光体积变化描记图法的发光二极管驱动器以及电流驱动器

技术领域

本发明涉及驱动器，尤其涉及用于光体积变化描记图法的发光二极管驱动器与电流驱动器。

背景技术

光体积变化描记图法(Photoplethysmography；PPG)技术涉及以可控光源(例如：发光二极管(LED))照射皮肤并测量光吸收的变化量，且可用于多种应用(例如：心律与血氧的测量)。一PPG电子产品可能包含多个LED，该些LED分别用来照射不同位置的皮肤，且每个LED是由一专属的/共享的电流驱动电路来驱动。然而，该些LED不一定要同时操作；因此，每个LED与其相对应的电流驱动电路之间会设置一开关(例如：金氧半导体(MOS)晶体管)，N个LED与其相对应的电流驱动电路之间会设置N个开关。当该开关开启时，该LED依据一驱动电流以操作；当该开关关闭时，该LED没有电流流过而不操作。

承上所述，由于每个LED操作时通常需要一大驱动电流(例如：大于一百毫安的电流)，该开关须能承受该大驱动电流，因此，该开关的电路面积通常很大，这不利于电路的小型化，且会导致成本上升。

发明内容

本公开的目的之一在于提供一种用于光体积变化描记图法(photoplethysmography(PPG))的发光二极管(light-emitting diode(LED))驱动器以及一种电流驱动器，能够减少大面积开关的使用，以利于电路的小型化以及降低成本。

本公开的用于PPG的LED驱动器的一实施例包含一操作放大器(operationalamplifier(OP))、N个电流驱动电路与一电阻电路，其中该N为正整数。该操作放大器包含一OP输入端、一OP反相输入端与一OP输出端，其中该OP输入端用来接收一参考电压，该OP反相输入端用来接收一反馈电压，该OP输出端用来输出一控制电压。该N个电流驱动电路的每一个经由一LED电流路径耦接一LED；换言之，该N个电流驱动电路分别耦接N个LED电流路径，以耦接N个LED。该N个电流驱动电路的每一个可操作于一致能模式与一禁能模式的其中之一，并包含一N通道金氧半导体(NMOS)晶体管与一开关电路。该NMOS晶体管包含一漏极、一源极与一栅极，其中该漏极不经由任何开关耦接该LED电流路径，该源极经由一反馈节点耦接该OP反相输入端，该栅极用来在该致能模式下接收该控制电压以及在该禁能模式下接收一偏压端的一偏压，该反馈节点的电压为该反馈电压。该开关电路用来在该致能模式下耦接该OP输出端与该栅极，以让该控制电压控制该NMOS晶体管；该开关电路还在该禁能模式下耦接该偏压端与该栅极，以让该偏压禁能该NMOS晶体管。该电阻电路耦接于该反馈节点与一低电压端之间，用来与该反馈电压共同决定流过该N个电流驱动电路的一总电流。

本公开的电流驱动器的一实施例包含一OP、N个电流驱动电路以及一电阻电路，其中该N为正整数。该OP包含一OP输入端、一OP反相输入端与一OP输出端，其中该OP输入端用来接收一参考电压，该OP反相输入端用来接收一反馈电压，该OP输出端用来输出一控制电压。该N个电流驱动电路的每一个经由一电流路径耦接一被驱动电路；换言之，该N个电流驱动电路分别耦接N个电流路径，以耦接N个被驱动电路。该N个电流驱动电路的每一个可操作于一致能模式与一禁能模式的其中之一，并包含一NMOS晶体管与一开关电路。该NMOS晶体管包含一漏极、一源极与一栅极，其中该漏极不经由任何开关耦接该电流路径，该源极经由一反馈节点耦接该OP反相输入端，该栅极用来在该致能模式下接收该控制电压以及在该禁能模式下接收一偏压端的一偏压，该反馈节点的电压为该反馈电压。该开关电路用来在该致能模式下耦接该OP输出端与该栅极，以让该控制电压控制该NMOS晶体管；该开关电路还在该禁能模式下耦接该偏压端与该栅极，以让该偏压禁能该NMOS晶体管。该电阻电路耦接于该反馈节点与一低电压端之间，用来与该反馈电压共同决定流过该N个电流驱动电路的一总电流。

有关本发明的特征、实际操作与功效，兹配合附图作优选实施例详细说明如下。

附图说明

图1示出本公开的用于光体积变化描记图法(PPG)的发光二极管(LED)驱动器的一实施例；

图2示出图1的开关电路的一实施例；以及

图3示出本公开的电流驱动器的一实施例。

具体实施方式

本公开提出一种用于光体积变化描记图法(Photoplethysmography；PPG)的发光二极管(light-emitting diode(LED))驱动器以及一种电流驱动器，其可减少大面积开关的使用，以利于电路的小型化以及降低成本。

图1示出本公开的用于PPG的LED驱动器的一实施例。图1的用于PPG的LED驱动器100包含一操作放大器(operational amplifier(OP))110、N个电流驱动电路120与一电阻电路130，其中该N为正整数(例如：1≤N≤5)。该些电路说明于底下段落。

如图1所示，该OP 110包含一OP输入端(如图1的符号“+”所示)、一OP反相输入端(如图1的符号“－”所示)与一OP输出端。该OP输入端用来接收一参考电压V

如图1所示，该N个电流驱动电路120的每一个耦接一LED电流路径，并经由该LED电流路径耦接一LED 10；换言之，该N个电流驱动电路120分别耦接N个LED电流路径，以耦接N个LED 10。此外，每个LED电流路径上的元件(例如：导线、走线、焊垫(pad)或接脚(pin))是依实施需求而定；每个LED 10接收一供应电压V

关于图1的实施例，该N个电流驱动电路120的每一个可操作于一致能模式与一禁能模式的其中之一。当任一电流驱动电路120操作于该致能模式时，该电流驱动电路120传输电流；当任一电流驱动电路120操作于该禁能模式时，虽然该电流驱动电路120仍经由该LED电流路径电性连接该LED 10，但不传输任何电流。

如图1所示，该N个电流驱动电路120的每一个包含一N通道金氧半导体(NMOS)晶体管122与一开关电路124。该NMOS晶体管122包含一漏极、一源极与一栅极，其中该漏极不经由任何开关耦接该LED电流路径，该源极经由一反馈节点ND

图2示出图1的开关电路124的一实施例。如图2所示，该开关电路124包含一第一开关210与一第二开关220。该第一开关210用来在该致能模式下依据一第一开关信号SW1耦接该OP输出端与该栅极，并在该禁能模式下依据该第一开关信号SW1而关闭。该第二开关220用来在该致能模式下依据一第二开关信号SW2而关闭，并在该禁能模式下依据该第二开关信号SW2耦接该偏压端与该栅极。该第一开关信号SW1与该第二开关信号SW2的实施可借由已知/自行开发的技术来实现。当该NMOS晶体管122具有一NMOS电路面积A

如图1所示，该电阻电路130耦接于该反馈节点ND

图3示出本公开的电流驱动器的一实施例。图3的电流驱动器300包含一OP 310、N个电流驱动电路320以及一电阻电路330，其中该N为正整数。该OP 310包含一OP输入端(如图3的符号“+”所示)、一OP反相输入端(如图3的符号“－”所示)与一OP输出端，其中该OP输入端用来接收一参考电压V

由于本技术领域普通技术人员能够参考图1至图2的实施例的公开来了解图3的实施例的细节与变化，重复及冗余的说明在此省略。

请注意，在实施为可能的前提下，本技术领域普通技术人员可选择性地实施前述任一实施例中部分或全部技术特征，或选择性地实施前述多个实施例中部分或全部技术特征的组合，以弹性地实施本发明。

综上所述，本公开的用于PPG的LED驱动器以及电流驱动器能够减少大面积开关的使用，以利于电路的小型化以及降低成本。

虽然本发明的实施例如上所述，然而该些实施例并非用来限定本发明，本技术领域普通技术人员可依据本发明的明示或隐含的内容对本发明的技术特征施以变化，凡此种种变化均可能属于本发明所寻求的专利保护范畴，换言之，本发明的专利保护范围须视本说明书的申请专利范围所界定者为准。

【符号说明】

100：用于PPG的LED驱动器

110：操作放大器(OP)

120：电流驱动电路

122：NMOS晶体管

124：开关电路

130：电阻电路

ND

V

V

V

V

V

V

I

10：发光二极管(LED)

210：第一开关

220：第二开关

SW1：第一开关信号

SW2：第二开关信号

300：电流驱动器

310：操作放大器(OP)

320：电流驱动电路

322：NMOS晶体管

324：开关电路

330：电阻电路。