具有线电压补偿功能的线性恒流LED驱动芯片设计与研究

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1、工程硕士学位论文具有线电压补偿功能的线性恒流LED驱动芯片设计与研究作者姓名柯年杭工程领域集成电路工程校内指导教师蔡敏教授校外指导教师陈小雨高级工程师所在学院电子与信息学院论文提交日期2018年4月DesignandResearchofLinearConstantCurrentLEDDriverwithLineVoltageCompensationADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：KenianhangSupervisor：Prof.CaiMinSeniorE

2、ngineerChenXiaoyuSouthChinaUniversityofTechnologyGuangzhou,China摘要LED照明是近些年来所兴起的一种新兴照明方式，低碳、环保、高效等一系列的优势让LED照明逐渐取代传统照明灯具的市场地位。同时，随着LED照明方式的流行，人们一方面对价格有了更苛刻的要求，另一方面对其安全性、多样性有了更高的要求。由于驱动芯片是驱动器的核心组成成分。因此，研究一款价格低廉，安全性高的LED驱动芯片已经成为近些年来非常热门的课题。本文分析了各种LED驱动技术，深入地研究了线性恒流LED

3、驱动器的工作原理，针对现有线性恒流LED驱动器在线电压补偿方面存在的不足，提出一种基于相位检测方法的线电压补偿电路结构，并基于700V高压BCD工艺，设计了一款LED驱动芯片。设计增加的基于相位检测方法的线电压补偿电路，有效地改善了恒流LED驱动器的线性调整率，同时，该电路在不需要增加芯片管脚和外围器件的条件下，实现较好的线电压补偿效果；设计的温度保护、DIM调光等相关模块电路，进一步增加了芯片的安全性和多样性。本文基于所设定的指标，对整体电路进行了设计分析、仿真验证，进行了相应版图设计，并对流片的样品进行了测试。测试结果表明

4、：在220V（AC）下灯具的功率为5.86W，驱动器的效率为82%。经过用示波器观察和测试，发现线电压补偿电路工作正常，大功率应用时没有出现自激现象。通过在不同电压下测量系统功率，计算得到其线性调整率为1.6%。通过用积分球进一步测试得到频闪深度为15%。温度保护默认状态下为138摄氏度。在有压敏电阻的情况下，浪涌冲击电压能够达到1200V。本文所设计的芯片已经达到设计指标的要求，在性价比方面优于现有的开关电源驱动器和线性恒流驱动器。关键词：线电压补偿；LED驱动；线性调整率；温度保护IAbstractLEDlightingi

5、sanewwayoflightingemerginginrecentyears.ThetraditionallightingmarketpositionisreplacedbyLEDlightinggraduallybecauseofaseriesofadvantages,suchaslowcarbon,environmentalprotectionandhighefficiencyandsoon.WiththepopularityofLEDlighting,ononehandpeoplehavemorestringentre

6、quirementsinprice，andontheotherhandhavehigherrequirementsontheirsafetyanddiversity.Therefore,astudyonlow-costandhigh-securityLEDdriverhasbecomeaveryhottopicinrecentyears.BasedonthestudiesofvariouskindsoftechnologiesandtheworkingprincipleofLEDdriver,oneline-voltage-c

7、ompensationcircuitstructureisproposedinthispaper.Andthestructureisachievedonbasisofphasedetectionmethodaimingatimprovingthedeficiencyofexistingline-voltage-compensationcircuit.Thechipisdesignedbasedon700VhighvoltageBCDprocess.Thelineradjustmentrateisimprovedeffectiv

8、elybyusingthiscompensationcircuitandabettercompensationeffectisrealizedwithoutextrachippinsorotherperipheraldevices.Thesecurityanddiversit