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《电子科技大学》 2007年
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基于对数调光驱动LED的高效电荷泵电路研究

明鑫  
【摘要】: 便携式设备的广泛应用,将对电源管理形成大量新的需求。其中电荷泵由于没有磁性元件,外部元件少,易于设计,PCB面积小,效率高和成本低等特点在中低功率应用中倍受欢迎。 本文分析设计的一种低噪声、恒频电荷泵DC/DC转换电路源于和境外公司的横向合作项目。它采用0.5μm标准CMOS工艺制成,使用1.5X转换比率来提高效率,同时系统采用线性调节模式有效降低了输出电压纹波。当输入电压范围为2.7V~5.5V时,每个LED驱动输出端可提供的最大电流为20mA。该驱动电路借助简单串行控制接口使能整个芯片和设置LED的驱动电流,使之具有32阶对数调光功能,达到LED亮度近似线性变化的效果。此外,芯片自身还具备热保护系统,当任何一个输出端口出现短路现象时芯片将被关断;内置的软启动电路防止了启动阶段额外的浪涌电流;关断模式下,静态电流小于1μA。 基于1.5X电荷泵的拓扑结构,本文首先分析了整体电路工作过程和基本参数,然后根据线性(Linear)模式和跳周期(Skip Cycles)模式各自优缺点以及芯片恒流输出要求,选用线性调制模式进行了电路的整体结构设计。在子电路分析设计中,主要从工作原理、参数计算方法以及仿真结果三方面分别介绍了带隙基准电压源、热保护电路、误差放大器和软启动(其中对误差放大器所处系统环路的稳定性进行了详细叙述)。 在电荷泵原理分析和子电路设计基础上,运用HSPICE仿真软件对整体电路的关键性指标进行了仿真,仿真结果表明芯片的功能和重要性能指标均达到设计要求。
【学位授予单位】:电子科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:TM46

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