号；比较器的第一输入端与第一场效应管的栅极相连，比较器的第二输入端与目标电压相连，比较器的第一输出端输出切换信号；逻辑控制模块，连接在信号发生模块、比较器与充电模块、放电模块之间，逻辑控制模块根据脉宽调制信号和切换信号控制充电模块和放电模块的导通及关断。本发明专利技术公开的一种LED驱动电路及控制方法，可控制输出工作电流的斜率变化。出工作电流的斜率变化。出工作电流的斜率变化。

【技术实现步骤摘要】
一种LED驱动电路及控制方法


[0001]本专利技术涉及芯片
，特别涉及一种LED驱动电路及控制方法。

技术介绍

[0002]LED驱动芯片通过内部的高精度电流源及相应驱动级电路，将前端输入的相应的脉宽控制信号，即PWM信号，转化为所需的输出电流方波用以驱动外部的发光灯珠，即LED，从而实现产生所需的不同亮度的控制。
[0003]无论是直显LED系统还是背光LED系统，都对电磁干扰(即EMI)有着严格的要求，而系统中LED驱动芯片输出的PWM方波大电流为EMI问题的最大贡献来源。
[0004]为了提升系统EMI特性，一般对LED驱动芯片中的驱动级的输出PWM电流的变化率有着严格要求，无论电流导通速度还是关断速度，一般需要电流沿变化控制在50ns
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500ns范围。同时对于较慢的电流沿变化，当显示低灰亮度时，即PWM脉宽非常窄的时候，受控的电流沿持续时间相对PWM脉宽占比会增加，因为芯片生产的工艺变化，会产生较大的误差，从而在低灰显示的时候出现低灰一致性差的表现。
[0005]如图1所示，传统的输出电流斜率控制的LED驱动电路通常采用可控电阻实现。具体方法是通过控制驱动级到最后开关管10的串联电阻R1和关闭时候开关管10放电电阻R2的阻值，控制最终输出电流的变化斜率，从而获得电磁兼容EMI和电源噪声上的提升。
[0006]然而由于充电初始斜率由运放输出电压和开关管10栅极电压的电压差除以电阻R1阻值决定，而放电初始斜率由开关管10栅极稳态电压和参考地电压的电压差除以电阻R2阻值决定，即使R1和R2完全匹配，两个斜率随着工艺角偏差，即两个电压差不可能保持恒定或者相同，故而最后输出电流的上升沿和下降沿无法达到完美补偿，即图2中T1
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T2的时间宽度和T3
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T4的时间宽度不一致，导致低灰精度偏移且片间不一致。
[0007]因此，有必要对现有技术予以改良以克服现有技术中的所述缺陷。

技术实现思路

[0008]本专利技术的目的是提供一种LED驱动电路及控制方法，可控制输出工作电流的斜率变化。
[0009]为了解决上述技术问题，第一方面，本专利技术提供一种LED驱动电路，包括：
[0010]第一场效应管，所述第一场效应管的漏极输出工作电流；
[0011]充电模块，与所述第一场效应管的栅极相连为所述第一场效应管的栅极充电以控制输出工作电流的上升斜率；
[0012]放电模块，与所述第一场效应管的栅极相连为所述第一场效应管的栅极放电以控制输出工作电流的下降斜率；
[0013]信号发生模块，输出脉宽调制信号；
[0014]所述比较器的第一输入端与所述第一场效应管的栅极相连，所述比较器的第二输入端与目标电压相连，所述比较器的第一输出端输出切换信号；
[0015]逻辑控制模块，连接在所述信号发生模块、比较器与所述充电模块、放电模块之间，逻辑控制模块根据所述脉宽调制信号和切换信号控制所述充电模块和放电模块的导通以及关断。
[0016]作为优选，当所述脉宽调制信号为高电平信号、且所述第一场效应管的栅极电压小于所述目标电压时，所述充电模块导通、所述放电模块关断；
[0017]当所述脉宽调制信号为低电平信号时，所述充电模块关断、所述放电模块导通。
[0018]作为优选，所述逻辑控制模块包括：
[0019]第一与门，所述第一与门的第三输入端与所述信号发生模块相连，所述第一与门的第四输入端与所述比较器的第一输出端相连，所述第四输入端为反相输入端，所述第一与门的第二输出端与所述充电模块相连；
[0020]非门，所述非门的第五输入端与所述信号发生模块相连，所述非门的第三输出端与所述放电模块相连。
[0021]作为优选，所述充电模块包括：
[0022]充电电流源，与所述第一场效应管的栅极相连；
[0023]第一开关，与所述充电电流源串联，所述第一与门的第二输出端与所述第一开关相连。
[0024]作为优选，所述放电模块包括：
[0025]放电电流源，连接在所述第一场效应管栅极和地之间；
[0026]第二开关，与所述放电电流源串联，所述非门的第三输出端与所述第二开关相连。
[0027]作为优选，所述LED驱动电路还包括：
[0028]基准电流模块，连接在所述第一场效应管的栅极和源极之间为所述第一场效应管提供输出目标电流；
[0029]所述逻辑控制模块连接在所述信号发生模块、比较器与所述基准电流模块之间，并根据所述脉宽调制信号和切换信号控制所述基准电流模块的导通以及关断。
[0030]作为优选，当所述脉宽调制信号为高电平信号、且所述第一场效应管的栅极电压大于或等于所述目标电压时，所述充电模块关断、所述放电模块关断、所述基准电流模块导通。
[0031]作为优选，所述逻辑控制模块还包括：
[0032]第二与门，所述第二与门的第六输入端与所述信号发生模块相连，所述第二与门的第七输入端与所述比较器的第一输出端相连，所述第二与门的第四输出端与所述基准电流模块相连。
[0033]作为优选，所述基准电流模块包括：
[0034]误差放大器，所述误差放大器的第八输入端与第一基准电压相连；
[0035]第三开关，连接在所述误差放大器的第五输出端和所述第一场效应管的栅极之间，所述第二与门的第四输出端与所述第三开关相连；
[0036]第二场效应管，所述第二场效应管的栅极与第二基准电压相连，所述第二场效应管的漏极分别与所述误差放大器的第九输入端和所述第一场效应管的源极相连，所述第二场效应管源极接地设置。
[0037]作为优选，所述LED驱动电路还包括与所述第一场效应管的栅极相连的保护模块，
所述保护模块包括连接在所述第一场效应管的栅极与接地之间的第四开关。
[0038]第二方面，本专利技术还提出一种LED驱动电路的控制方法，包括：
[0039]设置如第一方面所述的LED驱动电路；
[0040]输出脉宽调制信号；
[0041]比较第一场效应管的栅极电压和目标电压的大小，并输出切换信号；
[0042]根据脉宽调制信号和切换信号控制充电模块和放电模块的导通以及关断。
[0043]作为优选，所述根据脉宽调制信号和切换信号控制充电模块和放电模块的导通以及关断包括：
[0044]判断所述脉宽调制信号是否为低电平信号，若是，则控制所述充电模块关断、控制所述放电模块导通为所述第一场效应管的栅极放电以控制输出工作电流的下降斜率；
[0045]若否，则判断所述第一场效应管的栅极电压是否小于所述目标电压，若是，则控制所述充电模块导通为所述第一场效应管的栅极充电以控制输出工作电流的上升斜率、控制所述放电模块关断。
[0046]作为优选，在控制充电模块和放电模块的导通以及关断的同时，根据脉宽调制信号和切换信号同步控制基准电流模块的导通以及关断本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种LED驱动电路，其特征在于，包括：第一场效应管，所述第一场效应管的漏极输出工作电流；充电模块，与所述第一场效应管的栅极相连为所述第一场效应管的栅极充电以控制输出工作电流的上升斜率；放电模块，与所述第一场效应管的栅极相连为所述第一场效应管的栅极放电以控制输出工作电流的下降斜率；信号发生模块，输出脉宽调制信号；所述比较器的第一输入端与所述第一场效应管的栅极相连，所述比较器的第二输入端与目标电压相连，所述比较器的第一输出端输出切换信号；逻辑控制模块，连接在所述信号发生模块、比较器与所述充电模块、放电模块之间，逻辑控制模块根据所述脉宽调制信号和切换信号控制所述充电模块和放电模块的导通以及关断。2.根据权利要求1所述的LED驱动电路，其特征在于，当所述脉宽调制信号为高电平信号、且所述第一场效应管的栅极电压小于所述目标电压时，所述充电模块导通、所述放电模块关断；当所述脉宽调制信号为低电平信号时，所述充电模块关断、所述放电模块导通。3.根据权利要求2所述的LED驱动电路，其特征在于，所述逻辑控制模块包括：第一与门，所述第一与门的第三输入端与所述信号发生模块相连，所述第一与门的第四输入端与所述比较器的第一输出端相连，所述第四输入端为反相输入端，所述第一与门的第二输出端与所述充电模块相连；非门，所述非门的第五输入端与所述信号发生模块相连，所述非门的第三输出端与所述放电模块相连。4.根据权利要求3所述的LED驱动电路，其特征在于，所述充电模块包括：充电电流源，与所述第一场效应管的栅极相连；第一开关，与所述充电电流源串联，所述第一与门的第二输出端与所述第一开关相连。5.根据权利要求3所述的LED驱动电路，其特征在于，所述放电模块包括：放电电流源，连接在所述第一场效应管栅极和地之间；第二开关，与所述放电电流源串联，所述非门的第三输出端与所述第二开关相连。6.根据权利要求1
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5任一项所述的LED驱动电路，其特征在于，所述LED驱动电路还包括：基准电流模块，连接在所述第一场效应管的栅极和源极之间为所述第一场效应管提供输出目标电流；所述逻辑控制模块连接在所述信号发生模块、比较器与所述基准电流模块之间，并根据所述脉宽调制信号和切换信号控制所述基准电流模块的导通以及关断。7.根据权利要求6所述的LED驱动电路，其特征在于，当所述脉宽调制信号为高电平信号、且所述第一场效应管的栅极电压...

【专利技术属性】
技术研发人员：熊巍巍，李路，王瑾，
申请(专利权)人：苏州中科华矽半导体科技有限公司，
类型：发明
国别省市：