电流平衡电路、电流平衡装置及显示设备的制作方法

本发明涉及电流平衡技术领域，特别涉及一种电流平衡电路、电流平衡装置及显示设备。

背景技术：

应用现有的电流平衡电路设计的LED驱动系统如图1所示。图1所示电路中，加在电阻Z1两端的电压与加在电阻Z2两端的电压相等，当电阻Z1与电阻Z2的阻值相等时，流经两灯条的电流基本相等。该电流平衡电路虽然能够将电源电流平均分成两路输出，但是基于该电路设计的驱动系统只能驱动两路负载工作，应用范围较窄。

技术实现要素：

本发明的主要目的是提供一种电流平衡电路，旨在拓宽电流平衡电路的应用范围。

为实现上述目的，本发明提出的电流平衡电路包括第一偏置端、第二偏置端、第一输入端、第二输入端、第一输出端、第二输出端、第一晶体管、第二晶体管、第三晶体管、第四晶体管、第一限流单元及第二限流单元；所述第一晶体管的输入端与所述第一输入端连接，所述第一晶体管的输出端与所述第一限流单元的输入端连接，所述第一晶体管的受控端、所述第一偏置端及所述第二晶体管的受控端互连，所述第二晶体管的输入端与所述第二输入端连接，所述第二晶体管的输出端与所述第二限流单元的输入端连接；所述第三晶体管的输入端与所述第一限流单元的输出端连接，所述第三晶体管的输出端与所述第一输出端连接，所述第三晶体管的受控端、所述第二偏置端及所述第四晶体管的受控端互连，所述第四晶体管的输入端与所述第二限流单元的输出端连接，所述第四晶体管的输出端与所述第二输出端连接。

优选地，所述第一偏置端与所述第一输入端连接，所述第二偏置端与所述第二输出端连接。

优选地，所述电流平衡电路还包括第三限流单元及第四限流单元，所述第三限流单元的输入端与所述第一偏置端连接，所述第三限流单元的输出端、所述第一晶体管的受控端及所述第二晶体管的受控端互连；所述第四限流单元的输入端、所述第三晶体管的受控端及所述第四晶体管的受控端互连，所述第四限流单元的输出端与所述第二偏置端连接。

优选地，所述第三限流单元及所述第四限流单元的阻值均可调。

优选地，所述电流平衡电路还包括第五限流单元及第六限流单元，所述第五限流单元的输入端、所述第六限流单元的输入端、所述第一限流单元的输出端及所述第二限流单元的输出端互连，其连接节点为所述电流平衡电路的公共端；所述第五限流单元的输出端与所述第三晶体管的输入端连接，所述第六限流单元的输出端与所述第四晶体管的输入端连接。

优选地，所述第一限流单元为第一电阻，所述第二限流单元为第二电阻，所述第三限流单元为第三电阻，所述第四限流单元为第四电阻，所述第五限流单元为第五电阻，所述第六限流单元为第六电阻。

优选地，所述第一晶体管为及所述第二晶体管均为NPN型三极管，所述第三晶体管及所述第四晶体管均为PNP型三极管。

本发明还提出一种电流平衡装置，该电流平衡装置包括如上所述的电流平衡电路，其中，所述电流平衡电路包括第一偏置端、第二偏置端、第一晶体管、第二晶体管、第三晶体管、第四晶体管、第一限流单元及第二限流单元；所述第一晶体管的输入端为所述电流平衡电路的第一输入端，所述第一晶体管的输出端与所述第一限流单元的输入端连接，所述第一晶体管的受控端、所述第一偏置端及所述第二晶体管的受控端互连，所述第二晶体管的输入端为所述电流平衡电路的第二输入端，所述第二晶体管的输出端与所述第二限流单元的输入端连接；所述第三晶体管的输入端与所述第一限流单元的输出端连接，所述第三晶体管的输出端为所述电流平衡电路的第一输出端，所述第三晶体管的受控端、所述第二偏置端及所述第四晶体管的受控端互连，所述第四晶体管的输入端与所述第二限流单元的输出端连接，所述第四晶体管的输出端为所述电流平衡电路的第二输出端。

本发明还提出一种显示设备，该显示设备包括电流平衡电路，该电流平衡电路与上述电流平衡电路的结构相同，此处不再赘述。

对于采用本发明提出的电流平衡电路设计的驱动系统，输入电源的正极与电流平衡电路的第一输入端之间形成第一驱动支路，输入电源的正极与电流平衡电路的第二输入端之间形成第二驱动支路，输入电源的负极与电流平衡电路的第一输出端之间形成第三驱动支路，输入电源的负极与电流平衡电路的第二输出端之间形成第四驱动支路。也就是说，基于本电流平衡电路设计的驱动系统，可以独立驱动四路负载工作。因此，相对于现有技术，本发明技术方案拓宽了电流平衡电路的应用范围。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为现有技术中电流平衡电路应用于LED驱动系统的电路结构示意图；

图2为本发明电流平衡电路第一实施例的电路结构示意图；

图3为本发明电流平衡电路第二实施例的电路结构示意图；

图4为本发明电流平衡电路第三实施例的电路结构示意图；

图5为本发明电流平衡电路第四实施例的电路结构示意图；

图6为本发明电流平衡装置应用于LED驱动系统一实施例的电路结构示意图；

图7为本发明电流平衡装置应用于LED驱动系统另一实施例的电路结构示意图；

图8为本发明电流平衡装置应用于LED驱动系统又一实施例的电路结构示意图。

附图标号说明：

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明，若本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，若该特定姿态发生改变，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本发明中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

本发明提出一种电流平衡电路及装置。

请参阅图2，在第一实施例中，电流平衡电路包括第一偏置端B1、第二偏置端B2、第一输入端IN1、第二输入端IN2、第一输出端OUT1、第二输出端OUT2、第一晶体管Q1、第二晶体管Q2、第三晶体管Q3、第四晶体管Q4、第一限流单元10及第二限流单元20。

其中，第一晶体管Q1的输入端与第一输入端IN1连接，第一晶体管Q1的输出端与第一限流单元10的输入端连接，第一晶体管Q1的受控端、第一偏置端B1及第二晶体管Q2的受控端互连，第二晶体管Q2的输入端与第二输入端IN2连接，第二晶体管Q2的输出端与第二限流单元20的输入端连接；第三晶体管Q3的输入端与第一限流单元10的输出端连接，第三晶体管Q3的输出端与第一输出端OUT1连接，第三晶体管Q3的受控端、第二偏置端B2及第四晶体管Q4的受控端互连，第四晶体管Q4的输入端与第二限流单元20的输出端连接，第四晶体管Q4的输出端与第二输出端OUT2连接。

在此，第一限流单元10与第二限流单元20的制造工艺及电性参数相同，第一晶体管Q1与第二晶体管Q2的制造工艺及电性参数相同，第三晶体管Q3与第四晶体管Q4的制造工艺及电性参数相同。

具体地，第一限流单元10为第一电阻R1，第二限流单元20为第二电阻R2。第一晶体管Q1及第二晶体管Q2均为NPN型三极管或者N-MOS管，第三晶体管Q3及第四晶体管Q4均为PNP型三极管或者P-MOS管。此处以第一晶体管Q1及第二晶体管Q2均为NPN型三极管、第三晶体管Q3及第四晶体管Q4均为PNP型三极管为例进行说明。

当本电流平衡电路处于工作状态时：

(1)由于落在第一晶体管Q1及落在第二晶体管Q2的基极电压相等，第一晶体管Q1及第二晶体管Q2的PN结压降相等，因此，落在第一晶体管Q1发射极的电压与落在第二晶体管Q2发射极的电压相等。也即，落在第一电阻R1第一端的电压与落在第二电阻R2第一端的电压相等。

(2)由于落在第三晶体管Q3及落在第四晶体管Q4的基极电压相等，第三晶体管Q3及第四晶体管Q4的PN结压降相等，因此，落在第三晶体管Q3发射极的电压与落在第四晶体管Q4发射极的电压相等。也即，落在第一电阻R1第二端的电压与落在第二电阻R2第二端的电压相等。

(3)由(1)、(2)可知，加在第一电阻R1两端的电压与加在第二电阻R2两端的电压相等，又由于第一电阻R1与第二电阻R2的制造工艺及电性参数均相等，因此，流经第一电阻R1的电流与流经第二电阻R2的电流相等。

综合(1)、(2)、(3)，在利用本电流平衡电路设计驱动系统时，输入电源VI的正极与电流平衡电路的第一输入端IN1之间形成第一驱动支路(图未标出)，输入电源VI的正极与电流平衡电路的第二输入端IN2之间形成第二驱动支路(图未标出)，输入电源VI的负极与电流平衡电路的第一输出端OUT1之间形成第三驱动支路(图未标出)，输入电源VI的负极与电流平衡电路的第二输出端OUT2之间形成第四驱动支路(图未标出)，并且，流经各驱动支路的电流大小相等。

也就是说，对于采用本电流平衡电路设计的驱动系统，可以驱动至少四路负载工作，并且流经各驱动支路的电流大小相等。因此，本电流平衡电路不仅可以实现均流功能，而且相对于现有技术，拓宽了电流平衡电路的应用范围。

基于上述的第一实施例，请参阅图3，在第二实施例中，上述第一偏置端B1与第一输入端IN1连接，第二偏置端B2与第二输出端OUT2连接。

本实施例中，由输入电源VI为第一晶体管Q1、第二晶体管Q2、第三晶体管Q3及第四晶体管Q4提供偏置。

与本实施例对应的，本发明还提出一种电流平衡装置，该电流平衡装置由图3所示的电流平衡电路集成，可以是集成芯片，也可以是独立的电子装置，形式不限。其中，电流平衡电路的第一输入端IN1及第一偏置端B1的连接节点为电流平衡装置的第一输入端IN1，电流平衡电路的第二输入端IN2为电流平衡装置的第二输入端IN2，电流平衡电路的第一输出端OUT1为电流平衡装置的第一输出端OUT1，电流平衡电路的第二输出端OUT2与第二偏置端B2的连接节点为电流平衡装置的第二输出端OUT2。

请参阅图6，若需要采用本电流平衡装置设计驱动系统驱动灯条工作，则可以使第一灯条(图未标出)的正驱动端与输入电源VI的正极连接，负驱动端与电流平衡装置的第一输入端IN1连接；第二灯条(图未标出)的正驱动端与输入电源VI的正极连接，负驱动端与电流平衡装置的第二输入端IN2连接；第三灯条(图未标出)的正驱动端与电流平衡装置的第一输出端OUT1连接，负驱动端与输入电源VI的负极连接；第四灯条(图未标出)的正驱动端与电流平衡装置的第二输出端OUT2连接，负驱动端与输入电源VI的负极连接。

图6所示的驱动系统中，流经各灯条的电流大小相等。当电流平衡装置出现损坏时，直接更换新的电流平衡装置即可，非常简便。

基于上述的第一实施例，请参阅图4，在第三实施例中，电流平衡电路还包括第三限流单元30及第四限流单元40，第三限流单元30的输入端与第一偏置端B1连接，第三限流单元30的输出端、第一晶体管Q1的受控端及第二晶体管Q2的受控端互连；第四限流单元40的输入端、第三晶体管Q3的受控端及第四晶体管Q4的受控端互连，第四限流单元40的输出端与第二偏置端B2连接。

本实施例中，由偏置电源VAUX为第一晶体管Q1、第二晶体管Q2、第三晶体管Q3及第四晶体管Q4提供偏置。这样，可以避免第一晶体管Q1的集电极与发射极之间的电压及第四晶体管Q4的集电极与发射极之间的电压被钳位，使得第一晶体管Q1及第四晶体管Q4保持电压调节功能，得到更充分的利用。

在此，第三限流单元30与第四限流单元40的制造工艺及电性参数相同。具体地，第三限流单元30为第三电阻R3，第四限流单元40为第四电阻R4。

与本实施例对应的，本发明还提出一种电流平衡装置，该电流平衡装置由图4所示的电流平衡电路集成，可以是集成芯片，也可以是独立的电子装置，形式不限。其中，电流平衡电路的第一输入端IN1为电流平衡装置的第一输入端IN1，电流平衡电路的第二输入端IN2为电流平衡装置的第二输入端IN2，电流平衡电路的第一输出端OUT1为电流平衡装置的第一输出端OUT1，电流平衡电路的第二输出端OUT2为电流平衡装置的第二输出端OUT2，电流平衡电路的第一偏置端B1为电流平衡装置的第一偏置端B1，电流平衡电路的第二偏置端B2为电流平衡装置的第二偏置端B2。

请参阅图7，若需要采用本电流平衡装置设计驱动系统驱动灯条工作，则可以使第一灯条的正驱动端与输入电源VI的正极连接，负驱动端与电流平衡装置的第一输入端IN1连接；第二灯条的正驱动端与输入电源VI的正极连接，负驱动端与电流平衡装置的第二输入端IN2连接；第三灯条的正驱动端与电流平衡装置的第一输出端OUT1连接，负驱动端与输入电源VI的负极连接；第四灯条的正驱动端与电流平衡装置的第二输出端OUT2连接，负驱动端与输入电源VI的负极连接；电流平衡装置的第一偏置端B1与偏置电源VAUX的正极连接，电流平衡装置的第二偏置端B2与偏置电源VAUX的负极连接。

图7所示的驱动系统中，流经各灯条的电流大小相等。当电流平衡装置出现损坏时，直接更换新的电流平衡装置即可，非常简便。

可以理解的是，当第三限流单元30及第四限流单元40的阻值可调时，可以根据流经晶体管集电极的电流调节第三限流单元30及第四限流单元40的阻值，使得晶体管的基极电流与集电极电流相匹配。

或者，在偏置电源VAUX的正极与电流平衡装置的第一偏置端B1之间设置一可调电阻(图为示出)。这样，在流经晶体管集电极的电流发生变化时，可以通过调节可调电阻的阻值，使得晶体管的基极电流与集电极电流相匹配。

基于上述的第三实施例，请参阅图5，在第四实施例中，电流平衡电路还包括第五限流单元50及第六限流单元60，第五限流单元50的输入端、第六限流单元60的输入端、第一限流单元40的输出端及第二限流单元20的输出端互连，其连接节点为电流平衡电路的公共端P；第五限流单元50的输出端与第三晶体管Q3的输入端连接，第六限流单元60的输出端与第四晶体管Q4的输入端连接。

本实施例中，将公共端P接地，可以使输入电源电压对地平衡。

与本实施例对应的，本发明还提出一种电流平衡装置，该电流平衡装置由图5所示的电流平衡电路集成，可以是集成芯片，也可以是独立的电子装置，形式不限。其中，电流平衡电路的第一输入端IN1为电流平衡装置的第一输入端IN1，电流平衡电路的第二输入端IN2为电流平衡装置的第二输入端IN2，电流平衡电路的第一输出端OUT1为电流平衡装置的第一输出端OUT1，电流平衡电路的第二输出端OUT2为电流平衡装置的第二输出端OUT2，电流平衡电路的第一偏置端B1为电流平衡装置的第一偏置端B1，电流平衡电路的第二偏置端B2为电流平衡装置的第二偏置端B2，电流平衡电路的公共端P为电流平衡装置的公共端P。

请参阅图8，若需要采用本电流平衡装置设计驱动系统驱动灯条工作，则可以使第一灯条的正驱动端与输入电源VI的正极连接，负驱动端与电流平衡装置的第一输入端IN连接；第二灯条的正驱动端与输入电源VI的正极连接，负驱动端与电流平衡装置的第二输入端IN2连接；第三灯条的正驱动端与电流平衡装置的第一输出端OUT1连接，负驱动端与输入电源VI的负极连接；第四灯条的正驱动端与电流平衡装置的第二输出端OUT2连接，负驱动端与输入电源VI的负极连接；电流平衡装置的第一偏置端B1与偏置电源VAUX的正极连接，电流平衡装置的第二偏置端B2与偏置电源VAUX的负极连接，电流平衡装置的公共端P接地。

图7所示的驱动系统中，流经各灯条的电流大小相等。当电流平衡装置出现损坏时，直接更换新的电流平衡装置即可，非常简便。

可以理解的是，当第三限流单元30及第四限流单元40的阻值可调时，可以根据流经晶体管集电极的电流调节第三限流单元30及第四限流单元40的阻值，值得晶体管的基极电流与集电极电流相匹配。

或者，在偏置电源VAUX的正极与电流平衡装置的第一偏置端B1之间设置一可调电阻。这样，在流经晶体管集电极的电流发生变化时，可以通过调节可调电阻的阻值，使得晶体管的基极电流与集电极电流相匹配。

本发明还提出一种显示设备，该显示设备包括电流平衡电路，该电流平衡电路的具体结构参照上述实施例，由于显示设备采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。