脉宽调制型白光LED驱动芯片的设计

摘要

在能源和环境问题日趋严重的今天，以高效、节能、环保以及长寿命为主要特点的大功率照明白光LED获得了人们的重视。随着其性能的提高以及生产成本的下降，大功率照明白光LED将逐步取代白炽灯和荧光灯，引发人类照明史上又一次革命。与此同时，大功率照明白光LED驱动集成电路的开发也由于功率LED应用的逐渐普及得到了长足的发展。 本文主要研究脉宽调制型3W照明白光LED驱动集成电路的设计，该电路采用脉冲电流来驱动两个串联的大功率白光LED，通过反馈电路自动调节脉冲电流的占空比，从而使LED上的平均电流维持恒定。整个电路主要由锯齿波发生器、基准源、误差放大器、比较器、滤波器、同相放大器以及输出级功率MOS管组成。此外，在上华5VCMOS工艺基础上进行输出级功率MOS管设计时，研究了用N阱做漏级漂移区来提高MOS管击穿电压的EDMOS结构，模拟结果表明，该结构耐压在16V左右，适合驱动两个串联大功率LED的应用要求。 该芯片采用上华5V0.6μm标准CMOS工艺制造。设计目的是为白光LED提供350mA的平均驱动电流。要求当电源电压变化10％时，大功率照明白光LED上平均电流变化量不超过5％；当环境温度由0℃变化到80℃时，平均电流变化量不超过5％；整个控制电路的电源效率超过80％。 本文共分四章，第一章介绍了大功率照明白光LED的特性以及其驱动电集成路的发展；第二章详细分析了脉宽调制型白光LED驱动芯片的电路设计过程；第三章主要介绍了整个芯片版图的设计过程以及输出级功率MOS管的结构设计；第四章着重于芯片的测试，并对部分测试结果做了具体的分析。

目录

文摘

英文文摘

第一章大功率白光LED驱动电路发展概况

第二章脉宽调制型白光LED驱动芯片的设计

第三章脉宽调制型白光LED驱动芯片的版图设计

第四章脉宽调制型白光LED驱动芯片的测试及分析

第五章总结和展望

参考文献

致谢