宽电压输入350mA恒流LED驱动微模块设计

摘要

现今，经济发展对能源的需求越来越大，人们在不停的寻找新能源发展可再生能源的同时，也在通过各种技术手段发展低碳经济提高能源利用效率。LED的出现则是追求高效节能思想在照明领域的一次典型体现。作为一种新的发光器件， LED的电学与光学特性要求其必须在特定的电气条件下，才能正常工作并提供相应的产品功能。LED驱动电路是LED产品的技术核心和品质保障所在。发展LED驱动电路，提供更高效率，更高可靠性的产品是业界不懈的追求。
　　本文从LED出发，探究了LED在现代照明中举足轻重的地位，以及发展LED驱动芯片的重要性。以部分公司的发展为例，概括了国内外的发展状况和我国在半导体集成电路方面的重视。
　　随后从理论层面出发，阐述了LED驱动电路的设计原理。根据LED的基本光学特性与电学特性，概括了LED正常工作对驱动电路的基本要求。包括，电流的稳定性，可调性，安全性，可靠性。针对LED恒流电路设计方式进行了对比，电阻限流式，线性调整器和开关调整器等拓扑结构，分析了它们各自的优点和缺点。对开关调整器的Buck，Boost，Buck-Boost等，尤其是浮动的Buck型LED驱动结构做了详细说明。对LED驱动电路必须的各种保护机制的必要性及其设计思路和原理进行了分析，包括欠压保护，过压保护，热保护，开路保护，短路保护。部分保护功能设计了迟滞特性。对多种调光方法进行了比较。特别是模拟调光，PWM调光。通过说明LED驱动芯片应用的复杂性以及由此带来的问题，阐述了LED驱动电源μModule解决方案的必要性和明显优势。
　　在上述理论分析的基础上，以0.5μm BCD工艺平台，设计了一款Buck型恒流LED驱动电路，输入电压6V~60V，典型输出电流350mA，且输出电流可调，具有欠压保护，过压保护，过温保护，开路保护与短路保护功能。可进行模拟调光与PWM调光。
　　经仿真验证，达到了预期的设计目标。

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第一章 绪 论

1.1 课题研究背景

1.2 国内外研究现状和发展趋势

1.3 课题研究意义

1.4 本论文的结构安排

第二章 LED驱动原理

2.1 LED对驱动电路的基本要求

2.2 LED驱动常用拓扑结构

2.3 LED驱动的保护机制

2.4 LED调光

2.5 软启动

2.6 模块化封装

2.7 本章小结

第三章 宽电压输入350mA恒流LED驱动微模块的电路设计

3.1 系统构架

3.2 子模块设计

3.3 本章小结

第四章 仿真结果与分析

4.1 子模块仿真

4.2 系统仿真

4.3 本章小结

第五章 结论

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间取得的成果