[发明专利]电流匹配的LED驱动电路

说明书

【技术领域】

本发明涉及LED(light-emitting diode)驱动电路芯片设计领域，特别涉及一种电流匹配的LED驱动电路。

【背景技术】

多路LED驱动电路被广泛应用于大屏幕LED显示器中，例如大屏幕的平板电脑、笔记本电脑、电视、或大屏幕广告牌。这些显示设备中，都由LED来提供背光源。由于LED阵列很大，需要多路LED驱动，为了保证大屏幕显示的均匀性，需要每路LED的驱动电流都尽量相等。

图1描述了一种现有技术的多路LED驱动电路，其中描述了两串LED输出的情形。图1中，运算放大器OP1将晶体管MN3的漏极调整到0.3V，晶体管MN41、MN42与MN3的栅极电压相等(由运算放大器OP2保证，OP2将电压GT调整等于晶体管MN3的栅极电压GN3。同时运算放大器OP31调整使得晶体管MN41的漏极电压DN41等于电压VD，运算放大器OP32调整使得晶体管MN42的漏极电压DN42也等于电压VD。因此晶体管MN41、MN42的栅极电压都等于晶体管MN3的栅极电压，晶体管MN41、MN42的漏极电压也都等于晶体管MN3的漏极电压，晶体管MN41、MN42、MN3的源极都接地，电压也相等。这样MN41、MN42的漏极电流正比于MN3的漏极电流，其比例为MN41、MN42相对MN3的宽长比之比。一般设计MN41和MN42的宽度和长度都相同，所以MN41和MN42的电流应该相等。但实际情况，由于工艺偏差，芯片之间，MN41漏极电流和MN42漏极电流一致性不是那么理想，可能偏差在-5％至+5％之间。减小该偏差，有利于改善大屏显示效果。首先运算放大器OP31和OP32存在输入偏差，即其正负输入端电压之间存在一定小值偏差。图1设计通过让MN3、MN41和MN42都工作在饱和区，有助于减小该偏差对电流失配的影响，虽然如此，运算放大器OP31和OP31的输入偏差仍会导致一定程度上的MN41和MN42的漏极电流失配。另外，MN41和MN42之间还存在器件本身的失配，例如其阈值电压可能存在差异，其栅氧厚度可能存在差异，沟道的实际宽度和长度之间存在差异。另外运算放大器OP2存在输入失配，导致MN41、MN42的栅极电压与MN3的栅极电压之间存在差异，这样会导致晶体管MN41、MN42的漏极电流与晶体管MN3的漏极电流比例存在芯片间偏差。

因此，亟待提出一种改进的电流匹配的LED驱动电路。

【发明内容】

本发明的目的之一在于提供一种改进的电流匹配的LED驱动电路，其能够驱动多路LED，并且保持各路LED的驱动电流具有较高一致性。

为了解决上述问题，本发明提供一种LED驱动电路，其包括：基准电流源；第一电阻，其第一连接端与所述基准电流源的输出端相连，其第二连接端与接地端相连；多个LED驱动支路，每个LED驱动支路包括可编程运算放大器、输出晶体管、驱动电阻和失调校准电路，其中所述可编程运算放大器的第一输入端与第一电阻的第一连接端，其第二输入端与驱动电阻的第一连接端相连，所述驱动电阻的第一连接端还与输出晶体管的第二连接端相连，所述驱动电阻的第二连接端与接地端相连，所述可编程运算放大器的输出端与所述输出晶体管的控制端相连，所述输出晶体管的第一连接端作为该LED驱动支路的输出端能够与被驱动的LED相连，所述失调校准电路的第一输入端与第一电阻的第一连接端，所述失调校准电路的第二输入端与所述可编程运算放大器的第二输入端相连，所述失调校准电路输出偏差校准信号给所述可编程运算放大器，所述可编程运算放大器基于所述偏差校准信号进行校准，其中第一电阻和所述匹配电阻相互匹配以尽降低相互之间的相对误差。

进一步的，第一电阻和所述匹配电阻的相对误差小于等于+/-0.1％。

进一步的，所述输出晶体管为NMOS晶体管，所述NMOS晶体管的源极为所述输出晶体管的第二连接端，所述NMOS晶体管的漏极为所述输出晶体管的第一连接端。

进一步的，所述被驱动的LED的阴极与所述LED驱动支路的输出端相连，其阳极与电源电压端相连。

进一步的，其中一个LED驱动支路中的失调校准电路的第一输入端也可连接于另一个LED驱动支路中的驱动电阻的第一连接端。