电流型白光LED驱动芯片设计与电路优化

论文摘要

电源管理产品广泛地应用于整个电子行业，是电子产品必不可少的组成部分之一。本文设计实现了DCM-CPM型的升压开关电源芯片，其输出电压和驱动能力满足设计要求。在DCM-CPM型开关电源电路设计中，本文结合PWM控制模式以及峰值电流控制环调节等理论给出设计依据，并根据功能需求进行了电路的总体结构设计和子电路设计。重点分析了电压基准源电路和跨导运算放大器（OTA），简要介绍了其他模块的电路结构和仿真波形。提出将遗传算法引入电路设计中，程序运算结果和仿真结果基本吻合，实现典型结构的模拟电路的电路级自动生成。该芯片采用标准的CSMC 0.6μm CMOS工艺，输入电压范围为2.6V～5V，输出电流为16mA。芯片设计了温度性能良好的电压基准源电路，工作温度范围为-40℃至100℃，温度系数为4ppm/℃。在完成电路结构设计的基础之上，应用EDA软件Cadence Spectre对各个子电路模块和整体电路进行了仿真，仿真结果均达到或优于预定指标，验证了设计理论。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 白光 LED特性
• 1.3 白光 LED驱动方式
• 1.4 本文研究的工作简介
• 第二章 Boost驱动电路的开关网络分析
• 2.1 开关电源
• 2.1.1 开关电源的基本构成
• 2.1.2 开关电源的分类
• 2.2 Boost电路升压原理
• 2.2.1 Boost变换器
• 2.2.2 电流控制型的原理
• 2.3 开关网络平均模型法
• 2.3.1 DCM—boost型开关变换器建模
• 2.3.2 DCM—Boost变换器的Pspice仿真
• 2.4 控制电路建模
• 第三章 遗传算法在电路设计中的应用
• 3.1 传统算法与遗传算法的比较
• 3.2 生物进化理论和遗传学的基本知识
• 3.3 模拟电路的特点及建模
• 3.3.1 运放的性能方程式
• 3.4 遗传算法建模及程序设计
• 3.4.1 基因编码方式
• 3.4.2 遗传算法策略
• 3.4.3 程序设计平台
• 3.5 运算结果及模拟仿真
• 3.5.1 二进制编码结果仿真
• 3.5.2 实数制编码结果仿真
• 3.6 结论
• 第四章 电路设计及仿真
• 4.1 参考电压源
• 4.1.1 带隙基准电压源的原理
• 4.1.2 低压基准源的原理与设计
• 4.1.3 本文设计的低压基准源
• 4.2 振荡器
• 4.2.1 环形振荡器
• 4.2.2 环形振荡器的偏置
• 4.2.3 振荡器仿真波形
• 4.3 电压比较器
• 4.3.1 电压比较器的主要性能
• 4.3.2 本文比较器
• 4.3.2.1 PWM比较器
• 4.3.2.2 过流保护比较器
• 4.4 运算放大器
• 4.4.1 直流参数
• 4.4.2 交流参数
• 4.4.3 电流检测放大器
• 4.4.4 误差放大器
• 4.5 其他模块
• 4.5.1 数字逻辑
• 第五章 电路总体性能仿真
• 5.1 仿真方法及流程
• 5.1.1 仿真方法
• 5.1.2 仿真波形
• 第六章 总结
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文