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    一種用於LED通道的電流匹配的系統和方法，該系統包括：通道參考電流產生器，配置以接收第一參考電流並產生第一通道驅動電流和第二通道驅動電流；第一通道電流分離器，配置以接收第一通道驅動電流並產生第一輸入電流、第二輸入電流和第三輸入電流；第二通道電流分離器，配置以接收第二通道驅動電流並產生第四輸入電流、第五輸入電流和第六輸入電流；第一通道驅動器，配置以接收第一輸入電流、第二輸入電流和第三輸入電流，並產生第一通道電流；以及第二通道驅動器，配置以接收第四輸入電流、第五輸入電流和第六輸入電流，並產生第二通道電流。
    公开号:TW201309086A
    申请号:TW100132750
    申请日:2011-09-09
    公开日:2013-02-16
    发明作者:ji-qing Yang；Meng Li；li-qiang Zhu；lie-yi Fang
    申请人:On Bright Electronics Shanghai；
    IPC主号:H05B45-00
    专利说明:
    用於LED通道的電流匹配的系統和方法
    本發明涉及一種積體電路，更具體地，本發明提供了用於電流匹配的系統和方法。僅僅作為示例，本發明已應用於發光二極體通道(LED channel)的電流匹配。但是將認識到，本發明具有更廣泛的應用範圍。
    液晶顯示器(LCD)已被廣泛用在各種電子產品中。LCD面板通常不具有自發光(self-illuminating)性質。常常需要使用背光源來從LCD面板背面照射LCD面板。LCD面板的每個像素通常對來自背光源的光進行不同的過濾從而產生影像。發光二極體(LED)已被用在用於LCD的背光照明中。當多個通道的LED被實現用於背光照明時，可提供參考電流來產生用於驅動LED的通道電流，並且為了均勻地從背後照明LCD螢幕，通道電流的誤差通常不大於2%。
    第1圖是示出用於利用參考電流來驅動多個通道的LED的系統的簡化傳統示圖。LED通道包括通道1021,...,102n，其中，n不小於1，並且這些LED通道的每個通道具有串聯連接的一個或多個LED。動態餘量(dynamic head room)控制單元104產生控制信號106，控制信號106由開關模式電源系統108接收。回應於控制信號106，開關模式電源系統108產生前往每個LED通道1021,...,102n的一端的電壓信號110。每個LED通道1021,...,102n的另一端處的電壓被提供給動態餘量控制單元104。
    另外，電流均衡結構112包括通道參考電流產生器116、以及通道驅動器1181,...,118n。通道參考電流產生器116接收參考電流120，並且產生通道驅動電流1221,...,122n。通道驅動電流1221,...,122n分別由通道驅動器1181,...,118n接收。然後，通道驅動器1181,...,118n將通道電流1241,...,124n分別提供給LED通道1021,...,102n。通道驅動器1181,...,118n可以具有類似的結構並且執行類似操作。
    第2圖是示出通道驅動器1181,...,118n中的一個的某些元件的簡化傳統示圖。如圖所示，通道驅動器200(例如，通道驅動器1181)包括運算放大器202、兩個電阻器204和206以及電晶體208。例如，電晶體208是N-P-N雙極接面電晶體(BJT)。在另一示例中，運算放大器202包括一個或多個N-P-N BJT。
    通道驅動器200接收電流信號210(例如，通道驅動電流1221)，該電流流經電阻器204(例如，電阻器128)。運算放大器202在輸入端子216處接收電壓信號212，並且作為回應，產生放大信號218。放大信號218由電晶體208接收，電晶體208還被耦合到運算放大器202的另一輸入端子220。結果，電晶體208產生通道電流222(例如，通道電流1241)，該通道電流222流經LED通道(例如，LED通道1021)、電晶體208(例如，電晶體132)和電阻器206(例如，電阻器130)。
    如第2圖所示，通道電流222可以基於下式來確定：
    其中，Iout表示通道電流222，K×R表示電阻器204的電阻，並且Ich表示電流信號210。另外，Vos表示運算放大器202的輸入偏移，R表示電阻器206的電阻，K×R×Ich表示電壓信號212，並且Vos/R表示誤差項。
    參考第1圖和第2圖，各種非理想因素可能不利地影響通道電流1241,...,124n的匹配。這些非理想因素包括電阻失配、通道驅動電流的失配以及輸入偏移(例如，Vos)的存在。此外，這些非理想因素可能隨著不同製造技術而大幅改變。因此，通常難以使不同LED通道的通道電流(例如，通道電流1241,...,124n)相匹配。通過適當設備尺寸和良好佈局的匹配，可以使不同通道的電阻大小相匹配(例如，在大約0.1%的誤差之內)，並且也可以使不同通道的驅動電流相匹配(例如，在大約1%的誤差之內)。因此，輸入偏移(例如，Vos)的存在可能是通道電流失配的主要因素。
    例如，電壓信號212僅大約100 mV或更小。相比之下，對於COMS技術來說輸入偏移(例如，Vos)可以有10 mV大。因此，可能難以將不同LED通道的通道電流(例如，通道電流1241,...,124n)的失配誤差減少到小於或等於2%。為了改進通道電流的匹配，一種選擇是在運算放大器202中使用P-N-P BJT。但是，對於這樣的P-N-P BJT來說，通常需要橫向結構，這可能增加製造難度。此外，由於P-N-P BJT的電流增益(例如，β)通常低於N-P-N BJT，因此可能還需要額外的電路。
    因此，提高LED通道的電流匹配技術變的非常重要。
    本發明涉及一種積體電路。更具體地，本發明提供了用於電流匹配的系統和方法。僅僅作為示例，本發明已應用於LED通道的電流匹配。但是將認識到，本發明具有更廣泛的應用範圍。
    根據一個實施例，一種用於LED通道的電流匹配的系統包括通道參考電流產生器、第一通道電流分離器、第二通道電流分離器、第一通道驅動器和第二通道驅動器。通道參考電流產生器配置以接收第一參考電流並且至少產生第一通道驅動電流和第二通道驅動電流。第一通道電流分離器配置以接收第一通道驅動電流並且產生第一輸入電流、第二輸入電流和第三輸入電流。第二通道電流分離器配置以接收第二通道驅動電流並且產生第四輸入電流、第五輸入電流和第六輸入電流。第一通道驅動器配置以接收第一輸入電流、第二輸入電流和第三輸入電流，並且產生第一通道電流。第二通道驅動器配置以接收第四輸入電流、第五輸入電流和第六輸入電流，並且產生第二通道電流。此外，第一輸入電流和第二輸入電流之和等於第一通道驅動電流。第二輸入電流等於第三輸入電流。第四輸入電流和第五輸入電流之和等於第二通道驅動電流。此外，第五輸入電流等於第六輸入電流。
    根據另一實施例，一種用於LED通道的電流匹配的系統包括通道參考電流產生器、第一通道電流分離器、第二通道電流分離器、第一通道驅動器和第二通道驅動器。通道參考電流產生器配置以接收第一參考電流並且至少產生第一通道驅動電流和第二通道驅動電流。第一通道電流分離器配置以接收第一通道驅動電流並且產生第一輸入電流、第二輸入電流和第三輸入電流。第二通道電流分離器配置以接收第二通道驅動電流並且產生第四輸入電流、第五輸入電流和第六輸入電流。第一通道驅動器配置以接收第一輸入電流、第二輸入電流和第三輸入電流，並且產生第一通道電流。第二通道驅動器配置以接收第四輸入電流、第五輸入電流和第六輸入電流，並且產生第二通道電流。此外，第一通道驅動器包括：第一電晶體，該第一電晶體包括第一電晶體端子、第二電晶體端子和第三電晶體端子；第二電晶體，該第二電晶體包括第四電晶體端子、第五電晶體端子和第六電晶體端子；第一電阻器，該第一電阻器與第一電阻相關聯並被耦合到具有第一電壓的第三電晶體端子；以及第二電阻器，該第二電阻器與第二電阻相關聯並被耦合到具有第二電壓的第六電晶體端子。另外，第一電晶體端子和第四電晶體端子相耦合。第二電晶體端子配置以接收第二輸入電流。第五電晶體端子配置以接收第三輸入電流。此外，第二輸入電流和第一通道電流之和與第一電阻的乘積等於第一大小。第一輸入電流和第三輸入電流之和與第二電阻的乘積等於第二大小。第一大小等於第二大小減去失調電壓。失調電壓等於第二電壓和第一電壓的大小之差。
    根據又一實施例，一種用於LED通道的電流匹配的方法包括：接收第一參考電流，至少產生第一通道驅動電流和第二通道驅動電流，以及處理與第一通道驅動電流和第二通道驅動電流相關聯的資訊。此外，該方法包括：至少基於與第一通道驅動電流相關聯的資訊產生第一輸入電流、第二輸入電流和第三輸入電流，處理與第一輸入電流、第二輸入電流和第三輸入電流相關聯的資訊，至少基於與第二通道驅動電流相關聯的資訊產生第四輸入電流、第五輸入電流和第六輸入電流，以及處理與第四輸入電流、第五輸入電流和第六輸入電流相關聯的資訊。另外，該方法包括：至少基於與第一輸入電流、第二輸入電流和第三輸入電流相關聯的資訊產生第一通道電流，以及至少基於與第四輸入電流、第五輸入電流和第六輸入電流相關聯的資訊產生第二通道電流。此外，第一輸入電流和第二輸入電流之和等於第一通道驅動電流。第二輸入電流等於第三輸入電流。第四輸入電流和第五輸入電流之和等於第二通道驅動電流。第五輸入電流等於第六輸入電流。
    根據又一實施例，一種用於LED通道的電流匹配的方法包括：接收第一參考電流，至少產生第一通道驅動電流和第二通道驅動電流，以及處理與第一通道驅動電流和第二通道驅動電流相關聯的資訊。該方法還包括：至少基於與第一通道驅動電流相關聯的資訊產生第一輸入電流、第二輸入電流和第三輸入電流，處理與第一輸入電流、第二輸入電流和第三輸入電流相關聯的資訊，至少基於與第二通道驅動電流相關聯的資訊產生第四輸入電流、第五輸入電流和第六輸入電流，以及處理與第四輸入電流、第五輸入電流和第六輸入電流相關聯的資訊。此外，該方法包括：至少基於與第一輸入電流、第二輸入電流和第三輸入電流相關聯的資訊產生第一通道電流，以及至少基於與第四輸入電流、第五輸入電流和第六輸入電流相關聯的資訊產生第二通道電流。此外，第二輸入電流和第一通道電流之和與第一電阻的乘積等於第一大小。第一輸入電流和第三輸入電流之和與第二電阻的乘積等於第二大小。第一大小等於第二大小減去失調電壓。
    取決於實施例，可以獲得一個或多個益處。參考下面的詳細描述和附圖可以全面地理解本發明的這些益處以及各個另外的目的、特徵和優點。
    本發明涉及一種積體電路。更具體地，本發明提供了用於電流匹配的系統和方法。僅僅作為示例，本發明已應用於LED通道的電流匹配。但是將認識到，本發明具有更廣泛的應用範圍。
    第3圖是示出根據本發明一個實施例之用於LED通道的電流匹配系統的簡化示圖。該示圖僅僅是示例，其不應當不當地限制申請專利範圍。本領域技術人員將認識到許多變體、替換和修改。電流匹配系統300包括通道參考電流產生器302、一個或多個通道電流分離器3041,...,304m,...,和304n、以及一個或多個LED通道驅動器3061,...,306m,...,和306n，其中，n和m是正整數，並且mn。
    根據一個實施例，通道參考電流產生器302接收參考電流308，並且產生通道驅動電流3101,...,310m,...,和310n。例如，這些通道驅動電流被匹配(例如，在不大於1%的誤差內)。根據另一實施例，通道電流分離器3041,...,304m,...,和304n分別接收通道驅動電流3101,...,310m,...,和310n。回應於接收到的通道驅動電流，通道電流分離器3041,...,304m,...,和304n分別產生用於LED通道驅動器3061,...,306m,...,和306n的輸入電流(例如3121,...,312m,...,312n、3141,...,314m,...,314n、3161,...,316m,...,316n)。例如，通道電流分離器304m接收通道驅動電流310m，並且作為回應產生由LED通道驅動器306m接收的三個輸入電流312m,314m和316m。
    在另一示例中，輸入電流314m以預定比率(例如，等於1的預定比率)與電流316m成比例。在又一示例中，通道驅動電流310m以預定比率(例如，等於1的預定比率)與電流316m和電流312m的和成比例。在又一示例中，
    I ch =I in +I 2　(等式2)以及
    I 1=I 2　(等式3)
    其中，Ich表示通道驅動電流310m。另外，Iin表示輸入電流312m，I1表示輸入電流314m，並且I2表示輸入電流316m。
    根據又一實施例，LED通道驅動器3061,...,306m,...,和306n分別從通道電流分離器3041,...,304m,...,和304n接收輸入電流。作為回應，LED通道驅動器3061,...,306m,...,和306n分別產生通道電流3181,...,318m,...,和318n。根據又一實施例，通道電流3181,...,318m,...,和318n分別流經輸出端子3201,...,320m,...,和320n，用於驅動對應的LED通道。第4圖是示出作為根據本發明實施例之電流匹配系統300一部分的通道參考電流產生器302的某些元件的簡化示圖。該示圖僅僅是示例，其不應當不當地限制申請專利範圍的範圍。本領域技術人員將認識到許多變體、替代和修改。通道參考電流產生器302包括電晶體402、404、410和412、以及電阻器414、416和420。另外，通道參考電流產生器302包括電晶體4061,...,406m,...,和406n、以及電晶體4081,...,408m,...,和408n。此外，通道參考電流產生器302包括電阻器4181,...,418m,...,和418n。n和m都是正整數，並且mn。
    例如，電晶體402和404、以及電晶體4061,...,406m,...,和406n是n溝道場效應電晶體(FET)。在另一示例中，電晶體410和412、以及電晶體4081,...,408m,...,和408n是N-P-N BJT。在又一示例中，電晶體402、404、410和412、以及電阻器414、416和420形成電流鏡電路。在又一示例中，電阻器414和416、以及電阻器4181,...,418m,...,和418n都具有相同電阻。
    根據一個實施例，通道參考電流產生器302接收參考電流308，該參考電流308流經電晶體402和410。例如，參考電流308以預定比率被鏡像反映，以產生流經電晶體404和412的電流403。在另一示例中，電晶體402包括閘極端子，該閘極端子將閘極電壓信號405輸出給電晶體404以及電晶體4061,...,406m,...,和406n。另外，電晶體4081,...,408m,...,和408n的每個從電晶體412的基極端子接收基極電流411。
    如第4圖所示，根據一個實施例，電晶體4061,...,406m,...,和406n分別產生通道驅動電流3101,...,310m,...,和310n。例如，通道驅動電流310m是由電晶體406m和408m以及電阻器418m產生的。在另一示例中，電阻器4181,...,418m,...,和418n的每個上的電壓降遠大於在室溫時約等於26 mV的熱電壓。在又一示例中，如果電阻器4181,...,418m,...,和418n的電阻大小充分地相匹配並且電晶體4081,...,408m,...,和408n的共基極電流增益(例如，α)也充分地相匹配，則可以使通道驅動電流3101,...,310m,...,和310n相匹配(例如，在不大於1%的誤差內)。
    第5圖是示出作為根據本發明實施例之電流匹配系統300的多個部分的通道電流分離器3041,...,304m,...,和304n中的一個的某些元件的簡化示圖。該示圖僅僅是示例，其不應當不當地限制申請專利範圍的範圍。本領域技術人員將認識到許多變體、替代和修改。通道電流分離器500(例如，通道電流分離器304m)包括電晶體502、504、506、508、510、512、514、516、518、520、522、524、526、528、530和532。例如，電晶體502、504、506、508、510、512、514、516、518和520是p溝道FET，電晶體522、524、526、528、530和532是n溝道FET。
    根據又一實施例，電晶體522、524、526、528、530和532形成第一電流鏡電路。例如，在該第一電流鏡電路中，電晶體524和530形成第一電路分支，電晶體522和528形成第二電路分支，並且電晶體526和532形成第三電路分支。在另一示例中，第一電路分支、第二電路分支和第三電路分支被相互耦合起來。根據又一實施例，電晶體502、504、506和508形成第二電流鏡電路。例如，在該第二電流鏡電路中，電晶體502和506形成第四電路分支，並且電晶體504和508形成第五電路分支。在另一示例中，第四電路分支和第五電路分支被耦合起來。根據又一實施例，電晶體510、512、514、516、518和520形成第三電流鏡電路。例如，在該第三電流鏡電路中，電晶體510和516形成第六電路分支，電晶體512和518形成第七電路分支，並且電晶體514和520形成第八電路分支。在另一示例中，第六電路分支、第七電路分支和第八電路分支被相互耦合起來。
    參考第3圖和第5圖，根據一個實施例，通道電流分離器500(例如，通道電流分離器304m)從通道參考電流產生器(例如，通道參考電流產生器302)接收通道驅動電流534(例如，通道驅動電流310m)。根據另一實施例，作為回應，通道電流分離器500(例如，通道電流分離器304m)產生電流538(例如，電流312m)、電流544(例如，電流316m)和電流546(例如，電流314m)，所有這些電流被接收到LED通道驅動器(例如，LED通道驅動器306m)。
    根據又一實施例，電流538是通過轉移電流537的至少一部分產生的，電流537是以預定比率從通道驅動電流534鏡像反映得到的。例如，通道驅動電流534以預定比率(例如，等於1的預定比率)與電流538和電流544的和成比例。在另一示例中，電流544和546各自是通過以預定比率來鏡像反映參考電流536產生的。例如，電流544以預定比率(例如，等於1的預定比率)與電流546成比例。在又一示例中，通道驅動電流534、以及電流538、544和546遵循等式2和3，其中，Ich表示通道驅動電流534，Iin表示電流538，I1表示電流546，並且I2表示電流544。
    在另一實施例中，通道電流分離器500從通道參考電流產生器(例如，通道參考電流產生器302)接收通道驅動電流534(例如，通道驅動電流310m)。例如，通道驅動電流534流經電晶體502和506，並且以預定比率被電晶體504鏡像反映以產生電流537。在另一示例中，電流537流經電晶體504，並且被分割成電流538和539。在另一實施例中，電流538作為輸入電流(例如，電流312m)被發送給如第3圖所示的LED通道驅動器(例如，LED通道驅動器306m)。例如，電流538的大小是電流537的大小的一部分。
    如第5圖所示，根據一個實施例，通道電流分離器500接收參考電流536，該參考電流流經電晶體524和530。例如，參考電流536以預定比率被電晶體528鏡像反映以產生電流540，該電流540流經電晶體522、528和508。例如，電流540的大小等於電流539。在另一示例中，電流540和電流538之和等於電流537。
    根據另一實施例，參考電流536也被電晶體532鏡像反映以產生電流542，該電流542進一步被電晶體512鏡像反映以產生電流544，並且還進一步被電晶體514鏡像反映以產生電流546。例如，電流544流經電晶體512和518，並且電流546流經電晶體514和520。在另一示例中，電流544和546作為輸入電流(例如，分別為電流316m和314m)被發送給如第3圖所示的LED通道驅動器(例如，LED通道驅動器306m)。
    第6圖是示出作為根據本發明實施例之電流匹配系統300的多個部分的LED通道驅動器3061,...,306m,...,和306n中的一個的某些元件的簡化示圖。該示圖僅僅是示例，其不應當不當地限制申請專利範圍的範圍。本領域技術人員將認識到許多變體、替代和修改。LED通道驅動器600(例如，LED通道驅動器306m)包括電晶體602、604、606、608、610、612、614、616、618、620、622和624，以及電阻器626和628。例如，電晶體602和612是n溝道FET，電晶體604、606、608和610是p溝道FET，並且電晶體614、616、618、620、622和624是N-P-N BJT。在另一示例中，電晶體604和606形成第一電流鏡電路，並且電晶體608和610形成第二電流鏡電路。
    在一個實施例中，LED通道驅動器600從通道電流分離器(例如，通道電流分離器304m和/或通道電流分離器500)接收輸入電流638、640和642。例如，輸入電流638、640和642分別是輸入電流314m、316m和312m。在另一示例中，輸入電流638、640和642分別是輸入電流546、544和538。
    根據一個實施例，作為回應，電晶體622向電晶體602(例如，通過端子658)輸出電壓信號656。例如，電晶體602接收電壓信號656並且產生通道電流644以用於驅動一個或多個LED 632的通道。在另一示例中，通道電流644從一個或多個LED 632通過端子630(例如，端子320m)流向電晶體602。
    第7圖是示出用作根據本發明實施例之電流匹配系統300一部分的LED通道驅動器600的共基極輸入結構的簡化示圖。該示圖僅僅是示例，其不應當不當地限制申請專利範圍。本領域技術人員將認識到許多變體、替代和修改。共基極輸入結構700包括電晶體614和616、電阻器626和628、以及端子634和636。
    在一個實施例中，電晶體614的基極與電晶體616的基極被耦合在一起。例如，電晶體614接收輸入電流640，並且電晶體616接收輸入電流638。在另一示例中，輸入電流638和640的大小相等。在另一實施例中，電晶體614和616分別耦合到端子634和636。例如，端子634和636之間的電壓差被確定為如下：
    其中，V表示端子634和636之間的電壓，並且VT表示熱電壓。另外，Ic1表示輸入電流640，Ic2表示輸入電流638，並且Is1和Is2分別表示電晶體614和616的反向飽和電流。例如，通過調節設備尺寸和佈局圖案，可以使Ic1(例如，輸入電流640)與Ic2(例如，輸入電流638)相匹配(例如，在不大於2%的誤差內)，並且也可以使Is1與Is2相匹配(例如，在不大於1%的誤差內)。根據一個實施例，在室溫時，VT約等於26 mV；因此，V(例如，端子634和636之間的電壓差)可被減小到大約1 mV。
    返回參考第6圖，在另一實施例中，電晶體604、606、612和620用來補償作為輸入電流638的至少一部分的基極電流646。例如，基極電流646由電晶體618接收，該電晶體618產生流經電晶體604的電流648。在另一示例中，電流648被電晶體606以預定比率鏡像反映以產生流經電晶體620的電流650。在又一示例中，電晶體612抽取輸入電流640的至少一部分來向電晶體620提供基極電流652。在又一示例中，基極電流652和基極電流646的大小相等。
    在又一實施例中，電晶體622從輸入電流640抽取基極電流653。例如，基極電流653由電晶體608、610和624來補償。在另一示例中，電晶體610向電晶體624輸出電流654作為基極電流。在又一示例中，電流654被電晶體608以預定比率鏡像反映以產生電流來補償基極電流653，從而減小輸入電流638和640的匹配誤差。
    根據一些實施例，即使基極電流646和653的大小較小(例如，為納安培量級)，這些基極電流646和653也是分別從輸入電流638和640轉移來的。因此，根據某些實施例，對這些轉移電流的損耗進行補償可以減小輸入電流638和640的匹配誤差，並且因此減小端子634與636之間的電壓差，從而獲得更好的通道電流匹配。
    例如，通道電流644被確定為如下：
    (I in +I 2)×K×R-V os =(I out +I 1)×R　(等式5)
    其中，Iin表示輸入電流642，I1表示輸入電流638，I2表示輸入電流640，並且Iout表示通道電流644。另外，K×R表示電阻器626的電阻，並且R表示電阻器628的電阻。此外，Vos表示端子634與636之間的電壓差。
    在另一示例中，如果Iout等於40 mA，R等於5，K等於1000，並且Iin等於16 A，並且如果I1和I2各自等於4 A，則等式5被簡化為以下形式：
    (I in +I 2)×K×R-V os =I out ×R　(等式6)
    在又一示例中，利用等式2和6，通道電流644可被確定為如下：
    根據一些實施例，在不同LED通道驅動器之間，可以通過適當調節設備尺寸和佈局圖案來將R和K×R匹配在不大於1%的誤差內。另外，例如，通過如第6圖和第7圖所示的使電流640和638匹配(例如，在不大於2%的誤差內)並且減小端子634與636之間的電壓差，Vos也被減小到不大於1 mV。因此，根據某些實施例，不同LED通道驅動器之間的Iout的匹配誤差可被減小到不大於2%。
    根據另一實施例，一種用於LED通道的電流匹配的系統包括通道參考電流產生器、第一通道電流分離器、第二通道電流分離器、第一通道驅動器和第二通道驅動器。通道參考電流產生器配置以接收第一參考電流並且至少產生第一通道驅動電流和第二通道驅動電流。第一通道電流分離器配置以接收第一通道驅動電流並且產生第一輸入電流、第二輸入電流和第三輸入電流。第二通道電流分離器配置以接收第二通道驅動電流並且產生第四輸入電流、第五輸入電流和第六輸入電流。第一通道驅動器配置以接收第一輸入電流、第二輸入電流和第三輸入電流並且產生第一通道電流。第二通道驅動器配置以接收第四輸入電流、第五輸入電流和第六輸入電流並且產生第二通道電流。此外，第一輸入電流和第二輸入電流之和等於第一通道驅動電流。第二輸入電流等於第三輸入電流。第四輸入電流和第五輸入電流之和等於第二通道驅動電流。此外，第五輸入電流等於第六輸入電流。例如，該系統根據第3圖、第4圖、第5圖、第6圖和第7圖來實現。
    根據另一實施例，一種用於LED通道的電流匹配的系統包括通道參考電流產生器、第一通道電流分離器、第二通道電流分離器、第一通道驅動器和第二通道驅動器。通道參考電流產生器配置以接收第一參考電流並且至少產生第一通道驅動電流和第二通道驅動電流。第一通道電流分離器配置以接收第一通道驅動電流並且產生第一輸入電流、第二輸入電流和第三輸入電流。第二通道電流分離器配置以接收第二通道驅動電流並且產生第四輸入電流、第五輸入電流和第六輸入電流。第一通道驅動器配置以接收第一輸入電流、第二輸入電流和第三輸入電流，並且產生第一通道電流。第二通道驅動器配置以接收第四輸入電流、第五輸入電流和第六輸入電流，並且產生第二通道電流。此外，第一通道驅動器包括：第一電晶體，該第一電晶體包括第一電晶體端子、第二電晶體端子和第三電晶體端子；第二電晶體，該第二電晶體包括第四電晶體端子、第五電晶體端子和第六電晶體端子；第一電阻器，該第一電阻器與第一電阻相關聯並被耦合到具有第一電壓的第三電晶體端子；以及第二電阻器，該第二電阻器與第二電阻相關聯並被耦合到具有第二電壓的第六電晶體端子。另外，第一電晶體端子和第四電晶體端子相耦合。第二電晶體端子配置以接收第二輸入電流。第五電晶體端子配置以接收第三輸入電流。此外，第二輸入電流和第一通道電流之和與第一電阻的乘積等於第一大小。第一輸入電流和第三輸入電流之和與第二電阻的乘積等於第二大小。第一大小等於第二大小減去失調電壓。失調電壓等於第二電壓和第一電壓的大小之差。例如，該系統根據第3圖、第4圖、第5圖、第6圖和第7圖來實現。
    根據又一實施例，一種用於LED通道的電流匹配的方法包括：接收第一參考電流，至少產生第一通道驅動電流和第二通道驅動電流，以及處理與第一通道驅動電流和第二通道驅動電流相關聯的資訊。此外，該方法包括：至少基於與第一通道驅動電流相關聯的資訊產生第一輸入電流、第二輸入電流和第三輸入電流，處理與第一輸入電流、第二輸入電流和第三輸入電流相關聯的資訊，至少基於與第二通道驅動電流相關聯的資訊產生第四輸入電流、第五輸入電流和第六輸入電流，以及處理與第四輸入電流、第五輸入電流和第六輸入電流相關聯的資訊。另外，該方法包括：至少基於與第一輸入電流、第二輸入電流和第三輸入電流相關聯的資訊產生第一通道電流，以及至少基於與第四輸入電流、第五輸入電流和第六輸入電流相關聯的資訊產生第二通道電流。此外，第一輸入電流和第二輸入電流之和等於第一通道驅動電流。第二輸入電流等於第三輸入電流。第四輸入電流和第五輸入電流之和等於第二通道驅動電流。第五輸入電流等於第六輸入電流。例如，該方法至少根據第3圖、第4圖、第5圖和第6圖來實現。
    根據又一實施例，一種用於LED通道的電流匹配的方法包括：接收第一參考電流，至少產生第一通道驅動電流和第二通道驅動電流，以及處理與第一通道驅動電流和第二通道驅動電流相關聯的資訊。該方法還包括：至少基於與第一通道驅動電流相關聯的資訊產生第一輸入電流、第二輸入電流和第三輸入電流，處理與第一輸入電流、第二輸入電流和第三輸入電流相關聯的資訊，至少基於與第二通道驅動電流相關聯的資訊產生第四輸入電流、第五輸入電流和第六輸入電流，以及處理與第四輸入電流、第五輸入電流和第六輸入電流相關聯的資訊。此外，該方法包括：至少基於與第一輸入電流、第二輸入電流和第三輸入電流相關聯的資訊產生第一通道電流，以及至少基於與第四輸入電流、第五輸入電流和第六輸入電流相關聯的資訊產生第二通道電流。此外，第二輸入電流和第一通道電流之和與第一電阻的乘積等於第一大小。第一輸入電流和第三輸入電流之和與第二電阻的乘積等於第二大小。第一大小等於第二大小減去失調電壓。例如，該方法根據第3圖、第4圖、第5圖、第6圖和第7圖來實現。
    例如，本發明各個實施例中的一些或所有元件單獨地和/或與至少另一元件相組合地是利用一個或多個軟體元件、一個或多個硬體元件和/或軟體與硬體元件的一種或多種組合來實現的。在另一示例中，本發明各個實施例中的一些或所有元件單獨地和/或與至少另一元件相組合地在一個或多個電路中實現，例如在一個或多個類比電路和/或一個或多個數位電路中實現。在又一示例中，本發明的各個實施例和/或示例可以相組合。
    雖然已描述了本發明的具體實施例，然而本領域技術人員將明白，還存在於該實施例等同的其他實施例。因此，將明白，本發明不受所示具體實施例的限制，而是僅由申請專利範圍來限定。
    1021,...,102n．．．通道
    104．．．動態餘量控制單元
    106．．．控制信號
    108．．．開關模式電源系統
    110．．．電壓信號
    112．．．電流均衡結構
    116．．．通道參考電流產生器
    1181、...、118n．．．通道驅動器
    120．．．參考電流
    1221、...、122n．．．通道驅動電流
    1241、...、124n．．．通道電流
    128、130．．．電阻器
    132．．．電晶體
    200．．．通道驅動器
    202．．．運算放大器
    204、206．．．電阻器
    208．．．電晶體
    210．．．電流信號
    212．．．電壓信號
    216．．．輸入端子
    218．．．放大信號
    220．．．輸入端子
    222．．．通道電流
    300．．．電流匹配系統
    302．．．通道參考電流產生器
    3041、...、304m,...、304n．．．通道電流分離器
    3061、...、306m,...、306n．．．LED通道驅動器
    308．．．參考電流
    3101、...、310m、...、310n．．．通道驅動電流
    3121、...、312m、...、312n．．．輸入電流
    3141、...、314m、...、314n．．．輸入電流
    3161、...、316m、...、316n．．．輸入電流
    3181、...、318m、...、318n．．．通道電流
    3201、...、320m、...、320n．．．輸出端子
    402、404、410、412．．．電晶體
    405．．．閘極電壓信號
    4061、...、406m、...、406n．．．電晶體
    4081、...、408m、...、408n．．．電晶體
    414、416、420．．．電阻器
    4181、...、418m、...、418n．．．電阻器
    500．．．通道電流分離器
    502、504、506、508、510、512．．．電晶體
    514、516、518、520、522、524、526、528、530、532．．．電晶體
    534．．．通道驅動電流
    536．．．參考電流
    537、538、539、540、542、544、546．．．電流
    600．．．LED通道驅動器
    602、604、606、608、610、612、614、616．．．電晶體
    618、620、622、624．．．電晶體
    626、628．．．電阻器
    632．．．LED
    630、634、636、658．．．端子
    638、640和642．．．輸入電流
    644．．．通道電流
    646、652、653．．．基極電流
    648、650、654．．．電流
    656．．．電壓信號
    700．．．共基極輸入結構
    第1圖是示出用於利用參考電流來驅動多個通道的LED的系統的簡化傳統示圖；
    第2圖是示出通道驅動器之一的某些元件的簡化傳統示圖；
    第3圖是示出根據本發明一個實施例之用於LED通道的電流匹配系統的簡化示圖；
    第4圖是示出作為根據本發明實施例之電流匹配系統一部分的通道參考電流產生器的某些元件的簡化示圖；
    第5圖是示出作為根據本發明實施例之電流匹配系統的多個部分的通道電流分離器之一的某些元件的簡化示圖；
    第6圖是示出作為根據本發明實施例之電流匹配系統的多個部分的LED通道驅動器之一的某些元件的簡化示圖；以及
    第7圖是示出用作根據本發明實施例之電流匹配系統一部分的LED通道驅動器的共基極輸入結構的簡化示圖。
    300．．．電流匹配系統
    302．．．通道參考電流產生器
    3041、...、304m、...、304n．．．通道電流分離器
    3061、...、306m、...、306n．．．LED通道驅動器
    308．．．參考電流
    3101、...、310m、...、310n．．．通道驅動電流
    3121、...、312m、...、312n．．．輸入電流
    3141、...、314m、...、314n．．．輸入電流
    3161、...、316m、...、316n．．．輸入電流
    3181、...、318m、...、318n．．．通道電流
    3201、...、320m、...、320n．．．輸出端子
    权利要求:
    Claims (25)
    [1] 一種用於發光二極體(LED)通道的電流匹配的系統，該系統包括：一通道參考電流產生器，配置以接收一第一參考電流，並且至少產生一第一通道驅動電流和一第二通道驅動電流；一第一通道電流分離器，配置以接收該第一通道驅動電流，並且產生一第一輸入電流、一第二輸入電流和一第三輸入電流；一第二通道電流分離器，配置以接收該第二通道驅動電流，並且產生一第四輸入電流、一第五輸入電流和一第六輸入電流；一第一通道驅動器，配置以接收該第一輸入電流、該第二輸入電流和該第三輸入電流，並且產生一第一通道電流；以及一第二通道驅動器，配置以接收該第四輸入電流、該第五輸入電流和該第六輸入電流，並且產生一第二通道電流；其中：該第一輸入電流和該第二輸入電流之和等於該第一通道驅動電流；該第二輸入電流等於該第三輸入電流；該第四輸入電流和該第五輸入電流之和等於該第二通道驅動電流；以及該第五輸入電流等於該第六輸入電流。
    [2] 如申請專利範圍第1項所述之用於發光二極體(LED)通道的電流匹配的系統，其中：該第一通道驅動器還配置以將該第一通道電流輸出到與一第一通道相對應的一個或多個第一發光二極體；以及該第二通道驅動器還配置以將該第二通道電流輸出到與一第二通道相對應的一個或多個第二發光二極體。
    [3] 如申請專利範圍第2項所述之用於發光二極體(LED)通道的電流匹配的系統，其中：該第一通道電流從該一個或多個第一發光二極體流進該第一通道驅動器；以及該第二通道電流從該一個或多個第二發光二極體流進該第二通道驅動器。
    [4] 如申請專利範圍第1項所述之用於發光二極體(LED)通道的電流匹配的系統，其中該第一通道驅動器包括：一第一電晶體，該第一電晶體包括一第一電晶體端子、一第二電晶體端子和一第三電晶體端子；以及一第二電晶體，該第二電晶體包括一第四電晶體端子、一第五電晶體端子和一第六電晶體端子；其中：該第一電晶體端子和該第四電晶體端子相耦合；該第二電晶體端子配置以接收該第二輸入電流；以及該第五電晶體端子配置以接收該第三輸入電流。
    [5] 如申請專利範圍第4項所述之用於發光二極體(LED)通道的電流匹配的系統，其中該第一通道驅動器還包括：一第一電阻器，該第一電阻器與一第一電阻相關聯並被耦合到具有一第一電壓的該第三電晶體端子；以及一第二電阻器，該第二電阻器與一第二電阻相關聯並被耦合到具有一第二電壓的該第六電晶體端子；其中：該第二輸入電流和該第一通道電流之和與該第一電阻的乘積等於該第一輸入電流和該第三輸入電流之和與該第二電阻的乘積減去一失調電壓；該失調電壓等於該第二電壓與該第一電壓的大小之差。
    [6] 如申請專利範圍第5項所述之用於發光二極體(LED)通道的電流匹配的系統，其中該第一電阻的大小與該第二電阻成比例。
    [7] 如申請專利範圍第4項所述之用於發光二極體(LED)通道的電流匹配的系統，其中；該第一電晶體是一第一雙極接面電晶體；該第二電晶體是一第二雙極接面電晶體；該第一電晶體端子是一第一基極端子；以及該第四電晶體端子是一第二基極端子。
    [8] 如申請專利範圍第7項所述之用於發光二極體(LED)通道的電流匹配的系統，其中該第一通道驅動器還包括：一第三電晶體，該第三電晶體包括一第三基極端子、一第七電晶體端子和一第八電晶體端子；其中：該第三基極端子和該第二電晶體端子相耦合；該第八電晶體端子、該第一基極端子和該第二基極端子相耦合；該第一電晶體配置以在該第八電晶體端子處從該第三電晶體接收一第一基極電流；該第二電晶體配置以在該第八電晶體端子處從該第三電晶體接收一第二基極電流；以及該第三電晶體配置以接收該第二輸入電流的至少一部分來作為一第三基極電流。
    [9] 如申請專利範圍第8項所述之用於發光二極體(LED)通道的電流匹配的系統，其中該第一通道驅動器還包括：第四電晶體，該第四電晶體包括一第四基極端子、一第九電晶體端子和一第十電晶體端子；以及一第一電流鏡電路；其中：該第一電流鏡電路在該第七電晶體端子處被耦合到該第三電晶體；該第一電流鏡電路在該第九電晶體端子處被耦合到該第四電晶體；該第四電晶體配置以接收該第三輸入電流的至少一部分來作為該第四基極電流；以及該第一電流鏡電路配置以鏡像反映流經該第三電晶體的一第一電流以產生流經該第四電晶體的一第二電流，該第四基極電流的大小等於該第三基極電流。
    [10] 如申請專利範圍第9項所述之用於發光二極體(LED)通道的電流匹配的系統，其中該第四電晶體還配置以通過另一電晶體接收該第三輸入電流的該至少一部分來作為該第四基極電流。
    [11] 如申請專利範圍第9項所述之用於發光二極體(LED)通道的電流匹配的系統，其中該第一通道驅動器還包括：一第五電晶體，該第五電晶體包括一第五基極端子、一第十一電晶體端子和一第十二電晶體端子；其中：該第五基極端子被耦合到該第五電晶體端子；以及該第五電晶體配置以接收該第三輸入電流的一部分來作為一第五基極電流。
    [12] 如申請專利範圍第11項所述之用於發光二極體(LED)通道的電流匹配的系統，其中該第一通道驅動器還包括：一第六電晶體，該第六電晶體包括一第六基極端子、一第十三電晶體端子和一第十四電晶體端子；以及一第二電流鏡電路；其中：該第二電流鏡電路在該第五基極端子處被耦合到該第五電晶體；該第二電流鏡電路在該第六基極端子處被耦合到該第六電晶體；以及該第二電流鏡電路配置以鏡像反映該第五基極電流以產生用於該第六電晶體的一第六基極電流，該第五基極電流的大小等於該第六基極電流。
    [13] 如申請專利範圍第12項所述之用於發光二極體(LED)通道的電流匹配的系統，其中：該第一通道驅動器還包括第七電晶體，該第七電晶體包括一第十五電晶體端子、一第十六電晶體端子和一第十七電晶體端子；以及該第七電晶體配置以在該第十五電晶體端子處從該第五電晶體接收一電壓信號，並且向一個或多個發光二極體輸出該第一通道電流，該第一通道電流從該一個或多個發光二極體流進該第七電晶體。
    [14] 如申請專利範圍第13項所述之用於發光二極體(LED)通道的電流匹配的系統，其中該第七電晶體是橫向擴散金屬氧化物半導體(LDMOS)電晶體。
    [15] 如申請專利範圍第1項所述之用於發光二極體(LED)通道的電流匹配的系統，其中該第一通道電流分離器包括：一第一電流鏡電路，該第一電流鏡電路包括一第一電路分支、一第二電路分支和一第三電路分支，該第一電路分支、該第二電路分支和該第三電路分支被相互耦合；一第二電流鏡電路，該第二電流鏡電路包括一第四電路分支和一第五電路分支，該第四電路分支和該第五電路分支被相互耦合；以及一第三電流鏡電路，該第三電流鏡電路包括一第六電路分支、一第七電路分支和一第八電路分支，該第六電路分支、一第七電路分支和一第八電路分支被相互耦合；其中：該第一電流鏡電路配置以在該第一電路分支處接收一第二參考電流，並且在該第二電流分支中產生一第一鏡像電流，該第一鏡像電流在大小上與該第二參考電流成比例；該第二電流鏡電路配置以在該第四電路分支處接收該第一通道驅動電流，並且產生一第二鏡像電流，該第二鏡像電流在大小上與該第一通道驅動電流成比例；以及該第二電流鏡電路還配置以轉移該第二鏡像電流的至少一部分來產生該第一輸入電流，該第一輸入電路與該第一鏡像電流之和在大小上等於該第二鏡像電流；其中：該第一電流鏡電路還配置以在該第三電路分支中產生一第三鏡像電流，該第三鏡像電流在大小上與該第二參考電流成比例；該第三電流鏡電路配置以在該第六電路分支中接收該第三鏡像電流，並且在該第七電路分支中產生該第三輸入電流，該第三輸入電流在大小上與該第三鏡像電流成比例；以及該第三電流鏡電路還配置以在該第八電路分支中產生該第二輸入電流，該第二輸入電流在大小上與該第三鏡像電流成比例。
    [16] 如申請專利範圍第15項所述之用於發光二極體(LED)通道的電流匹配的系統，其中該第一電路分支、該第二電路分支、該第三電路分支、該第四電路分支、該第五電路分支、該第六電路分支、該第七電路分支和該第八電路分支各自包括串聯耦合的一個或多個電晶體。
    [17] 如申請專利範圍第1項所述之用於發光二極體(LED)通道的電流匹配的系統，其中該第一通道電流和該第二通道電流在大小上相匹配。
    [18] 一種用於發光二極體(LED)通道的電流匹配的系統，該系統包括：一通道參考電流產生器，配置以接收一第一參考電流，並且至少產生一第一通道驅動電流和一第二通道驅動電流；一第一通道電流分離器，配置以接收該第一通道驅動電流，並且產生一第一輸入電流、一第二輸入電流和一第三輸入電流；一第二通道電流分離器，配置以接收該第二通道驅動電流，並且產生一第四輸入電流、一第五輸入電流和一第六輸入電流；一第一通道驅動器，配置以接收該第一輸入電流、該第二輸入電流和該第三輸入電流，並且產生一第一通道電流；以及一第二通道驅動器，配置以接收該第四輸入電流、該第五輸入電流和該第六輸入電流，並且產生一第二通道電流；其中該第一通道驅動器包括：一第一電晶體，該第一電晶體包括一第一電晶體端子、一第二電晶體端子和一第三電晶體端子；一第二電晶體，該第二電晶體包括一第四電晶體端子、一第五電晶體端子和一第六電晶體端子；一第一電阻器，該第一電阻器與一第一電阻相關聯並被耦合到具有一第一電壓的該第三電晶體端子；以及一第二電阻器，該第二電阻器與一第二電阻相關聯並被耦合到具有一第二電壓的該第六電晶體端子；其中：該第一電晶體端子和該第四電晶體端子相耦合；該第二電晶體端子配置以接收該第二輸入電流；以及該第五電晶體端子配置以接收該第三輸入電流；其中：該第二輸入電流和該第一通道電流之和與該第一電阻的乘積等於第一大小；該第一輸入電流和該第三輸入電流之和與該第二電阻的乘積等於第二大小；該第一大小等於該第二大小減去一失調電壓；以及該失調電壓等於該第二電壓和該第一電壓的大小之差。
    [19] 如申請專利範圍第18項所述之用於發光二極體(LED)通道的電流匹配的系統，其中：該第一通道驅動器還配置以將該第一通道電流輸出到與一第一通道相對應的一個或多個第一發光二極體；以及該第二通道驅動器還配置以將該第二通道電流輸出到與第二通道相對應的一個或多個第二發光二極體。
    [20] 如申請專利範圍第19項所述之用於發光二極體(LED)通道的電流匹配的系統，其中：該第一通道電流從該一個或多個第一發光二極體流進該第一通道驅動器；以及該第二通道電流從該一個或多個第二發光二極體流進該第二通道驅動器。
    [21] 如申請專利範圍第18項所述之用於發光二極體(LED)通道的電流匹配的系統，其中：該第一電晶體是一第一雙極接面電晶體；該第二電晶體是一第二雙極接面電晶體；該第一電晶體端子是一第一基極端子；以及該第四電晶體端子是一第二基極端子。
    [22] 如申請專利範圍第21項所述之用於發光二極體(LED)通道的電流匹配的系統，其中，該第一通道驅動器還包括：一第三電晶體，該第三電晶體包括一第三基極端子、一第七電晶體端子和一第八電晶體端子；其中：該第三基極端子和該第二電晶體端子相耦合；該第八電晶體端子、該第一基極端子和該第二基極端子相耦合；該第一電晶體配置以在該第八電晶體端子處從該第三電晶體接收一第一基極電流；該第二電晶體配置以在該第八電晶體端子處從該第三電晶體接收一第二基極電流；以及該第三電晶體配置以接收該第二輸入電流的至少一部分來作為一第三基極電流。
    [23] 如申請專利範圍第22項所述之用於發光二極體(LED)通道的電流匹配的系統，其中該第一通道驅動器還包括：一第四電晶體，該第四電晶體包括一第四基極端子、一第九電晶體端子和一第十電晶體端子；以及一第一電流鏡電路；其中：該第一電流鏡電路在該第七電晶體端子處被耦合到該第三電晶體；該第一電流鏡電路在該第九電晶體端子處被耦合到該第四電晶體；該第四電晶體配置以接收該第三輸入電流的至少一部分來作為該第四基極電流；以及該第一電流鏡電路配置以鏡像反映流經該第三電晶體的一第一電流以產生流經該第四電晶體的一第二電流，該第四基極電流的大小等於該第三基極電流。
    [24] 一種用於發光二極體(LED)通道的電流匹配的方法，該方法包括：接收一第一參考電流；至少產生一第一通道驅動電流和一第二通道驅動電流；處理與該第一通道驅動電流和該第二通道驅動電流相關聯的資訊；至少基於與該第一通道驅動電流相關聯的資訊產生一第一輸入電流、一第二輸入電流和一第三輸入電流；處理與該第一輸入電流、該第二輸入電流和該第三輸入電流相關聯的資訊；至少基於與該第二通道驅動電流相關聯的資訊產生一第四輸入電流、一第五輸入電流和一第六輸入電流；處理與該第四輸入電流、該第五輸入電流和該第六輸入電流相關聯的資訊；至少基於與該第一輸入電流、該第二輸入電流和該第三輸入電流相關聯的資訊產生一第一通道電流；以及至少基於與該第四輸入電流、該第五輸入電流和該第六輸入電流相關聯的資訊產生一第二通道電流；其中：該第一輸入電流和該第二輸入電流之和等於該第一通道驅動電流；該第二輸入電流等於該第三輸入電流；該第四輸入電流和該第五輸入電流之和等於該第二通道驅動電流；以及該第五輸入電流等於該第六輸入電流。
    [25] 一種用於發光二極體(LED)通道的電流匹配的方法，該方法包括：接收一第一參考電流；至少產生一第一通道驅動電流和一第二通道驅動電流；處理與該第一通道驅動電流和該第二通道驅動電流相關聯的資訊；至少基於與該第一通道驅動電流相關聯的資訊產生一第一輸入電流、一第二輸入電流和一第三輸入電流；處理與該第一輸入電流、該第二輸入電流和該第三輸入電流相關聯的資訊；至少基於與該第二通道驅動電流相關聯的資訊產生一第四輸入電流、一第五輸入電流和一第六輸入電流；處理與該第四輸入電流、該第五輸入電流和該第六輸入電流相關聯的資訊；至少基於與該第一輸入電流、該第二輸入電流和該第三輸入電流相關聯的資訊產生一第一通道電流；以及至少基於與該第四輸入電流、該第五輸入電流和該第六輸入電流相關聯的資訊產生一第二通道電流；其中：該第二輸入電流和該第一通道電流之和與該第一電阻的乘積等於第一大小；該第一輸入電流和該第三輸入電流之和與該第二電阻的乘積等於第二大小；以及該第一大小等於該第二大小減去一失調電壓。
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