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《杭州电子科技大学》 2010年
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9W白光LED恒流驱动芯片设计

严叶挺  
【摘要】: 半导体固体照明光源作为第四代照明光源,以其高效、低耗、环保、体积小、使用寿命长等特点得到了越来越多的重视。随着高亮度大功率照明白光LED性能的提高和制造成本的降低,大功率照明白光LED开始从小范围照明、背光照明、装饰用灯等领域向道路照明、隧道照明等照明领域延伸。大功率照明白光LED正渐渐地取代白炽灯、荧光灯等传统光源的应用领域。基于大功率白光LED特殊的电学和光学特性,需要专用驱动电路才能正常工作。随着功率型LED使用的增加,相应的驱动集成电路的研发需求也随之增加。 本文设计了一款大功率白光LED双路串联恒流驱动芯片。该芯片能够在一定的温度变化和电源电压波动的情况下为两路大功率白光LED提供恒定的电流。 设计的电路主要包括控制模块和功率驱动模块。控制模块主要包括带隙基准电压源、取样反馈电路、控制电路三个部分,其中带隙基准电压源产生的基准电压作为取样反馈电路的检测电压和参考电压,取样反馈电路反馈输出电流的变化信息,并通过控制电路抑制输出电流的变化,使电流保持恒定。功率驱动模块是本次设计电路中最重要的部分,本课题对三种功率管输出结构进行了比较,最后采用蛇形栅结构作为输出功率管的设计结构,避免了网格栅容易发生雪崩击穿的缺点,并减小了芯片占用面积。该芯片电路实现了控制电路和功率器件的兼容。 设计采用无锡华润上华0.5μm混合信号双层多晶硅三层金属工艺,驱动电路采用双电源供电和大功率白光LED双路串联连接设计,仿真结果表明芯片的电源转换效率达到87.5%,在电源电压在10%的变化范围输出的驱动电流变化率为4.6%,温度在0℃~100℃范围内变化时输出驱动电流的变化率为3.8%,两路输出电流可以达到较好的匹配。设计的芯片可用于手机背光照明、手电照明等通用照明和便携式照明产品中。通过基本方案的优化改进,可以实现过热、过压及ESD保护功能。
【学位授予单位】:杭州电子科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:TN312.8

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