单线三通道LED恒流驱动芯片的研究设计

摘要

为了适应红、绿、蓝三基色LED显示的发展,基于CSMC0.5μm标准工艺库设计了一款单线、三通道LED恒流驱动芯片。该驱动芯片内置时钟发生电路,具有低速(400Kbps)、高速(800Kbps)两种工作模式,使用自动整形转发、脉冲宽度测量、Gamma视觉校正、灰度等级扩展、S-PWM影像增强及恒流驱动等技术以加强芯片的抗干扰能力,提高显示画面的质量,降低LED的光衰。主要研究内容概括如下:　　(1)数字部分电路完成了解码、整形转发、Gamma校正以及PWM信号产生等模块的设计,经FPGA实物验证证实:芯片可以通过一根信号线实现数据的传输;低速模式下芯片的可级联数最高可达512片,高速模式下芯片的可级联数最高可达1024片;数据解码成功、转发正确、实现8Bit到11Bit的灰度扩展、完成Gamma视觉校正、产生的PWM信号准确无误,而且数据的刷新速率大于480±30％Hz/S,符合设计要求。　　(2)模拟部分电路分为芯片启动保护、上电复位、改进型环形振荡器及恒流驱动输出等模块,历经版图设计、寄生参数提取和后仿验证,结果表明:启动保护电路能有效的抑制瞬时电压、泄放尖峰电流;上电复位电路产生的复位时钟宽于2.5μs且不会引起二次复位;环形振荡器输出时钟的频率范围为11.2MHz

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第一章 绪论

§1.1 LED产业的现状与前景

§1.2 课题的提出与研究意义

§1.3 论文的主要研究工作与章节安排

第二章 芯片总述

§2.1 芯片的技术指标

§2.2 芯片的功能框图

§2.3 本章小结

第三章 数字部分电路设计

§3.1 数字模块设计与仿真

§3.2 FPGA实物验证

§3.3 本章小结

第四章 模拟部分电路设计

§4.1 启动保护电路

§4.2 上电复位电路

§4.3 改进型环形振荡器

§4.4 恒流驱动输出模块

§4.5 本章小结

第五章 芯片版图设计

§5.1 数字部分版图设计

§5.2 模拟部分版图设计

§5.3 芯片整体与总版图

§5.4 本章小结

第六章 总结与展望

参考文献

致谢

作者在攻读硕士期间的研究成果