LED驱动芯片及显示装置的制作方法

本实用新型属于显示器测试领域，更具体地，涉及一种LED驱动芯片及显示装置。

背景技术：

LED是一种新型光源，具有能耗低、效率高、寿命长等特点，目前已广泛应用于各个领域，尤其是照明设备中。现有技术中，用LED驱动芯片来驱动LED负载。不同的LED负载需要LED驱动芯片输出不同的电流。

如图1所述，显示装置包括LED驱动芯片100和LED负载200。其中，LED芯片包括PWM控制模块10’、镜像电流源模块20’以及驱动模块30’，其中，PWM控制模块10’向镜像电流源模块20’提供PWM(脉冲宽度调制)信号，镜像电流源模块根据该PWM信号的调制输出电流信号给驱动模块30’，驱动模块30’将该电流信号输出给LED负载200。不同的LED负载200’需要LED驱动芯片100’输出不同的电流。

目前，一般通过在LED芯片设置一控制电阻Rc来调节LED驱动芯片的输出电流。但是根据所需要的电流计算出来的阻值对应的电阻市场上却不一定有，所以往往只能找阻值接近的电阻来替代，电流控制精确度不高，而且一旦需要更改电流大小，需要重新更换电阻，焊接排烟污染环境，而且，冲洗焊接后的PCB板也不再像之前那么美观。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种LED驱动芯片及显示装置。

根据本实用新型的一方面，提供一种LED驱动芯片，用于驱动负载电路工作，包括：PWM控制模块，用于输出PWM信号；内部基准电压模块，用于根据芯片外部输入的控制信号生成基准电压；镜像电流源模块，与所述PWM控制模块和所述内部基准电压模块连接，用于根据所述PWM信号以及所述基准电压输出镜像电流信号；驱动模块，与所述镜像电流源模块连接，用于根据所述镜像电流信号驱动LED负载工作，其中，还包括控制电阻，连接在所述基准电压和接地端之间，并且与所述镜像电流源模块连接，用于调节所述镜像电流源模块输出的所述镜像电流信号。

优选地，所述镜像电流源模块包括第一至第三场效应晶体管、第一比较器以及电源电压，所述第一比较器的正相输入端与所述PWM控制模块连接，用于接收所述PWM信号，反相输入端与所述内部基准电压模块连接，用于接收所述基准电压；所述第一场效应晶体管的栅极与第一比较器的输出端连接，源极与所述控制电阻连接，漏极与所述第二场效应晶体管的漏极连接；所述第二场效应晶体管的源极与电源电压连接，漏极与所述第一场效应晶体管的漏极相连；所述第三场效应晶体管的源极与所述电源电压连接，漏极与所述驱动模块连接，用于输出所述镜像电流信号；其中，所述第二场效应晶体管和所述第三场效应晶体管的栅极均连接至所述第一场效应晶体管的漏极。

优选地，所述第一场效应晶体管为NMOS晶体管，当所述PWM信号的电压大于所述基准电压时，所述第一场效应晶体管处于导通状态。

优选地，所述第二场效应晶体管和所述第三场效应晶体管为PMOS晶体管，当所述第一场效应晶体管的漏极处的电压小于所述电源电压时，所述第二场效应晶体管和所述第三场效应晶体管处于导通状态。

优选地，所述第二场效应晶体管和所述第三场效应晶体管为NMOS晶体管，当所述第一场效应晶体管的漏极处的电压大于所述电源电压时，所述第二场效应晶体管和所述第三场效应晶体管处于导通状态。

优选地，所述驱动模块包括多个驱动单元以及调节电阻，每个驱动单元包括第二比较器、第四场效应晶体管以及反馈电阻，其中，所述调节电阻连接在所述镜像电流源模块的输出端和接地端之间；所述第二比较器的正相输入端与所述镜像电流源模块的输出端连接，反向输入端通过所述反馈电阻与接地端相连；所述第四场效应晶体管的栅极与所述第二比较器的输出端连接，源极通过所述反馈电阻与接地端相连，漏极作为所述驱动模块的输出端。

优选地，所述第四场效应晶体管为NMOS晶体管。

根据本实用新型的另一方面，提供一种显示装置，包括上述所述的LED驱动芯片和LED负载，其中，所述LED驱动芯片向所述LED负载供电以使所述LED负载工作。

优选地，所述LED驱动芯片的驱动模块的输出端与LED负载连接。

本实用新型提供的LED驱动芯片及显示装置，通过调节镜像电流源的基准电压来调节输出电流，精度高，可以智能调节LED驱动芯片的输出电流。

附图说明

通过以下参照附图对本实用新型实施例的描述，本实用新型的上述以及其他目的、特征和优点将更为清楚，在附图中：

图1示出了根据现有技术的LED驱动芯片的电路原理图；

图2示出了根据本实用新型实施例的LED驱动芯片的结构示意图；

图3示出了根据本实用新型实施例的LED驱动芯片的电路原理图；

图4示出了根据本实用新型实施例的显示装置的电路原理图。

具体实施方式

以下将参照附图更详细地描述本实用新型的各种实施例。在各个附图中，相同的元件采用相同或类似的附图标记来表示。为了清楚起见，附图中的各个部分没有按比例绘制。

本实用新型可以各种形式呈现，以下将描述其中一些示例。

图2示出了根据本实用新型实施例提供的LED驱动芯片的结构示意图，图3示出了根据本实用新型实施例的LED驱动芯片的电路原理图。

LED驱动芯片100用于驱动负载电路工作。如图2和图3所示，LED驱动芯片100包括PWM控制模块10、镜像电流源模块20、驱动模块30和内部基准电压模块40。其中，PWM控制模块10用于输出PWM信号。

在本实施例中，PWM控制模块10从LED驱动芯片100的外部接收一PWM信号，并将该PWM信号进行处理输出给镜像电流源模块20以及驱动模块30。

内部基准电压模块40用于根据芯片外部输入的控制信号生成基准电压。

在本实施例中，内部基准电压模块40用于生成一基准电压Vref，还可以根据LED驱动芯片100外部输入的控制信号调节基准电压Vref的大小。

镜像电流源模块20与PWM控制模块10和内部基准电压模块40连接，用于根据PWM信号以及基准电压输出镜像电流信号。

驱动模块30与镜像电流源模块20连接，用于根据镜像电流信号驱动LED负载工作。

LED驱动芯片100还包括控制电阻Rc，连接在基准电压Vref和接地端GND之间，并且与镜像电流源模块20连接，用于调节镜像电流源模块20输出的镜像电流信号。

镜像电流源模块20包括第一至第三场效应晶体管(Q1-Q3)、第一比较器U1以及电源电压Vcc。

其中，第一比较器U1的正相输入端与PWM控制模块10连接，用于接收PWM信号，反相输入端与内部基准电压模块40连接，用于接收基准电压Vref。

第一场效应晶体管Q1的栅极与第一比较器U1的输出端连接，源极与控制电阻Rc连接，漏极与第二场效应晶体管Q2的漏极连接。

第二场效应晶体管Q2的源极与电源电压Vcc连接，漏极与第一场效应晶体管Q1的漏极相连。

第三场效应晶体管Q3的源极与电源电压Vcc连接，漏极与驱动模块30连接，用于输出镜像电流信号。

其中，第二场效应晶体管Q2和第三场效应晶体管Q3的栅极均连接至第一场效应晶体管Q1的漏极。

其中，第一场效应晶体管Q1为N沟道增强型MOS晶体管，栅极与源极之间的电压为U_gs，栅极与源极之间具有开启电压U_gs(th)，其中，U_gs(th)>0。当U_gs>U_gs(th)时，第一场效应晶体管Q1处于导通状态；当U_gs<U_gs(th)时，第一场效应晶体管Q1处于截止状态。

在一个优选的实施例中，第二场效应晶体管Q2和第三场效应晶体管Q3均为N沟道增强型MOS晶体管，栅极与源极之间的电压为U_gs，栅极与源极之间具有开启电压U_gs(th)，其中，U_gs(th)>0。当U_gs>U_gs(th)时，第二场效应晶体管Q2和第三场效应晶体管Q3处于导通状态；当U_gs<U_gs(th)时，第二场效应晶体管Q2和第三场效应晶体管Q3处于截止状态。

在另一个优选的实施例中，第二场效应晶体管Q2和第三场效应晶体管Q3均为P沟道增强型MOS晶体管，栅极与源极之间的电压为U_gs，栅极与源极之间具有开启电压U_gs(th)，其中，U_gs(th)<0。当U_gs<U_gs(th)时，第二场效应晶体管Q2和第三场效应晶体管Q3处于导通状态；当U_gs>U_gs(th)时，第二场效应晶体管Q2和第三场效应晶体管Q3处于截止状态。

具体地，如图3所示，第一场效应晶体管Q1、第二场效应晶体管Q2和第三场效应晶体管Q3均为NMOS晶体管。当PWM信号的电压大于基准电压Vref时，第一比较器U1的输出端的电压为PWM信号的电压，即第一场效应晶体管Q1的栅极电压为PWM信号的电压，源极电压为基准电压Vref，因此，第一场效应晶体管Q1处于导通状态。进而第二场效应晶体管Q2和第三场效应晶体管Q3的栅极电压为基准电压Vref，此时，若基准电压Vref大于电源电压Vcc时，第二场效应晶体管Q2和第三场效应晶体管Q3均处于导通状态，进而将控制电阻Rc上的电流镜像通过第三场效应晶体管Q3输出。由此可知，控制电阻Rc可固定不变，当基准电压Vref发生改变时，控制电阻Rc上的电流也会随之改变。

如图3所示，驱动模块包括多个驱动单元301以及调节电阻Ra，每个驱动单元301包括第二比较器U2、第四场效应晶体管Q4以及反馈电阻R1。

其中，调节电阻Ra连接在镜像电流源模块20的输出端和接地端GND之间。

第二比较器U2的正相输入端与镜像电流源模块20的输出端连接，反向输入端通过反馈电阻R1与接地端GND相连。

第四场效应晶体管Q4的栅极与第二比较器U2的输出端连接，源极通过反馈电阻R1与接地端GND相连，漏极作为驱动模块的输出端。

在本实施例中，第四场效应晶体管为NMOS晶体管。

本实用新型提供的LED驱动芯片及显示装置，通过调节镜像电流源的基准电压来调节输出电流，精度高，可以智能调节LED驱动芯片的输出电流。

图4示出了根据本实用新型实施例提供的显示装置的电路原理图。如图4所示，显示装置包括LED驱动芯片100和LED负载200。

其中，LED驱动芯片100向LED负载供电200以使LED负载200工作。

LED驱动芯片用于驱动负载电路工作。如图2所示，LED驱动芯片100包括PWM控制模块10、镜像电流源模块20、驱动模块30和内部基准电压模块40。其中，PWM控制模块10用于输出PWM信号。

在本实施例中，PWM控制模块10从LED驱动芯片100的外部接收一PWM信号，并将该PWM信号进行处理输出给镜像电流源模块20以及驱动模块30。

内部基准电压模块40用于根据芯片外部输入的控制信号生成基准电压。

在本实施例中，内部基准电压模块40用于生成一基准电压Vref，还可以根据LED驱动芯片100外部输入的控制信号调节基准电压Vref的大小。

镜像电流源模块20与PWM控制模块10和内部基准电压模块40连接，用于根据PWM信号以及基准电压输出镜像电流信号。

驱动模块30与镜像电流源模块20连接，用于根据镜像电流信号驱动LED负载工作。

LED驱动芯片100还包括控制电阻Rc，连接在基准电压Vref和接地端GND之间，并且与镜像电流源模块20连接，用于调节镜像电流源模块20输出的镜像电流信号。

如图3所示，镜像电流源模块20包括第一至第三场效应晶体管(Q1-Q3)、第一比较器U1以及电源电压Vcc。

其中，第一比较器U1的正相输入端与PWM控制模块10连接，用于接收PWM信号，反相输入端与内部基准电压模块40连接，用于接收基准电压Vref。

第一场效应晶体管Q1的栅极与第一比较器U1的输出端连接，源极与控制电阻Rc连接，漏极与第二场效应晶体管Q2的漏极连接。

第二场效应晶体管Q2的源极与电源电压Vcc连接，漏极与第一场效应晶体管Q1的漏极相连。

第三场效应晶体管Q3的源极与电源电压Vcc连接，漏极与驱动模块30连接，用于输出镜像电流信号。

其中，第二场效应晶体管Q2和第三场效应晶体管Q3的栅极均连接至第一场效应晶体管Q1的漏极。

其中，第一场效应晶体管Q1为N沟道增强型MOS晶体管，栅极与源极之间的电压为U_gs，栅极与源极之间具有开启电压U_gs(th)，其中，U_gs(th)>0。当U_gs>U_gs(th)时，第一场效应晶体管Q1处于导通状态；当U_gs<U_gs(th)时，第一场效应晶体管Q1处于截止状态。

在一个优选的实施例中，第二场效应晶体管Q2和第三场效应晶体管Q3均为N沟道增强型MOS晶体管，栅极与源极之间的电压为U_gs，栅极与源极之间具有开启电压U_gs(th)，其中，U_gs(th)>0。当U_gs>U_gs(th)时，第二场效应晶体管Q2和第三场效应晶体管Q3处于导通状态；当U_gs<U_gs(th)时，第二场效应晶体管Q2和第三场效应晶体管Q3处于截止状态。

在另一个优选的实施例中，第二场效应晶体管Q2和第三场效应晶体管Q3均为P沟道增强型MOS晶体管，栅极与源极之间的电压为U_gs，栅极与源极之间具有开启电压U_gs(th)，其中，U_gs(th)<0。当U_gs<U_gs(th)时，第二场效应晶体管Q2和第三场效应晶体管Q3处于导通状态；当U_gs>U_gs(th)时，第二场效应晶体管Q2和第三场效应晶体管Q3处于截止状态。

具体地，如图3所示，第一场效应晶体管Q1、第二场效应晶体管Q2和第三场效应晶体管Q3均为NMOS晶体管。当PWM信号的电压大于基准电压Vref时，第一比较器U1的输出端的电压为PWM信号的电压，即第一场效应晶体管Q1的栅极电压为PWM信号的电压，源极电压为基准电压Vref，因此，第一场效应晶体管Q1处于导通状态。进而第二场效应晶体管Q2和第三场效应晶体管Q3的栅极电压为基准电压Vref，此时，若基准电压Vref大于电源电压Vcc时，第二场效应晶体管Q2和第三场效应晶体管Q3均处于导通状态，进而将控制电阻Rc上的电流镜像通过第三场效应晶体管Q3输出。由此可知，控制电阻Rc可固定不变，当基准电压Vref发生改变时，控制电阻Rc上的电流也会随之改变。

如图3所示，驱动模块包括多个驱动单元301以及调节电阻Ra，每个驱动单元301包括第二比较器U2、第四场效应晶体管Q4以及反馈电阻R1。

其中，调节电阻Ra连接在镜像电流源模块20的输出端和接地端GND之间。

第二比较器U2的正相输入端与镜像电流源模块20的输出端连接，反向输入端通过反馈电阻R1与接地端GND相连。

第四场效应晶体管Q4的栅极与第二比较器U2的输出端连接，源极通过反馈电阻R1与接地端GND相连，漏极作为驱动模块的输出端。

在本实施例中，第四场效应晶体管为NMOS晶体管。

LED驱动芯片100的驱动模块30的输出端与LED负载200连接。

本实用新型提供的LED驱动芯片及显示装置，通过调节镜像电流源的基准电压来调节输出电流，精度高，可以智能调节LED驱动芯片的输出电流。

依照本实用新型的实施例如上文所述，这些实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该实用新型仅为所述的具体实施例。显然，根据以上描述，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本实用新型的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地利用本实用新型以及在本实用新型基础上的修改使用。本实用新型的保护范围应当以本实用新型权利要求所界定的范围为准。