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CFL驱动芯片设计

方伟  
【摘要】:功率集成电路(Power IC)主要分为高压集成电路(HVIC)和智能功率集成电路(SPIC)两大支,这是微电子技术和功率电子技术结合的产物。将高压器件和低压器件集成在同一块芯片上的高压集成电路的出现,使功率电路得到简化,在价格、体积、重量等方面都大大减小。高压单片集成方案的应用非常的广泛,在电信、显示驱动、遥控、以及汽车电子等各个领域均得到应用。随着环保意识的增强,国家对节能的要求也越来越高。这两方面的要求促使高压集成电路更进一步的发展。 本课题的目的是设计一款专门用于驱动小功率的紧凑型节能灯(CFL)的半桥驱动芯片。芯片的主要作用是以一定频率的两路信号驱动半桥上下两个功率开关管轮流导通,实现半桥逆变的功能。并通过从高到低的扫频方式来使得半桥谐振架构在负载两端产生高压,起到点灯的功能。芯片主要特点是单片集成低压电源产生电路、控制电路、振荡电路、驱动电路和两个高压功率开关于一体,并具有电源自举功能;复位功能;扫频及扫频时间可控功能;外部调节芯片内部振荡频率功能;二分频实现输出端50%的占空比功能;死区时间调控电路防止两个功率开关管同时导通功能。 本文深入的分析了荧光灯的工作特性,电子镇流器的工作原理。并在建立了节能灯导通前后的近似模型的基础上分析了半桥谐振架构的驱动原理。文中在介绍了芯片内部模块及芯片系统应用方案后详细的介绍了芯片内部的模块设计和仿真结果,包括,LDO, POR,带隙基准,振荡器,扫频控制模块,死区时间控制模块,分频器,高电平位移及驱动模块,接着介绍了本次芯片版图设计及制造所采用的BCD工艺,最后介绍MPW流片后的芯片测试结果。


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