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Boost开关电源型白光LED驱动芯片的研究与设计

作　者: 张兢
导　师: 沈绪榜
学　校: 华中科技大学
专　业: 模式识别与智能系统
关键词: 白光发光二极管驱动芯片开关电源脉宽调制斜坡补偿
分类号: TN312.8
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
下　载: 512次
引　用: 1次
阅　读: 论文下载

内容摘要

作为小尺寸液晶显示屏首选背光源的白光发光二极管,在手机、数码相机等便携电子设备上得到日益广泛的应用。而白光LED(Light Emitting Diode,发光二极管)驱动芯片,作为白光LED背光照明系统中的关键组成部分,其电路设计面临严峻挑战。这是因为目前便携电子设备小型化的趋势要求白光LED驱动芯片具备高效率、高可靠性和高功率密度等特点。本文首先系统地研究了现有的白光LED驱动芯片设计技术,从中总结出三种不同的LED驱动设计方案。然后根据课题的设计要求选择了基于Boost DC/DC开关电源原理的驱动方案,并结合方案所涉及到的关键技术对芯片整体架构进行了设计。接下来,对芯片中的三个主要子模块——带隙基准源电路、斜坡补偿电路和数字接口电路的设计进行了详细讨论,并利用HSPICE仿真工具结合UMC 0.6μm BCD工艺库对所设计电路进行了仿真验证。在带隙基准电路的设计中,成功实现了一种新颖的带隙核结构,从而简化了电路架构,并同时达到了较高的电气性能;在斜坡补偿电路的设计中,创造性地提出了一种动态斜坡补偿电路,利用该电路可以简单有效地解决Boost DC/DC中容易出现的过补偿问题;数字接口电路的引入,使得所设计的白光LED驱动芯片具有数字调光功能,和传统PWM调光相比,该功能的实现能有效降低处理器的功耗。最后,建立了典型应用电路,在选取合适的外部器件模型的基础上,用HSPICE对芯片进行了全局仿真。结果表明:在典型应用条件下,芯片启动时间在300μs以内,在10～40mA驱动电流范围内电源转换效率可达80%以上,能实现数字亮度调光和PWM调光功能,芯片的主要电气性能基本达到预期指标要求。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-8
1 绪论  8-17
  1.1 课题背景  8-10
  1.2 技术研究现状和发展趋势  10-15
  1.3 课题目标及研究意义  15
  1.4 论文结构和主要内容  15-17
2 芯片整体设计  17-28
  2.1 设计方案的选择  17-20
  2.2 设计方案所涉及的几个关键技术  20-25
  2.3 芯片规格定义  25-28
3 关键子模块设计  28-52
  3.1 带隙基准电路  28-34
  3.2 斜坡补偿电路  34-40
  3.3 数字接口电路  40-49
  3.4 其他子模块的设计  49-52
4 芯片全局仿真及分析  52-61
  4.1 典型应用电路  52
  4.2 外部元件选择  52-56
  4.3 全局性能仿真及分析  56-61
5 结论与展望  61-62
致谢  62-63
参考文献  63-66
附录1 攻读硕士期间发表的论文  66

Boost开关电源型白光LED驱动芯片的研究与设计

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