基于BCD工艺的白光LED驱动器设计

论文摘要

白光LED因其高效、节能、环保、寿命长、高可靠性等显著优点在照明领域获得广泛应用。本文介绍了LED驱动集成电路的发展,指出恒流驱动是照明LED驱动的发展方向。讨论了线性调整型、电容式开关型和电感式开关型三种LED驱动方案。通过对各种恒流调制原理的分析,指出滞环电流控制是一种具有自稳定性、系统结构简单的恒流调制方式,适合于对照明LED进行恒流驱动。本文基于CSMC 0.5um BCD工艺,并利用Cadence EDA集成电路设计仿真工具,设计了一款采用连续电流模降压式LED恒流驱动器。该芯片的输入电压范围是7V-42V,最大输出电流可达1.5A,并且可以通过外接DC电压或PWM信号进行亮度控制。该芯片可广泛应用于LED／背光显示驱动、照明、便携式通讯装置、手持电子设备等。该芯片采用高边电流检测方案,采用滞环电流控制方法对LED驱动电流进行滞环控制,从而获得恒定的平均驱动电流。芯片内部电路主要包括电源模块、带隙基准源、调光电路、过温保护电路、ESD保护电路、输出驱动逻辑电路和功率开关管等。芯片可为1W的白光LED提供350mA的驱动电流,也可为4W的LED提供1A的驱动电流。通过调节外置检测电阻可获得350mA以上的平均驱动电流,驱动串联的多颗白光照明LED,转换效率可高达97%。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 LED技术产业发展现状
• 1.3 BCD工艺介绍
• 1.3.1 BCD工艺简介
• 1.3.2 BCD工艺兼容性考虑
• 1.3.3 DMOS器件的结构、工作原理与特点
• 1.3.4 BCD工艺应用的国内外市场现状
• 1.4 论文的主要工作和内容安排
• 第二章 白光LED的发光原理及驱动类型
• 2.1 白光LED的结构及工作原理
• 2.2 LED电学及温度特性
• 2.2.1 LED的电学特性
• 2.2.2 温度对白光LED工作状态的影响
• 2.3 LED驱动电源的基本类型
• 2.3.1 线性调整型
• 2.3.2 电容式开关型
• 2.3.3 电感式开关型
• 2.4 LED驱动常见连接方式
• 2.5 白光驱动LED效率比较
• 2.6 本章小结
• 第三章 LED恒流驱动器整体电路及原理研究
• 3.1 芯片整体电路设计指标
• 3.2 电感式开关型恒流驱动原理
• 3.3 芯片整体的系统工作原理
• 3.3.1 芯片整体的描述
• 3.3.2 芯片内部的主要模块
• 3.3.3 芯片整体工作原理
• 3.4 本章小结
• 第四章 LED驱动器模块单元设计和仿真分析
• 4.1 电源模块
• 4.2 基准源模块
• 调光电路'>4.3 主电路_调光电路
• 4.3.1 PWM比较器电路
• 4.3.2 电流检测电路
• 4.3.3 电阻选择电路
• 4.3.4 上拉和低通滤波电路
• 4.4 过温保护电路
• 4.5 动逻辑电路
• 4.6 ESD保护电路
• 4.7 功率管选择
• 4.8 本章小结
• 第五章 整体电路性能的仿真和分析
• 5.1 整体电路特性指标及仿真参数
• 5.1.1 整体电路特性指标
• 5.1.2 仿真参数选择:电感、电容、二极管
• 5.2 整体性能指标仿真分析
• 5.2.1 系统的启动
• 5.2.2 系统的整体仿真
• 5.2.3 系统的转换效率
• 5.2.4 输出电压纹波
• 5.2.5 电流精度和电流纹波
• 5.2.6 最大输出电流
• 5.3 线性调节测试
• 5.4 模拟调光和PWM调光
• 5.4.1 模拟调光
• 5.4.2 PWM调光
• 5.5 本章小结
• 第六章 总结和展望
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士期间参加项目