CN102970789A - 驱动电路与用于驱动电路的错误侦测方法与错误侦测电路 - Google Patents

驱动电路与用于驱动电路的错误侦测方法与错误侦测电路 Download PDF

Info

Publication number
CN102970789A
CN102970789A CN2012103203988A CN201210320398A CN102970789A CN 102970789 A CN102970789 A CN 102970789A CN 2012103203988 A CN2012103203988 A CN 2012103203988A CN 201210320398 A CN201210320398 A CN 201210320398A CN 102970789 A CN102970789 A CN 102970789A
Authority
CN
China
Prior art keywords
switch
transistor
couples
voltage
capacitor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN2012103203988A
Other languages
English (en)
Other versions
CN102970789B (zh
Inventor
庄又春
普瑞昀
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
DIANJING SCIENCE AND TECHNOLOGY Co Ltd
Silicon Technology Inc
Original Assignee
DIANJING SCIENCE AND TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by DIANJING SCIENCE AND TECHNOLOGY Co Ltd filed Critical DIANJING SCIENCE AND TECHNOLOGY Co Ltd
Publication of CN102970789A publication Critical patent/CN102970789A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN102970789B publication Critical patent/CN102970789B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05F—SYSTEMS FOR REGULATING ELECTRIC OR MAGNETIC VARIABLES
    • G05F3/00—Non-retroactive systems for regulating electric variables by using an uncontrolled element, or an uncontrolled combination of elements, such element or such combination having self-regulating properties
    • G05F3/02—Regulating voltage or current
    • G05F3/08—Regulating voltage or current wherein the variable is dc
    • G05F3/10—Regulating voltage or current wherein the variable is dc using uncontrolled devices with non-linear characteristics
    • G05F3/16—Regulating voltage or current wherein the variable is dc using uncontrolled devices with non-linear characteristics being semiconductor devices
    • G05F3/20—Regulating voltage or current wherein the variable is dc using uncontrolled devices with non-linear characteristics being semiconductor devices using diode- transistor combinations
    • G05F3/26—Current mirrors
    • G05F3/262—Current mirrors using field-effect transistors only
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B45/00—Circuit arrangements for operating light-emitting diodes [LED]
    • H05B45/30—Driver circuits
    • H05B45/395—Linear regulators
    • H05B45/397—Current mirror circuits
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B45/00—Circuit arrangements for operating light-emitting diodes [LED]
    • H05B45/50—Circuit arrangements for operating light-emitting diodes [LED] responsive to malfunctions or undesirable behaviour of LEDs; responsive to LED life; Protective circuits
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B20/00—Energy efficient lighting technologies, e.g. halogen lamps or gas discharge lamps
    • Y02B20/30—Semiconductor lamps, e.g. solid state lamps [SSL] light emitting diodes [LED] or organic LED [OLED]

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Amplifiers (AREA)

Abstract

本发明公开了一种驱动发光装置的低输出电压驱动电路，所述驱动电路中包括有失调消除电路，以及位准移位器，从而提升驱动电流的准确度。再者，本发明通过使用一种错误侦测电路与方法来侦测驱动电路的最小输出电压，判断驱动电路是否正常运作。

Description

驱动电路与用于驱动电路的错误侦测方法与错误侦测电路
技术领域
本发明涉及一种驱动电路，特别是有关一种用以驱动发光装置的一种低输出电压驱动电路，以及相关的错误侦测电路以及方法。
背景技术
如图1所示，传统的定电流驱动电路通常用来产生驱动电流，以驱动负载装置。一般来说，用于驱动发光装置(light-emitting diode,LED)的电流驱动电路通常需要高输出阻抗。高输出阻抗可通过降低沟道长度调制效应(channel length modulation)来达成，或者是将驱动电路迭接来达成(如图2所示)。这两种方式都有些不完善的地方；前者的问题在于：电路设计上必须在电流准确度与电路面积两者之间妥协，所以这并不是个很好的方式，因为为了达到较高的电流准确度，实际上必须牺牲电压转换速率(slew rate)。而后者则使用负反馈环路，以大约(2+gm*ro)的倍率来增加输出阻抗，因此输出阻抗通过增益环路来增加，但却可能需要使用具有较短沟道长度的晶体管来实现驱动电路。然而，这样的电路实现方式并不利于低输出电压的设计。
美国专利证号6,194,967号的专利案，公开一种通过电流镜电路与主动反馈来实现驱动电路的方式。如此案所公开，运算放大器被用在电流镜电路的设置中，使得电流镜电路中相对应的端点电压维持一致。然而，由于此案所公开的电流镜电流的输出部分包含有两个迭接的晶体管，迭接的晶体管提高了输出电压的电压位准，导致功率增加，并且大面积的驱动电路亦增加寄生电容，降低电压转换速率。此外，当晶体管操作在三极管区(triode region)时，并不只是如在先申请案乐观般的指出阈值电压的影响会减少,还有输出电压对电流的影响会增加，因此会造成迭接的晶体管无法提供准确度高的输出电流。亦即，尽管电流镜电路的设置可以良好地控制晶体管的栅极电压，但是却无法提供准确度高的驱动电流予负载装置。显然，公知的电流驱动电路的设计方式仍有亟待改进之处。
发明内容
为了解决现有技术所面临的问题，本发明提出一种具有低输出电压的驱动电路。本发明不仅在驱动电路的反馈环路中采用主动组件(如：放大电路)，并且也维持低输出电压。其中，主动组件可通过维持驱动电路中的晶体管对应端点的电压一致，因此，输入至驱动电路中的参考电流可准确地被复制。另外，本发明的驱动电路亦将输出电压维持在相当低的位准，使得驱动电路的功率耗损得以控制。本发明亦将失调消除电路与/或电压位准移位电路整合在驱动电路之中，从而提升放大电路的性能。如此一来，本发明的驱动电路可产生准确度高的驱动电流。
本发明另公开一种错误侦测电路，可用来监控驱动电路的运作状态是否正常，其主要概念为侦测驱动电路的输出电压。
本发明的实施例公开一种用以驱动一发光装置的驱动电路，所述驱动电路包含：一电流镜与一放大器。所述电流镜具有第一晶体管以及第二晶体管，其中，每一晶体管包含有第一端、第二端以及控制端。所述第一晶体管用来从所述第一晶体管的第一端接收参考电流，以及所述第二晶体管用来从所述第二晶体管的第一端产生驱动电流，所述第二晶体管的第一端直接连接所述发光装置。所述放大器具有第一输入端、第二输入端以及输出端。所述第一输入端耦接所述第一晶体管的第一端，所述第二输入端耦接所述第二晶体管的第一端，以及所述输出端耦接所述第一与第二晶体管的些控制端。
本发明的实施例公开一种错误侦测电路，该错误侦测电路用于一驱动电路，所述驱动电路包含至少一第一晶体管，所述第一晶体管的一第一端输出一驱动电流。所述错误侦测电路包含：参考电压产生电路与比较器。所述参考电压产生电路包含：第二晶体管，具有第一端、第二端以及控制端，所述第二晶体管的控制端耦接所述驱动电路的一供应电压；以及参考电流源，耦接所述第二晶体管的第一端，用以提供参考电流至所述第二晶体管。所述比较器具有第一输入端、第二输入端以及输出端。所述第一输入端耦接所述第一晶体管的第一端，所述第二输入端耦接所述第二晶体管的第一端。所述比较器用以比较所述第一晶体管的第一端的一电压位准与所述第二晶体管的第一端的电压位准，从而在所述输出端产生错误指示信号。
本发明的实施例公开一种错误侦测方法，并且用于驱动电路，该驱动电路包含至少第一晶体管，该第一晶体管的第一端输出驱动电流。该错误侦测方法包含：通过施加供应电压至第二晶体管的栅极，以及提供参考电流至该第二晶体管的第一端，以产生参考电压；以及比较所述第一晶体管的第一端的一电压位准与所述第二晶体管的第一端的一电压位准，产生一错误指示信号。
本发明通过使用一放大器与一电流来形成驱动电路，提供高度准确的驱动电流。并且也提供错误侦测电路来确保驱动电路的正常运作
附图说明
图1为公知电流驱动电路的电路图。
图2为公知迭接电流驱动电路的电路图。
图3为本发明驱动电路的实施例的电路图。
图4为本发明驱动电路与偏移消除电路的实施例的电路图。
图5为图4所示的电路示意图的详细电路结构图。
图6为本发明驱动电路、偏移消除电路以及电压位准移位电路的实施例的电路图。
图7为本发明驱动电路以及电压位准移位电路的实施例的电路图。
图8A~8C为本发明驱动电路以及偏移消除电路与电压位准移位电路的实施例的详细电路图与对应周期的操作原理。
图9A~9C为本发明驱动电路以及偏移消除电路与电压位准移位电路的实施例的详细电路图与对应周期的操作原理。
图10解释本发明驱动电路所采用的零极点消除电阻。
图11为本发明错误侦测电路的实施例的电路图。
其中，附图标记说明如下：其中，附图标记说明如下：
M1、M2、M3                  晶体管
LD                          发光装置
310                         电流镜
320                         放大器
OC、330                     偏移消除电路
SW 11~SW 13、SW 21~SW 26    开关
332、341、342、351、352     电容器
LS                          位准移位器
340、350                    失调消除与位准移位器
410                         参考电压产生电路
420                         比较器
具体实施方式
在下文中，将通过多个实施例来阐述本发明内容。在不违背本发明的广义概念与范畴下，这些实施例包含有基于本发明所为的诸多变化与细节修改。此外，下文中针对这些实施例的说明将搭配特定的附图，但这些附图所公开的内容不应当视为本发明的限制。不同附图中具有相同标号的组件或符号应被视为具有类似的涵义、功能或运作模式。
请参考图3，其绘示本发明的驱动电路的实施例的电路图。如图3所示，驱动电路300包含一电流镜310与一放大器320，并且用来驱动一发光装置(light-emitting device)LD。驱动电路300主要通过电流镜310来复制一参考电流IREF，产生一驱动电流IDRV，其中参考电流IREF可能由一定电流源所产生。通过放大器320，可使驱动电流IDRV更为准确。电流镜310具有一第一晶体管M1与一第二晶体管M2，每一晶体管包含有一第一端D、一第二端S与一控制端G。第一晶体管M1用以接收由第一晶体管M1的第一端D所输入的参考电流IREF，第二晶体管M2则用以产生驱动电流IDRV，并由第二晶体管M2的第一端D来输出。再者，第二晶体管M2的第一端D直接连接发光装置LD。放大器320可维持晶体管M1与M2各个对应端的电压一致，并且包含一第一输入端IN_A、一第二输入端IN_B与一输出端OUT_C。第一输入端IN_A耦接第一晶体管M2的第一端D，而第二输入端IN_B则耦接第二晶体管M2的第一端D。再者，输出端OUT_C耦接第一与第二晶体管M1与M2的控制端。由于放大器320本身的虚接地特性，第一与第二晶体管M1与M2的第一端D的电压位准将会维持一致。所以，参考电流IREF-可被准确地复制，并且依据晶体管M1与M2的长宽比(aspect ratio)，产生驱动电流IDRV。因电流镜310的尺寸及栅极电容可以较小，故有较快的反应时间。另外，放大器320的第一输出端IN A因回授的关系，可调整放大器320的跨导(transconductance,gm)，从而动态地调节环路稳定性。
为了达到低输出电压，第二晶体管M2可能需要操作在线性区，使得驱动电流IDRV与输出电压(亦即，晶体管M2的第一端的电压位准)之间具备函数关系。将第二晶体管M2操作在线性区的好处为：减少晶体管M1与M2两者的阈值电压(threshold voltage)的误差变动。这是因为当晶体管操作在线性区时，电流的为(Vgate-source-Vthreshold)的函数，与操作在饱和区时的平方关系(square law)有所不同。尽管如此,Vdrain-source的误差变动对电流的影响却会变大。此外，当晶体管M2操作在线性区时，驱动电路300的环路增益也会随着降低。
在这种情形下，放大器320的失调(offset)成了相当重要的问题。为了既能增加环路增益，又能消除放大器320的失调。在一实施例中，本发明在驱动电路中另增加了失调消除电路，其绘示在图4。其中，失调消除电路OC被用来消除放大器320的失调电压(offset voltage)，且失调消除电路OC耦接放大器320与电流镜310。
本发明部分实施例中，失调消除电路采用开关电容电路(SwitchedCapacitor Circuit)架构，然而，这并非是本发明的特殊限制，失调消除电路仍可以其它可能的架构来实现。基于开关电容电路架构所实现的失调消除电路330的详细电路图绘示在图5。在这个例中通过使用一种自归零(auto-zeroed)失调消除技巧，其通过使用差动输入与单端输出的放大器320，并将一电容器332串接于放大器320的一输入端。失调消除电路330交替地操作在不同周期，分别是：感测与储存周期，以及工作周期。在感测与储存周期中，放大器320设置为单位增益(unit gain)放大器，且一参考电压施加在电容器332。放大器320的失调电压VOS实质上相同于输出端OUT_C与输入端IN_A之间的电位差，因此失调电压VOS可被感测与储存在电容器332中，其中VOS=VIN-VO(放大器320的输入端与输出端的电压位准)。所以，在工作周期中，失调电压VOS会被储存在电容器332的电压所消除，从而使得放大器320的输出电压相同于输入电压。失调消除电路330由包含有开关SW11~SW13的一开关装置所控制，使电路得以操作在这两个不同周期。
如图5所示，失调消除电路330包含一电容器332与一开关装置。所述开关装置包含一第一开关SW 11、SW 12、与SW 13。电容器332具有一第一端3321与一第二端3322。电容器332的第一端3321耦接放大器320的第一输入端IN_A。第一开关SW11耦接第一晶体管M1的第一端D与电容器332的第一端3321之间，第二开关SW 12耦接电容器332的第二端3322与第一晶体管M1的第一端D之间，第三开关SW13耦接电容器332的第二端3322与第二晶体管M2的第一端D之间。当第一与第三开关SW11与SW 13导通且第二开关SW 12未导通时，电容器332用以感测与储存失调电压。此时，失调电压VOS将由电容器332所感测与储存。当失调电压VOS被感测与储存在电容器332之后，失调消除电路330将会操作在工作周期。在这当中，失调消除电路330可将失调电压VOS消除，此时第二开关SW 12为导通，且第一与第三开关SW 11与SW 13未导通。如此一来，失调电压VOS被消除，而放大器320的性能因此改善，使得驱动电流IDRV更为准确。
在某些应用中，驱动电路需要产生范围较大的输出电压，因此，放大器320的共模输入电压成了一个重要的考虑。面对这种情况，本发明驱动电路另整合一位准移位器(level shifter)。相关的电路绘示在图6，其中位准移位器标示为“LS”，而失调消除电路则标示为“OC”。然而，应当注意的是，在本发明的部分实施例中，驱动电路可能仅包含位准移位器，而未包含失调消除电路，这样的实施例则绘示在图7。在这个例中，位准移位器LS直接耦接放大器320与电流镜310，以将移位电压VLS施加在放大器320的第一与第二输入端IN_A与IN_B。
通常来说，位准移位器的存在造成***(亦即，驱动电路)额外的极点，引发稳定性的问题。因此，本发明采用一种不会增加极点的特殊电路设置，这种电路设置通过将失调消除电路与位准移位器整合来实现。相关的实施例分别绘示在图8A~8C与图9A~9C中。两实施例中的失调消除与位准移位器340与350，每一均耦接放大器320与电流镜310，并且用以施加一移位电压VLS至放大器320的第一与第二输入端IN_A与IN_B，以及消除放大器320的失调电压VoS。一般来说，移位电压VLS是一适当的电位，使得放大器320无论在何时均可维持在主动状态(active)。
如图8A所示，失调消除与位准移位器340包含一第一电容器341、一第二电容器342、一电压产生器(未示出)与一开关装置。开关装置包含有开关SW 21~SW 26。第一电容器341具有一第一端3411与一第二端3412，其中第一电容器341的第一端3411耦接放大器320的第一输入端IN_A。第二电容器342具有一第一端3421与一第二端3422，第二电容器342的第一端3421耦接放大器320的第二输入端IN_B。电压产生器耦接放大器320的第二输入端IN_B，并且用来产生移位电压VLS。如附图，第一开关SW 21耦接第一电容器341的第二端3412与一参考电压VR之间，第二开关SW 22耦接第一电容器341的第二端3412与第一晶体管M1的第一端D之间，第三开关SW 23耦接放大器320的第一输入端IN_A与第一晶体管M1的第一端D之间，第四开关SW 24耦接放大器320的第二输入端IN_B与提供移位电压VLS的电压产生器之间，第五开关SW 25耦接第二电容器342的第二端3422与第二晶体管M2的第一端D之间，第六开关耦接参考电压VR与第二电容器342的第二端3422之间。
如图8B与图8C所示，失调消除与位准移位器340通过开关装置的切换而操作在感测与储存周期以及工作周期中。在感测与储存周期中，失调消除与位准移位器340通过第一与第二电容器341与342，感测与储存失调电压VOS与移位电压VLS，此时第一、第三、第四与第六开关为导通，且其它开关均不导通。接着，在工作周期之中，失调消除与位准移位器340通过第一与第二电容器341与342，消除失调电压VOS，并且施加移位电压VLS至放大器320的第一与第二输入端IN_A与IN_B，此时第二与第五开关SW22与SW 25为导通，且其它开关均不导通。
请参考图9A，该图绘示本发明失调消除与位准移位器的另一实施例。本实施例与图8A所示的实施例的不同处在于失调消除与位准移位器350进行失调消除与位准移位时，电流镜310可同时产生驱动电流IDRV来驱动发光装置LD。这是因为失调消除与位准移位器350在感测与储存周期时，开关SW 34未导通，使得失调消除与位准移位器350为浮接(floating)。因此，晶体管M1与M2将不会介入失调消除与位准位移的环路。如此一来，失调消除与位准移位器350可进行失调消除操作与移位操作，且不影响发光装置LD的驱动。
如图9A所示，失调消除与位准移位器350包含一第一电容器351、一第二电容器352、一电压产生器(未示出)与一开关装置(包含有开关SW31~SW 37)。第一电容器351具有一第一端3511与一第二端3512，其中第一端3511耦接放大器320的第一输入端IN_A。第二电容器具有一第一端3521与一第二端3522，其中第一端3521耦接放大器320的第二输入端IN_B。电压产生器耦接放大器320的第二输入端IN_B，并且用以产生移位电压VLS。如附图，第一开关SW 31耦接第一电容器351的第二端3512与一参考电压VR之间，第二开关SW 32耦接第一电容器351的第二端3512与第一晶体管M1的第一端D之间，第三开关SW 33耦接放大器320的第一输入端IN_A与电压产生器之间，第四开关SW 34耦接放大器320的输出端OUT_C与第一晶体管M1的控制端G之间，第五开关SW 35耦接放大器320的输出端OUT_C与放大器320的第二输入端IN_B之间，第六开关耦接第二电容器352的第二端3522与第二晶体管M2的第一端D之间，第七开关耦接参考电压VR与第二电容器352的第二端3522之间。
第一晶体管M1的栅极(控制端G)可用移位电压VLS来避免电荷共享效应（charge sharing），特别是当电路由失调消除模式切换至正常模式，并且将第二电容器352重新连接，造成所储存的失调电压之间的误差。
如图9B所示，在感测与储存周期中，失调消除与位准移位器350通过第一与第二电容器351与352，感测与储存失调电压VOS-与移位电压VLS，此时第一、第三、第五与第七开关SW 31、SW 33、SW 35与SW 37为导通，而其它开关则未导通。而图9C所示，在工作周期中，失调消除与位准移位器350通过第一与第二电容器351与352，消除失调电压VOS，并将移位电压VLS施加在放大器320的第一与第二输入端IN_A与IN_B，此时第二、第四与第六开关SW 32、SW 34与SW 36为导通，而其它开关则未导通。
一般来说，当驱动电路的尺寸越大，则会有越大的栅极电容。驱动电路中的晶体管的寄生电容的电容值(parasitic capacitance)可决定整个***的主极点，亦可决定出驱动电路的频宽。事实上，驱动电路的晶体管会造成另外的高频极点，并且当驱动电路的输出电压增加时，高频极点会往低频带的方向移动。这个第二非主极点会决定性的影响驱动电路的环路稳定性。为了确保本发明驱动电路的稳定性，在本发明一实施例中，驱动电路另包含有零极点消除电阻(zero nulling resistor)，其耦接驱动电路300的晶体管M1与M2的栅极，用以消除极点。相关的实施例绘示在图10，其中，一电阻器311耦接放大器320的输出端OUT_C与第二晶体管M2的控制端之间。如此一来，电阻器311与第二晶体管M2的栅极寄生电容可产生一额外的零点，使得其与既有的非主极点产生零极点相互抵销的效果。
另外，本发明亦提供一种可动态调整环路稳定性的电路架构，其如图10所示的第一输入端IN_A回授，控制放大器320的跨导。因此，在低输出电压的情况下，当次极点移至高频带，环路频宽会动态地往高频带移动，从而增加回转率。另一方面，在高输出电压的情况下，次极点与环路增益均会移至低频带，增加电路稳定性。
为了确保本发明驱动电路的正常运作，本发明另提供一种错误侦测电路来监控驱动电路的输出电压(如：图3所示的晶体管M2的第一端D的电压位准)。当驱动电路无法正常运作时，本发明错误侦测电路产生一错误指示信号ALM，指出错误状态。错误侦测电路侦测驱动电路的输出电压是否小于一预定最小值。当驱动电路的输出电压低于所述的预定最小值时，则该驱动电路被认定为运作异常。本发明错误侦测电路的一实施例绘示在图11。如图所示，错误侦测电路400侦测驱动电路的运作状态(仅有驱动电路的输出部分M2示在图中)。错误侦测电路400包含一参考电压产生电路410与一比较器420。比较器420用以侦测是否晶体管M2的输出电压VO低于一预定最小值。其中，所述预定最小值由参考电压产生电路410所产生。
参考电压产生电路410包含一晶体管M3与一参考电流源412(可用任何形式的定电流源来实现)。晶体管M3具有一第一端D、一第二端S与一控制端G，其中晶体管M2的控制端G耦接驱动电路的一供应电压VDD。参考电流源412耦接晶体管M3的第一端，并且提供一参考电流IREF1至晶体管M3。通过施加驱动电路的电源供应的最高电压位准VDD，晶体管M3的第一端可产生一预定的最小值(亦即，电压位准VREF)，其为驱动电路的输出电压VO的最小可容许值。往后，输出电压VO将通过比较器420与电压位准VREF进行比较。比较器420具有一第一输入端IN_D，一第二输入端IN_E以及一输出端OUT_F，其中第一输入端IN_D耦接晶体管M2的第一端D，以接收输出电压VO，并且第二输入端IN_E耦接晶体管M3的第一端D，接收电压位准VREF。由于电压位准VREF为可容许的最小值，所以若是当输出电压VO低于电压位准VREF，则由输出端OUT_F所产生的错误指示信号ALM将会指出驱动电路的错误状态。参考电流IREF1的量值依据晶体管M2与M3之间的长宽比例(aspect ratio)关系、与驱动电流IDRV1的量值来决定。例如，若是晶体管M2的尺寸比例为晶体管M3的尺寸比例的n倍，则驱动电流IDRV1会是参考电流IREF1的n倍。如此一来，电压位准VREF可基于参考电流IREF1而被决定。
基于前述的错误侦测电路，本发明另提出一种错误侦测方法。该错误侦测方法可用于侦测一驱动电路(产生一驱动电流)的错误状态。本发明错误侦测方法包含：通过施加一供应电压(如：参考电压VDD)至一第二晶体管(如：晶体管M3)的一栅极，以及施加一参考电流(参考电流IREF1)至第二晶体管的一第一端，以产生一参考电压；比较第一晶体管的第一端的一电压位准与所述第二晶体管的第一端的一电压位准，以产生一错误指示信号。当中，所述第一晶体管可能为所述驱动电路的输出部分(如：晶体管M2)。此外，当所述第一晶体管的第一端的电压位准小于所述第二晶体管的第一端的电压位准时，所述错误指示信号指出所述驱动电路的错误状态。所述参考电流的量值为所述驱动电流的量值的1/K倍，以及所述第二晶体管的尺寸为所述第一晶体管的尺寸的1/K倍。
总结来说，本发明通过使用一放大器与一电流来形成驱动电路，提供高度准确的驱动电流。由于放大器的性能对于驱动电流的准确度相当重要，本发明另采用失调消除电路与位准移位器来增进放大器的性能。另外，本发明也提出错误侦测电路来确保驱动电路的正常运作。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围之内。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (15)

1.一种用以驱动一个发光装置的驱动电路，其特征在于，包括：
电流镜，具有第一晶体管以及第二晶体管，每一个晶体管包括有第一端、第二端以及控制端，其中所述第一晶体管用来从所述第一晶体管的第一端接收参考电流，以及所述第二晶体管用来从所述第二晶体管的第一端产生驱动电流，所述第二晶体管的第一端直接连接所述发光装置；以及
放大器，具有第一输入端、第二输入端以及输出端，所述第一输入端耦接所述第一晶体管的第一端，所述第二输入端耦接所述第二晶体管的第一端，以及所述输出端耦接所述第一晶体管与第二晶体管的控制端。
2.如权利要求1所述的驱动电路，其特征在于,所述驱动电路进一步包括:
失调消除电路，耦接至所述放大器与所述电流镜，用以消除所述放大器的失调电压。
3.如权利要求2所述的驱动电路，其特征在于，所述失调消除电路包括：
电容器，具有第一端与第二端，所述电容器的第一端耦接所述放大器的第一输入端；以及
开关装置，具有第一开关、第二开关以及第三开关；所述第一开关耦接所述第一晶体管的第一端与所述电容器的第一端之间，所述第二开关耦接所述电容器的第二端与所述第一晶体管的第一端之间，所述第三开关耦接所述电容器的第二端与所述第二晶体管的第一端之间；
其中，当所述第一与第三开关导通以及所述第二开关不导通时，所述电容器用来感测与储存所述失调电压；并且当所述第二开关导通以及所述第一与该第三开关不导通时，所述电容器依据已感测与储存的失调电压来消除所述失调电压。
4.如权利要求1所述的驱动电路，其特征在于，所述驱动电路进一步包括：
失调消除与位准移位器，耦接至所述放大器与所述电流镜，用以施加一移位电压至所述放大器的第一与该第二输入端，并且消除所述放大器的失调电压。
5.如权利要求4所述的驱动电路，其特征在于，所述失调消除与位准移位器包括：
第一电容器，具有第一端与第二端，所述第一电容器的第一端耦接所述放大器的第一输入端；
第二电容器，具有第一端与第二端，所述第二电容器的第一端耦接所述放大器的第二输入端；
电压产生器，耦接所述放大器的第二输入端，用来产生所述移位电压；以及
开关装置，具有第一开关、第二开关、第三开关、第四开关、一第五开关以及一第六开关；所述第一开关耦接所述第一电容器的第二端与一参考电压之间，所述第二开关耦接所述第一电容器的第二端与所述第一晶体管的第一端之间，所述第三开关耦接所述放大器的第一输入端与所述第一晶体管的第一端之间，所述第四开关耦接所述放大器的第二输入端与所述电压产生器之间，所述第五开关耦接所述第二电容器的第二端与所述第二晶体管的第一端之间，所述第六开关耦接所述参考电压与所述第二电容器的第二端；
其中当所述第一、第三、第四与第六开关导通且其它开关不导通时，所述失调消除与位准移位器通过所述第一与第二电容器，感测与储存所述失调电压与所述移位电压，并且，当所述第二与第五开关导通且其它开关不导通时，所述失调消除与位准移位器通过所述第一与第二电容器，消除所述失调电压，并且施加所述移位电压至所述放大器的第一与第二输入端。
6.如权利要求4所述的驱动电路，其特征在于，失调消除与位准移位器包括：
第一电容器，具有第一端与第二端，所述第一电容器的第一端耦接所述放大器的第一输入端；
第二电容器，具有第一端与第二端，所述第二电容器的第一端耦接所述放大器的第二输入端；
电压产生器，耦接所述放大器的第二输入端，用来产生所述移位电压；以及
开关装置，具有第一开关、第二开关、第三开关、第四开关、第五开关、第六开关与第七开关；所述第一开关耦接所述第一电容器的第二端与一参考电压之间，所述第二开关耦接所述第一电容器的第二端与所述第一晶体管的第一端之间，所述第三开关耦接所述放大器的第一输入端与所述电压产生器之间，所述第四开关耦接所述放大器的输出端与所述第一晶体管的控制端之间，所述第五开关耦接所述放大器的输出端与所述放大器的第二输入端之间，所述第六开关耦接所述第二电容器的第二端与所述第二晶体管的第一端之间，所述第七开关耦接所述参考电压与所述第二电容器的第二端之间；
其中当所述第一、第三、第五与第七开关导通且其它开关不导通时，所述失调消除与位准移位器通过所述第一与第二电容器，感测与储存所述失调电压与所述移位电压，并且，当所述第二、第四与第六开关导通且其它开关不导通时，所述失调消除与位准移位器通过所述第一与第二电容器，消除所述失调电压，并且施加所述移位电压至所述放大器的第一与第二输入端。
7.如权利要求1所述的驱动电路，其特征在于，所述驱动电路进一步包括：
位准移位器，耦接所述放大器与所述电流镜，用以提供移位电压至所述放大器的第一与第二输入端。
8.如权利要求1所述的驱动电路，其特征在于，所述驱动电路进一步包括：
电阻器，耦接所述放大器的输出端与所述第二晶体管的控制端之间，用来提供一零点至所述驱动电路。
9.一种错误侦测电路，用于一驱动电路，驱动电路包括第一晶体管，所述第一晶体管的第一端输出驱动电流，其特征在于，所述错误侦测电路包括：参考电压产生电路，包括：
第二晶体管，具有第一端、第二端以及控制端，所述第二晶体管的控制端耦接所述驱动电路的供应电压；以及
参考电流源，耦接所述第二晶体管的第一端，用以提供参考电流至所述第二晶体管；以及
一比较器，具有第一输入端、第二输入端以及输出端，第一输入端耦接所述第一晶体管的第一端，所述第二输入端耦接所述第二晶体管的第一端，所述比较器用以比较所述第一晶体管的第一端的电压位准与所述第二晶体管的第一端的电压位准，从而在所述输出端产生一错误指示信号。
10.如权利要求9所述的错误侦测电路，其特征在于，所述比较器产生所述错误指示信号，并当所述第一晶体管的第一端的电压位准小于所述第二晶体管的第一端的电压位准时，指出所述驱动电路的一错误状态。
11.如权利要求9所述的错误侦测电路，其特征在于，所述参考电流的量值为所述驱动电流的量值的1/K倍，以及所述第二晶体管的尺寸为所述第一晶体管的尺寸的1/K倍。
12.一种错误侦测方法，用于一驱动电路，所述驱动电路包括至少一第一晶
体管，所述第一晶体管的第一端输出驱动电流，其特征在于，所述错误
侦测方法包括：
通过施加一供应电压至一第二晶体管的栅极，以及提供参考电流至所述第二晶体管的第一端，以产生参考电压；以及
比较所述第一晶体管的第一端的电压位准与所述第二晶体管的第一端的电压位准，以产生一错误指示信号。
13.如权利要求12所述的错误侦测方法，其特征在于，当所述第一晶体管的第一端的电压位准小于所述第二晶体管的第一端的电压位准时，所述错误指示信号指出所述驱动电路的一错误状态。
14.如权利要求12所述的错误侦测方法，其特征在于，其中所述参考电流的量值为所述驱动电流的量值的1/K倍，以及第二晶体管的尺寸为所述第一晶体管的尺寸的1/K倍。
15.如权利要求12所述的错误侦测方法，其特征在于，所述驱动电路用来驱动一发光装置，以及所述方法进一步包括：
调整所述发光装置的阳极，让所述驱动电路得以运作在一最佳工作区。
CN201210320398.8A 2011-09-01 2012-08-31 驱动电路与用于驱动电路的错误侦测方法与错误侦测电路 Active CN102970789B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP11007116.4A EP2597931B1 (de) 2011-09-01 2011-09-01 Treiberschaltung und zugehörige Fehlererkennungsschaltung und Verfahren hierfür
EP11007116.4 2011-09-01

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN102970789A true CN102970789A (zh) 2013-03-13
CN102970789B CN102970789B (zh) 2015-05-06

Family

ID=47752613

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201210320398.8A Active CN102970789B (zh) 2011-09-01 2012-08-31 驱动电路与用于驱动电路的错误侦测方法与错误侦测电路

Country Status (5)

Country Link
US (1) US8947008B2 (zh)
EP (1) EP2597931B1 (zh)
JP (1) JP5328964B2 (zh)
CN (1) CN102970789B (zh)
TW (1) TWI551190B (zh)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104038039A (zh) * 2014-06-20 2014-09-10 东南大学 一种单周期控制加iii型补偿的cuk型开关变换器的启动电路
CN107817868A (zh) * 2017-11-14 2018-03-20 南京中感微电子有限公司 设置有校准电路的电流镜电路
CN108207057A (zh) * 2017-12-25 2018-06-26 无锡中感微电子股份有限公司 改进的led电路
CN108233900A (zh) * 2017-12-25 2018-06-29 无锡中感微电子股份有限公司 改进的电压比较器
CN108259010A (zh) * 2017-12-25 2018-07-06 无锡中感微电子股份有限公司 改进的运算放大器
CN108848594A (zh) * 2018-07-11 2018-11-20 上海艾为电子技术股份有限公司 一种led驱动电路及多路led发光***
CN110557861A (zh) * 2018-05-31 2019-12-10 原相科技股份有限公司 光源控制电路及光学编码***

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011045220A (ja) * 2009-08-24 2011-03-03 Panasonic Corp 端末装置及び供給電流制御方法
CN102413608B (zh) * 2011-10-31 2014-02-05 矽力杰半导体技术(杭州)有限公司 一种参考电压调节方法、电路及应用其的恒流源驱动电路
TWI492661B (zh) * 2013-01-21 2015-07-11 Princeton Technology Corp 發光二極體驅動裝置
CN104020815B (zh) * 2014-06-13 2016-05-11 无锡中感微电子股份有限公司 低失调带隙基准源电路及低失调缓冲电路
US10660180B2 (en) 2014-10-23 2020-05-19 Avago Technologies International Sales Pte. Limited Light source driver
US10186942B2 (en) * 2015-01-14 2019-01-22 Dialog Semiconductor (Uk) Limited Methods and apparatus for discharging a node of an electrical circuit
US10782347B2 (en) * 2017-10-23 2020-09-22 Nxp B.V. Method for identifying a fault at a device output and system therefor
US10491428B2 (en) 2018-04-27 2019-11-26 Hewlett Packard Enterprise Development Lp Current supply for an opto-electronic device
US10484089B1 (en) * 2018-04-27 2019-11-19 Hewlett Packard Enterprise Development Lp Driver assisted by charge sharing
TWI726697B (zh) * 2020-04-27 2021-05-01 茂達電子股份有限公司 高速驅動發光元件的發光驅動器
CN111897391B (zh) * 2020-08-17 2022-08-19 上海艾为电子技术股份有限公司 电流镜电路、偏置电路结构、集成电路、电子设备

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000201032A (ja) * 1998-12-28 2000-07-18 Xerox Corp 広範囲の出力負荷インピ―ダンスに対して定電流を供給するカレントミラ―
US20070164809A1 (en) * 2003-12-24 2007-07-19 Keiko Fukuda Voltage generation circuit and semiconductor integrated circuit device
CN101207950A (zh) * 2006-12-20 2008-06-25 钰瀚科技股份有限公司 发光二极管的驱动方法、***以及冗余电路
CN101304212A (zh) * 2007-05-11 2008-11-12 联咏科技股份有限公司 可提升电压转换效率的电压转换装置

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2783241B2 (ja) 1996-02-20 1998-08-06 日本電気株式会社 発光素子駆動回路
US6194967B1 (en) * 1998-06-17 2001-02-27 Intel Corporation Current mirror circuit
CA2242720C (en) * 1998-07-09 2000-05-16 Ibm Canada Limited-Ibm Canada Limitee Programmable led driver
JP3526432B2 (ja) 1999-09-14 2004-05-17 東芝マイクロエレクトロニクス株式会社 定電流回路
JP2002118451A (ja) 2000-10-10 2002-04-19 Fujitsu Ltd 定電流ドライバ回路
JP2003124751A (ja) 2001-10-16 2003-04-25 Matsushita Electric Ind Co Ltd 半導体集積回路
US8558760B2 (en) * 2004-08-05 2013-10-15 Linear Technology Corporation Circuitry and methodology for driving multiple light emitting devices
US20060055465A1 (en) * 2004-09-15 2006-03-16 Shui-Mu Lin Low voltage output current mirror method and apparatus thereof
JP4740576B2 (ja) * 2004-11-08 2011-08-03 パナソニック株式会社 電流駆動装置
US7432696B1 (en) 2005-07-19 2008-10-07 National Semiconductor Corporation Apparatus and method for low input voltage current mirror circuit
US8013663B2 (en) * 2006-03-01 2011-09-06 Integrated Memory Logic, Inc. Preventing reverse input current in a driver system
TW200744316A (en) * 2006-05-16 2007-12-01 Richtek Techohnology Corp Control circuit of switching mode of charge pump and the method thereof
US7394309B1 (en) 2006-08-15 2008-07-01 National Semiconductor Corporation Balanced offset compensation circuit
CN1913736A (zh) * 2006-08-30 2007-02-14 启攀微电子（上海）有限公司 一种一路参考电流驱动多路并联led的电流源电路
US20080068066A1 (en) * 2006-09-18 2008-03-20 Netasic Llc High efficiency white LED drivers
JP5279217B2 (ja) * 2007-08-29 2013-09-04 セミコンダクター・コンポーネンツ・インダストリーズ・リミテッド・ライアビリティ・カンパニー 発光素子制御回路
TWI397034B (zh) * 2008-10-29 2013-05-21 Richtek Technology Corp 改善ｌｅｄ顯示系統效能的電流調節器及方法
US8148914B2 (en) * 2008-12-31 2012-04-03 Texas Instruments Incorporated Dynamic power saving pulse width modulated LED driver circuit
US8890432B2 (en) * 2010-12-11 2014-11-18 Jae Hong Jeong Light emitting diode driver

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000201032A (ja) * 1998-12-28 2000-07-18 Xerox Corp 広範囲の出力負荷インピ―ダンスに対して定電流を供給するカレントミラ―
US20070164809A1 (en) * 2003-12-24 2007-07-19 Keiko Fukuda Voltage generation circuit and semiconductor integrated circuit device
CN101207950A (zh) * 2006-12-20 2008-06-25 钰瀚科技股份有限公司 发光二极管的驱动方法、***以及冗余电路
CN101304212A (zh) * 2007-05-11 2008-11-12 联咏科技股份有限公司 可提升电压转换效率的电压转换装置

Cited By (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104038039B (zh) * 2014-06-20 2017-02-15 东南大学 一种单周期控制加iii型补偿的cuk型开关变换器的启动电路
CN104038039A (zh) * 2014-06-20 2014-09-10 东南大学 一种单周期控制加iii型补偿的cuk型开关变换器的启动电路
CN107817868B (zh) * 2017-11-14 2019-06-21 南京中感微电子有限公司 设置有校准电路的电流镜电路
CN107817868A (zh) * 2017-11-14 2018-03-20 南京中感微电子有限公司 设置有校准电路的电流镜电路
CN108233900B (zh) * 2017-12-25 2019-07-19 无锡中感微电子股份有限公司 改进的电压比较器
CN108259010A (zh) * 2017-12-25 2018-07-06 无锡中感微电子股份有限公司 改进的运算放大器
CN108233900A (zh) * 2017-12-25 2018-06-29 无锡中感微电子股份有限公司 改进的电压比较器
CN108259010B (zh) * 2017-12-25 2019-07-19 无锡中感微电子股份有限公司 改进的运算放大器
CN108207057A (zh) * 2017-12-25 2018-06-26 无锡中感微电子股份有限公司 改进的led电路
CN108207057B (zh) * 2017-12-25 2019-07-19 无锡中感微电子股份有限公司 改进的led电路
CN110557861A (zh) * 2018-05-31 2019-12-10 原相科技股份有限公司 光源控制电路及光学编码***
CN110557861B (zh) * 2018-05-31 2021-10-22 原相科技股份有限公司 光源控制电路及光学编码***
CN114007298A (zh) * 2018-05-31 2022-02-01 原相科技股份有限公司 光源控制电路及光学编码***
CN114007298B (zh) * 2018-05-31 2024-03-05 原相科技股份有限公司 光源控制电路及光学编码***
CN108848594A (zh) * 2018-07-11 2018-11-20 上海艾为电子技术股份有限公司 一种led驱动电路及多路led发光***

Also Published As

Publication number Publication date
TWI551190B (zh) 2016-09-21
EP2597931B1 (de) 2015-05-27
EP2597931A2 (de) 2013-05-29
CN102970789B (zh) 2015-05-06
TW201313060A (zh) 2013-03-16
JP2013055657A (ja) 2013-03-21
US8947008B2 (en) 2015-02-03
EP2597931A3 (de) 2013-12-04
JP5328964B2 (ja) 2013-10-30
US20130057175A1 (en) 2013-03-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102970789A (zh) 驱动电路与用于驱动电路的错误侦测方法与错误侦测电路
CN101419477B (zh) 提供多输出电压的可控低压差线性稳压电路
US7498877B2 (en) Power amplifier with automatic switching function
CN110380700B (zh) 前置放大器、mems传感器读出电路以及mems传感器***
TWI645279B (zh) 參考電壓緩衝電路
CN103488235B (zh) 电流限制电路、电压调节器及dc-dc转换器
US9024664B2 (en) Current-to-voltage converter and electronic apparatus thereof
CN103592990A (zh) 一种线性稳压电源及其电压调整方法
CN111900974A (zh) 一种高边电流采样电路
CN109462332B (zh) 一种电源供电***
CN101739056B (zh) 一种参考电流产生电路
CN106227287A (zh) 具有保护电路的低压差线性稳压器
CN103744463B (zh) 可检测占空比的可变基准电源
US8829943B2 (en) Low supply voltage analog disconnection envelope detector
US8115550B2 (en) Transmitter
CN111721986B (zh) 一种宽输入共模电压范围电流检测放大器电路
CN111458554B (zh) 一种高精度电流监测电路
CN103929061A (zh) 单电源可调恒流源
CN110673680B (zh) 一种线性稳压器电路
CN204044342U (zh) 双向磁滞比较器电路及磁传感器电路
CN110022138B (zh) 一种锁存器及隔离电路
CN102447466B (zh) 可下拉精准电流的io电路
CN116366046B (zh) 场效应晶体管控制电路及电子设备
CN110968142B (zh) 动态偏压电流产生器以及相关的电子装置
CN103825567A (zh) 运算放大器电路

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant