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具有环境温度补偿功能的白光LED驱动芯片的研究与实现

作　者: 刘振一
导　师: 沈绪榜；邹雪城
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环境温度补偿低阈值比较器欠压保护
分类号: TN312.8
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
下　载: 230次
引　用: 1次
阅　读: 论文下载

内容摘要

白光LED(Light Emitting Diode,发光二极管)由于具有发光强度大、效率高、体积小、寿命长等优点,在电子消费产品照明和背光中是最受欢迎的选择,但是允许流过白光LED的电流受温度影响非常大。传统的白光LED驱动芯片设计,必须考虑高温情况下白光LED的安全性而将其输出电流限制在足够低的值。针对该问题,本文设计了一款具有环境温度补偿电路的白光LED驱动芯片,能够按照白光LED电流的温度特性曲线,动态地调节驱动芯片的输出电流,从而保证了芯片在全工作温度范围内输出最大的电流值,因此可以用较少的白光LED来实现同样的亮度,降低了应用方案的成本,而且高温时LED不会因为驱动电流过大而损坏,提高了可靠性。本文首先搭建了芯片的整体构架,采用了便携式应用的首选,电感式升压转换器来驱动白光LED,芯片采用了电流模式PWM控制方式,环境温度补偿技术,从而提高了芯片的快速性,可靠性,经济性和适用性。接下来,对芯片中的三个主要子模块——环境温度补偿电路、170mV比较器电路和欠压保护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。最后,利用HSPICE仿真工具对芯片进行了全局仿真:芯片工作在1 MHz的频率下,最多能驱动7个LED,工作电流为25 mA,最高的转换效率可达到86%,低压下能利用欠压保护电路及时保护芯片,能够实现Analog和Direct-PWM亮度调节功能,仿真结果表明设计的芯片达到了预期的要求。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-7
1 绪论  7-13
  1.1 课题背景  7-9
  1.2 国内外研究动态  9-11
  1.3 课题目标及研究意义  11-12
  1.4 论文结构和主要内容  12-13
2 芯片整体设计  13-23
  2.1 设计方案的选择  13-16
  2.2 芯片规格定义  16-17
  2.3 芯片拓扑结构的优化  17-21
  2.4 芯片采用工艺介绍  21-23
3 关键子模块设计  23-49
  3.1 环境温度补偿电路  23-36
  3.2 170mV 比较器电路  36-42
  3.3 欠压保护模块  42-49
4 芯片全局仿真及分析  49-59
  4.1 典型应用电路  49-50
  4.2 外部元件选择  50-53
  4.3 全局性能仿真及分析  53-59
5 结论与展望  59-61
致谢  61-62
参考文献  62-64

具有环境温度补偿功能的白光LED驱动芯片的研究与实现

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