LED驱动电路、芯片及电子设备的制作方法

文档序号:31980054发布日期:2022-10-29 03:13阅读:83来源:国知局
LED驱动电路、芯片及电子设备的制作方法
led驱动电路、芯片及电子设备
技术领域
1.本技术涉及电子技术领域,尤其涉及一种led驱动电路、芯片及电子设备。


背景技术:

2.当给发光二极管(light-emitting diode,led)加上正向电压后,从p区注入到n区的空穴和由n区注入到p区的电子,在pn结附近分别与n区的电子和p区的空穴复合,产生自发辐射的荧光。从电学特性来看,led灯珠可以看成压降不同的二极管,稳压能力很强。根据颜色的不同,可将led灯珠分为红光、黄光、蓝光、白光等四种,前两种的压降在2v以下,后两种的压降在3v左右。在同等电源电压下,压降越高的led灯珠,恒流特性越难以维持。
3.调配和控制led灯的闪烁和亮度称为led驱动。led驱动电路可以包括多个驱动单元,每一个驱动单元和电源端配合驱动一个led。每一个驱动单元的功能单一,利用率较低。


技术实现要素:

4.本技术实施例提供一种led驱动电路、芯片及电子设备,以解决上述技术问题。
5.第一方面,本技术实施例提供一种led驱动电路,其包括多个驱动单元,每一个所述驱动单元包括一公共输出端,所述公共输出端能够输出第一电平或第二电平,任意两个所述公共输出端用于连接led的两端并向所述led的两端输出不同电平。
6.可选地,所述led驱动电路还包括:
7.电源端,用于输入电源电压;
8.接地端,用于接地;
9.每一个所述驱动单元包括:
10.电流源电路,所述电流源电路的第一端连接所述接地端,所述电流源电路的第二端连接所述公共输出端,所述电流源电路能够控制所述公共输出端和所述接地端之间的连接导通或断开;
11.控制电路,所述控制电路的第一端连接所述电源端,所述控制电路的第二端连接所述公共输出端,所述控制电路能够控制所述公共输出端和所述电源端之间的连接导通或断开。
12.可选地,每一个所述电流源电路包括:
13.第一电阻;
14.第一运放,所述第一运放的第一输入端用于输入参考电压;
15.第一晶体管,所述第一晶体管的第一端连接所述第一运放的第二输入端,所述第一晶体管的第一端还通过所述第一电阻接地,所述第一晶体管的第二端连接所述公共输出端,所述第一晶体管的控制端连接所述第一运放的输出端。
16.可选地,所述led驱动电路包括:
17.第一电阻;
18.第一运放,所述第一运放的第一输入端用于输入参考电压;
19.每一个所述电流源电路包括:
20.第一晶体管,所述第一晶体管的第一端连接所述第一运放的第二输入端,所述第一晶体管的第一端还通过所述第一电阻接地,所述第一晶体管的第二端连接所述公共输出端,所述第一晶体管的控制端连接所述第一运放的输出端。
21.可选地,每一个所述电流源电路还包括:
22.控制器,所述控制器的第一端连接于所述第一运放的输出端,所述控制器的第二端连接所述第一晶体管的控制端,所述控制器能够控制所述第一晶体管的导通或截止。
23.可选地,每一所述控制电路包括:
24.第二晶体管,所述第二晶体管的第一端连接所述电源端,所述第二晶体管的第二端连接所述公共输出端。
25.可选地,每一所述控制电路还包括:
26.第二运放,所述第二运放的第一输入端连接所述电源端,所述第二运放的输出端连接所述第二晶体管的控制端;
27.第三晶体管,所述第三晶体管的控制端连接所述第二运放的输出端,所述第三晶体管的第一端连接所述电源端,所述第三晶体管的第二端连接所述第二运放的第二输入端。
28.可选地,所述led驱动电路还包括:
29.第二运放,所述第二运放的第一输入端连接所述电源端,所述第二运放的输出端连接每一个所述第二晶体管的控制端;
30.第三晶体管,所述第三晶体管的控制端连接所述第二运放的输出端,所述第三晶体管的第一端连接所述电源端,所述第三晶体管的第二端连接所述第二运放的第二输入端。
31.第二方面,本技术实施例还提供一种芯片,其包括上述任意一个实施例所述的led驱动电路。
32.第三方面,本技术实施例还提供一种电子设备,其包括多个led以及上述实施例所述的芯片,所述芯片连接多个所述led。
33.可选地,所述芯片包括至少三个驱动引脚,每一个所述驱动引脚连接一个公共输出端,所述驱动引脚的数量少于所述led的数量,每一个所述led连接于两个所述公共输出端之间,每一个所述驱动引脚连接至少一个所述led的正极和至少一个所述led的负极。
34.本技术实施例中,led驱动电路中每一个驱动单元的公共输出端都能够输出第一电平或第二电平,任意两个驱动单元的公共输出端能够用于连接led的两端并向所述led的两端输出不同电平。每一个公共输出端能够输出不同的电平,这样两个公共输出端可以分别连接led的两端,即一个公共输出端连接led的正极,另一个公共输出端连接led的负极,从而驱动led。每一个驱动单元的公共输出端都能够输出第一电平或第二电平,则每一个公共输出端能够既连接一些led的正极又连接另一些led的负极,这样每一个公共输出端可以复用为不同led的正驱动端和负驱动端,方便不同的公共输出端之间合理排布多个led,并根据需要驱动不同的led。每一个驱动单元的公共输出端能够具有更多的功能,提高了每一个驱动单元的利用率。
附图说明
35.为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案,下面将对实施例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技术的一些实施例,对于本领域技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
36.为了更完整地理解本技术及其有益效果,下面将结合附图来进行以下说明,其中在下面的描述中相同的附图标号表示相同部分。
37.图1为本技术实施例提供的led驱动电路的第一种示意图。
38.图2为本技术实施例提供的led驱动电路的第二种示意图。
39.图3为本技术实施例提供的led驱动电路的第三种示意图。
40.图4为本技术实施例提供的led驱动电路的第四种示意图。
41.图5为本技术实施例提供的led驱动电路的第五种示意图。
42.图6为本技术实施例提供的led驱动电路的第六种示意图。
43.图7为本技术实施例提供的led驱动电路的第七种示意图。
44.图8为本技术实施例提供的led驱动电路的第八种示意图。
45.图9为本技术实施例提供的led驱动电路的第九种示意图。
46.图10为本技术实施例提供的led驱动电路的第十种示意图。
47.图11为图9所示驱动电路中驱动单元的结构示意图。
48.图12为本技术实施例提供的芯片和led的第一种示意图。
49.图13为本技术实施例提供的芯片和led的第二种示意图。
50.图14为图13所示led驱动电路和led的另一种示意图。
51.图15为本技术实施例提供的芯片和led的第三种示意图。
具体实施方式
52.下面将结合本技术实施例中的附图,对本技术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技术一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例,本领域技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本技术的保护范围。
53.本技术实施例中,至少一个是指一个或多个;多个,是指两个或两个以上。在本技术的描述中,“第一”、“第二”、“第三”等词汇,仅用于区分描述的目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性,也不能理解为指示或暗示顺序。
54.在本说明书中描述的参考“一种实施方式”或“一些实施方式”等意味着在本技术的一个或多个实施方式中包括结合该实施例描述的特定特征、结构或特点。由此,在本说明书中术语“包括”、“包含”、“具有”及它们的变形都意味着“包括但不限于”,除非是以其他方式另外特别强调。
55.需要指出的是,本技术实施例中“连接”可以理解为电连接,两个电学元件连接可以是两个电学元件之间的直接或间接连接。例如,a与b连接,既可以是a与b直接连接,也可以是a与b之间通过一个或多个其它电学元件间接连接。
56.本技术实施例提供一种led驱动电路,本实施例的led驱动电路可以应用在电子设
备中,电子设备可以包括该led驱动电路和与其连接的多个led,led驱动电路可以驱动多个led。作为一种示例,多个led可以包括多种颜色的led,如红色led、蓝色led、绿色led等,led驱动电路可以驱动多个led中的至少一个led显示,以通过不同颜色的led显示向用户展示不同颜色,用以提示不同的信息。例如,通过不同颜色的led显示以提示电子设备处于不同的充电状态,不同颜色的led显示以提示电子设备接收到不同的信息等。可选地,电子设备可以为手机、平板电脑、可穿戴设备、充电宝或充电器等设备。可穿戴设备可以为智能手环、智能手表、无线耳机或智能眼镜等设备。
57.在一些实施例中,请参阅图1,图1为本技术实施例提供的led驱动电路的第一种示意图。led驱动电路10用于驱动led,led驱动电路10可以包括多个驱动单元11,每一个所述驱动单元11包括一公共输出端ledcntl,所述公共输出端ledcntl能够输出第一电平或第二电平,任意两个所述公共输出端ledcntl能够用于连接led的两端并向led的两端输出不同电平。
58.其中,第一电平和第二电平为不同的电平,例如:第一电平为高电平,第二电平为低电平;或者,第一电平为低电平,第二电平为高电平。
59.每一个公共输出端ledcntl能够选择性地输出第一电平或第二电平,这样任意两个公共输出端ledcntl可以分别连接led的两端,即一个公共输出端ledcntl能够输出高电平并连接led的正极,另一个公共输出端ledcntl能够输出低电平并连接led的负极,从而驱动led。每一个公共输出端ledcntl能够既连接一些led的正极又连接另一些led的负极,这样每一个公共输出端ledcntl可以复用为不同led的正驱动端或负驱动端,方便不同的公共输出端ledcntl之间合理排布多个led,并根据需要驱动不同的led。每一个驱动单元11的公共输出端ledcntl能够具有更多的功能,提高了每一个驱动单元11的利用率。
60.驱动单元的数量可以根据需要设置。例如,驱动单元的数量可以为2个、3个或更多个。
61.在一种实施方式中,请参阅图2,图2为本技术实施例提供的led驱动电路的第二种示意图。其中,所述led驱动电路10还可以包括电源端vdd和接地端gnd,电源端vdd用于输入电源电压vbat;接地端gnd用于接地。每一个所述驱动单元11包括电流源电路112和控制电路114。所述电流源电路112的第一端连接所述接地端gnd,所述电流源电路112的第二端连接所述公共输出端ledcntl,所述电流源电路112能够控制所述公共输出端ledcntl和所述接地端gnd之间的连接导通或断开。所述控制电路114的第一端连接所述电源端vdd,所述控制电路114的第二端连接所述公共输出端ledcntl,所述控制电路114能够控制所述公共输出端ledcntl和电源端vdd之间的连接导通或断开。
62.控制电路114控制公共输出端ledcntl和电源端vdd导通时,公共输出端ledcntl输出高电平;电流源电路112控制公共输出端ledcntl与接地端gnd导通时,公共输出端ledcntl输出低电平。两个公共输出端ledcntl可以一个通过控制电路114与电源端vdd之间的连接导通并输出高电平,另一个通过电流源电路112与接地端gnd之间的连接导通并输出低电平,两个输出不同电平的公共输出端ledcntl分别连接在led的两端,从而驱动led。
63.其中,电源端vdd可以输入电源电压vbat,电源电压vbat可以根据需要设置,如12v、9v、5v或3.3v等,本实施例不对电源电压的值进行限定。电源电压vbat可以由电池提供,也可以通过其他电路如ldo(低压差线性稳压源)提供。作为一种示例,当该led驱动电路
应用于电池电量指示时,电源电压vbat可以是电池的输出电压。
64.其中,电流源电路112可以为恒流源电路,产生恒定的驱动电流以驱动led。作为一种实施方式,请参阅图3,图3为本技术实施例提供的led驱动电路的第三种示意图。电流源电路112可以包括第一运放14、第一晶体管m1和第二电阻r2。第一运放14的第一输入端用于输入参考电压vref。第一晶体管m1的第一端连接第一运放14的第二输入端,第一晶体管m1的第二端用于连接所述公共输出端,第一晶体管m1的控制端连接第一运放14的输出端。
65.第一运放14、第一晶体管m1和第二电阻r2形成驱动led的环路,其中,第一运放14、第一晶体管m1和第二电阻r2配合产生用于驱动led的驱动电流。
66.作为另一种实施方式,请参阅图4,图4为本技术实施例提供的led驱动电路的第四种示意图。led驱动电路10包括第一运放14和第二电阻r2,第一运放14的第一输入端用于输入参考电压vref。每一个所述电流源电路112包括第一晶体管m1,所述第一晶体管m1的第一端连接所述第一运放14的第二输入端,所述第一晶体管m1的第一端还通过所述第二电阻r2接地,所述第一晶体管m1的第二端连接所述公共输出端ledcntl,所述第一晶体管m1的控制端连接所述第一运放14的输出端。
67.每一个第一晶体管m1配合第一运放14和第二电阻r2形成驱动led的环路,其中,第一运放14、第一晶体管m1和第二电阻r2配合产生用于驱动led的驱动电流。可以理解的是,所有led的驱动环路共用同一个第一运放14,即产生驱动所有led的驱动电流的运放为同一个,驱动不同led的环路的驱动电流差异仅来源于不同的第一晶体管m1,相比于通过不同运放和不同晶体管产生的驱动电流而言,本实施例的led驱动电路10可以大幅减小不同led之间的电流失配误差。例如,能把不同led之间的电流失配误差控制在1%以内。提高不同led之间的匹配度,使不同led之间的驱动电流相近,从而使得不同led的亮度相近或相同等。
68.其中,上述实施例中的参考电压vref也可以根据需要设置,如200mv或300mv等,本实施例不对参考电压vref的值进行限定。
69.作为一种实施方式,第一晶体管m1可以工作在饱和区,从而与第一运放14、第二电阻r2配合输出恒定的驱动电流。作为一种示例,驱动电流i
led
可以由参考电压vref和第二电阻r2的阻值r2确定,具体可参阅公式:i
led
=vref/r2。可以理解的是,驱动led的驱动电流由第二电阻r2的阻值确定。第一运放的输出电压跟随第一运放的第一输入端输入的参考电压vref,第一晶体管m1的压降可以忽略不计,则第二电阻r2两端的电压为vref,流过第二电阻r2的电流为vref/r2。
70.作为一种实施方式,请继续参阅图3和图4,led驱动电路10还可以包括多个控制器142,每一个控制器142连接于第一运放14的输出端和一个第一晶体管m1的控制端之间,以控制第一晶体管m1的导通或截止。led驱动电路10可以通过控制器142来控制每一个第一晶体管m1的状态如导通或截止,从而控制第一晶体管m1对应的led。需要说明的是,在其他一些实施方式中,led驱动电路10也可以不设置控制器,通过第一运放或其他器件来控制第一晶体管m1的导通或截止。
71.作为一种实施方式,led驱动电路10还可以包括处理单元(图中未示出),处理单元通过一个控制器142控制其连接的第一晶体管m1导通,则该第一晶体管m1第二端所连接的公共输出端ledcntl输出低电平。同理,处理单元通过一个控制器142控制其连接的第一晶体管m1截止,则与该第一晶体管m1的第二端所连接的公共输出端ledcntl不输出低电平,此
时若公共输出端ledcntl与电源端之间的连接导通,则公共输出端ledcntl可以输出高电平;若公共输出端ledcntl与电源端之间的连接也断开,则公共输出端ledcntl处于浮空状态。
72.作为一种示例,控制器142可以包括开关,开关一端连接第一运放的输出端,开关的另一端连接第一晶体管m1的控制端,通过开关的导通或断开来实现第一晶体管m1的导通或截止。例如,当控制多个开关同时导通时,多个开关对应的第一晶体管同时导通,从而控制多个公共输出端ledcntl同时输出低电平,以配合其他输出高电平的公共输出端ledcntl对led进行驱动。当控制多个开关轮流导通时,则多个开关对应的第一晶体管轮流导通,从而控制多个公共输出端ledcntl轮流输出低电平。实际应用中,可以根据对led的工作需要控制多个开关导通的数量、顺序和时间。
73.作为一种实施方式,请继续参阅图3和图4,每一所述控制电路114可以包括第二晶体管m2,所述第二晶体管m2的第一端连接所述电源端,所述第二晶体管m2的第二端连接所述公共输出端ledcntl。通过第二晶体管m2可以控制电源端和公共输出端ledcntl之间的连接导通或断开。
74.根据上述实施方式,通过电流源电路和控制电路,可以控制每个公共输出端ledcntl选择性地连接于电源端或接地端,从而控制每个公共输出端ledcntl可选择性地输出高电平或低电平。其中,任意一个公共输出端ledcntl和电源端之间的连接以及其和接地端之间的连接不同时导通。
75.作为另一种实施方式,控制电路114还可以用于实现过流保护。请参阅图5和图6,图5为本技术实施例提供的led驱动电路的第五种示意图,图6为本技术实施例提供的led驱动电路的第六种示意图。每一所述控制电路114还可以包括第一电阻r1、第二运放122和第三晶体管m3。所述第二运放122的第一输入端用于输入参考电压vref,所述第二运放122的输出端连接所述第二晶体管m2的控制端。所述第三晶体管m3的控制端连接所述第二运放122的输出端,所述第三晶体管m3的第一端连接所述电源端,所述第三晶体管m3的第二端连接所述第二运放122的第二输入端,所述第三晶体管m3的第二端还通过所述第一电阻r1接地。
76.其中,第三晶体管m3可以工作在饱和区,第二运放122、第三晶体管m3和第一电阻r1可以配合产生一个参考限流值。当驱动led的驱动电流小于参考限流值时,第二晶体管m2工作在线性区。当驱动led的驱动电流达到参考限流值时,第二晶体管m2工作在饱和区以限制驱动电流继续上升。此时,流经第二晶体管m2的电流由第三晶体管m3流经的电流按照预设比例镜像出来。即第二运放122、第一电阻r1、第三晶体管m3和第二晶体管m2可以形成一限流单元120。
77.作为一种示例,每一个限流单元120中,第二运放122、第三晶体管m3和第一电阻r1构成一个电流源,可以产生电流isc.ref,第二晶体管m2与第三晶体管m3组成电流镜,可以按比例复制第三晶体管m3的电流isc.ref。当led正常工作、没有过流时,第二晶体管m2工作在线性区,此时第二晶体管m2与第三晶体管m3没有镜像关系;当led过流时,第二晶体管m2工作在饱和区,第二晶体管m2与第三晶体管m3形成镜像关系,可以把流经第二晶体管m2的电流限制在k*isc.ref,其中,k是电流镜的镜像比例,取决于第二晶体管m2的尺寸与第三晶体管m3的尺寸之间的比值。可以根据过流保护需求选择尺寸合适的第二晶体管m2和第三晶
体管m3,从而将k*isc.ref设置为一个较小的、不会使led过流的值,以实现对led的过流保护。
78.作为另一种实施方式,请参阅图7和图8,图7为本技术实施例提供的led驱动电路的第七种示意图,图8为本技术实施例提供的led驱动电路的第八种示意图。所述led驱动电路还可以包括第一电阻r1、第二运放122和第三晶体管m3。所述第二运放122的第一输入端用于输入参考电压vref,所述第二运放122的输出端连接每一个所述第二晶体管m2的控制端。所述第三晶体管m3的控制端连接所述第二运放122的输出端,所述第三晶体m3管的第一端连接所述电源端,所述第三晶体管m3的第二端连接所述第二运放122的第二输入端,所述第三晶体管m3的第二端还通过所述第一电阻r1接地。其中,第二运放122、第一电阻r1、第三晶体管m3和多个第二晶体管m2可以形成一限流电路12。也可以理解为,限流电路12可以包括电流生成电路12a和多个电流镜像支路12b。电流生成电路12a包括第二运放122、第三晶体管m3和第一电阻r1,第二运放的第一输入端用于接入参考电压vref,第三晶体管m3的控制端与第二运放122的输出端连接,第三晶体管m3的第一端用于输入电源电压vbat,第三晶体管m3的第二端通过第一电阻r1接地,第三晶体管m3的第二端还连接第二运放的第二输入端。
79.每一个电流镜像支路12b包括第二晶体管m2,第二晶体管m2的第一端用于输入电源电压vbat,第二晶体管m2的控制端与第二运放122的输出端连接,第二晶体管m2的第二端用于和一个第一晶体管m1的第二端连接led。
80.第二运放122、第三晶体管m3和第一电阻r1构成一个电流源(即电流生成电路),可以产生电流isc.ref,每个第二晶体管m2分别与第三晶体管m3组成电流镜,可以按比例复制第三晶体管m3的电流isc.ref。当led正常工作,没有过流时,第二晶体管m2工作在线性区,此时第二晶体管m2与第三晶体管m3没有镜像关系;当led过流时,第二晶体管m2工作在饱和区,第二晶体管m2与第三晶体管m3形成镜像关系,可以把流经第二晶体管m2的电流限制在k*isc.ref,其中,k是电流镜的镜像比例,取决于第二晶体管m2的尺寸与第三晶体管m3的尺寸之间的比值。可以根据过流保护需求选择尺寸合适的第二晶体管m2和第三晶体管m3,从而将k*isc.ref设置为一个较小的、不会使led过流的值,以实现对led的过流保护。多个电流镜像支路12b可以共用一个电流生成电路12a,即对应多个led的限流电路可以共用一个参考电流源(即电流生成电路12a),可以优化电路,减少元器件的使用,降低成本。
81.作为一种示例,上述实施例中的第一晶体管m1可以为nmos管,第二晶体管m2和第三晶体管m3可以为pmos管。
82.在一些实施例中,请参阅图9,图9为本技术实施例提供的led驱动电路的第九种示意图。led驱动电路10可以包括多个驱动单元11,每一个驱动单元11包括公共输出端ledcntl。结合图1至图8,每一个驱动单元11可以包括一个电流源电路112和一个控制电路114。电流源电路112和控制电路114的具体电路可以参阅上述实施例,在此不再赘述。其中,每一个电流源电路112可以包括一个第一晶体管m1,每一个控制电路114可以包括一个第二晶体管m2,公共输出端ledcntl连接第二晶体管m2的第二端和第一晶体管m1的第二端,任意两个驱动单元11的公共输出端ledcntl用于连接led的两端以驱动led。
83.也可以理解为,多个电流源电路112和多个控制电路114可以划分为多个驱动单元11,每一个驱动单元11至少包括一个第一晶体管m1和一个第二晶体管m2,即每一个驱动单
元11的公共输出端ledcntl同时连接第二晶体管m2的第二端和第一晶体管m1的第二端,两个驱动单元11可以连接在led的两端,从而驱动led。作为一种示例,两个驱动单元11中任意一个驱动单元11内的第二晶体管m2和第一晶体管m1可以根据控制信号择一进行工作,且两个驱动单元11可以根据控制信号,可以实现一个驱动单元11内的第二晶体管m2和另一个驱动单元11内的第一晶体管m1配合驱动led。具体地,连接在led两端的两个驱动单元11中,一个驱动单元11的第二晶体管m2工作,另一个驱动单元11的第一晶体管m1工作,即led的正极连接一个驱动单元11的第二晶体管m2,led的负极连接另一个驱动单元11的第一晶体管m1,工作电流由一个驱动单元11的第二晶体管m2流入led,再流入另一个驱动单元11的第一晶体管m1,实现对led的驱动,即两个驱动单元11配合实现对led的驱动。
84.以图6为例,其中,每一个驱动单元11可以具有三种状态,第一种状态(sink)为,第一晶体管m1导通,第二晶体管m2截止,即公共输出端ledcntl相当于第一晶体管m1的第一端。可以理解为公共输出端ledcntl处于低电位。第二种状态(source)为,第一晶体管m1截止,第二晶体管m2导通,即公共输出端ledcntl相当于第二晶体管m2的第二端。可以理解为公共输出端ledcntl处于高电位。第三种状态(floating)为,第一晶体管m1截止,第二晶体管m2也截止,即公共输出端ledcntl相当于浮空或断开。其中,任意一个处于source状态的驱动单元11的公共输出端ledcntl与任意一个处于sink状态的驱动单元11的公共输出端ledcntl可以配合实现对led的驱动。由于每一个公共输出端ledcntl的状态可以灵活控制,因此任意两个公共输出端ledcntl之间均可以连接led,且对于led的连接方向没有限制,即任意两个公共输出端ledcntl之间可以连接两个方向不同的led。如果具有n个公共输出端,则可以有n*(n-1)种led的连接方式,从而驱动至少n*(n-1)个led。当n大于2时,公共输出端ledcntl的数量可以大幅度地少于led的数量,即可以通过较少的端口实现多个led的驱动。
85.作为一种示例,请参阅图10,图10为本技术实施例提供的led驱动电路的第十种示意图。3个公共输出端ledcntl可以驱动6个led。3个公共输出端ledcntl包括公共输出端ledcntla、公共输出端ledcntlb和公共输出端ledcntlc,公共输出端ledcntla连接led1的负极、led3的正极、led5的正极和led6的负极,公共输出端ledcntlb连接led1的正极、led2的负极、led3的负极和led4的正极,公共输出端ledcntlc连接led2的正极、led4的负极、led5的负极和led6的正极,通过控制公共输出端ledcntl处于不同状态,从而可以控制不同的led,具体可参阅表1。
86.表1:
87.[0088][0089]
下面结合图6继续说明,在一些示例中,图6中三个第二晶体管m2可以相当于图10中三个开关a_rloen、b_rloen和c_rloen,图6中三个第一晶体管m1可以相当于图10中三个开关a_selb、b_sel和c_sel。当第二晶体管m2导通且第一晶体管m1截止时,驱动单元11处于sorce状态;当第二晶体管m2截止且第一晶体管m1导通时,驱动单元11处于sink状态;当第二晶体管m2和m1第一晶体管都截止时,驱动单元11处于floating状态。
[0090]
当然,在其他一些示例中,3个公共输出端ledcntl也可以根据需要驱动3个、4个或5个led。
[0091]
可以理解的是,公共输出端ledcntl的数量也可以为其他值。例如,公共输出端ledcntl的数量可以为4个,4个公共输出端ledcntl可以控制led的数量可以在4个至12个之间。当然,在其他一些示例中,led驱动电路10可以设置更多数量的驱动单元11,如5个、6个、或者更多个,每一个驱动单元11设有一个公共输出端ledcntl,多个公共输出端ledcntl可以驱动更多数量的led。
[0092]
作为另一种实施方式,请结合图4,本实施例与上述实施例的主要区别在于驱动单元的结构,即led驱动电路10的每一个驱动单元11包括一个第二晶体管m2和一个第一晶体管m1,第二晶体管m2的第一端用于输入电源电压vbat,每一个驱动单元11包括公共输出端ledcntl,公共输出端ledcntl连接第二晶体管m2的第二端和第一晶体管m1的第二端,任意两个驱动单元11的公共输出端ledcntl用于连接led的两端以驱动led。第二晶体管m2的控制端用于输入控制信号cntl,控制信号cntl可以控制第二晶体管m2的导通或截止,配合第一晶体管m1的导通或截止,可以使公共输出端ledcntl的状态为高电平、低电平或浮空。控制信号cntl可以由led驱动电路中的处理单元发出,也可以由led驱动电路之外的控制电路发出。
[0093]
由于每一个公共输出端ledcntl的状态可以灵活控制,因此任意两个公共输出端ledcntl之间均可以连接led,且对于led的连接方向没有限制,即任意两个公共输出端ledcntl之间可以连接两个方向不同的led。如果具有n个公共输出端,则可以有n*(n-1)种led的连接方式,从而驱动至少n*(n-1)个led。当n大于2时,公共输出端ledcntl的数量可以大幅度地少于led的数量,即可以通过较少的端口实现多个led的驱动。作为一种示例,如图12所示,3个公共输出端ledcntl可以驱动4个led。作为另一种示例,结合图10或图11,3个公共输出端ledcntl可以驱动6个led。
[0094]
需要说明的是,上面的各实施例中的每个led可以是单个led,也可以是多个led串并联的组合。例如,多个同向串联的led,或者多个并联的led,或者多个串并混联的led,均可以视为一个更大的led。需要说明的是,多个led的颜色可以根据需要设置,作为一个示例,多个led可以为同一种颜色的led。作为另一个示例,多个led可以为不同颜色的led。
[0095]
请继续参阅图9,作为一种实施方式,led驱动电路10还可以包括参考电压生成电路13,参考电压生成电路13可以输出参考电压vref,并将参考电压vref传输至第一运放14和每一个驱动单元11。在其他一些实施方式中,参考电压生成电路13还可以产生偏置电流,并将偏置电路传输至第一运放和限流电路。
[0096]
在一些实施例中,请结合图11,图11为图9所示驱动电路中驱动单元的结构示意图。每一个驱动单元11中,第一晶体管m1的第二端和第二晶体管m2的第二端可以连接且作为公共输出端ledcntl。每一个驱动单元11还可以包括控制器142。作为一种实施方式,控制器142可以包括电平转换器(level shifter)和开关,并通过开关控制第一晶体管m1的工作或截止。作为另一种实施方式,控制器142其还可以通过其他结构控制第一晶体管m1的通道或截止。作为一种示例,控制器142可以仅包括电平转换器(level shifter),不包括开关,电平转换器(level shifter)的输出端连接第一晶体管m1的控制端,电平转换器(level shifter)的输出端可以输出不同的电压,从而控制第一晶体管导通或截止。
[0097]
在一些实施例中,每一个驱动单元11还可以包括电流单元121,电流单元121包括第二运放122和第三晶体管m3,其中第三晶体管m3与第二晶体管m2连接形成电流镜。
[0098]
本技术实施例还提供一种芯片,芯片可以包括上述任意一个实施例中的led驱动电路。该芯片可以是但不限于是soc(system on chip,芯片级系统)芯片、sip(system in package,系统级封装)芯片。该芯片通过驱动所有led的环路共用同一个第一运放,即产生驱动所有led的驱动电流的运放为同一个,驱动不同led的环路的驱动电流差异仅来源于不同的第一晶体管,相比于通过不同运放和不同晶体管产生的驱动电流而言,本实施例的芯片可以大幅减小不同led之间的电流失配误差。例如,能把不同led之间的电流失配误差控制在1%以内。还可以使不同led之间的驱动电流相近,提高不同led之间的匹配度,如不同led的亮度相近或相同等。
[0099]
作为一种实施方式,请结合图12,图12为本技术实施例提供的芯片和led的第一种示意图。芯片20可以包括多个驱动引脚(如ledcntla、ledcntlab、ledcntlc),每一个驱动引脚连接一个第一晶体管m1的第二端和一个第二晶体管m2的第二端,也可以理解为led驱动电路中的每一个驱动单元的公共输出端ledcntl连接芯片20的一个驱动引脚,与公共输出端ledcntl连接的驱动引脚可以连接外部器件,如led等。即限流电路和电流源电路集成在芯片内,led设置在芯片外。公共输出端和led的具体连接结构可以参阅上述实施例,在此不再赘述。由于芯片20的每个驱动引脚可以被复用,所需要的驱动引脚可小于驱动的led数量。
[0100]
芯片还可以包括电源引脚和接地引脚,电源引脚可以连接外部电源,从而接入电源电压,接地引脚可以连接外部地。作为另一种实施方式,本实施方式与上述实施方式的主要区别在于,本实施方式不需要设置限流电路,请结合图11,芯片的每一个驱动引脚连接一个第一晶体管m1的第二端和一个第二晶体管的第二端,第二晶体管的第一端用于输入电源电压,第二晶体管的控制端通过控制cntl控制。作为一种示例,第二晶体管的控制端可以通过芯片内的处理单元进行控制。也可以理解为led驱动电路中的每一个驱动单元包括一个第二晶体管m2和一个第一晶体管m1,驱动单元的公共输出端ledcntl同时连接第一晶体管的第二端和第二晶体管的第二端,一个驱动单元的公共输出端ledcntl连接芯片20的一个驱动引脚,驱动引脚可以连接外部器件,如led等。公共输出端和led的具体连接结构可以参
阅上述实施例,在此不再赘述。
[0101]
本技术实施例还包括一种电子设备,电子设备包括多个led以及上述任意一个实施例所述的芯片。驱动电路或芯片连接多个led,并驱动多个led。
[0102]
请结合图1至图15,作为一种实施方式,该电子设备通过驱动所有led的环路共用同一个第一运放,即产生驱动所有led的驱动电流的运放为同一个,驱动不同led的环路的驱动电流差异仅来源于不同的第一晶体管,相比于通过不同运放和不同晶体管产生的驱动电流而言,本实施例的电子设备可以大幅减小不同led之间的电流失配误差。例如,能把不同led之间的电流失配误差控制在1%以内。还可以使不同led之间的驱动电流相近,提高不同led之间的匹配度,如不同led的亮度相近或相同等。作为另一种实施方式,该电子设备可以包括多个电流源电路,每一个电流源电路对应驱动一个led,每一个电流源电路包括第一运放、第一晶体管和第二电阻。
[0103]
作为一种实施方式,请参阅图13,图13为本技术实施例提供的芯片和led的第二种示意图。芯片的驱动引脚的数量大于两个,led的数量与驱动引脚的数量相同,每个驱动引脚对应连接一个led以独立驱动该led。此时,芯片的驱动引脚可以从第一晶体管m1的第二端引出。作为一种示例,请结合图14,图14为图13所示led驱动电路和led的另一种示意图。led驱动电路10中第一晶体管m1的第二端连接led的负极,led的正极连接电源端,从而实现芯片的每个驱动引脚对应连接一个led以独立驱动该led。
[0104]
作为一种实施方式,请参阅图15,图15为本技术实施例提供的芯片和led的第三种示意图。芯片的驱动引脚的数量大于两个,驱动引脚的数量可以为led数量的两倍,每两个驱动引脚为一对,对应连接于一个led的两端以驱动该led。此时,芯片的每一对驱动引脚可以分别从第一晶体管m1的第二端和一个第二晶体管m2第二端(限流单元的一个第二端)引出。
[0105]
作为另一种实施方式,芯片的驱动引脚的数量大于两个,led的数量多于驱动引脚的数量,任意两个驱动引脚之间连接有一个或多个led,以通过两个驱动引脚配合驱动led。作为一种示例,可参阅图12所示的实施例,在此不再赘述。
[0106]
作为一种示例,多个led可以包括多种颜色的led,如红色led、蓝色led、绿色led等,led驱动电路可以驱动多个led中任意一个led显示,以通过不同颜色的led显示向用户展示不同颜色,用以提示不同的信息。例如,通过不同颜色的led显示以提示电子设备处于不同的充电状态,不同颜色的led显示以提示电子设备接收到不同的信息等。
[0107]
本技术实施例还提供一种电子设备,本实施的电子设备与上述实施例的电子设备的主要区别在于芯片。请结合图1,电子设备包括芯片和多个led,芯片包括多个驱动单元11和多个驱动引脚ledcnil,每一个驱动单元11包括一个公共输出端ledcnil,每一个公共输出端ledcnil连接一个驱动引脚,公共输出端ledcnil即驱动引脚的状态可以为高电平、低电平或浮空。由于每一个驱动引脚的状态可以灵活控制,因此任意两个驱动引脚之间均可以连接led,且对于led的连接方向没有限制,即任意两个驱动引脚之间可以连接两个方向不同的led。如果具有n个驱动引脚,则可以有n*(n-1)种led的连接方式,从而驱动至少n*(n-1)个led。当n大于2时,驱动引脚的数量可以大幅度地少于led的数量,即可以通过较少的驱动引脚实现多个led的驱动。作为一种示例,3个公共输出端ledcntl即3个驱动引脚可以分别控制6个led。公共输出端的连接结构可以参阅上述实施例,在此不再赘述。作为另一
种示例,如图3所示,3个公共输出端ledcntl即3个驱动引脚可以分别控制4个led。作为一种可选方式,每一个驱动单元包括一个限流电路和一个恒流源电路,每一个限流电路的第一端用于输入电源电压,每一个恒流源电路的第一端用于接地,每一个限流电路的第二端和一个恒流源电路的第二端均连接于一所述驱动引脚;驱动引脚的数量大于两个,led的数量多于驱动引脚的数量,每一个驱动引脚连接至少一个led的正极和至少一个led的负极。
[0108]
其中驱动单元、限流电路和恒流源电路可以参阅上述实施例中的限流电路和恒流源电路,在此不再赘述。
[0109]
需要说明的是,作为一种实施方式,恒流源电路可以包括上述实施例中的第一运放和多个第一晶体管。即多个恒流源电路可以包括一个共用的第一运放和多个第一晶体管,具体结构可参阅上述实施例,在此不再赘述。作为另一种实施方式,每一个恒流源电路可以包括一个第一运放和一个第一晶体管,具体结构可参阅上述实施例后调整,在此不再赘述。每一个驱动单元的输出公共端连接每一个限流电路的第二端和一个恒流源电路的第二端,即每一个驱动单元的输出公共端连接一个驱动引脚。两个驱动引脚之间可以连接led,并通过其中一个驱动引脚连接的限流电路和另一个引脚连接的恒流源电路进行驱动。
[0110]
可以理解的是,可以通过复用驱动引脚来合理排布更多的led。作为一种示例,每一个驱动引脚连接2个led的正极和2个led的负极,任意2个驱动引脚可以驱动2个led,3个驱动引脚可以驱动6个led。需要说明的是,可以根据需要合理设置led,例如,可以仅设置4个或5个led。
[0111]
可以理解的是,上述实施例中的电子设备可以是但不限于体重秤、体脂秤、营养秤、红外电子体温计、脉搏血氧仪、人体成分分析仪、移动电源、无线充电器、快充充电器、车载充电器、适配器、显示器、usb(universal serial bus,通用串行总线)扩展坞、触控笔、真无线耳机、汽车中控屏、汽车、智能穿戴设备、移动终端、智能家居设备。智能穿戴设备包括但不限于智能手表、智能手环、颈椎按摩仪。移动终端包括但不限于智能手机、笔记本电脑、平板电脑、pos(point of sales terminal,销售点终端)机。智能家居设备包括但不限于智能插座、智能电饭煲、智能扫地机、智能灯。
[0112]
在上述实施例中,对各个实施例的描述都各有侧重,某个实施例中没有详述的部分,可以参见其他实施例的相关描述。
[0113]
以上,仅是本技术的较佳实施例而已,并非对本技术作任何形式上的限制,虽然本技术已以较佳实施例揭示如上,然而并非用以限定本技术,任何本领域技术人员,在不脱离本技术技术方案范围内,当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例,但凡是未脱离本技术技术方案内容,依据本技术的技术实质对以上实施例所作的任何简介修改、等同变化与修饰,均仍属于本技术技术方案的范围内。
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