CN102065597A - Led串组电流均衡电路 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种LED串组电流均衡电路，其包括一定电流源、一LED串组及一电流镜单元，该LED串组包括至少两LED串，每一所述LED串由多个LED串联而成，所述电流镜单元包括至少两个三端元件，该三端元件具有第一极、第二极和第三极，所述至少两个三端元件中的第一三端元件的第二极与第三极短路连接，所述至少两个三端元件中的第二三端元件的第一极、第二极与第三极分别和第一三端元件的第一极、第二极与第三极电性连接，该三端元件与所述LED串数量相等，且与所述LED串对应串联连接，所述定电流源用来提供所有LED串所需电源。本发明实现了对总电流源的平分，消除了多电流源个体差异带来的电流不一致，同时对总电流的平分使得LED串电流微小调节中的误差减小。

Description

LED串组电流均衡电路
技术领域
本发明涉及一种LED串组电流均衡电路，尤其涉及一种定电流源LED串组电流均衡电路。
背景技术
伴随半导体发光二极管LED因其高效、寿命长、安全、环保等其他光源难以比拟的优点而普及应用。大型LED显示屏的广泛应用，要求驱动更多数量的LED，往往采用多组LED串即LED串组的形式实现。为了满足大型屏幕发光均匀性和白平衡的要求，须保证每一路驱动电流一致，设计一能为多个通路提供基本一致的恒定电流的驱动电路很关键。
电流镜技术为LED串组电流均衡电路的实现带来了方便。如图1所示，该驱动电路有定电流源10、电流镜像管11、电流镜输出驱动管13以及多个LED串12组成。定电流源10提供电流给电流镜像管11并产生漏源驱动电压信号，提供给输出驱动管13的漏极，利用电流镜的电流复制关系，就能获得足够的电流来驱动发光二极管。这种电路的缺点是需要耗费多路定电流源和两倍于LED串数量的金属-氧化物-半导体场效应管，成本高且因定电流源的个体差异导致各LED串电流一致无法保证，当LED串电流进行微小调节时误差较大。
发明内容
本发明的目的在于针对上述现有技术的不足提供一种LED串组电流均衡电路，所有的LED串平分一总定电流源电流，确保各LED串电流均衡和减小了电流调节时的误差。
为实现上述发明目的，本发明所提供的LED串组电流均衡电路包括一定电流源、一LED串组及一电流镜单元，该LED串组包括至少两LED串，每一所述LED串由多个LED串联而成，所述电流镜单元包括至少两个三端元件，该三端元件具有第一极、第二极和第三极，所述至少两个三端元件中的第一三端元件的第二极与第三极短路连接，所述至少两个三端元件中的第二三端元件的第一极、第二极与第三极分别和第一三端元件的第一极、第二极与第三极电性连接，该三端元件与所述LED串数量相等，且与所述LED串对应串联连接，所述定电流源用来提供所有LED串所需电源。
如上所述，本发明LED串组电流均衡电路通过一定电流源提供整个电路电流，电流镜的电流镜像作用使得流经各LED串的电流均衡，从而实现了对总电流源的平分，消除了多电流源个体差异带来的电流不一致，同时对总电流的平分使得LED串电流微小调节中的误差减小。
附图说明
图1为一已知LED串组电流均衡电路实例的电路图。
图2为本发明LED串组电流均衡电路一种实施例的电路图。
图3为本发明LED串组电流均衡电路另一种实施例的电路图。
上述附图中的附图标记说明如下：
发光二极管D1…Dn            定电流源10
双极结型晶体管M1…M4LED     串组12
电流镜单元16                电流镜镜像管11
金属-氧化物-半导体场效应管V1…Vn
电流镜驱动管13              第一LED串14
第二LED串15                 发射极1
集电极2                     基极3
源极4                       漏极5
栅极6
具体实施方式
为详细说明本发明的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图详细说明。
请参阅图2，本发明LED串组电流均衡电路的一种实施例包括一定电流源10、一LED串组12和一电流镜单元16。所述LED串组12由至少两个LED串(本例中为4个)组成，每一LED串由多个发光二极管(LED)串联连接而成。电流镜单元由与LED串数量相同即4个三端元件双极结型晶体管(以下出现称晶体管)M1、M2、M3和M4组成，其中晶体管M1的发射极1和集电极短路连接，晶体管M2、M3与M4的发射极1、集电极2与基极3分别和M1的发射极1、集电极2与基极3电性连接，所有的晶体管的发射极1都接地。该例中，第一极为双极结型晶体管的发射极，第二极为集电极，第三极为基极。
第一LED串14正极一端与定电流源10电性连接，负极一端与晶体管M1的集电极2电性连接，第二LED串15正极一端与定电流源10电性连接，负极一端与晶体管M2的集电极2电性连接，以此类推，所有的LED串正极一端都与定电流源10电性连接，负极一端都与对应串联的晶体管的集电极2电性连接。电流镜单元16对电流的镜像作用使得流过晶体管M2、M3、M4的集电极2的电流与流过晶体管M1集电极2的电流相等，即流过所有晶体管的集电极2的电流都相等。由于所有的晶体管的集电极2都与一个LED串电性连接，所有LED串的电流都一样，加上所有的LED串的电流都由一个定电流源10提供，所以流过各LED串的电流相等且平分定电流源10的电流IB，有四个LED串，流过任一LED串的电流就为定电流源10的电流IB的四分之一。若定电流源10提供80mA的定电流IB，则各LED串的电流都为定电流IB的四分之一即20mA；若定电流源10提供100mA的定电流，则各LED串的电流都为25mA。
从上述定电流源10的电流IB和LED串的电流变化对比发现：当LED串的电流需要由20mA增加5mA，定电流源10的电流IB可以由80mA增加至100mA，而不像已知技术图1所示中定电流源10的电流IB需要同样增加5mA，若各LED串电流要求调节幅度微小，用单一电流供电使得总电流调节量可以较大，电流源电流调节容易实现和保证电流源电流变化量准确，最大程度保证了LED串电流调节的准确和一致性。
请参阅图3，本发明LED串组电流均衡电路另一种实施例与上述第一实施例的差别仅仅在于三端元件由双极结型晶体管替换成了金属-氧化物-半导体场效应管，其包括一定电流源10、一LED串组12和一电流镜单元16。电流镜单元16由4个金属-氧化物-半导体场效应管组成，其中金属-氧化物-半导体场效应管V1的源极4和漏极5为短路连接，V2、V3与V4的源极4、漏极5与栅极6分别和V1的源极4、漏极5与栅极6电性连接。该金属-氧化物-半导体场效应管中，该第一极为源极，该第二极为漏极，该第三极为栅极。
综上所述，本发明LED串组电流均衡电路通过一定电流源10提供整个电路电流，电流镜单元16的电流镜像作用使得流经各LED串的电流均衡，从而实现了对总电流源IB的平分，消除了多电流源个体差异带来的电流不一致，同时对总电流IB的平分使得LED串电流微小调节中的误差减小。

Claims (4)

1.一种LED串组电流均衡电路，包括一定电流源、一LED串组及一电流镜单元，该LED串组包括至少两LED串，每一所述LED串由多个LED串联而成，所述电流镜单元包括至少两个三端元件，该三端元件具有第一极、第二极和第三极，所述至少两个三端元件中的第一三端元件的第二极与第三极短路连接，所述至少两个三端元件中的第二三端元件的第一极、第二极与第三极分别和第一三端元件的第一极、第二极与第三极电性连接，其特征在于：该三端元件与所述LED串数量相等，且与所述LED串对应串联连接，所述定电流源用来提供所有LED串所需电源。
2.如权利要求1所述的LED串组电流均衡电路，其特征在于：所述定电流源为一交流转直流单元或直流转直流单元。
3.如权利要求1所述的LED串组电流均衡电路，其特征在于：所述三端元件为双极结型晶体管，该第一极为发射极，该第二极为集电极，该第三极为基极。
4.如权利要求1所述的LED串组电流均衡电路，其特征在于：所述三端元件为金属-氧化物-半导体场效应管，该第一极为源极，该第二极为漏极，该第三极为栅极。
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