【摘 要】
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白光LED作为LCD的背光源应用越来越广泛,LCD面板的尺寸越大,背光LED所需要的驱动电压越高,其驱动电路也随着LCD面板尺寸的增大而不断发展。为了满足驱动器在不同场景下的应用需求,特别是在高占空比下具有一定的电流输出能力,驱动器需具备动态斜坡补偿功能。基于峰值电流模升压的开关电源,本文针对高占空比下系统环路不稳定和带载能力下降的问题开展研究。首先,针对背光驱动的应用综述了驱动芯片的发展状况,介
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白光LED作为LCD的背光源应用越来越广泛,LCD面板的尺寸越大,背光LED所需要的驱动电压越高,其驱动电路也随着LCD面板尺寸的增大而不断发展。为了满足驱动器在不同场景下的应用需求,特别是在高占空比下具有一定的电流输出能力,驱动器需具备动态斜坡补偿功能。基于峰值电流模升压的开关电源,本文针对高占空比下系统环路不稳定和带载能力下降的问题开展研究。首先,针对背光驱动的应用综述了驱动芯片的发展状况,介绍了升压型驱动器在不同工作模式和控制方式下的工作过程。其次,对升压型驱动器的各模块进行小信号建模,推导出电流环路和电压环路的增益表达式,并对环路的稳定性进行分析。根据该表达式和斜坡补偿的基本原理设计了符合指标要求的斜坡补偿电路,使驱动器在不同占空比条件均能正常工作,在高占空比也具有一定的电流输出能力,无次谐波震荡。同时,PWM转模拟的调光方式使驱动器实现了宽调光频率和高调光精度。此外,为了提高LED背光源的稳定性,驱动器集成了软启动、欠压保护、过压保护、峰值限流保护以及短路保护等功能。然后,通过Cadence仿真验证了电路的各项功能和性能,并开展了版图设计。最后,搭建了测试环境,对成功流片的升压型驱动芯片进行了测试。测试结果表明,驱动器的最大输出电压可达90V,可同时驱动30颗白光LED,最大输出电流达到200m A,负载调整率为0.027%,在86.5%的高占空比条件下依然可以实现100mA的电流输出。
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