专利名称：一种恒流控制电路的制作方法
技术领域：
本发明属于集成电路设计领域，尤其涉及一种恒流控制电路。
背景技术：
LED作为一种低功耗的绿色光源，广泛应用于照明、背光显示等领域，其发光的特殊性，要求流过LED芯片的电流相对恒定，发光才能稳定。特别是作为显示屏的背光源，更是要求流过每路LED芯片电流的大小尽可能相等，才能达到理想的显示效果。也就是说，恒流控制电路是LED光源的必需模块。现今商用的恒流控制电路，一般都需要利用功率管(包括NM0S、PM0S、NPN和PNP功 率管)调整每路功率管相关的压降，以调整电流、达到使流经每路LED芯片的电流相等的目的。如果功率管内置，将会增加芯片面积、同时增加了芯片成本；此外，功率管的散热问题也不易解决。所以，现今通用的解决方案是将功率管外置。
发明内容
本发明的目的在于改进功率管内置的恒流控制电路的芯片面积大、成本高的缺点，利用外置的功率管，提供一种可以实现自调节、并且控制精度高的恒流控制电路。为了实现上述目的，本发明是这样实现的一种恒流控制电路，包括一个电流源输出模块和两路以上输出电路，所述的每路输出电路均包括一个恒流自动调节模块、一个功率管驱动控制模块以及由一个或多个LED灯组成的负载模块；所述每个恒流自动调节模块的输入端接所述电流源输出模块的输出端，所述每个功率管驱动控制模块分别接所述恒流自动调节模块的两个输出端，所述负载模块的第一端接第二直流电源PVDD、第二端接所述功率管驱动控制模块的输出端。本发明实施例提供的恒流控制电路，利用简单的电路结构，跟踪每路输出电路的电流变化，然后从整体上对所有支路的电流进行调节，使电流变大的支路电流减小，同时使电流变小的其他支路电流增大，所有支路共同维持一个稳定的电流值，整个系统始终处于一种动态平衡中，使得每路电流的变化幅值非常小，电流调节也更快、更精准。
图I是本发明实施例提供的恒流控制电路的结构框图；图2是本发明实施例提供的恒流控制电路中包括三路输出电路的示例电子元器件图；图3是本发明另一实施例提供的恒流控制电路中包括三路输出电路的示例电子元器件图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。本发明提供一种自调节的恒流控制电路，能为迅速发展的集成电路设计业提供一种全新的恒流控制电路结构。利用简单的电路结构，跟踪每路输出电路的电流变化，然后从整体上对所有支路的电流进行调节，所有支路共同维持一个稳定的电流值，使整个系统始终处于一种动态平衡中。图I示出了本发明实施例提供的恒流控制电路的结构框图，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分。如图所示一种恒流控制电路，包括一个电流源输出模块100和两路以上输出电路200，每路输出电路均包括一个恒流自动调节模块201、一个功率管驱动控制模块202 以及由一个或多个LED灯组成的负载模块203 ;每个恒流自动调节模块201的输入端接电流源输出模块100的输出端，每个功率管驱动控制模块202分别接恒流自动调节模块201的两个输出端，负载模块203的第一端接直流电源PVDD、第二端接功率管驱动控制模块202的输出端。作为本发明的一个实施例，所述电流源输出模块100包括一个基准电流源IBIAS和由PMOS管Ml、PMOS管M2组成的总线电流镜，PMOS管Ml、PMOS管M2的源极都接直流电源VDD，PMOS管Ml的栅极和漏极共接后与PMOS管M2的栅极相连，基准电流源IBIAS接在PMOS管Ml的漏极与地之间，PMOS管M2的漏极为电流源输出模块100的输出端。作为本发明的一个实施例，所述每个恒流自动调节模块201包括一个由PMOS管Mnl和PMOS管Mn2构成的对管、一个由NMOS管Mn3和NMOS管Mn4构成的第一电流镜、一个由PMOS管Mn5和PMOS管Mn6构成的第二电流镜、电流探测电阻Rnl和电流探测电阻Rn2 ；其中，PMOS管Mnl的栅极和PMOS管Mn2的栅极连接在一起，PMOS管Mnl栅极和PMOS管Mn2栅极的公共连接端为恒流自动调节模块201的第一输出端，电流探测电阻Rnl连接在该第一输出端与地之间，PMOS管Mnl的源极和PMOS管Mn2的源极同时接PMOS管M2的漏极，PMOS管Mnl的漏极和PMOS管Mn2的漏极同时接NMOS管Mn3的漏极，NMOS管Mn3的漏极和栅极共接后与NMOS管Mn4的栅极相连，NMOS管Mn3的源极和NMOS管Mn4的源极接地，NMOS管Mn4的漏极接PMOS管Mn5的漏极，PMOS管Mn5的栅极和漏极共接后与PMOS管Mn6的栅极相连，PMOS管Mn5的源极和PMOS管Mn6的源极都接直流电源VDD，电流探测电阻Rn2连接在PMOS管Mn6的漏极与地之间，PMOS管Mn6的漏极与电流探测电阻Rn2的公共连接端为恒流自动调节模块201的第二输出端。这里的η是大于或等于2的自然数，为多路输出电路包括的支路数目。作为本发明的一个实施例，所述每个功率管驱动控制模块202包括一个运算放大器OPnl和一个PNP型三极管Qnl ;运算放大器OPnl的正相输入端接参考电压源VREF、负相输入端接恒流自动调节模块201的第二输出端，运算放大器OPnl的输出端接PNP型三极管Qnl的基极，PNP型三极管Qnl的集电极接恒流自动调节模块201的第一输出端，PNP型三极管Qnl的发射极为功率管驱动控制模块202的输出端、接负载模块203的第二端。相对应的，这里的η是大于或等于2的自然数，为多路输出电路包括的支路数目。作为本发明的另一个实施例，所述每个功率管驱动控制模块202包括一个运算放大器OPnl和一个NMOS管Μη7 ;运算放大器OPnl的负相输入端接参考电压源VREF、正相输入端接恒流自动调节模块201的第二输出端，运算放大器OPnl的输出端接NMOS管Mn7的栅极，NMOS管Mn7的源极接恒流自动调节模块201的第一输出端，NMOS管Mn7的漏极为功率管驱动控制模块202的输出端、接负载模块203的第二端。同样的，这里的η是大于或等于2的自然数，为多路输出电路包括的支路数目。图2所示是本发明一个实施例提供的恒流控制电路中包括三路输出电路的示例电子元器件图。下面以该实施例提供的恒流控制电路为例，对其电子元器件的连接关系和工作原理作具体说明。如图2所示一种恒流控制电路，包括一个电流源输出模块和三路输出电路，每路输出电路均包括一个恒流自动调节模块、一个功率管驱动控制模块以及由多个LED灯串联组成的负载模块；电流源输出模块包括一个基准电流源IBIAS和由PMOS管Ml、PMOS管M2组成的总线电流镜，PMOS管Ml、PMOS管M2的源极都接直流电源VDD，PMOS管Ml的栅极和漏极共接后与PMOS管M2的栅极相连，基准电流源IBIAS接在PMOS管Ml的漏极与地之间，PMOS管M2的漏极为电流源输出模块的输出端；
输出电路一的恒流自动调节模块包括一个由PMOS管Mll和PMOS管M12构成的对管、一个由NMOS管M13和NMOS管M14构成的第一电流镜、一个由PMOS管Ml5和PMOS管M16构成的第二电流镜、电流探测电阻RlI和电流探测电阻R12 ;其中，PMOS管MlI的栅极和PMOS管M12的栅极连接在一起，PMOS管Mll栅极和PMOS管M12栅极的公共连接端为恒流自动调节模块的第一输出端，电流探测电阻RlI连接在该第一输出端与地之间，PMOS管MlI的源极和PMOS管M12的源极同时接PMOS管M2的漏极，PMOS管Mll的漏极和PMOS管M12的漏极同时接NMOS管M13的漏极，NMOS管M13的漏极和栅极共接后与NMOS管M14的栅极相连，NMOS管M13的源极和NMOS管M14的源极接地，NMOS管M14的漏极接PMOS管M15的漏极，PMOS管M15的栅极和漏极共接后与PMOS管M16的栅极相连，PMOS管M15的源极和PMOS管M16的源极都接直流电源VDD，电流探测电阻R12连接在PMOS管M16的漏极与地之间，PMOS管M16的漏极与电流探测电阻R12的公共连接端为恒流自动调节模块的第二输出端;在本实施例中，输出电路一的功率管驱动控制模块的功率管选用三极管，即功率管驱动控制模块包括一个运算放大器OPll和一个PNP型三极管Qll ;运算放大器OPll的正相输入端接参考电压源VREF、负相输入端接恒流自动调节模块的第二输出端，运算放大器OPll的输出端接PNP型三极管Qll的基极，PNP型三极管Qll的集电极接恒流自动调节模块的第一输出端，PNP型三极管Qll的发射极为功率管驱动控制模块的输出端、接负载模块的第二端；进一步地,在本实施例中，输出电路一的负载模块包括发光二极管DlA和发光二极管D1B，发光二极管DlA的正极接直流电源PVDD、负极接发光二极管DlB的正极，发光二极管DlB的负极接PNP型三极管Qll的发射极。相应地，输出电路二的恒流自动调节模块包括一个由PMOS管M21和PMOS管M22构成的对管、一个由NMOS管M23和NMOS管M24构成的第一电流镜、一个由PMOS管M25和PMOS管M26构成的第二电流镜、电流探测电阻R21和电流探测电阻R22 ;其中，PMOS管M21的栅极和PMOS管M22的栅极连接在一起，PMOS管M21栅极和PMOS管M22栅极的公共连接端为恒流自动调节模块的第一输出端，电流探测电阻R21连接在该第一输出端与地之间，PMOS管M21的源极和PMOS管M22的源极同时接PMOS管M2的漏极，PMOS管M21的漏极和PMOS管M22的漏极同时接NMOS管M23的漏极，NMOS管M23的漏极和栅极共接后与NMOS管M24的栅极相连，NMOS管M23的源极和NMOS管M24的源极接地，NMOS管M24的漏极接PMOS管M25的漏极，PMOS管M25的栅极和漏极共接后与PMOS管M26的栅极相连，PMOS管M25的源极和PMOS管M26的源极都接直流电源VDD，电流探测电阻R22连接在PMOS管M26的漏极与地之间，PMOS管M26的漏极与电流探测电阻R22的公共连接端为该输出电路二的恒流自动调节模块的第二输出端；输出电路二的功率管驱动控制模块包括一个运算放大器0P21和一个PNP型三极管Q21 ;运算放大器0P21的正相输入端接参考电压源VREF、负相输入端接恒流自动调节模块的第二输出端，运算放大器0P21的输出端接PNP型三极管Q21的基极，PNP型三极管Q21的集电极接恒流自动调节模块的第一输出端，PNP型三极管Q21的发射极为功率管驱动控制模块的输出端、接负载模块的第二端；输出电路二的负载模块包括发光二极管D2A和发光二极管D2B，发光二极管D2A的 正极接直流电源PVDD、负极接发光二极管D2B的正极，发光二极管D2B的负极接PNP型三极管Q21的发射极。同样的，输出电路三的恒流自动调节模块包括一个由PMOS管M31和PMOS管M32构成的对管、一个由NMOS管M33和NMOS管M34构成的第一电流镜、一个由PMOS管M35和PMOS管M36构成的第二电流镜、电流探测电阻R31和电流探测电阻R32 ;其中，PMOS管M31的栅极和PMOS管M32的栅极连接在一起，PMOS管M31栅极和PMOS管M32栅极的公共连接端为恒流自动调节模块的第一输出端，电流探测电阻R31连接在该第一输出端与地之间，PMOS管M31的源极和PMOS管M32的源极同时接PMOS管M2的漏极，PMOS管M31的漏极和PMOS管M32的漏极同时接NMOS管M33的漏极，NMOS管M33的漏极和栅极共接后与NMOS管M34的栅极相连，NMOS管M33的源极和NMOS管M34的源极接地，NMOS管M34的漏极接PMOS管M35的漏极，PMOS管M35的栅极和漏极共接后与PMOS管M36的栅极相连，PMOS管M35的源极和PMOS管M36的源极都接直流电源VDD，电流探测电阻R32连接在PMOS管M36的漏极与地之间，PMOS管M36的漏极与电流探测电阻R32的公共连接端为该输出电路三的恒流自动调节模块的第二输出端；输出电路三的功率管驱动控制模块包括一个运算放大器0P31和一个PNP型三极管Q31 ;运算放大器0P31的正相输入端接参考电压源VREF、负相输入端接恒流自动调节模块的第二输出端，运算放大器0P31的输出端接PNP型三极管Q31的基极，PNP型三极管Q31的集电极接恒流自动调节模块的第一输出端，PNP型三极管Q31的发射极为功率管驱动控制模块的输出端、接负载模块的第二端；输出电路三的负载模块包括发光二极管D3A和发光二极管D3B,发光二极管D3A的正极接直流电源PVDD、负极接发光二极管D3B的正极，发光二极管D2B的负极接PNP型三极管Q31的发射极。图2所示的上述恒流控制电路的工作原理如下在正常稳定状态下，
1D9=1DU =4b vSi = Vs2 = Vs3,并且 ID9+ID11+ID13=I=cons tan t。
3假设第一路LED负载模块的电流Il突然增大，那么节点SI的电压Vsi升高，
权利要求
1.一种恒流控制电路，包括一个电流源输出模块和两路以上输出电路，其特征在于，所述的每路输出电路均包括一个恒流自动调节模块、一个功率管驱动控制模块以及由一个或多个LED灯组成的负载模块； 所述每个恒流自动调节模块的输入端接所述电流源输出模块的输出端，所述每个功率管驱动控制模块分别接所述恒流自动调节模块的两个输出端，所述负载模块的第一端接直流电源PVDD、第二端接所述功率管驱动控制模块的输出端。
2.如权利要求I所述的恒流控制电路，其特征在于，所述电流源输出模块包括一个基准电流源IBIAS和由PMOS管Ml、PMOS管M2组成的总线电流镜，所述PMOS管Ml、PMOS管M2的源极都接直流电源VDD，所述PMOS管Ml的栅极和漏极共接后与所述PMOS管M2的栅极相连，所述基准电流源IBIAS接在所述PMOS管Ml的漏极与地之间，所述PMOS管M2的漏极为所述电流源输出模块的输出端。
3.如权利要求I所述的恒流控制电路，其特征在于，所述每个恒流自动调节模块包括一个由PMOS管Mnl和PMOS管Mn2构成的对管、一个由NMOS管Mn3和NMOS管Mn4构成的第一电流镜、一个由PMOS管Mn5和PMOS管Mn6构成的第二电流镜、电流探测电阻Rnl和电流探测电阻Rn2 ； 所述PMOS管Mnl的栅极和PMOS管Mn2的栅极连接在一起，所述PMOS管Mnl栅极和PMOS管Mn2栅极的公共连接端为所述恒流自动调节模块的第一输出端，所述电流探测电阻Rnl连接在所述第一输出端与地之间，所述PMOS管Mnl的源极和PMOS管Mn2的源极同时接所述PMOS管M2的漏极，所述PMOS管Mnl的漏极和PMOS管Mn2的漏极同时接所述NMOS管Mn3的漏极，所述NMOS管Mn3的漏极和栅极共接后与所述NMOS管Mn4的栅极相连，所述NMOS管Mn3的源极和NMOS管Mn4的源极接地，所述NMOS管Mn4的漏极接所述PMOS管Mn5的漏极，所述PMOS管Mn5的栅极和漏极共接后与所述PMOS管Mn6的栅极相连，所述PMOS管Mn5的源极和PMOS管Mn6的源极都接直流电源VDD，所述电流探测电阻Rn2连接在所述PMOS管Mn6的漏极与地之间，所述PMOS管Mn6的漏极与电流探测电阻Rn2的公共连接端为所述恒流自动调节模块的第二输出端。
4.如权利要求1-3任一项所述的恒流控制电路，其特征在于，所述每个功率管驱动控制模块包括一个运算放大器OPnl和一个PNP型三极管Qnl ； 所述运算放大器OPnl的正相输入端接参考电压源VREF、负相输入端接所述恒流自动调节模块的第二输出端，所述运算放大器OPnl的输出端接所述PNP型三极管Qnl的基极，所述PNP型三极管Qnl的集电极接所述恒流自动调节模块的第一输出端，所述PNP型三极管Qnl的发射极为所述功率管驱动控制模块的输出端、接所述负载模块的第二端。
5.如权利要求1-3任一项所述的恒流控制电路，其特征在于，所述每个功率管驱动控制模块包括一个运算放大器OPnl和一个NMOS管Mn7 ； 所述运算放大器OPnl的负相输入端接参考电压源VREF、正相输入端接所述恒流自动调节模块的第二输出端，所述运算放大器OPnl的输出端接所述NMOS管Mn7的栅极，所述NMOS管Mn7的源极接所述恒流自动调节模块的第一输出端，所述NMOS管Mn7的漏极为所述功率管驱动控制模块的输出端、接所述负载模块的第二端。
全文摘要
本发明属于集成电路设计领域，尤其涉及一种恒流控制电路。本发明实施例提供的恒流控制电路，利用简单的电路结构，跟踪每路输出电路的电流变化，然后整体对所有输出电路的电流进行调节，使得每路电流的变化幅值非常小、电流调节更迅速和精确；每路输出电路只需一套对管、两组电流镜、两个电阻、一个运算放大器和一个功率管，相比同类电路，省去了大量的数字逻辑和复杂的比较器。
文档编号H05B37/02GK102811536SQ20121023519
公开日2012年12月5日 申请日期2012年7月9日 优先权日2012年7月9日
发明者喻召福, 白骥, 邵彦生, 罗贤亮 申请人:深圳创维－Rgb电子有限公司