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随着白光LED技术的快速发展,并且由于其高效、节能、环保、寿命长等优点,白光LED将逐渐取代传统的白炽灯、荧光灯,成为新一代的照明光源。但是,由于白光LED的电学参数离散性非常大,市电高达220V的交流电压不可能直接驱动白光LED,因而需要专门的驱动控制芯片来驱动白光LED。
本文设计了一种适合市电驱动的白光LED驱动芯片。该驱动芯片集成500V高压管,采用峰值电流PWM控制模式,通过恒流驱动白光LED,芯片的开关频率可以调整,并且,通过外围电路的改动,可以实现固定频率工作模式以及固定关断时间模式的切换。其中,固定关断时间工作模式,不仅克服了整体电路占空比大于50%的时候,出现谐波振荡的问题,而且保证了LED灯的输入电压调整率。本文设计的白光LED驱动芯片主要包括基准参考源、电压调整器、欠压保护、振荡器、逻辑控制电路、脉宽调制比较器、保护电路模块以及驱动电路等模块。对于子模块电路的设计,则借助设计软件Cadence进行了仿真与分析,各子模块电路的电特性参数均达到设计所需指标,如基准电压源的输出电压精度可高达5mV,两个电压调整器输出精度分别对应为150mV和100mV,驱动电路的上升、下降时间高达30ns,过温保护可实现10℃的滞回控制。整体电路的仿真验证表明,芯片可以稳定工作在固定频率工作模式以及固定关断时间工作模式。同时,该芯片成功实现PWM调光功能以及欠压保护功能。并且,整体电路在两种工作模式下的输入调整比仅为7%和8%。
最后完成本文电路的版图设计,并通过1um5V/40V/500V CMOS工艺进行流片,测试结果表明该芯片成功实现PWM调光功能以及欠压,过温,过流等保护功能,整体电路的工作效率可高达90%,输入电压从交流85V变化到265V,输出电流变化最大仅为10%。并且,其他参数的仿真结果与测试结果基本吻合,电特性参数均达到设计指标。
本文设计了一种适合市电驱动的白光LED驱动芯片。该驱动芯片集成500V高压管,采用峰值电流PWM控制模式,通过恒流驱动白光LED,芯片的开关频率可以调整,并且,通过外围电路的改动,可以实现固定频率工作模式以及固定关断时间模式的切换。其中,固定关断时间工作模式,不仅克服了整体电路占空比大于50%的时候,出现谐波振荡的问题,而且保证了LED灯的输入电压调整率。本文设计的白光LED驱动芯片主要包括基准参考源、电压调整器、欠压保护、振荡器、逻辑控制电路、脉宽调制比较器、保护电路模块以及驱动电路等模块。对于子模块电路的设计,则借助设计软件Cadence进行了仿真与分析,各子模块电路的电特性参数均达到设计所需指标,如基准电压源的输出电压精度可高达5mV,两个电压调整器输出精度分别对应为150mV和100mV,驱动电路的上升、下降时间高达30ns,过温保护可实现10℃的滞回控制。整体电路的仿真验证表明,芯片可以稳定工作在固定频率工作模式以及固定关断时间工作模式。同时,该芯片成功实现PWM调光功能以及欠压保护功能。并且,整体电路在两种工作模式下的输入调整比仅为7%和8%。
最后完成本文电路的版图设计,并通过1um5V/40V/500V CMOS工艺进行流片,测试结果表明该芯片成功实现PWM调光功能以及欠压,过温,过流等保护功能,整体电路的工作效率可高达90%,输入电压从交流85V变化到265V,输出电流变化最大仅为10%。并且,其他参数的仿真结果与测试结果基本吻合,电特性参数均达到设计指标。