[发明专利]输出驱动装置及输出驱动方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种输出驱动装置及输出驱动方法。

背景技术

电压电流(V2I)转换器在作为输出驱动器控制流经负载的电流时是有用的，比如发光二极管(LED)灯带。准确地说，电流模式控制器(具有低端控制)可以通过与NMOS晶体管的漏极的连接来控制流经LED的电流。使用这种类型的设置的原因是：对于多个LED来说，NMOS晶体管可以耐高压，例如延伸漏极NMOS(EDNMOS)。

V2I转换器的一种设置方式的例子是利用参考电压施加到反馈放大器的非反相节点。该放大器具有较高的开环增益，可以保证源极电压与参考电压相等。连接到放大器的输出端的NMOS晶体管(N型MOSFET)则作为源极跟随器。从NMOS晶体管的源侧到放大器的反相输入端的负反馈保证了源极不会波动，从而为V2I转换器带来较高的输出阻抗。通过参考电压和可变源极电阻(连接于NMOS晶体管的源极与地之间)，可以设定V2I转换器的输出电流。可以通过基于电阻的数／模转换器(R-DAC)来调整源极电阻，从而控制输出电流相等或相关于源极电压和源极电阻的比率、或参考电压与源极电阻的比率。

在V2I转换器设置中，需要相对较高的供电电压来控制流经负载(如发光二极管灯带)的电流，以适应于负载的正向电压，并使得漏极电压可以维持NMOS晶体管于饱和状态。电流参考电压和源极电阻中若二者之一确定，则其比率可以利用调制电压信号进行控制，例如脉冲宽度调制(PWM)，用于输出电流的开和关。这可以通过打开V2I转换器的反馈回路并同时将NMOS晶体管的栅极接地来实现。V2I转换器的最大电流由取自DAC中的电流控制信号(CC)来确定。经控制的电流改变源极电阻，从而生成不同的输出电流。在负载为LED灯带的示例中，对于CC的每个值，利用PWM来控制输出电流，进而改变平均电流，以实现LED的亮度和闪烁的调节。亮度和闪烁取决于PWM的频率，越高的频率则亮度越低、闪烁越低。

V2I转换器的另一种设置的示例利用PWM控制架构来对负载(如LED灯带)进行开关。在此种结构中，参考电压施加到反馈放大器的非反相节点，连接到放大器的输出的NMOS晶体管作为源极跟随器。在放大器的输出和NMOS晶体管之间的连接包括两个接地的连接，从而开关由PWM进行控制。NMOS晶体管的源极连接到放大器的反相节点，从而形成负反馈，并通过具有数／模转换器(R-DAC)的电阻接地。上述连接具有由PWM和CC控制的开关。此外，由于在晶体管的反相侧与地之间存在开关，所生成的负反馈回路也可被接地。为偏置负载，向其提供一个供电电压。在这种设置中，晶体管由于供电电压而具有电压应力。例如，如果晶体管的结击穿电压比用于负载的最大供电电压小，晶体管则可能因为过应压力而击穿。

发明内容

本发明提供了各种电压电流转换器控制电路及其应用的示例。

本发明的示例性实施方式提供了包括受控电流通路的方法和装置，受控电流通路包括负载(如LED灯带)，负载从受控电流通路中拉取电流。流经负载的电流是利用控制电路响应于调制电压信号的第一方面和第二方面而控制的，所述控制是通过使晶体管电路在电流导通模式和电流阻断模式之间切换而进行的。晶体管电路包括晶体管，并利用第一电流分支和第二电流分支来在两个模式之间切换。在电流导通模式下，受控电流被拉取流经第一电流分支。在电流阻断模式中，通过第一分支的受控电流被阻断。将晶体管在电流模式和电流阻断模式之间切换，使得晶体管的结不致因为流经受控电流通路中的电流出现尖峰迫近晶体管的击穿压力而产生电压应力。

此外，响应于调制电压信号(在电流导通模式下)的第一方面，本发明的方法和装置利用晶体管电路将受控电流通路中的电流导向流经第一电流分支。进一步地，响应于调制电压信号的第二方面(在电流阻断模式下)，本发明的方法和装置快速地将受控电流通路中的电流从第一电流分支转向第二电流分支，以抑制在受控电流通路中的电流尖峰并抑制结到达晶体管的击穿阈值，从而避免结击穿。