采用迟滞电流控制的低EMI、大功率LED驱动器的设计

摘要

随着大功率LED普遍在灯光装饰和照明中的普遍使用,功率型LED驱动显得越来越重要。驱动大功率LED需要解决降压、调光和恒流问题,还要有比较高的的转换效率、较小的体积、能长时间工作、较低的成本、电磁干扰和功率因素等问题。在LED照明领域，要体现出LED节能和长寿命等特点，选择合适的驱动器至关重要，没有好的驱动器的匹配，LED照明的优势无法体现。
　　本文首先介绍了LED的发展、结构、特性及应用领域，之后详细分析了各种常见LED驱动电路的原理、优缺点及应用，根据系统设计指标的要求，提出了整体电路的设计架构，结合整体电路的功能完成了四个关键子模块的设计，包括给芯片内部模块供电的LDO、过温保护、扩频及功率管栅极驱动控制电路。在详细分析子电路的工作原理的基础上，运用Hspice仿真软件对子电路进行了功能验证和性能参数的仿真。芯片采用高压BiCMOS工艺，内置了功率管，系统设计采用迟滞电流控制(HCC)模式：1.很快的瞬态响应速度，使芯片可以达到很高的调光比；2.高可靠性，不需要补偿；3.高电流精度，在很宽的电源输入范围内，输出电流精度控制在5％以内。优化后的芯片效率高达97%以上，可通过复用DIM引脚同时实现模拟调光和数字调光，芯片输出端未采用电解电容，大大提高了驱动器的寿命。芯片采用了扩频技术降低了芯片的EMI干扰，内置了欠压和过温保护以确保芯片的正常工作。
　　最后，对整体电路的功能和性能进行了仿真验证。论文还介绍了工艺相关内容，并对电路进行了版图设计。通过整仿表明，芯片各项功能和性能指标良好，达到预期设计要求。

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第一章 引言

1.1研究背景和意义

1.2国内外研究动态

1.3 本课题要达到的目的

1.4本文所做的工作

第二章 LED驱动的原理与整体结构设计

2.1 LED照明简介

2.2 LED驱动的基本分类与特点

2.3芯片的工作原理及特点

2.4芯片的整体结构设计

第三章 子电路模块设计与仿真

3.1 Regulator模块

3.2功率管驱动模块

3.3 扩频功能模块

3.4 过温保护模块

第四章 整体电路仿真及版图设计

4.1 启动过程

4.2 正常工作过程

4.3 调光过程

4.4 典型性能仿真

4.5 工艺和版图设计

第五章 结论

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间取得的研究成果