一种高性能反激式LED驱动芯片的设计

摘要

照明光源的发展必将顺应时代的发展,当今世界的两大课题能源和环保,指明了照明光源的发展方向。LED灯具具有高光效和无污染的特点,使得 LED照明具有良好发展前景。然而,不同于白炽灯的直接交流驱动,LED要求高性能的电源进行驱动,LED驱动电源的研究与开发的深度,直接决定了商家在在照明市场的竞争力。
　　基于上述问题,顺应时代的潮流,本文设计了一种高性能的LED电源驱动芯片。本文设计的芯片输入电压是85V~265V的交流电压,具有较宽的输入电压范围,同时应用很方便。芯片采用离线式输出,提高了安全性。本芯片的主要功能是实现输出电流恒定和功率因数校正,芯片通过对原边电流的采样,同时进行输出恒流控制和功率因数校正控制,精简了控制环路,降低了芯片成本。芯片的设计指标要求输出电流平均值恒定,功率因子在0.95以上。
　　在芯片的设计过程中,通过对常见LED驱动电路和开关电源拓扑的分析,确定了芯片的应用电路。对电路控制方式的分析,明确了芯片的环路布局,进而确定了芯片的整体结构。接下来确定了芯片的一些主要性能指标。根据以上工作,开始对芯片子模块进行设计。本文详细分析了一下几个模块电路:高性能带隙基准电压源、基准电压电路和欠压封锁电路。这些模块为芯片的工作提供基准和保护,要求较高的性能,通过理论分析与仿真验证,确保电路功能正确并尽可能的提高电路的性能。
　　接下来,联合芯片外围电路对芯片进行仿真验证,并对以上几个子模块在联合仿真中的工作状态进行了分析,最后对芯片的进行了功能性仿真,验证了芯片具有恒定输出电流和功率因数校正的功能。

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第一章 绪 论

1.1 课题背景和研究意义

1.2 发光二极管LED

1.3 国内LED驱动电源发展

1.4本论文的结构安排

第二章 LED驱动电路

2.1 常见的LED驱动电路

2.2 常用的开关电源拓扑及工作原理

第三章 芯片工作原理及整体结构

3.1 恒流输出控制

3.2 功率因数校正（PFC）

3.3 零电流检测控制

3.4 输出恒流与PFC环路

3.5 芯片整体结构

第四章 芯片模块电路设计

4.1 带隙基准电压源模块

4.2 基准电压模块

4.3 欠压封锁模块

第五章 整体电路仿真与分析

5.1 片内电源仿真

5.2 芯片恒流和PFC的功能仿真

第六章 总 结

致谢

参考文献

硕士期间取得的研究成果