近年来,白光LED以其高发光效率、长使用寿命等优势逐渐成为首选的液晶背光源,广泛的应用于各种尺寸的显示屏上。白光LED驱动芯片是整个背光系统的关键组成部分。随着便携式电子设备的广泛普及,人们对LED驱动芯片的驱动能力、输出效率、调光性能等都提出了更高的要求。本文结合便携式电子设备的背光需求,设计了一种可快速调光的高效升压型白光LED驱动芯片。设计基于3通道恒流架构,采用异步峰值电流模式Boost开关电源转换器完成电压预调节,并使用3路恒流源完成对每串LED电流的精准调节。文中采用电路平均法完成电压模式和峰值电流模式的建模分析,基于分析结果设计了Type II型补偿网络完成系统补偿,并采用电容倍增技术完成了大补偿电容的片上集成,有效节省了芯片面积,实现了片内补偿。调光方面,系统采用直接PWM调光方案,做到白光输出无色偏,并采用了一种即时恢复技术,相比于传统关断环路的调光方式,其在调光关断区间内采样保持关断前状态,在调光开启区间可快速恢复到原系统状态,从而实现快速调光。文中对芯片的功耗进行了详细分析,完成了系统功耗的理论估算,对比分析了理论功耗与实际功耗。系统采用最小反馈电压选择的恒流驱动方案,相比于传统固定输出电压恒流驱动方案,其在保证各通道LED正常工作的前提下有效的降低了系统功耗。同时采用了复用恒流源MOS调光、可变参考电压设置等方式进一步降低恒流源功耗,从而提升系统效率。软启动方面,芯片针对LED负载的特殊性,提出了一种基于恒流源调节的LED电流软启动方案,有效解决了LED导通瞬间的电流过冲问题。本文设计的芯片采用CSMC 0.25μm 40V BCD工艺,基于Cadence Spectre仿真器完成模块和系统仿真。芯片输入电压范围为2.7V-5V,最大输出电压为36V,可同时驱动3串每串10颗白光LED,每通道提供最高30mA驱动电流。芯片在5V输入电压、60mA总负载电流下实现最高91.6%的输出效率。同时芯片在120Hz调光频率下实现最大2000:1的高调光比。芯片同时集成欠压锁定、过压保护、过温保护、过流保护等多种保护电路,有效提高了芯片工作的可靠性。仿真结果表明,芯片功能及性能指标均达到设计要求。参与完成芯片版图设计,芯片面积为1501um×1310um。