恒流驱动电路研究与设计

论文摘要

随着能源消耗的日益紧张,发光效率较低的传统白炽灯必然要被新的照明方式所取代,LED照明以其发光效率高,可靠稳定必然代替传统的照明方式,引起照明领域的革命。LED照明的特点与传统照明不同,这些不同要求设计不同于传统照明的驱动方式。本文的重点是研究一种降压型大功率恒流LED驱动电路设计,在输出电流恒定的基础上保证足够的电流驱动能力,以满足照明的需求。首先根据系统设计要求的特点,确定峰值电流滞回控制做为系统的解决方案,并分析此方案所要考虑的问题,采取PWM/COT双模控制方式抑制电路的次级谐波,对系统方案在PSIM中进行系统验证。其次对系统的方案进行划分,把系统的功能分解到具体模块,完成这些模块的电路设计；提出一种COT模式电路的设计实现,可有效的解决电路的次级谐波振荡的问题,实现系统的PWM/COT双模控制；同时完成版图设计并在CSMC0.5BCD工艺下进行流片。再次给出LED驱动电路的主要测试结果,说明PWM/COT双模式控制的作用在电路中得到体现,对次级谐波的抑制有很好的作用,完成系统的验证。测试结果显示电路可以实现输出电流0-500mA的恒流,保证电流纹波小于10%,很好的实现了恒流驱动的特性。文章的最后总结了论文的工作和不足,并对未来的工作的重点提出自己的看法。

论文目录

• 目录
• 摘要
• Abstract
• 第一章 引言
• 1.1 研究背景及选题
• 1.1.1 LED的照明的特点
• 1.1.2 电源类型
• 1.1.3 BUCK型LED驱动
• 1.2 论文的研究工作
• 1.3 论文的组织安排
• 第二章 恒流LED驱动电路系统设计
• 2.1 系统方案
• 2.1.1 导通方式
• 2.1.2 控制模式
• 2.1.3 次级谐波振荡与COT
• 2.1.4 功率管的实现
• 2.1.5 电流采样的实现
• 2.1.6 开关毛刺处理
• 2.1.7 总体结构
• 2.2 系统验证
• 2.3 总结
• 第三章 芯片设计
• 3.1 芯片整体结构
• 3.1.1 系统框图
• 3.1.2 芯片模块划分及功能说明
• 3.2 芯片主要模块的设计实现
• 3.2.1 高压LDO
• 3.2.2 基准电压和电流偏置
• 3.2.3 PWM/COT双模式时钟产生电路
• 3.2.4 滞回控制电路
• 3.2.5 保护电路
• 3.2.6 其它基本电路单元
• 3.3 芯片全局仿真
• 3.4 芯片版图设计
• 3.5 总结
• 第四章 芯片测试与系统验证
• 4.1 测试电路的设计
• 4.2 芯片测试及系统验证
• 4.2.1 模块电路功能的测试
• 4.2.2 系统功能的测试
• 4.3 总结
• 第五章 结论
• 5.1 本文工作的总结
• 5.2 未来工作的展望
• 参考文献
• 致谢