LED驱动芯片可控硅调光电路研究与设计

摘要

被称为第四代照明技术的LED发明是人类照明史上一次历史性飞跃,是人类解决能源短缺和过度消耗的重要途径之一。LED已经广泛用于各种电子设备的照明系统,特别是手机、pad等小型设备。LED产业的快速发展也加速了调光产业的进步。调光技术不仅可以进一步节约能源,延长LED的使用年限,而且能够提高视觉效果,改善生活质量。可控硅调光自60年代开始出现,在近半个世纪以来一直主宰着整个照明调光领域。其以高兼容性,低成本,小体积,操作简便等优点深得消费者青睐。
　　本文以可控硅调光为研究对象,设计了一款LED驱动芯片的调光相关电路。分析和对比了目前国内外比较流行的调光技术及其各自的优缺点,并重点分析了可控硅调光技术,最终确定采用可控硅调光为本芯片的调光方案。为了解决可控硅调光时出现的闪烁现象,本文设计了泄放通路和有源阻尼网络。为了实现光亮度可控,设计了相位控制电路,通过测量可控硅切相角大小以及将其转化为控制LED的平均电流的量。芯片的输入电压范围宽,可实现自供电。采用降压型反激式变换器作为本设计的LED驱动芯片外围拓扑;新颖的控制算法实现精确恒流,省去了复杂的控制环路补偿,减小了外部元件的使用,提高了效率。
　　本文对设计的LED驱动器中几个关键模块进行了详细的分析和功能验证。其中包括供电电路,带隙基准电压源,过零检测,相位测量等模块。采用TSMC0.5um BCD工艺,利用cadence、hspice软件对电路进行设计与功能验证。结果表明本文设计的带可控硅调光功能的LED驱动芯片符合设计要求,无闪烁调光范围达到4％-100％。

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第一章 绪 论

1.1 LED照明简介

1.2 LED调光技术的研究意义

1.3 可控硅调光简介

1.4 本论文各章节安排

第二章 可控硅调光技术

2.1 国内外调光方式

2.2 可控硅调光

2.3 可控硅调光优势

2.4 可控硅调光面临的问题

2.5 本文设计的可控硅调光原理

2.6 本章小结

第三章 芯片内部调光电路研究与设计

3.1 可控硅调光要求

3.2 可控硅调光无闪烁电路设计

3.3 可控硅调光相位控制及相关电路设计

3.4 本章小结

第四章 可控硅调光电路功能仿真与验证

4.1 可控硅调光电路功能仿真与验证

4.2 本章小结

第五章 总结

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间取得的成果