升压型双模式PWM+LED驱动芯片设计

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1、浙江大学硕士学位论文升压型双模式PWMLED驱动芯片设计姓名：付佳申请学位级别：硕士专业：电路与系统指导教师：吴晓波20070426浙江大学硕士学位论文摘要作为新兴的固态光源，白光LED具有无污染，高效率，使用寿命长等优点，在现代照明系统中拥有广泛的应用前景。由于白光LED的颜色和亮度受正向电流及温度的影响显著，对其驱动芯片的性能提出了很高的要求。同时，诸如汽车电子照明系统及工业控制系统等应用场合具有输入电压高，变化范围大等特点，更给系统的设计带来难度。针对上述应用，论文给出一种白光LED驱动芯片的设计

2、方案。特点是采用了BOOST型DC／DC变换电路，峰值电流的控制模式，使负载LED上的电流保持恒定。为降低成本，提高芯片的适应性，方案摒弃了芯片内集成功率MOS管和开关二极管的做法，使之可根据驱动电流的大小灵活选择合适的外围器件。为解决串联连接的LED数目不定，导致驱动电压与输入电压有可能不匹配的问题，提出的系统可根据需要工作于两种不同工作模式下——恒流模式和恒流，恒压模式。为方便数字控制，防止发光颜色的偏差，针对驱动芯片的技术关键——白光LED的亮度调节，设计采用了PWM调光方式，并同时具备模拟调光的

3、功能，以扩展调光范围。所完成的驱动芯片输入电压范围3V-36V，输出可以驱动1个到10个LED，工作频率最高为1MHz。论文重点设计了环路控制中的主要电路模块，如误差放大器，振荡器以及电压调整器，斜坡补偿电路等模块。其中，采用两级带隙基准的结构解决了高输入电压与精密基准电压之间的矛盾。能的实现。此外，芯片还具备软启动，电路模块的成功设计保证了系统整体性过压保护，过温保护等功能以及关断工作模式，以保护系统不受到过压、过温的损害，方便外围系统对其控制，并降低了系统的功耗。所有设计均在1．5urnBiCMOS

4、工艺下完成，利用CadenceSpectre工具软件仿真的结果表明，各电路模块工作正常，预期的系统功能均已圆满实现。关键词：白光LED，驱动，BOOST，峰值电流控制，高端检测，PWM调光一l一浙江大学硕士学位论文AbstractAsahopefulsolidstatelightingsource,whiteLEDhassomeoutstandingadvantageslikenon-pollution,hi曲efficient,longlife,etc．andthusitiswidelyadopted

5、bymodemelectroniclightingsystem．Becauseitscolorandbrightnessareseriouslyaffectedbytheforwardcurrent，thehi曲performancedriverintegratedcircuits(10aledemanded．Besides，somerigorousapplicationssuchasindustrialcontrolsystem01"automotivelightingsystembringmored

6、ifficultiestOthedesignofdriversduetOtheirhighinputvoltageandwideinputvoltagerange．Therefore,alotofeffortswereputintotheresearchonthesedrivers．Tomeettherequirementsofsuchdrivers，thisthesisproposedasolutionofwhiteLEDdriver,inwhichtheBOOSTtopologyandpeal【cu

7、rrentcontrolmodewereemployedtoI【eepLEDloadcurrentconstant．Toprovidethemaximumapplicationflexibilityofdriverandreduceitscost,asolutionwitlloff-chippowerMOStransistorsandoff-chipswitchdiodesWaSchosen．Thedrivingcurrentcanbefixedbysystemanduserscouldconvenie

8、ntlyselect耐pheryelementsaccordingtotheirrequirements．SincetheloadLEDsaleinseries,theoutputvoltagedependsOnthenumberofLEDs，andtheoutputvoltagecouldbehi曲el"orlowerthantheinputvoltage．TOmeetthedifferentrequirementsrequitedbyd