[发明专利]一种电流舵DAC电路

说明书

本发明提供一电流舵DAC电路，包括逻辑控制电路，用于根据电压脉冲信号产生一N位二进制码并在RESET信号的控制下进行复位操作；二进制码DAC转换电路，连接于逻辑控制电路，用于根据参考电压产生基准电流并将基准电流按比例镜像至N条电流支路，通过N位二进制码控制N条电流支路的N个开关管以产生电压输出；同时通过开关信号控制调节支路的开关管以产生调节电压加至二进制码DAC转换电路的输出端；比较电路，连接于二进制码DAC转换电路和逻辑控制电路，用于根据输出电压和预设电压的比较结果产生RESET信号和开关信号。通过本发明解决了现有电流舵DAC电路因输出电压调节范围过窄导致LED灯亮度受限，达不到满载等问题。

技术领域

本发明属于集成电路领域，特别是涉及一种电流舵DAC电路。

背景技术

在LED驱动芯片电路中，有时候要用到DAC转换电路，从而实现一些数字量到模拟量的转变。目前业界常用的电流舵DAC结构有三种，即二进制码结构、温度码结构和分段结构；其中二进制码结构的优点是结构简单、面积小，缺点是开关动作时输出有瞬间毛刺等问题；温度码结构的优点是单调性好、匹配精度要求不高，缺点是芯片面积消耗巨大；分段结构是二进制码结构和温度码结构的结合，低位用二进制码，高位用温度码，所以兼有二者的优点和缺点。由于LED驱动芯片不是专门的DAC芯片，所以在性能上要求不是很高，一般为了节省面积就直接选用二进制码结构的电流舵DAC。

典型的二进制码结构的电流舵DAC电路结构如图1所示，包括逻辑控制电路及与其连接的二进制码DAC转换电路，其中图2为逻辑控制电路，图3为二进制码DAC转换电路。如图2所示，现有逻辑控制电路用于生成一二进制码，当V_PULSE脉冲信号给到串联的D触发器组后，输出的Qn…Q3Q2Q1依次翻转，由最低位的二进制码0…000到最高位的二进制码1…111，其中每一位输出逻辑对应控制二进制码DAC转换电路中的一个开关管。如图3所示，现有二进制码DAC转换电路用于生成一基准电流，然后将其镜像成二进制关系的电流镜组，并最终结合二进制码输出模拟电压V_OUT。

如图2和图3所示，假设基准电流大小为I，则开关管NM_K1控制的支路电流大小为I，开关管NM_K2控制的支路电流大小为2I，开关管NM_K3控制的支路电流大小为4I，开关管NM_Kn控制的电流大小为2^n-1I。当最低位的二进制码0…000给到二进制码DAC转换电路的各开关管NM_K1至NM_Kn时，所有支路开关管都是关断的，此时输出电压V_OUT＝0*R₂＝0；当最高位的二进制码1…111给到二进制码DAC转换电路的各开关管NM_K1至NM_Kn时，所有支路开关管都是导通的，此时将电流镜像到输出，输出电压V_OUT＝(I+2I+4I+…+2^n-1I)*R₂＝(2ⁿ-1)I*R₂；当二进制码由0…000向1…111转换时，输出电压V_OUT由0到(2ⁿ-1)I*R₂逐渐增大，增大单位步长为I*R₂；也就是说，现有电路方案的输出电压范围为0到(2ⁿ-1)I*R₂，模拟分辨率为I*R₂。可见，现有电路方案的输出电压范围较窄，其具体输出电压波形如图4所示。

由于现有电路方案的输出电压调节范围过窄，通常会导致LED灯的亮度受限，达不到满载等问题；在其模拟分辨率满足条件的前提下，若使其输出电压调节范围越宽，则需要的DAC位数越多，相应的电流支路和控制逻辑就会越多，最终导致芯片面积较大等问题；若通过增大其模拟分辨率，即增大其单位阶跃步长来增大其输出电压调节范围，同时保持芯片面积基本不变，势必又会带来输出电压单位步长较大，LED灯闪和电磁干扰等问题。

发明内容