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本文针对电视、显示器背光、太阳能LED路灯等需要大功率输出及高驱动电压的应用场合,采用PFM双环控制技术解决了Boost开关电源固有的稳定性问题,设计了一款高效率、多负载及具有多种保护功能的大功率PFM升压型驱动芯片。 论文设计了外部电压反馈、内部电流控制的PFM控制电路结构,实现了稳定的无需谐波补偿的Boost开关电源结构,提高了芯片转化效率;提出用负载电容等效串联电阻的电压突变特性控制功率管输出的方法,实现了PFM的工作模式,达到电流的精确控制;采用延时控制模块对输出电平进行监测,实现了功率管的最长导通时间和最短关断时间的设计,解决了峰值电流检测和输出电流检测异常引发的器件故障及LED无法正常工作的问题。正端双输入放大器实现了模拟直流0.5V~2.4V调光和PWM调光模式;针对大电流输出的要求,采用功率MOS管外置,解决了大电流带来的散热问题;芯片还内置过压保护、过温保护及欠压保护等基本保护功能,通过设计零电压比较器实现了OVP引脚及输出短路的保护,保证了芯片工作的安全可靠。 本文阐述了芯片的典型应用及其工作原理,给出了外围器件的选择方法。对电路进行了设计、仿真以及版图的制作,并结合成本、散热等方面的考虑选择了性价比合理的SOP-8封装。产品在输入电压为5V~100V的范围下合理设置器件参数,可以根据负载LED个数能自动调整输出电压,提供2A以上的驱动电流,工作效率可以达到90%以上。测试结果达到预期,市场前景良好。