专利名称：用于led通道的电流匹配的系统和方法
技术领域：
本发明涉及集成电路。更具体地，本发明提供了用于电流匹配的系统和方法。仅仅作为示例，本发明已应用于LED通道(LED channel)的电流匹配。但是将认识到，本发明具有更广泛的应用范围。
背景技术：
液晶显示器(IXD)已被广泛用在各种电子产品中。IXD面板通常不具有自发光(self-illuminating)性质。常常需要使用背光源来从IXD面板背面照射IXD面板。IXD面板的每个像素通常对来自背光源的光进行不同的过滤从而产生图像。发光二极管(LED)已被用在用于LCD的背光照明中。当多个通道的LED被实现用于背光照明时，参考电流可被提供来生成用于驱动LED的通道电流，并且为了均匀地从背后照明LCD屏幕，通道电流的误差通常不大于2%。图I是示出用于利用参考电流来驱动多个通道的LED的系统的简化传统示图。LED通道包括通道1021; , 102n，其中，η不小于1，并且这些LED通道的每个通道具有串联连接的一个或多个LED。动态余量(dynamic head room)控制单元104生成控制信号106,控制信号106由开关模式电源系统108接收。响应于控制信号106,开关模式电源系统108生成去往每个LED通道Ii^1，. . .，102n的一端的电压信号110。每个LED通道Ii^1，. . .，102n的另一端处的电压被提供给动态余量控制单元104。另夕卜，电流均衡结构112包括通道参考电流生成器116，以及通道驱动器IlS1, ... ,IlSn0通道参考电流生成器116接收参考电流120，并且生成通道驱动电流1221； . . .，122n。通道驱动电流1221; . . .，122n分别由通道驱动器1181; . . .，118n接收。然后，通道驱动器1181; , 118n将通道电流1241; , 124n分别提供给LED通道1021;,102n。通道驱动器IlS1, IlSn可以具有类似的结构并且执行类似操作。图2是示出通道驱动器1181; . . .，118n中的一个的某些组件的简化传统示图。如图所示，通道驱动器200 (例如，通道驱动器IlS1)包括运算放大器202、两个电阻器204和206以及晶体管208。例如，晶体管208是N-P-N双极结型晶体管(BJT)。在另一示例中，运算放大器202包括一个或多个N-P-N BJT。通道驱动器200接收电流信号210 (例如，通道驱动电流122J，该电流流经电阻器204 (例如，电阻器128)。运算放大器202在输入端子216处接收电压信号212，并且作为响应，生成放大信号218。放大信号218由晶体管208接收，晶体管208还被耦合到运算放大器202的另一输入端子220。结果，晶体管208生成通道电流222 (例如，通道电流124)，该通道电流222流经LED通道(例如，LED通道I(^1)、晶体管208 (例如，晶体管132)和电阻器206 (例如，电阻器130)。如图2所示，通道电流222可以基于下式来确定
权利要求
1.一种用于生成多个通道电流的系统，该系统包括 通道参考电流生成器，被配置为接收第一参考电流并且至少生成第一通道驱动电流和第二通道驱动电流； 第一通道电流分离器，被配置为接收所述第一通道驱动电流并且生成第一输入电流、第二输入电流和第三输入电流； 第二通道电流分离器，被配置为接收所述第二通道驱动电流并且生成第四输入电流、第五输入电流和第六输入电流； 第一通道驱动器，被配置为接收所述第一输入电流、所述第二输入电流和所述第三输入电流，并且生成第一通道电流；以及 第二通道驱动器，被配置为接收所述第四输入电流、所述第五输入电流和所述第六输入电流，并且生成第二通道电流； 其中 所述第一输入电流和所述第二输入电流之和等于所述第一通道驱动电流； 所述第二输入电流等于所述第三输入电流； 所述第四输入电流和所述第五输入电流之和等于所述第二通道驱动电流；以及 所述第五输入电流等于所述第六输入电流。
2.如权利要求I所述的系统，其中 所述第一通道驱动器还被配置为将所述第一通道电流输出到与第一通道相对应的一个或多个第一发光二极管；以及 所述第二通道驱动器还被配置为将所述第二通道电流输出到与第二通道相对应的一个或多个第二发光二极管。
3.如权利要求2所述的系统，其中 所述第一通道电流从所述一个或多个第一发光二极管流进所述第一通道驱动器；以及 所述第二通道电流从所述一个或多个第二发光二极管流进所述第二通道驱动器。
4.如权利要求I所述的系统，其中，所述第一通道驱动器包括 第一晶体管，该第一晶体管包括第一晶体管端子、第二晶体管端子和第三晶体管端子；以及 第二晶体管，该第二晶体管包括第四晶体管端子、第五晶体管端子和第六晶体管端子； 其中 所述第一晶体管端子和所述第四晶体管端子相耦合； 所述第二晶体管端子被配置为接收所述第二输入电流；以及 所述第五晶体管端子被配置为接收所述第三输入电流。
5.如权利要求4所述的系统，其中，所述第一通道驱动器还包括 第一电阻器，该第一电阻器与第一电阻相关联并被耦合到具有第一电压的所述第三晶体管端子；以及 第二电阻器，该第二电阻器与第二电阻相关联并被耦合到具有第二电压的所述第六晶体管端子； 其中所述第二输入电流和所述第一通道电流之和与所述第一电阻的乘积等于所述第一输入电流和所述第三输入电流之和与所述第二电阻的乘积减去失调电压； 所述失调电压等于所述第二电压与所述第一电压的大小之差。
6.如权利要求5所述的系统，其中，所述第一电阻的大小与所述第二电阻成比例。
7.如权利要求4所述的系统，其中 所述第一晶体管是第一双极结型晶体管； 所述第二晶体管是第二双极结型晶体管； 所述第一晶体管端子是第一基极端子；以及 所述第四晶体管端子是第二基极端子。
8.如权利要求7所述的系统，其中，所述第一通道驱动器还包括 第三晶体管，该第三晶体管包括第三基极端子、第七晶体管端子和第八晶体管端子； 其中 所述第三基极端子和所述第二晶体管端子相耦合； 所述第八晶体管端子、所述第一基极端子和所述第二基极端子相耦合； 所述第一晶体管被配置为在所述第八晶体管端子处从所述第三晶体管接收第一基极电流； 所述第二晶体管被配置为在所述第八晶体管端子处从所述第三晶体管接收第二基极电流；以及 所述第三晶体管被配置为接收所述第二输入电流的至少一部分来作为第三基极电流。
9.如权利要求8所述的系统，其中，所述第一通道驱动器还包括 第四晶体管，该第四晶体管包括第四基极端子、第九晶体管端子和第十晶体管端子；以及 第一电流镜电路； 其中 所述第一电流镜电路在所述第七晶体管端子处被耦合到所述第三晶体管； 所述第一电流镜电路在所述第九晶体管端子处被耦合到所述第四晶体管； 所述第四晶体管被配置为接收所述第三输入电流的至少一部分来作为所述第四基极电流；以及 所述第一电流镜电路被配置为镜像反映流经所述第三晶体管的第一电流以生成流经所述第四晶体管的第二电流，所述第四基极电流的大小等于所述第三基极电流。
10.如权利要求9所述的系统，其中，所述第四晶体管还被配置为通过另一晶体管接收所述第三输入电流的所述至少一部分来作为所述第四基极电流。
11.如权利要求9所述的系统，其中，所述第一通道驱动器还包括 第五晶体管，该第五晶体管包括第五基极端子、第十一晶体管端子和第十二晶体管端子； 其中 所述第五基极端子被耦合到所述第五晶体管端子；以及 所述第五晶体管被配置为接收所述第三输入电流的一部分来作为第五基极电流。
12.如权利要求11所述的系统，其中，所述第一通道驱动器还包括第六晶体管，该第六晶体管包括第六基极端子、第十三晶体管端子和第十四晶体管端子；以及 第二电流镜电路； 其中 所述第二电流镜电路在所述第五基极端子处被耦合到所述第五晶体管； 所述第二电流镜电路在所述第六基极端子处被耦合到所述第六晶体管；以及所述第二电流镜电路被配置为镜像反映所述第五基极电流以生成用于所述第六晶体管的第六基极电流，所述第五基极电流的大小等于所述第六基极电流。
13.如权利要求12所述的系统，其中 所述第一通道驱动器还包括第七晶体管，所述第七晶体管包括第十五晶体管端子、第十六晶体管端子和第十七晶体管端子；以及 所述第七晶体管被配置为在所述第十五晶体管端子处从所述第五晶体管接收电压信号，并且向一个或多个发光二极管输出所述第一通道电流，所述第一通道电流从所述一个或多个发光二极管流进所述第七晶体管。
14.如权利要求13所述的系统，其中，所述第七晶体管是横向扩散金属氧化物半导体(LDMOS)晶体管。
15.如权利要求I所述的系统，其中，所述第一通道电流分离器包括 第一电流镜电路，该第一电流镜电路包括第一电路分支、第二电路分支和第三电路分支，所述第一电路分支、所述第二电路分支和所述第三电路分支被相互耦合； 第二电流镜电路，该第二电流镜电路包括第四电路分支和第五电路分支，所述第四电路分支和所述第五电路分支被相互耦合；以及 第三电流镜电路，该第三电流镜电路包括第六电路分支、第七电路分支和第八电路分支，所述第六电路分支、第七电路分支和第八电路分支被相互耦合； 其中 所述第一电流镜电路被配置为在所述第一电路分支处接收第二参考电流，并且在所述第二电流分支中生成第一镜像电流，所述第一镜像电流在大小上与所述第二参考电流成比例；所述第二电流镜电路被配置为在所述第四电路分支处接收所述第一通道驱动电流，并且生成第二镜像电流，所述第二镜像电流在大小上与所述第一通道驱动电流成比例；以及所述第二电流镜电路还被配置为转移所述第二镜像电流的至少一部分来生成所述第一输入电流，所述第一输入电路与所述第一镜像电流之和在大小上等于所述第二镜像电流； 其中 所述第一电流镜电路还被配置为在所述第三电路分支中生成第三镜像电流，所述第三镜像电流在大小上与所述第二参考电流成比例； 所述第三电流镜电路被配置为在所述第六电路分支中接收所述第三镜像电流，并且在所述第七电路分支中生成所述第三输入电流，所述第三输入电流在大小上与所述第三镜像电流成比例；以及 所述第三电流镜电路还被配置为在所述第八电路分支中生成所述第二输入电流，所述第二输入电流在大小上与所述第三镜像电流成比例。
16.如权利要求15所述的系统，其中，所述第一电路分支、所述第二电路分支、所述第三电路分支、所述第四电路分支、所述第五电路分支、所述第六电路分支、所述第七电路分支和所述第八电路分支各自包括串联耦合的一个或多个晶体管。
17.如权利要求I所述的系统，其中，所述第一通道电流和所述第二通道电流在大小上相匹配。
18.一种用于生成多个通道电流的系统，该系统包括 通道参考电流生成器，被配置为接收第一参考电流并且至少生成第一通道驱动电流和第二通道驱动电流； 第一通道电流分离器，被配置为接收所述第一通道驱动电流并且生成第一输入电流、第二输入电流和第三输入电流； 第二通道电流分离器，被配置为接收所述第二通道驱动电流并且生成第四输入电流、第五输入电流和第六输入电流； 第一通道驱动器，被配置为接收所述第一输入电流、所述第二输入电流和所述第三输入电流，并且生成第一通道电流；以及 第二通道驱动器，被配置为接收所述第四输入电流、所述第五输入电流和所述第六输入电流，并且生成第二通道电流； 其中，所述第一通道驱动器包括 第一晶体管，该第一晶体管包括第一晶体管端子、第二晶体管端子和第三晶体管端子; 第二晶体管，该第二晶体管包括第四晶体管端子、第五晶体管端子和第六晶体管端子; 第一电阻器，该第一电阻器与第一电阻相关联并被耦合到具有第一电压的所述第三晶体管端子；以及 第二电阻器，该第二电阻器与第二电阻相关联并被耦合到具有第二电压的所述第六晶体管端子； 其中 所述第一晶体管端子和所述第四晶体管端子相耦合； 所述第二晶体管端子被配置为接收所述第二输入电流；以及 所述第五晶体管端子被配置为接收所述第三输入电流； 其中 所述第二输入电流和所述第一通道电流之和与所述第一电阻的乘积等于第一大小； 所述第一输入电流和所述第三输入电流之和与所述第二电阻的乘积等于第二大小； 所述第一大小等于所述第二大小减去失调电压；以及 所述失调电压等于所述第二电压和所述第一电压的大小之差。
19.如权利要求18所述的系统，其中 所述第一通道驱动器还被配置为将所述第一通道电流输出到与第一通道相对应的一个或多个第一发光二极管；以及 所述第二通道驱动器还被配置为将所述第二通道电流输出到与第二通道相对应的一个或多个第二发光二极管。
20.如权利要求19所述的系统，其中 所述第一通道电流从所述一个或多个第一发光二极管流进所述第一通道驱动器；以及 所述第二通道电流从所述一个或多个第二发光二极管流进所述第二通道驱动器。
21.如权利要求18所述的系统，其中 所述第一晶体管是第一双极结型晶体管； 所述第二晶体管是第二双极结型晶体管； 所述第一晶体管端子是第一基极端子；以及 所述第四晶体管端子是第二基极端子。
22.如权利要求21所述的系统，其中，所述第一通道驱动器还包括 第三晶体管，该第三晶体管包括第三基极端子、第七晶体管端子和第八晶体管端子； 其中 所述第三基极端子和所述第二晶体管端子相耦合； 所述第八晶体管端子、所述第一基极端子和所述第二基极端子相耦合； 所述第一晶体管被配置为在所述第八晶体管端子处从所述第三晶体管接收第一基极电流； 所述第二晶体管被配置为在所述第八晶体管端子处从所述第三晶体管接收第二基极电流；以及 所述第三晶体管被配置为接收所述第二输入电流的至少一部分来作为第三基极电流。
23.如权利要求22所述的系统，其中，所述第一通道驱动器还包括 第四晶体管，该第四晶体管包括第四基极端子、第九晶体管端子和第十晶体管端子；以及 第一电流镜电路； 其中 所述第一电流镜电路在所述第七晶体管端子处被耦合到所述第三晶体管； 所述第一电流镜电路在所述第九晶体管端子处被耦合到所述第四晶体管； 所述第四晶体管被配置为接收所述第三输入电流的至少一部分来作为所述第四基极电流；以及 所述第一电流镜电路被配置为镜像反映流经所述第三晶体管的第一电流以生成流经所述第四晶体管的第二电流，所述第四基极电流的大小等于所述第三基极电流。
24.一种用于生成多个通道电流的方法，该方法包括 接收第一参考电流； 至少生成第一通道驱动电流和第二通道驱动电流； 处理与所述第一通道驱动电流和所述第二通道驱动电流相关联的信息； 至少基于与所述第一通道驱动电流相关联的信息来生成第一输入电流、第二输入电流和第三输入电流； 处理与所述第一输入电流、所述第二输入电流和所述第三输入电流相关联的信息；至少基于与所述第二通道驱动电流相关联的信息来生成第四输入电流、第五输入电流和第六输入电流；处理与所述第四输入电流、所述第五输入电流和所述第六输入电流相关联的信息； 至少基于与所述第一输入电流、所述第二输入电流和所述第三输入电流相关联的信息来生成第一通道电流；以及 至少基于与所述第四输入电流、所述第五输入电流和所述第六输入电流相关联的信息来生成第二通道电流； 其中 所述第一输入电流和所述第二输入电流之和等于所述第一通道驱动电流； 所述第二输入电流等于所述第三输入电流； 所述第四输入电流和所述第五输入电流之和等于所述第二通道驱动电流；以及 所述第五输入电流等于所述第六输入电流。
25.一种用于生成多个通道电流的方法，该方法包括 接收第一参考电流； 至少生成第一通道驱动电流和第二通道驱动电流； 处理与所述第一通道驱动电流和所述第二通道驱动电流相关联的信息； 至少基于与所述第一通道驱动电流相关联的信息来生成第一输入电流、第二输入电流和第三输入电流； 处理与所述第一输入电流、所述第二输入电流和所述第三输入电流相关联的信息；至少基于与所述第二通道驱动电流相关联的信息来生成第四输入电流、第五输入电流和第六输入电流； 处理与所述第四输入电流、所述第五输入电流和所述第六输入电流相关联的信息； 至少基于与所述第一输入电流、所述第二输入电流和所述第三输入电流相关联的信息来生成第一通道电流；以及 至少基于与所述第四输入电流、所述第五输入电流和所述第六输入电流相关联的信息来生成第二通道电流； 其中 所述第二输入电流和所述第一通道电流之和与所述第一电阻的乘积等于第一大小； 所述第一输入电流和所述第三输入电流之和与所述第二电阻的乘积等于第二大小；以及 所述第一大小等于所述第二大小减去失调电压。
全文摘要
本发明公开了用于LED通道的电流匹配的系统和方法。提供了用于生成多个通道电流的系统和方法。该系统包括通道参考电流生成器，被配置为接收第一参考电流并且至少生成第一通道驱动电流和第二通道驱动电流；第一通道电流分离器，被配置为接收第一通道驱动电流并且生成第一输入电流、第二输入电流和第三输入电流；第二通道电流分离器，被配置为接收第二通道驱动电流并且生成第四输入电流、第五输入电流和第六输入电流；第一通道驱动器，被配置为接收第一输入电流、第二输入电流和第三输入电流，并且生成第一通道电流；以及第二通道驱动器，被配置为接收第四输入电流、第五输入电流和第六输入电流，并且生成第二通道电流。
文档编号G09G3/32GK102915701SQ20111022494
公开日2013年2月6日 申请日期2011年8月4日 优先权日2011年8月4日
发明者杨吉庆, 李萌, 朱力强, 方烈义 申请人:昂宝电子(上海)有限公司